Đề tài Giới thiệu về nấm men

Header Page of 161 Giới thiệu nấm men Men loài nấm đơn bào, Kích thước đường kính tế bào men vào khoảng 1/100 mm Chúng phân bố rộng rãi thiên nhiên, đặc biệt chúng có nhiều vùng đất trồng nho nơi trồng hoa Nhiều loài nấm men có khả lên men rượu bia Từ lâu người ta biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô tế bào, nên nhiều loại nấm men sử dụng để sản xuất protein Ngoài nấm men sử dụng công nghệ sản xuất bánh mì Tuy nhiên, có nhiều loại nấm men có hại gây bệnh cho người gia súc, làm hư hại lương thực, thực phẩm Có nhiều dòng men khác nhau, dòng men có đặc tính đặc thù riêng biệt chúng Phần lớn loài men thuộc ngành nấm túi (Ascomycota), có số loài thuộc ngành nấm đảm (Basidiomycota) Một số loài nấm, chẳng hạn Candida albicans Candida albicans gây nhiễm độc nấm người (Candidiasis) Loài men người sử dụng phổ biến Saccharomyces cerevisiae, dùng để sản xuất bia, rượu vang từ hàng nghìn năm trước Nấm men dùng sản xuất bia thường chủng thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả hấp thụ chất dinh dưỡng môi trường nước mạch nha loại đường hoà tan, hợp chất nitơ (các acid amin, peptit), vitamin nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt phản ứng sinh hóa mà đặc trưng Footer Page of 161 Header Page of 161 trình trao đổi chất để chuyển hoá chất thành dạng cần thiết cho trình phát triển lên men nấm men tiến hành Men bia vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thể lựa chọn để sản xuất loại bia khác nhau, có hai giống men ale (Saccharomyces cerevisiae) men lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác tùy theo loại bia sản xuất Men bia chuyển hóa đường thu từ hạt ngũ cốc tạo cồn, cacbon đioxit (CO2) Trước chức men bia hiểu rõ trình lên men sử dụng loại men bia hoang dã Mặc dù loại bia, chẳng hạn bia lambic dựa phương pháp cổ phần lớn trình lên men ngày sử dụng loại men bia nuôi cấy có độ tinh khiết cao Trung bình, hàm lượng cồn bia khoảng – 6% rượu theo thể tích, thấp tới 2% cao tới 14% số trường hợp Một số nhà sản xuất bia đưa loại bia chứa tới 20% cồn Đặc điểm phân loại nấm men Nấm men công nghệ sản xuất bia thường chủng giống Sacchromyces, gồm có nấm men chìm nấm men Có hai dạng nấm men có dạng hình oval hình tròn – Nấm men lên men Sacchromyces cerevisiae dùng sản xuất bia ale Tế bào nấm men mẹ sau nảy chồi thường dính lại với tạo thành chuỗi tế bào nấm men hình dạng chủ yếu hình cầu hình oval với kích thước từ – 10μm Đặc điềm hình thái: Sacchromyces cerevisiae sinh trưởng phát triển nhiệt độ cao, lơ lửng bề mặt chủ yếu, nhiệt độ lên men từ 10 – 25oC Khi trình lên men kết thúc, tế bào kết chùm, thành chuỗi tạo lớp dày lên bề mặt với bọt bia làm cho khả tự bia chậm, khả lắng yếu nên phải lọc cẩn thận – Nấm men lên men chìm tên Sacchromyces carlsbergensis, lên men nhiệt độ thấp dùng sản xuất bia lager Hầu hết tế bào sau nảy chồi thường đứng riêng lẻ cặp đôi, hình dạng chủ yếu hình cầu Thành phần hoá học tế bào chứa khoảng 75% nước, 15 – 45% protein chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, – 7% chất béo, – 9% chất vô Footer Page of 161 Header Page of 161 Đặc điểm hình thái: Sacchromyces carlsbergensis sinh trưởng phát triển nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ – 10oC Phân bố tầng sâu thiết bị Dễ kết lắng dễ tách lớp Do trình lọc dễ đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men Nấm men sử dụng từ nấm men chủng, men giữ dạng men khô, sau nhân giống trung gian đưa vào sử dụng trung sản xuất bia Sự khác biệt hai chủng loại men Sự khác nấm men nấm men chìm khả lên men loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza Trong nấm men chìm có enzym sử dụng hoàn toàn đường raffinoza nấm men sử dụng 1/3 đường saccharoza Ngoài chúng khác khả hô hấp, khả trao đổi chất lên men khả hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất nấm men chìm chủ yếu xảy trình lên men, nấm men xảy mạnh trình hô hấp, sinh khối nấm men thu nhiều nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp nấm men Khả tạo bào tử nấm men chìm lâu hạn chế nấm men Nấm men chìm chia hai loại tùy thuộc vào khả kết lắng nấm men bụi nấm men kết Nấm men bụi nấm men phân ly mịn dịch lên men lắng tư từ kết thúc lên men Nấm men kết loài nấm men kết dính với thời gian ngắn kết thúc lên men tạo thành khối kết lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị Còn nấm men khả Footer Page of 161 Header Page of 161 Nấm men nổi lên bề mặt dịch cuối trình lên men Trong nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị kết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh khả lên men hết đường không nấm men Như sản xuất bia phương pháp lên men nổi, nấm men tách khỏi bia cách hớt bọt, lên men chìm xả cặn đáy thiết bị lên men Ngoài đặc điểm nêu trên, hai loại nấm men có nhiều đặc điểm sinh hóa khác dựa vào lực lên men đường disacarit melibioza chúng Nấm men chìm (S carlsbergensis) có chứa gen MEL Các gen tạo enzyme ngoại bào α – galactosidaza (melibiaza) có khả chuyển hóa đường melibioza Trong nấm men (S cerevisiae) không chứa gen MEL không chuyển hóa đường melibioza Nấm men chìm lên men – 12oC, nấm men 14 – 25oC Footer Page of 161 Header Page of 161 ĐẶC TÍNH Nhiệt độ lên men Cơ chất Khả lên men Khả tạo bông, kết lắng Nấm men S.Cerevisiae Loại bia: Ale 14-25oC Chủ yếu lên men đường đơn (glucose, fructose), đường đôi (saccharose, maltose), khó lên men đường tam (raffinose) Lên men mạnh bề mặt môi trường Kết bề mặt, bia khó ttrong tự nhiên Nấm men chìm S.Carlsbergensis Loại bia: Lager 4-12oC Lên men tốt glucose, maltose, galactose, fructose, saccharose, mannose raffinose Lên men mạnh lòng môi trường Kết chùm lắng xuống đáy, bia tự nhiên Vai trò nấm men Nấm men đóng vai trò quan trọng công nghiệp sản xuất bia Nhờ đặc tính sinh dưỡng nấm men trình chuyển hóa dịch đường thành rượu (C2H5OH) sinh khí CO2 thành phần bia, tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loại nấm men mà tạo mùi vị khác Các loại nấm men lên men bia thuộc loại yếm khí tùy tiện Khi oxy chúng tăng sinh khối nhờ hô hấp tế bào, oxy chúng lên men tạo thành ethanol CO2 theo phương trình: Đường + Nitơ amine tự + Nấm men + Oxy → Ethanol + CO2 + Nấm men Lên men Lên men công nghệ áp dụng khắp nước Bắc Âu Còn nước khác áp dụng phương pháp lên men sản xuất bia đen loại bia đặc biệt từ malt tiêu mạch Quá trình lên men tiến hành 25oC Mặt lên men không cần làm lạnh, dịch đường houblon hóa làm lạnh nước bình thường Lượng nấm men gieo cấy ban đầu khoảng 0,2- 0,3l dịch lên men đặc 100l Liều lượng tương đương với mật độ 6- 7.106 tế bào/1ml Trước kkhi gieo cấy vào thùng lên men thức, nấm men cấy hoạt hóa thùng chuyên dụng Nhiệt độ hoạt hóa 18- 19oC, thời gian 3- 4h Lên men chìm Footer Page of 161 Header Page of 161 Lên men chìm phương pháp sử dụng nhiều công nghệ sản xuất bia Nó cho phép kiểm soát toàn trình lên men cách thuận lợi, tốn mặt Do hệ thống khuấy trộn tốt nên toàn môi trường nuôi cấy hệ thống Dịch đường houlbon hóa sau tách cặn làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết (6- 10oC), đưa sang khu vực lên men bao gồm thiết bị dạng hở Việc chuyển dịch đường thực bơm li tâm lợi dụng khả tự chảy chúng Sau dịch đường chiếm khoảng 1/3 thể tích thùng lên men ta nạp nấm men giống vào dịch Sau đó, bơm dịch vào thể tích cần thiết, kết hợp đảo khuấy học sục không khí vô trùng Quá trình lên men chìm chia thafnh giai đoạn Mỗi giai đoạn có nững biểu dấu hiệu đặc trưng, với mức độ khấc thay đổi hàm lượng chất hòa tan, nhiệt độ dấu hiệu bề dịch lên men, đặc biệt hình thái bọt Lager Beer Mới đời chừng vài trăm năm, loại bia có nguồn gốc từ Trung Âu dường loại tiêu thụ nhiều giới ngày "Lager" đặt theo tên từ "Lagern" tiếng Đức, có nghĩa "để lưu trữ" Lager lên men từ đáy (bottom-fermented), tức thành phần men cho cấy vào đáy thùng lên men (vessel) Tương tự vang trắng, lager lên men nhiệt độ thấp, vào khoảng 7°C15°C trình lên men tốn nhiều thời gian Sau trình "lagering", tức sản phẩm trình lên men trước đưa vào trình làm tuổi nhiệt độ thấp, từ mang đến hương vị dịu, xốp mượt mà Ale Beer Ale beer có nguồn gốc từ thời cổ đại, đến sản xuất rộng khắp giới phổ biến tiêu thụ nhiều Anh quốc Ale thường đầy đặn hơn, có màu sắc từ vàng (gold) nhạt đến nâu sẫm tùy thuộc vào loại lúa sử dụng trình sản xuất Khác với lager, ale lên men từ (top-fermented), tức men rải bề mặt bia thùng lên men Và nhiệt độ lên men cao so với lager, vào khoảng 13°C-24°C Footer Page of 161 Header Page of 161 Sự khác biệt loại bia lên men theo kiểu top-fermented đa dạng phức tạp so với loại bottom-fermented Ví dụ, loại bia phổ biến California dùng loại men bia lager lên men nhiệt độ dùng cho bia ale Wheat beer thường dùng men bia ale có trình lagering, tức làm tuổi nhiệt độ thấp http://www.foodnk.com/tim-hieu-ve-nam-men-trong-cong-nghe-san-xuat-bia.html http://www.baomoi.com/phan-loai-bia-phuc-tap-va-tinh-te/c/11297197.epi Enzym sử dụng sản xuất bia Ngày nay, nhiều nước giới sử dụng enzym có nguồn gốc từ vi sinh vật để sản xuất bia thay 30- 40% nguyên liệu từ malt để nâng cao, ổn định chất lượng bia Một số enzym sử dụng sản xuất bia: amylase, protease, pullulanase, celllulase Trong hai enzym amylase protease sử dụng phổ biến công nghệ sản xuất bia Enzym amylase Enzym amylase chia làm loại: α- amylase, β- amylase, γ- amylase Enzym α- amylase Đặc điểm Enzym α- amylase protein có phân tử lượng thấp, thường nằm khoảng 50.000 đến 60.000 Dal Chuỗi mạch acid amin enzym α- amylase có cấu trúc bậc ba Tính chất - Enzyme α – amylase pH tối thích: α – amylase từ nấm sợi 4.0 – 4.8 Nguồn gốc khác độ bền tác dụng acid khác khác Nhiệt độ tối thích α – amylase 50°C bị vô hoạt 70°C Trong dung