Nghiên cứu sản xuất yeast extract (dịch chiết nấm men) từ bã men bia bằng công nghệ enzym

Trang 1

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Yeast extract (dịch chiết nấm men) là tên gọi chung cho các loại sản phẩm chếbiến nấm men được thực hiện bằng cách loại bỏ các thành tế bào, chúng được sửdụng làm phụ gia thực phẩm hoặc hương liệu, hoặc như làm chất dinh dưỡng chomôi trường nuôi cấy vi sinh Chúng thường được dùng để tạo hương vị ngon và.Dịch chiết nấm men giống như bột ngọt, thường có chứa acid glutamic tự do Chấtchiết xuất từ nấm ở dạng lỏng có thể được sấy khô đến một dạng sánh hoặc dạngbột khô

Bã men bia chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, nhiều protein và vitamin, nhất làvitamin nhóm B Chính vì thế mà khi thải ra môi trường, bã men bia được xem lànguồn thức ăn của nhiều vi sinh vật Các vi sinh vật này phân hủy bã men bia vàgây nên ô nhiễm môi trường

Với thành phần sinh khối khô của nấm men bao gồm: chất vô cơ 5% – 10 %,cacbon 25% - 50 %, nitơ 4,8 % - 12 %, protein 30% - 75%, lipid 2% - 5% Ngoài racòn nhiều vitamin và các acid amin Nấm men bia được xem như là nguồn nguyênliệu giàu giá trị dinh dưỡng Vì vậy mà trên thế giới đã có nhiều công trình tận dụng

bã men dư thừa chế biến thành các sản phẩm như dịch chiết nấm men (Yeastextract), dịch tự phân nấm men (Yeast autolysate), vách tế bào nấm men (Yeast cellwall), chế biến chất điều vị, chế biến thức ăn gia súc…

Hiện nay, ở nước ta sản lượng bia ngày càng tăng, nhiều nhà máy sản xuất biađược thành lập Tuy nhiên việc xử lí bã men thừa chưa được thỏa đáng, gây ônhiễm môi trường Một số công ty lớn đã tiến hành sấy bã men làm thức ăn cho giasúc, làm phân bón hay thuốc trừ sâu bọ Tuy nhiên nhìn chung hiệu quả kinh tếkhông cao

Trên cơ sở đó, được sự chấp thuận của khoa Công Nghệ Thực Phẩm trườngđại học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM, dưới sự hướng dẫn của thầy Lê Quang Trí,chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

Trang 2

“Nghiên cứu sản xuất Yeast extract (dịch chiết nấm men) từ bã men bia bằng công nghệ enzym”.

1.2 Mục đích

Tận dụng bã men bia để sản xuất Yeast extract (dịch chiết nấm men) dùng làmthành phần trong môi trường nuôi cấy vi sinh

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng: Dung dịch bã men bia của công ty bia Sài Gòn.

Phạm vi nghiên cứu: do hạn chế về thời gian và thiết bị, toàn bộ thí nghiệm

được tiến hành tại phòng thí nghiệm công ty dầu thực vật Bình An và phòng thínghiệm khoa công nghệ thực phẩm trường đại học Kỹ Thuật Công Nghệ TPHCM

1.4 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát các tính chất của nguyên liệu bã men bia

- Khảo sát các điều kiện tối ưu để thủy phân tế bào nấm men: Nhiệt độ, dungdịch đệm, pH, thời gian, loại enzyme, nồng độ enzyme

- Kiểm tra chất lượng sản phẩm Yeast extract (dịch chiết nấm men) sản xuất

SVTH: Võ Thị Thanh trang 2

Trang 3

Saccharomyces là giống nấm men trong lớp nấm túi Trong đó Saccharomyces cerevisiae là loài quan trọng nhất, được dùng nhiều trong công

nghiệp thực phẩm Một số chủng của nấm men này dùng làm men nở bánh mì, một

số khác dùng trong công nghiệp rượu, bia, rượu vang, sản xuất enzym invertase…

2.1.2 Nấm men dùng trong sản xuất bia

Nấm men bia thuộc giống men rượu Saccharomyces

Giống này gồm các nấm men có thể lên men đường sinh ra rượu etylic Cácloài giống này rộng rãi trong tự nhiên

Giống Saccharomyces có hình dạng tế bào là hình cầu, hình ovan hay elip.

Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi

Trong thực tế sản xuất có hai loại men bia dùng trong công nghiệp: men nổi

và men chìm

Men nổi thuộc loài Saccharomyces cerevisiae Loại này thường được dùng sản

xuất các loại bia xẫm màu Men nổi chỉ phát triển và lên men ở nhiệt độ tương đốicao (từ 120C trở lên) thích hợp với nhiệt độ lên men từ 140C - 250C Men này khilên men tế bào chúng lơ lửng và tập trung trên bề mặt dịch

Men chìm thuộc loài Saccharomyces carloberensis, phát triển và lên men

ngay khi ở nhiệt độ thấp (60C - 80C) Loài này được dùng phổ biến trong toàn thế

Trang 4

giới để sản xuất loài bia sáng màu Các tế bào nấm men khi lên men chúng thườngkết dính vào nhau ở dạng bụi hoặc dạng bông và dễ kết lắng.

Trong sản xuất bia, nấm men sinh sản bằng cách nảy chồi là chủ yếu

2.1.3 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của nấm men bia

Thành phần cơ bản và chủ yếu của tế bào nấm men là nước - khoảng 75%khối lượng chung

Bảng 2.1: Thành phần sinh khối khô của tế bào nấm men

tự do đều được gọi là protein nguyên liệu

Vitamin: tế bào nấm men rất giàu vitamin, nhất là vitamin nhóm B và tiền

vitamin D2 là ergosterol

Acid amin: trong thành phần các protein có đủ các acid amin và đặc biệt là 8

hoặc 9 acid amin cần thiết không thay thế (valin, lizin, lơxin, isolơzin, treonin,metionin, phenylalanin, triptophan)

Bảng 2.2: hàm lượng vitamin trong tế bào nấm men (µg/g men khô)

Chất vô cơCacbon NitơProtein Lipid

5 - 10

25 - 504,8 - 12

30 - 75

2 - 5

Trang 5

Thành phần Hàm lượng (µg/g men khô)Izonit

Biotin (vitamin H)Riboflavin (vitamin B2)Acid pantotenic (vitamin B3)Tiamin (vitamin B1)

Pyridoxin (vitamin B6)Nicotinanit (vitamin B5)

6000 - 150000,6 - 0,7

Bảng 2.3 Hàm lượng các acid amin trong tế bào nấm men (µg/g men khô)

Thành phần Hàm lượng (µg/g men khô)

LizinArgininHistidinAcid asparaginicSerin

GlyxinAcid glutamicAlanin

ProlinTirozinMetioninLơxinSistein

7,51,3112,92,71,53,98,72,02,82,95,4Vết(Lương Đức Phẩm, 2005)

2.1.4 Thu hồi nấm men trong quá trình sản xuất bia

Trang 6

Trong quá trình lên men bia, nấm men bia sẽ sinh sản bằng phương pháp nảychồi, sự sinh sản phụ thuộc vào các yếu tố: mật độ nấm men gieo cấy (men giống),trạng thái sinh lý của chúng, nhiệt độ dung dịch lên men, môi trường bên ngoài,nồng độ chất hòa tan…

Lớp tế bào nấm men sinh ra sau một lần nảy chồi của lớp tế bào mẹ sẽ tạothành một thế hệ mới Sau một thời gian lớp tế bào thế hệ mới lại có khả năng nảychồi để sinh ra thế hệ tiếp theo Thời gian cần thiết để một tế bào từ khi tách khỏi tếbào mẹ đến lúc nó nảy chồi gọi là chu kỳ sinh sản: t

Giả sử lúc đầu lượng nấm men gieo cấy là x0, sau n thế hệ lượng nấm men cóđược:

Thời gian lên men Số tế bào

0t2t3tNt

Người ta tiến hành thu hoạch nấm men sản xuất như sau:

- Rây nấm men để tách hết các tạp chất kích thước lớn Nấm men và các cặnmịn có kích thước bé sẽ rơi xuống thùng chuyên dụng để được rửa sạch Cặn thô cólích thước lớn nằm lại trên rây và theo kênh riêng tách ra ngoài

- Rửa nấm men để tách hết tế bào chất và cặn mịn

Thiết bị rửa và xử lý nấm men: sử dụng thùng hình côn hai lớp vỏ Khoảngkhông giữa hai vỏ là để chứa nước làm lạnh khối men

Trang 7

Nấm men sau khi rây sạch cặn thô thì được bơm vào thùng, sau đó cho nước

vô trùng có nhiệt độ 20C - 40C, khuấy đảo đều Để yên 40 phút thì nấm men khỏe sẽkết lắng còn nước đục ở phía trên bao gồm cặn mịn và tế bào chất Nước đục sẽđược đổ ra ngoài và tiếp tục rửa lại, khoảng ba bốn lần thì nước rửa phía trên hếtđục

Cho nước lạnh vào giữa hai lớp vỏ (0,50C) để bảo quản, khi nào cần lên men

mẻ khác thì lấy ra

Sát trùng để diệt các vi sinh vật lạ

Bảo quản nấm men sạch, dùng để lên men các mẻ sau hoặc sử dụng vào cácmục đích khác

2.1.5 Sản lượng nấm men dư thừa trong công nghiệp sản xuất bia

Theo ước tính, với một nhà máy sản xuất có công suất vừa (20 triệu lit/ năm)mỗi ngày cần phải lên men 70m3 dịch đường, phải có 70 - 80 kg men ước mỗi ngày

Để có lượng sinh khối lớn như vậy ta phải tái sử dụng nấm men sản xuất, tức làsinh khối thu được từ các mẻ lên men trước đó

Việc tái sử dụng nhiều thế hệ nấm men sản xuất sẽ dẫn đến hiện tượng chúng

bị nhiễm tạp ở một mức độ nào đó, nếu tiếp tục lên men các mẻ sau sẽ là điều bấtlợi do đó cần phải loại thải khi chúng bị thoái hóa

Trong phân xưởng lên men luôn có sự dư thừa nấm men sản xuất Khi lên men

1 lit dịch đường thường nhận được 2 lit men Sau khi rây, rửa sạch còn lại 1,5 lit

Sử dụng để lên men mẻ sau là 0,5 lit và còn lại là 1 lit dư thừa

Tận thu nấm men dư thừa là việc mang lại hiệu quả cao Chúng là sản phẩmthực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều protein, đường, chất béo, vitamin

và nhiều cấu tử quan trọng khác

2.2 Các phương pháp phá vỡ tế bào nấm men

Trang 8

Có rất nhiều chất được tạo thành trong tế bào vi sinh vật có hoạt tính sinhhọc rất mạnh hoặc các chất có ý nghĩa rất lớn trong y học và trong công nghệ thựcphẩm.

Để nhận các sản phẩm này không thể áp dụng các phương pháp thông thường

mà phải tách chúng ra khỏi tế bào

Mỗi loài vi sinh vật có cấu trúc hay tính chất của thành tế bào khác nhau, do

đó phải sử dụng nhiều phương pháp phá vỡ tế bào để thu nhận các sản phẩm nộibào

Có 3 nhóm phương pháp phá vỡ tế bào vi sinh vật:

2.2.1 Phương pháp vật lý

- Phương pháp lạnh đông nhanh và tăng nhiệt đột ngột

- Phương pháp nghiền (hạt nghiền: bead mills): huyền phù được khuấychung với những hạt kim loại hay thủy tinh nhỏ (đường kính 0,2 - 1 mm), tế bào visinh vật sẽ bị phá vỡ bởi lực kéo của chất lỏng và sự va đập với các hạt

- Phương pháp sử dụng áp lực mạnh (freeze presses) huyền phù sau khiđông lạnh được đưa vào thiết bị áp lực cao, sự thay đổi về pha và thể tích làm phá

2.2.2 phương pháp hóa học

Người ta thường sử dụng acid HCl để thủy phân

Acid có tác dụng thủy phân phức hệ glucan, protein và lipid gây hư hỏngmạng lưới cấu trúc của thành và màng tế bào, do đó các chất nội bào được chiết ramôi trường ngoài một cách dễ dàng Phương pháp thủy phân bằng dung dịch acid

đã được dùng rộng rãi với quy mô lớn

Trang 9

Tuy nhiên cho acid quá nhiều có thể dẫn đến những thay đổi về bản chất hóahọc hoặc tính chất vật lý của các sản phẩm có trong tế bào.

2.2.3 Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được sử dụng nhiều nhất là phương pháp enzym Người

ta dùng enzym tương ứng với cơ chất có trong thành tế bào, thủy phân cơ chất vànhư vậy thành tế bào sẽ bị phá vỡ

2.2.3.1 Phương pháp tự phân

Tự phân là quá trình tự xảy ra khi tế bào nấm men chết và vách tế bào không

có khả năng tự vệ sẽ bị phá hủy bởi các enzym trong tế bào Lúc này chất trong tếbào như: protein, nucleotic, cacbohydrate…cũng bị hệ thống enzym này tấn công

và phân hủy

Quá trình tự phân của nấm men chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: nhiệt

độ, pH, thời gian, nồng độ nấm men…

- Nồng độ nấm men trong dung dịch: Nồng độ nấm men trong dung dịch

thấp thì hiệu quả tự phân cao nhưng nếu quá loãng thì làm gia tăng giá thành sảnphẩm do tốn nhiều hao phí cho quá trình làm khô Nồng độ nấm men thích hợp từ10% - 15%

- Nhiệt độ: Nhiệt độ tự phân tối ưu của nấm men bia là 450C (men bánh

mỳ là 510C) Ở nhiệt độ 540C thì quá trình tự phân của men bia và men bánh mỳđều không tốt do enzym bị biến tính ở nhiệt độ cao

Bảng 2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình tự phân

Nhiệt độ (0C) Hiệu quả tự phân (%)

Nấm men bánh mỳ Nấm men bia

- pH: nấm men có khả năng tự phân trong khoảng pH từ 4 - 6 nhưng thông

thường nấm men tự phân tốt ở pH là 5,5

Trang 10

- Thời gian tự phân: quá trình tự phân kết thúc khi hiệu suất tự phân đạt

50%

2.2.3.2 Phương pháp thủy phân bằng enzym

Thủy phân thành tế bào bằng xúc tác enzym đặc hiệu lysozym là dùng tácnhân enzym đặc hiệu được thêm vào môi trường chứa tế bào nấm men, để phá vỡthành phần peptido-glucan ở thành tế bào, từ đó có thể chiết xuất nhanh chóng phức

hệ enzym thành tế bào, để tiếp tục phá vỡ cấu trúc tế bào Tuy nhiên phương phápnày có nhược điểm là chi phí giá thành cao cho việc sử dụng enzym

2.3 Enzym

2.3.1 Giới thiệu chung về enzym

Emzym là một yếu tố quan trọng của cuộc sống con người, động vật, thực vật

và vi sinh vật

Trước đây khi nói về vai trò và ứng dụng của enzym trong lĩnh vực chế biếnthực phẩm người ta còn nhiều hoài nghi về tính khả thi của chúng, nhưng trong hộinghị sinh hóa năm 1969 khi nhiều công trình nghiên cứu về khả năng ứng dụng củaenzym trong lĩnh vực chất tẩy rửa được báo cáo đã thúc đẩy mạnh công cuộcnghiên cứu enzym trong lĩnh vực này Hoạt tính xúc tác cũng như tính chất củanhiều enzym đã được nghiên cứu và được sử dụng trong công nghiệp lên men nhưchế biến rượu vang, bia, bánh mỳ, nước chấm có nguồn gốc thực vật và động vật…việc ly trích enzym từ vi sinh vật đầu tiên đã được thực hiện thành công nhờ vàonhững hiểu biết về AND trong lĩnh vực di truyền Hiện nay người ta đã xác địnhđược khoảng 2000 enzym và nhiều loại khác đang được khám phá

2.3.2 Nguồn thu nhận enzym

Enzym có thể tìm thấy từ bất cứ vi sinh vật sống nào Trong hơn 100 enzym

sử dụng trong công nghiệp, hơn một nửa có từ nấm men, nấm mốc, hơn 1/3 là từ vikhuẩn, phần còn lại là từ động vật và thực vật

Enzym có nguồn gốc từ vi sinh vật được ưa chuộng hơn enzym từ động vật vàthực vật vì những lý do sau:

- Giá thành sản xuất rẻ hơn

Trang 11

- Hàm lượng enzym trong vi sinh vật rất cao, chiếm tới 80% - 90% thànhphần protein của tế bào vi sinh vật và có thể kiểm soát được.

- Nguồn nguyên liệu thô để nuôi cấy vi sinh vật có thành phần cố định vàsẵn có

- Mô tế bào động vật và thực vật chứa nhiều thành phần độc hại hơn vi sinhvật, bao gồm những hợp chất phenolic, enzym kìm hãm nội sinh và protease

2.3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzym

2.3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ: Trong các phản ứng hóa học, nhiệt độ

càng tăng, tốc độ phản ứng xúc tác càng tăng Trong các phản ứng sinh học, nhiệt

độ càng tăng, khả năng xúc tác của enzym sẽ tăng Nhưng khả năng tăng của tốc độphản ứng có một giới hạn nhất định Quá giới hạn nhiệt độ đó, phản ứng enzym sẽgiảm và giảm rất nhanh

2.3.3.2 Ảnh hưởng của pH: nếu tăng hoặc giảm pH đến một giá trị nào đó,

vận tốc phản ứng của enzym sẽ tăng dần và đạt đến giá trị cực đại và pH đó gọi là

pH tối ưu cho hoạt động của enzym Vượt qua giới hạn pH này, hoạt động củaenzym sẽ giảm

Mỗi loại enzym có khoảng pH tối ưu và pH tối ưu Dựa vào tính chất nàyngười ta phân loại ra enzym acid, enzym trung tính, enzym kiềm

Trong chế biến thực phẩm, người ta chọn những enzym có pH tối ưu gần với

pH của cơ chất vì việc điều chỉnh của pH cơ chất rất khó khăn và không thể làmthay đổi được đối với những sản phẩm như sữa, rượu bia, nước trái cây… (vì nó sẽlàm thay đổi tính chất của sản phẩm)

2.3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzym

Trong điều kiện thừa cơ chất, tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng

độ enzym

Nếu nồng độ enzym quá thấp thì phản ứng rất khó xảy ra hoặc ức chế không hoạt động.Nhưng có trường hợp nồng độ enzym quá lớn, tốc độ phản ứng tăng chậm Donồng độ enzym quá lớn, chỉ sau thời gian rất ngắn thì vận tốc phản ứng đã khôngthay đổi theo thời gian

Trang 12

Ngoài ra hoạt tính của enzym còn chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

- Nồng độ cơ chất

- Các chất hoạt hóa

- Các chất kiềm hãm

2.3.4 Enzym protease

2.3.4.1 Giới thiệu về enzym protease

Protease là loại enzym tham gia phân giải protein để tạo thành các peptit ngắn

và cuối cùng tạo thành các acid amin và NH3

Enzym protease đầu tiên được nghiên cứu không phải là protease của vi sinhvật mà là protease của động vật

Từ những năm 1950 sau khi hoàn thiện phương pháp tinh sạch protein, thuđược những chế phẩm protease tinh khiết hơn thì người ta mới bắt đầu nghiên cứuprotease của vi sinh vật

Ngày nay các loại protease từ vi sinh vật đã được sản xuất nhiều và được ứngdụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực

2.3.4.2 Phân loại enzym protease

Có nhiều cách phân loại enzym protease khác nhau:

Tùy theo vùng hoạt động pH của enzym protease mà các protease tồn tại ởdạng protease acid, protease trung tính và protease kiềm

Dựa vào sự phân bố có thể chia protease thành hai nhóm: protease nội bào vàprotease ngoại bào

Dược vào nguồn thu nhận enzym có:

- Protease động vật

- Protease thực vật

- Protease vi sinh vật

2.3.4.3 Enzym protease của vi khuẩn

Protease của vi khuẩn: vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp hai loại enzym:protease kiềm và protease trung tính

Trang 13

Protease kiềm: được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus subtilis, hoạt động mạnh ở

pH từ 7 - 11, được dùng nhiều trong công nghệ chất tẩy rửa

Protease trung tính: Enzym này hoạt động mạnh ở pH 6 - 9 Chúng được sản

xuất từ Bacillus subtilis, Bacillus thermoproteolyticus và Streptomyces griseus.

Trong thương mại, chúng được bán ở dạng bột, và được dùng nhiều trong thuộc da,sản xuất bia, sản xuất protein đậm đặc

Bảng 2.5: pH tối ưu của một số protease từ vi khuẩn

6 - 9 6 - 8

(Nguyễn Đức Lượng, 2002)Protease sử dụng trong thí nghiệm là Protease của viện nhiệt đới, đây là loại

protease được sản xuất từ vi khuẩn Bacillus, là loại protease trung tính, hoạt động ở

nhiệt độ tối ưu 550C

2.4 Các sản phẩm của nấm men bia

2.4.1 Bã men bia

Tại nhật, khoảng 1000 tấn bã men bia được sấy khô sử dụng làm thuốc dạngviên hoặc dạng bột Ngoài ra còn được sấy khô dùng làm nguyên liệu nuôi trồng,nguyên liệu chế biến thực phẩm bổ dưỡng…

Ngoài các tác dụng vế thuốc hay dinh dưỡng nói trên, màng tế bào men biađược cấu tạo từ glucan và mannan có tác dụng như sợi thực vật, và với khả năngtăng cường miễn dịch nó còn có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư

2.4.2 Yeast extract (dịch chiết nấm men)

2.4.2.1 Giới thiệu

Trang 14

“Food Chemical Codex định nghĩa: Yeast extract (dịch chiết nấm men) là

sản phẩm chứa những thành phần hòa tan của nấm men, mà chủ yếu là amino acid,

đạm peptid, cacbohydrat và muối Yeast extract (dịch chiết nấm men) được tạo ra

do quá trình thủy phân các chuỗi peptid nhờ các enzym của chính tế bào nấm menhay enzym thực phẩm được thêm vào” (Eurasyp)

Tại Nhật, Yeast extract (dịch chiết nấm men) còn được gọi là Eskisu (dịch

chiết nấm men hay men chiết xuất)

- Hương vị dịu, không gắt

- Giữ hương vị lâu dài

- Tạo ra những hương vị đa dạng và đặc biệt

• Thành phần bổ xung nuôi cấy vi sinh: Yeast extract (dịch chiết nấm men)chứa nhiều đạm, vitamin, các acid amin và những hợp chất kích thích sự tăngtrưởng vi sinh vật

2.4.2.2 Quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất men chiết xuất ở Nhật

• Tự phân: là hiện tượng khi ta cho những tế bào còn sống và những tế bào

đã chết nhưng con tươi nguyên của động thực vật sống vào một môi trường nhấtđịnh thì các thành phần bên trong tế bào sẽ tự tác dụng với acid và bị phân hủythành các phân tử nhỏ li ti, các acid amin, chất đường… thấm qua thành tế bào và

đi ra bên ngoài

Trong quá trình tự phân của nấm men bia có các yếu tố quan trọng: pH, nhiệt

độ và thời gian pH từ 4 - 6, nhiệt độ trên dưới 500C và thời gian 24 giờ là thích hợpnhất

Trang 15

• Phân ly và chiết xuất: kết thúc giai đoạn tự phân, dung dịch men có màuđục sẽ gồm những thành phần:

- Chiết xuất hòa tan trong nước

- Chất không hòa tan chưa tiêu hóa hết

- Nước trong các chất không hòa tan

- Nước phân ly

Dung dịch tự phân là dung dịch có dạng như sữa gồm các hạt cực nhỏ và rấtkhó lọc Do đó trước tiên người ta sẽ phân ly thể rắn và thể lỏng

Phần rắn: người ta đem sấy khô rồi dùng làm thức ăn kiêng hoặc để nguyên

dạng dung dịch bổ sung vào thức ăn cho heo…

Phần lỏng: dịch chiết xuất thô sẽ được đem đi thanh lọc.

• Thanh lọc: nhằm loại bỏ những chất rắn không hòa tan nhỏ li ti có trongdịch chiết xuất thô

• Cô đặc, sản xuất men chiết xuất nồng độ cao và men chiết xuất dạng bột:Men chiết xuất sau khi thanh lọc cho vào thiết bị cô đặc Dung dịch sau khi thanhlọc có nồng độ khoảng 6% -7% sẽ được cô đặc lên đến 50% - 60% như vậy đã cósản phẩm men chiết xuất có nồng độ cao

Khi cô đặc men chiết xuất lên đến nồng độ 30% - 40% ta cho vào máy sấyphun thu được sản phẩm dạng bột

2.4.2.3 Sản phẩm Yeast extract (dịch chiết nấm men) trên thị trường

Sau đây là hai dạng sản phẩm Yeast extract (dịch chiết nấm men) có ký hiệu làYeast extract (dịch chiết nấm men) (19512) và Yeast extract (dịch chiết nấm men)(19712) (theo Organotechnie S.A.S)

1 Ultrafiltered Yeast extract (dịch chiết nấm men) (19712)

Định nghĩa: là Yeast extract (dịch chiết nấm men) được sản xuất bằng cách tự phân nấm men Saccharomyces cerevisiae sau đó lọc và sấy phun.

Trang 16

Mô tả: là bột màu vàng, tan tốt trong nước.

Chứa hỗn hợp: peptide, amino acid tự do, các bazơ purine và pyrimidine, cácvitamin nhóm B Sản phẩm này được đảm bảo hoàn toàn về độc tố Endotoxin.Công dụng: là nguồn đạm hữu cơ và những nhân tố tăng trưởng dùng trongnuôi cấy vi sinh và công nghiệp lên men

Bảng 2.6: những đặc tính sinh hóa của sản phẩm

Bảng 2.7: Chỉ tiêu về vi sinh vật trong sản phẩm

Tổng số vi sinh vật hiếu khí ≤ 5000/g Eur.pharmacopoeia

Bảng 2.8: Hàm lượng amino acid trong sản phẩm

Amino acid Tổng số (g/ 100g) Tự do (g /100g) Hiệu suất (%)

Những đặc tính sinh hóa Chỉ tiêu

Khả năng hòa tan trong nước (8%) Hoàn toàn

pH (dung dịch 8%) 6,3 - 7,3

Nitơ tổng số (TN) 10,7 % - 12,3 %Nitơ acid amin (AN) 5,2 % - 6,8%

Hiệu suất 100×AN/TN 42 - 63

Bã quá trình tự phân ≤ 16,0%

Nồng độ Cl (muối) ≤ 1,0 %Hàm lượng Endotoxin Nhỏ hơn 300 EU/g

Trang 17

- Sản phẩm được chứa trong bọc plastic, mỗi bọc 5 kg.

- Không sử dụng phải giữ kín ở nhiệt độ phòng và nơi khô ráo

2 Ultrafiltered Yeast extract (dịch chiết nấm men) (19512)

Định nghĩa: là Yeast extract (dịch chiết nấm men) được sản xuất bằng cách tự phân nấm men Saccharomyces cerevisiae.

Mô tả: là bột màu vàng, tan tốt trong nước.

Chứa hỗn hợp: peptide, amino acid tự do, các bazơ purine và pyrimidine, cácvitamin nhóm B

Công dụng: là nguồn đạm hữu cơ và những nhân tố tăng trưởng dùng trongnuôi cấy vi sinh và công nghiệp lên men

Bảng 2.9: Những đặc tính sinh hóa của sản phẩm

Những đặc tính sinh hóa Chỉ tiêu

Khả năng hòa tan trong nước (5%) Hoàn toàn

Trang 18

pH (dung dịch 5%) 6,4 - 7,4

Nitơ tổng số (TN) 10 % - 11,8 %Nitơ acid amin (AN) 4,8 % - 6,3 %Hiệu suất 100×AN/TN 41 - 60

- Sản phẩm được chứa trong thùng carton, bên trong có túi polyethylen,

khối lượng mỗi thùng 25 kg

- Không sử dụng phải giữ kín ở nhiệt độ phòng và để nơi khô ráo

- Sản phẩm rất dễ hút ẩm

- Hạn sử dụng tốt nhất 3 năm

2.4.3 Môi trường nuôi cấy vi sinh

Một số môi trường nuôi cấy từ nấm men

Nước chiết men: có thể dùng men bia dạng sữa, men bánh mỳ dạng ép, dạng

khô để chế ra nước chiết men

Tiến hành: lấy 80g men dạng ép hay 50g dạng khô cho vào 1 lít nước, điềuchỉnh pH đến 6,8 sau đó đun sôi 30 phút, chiết lấy nước trong, bỏ cặn, kiểm tra lại

pH, lọc và thanh trùng Từ nước chiết men ta pha thành môi trường thạch - nướcchiết men

Men tự phân và cao men: nguyên liệu là men bánh mỳ dạng ép hay khô, men

bia ở dạng men sữa

Men cũng được hòa với nước (men ép tỷ lệ 1:4, men khô tỷ lệ 1:6, men sữa là1:1) giữ ở 500C trong vòng 24 giờ Chiết lấy phần nước trong, bỏ cặn, trung hòa vàđun sôi Từ dịch men tự phân ta có thể pha thành môi trường thạch - nước men -đường (nước men được thêm 0,5% muối ăn, 1-2% glucose và 2% thạch), pH 6,8

Trang 19

Thanh trùng ở 0,5 at trong 30 phút Có thể thay glucose bằng 5% saccharose, pH 6,5.

6-Dịch men tự phân có thể cô đặc thành cao men, đem dùng dần để pha môitrường với tư cách là nguồn nitơ hữu cơ (pepton, peptid, acid amin, nucleotic…) vàcác nguồn vitamin, đặc biệt vitamin nhóm B

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Địa điểm: Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm công ty dầu thựcvật Bình An và phòng thí nghiệm khoa công nghệ thực phẩm trường đại học KỹThuật Công Nghệ TPHCM

Trang 20

Tác nhân thủy phân: chúng tôi sử dụng protease của viện nhiệt đới để tiếnhành thủy phân dung dịch bã men bia Đây là loại enzym thô, dạng bột, là protease

của vi khuẩn Bacillus, nhiệt độ thủy phân tối ưu là 550C, pH tối ưu là khoảng trungtính

Loại protease này có giá thành 70.000 đồng/ kg

Môi trường để tự phân và thủy phân là nước Sử dụng nguồn nước sạch, nướcdùng cho sinh hoạt

3.2.2 Phương pháp tiến hành

Chúng tôi tiến hành tự phân bã men bia trước, tìm hiểu các thông số tối ưu choquá trình tự phân Sau đó tiếp tục thủy phân phần dung dịch đã tự phân bằngenzym protease, và xác định các thông số tối ưu cho quá trình thủy phân

Sau đó đem sấy dung dịch sau thủy phân cho ra thành phẩm Yeast extract(dịch chiết nấm men) sản xuất, tiến hành kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng phântích hóa học và tiến hành nuôi cấy vi sinh

pH = 5,5

Thủy phân (550C, 48h)9

SấyLọc

Sản phẩm

Protease 10%

Bao gói

Vỏ

tế bào

Trang 21

Hình 3.1: sơ đồ quy trình sản xuất thử nghiệm

3.3 Nội dung nghiên cứu đề tài

Thí nghiệm khảo sát: khảo sát sự biến đổi của đạm amon trong suốt toàn bộquy trình sản xuất

Mục đích: xem sự biến đổi của đạm amon.

Tiến hành: chúng tôi tiến hành theo quy trình sản xuất thử nghiệm (hình 3.1).

Lấy mẫu dung dịch trước khi tự phân, mẫu dung dịch sau tự phân 24 giờ, mẫu dungdịch sau 24 giờ thủy phân và sau 48 giờ thủy phân Đo hàm lượng đạm amon cácmẫu trên

Số lần lặp lại: 03 lần.

Xử lý số liệu bằng thống kê Statgraphics plus 3.0

Kết quả thí nghiệm: sự thay đổi đạm amon là không đáng kể Hàm lượng đạm

amon trong các nghiệm thức rất thấp Như vậy chúng tôi có thể bỏ qua chỉ tiêu đạmamon trong quá trình thử nghiệm

Thí nghiệm 1: Khảo sát các thông số của quá trình tự phân bã men.

Mục đích: Xác định các thông số thích hợp cho quá trình tự phân.

Thí nghiệm 1 được thực hiện thông qua bốn thí nghiệm nhỏ:

Thí nghiệm 1.1: Khảo sát pH tối ưu cho quá trình tự phân bã men bia:

Trang 22

Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn một yếu tốvới 5 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.

Yếu tố cố định: nhiệt độ tự phân: 500C, thời gian tự phân: 24 giờ, tỷ lệ bã menbia: 15 %

Yếu tố thay đổi: pH cho quá trình tự phân: 4,5; 5; 5,5; 6 và 6,5.

Chỉ tiêu theo dõi: đạm formol, hiệu suất tự phân.

Kết quả thí nghiệm: chúng tôi xác định ở pH 5,5 quá trình tự phân cho hiệu

quả cao nhất Như vậy ở các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sẽ lấy giá trị pH = 5,5làm thông số cố định

Thí nghiệm 1.2: Khảo sát thời gian thích hợp cho quá trình tự phân:

Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn một yếu tốvới 5 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần

Yếu tố cố định: nhiệt độ tự phân: 500C, pH tự phân 5,5, lệ bã men bia: 15 %

Yếu tố thay đổi: thời gian tự phân: 12 giờ, 18 giờ, 24 giờ, 30 giờ, 36 giờ.

Kết quả thí nghiệm: Chúng tôi xác định thời gian thích hợp cho quá trình tự

phân là 24 giờ Như vậy ở các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sẽ lấy giá trị thời gian

Kết quả thí nghiệm: chúng tôi xác định ở nhiệt độ 500C quá trình tự phân chohiệu quả cao nhất Như vậy ở các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sẽ lấy giá trị nhiệt

độ 500C làm thông số cố định

Trang 23

Thí nghiệm 1.4: Khảo sát nồng độ bã men bia thích hợp cho quá trình tự phân:

Yếu tố cố định: pH tự phân: 5,5, thời gian tự phân: 24 giờ, nhiệt độ tự phân 500C

Yếu tố thay đổi: nồng độ bã men bia: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%.

Kết quả thí nghiệm: chúng tôi xác định ở nồng độ 15% quá trình tự phân cho

hiệu quả cao nhất Như vậy ở các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sẽ lấy giá trị nồng

độ bã men bia là 15% làm thông số cố định

Như vậy chúng tôi đã xác định được các thông số thích hợp cho quá trình tựphân Chúng tôi sẽ tiến hành tự phân bã men bia ở nhiệt độ 500C, tỷ lệ bã men bia

là 15 %, pH 5,5 và thời gian tự phân là 24 giờ Sau đó chúng tôi thu được dung dịch

tự phân Lấy dung dịch sau tự phân tiến hành các thí nghiệm tiếp theo

Thí nghiệm 2: Khảo sát các thông số cho quá trình thủy phân.

Mục đích: Chúng tôi muốn xác định các thông số tối ưu để cho quá trình thủy

phân đạt hiệu quả cao nhất

Thí nghiệm 2 được tiến hành qua 3 thí nghiệm nhỏ:

Thí nghiệm 2.1: Khảo sát pH tối ưu cho hoạt động của protease

Yếu tố cố định: nhiệt độ thủy phân 550C, tỷ lệ protease 10%, thời gian thủyphân 48 giờ

Yếu tố thay đổi: chúng tôi sử dụng NaOH 1N để điều chỉnh pH dung dịch sau

tự phân thành các giá trị pH 5, 6, 7, 8 và nghiệm thức đối chứng pH 5,6 (pH củadung dịch sau tự phân)

Tiến hành thủy phân bằng protease

Trang 24

Chỉ tiêu theo dõi: đạm formol, hiệu suất thủy phân.

Kết quả thí nghiệm: chúng tôi tiến hành nhận thấy ở pH 6, protease hoạt động

mạnh nhất và hiệu suất thủy phân cao nhất Chúng tôi quyết định chọn pH 6 làmthông số cố định cho các thí nghiệm tiếp theo Như vậy, dung dịch sau tự phân sẽđược điều chỉnh về pH 6, sau đó cho protease vào tiến hành thủy phân

Thí nghiệm 2.2: Khảo sát nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của protease

Yếu tố cố định: pH thủy phân: 6, tỷ lệ protease 10%, thời gian thủy phân 48

giờ

Yếu tố thay đổi: nhiệt dộ cho quá trình thủy phân: 400C, 450C, 500C, 550C,

600C

Tiến hành thủy phân bằng protease

Chỉ tiêu theo dõi: đạm formol, hiệu suất thủy phân.

Kết quả thí nghiệm: chúng tôi tiến hành nhận thấy ở nhiệt độ 550C, proteasehoạt động mạnh nhất và hiệu suất thủy phân cao nhất Chúng tôi quyết định chọnnhiệt độ 550C làm thông số cố định cho các thí nghiệm tiếp theo

Thí nghiệm 2.3: Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ protease và thời gian thủy phân đến hiệu quả của quá trình thủy phân:

Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm kiểu ngẫu nhiên hai yếu tố gồm 20nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần

Yếu tố cố định: Nhiệt độ thủy phân: 550C, dung dịch thủy phân ở pH 6

Yếu tố thay đổi: Tỷ lệ protease: 4 %, 6 %, 8%, 10 %.

Thời gian thủy phân : 24 giờ, 30 giờ, 36 giờ, 42 giờ, 48 giờ Kết quả thí nghiệm: Chúng tôi xác định ở pH 6, tỷ lệ protease 8 % và tiến

hành thủy phân ở 550C trong 30 giờ Chúng tôi được dung dịch sau thủy phân, lọcloại bã và sấy dịch lỏng cho ra sản phẩm

Thí nghiệm 3: Khảo sát sự phát triển của vi khuẩn Lactobacillus trên môi

trường có Yeast extract (dịch chiết nấm men) sản xuất ra.

Trang 25

Mục đích: kiểm tra chất lượng của Yeast extract (dịch chiết nấm men) sản

xuất ra

Nghiệm thức khảo sát: Môi trường nuôi cấy vi khuẩn Lactobacillus MRS

không có Yeast extract (dịch chiết nấm men), có Yeast extract (dịch chiết nấmmen) sản xuất và môi trường Yeast extract (dịch chiết nấm men) thương phẩm.Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn một yếu tốvới 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần

Kết quả thí nghiệm: sản phẩm Yeast extract (dịch chiết nấm men) do chúng tôi

sản xuất có thể dùng làm thành phần bổ sung trong môi trường nuôi cấy vi sinh

Đạm forlmol của dung dịch sau tự phân và sau thủy phân (phụ lục 2)

3.4.1.2 Chỉ tiêu theo dõi hiệu quả của quá trình tự phân và thủy phân

Trong quá trình tự phân và thủy phân có sự chuyển hóa, phân cắt các proteinthành các acid amin Hàm lượng đạm amin sinh ra được đo theo phương phápchuẩn độ formol Hiệu suất thủy phân được tính bằng tỷ lệ đạm forlmol trên đạmprotein Do đó có thể phán đoán chất lượng của dung dịch sau tự phân hoặc thủyphân dựa trên hiệu suất thủy phân

Các chỉ tiêu này được chúng tôi sử dụng trong thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2

3.4.2 Chỉ tiêu khảo sát mức độ phát triển khuẩn Lactobacillus

bulgaricus với sự hiện diện của Yeast extract (dịch chiết nấm men) trong

môi trường nuôi cấy MRS

Chỉ tiêu khảo sát này chúng tôi sử dụng trong thí nghiệm 3

Hiệu suất Hàm lượng đạm formol – Hàm lượng đạm amon

Hàm lượng đạm tổng

Trang 26

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Với phương pháp thí nghiệm đã phân tích trên (3.2), chúng tôi tiến hành thínghiệm và thu được các kết quả sau:

4.1 Thí nghiệm khảo sát: khảo sát sự biến đổi đạm amon trong quá trình sản xuất.

Bảng 4.1: Đạm tổng số và đạm amon trong suốt quá trình sản xuất

Dung dịch sau 24 giờ tự phân 0,38Dung dịch sau 24 giờ thủy phân 0,35Dung dịch sau 48 giờ thủy phân 0,34

Trang 27

Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn sự biến thiên của đạm amon theo thời gian

Dựa vào bảng 4.1 và hình 4.1 chúng tôi nhận thấy hàm lượng đạm amon rấtthấp và qua xử lý số liệu cho thấy không có sự khác biệt về hàm lượng đạm amon ởcác nghiệm thức (phụ lục 14, 15) Như vậy chúng ta có thể bỏ qua hàm lượng đạmamon và trong các thí nghiệm tiếp theo chúng tôi sẽ không theo dõi chỉ tiêu nàytrong các nghiệm thức

Như vậy chúng ta có thể tính hiệu suất của quá trình tự phân và thủy phân theocông thức:

Như vậy khi tiến hành các thí nghiệm, chúng tôi sẽ tiến hành đo đạm tổng sốchung ban đầu, và trong các nghiệm thức chúng tôi chỉ đo đạm formol Sau đóchúng tôi sẽ tính hiệu suất theo công thức trên

4.2 Thí nghiệm 1.1: Khảo sát pH tối ưu cho quá trình tự phân

pH là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của quátrình tự phân Do đó chúng tôi tiến hành quá trình tự phân dung dịch 15 % bã menbia ở các điều kiện pH khác nhau nhằm tìm ra pH tối ưu cho quá trình tự phân bãmen bia Sau 24 giờ tự phân ở 500C, chúng tôi thu được kết quả sau:

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả quá trình tự phân

pH Đạm tổng số (g/ l) Đạm formol (g/ l) Hiệu suất tự phân (%)

Hiệu suất Hàm lượng đạm formol – Hàm lượng đạm amon

Hàm lượng đạm tổng

Trang 28

Hình 4.2: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng đạm formol theo pH tự phân.

Hình 4.3: Biểu đồ ảnh hưởng của pH đến hiệu quả của quá trình tự phân

Trang 29

Qua bảng 4.2, hình 4.2 và hình 4.3 cho thấy ở điều kiện pH 5,5 hiệu quả củaquá trình tự phân là cao nhất, hàm lượng đạm formol cao do lượng tế bào nấm men

bị phá vỡ nhiều và giải phóng ra môi trường ngoài nhiều protein và acid amin.Qua xử lý thống kê cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa về hàm lượng đạm formol

và hiệu suất cho quá trình tự phân theo pH (phụ lục16, 17, 18, 19)

Chúng tôi quyết định chọn pH bằng 5,5 là pH tối ưu cho quá trình tự phân bãmen bia

4.3 Thí nghiệm 1.2: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tự phân bã men bia.

Chúng tôi tiến hành tự phân dung dịch 15% bã men bia ở pH là 5,5 với nhiệt

độ 500C trong các khoảng thời gian khác nhau nhằm tìm ra thời gian thích hợp đểquá trình tự phân cho hiệu quả cao Kết quả như sau:

Đạm tổng số chung của các nghiệm thức: 12,96 g/ l

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tự phân

Thời gian (giờ) Đạm formol (g/l) Hiệu suất tự phân (%)

Trang 30

Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng đạmformol.

Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian và hiệu suất quá trình

Trang 31

tăng thêm so với 24 giờ, hiệu suất cũng không tăng Theo kết quả xử lý thống kêcho thấy không có sự khác biệt về hàm lượng đạm formol và hiệu suất tự phân ởcác nghiệm thức 24 giờ, 30 giờ và 36 giờ (phụ lục 20, 21, 22, 23).

4.4 Thí nghiệm 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tự phân bã men bia.

Tiếp theo, chúng tôi khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tự phân,chúng tôi tiến hành quá trình tự phân dung dịch 15 % bã men bia ở các điều kiệnnhiệt độ khác nhau nhằm tìm ra nhiệt độ tối ưu cho quá trình tự phân bã men bia.Sau 24 giờ tự phân ở pH 5,5, chúng tôi thu được kết quả sau:

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả quá trình tự phân

Nhiệt độ ( 0 C) Đạm formol (g/l) Hiệu suất tự phân (%)

Trang 32

Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng đạmformol.

Trang 33

Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và hiệu suất quá trình

tự phân

Theo kết qua bảng 4.4, hình 4.6 và hình 4.7 cho thấy khi ta tăng nhiệt độ tựphân từ 400C đến 500C hàm lượng đạm formol càng tăng và hiệu suất cũng tăng vàđạt giá trị cực đại là 6,29 g/ l va 50,79 % ở 50 0C Khi nhiệt độ tăng đến 600C thìhoạt tính của enzym tự phân vô hoạt và cho hiệu suất giảm xuống Theo kết quả xử

lý thống kê cho thấy ở 500C thì hàm lượng đạm formol và hiệu suất đạt kết quả caonhất, và có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các giá trị khác (phụ lục 24, 25,

26, 27)

4.5 Thí nghiệm 1.4: Ảnh hưởng của nồng độ bã men bia đến quá trình tự phân

Chúng tôi tiến hành tự phân dung dịch bã men bia ở pH là 5,5 với nhiệt độ

500C với tỷ lệ nồng độ bã men bia khác nhau nhằm tìm ra tỷ lệ thích hợp để quátrình tự phân cho hiệu quả cao Kết quả như sau:

Trang 34

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ bã men bia đến hiệu quả quá trình tự phân

Nồng độ bã men (%) Đạm formol (g/l) Hiệu suất tự phân (%)

Trang 35

Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ bã men bia và hiệu suấtquá trình tự phân.

Qua bảng kết quả bảng 4.5, hình 4.8 và hình 4.9 cho thấy ở nồng độ bã men 15

%, 20 % cho kết quả cao nhất và gần như nhau và không có sự khác biệt ý nghĩathống kê (phụ lục 28, 29, 30, 31)

Như vậy quá trình tự phân đã dừng, lượng tế bào nấm men đã bị phá vỡ gầnnhư hoàn toàn Lượng amino acid không thể tăng thêm trong dung dịch Và nhằmphân cắt liên tiếp các protein thành các amin do đó tốt nhất chúng ta nên chọn nồng

độ bã men bia 15 % để tiến hành tự phân để tránh tăng chi phí và làm tăng giáthành sản phẩm

Như vậy, để có hiệu quả kinh tế cao chúng tôi quyết định chọn điều kiện tối

ưu cho thời gian tự phân là 24 giờ, nhiệt độ 500C, pH 5,5, nồng độ bã nấm men bia

Trang 36

chúng tôi tiến hành điều chỉnh pH dung dịch sau tự phân ở các mức khác nhaunhằm tìm ra pH tối ưu cho hoạt động của enzym protease để hiệu suất thủy phâncao nhất.

pH của dung dịch sau tự phân là 5,6 dùng làm pH đối chứng

- Đạm formol của dung dịch sau tự phân là: 7,42 g/ l

- Đạm tổng số chung của thí nghiệm là 13,31 g/ l

- Hiệu suất tự phân là 57,75 %

Sau thời gian thủy phân 48 giờ ở 550C với tỷ lệ protease 10% Kết quả thínghiệm như bảng 4.6

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thủy phân

pH Đạm formol (g/l) Hiệu suất thủy phân (%)

Trang 37

Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa pH và hiệu suất thủy phân.

Như vậy, qua bảng 4.6 và biểu đồ 4.10, hình 4,11 cho thấy:

Ở mẫu đối chứng (pH 5,6), hàm lượng đạm formol không phải cao nhất, hiệusuất thủy phân cũng không cao nhất Như vậy pH của dung dịch sau tự phân khôngphải là pH tối ưu thích hợp cho hoạt động của protease dùng trong thí nghiệm vàviệc chỉnh pH để tìm pH tối ưu cho hoạt động của protease để hiệu suất thủy phânđạt cao nhất là hợp lý

Ở các pH khác nhau thì khả năng hoạt động của protease rất khác nhau dẫnđến hàm lượng acid amin sinh ra do sự thủy phân protein biến thiên khác nhau.Trong đó ở pH 6 thì hoạt động của protease là tốt nhất, lượng acid amin sinh ra caobiểu thị ở hàm lượng đạm formol là cao nhất dẫn đến hiệu suất thủy phân cao nhất

Ở pH gần 6 nhất là pH của mẫu đối chứng (pH 5,6) cho hiệu suất thủy phân tươngđối cao Còn ở các pH tương đối xa với pH 6 là các mẫu có pH 5, 7, 8 thì cho hiệusuất thấp hơn tuy nhiên vẫn tăng hơn hiệu suất quá trình tự phân và có sự gia tăngđạm formol

Trang 38

Kết quả thống kê cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa về hàm lượng đạm formol

và hiệu suất thủy phân ở nghiệm thức pH 6 so với các nghiệm thức khác (phụ lục

Như vậy, sau khi tự phân chúng tôi điều chỉnh pH dung dịch tự phân về pH 6

bổ sung protease vào tiến hành thủy phân Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất, ảnhhưởng lớn đến hoạt lực của enzym, do đó ảnh hưởng đến mức độ phá vỡ màng tếbào nấm men và khả năng giải phóng acid amin ra bên ngoài tế bào Chúng tôi thayđổi nhiệt độ thủy phân, các thông số khác được giữ cố dịnh thu được kết quả nhưsau:

Đạm tổng số: 13,4 g/l

Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân

Nhiệt độ ( 0 C) Đạm formol (g/l) Hiệu suất thủy phân (%)

Trang 39

Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàmlượng đạm formol.

Hình 4.13: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và hiệu suất thủy phân.Theo kết quả bảng 4.7, hình 4.12 và hình 4.13 cho thấy khi nhiệt độ càng tăngthì hàm lượng đạm amon càng tăng, hiệu suất càng tăng tuy nhiên ở khoảng nhiệt

độ 550C đến 600C thì đạm amon giảm dần, hiệu suất giảm dần do protease bị ức chế

ở nhiệt độ cao Theo kết quả xử lý thông kê (phụ lục 36, 37, 38, 39) thì ở nhiệt độ

Trang 40

550C có sự khác biệt có ý nghĩa hơn các giá trị nhiệt độ khác Chúng tôi chọn nhiệt

độ 550C làm nhiệt độ cố định cho các thí nghiệm sau

4.8 Thí nghiệm 2.3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ protease và thời gian thủy phân đến hiệu quả của quá trình thủy phân

Trong đó tỷ lệ protease và thời gian thủy phân là hai yếu tố rất quan trọng, ảnhhưởng đến hiệu quả của quá trình thủy phân Do đó chúng tôi tiến hành bố trí thínghiệm nhằm tìm ra tỷ lệ protease và thời gian thủy phân thích hợp để hiệu suấtthủy phân là cao nhất

Dung dịch sau tự phân ở thí nghiệm này có:

- Hàm lượng đạm formol là 7,59 g/l

- Đạm tổng số chung cho thí nghiệm 13,49 g/ l

- Hiệu suất tự phân 56,25 %

Sau khi tiến hành thủy phân thu được kết quả thí nghiệm như bảng 4.5

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	849,5 KB