Công nghệ sản xuất nấm men bánh mì

LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: Nấm men nhóm vi sinh vật gần gũi với người từ xưa đến thông qua sản phẩm tiếng như: Bia, rượu vang, bánh mì Trước người thường sử dụng NH4HCO3 để làm nở bột mì, nhược điểm NH4HCO3 sinh khí NH3 làm cho bánh có mùi vị khơng mong muốn Ngày nhu cầu người ngày cao, để đáp ứng nhu cầu “ăn ngon mặc đẹp người” Vì việc sản xuất nấm men để làm nở bột mì ngày trọng, saccharomyces cerevisiae đáp ứng nhu cầu làm cho bánh vừa xốp lại vừa có mùi thơm đặc trưng nấm men giúp cho ngành sản xuất bánh mì với số sản phẩm khác đáp ứng nhu cầu ngày cao người Với ứng dụng phong phú đa dạng nấm men mà em định tìm hiểu quy trình cơng nghệ sản xuất nấm men Mục đích đề tài: Nếu châu Á chủ yếu sử dụng gạo, châu Âu người lại dùng lúa mì làm nguồn lương thực Từ lúa mì, người dân Châu Âu sản xuất bánh mì số sản phẩm khác Do nhu cầu hội nhập giới nên nước ngày xích lại gần bánh mì xem loại thức ăn nhanh tiện lợi phổ biến nước ta Vì quy trình sản xuất nấm men bánh mì ngày quan tâm không ngừng cải tiến xem loại phụ gia khơng thể thiếu để sản xuất bánh mì Nội dung đề tài: - Tìm hiểu Saccharomyces cerevisiae - Tìm hiểu nguyên liệu dùng sản xuất men bánh mì - Tìm hiểu yêu cầu nấm men bánh mì - Tìm hiểu quy trình sản xuất men bánh mì CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu công nghệ lên men: 1.1.1 Lịch sử đời phát triển công nghệ lên men:  Giai đoạn: Giai đoạn trước Pasteur(đến 1865) Con người biết ứngdụng tiềm vi sinh vật sản xuất sản phẩm chưa nhận thức tồn chúng tự nhiên:  Sản xuất đồ uống rượu vang, bia,…  Sản xuất tương, nước mắm,…  Sản xuất thực phẩm lên men muối chua rau quả, ủ chua thức ăn cho gia súc,…  Tuy số trình thực quy mô rộng rãi, thành cơng cịn phụ thuộc vào ngẫu nhiên hay kinh nghiệm người thợ giỏi truyền lại cho hệ sau  Vai trò vi sinh vật chuyển hóa chất hữu chưa người biết đến  Giai đoạn 2: Giai đoạn phát triển cơng nghiệp lên men tính đến năm 1940, bao gồm cơng trình Pasteur (1865) lên men học thuyết mầm bệnh Pasteur đề phương pháp trùng Pasteur để tiệt trùng rượu nho, bia mà không làm hỏng phẩm chất sản phẩm Phương pháp có ứng dụng lớn Bởi Pasteur coi người sáng lập công nghệ vi sinh, phát triển hóa sinh học với kiến thức trao đổi chất trung gian, làm chủ ngày nhiều enzyme  Việc nghiên cứu sử dụng chủng nấm men khiết Saccharomyces carlsbergensis sản xuất bia (Emil Christian Hansen, 1883) xem bước mở đầu cho cơng nghiệp lên men dựa sở khoa học  Năm 1898, Eduard Buchner nghiên cứu tác dụng men nhiều nấm men, vạch mối liên hệ nấm men hóa học men ứng dụng hoạt động nấm men vào sản xuất tiếp giống ngồi Ơng nghiền nấm men lấy dung dịch có men zymase cho lên men rượu Như giai đoạn thứ hai giai đoạn sử dụng hoạt tính vi sinh vật – giai đoạn đánh dấu việc đặt sở khoa học cho trình sản xuất đồ uống chứa cồn Hình 1.1: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu giai đoạn Louis Pasteur (1822 – 1895) Emil Christian Hansen (1842 – 1909) Eduard Buchner (1860 – 1917)  Giai đoạn 3: Giai đoạn công nghiệp kháng sinh, hóa chất sinh tổng hợp điều khiển tính từ năm 1941 – 1970, bao gồm xuất chất kháng sinh, tiến di truyền học việc chọn lọc thể đột biến vi khuẩn, nghiên cứu điều kiện lên men tối ưu, kỹ thuật học lên men, việc tách tinh chế sản phẩm,… Giai đoạn đặc trưng phát triển công nghiệp vi sinh vật độc lập Người ta điều khiển trình sinh tổng hợp vi sinh vật tạo hàng loạt chủng đột biến vi sinh vật Nhờ thành tựu mà người ta sản xuất quy mô lớn mì (bột ngọt), lysine nhiều loại amino acid khác  Giai đoạn 4: (giai đoạn nay) đánh dấu phát enzyme cắt giới hạn restrictase plasmid với gắn gene lạ mang thông tin tổng hợp protein đặc biệt vào thể trở thành phương pháp thơng dụng kiểm sốt ngày tốt biểu gene Hình 1.2: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu giai đoạn Alexander Fleming (1881 – 1995) Francis Crick (1916 – 2004) James Dewey Watson – 1928 Joshua Lederberg – 1925 1.1.1.1 Định nghĩa lên men: Quá trình lên men hoạt động sống tế bào vi sinh vật mơi trường Q trình xảy điều kiện tự nhiên trình sản xuất cơng nghiệp Hình 1.3: Khái niệm q trình lên men (Nguồn: Nấm men công nghiệp – Lương Đức Phẩm)  Chú dẫn: 1- lên men rượu (Saccharomyces) - lên men lactic vi khuẩn lactic - lên men propionic vi khuẩn Propionic 4a - lên men formic vi khuẩn đường ruột (E.coli…) 4b - lên men butadiol , dạng lên men đặc biệt lên men formic - lên men butyric Clostridium Quá trình lên men điều kiện tự nhiên, thực vi sinh vật tự nhiên vật chất lên men có tự nhiên Q trình lên men sản xuất cơng nghiệp q trình chuyển hóa chất hữu nhờ vi sinh vật, tế bào hay enzyme chúng, kiểm soát từ giống vi sinh vật, chất phản ứng sinh học, trình phản ứng sinh học trình thu nhận, tinh chế sản phẩm Bản chất q trình sản xuất theo quy mơ cơng nghiệp sản phẩm q trình có định hướng rõ ràng, quy trình sản xuất kiểm sốt từ khâu sản xuất giống đến trình lên men cuối trình thu nhận sản phẩm Các trình lên men công nghiệp thực chất thực kiểm sốt cơng việc sau:  Tạo giống nâng cao chất lượng giống  Tính toán, thiết kế chế tạo thiết bị lên men phù hợp với công nghiệp sản phẩm  Thực kỹ thuật lên men  Tách, thu nhận tinh chế sản phẩm 1.1.1.2 Giới thiệu sản phẩm từ sinh khối vi sinh vật:  Sinh khối vi sinh vật khối lượng tế bào vi sinh vật sống  Sinh khối nấm men làm nở bột mì sinh khối men Saccharomyces cerevisiae cịn sống, cịn hoạt tính lên men rượu, trộn với bột mì lên men rượu, giải phóng CO2 làm phồng gluten (protein bột mì), bột nhào nở làm cho bánh mì xốp 1.1.1.3 Chuẩn bị mơi trường nuôi cấy vi sinh vật công nghiệp:  Nguyên liệu môi trường nuôi cấy:  Tiêu chuẩn môi trường nuôi cấy vi sinh vật quy mô công nghiệp: - Năng suất tối đa sản phẩm (SP)/ sinh khối (SK), (đơn vị g, kg) - Nồng độ SP/SK tối đa (g/l) - Tốc độ tạo SP/SK tối đa (g/h) - Sản phẩm phụ tối thiểu - Chất lượng mẻ đồng (phụ thuộc vào nguyên liệu lên men) - Dễ dàng chuẩn bị, tiệt trùng môi trường - Đơn giản hóa q trình khác (sục khí, trích ly, tinh chế, xử lý chất thải) - Giảm thiểu giá thành  Mơi trường tự nhiên: (có thành phần không xác định, chế tạo từ thực vật hay động vật)  Nguồn cacbon: - Rỉ đường mía,củ cải - Hạt ngũ cốc - Cám gạo, mì  Nguồn nitơ: - Dịch ép lõi ngô - Bánh dầu nành, phộng - Phế thải lị mổ - Phế thải cơng nghệ lên men  Ưu điểm nhược điểm: - Ưu điểm: rẻ - Nhược điểm: + Thành phần thay đổi + Nhiều sản phẩm phụ + Chất lượng không ổn định  Mơi trường tinh chế: (có thể xác định thành phần nguồn chất)  Nguồn cacbon: - Tinh bột mì, khoai tây - Đường saccharose - Đường glucose  Nguồn nitơ: - NH4+ (từ vô cơ) - NO3- (từ vô cơ) - Urea (từ chất hữu cơ)  Ưu điểm nhược điểm: - Ưu điểm: + Chất lượng ổn định + Ít chi phí thu hồi sản phẩm + Ít chi phí xử lý chất thải - Nhược điểm: đắt tiền  Hướng khắc phục: Cần phải kết hợp môi trường tự nhiên mơi trường tinh chế để tối ưu hóa mơi trường: - Tìm nguồn ngun liệu rẻ - Dễ nuôi cấy - Đảm bảo vi sinh vật phát triển tốt môi trường nuôi cấy 1.1.1.4 Chuẩn bị giống cho lên men công nghiệp:  Nhu cầu phát triển giai đoạn nhân giống:  Tiêu chuẩn giống vi sinh vật công nghiệp: - Vi sinh vật trạng thái hoạt động giảm thiểu thời gian pha lag (pha thích nghi) - Thể tích giống cấy tối ưu - Hình thái vi sinh vật thích hợp - Khơng nhiễm - Bảo đảm suất sản phẩm  Môi trường nuôi cấy giống:  Phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng vi sinh vật để vi sinh vật tăng trưởng tổng hợp sản phẩm Do mơi trường nhân giống khơng giống với mơi trường lên men sản xuất  Giảm thiểu pha lag giai đoạn lên men, mơi trường nhân giống phải tương tự môi trường lên men  Các thông số quan trọng cần giữ không đổi môi trường nhân giống môi trường lên men (pH, áp suất thẩm thấu, thành phần ion)  Tỷ lệ giống:  Thể tích giống = – 10 % thể tích mơi trường - Nếu thể tích giống thấp gây kéo dài pha lag - Nếu thể tích giống cao 10 % rút ngắn pha lag, nhằm đạt sinh khối tối đa thời gian ngắn (tăng suất), tăng giá thành 1.1.1.5 Các phương pháp nuôi cấy công nghệ lên men: Có nhiều cách để phân loại phương pháp lên men Dựa vào cách nạp liệu thu hồi bán thành phẩm sau lên men, người ta chia lên men gián đoạn, liên tục bán liên tục  Lên men gián đoạn thực theo mẻ nên thường có suất thấp chu kỳ sản xuất bị kéo dài  Lên men liên tục ngược lại, nguyên liệu liên tục vào sản phẩm sau trình lên men liên tục  Lên men bán liên tục hình thức kết hợp hai phương pháp Dựa vào thành phần đồng hay không đồng canh trường người ta chia lên men bề mặt (nổi), lên men bề sâu (chìm) bán rắn  Trong lên men bề mặt, vi sinh vật phát triển bề mặt môi trường cấy lấy khơng khí từ mặt thống môi trường Phương pháp thường sử dụng để sản xuất acid citric số enzyme Nhược điểm lớn phương pháp tốn bề mặt Tuy nhiên đầu tư nên chừng mực sử dụng  Lên men bán rắn phương pháp trung gian lên men bề mặt lên men bề sâu Hàm lượng nước môi trường chiếm khoảng 70 % chất khô Một số enzyme sản xuất theo phương pháp Người ta cải tiến phương pháp thiết bị thùng quay nhằm cung cấp đủ oxi cho trình lên men thực khâu sấy khô sau lên men Điều khó khăn truyền nhiệt chất độn nên khó thực khâu trùng  Lên men chìm phương pháp sử dụng nhiều Nó cho phép kiểm sốt tồn q trình lên men cách thuận lợi, tốn mặt Do hệ thống khuấy trộn tốt nên tồn mơi trường ni cấy hệ thống 1.1.1.6 Thu hồi sản phẩm công nghệ lên men: Để thu hồi sản phẩm phải trải qua nhiều bước Số lượng bước phụ thuộc vào nguyên liệu ban đầu, nồng độ ban đầu, ổn định mặt sinh học sản phẩm mức độ yêu cầu độ tinh khiết sản phẩm Bước đầu việc thu hồi sản phẩm tách tế bào sản phẩm không hòa tan khỏi dịch lên men cách lọc lắng Để trích ly sản phẩm bên tế bào phải phá vỡ tế bào phương pháp vật lý (siêu âm, ép, lạnh đông để tan…) phương pháp hóa học (sử lý acid, trích ly axeton,…) phương pháp sinh học (dùng enzyme) Nếu sử dụng acid sản phẩm phải bền vững môi trường acid Các sản phẩm lên men có mơi trường phải làm đậm đặc.Các phương pháp thường dùng để tách sản phẩm như: lọc, ly tâm, lắng, trích ly, sắc ký , cô đặc, kết tủa, kết tinh, sấy khối, nghiền,… 1.2 Giới thiệu nấm men bánh mì: 1.2.1 Tình hình sản xuất nấm men bánh mì giới:  Các cơng ty sản xuất men bánh mì Trung Quốc: - Công ty thực phẩm Just Long cơng ty TNHH sản xuất nấm men bánh mì thành lập vào năm 1995 đến mở rộng kinh doanh cho 10 quốc gia khắp giới Trong có nước như: Nigeria, Yeman, Algeria ,Đức Ai Cập, … - YEAST.WE BAKERS nhà sản xuất xuất men khô, men tươi,… hàng đầu chứng nhận tiêu chuẩn Đức – TUV ISO 9001 - AKAMAYA thành lập vào năm 1994 Là công ty chuyên sản xuất nấm men bia, nấm men bánh mì tươi, men khơ chất tăng bánh mì Tại nhà máy, tất trình lên men, tách lọc tự động hóa Được chứng nhận tiêu chuẩn TUV TSE DIN/TS- EN- quản lý chất lượng ISO 9001 Sản phẩm nhà máy xuất sang 108 quốc gia châu lục chứng nhận thương hiệu ưa thích thợ làm bánh giới  Công ty sản xuất men bánh mì Hàn Quốc: - Cơng ty Jenico Foods Co.Ltd nhà máy sản xuất men bánh mì Hàn Quốc từ năm 1953 Nhà máy liên doanh với tổng công ty thực phẩm Hoa Kỳ vào năm 1974 – 1987 Với trình độ kỹ thuật tự động hóa, nhà máy ln tạo nguồn sản phẩm phong phú đa dạng 1.2.2 Tình hình sản xuất nấm men bánh mì Việt Nam: Do nấm men bánh mì có vai trị quan trọng định đến chất lượng bánh mì thành phẩm, nên Việt Nam nhu cầu men bánh mì ngày tăng mức cao: Khoảng – / ngày Trong đó, có khoảng 15 sở sản xuất men bánh mì chủ yếu sở tư nhân với trang thiết bị cịn thơ sơ, quy trình cơng nghệ lạc hậu Do vậy, việc sản xuất men bánh mì cịn nhiều nhược điểm, phải kể đến: hiệu suất men thấp, chất lượng không ổn định, bảo quản phức tạp tốn 1.2.3 Giới thiệu chung sinh khối nấm men sản xuất men bánh mì: 1.2.3.1 Vài nét lịch sử Saccharomyces cerevisiae: Loài người sử dụng nấm men để làm nở bánh mì từ trước biết hình thái, cấu tạo đặc tính sinh lý, sinh hóa chúng Lúc đầu, người châu Âu để bột mì lên men tự nhiên làm bánh Người ta thấy để bột lên men tự nhiên khối lượng bột nhiều nướng bánh có mùi thơm vị chua hấp dẫn, người ta lại 10 - 1400 kg/giờ, sau cắt miếng có trọng lượng miếng 1kg - 900 kg/giờ, sau cắt miếng có trọng lượng miếng 500g - 500 kg/giờ, sau cắt miếng có trọng lượng miếng 100g Sau cắt miếng, nấm men băng tải chuyển sang phận đóng gói di động Máy đóng gói có khả đóng 75 – 80 gói (loại 100g)/phút 40 gói (loại 1000g)/phút Thời gian đóng gói khơng q để tránh nấm men bị phẩm chất 2.5.6 Bảo quản men ép: Sau đóng gói, nấm men chuyển đến phịng lạnh – 0C, độ ẩm khơng khí phải trì 82 – 96 % (W), thời gian bảo quản 12 ngày 2.5.7 Thu nhận nấm men dạng khơ: Vì lý men ép có độ ẩm khoảng 70 – 75 % nên ở, nhiệt độ bình thường tương đối dễ hoạt tính Vì vậy, không nên vận chuyển khoảng cách xa, giữ nhiệt độ thường thời gian dài Để khắc phục nhược điểm này, từ nấm men dạng paste người ta đem sấy để thu nấm men dạng khơ Nấm men dạng khơ thường có độ ẩm < 10 % (W) Nếu độ ẩm nấm men khô > 10 % khó bảo quản Q trình sấy trải qua ba giai đoạn:  Tách nước tự nấm men paste khoảng 50 – 52 % (W) Trong giai đoạn nước nhanh Nhiệt độ sấy < 40 0C (khoảng 380C) Nước tế bào nấm men dạng liên kết hấp phụ thẩm thấu, dạng hấp phụ thể keo tế bào chất khó bị bay Nếu nước dạng thường tế bào chết (hoặc bị phá vỏ màng), không nên sấy men tới độ ẩm nhỏ %  Tách nước tự phần nước liên kết Giai đoạn thường dài Cuối giai đoạn hàm lượng ẩm 16 – 20 %  Tách nước liên kết tế bào đến độ ẩm cuối 10 % (W) Thời gian dài Để giảm bớt thời gian sấy sinh khối, nấm men thường tạo hình sợi hay hạt 47 Hiện nay, người ta dùng máy sấy thăng hoa để sản xuất nấm men khô Tại số sở sản xuất, người ta trộn nấm men với dung dịch muối (NaCl) để làm tăng nhanh trình thoát ẩm tăng khả chịu nhiệt nấm men Hình 2.9: Sơ đồ hế thống sấy thăng hoa tuần hoàn (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối nấm men: 2.6.1 Nhiệt độ: Một nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính nấm men nhiệt độ Đối với trình sinh trưởng nấm men, nhiệt độ thích hợp vào khoảng 28 – 300C Trên 430C 280C sinh sản nấm men bị chậm hay ngừng lại, lên men nhiệt độ cao làm cho vi khuẩn tạp nhiễm phát triển nhanh, cạnh tranh nguồn dinh dưỡng với nấm men làm ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm sinh khối thu Giữa nhiệt độ độ hiếu khí có quan hệ chặt chẽ với Nấm men thường sinh trưởng mạnh mẽ khoảng thời gian đầu trình lên men (sau pha tiềm phát) Trong thời gian dịch lên men có lượng oxi hịa tan nhiệt độ 25 – 300C thích hợp cho nấm men sinh trưởng, nhiệt độ thấp hiệu ứng thấp (sinh trưởng yếu) Hoạt tính hơ hấp nấm men bị giảm nhiệt độ xuống thấp Cường độ hơ hấp nấm men 50C 1/5 so với nhiệt độ 300C 2.6.2 Oxi hịa tan – độ hiếu khí nồng độ khuấy trộn: 48 Độ hiếu khí thể lượng oxi (O 2) hịa tan mơi trường, đơn vị tính mg O2 / lít mơi trường Cần ý điều nhiệt độ cao lượng oxi hòa tan dịch thấp Oxi hịa tan vào mơi trường lỏng dạng bọt khí nhỏ làm kích thích sinh sản nấm men tạo điều kiện cho tế bào nấm men hô hấp Trong trường hợp mơi trường có khuấy trộn thổi khí làm cho bọt khí phân tán nhỏ Do đó, tế bào nấm men tiếp xúc với chất dinh dưỡng oxi tốt Bình thường oxi hịa tan tối đa nước đến (mg / lít) Nếu nồng độ giảm xuống cịn (mg / lít) nấm men ngừng sinh sản Thời gian đầu nấm men sinh trưởng mạnh nhờ có lượng oxi khơng khí hịa tan vào dịch lên men Nếu lượng giống tiếp vào mơi trường ít, người ta phải thổi khí (với điều kiện khí lọc bụi tạp khuẩn) giống nấm men sinh trưởng Thời gian sinh trưởng giai đoạn đầu lên men có cường độ hơ hấp mạnh Theo Louis Pasteur nấm men cần có oxi để sinh sản phát triển, có mặt oxi môi trường cao giúp kéo dài phase sinh trưởng nấm men (phù hợp với mục đích sản xuất thu sinh khối nấm men) Trong trình nuôi nấm men cần giữ cho dịch men liên tục bão hòa oxi hòa tan Ngừng cung cấp oxi 15 giây gây nên tác dụng âm hoạt động sống nấm men Kích thước thiết bị nuôi cấy nấm men tiền đề cần thiết, ảnh hưởng gián tiếp lên tăng trưởng nấm men, chiều cao cột dung dịch mơi trường cao thời gian khí bơm vào đạt đến bề mặt lâu hấp thụ oxi thúc đẩy nhiệt độ tăng gần thích hợp cho hoạt tính men Chiều cao cột dung dịch mơi trường 3m đảm bảo hiệu suất thành phẩm 2.6.3 pH môi trường: pH môi trường lên men hay môi trường nuôi cấy vi sinh vật nói chung có ảnh hưởng tới đời sống vi sinh vật lớn Mỗi chủng vi sinh vật hay nhóm vi sinh vật có khoảng pH thích ứng hay tối thích hợp cho sinh trưởng phát triển Độ pH tốt cho tăng trưởng saccharomyces