Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức ăn chăn nuôi

Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình
lên men làm thức ăn chăn nuôi


Phạm Quỳnh Trang


Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS. ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải
Năm bảo vệ: 2012


Abstract. Trình bày tổng quan về phế thải bia; nguyên liệu phục vụ cho ngành sản
xuất thức ăn chăn nuôi. Nghiên cứu tìm ra những điều kiện tối ưu trong quá trình
tách đắng trong bó nấm men bia để sản phẩm sau quá trình sấy đạt chất lượng tốt
phục vụ cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi. Tìm hiểu đặc điểm của bã nấn men
bia; tiển xử lý bã nấm men bia; nghiên cứu thay thế dinh dưỡng trong thức ăn chăn
nuôi.

Keywords. Khoa học môi trường; Bảo vệ môi trường; Tái chế; Phế thải bia; Thức
ăn chăn nuôi


Content
MỞ ĐẦU
Nấm men là một nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cao và không cholesterol. Hàm
lượng protein trong nấm men đạt từ 40 – 60%, với axit amin không thay thế gần giống
protein của động vật [5,10,15]. Hệ số hấp phụ của protein này cũng rất cao. Hàm lượng
vitamin trong nấm men với hoạt tính cao hơn gấp 2 – 3 lần so với vitamin tổng hợp [,15].
Nấm men còn cung cấp vitamin B tự nhiên phong phú, chứa nhiều enzym kích tố có ảnh

hưởng tốt tới quá trình trao đổi chất, nhưng không gây độc hại cho cơ thể [5,10,]. Thành phần
khoáng trong nấm men rất đa dạng với tỷ lệ phù hợp với nhu cầu và khả năng hấp thu,
chuyển hóa của cả người và động vật.
Ở Việt Nam, nấm men bia thu được từ các nhà máy bia rất lớn. Ước tính trung bình cứ
1000 lít bia thu được 1,5 kg nấm men khô, trong đó chứa khoảng 700g protein [4,15]. Năm
2005 sản lượng bia của cả nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu tấn sinh khối nấm men
thải ra. Đến năm 2010 sản lượng bia của cả nước đạt 2,5 tỷ lít và nấm men thải ra là 30 triệu
tấn [15]. Như vậy, lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất
bia nếu tận dụng được là không nhỏ. Tuy nhiên, nấm men thải ra từ các nhà máy bia chỉ
một phần nhỏ được bán cho các hộ chăn nuôi gia súc sử dụng làm thức ăn trực tiếp, còn
lại được thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, ngành thức ăn
chăn nuôi phải nhập khẩu hàng triệu tấn khô đậu tương và các nguyên liệu giàu đạm khác (chiếm 60
– 70% nhu cầu của ngành), riêng khô đậu tương năm 2006 đã nhập 1,7 triệu tấn [13].
Việc nghiên cứu chế biến và sử dụng bột nấm men còn rất ít và hiện nay ở Việt Nam
chỉ sử dụng nấm men bia thải ở dạng tươi nên lượng sử dụng không được nhiều, chỉ thường
sử dụng làm thức ăn gia súc mà khả năng tiêu hóa không cao [13]. Việc bảo quản khó khăn
của phụ phẩm này là cản trở chính cho việc sử dụng. Xuất phát từ tình hình thực tế trên tôi tiến
hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức
ăn chăn nuôi”.


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ PHẾ THẢI BIA
Quá trình sản xuất bia thải ra rất nhiều loại phế liệu: phế liệu hạt, mầm malt, bã malt,
cặn protein, nấm men bia và CO
2
. Ngoài CO
2
là nguồn phế liệu có thể tái sử dụng để tăng

chất lượng bia thì bã malt, mầm malt và nấm men bia là nguồn phế liệu có ý nghĩa quan trọng
trong thực phẩm và thức ăn gia súc cả về số lượng và giá trị dinh dưỡng.
Bã nấm men bia là một phế phẩm của sản xuất, được nằm lại trong các thùng lên men
và các hầm chứa sau khi lên men chính và lên men phụ. Men bia có giá trị dinh dưỡng cao và
chữa bệnh tốt.
1.2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU PHỤC VỤ CHO NGÀNH SẢN XUẤT THỨC
ĂN CHĂN NUÔI
Từ trước đến nay, chăn nuôi luôn có vai trò quan trọng đối với nền nông nghiệp nước
ta, giá trị chăn nuôi chiếm tỷ trọng khá, trên 27% cơ cấu của toàn ngành và tăng trưởng mỗi
năm (giai đoạn 2001 - 2009) đạt 7-8%. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2010, tổng số đầu lợn
đạt 27,3 triệu con, số lượng gia cầm hơn 300 triệu con, sản lượng thịt đạt 615 nghìn tấn. Đàn
bò trong cả nước đạt gần 6 triệu con, bò sữa 128 nghìn con và đàn trâu là 2,9 triệu con. Tổng
sản phẩm chăn nuôi trong nước đạt 4.006 nghìn tấn thịt, 306 nghìn tấn sữa tươi và 5,87 tỷ quả
trứng. Kết thúc năm 2011, sản lượng và giá trị ngành chăn nuôi đều tăng hơn so với năm
2010. Cụ thể, thịt hơi các loại đạt 4,3 triệu tấn, tăng 7,7%; trứng gia cầm đạt 6,5 tỷ quả, tăng
gần 11%; sữa tươi đạt 340 ngàn tấn, tăng 11%, đóng góp lớn vào việc ổn định giá thực phẩm
trong nước và cho xuất khẩu. Xu hướng chăn nuôi trang trại, quy mô công nghiệp, công nghệ
cao đang được quan tâm phát triển, trong khi đó chăn nuôi nông hộ giảm dần. Do vậy, nhu
cầu về thức ăn chăn nuôi sẽ còn tăng cao hơn nữa do sự chuyển đổi phương thức chăn nuôi
truyền thống sang phương thức công nghiệp.


CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Bã nấm men bia S.cerevisiae là phần nấm men dư thừa lấy sau quá trình lên men
chính được thu nhận tại Công ty Cổ phần Liên hợp Thực phẩm, 267 Quang Trung, Hà Đông,
Hà Nội. Bã nấm men được sử dụng là đối tượng nghiên cứu tìm ra những điều kiện tối ưu
trong quá trình tách đắng trong bã nấm men bia để sản phẩm sau quá trình sấy đạt chất lượng

tốt phục vụ cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi.
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH
2.2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
Một số hóa chất của phòng thí nghiệm Bộ môn công nghệ thực phẩm – Viện công
nghệ thực phẩm: K
2
SO
4
, NaOH 30%, H
2
SO
4
đậm đặc, CuSO
4
, HCl, H
2
SO
4
0,1N, H
3
BO
3

2,5%, HClO
4
.
Dụng cụ và thiết bị:
- Cân phân tích
- Kính hiển vi Olympus có camera kết nối máy tính
- Tủ sấy Sanyo (Nhật Bản)

- Nồi hấp Tomy SS325 (Nhật Bản).
- Máy đo pH Orion Model 410 A (Đức).
- Các thùng inox và các dụng cụ phòng thí nghiệm.
- Các bình tam giác, pipet, ống nghiệm…
- Bộ sàng rây Trung Quốc bao gồm bộ phần lắc và bộ rây sàng
Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 45 µm
Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 53 µm
Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 63 µm
Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 75 µm
Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 90 µm
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu
Phòng thực tập Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm – Viện công nghệ thực phẩm Hà Nội.
Phòng thu xử lý bã bia – Công ty cổ phần liên hiệp thực phẩm.
Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thuộc công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi Miền Bắc
2.2.3. Xử lý bã nấm men bia
Nguyên liệu nấm men đưa về được xác định hàm lượng ẩm rồi đem đi lọc bằng sàng
rây để loại bớt nước trước khi tách đắng. Nấm men thu được sau khi lọc được đem đi tách
đắng để được nấm men tinh khiết.
2.2.4. Phương pháp vi sinh
- Phương pháp xác định hình thái, kích thước tế bào và nảy chồi của nấm men trên kính hiển
vi.
- Phương pháp xác định số lượng tế bào chết: bằng phương pháp nhuộm xanh
methylen. Các tế bào nấm men chết bắt màu xanh và được phát hiện trong buồng đếm
Thoma.
2.2.5. Phương pháp lý học
- Xác định độ đục (OD – optical density) của nước rửa nấm men ở mật độ quang 275 nm theo
AOAC (1984).
- Phương pháp xác định độ đắng theo EBC (Bishop, 1967)
2.2.6. Phương pháp phân tích hóa lý
2.2.6.1. Xác định độ ẩm bã nấm men bằng máy đo độ ẩm bằng hồng ngoại

2.2.6.2. Xác định hàm lƣợng protein thô theo phƣơng pháp Kjeldahl
2.2.6.3. Xác định pH của bã nấm men bằng máy đo pH
Sử dụng máy đo pH để xác định pH của bã nấm men bia.
2.2.7. Thử nghiệm hiệu quả dinh dưỡng trên gà
Phương pháp này dung để đánh giá chất lượng bột bã men bia sau khi sấy khô có khả năng
thích ứng với động vật nuôi hay không, và so sánh với loại thức ăn đang bán trên thị trường.


CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA BÃ NẤM MEN BIA
Đặc điểm của nấm men trong giai đoạn này là rất dễ bị hiện tượng tự phân nên nhà
sản xuất thường tách nó ra khỏi dung dịch bia non để tránh gây mùi khó chịu cho bia. Bã nấm
men bia S.cerevisiae được lấy từ đáy tank bia sau quá trình lên men chính của công ty cổ
phần liên hiệp thực phẩm có hình cầu, màu kem lẫn các chấm nâu đen và được bảo quản ở
nhiệt độ từ 2
0
C đến 5
0
C, thời gian bảo quản được tối đa là 4 ngày sau đó sẽ tự phân.
Kích thước trung bình chiều dài từ 10 – 15 m, chiều rộng từ 2,5 – 10 m tùy thuộc
vào môi trường nuôi cấy. Độ ấm của bã nấm men bia S.cerevisiae khoảng 83 -84% và có độ
pH khoảng 5 đến 6.
3.2. QUY TRÌNH TIỀN XỬ LÝ BÃ NẤM MEN BIA
3.2.1. Nghiên cứu điều kiện lọc bã nấm men bia
Bã nấm men sau khi được rút ra từ đáy tank lên men bia được chuyển về các tank chứa. Sử
dụng nước lạnh để làm loãng sinh khối nấm men thu nhận được theo tỷ lệ 2/1. Khuấy đều và
lọc qua sàng rây có các kích thước lỗ sàng khác nhau là 45, 53, 63, 75 & 90 µm và so sánh
với đối chứng (không lọc). Kết quả được trình bày trên bảng 3.2.
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của quá trình lọc đến chất lƣợng của bã nấm men bia

Mẫu
Kích thƣớc lỗ
sàng (µm)
Tính chất của sinh khối nấm men sau khi lọc, lắng
Tỷ lệ tế bào sống
(%)
Cảm quan
1
0
89,4
Sinh khối màu kem sữa, lẫn các chấm
đen là cặn, tế bào già chết.
2
45
(bí, không lọc được)

