tiểu luận ứng dụng của nấm men saccharomyces cerevisiae trong sản xuất bánh mì

S phát tri n và hoự ể ạt động trao đổi chất của nấm men trong thực phẩm có nh ng ữ ảnh hưởng khác nhau, phục vụ cho các mục đích sản xuất và chế ế bi n thực phẩm.Nấm men là tác nhân sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-   

-TIỂU LUẬN

Đề tài:

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên th c hiự ện:

MSSV:

Môn h ọc:

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

I GIỐ NG N M MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE 4 Ấ 1 C ấu t o t bào n ạ ế ấm 4

2 Đặc điểm của nấm men Saccharomyces cerevisiae 5

3 Sinh s n c ả ủa nấm men 5

II NHỮ NG NHÂN T ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH C A N Ố Ủ ẤM MEN 5

1 Nhi ệt độ 5

2 Oxy hòa tan - độ hiếu khí 5

3 pH của môi trường 6

4 Rượu etylic 6

III CÔNG NGH S N XU Ệ Ả ẤT MEN BÁNH MÌ 7

1 Vai trò của nấm men trong s n xu t bánh mì ả ấ 7

2 Các lo i n m men tham gia s n xu t bánh mì ạ ấ ả ấ 7

3 Công ngh s n xu t men bánh mì ệ ả ấ 8

4 Yêu c u ch ầ ất lượ ng c a men bánh mì ủ .10 TÀI LIỆ U THAM KH O 11 Ả

LỜI M Ở ĐẦU

được phát hi n trong nh ng bình gệ ữ ốm có niên đại hàng nghìn năm trước Theo s phát triự ển của thời đại, càng ngày càng có nhi u s n ph m lên men xu t hi n trong cu c s ng c a con ề ả ẩ ấ ệ ộ ố ủ người, đặc biệt là trong các loạ ồ ối đ u ng và thực phẩm chế biến

Trong hàng nghìn năm, các quá trình lên men được th c hiự ện ở mức quy mô th công trong ủ từng gia đình hoặc nhà thờ Khi đó, con người không lý giải được tác nhân lên men Đến giữa th kế ỷ XIX, nhà khoa học Louise Pasterur đã phát hiện và giải thích được quá trình

thiện, chiếm tỷ ọng l n trong n n kinh t c a nhi u qutr ớ ề ế ủ ề ốc gia, trong đó có Việt Nam Lên men là s ự chuyển hóa cacbonhydrat và các h p ch t hợ ấ ữu cơ khác thành những ch t mấ ới dưới tác d ng c a enzyme do vi sinh vụ ủ ật gây ra, trong đó có nấm men S phát tri n và hoự ể ạt động trao đổi chất của nấm men trong thực phẩm có nh ng ữ ảnh hưởng khác nhau, phục vụ cho các mục đích sản xuất và chế ế bi n thực phẩm

Nấm men là tác nhân sinh ra các s n ph m có lả ẩ ợi cho đời s ng kinh t c a xã hố ế ủ ội loài người,

Bánh mì là m t thộ ực phẩm quen thuộc đối với người dân Việt Nam nói riêng và người dân trên toàn th gi i nói chung Hiế ớ ện nay, bánh mì đượ ảc s n xu t v i sấ ớ ố lượng l n, mùi v và ớ ị hình d ng phong phú M t trong nh ng y u t chính quyạ ộ ữ ế ố ết định mùi v và hình dáng bánh ị

mì chính là men bánh Và men bánh mì - s n phả ẩm của vi sinh v t thậ ực phẩm chính là ch ủ

đề em muốn tìm hiểu trong tiểu luận này

I GIỐNG N M MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE Ấ

1 C ấu t o t bào n m ạ ế ấ

- Tế bào n m men Saccharomyces cerevisiae có d ng hình cấ ạ ầu hay hình tr ng, có kích ứ thước trung bình ((8 - 10) x (4 - 6)) µm

- Thành tế bào

o Thành tế bào là l p màng bao b c, b o v hình thái t bào ớ ọ ả ệ ế

o Thành phần: c u t o t ấ ạ ừ các polymer, phổ ế bi n là - 1,3 -, - 1,4 và - 1,6   –  – glucan, mannan, galactan và chitin