cerevisiae khoảng (4,5 – 49 5,5), pH = tốc độ tích lũy sinh khối giảm Nếu pH = 3,5 hay pH = làm sinh sản nấm men bị ngừng lại Mức độ hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động hệ thống enzyme tham gia vào tổng hợp protein, tạo vitamin tùy thuộc vào độ pH, pH khoảng (4,5 – 5,5) làm chất lượng nấm men giảm 2.6.4 Rượu etylic: Rượu etylic nấm men tạo tích tụ mơi trường, hàm lượng rượu cao làm cho nấm men sinh trưởng chậm dần đến nồng độ làm cho nấm men giảm hoạt tính, chí làm ngừng hẳn phát triển nấm men (có thể khắc phục cách hạn chế có mặt CO2 mơi trường) 2.6.5 Ảnh hưởng chất hóa học: Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất nấm men bánh mì rỉ đường, amoniumsunphat, DAP, MgSO4, acid sunfuric Trong hóa chất đơi có diện chất làm ức chế tăng trưởng tế bào nấm men Bảng 2.5: Ảnh hưởng số chất hóa học lên tăng trưởng tế bào nấm men Chất Nồng độ làm nấm men Nồng độ chất làm nấm chậm hay ngừng phát triển men chết (%) (%) SO2 0,0025 NaF 0,002 HNO3 0,0005 0,004 HCHO 0,001 0,9 Caramen 0,1 CH3COOH 0,02 HCOOH 0,17 C2(OOH)2 0,001 0,34 H2SO4 0,39 1,3 H3PO4 0,30 HCl 0,14 0,72 C2H5OH 12 25 (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) 2.6.6 Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường: 50 Tốc độ tăng trưởng tế bào nấm men phụ thuộc vào hấp thụ chất dinh dưỡng, giới hạn áp suất thẩm thấu môi trường nồng độ tế bào Áp suất thẩm thấu môi trường tăng hàm lượng chất khô saccharose hay chất hoạt động thẩm thấu NaCl nhiều Hiện nay, nhà máy sản xuất nấm men bánh mì nước ngồi thường ni nấm men mơi trường có nồng độ saccharose lên đến – % để cải tiến chất lượng men ép làm men khô 2.7 Một số thiết bị cần thiết trình sản xuất: 2.7.1 Thiết bị trùng môi trường: Hiện phương pháp trùng công nghệ vi sinh dùng nước nhiệt nồi cung cấp Trong lên men mẻ thiết bị sau làm vệ sinh khử trùng nước nóng tới 120 – 1300C, sau cho mơi trường lỏng vào nồi lên men khử trùng môi trường với hệ thống với hệ thống khuấy đoạn đường ống, van tiếp cận Việc gia nhiệt cao dẫn đến phá huỷ thành phần dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt caramen hoá nguồn đường xảy phản ứng melanoid đường với aminoacidhoặc vitamin bị phá hỏng Những thành phần mẫn cảm với nhiệt có phải khử trùng riêng, sau trộn lẫn khử trùng theo phương pháp khác lọc qua phin vô trùng Ngoài cách khử trùng theo phương pháp nước gián đoạn này, người ta dùng phương pháp khửtrùng liên tục cách cho môi trường chảy qua thiết bị khử trùng chuyên dùng nhiệt độ 140 0C vài phút Ở ta sử dụng phương pháp trùng mỏng  Mục đích: Chuẩn bị cho trình nhân giống lên men  Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ tăng - Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật nhiễm  Thông số công nghệ: - Nhiệt độ: 60 – 750C - Thời gian: 10 phút 51  Thiết bị trùng mỏng Hình 2.10: Thiết bị trùng mỏng (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) 2.7.2 Thiết bị lên men: Thiết bị ni nấm men vừa có dung tích thích hợp, vừa thuận lợi cho việc nạp môi trường, phá bọt thu nhận sản phẩm Thiết bị phải lắp đặt hợp lý hệ thống thổi khí, hệ thống bọt thu nhận sản phẩm Thiết bị phải lắp đặt hợp lý hệ thống thổi khí, hệ thống cánh khuấy cản dịng chuyển động mơi trường để làm tăng trình trao đổi chất vi sinh vật Hình 2.11: Thiết bị lên men 52 (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) 2.7.3 Thiết bị ly tâm: Hình 2.12: Máy ly tâm (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn)  Mục đích: Dùng bơm bơm dịch men vào máy ly tâm để loại mơi trường cịn lại  Các biến đổi: thay đổi thành phần tạp chất bám men  Thông số công nghệ: - Nhiệt độ nước rửa: 20C - Thời gian: không - Tốc độ quay: 1000 rpm  Thiết bị: máy ly tâm 2.7.4 Thiết bị lọc:  Mục đích: Chuẩn bị cho trình định hình  Biến đổi: - Vật lý: khối lượng riêng tăng, nhiệt độ tăng - Sinh học: nhiễm vi sinh vật  Thông số công nghệ: độ ẩm sau trình lọc đạt 40 % 53  Thiết bị: máy lọc thùng quay Người ta tráng lớp bột khoai mì thành thiết bị, tác dụng để giữ lại thu hồi sinh khối tốt Hình 2.13: Máy lọc thùng quay (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) 2.8 Các vi sinh vật tạp nhiễm q trình ni cấy nấm men: Trong sản xuất thu sinh khối nấm men bánh mì thường bị nhiễm vi khuẩn, nấm men dại nấm mốc Sự xuất vi sinh vật sinh acid vi khuẩn lactic (đa số vi khuẩn lactic dị hình), vi khuẩn acetic đặc biệt vi khuẩn butyric thường có ảnh hưởng tới phát triển nấm men cách rõ rệt Do tạo thành acid butyric Clostridium men ép mà xuất mùi khó chịu Trong việc nuôi cấy nấm men cần ngăn chặn xuất loài nấm men khác như: Torula, Candida,… Chúng thường phát triển nhanh lấn át saccharomyces cerevisiae Các lồi nấm men kể thường khó ép làm giảm đáng kể lực lên men men ép 54 Oidium lactis Serratia marcescens Hình 2.14: Các vi sinh vật tạp nhiễm q trình ni cấy Hàng loạt vi sinh vật xâm nhập vào men ép gây nên tượng hư hỏng Nguy hiểm Oidium lactis thường gây cho men ép có mùi ủng Các nấm khác penicillium tạo nên đám màu lục men ép, Aspergillus tạo nên đám màu vàng nhạt tới màu xám, Mucor Fusarium tạo vết vàng đỏ men ép Dematium pullulans tạo nên vệt màu nâu bẩn, vi khuẩn acetic tạo nên vùng ố bề mặt, Serratia marcescens tạo nên vệt đỏ men ép Leuconstoc mesenteroides thường gây tượng kéo sợi bánh mì chúng có mặt với số lượng lớn nấm men Có thể ngăn ngừa tượng cách bổ sung acid propionic 2.9 Các phương pháp bảo quản men giống: Men giống cần bảo quản giữ khả sống, hoạt lực tủ giống có điều kiện thích hợp Các phương pháp bảo quản áp dụng nhằm giữ đặc tính ni cấy, hình thái hoạt lực khơng biến đổi Một số phương pháp giữ men giống sau: 2.9.1 Phương pháp giữ giống khiết môi trường thạch nghiêng:  Giữ giống khiết môi trường thạch nghiêng, cấy chuyền sau 12 – 24 ngày sau hoạt hóa sơ môi trường lỏng  Môi trường thạch nghiêng: nước malt đường hóa (có 12 % chất khơ) - 49,5 %, rỉ đường xử lý (có – % chất khô) - 49,5 %, dịch men tự phân (khoảng % chất khô) - % thạch % 55  Môi trường lỏng: để hoạt hóa nấm men người ta dùng dịch malt khơng có houblon, có hàm lượng chất khơ 12 % Nếu khơng cấy chuyền hoạt hóa kịp thời hoạt lực maltase khả thích nghi với rỉ đường bị giảm bề mặt thạch tế bào nấm men sinh bào tử kết hợp với làm thay đổi tính chất giống 2.9.2 Phương pháp giữ giống dung dịch saccharose 30 %: Giữ tế bào men dịch sacchasose 30 % chuẩn bị từ đường với nước máy Dịch đường cho vào bình trùng Sau cấy giống từ ống thạch nghiêng nuôi hai ngày que cấy giữ nhiệt độ bình thường Trong điều kiện nấm men hầu như, không lên men Đây phương pháp giữ nấm men trạng thái