Sử dụng làm thức ăn chăn nuơi
Bã nấm men bia khơng những là nguồn cung cấp dinh dưỡng dồi dào mà cịn chứa nhiều hợp chất kích thích miễn dịch như β-glucan, các axit nucleic cũng như là mannan oligosaccharite [22]. Bã nấm men bia cĩ thể thay thế 50% protein thường dùng cung cấp vào nguồn thức ăn hàng ngày cho cá mà khơng cĩ ảnh hưởng bất lợi nào tới sự phát triển của chúng [22]. Tuy nhiên, chỉ cĩ khoảng 30% bã nấm men bia được sử dụng cho mục đích này. Một trong những nguyên nhân là do sự cản trở tiêu hĩa bã nấm men bia với một số loại tơm, cá. Từ các nghiên cứu cho thấy, thành tế bào nấm men đã ngăn cản sự tiêu hĩa protein bên trong nhân [22]. Phá vỡ thành tế bào nấm men sẽ làm tăng sự phân giải protein đồng thời làm tăng lượng dinh dưỡng cung cấp vào thức ăn cho tơm, cá [22]. Một số ứng dụng nổi trội của nguồn thức ăn cho tơm, cá : Năm 2003, Ricci và cộng sự đã nghiên cứu cơng thức bổ sung nấm men bia vào mơi trường nước giúp nuơi dưỡng Panagrellus redivivus (một loại sinh vật là thức ăn của tơm cá và một số loại giáp xác trong nước). Nghiên cứu này đã đem lại ứng dụng cĩ ý nghĩa, làm giảm giá thành sản xuất thức ăn chăn nuơi nhờ làm tăng sinh các nguồn thức ăn tự nhiên cho tơm, cá và giáp xác. Năm 2005, Li và Gatlin đã đưa ra cơng thức chuẩn cho chế phẩm hỗn hợp prebiotic và nấm men GroBiotic cĩ khả năng kích thích miễn dịch và tăng cường kháng Mycobacterium marinum (gây bệnh “lao cá” hoại tử trên bề mặt thân tơm, cá) và Streptococcus iniae (virut gây bệnh “đen thân” trên cá). Năm 2009, Li và cộng sự đã cải thiện
Luận văn thạc sỹ Cơng nghệ sinh học
cơng thức chế phẩm Grobiotic-A như một chất bổ sung vào thức ăn chăn nuơi với hàm lượng từ 2- 5% giúp nâng cao sức sống của tơm.
Ở Việt Nam, việc ứng dụng bã nấm men bia làm nguồn nguyên liệu thức ăn chăn nuơi đã được thực hiện từ lâu, tuy nhiên vẫn cịn bị hạn chế. Việc nghiên cứu sử dụng chưa nhiều, quy trình cơng nghệ cịn thơ sơ. Thực tế ở một nhà máy cho thấy, sau khi quá trình sản xuất, bã nấm men được sấy khơ cùng bã malt bia, bổ sung một số chất phụ gia tạo thành thức ăn chăn nuơi gia súc với hệ số sử dụng thấp. Một phần được bán cho các phân xưởng hoặc nơng dân xử lý làm phân bĩn, chăn nuơi gia súc, gia cầm. Lượng cịn lại sau khi được xử lý được thải bỏ ra ngồi mơi trường. Vì vậy, việc nghiên cứu tận dụng của bã nấm men bia là hết sức cần thiết, tuy nhiên hiện nay chỉ cĩ một số ít đề tài nghiên cứu ứng dụng đối với đối tượng là vật nuơi hoặc cho vi sinh vật, hầu như chưa cĩ nghiên cứu ứng dụng nào từ bã nấm men bia cho con người.
Các nghiên cứu cụ thể trong nước được đánh giá cao như: Năm 2007, nhĩm nghiên cứu của Thạc sĩ Nguyễn Văn Nguyện, Trung tâm Cơng nghệ sau thu hoạch TPHCM (Viện nghiên cứu nuơi trồng thủy sản II) đã nghiên cứu thành cơng việc tận dụng bã men bia tạo chế phẩm (cĩ phối trộn thêm một số chất phụ gia) bổ sung vào thức ăn nuơi tơm sú. Nhĩm nghiên cứu của Th.S Nguyện đã tiến hành thực hiện thành cơng quy trình thủy phân bã men bia để thu chế phẩm sinh học beta-glucan (dạng bột) sau đĩ kết hợp phối trộn giữa beta-glucan với chế phẩm OG (oligoglucosamin, được chiết tách từ vỏ tơm cĩ tác dụng tăng sức đề kháng cho con tơm đối với các loại virus, vi khuẩn cĩ khả năng gây bệnh cho tơm) và chất phụ gia là đường lactose. Thử nghiệm trong thực tế nhĩm nghiên cứu cũng xác định được tỷ lệ chế phẩm bổ sung vào thức ăn cho tơm đạt hiệu quả cao là từ 3-5g/kg thức ăn.
Kết quả bước đầu khi ứng dụng thử nghiệm từ các ao nuơi tơm rất khả quan, tơm tăng trưởng nhanh, ít bệnh, tỷ lệ sống cao. Ước tính năng suất tăng khoảng 33,6%. Tỷ lệ tơm sống mạnh khỏe (ít bệnh) tăng khoảng 10,6%. Mức tiêu tốn thức ăn cũng giảm.[43]
Luận văn thạc sỹ Cơng nghệ sinh học Năm 2014, PGS.TS Phạm Việt Cường, Viện trưởng Viện nghiên cứu khoa học miền Trung cùng các nhà nghiên cứu tại Viện Cơng nghệ Sinh học (Viện Hàn lâm KH &CN Việt Nam) đã thu hồi Beta – glucan từ thành tế bào của nấm men bia. Qua quá trình tách chiết, thủy phân dịch tế bào khiến protein trở thành amino acid cĩ tác dụng tăng cường miễn dịch, kháng khối u, kháng tế bào ung thư, giúp cơ thể tăng cường sinh lực, tăng cường quá trình trao đổi chất, tạo tế bào mới. Sau đĩ, các nhà nghiên cứu đã kết hợp một số vi sinh vật với axit amin và Beta - glucan, cho ra đời hai chế phẩm: ImunoFood (là loại thực phẩm chức năng cho người) và NeoPolynut (để bổ sung vào thức ăn cho thủy sản và gia súc gia cầm).
Kết quả khảo nghiệm cho thấy sản phẩm ImunoFood - thực phẩm chức năng cĩ chứa Beta - glucan, axit amin tự do chiết xuất từ nấm men do TS Cường cùng đồng nghiệp nghiên cứu và sản xuất, giúp tăng cường hệ miễn dịch cho con người. Sử dụng sản phẩm NeoPolynut với tơm nuơi, các kết quả so sánh cho thấy, khi được ăn thực phẩm chứa Beta - glucan, vật nuơi sẽ lớn nhanh hơn, tăng khả năng chịu rét và kháng bệnh. Với các loại gia cầm như gà, ngan, vịt, các loại vật nuơi được ăn thêm Beta - glucan đều lớn nhanh và chất lượng tốt hơn nuơi thơng thường. Tuy nhiên, NeoPolynut vẫn chưa được sản xuất đại trà do vướng mắc về quy mơ sản xuất.
Bã nấm men bia sử dụng trong nuơi cấy vi sinh vật
Nhờ cĩ hàm lượng cao các chất dinh dưỡng, protein, các vitamin nhĩm B và khống chất mà bã nấm men bia sau khi tự phân và thủy phân được sử dụng như một nguồn dinh dưỡng tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật như Champane và cộng sự (2003) đã sử dụng cao nấm men bổ sung vào mơi trường nuơi cấy Lactobacillus casei EQ28 ( Lactobacillus acidophilus EQ57, Pediococcus acidilactici MA18/5-M được xem như là các probiotic tiêu hĩa tiềm năng. Năm 2007, Rakin và cộng sự đã nghiên cứu cơng thức phối trộn giữa nước ép củ cà-rốt với dịch tự phân bã nấm men bia tạo mơi trường cho chủng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus phát triển hiệu quả làm tăng hàm lượng khống chất trong nước ép cà rốt và nâng cao khả năng tạo thành acid lactic. Năm 2009, Jiang và cs đã
Luận văn thạc sỹ Cơng nghệ sinh học
sử dụng dịch tự phân và thủy phân bã nấm men bia để nuơi cấy Actinobacillus succinogenes NJ113 để thu nhận enzyme thủy phân cơ chất tạo acid succinic cho nghiên cứu phân hủy sinh học các polymer. Ở Việt Nam, hiện cĩ một số nghiên cứu cụ thể như đề tài “ Nghiên cứu tận dụng bã nấm men bia để chế biến men chiết xuất dùng làm thành phần để bổ sung vào mơi trường nuơi cấy vi sinh” được thực hiện tại bộ mơn Cơng nghệ Sinh học, Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh (2005), đề tài đã nghiên cứu quy trình thủy phân bã nấm men biaở nhiệt độ 100oC, trong 8 giờ với hàm lượng HCl 6% thu được 8.07g/l Protein gồm 17 loại axit amin. Tuy nhiên đề tài trên mới dừng lại ở mức độ nghiên cứu và chưa cĩ những ứng dụng thực tế.
Việc ứng dụng bã nấm men bia bổ sung vào mơi trường nuơi cấy vi sinh vật đã và đang được ứng dụng hàng ngày, tuy nhiên chúng ta vẫn phải nhập khẩu nguồn dinh dưỡng này từ các nhà cung cấp ngồi nước trong khi lượng bã nấm men bia dồi dào trong nước lại đang bị “bỏ ngỏ”.
Bổ sung vào thực phẩm
Ngồi việc tận dụng nguồn dinh dưỡng từ bã nấm men bia làm thức ăn chăn nuơi và nuơi cấy vi sinh vật thì việc ứng dụng nguồn nguyên liệu giàu protein này vào thực phẩm cho con người cũng là một hướng đi đầy hứa hẹn. Ví dụ, bột chiết từ nấm men khơ khi cho vào thực phẩm cĩ thể tạo hương, tăng cường mùi hương của sản phẩm. Khi được bổ dung vào các sản phẩm từ thịt, nước chấm và nước sốt, súp, các loại snack và bánh quy, chúng cũng làm tăng mùi vị thơm ngon hơn (Chae, Joo & In., 2001).
β -Glucan được thu nhận từ nấm men bia cũng được sử dụng bằng cách bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm như ở dạng cơ đặc, dạng nước, … Nấm men bia được tự phân sau đĩ tiến hành đồng hĩa, chiết bằng alkali trước, sau đĩ được tách bằng axit rồi sấy khơ (Thammakiti, Suphantharika., 2004).
Một số loại vi sinh vật prebiotic trong đường ruột được kích thích phát triển khi con người bổ sung thực phẩm cĩ chứa protein từ nấm men bia, bên cạnh đĩ một số nghiên cứu cũng hướng đến khả năng kháng sinh học của nguồn chất dinh dưỡng
Luận văn thạc sỹ Cơng nghệ sinh học
này. Tuy nhiên, việc sử dụng như nào để cĩ hiệu suất cao nhất thì cần được nghiên cứu sâu và kỹ càng hơn.
Xu hướng ứng dụng trong tương lai
Với nhiều lợi thế về nguồn nguyên liệu dồi dào cả về số lượng và chất lượng , giá thành rẻ… bã nấm men bia hứa hẹn một tương lai nghiên cứu và ứng dụng rộng mở. Ví dụ, các nhà khoa học đã nghiên cứu tách chiết enzyme pectinase từ Saccharomyces cerevisiae để thủy phân một số loại quả, ứng dụng trong thực phẩm. Một số ứng dụng đang được hướng đến từ việc sử dụng nấm men bia như một chất hấp thụ sinh học cĩ thể hấp thụ các kim loại nặng, thuốc nhuộm để loại bỏ ra khỏi nguồn nước…
Một nhĩm chuyên gia về khí đốt sinh học của Đức, Bengel cho rằng bã bia cũng cĩ thể tạo ra ra điện để cấp cho dây chuyền sản xuất bia. Bã ngũ cốc ướt và nước thải được đưa vào một bể chứa men và vi khuẩn. Các hợp chất hữu cơ sẽ bị vi khuẩn phân hủy để tạo ra khí metan. Khí này và phần bã khơ từ bể được đốt cháy để đun nước và tạo ra dịng hơi nước áp suất cao. Hơi nước sẽ làm quay turbine để tạo ra điện. “Với quá trình đĩ một nhà máy bia hiện đại cĩ thể tự sản xuất tới 60% nhu cầu điện”, Bengel khẳng định.
Tĩm lại, bã nấm men bia là một nguồn sinh khối giàu cĩ về cả chất lượng lẫn số lượng với tiềm năng ứng dụng vơ cùng lớn lao với nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, vẫn cịn một số mặt hạn chế trong quá trình xử lý. Một số nghiên cứu đã được ứng dụng vào thực tế sản xuất, tuy nhiên vẫn ở quy mơ nhỏ. Để cĩ thể nhân rộng mơ hình sản xuất các sản phẩm từ bã nấm men bia cần cĩ sự quan tâm đầu tư, nghiên cứu của nhiều đơn vị hơn nữa.
Luận văn thạc sỹ Cơng nghệ sinh học
PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU