báo cáo CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang. Lớp: Chiều thứ 5, tiết 7 – 8. Nhóm 1. LỜI MỞ ĐẦU Tp.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2015. Nấm men là một nhóm vi sinh đơn bào được loài người sử dụng từ hàng nghìn năm nay để sản xuất nước uống có cồn và làm bánh. Ngày nay những hiểu biết khoa học và công nghệ đã cho phép phân lập và sản xuất công nghiệp những chủng nấm men có những tính chất đặc biệt, thoả mãn ngày càng cao nhu cầu thực phẩm của con người. Ngày nay, công nghệ lên men chiếm vị trí rất quan trọng và không thể thiếu trong ngành công nghệ thực phẩm.Lên men làm cho các sản phẩm thực phẩm đa dạng hơn, dinh dưỡng hơn và tiện ích hơn. Sản phẩm của công nghệ lên men có thể là canh trường lên men không chiết tách ( sữa chua), canh trường sau lên men đã chiết tách sinh khối ( bia, rượu vang…), một sản phẩm trao đổi chất (thạch dừa), hay là chính sinh khối của nấm men. Ở bài tiểu luận này, nhóm chúng em đi sâu vào tìm hiểu quy trình sản xuất ra được sinh khối nấm men để sử dụng cho các quá trình lên men khác nhau. Bảng phân công nhiệm vụ Nhóm 1 Phụ lục hình ảnh Họ và tên MSSV Nhiệm vụ Trần Thanh Thảo 2005120166 − Quy trình sản xuất sinh khối nấm men. − Các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất. − Chuẩn bị báo cáo powerponit. − Thuyết trình. Hồ Thị Thảo Uyên 2005120051 − Giới thiệu sinh khối nấm men,phân loại. − Các thiết bị sử dụng trong quy trình. − Thuyết trình. Đặng Huỳnh Phương Hoàng 2005120022 − Sản phẩm sinh khối nấm men. − Một số ứng dụng,nghiên cứu mới của sinh khối nấm men. − Chuẩn bị báo cáo word. − Thuyết trình. Dương Tuấn Anh 2005120108 − Giới thiệu về nấm men. − Ứng dụng của nấm men và sinh khối nấm men. − Thuyết trình. Mục lục A. TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN 1. Giới Thiệu v nm men 1.1. Khái Niệm Men là các loài nấm đơn bào, với một số ít các loài thường được sử dụng để lên men bánh mì hay trong sản xuất các loại đồ uống chứa cồn, cũng như trong một số mẫu tế bào nhiên liệu đang thử nghiệm. Phần lớn các loài men thuộc về ngành nấm túi (Ascomycota), mặc dù có một số loài thuộc về ngành nấm đảm (Basidiomycota). Một số ít các loài nấm, chẳng hạn như Candida albicans, có thể gây ra nhiễm độc nấm ở người (Candidiasis). Các loài men có thể hoặc là các vi sinh vật hiếu khí bắt buộc hoặc là các vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Hiện nay người ta vẫn chưa thấy có men thuộc loại kỵ khí bắt buộc. Khi thiếu ôxy, các loài men tạo ra năng lượng cho chúng bằng cách chuyển hóa các cacbohyđrat thành điôxít cacbon và êtanol (rượu) hoặc axít lactic. Trong sản xuất rượu, bia thì người ta thu lấy êtanol, còn trong việc sản xuất bánh mỳ thì điôxít cacbon tạo ra độ xốp cho bánh mỳ và phần lớn êtanol bị bay hơi. 1.2. Hình Thức Sinh Sản Men có thể sinh sản vô tính thông qua mọc chồi hoặc hữu tính thông qua sự hình thành của nang bào tử. Trong quá trình sinh sản vô tính, chồi mới phát triển từ men mẹ khi các điều kiện thích hợp và sau đó, khi chồi đạt tới kích thước của men trưởng thành thì nó tách ra khỏi men mẹ. Khi các điều kiện dinh dưỡng kém các men có khả năng sinh sản hữu tính sẽ tạo ra các nang bào tử. Các men không có khả năng đạt được chu trình sinh sản hữu tính đầy đủ được phân loại trong chi Candida. 1.3. Phân loại khoa học • Giới (regnum): Fungi. • Ngành (phylum): Ascomycota. • Phân ngành (subphylum): Saccharomycotina. • Lớp (class): Saccharomycetes. • Bộ (ordo): Saccharomycetales. • Họ (familia): Saccharomycetaceae. • Chi (genus): Saccharomyces. Hình 1. Nấm men 1.4. Hình thái, cu tạo Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào - Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và thuộc giới nấm. - Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi hay bào tử. - Nấm men Saccharomyces gồm những hành phần chủ yếu sau:  Vách tế bào.  Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào.  Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như bộ máy Golgi, lysosom, không bào (chứa các sản phẩm bị phân cắt, hay chất độc lạ có thể có hại cho tế bào). Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trọng quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào. Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất. Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào. 1.5. Đặc điểm sinh hóa - Lên men 13 loại đường. - Đồng hóa 46 nguồn carbon. - Tính chống chịu với 0,01% hoặc 0,1% cycloheximide. - Đồng hóa 6 nguồn nitơ: nitrate, nitrite, ethylnamine hydrochloride, L-lyzine, cadaverine dihydrochloride, creatine. - Sinh trưởng khi thiếu hụt một số vitamin (myo-Inositol, calcium pantothenate, biotin, thiamine hydrochloride, pyridoxin hydrochloride, niacin, folic acid, p- aminobenzoic acid. - Sinh trưởng tại các nhiệt độ khác nhau: 25, 30, 35, 37, 42 0 C. - Sản sinh acid từ glucoza. - Thủy phân Urê. - Phân giải Arbutin. - Phân giải lipid. - Có năng lực sản sinh sắc tố. - Sinh trưởng trên môi trường chứa 50% và 60% glucoza. - Hóa lỏng gelatin. - Phản ứng với Diazonium Blue B. - Phát triển trên môi trường chứa chứa acid acetic 1%. 1.6. Ứng Dụng Trong Thực Phẩm • Giống nấm Candida: Hình 2.Candida tropicalis − Candida tropicalis: lên men rất tốt ở các dịch đường glucoza, galactoza, sacaroza, maltoza. không hấp thu được sorbioza, xenlobioza, lactoza… • Giống nấm Saccharomyces: Hình 3. Saccharomyces cerevisiae − Saccharomyces cerevisiae: nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm như làm bánh mì, sản xuất cồn. − Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm như làmbanh mì, sản xuất cồn. Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là loại vi sinh vật duy nhất đuợc sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới.  Các sản phẩm của quá trình lên men gồm các dạng: - Sinh khối. - Sản phẩm trao đổi chất: bậc 1 và 2. - Sản phẩm của sự chuyển hóa chất. - Sản phẩm lên men Theo chức năng này, trong quá trình tiến hóa của tế bào vi sinh vật đã hình thành cơ chế điều hòa trao đổi chất sao cho phần lớn các chất dinh dưỡng tiêu hao phục vụ cho việc tổng hợp tế bào chất. 2. Giới thiệu v sinh khối nm men 2.1. Định nghĩa - Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật trong sinh quyển hoặc sô lượng sinh vật sống trong 1 đơn vị diện tích, thể tích vùng. - Chỉ tên chung để chỉ nhóm vi nấm gồm các cấu tạo đơn bào thường sinh sôi và nảy nở bằng phương pháp nẩy chồi. - Được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm như: sản xuất đồ uống lên men, sản xuất bánh mì, sữa chua và trong y học như sản xuất thuốc hỗ trợ tiêu hóa biolactovin 2.2. Phân loại: 2.2.1. Dạng thương phẩm: a/ Men lỏng Nấm men lỏng là một sản phẩm thu nhận được ngay sau khi quá trình lên men hiếu khí kết thúc. Khi sử dụng nấm men lỏng thì vấn đề chất lượng rất được quan tâm do nó rất dễ bị nhiễm những vi sinh vật lạ, bị lẫn các sản phẩm trao đổi chất của nấm men. Nhược điểm rất lớn là khó bảo quản, thời gian sử dụng chỉ nằm trong giới hạn 24 giờ sau khi sản xuất.Chính vì thế, việc sản xuất và sử dụng nấm men lỏng thường được tổ chức như một phân xưởng riêng trong các cơ sở sản xuất. b/Men dạng paste Nấm men paste là khối nấm men thu được sau khi ly tâm nấm men lỏng. Nấm men paste thường có độ ẩm khoảng 70-75%. Nấm men paste thường có hoạt lực nở kém hơn nấm men lỏng do quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều tế bào nấm men chết. Nếu được bảo quản lạnh ở 4-7 0 C, ta có thể sử dụng nấm men paste trong khoảng 10 ngày. Như vậy nếu chuyển nấm men lỏng sang nấm men paste, ta có thể kéo dài thời gian sử dụng và thuận lợi trong việc vận chuyển. Thường sử dụng ở các cơ sở sản xuất bánh mì, liều lượng sử dụng 4-5% so với khối bột lên men. c/Men khô Nấm men khô lại được sản xuất từ nấm men paste. Người ta sấy nấm men paste ở nhiệt độ < 40 0 C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khô có độ ẩm < 10%, ưu điểm rất lớn là thời gian sử dụng rất lâu và dễ vận chuyển. So sánh ba dạng nấm men lỏng, dạng paste và nấm men khô: Khác nhau: Dạng lỏng Dạng paste Dạng khô Giai đoạn thu nhận Kết thúc quá trình lên men hiếu khí Ly tâm nấm men lỏng Sấy khô nấm men dạng paste (<40 0 C) Độ ẩm 80-85% 70-75% <10% Ưu điểm Dễ sử dụng Thời gian bảo quản lâu (10 ngày Thời gian sử dung Rỉ đường Xử lý Pha loãng Thanh trùng Lên men Ly tâm Sấy khô Nhân giống Men dạng paste Men khô Men nước Nấm men Cấy Hoạt lực làm nở cao (sx bánh mì) ở 4-7 0 C) rất lâu Dễ vận chuyển Nhược điểm Thời gian bảo quản ngắn (24h) Hoạt lực nở bánh kém Thời gian ly tâm dài Nhiều tế bào nấm men bị chết Thời gian sấy rất dài Nhiều tế bào nấm men bị chết 2.2.2. Theo ứng dụng trong sản xuất bánh mì: - Men lạt: dùng trong sản xuất bánh mì lạt, hàm lượng đường thấp. Những chủng nấm men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường thấp (nhỏ hơn 20%) - Men ngọt: dùng trong sản xuất bánh mì ngọt, hàm lượng đường cao. Những chủng nấm men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao (lớn hơn 20%). 2.3. Ứng Dụng Của Nm Men Và Sinh Khối Nm Men Trong CNTP Trên 1.000 loai men đã được miêu tả. Loài men được con người sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae , nó được dùng để sản xuất rượu vang, bánh mì và bia từ hàng nghìn năm trước. Ngoài ra ta còn thường dùng nấm men Saccharomyces ellipsoideus là loài tiêu biểu cho nấm men chìm, để sản xuất Rượu Vang và Sampanh. Nấm men còn được sử dụng làm cao chiết nấm men trong nuôi cấy vi sinh vật, là nguồn thu nhận một số vitamin; protein, enzyme, kháng sinh, chất màu Nấm men còn là đối tượng nghiên cứu trong kỹ thuật di truyền. Gần đây, các nhà khoa học đã đưa vào bộ gen của nấm một loại gen trích từ chuột, có khả năng phản ứng khi tiếp xúc với thuốc nổ DNT (tên khoa học là 2,4-dinitrotoluen) B. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN 1. Quy trình tổng quát: 2. Pha loãng Thanh trùng Xử lý Nhân giống Lên men Ly tâm Sấy khô Men khô Rỉ đường Nấm men 2.1. Sản xut men khô 2.1.1. Quy trình sản xuất nấm men từ rỉ đường: 2.1.2. Hình 4. Quy trình tổng quát Cấy [...]... Trong sản xuất bánh mì hiện nay ở các nước Châu Âu, người ta sử dụng ba dạng nấm men để làm nở bánh: - Dạng nấm men lỏng - Dạng nấm men nhão - Dạng nấm men khô Nấm men dạng lỏng: Nấm men lỏng là một dạng sản phẩm thu nhận được ngay sau khi quá trình lên men hiếu khí kết thúc Người ta thu nhận dịch lên men có chứa sinh khối nấm men đang phát triển này để sản xuất bánh mì Khi sử dung dịch nấm men này làm... them bột khoai tây vào cặn men bia, lấy vải ép bỏ được nhiều nước torng cặn men bia Năm 1850 bắt đầu giai đoạn rất quan trọng trong sự phát triển của công nghệ sản xuất nấm men bánh mì: người Châu Âu đã biết sản xuất sinh khối nâm men bánh mì nhão (dạng paste) Lúc đầu họ lấy cặn nấm men từ quá trình sản xuất rượu, chuyển cặn men này sang thùng đựng nấm men, rửa sạch nấm men bằng nước lạnh và đưa vào... và làm lại một lần 3 Ứng dụng của nấm men 3.1 3.1.1 Ứng dụng của nấm men trong sản xuất bánh mì Giới thiệu chung về nấm men bánh mì Nấm men sử dụng trong