CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHIẾT XUẤT NẤM MEN

Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
1
GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG
LỚP: CHIỀU THỨ 5-TIẾT 7,8
NHÓM THỰC HIỆN:11
TPHCM,04/2015
C
Ô
N
G
N
G
H
Ệ
SẢ
N
X
U
Ấ
T
C
HI
Ế
T
ĐỀ TÀI:
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN HỌC: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
DANH SÁCH NHÓM
STT HỌ VÀ TÊN MSSV Nhiệm vụ
1 Diệc Thị Ngân Hà 2005120065 Tìm tài liệu, thuyết trình
2 Nguyễn Thị Thu Hằng 2005120111 Làm ppt, thuyết trình
3 Nguyễn Thị Kiều 2005120053 Tìm tài liệu, thuyết trình
4 Võ Thị Kim Ngân 2005120082
Tổng hợp, làm word, thuyết
minh clip
2
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
MỤC LỤC
3
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, ngành công nghiệp thực phẩm ngày càng phát triển và song song kéo theo
đó chính là sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, nhiều ứng dụng công nghệ sinh học
đã áp dụng vào trong công nghệ thực phẩm và tỏ ra vô cùng hữu hiệu, trong đó, vi sinh vật
giữ vai trò đặc biệt quan trọng và trong số đó tiêu biểu phải kể đến đó là các loài nấm men,
chúng được úng dụng rất rộng rãi trong sản xuất các thức uống chứa cồn như bia rượu hay
trong công nghiệp sản xuất bánh mì và không thể không nhắc đến sản phẩm “yeast extract”-
cao chiết nấm men, một sản phẩm sạch và giàu dinh dưỡng tuyệt vời được ví như sản phẩm
“XANH” mang lợi nhiều lợi ích thiết thực.
Và ở bài tiểu luận này, nhóm chúng em đi sâu vào tìm hiểu quy trình sản xuất ra được
chiết xuất nấm men-yeast extract để ứng dụng vào các mục đích khác nhau.

4
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
I. TỔNG QUAN
1. Giới thiệu về nấm men

Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm như
làm bánh mì, sản xuất cồn. Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là loại vi sinh vật
được sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới.
1.1. Hình thái, cấu tạo:
− Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào.
− Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và
thuộc giới nấm.
− Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ,
từ 5-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi hay bào tử.
− Nấm men Saccharomyces gồm những hành phần chủ yếu sau:
 Vách tế bào.
 Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ
vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào.
 Tế bào chất gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme
khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác
nhau như bộ máy Golgi, lysosom, không bào (chứa các sản phẩm bị phân cắt,
hay chất độc lạ có thể có hại cho tế bào). Trong tế bào chất có nhân chứa
thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trọng quá trình sinh
tổng hợp và sinh sản của tế bào.Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những
phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất.Ngoài ra còn có hạt
glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào.
1.2. Hình thức sinh sản
5
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Nấm men có thể sinh sản vô tính thông qua mọc chồi hoặc hữu tính thông qua sự
hình thành của nang bào tử. Trong quá trình sinh sản vô tính, chồi mới phát triển từ men
mẹ khi các điều kiện thích hợp và sau đó, khi chồi đạt tới kích thước của men trưởng
thành thì nó tách ra khỏi men mẹ. Khi các điều kiện dinh dưỡng kém các men có khả
năng sinh sản hữu tính sẽ tạo ra các nang bào tử. Các men không có khả năng đạt được
chu trình sinh sản hữu tính đầy đủ được phân loại trong chi Candida.

Sự tạo thành bào tử túi và nảy chồi ở nấm men Saccharomyces
1.3. Phân loại khoa học
• Giới (regnum): Fungi.
• Ngành (phylum): Ascomycota.
• Phân ngành (subphylum): Saccharomycotina.
6
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
• Lớp (class): Saccharomycetes.
• Bộ (ordo): Saccharomycetales.
• Họ (familia): Saccharomycetaceae.
• Chi (genus): Saccharomyces.
1.4. Đặc điểm sinh hóa
- Lên men 13 loại đường.
- Đồng hóa 46 nguồn carbon.
- Tính chống chịu với 0,01% hoặc 0,1% cycloheximide.
- Đồng hóa 6 nguồn nitơ: nitrate, nitrite, ethylnamine hydrochloride, L-lyzine,
cadaverine dihydrochloride, creatine.
- Sinh trưởng khi thiếu hụt một số vitamin (myo-Inositol, calcium pantothenate,
biotin, thiamine hydrochloride, pyridoxin hydrochloride, niacin, folic acid, p-
aminobenzoic acid.
- Sinh trưởng tại các nhiệt độ khác nhau: 25, 30, 35, 37, 42
0
C.
- Sản sinh acid từ glucoza.
- Thủy phân Urê.
- Phân giải Arbutin.
- Phân giải lipid.
- Có năng lực sản sinh sắc tố.
- Sinh trưởng trên môi trường chứa 50% và 60% glucoza.
- Hóa lỏng gelatin.

- Phản ứng với Diazonium Blue B.
- Phát triển trên môi trường chứa chứa acid acetic 1%.
1.5. Ứng dụng của nấm men
Trên 1.000 loại men đã được miêu tả, loài men được con người sử dụng phổ biến
nhất là Saccharomyces cerevisiae , nó được dùng để sản xuất rượu vang, bánh mì và bia từ
hàng nghìn năm trước. Ngoài ra ta còn thường dùng nấm men Saccharomyces ellipsoideus
là loài tiêu biểu cho nấm men chìm, để sản xuất Rượu Vang và Sampanh.
Nấm men còn được sử dụng làm cao chiết nấm men trong nuôi cấy vi sinh vật, là
nguồn thu nhận một số vitamin; protein; enzyme; kháng sinh; chất màu…
Nấm men còn là đối tượng nghiên cứu trong kỹ thuật di truyền. Gần đây các nhà
khoa học đã đưa vào bộ gen của nấm một loại gen trích từ chuột, có khả năng phản ứng khi
tiếp xúc với thuốc nổ DNT ( tên khoa học là 2,4-Dinitrotoluen),…
7
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
2. Giới thiệu về cao chiết nấm men
2.1. Định nghĩa về cao chiết nấm men
Cao chiết nấm men hay yeast extract là sản phẩm chứa các thành phần hòa tan của
nấm men, mà chủ yếu là amino acid, đoạn peptide, carbonhydrate, vitamin và muối. Yeast
extract được tạo ra do quá trình thủy phân các chuỗi peptide nhờ các enzyme của chính tế
bào nấm men hay enzyme thực phẩm được thêm vào (theo Food Chemical Codex - dẫn liệu
từ Eurasyp).
2.2. Phân loại
- Phân loại theo công dụng, cao nấm men thường có 2 loại:
Loại thứ nhất:
Đó là cao nấm men công nghiệp, nguồn dinh dưỡng để bổ xung cho môi
trường nuôi cấy vi sinh vật, cho cấy mô dùng trong phòng thí nghiệm thường
sản phẩm này trên thế giới do nhu cầu không nhiều nên các nhà sản xuất hầu như
không sản xuất đại trà mà theo đơn đặt hàng.
Trên thị trường Việt Nam từ xưa đến nay thường nhập hàng của Liên Xô và
Trung Quốc tức là Nga ngày nay, do giá thành cao nấm men của Nga thường cao

hơn khá nhiều so với giá thành cao nấm men do Trung Quốc sản xuất khoảng từ
$50 đến $80/kg nên ngày nay nguồn hàng chủ yếu là nhập của Trung Quốc, giá
của nó chỉ vào khoảng $35 đến $40/kg.
Ví dụ: một số môi trường có bổ sung cao nấm men dùng để nuôi cấy vi sinh vật như: môi
trường Hugh-Leifson Glucose Broth ( HLBG), Malonate Broth, Baird-Pauker pH=7,
Decarboxylase cơ bản ….
8
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Loại thứ hai:
Là cao nấm men dùng trong chế
biến thực phẩm, nó được biết đến như
là sản phẩm tạo mùi thơm, đậm đà cho
hương vị thực phẩm, nó còn là chất
dinh dưỡng tăng cường sức khỏe, sản
sinh tiết tố ở nam giới, tăng khả năng
tình dục ở nam, ngoài ra còn một số
loại dùng trong chăn nuôi và một số
ứng dụng khác ở Việt Nam, để làm
tăng hương vị cho nước mắm hay các
loại nước chấm khác họ thường bổ sung một lượng vào khoảng từ 0,5 - 5% lượng
cao nấm men, thành phần của cao nấm men loại này nhà sản xuất thêm một số phụ gia
khác nó chuyên dùng trong ngành chế biến thực phẩm và các sản phẩm bánh kẹo khác
.Trên thị trường sản phẩm này thường có giá từ $25 đến $30 /1kg, sản phẩm của
chủ yếu của Trung Quốc sản xuất.
- Phân loại theo sản phẩm, cao nấm men được chia thành 4 nhóm:
o Nhóm sản phẩm cơ bản
o Nhóm sản phẩm hàm lượng I+G cao
o Nhóm sản phẩm điều vị
o Nhóm sản phẩm thuần hương
* CÔNG DỤNG CỦA TỪNG NHÓM

1. Nhóm sản phẩm cơ bản : KAO2, KA18, KA04, KA65, KA6, KA06 làm cho hương
sản phẩm thuần khiết hơn, đầy đặn hơn, đậm đặc hơn, có hiệu quả kết hợp với hương
khác tốt hơn.
2. Nhóm sản phẩm hàm lượng I+G cao: FIG 01, LIGO02, FIG12SD, FIG12LS,
FIG18SD, FIG18LS
9
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Khi sử dụng thêm chiết xuất nấm men sẽ giảm được 1 lượng dùng thích hợp các chất
phụ gia khác như I+G, mỳ chính, hương liệu. Dòng YE có I+G cao có thể làm sản
phẩm cảm giác ngọt ngon hơn.
3. Nhóm sản phẩm điều vị: ưu tiên tăng vị, tăng vị ngọt umami gốc của thịt, bổ sung vị
thịt chưa hoàn thiện, tăng hậu vị, vị thịt và vị umami được hoàn thiện.
4. Nhóm sản phẩm thuần hương: TS02, TC01, TB11, TD11, FA01
Chiết xuất nấm men che những vị không ngon , làm mạnh hơn vị thịt, thúc đẩy các
hương gia vị để kích thích cảm nhận vị thịt tốt hơn. Dòng chiết xuất nấm men thuần
hương có thể làm bật mùi gốc của sản phẩm đậm hơn.
- Ngoài ra cũng có thể phân loại cao nấm men theo cấu trúc vật lý gồm:
dạng lỏng, dạng sệt và dạng bột.
2.3. Giá trị dinh dưỡng
Theo Eurasyp, các thành phần chính của yeast extract ( tính theo vật chất khô) gồm:
• Đạm tổng số: 8-12%, trong đó protein chiếm 50-75%
• Đạm amine:3-5,2%
• Carbohydrate tổng số: 4-13%
• Lipid: không có hoặc rất ít
• Muối: có hoặc không có tùy mục đích sử dụng
Thành phần amino acid trong yeast extract(%):
Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng
Lysine 3,8 Proline 0,5
Histidine 1,2 Glycine 2,2
Arginine 1,2 Alanine 4,9

Trytophan 0,5 Cystine 0,5
Aspartic acid 3,6 Valine 3,2
Threonin 2,6 Methionine 0,6
Serine 4,7 Isoleucin 1,5
Glutamic acid 4,2 Leucine 1,6
Tyrosine 0,5 Phenyalanine 2,1
Thành phần vitamin trong yeast extract:
10
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng
B1 150 Inositol 2,8
B2 60 Niacin 300
B5 25 Biotin 0,13
B12 0,13 Folic acid 0,33
Panthonic acid 40
2.4. Lợi ích mang lại
 Yeast Extract được sản xuất hoàn toàn tự nhiên, không phải là các quá trình hóa học
như bột ngọt, siêu bột ngọt nên tuyệt đối an toàn cho sức khỏe. Yeast Extract không
phải ghi nhãn E trên bao bì như các chất điều vị hóa học khác. Sản phẩm xuất khẩu
có thể được đưa vào các thị trường khó tính nhất.
 Vị ngọt tự nhiên, tròn và kéo dài. Khi dùng Yeast Extract trong thực phẩm sẽ tạo vị
ngon tự nhiên của sản phẩm.
 Được sản xuất từ men, không thuộc danh mục động vật nên hoàn toàn thích hợp với
các sản phẩm chay, các sản phẩm tự nhiên cho người muốn giữ gìn và nâng cao sức
khỏe.
 Không chỉ tạo vị ngọt mà còn chứa các nguồn dinh dưỡng rất tốt cho cơ thể.
 Có khả năng điều hòa các vị khác như ngọt đường, mặn, chua… khiến cho các vị
này trở nên hòa hợp với nhau hơn, tạo cảm giác rất ngon miệng.
 Có thể ứng dụng rất rộng rãi vào công nghiệp thực phẩm như mì ăn liền, sản phẩm
thịt, sản phẩm nước chấm, bánh snack, trong chế biến thức ăn nhà hàng khách sạn.

 Bổ sung vào các môi trường nuôi cấy vi sinh vật để cung cấp các chất dinh dưỡng
cần thiết cho sự sinh trưởng phát triển của vi sinh vật.
2.5. Nguyên liệu sản xuất
Chiết xuất nấm men (yeast extract) là nấm men được “chiết xuất” những thành phần
dinh dưỡng cao nhất từ tế bào của nó. Nguyên liệu sẽ gồm các thành phần tự nhiên là
đường hoặc bất kỳ thành phần nào giàu carbohydrate khác như mạch nha hay mật đường để
giúp các nấm men phát triển sinh sôi đủ số lượng, và một số enzyme tự nhiên để giúp phá
vỡ vách tế bào (thành tế bào) để chiết xuất những chất dinh dưỡng bên trong nó.
11
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Chiết xuất nấm men đặc biệt là nguyên liệu tự nhiên, không phải là hóa chất hay phụ
gia thực phẩm nên có thể sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm “XANH”.
2.6. Giống vi sinh vật
Cao nấm men là nấm men Saccharomyces cerevisiae được “chiết xuất” những thành
phần dinh dưỡng cao nhất từ tế bào của nó.
Người ta chỉ thường sử dụng giống nấm men để làm yeast extract là chủng nấm men
Saccharomyces cerevisiae mà thôi, đây cũng là hạn chế khi các nhà sản xuất tham gia vào
quá trình sản xuất chiết xuất nấm men, khối lượng cũng như nhu cầu trong ngành chế biết,
chiết xuất nấm men trong ngành công nghiệp nuôi cấy vi sinh vật cũng chưa cao, một số
yếu tố đó mà nó tác động trực tiếp đến giá thành chiết xuất nấm men.
Trog đó, Saccharomyces cerevisiae là dạng vi sinh vật có cấu tạo đơn bào, không
phải thực vật và động vật, thuộc giới nấm, sinh sản bằng cách nảy chồi (từ một tế bào “nảy
chồi” và phát triển thành tế bào mới). Thức ăn chủ yếu là carbohydrate (đường, mạch nha,
cao đường…) , tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae rất giàu dinh dưỡng, nhất là acid
nucleotic (đạm, hay còn gọi là protein).
II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
12
Rỉ đường
Xử lý
Pha loãng

