Tiểu luận: Phúc trình vi sinh học công nghiệp

Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHÚC TRÌNH VI SINH CƠNG NGHIỆP MÃ HỌC PHẦN: CS105 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Trần Vũ Phương Nguyễn Thị Kiều Nga MSSV: B1303685 Lớp: DA1366A1 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học Bài 1: LÊN MEN RƯỢU NHO I Giới thiệu Rượu nho (rượu vang hay rượu chát) sản phẩm lên men rượu từ nước dịch trái nho tiếng giới xuất từ lâu, rượu có giá trị dinh dưỡng cao có lợi cho sức khỏe người Rượu nho có nguồn gốc từ vùng cận đơng, sau lan sang nước Ai Cập, Bắc Phi, Hy Lạp, Ý, Pháp,… lan khắp giới Rượu nho ban đầu lên men tự nhiên nhờ chủng nấm men có sẵn trái nho, sau sản xuất quy mô công nghiệp người ta tiến hành chủng nấm men giống có hoạt tính lên men rượu cao (Saccharomyces cerevisiae) để trình lên men tốt rượu tạo thành đạt chất lượng cao II Phương tiện Nguyên vật liệu - Nho chín - Đường cát - Nấm men khơ Saccharomyces cerevisae Thiết bị - Bình tam giác 500ml - Waterlock - Tủ ủ - Hệ thống chưng cất cồn - Cồn kế - pH kế - Brix kế - Cân điện tử Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học III Phương pháp Quy trình sản xuất rượu nho đỏ Nho đỏ Bỏ cuống, rửa sơ, bỏ vào bọc nilon dày, bóp (tạo dịch quả, để trình lên men dễ dàng hơn) Đo lượng chất khơ hịa tan Brix kế, bổ sung thêm đường cát để đạt nồng độ Brix tương ứng vói nhóm Nhóm 1: 200 Brix, nhóm 2: 250 Brix, nhóm 3: 300 Brix (cung cấp đường làm chất cho trình lên men) Đo pH pH kế Cho 350g dịch nho bổ sung đường vào bình tam giác 500ml, nhóm bình đó: thêm vào 0% 0,1% nấm men khô (để thấy vai trò nấm men lên men rượu) Gắn Waterlock vào bình tam giác, để lên men 300C (giúp so sánh hiệu suất lên men có nấm men khơng có nấm men cách đếm số bọt khí sinh phút; tạo điều kiện kỵ khí giúp nấm men thực q trình lên men rượu) Ngày 1-6: Đếm số bọt khí khỏi Waterclock Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học thời gian phút thời điểm lên men (so sánh hiệu suất lên men có nấm men khơng có nấm men) Ngày 7: Mỗi bình dịch nho lên men 500ml lấy 100ml cho vào bình tam giác 250ml Phần dịch nho cịn lại bình cho vào bình tam giác 250ml khác bình chứa 100ml dịch nho lên men đem chưng cất để đo độ rượu (bằng cồn kế) bình cịn lại lọc thu dịch để đo pH, Brix đánh giá cảm quan (xác định độ rượu, pH, độ Brix để đánh giá chất lượng rượu có nấm men khơng có nấm men) Phương pháp phân tích Cơng thức tính lượng đường bổ sung: a ax  100 100  x Trong đó: a: Độ Brix dịch x: Lượng đường cần bổ sung cho 100g dich b: Độ Brix cần đạt Tổng lượng đường cần bổ sung là: md.x.10 (kg) (md: Khối lượng dịch ban đầu) IV Kết - Thảo luận Sự thay đổi pH qua giai đoạn Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học Nhóm Độ Brix ban đầu Nấm men (%) 24 23,5 0,1 27,5 26,5 0,1 34,5 34 0,1 pH ban đầu pH rượu thành phẩm 3,94 3,62 3,85 4,05 3,66 4,03 3,96 3,8 3,91 Nhận xét: pH sau lên men cao pH ban đầu tất nhóm, dung dịch trước sau lên men có tính axit Thảo luận: + pH sau lên men cao ban đầu axit dich lên men thành CO2 + Độ pH môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến khả sinh trưởng nấm men, pH thích hợp từ – 4,5.Vi khuẩn bắt đầu phát triển pH = 4,2 Vì lên men rượu để ngăn tượng nhiễm khuẩn, thường