Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì

Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Mục lục
Lời mở đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 2
Phụ lục . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 3
I). Nguyên liệu sản xuất sinh khối nấm men bánh mì : . . . . . . . . . . . . . trang 4
A. Vi sinh vật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 4
B. Rỉ đường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 8
C. Các chất dinh dưỡng bổ sung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 9
II). Qui trình công nghệ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 10
1.Qui trình tổng quát trong nuôi cấy nấm men . . . . . . . . . . . . . . . .trang 10
2. Sơ đồ khối qui trình sản xuất nấm men . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 11
3. Thuyết minh qui trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .trang 12
III). Sản phẩm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 28
IV). Thành tựu công nghệ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 32
Tài liệu tham khảo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . trang 32

1


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Phụ lục
Các bảng số liệu trong bài :
Bảng 1 : Ảnh hưởng của NaCl lên thành phần bánh mì
Bảng 2 : Ảnh hưởng của một số chất lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men
Bảng 3 : Thành phần rỉ đường từ mía và củ cải đường có chứa 75% chất khô
Bảng 4 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
Bảng 5 : Xử lí rỉ đường nhiễm vi sinh vật, loại màu và các chất độc hạ
Bảng 6 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
Bảng 7 : Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men

Bảng 8 : Các bước nhân giống
Bảng 9 : Thành phần hóa học của nấm men
Các hình minh họa trong bài :
Hình 1: Nấm men Saccharomyces.cerevisea
Hình 2 : Quy trình tổng quát nuôi cấy nấm men
Hình 3 : Sơ đồ khối quy trình sản xuất nấm men bánh mì
Hình 4 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng
Hình 5 : Độ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của nấm men
Hình 6 : Thiết bị lên men
Hình 7 : Máy ly tâm
Hình 8 : Máy lọc thùng quay
Hình 9 : Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa hoạt động tuần hoàn
Hình 10: Hình dạng sản phẩm
Hình 11: Các sản phẩm men khô của tập đoàn Lesaffre

2


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay công nghệ lên men chiếm vị trí rất quan trọng và không thể thiếu
trong ngành công nghệ thực phẩm.Lên men làm cho các sản phẩm thực phẩm đa dạng
hơn, dinh dưỡng hơn và tiện lợi hơn.Sản phẩm của công nghệ lên men có thể là canh
trường sau lên men không chiết tách (sữa chua), canh trường sau lên men đã chiết tách
sinh khối(bia, rượu vang…), một sản phẩm trao đổi chất (thạch dừa), hay là chính sinh
khối của vi sinh vật
Bài báo cáo này chúng em xin đi về sản phẩm cuối cùng : sinh khối nấm men
bánh mì
Bánh mì là thực phẩm truyền thống, nó có từ rất lâu đời, và là thực phẩm chính

của các nước phương Tây. Công nghệ sản xuất bánh mì ban đầu chỉ là do ngẫu nhiên
người ta phát hiện bột mì để lâu trong một điều kiện nhất định nào đó, khi nướng lên sẽ
có mùi thơm và phồng lên rất đẹp. Dần dần người ta khám phá ra nguyên nhân là do
sự hiện diện của các loài sinh vật nhỏ bé, ở đây là nấm men. Công nghệ nuôi men bánh
mì thu sinh khối cứ thế phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn về mặt công nghệ.
Bài báo cáo của chúng em đi tìm hiểu về quy trình nuôi nấm men bánh mì thu
sinh khối. Tuy nhiên do kiến thức có giới hạn, mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức,
không rập khuôn theo các tài liệu cũ, cũng sẽ còn rất nhiều thiếu sót và những hiểu biết
chưa tới. Nhóm báo cáo chúng em rất mong tiếp tục nhận được sự hướng dẫn chỉ bảo
thêm của thầy Lê Văn Việt Mẫn, giúp chúng em hoàn thiện hơn nữa bài báo cáo.
Cuối cùng chúng em xin được cảm ơn thầy Lê Văn Việt Mẫn, trong thời gian
qua đã xây dựng cho chúng em nền tảng về công nghệ lên men, cũng như hôm nay, thầy
lại hướng dẫn chúng em đi sâu hơn về từng đề tài cụ thể.
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm
Nhóm báo cáo

3


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

I). Nguyên liệu sản xuất sinh khối nấm men bánh mì :
A. Vi sinh vật :
1.Giới thiệu :
a) Đặc điểm hình thái và cấu tạo:
Saccharomyeces có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “Men đường”.
Cerevisiae là từ gốc Latinh có nghĩa là “Bia”. Ngoài ra, Saccharomyces cerevisiae
còn được gọi dưới những cái tên khác như:
 Men ale
 Men nảy chồi


 Hình 1: Nấm
men

Saccharomyces.cerevisea
Để sản xuất men bánh mì người ta gần như chỉ sử dụng các loài
Saccharomyces cerevisiae. Đó phải là các loài rất bền nhiệt, có thể sinh sản nhanh và
đồng thời kéo dài được hoạt tính enzym của mình ở nhiệt độ cao. Cũng đã có nhiều
nghiên cứu tìm cách sử dụng các giống Torula, Candida và Oospora để sản xuất men
bánh mì, vì khác với loài Sacchoromyces cerevisiae chỉ đồng hóa được đường hexose,
các giống nấm men này có thể sử dụng được cả pentose. Nhưng cho đến nay người ta
vẫn chưa thành công trong việc sử dụng các giống này để sản xuất men bánh mì ở
quy mô công nghiệp. Đối với các lọai bột nhão chứa nhiều đường và mỡ song lại ít
nước, có thể dùng các chủng nấm men ưa thẩm thấu hoặc các con lai giữa
Saccharomyces cerevisiae với các chủng hoang dại để thay thế bột nở hóa học.
Men bánh mì ở các cơ sở sản xuất đang dùng thuộc giống Saccharomyces loài
cerevisiae, lớp Ascomycetes, ngành nấm. Là tế bào hình cầu hay hình trứng, có kích
thước nhỏ từ 5-6 đến 10-14 mm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử.
Saccharomyces cerevisiae có khả năng sử dụng đường glucose, galactose, saccharose,
raffinose, maltose, rượu ethanol, glycerin như nguồn cacbon, sử dụng axit amin và
muối amon như nguồn nitơ.
b) Dinh dưỡng và con đường chuyển đổi vật chất trong tế bào nấm men :
Hiện nay người ta nhận thấy quá trình dinh dưỡng của nấm men gồm 2 giai
đoạn :
- Chất dinh dưỡng qua màng tế bào chất vào tế bào
- Chuỗi các phản ứng hóa học, biến đổi chất dinh dưỡng để tổng hợp chất
liệu cho tế bào
Môi trường dinh dưỡng chứa những thành phần có áp suất thẩm thấu khác
nhau. Các chất không tích điện như đường saccharose, rượu, axit hữu cơ, amino axit
xâm nhập qua màng tế bào bằng cách khuếch tán hay vận chuyển chủ đông, do sự

khác nhau về nồng độ các chất này giữa tế bào và môi trường. Các chất điện tích
trong dung dịch như muối KCl, Mg, Ca, và các kim loại khác có thể vào tế bào thụ
động theo thang nồng độ hay vận đông ngược lại thang nồng độ (vận chuyển hoạt
động).
4


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Ngoài nguồn hydrat cacbon và nguồn nitơ hoặc vô cơ hoặc hữu cơ, nấm men
còn sử dụng các nguyên tố vi lượng như K, Na, Mg, Ca có vai trò quan trọng trong
dinh dưỡng nấm men. Riêng ion natri (Na +) có ý nghĩa quan trọng trong sự tăng
trưởng tế bào nấm men. Ion Natri là thành phần duy nhất di chuyển vào tế bào bằng
cả 2 cơ chế: thụ động và hoạt động và khi nó xâm nhập vào tế bào nấm men, mang
theo cả saccharose, amino axit, ngay cả khi không có sự chêch lệch nồng độ các chất
này giữa tế bào và môi trường. Kết quả thí nghiệm cho thấy: khi thêm NaCl vào môi
trường từ 1 - 1,5%, dẫn đến quá trình tổng hợp hoạt động tăng, gia tăng hoạt tính sinh
sản của nấm men và hiệu suất thành phẩm cao hơn, phẩm chất thành phẩm được cải
tiến, đồng thời hạn chế sự phát triển của nấm men lạ.
Bảng 1: Ảnh hưởng của NaCl lên thành phần bánh mì
PHƯƠNG PHÁP
Thành phần trong tế bào
Chất lượng nấm men
NUÔI
Chất khô
Độ ẩm
Hoạt lực làm Tính nhạy cảm
dậy bột
thẩm thấu
Không thêm NaCl

34,7
65,3
60-75
5-20
Có thêm NaCl
40,0
60.0
45-55
0-6
Chất dinh dưỡng sau khi vào tế bào nấm men sẽ được biến đổi theo một trong
hai con đường sau, tùy điều kiện môi trường và phương pháp nuôi cấy :
C6H12O6
CH3-CO-COOH + 4H2
đường glucose
CH3CH2OH + CO2 (1) 6H2O + 6CO2 (2)
trong đó con đường (1) chủ yếu tạo cồn. Theo quan điểm năng lượng quá trình này ít
kinh tế hơn vì còn nhiều năng lượng trong rượu, trong khi con đường (2) tạo ra các
thành phần chủ yếu của tế bào. Từ những thành phần này khối lượng tế bào gia tăng
đến một giới hạn nhất định, sau đó tế bào bắt đầu nảy chồi. Vách tế bào mềm đi, chất
nguyên sinh của tế bào chui qua vách này, và bắt đầu hình thành vách cho túi sinh
chất con. Chồi tăng kích thước cho đến khi tách khỏi tế bào mẹ. Tùy chủng và điều
kiện nuôi quá trình này thường mất từ 1 đến 1 giờ 30 phút. Cho đến nay chưa rõ là có
bao nhiêu tế bào con có thể được sinh ra từ một tế bào mẹ
c) Đặc tính nấm men dùng trong sản xuất:
Trong sản xuất nấm men bánh mì hiện nay ở Châu Âu người ta sử dụng 2 loại
nấm men để làm nở bánh :
Dạng nấm men nhão (paste)
Dạng nấm men khô
 Nấm men dạng paste (còn gọi là nấm men paste)
Nấm men paste là nấm men thu được sau khi ly tâm men lỏng. Nấm men paste

thường có độ ẩm khoảng 70-75%. Nấm men paste thường có hoạt lực làm nở bánh
kém hơn nấm men lỏng do trong quá trình ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều tế bào
nấm men bị chết. Nếu được bảo quản lạnh ở 4 - 7 0C, ta có thể sử dụng nấm men paste
trong khoảng 10 ngày. Như vậy nếu chuyển từ nấm men lỏng sang nấm men paste ta
kéo dài được thời gian sử dụng và vận chuyển. Ở nhiều nước,nhiều cơ sở sản xuất
5


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

nấm men bánh mì sử dụng nấm men dạng paste. Ở Việt Nam các cơ sở sản xuất bánh
mì cũng thường sử dụng nấm men dạng paste. Liều lượng sử dụng khoảng 1-5%(tính
theo khối lượng men trên khối lượng dịch lên men), tùy theo chất lượng nấm men.
 Nấm men khô
Nấm men khô được sản xuất từ nấm men dạng paste. Người ta sấy nấm men
paste ở nhiệt độ < 400C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khô
thường có lực nở không cao nhưng có ưu điểm rất lớn là thời gian sử dụng rất lâu và
dễ dàng vận chuyển
Bảng 2: Ảnh hưởng của một số chất lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men
Nồng độ làm nấm men Nồng độ làm nấm men
chậm hay ngừng phát chết (%)
triển (%)
Sunphurơ( SO2)
0,0025
Natrifluo
0,002
Axit nitric
0,0005
0,004
Formalin

0,001
0,09
Karamen
0,1
Axit acetic
0,02
Axit formic
0,17
3,0
Axit oxalic
0,001
0,34
Axit sunphuric
0,39
1,3
Axit photphoric
0,30
2,0
Axit clohydric
0,14
0,72
Ethanol
12
25
2.Tiêu chuẩn chọn giống:
a) Trong công nghiệp tuyển chọn chủng nấm men phải đảm bảo các đặc tính
sau:
 Không sinh độc tố.
 Khả năng sinh sản nhanh, cho năng suất cao trong quá trình lên men.
 Khả năng lên men các nguồn đường glucose, fructose, maltose, saccharose.

 Có khả năng nở bột tốt, làm khối bột nhào nhẹ và xốp.
 Dễ hoà với nước.
 Có đặt tính sinh hoá ổn định và độ bền vững tốt (khó bị tự phân).
 Bền nhiệt, có thể kéo dài hoạt tính enzyme ở nhiệt độ cao.
 Dễ tách sinh khối và dễ bẻ gãy sau khi ép.
b) Đặc điểm nấm men chịu được quá trình làm khô :
Do chúng ta sản xuất men khô nên nấm men sử dụng cần có thêm các đặc
điểm sau :
 Lượng Trehalose trong tế bào cao : Trehalose là nguồn chất dự trữ cho tế bào.
Những nghiên cứu về vai trò của hydratcacbon cho thấy : Trehalose không những là
cơ chất giàu năng lượng cho các quá trình nội bào, mà còn là tác nhân điều chỉnh áp
suất nội bào, qua đó làm tăng hoạt tính sinh tổng hợp. Trehalose là disaccharide của
glucose, sản sinh nhiều năng lượng khi bị phân cắt hơn so với tinh bột. Hợp chất này
giúp tế bào sinh vật chịu được điều kiện thiếu nước, theo quan niệm một số nhà khoa
học cho rằng do nó có thể thay thế chức năng của nước.Trehalose có ở tôm, côn
CHẤT

6


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

trùng. Khi thiếu nước, cơ thể của những sinh vật này sẽ tự động tổng hợp trehalose từ
glucose. Phân tích hóa học cho thấy lượng Trehalose trong men ép từ 2.1 - 4.9 %
trong khi lượng này trong men khô có từ 7.6 - 8.1 %. Để có nấm men chứa nhiều
Trehalose có thể dùng một số phương pháp sau :
- Tăng áp suất thẩm thấu của môi trường
- Giảm cường độ thông khí
- Không cung cấp nguồn hydratcacbon 2 - 3 giờ vào giai đoạn cuối của
quá trình sản xuất