tiềm sinh độc đáo dịch đường không bị khô cạn giữ – 12 tháng mà khơng phải cấy chuyền Khi sử dụng dùng que cấy pipet vô trùng lấy dịch giống cấy chuyền vào mơi trường lỏng để hoạt hóa (giới thiệu phương pháp thứ nhất) Sau 24 – 36 giữ nhiệt độ 30 0C dịch đường lên men tiến hành cấy chuyền tiếp sang môi trường thạch môi trường nhân giống 2.9.3 Phương pháp giữ giống lớp dầu vaselin paraffin: Bảo quản giống lớp dầu vaselin paraffin Giống cấy môi trường thạch nghiêng – ngày đổ phủ lên bề mặt lớp vaselin vô trùng Lớp dầu khống giữ cho mơi trường thạch khỏi bị khơ làm giảm trình trao đổi chất Phương pháp giữ men giống tháng tới năm, đặc tính hóa sinh hình thái không bị thay đổi, tốc độ sinh sản nấm men chí cịn tăng lên Người ta thường dùng dầu vaselin có tỷ trọng (0,8 – 0,9) đun nóng 1500C để đuổi nước có dầu hấp trùng Lớp dầu bề mặt mơi trường khơng q cm Ống giống có vaselin để nhiệt độ phịng, tốt giữ – 60C 2.9.4 Phương pháp giữ giống điều kiện đông khô: Giữ giống điều kiện đông khô Dịch huyền phù giống đựng ống nghiệm – ampul trạng thái đông lạnh (- 40 0C), sấy khô điều kiện lạnh chân khơng cao tới độ ẩm cịn 1,5 – 2,6 % Sau gắn miệng ampul chân 56 không vô trùng Bảo quản ampul giống nhiệt độ phòng nhiệt độ lạnh Thời gian bảo quản tới năm cấy chuyền CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Quy trình sản xuất nấm men bánh mì thường khơng khác nhiều nguyên lý điều hành, nhiên lại có điểm khác lớn mơi trường nuôi cấy, điều kiện lên men trình thu nhận sản phẩm,… Nhằm để tận dụng nguồn phế phẩm ngành công nghiệp đường, việc sản xuất nấm men bánh mì với nguyên liệu rỉ đường phổ biến đưa vào sản xuất với quy mô công nghiệp nhằm tạo nguồn sản phẩm lớn để đáp ứng với nhu cầu ngành sản xuất bánh mì 3.2 Kiến nghị: 57 Do nấm men bánh mì có vai trị quan trọng định đến chất lượng bánh mì thành phẩm, nên Việt Nam nhu cầu men bánh mì ngày tăng mức cao: khoảng – / ngày Trong có 15 sở sản xuất men bánh mì chủ yếu sở tư nhân với trang thiết bị cịn thơ sơ, quy trình cơng nghệ lạc hậu Do vậy, việc sản xuất men bánh mì cịn nhiều nhược điểm, phải kể đến như: hiệu suất men thấp, chất lượng không ổn định, bảo quản phức tạp tốn TÀI LIỆU THAM KHẢO  TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT: Lương Đức Phẩm (2009) Nấm men công nghiệp, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Đức Lượng (2006) Công nghệ vi sinh, tập 2, nhà xuất đại học quốc gia Hồ Chí Minh Nguyễn Hồi Hương (2010) Cơng nghệ lên men Nguyễn Lân Dũng Giáo trình vi sinh vật học (http://tailieu.vn) Biền Văn Minh Giáo trình vi sinh vật học cơng nghiệp (http://tailieu.vn) Đồn Thị Tuyết Lê Giáo trình giới thiệu công nghệ lên men (http://tailieu.vn) Phạm Minh Nhựt Giáo trình vi sinh ứng dụng 58 SVTH: Lê Thành Huynh, Lê Minh Hải, Huỳnh Hữu Trị (2010) Công nghệ sản xuất men nở bột mì, Báo cáo thi cuối kỳ, Trường đại học kỹ thuật công nghệ TP HCM PHỤ LỤC A CÁC CHỈ TIÊU:  Chỉ tiêu hóa học: Các chất Cacbon CaO Nitro Hydro P2O5 K2O SO3 MgO Fe2O3 Thành phần (% chất khô) 49,8 12,4 6,7 3,54 2,34 0,04 0,42 0,38 0,035 59 SiO 0,09 (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn)  Chỉ tiêu vi sinh: (Nguồn: Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì – Nhóm báo cáo lên men – GVHD: PGS – TS Lê Văn Việt Mẫn) - Coliforms: