Nghiên cứu quy trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC -o0o - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CAO NẤM MEN TỪ BÃ MEN BIA Giáo viên hướng dẫn : TS Tạ Thị Thu Thủy : ThS Nguyễn Thành Chung Sinh viên : Nguyễn Thị Hạnh Lớp : 1202 Hà Nội, 2016 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy cô giáo Khoa Công Nghệ Sinh Học, Viện Đại Học Mở Hà Nội trang bị cho em kiến thức, thiết bị, hóa chất nghiên cứu để em hoàn thành nghiên cứu Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – TS Tạ Thị Thu Thủy - người định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn em trình thực đề tài Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Th.S Nguyễn Thành Chung toàn thể thầy cô giáo Phòng thí nghiệm Sinh Học Phân Tử - Khoa Công Nghệ Sinh Học, Viện Đại Học Mở Hà Nội, anh chị kỹ thuật viên, toàn thể bạn Phòng thí nghiệm Sinh Học Phân Tử tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên em trình thực đề tài Ngoài ra, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân động viên em nhiều trình thực đề tài Trong trình nghiên cứu đề tài, thân có nhiều cố gắng, xong tránh sai sót, nên em mong nhận góp ý quý thầy - cô bạn lĩnh vực nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày20 tháng 05 năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Hạnh Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan bã men bia 1.1.1 Khái niệm nguồn gốc 1.1.2 Cấu tạo tế bào nấm men 1.1.3 Sản lượng bia Việt Nam 1.1.4 Thành phần hóa học bã men bia 1.1.5 Các hướng tận dụng bã men bia 11 1.2 Tổng quan cao nấm men 13 1.2.1 Thành phần hóa học cao nấm men 13 1.2.2 Ứng dụng cao nấm men 14 1.2.3 Tình hình nghiên cứu nước 15 1.2.4 Tình hình nghiên cứu cao nấm men giới 18 1.3 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 19 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 1.3.2 Nội dung nghiên cứu 19 PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Vật liệu, hóa chất, môi trường nuôi cấy vi sinh vật, dụng cụ thiết bị 20 2.1.1 Vật liệu môi trường nuôi cấy chủng vi sinh vật 20 2.1.2 Hóa chất dụng cụ thiết bị 20 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu 21 2.1.4 Nội dung nghiên cứu 21 Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Viện đại học mở Hà Nội 2.2 Khoa Công Nghệ Sinh Học Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phương pháp xử lí nguyên liệu 22 2.2.2 Phương pháp điều kiện tự phân nấm men 22 2.2.3 Các phương pháp phân tích hàm lượng protein, hàm lượng axit amin hàm lượng chất khoáng có cao nấm men 23 2.2.4 Thử nghiệm ứng dụng cao nấm men làm thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật 26 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Kết xử lí nguyên liệu 29 3.1.1 Kết xác định tỉ lệ nước bã men bia đến trình lọc 29 3.1.2 Kết xác định số lần rửa sinh khối nấm men bia 30 3.2 Lựa chọn thông số thích hợp cho trình tự phân nấm men 31 3.2.1 Khảo sát nhiệt diệt men trước tự phân 31 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình tự phân nấm men 31 3.2.3 Ảnh hưởng pH đến trình tự phân nấm men 32 3.4 Ứng dụng cao nấm men môi trường nuôi cấy vi sinh vật PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 4.1 Kết luận 37 4.2 Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học DANH MỤC BẢNG STT Tên Bảng Bảng 1.1: Theo Densikow M.T (1963), trung bình nấm men chưa ép chứa (%) Bảng 1.2: Theo Uxtra (dẫn liệu từ Densikow M.T, 1963) chất khô nấm men bia thành phần sau (%) Bảng 1.3: Hàm lượng vitamin nấm men bia sấy khô Bảng 1.4: Hàm lượng axit amin nấm men Bảng 1.5: Thành phần axit amin cao nấm nem (%) Bảng 1.6: Thành phần vitamin cao nấm men (pg/g) Bảng 2.1: Thành phần môi trường LB Bảng 2.2: Thành phần môi trường ISP2: Bảng 2.3: Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm 10 Bảng 2.4: Tỉ lệ tiến hành thí