Thanh trùng
Phá vỡ tế bào
Lọc
Ly tâm thu SK
Làm nguội
Nuôi cấy
Cô đặc
Sấy
Đóng gói
Thành phẩm
Enzyme
Nấm men
Nhân giống
Xác tế bào
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất yeast extract
13
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
2. Thuyết minh quy trình
Quy trình công nghệ sản xuất yeast extract có thể chia thành các giai đoạn chính sau:
- Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nhân giống
- Quá trình nuôi cấy nấm men
- Thu nhận sinh khối
- Phá vỡ tế bào
- Cô đặc, sấy khô, đóng gói ( hoàn thiện sản phẩm)
2.1. Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nhân giống
2.1.1.Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng
 Mục đích:
 Chuẩn bị cho quá trình lên men
 Loại bỏ tạp chất, làm trong rỉ đường

Rỉ đường: được dùng làm cơ chất cho nhiều quá trình lên men, nguyên nhân chính là do giá
thành của rỉ đường rẻ hơn so với các nguyên liệu chứa đường khác. Ngoài saccharose trong
rỉ đường còn chứa một số chất vô cơ, hữu cơ và vitamin có giá trị.Ngày nay, cả rỉ đường củ
cải lẫn rỉ đường mía thường được gọi là sản phẩm phụ hơn là một chất thải. Sản lượng trung
bình của rỉ đường chứa khoảng 50% saccharose dao động từ 3,5 đến 4,5 tấn trên 100 tấn củ
cải gốc.
Rỉ đường trước khi được dùng để nuôi nấm men cần được xử lý để loại bỏ chất keo,
chất lơ lửng và một số chất có hại cho sự tăng trưởng của nấm men. Hệ keo có trong mật rỉ
được hình thành bởi protein và pectin.Hệ keo thường tạo ra độ nhớt cao và làm cản trở quá
trình trao đổi chất của nấm men.Nếu hệ keo không bị phá hủy sẽ gây ra hiện tượng thoái
hóa, tế bào sẽ phát triển và sinh sản kém. Hiệu suất thu hồi sinh khối sẽ thấp.
Nếu không loại bỏ chất keo nói trên sản phẩm sinh khối nấm men thu nhận được sẽ
bám đầy chất keo này do đó có màu vàng đậm đặc đặc trưng của mật rỉ, không phải màu tự
nhiên của nấm men. Vì vậy, cần loại bỏ các chất tạo màu trong mật rỉ trước khi làm môi
trường nuôi cấy.
 Các biến đổi:
- Vật lý: khối lượng riêng của dung dịch giảm, sự thay đổi màu
- Hóa học: các hợp chất keo đông tụ
- Sinh học: mật độ vi sinh vật giảm
14
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Thực hiện loại bỏ chất keo trong rỉ đường: có thể làm bằng 2 phương pháp
- Phương pháp hóa học:
+ Thường sử dụng acid sulfuric, kết hợp với vôi tôi có khả năng làm đông tụ, kết
tủa chất keo, đồng thời acid sulfuric còn liên kết với muối của rỉ đường cạnh tranh
với acid hữu cơ, phân hủy protein tạo cơ chất cho nấm men sử dụng để tăng sinh
khối.
+ Cách thực hiện:
Pha loãng rỉ đường khoảng 0,73m3 nước/tấn rỉ đường, trộn đều, thêm cloruacanxi
0,9kg/tấn rỉ đường, khuấy trộn trong 30 phút sau đó để yên trong 30 phút. Thêm vào 6 lit

acid sulfuric/tấn rỉ đường, khuấy tiếp tục 30 phút nữa, sau đó để lắng 6-12h. Dùng bơm
hút dịch trong lên trên, loại bỏ cặn.
- Phương pháp cơ học
Dùng máy ly tâm để loại chất bẩn, chất keo có ưu điểm hơn so với phương pháp hóa
học về phương diện kinh tế và thời gian, giảm thất thoát so với phương pháp hóa học từ
2% còn 0,14%. Trước khi ly tâm, pha loãng rỉ đường với nước theo tỷ lệ 1:1, 1:2, 1:3,
1:4 tùy thuộc vào thành phần muối canxi trong rỉ đường. Nếu lượng muối canxi trong rỉ
đường < 0.5% thì pha loãng 1:1, nếu là 0,6% thì pha loãng 1:2, hơn 1% thì pha loãng
1:4.
Pha loãng dịch lên men:
Ta tiến hành pha loãng thành nồng độ 28-30% chất khô.
Lọc dịch: sử dụng thiết bị lọc khung bản.
Bổ sung dinh dưỡng cho nấm men
Các hóa chất sử dụng gồm:
- Nguồn hydrat carbon: 12-15% chất khô tính trên rỉ đường
- Ammonium sulfat: từ 0,1-0,3%
- Ure: 0,1-0,15%
- DAP: 0,1% hay acid photphoric 0,06%. DAP rất khó hòa tan trong nước do khi
sản xuất nó có chứa một số chất phụ gia không tan. Vì vậy, trước khi sử dụng
15
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
phải hòa tan vào nước nóng theo tỷ lệ 1:5-6 (nước) trước. Dung dịch được trộn
lẫn với lượng acid phosphoric đã tính toán, pha loãng bằng nước theo tỷ lệ 1:5.
- Magie sulfat 0,05%
Chú ý: phải làm nguội dịch rỉ trước khi bổ sung hóa chất
Điều chỉnh pH dung dịch: điều chỉnh pH = 4-4,5 bằng acid sulfuric loãng với nồng độ pha
trước
Phân phối vào dụng cụ
Thanh trùng:
Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây hại, chuẩn bị cho quá trình lên men

Tiến hành: thanh trùng ở nhiệt độ 80-90
0
C trong vòng 20 phút
Các biến đổi:
- Vật lý: nhiệt độ tăng
- Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật nhiễm
- Hóa học: có thể xảy ra phản ứng Maillard
- Hóa lý: độ nhớt dung dịch giảm
- Hóa sinh: các enzyme bị biến tính bất thuận nghịch
Làm nguội
Mục đích: Chuẩn bị và hạ nhiệt độ của canh trường để chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy.
Các biến đổi trong quá trình:
- Vật lý: nhiệt độ giảm
- Hóa lý: độ nhớt dung dịch tăng
- Nhiệt độ môi trường dinh dưỡng sau quá trình làm lạnh: 28-32
0
C
II.1.2 Quá trình nhân giống
 Mục đích
Là quá trình tăng thể tích dịch nấm men sau mỗi chu kỳ cho tới khi đủ số lượng phục
vụ cho sản xuất
 Biến đổi chủ yếu
16
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Quá trình tăng nhanh sinh khối.
 Các phương pháp tiến hành nhân giống
Quá trình nhân giống trong phòng thí nghiệm và nhân giống trong sản xuất cần tạo
điều kiện cho giống thuần chủng sinh sản nhanh, không bị tạp nhiễm với các dụng cụ và
thiết bị, phục vụ cho nuôi cấy vô khuẩn
- Nuôi cấy nhân giống đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm: Giống

được nuôi cấy trên ống nghiệm thạch nghiêng rồi cấy chuyền vào ống nghiệm
20ml chứa 10ml môi trường nuôi cấy đã được vô trùng. Tiến hành nuôi ở 28-32
0
C
trong vòng 16-20h. Sau khoảng thời gian trên thì ta lần lượt cấy vào bình tam giác
và trong các thiết bị lớn hơn, tỷ lệ giống chuyển cấp là 1:10 cho đến khi được 100
lit thì ta chuyển sang giai đoạn nhân giống ở chế độ phân xưởng.
- Nhân giống trong giai đoạn phân xưởng: Tiến hành nhân giống trong thiết bị nuôi
cấy cũng ở nhiệt độ và thời gian như trên, sau đó ta tiếp tục nhân giống vào
những thiết bị lớn hơn với tỷ lệ mỗi cấp chuyển giống là 1:10
 Quy trình nhân giống bán liên tục:
- Dịch sau khi đã thanh trùng và làm nguội xuống nhiệt độ lên men là 28-30
0
C
được bơm vào thùng nuôi cấy.
- Nấm men từ thùng men giống được tháo xuống sao cho thể tích dịch nuôi cấy và
men giống chiếm 50% thể tích thùng. Ta cho nấm men lên men trong khoảng 16-
18h.
- Trong quá trình nuôi cấy nhiệt độ được điều chỉnh bằng cách dội nước lạnh bên
ngoài thùng hoặc ta sử dụng các thùng nuôi cấy có hỗ trợ thêm thiết bị điều chỉnh
nhiệt độ.
- Song song với quá trình men giống phát triển trong thùng nhân giống ta tiếp tục
cho dịch rỉ vào thùng xử lý.
- Sau 16-18h ta cho dịch rỉ thêm vào thùng nhân giống nấm men rồi trộn đều. Cho
lên men thêm khoảng 2-3h.
- Tháo 50% lượng men ở thùng nhân giống xuống thùng nuôi cấy. Tiến hành lặp
lại các bước như trên.
 Nhân giống liên tục
17
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men

Trong sản xuất công nghiệp người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy theo dòng
liên tục. Hàm lượng oxi hòa tan là nhân tố giới hạn trong thành phần tối ưu của môi
trường và điều kiện thuận lợi cho nuôi cấy. Tốc độ sử dụng oxi của nấm men chỉ phụ
thuộc vào hoạt tính của chúng và thành phần của môi trường.
Hiệu suất của thiết bị nuôi cấy phụ thuộc vào hệ số hấp phụ của oxi, mức độ sử
dụng không khí, phụ thuộc vào nhu cầu riêng về oxi để tổng hợp 1 đơn vị sinh khối từ
từng loại nguyên liệu và phụ thuộc vào hệ số tổng hợp.
Để xác định chế độ làm việc tối ưu của một thiết bị, người ta xác định mức độ sử
dụng oxi và theo đó sẽ chọ được tốc dộ pha loãng, thành phần tương ứng của môi trường
và tăng cao năng suất sinh khối.
Các tế bào càng được giữ lâu trong thiết bị thì hoạt tính của giống càng giảm và năng
suất sinh khối càng thấp. Vì vậy khi tiến hành nuôi lên men theo phương pháp bán liên
tục thì sẽ cho hiệu quả kinh tế cao: khi đạt lượng sinh khối có trong dịch nuôi cấy sẽ lấy
dần ra rồi cho thêm môi trường mới vào nồi lên men có hàm lượng khoảng 1-2%. Sử
dụng giống nấm men có hoạt tính thấp sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi sinh khối.
2.2. Quá trình nuôi cấy nấm men
 Mục đích: tăng sinh khối tế bào nấm men đến mức như mong muốn.
 Nguyên tắc:
Sinh khối nấm men có thể được thu nhận bằng 2 cách: nuôi cấy kỵ khí và nuôi cấy
hiếu khí. Trong điều kiện nuôi cấy hiếu khí sản phẩm chủ yếu là sinh khối, còn CO
2
là
sản phẩm thứ cấp. Trong nuôi cấy kỵ khí thu được sinh khối ít hơn (chỉ khoảng 1/4 so
với hiếu khí) còn lại CO
2
và một số sản phẩm trao đổi chất của tế bào nấm men, quan
trọng nhất là ethanol.
Vì thế, trong sản xuất sinh khối nấm men, để đạt được hiệu xuất thu hồi sinh khối cao
cần phải tạo điều kiện hiếu khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng và tăng sinh khối
tốt đồng thời tránh tiêu hao nhiều chất dinh dưỡng cần thiết trong quá trình nuôi.

18
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
 Các biến đổi trong quá trình nuôi cấy
Các biến đổi sinh học
Các giai đoạn của nấm men
- Ở giai đoạn tiềm phát:
Nấm men cần phải có thời gian thích nghi với điều kiện mới.Ở giai đoạn này việc tạo
thành các acid amin, các peptid và các acid nucleic xảy ra nhanh hơn các quá trình
khác.Thời gian cũng thể kéo dài cũng có thể ngắn tùy thuộc vào từng chủng nấm men.
Giai đoạn này thường khoảng 0,5-1 giờ và chỉ cần cung cấp lượng không khí khoảng
50m
3
/giờ/m
3
môi trường là đủ.
- Ở giai đoạn tăng trưởng:
Nấm men tiến hành các quá trình trao đổi chất rất mạnh, khối lượng nấm men trong
thiết bị tăng lên rõ rệt.Việc tổng hợp các enzyme được xúc tiến nhanh.Hàm lượng RNA
được tổng hợp nhiều nhất. Giai đoạn này thường kéo dài khoảng 7-14 giờ va cũng là giai
đoạn nấm men cần nhiều oxy nhất, do đó lượng oxy cung cấp, do đó lượng oxy cung cấp
phải gấp đôi giai đoạn đầu tiên, khoảng 80- 100m
3
/giờ/m
3
môi trường.
- Giai đoạn cân bằng:
Giai đoạn này có nhiều thay đổi quan trọng.Lượng tế bào mới sinh gần bằng tế bào
chết. Các quá trình trao đổi chất giảm mạnh do nhu cầu oxy không nhiều. Giai đoạn này
kéo dài khoảng 1-2 giờ và ta phải giảm lượng không khí cấp vào môi trường.Lượng
không khí cấp vào môi trường này từ 20-50 m

3
/giờ/m
3
môi trường.
Các biến đổi vật lý
Trong quá trình nuôi cấy, quá trình trao đổi chất của nấm men xảy ra liên tục làm cho
nhiệt độ canh trường tăng lên.
Các biến đổi hóa học
- Hàm lượng chất khô (chủ yếu là đường saccharose): giảm dần theo thời
gian do quá trình hô hấp hiếu khí và quá trình sinh tổng hợp vật chất tế bào
của nấm men.
- pH: sự thay đổi theo 2 cơ chế chính:
19
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
 Sự sinh tổng hợp các acid hữu cơ (các sản phẩm phụ của quá trình
trao đổi
 Cơ chế đồng vận chuyển ion H
+
trong và ngoài tế bào nấm men
trong quá trình trao đổi chất
Các biến đổi hóa lý
- Sự hòa tan oxy
Vì nấm men chỉ sử dụng oxy ở dạng hòa tan nên tốc độ hòa tan của oxy vào dung
dịch bằng tốc độ sử dụng oxy của tế bào nấm men thì sinh khối của tế bào nấm men đạt
cực đại. Độ hòa tan của oxy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, tốc độ khuấy trộn,
lưu lượng sục khí, sự tác động của các chất hoạt động bề mặt, các chất phá bọt.
- Sự hình thành bọt
Trong quá trình nuôi cấy, do sục khí liên tục và nấm men hô hấp giải phóng một
lượng đáng kể CO
2

nên làm tăng thể tích bồn nuôi cấy gây hiện tượng trào bọt trên bề
mặt. Vì vậy, dung dịch nuôi cấy rất dễ bị tạp nhiễm. Do đó dung tích sử dụng thiết bị
phải nằm trong khoảng 0,7- 0,8 đồng thời có thể sử dụng chất phá bọt (keo ưa nước, mỡ
cá, hỗn hợp xà phòng hóa, acid oleic, dầu silicone…).
Các biến đổi hóa sinh
Các biến đổi hóa sinh phần lớn xảy ra bên trong cộng với sự trao đổi chất của tế bào
nấm men.Biến đổi đầu tiên quan trọng nhất là sự chuyển hóa đường sacharose thành D-
glucose và D-fructose dưới xúc tác của enzyme invertase được tổng hợp bởi nấm men.
Sau đó glucose tiếp tục tham gia các chuỗi phản ứng hóa sinh trong các chu trình sinh
hóa để tổng hợp vật chất tế bào và năng lượng cho nấm men sinh trưởng. Trong giai
đoạn này, các dạng tế bào con, tế bào trẻ vừa mới tạo chồi, tế bòa thành thục.Tỉ số các
dạng này khác nhau tùy thuộc quy trình kỹ thuật và môi trường hoạt động lúc đầu.Số tế
bào thành thục càng cao men thành phẩm càng giữ được tính chất của nó lâu hơn.
 Kiểm tra
Nhuộm tế bào với xanh methylen: nếu tế bào già, chết sẽ bắt đầu từ màu xanh đến
xanh đậm, trong khi tế bào trẻ không bắt màu. Vòng tuần hoàn sau 200 lít có thể lên đến
20
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
10 lần phụ thuộc vào chất lượng men mẹ, độ sạch của môi trường, nguyên liệu, điều kiện
vệ sinh của cơ sở mỗi vòng từ 6 đến 8 giờ.
Ở các nước phát triển giai đoạn nuôi men mẹ bã men thương phẩm được thực hiện
trong thiết bị lên men kín, khá tối ưu về điều kiện thông khí, điều kiện kiểm tra quá trình
được tự động hóa, do đó kịp thới xử lý những sơ xót về kỹ thuật.
 Quá trình men lắng
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ly tâm tách rửa.
Điều kiện lắng:
- Giảm nhiệt độ đến 27
0
C.
- Giảm lượng không khí 40- 60% so với giai đoạn nuôi chính.

- Thời gian lắng từ 1,5- 2 giờ.
- Thiết bị: quá trình men lắng xảy ra trong tiết bị lên men.
.Thông số công nghệ: giảm nhiệt độ đến 27
0
C, giảm lượng không khí 40-
60% so với giai đoạn nuôi cấy chính, thời gian lắng từ 1,5-2 giờ.
2.3. Thu nhận sinh khối nấm men
 Mục đích: khai thác và hoàn thiện.
Về lý thuyết
Từ 1g C
6
H
12
O
6
có thể thu được 0,5g sinh khối nấm men khô (theo nghiên cứu của
A.J.Forage):
C
6
H
12
O
6
(1g) + O
2
(0,4g) → CO
2
(0,67g) + H
2
O (0,27g) + NH

3
(0,05g) Q (1,25
kcal) + sinh khối nấm men khô 0,5g
Hoặc theo nghiên cứu C.L Cooorey
C
6
H
12
O
6
(2kg) + O
2
(0,7g) → CO
2
(1,1g) + H
2
O (0,7g) + sinh khối nấm men khô
(1kg) + N, P, K, Mg, S (0,1kg)
 Phương pháp
- Bọt và sinh khối tràn ra ngoài trong quá trình lên men được tách trước tiên
theo phương pháp tạo thành bọt cùng với sinh khối tạo ra ngoài rồi đưa đi ly
tâm tách bọt và sinh khối trào ra ngoài được thu gom lại đi đi xử lý bằng
phương pháp tuyển nổi (flotation) rồi đưa đi ly tâm qua các máy ly tâm tách
(Seperator), cô đặc chân không.
21
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
- Nấm men thường có tỷ trọng lớn hơn dung dịch nấm men (tỷ trọng của nấm
men thường nằm trong khoảng 1,13- 1,14 còn dịch nuôi cấy không chứa nấm
men là 1,01- 1,03). Do vậy tế bào nấm men sẽ chịu lực ly tâm lớn hơn và được
tách ra khỏi dung dịch nuôi cấy.

2.4. Phá vỡ tế bào
Các thành phần bên trong tế bào được ngăn cách với môi trường bên ngoài bởi một cấu trúc
vững chắc gọi là màng tế bào. Màng này cung cấp một sức mạnh cơ học cho tế bào và bảo
vệ tế bào khỏi các tác động bên ngoài. Khả năng co dãn của tế bào giúp chống lại với áp
suất thẩm thấu ở bên ngoài tế bào.
Về mặt ứng dụng, những vật chất sinh học như protein, acid amin, enzyme phải được chiết
rút từ tế bào và được tinh sạch để phục vụ cho nghiên cứu sinh học hoặc sử dụng trong các
ngành công nghiệp thực phẩm….thì trước hết chúng phải được giải phóng ra khỏi tế bào.
Như vậy, việc phá vỡ tế bào là bước đầu tiên cho sự thu nhận các sản phẩm nội bào, cung
cấp cho những quy trình tiếp theo. Đó cũng chính là bước khá quan trong ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm.
2.4.1.Mục đích của việc phá vỡ tế bào
- Thu nhận một lượng lớn sản phẩm nội bào mong muốn nhưng vẫn duy trì hoạt động
của sản phẩm ở mức độ cao nhất
- Tránh gây biến tính sản phẩm
- Hạn chế được những hiệu quả bất lợi trong quá trình chiết rút có thể ảnh hưởng đến
các bước tiếp theo
2.4.2.Các phương pháp phá vỡ tế bào
Gồm 4 nhóm phương pháp lớn:
a) Phương pháp cơ học:
- Nghiền tế bào bằng chày, cối với bột thủy tinh, cát thạch anh, nghiền bi….
- Đồng nhất mẫu
- Phá tế bào bằng đồng hóa áp lực cao
b) Phương pháp vật lý: gồm một số phương pháp sau
- Sử dụng sóng siêu âm
22
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
- Phương pháp đông lạnh- rã đông
- Phương pháp gây sốc thẩm thấu
- Phương pháp sử dụng nitơ lỏng

c) Phương pháp hóa học
- Sử dụng chất tẩy: SDS-Sodium Dodecyl Sulphate, Sarcoxyl, Tween,…
- Dung môi hữu cơ: axeton, chloroform, ether, ethylic
- Kiềm: NaOH,Na
2
CO
3
d) Phương pháp sinh học
- Tự phân
- Tự phân có bổ sung enzyme
Tự phân
Định nghĩa “Autolyse”-tự phân-có nghĩa là tự phân hủy. Khi tế bào chết, sự tự
phân hủy và phá vỡ màng tế bào xảy ra bằng chính những enzyme trong tế bào, giải
phóng những thành phần tế bào chất ra môi trường như acid amin,
peptide,polypeptide,acid béo,vitamin,acid nucleic…
Quá trình tự phân của nấm men gồm 2 giai đoạn: sự phân hủy những cấu trúc tế
bào, chủ yếu được cấu tạo từ protein, do quá trình proteolyse và sự phá hủy vách tế bào.
• Quá trình proteolyse:
Tế bào nấm men có chứa một lượng lớn các enzyme thủy phân protein, những
enzyme này thường tập trung trong không bào. Khi tế bào chết các enzyme này được
giải phóng ra khỏi không bào và tiếp xúc với những cơ chất của nó. Những enzyme
thuộc nhóm protease sẽ thủy phân các liên kết peptide và phá vỡ cấu trúc protein tạo
thành các peptide và acid amin.
• Quá trình phá hủy cấu trúc vách tế bào
Vách tế bào chiếm khoảng 15-20% trọng lượng khô của tế bào, vách tế bào chứa
khoảng 80-90% polysaccharide, cùng với một lượng nhỏ protein và lipid. Polysaccharide
chủ yếu là mannan,glucan và một lượng nhỏ chitin.Mannan liên kết với protein gọi là
mannaprotein-là thành phần cấu trúc quan trọng của vách tế bào
23
Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men

Các enzyme như glucanase, protease đóng vai trò quan trọng trong sự phân hủy
cấu trúc vách tế bào. Dẫn đến kết quả là vách tế bào sẽ bị thủng lỗ, hỗn hợp mannan,
glucan,protein và những oligosaccharide có liên kết (1,6) sẽ được giải phóng ra môi
trường.
Kết thúc quá trình tự phân ta thu được hỗn hợp khá giàu dinh dưỡng.
Các nghiên cứu thế giới:

24
Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự
tối ưu hóa các điều kiện tự
phân của bã men bia với
pH=5.5, nhiệt độ 45
0
C và
thời gian là 50h để thu được
tổng hoạt độ invertase trong
dịch tự phân đạt giá trị cao
nhất 120,9 UI/g chất khô
nấm men
B.Beehalova, K.Beran tối
ưu hóa các điều kiện cho
quá trình tự phân của nấm
men là 50-53
o
C, pH=5.5,
thời gian tự phân là 6h, có
sự hiện diện của NaCl(3-
5%), hiệu suất thu nhận
protein là 70% trên trọng
lượng khô của nấm men

Công nghệ sản xuất chiết xuất nấm men
Tự phân có bổ sung enzyme
Có thể bổ sung thêm các enzyme như lysozyme từ lòng trắng trứng, cellulose, protease,
glucanase thường là những enzyme thương mại có nguồn gốc từ vi sinh vật, thực vật…
để thúc đẩy quá trình tự phân nhanh hơn
 Tóm lại, mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng, do đó để có hiệu
suất phá vỡ tế bào cao nhất nên sử dụng kết hợp nhiều phương pháp với nhau.
Ví dụ như đối với nấm men có thành chitin khá dày nên thường để phá tế bào ta
cũng có thể kết hợp nghiền, tự phân và bổ sung them enzyme để đạt được hiệu
suất phá vỡ cao.
2.5. Giai đoạn cô đặc, sấy khô và bao gói (Hoàn thiện sản phẩm)
Trong bước cuối cùng, thành phần không phân huỷ được bởi enzyme và không có
giá trị dinh dưỡng được tách ra từ phần còn lại của hợp chất bằng cách sử dụng một máy ly
tâm lớn, phần này sẽ lắng lại dưới đáy ly tâm và được loại bỏ. Hỗn hợp dinh dưỡng còn lại
sau đó được sấy khô thành bột hoặc dạng sệt để có thể dễ dàng được vận chuyển đến các
nhà sản xuất thực phẩm, và được sử dụng để làm phong phú thêm hương vị cho thực phẩm
yêu thích của bạn.
Trước khi tiến hành sấy, có thể có trải qua giai đoạn cô đặc. Dung dịch sẽ được gia
nhiệt để nước bốc hơi và đạt được nồng độ cao nhất là 70-75% vật chất khô.Suốt giai đoạn
quá trình tạo hương sẽ tiếp tục diễn ra nhờ sự cô đặc các chất và nhiệt độ,cần lưu ý nếu để
nhiệt độ lên quá 55
o
C sẽ gây ra mùi khét cho sản phẩm.
3. Thiết bị sử dụng
a. Thiết bị gia nhiệt
25