sản xuất nấm men bánh mì thuộc giống Saccharomyces, loài Cerevisiae Giống nấm men được phân lập từ các nguồn: nấm men bánh mì, nấm men rượu, nếp, men cơm rượu, nấm men lên men nước trái cây, dịch trái cây lên men 3.1.1.1 Nét lịch sử về Saccharomyces... Quy trình sản xuất bánh mì Trộn Nhào bột Lên men Ép khí Chia bột Tạo hình Cho nở bánh Rạch bánh và nướngbánh Sản phẩm bánh mì Hình 13 Quy trình sản xuất bánh mì 3.2 3.2.1 3.2.1.1 Ứng dụng men bia trong sản xuất đồ uống có cồn Bia Sơ lược về men bia Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng thuộc giống Sacchromyces - Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường - Nấm men sinh sôi... nên nhiều loại nấm men còn được sử dụng để sản xuất protein - Nấm men dùng lên men bia gồm nấm men chìm và nấm men nổi:  Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi Hình dạng chủ yếu là hình cầu  Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men Hình dạng chủ yếu là Nấm men hình cầu... giới hạn 24 giờ sau khi sản xuất Nấm men dạng paste Nấm men dạng paste thu được sau khi ly tâm nấm men lỏng Nấm men paste có độ ẩm khoảng 70 – 75% Nấm men dạng paste có hoạt lực làm nở bánh kém hơn nấm men lỏng do torng quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều tế bào nấm men bị chết Nếu được bảo quản lạnh ở 4 – 7 oC, ta có thể sử dụng nấm men paste trong khoảng 10 ngày Nấm men dạng paste kéo dài... sản lượng cồn và những yêu cầu công nghệ khác Nấm men rượu cũng có khả năng lên men những cơ chất khác nhau như gạo, mạch, mì, khoai, sắn… sau khi tinh bột được thuỷ phân thành đường 3.3 Một số sản phẩm nấm men trên thị trường Nấm men bia dinh dưỡngHình 15 Nấm men bia dinh dưỡng (nutritional brewer’s yeast): Nấm men bia dinh dưỡng là những nấm men chết còn lại sau quá trình làm bia Sinh khối nấm men. .. hiệu suất thu hồi sinh khối 2.1.3.1.3 Quá trình nuôi cấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ)  Mục đích: tăng sinh khối tế bào nấm men đến mức như mong muốn  Nguyên tắc: Sinh khối nấm men có thể được thu nhận bằng 2 cách: nuôi cấy kỵ khí và nuôi cấy hiếu khí Trong điều kiện nuôi cấy hiếu khí sản phẩm chủ yếu là sinh khối, còn CO 2 là sản phẩm thứ cấp Trong nuôi cấy kỵ khí thu được sinh khối ít hơn (chỉ... CO2 và một số sản phẩm trao đổi chất của tế bào nấm men, quan trọng nhất là ethanol Vì thế, trong sản xuất sinh khối nấm men, để đạt được hiệu xuất thu hồi sinh khối cao cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng và tăng sinh khối tốt đồng thời tránh tiêu hao nhiều chất dinh dưỡng cần thiết trong quá trình nuôi  Các biến đổi trong quá trình nuôi cấy Các biến đổi sinh học Các... Tách nấm men khỏi dịch  Tách nấm men từ nước rửa 1 và 2  Ly tâm lần lần các phần trên - Tách nấm men bằng cách ly tâm 3 lần Sau mỗi lần ly tâm mật độ nấm men sẽ cao hơn trong sinh khối thu được Nấm men sau khi ly tâm gọi là nấm men dạng nhão.Còn chứa nhiều nước tự do 3 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm men 3.1 Nhiệt độ Có ảnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm . TRÌNH SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN 1. Quy trình tổng quát: 2. Pha loãng Thanh trùng Xử lý Nhân giống Lên men Ly tâm Sấy khô Men khô Rỉ đường Nấm men 2.1. Sản xut men khô 2.1.1. Quy trình sản xuất nấm. sử dụng nấm men lỏng thường được tổ chức như một phân xưởng riêng trong các cơ sở sản xuất. b /Men dạng paste Nấm men paste là khối nấm men thu được sau khi ly tâm nấm men lỏng. Nấm men paste. tế bào nấm men, quan trọng nhất là ethanol. Vì thế, trong sản xuất sinh khối nấm men, để đạt được hiệu xuất thu hồi sinh khối cao cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng