báo cáo CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN

Khi sử dụng nấm men lỏng thì vấn đề chất lượng rất được quantâm do nó rất dễ bị nhiễm những vi sinh vật lạ, bị lẫn các sản phẩm trao đổi chấtcủa nấm men.. Thuy t minh ết minh Quy trình c

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.

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2015

L I M Đ U ỜI MỞ ĐẦU Ở ĐẦU ẦU

Nấm men là một nhóm vi sinh đơn bào được loài người sử dụng từ hàng nghìnnăm nay để sản xuất nước uống có cồn và làm bánh Ngày nay những hiểu biết khoahọc và công nghệ đã cho phép phân lập và sản xuất công nghiệp những chủng nấmmen có những tính chất đặc biệt, thoả mãn ngày càng cao nhu cầu thực phẩm của conngười

Ngày nay, công nghệ lên men chiếm vị trí rất quan trọng và không thể thiếu trongngành 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 canhtrường lên men không chiết tách ( sữa chua), canh trường sau lên men đã chiết táchsinh khối ( bia, rượu vang…), một sản phẩm trao đổi chất (thạch dừa), hay là chínhsinh khối của nấm men

Ở bài tiểu luận này, nhóm chúng em đi sâu vào tìm hiểu quy trình sản xuất ra đượcsinh khối nấm men để sử dụng cho các quá trình lên men khác nhau

Bảng phân công nhiệm vụ

Hình 3 Saccharomyces cerevisiae 8

Hình 4 Quy trình tổng quát 11

Hình 5 Quy trình sản xuất nấm men từ rỉ đường 12

Hình 6 Cấu tạo của máy ly tâm lọc 23

Hình 7 Cấu tạo máy ly tâm dĩa 24

Hình 8 Cấu tạo thiết bị sấy thùng quay 25

Hình 9 Cấu trúc xốp trong khối bột 32

Hình 10 Men bánh mì dạng paste 33

Hình 11 Men bánh mì dạng khô 34

Hình 12 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nấm men bánh mì 34

Hình 13 Quy trình sản xuất bánh mì 36

Hình 14 Sơ đồ quy trình sản xuất men bia 37

Hình 15 Nấm men bia dinh dưỡng 38

Hình 16 Nấm men probiotic 39

Hình 17 Nấm men Torula 39

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 1

A TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN 6

1 Giới Thiệu về nấm men 6

1.1 Khái Niệm 6

1.2 Hình Thức Sinh Sản 6

1.3 Phân loại khoa học 6

1.4 Hình thái, cấu tạo 7

1.5 Đặc điểm sinh hóa 7

1.6 Ứng Dụng Trong Thực Phẩm 8

2 Giới thiệu về sinh khối nấm men 9

2.1 Định nghĩa 9

2.2 Phân loại: 9

2.3 Ứng Dụng Của Nấm Men Và Sinh Khối Nấm Men Trong CNTP 10

B QUY TRÌNH SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN 11

1 Quy trình tổng quát: 11

1.1 Sản xuất men khô 12

1.2 Sản xuất men nước 19

1.3 Sản xuất men dạng paste: 20

2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm men21 2.1 Nhiệt độ 21

2.2 Độ pH của môi trường 21

2.3 Ảnh hưởng của chất hóa học 21

2.4 Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường 22

2.5 Ảnh hưởng của cường độ không khí và khuấy trộn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men 22

3 Thiết bị sử dụng 23

3.1 Máy li tâm lọc: 23

3.2 Máy ly tâm dĩa: 24

3.3 Thiết bị sấy thùng quay: 25

3.4 Máy nén khí (máy thổi) 26

C SẢN PHẨM SINH KHỐI NẤM MEN 26

1 Các tiêu chuẩn của sản phẩm 26

1.1 Chỉ tiêu chất lượng của nấm men thành phẩm 26

1.2 Yêu cầu chất lượng giống nấm men dung trong sản xuất công nghiệp 26

2 Bảo quản 27

2.1 Phương pháp cấy chuyền trên môi trường thạch nghiêng 27

2.2 Phương pháp giữ giống trên môi trong dung dịch sacchrose 30% 27

2.3 Phương pháp bảo quản giống trên lớp dầu khoáng 28

2.4 Phương pháp đông khô 28

2.5 Phương pháp bảo quản lạnh sâu 29

2.6 Phương pháp lạnh đông 30

3 Ứng dụng của nấm men 30

3.1 Ứng dụng của nấm men trong sản xuất bánh mì 30

3.2 Ứng dụng men bia trong sản xuất đồ uống có cồn 36

3.3 Một số sản phẩm nấm men trên thị trường 38

3.4 Nghiên cứu, ứng dụng mới của sinh khối nấm men 40

Kết luận 41

Tài liệu tham khảo 42

A TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN

1. Gi i Thi u v n m men ới Thiệu về nấm men ệu về nấm men ề nấm men ấm men

1.1 Khái Ni m ệu về nấm men

men bánh mì hay trong sản xuất các loại đồ uống chứa cồn, cũng như trong một sốmẫu 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 sinhvật kỵ khí không bắt buộc Hiện nay người ta vẫn chưa thấy có men thuộc loại kỵ

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 Th c Sinh S n ức Sinh Sản ản

men mẹ khi các điều kiện thích hợp và sau đó, khi chồi đạt tới kích thước của mentrưởng thành thì nó tách ra khỏi men mẹ Khi các điều kiện dinh dưỡng kém cácmen có khả năng sinh sản hữu tính sẽ tạo ra các nang bào tử Các men không cókhả năng đạt được chu trình sinh sản hữu tính đầy đủ được phân loại trongchiCandida.

1.3 Phân lo i khoa h c ại khoa học ọc

 Giới (regnum): Fungi.

 Chi (genus): Saccharomyces.

1.4 Hình thái, c u t o ấm men ại khoa học

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:

giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào

enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và cáccấu tử khác nhau như bộ máy Golgi, lysosom, không bào (chứa các sảnphẩm bị phân cắt, hay chất độc lạ có thể có hại cho tế bào) Trong tế bàochất có nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liênquan trọng quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào Năng lượngcung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằmtrong tế bào chất Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinhdưỡng cho tế bào

1.5 Đ c đi m sinh hóa ặc điểm sinh hóa ểm 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

- 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 ng D ng Trong Th c Ph m ụng Trong Thực Phẩm ực Phẩm ẩm

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…

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 trênthế giới.

 Các sản phẩm của quá trình lên men gồm các dạng:

2 Gi i thi u v sinh kh i n m men ới Thiệu về nấm men ệu về nấm men ề nấm men ối nấm men ấm men

2.1 Đ nh nghĩa ịnh nghĩa

- Sinh khối là tổng trọng lượng của sinh vật trong sinh quyển hoặc sô lượngsinh 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 lênmen, sản xuất bánh mì, sữa chua và trong y học như sản xuất thuốc hỗ trợtiêu hóa biolactovin

2.2 Phân lo i: ại khoa học

2.2.1 D ng th ạng thương phẩm: ương phẩm: ng ph m: ẩm:

a/ Men lỏng

Nấm men lỏng là một sản phẩm thu nhận được ngay sau khi quá trình lên menhiếu khí kết thúc Khi sử dụng nấm men lỏng thì vấn đề chất lượng rất được quantâm do nó rất dễ bị nhiễm những vi sinh vật lạ, bị lẫn các sản phẩm trao đổi chấtcủa nấm men Nhược điểm rất lớn là khó bảo quản, thời gian sử dụng chỉ nằmtrong giới hạn 24 giờ sau khi sản xuất.Chính vì thế, việc sản xuất và sử dụng nấmmen 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 cóhoạt lực nở kém hơn nấm men lỏng do quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều

paste trong khoảng 10 ngày Như vậy nếu chuyển nấm men lỏng sang nấm menpaste, 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 vớikhối bột lên men

c/Men khô

Nấm men khô lại được sản xuất từ nấm men paste Người ta sấy nấm men paste

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:

Ly tâm nấm menlỏng

Sấy khô nấm mendạng paste

Ưu điểm

Dễ sử dụngHoạt lực làm nởcao (sx bánh mì)

Thời gian bảoquản lâu (10 ngày

dàiNhiều tế bào nấmmen bị chết

Thời gian sấy rất

dàiNhiều tế bào nấmmen bị chết

2.2.2 Theo ng d ng trong s n xu t bánh mì: ứng dụng trong sản xuất bánh mì: ụng trong sản xuất bánh mì: ản xuất bánh mì: ất bánh mì:

- Men lạt: dùng trong sản xuất bánh mì lạt, hàm lượng đường thấp Nhữngchủng nấm men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độđường thấp (nhỏ hơn 20%)

- Men ngọt: dùng trong sản xuất bánh mì ngọt, hàm lượng đường cao Nhữngchủng nấm men này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độđường cao (lớn hơn 20%)

2.3 Ứng Dụng Trong Thực Phẩm ng D ng C a N m Men Và Sinh Kh i N m Men Trong CNTP ụng Trong Thực Phẩm ủa Nấm Men Và Sinh Khối Nấm Men Trong CNTP ấm men ối nấm men ấm men

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, cácnhà khoa học đã đưa vào bộ gen của nấm một loại gen trích từ chuột, có khả năngphản 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 t ng quát: ổng quát:

Xử lýPha loãngThanh trùng

Lên men

Ly tâmSấy khô

Nhân giống

Men dạng paste

Men khôMen nước

Nấm men

Cấy

Hình 4 Quy trình tổng quát

2.1 S n xu t men khô ản ấm men

2.1.1 Quy trình s n xu t n m men t r đ ản xuất bánh mì: ất bánh mì: ất bánh mì: ừ rỉ đường: ỉ đường: ường: ng:

2.1.2.

2.1.3 Thuy t minh ết minh

Quy trình công nghệ sản xuất sinh khối nấm men bao gồm các giai đoạn chínhsau:

- Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nhân giống

- Quá trình nuôi cấy nấm men

- Thu nhận sinh khối

- Sấy khô

2.1.3.1 Chu n b môi tr ẩn bị môi trường và nhân giống ị môi trường và nhân giống ường và nhân giống ng và nhân gi ng ống

2.1.3.1.1 Chu n b môi tr ẩn bị môi trường dinh dưỡng ị môi trường dinh dưỡng ường dinh dưỡng ng dinh d ưỡng ng

Mục đích:

Rỉ đường: được dùng làm cơ chất cho nhiều quá trình lên men, nguyên nhânchính là do giá thành của rỉ đường rẻ hơn so với các nguyên liệu chứa đường khác.Ngoài saccharose trong rỉ đường còn chứa một số chất vô cơ, hữu cơ và vitamin cógiá trị.Ngày nay, cả rỉ đường củ cải lẫn rỉ đường mía thường được gọi là sản phẩm

Pha loãngThanh trùng

phụ hơn là một chất thải Sản lượng trung bình của rỉ đường chứa khoảng 50%saccharose dao động từ 3,5 đến 4,5 tấn trên 100 tấn củ cải gốc.

Rỉ đường trước khi được dùng để nuôi nấm men cần được xử lý để loại bỏ chấtkeo, chất lơ lửng và một số chất có hại cho sự tăng trưởng của nấm men Hệ keo cótrong mật rỉ được hình thành bởi protein và pectin.Hệ keo thường tạo ra độ nhớtcao và làm cản trở quá trình trao đổi chất của nấm men.Nếu hệ keo không bị pháhủy sẽ gây ra hiện tượng thoái hóa, tế bào sẽ phát triển và sinh sản kém Hiệu suấtthu hồi sinh khối sẽ thấp

Nếu khôngloại bỏ chất keo nói trên sản phẩm sinh khối nấm men thu nhận được

sẽ bám đầy chất keo này do đó có màu vàng đậm đặc đặc trưng của mật rỉ, khôngphải màu tự nhiên của nấm men Vì vậy, cần loại bỏ các chất tạo màu trong mật rỉtrước khi làm môi trường nuôi cấy

