tiểu luận công nghệ thực phẩm Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là
trung thực và chưa hề được sử dụng.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khoá luận này đã
được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong khóa này đã được ghi rõ
nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Thị Phương
i
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của
bản thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và
tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Xuân
Bang – giảng viên Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp
Hà Nội, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện và
hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Lê Huy Thương – giảng
viên Khoa Cơ Điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng
dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực tập tại Khoa Cơ Điện.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Công
Nghệ Thực Phẩm đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện khóa luận tốt
nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của anh Nguyễn Danh Tuyên –
Giám đốc công ty cổ phần 1954 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi
thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã bên cạnh giúp

đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian tôi thực hiện khóa
luận tốt nghiệp này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Thị Phương
ii
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
MỤC LỤC
iii
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Lượng bia tiêu thụ theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009Error:
Reference source not found
Bảng 2.2. Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11] Error:
Reference source not found
Bảng 2.3. Sản lượng và mức tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2005 và
2010 ở Việt Nam Error: Reference source not found
Bảng 4.1. Thành phần hóa học của bã nấm men trước khi lọc Error: Reference
source not found
Bảng 4.2. Thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọcError: Reference source
not found
Bảng 4.3. Lựa chọn bề dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70
o
C Error:
Reference source not found
Bảng 4.4. Lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men ở bề dày 15mm
Error: Reference source not found
Bảng 4.5. Lựa chọn nhiệt độ thích hợp để sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86%
Error: Reference source not found
Bảng 4.6. Thành phần hóa học của bột nấm men thành phẩm Error: Reference

source not found
Bảng 4.7. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun Error: Reference
source not found
Bảng 4.8. Thành phần axit amin trong bột nấm men Error: Reference source not
found
iv
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
DANH MỤC HÌNH - ĐỒ THỊ
Hình 3.1. Sơ đồ sản xuất bột nấm men Error: Reference source not found
Hình 4.1. Bột nấm men sấy khay ở nhiệt độ 80
o
C, bề dày 15mmError: Reference
source not found
Hình 4.2. Bột nấm men sấy phun ở nhiệt độ 250
o
C, độ ẩm 86%. Error: Reference
source not found
Hình 4.3. Bột nấm men đóng gói chân khôngBảng 4.9. Thành phần axit amin trong
bột nấm men Error: Reference source not found
Đồ thị 4.1. Đồ thị thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc Error: Reference
source not found
Đồ thị 4.2. Ảnh hưởng của bề dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy Error:
Reference source not found
Đồ thị 4.3. Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ sấy Error: Reference source
not found
Đồ thị 4.4. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy khay Error: Reference
source not found
Đồ thị 4.5. Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun.Error: Reference source
not found
Đồ thị 4.6. So sánh hàm lượng ẩm của nguyên liệu, bột nấm men sấy khay, bột

nấm men sấy phun Error: Reference source not found
Đồ thị 4.7. So sánh hàm lượng protein trong nguyên liệu, trong bột nấm men sấy
khay, bột nấm men sấy phun Error: Reference source not found
v
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
PHẦN MỘT
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Protein là nguồn nitơ duy nhất cho người và động vật. Trong quá
trình tiêu hoá protein phân giải thành khoảng 20 axit amin thành phần, trong
đó có 8 axit amin
không
thay thế (hoặc 9 đối với trẻ em, 10 đối với lợn và 11
đối với gia cầm) cần phải có sẵn trong thức ăn.
Nếu
không nhận được các axit
amin này cơ thể sẽ bị bệnh hoặc
chết [12].
Nhu cầu protein của người dao động trong khoảng 80
–

120g/ngày
[4,12]. Nguồn protein cung cấp chủ yếu cho người và động vật từ trước tới nay
là nguồn protein đa bào.
Tuy nhiên, do tốc độ phát triển dân số quá nhanh nên
nguồn protein này không còn đủ để
cung
cấp cho nhu cầu ngày càng tăng của
con người. Hiện nay trên thế giới có khoảng 2/3 dân số đang
đứng

trước thực
trạng thiếu protein, còn 1/3 dân số lại được cấp số lượng protein dư thừa so với
nhu
cầu [5,10,12]. Thập niên gần đây, thế giới đặc biệt quan tâm tới nguồn
protein từ thực vật và vi sinh vật [5,10,14]. Sở dĩ, giờ đây người ta quan tâm tới
nguồn protein từ thực vật và vi sinh vật là vì: sự thiếu hụt protein do tăng dân số
trên toàn cầu; khoa học đã chứng minh nguyên nhân chính dẫn đến các bệnh về
tim mạch, huyết áp là do sử dụng nhiều protein động vật; những năm qua xuất
hiện các bệnh lây từ động vật sang người [10,12].
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 [13,15]. Nấm men còn cung cấp
vitamin B tự nhiên phong phú, chứa nhiều enzym kích tố có ảnh hưởng tốt tới
1
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
quá trình trao đổi chất, nhưng không gây độc hại cho cơ thể [5,10,13]. 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 [4,13,15]. 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 [13,15]. 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 chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã
nấm men bia”. Công việc này một mặt làm gia tăng giá trị của bã nấm men bia,
góp phần bổ sung một lượng protein cho người và gia súc giải quyết vấn đề thiếu
hụt protein hiện nay và làm giảm ô nhiễm môi trường.
2
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
1.2. MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
1.2.1. Mục đích
Lựa chọn chế độ sấy thích hợp cho quá trình sấy bã nấm men để sản xuất
bột nấm men có độ ẩm 7 – 8% phục vụ cho ngành công nghệ thực phẩm.
1.2.2. Yêu cầu
- Nghiên cứu các yếu tố trong nguyên liệu thay đổi trong quá trình sấy:
+ Độ ẩm
+ Hàm lượng Protein
- Lựa chọn các yếu tố thích hợp cho quá trình sấy:
+ Nhiệt độ
+ Độ ẩm nguyên liệu
+ Độ dày lớp nguyên liệu
+ Thời gian sấy
+ Năng lượng sấy
3
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
PHẦN HAI

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN
Nấm men bia là loại vi sinh vật đơn bào, không có khả năng di động. Tế
bào nấm men có nhân thật, thuộc lớp Fungi, phân lớp Ascomycetes (phân lớp có
khả năng tạo bào tử), họ Saccharomycetaceae [5]. Trong họ này, giống quan
trọng có ứng dụng nhiều nhất là giống Saccharomyces.
Trong sản xuất bia thường dùng các chủng nấm men chìm thuộc loài
S.carlsbergensis, có khi dùng các chủng nấm men nổi thuộc loài S.cerevisiae
[10].
2.1.1. Đặc tính
2.1.1.1. Đặc điểm hình thái
Tế bào nấm men có hình dạng và kích thước đa dạng, phụ thuộc vào
giống, loài. Tế bào nấm men thường có hình ovan hoặc hình cầu, khi nấm men
già có hình ovan dài hoặc hình sợi [5]. Tùy vào chủng nấm men mà tế bào có
kích thước khác nhau. So với các vi sinh vật khác tế bào nấm men có kích thước
tương đối lớn: đường kính khoảng 7µm và chiều dài từ 8 – 12µm [5].
2.1.1.2. Đặc điểm cấu tạo
Tế bào nấm men là tế bào có nhân thật được cấu tạo từ các thành
phần chủ yếu sau:
 Thành tế bào [5,7]
Thành tế bào nấm men dày khoảng 15 – 25nm, có độ bền chắc, có nhiều
lỗ nhỏ li ti đường kính khoảng 3,6nm để chất dinh dưỡng có thể đi qua. Trong
thành tế bào có chứa 10% protein (tính theo khối lượng chất khô), trong số
4
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
protein này có một phần là các enzym. Trên thành tế bào còn thấy một lượng
lipit nhỏ.
Thành tế bào được cấu tạo gồm có ba lớp: Lớp trong cùng có cấu tạo từ β
– Glucan không tan trong kiềm, lớp giữa cấu tạo từ β – Glucan hòa tan, lớp
ngoài cùng được cấu tạo từ mannanphosphoryl, ngoài ra còn có kitin.

Mannan là hợp chất cao phân tử của D – mananoza, rất phân nhánh.
Thường mannan liên kết với protein theo tỷ lệ 2:1 tạo thành hợp chất polyme
peptidomannan – có vai trò trong việc kết lắng của nấm men vì có khả năng gắn
với ion Ca
2+
nhờ nhóm phosphat hoặc nhóm cacboxyl của nó.
Glucan là hợp chất cao phân tử của D – glucoza có cấu trúc phân nhánh
góp phần tạo nên độ cứng cho thành tế bào. Giữa lớp ngoài cùng và lớp giữa có
chứa các enzym: invertaza, phosphataza, β – glucosidaza, proteaza…
Kitin là hợp chất cao phân tử của N – acetylglucosamin thường tập trung
ở phía bầu mô, rất bền vững, không bị phá hủy nên có tác dụng bảo vệ chồi khi
chồi còn non. Hàm lượng của chúng trong tế bào khoảng 1%.
 Màng nguyên sinh chất
Màng nguyên sinh chất nằm sát tế bào, chiều dày không quá 0,1nm, thành
phần chủ yếu là: protein, phospholipit, enzym permeaza [5]. Đây là một màng
bán thấm điều chỉnh sự thấm qua tế bào các chất dinh dưỡng cần thiết và có lợi
cho tế bào (đường đơn giản, nitrogen, phosphorous…) đồng thời thải ra ngoài
các chất cặn bã (CO
2
, rượu, axit…).
 Nguyên sinh chất
Nguyên sinh chất là hệ keo được cấu tạo chủ yếu từ protein,
hydratcacbon, lipit, chất khoáng, nước và các hợp chất khác nữa [5]. Nước trong
tế bào chất chiếm tới 90% ở dạng tự do để hòa tan các chất trước khi tham gia
vào các phản ứng trao đổi chất và dạng liên kết [5]. Nguyên sinh chất thường có
5
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
màu xám và có thể thay đổi trong quá trình sinh trưởng, phát triển của nấm men.
Lúc tế bào còn non, nguyên sinh chất tương đối đồng nhất, càng về già nguyên
sinh chất càng không đồng nhất do xuất hiện nhiều không bào, các giọt chất béo,

các hạt polyphosphat và lipoit [5].
Nguyên sinh chất có nhiệm vụ hòa tan các chất dinh dưỡng và liên kết các
cơ quan với nhau, là nơi xảy ra các phản ứng sinh hóa nội bào.
 Nhân
Tế bào nấm men có nhân thật, nhân thường có hình bầu dục hoặc hình
cầu. Nhân tế bào nấm men được bao bọc bởi một vỏ có có hai màng: Màng phía
trong có tác dụng giới hạn nhân, màng phía ngoài liên hệ mật thiết với mạng
lưới nội chất. Trong nhân chứa AND, ARN và 16 đôi nhiễm sắc thể [5].
 Mạng lưới nội chất
Ở nấm men mạng lưới nội chất có chiều dày khoảng 40 – 50 µm [6,7].
Trên bề mặt của chúng có định vị nhiều loại enzym khác nhau. Mạng lưới nội
chất có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và đồng hóa thức ăn ở tế bào
nấm men.
 Không bào
Trong mỗi tế bào nấm men có một hoặc nhiều không bào [5]. Không bào
có tính thẩm thấu cao, là nơi tích lũy các sản phẩm trao đổi chất trung gian, các
enzym thủy phân, enzym oxy hóa – khử, các polyphosphat, lipit, các hợp chất
trung gian của tế bào có phân tử lượng thấp và các ion kim loại [5,6]. Ngoài tác
dụng của một kho dự trữ, không bào còn có chức năng điều hòa áp suất thẩm
thấu của tế bào.
 Ty thể
6
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
Ty thể được xem như nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động.
Ty thể chứa nhiều enzym khác nhau như: oxydaza, xytocromoxydaza,
peroxydaza, phosphataza… [7]. Ty thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từ
khoảng 30% chất béo và 60 – 70% protein, trong số protein này có khoảng 25 –
75% ở dạng protein cấu trúc [5].
 Bộ máy Golgi
Có vai trò trong việc đào thải các sản phẩm dị hóa và có liên quan đến quá

trình sinh tổng hợp các bộ phận của thành tế bào.
2.1.2. Ứng dụng
Nấm men được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như:
sản xuất rượu, bia, sản xuất men bánh mỳ, sản xuất các chế phẩm enzym, sản
xuất protein đơn bào, sản xuất dược phẩm, sản xuất thực phẩm dinh dưỡng, sản
xuất thức ăn gia súc…
Với hàm lượng cao về protein cùng những chất có giá trị như: vitamin và
các chất khoáng, nấm men đóng vai trò quan trọng như là một nguồn bổ sung
các chất dinh dưỡng có giá trị vào thức ăn cho người và cho gia súc [10]. Những
sản phẩm chế biến từ nấm men cũng được ứng dụng rộng rãi trong y dược do nó
có thể tăng cường sức khỏe cho con người, tăng khả năng chịu đựng và chống
đỡ các bệnh truyền nhiễm, giảm sự mệt nhọc khi làm việc quá sức [7]. Ngoài ra
nấm men là một nguồn cung cấp protein đáng kể cho sản phẩm bột dinh dưỡng
trẻ em, góp phần khắc phục tình trạng thiếu protein và năng lượng trường diễn ở
trẻ nhỏ [11].
Trong công nghiệp thực phẩm, nấm men được sử dụng trong công nghiệp
sản xuất bia, rượu, nấm men bánh mỳ để tăng cường mùi vị, giá trị dinh dưỡng
cho sản phẩm.
7
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
Người ta cũng dùng nấm men để để điều trị một số bệnh thiếu chất dinh
dưỡng hoặc bệnh phá hoại cân bằng trao đổi chất ở trong cơ thể . Đặc biệt nếu
chiếu các tia tử ngoại vào nấm men người ta sẽ thu được vitamin D – dùng để
ngăn chặn bệnh còi xương ở trẻ em. Một số phân tích cho biết trong mỗi gam
nấm men khô đã chiếu tia tử ngoại thường chứa đến 10.000 – 20.000 IU vitamin
D [6].
Nấm men còn được dùng để sản xuất các chế phẩm trong công nghiệp
dược và hóa chất như: vitamin, enzym, axit nucleic, glutation, các dịch protein
hòa tan, các dịch nước chiết của nấm men… [7]. Đây là là những chế phẩm có
vai trò quan trọng, không những phục vụ cho mục đích nâng cao sức khỏe của

con người mà còn là nguồn nguyên liệu thiết yếu trong ngành công nghệ sinh
học.
2.2. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA NẤM MEN
Người ta chia các hợp chất trong tế bào nấm men ra thành nước và các
chất khô gồm: protein, gluxit, lipit, tro, vitamin, nguyên tố vi lượng và một số
chất có hoạt tính sinh học.
2.2.1. Nước
Trong tế bào nấm men sống, nước chiếm tỷ lệ khá cao khoảng 75 – 85%
trọng lượng tế bào [11]. Nước trong tế bào gồm 2 dạng: nước tự do và nước liên
kết.
Nước tự do trong tế bào có tác dụng hoà tan các chất vô cơ, hữu cơ. Hàm
lượng nước tự do có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bên ngoài, trạng thái tế
bào, lứa tuổi. Sự mất nước tự do có thể làm rối loạn sự trao đổi chất của tế bào
nấm men.
Nước ở dạng liên kết nằm trong tế bào chất, đóng vai trò quan trọng trong
đời sống tế bào. Nước này liên kết với các hợp chất thể keo của tế bào bằng hấp
8
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
thụ hoặc nối hóa học, còn gọi là nước cấu tạo. Nước cấu tạo khó tách khỏi tế bào
và khi mất đi sẽ phá vỡ cấu tạo tế bào, tế bào nấm men sẽ chết.
2.2.2. Protein
Protein là thành phần quan trọng nhất của tế bào nấm men, chiếm chủ yếu
trong phần chất khô của tế bào, thường là 40 – 60% trọng lượng chất khô, gồm
protein đơn giản và protein phức tạp (lipoprotein và nucleprotein) [10,12].
Protein ở hầu hết các bộ phận của tế bào nấm men trong đó tập trung chủ yếu ở
vách tế bào và ở màng nguyên sinh chất của tế bào (chiếm 10% trọng lượng khô
của vách tế bào và 50% trọng lượng khô của màng nguyên sinh chất) [5,7]. Về
tính chất, protein của nấm men gần giống protein nguồn gốc động vật, có chứa
khoảng 20 loại axit amin, trong đó có đủ các loại axit amin không thay thế với
thành phần cân đối hơn so với lúa mì, kém ít hơn so với sữa bột, bột cá và các

sản phẩm động vật nói chung [5,10,12].
2.2.3. Gluxit
Gluxit chiếm 10 – 30% chất khô tế bào nấm men, trong đó 2 – 3% là
riboza, còn lại phần lớn là các polysaccarit thường gặp như: glucogen, trehaloza,
mana, glucan, kitin, xenluloza, hemixenluloza và D – mananoza [11]. Manan,
glucan là hai thành phần hóa học chủ yếu của vách tế bào, ngoài ra còn có kitin
là thành phần hidratcacbon lớn thứ ba trong thành tế bào và là một polyme của
N, acetyl – glucosamin [5,7].
2.2.4. Lipit
Lipit rất phụ thuộc vào thành phần môi trường thức ăn và loài nấm men.
Có khoảng 1 – 3% lipit ở dạng trung tính như: các este phức tạp của glyceryl,
lipit, phospholipit, steroit, và các axit béo bậc cao [11].
Lipit trong tế bào ở dạng tự do hay kết hợp. Chúng đóng vai trò quan
trọng vì trong nguyên sinh chất chúng liên kết với nhau tạo thành hệ sợi mixel
9
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
hay kết hợp với protein tạo thành lipoprotein, cơ sở chính để xây dựng nên tế
bào.
2.2.5. Vitamin
Nấm men rất giàu vitamin, chủ yếu là vitamin nhóm B và vitamin nhóm
D. Trong 1g chất khô của nấm men chứa khoảng: 300μg vitamin B1, 40μg
vitamin B2, 50μg vitamin B6, 600μg vitamin PP, 80μg axit pantotenic, 25μg
axit foleic,1μg biotin và 500μg inozit [2]. Ngoài ra trong nấm men còn có
vitamin E và nhiều hợp chất khác. Tất cả các chất hoạt tính sinh học này được
chứa trong nấm men với một tỉ lệ hết sức hài hòa, chính vì thế mà tác dụng của
chúng đến trạng thái sinh lý của các cơ thể sống là rất rõ nét.
2.2.6. Enzym
Tế bào nấm men chứa một tập hợp các enzym rất phong phú, đa dạng như
enzym dehydrogenaza, phosphoglycerat kinaza, alcohol dehydrogenaza [5].
Các enzym này thường nằm trong một bộ phận nào đó của tế bào như ty thể,

nhân, vách tế bào hay hòa tan trong nguyên sinh chất. Enzym trong tế bào gồm
hai loại chính: enzym nội bào và enzym ngoại bào. Enzym nội bào làm tăng các
phản ứng hóa học của các quá trình hô hấp lên men và các phản ứng dẫn đến tạo
thành nguyên sinh chất của tế bào. Enzym ngoại bào chuẩn bị thức ăn trong môi
trường xung quanh, chuyển các hợp chất không hòa tan thành các chất hòa tan
và dễ đồng hóa.
2.2.7. Các nguyên tố khoáng và vi lượng
Ngoài các nguyên tố hữu cơ C, N, O, H, trong tế bào nấm men còn có các
nguyên tố tro P, S, K, Ca, Mg, Fe, Na, Clo, Ba và các nguyên tố vi lượng B, Mo,
Zn, Cu, I [5]. Các nguyên tố này tuy chỉ chiếm 2 – 14% tổng lượng chất khô có
trong tế bào nấm men nhưng đóng vai trò vô cùng quan trọng [11].
10
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
2.3. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NGUỒN SINH KHỐI NẤM MEN BIA DƯ
THỪA
2.3.1. Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa trên
thế giới
Cùng với các ngành công nghiệp khác, sản xuất bia trên thế giới là một
ngành công nghiệp có bước phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, có sự phân bố
không đồng đều về sản lượng bia giữa các châu lục. Trong những thập niên cuối
của thế kỉ XX, sản lượng bia tập trung chủ yếu ở khu vực Châu Âu và Bắc Mỹ
[1]. Trong những năm gần đây, do có sự chuyển dịch từ phương thức thâm nhập
thị trường bằng hàng hóa sang đầu tư sản xuất ở các nước sở tại, kết quả đã làm
thay đổi cơ cấu sản lượng bia trên thị trường thế giới. Châu Á trở thành khu vực
đứng đầu về sản lượng bia trên thế giới [18]. Bảng 2.1 cho thấy sản lượng bia ở
một số khu vực trong năm 2008 và năm 2009.
Bảng 2.1. Lượng bia tiêu thụ theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009
Khu vực 2008 2009
Tổng sản lượng (tỷ lít) 180 181
Châu Á – Thái Bình Dương (tỷ lít) 55,44 58,67

Châu Âu (tỷ lít) 57,96 55,15
(Theo số liệu của Viện nghiên cứu Lối sống và Thực phẩm Kirin [18])
Như vậy, trong khi sản xuất bia ở các nước Châu Âu có chiều hướng giảm
thì sản lượng bia của các nước Châu Á lại tăng nhanh. Tổng sản lượng bia thế
giới 181 tỷ lít, phá vỡ kỉ lục trong 25 năm qua [18].
Với mức tăng trưởng này của ngành công nghiệp sản xuất bia thì lượng
nấm men dư thừa thải ra ngày một nhiều. Khi lên men 1 hectolit dịch đường
thường nhận được khoảng 2 lít men đặc bẩn. Sau khi rây và rửa sạch, lượng đó
còn lại là 1,5 lít. Tuy nhiên, chỉ có 0,5 lít trong đó được dùng để lên men mẻ sau,
11
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
1 lít còn lại là dư thừa. Nếu công suất của một nhà máy bia là 10 triệu lít/năm thì
hàng ngày lượng sinh khối đặc dư thừa sẽ là từ 300 – 350 lít [2]. Tận thu được
lượng phế liệu đó không những góp phần làm giảm sự ô nhiễm môi trường mà
còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Việc tận dụng nguồn sinh khối nấm men bia đã và đang được nhiều nước
trên thế giới quan tâm chú ý đến. Trong đó Nhật Bản là nước sản xuất và sử
dụng nhiều nhất nấm men bia và các sản phẩm có chứa bột nấm men bia. Tại
đây, bột nấm men được xếp vào nhóm các loại sản phẩm gia vị tự nhiên. Mức
tiêu thụ bột nấm men chiết suất so với các loại gia vị khác được trình bày ở bảng
sau:
Bảng 2.2. Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11]
Loại Nguồn gốc
1997 2000
Sản xuất
(tấn/năm)
Số lượng
bán
(tỷ yên)
Sản xuất

(tấn/ năm)
Số lượng
bán
(tỷ yên)
Dịch chiết
Cá 28 000 25,0 42 000 38,0
Động vật 50 000 26,5 85 000 42,5
Rau 5 100 5,9 6 900 6,9
Tổng 83 100 5,4 133 900 87,4
Axit amin
Rau thủy
phân
20 830 20,0 14 490 14,14
Động vật
thủy phân
13 500 13,5 11 220 11,2
Hợp chất 7 940 7,9
Tổng 34 330 33,5 33 650 33,5
Bột nấm men Nội địa 5 590 5,6 7 500 7,5
Nhập khẩu 1 100 1,1 1 500 1,5
12
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
chiết xuất
Tổng 6 690 6,7 9 000 9,0
Tổng cộng 124 120 97,6 176 550 129,9
Nhật Bản đã có nhiều cố gắng tận thu nguồn nguyên liệu quý báu này từ
các nhà máy bia trong nước, hằng năm thu được 7 574 tấn dưới các dạng khác
nhau [11].
Trong công nghiệp thực phẩm, tại Nhật cũng như nhiều nước khác, sinh
khối nấm men được sản xuất thành xì dầu, được bổ sung vào các sản phẩm mỳ

ống, bánh mì, bánh nướng làm tăng hàm lượng protein trong sản phẩm. Đặc biệt
ở Nhật, các sản phẩm tăng lực như viên đạm được sản xuất và tiêu thụ nhiều. Sử
dụng viên đạm để nấu các bữa ăn nhanh hay sử dụng như các chất gia vị được
chế biến sẵn có nhiều tiện ích như tiết kiệm được thời gian, tái tạo năng lượng
nhanh, không sợ béo phì…
2.3.2 Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa ở
Việt Nam
Những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam cũng đã
có những bước phát triển mạnh mẽ. Năm 2009, sản lượng bia tăng 24,3% so với
năm 2008 [18]. Căn cứ vào mức tăng dân số, ngành rượu bia nước giải khát dự
kiến trong những năm tới, nhu cầu về bia ở nước ta còn tăng [1]. Mức tiêu thụ
bình quân đầu người và tổng sản lượng bia ở Việt Nam trong chiến lược phát
triển của ngành được thể hiện ở bảng 2.3.
Bảng 2.3. Sản lượng và mức tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2005
và 2010 ở Việt Nam
Chỉ tiêu Đơn vị
Năm
2005 2010
Mức tiêu thụ bình quân Lít/người/năm 15 28
Sản lượng Tỷ lít 1,5 3,0
(Bộ công nghiệp [1])
13
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
Với mức tăng trưởng như vậy, sản lượng bia sẽ là những con số khổng lồ,
không chỉ phục vụ thị trường trong nước mà còn xuất khẩu ra nước ngoài. Như
vậy, có một lượng lớn sinh khối nấm men bia dư thừa được tạo ra. Một phần
lượng nấm men này được bán cùng với các phế phẩm bã bia khác cho các hộ gia
đình chăn nuôi làm thức ăn thô cho tôm cá và các loại gia súc gia cầm. Vì làm
thức ăn ở dạng tươi, khó bảo quản và vận chuyển nên chỉ một lượng nhỏ được
sử dụng. Phần lớn lượng sinh khối nấm men này được nhà sản xuất cho thủy

phân trong môi trường axit rồi xả ra ngoài môi trường. Nấm men thải ra ngoài
môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường đất và nước, gây lãng phí nguồn dinh
dưỡng quý giá. 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]. Giải
quyết vấn đề thiếu hụt protein trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi gia súc và gia cầm
là một nhiệm vụ rất quan trọng đối với ngành kinh tế quốc dân [5]. Cân đối được
dinh dưỡng chăn nuôi sẽ có hiệu quả kinh tế to lớn. Một trong những biện pháp hữu
hiệu giải quyết sự thiếu hụt protein này là tận thu nguồn nấm men dư thừa trong sản
xuất bia.
Nhằm khai thác hiệu quả hơn nguồn protein trong sinh khối nấm men bia,
ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng nấm men bia cho công
nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc như: “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” [14], “Nghiên cứu sử dụng nấm men bia
và nấm men đỏ trong công nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc”[11],
“Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men bia dư thừa để sản xuất men chiết suất
làm gia vị thực phẩm” [9], “Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bia
làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi” [15]…
14
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
Mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề này, song vẫn chưa áp dụng
được nhiều vào thực tế. Hiện nay các nhà máy sản xuất bia vẫn thải sinh khối
nấm men dư thừa ra ngoài môi trường do chưa có nhiều nhà máy thu mua để chế
biến phế phụ phẩm này. Ngành thức ăn chăn nuôi vẫn phải nhập khẩu các
nguyên liệu giàu đạm như khô đậu tương và thậm chí cả bột nấm men. Tận thu
nguồn protein từ nấm men bia sẽ là đường hướng đem lại hiệu quả kinh tế cao
và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
2.4. ĐẠI CƯƠNG VỀ SẤY VÀ CÁC THAY ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH
SẤY BÃ NẤM MEN

2.4.1. Cơ sở lý thuyết quá trình sấy
Bản chất của quá trình sấy là quá trình tách nước trong nguyên liệu, nhằm
hạn chế thủy phân của sẩn phẩm tới độ ẩm an toàn để bảo quản hạn chế đến mức
tối thiểu sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật [8]. Lượng ẩm lớn có quan
hệ mật thiết với sự phát triển của vi sinh vật và hoạt động của các enzym có
trong sản phẩm.
Quá trình nước từ vật ẩm bay hơi kèm theo sự thu nhiệt nên nếu không
cung cấp nhiệt sẽ làm chậm quá trình thoát hơi nước. Muốn sấy nhanh phải cung
cấp nhiệt ngoài vào làm tăng nhiệt độ của vật liệu sấy.
Quy luật thay đổi ẩm được đánh giá bằng tốc độ sấy. Thời gian cần làm
khô vật liệu trong quá trình sấy phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển
động của tác nhân sấy, bề dày của vật liệu sấy… Mặc dù vậy nhưng quy trình
thay đổi độ ẩm của phần lớn các các sản phẩm sấy có dạng như sau :
W, T
W E
15
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
B C

D
w
cb
t
0 T
0
T
1
T
3
Qua đồ thị ta thấy: quá trình sấy được chia làm 3 giai đoạn [8]:

- Giai đoạn đầu ứng với thời gian rất ngắn T
0
làm nóng vật liệu, đưa vật
liệu từ nhiệt độ thấp lên nhiệt độ cao, có thể bay hơi được. ở giai đoạn này nhiệt
độ sấy tăng nhanh, tốc độ sấy cũng tăng nhanh, độ ẩm vật liệu giảm không đáng
kể.
- Giai đoạn 2 ứng với thời gian T
1
, giai đoạn này tốc độ sấy không thay
đổi. Toàn bộ nhiệt từ không khí truyền vào cho vật liệu dùng dể bốc hơi nước.
Nhiệt độ vật liệu hầu như không đổi và bằng nhiệt độ hơi nước bốc ra, độ ẩm vật
liệu giảm xuống rất nhanh( giai đoạn BC). Giai đoạn này chủ yếu tách nước tự
do trong vật liệu.
- Giai đoạn 3 ứng với thời gian T
3
, tốc độ sấy giảm, độ ẩm vật liệu giảm
dần, giai đoạn này diễn ra cho đến khi đạt độ ẩm cân bằng (D) thì tốc độ sấy
bằng 0, quá trình sấy dừng lại. Cuối giai đoạn này lượng ẩm liên kết bền nhất bị
tách ra. Nhiệt cung cấp một phần để bốc hơi, một phần để vật liệu tiếp tục nóng
lên. Nhiệt độ vật liệu sấy tăng cho đến khi vật liệu đạt được độ ẩm cân bằng thì
nhiệt độ vật liệu bằng nhiệt độ tách nhân sấy (E). Vì vậy ở giai đoạn này vẫn giữ
nhiệt độ tác nhân sấy không vượt quá nhiệt độ cho phép của vật liệu.
2.4.2. Ưu điểm của quá trình sấy
Trong nhiều ngành, đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm thì sấy có rất
nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác. Một số ưu điểm chính:
16
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
- Sấy giúp thời gian bảo quản được lâu hơn, bởi vì mục đích của quá trình
sấy là làm giảm độ ẩm vật liệu sấy đến độ ẩm an toàn. Nhiệt độ cao trong quá
trình sấy có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây hại, làm giảm hoạt động của

các enzym và tạo ra những biến đổi có lợi. Độ ẩm thấp khiến vi sinh vật gây hư
hỏng thực phẩm không thể phát triển.
- Sấy làm giảm khối lượng và kích thước của vật liệu sấy nên giảm được
chi phí vận chuyển và bảo quản.
- Đối với một số sản phẩm thực phẩm, sấy tạo ra những sản phẩm có đặc
tính thuận tiện cho khách hàng sử dụng hoặc cho quá trình chế biến tiếp theo.
- Sấy là phương pháp chế biến có chi phí thấp hơn so với một số phương
pháp khác. Khi sấy nông sản chi phí bằng khoảng 5% so với bảo quản nông sản
ở nhiệt độ thấp [8]. Trên thế giới sấy được áp dụng rất rộng rãi và đã tạo ra
nhiều sản phẩm có hương vị đặc trưng rất nổi tiếng như: cà phê, sữa bột…
2.4.3. Các phương pháp sấy
 Phương pháp sấy dẫn truyền nhiệt (sấy tiếp xúc)
Vật liệu sấy được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cấp nhiệt có đảo trộn hoặc
không. Năng lượng cấp cho bề mặt vật nóng có thể lấy từ ngọn lửa, năng lượng
điện, hoặc hơi nước. Phương pháp này được sử dụng trong những máy thủ công,
sấy những vật liệu rắn dạng rời ở quy mô hộ gia đình.
 Phương pháp sấy đối lưu nhiệt
Sấy đối lưu nhiệt là phương pháp dùng tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm,
tốc độ phù hợp làm ẩm trong vật sấy bay hơi ra theo tác nhân sấy. Tác nhân sấy
có thể chuyển động tự nhiên hay cưỡng bức. Tác nhân sấy thường là không khí
nóng, khói lò.
 Phương pháp sấy bức xạ
17
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ
vật bức xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm khỏi vật sấy, làm giảm
độ ẩm của nó đến mức theo yêu cầu.
Phương pháp này có thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên như phơi nắng
hoặc dùng các tia bức xạ nhân tạo như tia phát ra từ đèn hồng ngoại dạng tấm
hay thanh điện trở. Tuy nhiên trong công nghệ thực phẩm, phương pháp này làm

cho chất lượng không như ý muốn (cong vênh, nứt vỡ, biến màu…) do quá trình
trao đổi nhiệt có cường độ mạnh hơn.
 Phương pháp dùng điện cao tần
Người ta dùng nguồn điện cao tần để tạo ra các cực điện, các phần tử ẩm
dịch chuyển giữa hai tấm cực đó nhờ máy điều chỉnh thành dòng một chiều có
điện áp cao (4000V – 10000 V). Trong dòng điện có tần số cao, các phần tử ẩm
dao động mạnh cọ sát tạo ra nhiệt đốt nóng nhanh và được sấy khô.
Vì trong nấm men có hàm lượng protein cao và nhiều vitamin nên khi sấy
khô thường ở nhiệt độ thấp để protein không bị biến tính, sấy nhanh hạn chế sự
mất mát vitamin. Phương pháp sấy thường được áp dụng là sấy tiếp xúc, sấy đối
lưu (sấy phun và sấy khay).
Ngoài ra còn một số phương pháp sấy khác chi phí khá cao nên không
phổ biến như: Sấy thăng hoa, sấy chân không.
2.4.4. Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm
Tất cả sản phẩm đều chịu thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau đó.
Yêu cầu đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn
chế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quả
kinh tế một cách tốt ưu nhất.
Xét về bản chất, trong những thay đổi trong quá trình sấy có thể chia ra:
18
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
- Những thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy vỡ
- Những thay đổi hoá lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bị
thay đổi.
- Những thay đổi hoá sinh: do sự oxy hóa của chất béo, phản ứng sẫm
màu phi enzym, phản ứng enzym …
- Những thay đổi do vi sinh vật
Những thay đổi đó đã làm thay đổi cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh
dưỡng và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy.
2.4.4.1. Ảnh hưởng đến cấu trúc

Thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm rắn là một trong những
nguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm. Các sản phẩm khác
nhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trở
lại. Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so với
sấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp.
Trong quá trình sấy, các chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra
bề mặt bên ngoài của sản phẩm. Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan
ở bề mặt kết hợp với nhiệt độ cao của không khí gây ra các phản ứng lý hoá
phức tạp của các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấm
được. Hiện tượng này gọi là hiện tượng "cứng vỏ" (case hardening), làm giảm
tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô, nhưng bên trong thì ẩm. Vì vậy
cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong và bề
mặt sản phẩm.
Với những nguyên liệu giàu protein như nấm men, sấy có thể làm thay đổi
thuận nghịch hoặc không thuận nghịch cấu trúc không gian ban đầu của protein,
thủy phân liên kết peptit, làm biến đổi các gốc ngoại R của các axit amin, ngưng
tụ protein với các chất khác [3]. Sự biến đổi các gốc ngoại R của axit amin và
19
Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Thị Phương_ BQCB52B
các phản ứng ngưng tụ có thể làm giá trị dinh dưỡng của protein [3]. Tuy nhiên
sự biến tính protein là có lợi khi phá hủy các ezym oxi hóa gây sẫm màu hoặc
các ezym phân hủy vitamin. Nhiều protein sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn sau khi xử lý
nhiệt ở mức độ vừa phải [3].
2.4.4.2. Ảnh hưởng đến mùi vị
Nhiệt làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậy
phần lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị [8]. Mức độ thất thoát phụ thuộc vào
nhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm, áp suất hơi nước và độ hoà tan của các chất
bay hơi trong hơi nước. Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào những
đặc tính mùi vị (ví dụ như gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp. Một số sản phẩm
sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxi không khí dễ dàng tiếp xúc với sản

phẩm, gây ra các phản ứng oxi hoá các chất tan và chất béo trong quá trình bảo
quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm [3].
Nguyên liệu giàu protein, trong quá trình sấy nhiều chất mùi đặc trưng
được tạo ra từ các tiền chất là axit amin. Các hợp chất như aldehyt, rượu,
phenol, axit béo đã bị oxi hóa… có thể gây mùi ôi, khét, vị the, cay, đắng khi
chúng liên kết với protein. Các chất này được tách ra khi gia nhiệt [3]. Tuy
nhiên, sấy ở nhiệt độ cao cũng tạo ra nhiều hợp chất màu không có lợi và cả độc
tố [3]. Sản phẩm của phản ứng Maillard sẽ cho màu nâu sẫm và vị đắng. Trong
công nghiệp sản xuất cà phê, sôcôla thì đó là phản ứng có lợi, tạo lên mùi vị đặc
trưng cho sản phẩm, nhưng trong quá trình sấy nấm men đó là một phản ứng cần
được hạn chế đến mức thấp nhất.
2.4.4.3. Ảnh hưởng đến màu sắc
Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đổi màu trong sản
phẩm sấy, như là: sự thay đổi các đặc trưng bề mặt của sản phẩm gây ra thay đổi
20