- Màng tế bào ch t ấ

o Là l p màng photpholipid kép bao b c toàn b các thành ph n bên trong t bào, ớ ọ ộ ầ ế

o Thành phần: protein (50%), lipit (20%), còn lại là polysaccarit

o Điều tiết quá trình trao đổi ch t giấ ữa tế bào và môi trường bên ngoài

- Nguyên sinh chất

o Là toàn bộ ph n d ch th bên trong màng t bào ch ầ ị ể ế ất

o Thành phần chính là nước, lơ lửng trong nguyên sinh ch t có các bào quan ấ (màng lưới nội tế bào chất, riboxom, nhân, plasmid, túi golgi ) và các thể vùi

dự trữ (không bào, gi t chọ ất béo, không bào )

o Điều hòa việc hấp thụ chất dinh dưỡng vào t bào ế

o Tính ch t c a nguyên sinh ch t phấ ủ ấ ụ thuộc tr ng thái l a tuạ ứ ổi và điều ki n nuôi ệ cấy t bào ế

▪ Tế bào tr , nguyên sinh ẻ chất có cấ ạo đồu t ng nhất hơn, độ nh t thớ ấp hơn

▪ Tế bào càng già, c u t o h t xu t hi n càng nhi u, không bào, các th vùi ấ ạ ạ ấ ệ ề ể xuất hiện

- Riboxom: cơ quan sinh tổng hợp protein cho tế bào

- Ty thể: cơ quan tổng hợp năng lượng sinh học cho tế bào, thường ở dạng ATP

- Không bào:

o Hình cầu ho c hình tr ng ặ ứ

o Chỉ có tế ở bào trưởng thành hoặc tế bào già

o Mỗi tế bào có th có nhi u không bào ể ề

o Trong không bào ch a ch yứ ủ ếu là nước, m t vài enzyme th y phân và m t s ộ ủ ộ ố sản phẩm trao đổi ch t ấ

- Túi Golgi:

o Dạng túi r ng g p nhi u n p ỗ ấ ề ế

o Tham gia vào quá trình đào thải các s n phẩm trao đổi ch t của tế bào ả ấ

- Nhân tế bào

o Hình tròn hoặc hình b u dầ ục, được bao bọc bởi màng nhân

o Trong nhân là dịch nhân chứa một thể r n g i là h ch nhân hay nhân con ắ ọ ạ

o Nhân quyết định tính di truyền và tham gia điều khi n m i hoể ọ ạt động sống của

tế bào

o Hình dạng và kích thước của nhân thay đổi phụ thuộc vào tu i và tr ng thái ổ ạ sinh lý của t bào ế

▪ Trong các tế bào đang hoạt động mạnh, nhân có kích thước khá lớn

- Nấm men Saccharomyces cerevisiae có kh ả năng sử ụng đườ d ng glucose, galactose, sacchaarose, rafinose, maltose, rượu ehtanol, glycerol như nguồn cacbon, sử dụng axit amin và muối amon như nguồn nito

3 Sinh sản của nấm men

- Sinh sản bằng phương pháp nảy ch i ồ

- Trong quá trình sinh s n, t ả ế bào trưởng thành mọc ra ch i nh Ch i l n d n v kích ồ ỏ ồ ớ ầ ề thước Khi kích thước ch i b ng kho ng 1/2 t bào mồ ằ ả ế ẹ, vách ngăn liền l i, phân chia ạ thành t bào m và tế ẹ ế bào con độ ậc l p T bào con d n tách kh i t bào mế ầ ỏ ế ẹ (hoặc

đứng sát nhau nhưng sống độ ập v i nhau) Tại v trí nảy chồi trên tế bào mẹ lại l ớ ị để vết sẹo

- Trong môi trường cấy sục khí và khuấy mạnh, các chồi non mọc sớm tách khỏi tế bào m Nẹ ếu môi trường thi t chế ất dinh dưỡng ho c có chặ ất ức chế ấ n m men thì quá trình sinh trưởng chậm lạ ếi, t bào m c hai, ba, ho c b n chọ ặ ố ồi ở các v trí khác nhau ị trên b mề ặt, tăng số lượng các t bào nh Khi gế ỏ ặp điều ki n thích h p, các t bào ệ ợ ế phục hồi nhanh chóng quá trình sinh trưởng và nảy chồi bình thường

II NHỮNG NHÂN T Ố ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH C A N M MEN Ủ Ấ