3
53
98,7
Sinh khối thuần nhất màu trắng sáng.
4
63
95,4
Sinh khối màu trắng sáng, điểm một
vài chấm đen
5
75
93,2
Sinh khối màu trắng sáng, lẫn 1 số
chấm đen

6
90
91,6
Sinh khối màu kem sữa, lẫn nhiều
chấm đen

Kết quả bảng 3.2 cho thấy lọc bã men bia kích thước sàng rây 53 µm tỷ lệ tế bào sống rất cao
98,7%. Tuy nhiên, tỷ lệ nước cũng có vai trò quan trọng đến khả năng lọc. Nếu ít nước, nấm
men đặc, quá trình lọc không được nhanh. Do đó học viên tiến hành xác định lượng nước cần
thiết cho quá trình lọc, kết quả được trình bày ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc sử dụng cho quá trình
lọc bã nấm men bia
Tỷ lệ nƣớc/dịch sinh khối bã
nấm men bia (w/w)
Thao tác lọc
Đối chứng
(không bổ sung nước)
Lọc rất khó do sinh khối nấm men đặc
0,5/1
Lọc dễ hơn nhưng vẫn còn rất bí, tốc độ lọc chậm
1/1
Lọc thoáng hơn, nhưng vẫn còn nhiều nấm men bết lại
trên mặt sàng
1,5/1
Lọc dễ, tốc đô lọc nhanh
2/1
Lọc dễ, tốc độ lọc nhanh

Kết quả ở bảng 3.3 cho thấy ở tỷ lệ nước/sinh khối là 1,5/1 và 2/1, tốc độ lọc rất nhanh. Ở các
tỷ lệ thấp hơn, quá trình lọc diễn ra khó với tốc độ chậm hơn. Do vậy, với mục đích thu được

hiệu suất lọc cao, đồng thời tiết kiệm được lượng nước sử dụng, lựa chọn tỷ lệ nước bổ sung
làm loãng sinh khối nấm men là 1,5/1.
3.2.2. Nghiên cứu phương thức rửa sinh khối nấm men bia
Sau khi xác định được tỷ lệ nước/ sinh khối nấm men tối ưu là 1,5/1, để sinh khối nấm men
được sạch hoàn toàn khỏi dịch bia lon, tiếp tục rửa nấm men lần thứ hai, lần thứ ba và xác
định độ trong của nước rửa sau khi lắng. Kết quả được trình bày ở bảng 3.4



Bảng 3.4. Ảnh hƣởng số lần rửa men đến chất lƣợng của nấm men
Số lần rửa
Độ trong của nƣớc sau khi rửa (OD
275
)
1
0,19
2
0,075
3
0,054

Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy độ đục của nước rửa đã giảm đáng kể sau khi được rửa. Tuy
nhiên, rửa 1 lần độ trong của nước sau khi rửa là cao nhất (OD
275
= 0,19), rửa lần thứ 2 cho
độ trong là (OD
275
= 0,075), rửa lần thứ 3 cho độ trong là (OD
275
= 0,054). Rửa lần thứ 3 cho

độ trong của nước sau khi rửa nấm men là cao nhất. Với tỷ lệ nước rửa/ nấm men bia là 1,5/1
để quá trình rửa đạt đươc hiệu quả về kinh tế và chất lượng nấm men bia sau quá trình rửa tác
giả chọn số lần rửa bã nấm men bia là 2 lần. Do vậy có thể dừng quá trình rửa ở giai đoạn này
để tiếp tục thực hiện quá trình tách đắng ở giai đoạn tiếp theo.
3.2.3. Nghiên cứu phương pháp tách đắng trong bã nấm men bia
3.2.3.1. Kết quả nghiên cứu các hợp chất đắng trong hoa houblon
Trong hoa houblon, các chất nhựa đắng có giá trị nhất và nằm trong các hạt lupulin. Trong
thực tế người ta vẫn chưa tìm thấy các chất này trong các loài cây khác.
Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia rất lớn, chúng tạo cho bia vị đắng dịu rất
đặc trưng. Ngoài ra, các chất này có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giữ cho bia
có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ khá thấp ở trong bia, các chất đắng có khả năng ức chế
mạnh sự phát triển của vi sinh vật.
Hoa houblon chứa 15 – 21% nhựa đắng tính theo chất khô của hoa, trong đó có các chất
nhựa mềm tan trong hexan chiếm 90%, còn lại là các chất nhựa cứng tan trong este và
methanol.
Thành phần chính của nhựa mềm là các α và β-axit đắng và các chất nhựa mềm khác.
Các α và β-axit đắng có thể được coi như là các đồng phân hỗ biến, sự chuyển từ dạng cấu
trúc này sang cấu trúc khác diễn ra rất nhanh. Các axit này ít tan trong nước. Ở 25
o
C độ tan
của humulon là 6mg/l, của lupulon là 1,5 mg/l. Độ tan tăng lên theo nhiệt độ.
Các cấu tử nhựa cứng chính là: xanthohumol, isoxanthohumol và flavon.