dịch đệm pH = 4.7, α – amylase Asp.orysee nhạy với tác động nhiệt độ cao Enzyme β – amylase Đặc điểm - Là Enzyme ngoại bào (exoenzyme) Phân giải đầu không khử nhánh chất Footer Page of 161 Header Page of 161 - Phân cắt liên kết α – l,4glucoside gặp liên kết α – 1,4 glucoside đứng kế cận liên kết α – l,6glucoside ngừng tác dụng Tính chất - Tâm xúc tác có chứa nhóm – SH, nhóm X-COOH, vòng imidazol Không thuỷ phân tinh bột sống, mà phân cắt tinh bột hồ hoá Có hoạt tính Ca2+, bị kiềm hãm Cu2+, Hg2+, β-amylase hoạt động thích hợp pH=4.2 – 5.6 Nguồn gốc từ vi khuẩn bền nhiệt thực vật nấm mốc Enzyme γ – amylase Đặc điểm - Có nhiều tên gọi khác nhau: amyloglucosidase, glucoamylase, Thuộc nhóm enzyme ngoại bào exoamylase Do vi sinh vật tạo Khối lượng phân tử: 27.000 -112.000 Dal Tính chất - Được tạo nên từ hai isoEnzyme I II Amyloglucosidase I tự hấp thụ thuỷ phân tinh bột trạng thái rắn Amyloglucosidase II hai tính chất Hoạt tính - pH = 3.5 – 5.5 Nhiệt độ 50°C Bền với acid α – amylase bền rượu, acetone không bảo vệ Ca2+ Enzyme protease Đặc điểm - Xúc tác thủy phân liên kết peptit (CO-NH) phân tử protein chất tương tự - Có khả liên kết este vận chuyển acid amin Footer Page of 161 Header Page of 161 Tính chất - Thủy phân liên kết peptit đầu nito mạch polypeptit Thủy phân liên kết dipeptit Thủy phân liên kết peptit đầu cacbon mạch poly peptit Thủy phân liên kết peptit nội mạch Ứng dụng enzym sản xuất bia Các loại enzym cho vào trình sản xuất bia thường nhằm vào mục đích sau: - Nâng cao chất lượng dịch đường hóa Nâng cao khả lên men bia Nâng cao chất lượng ổn định chất lượng bia Giảm giá thành sản phẩm tiến hành thay malt nguyên liệu phhi malt Những ưu điểm enzym sử dụng sản xuất bia: - - Các chế phẩm enzym từ vi sinh vật thường có hoạt tính xúc tác mạnh chứa đầy đủ loại enzym cần thiết cho chuyển hóa tinh bột thành loại đường, đặc biệt tạo loại đường có khả lên men với số lượng lớn Các chế phẩm enzym hoạt động nhiệt độ cao thuận lợi việc vận hành trình đường hóa dịch hóa Footer Page of 161 Header Page 10 of 161 Footer Page 10 of 161 Header Page 11 of 161 Footer Page 11 of 161 Header Page 12 of 161 KIẾN NGHỊ Vấn đề sản xuất quản lý chất lượng bia quy trình sản xuất tồn nhiều vấn đề cần giải nguyên liệu, cải tiến công nghệ sản xuất, cải tiến máy móc thiết bị, để hạn chế khuyết tật sản phẩm Các vấn đề đòi hỏi kiểm tra chặt chẽ từ nguyên liệu đầu vào tới quy trình sản xuất công đoạn thành phẩm Sau thực biện pháp mà đề tài đưa ra, nhà sản xuất bia nên sử dụng phượng tiện thống kê để kiểm tra chặt chẽ ổn định chất lượng sản phẩm Footer Page 12 of 161  ... enzym thấp nấm men Khả tạo bào tử nấm men chìm lâu hạn chế nấm men Nấm men chìm chia hai loại tùy thuộc vào khả kết lắng nấm men bụi nấm men kết Nấm men bụi nấm men phân ly mịn dịch lên men lắng... điểm phân loại nấm men Nấm men công nghệ sản xuất bia thường chủng giống Sacchromyces, gồm có nấm men chìm nấm men Có hai dạng nấm men có dạng hình oval hình tròn – Nấm men lên men Sacchromyces... đổi chất lên men khả hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất nấm men chìm chủ yếu xảy trình lên men, nấm men xảy mạnh trình hô hấp, sinh khối nấm men thu nhiều nấm men chìm Nấm men chìm có nồng