1 Nhiệt độ

- Nhiệt độ là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm men

men kho ng 30 - 35 C không lên men hả o ết đường Đường còn sót lại một lượng l n, ớ

vi khu n lactic có th s dẩ ể ử ụng đường này để ạ t o axit lactic, làm chua dịch lên men -

nhiễm phát tri n nhanh, gây biể ến đổi xấu v ề chất lượng của s n phả ẩm lên men

- Nhiệt độ ảnh hưởng đến cường độ lên men, s ự sinh trưởng c a n m men và quá trình ủ ấ sinh tổng h p các s n phợ ả ẩm phụ và th c p Nhiứ ấ ệt độ càng cao càng dễ xuất hiện và tích t các s n ph m này ụ ả ẩ Ảnh hưởng không có l i t i chợ ớ ất lượng c a s n ph m chính ủ ả ẩ

- Nhiệt độ và độ hi u khí có quan h ế ệ chặt ch v i nhau Nẽ ớ ấm men thường sinh trưởng mạnh m ẽ trong giai đoạn đầu c a quá trình lên men (sau pha thích ng) Trong thủ ứ ời gian này, dịch lên men có đủ lượng oxy hòa tan và nhiệt độ 25 - 30oC r t thích hấ ợp cho quá trình sinh trưởng và lên men của nấm men Khi nhiệt độ thấp, hi u ng này ệ ứ cũng thấp (sinh trưởng yếu và lên men kém)

2 Oxy hòa tan - độ hi u khí ế

- Độ hiếu khí là lượng oxy hòa tan trong môi trường Nhiệt độ càng cao, lượng oxy hòa tan trong d ch càng th p ị ấ

- Oxy hòa tan vào môi trường lỏng ở dạng bọt khí nhỏ giúp kích thích sinh sản của nấm men và tạo điều ki n cho t bào n m men hô h p Nệ ế ấ ấ ếu độ ế hi u khí quá th p (~ ấ 1mg/1l), n m men s ấ ẽ ngừng sinh sản

môi trường t i 7mg/l thì có th ớ ể loạ ỏ quá trình lên men rượu và thu được sinh khối i b

ở mức tối đa

- Nhu cầu oxy ph thu c vào th i gian tu i curatees bào ụ ộ ờ ổ

o 1g n m men tr c n 80 - 100mg/ gi ấ ẻ ầ ờ

o 1g t bào già c n 40 - 60mg/ gi ế ầ ờ

- Oxy có ảnh hưởng l n t i ho t tính và s phát tri n c a n m men M t s enzym cớ ớ ạ ự ể ủ ấ ộ ố ủa nấm men ch ph n ng v i oxy mà không gây phỉ ả ứ ớ ản ứng v i b t kớ ấ ỳ một ch t nhấ ận hydro nào khác

VD: Enzym oxygenaza - enzym tham gia quá trình sinh t ng h p các ch t béo không ổ ợ ấ

no và các sterol

3 pH của môi trường

ảnh hưởng lớn tới đời sống của vi sinh vật Mỗi loài vi sinh vật đều có khoảng pH phù h p vợ ới quá trình sinh trưởng - phát triển của vi sinh ật đó v

- Các loài vi sinh v t c a gi ng nậ ủ ố ấm men Saccharomyces cũng có những kho ng pH ả thích hợp khác nhau

- Nồng độ axit cao s làm nẽ ấm men thay đổi hình dáng: tế bào tr nên nh ở ỏ hơn, nhiều dạng hình tròn hơn và trong tế bào chất tích tụ các chất béo

4 Rượu etylic

đoạn thích ứng) chưa phát triển Sau khi thích nghi với môi trường, nấm men phát triển theo c p s nhân và tích t ấ ố ụ rượu etylic

sinh trưởng và phát tri n c a n m men Khi nể ủ ấ ồng độ rượu quá cao, n m men s giấ ẽ ảm hoạt tính hoặc ngừng phát tri n ể

III CÔNG NGH SỆ ẢN XU T MEN BÁNH MÌ Ấ

1 Vai trò của n m men trong s n xu t bánh mìấ ả ấ

Trong công ngh s n xuệ ả ất bánh mì, giai đoạn lên men b t mì có vai trò quyộ ết định chất lượng bánh, tạo hương vị thơm ngon của bánh Sinh khối nấm men làm n bột mì là sinh ở

khối n m men vấ ới b t mì s xộ ẽ ảy ra quá trình lên men rượu, gi i phóng CO làm ph ng ả 2 ồ gluten (protein trong bột mì), bột nhào nở làm cho bánh mì xốp

𝐶6𝐻12𝑂6

nấm men

2 Các loại nấm men tham gia s n xu t bánh mì ả ấ

- Là s n phả ẩm thu được ngay sau khi k t thúc quá trình ế lên men hiếu khí

- Ưu điểm: dễ sử dụng, hoạt lực làm nở bánh cao, quy trình sản xuất đơn giản, giá thành r ẻ

- Nhược điểm: khó bảo quản, chỉ sử dụng trong 24 giờ sau khi s n xu t; v n chuyả ấ ậ ển khó khăn ử ụ S d ng men dạng lỏng nghĩa là sử ụng c s n ph d ả ả ẩm trao đổi chất của quá trình lên men Khi d ch lên men b lị ị ẫn quá nhiều s n ph m khác nhau t quá trình lên men thu ả ẩ ừ sinh khối s làm gi m chẽ ả ất lượng c a bánh mì ủ

2 Nấm men dạng paste

lỏng

- Ưu điểm: Bảo qu n l nh ả ạ ở 4 - 7 C, có th s d ng no ể ử ụ ấm men paste khoảng 10 ngày

lỏng do trong quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều t bào n m men bế ấ ị chết

- Ở việt Nam, các cơ sở ả s n xuất bánh mì thường s ử dụng n m men paste ấ

- Được s n xu t t n m men paste b ng ả ấ ừ ấ ằ phương pháp sấy thăng hoa hoặc sấy nấm men paste ở nhiệt độ <

40oC

- Ưu điểm: Thời gian s d ng lâu, v n chuy n d dàng ử ụ ậ ể ễ

3 Công ngh s n xu t men bánh mì ệ ả ấ

• Nguyên li u s n xu t men bánh mì ệ ả ấ

- Nguyên li u s n xu t men bánh mì là rệ ả ấ ỉ đường - ph ph m c a công nghế ẩ ủ ệ đường, hoặc các dịch bã rượu thỏa mãn các yêu cầu sau:

o Số lượng các vi sinh vật không quá 15000 tế bào trong 1g r ỉ đường

- Nước là m t trong các nguyên li u chính trong công ngh s n xu t men bánh mì ộ ệ ệ ả ấ Nước được sử dụng để sản xuất là nước sử dụng trong sinh hoạt Nếu sử dụng các nguồn nước khác, không phải nước sinh hoạt thì cần xử lý nước để đạt chất lượng

gồm:

o Có độ cứng t 40 - 80mg CaO/l ừ

o Các chất khoáng trong nước không đư c vượ ợt quá m c cho phép (mg/l): ứ

Cl- < 0,5; SO42- < 80; As < 0,05; Zn < 5; Cu < 3; FeO < 3

o E coli < 20 tế bào

- Nấm men giống được dùng để ả s n xu t men bánh mì thu c h Saccharomycetacea, ấ ộ ọ giống Sacchromyces, loài cerevisiae có các tính ch t sau: sinh s n nhanh, thích ng ấ ả ứ được với môi trường rỉ đường, có lực làm n bột cao, ít b thay đổi trong th i gian ở ị ờ bảo qu n, có kh ả ả năng lên men đường sacaroza, glucoza, maltoza, có ho t l c enzym ạ ự zimaza và maltaza cao Kích thước tế bào tương đố ớn đểi l có thể tách được nhờ máy ly tâm đĩa và sinh khối ép được thành bánh có th b ể ẻ gãy được khi độ ẩm 75%

• Nguyên lý của quá trình sản xuất men bánh mì

- Sản xuất n m men bánh mì dấ ựa trên quá trình sinh sản và tăng sinh khối của một số nòi n m men ấ

đích: lên men và hô hấp Sản ph m cẩ ủa quá trình lên men là rượu etylic và CO S2 ản phẩm của quá trình hô h p là tấ ổng hợp các axit amin, axit nucleic và protein

• Những y u tế ố ảnh hưởng đến quá trình s n xuả ất men bánh mì

môi trường tới 7mg/l thì có th ể loại tr ừ đượ ự lên men rượu và thu được s c sinh khối

ở mức tối đa

của nấm men

- Nhu c u oxy phầ ụ thuộc vào th i gian tu i c a t bào: 1g men tr c n 80 - 100mg/h ờ ổ ủ ế ẻ ầ còn các tế bào già cần 40 - 60mg/h

• Quy trình sản xu t men bánh mì trong công nghi p ấ ệ

trọng c a n m men lủ ấ ớn hơn nên sẽ chị ựu l c ly tâm lớn hơn, bị đẩy xu ng b mố ề ặt dướ ủa i c đĩa Sinh khối nấm men được chuy n xu ng vòng tròn cể ố ủa thùng quay theo đường ống đến thùng ch a n m men ứ ấ Nước bi đẩy về tâm và đi theo đường ống nước Thi t b ly tâm ế ị thường được thi t k riêng và có h ế ế ệ thống nước lạnh để r a n m men trong quá trình ly tâm ử ấ Nấm men sau khi ly tâm thu được là n m men paste ch a nhiấ ứ ều nước ở d ng t do Hàm ạ ự lượng nước l n trong sinh kh i n m men s làm gi m chớ ố ấ ẽ ả ất lượng men, vì v y cậ ần tách nước

Rỉ đường

Xử lý rỉ đường

Nấm men giống

Nuôi cấy nấm men

Ly tâm tách rửa men

Đóng gó – Bảo quản i

Men khô

Sấy

Ép

Đóng gó – Bảo quản i

Men paste

được định hình theo yêu cầu của thị trường, đóng gói và bảo quản với điều kiện nhiệt độ

0 - 4oC, độ ẩ m không khí 82 - 96%w

Nếu s n phả ẩm yêu cầu là nấm men khô, sau khi ly tâm, n m men paste tiấ ế ục trảp t i qua quy trình s y Nấ ấm men khô thường có độ ấm < 10%w Sau quá trình s y, n m men khô ấ ấ được đ nh hình theo yêu cị ầu, đóng gói và bảo quản

Ở giai đoạn thích ứng, nấm men c n th i gian thích nghi vầ ờ ới môi trường, lượng cơ chất

sử dụng và sinh kh i n m men không có số ấ ự thay đổi đáng kể, các axit amin, peptid và axit nucleic được tạo thành nhanh hơn các quá trình khác Giai đoạn ti m phát c a m i loài nề ủ ỗ ấm men là khác nhau Khi đã thích nghi với môi trường, n m men chuyấ ển sang giai đoạn phát triển lũy tiến, lúc này quá trình trao đổi ch t x y ra m nh m , sinh kh i n m men trong thiấ ả ạ ẽ ố ấ ết

bị tăng nhanh Sau đó, lượng thức ăn giảm dần, nồng độ sản phẩm trao đổi chất tăng, tốc

độ sinh trưởng và phát triển của nấm men chậm lại, chuyển sang giai đoạn phát triển Số

lượng tế bào m i sinh ra gần bằng số ợng tế bào chết đi, các quá trình trao đổi chất giảm ớ lư mạnh

Quá trình s n xu t men bánh ả ấ mì thường k t thúc ế ở cuối giai đoạn phát triển lũy tiến do sinh kh i nố ấm men lúc này là l n nh t Nớ ấ ếu thu hồi men ở giai đoạn phát triển cân bằng thì

sẽ thu được rất nhi u t bào già, t ề ế ế bào đã chết gây ảnh hưởng tới chất lượng men bánh mì

4 Yêu cầu chất lượng của men bánh mì

Nấm men Sacchromyces cerevisiac dùng cho s n xu t bánh mì cả ấ ần đảm b o các y u t : ả ế ố

- Tế bào nấm men có kích thướ ớn, đềc l u, có khả năng phát triển mạnh và chịu được nhiệt độ cao

- Có ho t l c enzyme zymase < 45 phút (giá trạ ự ị này được xác định khi cho n m men ấ

- Hoạt

- Hoạt l c mantose < 70 phút (giá tr bi u hi n th i gian c n thiự ị ể ệ ờ ầ ết để ả gi i phóng 10ml

là chỉ s ố để đánh giá khả năng lên men đường mantose c a n m men ủ ấ

- Lực n b t < 45 phút (giá tr bi u hi n th i gian c n thi t làm n 280g b t mì vở ộ ị ể ệ ờ ầ ế ở ộ ới

có kích thước xác định:

o Diện tích đáy: 12,6 x 8,5cm

o Diện tích trên: 14,3 x 9,2cm

- Độ b n c a n m men < 72 gi (giá trề ủ ấ ờ ị thể hiện sự thay đổi th i gian làm n b t cờ ở ộ ủa nấm men ban đầu và sau m t th i gian b o qu n nhộ ờ ả ả ất định) Nếu nấm men có độ bền cao thì sau 72 gi b o qu n nhiờ ả ả ở ệt độ 0 - 4oC, th i gian làm nờ ở bánh không tăng quá 5 phút