CÁC CHẤT NHỰA CỦA HOA HOUBLON
(tan trong methanol và trong ete)


Các chất nhựa mềm các chất nhựa cứng
(tan trong methanol) (tan trong ete)

Các α-axit Phần các β còn lại


Các β-axit Các chất nhựa mềm khác chưa xác định

Sơ đồ 3.1: Các thành phần nhựa chính của hoa huoblon
3.2.3.2. Kết quả nghiên cứu xác định phƣơng pháp tách đắng trong bã men bia
Để xác định phương pháp hiệu quả tách vị đắng, chúng tôi đã sử dụng các hóa chất khác nhau
để thử nghiệm. Sau đó xác định các thông số độ đục của nước rửa, tỷ lệ tế bào sống… Kết
quả được trình bày ở bảng sau:

Bảng 3.5. Các phƣơng pháp xử lý vị đắng của sinh khối nấm men bia
TT
Phƣơng pháp xử lý
Độ đục của
nƣớc xử lý
(OD
275
nm)
Độ màu
của nƣớc
xử lý
Tỷ lệ tế
bào sống
(%)
Độ đắng
(EBU)
1
Dung dịch H

3
PO
4

0,1N
0,091
Trắng
98,0
8,9
2
Dung dịch NaOH
0,1N
0,415
Vàng
98,8
4,9
3
Dung dịch muối
NaCl 0,9%
0,105
Trắng
97,9
11,8
4
Dung dịch axít axetic
1%
1,123
Trắng
94,2
12,5

5
Đối chứng (nước
RO)
0,068
Trắng
99,0
13,4
Ghi chú: Nhiệt độ của quá trình xử lý là điều kiện nhiệt độ 20
o
C, Nồng độ các dung dịch thí
nghiệm kế thừa từ các nghiên cứu của Bishop, L. R. (1967).
Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy: Độ đục của dung dịch sau khi xử lý bằng NaOH 0,1N là
cao nhất (OD=0,415), màu của nước rửa có màu vàng, trong khi đó các phương pháp xử lý
còn lại đều cho giá trị OD thấp hơn nhiều và màu của nước rửa là màu trắng, thay đổi rất ít so
với đối chứng, xử lý bằng nước RO. Kết quả này có thể được giải thích là trong phương pháp
xử lý bằng dung dịch NaOH 0,1N, thành phần isohumulones gắn trên bề mặt tế bào nấm men
không bền trong dung dịch NaOH và do vậy bị tách khỏi tế bào nấm men và chuyển vào
trong dung dịch [21]. Chính vì vậy, nước xử lý nấm men có màu vàng và độ đục tăng lên
đáng kể. Kết quả về độ đắng của sản phẩm cuối cùng cũng cho thấy mẫu xử lý bằng NaOH
0,1N cho độ đắng thấp nhất với giá trị EBU là 4,9. Điều này càng chứng tỏ rằng dung dịch
NaOH 0,1N có thể loại bỏ được thành phần isohumulones ra khỏi bề mặt tế bào nấm men,
làm cho sinh khối nấm men trở nên không đắng. Hơn nữa, tỷ lệ tế bào nấm men sống sau khi
xử lý lên tới 98,8% cho thấy xử lý bằng NaOH 0,1N không làm chết nấm men bia.
3.2.3.3. Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ dung dịch kiềm/ sinh khối nấm men và giá trị pH
thích hợp quá trình tách vị đắng.
Bã nấm men bia sau quá trình tiền xử lý, sau đó sẽ được tách đắng bằng dung dịch
NaOH 0,1N ở các tỷ lệ 1:1; 2:1; 3:1và 4:1 ở nhiệt độ 20ºC trong thời gian 60 phút. Khả năng
loại đắng trong quá trình xử lý được trình bày ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1N: sinh khối nấm men
TT

Tỷ lệ NaOH 0,1N:sinh khối
nấm men (v/w)
pH của dung
dịch nấm men xử
lý
Tỷ lệ đắng bị loại bỏ (%)
1
1:1
7,8
64,5
2
2:1
9,0
72,0
3
3:1
10,2
89,2
4
4:1
10,8
85,4
Kết quả ở bảng 3.6 cho thấy rõ ràng là xử lý sinh khối nấm men bia ở các tỷ lệ dung
dịch NaOH 0,1N khác nhau đã làm cho giá trị pH trong dịch sinh khối nấm men thay đổi. Tỷ
lệ dung dịch kiềm: nấm men càng lớn thì giá trị pH càng cao. Sản phẩm có vị đắng thấp nhất
khi pH của dịch xử lý là 10,2, tương ứng với tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1%: nấm men là 3:1.
Khi tỷ lệ này là 1:1; 2:1; thì sản phẩm vẫn còn đắng. Điều này có thể được giải thích là do khi
tỷ lệ dung dịch kiềm: nấm men thấp thì pH của dung dịch xử lý thấp, lượng NaOH chưa đủ
để phản ứng với thành phần isohumulones, dẫn đến hiệu quả của quá trình loại bỏ vị đắng
không cao. Tuy nhiên, khi tỷ lệ dung dịch kiềm: sinh khối tăng lên 4: 1, đồng nghĩa với việc

giá trị pH của phản ứng là 10,8, thì hiệu quả của quá trình tách đắng cũng không tăng mà còn
giảm đi, do vậy tỷ lệ dung dịch kiềm: sinh khối là 3:1 (pH 10,2) là thích hợp nhất cho hiệu
quả tách đắng.
3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độc khuấy đến hiệu quả tách đắng
Trong quá trình xử lý sinh khối nấm men bia bằng NaOH, khuấy đảo có tác dụng làm tăng
diện tích tiếp xúc giữa bề mặt tế bào nấm men và dung dịch NaOH 0,1N, nhờ vậy mà trong
cùng một điều kiện xử lý về tỷ lệ NaOH/sinh khối (3:1), nhiệt độ (4
o
C) thì hiệu quả tách đắng
cao hơn ở mẫu có khuấy, đặc biệt ở các mẫu có cường độ khuấy mạnh, thể hiện bằng thời
gian tách đắng giảm đi đáng kể, từ 60 phút (không khuấy) xuống còn 45 phút (khuấy 250
vòng/phút) (bảng 3.7).
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của cƣờng độ khuấy đến hiệu quả tách đắng trong quá trình xử lý
sinh khối nấm men bia bằng NaOH 0,1N
Tốc độ khuấy
(vòng phút)
Tỷ lệ dung dịch NaOH
0,1N:sinh khối nấm men
Nhiệt độ xử lý
(
o
C)
Thời gian để sản
phẩm hết đắng
(phút)
0
3:1
4
60
50