Các biến đổi

- Vật lý: khối lượng riêng của dung dịch giảm, sự thay đổi màu

- Hóa học: các hợp chất keo đông tụ

- Sinh học: mật độ vi sinh vật giảm

Thực hiện loại bỏ chất keo trong rỉ đường: có thể làm bằng 2 phương pháp

- Phương pháp hóa học:

+ Thường sử dụng acid sulfuric, kết hợp với vôi tôi có khả năng làm đông

tụ, kết tủa chất keo, đồng thời acid sulfuric còn liên kết với muối của rỉ đườngcạnh tranh với acid hữu cơ, phân hủy protein tạo cơ chất cho nấm men sử dụng

để tăng sinh khối

+ Cách thực hiện:

Pha loãng rỉ đường khoảng 0,73m3 nước/tấn rỉ đường, trộn đều, thêmcloruacanxi 0,9kg/tấn rỉ đường, khuấy trộn trong 30 phút sau đó để yên trong 30phút Thêm vào 6 lit acid sulfuric/tấn rỉ đường, khuấy tiếp tục 30 phút nữa, sau đó

để lắng 6-12h Dùng bơm hút dịch trong lên trên, loại bỏ cặn

- Phương pháp cơ học

Dùng máy ly tâm để loại chất bẩn, chất keo có ưu điểm hơn so với phương pháphóa học về phương diện kinh tế và thời gian, giảm thất thoát so với phương pháphóa học từ 2% còn 0,14% Trước khi ly tâm, pha loãng rỉ đường với nước theo tỷ lệ1:1, 1:2, 1:3, 1:4 tùy thuộc vào thành phần muối canxi trong rỉ đường Nếu lượngmuối canxi trong rỉ đường < 0.5% thì pha loãng 1:1, nếu là 0,6% thì pha loãng 1:2,hơn 1% thì pha loãng 1:4

Pha loãng dịch lên men:

Ta tiến hành pha loãng thành nồng độ 28-30% chất khô

- Ure: 0,1-0,15%

do khi sản xuất nó có chứa một số chất phụ gia không tan Vì vậy, trước khi sửdụng phải hòa tan vào nước nóng theo tỷ lệ 1:5-6 (nước) trước Dung dịch đượctrộn lẫn với lượng acid phosphoric đã tính toán, pha loãng bằng nước theo tỷ lệ1:5

Chú ý: phải làm nguội dịch rỉ trước khi bổ sung hóa chất

Điều chỉnh pH dung dịch: điều chỉnh pH = 4-4,5 bằng acid sulfuric loãng

với nồng độ pha trước

Phân phối vào dụng cụ

Thanh trùng:

Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây hại, chuẩn bị cho quá trình lên men

Tiến hành: thanh trùng ở nhiệt độ 80-900C trong vòng 20 phút

Các biến đổi:

- Vật lý: nhiệt độ tăng

- Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật nhiễm

- Hóa học: có thể xảy ra phản ứng Maillard

- Hóa lý: độ nhớt dung dịch giảm

- Hóa sinh: các enzyme bị biến tính bất thuận nghịch

- Hóa lý: độ nhớt dung dịch tăng

2.1.3.1.2 Quá trình nhân gi ng ống

Là quá trình tăng thể tích dịch nấm men sau mỗi chu kỳ cho tới khi đủ số lượngphục vụ cho sản xuất

Quá trình tăng nhanh sinh khối

Quá trình nhân giống trong phòng thí nghiệm và nhân giống trong sản xuất cầntạo điều kiện cho giống thuần chủng sinh sản nhanh, không bị tạp nhiễm với cácdụng cụ và thiết bị, phục vụ cho nuôi cấy vô khuẩn

- Nuôi cấy nhân giống đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm:Giống được nuôi cấy trên ống nghiệm thạch nghiêng rồi cấy chuyền vào ốngnghiệm 20ml chứa 10ml môi trường nuôi cấy đã được vô trùng Tiến hành

cấy vào bình tam giác và trong các thiết bị lớn hơn, tỷ lệ giống chuyển cấp

là 1:10 cho đến khi được 100 lit thì ta chuyển sang giai đoạn nhân giống ởchế độ phân xưởng

