Trong phần này, chúng ta chỉ đề cập đến nguồn nguvên liệu để sản xuất sinh khôi nếm men là các phế phụ liệu giàu gluciđ. Tất cả các phế phụ liệu thuộc nhóm này (đã trình bàv trong mục 1.2 như rỉ đường, whev, dịch kiềm sufit, nước ép bã trái cây, dịch thủy phân tinh bột, cellulose...đều có thể là nguyên liệu để nuôi nấm men thu nhận sinh khối.
1.4.2. Chủng nấm men [33]
Tùy theo nguồn nguyên liệu mà sử dụng các chủng nấm men cho phù hợp để thu nhận sinh khôi. Bảng 1.6 giới thiệu một số chủng nấm men tương ứng với nguyên liệu sử dụng.
Bảng 1.6: Một sô chủng nấm men tươỉig ứng với nguyên liệu sử đụng [33]
Cơ CHẤT CHỦNG NẤM MEN
Rỉ đường Dung dịch đường
Saccharomyces cerevisiae Candìda tropicalỉs c. utiỉis c. arborea c.
reukauỊìi Dịch kiềm suníit
c. utiỉis c. tropicalỉs c. robustũ c.
crusei
Cryptococcus dijfuens Trichosporon puỉỉuỉans
Tinh bột và nước thải tinh bột Endomycopsis ĩĩbuoigera E. [ibuligera + c. Ưtilis E. /ibuligera + c.
tropicaỉis
Dịch thủy phân cellulose
c. utilis c. tropicalis c.
lipohtica Hansenula anomala H. suaveolens
Huyết thanh sữa
' Torula cremoris T. lactosa T.
kifir
Saccharomyces tragilis s. ỉactis c. pseudotropỉcalis
1.4.3. Thu nhận sinh khôi nấm men
Để sản xuất sinh khối nấm men cần tiến hành 3 giai đoạn:
*> Xử lý nguyên liệu và chuẩn bị môi trường [24]
Tùy theo từng loại nguyên liệu và chủng nấm men nuôi cây mà tiến hành xử lý sơ bộ nguyên liệu và pha chế môi trường cho thích hợp. Ngoài nguồn nguyên liệu cơ bản là các chất cung cấp c, chúng ta cũng cần phải bổ sung vào môi trường nuôi cấy nguồn nitơ, phospho, các nguyên tố đa lượng khác...
■ Rỉ đường:
Rỉ đường cần phải được xử lý trước khi tiến hành lên men vì trong rỉ đường còn nhiều chất cặn, tạo ra hệ keo lớn cản trở quá trình trao chất của tế bào nấm men.
Để loại tạp chất thường được sử dụng phương pháp hóa học, chủ yếu là dùng H2S04. Trước hết pha loãng theo tỉ lệ 1:1 đến 1:4, acid hóa bằng H2SO4 tới pH = 4. Đun dịch đường ở 90°c kéo dài 1 giờ, làm nguội, ly tâm bỏ cặn. Có thể làm sáng rỉ đường bằng cách cho chảy qua cột than hoạt tính. Sau khi đã xử lý tiến hành pha loãng dịch đường xuống còn 4—> 6% điều chỉnh pH trở lai đên 4,5-5,0.
Endomyces vernalis
Hiện nay có những nghiên cứu sử dụng hơp chất polymer để tách cặn, xử lý rỉ đường.
Polyme C510H của hãng AROWFLO (Nhật Bản), cho hiệu suất tách cặn tốt nhất.
Kết quả so sánh khả năng xử lý rỉ đường cho thấy: Xử lý rí đường bằng polymer có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp xử lý bằng acid như phươngpháp này không cần gia nhiệt, không cần sục khí, hiệu suất tách cặn cao (sấp 2,2- 2,3 lần so với phương pháp cũ), giá thành xử lv bằng một nửa siá thành xử lý bằns phương pháp acid, không gây ô nhiễm mồi trường,
Sau khi xử lý và pha loãng, cần phải bổ sung thêm nitơ, photpho, masie... Trong sản xuất sinh khôi nấm men thường sử dụng (NH4)2S04, Urê, DAP làm nguồn cung cấp nitơ và phospho. MgS04 cung cấp Mg.