thực giới hạn pH từ 3,8 – Nhóm Độ Brix ban đầu Nấm men (%) Độ Brix rượu thành phẩm 24 12 23,5 0,1 27,5 22 26,5 0,1 34,5 29,5 34 0,1 15 Sự thay đổi độ Brix qua giai đoạn Nhận xét: + Độ Brix sau lên men thấp độ Brix ban đầu + Nấm men có khả lên men đường thành rượu khoảng phù hợp từ 22 – 240 Brix Thảo luận: Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học + Độ Brix sau lên men giảm nấm men sử dụng đường dịch ban đầu để lên men tạo thành rượu + Độ Brix ban đầu cao độ rượu cao Tuy nhiên, độ Brix cao khả lên men dịch giảm số tế bào nấm men bị chết tượng co nguyên sinh (không chịu áp suất thẩm thấu đường mạnh) + Độ Brix sau lên men nồng độ chất tan dung dịch sau lên men, sau lên men dung dịch có nhiều chất đường, nấm men, NH 3,… + Sau lên men độ Brix giảm lượng rượu sinh nhiều Sự lên men nấm men Nhóm Số bọt khí sinh phút Độ Brix ban đầu Nấmmen (%) 24 Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày 3 22 14 12 23,5 0,1 27 14 0 27,5 4 7 26,5 0,1 42 27 11 2 34,5 34 0,1 45 23 1 Nhận xét: + Bình có chủng nấm men vào số bọt khí sinh nhiều so với bình không chủng nấm men vào ngày đầu giảm dần theo thời gian lên men + Từ ngày thứ trở đi, số bọt khí sinh bình không chủng nấm men cao Thảo luận: + Ban đầu số bọt khí sinh bình có chủng nấm men nhiều số lượng nấm men nhiều, nên trình lên men mạnh, tạo nhiều rượu CO Về sau số bọt Viện NC & PT Cơng Nghệ Sinh Học khí sinh lại lượng đường cung cấp ban đầu nấm men lên men tạo rượu gần hết nên q trình lên men yếu dần, khí CO2 sinh dần + Ở bình khơng chủng nấm men, ban dầu lượng nấm men có sẵn nho ít, thêm vào việc gắn Waterlock sau bổ sung đường vào dịch nên nấm men chưa kịp tăng sinh khối, tốc độ lên men rượu chậm, lượng CO2 sinh Về sau nấm men bắt đầu tăng sinh, tốc độ lên men cao nên khí CO2 sinh nhiều Nồng độ rượu sau lên men Nhóm Nấm men (%) Độ rượu sau lên men (200C) 24 6,495 23,5 0,1 12,17 27,5 2,24 26,5 0,1 13,25 34,5 0,15 34 0,1 14,36 Độ Brix ban đầu Nhận xét: + Độ rượu sau lên men không cao, khoảng -70 (không chủng nấm men) khoảng 12-170 (có chủng nấm men), sản phẩm lên men ngày + Độ rượu bình khơng chủng nấm men nhóm thấp Nguyên nhân độ Brix ban đầu cao làm cho tế bào nấm men bị chết tượng co nguyên sinh (nấm men tự nhiên nho ít) Thảo luận: độ rượu sau lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: lượng đường nho, lượng đường bổ sung ban đầu, nhiệt độ, pH, lượng nấm men dịch ban đầu khả sống sót chúng độ rượu khác Nấm men có khả sống sót độ rượu cao lên men tạo rượu độ cao Thường rượu đạt 140 nấm men phát triển chết Kết đánh giá cảm quan Nhóm Độ Brix ban đầu Nấm men (%) Độ màu sắc Mùi Vị Ý thích Trung bình chất lượng 24 4 4,5 23,5 27,5 0,1 5 4 5 4,75 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học 26,5 0,1 5 5 34,5 4 34 0,1 4 3,75 Nhận xét: + Đa số sản phẩm có màu đỏ thẫm nho đỏ, vài sản phẩm có màu nhạt hơn, sản phẩm tạp chất + Rượu bình có bổ sung nấm men có mùi rượu đặc trưng, vị chát so với rượu bình khơng bổ sung nấm men Thảo luận: bình bổ sung nấm men lên men với hiệu suất cao bình khơng bổ sung nấm men, tạo mùi rượu đặc trưng, vị (do đường sủ dụng hết trình lên men) V Kết luận Khi sản xuất rượu nho cần chọn đủ chín, có màu đỏ đậm để có hàm lượng đường cao, axit, dập (để có nhiều