Công nghệ sinh học thực phẩm (ths phạm hồng hiếu trang) chương 3 1

Chương 3: Ứng dụng vi sinh vật trong CNTP
3.1. Công nghệ sản xuất sinh khối tế bào
3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• RỈ ĐƯỜNG:
▫ Là phế liệu của các quá trình sản xuất đường mía, củ cải đường.
▫ Là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường
kết tinh
▫ Chiếm 3 – 5% lượng mía
▫ Chất lượng và số lượng phụ thuộc giống mía (củ cải đường), điều
kiện canh tác, đất đai, công nghệ sản xuất đường
▫ Có 2 loại rỉ đường là rỉ đường từ công nghệ sản xuất đường từ mía và
từ củ cải đường


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Những đặc tính quan trọng của rỉ đường ảnh
hưởng đến quá trình lên men
▫ Chứa hàm lượng đường cao
▫ Chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ, các chất thuộc
vitamin và các chất điều hòa sinh trưởng nhất là
vitamin H (biotin) là chất kích thích sinh trưởng đối
với phần lớn nấm men.
▫ Rỉ đường mía có hàm lượng biotin cao hơn rỉ đường
từ củ cải đường  trộn chung rỉ đường từ mía với rỉ
đường củ cải đường để đảm bảo chất lượng biotin cho
nấm men phát triển

3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Thành phần rỉ đường
Thành phần

Tỷ lệ

Rỉ đường củ cải

Rỉ đường mía

Đường tổng số

%

48-52

48-56

Các chất hữu cơ khác đường

%

12-17

9.0-12

Protein

%

6.0-10

2.0-4.0

Kali

%

2.0-7.0

1.5-5.0

Canxi

%

0.1-0.5

0.4-0.8

Magie

%

~ 0.09

~ 0.06

Photpho

%

0.02-0.07

0.6-2.0

Biotin

Mg/kg

0.02-0.15

1.0-3.0

Axit pantotenic

Mg/kg

50-110

15-55

Inozitol

Mg/kg

5000-8000

2500-6000

Tiamin

Mg/kg

~ 1.3

~ 1.8


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Nguyên nhân xử lí rỉ đường trước khi lên
men
▫ Rỉ đường có màu nâu sẫm do các hợp chất caramen,
phức chất của phenol-Fe2+, Melanodin, Melanin tạo
ra trong qt chế biến đường, rất khó phá hủy bám
vào sinh khối của nấm men và tạo cho nấm men có
màu vàng sẫm
▫ Hàm lượng đường khá cao cần pha loãng tới nồng độ
thích hợp cho sự phát triển của nấm men
▫ Độ nhớt cao làm giảm khả năng hòa tan của oxy, làm
cản trở quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Ứng dụng của rỉ đường
▫ Rỉ đường được ứng dụng trong sản xuất nhiều sản
phẩm như: bột ngọt, rượu rum, sản xuất nấm men,
acid lactic, cồn, tăng sinh khối protein
▫ Ngoài ra còn rất nhiều các quy trình công nghệ tiên

tiến khác cũng dùng rỉ đường làm nguyên liệu như:
micromix-3 kết hợp bổ sung rỉ đường NPK để xử lý
rác, xử lý vỏ đầu tôm với rỉ đường và enzym dùng
làm thức ăn cho gia súc, gia cầm…


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Nấm men Saccharomyces
▫ 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 duy nhất được sản xuất với quy mô rất lớn
trên thế giới


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ
QTSX NẤM MEN TỪ RỈ ĐƯỜNG
đường
TỔNG QUÁT
Mật rỉ

Men
giống

Pha loãng xử lí sơ bộ

Lọc ép, quạt khô

Pha chế dịch lên men

Đóng gói

Lên men

Tạo hình

Ly tâm

Thành
phẩm


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ
QTSX NẤM MEN BÁNH MÌ
Mật rỉ
đường
TỪ RỈ ĐƯỜNG
Xử lí
Lọc dịch xử lí
Pha loãng

Ly tâm

Pha chế dịch

Lọc ép, quạt

lên men

khô

Thanh trùng

Đóng gói

Men giống

Làm nguội

Tạo hình

Pha loãng

Lên men

Thành
phẩm


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Xử lí rỉ đường
▫ Mục đích
 Loại bỏ tạp chất như chất lơ lửng hay huyền phù ảnh
hưởng tới quá trình sản xuất và nuôi cấy nấm men
 Làm trong rỉ đường do rỉ đường có màu sẫm.
 Chuẩn bị cho quá trình lên men.


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường

• Xử lí rỉ đường
▫ Xử lí rỉ đường bằng phương pháp hóa học
 Pha loãng (0,73m3 nước/1 tấn rỉ đường)
 Thêm CaCl2 (0,9kg/1 tấn rỉ đường)  khuấy trộn 30
ph  để yên 30 ph
 Thêm 6 lít H2SO4 / 1 tấn rỉ đường  khuấy 30 ph
 Để lắng 6 – 12h  hút dịch trong bên trên
 sau đó pha loãng rỉ đường bằng nước lạnh và xử lý vôi
như trên.


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Xử lí rỉ đường
▫ Xử lí rỉ đường bị xấu
 Rỉ đường chứa vi khuẩn tạo nitric : Sử dụng Chlotetraccyline
1- 5 g/1 m3 dd rỉ đường đã pha loãng để làm trong, thời gian
1h
 Rỉ đường có SO2: Sử dụng Clo 11g/110 g SO2, thời gian 60 ph
 Rỉ đường có độ màu cao: Pha loãng ít nhất 20 lần
 Rỉ đường có hàm lượng Canxi cao >1%: pha loãng với nước
theo tỷ lệ 1:3, pH = 4,5, để 4h ly tâm loại kết tủa
 Rỉ đường có Acid bay hơi cao: Dùng H3PO4 thay vì H2SO4 để
làm trong rỉ đường


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Lọc dịch xử lí bằng phương pháp cơ học
▫ Dùng hệ thống ly tâm lọc, lắng kéo theo chất bẩn cùng
các chất rắn lơ lửng xuống ra khỏi dịch đường
▫ 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


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Pha chế dịch lên men
▫ Nguồn hydrat cacbon: tính trên rỉ đường hoặc rỉ
đường có bổ sung nước mạch nha: 12-15% chất khô
▫ Amonium sunfat ((NH4)2SO4 ) là nguồn đạm cho tế
bào nấm men, chứa ít nhất 21% nitơ, độ ẩm không quá
1,5 % : từ 0,1-0,3%
▫ Urê: 0,1-0,15%.
▫ DAP: có chứa P2O5 hơn 50,5 %, độ ẩm nhỏ hơn 0%:
0,1% hay acid photphoric 0,06%
▫ Magiê sunfat: loại kĩ thuật, dễ tan trong nước, lượng
MgO < 16,3%, arcenic không hơn 0,0003%: 0,05%


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Nhân giống:
▫ Nuôi cấy nhân giống đầu tiên trong PTN:
 Nuôi cấy trên ống nghiệm thạch nghiêng rồi cấy chuyền
vào ống nghiệm chứa 10ml môi trường nuôi cấy
 Nuôi ở 28- 320C trong vòng 16-20 giờ
 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 100l

▫ Nhân giống trong giai đoạn phân xưởng:
 Nhân giống trong thiết bị có thể tích 3-4 m3 chứa 1m3 dịch
nuôi cấy (thời gian, nhiệt độ như trên)
 Tiếp tục nhân giống vào những thiết bị lớn hơn với tỷ lệ
mỗi cấp chuyển giống là 1:10 cho đến khi được 100 m3


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Nhân giống:
Thể tích nuôi
Ống

Nguồn hydratcacbon

nghiệm Nước chiết khoai tây

10ml x 4

và đường cát
Rỉ

Bình 1 lít

đường

mạch nha (2:1)

5

nước

Thông khí
Lắc ở tốc độ 130-

Thông

khí

8-10

5

8-10

5

1-2 m3/ m3/giờ

3

5

3-5 m3/ m3/giờ

nước

mạch nha (1:1)
Rỉ

Bình 50 lít

đường

16-20

pH

200 vòng/phút

mạch nha (1:1)
Rỉ

Bình 10 lít

đường

TG nuôi (h)

nước

1-2

m3/m3/giờ

Phuy 100 lít

Rỉ đường

3

5

8-10 m3/m3/giờ

Phuy 200 lít

Rỉ đường

8-10

5

8-10 m3/ m3 /giờ


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Dạng men thương mại
▫ Men lỏng: thu nhận sau khi lên men hiếu khí kết
thúc, dễ bị nhiễm, khó bảo quản, thời gian sử dụng 24
giờ sau khi sản xuất