■ Whey;
Trong sản xuất, trước khi tiến hành lên men thường cần loại protein trong whey. Điều này giúp làm eiảm bớt bọt do sự hiện diện của lactabumin và lactoslobulin gây ra. Sau đó pha loãns tới nồng độ cần thiết và bổ sung thêm nitơ, phospho và các vitamin. Nếu sử dụng các chủng có thể sử dụng trực tiếp được lactose như Kluyveromyces lactiCy K. marxianus... thì có thể cấy giống và tiến hành lên men thu sinh khối. Nhưng nếu muốn tận dụng lactose khi nuôi các chủng không sử dụng trực tiếp được lactose thì phải tiến hành thêm một bước là thủy phân lactose bằng acid hoặc enzym (p-galactosidase)
■ Dịch kiềm sulíit [2,33]
Trong dịch kiềm sulíit tồn tại các yếu tô" gây kim hãm sinh trưởng của nâ"m men là SO2 và furfural... Để loại bỏ chung cần đun nóng dịch, lọc bỏ cặn và sục hơi nóng, khuây đều, bổ sune nitơ, phospho...trung hòa đến pH=5. Để nâm men phát triển tô"t trong dịch kiềm sulíit thường sử dụng cao ngô, dịch tự phân nâ"m men...
1 Phế liệu rau quả
Thu nhận dịch trích từ các nguồn phế phụ liệu rau quả bằng cách xay, nghiền, sau đó lọc hoặc ly tâm. Tiến hành pha loãng (nếu cần), bổ sung ni tơ, photpho và khoáng. Trong một sô" trường hợp nồng độ đường thâ"p có thể bổ sung đường.
■ Phế liệu giàu tinh bột và cellulose [33,42]
Phần ỉ: Tổng quan tài liệu
Đa sô" những nâ"m men thích hợp cho việc sản xuẩt sinh khối lại không có các enzym thủy phân những polysaccharide này. Khi sử dụng các nguồn phê liệu này có 2 hướng xử lý: Một là tiến hành thủy phân các polvsaccharide trên bằng acid hoặc enzym tương ứng. Sau đó thu dịch đường, bổ sung thêm nitơ, khoáng... tiến hành lên men bởi các chủng nấm men. Hai là tiến hành nuôi hỗn hợp giữa 2 loàiVSV khác nhau trong đó một loài có nhiệm vụ thủv phân nguvên liệu để tạo một lượng monose và disaccharide nhiều hơn lượng bị chúng tiêu thụ. Các sản phẩm thủy phân này sẽ cung cấp carbon cho nấm men. Trong trường hợp cơ chất là tinh bột có thể nuôi hỗn hợp 2 chủng nấm men Ví dụ: Endomycopsis/ibuliger tạo amylase thủy giải tinh bột và c. utilis tăng sinh khôi nhanh (phương pháp Symba), còn với nguyên liệu giàu cellulose (bã mía, rơm rạ... xử lv bằng nước vôi), nuôi phôi hợp Trichoderma Viride với c. utiỉis hoặc Saccharomxces cerevisicie.
❖ Giai đoạn nuôi cấv nhân giống [24]
Tiến hành trước tiên trong phòng thí nghiệm: từ ống giông nuôi cấy chuyển vào bình tam giác, nuôi cấy lắc với nhiệt độ 25 - 30°c đến độ tuổi sinh lý thích hợp sẽ cấy vào môi trường nhân giống cấp 2 trong bình thép có sục khí cho đến khi đạt 3,5 - 4g sinh khốỡ/1 dịch nuụi. Quỏ trỡnh kộo dài từ 12 —ằ 15 giờ. Cú thể nhõn giống cấp 3 ở nồi có thể tích 4^5 m3. Trong quá trinh nhân giống sử dụng dd NH3 để điều chỉnh pH, thổi khí liên tục. Sau đó có thể chuyển sang thùng 12 - 15 irrì hoặc lớn hơn.(giai đoạn nàv cần điều kiện vô trùng)
❖ Giai đoạn nuôi nấm men công nghiệp [24]
Đây là giai đoạn nuôi mở rộng ở phân xưởng không cần vô trùng. Các thùng lên men có thể lên đến 500m3. ở giai đoạn nàv thường áp dụng phương pháp lên men bán liên tục vì cho hiệu quả kinh tế cao: khi đạt lượng sinh khối có trong dịch nuôi cấy sẽ lấy dần ra và cho thêm môi trường mới vào nồi lên men, duy trì hàm lương đường khoảng 1 - 2%.
Kết thúc quá trình lên men, dịch lên men lỵ tâm để thu nhận sinh khôi. Sinh khối nấm men thu được ở dạng paste có độ ẩm 75 —> 80% với hàm lượng các chât dinh dưỡng tùv thuộc vào chủng giống và nguồn nguyên liệu được sử dụng. Có thê sử dung ở dạng này hay sấv để thu nhận nấm men khô/11]
Phần ỉ: Tổng quan tài liệu
1.4,4. Ý nghĩa của việc sản xuất và ứng dụng của sinh khôi nấm men 1.4.4.1' Ý nghĩa của việc sản xuất sinh khôi nấm men [14,33]
❖ về mặt dinh dưỡng
Sinh khôi nấm men là 1 loại protein đơn bào (SCP - single cell protein) chứa hàm lượng protein khá cao 40-70% ngoài ra nó còn là nguồn vitamin phong phu đặc biệt là các vitamin nhóm B vì vậy việc bổ sung sinh khôi nấm men như nguồn dinh dường cho người và động vật thực sự có V nehĩa khi mà thế giới đang trong tình trạng thiếu hụt protein. Nguồn protein thu từ sinh khôi nấm men có tính hiệu quả kinh tế rất cao được thể hiện bởi việc tạo ra sản phẩm có giá trị mà tiết kiệm được thời gian:
Khi so sánh về thời gian tăng gấp đỏi sinh khôi giữa nấm men và các loài đông - thực vật thì nấm men phát triển với ;itốc độ siêu công nghiệp'’. Nấm men chỉ mất khoảng 1-6 giờ để tăng gấp đôi sinh khôi trong khi đó ở thực vật nhanh nhất thì cùng phải mất 7-30 ngày còn ở động vật còn lâu hơn nhiều. Sinh khôi nấm men cũng tỏ ra vượt trội trong việc tích lũv protein so với động vật và thực vật. Nêu ] con bê nặng 300kg sau 24giờ chăm sóc tôi cũng chỉ tăng trung bình 1,1-1,2ks. cho 120kg protein. Trong khi đó, nếu cấy 30ũkg nấm men giống sau 24eiờ nuôi cây tạo được 25000 - 3ŨŨ00kg sinh khối, chứa 11.000 - 13.000kg protein dễ tiêu hóa. Hơn nữa chất lượng
Phần ỉ: Tổng quan tài liệu
Sơ đồ 1.5: Khái quát dây chuyền sản xuất sinh khôi nấm men [24]
protein của sinh khối nấm men cao hơn nhiều so với thực vật và tương đương với động vật, có đầy đủ các loại acid amme không thay thế.
❖Bảo vệ môi trường
Nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất sinh khối nấm men là nguồn phế phụ liệu từ các ngành công nông nghiệp thải ra, rất phong phú, đa dang và rẻ tiền (như: rỉ đường, wheỵ, nước thải tinh bột, dịch kiềm sulfit..). Tận dụng được nguồn phế phụ liệu này không những đem lại hiệu quả kinh tế mà còn làm giảm sự ô nhiễm mồi trường do nguồn phế phụ liệu này gây ra.
Vấn đề đặt ra hiện nav là nghiên cứu để khai thác tối đa những lợi ích của sinh khôi đồng thời nhằm hạn chế những yếu tố gây bất lợi, để sinh khối nấm men trở nên nguồn thức ăn hấp dẫn cho vật nuôi và còn có thể phục vụ cho khẩu phần ăn của con người.