- Nhân giống trong giai đoạn phân xưởng: Tiến hành nhân giống trong thiết bịnuôi cấy cũng ở nhiệt độ và thời gian như trên, sau đó ta tiếp tục nhân giốngvào những thiết bị lớn hơn với tỷ lệ mỗi cấp chuyển giống là 1:10

- Dịch sau khi đã thanh trùng và làm nguội xuống nhiệt độ lên men là

- Nấm men từ thùng men giống được tháo xuống sao cho thể tích dịch nuôicấy và men giống chiếm 50% thể tích thùng Ta cho nấm men lên men trongkhoảng 16-18h

- Trong quá trình nuôi cấy nhiệt độ được điều chỉnh bằng cách dội nước lạnhbên ngoài thùng hoặc ta sử dụng các thùng nuôi cấy có hỗ trợ thêm thiết bịđiều chỉnh nhiệt độ

- Song song với quá trình men giống phát triển trong thùng nhân giống ta tiếptục cho dịch rỉ vào thùng xử lý

- Sau 16-18h ta cho dịch rỉ thêm vào thùng nhân giống nấm men rồi trộn đều.Cho lên men thêm khoảng 2-3h

- Tháo 50% lượng men ở thùng nhân giống xuống thùng nuôi cấy Tiến hànhlặp lại các bước như trên

Trong sản xuất công nghiệp người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy theodòng liên tục Hàm lượng oxi hòa tan là nhân tố giới hạn trong thành phần tối ưucủa môi trường và điều kiện thuận lợi cho nuôi cấy Tốc độ sử dụng oxi của nấmmen chỉ phụ thuộc vào hoạt tính của chúng và thành phần của môi trường

Hiệu suất của thiết bị nuôi cấy phụ thuộc vào hệ số hấp phụ của oxi, mức độ

sử dụng không khí, phụ thuộc vào nhu cầu riêng về oxi để tổng hợp 1 đơn vị sinhkhối từ từng loại nguyên liệu và phụ thuộc vào hệ số tổng hợp

Để xác định chế độ làm việc tối ưu của một thiết bị, người ta xác định mức độ

sử dụng oxi và theo đó sẽ chọ được tốc dộ pha loãng, thành phần tương ứng củamôi trường và tăng cao năng suất sinh khối

Các tế bào càng được giữ lâu trong thiết bị thì hoạt tính của giống càng giảm vànăng suất sinh khối càng thấp Vì vậy khi tiến hành nuôi lên men theo phương phápbán liên tục thì sẽ cho hiệu quả kinh tế cao: khi đạt lượng sinh khối có trong dịch

nuôi cấy sẽ lấy dần ra rồi cho thêm môi trường mới vào nồi lên men có hàm lượngkhoảng 1-2% Sử dụng giống nấm men có hoạt tính thấp sẽ làm giảm hiệu suất thuhồi sinh khối.

2.1.3.1.3 Quá trình nuôi c y n m men (quá trình lên men d ch r ) ấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ) ấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ) ị môi trường dinh dưỡng ỉ)

 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 nuôicấy hiếu khí Trong điều kiện nuôi cấy hiếu khí sản phẩm chủ yếu là sinh khối, còn

bào nấm men, quan trọng nhất là ethanol

Vì thế, trong sản xuất sinh khối nấm men, để đạt được hiệu xuất thu hồi sinhkhối cao cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng vàtăng sinh khối tốt đồng thời tránh tiêu hao nhiều chất dinh dưỡng cần thiết trongquá trình nuôi

 Các biến đổi trong quá trình nuôi cấy

Các biến đổi sinh họcCác giai đoạn của nấm men

- Ở giai đoạn tiềm phát:

Nấm men cần phải có thời gian thích nghi với điều kiện mới.Ở giai đoạn nàyviệc tạo thành các acid amin, các peptid và các acid nucleic xảy ra nhanh hơn cácquá trình khác.Thời gian cũng thể kéo dài cũng có thể ngắn tùy thuộc vào từngchủng nấm men Giai đoạn này thường khoảng 0,5-1 giờ và chỉ cần cung cấp lượng

- Ở giai đoạn tăng trưởng:

Nấm men tiến hành các quá trình trao đổi chất rất mạnh, khối lượng nấm mentrong thiết bị tăng lên rõ rệt.Việc tổng hợp các enzyme được xúc tiến nhanh.Hàmlượng RNA được tổng hợp nhiều nhất Giai đoạn này thường kéo dài khoảng 7-14giờ va cũng là giai đoạn nấm men cần nhiều oxy nhất, do đó lượng oxy cung cấp,

- Giai đoạn cân bằng

Giai đoạn này có nhiều thay đổi quan trọng.Lượng tế bào mới sinh gần bằng tếbào chết Các quá trình trao đổi chất giảm mạnh do nhu cầu oxy không nhiều Giaiđoạn này kéo dài khoảng 1-2 giờ và ta phải giảm lượng không khí cấp vào môi

Các biến đổi vật lýTrong quá trình nuôi cấy, quá trình trao đổi chất của nấm men xảy ra liên tụclàm cho nhiệt độ canh trường tăng lên

Các biến đổi hóa học

- Hàm lượng chất khô (chủ yếu là đường saccharose): giảm dần theothời gian do quá trình hô hấp hiếu khí và quá trình sinh tổng hợp vậtchất tế bào của nấm men.

- pH: sự thay đổi theo 2 cơ chế chính:

trình trao đổi

men trong quá trình trao đổi chấtCác biến đổi hóa lý

- Sự hòa tan oxy

Vì nấm men chỉ sử dụng oxy ở dạng hòa tan nên tốc độ hòa tan của oxy vàodung dịch bằng tốc độ sử dụng oxy của tế bào nấm men thì sinh khối của tế bàonấm men đạt cực đại Độ hòa tan của oxy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ,tốc độ khuấy trộn, lưu lượng sục khí, sự tác động của các chất hoạt động bề mặt,các chất phá bọt

- Sự hình thành bọt

Trong quá trình nuôi cấy, do sục khí liên tục và nấm men hô hấp giải phóng

trên bề mặt Vì vậy, dung dịch nuôi cấy rất dễ bị tạp nhiễm Do đó dung tích sửdụng thiết bị phải nằm trong khoảng 0,7- 0,8 đồng thời có thể sử dụng chất phá bọt(keo ưa nước, mỡ cá, hỗn hợp xà phòng hóa, acid oleic, dầu silicone…)

Các biến đổi hóa sinh

Các biến đổi hóa sinh phần lớn xảy ra bên trong cộng với sự trao đổi chất của tếbào nấm men.Biến đổi đầu tiên quan trọng nhất là sự chuyển hóa đường sacharosethành D-glucose và D-fructose dưới xúc tác của enzyme invertase được tổng hợpbởi nấm men Sau đó glucose tiếp tục tham gia các chuỗi phản ứng hóa sinh trongcác chu trình sinh hóa để tổng hợp vật chất tế bào và năng lượng cho nấm men sinhtrưởng Trong giai đoạn này, các dạng tế bào con, tế bào trẻ vừa mới tạo chồi, tếbòa thành thục.Tỉ số các dạng này khác nhau tùy thuộc quy trình kỹ thuật và môitrường hoạt động lúc đầu.Số tế bào thành thục càng cao men thành phẩm càng giữđược tính chất của nó lâu hơn

 Kiểm tra

Nhuộm tế bào với xanh methylen: nếu tế bào già, chết sẽ bắt đầu từ màu xanhđến xanh đậm, trong khi tế bào trẻ không bắt màu Vòng tuần hoàn sau 200 lít cóthể lên đến 10 lần phụ thuộc vào chất lượng men mẹ, độ sạch của môi trường,nguyên liệu, điều kiện vệ sinh của cơ sở mỗi vòng từ 6 đến 8 giờ