3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Dạng men thương mại
▫ Men dạng paste: thu được sau khi ly tâm nấm men
lỏng, độ ẩm khoảng 70 -75 %, bảo quản lạnh ở 4 – 70C
có thể sử dụng trong 10 ngày. Liều lượng sử dụng 4-5%
so với khối bột lên men.

3.1.1. Sản xuất nấm men từ rỉ đường
• Dạng men thương mại
▫ Men khô: sản xuất từ nấm men paste bằng cách sấy ở
t0 < 400C hay sấy thăng hoa, độ ẩm < 10%, thời gian sử
dụng rất lâu và dễ vận chuyển


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• Tảo ( Algae):
▫ Theo tiếng La Tinh có nghĩa là cỏ biển
▫ Thuộc nhóm vi sinh vật có nhân thật, trong tế bào luôn có
chất diệp lục nên chủ yếu sống tự dưỡng (quang hợp)
▫ Gồm một hay nhiều tế bào có cấu tạo đơn giản, có màu khác
nhau, luôn luôn có chất diệp lục nhưng chưa có rễ, thân, lá
▫ Hầu hết sống trong nước
▫ Có nhiều dạng: đơn bào, sợi xiên, sợi phân nhánh, hình ống, hình
phiến. Tảo không có mô dẫn truyền.


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• Phân loại tảo: chia làm 9 ngành
▫
▫
▫
▫
▫
▫
▫
▫
▫

Ngành tảo lam (Cyanophyta)
Ngành tảo đỏ (Rhodophyta)
Ngành tảo vàng (Chrysophyta)
Ngành tảo silic (Bacillariophyta-cliatomeae)
Ngành tảo roi lệch(Xanthophyta-Heterocontac)
Ngành tảo giáp (Pyzrophyta)
Ngành tảo nâu(Phaeophyta)
Ngành tảo mắt (Eulenophyta)
Ngành tảo lục (Chlorophyta)


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• Công dụng của tảo:
▫ Khi quang hợp, tảo thải ra khí ôxy giúp
cho sự hô hấp của các động vật ở nước
▫ Là nguồn thức ăn của cá và nhiều động
vật ở nước khác
▫ Có thể dùng làm thức ăn cho người và gia
súc, ví dụ: tảo tiểu cầu (có nhiều chất dạm
và một ít vitamin C, B12), rau câu...
▫ Một số tảo được dùng làm phân bón, làm
thuốc, nguyên liệu dùng trong công
nghiệp như làm giấy, hồ dán, thuốc
nhuộm


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• Lợi ích với sức khỏe:
▫ Giải độc: lớp màng thớ (sporopolleine) hấp thụ được các

kim loại nặng, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng…
▫ Làm sạch và cung cấp ôxi: giàu chlorophylle cung cấp
ôxi cho các mô và làm sạch đường ruột
▫ Tăng sức đề kháng tự nhiên: Chlorella grow factor
(C.G.F) làm tăng bạch huyết bào T (thuộc hệ miễn dịch
của cơ thể)
▫ Tăng khả năng chịu đựng và sự dẻo dai: C.G.F
▫ Hiệu quả probiotic và cân bằng hệ vi khuẩn ruột: C.G.F
▫ Tăng cường sức sống: vitamin B (B6, B12) và phốtpho,
có tác dụng củng cố hệ thần kinh và cải thiện giấc ngủ


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• Sản xuất sinh khối protein từ tảo làm TP chức năng


3.1.2. Sản xuất và thu nhận tảo
• QTCN sản xuất tảo
Nguồn nước
Chất dinh
dưỡng,
ánh sáng

Xử lý
Nuôi tảo trong bể
Lọc,ép nước, rửa
và cô đặc
Nghiền
Tiệt trùng và vô hoạt enzym
chlorophylase

Sấy
Thành phẩm

Tảo
giống
Nhân giống