nghiệm 24 11 Bảng 2.5: Thành phần môi trường LB ( 100ml ) 27 12 13 Bảng 2.6: Thành phần môi trường dịch chiết (100ml) Bảng 3.1: Ảnh hưởng tỉ lệ nước đến trình lọc Bảng 3.2: Kết xác tế bào thô thu thông qua thể tích nước rửa Bảng 3.3: Ảnh hưởng số rửa đến chất lượng nấm men bia Bảng 3.4: Kết khảo sát nhiệt độ thời gian diệt men trước tự phân Bảng 3.5: Hàm lượng protein dịch chiết cao khảo sát theo nhiệt độ thời gian Bảng 3.6: Hàm lượng protein dịch chiết cao khảo sát theo pH thời gian Bảng 3.7: Hiệu suất chuyển hóa trình sản xuất cao nấm men từ bã bia Bảng 3.8: So sánh sinh trưởng môi trường thay cao nấm men sản xuất 27 29 30 14 15 16 17 18 19 20 Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Trang 9 10 13 14 20 20 21 30 31 32 33 35 36 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ STT Tên Bảng Trang Hình 1.1: Cấu tạo tế bào nấm men Hình 2.1: Đường chuẩn cao nấm men 50mg/ml 24 Hình 2.2: hình ảnh thay đổi mẫu bradford 25 Hình 3.1 Sơ đồ dự kiến quy trình chế biến cao nấm men từ bã men bia Hình3.2: Khẩn lạc riêng rẽ E.coli XL1 – blue nuôi cấy môi trường nồng độ pha loãng 10-6 Hình 3.3: Môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gram ( + ) (xạ khuẩn S.Geri) Nguyễn Thị Hạnh - 1202 34 35 36 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Ký 5’GIP 5’GMP BSA EBC OD RNA Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Tên đầy đủ Inosine mono phosphate Guanosine mono phosphate Albumine European Brewery Convention Optical Denstty Axit ribonucleic Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học MỞ ĐẦU Nấm men nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cao không cholesterol Hàm lượng protein nấm men đạt từ 40 - 60% (tính theo chất khô), thành phần protein có đầy đủ axit amin, đặc biệt axit amin không thay [1, 8, 13] Vitamin nấm men có hoạt tính cao gấp - lần so với vitamin tổng hợp [1, 15] Nấm men cung cấp vitamin B, vitamin D chất khoáng [8, 13], [15] Thành phần khoáng nấm men đa dạng, có tỷ lệ phù hợp với nhu cầu khả hấp thụ, chuyển hóa người động vật Ở Việt Nam, công nghiệp sản xuất bia thị trường tiêu thụ bia ngày phát triển, sản lượng bia tạo với số lượng lớn Ước tính trung bình 1000 lít bia thu 1,5 kg nấm men khô, có chứa 700g protein [1, 7, 15] Năm 2005 sản lượng bia nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu sinh khối nấm men thải Năm 2010 sản lượng bia nước đạt 2,5 tỷ lít nấm men thải 30 triệu [1, 15] Như vậy, lượng protein có chất lượng cao nấm men thải từ trình sản xuất bia tận dụng không nhỏ Tuy nhiên, Việt Nam nhà máy bia chưa ứng dụng men bia thải cách hiệu quả, men thải từ nhà máy sử dụng chủ yếu làm thức ăn chăn nuôi, khả khai thác thành phần có giá trị sinh học men bia để tạo sản phẩm ứng dụng cho người hạn chế Hơn không sử dụng triệt để nguồn bã men nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường Ở nước phát triển nấm men sử dụng tạo vị ngon tự nhiên ngành Thực phẩm chất dinh dưỡng cho việc nuôi vi khuẩn ngành Dược phẩm Đồng thời nấm men sử dụng loại thực phẩm người ăn chay ưa chuộng với giá trị dinh dưỡng cung cấp cao nhiều loại thực phẩm khác Cao nấm men mặt hàng thương mại quan trọng thị trường Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học quốc tế Trên giới có khoảng 20 nước tận thu nguồn sinh khối nấm men bã bia với giá trị xuất hàng trăm triệu USD Cao nấm men chiết suất từ bã men bia nguồn bổ sung chất dinh dưỡng cho môi trường nuôi cấy vi sinh thường dùng nuôi cấy vi sinh vật sản xuất kháng sinh, dược phẩm, vitamin, axit hữu probiotic Mặc khác việc nghiên cứu chế biến sử dụng bã men bia Việt Nam sử dụng nấm men bia thải dạng tươi nên lượng sử dụng không nhiều Xuất phát từ tình hình thực tiễn định nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu quy trình chế biến cao nấm men từ bã men