nấm men tự nhiên) Trong trình sản xuất cần bổ sung thêm nấm men (hầu hết thuộc giống Saccharomyces sp) để trình lên men nhanh chóng, thêm vào lượng đường thích hợp để trình lên men kéo dài, nhiên khơng nên cho q nhiều làm chết tế bào nấm men Rượu muốn ngon cần phải có thời gian lão hóa để làm tăng mùi vị chất lượng rượu Bài 2: SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN I Giới thiệu Nấm men thường có dạng hình cầu, hình trịn, hình ống dài, kích thước nhỏ khoảng 9-10µ x 2-7µ, thuộc nhóm thể đơn bào, sinh sản nhanh theo hình Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học thức nảy chồi hay phân cắt, khơng có khả di động Chúng phân bố rộng rãi tự nhiên, môi trường chứa đường, pH thấp hoa quả, rau dưa, mật mía, mật ong, đất trồng ăn quả, Nấm men ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm sản xuất rượu bia, bánh mì,…Ngồi đặc tính sinh sản nhanh, tế bào chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein cao nên nấm men dùng sản xuất đạm đơn bào, enzyme, Tuy nhiên có nhiều loại nấm men có hại, gây hại cho người gia súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm II Phương tiện Nguyên vật liệu - Nấm men Saccharomyces cerevisae - Đường glucose Thiết bị - Bình tam giác 250ml - Tủ ủ - Máy lọc chân không - Máy lắc - Micropipet - Giấy lọc - Bình hút ẩm Hóa chất - (NH4)2SO4 - KH2PO4 III Phương pháp Pha dung dịch đường 10% vào bình tam giác Thêm 0,1% (NH4)2SO4 0,1% KH2PO4 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học (tạo dung dịch dinh dưỡng đường để nấm men phát triển) Khử trùng 1210C 20 phút (tạo môi trường nuôi cấy khuẩn, để sau nuôi cấy thu tế bào nấm men) Thêm vào bình 100ml dịch nấm men giống (cung cấp giống để nuôi thu sinh khối) Đặt vào máy lắc 24h, Chuyển vào tủ ủ 300C (tạo mơi trường thống khí, nấm men phát triển tốt tăng sinh nhanh chóng) Sau 24h, lọc thu sinh khối, sấy (thu lấy tế bào nấm men) Cân, tính kết (xác định khả tăng sinh nấm men) IV Kết - Thảo luận Kết Sinh khối nấm men sau lên men (g) Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học Nhóm Sinh khối nấm men sau lên men (g) 0,2 0,197 0,206 0,198 0,366 0,231 Thảo luận - Do dung dịch nấm men giống, dung dịch dinh dưỡng điều kiện lên men bình tam giác nên sinh khối nấm men sau nuôi cấy gần khoảng từ 0,19 -0,23g - Tuy nhiên nhóm khối lượng nấm men thu cao gần gấp rưỡi so với nhóm cịn lại : + Sai sót q trình cân giấy lọc, cân mẫu tính tốn + Thời gian ni nấm men dài so với hai nhóm cịn lại (do thu sinh khối muộn) nên nấm men tăng sinh nhiều - Từ 100 ml dịch nấm men giống ban đầu, nuôi hiếu khí mơi trường dinh dưỡng đường 10% có bổ sung 0,1% (NH 4)2SO4 0,1% KH2PO4 vòng 24 300C, thu trung bình 0,2g sinh khối nấm men Điều chứng tỏ điều kiện có oxi, hoạt động sinh sản nấm men mạnh mẽ hơn, lượng sinh khối tăng lên nhanh trở thành sản phẩm chủ yếu môi trường lên men Ngược lại, điều kiện kỵ khí, nấm men tiến hành lên men rượu Khi rượu sản phẩm chủ yếu - Nấm men nhạy cảm với nhiệt độ cao, đặc biệt môi trường lỏng, 360C chúng bắt đầu bị ức chế Do ni cấy nấm men, để thu sinh khối lớn cần điều khiển nhiệt độ môi trường ổn định không cao, khoảng 300C V Kết luận Nấm men ngày ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm, sản xuất rượu bia, nước giải khát làm thức ăn chăn ni Vì nhu cầu có lượng nấm men làm giống cần thiết, việc sản xuất sinh khối nấm men quan trọng Khi muốn sản 10 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học xuất sinh khối nấm men cần có lượng nấm men giống có hoạt tính cao, phù hợp với mục đích sử sụng, ni hiếu khí mơi trường dinh dưỡng đường nhiệt độ pH thích hợp để nấm men tăng sinh mạnh Bài 3: SẢN XUẤT BÀO TỬ MỐC TƯƠNG ( Aspergillus oryzae) I Giới thiệu Nấm mốc Aspergillus oryzae, khuẩn lạc có màu lục, vàng lục, lục nâu sau chuyển thành nâu lục, nâu, có đường kính 5-6 cm Khối bào tử trần đỉnh bọng tia tỏa trịn, kích thước 150-300 x 400-500µm đường kính Bọng đỉnh giá hình gần cầu, mang thể bình chứa bào tử Aspergillus oryzae có khả sinh enzyme amylase, protease, có khả phân giải tinh bột, protein thành đường, acid amin Trong công nghiệp Aspergillus sử dụng chủ yếu sản xuất tương 11 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học II Phương tiện Nguyên vật liệu - Nấm mốc Aspergillus oryzae - Tấm Thiết bị - Tủ ủ - Cân phân tích - Nồi khử trùng nhiệt ướt - Túi nilon dày, nút gòn III Phương pháp Ngâm 20g 10ml nước Nấm mốc (phân lập mua) Cấy ngày, thu bào tử Làm chín Khử trùng 1210C 20 phút chủng vào 0,1g Để nguội (tạo môi trường cho nấm mốc phát triển) Trộn đều, ủ ngày, thu hoạch ( có thời gian để nấm mốc phát triển) Sấy 450C 48h (thu bào tử nấm mốc) Xay, bảo quản (trữ làm giống) IV Kết - Thảo luận Kết 12 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học - Khuẩn ty phát triển nhanh điều kiện nhiệt độ thích hợp, sau ngày phủ trắng bề mặt hạt tấm.Sau khoảng ngày nấm mốc phát triển mạnh có màu xanh đặc trưng, phủ kín hạt - Nấm mốc phát triển tốt gần miệng túi nilon, nơi có nhiều oxi Cịn vị trí sát túi, góc đáy túi, khơng có oxi nên nấm mốc phát triển khơng tốt, có màu trắng Thảo luận - Có túi nấm mốc phát triển tốt, phủ xanh hạt Có túi nấm mốc phát triển không đều, chỗ gần miệng túi xanh, chỗ sát túi màu trắng Điều trộn nấm mốc giống vào không đều, không làm tơi hạt nên khơng có độ thống khí, làm cho nấm mốc phát triển - Có túi nấm mốc khơng phát triển, hạt có màu trắng có mùi rượu Lý q trình chủng nấm mốc giống vào nấm men nhiễm vào, điều kiện kỵ khí nấm men lấy làm chất để lên men rượu, ức chế hoạt động nấm mốc V Kết luận Để sản xuất bào tử nấm mốc (Aspergillus oryzae) làm giống sản xuất tương cần có lượng nấm mốc giống không tạp, chủng vào chất gạo, làm chín khử trùng, ủ điều kiện nhiệt độ thích hợp thống khí, nấm mốc phát triển tốt, cho nhiều bào tử Sau thời gian, thu lấy bào tử đem sấy xay khô để trữ làm giống 13 Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học 14 ... nấm men) Cân, tính kết (xác định khả tăng sinh nấm men) IV Kết - Thảo luận Kết Sinh khối nấm men sau lên men (g) Vi? ??n NC & PT Công Nghệ Sinh Học Nhóm Sinh khối nấm men sau lên men (g) 0,2 0,197... Vì nhu cầu có lượng nấm men làm giống cần thiết, vi? ??c sản xuất sinh khối nấm men quan trọng Khi muốn sản 10 Vi? ??n NC & PT Công Nghệ Sinh Học xuất sinh khối nấm men cần có lượng nấm men giống có... có khả sinh enzyme amylase, protease, có khả phân giải tinh bột, protein thành đường, acid amin Trong công nghiệp Aspergillus sử dụng chủ yếu sản xuất tương 11 Vi? ??n NC & PT Công Nghệ Sinh Học II