3:1
4
55
100
3:1
4
53
150
3:1
4
50
200
3:1
4
48
250
3:1
4
45
300
3:1
4
44
3.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả tách đắng
Tiến hành thí nghiệm xử lý sinh khối nấm men bia bằng dung dịch NaOH 0,1N ở điều kiện
nhiệt độ từ 4-30
o
C trong thời gian từ 15 đến 45 phút, có khuấy liên tục, kết quả thu được trình
bày ở bảng 3.8.
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả tách đắng và tỷ lệ tế bào

sống của nấm men bia
Nhiệt độ
(
o
C)
Thời gian
(phút)
Tỷ lệ tế bào
sống (%)
Độ đục
(OD
275nm
)
Tính chất của sản
phẩm cuối

4
15
99,5
0,345
Đắng
30
99,2
0,416
Hơi đắng
45
99,0
0,547
Không đắng

10
15
99,1
0,381
Đắng
30
98,7
0,474
Hơi đắng
45
98,0
0,536
Không đắng

15
15
99,0
0,401
Đắng
30
98,1
0,504
Hơi đắng
45
97,2
0,575
Không đắng

20
15

98,8
0,426
Hơi đắng
30
97,0
0,556
Không đắng
45
94,2
0,614
Không đắng

25
15
97,5
0,571
Không đắng
30
93,1
0,693
Không đắng
45
90,8
0,789
Không đắng

30
15
94,7
0,601

Không đắng
30
89,2
0,723
Không đắng
45
84,5
0,805
Không đắng
Như vậy, rõ ràng là nhiệt độ và thời gian xử lý là 2 nhân tố quan trọng có ảnh hưởng
rất lớn đến việc tách thành phần isohumulones ra khỏi sinh khối tế bào. Ở nhiệt độ thấp 4-
10
o
C, phản ứng xảy ra chậm, quá trình loại vị đắng đòi hỏi nhiều thời gian (45 phút). Nhiệt
độ cao thúc đẩy phản ứng diễn ra nhanh hơn, quá trình loại đắng thực hiện rất hiệu quả trong
thời gian ngắn. Mặc dù xử lý nấm men ở điều kiện nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ tế
bào sống trong sinh khối nhưng thời gian xử lý ngắn lại là yếu tố để nấm men không phải tồn
tại lâu trong dung dịch kiềm. Ở điều kiện nhiêt độ 25
o
C trong thời gian 15 phút, sinh khối
nấm men đã được tách đắng hoàn toàn, đồng thời tỷ lệ tế bào sống cũng còn rất cao, là
97,5%. Tuy nhiên, khi xử lý ở nhiệt độ 25
o
C trong thời gian dài hơn là 30 phút thì sinh khối
nấm men bia bị chết nhiều hơn (6,9%). Phương pháp xử lý nấm men bằng dung dịch NaOH
0,1N ở điều kiện nhiệt độ 25
o
C trong thời gian ngắn đã tỏ ra rất phù hợp ở qui mô công
nghiệp vì tiết kiệm được chi phí làm lạnh và thời gian xử lý.
Như vậy, điều kiện xử lý sinh khối nấm men phù hợp nhất là: sử dụng dung dịch NaOH 0,1N,

tỷ lệ dung dịch/nấm men là 5:1, nhiệt độ xử lý 25
o
C, tốc độ khuấy 250 vòng/phút, thời gian
xử lý: 15 phút.
Sơ đồ qui trình công nghệ tách đắng khỏi sinh khối nấm men bia được trình bày ở sơ đồ 3.2.

Sơ đồ 3.2. Qui trình công nghệ tách đắng
và thu nhận sinh khối nấm men bia
NẤM MEN BIA
RỬA MEN
(t=2-5C,t=4h)
NƯỚC NGƯNG
LẠNH
LY TÂM
ỔN ĐỊNH pH
NẤM MEN
TINH KHIẾT
KHIẾT
LỌC
NaOH
0,1N
XỬ LÝ ĐẮNG
(t=25C,t=15’)

3.2.6 Điều kiện nhiệt độ và thời gian cho quá trình rửa đắng và lắng sinh khối nấm men
bia
Xác định các điều kiện nhiệt độ và thời gian thích hợp cho quá trình rửa men, kết quả được
trình bày ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến
quá trình rửa và lắng men

Nhiệt
độ (ºC)
Thời gian
lắng (h)
Độ trong của nƣớc rửa sau
khi lắng (OD
275
)
Độ lắng của sinh khối nấm
men
2
3
0,31
Chưa lắng chặt
4
0,18
Lắng chặt
5
0,15
Lắng rất chặt
5
3
0,38
Chưa lắng
4
0,19
Lắng
5
0,17
Lắng chặt

10
3
0,48
Chưa lắng
4
0,36
Lắng ít
5
0,30
Lắng chưa hoàn toàn
15
3
0,54
Chưa lắng
4
0,47
Chưa lắng
5
0,39
Lắng ít