Ở các nước phát triển giai đoạn nuôi men mẹ bà men thương phẩm được thựchiện trong thiết bị lên men kín, khá tối ưu về điều kiện thông khí, điều kiện kiểmtra quá trình được tự động hóa, do đó kịp thới xử lý những sơ xót về kỹ thuật

 Quá trình men lắng

Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ly tâm tách rửa

Điều kiện lắng:

- Giảm lượng không khí 40- 60% so với giai đoạn nuôi chính

- Thời gian lắng từ 1,5- 2 giờ

- Thiết bị: quá trình men lắng xảy ra trong tiết bị lên men

40-60% so với giai đoạn nuôi cấy chính, thời gian lắng từ 1,5-2 giờ

2.1.3.1.4 Thu nh n sinh kh i n m men ận sinh khối nấm men ống ấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ)

 Mục đích: khai thác và hoàn thiện.

Về lý thuyết

của A.J.Forage):

(1,25 kcal) + sinh khối nấm men khô 0,5g

Hoặc theo nghiên cứu C.L Cooorey

khô (1kg) + N, P, K, Mg, S (0,1kg)

 Phương pháp

- Bọt và sinh khối tràn ra ngoài trong quá trình lên men được tách trướctiên theo phương pháp tạo thành bọt cùng với sinh khối tạo ra ngoài rồiđưa đi ly tâm tách bọt và sinh khối trào ra ngoài được thu gom lại đi đi

xử lý bằng phương pháp tuyển nổi (flotation) rồi đưa đi ly tâm qua cácmáy ly tâm tách (Seprator), cô đặc chân không

- Nấm men thường có tỷ trọng lớn hơn dung dịch nấm men (tỷ trọng củanấm men thường nằm trong khoảng 1,13- 1,14 còn dịch nuôi cấy khôngchứa nấm men là 1,01- 1,03) Do vậy tế bào nấm men sẽ chịu lực ly tâmlớn hơn và được tách ra khỏi dung dịch nuôi cấy

2.1.3.1.5 S y khô ấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ)

 Mục đích: Bảo quản

Huyền phù sinh khối nấm men sau quá trình cô đặc có nồng độ chất khô40%.Quá trình sấy nhằm mục đích tách ẩm ra khỏi men, đưa độ ẩm của chúng vềdưới 8% để kéo dài thời gian bảo quản của nấm men Đồng thời, quá trình sấy cũnglàm đa dạng hóa sản phẩm nhằm thuận tiện cho quá trình vận chuyển và sử dụng

 Các biến đổi trong quá trình sấy

Vật lý: hàm ẩm giảm nhanh chóng

Hóa lý: sự bay hơi nước và các chất dễ bay hơi dưới tác động của nhiệt độ cao

Có sự chuyển pha từ dạng lỏng (dịch lên men) sang dạng rắn

Sinh học: tế bào nấm men và một số vi khuẩn bị tiêu diệt tuy nhiên, do thờigian sấy rất ngắn nên biến đổi về hóa sinh và sinh học không lớn lắm.

2.1.3.1.6 Ch tiêu ch t l ỉ) ấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ) ượng thành phẩm ng thành ph m ẩn bị môi trường dinh dưỡng

Tiêu chuẩn của sinh khối nấm men thương phẩm dùng cho chăn nuôi như sau:

 Chỉ tiêu vi sinh:

- Tổng vi sinh vật hiếu khí không quá 7500 cfu/kg men khô

- Vi khuẩn thương hàn: không được có

- Nấm mốc: không quá 50 cfu/kg men khô

- Độ tiêu hóa của protein không dưới 75-80%

- Giá trị sinh học của protein khô không dưới 55%

- Các vitamin B1, B2, B5 tương ứng không dưới 10, 30 và 300mg/kg.hàm lượng tro: đối với men rượu từ rỉ đường không quá 14%men khô tuyệt đối, còn men rượu từ bã rượu ngũ cốc thì không quá10%

- Tạp chất kim loại sau khi tách sắt có thể còn có trong chế phẩm men ởdạng các mẫu vảy nhỏ là kim loại bắt từ hoặc không bắt từ

- Những tạp chất kim loại là thể mảnh kim loại không bắt từ phải có kíchthước mảnh, miếng kim loại không quá 2mm hàm lượng kim loại mảnh

có kích thước < 2mm (mg/ 1kg men khô): < 20

- Các kim loại từ tính: không quá 0,003% (chì và asen không quá5mg/kg)

2.2 S n xu t men n ản ấm men ưới Thiệu về nấm men c

Men nước được sản xuất phục vụ cho nhu cầu sử dụng tại chỗ

Ưu điểm: quá trình sản xuất đơn giản, giá thành hạ, có thể cho chất lượng tốt sovới men ép và men khô

Nhược điểm: không bảo quản được lâu, vận chuyển khó khăn

Nguyên liệu dùng sản xuất men nước là bột, thóc mầm hoặc chế phẩm mốc có

hoạt lực amylase, vi khuẩn lactic (Lactobacterium delbrucki) và nấm men

Saccharomyces cerevisiae.

Vi khuẩn Lactobacterium delbrucki dùng acid hóa và cải thiện thành phần dinh

dưỡng của môi trường cho nuôi cấy nấm men ở giai đoạn sau Đây là giống vikhuẩn lactic lên men đồng dạng cho sản phẩm là acid lactic

Dịch bột thủy phân bằng thóc hoặc chế phẩm mốc: trộn bột: nước theo tỷ lệ 1:3

mốc Asp.Awamori hoặc Asp.Oryzae giữ 8-14h  dịch bột được đường hóa và

cấy nấm men

Giống men: Saccharomyces cerevisiae cấy chuyển trên môi trường malt (ống

lit Giống men sau khi nhân giống chuyển vào dịch bột thủy phân đã acid hóa vàlàm nguội đến 28-300C, giữ ở nhiệt độ này 14-15h không sục khí hoặc sục khí giánđoạn kết hợp khuấy Ở nhiệt độ này, vi khuẩn lactic ưa nhiệt ngừng phát triển vàngừng tích tụ acid

Nấm men tiêu hóa đường và acid lactic để tăng sinh khối đồng thời lên menrượu Môi trường lên men có nồng độ acid cao tạo điều kịện thuận lợi cho nấmmen phát triển và hạn chế sự phát triển vi sinh vật tạp nhiễm Người ta có thể sảnxuất nấm men theo phương pháp này mà không cần phải vô trùng

Từ men nước có thể ly tâm thu men dạng sữa hoặc dạng nhão và đem đóngthành bánh

2.3 S n xu t men d ng paste: ản ấm men ại khoa học

Thu nhận sinh khối nấm men dạng paste ngay khi kết thúc quá trình lên men,người ta thu nhận sinh khối nấm men Đầu tiên là quá trình tách và rửa nấm men cóthề thực hiện trong các phương pháp sau đây:

- Rửa nấm men trong một thiết bị có hệ thống cấp nước lạnh liên tục vàtách nấm men liên tục trong máy ly tâm

- Rửa nấm men trong hệ thống hai thiết bị bằng phương pháp hòa tangián đoạn bao gồm 3 giai đoạn:

Nấm men sau khi ly tâm gọi là nấm men dạng nhão.Còn chứa nhiều nước tự do

3 nh h ưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối ng c a các y u t môi tr ủa Nấm Men Và Sinh Khối Nấm Men Trong CNTP ếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối ối nấm men ường đến tốc độ tổng hợp sinh khối ng đ n t c đ t ng h p sinh kh i ếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối ối nấm men ộ tổng hợp sinh khối ổng quát: ợp sinh khối ối nấm men

n m men ấm men

3.1 Nhi t đ ệu về nấm men ộ tổng hợp sinh khối

Có ảnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men Nhiệt độ thích hợp nhất

để nấm men phát triển tốt l à 28-30ºC Trên 43ºC và dưới 28ºC sự sinh sản của nấmmen bị chậm hay ngừng lại