tiểu luận công nghệ thực phẩm Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực và chưa hề được sử dụng. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khoá luận này đã được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong khóa này đã được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Sinh viên Nguyễn Thị Phương i Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thể. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Xuân Bang – giảng viên Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Lê Huy Thương – giảng viên Khoa Cơ Điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực tập tại Khoa Cơ Điện. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của anh Nguyễn Danh Tuyên – Giám đốc công ty cổ phần 1954 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã bên cạnh giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Sinh viên Nguyễn Thị Phương ii Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B MỤC LỤC iii Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Lượng bia tiêu thụ theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009Error: Reference source not found Bảng 2.2. Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11] Error: Reference source not found Bảng 2.3. Sản lượng và mức tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2005 và 2010 ở Việt Nam Error: Reference source not found Bảng 4.1. Thành phần hóa học của bã nấm men trước khi lọc Error: Reference source not found Bảng 4.2. Thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọcError: Reference source not found Bảng 4.3. Lựa chọn bề dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70 o C Error: Reference source not found Bảng 4.4. Lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men ở bề dày 15mm Error: Reference source not found Bảng 4.5. Lựa chọn nhiệt độ thích hợp để sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86% Error: Reference source not found Bảng 4.6. Thành phần hóa học của bột nấm men thành phẩm Error: Reference source not found Bảng 4.7. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun Error: Reference source not found Bảng 4.8. Thành phần axit amin trong bột nấm men Error: Reference source not found iv Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B DANH MỤC HÌNH - ĐỒ THỊ Hình 3.1. Sơ đồ sản xuất bột nấm men Error: Reference source not found Hình 4.1. Bột nấm men sấy khay ở nhiệt độ 80 o C, bề dày 15mmError: Reference source not found Hình 4.2. Bột nấm men sấy phun ở nhiệt độ 250 o C, độ ẩm 86%. Error: Reference source not found Hình 4.3. Bột nấm men đóng gói chân khôngBảng 4.9. Thành phần axit amin trong bột nấm men Error: Reference source not found Đồ thị 4.1. Đồ thị thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc Error: Reference source not found Đồ thị 4.2. Ảnh hưởng của bề dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy Error: Reference source not found Đồ thị 4.3. Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ sấy Error: Reference source not found Đồ thị 4.4. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy khay Error: Reference source not found Đồ thị 4.5. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun.Error: Reference source not found Đồ thị 4.6. So sánh hàm lượng ẩm của nguyên liệu, bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun Error: Reference source not found Đồ thị 4.7. So sánh hàm lượng protein trong nguyên liệu, trong bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun Error: Reference source not found v Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B PHẦN MỘT MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Protein là nguồn nitơ duy nhất cho người và động vật. Trong quá trình tiêu hoá protein phân giải thành khoảng 20 axit amin thành phần, trong đó có 8 axit amin không thay thế (hoặc 9 đối với trẻ em, 10 đối với lợn và 11 đối với gia cầm) cần phải có sẵn trong thức ăn. Nếu không nhận được các axit amin này cơ thể sẽ bị bệnh hoặc chết [12]. Nhu cầu protein của người dao động trong khoảng 80 – 120g/ngày [4,12]. Nguồn protein cung cấp chủ yếu cho người và động vật từ trước tới nay là nguồn protein đa bào. Tuy nhiên, do tốc độ phát triển dân số quá nhanh nên nguồn protein này không còn đủ để cung cấp cho nhu cầu ngày càng tăng của con người. Hiện nay trên thế giới có khoảng 2/3 dân số đang đứng trước thực trạng thiếu protein, còn 1/3 dân số lại được cấp số lượng protein dư thừa so với nhu cầu [5,10,12]. Thập niên gần đây, thế giới đặc biệt quan tâm tới nguồn protein từ thực vật và vi sinh vật [5,10,14]. Sở dĩ, giờ đây người ta quan tâm tới nguồn protein từ thực vật và vi sinh vật là vì: sự thiếu hụt protein do tăng dân số trên toàn cầu; khoa học đã chứng minh nguyên nhân chính dẫn đến các bệnh về tim mạch, huyết áp là do sử dụng nhiều protein động vật; những năm qua xuất hiện các bệnh lây từ động vật sang người [10,12]. Nấm men là một nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cao và không cholesterol. Hàm lượng protein trong nấm men đạt từ 40 – 60%, với axit amin không thay thế gần giống protein của động vật [5,10,15]. Hệ số hấp phụ của protein này cũng rất cao. Hàm lượng vitamin trong nấm men với hoạt tính cao hơn gấp 2 – 3 lần so với vitamin tổng hợp [13,15]. Nấm men còn cung cấp vitamin B tự nhiên phong phú, chứa nhiều enzym kích tố có ảnh hưởng tốt tới 1 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B quá trình trao đổi chất, nhưng không gây độc hại cho cơ thể [5,10,13]. Thành phần khoáng trong nấm men rất đa dạng với tỷ lệ phù hợp với nhu cầu và khả năng hấp thu, chuyển hóa của cả người và động vật. Ở Việt Nam, nấm men bia thu được từ các nhà máy bia rất lớn. Ước tính trung bình cứ 1000 lít bia thu được 1,5 kg nấm men khô, trong đó chứa khoảng 700g protein [4,13,15]. Năm 2005 sản lượng bia của cả nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra. Đến năm 2010 sản lượng bia của cả nước đạt 2,5 tỷ lít và nấm men thải ra là 30 triệu tấn [13,15]. Như vậy, lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất bia nếu tận dụng được là không nhỏ. Tuy nhiên, nấm men thải ra từ các nhà máy bia chỉ một phần nhỏ được bán cho các hộ chăn nuôi gia súc sử dụng làm thức ăn trực tiếp, còn lại được thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, ngành thức ăn chăn nuôi phải nhập khẩu hàng triệu tấn khô đậu tương và các nguyên liệu giàu đạm khác (chiếm 60 – 70% nhu cầu của ngành), riêng khô đậu tương năm 2006 đã nhập 1,7 triệu tấn [13]. Việc nghiên cứu chế biến và sử dụng bột nấm men còn rất ít và hiện nay ở Việt Nam chỉ sử dụng nấm men bia thải ở dạng tươi nên lượng sử dụng không được nhiều, chỉ thường sử dụng làm thức ăn gia súc mà khả năng tiêu hóa không cao [13]. Việc bảo quản khó khăn của phụ phẩm này là cản trở chính cho việc sử dụng. Xuất phát từ tình hình thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia”. Công việc này một mặt làm gia tăng giá trị của bã nấm men bia, góp phần bổ sung một lượng protein cho người và gia súc giải quyết vấn đề thiếu hụt protein hiện nay và làm giảm ô nhiễm môi trường. 2 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B 1.2. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU 1.2.1. Mục đích Lựa chọn chế độ sấy thích hợp cho quá trình sấy bã nấm men để sản xuất bột nấm men có độ ẩm 7 – 8% phục vụ cho ngành công nghệ thực phẩm. 1.2.2. Yêu cầu - Nghiên cứu các yếu tố trong nguyên liệu thay đổi trong quá trình sấy: + Độ ẩm + Hàm lượng Protein - Lựa chọn các yếu tố thích hợp cho quá trình sấy: + Nhiệt độ + Độ ẩm nguyên liệu + Độ dày lớp nguyên liệu + Thời gian sấy + Năng lượng sấy 3 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B PHẦN HAI TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN Nấm men bia là loại vi sinh vật đơn bào, không có khả năng di động. Tế bào nấm men có nhân thật, thuộc lớp Fungi, phân lớp Ascomycetes (phân lớp có khả năng tạo bào tử), họ Saccharomycetaceae [5]. Trong họ này, giống quan trọng có ứng dụng nhiều nhất là giống Saccharomyces. Trong sản xuất bia thường dùng các chủng nấm men chìm thuộc loài S.carlsbergensis, có khi dùng các chủng nấm men nổi thuộc loài S.cerevisiae [10]. 2.1.1. Đặc tính 2.1.1.1. Đặc điểm hình thái Tế bào nấm men có hình dạng và kích thước đa dạng, phụ thuộc vào giống, loài. Tế bào nấm men thường có hình ovan hoặc hình cầu, khi nấm men già có hình ovan dài hoặc hình sợi [5]. Tùy vào chủng nấm men mà tế bào có kích thước khác nhau. So với các vi sinh vật khác tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn: đường kính khoảng 7µm và chiều dài từ 8 – 12µm [5]. 2.1.1.2. Đặc điểm cấu tạo Tế bào nấm men là tế bào có nhân thật được cấu tạo từ các thành phần chủ yếu sau:  Thành tế bào [5,7] Thành tế bào nấm men dày khoảng 15 – 25nm, có độ bền chắc, có nhiều lỗ nhỏ li ti đường kính khoảng 3,6nm để chất dinh dưỡng có thể đi qua. Trong thành tế bào có chứa 10% protein (tính theo khối lượng chất khô), trong số 4 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B protein này có một phần là các enzym. Trên thành tế bào còn thấy một lượng lipit nhỏ. Thành tế bào được cấu tạo gồm có ba lớp: Lớp trong cùng có cấu tạo từ β – Glucan không tan trong kiềm, lớp giữa cấu tạo từ β – Glucan hòa tan, lớp ngoài cùng được cấu tạo từ mannanphosphoryl, ngoài ra còn có kitin. Mannan là hợp chất cao phân tử của D – mananoza, rất phân nhánh. Thường mannan liên kết với protein theo tỷ lệ 2:1 tạo thành hợp chất polyme peptidomannan – có vai trò trong việc kết lắng của nấm men vì có khả năng gắn với ion Ca 2+ nhờ nhóm phosphat hoặc nhóm cacboxyl của nó. Glucan là hợp chất cao phân tử của D – glucoza có cấu trúc phân nhánh góp phần tạo nên độ cứng cho thành tế bào. Giữa lớp ngoài cùng và lớp giữa có chứa các enzym: invertaza, phosphataza, β – glucosidaza, proteaza… Kitin là hợp chất cao phân tử của N – acetylglucosamin thường tập trung ở phía bầu mô, rất bền vững, không bị phá hủy nên có tác dụng bảo vệ chồi khi chồi còn non. Hàm lượng của chúng trong tế bào khoảng 1%.  Màng nguyên sinh chất Màng nguyên sinh chất nằm sát tế bào, chiều dày không quá 0,1nm, thành phần chủ yếu là: protein, phospholipit, enzym permeaza [5]. Đây là một màng bán thấm điều chỉnh sự thấm qua tế bào các chất dinh dưỡng cần thiết và có lợi cho tế bào (đường đơn giản, nitrogen, phosphorous…) đồng thời thải ra ngoài các chất cặn bã (CO 2 , rượu, axit…).  Nguyên sinh chất Nguyên sinh chất là hệ keo được cấu tạo chủ yếu từ protein, hydratcacbon, lipit, chất khoáng, nước và các hợp chất khác nữa [5]. Nước trong tế bào chất chiếm tới 90% ở dạng tự do để hòa tan các chất trước khi tham gia vào các phản ứng trao đổi chất và dạng liên kết [5]. Nguyên sinh chất thường có 5 [...]... TRÌNH SẤY BÃ NẤM MEN BIA Thu nhận bã nấm men bia Xác định thành phần dinh dưỡng Xử lý bã nấm men (lọc) Sấy khô bã nấm men Xác định chất lượng bã men sấy khô Đóng gói chân không Hình 3.1 Sơ đồ sản xuất bột nấm men 30 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Thu nhận bã nấm men - Xác định tỉ lệ các thành phần của bã nấm men: độ ẩm, hàm lượng chất khô, Protein, pH - Xử lý bã. .. nhiều công trình nghiên cứu sử dụng nấm men bia cho công nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc như: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền và bột nấm men giàu protein và khoáng chất” [14], “Nghiên cứu sử dụng nấm men bia và nấm men đỏ trong công nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc”[11], “Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men bia. .. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BỘT NẤM MEN SẤY KHÔ 21 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B 2.5.1 Giới thiệu về bột nấm men sấy khô Nấm men bia dinh dưỡng là những nấm men chết còn lại sau quá trình lên men bia, rất giàu protein và vitamin Lúc này bã nấm men còn chứa rất nhiều nước và tạp chất Ta đem bã nấm men đi lọc, ép, ly lâm để tách nước và tách các tạp chất khác… Sau đó ta thu được bã nấm men ở dạng... việc đào thải các sản phẩm dị hóa và có liên quan đến quá trình sinh tổng hợp các bộ phận của thành tế bào 2.1.2 Ứng dụng Nấm men được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: sản xuất rượu, bia, sản xuất men bánh mỳ, sản xuất các chế phẩm enzym, sản xuất protein đơn bào, sản xuất dược phẩm, sản xuất thực phẩm dinh dưỡng, sản xuất thức ăn gia súc… Với hàm lượng cao về protein cùng những... khối nấm men bia và giá trị hàng hoá xuất khẩu hàng năm hàng trăm triệu USD [9] Trong đó phải kể đến Nhật, Đức, Braxin, Đan Mạch… Riêng ở Nhật Bản, từ những năm 30 của thế kỉ XX, người ta đã sản xuất bánh men khô từ nấm men bia dư thừa bằng phương pháp sấy Sau đó, sản xuất các sản phẩm từ men bia ngày càng phát triển cả về sản lượng cũng như chất lượng [9,11] Sản xuất protein nấm men được tiến hành từ. .. học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội (Sở KH&CN Hà Nội) đã nghiên cứu thành công đề tài (mã số DL/09 – 2006 – 2): “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền và bột nấm men giàu protein và khoáng chất”, do Thạc sĩ Nguyễn Phương chủ trì [14] Sau sấy phun thu được sản phẩm bột nấm men có hàm lượng protein 47,5% và khoáng chất 6% [14] Bột nấm men được... sệt) Từ đây, ta đem đi sấy và thu được bột nấm men khô Đóng gói và bảo quản sản phẩm ở điều kiện thích hợp Bã nấm men có thể được sấy bằng phương pháp sấy phun, sấy hồng ngoại hay sấy khay trong tủ sấy và cho dù được sấy bằng phương pháp nào thì cũng đều cho sản phẩm cuối cùng là bột nấm men Bột nấm men thu được, được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: làm thức ăn bổ sung trong chăn nuôi, làm thực. .. nguồn nấm men bia dư thừa để sản xuất men chiết suất làm gia vị thực phẩm [9] Năm 2008 Viện Chăn Nuôi đã nghiên cứu thành công đề tài: Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bia làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi” [15] Sản phẩm sấy phun ở dạng bột có chất lượng cao, hàm lượng protein 47 – 48% với sự có mặt đầy đủ của các axit amin không thay thế [13,15] Năm 2009, Trung tâm Công nghệ Sinh học và Công. .. chất [11] Năm 2009, Trung tâm Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội (Sở KH&CN Hà Nội) đã nghiên cứu thành công đề tài (mã số DL/09 – 2006 – 2): “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền và bột nấm men giàu protein và khoáng chất” Sản phẩm tạo ra được phối trộn với bột canh tạo ra một loại bột nêm có độ ngọt đạm cho gia vị [14] Tại... Bản là nước sản xuất và sử dụng nhiều nhất nấm men bia và các sản phẩm có chứa bột nấm men bia Tại đây, bột nấm men được xếp vào nhóm các loại sản phẩm gia vị tự nhiên Mức tiêu thụ bột nấm men chiết suất so với các loại gia vị khác được trình bày ở bảng sau: Bảng 2.2 Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11] 1997 Loại Nguồn gốc Sản xuất (tấn/năm) 2000 Số lượng bán (tỷ yên) Sản xuất (tấn/ . việc sử dụng. Xuất phát từ tình hình thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia . Công việc này. ĐÍCH – YÊU CẦU 1.2.1. Mục đích Lựa chọn chế độ sấy thích hợp cho quá trình sấy bã nấm men để sản xuất bột nấm men có độ ẩm 7 – 8% phục vụ cho ngành công nghệ thực phẩm. 1.2.2. Yêu cầu - Nghiên. rượu, bia, sản xuất men bánh mỳ, sản xuất các chế phẩm enzym, sản xuất protein đơn bào, sản xuất dược phẩm, sản xuất thực phẩm dinh dưỡng, sản xuất thức ăn gia súc… Với hàm lượng cao về protein cùng