Kết quả ở bảng 3.9 cho thấy ở nhiệt độ càng thấp, thì sinh khối nấm men bia lắng càng
nhanh. Ở nhiệt độ từ 2-5ºC, chỉ sau khi rửa 3-4 h, nấm men đã lắng chặt xuống dưới thiết bị
rửa. Ở nhiệt độ cao hơn, từ 10-15ºC quá trình rửa không thuận lợi do nấm men còn lơ lửng
khá nhiều , thể hiện ở giá trị OD tương đối cao từ 0,30 (nhiệt độ 10ºC) đến 0,39 (nhiệt độ
15ºC). Chính vì vậy nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình rửa và lắng. Sinh khối nấm men bia
là từ 2-5ºC, thời gian là 4h.
3.2.7. Kết quả chất lượng bã nấm men sau quá trình tiền xử lý
Bã nấm men sau khi được thu nhận từ công ty bia được đem đi xác định độ ẩm,
protein rồi được xử lý, làm sạch nhằm thu được lượng sinh khối thuần khiết. Với sinh khối

nấm men sạch đó, tác giả tiến hành xác định thành phần chất khô, pH của nguyên liệu, đồng
thời phân tích hàm lượng đạm tổng số. Kết quả được trình bày ở bảng sau.
Bảng 3.10. Thành phần hóa học của bã nấm men trƣớc khi lọc
TT
Hàm lƣợng ẩm (%)
Hàm lƣợng xơ thô (%)
pH
1
83,68
26,32
5,75
2
83,71
26,29
5,72
3
82,91
27,09
5,70
Trung bình
83,43
26,57
5,72

Bảng 3.11. Thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc, rửa đắng
TT
Hàm lƣợng ẩm
(%)
Hàm lƣợng xơ thô
(%)

Hàm lƣợng protein
tổng số (%)
pH
1
76,11
23,89
12,43
6,58
2
75,64
24,36
12,72
6,53
3
75,81
24,19
12,43
6,52
Trung
bình
75,85
24,15
12,53
6,54

Biểu đồ 3.1. Biểu đồ thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc
Kết quả bảng trên cho thấy: nấm men nguyên liệu ban đầu có hàm lượng ẩm trung bình là
83,43%. Sau khi lọc hàm lượng ẩm giảm xuống còn 75,85%, hàm lượng chất xơ thô trung
bình là 23,15%, hàm lượng protein tổng số chiếm khoảng 12,53% , pH của nấm men sau khi
lọc cũng khá trung tính (6,10). Như vậy, nguyên liệu nấm men sau khi xử lý có chất lượng

tốt. Nguyên liệu này được dùng để đem đi sấy.
3.2.8. Kết quả đánh giá chất lượng của bã nấm men bia sau khi sấy
+ Kết quả thành phần hóa học của bã nấm men bia sau khi sấy:
Bã nấm men sấy trong hầm sấy ở nhiệt độ đầu vào 45
o
C, nhiệt độ đầu ra: 90
o
C, độ ẩm 86%
được đem đi xác định hàm lượng ẩm, hàm lượng protein tổng số và đánh giá một số chỉ tiêu
cảm quan: màu sắc, mùi, vị…
Bảng 3.12. Thành phần hóa học của bã nấm men sấy hầm
TT
Hàm lƣợng ẩm (%)
Hàm lƣợng xơ thô (%)
Hàm lƣợng protein
tổng số (%)
1
12,05
5,15
49,33
2
12,06
5,16
48,35
3
12,12
4,98
48,85
Trung
bình

12,08
5,1
48,84
Nhận xét: Nhờ có quá trình rửa và tách đắng trong nấm men bia mà sản phẩm thu được là Bột
nấm men sấy hầm có độ ẩm 12,08%, hàm lượng protein tổng số chiếm 46,84% và hàm lượng
xơ thô là 5,1 %.
Hàm lượng ẩm đã giảm tới mức an toàn, có thể bảo quản bột nấm men trong một thời gian
dài.
Màu sắc: sau khi sấy bột nấm men có màu trắng vàng.
Mùi: bột nấm men có mùi thơm ngọt đặc trưng.
Vị: có vị ngọt lợ của axit amin, giống vị ngọt của mì chính.
Bột sau khi nghiền rất mịn. Sản phẩm dùng làm nguyên liệu sản xuất các loại thức ăn cho
chăn nuôi như: Cá, lợn, gia cầm
Trong khi đó cũng với chế độ sấy và bã nấm men bia sử dụng như nhau thì kết quả phân tích
của sản phẩm bã nấm men bia sau khi sấy cho kết quả như sau:
75%
13%
12%
Hàm lượng ẩm
Hàm lượng protein
Các chất khác
Bảng 3.13. Kết quả phân tích thành phần hóa học của bột bã nấm men bia không đƣợc
tách đắng của công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc
STT
Chỉ tiêu phân tích
Phƣơng pháp
Đơn vị tính
Kết quả
1
Protein (Nx6,25)

AOAC 991,20
%
48,1
2
Tro tổng số
AOAC 930,30
%
9,2
3
Xơ thô
KNLTTP
%
6,3
( Nguồn: Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc)

Chất lượng sản phẩm sau quá trình tách đắng và chất lượng sản phẩm không qua quá
trình tách đắng được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3.14. Bảng so sánh kết quả phân tích thành phần hóa học của bã nấm men bia đã
qua quá trình tách đắng và không qua quá trình tách đắng
STT
Chỉ tiêu
so sánh
Đơn vị
tính
Kết quả
Bột bã men bia qua
quá trình tách đắng
Bột bã men bia không
qua quá trình tách đắng

1
Protein
(Nx6,25)
%
48,84
48,1

Xơ thô
%
5,1
6,3
3
Màu sắc
-
Nâu vàng
nâu
4
Mùi
-
Thơm
Ngai ngái

Vị
-
Ngọt lợ
Hơi đắng

Từ bảng 3.14 cho thấy: Cùng một loại bã nấm men bia, đối với bã men bia của công
ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc có hàm lượng protein thấp hơn so với bột bã nấm men
bia có qua quá trình rửa và tách đắng là 0,74%. Hàm lượng chất xơ thô trong thức ăn của

công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc cao hơn so với hàm lượng chất xơ thô có trong
bột bã nấm men bia đã qua quá trình rửa tách đắng. Điều này chứng tỏ nhờ có quá trình rửa,
lọc và tách đắng bã men bia đã giảm được hàm lượng chất xơ thô có trong bã men bia. Ngoài
ra, các chỉ tiêu cảm quan về màu sắc, mùi, vị của bột bã nấm men bia có qua quá trình rửa và
tách đắng cho thấy đều tốt hơn so với bột bã nấm men bia không qua quá trình rửa tách đắng
của công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc, kết quả này sẽ giúp cho động vật nuôi thích
ứng với thức ăn có trộn với bã nấm men bia có qua quá trình rửa và tách đắng tốt hơn so với
thức ăn có phối trộn với bột bã nấm men bia không qua quá trình tách đắng.
3.3. NGHIÊN CỨU THAY THẾ DINH DƢỠNG TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI
+ Kết quả nuôi thử nghiệm gà cho ăn thức ăn có phối trộn với thành phần là bột bã nấm men
bia sấy khô:
Để đánh giá chất lượng sản phẩm sau quá trình nghiên cứu, học viên đã tiến hành lấy bột bã
nấm men bia phối trộn với các thành phần khác để tạo thức ăn cho gà từ 15 ngày tuổi đến 75
ngày tuổi. Trong thành phần thức ăn của gà, thành phần đậu tương xay được thay thế bằng
bột bã nấm men bia sấy khô.
Việc thay thế đậu tương bằng bột bã nấm men bia sấy khô tạo ra 2 loại sản phẩm thức ăn cho
gà từ 1 ngày tuổi đến 70 ngày tuổi. Học viên bố trí nuôi 2 chuồng gà, mỗi chuồng nuôi 5 con
gà 15 ngày tuổi có trọng lượng trung bình bằng nhau và cho ăn 2 loại thức ăn đã được phối
trộn theo 2 công thức khác (kết quả trọng lượng tăng trưởng của từng con gà được trình bày
ở phụ lục). Sau 2 tháng nuôi kết quả cho thấy như sau:


Bảng 3.16. Kết quả đánh giá trọng lƣợng trung bình của gà sau 2 tháng cho ăn 2 loại
thức ăn khác nhau
Ngày
15
45
75
Gà cho ăn thức ăn trên thị trường
( ký hiệu G1)

0,3 kg

0,86 kg

1,36 kg
Gà cho ăn thức ăn đã được thay đậu tương
bằng bã men bia sấy khô
( ký hiệu G2)

0,3 kg

0,91kg

1,45 kg

Kết quả sau hai tháng cho gà ăn hai loại thức ăn khác nhau được đánh giá qua đồ thị sau:

Biểu đồ 3.2 : Biểu đồ tốc độ tăng trƣởng của gà ăn hai loại thức ăn
khác nhau
Nhận xét: Từ đồ thị cho thấy về tốc độ tăng trưởng của 2 loại gà được ăn hai loại thức ăn
khác nhau là gần tương đương nhau. Tuy nhiên, gà được cho ăn thức ăn có phối trộn bột bã
men bia sấy khô có số cân nặng cao hơn so với gà cho ăn thức ăn phối trộn bằng đậu tương.
Cụ thể trong tháng thứ nhất gà được cho ăn thức ăn có trộn với bột bã nấm men bia có trọng
lượng cao hơn gà ăn thức ăn trộn bột đậu tương xay là 0,05kg và trong tháng thứ hai là
0,09kg. Điều này chứng tỏ khả năng thích ứng của gà với loại thức ăn có trộn với bột bã men
bia sấy khô là rất tốt và bột bã men bia hoàn toàn có thể bán ra thị trường để thay thế cho bột
đậu tương.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN
Từ những nghiên cứu, có thể rút ra một số kết luận sau đây:
 Đặc điểm của bã nấm men bia:
- Khó bảo quản, rất dễ bị phân hủy nếu không được bảo quản, thường bảo quản bã nấm men
bia ở nhiệt độ là 2-5
o
C
- Có nhiều hình dạng khác nhau: hình cầu, hình bầu dục hình ovan, hình quả chanh, hình ống.
Các loại men khác nhau có dạng tế bào khác nhau.
- Kích thước trung bình chiều dài từ 10 – 15 m, chiều rộng từ 2,5 – 10 m tùy thuộc vào
môi trường nuôi cấy.
Kg

t

- Có độ ẩm 83 – 84%, pH khoảng 5 - 6
 Quy trình xử lý bã nấm men bia:
- Bã nấm men bia sau khi thu nhận từ các nhà máy được rửa, lọc qua sàng lọc có kích thước
0,053 µm, tỷ lệ nước hòa loãng / sinh khối là 1,5/1, số lần rửa: 2 lần, nhiệt độ nước rửa và
lắng là 2-5
o
C, thời gian để lắng 4h.
- Sau quá trình lọc bã nấm men bia được tách đắng bằng dung dịch NaOH 0,1N với tỷ lệ
kiềm/sinh khối nấm men bia là 3:1, trong điều kiện pH là 10,2, tốc độ khuấy để tách đắng là
250 vòng/phút, nhiệt độ tách đắng là 25
o
C, thời gian tách đắng: 15 phút.
- Chất lượng bã nấm men bia sau quá trình sấy có độ ẩm trung bình là 12,08% hoàn toàn có

thể bảo quản tốt trong một thời gian dài , độ xơ thô trung bình là 5,1%, hàm lượng Protein
trung bình là 48,58%, đặc biệt là không còn vị đắng trong sản phẩm sau khi sấy. Do đó, bã
nấm men bia hoàn toàn có thể sử dụng tốt để sản xuất thức ăn cho chăn nuôi.
 Kết quả đánh giá về dinh dưỡng trên gà nuôi: sau 2 tháng nuôi thử nghiệm gà được
cho ăn bằng thức ăn chế biến từ sản phẩm bã nấm men bia sấy khô cho thấy bã nấm
men bia hoàn toàn có thể thay thế được bột đậu tương trong thành phần thức ăn cho
gà.