bia” Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan bã men bia 1.1.1 Khái niệm nguồn gốc Bã men bia phế phẩm thu trình sản xuất bia, nằm lại thùng lên men hầm chứa sau lên men lên men phụ Men bia có giá trị dinh dưỡng cao chữa bệnh tốt [5] Bã men bia dễ xảy tượng tự phân nên nhà sản xuất thường tách khỏi dung dịch bia non để tránh gây mùi khó chịu cho bia Nấm men bia có màu kem lẫn chấm nâu đen bảo quản nhiệt độ từ 2oC đến 5oC, thời gian xảy tượng tự phân [2] Nấm men bia dùng sản xuất bia thường chủng thuộc giống Sacchromyces, chúng có khả hấp thụ chất dinh dưỡng môi trường nước mạch nha loại đường hòa tan, hợp chất nitơ (các axit amin, peptit), vitamin nguyên tố vi lượng qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt phản ứng hóa sinh mà đặc trưng trình trao đổi chất để chuyển hóa chất thành dạng cần thiết cho trình phát triển lên men nấm men tiến hành Nấm men bia loài hô hấp yếm khí tùy tiện Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng phát triển tối ưu cho đa số chủng 25 - 30oC ngừng hoạt động nhiệt độ 40oC tới 50 - 60oC nấm men bị chết [8, 10] Trong sản xuất bia người ta chia nấm men bia thành hai loại vào tính chất thể qua trình lên men bia: nấm men nấm men chìm * Nấm men Nấm men thuộc loài Saccharomyces cerevisiae Loài phát triển để tạo trình lên men bia nhiêt độ tương đối cao ≥ 12 - 13oC Trong trình lên men, tế bào chúng lơ lửng dịch lên men tập trung bề mặt dịch Sử dụng nấm men đòi hỏi phải có kỹ thuật lọc có sản phẩm bia suốt tế bào nấm men lơ lửng dịch lên men Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Vẽ đồ thị chuẩn y= ax + b Sau lập bảng phương trình : Y= 0.02131X + 0.0119 R2= 0.9884 Trong : Y: giá trị OD đo bước sóng x= 595 nm X: nồng độ cao nấm men tính theo mg/ml R2: độ tin cậy Hình 2.2 : Hình ảnh thay đổi mầu bradford 2.2.4.3 Xác định hàm lượng protein mẫu dung dịch thu sau xử lí bã bia Dịch chiết cao nấm men sau thu được, ta đem tiến hành xác định hàm lượng protein có dung dịch Cách tiến hành : Cho 100ul dung dịch protein pha loãng vào 900ul nước cất, sau bổ sung 5ml dung dịch Bradfrond - Hỗn hợp phản ứng giữ nhiệt độ phòng phút, phút lắc lần - Sau dung dịch hỗn hợp đo quang phổ bước sóng 595 nm máy đo quan phổ (sử dụng nước cất làm mẫu đối xứng) Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 25 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Tính giá trị hấp thụ quang dung dịch phản ứng dựa vào đồ thị đường chuẩn: Cao nấm men- bradford tính nồng độ protein có mẫu ; Dựa vào đường chuẩn cao nấm men (50mg/ ml) – Bradford: y = ax + b Phương trình tính hàm lượng protein tính sau: Hàm lượng Protein: X xD Trong : X : hàm lượng protein mẫu D : hệ số pha loãng protein ∆Abs : giá trị hấp phụ quang phổ 595 nm 2.2.4 Thử nghiệm ứng dụng cao nấm men làm thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật 2.2.4.1 Môi trường nuôi vi sinh vật Gram ( - ) Cao nấm men sau sấy phun thành dạng bột ứng dụng làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh Cao nấm men khảo sát khả sử dụng cách bổ sung vào môi trường LB dùng để phân lập vi khuuẩn E.coli XL1- blue E.coli XL1- blue chủng vi khuẩn khó phân lập, chúng đòi hỏi môi trường nghiêm ngặt, đặc biệt phải có cao nấm men Vì vậy, vi khuẩn môi trường phát triển tốt chứng tỏ cao nấm men sản xuất sử dụng làm thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh - Chủng VSV kiểm định: E.coli XL1- blue Môi trường sử dụng: LB (Luria Bertani ) môi trường dịch chiết Bảng 2.5: Thành phần môi trường LB ( 100ml ) Thành phần Tripton Cao nấm men Nacl Agar Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Khối lượng 1g 0.5g 1g 2g Page 26 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Bảng 2.6: Thành phần môi trường dịch chiết (100ml) Thành phần Tripton Khối lượng 1g Cao nấm men sản xuất 0.5g Nacl Agar 1g 2g Cách tiến hành: Bước 1: Chuẩn bị môi trường nuôi cấy - Chuẩn bị môi trường LB đặc môi trường dịch chiết đặc, đĩa petri đầu côn đem hấp trùng 1210C 20 phút - Đổ môi trường vào đĩa petri, đĩa đổ khoảng 15-20 ml môi trường, láng môi trường đĩa để nguội Ta có thẻ bảo quản môi trường 40C cấy luôn, thường để qua đêm để kiểm tra độ vô trùng Bước 2: Tiến hành nuôi cấy - Chủng E.coli XL1- blue đem tăng sinh cấp cách ria vào 3ml môi trường LB đựng ống epppendorf, lắc tử lắc để qua đêm - Tiến hành pha loãng nồng độ E.coli XL1 – blue thành nồng độ: 10-1 đến 10-10 - Tiến hành cấy chang nồng độ chủng lên môi trừng nuôi cấy Chờ đĩa khô đem nuôi tủ ấm 37 độ - Sau nuôi thu đươc kết đếm tế bào riêng rẽ hay môi trường LB dịch chiết để đia kết luận 2.2.4.2 Môi trường nuôi vi sinh vật Gram ( + ) Dùng môi trường ISP2 để kiểm định dịch chiết cao nấm men (thay cho cao nấm men chuẩn); Glucose: 10g/lít; Malt extract: 10g/lit; NaCl: 1g/lit Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 27 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Cách tiến hành: Bước 1: Chuẩn bị môi trường nuôi cấy - Chuẩn bị môi trường ISP2 đặc môi trường dịch chiết đặc, đĩa petri đầu côn đem hấp trùng 1210C 20 phút - Đổ môi trường vào đĩa petri, đĩa đổ khoảng 15-20 ml môi trường, láng môi trường đĩa để nguội Ta có thẻ bảo quản môi trường 40C cấy luôn, thường để qua đêm để kiểm tra độ vô trùng Bước 2: Tiến hành nuôi cấy - Chủng xạ khuẩn S geri đem tăng sinh cấp cách ria vào 3ml môi trường LB đựng ống epppendorf, lắc tử lắc để qua đêm - Tiến hành pha loãng nồng độ S geri thành nồng độ: 10-1 đến 10-10 - Tiến hành cấy chang nồng độ chủng lên môi trừng nuôi cấy Chờ đĩa khô đem nuôi tủ ấm 37 độ - Sau nuôi thu đươc kết đếm tế bào riêng rẽ hay môi trường LB dịch chiết để đia kết luận Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 28 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết xử lí nguyên liệu 3.1.1 Kết xác định tỉ lệ nước bã men bia đến trình lọc Bã nấm men sau thu mua có lẫn tạp chất nước bia đêm xử lí cách khuấy lọc qua sàng rây có kích thước lỗ rây nhỏ Sau trình lọc thu dịch sinh khối nấm men thô có màu trắng sữa Tỷ lệ nước đóng vai trò quan trọng đến khả lọc tiến hành xác định lượng nước cần thiết cho trình lọc kết trình bày bảng đây: Bảng 3.1: Ảnh hưởng tỉ lệ nước đến trình lọc Tỷ lệ nước: sinh khối bã nấm men bia (w/w) Đối chứng (không bổ sung Thao tác lọc Khó lọc sinh khối nấm men đặc nước) 2:1 2,5:1 3:1 3,5:1 Tốc độ lọc chậm, lỗ rây bị bí nấm men bết lại nhiều mặt sàng Lọc dễ tốc độ lọc chậm Lọc dễ, tốc độ lọc nhanh Lọc dễ, tốc độ lọc nhanh Kết bảng 3.1 cho ta thấy tỷ lệ nước: sinh khối hai tỷ lệ 3:1; 3,5:1 tốc độ lọc nhanh không nấm men bết lại mặt sàng Nhưng tỷ lệ 2:1; 2,5:1 trình lọc diễn khó, tốc độ lọc chậm Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ nước: sinh khối bã nấm men bia 3:1 thích hợp cho trình lọc, đồng thời tiết kiệm lượng nước sử dụng Sau lọc xử lí bã men bia đem ly tâm 4000v/p phút, loại bỏ dịch thu xác tế bào thô để xác định khối lượng, tiến hành cân lượng men bia đem xử lí cho thấy lựa chọn tỷ lệ nước lọc 3:1 phù hợp Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 29 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Bảng 3.2: Kết xác tế bào thô thu thông qua thể tích nước rửa Tỉ lệ nước: sinh khối nấm men bia(w/w) 2:1 2,5:1 3:1 3,5:1 Khối lượng xác tế bào thô (g)/kg bã bia 55,5 66,5 78,4 88,1 3.1.2 Kết xác định số lần rửa sinh khối nấm men bia Sau xác định tỷ lệ nước: sinh khối tối ưu, để sinh khối nấm men hoàn toàn khỏi dịch bia, tiếp tục rửa nấm men nhiều lần để loại bỏ hoàn toàn tạp chất bã men đánh giá kết trình lọc cách xác định độ nước rửa sau lắng, kết trình bày bảng Bảng 3.3: Ảnh hưởng số rửa đến chất lượng nấm men bia Số lần rửa Độ đục nước sau rửa (OD275) 1,61 0,43 0,20 0,16 0.15 0.14 Kết bảng 3.3 cho thấy độ đục nước rửa giảm đáng kể sau rửa Độ đục nước rửa lần cao OD275 = 1,61, rửa lần thứ cho độ đục OD275 = 0,43, rửa lần cho độ đục OD275 = 0,20, rửa lần cho độ đục nước rửa OD275 = 0,16 Và lần rửa thứ 5, độ đục nước OD275 = 0,15 OD275 = 0,14, nhận thấy lần rửa độ nước không thay đổi nhiều Với tỷ lệ nước rửa: bã men bia 3:1 chọn lần rửa bã men bia lần tiết kiệm thời gian, đạt hiệu kinh tế chất lượng nấm men Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 30 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học 3.2 Lựa chọn thông số thích hợp cho trình tự phân nấm men Tự phân trình xảy tế bào nấm men chết, vách tế bào không khả tự bảo vệ bi phá vỡ enzym tế bào Lúc chất tế bào chất protein, nucleotide, carbohydrate bị hệ thống enzym công phân hủy Quá trình tự phân chịu ảnh hưởng tới nhiều yếu tố khác nồng độ nấm men dung dịch, yếu tố thúc đẩy trình tự phân ethyl acetate, chitosan , yếu tố quan trọng nhiệt độ, pH, thời gian Đối với loại nấm men khác yếu tố chi phối khác 3.2.1 Khảo sát nhiệt diệt men trước tự phân Sau kết thúc trình xử lý nguyên liệu tiến hành diệt men trước tự phân nhiệt độ 50oC, 55oC, 60oC 65oC thời gian 10, 15 20 phút, kết tỷ lệ tế bào nấm men chết (bảng 3.4): Bảng 3.4: Kết khảo sát nhiệt độ thời gian diệt men trước tự phân Thời gian Tỉ lệ nấm men sống ( % ) ( phút ) 500C 550C 600C 650C 10 64.40 82.30 93.70 98.60 15 67.70 86.80 95.53 100 20 76.10 88.70 96.60 100 Nhận xét: từ bảng 3.4 ta thấy nhiệt độ thời gian ảnh hưởng đến trình diệt men Tỷ lệ nấm men chết đạt 100% sau thời gian ngắn 15 phút 65oC Nếu tăng nhiệt lên cao gây lãng phí nhiệt lượng, phá hủy số thành phần dinh dưỡng bên nấm men 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới trình tự phân nấm men Tiến hành khảo sát nhiệt độ tự phân 45, 50 550 C, xác định hàm lượng protein phương pháp bradford khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 72 Đo giá trị OD595 mẫu, thay vào công thức xác định hàm lượng protein dựa vào phương trình đường chuẩn cao nấm men chuẩn – bradford Ta bảng sau: Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 31 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Bảng 3.5: Hàm lượng protein dịch chiết cao khảo sát theo nhiệt độ thời gian 45oC Thời 50oC Hàm lượng 55oC Hàm lượng Hàm lượng gian Giá trị OD (giờ) 595 nm 24 0.19 83.6 0.22 97.7 0.23 102.4 36 0.25 111.8 0.28 125.9 30 135.2 48 0.34 154 0.39 177.5 0.37 168.1 60 0.40 182.2 0.46 210.4 0.42 191.6 72 0.36 163.4 0.42 191.6 0.36 163.4 protein (mg/ml) Giá trị OD 595 nm protein (mg/ml) Giá trị OD 595 nm protein (mg/ml) Kết bảng 3.5 cho thấy nhiệt độ thời gian khác hàm lượng protein khác So sánh mức nhiệt độ tự phân 450C, 500C 550C ta thấy hàm lượng proein tạo thành nhiều nhiệt độ 500 C Cụ thể, sau 60 tự phân hàm lượng proein tạo thành 182,2 mg/ml 450C; 210,4 mg/ml 500C; 191,6 mg/ml 550C, sau 60 hàm lượng protein giảm thời gian tự phân dài dẫn đến việc protein bị phân hủy tạo thành nhiều sản phẩm phụ, gây thoát axit amin Qua kết xử lý thống kê cho thấy hàm lượng protein nhiệt độ 450 C, 500 C 550 C khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 72 khác Do nhiệt độ tự phân chọn 500 C thời gian tự phân 60 3.2.3 Ảnh hưởng pH đến trình tự phân nấm men Sau chọn nhiệt độ tự phân 500C thời gian tự phân 60 giờ, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng pH đến trình tự phân Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 32 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Bảng 3.6 : Hàm lượng protein dịch chiết cao khảo sát theo pH thời gian pH pH 5,5 pH 6,0 Thời gian Giá trị OD Hàm lượng Giá trị OD Hàm lượng Giá trị OD Hàm lượng protein protein (giờ) 595 nm protein 595 nm 595 nm (mg/ml) (mg/ml) (mg/ml) 24 0.16 69.5 0.24 107.1 0.27 121.2 36 0.23 102.4 0.33 149.3 0.32 144.6 48 0.34 154.0 0.40 182.2 0.37 168.1 60 0.41 186.9 0.48 219.7 0.43 196.3 72 0.36 163.4 0.42 191.6 038 172.8 Nhận xét: kết bảng 3.6 cho thấy pH tự phân khác ảnh hưởng đến hàm lượng protein, pH yếu tố ảnh hưởng đến mức độ phá vỡ màng tế bào nấm men khả chuyển hóa protein thành axit amin Thay đổi pH dẫn tới thay đổi H+ (C N Khobragade SG Chandel 2002) Ở pH 5,5 hàm lượng protein đạt cao 219,7 mg/ml nhiệt độ 50oC thời gian 60 giờ, ngược lại nhiệt độ 50oC thời gian 60 pH hàm lượng protein thấp 186,9 mg/ml ; pH 6,0 đạt 196.3 mg/ml Qua kết xử lý thống kê hàm lượng protein pH 5,0; 5,5; 6,0 khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 72 khác Do chọn pH 5,5 cho trình tự phân nấm men 3.3 Quy trình sản xuất cao nấm men thử nghiệm 3.3.1 Quy trình thử nghiệm Từ trình nghiên cứu đưa quy trình sản xuất cao nấm men quy mô phòng thí nghiệm sau: Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 33 Viện đại học mở Hà Nội Bã men bia Diêt tế bào nấm men Khoa Công Nghệ Sinh Học Rửa bã Tỉ lệ nước: sinh khối 3:1, rửa lần Điều kiệnDddd diệt men trước tự phân; To: 65oC; t: 15p Đặt bể ổn nhiệt Tự phân tế bào nấm men Điều kiện tự phân nấm men; pH: 5; To: 55oC; t: 60h Sản phẩm loại ( protein hợp chất trung gian tế bào ) Ly tâm 4000v/p phút Loại xác, lấy dịch Sản phẩm dung dịch chiết nấm men Phân tích hàm lượng chất dinh dưỡng có cao nấm men Hình 3.1: Sơ đồ dự kiến quy trình chế biến cao nấm men từ bã men bia Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 34 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học 3.4 Hiệu suất chuyển hóa trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia Sau khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh cao nấm men từ bã bia, thu dịch chiết cao nấm men có màu vàng Hiệu suất chuyển hóa X Thực nghiệm tiến hành xử lí 10 kg bã men bia thu 784g Tại điều kiện tự phân sinh khối 50 độ, 60 giờ, pH 5,5 theo bảng 3.6 kết thực nghiệm thu hàm lượng cao nấm men tốt 219,7 mg/ml Hiệu suất chuyển hóa tốt điều kiện tối ưu cho trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia X= 28,02 % 3.5 Ứng dụng cao nấm men thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh Sau cấy chang nhiều nồng độ chủng vi sinh vật nuôi 20 thu tế bào riêng rẽ Quan sát đĩa nồng độ 10-6 dễ dàng đếm khuẩn lạc - Môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gram ( - ) Hình 3.2: Khẩn lạc riêng rẽ E.coli XL1 – blue nuôi cấy môi trường nồng độ pha loãng 10-6 Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 35 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học - Môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gram ( + ) A B A:Môi rường ISP2 B:ISP2 cao nấm men sản xuất Hình 3.3 Môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gram ( + ) (xạ khuẩn S geri) Bảng 3.8: So sánh sinh trưởng môi trường thay cao nấm men sản xuất TT Cao nấm men chuẩn Cấy bề mặt Cao nấm men sản xuất 9.107 Số lượng khuẩn lạc E.coli 116.106 Số lượng khuẩn lạc S geri 88.107 21,5g/lít 32,8g/lit 20,9g/lit Số lượng tế bào E.coli 12.107 Số lượng tế bào S geri 33,5 g/lit thạch Cân trọng lượng ướt tế bào Nhận xét: Sau thử nghiệm làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật Gram (-), (+) bảng 3.8 so sánh sinh trưởng môi trường thay cao nấm men sản xuất nhận thấy cao nấm men sản xuất bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 36 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đã lựa chọn tỷ lệ nước rửa 3:1, số lần rửa lần phục vụ việc làm bã men bia Điều kiến diệt men trước tự phân 50 C thời gian 15 phút o Xác định điều kiện tự phân nấm men nhiệt độ 50 C, pH 5,5 thời gian 60 Xây dựng quy trình sản xuất cao nấm men thử nghiệm Cao nấm men nghiên cứu sử dụng làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh 4.2 Kiến nghị Do thời gian thực tập có hạn, điều kiện tiến hành thí nghiệm hạn chế nên đưa số kiến nghị sau để hoàn thiện