NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2001 – 2005 Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2005 iii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. TRƢƠNG VĨNH LÊ VĂN BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2005 iii LỜI CẢM TẠ Em xin chân thành cảm tạ:  Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt quá trình học tại trƣờng.  TS. Trƣơng Vĩnh đã hết lòng hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập tốt nghiệp.  Ban Giám Đốc Trung Tâm Phân Tích Thí Nghiệm Hóa Sinh - Trƣờng Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.  Ban chủ nhiệm, Thầy Cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm.  Các Anh Chị tại Trung Tâm Phân Tích Thí Nghiệm Hóa Sinh đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian thực tập tốt nghiệp.  Các bạn bè thân yêu của lớp công nghệ sinh học khóa 27 đã chia xẻ cùng tôi những vui buồn trong thời gian học cũng nhƣ hết lòng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập.  Các bạn bè ngoài lớp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp. Thành phố Hồ Chí Minh tháng 08/2005 Lê Văn Bình iv TÓM TẮT LÊ VĂN BÌNH, Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tháng 03/2005. “ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA”. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. TRƢƠNG VĨNH Đề tài đƣợc thực hiện trên đối tƣợng là nấm men Saccharomyces cerevisiae. Nấm men Saccharomyces cerevisiae đƣợc sử dụng nhƣ là tác nhân làm nở bột trong quá trình sản xuất bánh mì, đƣợc gọi là men bánh mì. Có hai loại men đƣợc sử dụng phổ biến là men nhão (men paste) và men khô. So với men khô, men paste có hoạt tính nhanh, mạnh, nhƣng men paste rất dễ hƣ hỏng và mất hoạt tính sau vài tuần đóng gói, phải bảo quản ở điều kiện lạnh. Trong khi đó, men khô có thể bảo quản đến một năm ở nhiệt độ phòng và kéo dài hơn khi giữ ở nhiệt độ lạnh. Do đó, em đã áp dụng phƣơng pháp sấy thăng hoa nhằm sản xuất đƣợc loại men khô đạt yêu cầu về ẩm độ bảo quản, đồng thời đảm bảo tƣơng đối toàn vẹn hoạt tính men. Trong quá trình sấy thì nhiệt độ ảnh hƣởng rất lớn đến sự chết nấm men, vì vậy em nghiên cứu động học chết nhiệt nấm men S. cerevisiae ở ba mức nhiệt độ là 4 o C, -20 o C, -68 o C và khảo sát khả năng bảo vệ men của chất mang (sữa gạn kem, mật ong và bột ngọt) trong quá trình sấy thăng hoa. Những kết quả đạt đƣợc:  Hệ số chết nhiệt k của nấm men ở mức ẩm 80% cao hơn ở mức ẩm 70% khoảng 2 – 4 lần, ở nhiệt độ -20 o C thì tốc độ chết nấm men cao hơn ở nhiệt độ -68 o C và 4 o C.  Xác định đƣợc hai công thức pha chế chất mang bảo vệ tốt nấm men lúc sấy thăng hoa: o 10% sữa gạn kem + 10% mật ong + 5% bột ngọt o 20% sữa gạn kem + 5% mật ong + 5% bột ngọt  Chế độ sấy thăng hoa thích hợp. v MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Trang tựa Lời cảm tạ . iii Tóm tắt iv Mục lục . v Danh sách các bảng . ix Danh sách các hình xi Danh sách các biểu đồ xiii Chƣơng 1: MỞ ĐẦU . 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích của đề tài . 2 1.3. Yêu cầu của đề tài . 2 Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Quá trình sấy . 3 2.1.1. Bản chất của quá trình sấy . 3 2.1.2. Các phƣơng pháp làm khô vật liệu 3 2.1.3. Tốc độ sấy 4 2.1.4. Trạng thái ẩm trong vật liệu . 5 2.2. Sấy thăng hoa 6 2.2.1. Nguyên lý chung 6 2.2.2. Cấu tạo của máy sấy thăng hoa 8 2.2.3. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp sấy thăng hoa . 12 2.2.4. Ứng dụng của phƣơng pháp sấy thăng hoa 12 2.2.5. Máy sấy thăng hoa đƣợc sử dụng trong nghiên cứu 13 2.2.5.1. Cấu tạo của máy lyopro 6000 . 13 2.2.5.2. Các bƣớc vận hành máy 14 vi 2.2.6. Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm 15 2.2.6.1. Khái niệm về lạnh . 15 2.2.6.2. Chế độ làm lạnh 15 2.2.6.3. Phân biệt lạnh thƣờng, lạnh đông, lạnh thâm độ và lạnh tuyệt đối . 16 2.2.6.4. Kỹ thuật làm lạnh đông thực phẩm . 16 2.2.6.5. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với hoạt động của vi sinh vật 18 2.3. Giới thiệu sơ lƣợc về nấm men 19 2.3.1. Phân loại nấm men . 19 2.3.2. Đặc điểm hình thái và cấu tạo tế bào nấm men . 20 2.3.2.1. Hình thái tế bào . 20 2.3.2.2. Cấu tạo tế bào 20 2.3.3. Thành phần hóa học của tế bào nấm men 22 2.3.4. Chu kỳ sinh sản của nấm Saccharomyces ceresiviae 23 2.4. Công nghệ sản xuất men bánh mì . 24 2.4.1. Sơ lƣợc tiến trình sản xuất men bánh mì trên thế giới . 24 2.4.2. Tình hình sản xuất men bánh mì ở Việt Nam 26 2.4.3. Vai trò của nấm men trong sản xuất bánh mì 26 2.4.3.1. Nấm men dạng lỏng 27 2.4.3.2. Nấm men dạng paste . 28 2.4.3.3. Nấm men khô 29 2.4.3.4. Công nghệ sản xuất 30 2.5. Chất phụ gia 32 2.5.1. Polysaccharic . 33 2.5.2. Dextran . 33 2.5.3. Bột ngọt 33 2.5.4. Trehalose 34 2.5.5. Hiệu quả bảo vệ của các chất . 34 2.6. Động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae . 37 2.6.1. Giới thiệu sơ lƣợc 37 vii 2.6.2. Mô hình toán học . 38 Chƣơng 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài . 39 3.2. Vật liệu và thiết bị sử dụng 39 3.2.1. Vật liệu thí nghiệm 39 3.2.2. Thiết bị thí nghiệm . 39 3.3. Phƣơng pháp thí nghiệm . 40 3.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu 40 3.3.2. Thí nghiệm 1: Khảo sát động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae 40 3.3.3. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của chất mang và chế độ sấy đến sự chết nhiệt của men qua sấy thăng hoa. . 42 3.3.3.1. Thí nghiệm 2.1. Ảnh hƣởng của chất mang và nhiệt độ cấp đông đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 6 giờ, cấp đông gián tiếp 42 3.3.3.2. Thí nghiệm 2.2: Ảnh hƣởng của chất mang đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 24 giờ, cấp đông gián tiếp . 44 3.4. Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu . 45 3.4.1. Xác định ẩm độ men 45 3.4.2. Phƣơng pháp xác định trực tiếp số lƣợng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu 45 3.4.3. Xác định lực nở 47 3.4.4. Tìm k, D, z . 48 3.4.4.1. Các khái niệm 48 3.4.4.2. Tính toán trên kết quả thu đƣợc 48 3.5. Xử lý số liệu . 48 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1. Nghiên cứu động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae trong men bánh mì. 49 4.2. Khảo sát ảnh hƣởng của chất mang và chế độ sấy đến một số tính chất men bánh mì khô thu đƣợc bằng phƣơng pháp sấy thăng hoa . 52 viii 4.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của chất mang và nhiệt độ cấp đông đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 6 giờ, cấp đông gián tiếp . 52 4.2.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của chất mang đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 24 giờ, cấp đông gián tiếp 58 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64 5.1. Kết luận . 64 5.2. Đề nghị . 65 Chƣơng 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO . 66 PHỤ LỤC . 69 Phụ lục A: Số liệu thô 69 Phụ lục B: Cách pha chế phụ gia . 73 Phụ lục C: Kết quả phân tích ANOVA . 74 Phụ lục D: Hình ảnh bột men và bột mì tƣơng ứng cho từng nghiệm thức 76 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.2.1. Liệt kê chi tiết về kỹ thuật của máy 14 Bảng 2.5.1. Mức độ sống (%) của S. cerevisiae sau đông khô khi có bổ sung một số chất mang ở ba tốc độ làm lạnh . 32 Bảng 3.3.1. Bố trí thí nghiệm 1.1, mức ẩm 70% 41 Bảng 3.3.2. Bố trí thí nghiệm 1.2, mức ẩm 80% 42 Bảng 3.3.3. Bố trí thí nghiệm 2.1 43 Bảng 3.3.4. Bố trí thí nghiệm 2.2 . 45 Bảng 4.1. Bảng hệ số chết nhiệt k và hệ số tƣơng quan R 2 của nấm men bánh mì tƣơng ứng với từng nhiệt độ xử lý ở các ẩm độ khác nhau . 51 Bảng 4.2. Các giá trị D cho từng nhiệt độ 52 Bảng 4.3. Các giá trị Z 70 và Z 80 52 Bảng 4.4. Kết quả ẩm độ của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ 53 Bảng 4.5. Kết quả đếm số tế bào nấm men của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ . 55 Bảng 4.6. Kết quả hoạt tính men của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ . 57 Bảng 4.7. Kết quả ẩm độ của các ngiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ 58 Bảng 4.8. Kết quả đếm số tế bào nấm men của các nghiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ . 60 Bảng 4.9. Kết quả hoạt tính men của các nghiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ . 62 Bảng A.1. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste, bảo quản (1 o C – 10 o C) sau 15 ngày kể từ ngày sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 70% . 69 Bảng A.2. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste, bảo quản (1 o C – 10 o C) sau 15 ngày kể từ ngày sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 80% 70 x Bảng A.3. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste mới sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 70% 71 Bảng A.4. Kết quả các chỉ tiêu của sản phẩm nấm men sau khi sấy 6 giờ, ở hai nhiệt độ đông mẫu là -20 o C và -68 o C cho từng nghiệm thức A, B, C và D 71 Bảng A.5. Kết quả các chỉ tiêu của sản phẩm nấm men sau khi sấy 24 giờ, ở nhiệt độ đông mẫu -68 o C cho từng nghiệm thức D, E, F, G, H và I . 72 Bảng C.1. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ 4 o C, ẩm độ 70% 74 Bảng C.2. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ 4 o C, ẩm độ 80% 74 Bảng C.3. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -20 o C, ẩm độ 70% . 74 Bảng C.4. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -20 o C, ẩm độ 80% . 74 Bảng C.5. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -68 o C, ẩm độ 70% . 75 Bảng C.6. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -68 o C, ẩm độ 80% . 75 Bảng C.7. Bảng phân tích ANOVA giữa số tế bào sống /1 gram men sản phẩm sấy và độ nở khi sấy 6 giờ 75 Bảng C.8. Bảng phân tích ANOVA giữa số tế bào sống /1 gram men sản phẩm sấy và độ nở khi sấy 24 giờ 75 [...]... bột mì thành cồn và CO2 Trong sản xuất bánh mì hiện nay, ngƣời ta sử dụng ba dạng nấm men để làm nở bánh: Dạng nấm men lỏng Dạng nấm men nhão (paste) Dạng nấm men khô Trong quá trình sản xuất ba dạng men trên, thì sản xuất dạng nấm men khô có ƣu điểm rất lớn là thời gian sử dụng rất lâu và dễ dàng vận chuyển Do đó, con ngƣời đã áp dụng các phƣơng pháp sấy khác nhau, nhằm sản xuất đƣợc loại men khô. .. Nghiên cứu quy trình sản xuất men bánh mì khô bằng phƣơng pháp sấy thăng hoa đƣợc tiến hành thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của tiến sĩ Trƣơng Vĩnh 2 1.2 Mục đích của đề tài - Xác định đƣợc các thông số động học chết nhiệt của men khi xử lý ở các nhiệt độ khác nhau theo thời gian - Xác định mối liên hệ giữa hoạt tính men bánh mì và chất mang, ứng dụng trong sấy thăng hoa để nâng cao chất lƣợng của men. .. nhiều phƣơng pháp sấy và kỹ thuật sấy khác nhau Nhƣng trong sản xuất men khô thì phƣơng pháp sấy thăng hoa là một phƣơng pháp rất đƣợc quan tâm Tuy nhiên trong quá trình sấy thì cũng làm thay đổi độ ẩm và hoạt tính của men, do đó có nhiều nghiên cứu cho thấy việc bổ sung thêm chất mang thì quá trình sấy sẽ hoàn thiện hơn, men đƣợc bảo vệ, từ đó chất lƣợng của nấm men cũng đƣợc nâng cao Xuất phát từ... lên Ẩm trong vật là ẩm liên kết và ở trạng thái lỏng Quá trình sấy ở giai đoạn này giống nhƣ quá trình sấy ở các thiết bị sấy chân không thông thƣờng Nhiệt độ môi chất trong buồng sấy lúc này cũng cao hơn giai đoạn thăng hoa 8 2.2.2 Cấu tạo của máy sấy thăng hoa Thiết bị sấy thăng hoa gồm các bộ phận chính sau: Bình thăng hoa (buồng sấy thăng hoa) : là một tủ kín, bên trong có các ngăn, thƣờng có cấu... tế bào nấm men 20 Hình 2.3.2 Chu trình phát triển của S cerevisiae 23 Hình 2.4.1 Cấu trúc xốp trong khối bột 27 Hình 2.4.2 Men bánh mì dạng paste 28 Hình 2.4.3 Men bánh mì dạng khô 29 Hình 2.4.4 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất nấm men bánh mì 31 Hình 4.1 Bột men các nghiệm thức A, B, C và D khi đông mẫu ở nhiệt độ -20oC 54 Hình 4.2 Bột men các nghiệm... nhiệt và vật liệu sấy càng tăng Đứng về mặt truyền nhiệt thì đây là ƣu điểm của sấy thăng hoa so với sấy chân không bình thƣờng Quá trình sấy thăng hoa có ba giai đoạn: - Giai đoạn làm lạnh sản phẩm: trong giai đoạn này do hút chân không làm áp suất trong buồng sấy giảm, ẩm thoát ra chiếm khoảng 10 – 15% Việc bay hơi ẩm làm cho nhiệt độ vật liệu sấy giảm xuống dƣới điểm ba thể (sấy thăng hoa liên tục)... G, H và I khi sấy 24 giờ 62 1 Chƣơng 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong thời đại công nghiệp, để có một bữa ăn nhanh và tiện lợi thì bánh mì đƣợc cho là giải pháp lựa chọn của nhiều ngƣời Trong công nghệ sản xuất bánh mì, giai đoạn lên men bột mì đóng một vai trò quy t định đến chất lƣợng bánh mì Quá trình lên men đƣợc thực hiện bởi nấm men Saccharomyces cerevisiae Khi đó nấm men sẽ chuyển... vật liệu sấy càng lớn thì quá trình sấy tiến hành càng nhanh - Độ ẩm ban đầu và cuối của vật liệu, đồng thời cả độ ẩm tới hạn của vật liệu - Độ ẩm của không khí, nhiệt độ và tốc độ của không khí Nhiệt độ không khí càng cao, tốc độ không khí càng lớn, độ ẩm tƣơng đối của không khí càng nhỏ thì quá trình sấy tiến hành càng nhanh - Tác nhân sấy: có thể sấy bằng không khí hoặc bằng khói lò, nếu bằng khói... nấm men Nấm men đƣợc sử dụng nhiều trong công nghệ sản xuất cồn, bia rƣợu vang v.v Nhƣng để sản xuất men bánh mì ngƣời ta gần nhƣ chỉ sử dụng chủng Saccharomyces cerevisiae Đó phải là chủng rất bền nhiệt, có thể sinh sản nhanh và đồng thời kéo dài đƣợc hoạt tính enzyme ở nhiệt độ cao hoặc ở nhiệt độ rất thấp Cũng đã có nhiều nghiên cứu tìm cách sử dụng các loài Torula, Candida và Oospora để sản xuất men. .. Hình 2.2.2 Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa chu kỳ sử dụng trong công nghiệp thực phẩm 9 Hình 2.2.3 Cấu tạo của bình thăng hoa 10 Hình 2.2.4 Cấu tạo của bình ngƣng – đóng băng 10 Hình 2.2.5 Nguyên lý cấu tạo của máy sấy thăng hoa làm việc gián đoạn 11 Hình 2.2.6 Nguyên lý cấu tạo của máy sấy thăng hoa làm việc liên tục 11 Hình 2.2.7 Máy sấy thăng hoa Lyopro 6000