Sau khi kết thúc quá trình xử lý nguyên liệu chúng tôi tiến hành diệt men trước khi tự phân ở nhiệt độ 50oC, 55oC, 60oC và 65oC trong thời gian 10, 15 và 20 phút, kết quả tỷ lệ tế bào nấm men chết được thể hiện ở bảng 4.7:
Bảng 4.7: Kết quả khảo sát nhiệt độ và thời gian diệt men trước khi tự phân CT Tỷ lệ nấm men chết (%) CT Tỷ lệ nấm men chết (%) CT19 64,40i CT25 93,70c CT20 67,70h CT26 95,30bc CT21 76,10g CT27 96,80b CT22 82,30f CT28 98,60a CT23 86,80e CT29 100a CT24 88,70d CT30 100a
Chú thích: Trong cùng một cột các điểm trung bình có chữở mũ giống nhau thì không có sự sai khác nhau ở mức ý nghĩa 5%
70 72.5 75 77.5 80 82.5 85 87.5 90 92.5 95 97.5 100 50 55 60 65 Nhiệt độ điệt m e n T ỷ l ệ n ấ m m e n c h ế t (% ) 10 15 20
Hình 4.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian diệt men đến tỷ lệ tế bào nấm men chết
Nhận xét: từ bảng 4.7 và hình 4.1 trên ta thấy nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng đến quá trình diệt men. Tỷ lệ nấm men chết đạt 100% sau thời gian ngắn nhất là 15 phút 65oC. Nếu tăng nhiệt lên quá cao sẽ gây lãng phí nhiệt lượng, hơn nữa có thể phá hủy một số thành phần dinh dưỡng bên trong nấm men.
4.4.2. Kết quảảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình tự phân nấm men
Tiến hành khảo sát nhiệt độ tự phân là 45, 50 và 55oC, xác định hàm lượng axit amin bằng phương pháp phương pháp ninhydrin trong các khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 và 72 giờ. Kết quả được trình bày ở bảng 4.8 dưới đây:
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nhiệt độđến hiệu quả tự phân nấm men CT Hàm lượng axit amin
(g/100 g men KTĐ) CT
Hàm lượng axit amin (g/100 g men KTĐ) CT31 15,47h CT39 48,65e CT32 16,41h CT40 54,06d CT33 16,11h CT41 59,03a CT34 35,02g CT42 55,81bc CT35 37,08f CT43 55,46bc CT36 35,67g CT44 56,6b CT37 48,44e CT45 55,06cd CT38 55,78bc
Chú thích: Trong cùng một cột, các điểm trung bình có chữ ở mũ giống nhau thì không có sự sai khác nhau ở mức ý nghĩa 5%.
Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau thì hàm lượng axit amin khác nhau. So sánh 3 mức nhiệt độ tự phân 45, 50 và 55oC ta thấy hàm lượng axit amin tạo thành nhiều nhất ở nhiệt độ 50oC. Cụ thể, sau 60 giờ tự phân hàm lượng axit amin tạo thành 54,06g ở 45oC; 59,03g ở 50o
C; 55,81g ở 55o
C, nhưng sau 60 giờ thì hàm lượng axit amin giảm do thời gian tự phân dài dẫn đến việc axit amin bị phân hủy tạo thành nhiều sản phẩm phụ, gây thoát axit amin.
Qua kết quả xử lý thống kê cho thấy hàm lượng axit amin ở nhiệt độ 45oC, 50oC và 55oC trong khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 và 72 giờ khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Do đó nhiệt độ tự phân được chọn là 50oC và thời gian tự phân 60 giờ.
4.4.2. Kết quả xác định pH của quá trình tự phân
Sau khi chọn được nhiệt độ tự phân 50oC và thời gian tự phân 60 giờ, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến quá trình tự phân.
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của pH đến quá trình tự phân của nấm men
CT Hàm lượng axit amin (g/100 g men KTĐ) CT Hàm lượng axit amin (g/100 g men KTĐ) CT46 13,18i CT54 31,43d CT47 15,03h CT55 32,61d CT48 15,14h CT56 37,07c CT49 15,05h CT57 38,19c CT50 24,07g CT58 48,61b CT51 24,93fg CT59 57,99a CT52 25,88f CT61 47,98b CT53 27,60e
Chú thích: Trong cùng một cột các điểm trung bình có chữ ở mũ giống nhau thì không có sự sai khác nhau ở mức ý nghĩa 5%.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 24 36 48 60 Thời gian (giờ) H à m l ư ợ n g a x it a m in ( g /1 0 0 g m e n K T Đ ) pH 4,5 pH 5,0 pH 5,5 pH 6,0
Hình 4.2: Ảnh hưởng của pH đến quá trình tự phân nấm men
Nhận xét: kết quả ở bảng 4.9 và hình 4.2 cho thấy pH tự phân khác nhau ảnh hưởng đến hàm lượng axit amin sinh ra, pH là yếu tố ảnh hưởng đến mức độ phá vỡ màng tế bào nấm men và khả năng chuyển hóa protein thành axit amin. Thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi H+ (C. N. Khobragade và S G Chandel 2002) [20]. Ở pH 5,5 hàm lượng axit amin đạt cao nhất 57,99g ở nhiệt độ 50oC và thời gian 60 giờ, ngược lại cùng ở nhiệt độ 50oC và thời gian 60 giờ ở pH 4,5 thì hàm lượng axit amin sinh ra thấp 38,19g; ở pH 5,0 đạt 48,61g; pH 6,0 đạt 47,98g. Qua kết quả xử lý thống kê hàm lượng axit amin ở pH 4,5; 5,0; 5,5 và 6,0 trong khoảng thời gian 24, 36, 48, 60 và 72 giờ khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Do đó chúng tôi chọn pH 5,5 cho quá trình tự phân của nấm men.
4.5. Kết quả lựa chọn thông số kỹ thuật cho quá trình sấy phun sản phẩm
4.5.1. Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ không khí sấy
Kết thúc của quá trình tự phân chúng tôi thu được dịch tự phân có nồng độ chất khô 20%. Khảo sát nhiệt độ dòng khí đầu vào là 200, 220, 240 và 260oC, nhiệt độ đầu ra lớn hơn 90oC. Các thông số còn lại của thiết bị sấy phun cố định ở áp suất khí nén 10 bar, lưu lượng dòng nhập liệu là 5 l/h. Kết quả về hiệu suất thu hồi sản phẩm, hàm lượng protein (tính theo % chất khô) và giá trị cảm quan của sản phẩm được thể hiện ở bảng 4.10 dưới đây:
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi và giá trị cảm quan của sản phẩm CT Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng protein (tính theo % chất khô) Nhận xét, đánh giá cảm quan CT62 83,03a 66,97a Bột có độ ẩm cao, có phần bị vón cục. Một phần nguyên liệu bị dính lại trên thành bình sấy do nhiệt độ chưa đủ cao để làm khô hoàn toàn lượng nguyên liệu phun vào bình sấy.
CT63 84,17a 64,27b
Bột khô và mịn, màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng, vị ngọt của axit amin. Bình sấy khô, bột không dính trên thành bình nên lượng bột thu được nhiều.
CT64 81,53b 62,60c (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bột khô và mịn, màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng, vị ngọt của axit amin. Bình sấy khô, bột không dính trên thành bình nên lượng bột thu được nhiều.
CT65 77,4c 55,57d
Bột khô và mịn, màu vàng cháy, mùi thơm đặc trưng, vị ngọt. Tuy nhiên, trong bình sấy một phần nguyên liệu bị cháy dính trên thành bình. Phần bột được thổi ra ít hơn.
Chú thích: Trong cùng một cột, một hàng các điểm trung bình có chữ ở mũ
giống nhau thì không có sự sai khác nhau ở mức ý nghĩa 5%.
Từ bảng 4.10 cho ta thấy nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều không mang lại những tác động tích cực cho quá trình sấy, cụ thể là: nhiệt độ không khí đầu vào 200oC, trong buồng sấy xuất hiện sương ẩm, điều đó cũng dễ hiểu, nhiệt lượng cấp vào và lượng ẩm thoát ra chưa đạt đến điểm cân bằng do hàm ẩm vẫn chiếm nhiều trong sản phẩm, tuy nhiên sau thời gian 1h đến 2h làm việc cho thấy các sản phẩm tạo thành có độ ẩm tăng lên rõ rệt và làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy
(chỉ đạt 83,03%). Mặt khác nhiệt độ không khí sấy quá cao 260oC lại là nguyên nhân phá hủy cấu trúc, biến đổi tính chất của các hạt bột, làm giảm chất lượng của sản phẩm. Qua kết quả xử lý thống kê hiệu suất thu hồi sản phẩm và hàm lượng protein ở nhiệt độ 200, 220, 240 và 260oC khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Nghiên cứu cho thấy không khí sấy 220 - 240oC là thích hợp nhất ứng với hiệu suất thu hồi sản phẩm cao, màu sắc của bột vàng tươi, có mùi thơm đặc trưng vị ngọt của axit amin và bột không dính trên thành bình nên lượng bột thu được nhiều.
4.5.2. Ảnh hưởng của áp suất khí nén
Áp suất khí nén là yếu tố cơ bản ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc đĩa quay (tuốc bin khí) trong thiết bị sấy phun, áp suất khí nén càng tăng thì đĩa quay càng nhanh, tuy nhiên khi đến một áp suất tới hạn thì tốc độ quay đạt cực đại. Tốc độ quay của đĩa ly tâm càng cao khả năng tơi xốp của nguyên liệu trong buồng trao đổi nhiệt càng lớn. Nghiên cứu với áp suất nén từ 7 - 11bar (các thông số về nhiệt độ không khí đầu vào, tốc độ nhập liệu được cố định là 240oC, kết quả được trình bày ở bảng 4.11 dưới đây:
Bảng 4.11: Ảnh hưởng của áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi và chất lượng sản phẩm Áp suất khí nén Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng protein (tính theo % chất khô) Đánh giá cảm quan CT66 79,30c 62,10b
Bột màu vàng, mịn, không tới có vón cục trong bình đựng sản phẩm.
CT67 84,60b 65,03a
Màu vàng, mịn, tạo vành ẩm trên thành thiết bị sấy phun sau khi sấy 2 giờ.
CT68 90,50a 65,30a Bột màu vàng, mịn, tơi xốp.
CT69 80,10c 63,03b Màu vàng, mịn, tơi xốp.
CT70 78,90d 62,50b Màu vàng, mịn, tơi xốp.
Chú thích: Trong cùng một cột các điểm trung bình có chữở mũ giống nhau thì không có sự sai khác nhau ở mức ý nghĩa 5%.
Kết quả ở bảng 4.11 có thể nhận thấy áp suất khí nén có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun. Qua kết quả xử lý thống kê hiệu
suất thu hồi sản phẩm và hàm lượng protein ở áp suất khí nén 8 bar và 9 bar khác nhau không có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Hiệu suất thu hồi sản phẩm và hàm lượng protein ở áp suất khí nén 7 bar, 10 bar và 11 bar khác nhau có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Khi áp suất nén tăng lên từ 8 - 9 bar, hiệu suất thu hồi tăng từ 84,60 - 90,50%. Kết quả hoàn toàn phù hợp vì khi áp suất nén tăng làm đĩa phun quay nhanh hơn, khả năng làm tơi xốp nguyên liệu nhiều hơn, do vậy diện tích tiếp xúc với tác nhân nóng tăng, các hạt sấy phun tạo ra nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hạt sản phẩm tơi xốp làm cho khả năng hút ra ngoài cyclon được thuận tiện hơn, hiệu suất thu hồi cao hơn. Khi tăng áp suất khí nén lên 10 - 11 bar hiệu suất thu hồi sản phẩm giảm đáng kể, trong khi đó thiết bị nén khí áp suất này luôn phải làm việc liên tục gây ảnh hưởng không nhỏ đến giá thành và gây tiếng ồn, ngoài ra áp suất làm việc cao ảnh hưởng lớn đến độ ổn định của đĩa quay, liên quan trực tiếp tới độ bền của thiết bị sấy phun. Do vậy chúng tôi lựa chọn áp suất khí nén bằng 9 bar.
Từ kết quả nghiên cứu khảo sát trên chúng tôi đã thu được một số điều kiện thích hợp để sản xuất cao nấm men dạng bột như sau:
Bảng 4.12: Thống kê thông số kỹ thuật cho quá trình sấy phun cao nấm men TT Tên thông số kỹ thuật Đơn vị tính Thông số kỹ thuật
1 Áp suất khí nén đĩa quay Bar 9
2 Nhiệt độ tác nhân sấy oC 220 – 240
3 Lượng cấp nguyên liệu Lít 5
4 Lưu lượng gió hút qua cyclon m3/h 35 – 40
Các thông số kỹ thuật này chỉ được áp dụng cho sản phẩm cao nấm men từ bã men bia bà được thực hiện trên quy mô vừa và nhỏ, trong thực tiễn sản xuất lớn cần có sự điều chỉnh cho phù hợp với thực tế và điều kiện của thiết bị. Từ các quá trình nghiên cứu trên chúng tôi đưa ra quy trình sản xuất cao nấm men ở quy mô phòng thí nghiệm như sau:
Hình 4.3: Quy trình sản xuất cao nấm men quy mô phòng thí nghiệm
Nhận xét:
Màu sắc: Sau khi sấy cao nấm men có màu vàng tươi. Mùi: Cao nấm men có mùi thơm ngọt đặc trưng.
Vị: Có vị ngọt lợ của axit amin, giống vị ngọt của mì chính. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bột khô mịn, sản phẩm có thể dùng làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm như: gia vị thực phẩm, dược phẩm, thức ăn bổ sung protein cho người...
4.6. Thử nghiệm ứng dụng cao nấm men làm thành phần trong môi trường nuôi cấy vi sinh nuôi cấy vi sinh
Cao nấm men sau khi sấy phun thành dạng bột sẽ được ứng dụng làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh. Cao nấm men được khảo sát khả năng sử dụng bằng cách bổ sung vào môi trường Hansen dùng để phân lập vi khuẩn
Lactobaccillus bulgaricus trong sữa chua. Lactobaccillus bulgaricus là chủng vi khuẩn khó phân lập, chúng đòi hỏi môi trường rất nghiêm ngặt, đặc biệt phải có cao nấm men. Vì vậy, nếu vi khuẩn trên môi trường phát triển tốt thì chứng tỏ cao nấm
Bã men bia Tế bào nấm men Tiến hành rửa 3 lần Loại đắng bằng dung dịch NaCl 0,04% với tỷ lệ 3:1 ở 25o C trong 15 phút Điều kiện tự phân giới hạn: Nhiệt độ: 50o
C Thời gian: 60 giờ pH:5,5
Tự phân
Dung dịch axit amin
Sấy phun
Sản phẩm
Nhiệt độ không khí sấy 220 – 2400C
men do chúng tôi sản xuất có thể sử dụng làm thành phần của môi trường nuôi cấy vi sinh.
Bảng 4.13: Kết quả cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua sau 24 giờ Lặp lại Không có cao nấm men Cao nấm men thương phẩm Cao nấm men sản xuất 1 - + + 2 - + + 3 - + + Chú thích: - : Không mọc + : Mọc mạnh
Hình 4.4: Kết quả phân lập vi khuẩn trong sữa chua sau 24h
Chú thích: Đĩa 1: môi trường Hansen không có cao nấm men.
Đĩa 2: môi trường Hansen có bổ sung cao nấm men thương phẩm. Đĩa 3: môi trường Hanse có bổ sung cao nấm men sản xuất. Kết quả cấy vi khuẩn ở bảng 4.13 và hình 4.4 đã cho thấy ở môi trường không có cao nấm men không xuất hiện khuẩn lạc, chỉ có ở môi trường có cao nấm men thì vi khuẩn mới mọc được - có khuẩn lạc xuất hiện. Điều đó cũng cho thấy cao nấm men do chúng tôi sản xuất có thể dùng làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh.
PHẦN 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
1. Đã lựa chọn được kích thước lỗ rây là 30µm, tỷ lệ nước rửa 3:1, số lần rửa là 3 lần phục vụ việc làm sạch bã men bia
2. Chọn được phương pháp loại đắng bằng dung dịch muối NaCl 0,04% với tỷ
lệ 3:1, nhiệt độ loại đắng là 25oC trong thời gian là 15 phút.
3. Xác định được nhiệt độ diệt men trước khi tự phân là độ 65oC giữ trong 15 phút.
4. Xác định được điều kiện tự phân của nấm men ở nhiệt độ 50o
C, pH 5,5 và thời gian 60 giờ.
5. Xác định được nhiệt độ sấy phun là 240oC với lưu lượng cấp dịch là 5lít/h, áp suất khí nén 9 bar trong quá trình sấy phun cao nấm men.
6. Xây dựng được quy trình sản xuất cao nấm men.
7. Cao nấm men chúng tôi nghiên cứu có thể sử dụng làm thành phần bổ sung
vào môi trường nuôi cấy vi sinh.
5.2. Kiến nghị
Do thời gian thực tập có hạn, điều kiện tiến hành thí nghiệm còn hạn chế nên chúng tôi đưa ra một số kiến nghị sau để hoàn thiện quy trình sản xuất cao nấm men: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Khảo sát nồng độ nấm men trong dung dịch tự phân.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tiếng Việt
1. Hoàng Kim Anh (2006), Hóa học thực phẩm, Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật, Hà Nội.
2. 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 và Phát triển Nông thôn, số 10 tháng 10/2008, trang 64 - 67.