quy trình sản xuất cao nấm men: Nghiên cứu phương pháp thông số kĩ thuật ảnh hưởng đến trình sấy phun sản phẩm Kết tinh sản phẩm Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 37 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Kim Anh (2006), Hóa học thực phẩm, Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Hoàng Anh, Trịnh Thị Vinh Hiển, Bùi ThịThu Huyền (2008), “Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bia làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi”, Tạp chí Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, số 10 tháng 10/2008, trang 64 - 67 Nguyễn Luân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2002), Vi sinh vật học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phạm Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Vinh (2003), “Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men bia dư thừa để sản xuất men chiết xuất làm gia vị thực phẩm ”, Tạp chí đồ uống Việt Nam, số 9, trang 28 - 29 Trương Thị Hòa (2004), “Nghiên cứu sử dụng nấm men bia nấm men đỏ công nghiệp chế biến thực phẩm thức ăn gia súc”, Báo cáo đề tài cấp bộ, Viện Công nghệ Thực Phẩm Densikow M.T., 1963 Phế liệu sản xuất nước giải khát, Tận dụng phế liệu công nghiệp thực phẩm (Nguyễn Văn Đạt - Bùi Huy Thanh dịch) Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật, Hà Nội, trang 195 - 212 Hồ Xưởng (1996), Công nghệ sản xuất bia, Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật, Hà Nội Lương Đức Phẩm (2009), Nấm men công nghiệp, Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật, Hà Nội Novozymes, Giới thiệu ngắn enzyne ứng dụng công nghiệpprotein 10 Nguyễn Văn Việt (chủ biên), Nguyễn Thị Hiền, Trương Thị Hòa, Lê Lan Chi, Nguyễn Thị Hà (2001), Nấm men bia ứng dụng, Nhà xuất Nông Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 38 Viện đại học mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Sinh Học Nghiệp, Hà Nội 11 Trần Thị Thanh (2009), Công nghệ Vi sinh, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam 12 Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Xuân, Tô Kim Anh (1997), Thí nghiệm hóa sinh công nghiệp, Trường đại học Bách khoa Hà Nội 13 Trung tâm học liệu Đại Học Thái Nguyên, “Sử dụng bột nấm men từ phế phụ phẩm bia làm thức ăn chăn nuôi ”, Tạp chí chăn nuôi, số - 09, trang 23 - 24 14 Rượu bia liên tục phát triển: mừng hay lo Tạp chí STINFO (mạng thông tin khoa học & công nghệ TP.HCM) số 12/2012 15 Satake Kenji, 2002 Tận dụng men bia dư thừa nhà máy bia Công nghệ xử lý chất thải tận dụng nấm men ngành sản xuất bia Hội thảo Tp.HCM, Việt Nam, 13/03/2002 Tổ chức xúc tiến thương mại Nhật Bản (Jotro) viện nghiên cứu bia, nước giải khát (RIB), trang - Tiếng anh 16 Bishop, L R (1967), “European Brewery Convention, The E.B.C scaleof bitterness” J Inst Brew.73:525 17 C N Khobragade & S G Chandel (2002), Comparative study of catalytic activity of immobilized invertase in sodium agrinate gel on sucrose hydrolysis, Indian Jounal of chemical, vol 9, 535 - 539 18 Pyke M., (1958), The technology of yeast, In the Chemistry and Biology of yeast Cook A.H Acedemic Press, New York 19 Steward, G.G (1981), “The genetic manipulation of industrial yeast strains”,Can J.Microbiol 27:973 - 990 20 Trivedi, N.B.and G.K Jacobson (1986) “Baker’s yeast” CRC Critical Rev.Biotechnol 24: 75 - 109 Nguyễn Thị Hạnh - 1202 Page 39 [...]... Barmene, Gistex Maggi, Tureen, Yeatex và Zyest [22, 23] 1.3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu Tìm điều kiện thích hợp thủy phân tế bào nấm men từ đó xây dựng quy trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia 1.3.2 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu - Nghiên cứu phương pháp và điều kiện thủy phân nấm men - Xây dựng quy trình sản xuất cao nấm men. .. được các hạn hiện nay, đóng góp vào nghiên cứu đó chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài Nghiên cứu quy trình chế biến cao nấm men từ bã men bia 1.2.4 Tình hình nghiên cứu cao nấm men trên thế giới Cao nấm men là một mặt hàng thương mại quan trọng trên thị trường quốc tế Trên thế giới hiện nay có khoảng 20 nước tận thu ngồn sinh khối nấm men bia và giá trị hàng hóa xuất khẩu hàng trăm triệu USD [4]... theo và xuất hiện kỹ thuật chiết men bia Những thập niên gần đây nấm men được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: sản xuất rượu, bia; sản xuất men bánh mỳ; sản xuất chế phẩm enzym; sản xuất protein đơn bào; sản xuất dược phẩm; sản xuất thực phẩm dinh dưỡng; sản xuất thức ăn gia súc Với hàm lượng cao về protein cùng những chất có giá trị như: vitamin và các chất khoáng, nấm men đóng... vị giác Vì nấm men chứa rất nhiều RNA, mà RNA lại rất giàu 5’GMP, nên những nhà sản xuất cao nấm men đã bắt đầu nghiên cứu cách cắt RNA nấm men thành đoạn nucleotide có chứa 5’GMP Năm 1974, sản phẩm cao nấm men chứa 5’GMP thương mại đầu tiên đã được sản xuất với quy mô công nghiệp Ngày nay, cao nấm men chứa 2 loại nucleotide tạo mùi vị tự nhiên: 5’GMP, 5’IMP (Inosine mono phosphate) Cao nấm men với những... Nhật, Đức, Braxin, Đan Mạch Riêng ở Nhật Bản, từ những năm 30 của thế XX, người ta đã sản xuất bánh men khô từ nấm men bia dư thừa bằng phương pháp sấy Sau đó, sản xuất các sản phẩm từ men bia ngày càng phát triển cả về sản lượng cũng như chất lượng [4, 5] Ở Mỹ, năm 1946 mới tổ chức sản xuất sinh khối nấm men và đến nay nhiều nước trên thế giới đã tổ chức sản xuất loại chế phẩm này, chủ yếu làm thức ăn... ta thấy rằng so với nấm men bia tươi hoặc men bia sấy khô dưới nhiệt độ thấp, men bia được sấy ở nhiệt độ cao (trên 1000C ) cho hiệu quả cao hơn về vitamin cũng như các axit amin và dần dần men bia được chế biến có dạng cô đặc như ngày nay [18] Sau đó, men bia được sản xuất với số lượng lớn càng ngày càng nhiều, ngành bia cũng phát triển, kéo theo công tác nghiên cứu ứng dụng men bia một cách có hiệu... tam giác Máy soi UV Hãng sản xuất HERMLE, Đức EYELA, Trung Quốc Hàn Quốc LABNET, Mỹ SANYO, Nhật Bản NATIONAL, Nhật Bản FUNIKI, Nhật Bản YUIN, Việt Nam OHAUS, Mỹ Trung Quốc Menmert, Đức HANNA, Italia CAPP, Đan Mạch BORENSON, Mỹ BORENSON, Mỹ JET, Trung Quốc Trung Quốc UVP, Mỹ 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu quy trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia 2.1.4 Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Khảo sát... và bã men bia cho quá trình lọc Sau khi lựa chọn được kích thước lỗ rây, chúng tôi tiến hành xác định tỷ lệ nước rửa: sinh khối bã men bia ở các tỷ lệ 1:1; 2:1; 3:1; 4:1 2.2.1.3 Nghiên cứu số lần rửa bã men bia Sau khi xác định được tỷ lệ nước: sinh khối nấm men tối ưu, để sinh khối nấm men được sạch hoàn toàn khỏi dịch bia, tiếp tục rửa nấm men nhiều lần để loại bỏ hoàn toàn các tạp chất còn trong bã. .. thành một sản phẩm được quan tâm mang lại hiệu quả kinh tế cao Sản lượng bia nước ta không ngừng tăng Năm 2010, sản lượng bia là 3,0 tỷ lít với 30 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra [1, 15] Nước ta tiến hành nghiên cứu thành công rất nhiều đề tài về tận dụng nguồn bã men bia để sản xuất thức ăn cho gia súc Năm 2003, tác giả Phạm Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Vinh tiến hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu tận... chất có hương vị thơm ngon Do đó, giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất cao nấm men chính là giai đoạn phá vỡ vách tế bào nấm men Ngày nay tế bào nấm men được phá vỡ bằng phương pháp hóa học, phương pháp sử dụng enzym hay cho nấm men tự phân trong môi trường nước Bã nấm men được tiến hành nghiên cứu và sử dụng ở Việt Nam từ vài năm trở lại đây, song song với sự phát triển của ngành thực phẩm