KIẾN NGHỊ
- Tiếp tục nghiên cứu sản xuất bột nấm men với các công nghệ sấy khác nhau để
thu được bột bã nấm men bia có thể phục vụ cho người.
- Xác định hàm lượng vitamin và khoáng còn lại sau quá trình sấy.
- Tiến hành xây dựng quy trình sản xuất bột nấm men từ nấm men bánh mì và nấm
men rượu.



References
Tiếng việt
1. Bộ công nghiệp, tổng công ty rượu bia nước giải khát (1999). Quy hoạch tổng thể phát
triển ngành rượu bia nước giải khát đến năm 2020.
2. Hoàng Đình Hòa (2002). Công nghệ sản xuất malt và bia. Nhà xuất bản Khoa Học và
Kĩ Thuật, Hà Nội.
3. Hoàng Kim Anh (2006). Hoá học thực phẩm. Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật, Hà
Nội.
4. Hồ Xưởng (1996). Công nghệ sản xuất bia. Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật, Hà
Nội.
5. Lương Đức Phẩm (2009). Nấm men công nghiệp. Nhà xuất bản Khoa Học và Kĩ Thuật,
Hà Nội.
6. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2002). Vi sinh vật học. Nhà

xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
7. Nguyễn Văn Việt (chủ biên), Nguyễn Thị Hiền, Trương Thị Hòa, Lê Lan Chi, Nguyễn
Thị Hà (2001). Nấm men bia và ứng dụng. Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội.
8. Nguyễn Văn May (2007). Giáo trình kĩ thuật sấy nông sản thực phẩm. Nhà xuất bản
Khoa Học và Kĩ Thuật, Hà Nội.
9. Phạm Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Vinh (2003). “Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men
bia dư thừa để sản xuất men chiết suất làm gia vị thực phẩm”. Tạp chí đồ uống Việt
Nam, số 9, trang 28-29.
10. Trần Thị Thanh (2009). Công nghệ Vi sinh. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
11. Trương Thị Hòa (2004). Nghiên cứu sử dụng nấm men bia và nấm men đỏ trong công
nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc. Báo cáo đề tài cấp bộ, Viện Công nghệ
Thực phẩm.
12. Trương Thị Minh Hạnh_bộ môn công nghệ Sinh học – Thực phẩm (2006). Bài giảng
công nghệ sản xuất protein, axit amin và axit hữu cơ. Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
13. Trịnh Vinh Hiển (2010). Nghiên cứu sử dụng bột protein nấm men sản xuất từ phụ
phẩm men bia làm thức ăn cho lợn nuôi thương phẩm. Viện Chăn nuôi.
14. Nguyễn Phương (2009). “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo
thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền và bột nấm men giàu protein và khoáng chất”.
Đề tài nghiên cứu cấp bộ, trung tâm Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà
Nội (Sở KH&CN Hà Nội).
15. Nguyễn Thị Hoàng Anh, Trịnh Vinh Hiển, Bùi Thị Thu 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.
16. Novozymes. Giới thiệu ngắn về enzym ứng dụng trong công nghiệp Protein.
17. Vũ Thị Thư, Vũ Kim Bảng, Ngô Xuân Mạnh (2001). Giáo trình thực tập Hóa sinh.
Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.

Website
18. Doanh nhân Việt Nam toàn cầu. Châu Á đứng đầu thế giới về sản xuất bia năm 2009.
Cập nhật thứ 5, ngày 12/08/2010 17:24.

/>2009.htm. Truy cập thứ 2, 25/4/2011.
19. Lạm phát cao, sản xuất bia vẫn tăng trưởng mạnh. Cập nhật
19/09/2008. Truy
cập thứ 2, 25/4/2011.

Tiếng Anh
20. AOAC officical method of analysis (1984).
21. Bishop, L. R. (1967). "European Brewery Convention. The E.B.C. scale of
bitterness". J. Inst. Brew. 73: 525.
22. John Conway, Hélène Gaudreau và Claude P. Champagne (2001). “The effect of the
adition of proteases and glucanases during yeast autolysis on the production and
properties of yeast extracts”. Can. J. Microbiol. 47: 18 – 24.
23. Jurgens M. H., Rikabi R. A., Zimmerman D. R. (1997). The effect of dietary dry yeast
supplement on performance of sows during gestation- lactation and their pigs. J ANIS
SCI, 75, p. 593-597.
24. Kogan G., Kocher A. (2007). Role of yeast cell wall polysaccharides in pig nutrition
and health protection. Livestock Science, 109, p.161-165.
25. Le Mieux F., Naranijo, T.D. Bidner, and L.K. Southern, PAS (2010). Effect of dried
brewers yeast on growth performance of nursing and weanling pigs. The professional
Animal Scientist, 26, p. 70 – 75.
26. Nand, K. (1987). Debittering of spent brewer’s yeast for food purpose. Die Nahrung,
31, p.127.
27. Nagodawithana, T. (1992). “Yeast – deriver flavors and flavor enhancers and their
probable mode of action”. Food technol. 46 (11): 138 – 143.
28. Novo enzym process divion. Yeast extracts. Application sheet.
29. Paul Buttrick (2006) Recovery of beer from tank bottoms– a review. The BREWER
& DISTILLER • Volume 2 • Issue 4 • April
30. Steward, G. G. (1981). “The genetic manipulation of industrial yeast strains”. Can. J.
Microbiol. 27: 973 – 990.
31. Trivedi, N. B . and G. K. Jacobson (1986). “Baker’s yeast”. CRC Critical Rev.

Biotechnol. 24: 75 – 109.