 Lượng saccharose nội bào : cũng là một chỉ số quan trọng xác định men thích
hợp để làm men khô.. Trong quá trình hô hấp hiếu khí, đường nội bào được chuyển
hóa thành CO2 và H2O. Do đó có thể tính được lượng saccharose nội bào nhờ số lượng
khí CO2 phóng thích ra. Thể tích CO2 tương ứng với lượng saccharose nội bào thích
hợp cho men làm khô là >20ml CO2/giờ.
 Tính nhạy cảm thẩm thấu: thể hiện bằng sự chênh lệch về thời gian làm dậy
bột của nấm men giữa bột không có NaCl và bột có 3.35 % NaCl. Sự khác nhau
không quá 10 phút, được chọn là nấm men bền vững để làm khô.
 Khả năng tạo bào tử : những chủng thích hợp để làm nấm men khô có khả
năng tạo bào tử thấp hơn < 40%
B. Rỉ đường:
 Yêu cầu chất lượng rỉ đường:
Hiện nay rỉ đường được xem là sản phẩm phụ của nhà máy đường thường
được dùng làm cơ chất cho nhiều dạng lên men, vì giá thành rẻ và trong rỉ đường
ngoài Saccharose còn có nhiều hợp chất khác như chất khoáng, hợp chất hữu cơ,
vitamin có giá trị cao cho quá trình lên men. Thành phần rỉ đường của từng nhà máy,
từng vùng không giống nhau, tùy thuộc vào giống mía hay củ cải đường, loại đất
trồng, tình trạng bón phân, điều kiện khí hậu khi cây mọc, điều kiện xử lý sau thu
hoạch.
Bảng 3 : Thành phần rỉ đường từ mía và củ cải đường có chứa 75% chất khô
THÀNH PHẦN

Rỉ đường củ cải

Rỉ đường mía

Đường tổng số (%)
Chất hữu cơ không phải
đường (%)
Protein ( N6.25)

Kali (%)
Ca(%)
Mg(%)
P(%)
Biotin(mg/kg)
Pantothenic axit (mg/kg)
Inositol(mg/kg)
Thiamin(mg/kg)

48-52

48-56

12-17
6-10
2-7
0,1-0,5
0,09
0.02-0,07
0,02-0,15
50-110
5000-8000
1,3

9-12
2-4
1,5-5
0,4-0,8
0,06
0,6-2

1-3
15-55
2500-6000
1,8

Trong đa số trường hợp rỉ đường củ cải chỉ cần được trung hòa bởi CaCO 3 là
đủ trong khi rỉ đường mía phải được làm trong bằng axit, rồi sau khi trung hòa và lọc
7


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

thường còn được lọai màu bằng than.
Bảng 3 cho thấy rỉ đường không bổ sung sẽ bị thiếu nitơ và photpho cần thiết
cho sinh trưởng của nấm men bánh mì.
Bảng 4 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
100g rỉ đường củ cải hàm lượng 50% saccaroza chứa trung bình :
C
N
P
K
Mg
33g
1,5-2g
0,03g
6g
0,025g
100g men ép (27% chất khô) chứa trung bình :
12,3g
2,3g

0,28g
0,54g
0,03g

Ca
0,3g
0,01g

Các hợp chất chứa nitơ của rỉ đường có thể được nấm men sử dụng tới 30% 40%. Các hợp chất này chủ yếu bao gồm betain, axit asparaginic, axit glutamic,
leucin, isoleucin, tirosine và các muối nitrat. Trong số đó chỉ có betain là hầu như
không được nấm men sử dụng. Để thay thế người ta dùng các nguồn nitơ vô cơ như
nước amoniac (chứa 18% - 23% hàm lượng nitơ), sulfat amon (chứa 20% - 21% hàm
lượng nitơ) hoặc các muối photphat amon, các muối nitrat và đôi khi cả ure. Tuy
nhiên trong trường hợp này lượng biotin trong dịch lên men phải được tăng cường vì
rằng enzym phân giải ure của nấm men, ure amidoliase, có thể đòi hỏi một lượng lớn
biotin.
Photpho có thể được bổ sung dưới dạng, một loại muối thích hợp hoặc dưới
dạng axit orthophotphoric. Như đã thấy trong bảng 4, hàm lượng K của rỉ đường đủ
cao để thỏa mãn nhu cầu của nấm men. Đối với canxi và các nguyên tố vết cũng như
vậy (trừ kẽm), song với magie thì không, nguyên tố này cần phải được bổ sung dưới
dạng muối sulfat. Biotin cũng cần được bổ sung trong trường hợp chỉ dùng rỉ đường
củ cải. Cũng có thể dùng một chất của biotin là desthiobiotin để bổ sung, chất này rẻ
hơn và có thể được nấm men chuyển hóa thành biotin. Trong một số trường hợp cần
bổ sung một số vitamin khác, như tiamin là chất có tiềm năng kích thích khả năng làm
nở bột mì của nấm men. Vì rằng ngày nay rỉ đường qua các kỹ thuật sản xuất mới hầu
như không còn chứa các chất sinh trưởng cho nấm men nên việc bổ sung các chất
sinh trưởng vào cơ chất lên men là cần thiết.
Điểm đáng chú ý là trong rỉ đường mía có lượng biotin nhiều gấp 20 lần so với
rỉ đường củ cải và đáp ứng được nhu cầu biotin của nấm men (160 - 200 mg/1 tấn rỉ
đường). Ngoài những thành phần có ích cho sự tăng trưởng của nấm men, rỉ đường

còn chứa nhiều chất có hại. Những chất này phần lớn hình thành trong quá trình kết
tinh đường hay trong quá trình bảo quản rỉ đường, chằng hạn như : canxi (Ca), sulfurơ
(SO2) dùng để làm nước mía trong lại, hydroxylmethyl furfural hình thành trong quá
trình nấu, kết tinh đường. Đồng thời, nếu lượng chất khô trong rỉ đường ít hơn 75%
và độ pH nhỏ hơn 7, rỉ đường rất dễ bị nhiễm vi sinh vật.
C. Các chất dinh dưỡng bổ sung:
 Sulfat amon (NH4)2SO4 : là nguồn đạm cho tế bào nấm men, chứa ít nhất
21% nitơ, độ ẩm không quá 1,5%. Vì sulfat amon thường được sản xuất từ
axit sulfuric có thể còn lẫn FeS và FeSO 3 độc đối với tế bào nấm men. Có
thể xử lí bằng cách để sulfat amon ngoài không khí đến khô, 4 giờ trước
khi cho vào hệ thống lên men thì pha thành dạng dung dịch.
 Dung dịch amoniac : dùng để chỉnh độ pH và là nguồn đạm cho nấm men,
8


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

có chứa 25% nitơ
 Axit photphoric : nguồn photpho, nồng độ không ít hơn 70% có thể thay
thế DAP.
 DAP : có chứa P2O5 hơn 50,5%.
 MgSO4 loại kỹ thuật, dễ tan trong nước, lượng MgO < 16,3%, arcenic
không hơn 0,0003%
 H2SO4
 Hóa chất chống nhiễm : clorua canxi, NaOH (xút kỹ thuật) từ 0,5-1% để
chống nhiễm thiết bị và đường ống.
 Nước sản xuất : Để nuôi nấm men cần loại nước mềm và mềm trung bình
(10 cứng tương ứng với 10mg CaO/1 lít) có độ cứng lần lượt từ 4-8 0 và 8120, nước sạch, trong, không màu, không mùi, hàm lượng các muối sau
đây (không hơn mg / lít) Cl- = 0.5, SO42- = 80, As = 0.05, Pb = 0.1, Zn =
5, Cu = 3, FeO = 3, hàm lượng vi sinh vật không hơn 20 vi khuẩn E.coli/

lít
 Dầu phá bọt : Có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt dung dịch, áp suất
khí cacbonic (CO2) làm vỡ tung bọt thoát ra ngoài. Có thể dùng axit oleic
hay dầu lạc, dầu cám, dầu thầu dầu, nồng độ từ 0,005 - 0,01% so với dung
dịch cần phá bọt
 Không khí : Lượng không khí dùng trong các cơ sở nấm men có thể chứa
một số lượng vi sinh vật đáng kể (đến vài ngàn/1m 3). Luồng khí này cần
được qua lọc trước khi dùng để sản xuất.

II). Qui trình công nghệ :
1) Quy trình tổng quát trong nuôi cấy nấm men :

9


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Hình 2 : Quy trình tổng quát nuôi cấy nấm men
2) Sơ đồ khối quy trình sản xuất sinh khối nấm men bánh mì:

10


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ
Rỉ đường

Nấm men giống

Xử lí rỉ đường

Nhân giống

Chuẩn bị môi trường

Lên men

Ly tâm lắng
Thanh trùng môi
trường
Lọc thùng quay

Định hình

Sấy

Bao gói

Bảo quản nhiệt độ
thường

Men khô

Hình 3: Sơ đồ khối quy trình sản xuất nấm men bánh mì
11


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

3) Thuyết minh quy trình :
3.1). Xử lý rỉ đường :

Mục đích : chuẩn bị cho quá trình lên men. Xử lí rỉ đường cần loại bỏ :
- Các chất độc hại.
- Hệ keo.
- Các chất màu.
Rỉ đường trước khi được dùng để nuôi nấm men cần được xử lý để loại bớt
chất keo, chất lơ lửng (huyền phù) 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 sinh khối thu được rất thấp.
Nếu không loại bỏ hết hệ keo nói trên, sản phẩm sinh khối nấm men thu nhận
được sẽ bám đầy keo này, do đó có màu vàng đậm đặc trưng của mật rỉ, không phải
màu tự nhiên của nấm men. Vì vậy cần lọai bỏ các chất tạo màu trong mật rỉ trước khi
làm môi trường nuôi cấy.
Các biến đổi :
Vật lý :
+ Khối lượng riêng dung dịch giảm.
+ Sự thay đổi màu.
+ Độ nhớt dung dịch giảm.
Hoá học :
+ Hảm lượng tạp chất giảm, pH dung dịch giảm.
+ Các phản ứng keo tụ xảy ra.
Hoá lý : Các hợp chất keo đông tụ hoặc kết tủa.
Sinh học : Vi sinh vật giảm.
Hoá sinh : Không có biến đổi đáng kể.
Thiết bị : tháp bằng thép không rỉ (chiều cao của tháp này thường cao hơn
đường kính đáy là tốt nhất) có lắp hệ thống cánh khuấy với tốc độ 30-35 vòng / phút
và bộ phận lọc, gạn cặn.
Loại bỏ chất keo trong rỉ đường :

Có thể làm trong rỉ đường bằng 2 phương pháp :
 Phương pháp hoá học :
Thường sử dụng axit sunfuric, kết hợp với vôi tôi có khả năng làm đông tụ, kết
tủa chất keo. Đồng thời axit sunfuric còn liên kết với muối của rỉ đường, cạnh tranh
với axit hữu cơ, phân ly protein tạo ra axit hoạt động, thích hợp cho sự sinh sản của
nấm men.
+ Pha loãng rỉ đường (0.73 m3 nước cho 1 tấn rỉ đường). Trộn đều, thêm
clorua canxi, khuấy trộn và để yên. Thêm vào axit Sunfuric, khuấy tiếp tục, sau đó để
lắng. Dùng bơm hút dịch trong bên trên.
+ Pha loãng rỉ đường như trên. Thêm 1% vôi tôi (tính theo nồng độ rỉ đường)
khuấy đều, cho sôi 10 phút. Sau đó để lắng trong 7 giờ, loại bỏ lớp dày màu đen ở đáy
bồn. Bơm phần trên vào bồn chứa khác, bổ sung axit đến 0.25 o axit. Cũng có thể bổ
sung axit sunfuric đến 1o axit vào rỉ đường không pha loãng, cho sôi 30 phút, sau đó
pha loãng rỉ đường bằng nước lạnh và xử lý vôi như trên.
12


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

 Phương pháp cơ học :
Dùng máy ly tâm loại chất bẩn, chất keo
+ Có ưu điểm hơn so với phương pháp hóa học về 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.
Thông số công nghệ:
 Phương pháp hoá học:
+ Thêm clorua canxi (0.9 kg vôi hoạt động/ 1 tấn rỉ đường) . Thời gian khuấy
trộn và để yên : 60 phút
+ Acid sunfuric (6 lít axit Sunfuric cho 1 tấn rỉ đường. ).
Thời gian khuấy 30 phút. Sau đó lắng từ 6 đến 12 giờ.

 Phương pháp cơ học:
+ Pha loãng rỉ đường với nước theo tỉ lệ 1,1:2,1:3,1:4 tùy thuộc thành phần
muối Ca trong rỉ đường. Nếu lượng muối Ca 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.
Ngoài phương pháp cổ điển như trên, ngày nay người cũng có thể dùng màng
polyme tích điện để tinh sạch rỉ đường.
Bảng 5 : Xử lí rỉ đường nhiễm vi sinh vật, loại màu và các chất độc hại:
Loại
Phương pháp và thời gian xử lý
vi Chlotetracycline: từ 1-5g trên 1 m 3
dung dịch rỉ đường pha loãng để làm
trong đường, thời gian 1 giờ
Rỉ đường có SO2
Clo 11g/ 110g SO2 trong 60 phút
Axit bay hơi cao
Dùng H3PO4 thay vì H2SO4 để làm
trong rỉ đường
Độ màu cao( 2ml dung Pha loãng ít nhất 20 lần
dịch Iốt 0,1 N)
Canxi cao > 1%
Pha loãng với nước theo tỷ lệ 1/3, hạ
pH đến 4,5 để 4h, ly tâm loại kết tủa
3.2).Chuẩn bị môi trường :
Mục đích :
- Chuẩn bị cho quá trình lên men
- Bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết trong rỉ đường là nguồn thức ăn cho
tế bào nấm men phát triển (nguồn N, C, khoáng,..), tạo môi trường thích hợp cho
nấm men phát triển
Các biến đổi:
- Hóa học : bổ sung thêm thành phần các chất dinh dưỡng.

Bảng 6:Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
100g rỉ đường củ cải hàm lượng 50% saccaroza chứa trung bình :
C
N
P
K
Mg
Ca
33g
1,5-2g
0,03g
6g
0,025g
0,3g
100g men ép (27% chất khô) chứa trung bình :
12,3g
2,3g
0,28g
0,54g
0,03g
0,01g
Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt
Rỉ đường chứa
khuẩn tạo nitric

13


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ
hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là
các muối amon khử nitrat, sulfat…
Nguồn nitơ và phôtpho được bổ sung với tỉ lệ phù hợp (tỉ lệ P2O5/N tổng số
khoảng 1/3).
Trong sản xuất thường dùng superphosphate hoặc ammonphosphate làm nguồn
cung cấp phôtpho.
Các nguyên tố khoáng khác nói chung trong rỉ đường đã cung cấp đủ cho nấm
men phát triển ngoại trừ Mg là phải bổ sung dưới dạng MgSO4.
Khi sử dụng đường mía cũng cần bổ sung thêm K và các muối ammon như (NH4)2SO4,
ure, NH4OH hoặc (NH4)2HPO4.
Dung dịch muối khoáng cần bổ sung tăng dần trong suốt quá trình lên men
thành phẩm nhưng cần phải bổ sung hết trước khi kết thúc lên men 3 - 4 giờ.
Nấm men bánh mì còn cần một số vitamin để tăng sinh khối nhanh như biotin,
inositol, acid pantotenic ... (thông thường rỉ đường mía có đủ biotin).
Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men
+ Phospho : có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều
enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có
năng lượng lớn.
+ Lưu huỳnh : tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và
enzyme.
+ Magiê : tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
+ Sắt : tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác.
+ Kali : chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men,
tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid
pyruvic.
+ Mangan : đóng vai trò tương tự như magiê.
Bảng 7: Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men
Nồng độ làm nấm men Nồng độ làm nấm men
CHẤT

chậm hay ngừng phát chết(%)
triển(%)
Sunphurơ( SO2)
0,0025
Natrifluo
0,002
Axit nitric
0,0005
0,004
Formalin
0,001
0,09
Karamen
0,1
Axit acetic
0,02
Axit formic
0,17
3,0
Axit oxalic
0,001
0,34
Axit sunphuric
0,39
1,3
Axit photphoric
0,30
2,0
Axit clohydric
0,14

0,72
Ethanol
12
25
+ Hóa sinh : có thể nhiễm vi sinh vật trong quá trình này.
3.3).Thanh trùng môi trường:
14


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Phương pháp :
Hiện nay phương pháp thanh trùng trong công nghệ vi sinh phổ biến là dùng
hơi nước quá nhiệt do nồi hơi cung cấp. Trong lên men từng mẻ các thiết bị sau khi
làm vệ sinh được khử trùng bằng hơi nóng tới 120 – 130 0C, sau đó mới cho môi
trường lỏng vào các nồi lên men khử trùng môi trường cùng với cả hệ thống khuấy và
các đoạn đường ống, van tiếp cận. Việc gia nhiệt cao có thể dẫn đến sự phá huỷ các
thành phần dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt và caramen hoá các nguồn đường cũng
như xảy ra các phản ứng melanoid giữa đường với aminoacidhoặc các vitamin bị phá
hỏng. Những thành phần mẫn cảm với nhiệt có khi phải khử trùng riêng, sau đó mới
trộn lẫn hoặc khử trùng theo phương pháp khác như lọc qua phin vô trùng.
Ngoài cách khử trùng theo phương pháp hơi nước gián đoạn này, người ta còn
dùng phương pháp khửtrùng bằng hơi liên tục bằng cách cho môi trường chảy qua
thiết bị khử trùng chuyên dùng ở nhiệt độ 140 0C trong vài phút. Ở đây ta sử dụng
phương pháp thanh trùng bản mỏng
Mục đích : chuẩn bị cho quá trình nhân giống và lên men
Biến đổi :
-Vật lý : nhiệt độ tăng
-Sinh học : tiêu diệt vi sinh vật nhiễm
Thông số công nghệ :

-Nhiệt độ : 60-75 0C
-Thời gian :10 phút
Thiết bị : thanh trùng bảng mỏng
Hình 4 :
Thiết bị thanh
trùng bản mỏng
3.4).Nhân
giống :
Phương
pháp :
Cũng
giống
như
trong phòng thí
nghiệm và qui
mô pilot, muốn
thực hiện một
quá trình lên men ở qui mô công nghiệp phải tiến hành nhân giống, đảm bảo số lượng
tế bào với tuổi sinh lí đang ở thời kỳ hoạt động mạnh nhất để cấy vào môi trường lên
men. Nhân giống ở đây có thể phải qua 2 - 3 bước, ta thường gọi là nhân giống cấp 1,
cấp 2, cấp 3 v.v... tuỳ thuộc vào quy mô sản xuất. Việc nhân giống thường diễn ra
bằng cách nuôi chìm. Các điều kiện nuôi được lựa chọn sao cho chỉ xảy ra sự sinh
trưởng chứ không xảy ra sự tạo thành sản phẩm. Khi sử dụng nấm sinh bào tử và xạ
khuẩn, trước khi nuôi chìm, người ta thực hiện nhân bào tử trên môi trường đặc như
môi trường cám, bột ngô...
Nhân giống cấp 1 được tiến hành trên máy lắc với nhiệt độ và thời gian tuỳ
15


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

thuộc vào nồi nhân giống (tương tự nồi lên men) có sục khí và ổn nhiệt. Tỷ lệ nhân
giống từ ống nghiệm vào bình tam giác có thể chỉ một vòng que cấy hoặc cả dịch
huyền phù của một ống giống. Từ nhân giống cấp 1 sang cấp 2 (hoặc từ cấp 2 sang
cấp 3) tỉ lệ giống thường là 1- 10% thể tích dịch lên men hoặc là cao hơn, từ dịch
nhân giống cuối cùng vào nồi lên men khoảng 0,5-10%
Thành phần môi trường nhân giống và môi trường lên men gần giống nhau.
Thông thường thì hàm lượng carbon ở môi trường nhân giống thấp hơn môi trường
lên men, nhưng các thành phần khác thì giàu hơn, đặc biệt là các chất sinh trưởng để
phục vụ cho sinh sản và phát triển của giống vi sinh vật.
Chế độ nuôi đặc biệt là nhiệt độ giữa nhân giống và lên men cũng khác nhau
(nếu cùng chế độ nhiệt độ thì không cần phải quan tâm lắm). Nhưng nếu nhiệt độ lên
men thấp (như lên men bia) thì cần phải nhân giống với nhiệt độ giảm dần để khi vào
lên men, giống không bị choáng sốc. Chế độ sục khí ở các công đoạn này cũng khác
nhau, thường thì trong thời gian nhân giống nhu cầu về ôxy cao như trong pha sinh
trưởng của lên men hoặc cao hơn.
Nói chung một chủng vi sinh vật nhân giống để đưa vào lên men đảm bảo các
yêu cầu công nghệ như sau:
- Dịch giống không được tạp nhiễm, đặc biệt là thực khuẩn thể (Bacteriophage).
- Các tế bào đảm bảo ở độ tuổi sinh lí ở thời gian sinh trưởng tốt nhất, có hoạt
tính cao nhất, thường là nữa sau của pha chỉ số.
- Các thông số kĩ thuật như OD, pH, màu sắc, mùi vị... đúng như quy định của
từng dây chuyền công nghệ.
Mục đích :
- Chuẩn bị cho quá trình lên men
- Khai thác
Các giai đoạn trong phòng thí nghiệm, thường dùng môi trường tổng
hợp như nước mạch nha, nước cà chua cà rốt, dịch tự phân của nấm men,
đường glucose,maltose làm nguồn cacbon và nito, vitamin cho nấm men.
Giai đoạn sản xuất men mẹ trong phân xưởng giống sạch tuy không vô

trùng triệt để nhưng nguyên liệu, nước đều được hoặc khử trùng ở 100 oC trong
60 phút,hoặc được xử lí ở hypocloric.
Các biến đổi : sự tăng sinh khối nấm men.
Thông số công nghệ :
Giai đoạn nhân giống thường tiến hành trong điều kiện vô trùng, hệ thống nuôi
men kín,nguyên liệu được khử trùng hoặc triệt để trong nồi hấp áp suất ở 100 oC trong
60 phút

16


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Bảng 8 : Các bước nhân giống
3.5).Lên men:
Mục
đích : khai thác
Các yếu tố
ảnh hưởng :
Môi
trường lên men
không khác nhiều
so với môi trường
nuôi cấy trong
quá trình nhân
giống. Tuy nhiên,
thành phần môi
trường phải tuyệt
đối ổn định để
chất lượng nấm

men đồng đều ở
tất cả các mẻ nuôi
trong suốt quá
trình sản xuất và
môi trường nuôi
cấy phải vô trùng
a. Lượng đường trong môi trường lên men :
Lượng đường trong môi trường khoảng 4-5% , không nên nhiều hơn và cũng
không nên ít hơn. Nếu lượng đường cao sẽ vừa lãng phí vừa tạo ra những sản phẩm
trao đổi chất khác, gấy ức chế ngược đến quá trình tạo sinh khối. Nếu lượng đường
quá nhỏ sẽ không đủ nguồn cacbon cần thiết cho sự tạo thành sinh khối.
Nồng độ đường là nhân tố cơ bản quy định sự sinh trưởng và tốc độ lên men
của nấm men. Sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiae trong một môi trường chứa
glucoza được thông khí cần được xem như một sự sinh trưởng kép (diauxi) trên
glucose-etanol. Glucose trước hết được chuyển hóa thành etanol trong pha sinh
trưởng logarit thứ nhất trong đó tế bào có tốc độ sinh trưởng cao (độ dài thế hệ là 1,7
giờ). Pha sinh trưởng thứ hai bắt đầu khi đường trong môi trường gần như bị tiêu thụ
17


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

hết. Pha này được tách bịêt với pha đầu bằng một thời kỳ quá độ, một pha lag khá rõ.
Tốc độ sinh trưởng của tế bào trong pha thứ hai (độ dài thế hệ 5-8 giờ) thấp hơn trong
pha lên men và thể hịên trên một đường cong sinh trưởng ít dốc hơn. Ngược lại, tốc
độ sinh trưởng trong pha hô hấp phụ thuộc rõ rệt vào mức độ thông khí. Trong sản
xuất công nghiệp men bánh mì người ta đã quan sát thấy một độ dài thế hệ là 3-4 giờ
khi rượu được tạo thành nhiều và 5-6 giờ trong môi trường không có rượu. Trong
nuôi cấy tĩnh cường độ thông khí chỉ gây hiệu quả nhỏ hoặc không gây hiệu quả gì
lên giai đoạn lên men hoặc lên vị trí của pha lag quá độ.

Hình 5 : Độ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của nấm men
Trong pha sinh trưởng logarit đầu tiên, chu trình TCA họat động chỉ để tạo ra
bộ khung cacbon cho các mục đích sinh tổng hợp. Hoạt tính của các enzym thuộc chu
trình oxi hóa là thấp, họat tính này sẽ tăng lên trong pha thứ hai của sinh trưởng
diauxi vì rằng sự tạo thành các enzym của trao đổi chất oxi hóa đã tăng lên trong pha
lag trung gian. Nếu nồng độ glucose vượt quá một mức độ nhất định (khỏang 250300mg/L) thì các enzym này sẽ hòan tòan không được tạo thành hoặc chỉ được tạo
thành ở mức độ rất thấp. Oxi kiểm sóat sự trao đổi glucose trong hiệu ứng Pasteur và
vì rằng ở đây glucose kiểm sóat sự trao đổi chất oxi hóa nên hiện tượng được gọi là
“hiệu ứng Pasteur ngược” hay “hiệu ứng glucose” và thậm chí “hiệu ứng Crabtree”
(theo tên người báo cáo dầu tiên). Do cơ chế của hiện tượng ngày càng được hiểu rõ
18


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

hơn nên thuật ngữ “kiềm chế dị hóa” ngày càng được dùng nhiều hơn.
Có thể tránh hiện tượng kiềm chế dị hóa bằng cách nuôi nấm men theo phương
thức sao cho nồng độ đường được duy trì ở một mức độ rất thấp như là trong một hệ
thống nuôi cấy liên tục. Nấm men chứa các enzym họat động cho trao đổi chất oxi
hóa sẽ chuyển trao đổi chất của nó từ oxi hóa sang lên men khi nồng độ đường vượt
quá một giới hạn nhất định. Song điều này không thể chỉ được mô tả theo nghĩa tổng
hợp enzym, tức là theo cùng cơ chế với sự kiềm chế dị hóa. Ngòai khả năng ức chế sự
tạo thành các enzym oxi hóa (kiềm chế dị hóa), glucose cũng có khả năng (theo một
cách nào đó còn chưa biết rõ) kiềm chế họat tính của các enzym này .
b. Oxy
Việc cung cấp oxy cho quá trình tạo sinh khối rất cần thiết. Oxy là một trong
những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của nấm men
Saccharimyces cerevisiae. Vi sinh vật nhất là nấm men không thể sử dụng oxy ở dạng
hòa không tan trong môi trường lỏng. Do đó, quá trình nuôi cấy nấm men thu nhận

sinh khối bắt buộc phải được cung cấp oxy liên tục
Khi số vòng quay của cánh khuấy và tốc độ thổi khí tăng thì độ hòa tan của
oxy vào dung dịch môi trường sẽ tăng theo. Đồng thời làm tăng sự xáo trộn môi
trường, thúc đẩy quá trình trao đổi chất và sinh sản tăng nhanh.
Tuy nhiên, việc tăng tốc độ khuấy và tốc độ thổi khí chỉ đạt đến một giới hạn
nhất định. Nếu tốc độ của hai yếu tố này quá cao sẽ làm tăng nhanh hiện tượng tự
phân của tế bào và bọt sẽ tạo ra nhiều.
Độ hòa tan của oxy bị chi phối bởi nhiệt độ của môi trường. Khi nhiệt độ của
môi trường tăng thì độ hòa tan của oxy sẽ giảm. Nhiệt độ thấp thường làm tăng tốc độ
hòa tan của oxy. Nếu trong quá trình lên men, nhiệt độ môi trường tăng nhanh (do quá
trình hô hấp của vi sinh vật) thì ngay lập tức phải thổi khí mạnh để làm giảm nhiệt
của môi trường. Nếu không làm hạ nhiệt, độ hòa tan của oxy sẽ giảm và năng suất
sinh khối sẽ giảm.
Trong trường hợp phải dùng những chất hoạt động bề mặt, chất phá bọt hay
một số chất chống nhiễm trùng cũng làm giảm độ hòa tan của oxy.
 Sự tổng hợp xitocrom ở Saccharomyces cerevisiae phụ thuộc vào oxi.
Ở nồng độ oxi hòa tan 0,05 µM/L hoặc thấp hơn, các xitocrom a-a 3, b và c-c1 sẽ vắng
mặt trong hệ thống các xitocrom.Vì vậy lượng oxi cung cấp có ý nghĩa đặc biệt.
 Tuy nhiên, nấm men bánh mì là lọai vi sinh vật có khả năng sinh
trưởng cả khi vắng mặt lẫn khi có mặt oxi. Khi sinh trưởng trong điều kiện có mặt
oxi, men bánh mì cần biotin, trong khi nhu cầu về inozitol và axit pantothenic thay
đổi tùy chủng. Việc bổ sung các vitamin khác như tiamin, mặc dù có thể có ích song
không tuyệt đối cần thiết. Ngòai các nhu cầu này, nấm men khi sinh trưởng trong
điều kiện kị khí nghiêm ngặt còn cần các thành phần khác như các axit béo chưa bão
hòa và ecgosterol và một số chủng còn cần cả axit nicotinic. Thiếu các thành phần
này trong môi trường, sinh trưởng chỉ diễn ra trong một vài thế hệ và sau đó dừng lại
hòan tòan. Nguyên nhân của việc nấm men đòi hỏi mạnh mẽ trong điều kiện kị khí
là vì sự sinh tổng hợp các axit béo chưa bão hòa và các sterol bao gồm một số bước
enzym cần có sự tham gia của oxi phân tử. Sự sinh tổng hợp axit nicotinic diễn ra
qua tritophan, kinurenin và axit quinolinic, và oxi phân tử cần cho cả ba bước. Các

lipid không phải là nhân tố không thể thiếu khi môi trường chứa oxi. Có nghĩa là
môi trường chứa oxi có thể không có lipid. Thay cho việc nói rằng nhu cầu về các
19


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

nhân tố sinh trưởng tăng lên trong điều kiện sinh trưởng kị khí chúng ta cũng có thể
nói rằng các nguyên tố cần thiết cho sinh trưởng của nấm men bao gồm cả oxi phân
tử. Theo phương trình sinh trưởng đã nêu ở trên, nhu cầu về oxi nằm vào khoảng 5,5
mg oxi/ chất khô nấm men được tạo thành. Con số này tương đương với nhu cầu về
magie, vì vậy oxi không thể đơn giản chỉ là một nguyên tố vết.
 Quan hệ của nấm men đối với oxi là một quan hệ phức tạp, điều này
được thể hiện qua nhiều “hiệu ứng” kiểm soát sự trao đổi oxi ở nấm men. Ngòai
“hiệu ứng Pasteur”, còn có “hiệu ứng Pasteur ngược” (đồng nghĩa với “hiệu ứng
Crabtree”, “hiệu ứng glucose” hay “sự kiềm chế dị hóa”) và “hiệu ứng Pasteur âm”.
Một điều đáng ngạc nhiên là mặc dầu môi trường sinh trưởng của nấm men có thể
được thông khí mạnh song sản lượng vẫn thấp và hầu hết đường cơ chất bị lên men
thành etanol. Hiện tượng này được mô tả vào năm 1934, được biết khá rộng rãi vào
những năm 1950, song những nhà sản xuất men bánh mì đã đề ra các phương pháp
nuôi cấy thích hợp (phương pháp bổ sung định kỳ) để khắc phục hiệu ứng có hại
này, thu được sản lượng cao về men bánh mì và loại bỏ được sự tạo thành etanol.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của oxy hòa tan đến sự phát triển của
saccharomyces cerevisiea cho thấy: năng suất tạo thành sinh khối tăng dần khi tăng
hàm lượng oxy hòa tan. Năng suất sinh khối nấm men đạt cao nhất khi lượng oxy
hòa tan tăng từ 0.5 – 1 milimol / L / phút. Khi lượng oxy hòa tan tăng đến 4
milimol/l/phút, sinh khối giảm. Nếu tăng lượng oxy lên nữa, sinh khối sẽ giảm
nhanh. Điều đó cho thấy sự tăng oxy hòa tan không phải tỷ lệ thuận với sự tăng sinh
khối.
 Nhu cầu cung cấp oxy cho quá trình phát triển của nấm men không

phải lúc nào cũng giống nhau. Do đó, ta phải thay đổi mức độ cung cấp oxy theo
đúng nhu cầu thực của nấm men.
 Không khí trước khi đưa vào thiết bị lên men, phải được làm sạch khỏi
vi sinh và các tạp chất.
Các biến đổi:
+ Vật lý : nhiệt độ tăng.
+ Hoá học : hàm lượng chất khô trong dịch lên men giảm, hàm lượng
oxy hoà tan giảm
+ Sinh học : tế bào nấm men phát triển
+ Hoá sinh : enzym tham gia phản ứng sinh tổng hợp tế bào
Thông số công nghệ :
Nấm men phát triển tốt ở pH 4,5 - 5,5.
o pH = 4 : tốc độ tích lũy sinh khối giảm
o pH = 3,5 hay pH = 3 sẽ làm sự sinh sản của nấm men bị dừng lại.
Mức độ hấp thu chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống enzym
tham gia vào sự tổng hợp protein, tạo vitamin đều tùy thuộc vào độ pH, pH ngoài 4,55,5 làm chất lượng nấm men giảm đi.
Trong công nghiệp sản xuất men bánh mì thường lên men ở pH 4,2 - 4,5 để hạn
chế vi khuẩn tạp nhiễm
Duy trì pH = 4.5 - 5.5 bằng cách dùng ammoniac với liều lượng thích hợp vừa
có tác dụng chỉnh pH vừa cung cấp nguồn đạm cho nấm men
Nhiệt độ thích hợp cho nấm men thích hợp sinh sản là 29-31 oC.
Trên 43oC và dưới 28oC sự sinh sản của nấm men bị chậm hay ngừng lại.
20


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Nếu lên men ở nhiệt độ cao 35-40 0C thì bột nhào rất chóng chua vì khoảng
nhiệt độ này thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn lên men acid lactic
Thực tế ở nước ta trong mùa nắng nhiệt độ trong quá trính sản xuất có thể lên

o
31-34 C, làm cho sự tăng trưởng của nấm men chậm lại. Nếu hệ thống nuôi men kín,
có hệ thống nước để điều hòa thì tốt,nếu không, khi theo dõi có sự dao động nhiệt
trong quá trình sản xuất có thể xử lí bằng axit sorbic, hay chlortetracycline,
hydrochlorid ... như đã trình bày để hạn chế sự phát triển sinh vật gây nhiễm
Nuôi trong khỏang thời gian từ 8 – 16 giờ. Tối đa là 16 giờ.
Nồng độ đường có thể lên đến 5 – 6 %.
Hiện nay, để gia tăng hiệu suất và chất lượng men thành phẩm các nước phát
triển chủ yếu khai theo những hướng dưới đây :
Nuôi nấm men trong môi trường có nồng độ chất khô cao, trong đó rỉ đường
có nồng đô chất khô 75 % được pha loãng từ 7-14 lần, gia tăng hiệu suất đến 140 %,
chi phí cho 1 tấn nấm men giảm 50 %, chi phí năng lượng thong khí giảm 35 %. Men
thành phẩm thu được có nồng độ chất khô cao, nhất là trehalose, làm tăng độ bền
vững của men trong quá trình bảo quản.
Giảm sự tạo thành ethanol bằng cách sục khí men mẹ trong môi trường chỉ có
nguồn đạm, khoáng, sau đó 1 giờ mới bổ sung rỉ đường
Số lượng nitơ hấp thụ được trong môi trường : cứ mỗi giờ lấy 10 ml dịch men
(không lọc) pha với 90 ml nước cất và nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0.1N vào, trong sự
hiên diện của phenolphthalein đến khi có màu hồng nhạt. Kế đó thêm vào bình phản
ứng 5 ml dung dịch formalin trung tính và chuẩn độ lần 2 với NaOH 0.1N như trên.
Đến khi có màu hồng nhạt, thể tích ml NaOH dung trong lân 2 gọi là số N-formol.
Giá trị tương đối này xác định số lượng ammonium và nitơ amin trong môi trường.
Lúc bổ sung nitơ đầu quá trình nuôi, chỉ số N-formol là 1-1.5, trong giai đoạn nấm
men tăng trưởng mạnh số N-formol giảm xuống đến 0.4-0.5, tuy nhiên không cần
thiết bổ sung nguồn Nitơ vào môi trường.Vào cuối quá trình tăng trưởng số N-formol
giảm đến 0.2 - 0.3 và trong quá trình lắng, chuẩn bị ly tâm số N-formol là 0.15-0.2
Thiết bị :
Thiết bị nuôi nấm men vừa có dung tích thích hợp, vừa thuận lợi cho việc nạp
môi trường, phá bọt cũng như thu nhận sản phẩm. Thiết bị phải được lắp đặt hợp lý hệ
thống thổi khí, hệ thống bọt cũng như thu nhận sản phẩm. Thiết bị phải được lắp đặt

hợp lý hệ thống thổi khí, hệ thống cánh khuấy và tấm cản dòng chuyển động của môi
trường để làm tăng quá trình trao đổi chất của vi sinh vật.

21


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

Hình 6 : Thiết bị lên men
Quá trình sinh trưởng và phát triển :
- Sự sinh trưởng :
Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men
tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều.
- Sự phát triển :
Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh
khối rất lớn sau một thời gian ngắn. Trong trường hợp sinh sản theo phương pháp này
thì trong dịch nuôi cấy sẽ không có tế bào già. Vì rằng tế bào được phân chia thành
hai cứ như vậy tế bào lúc nào cũng ở trạng thái đang phát triển. Tế bào chỉ già khi
môi trường thiếu chất dinh dưỡng và tế bào không có khả năng sinh sản nữa.
Các giai đoạn phát triển tế bào nấm men trong lên men tĩnh có 5 giai đoạn :
Giai đọan thích nghi : nấm men cần có thời gian thích nghi với điều kiện mới.
Ở giai đọan này việc tạo thành axit amin, các peptid và axit nucleic xảy ra nhanh các
quá trình khác. Thời gian này có thể dài, có thể ngắn tùy thuộc vào loài nấm men.
Giai đoạn này thường từ 0.5 – 1 giờ. Giai đoạn này chỉ cần cung cấp lượng ko khí
khỏang 50m3 / giờ / 1m3 môi trường là đủ.
Giai đoạn logarit : nấm men tiến hành các quá trình trao đổi chất rất mạnh,
khối lượng nấm men trong các thiết bị tăng rõ rệt. Việc tổng hợp enzym được xúc tiến
22

Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

nhanh. Hàm lượng RNA được tổng hợp nhiều nhất. Giai đoạn này thường kéo dài từ
7 – 14 giờ và cũng là giai đoạn nấm men cần nhiều oxy nhất, do đó lượng oxy cung
cấp phải gấp đôi giai đoạn đầu tiên, khỏang 80 – 100m 3 / giờ / m3 môi trường.
Giai đoạn chậm dần : tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành phần dịch
lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều
Giai đọan kế tiếp là giai đoạn ổn định : giai đoạn này có nhiều thay đổi quan
trọng. Lượng tế bào mới sinh gần bằng lượng tế bào chết. Các quá trình trao đổi chất
giảm mạnh, do đó nhu cầu oxy cần không nhiều. Giai đoạn này kéo dài từ 1 – 2 giờ
và ta phải giảm lượng không khí cung cấp vào môi trường. Lượng không khí cung
cấp cho giai đoạn này từ 20 – 50 m3 / giờ / 1m3 môi trường.
Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế
bào nấm men giảm dần
Trong sản xuất nấm men bánh mì, người ta thường kết thúc quá trình nuôi nấm
men ở cuối giai đoạn hai bởi vì lúc này số lượng tế bào nấm men sống là lớn nhất,
hoạt lực enzym cao nên không thể đợi đến giai đoạn ổn định mới thu nhận sinh khối,
làm như vậy nấm men thu được sẽ chứa rất nhìêu tế bào già.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người
ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như :
+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển
vi hay gián tiếp trên mặt thạch.
+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một
đồ thị chuẩn của mật độ tế bào…
 Sự tích lũy nấm men trong 1 lít dịch men : hằng giờ lấy mẫu dịch men, xác
định nồng độ tế bào nấm men sơ bộ, bằng cách đo lượng chất khô trong dịch
men với đường kế Balling.Vì chỉ số Balling bị ảnh hưởng do lượng nấm men
trong dung dịch
 42.56 g nấm men / 1 lít dung dịch : 1oBalling. Do đó, từ sự khác nhau về chỉ số
Balling trước và sau khi ly tâm loại tế bào, có thể tính được lượng tế bào nấm

men sau mỗi giờ và tính được hiệu suất sinh khối gần đúng theo công thức:
42.56 x tổng số lít x hiệu số chỉ số Balling
= kg nấm men
100
3.6).Quá trình men lắng
Mục đích : chuẩn bị cho quá trình ly tâm tách rửa
Các biến đổi :
+ Vật lý : nhiệt độ giảm
+ Hóa học : hàm lượng không khí giảm, không còn chất dinh dưỡng
trong môi trường, xảy ra các phản ứng trao đổi chất.
+ Hóa lý : dung dịch tách pha, từ dạng huyền phù nấm men trong dịch
lên men các tế bào nấm men tách ra lắng xuống
+ Hóa sinh : enzym xúc tác các phản ứng trao đổi chất thay vì các quá
trình hoạt động sinh tổng hợp
Thông số công nghệ :
+ Giảm nhiệt độ đến 27oC
+ Giảm lượng không khí 40-60% so với giai đoạn nuôi chính
23


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

+ Thời gian lắng từ 1.5 -2 giờ
Thiết bị : quá trình men lắng xảy ra trong thiết bị lên men
3.7).Ly tâm tách rửa men :
Mục đích công nghệ : Khai thác và hoàn thiện
Dùng bơm bơm dịch men vào máy ly tâm để loại môi trường còn lại
Các biến đổi :
+ Thay đổi thành phần tạp chất bám trên men
Thông số công nghệ :

+ Nhiệt độ nước rửa : 20C
+ Thời gian không quá 2 giờ.
+ Tốc độ quay : 1000 rpm.
Thiết bị : máy ly tâm
Hình 7 : Máy
ly tâm

3.8). Lọc :
Mục đích :
+ Khai
thác
+
Chuẩn bị cho
quá trình định
hình
Biến đổi :
khối

+Vật lí :
lượng

riêng tăng, nhiệt độ tăng
+Sinh học : có thể nhiễm vi sinh vật
Thông số công nghệ : độ ẩm sau quá trình này đạt 40%
Thiết bị : máy lọc thùng quay.Người ta cũng có thể tráng một lớp bột khoai mì
ở thành trong thiết bị, tác dụng của nó là để giữ lại và thu hồi sinh khối tốt hơn.
Hình 8: Máy lọc thùng
quay
3.9). Định hình :
Mục đích : chuẩn bị cho

quá trình sấy
Các biến đổi :
+ Vật lí : thay
đổi hình dạng:dạng sợi
24


Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ

dài, nhiệt độ tăng
+ Hóa lí : nước bay hơi
+ Sinh học : có thể nhiễm vi sinh vật
Thiết bị : phễu có gắn dĩa đồng trục kích thước khoảng 0.3 cm ở đầu ra.
3.10). Sấy :
Mục đích :
+ Chuẩn bị
+Bảo quản
Các biến đổi :
+Vật lí : khối lượng riêng giảm do nước bay hơi, nhiệt độ tăng, độ ẩm
giảm
+Hóa lí : nước chuyển sang trạng thái hơi
Thông số công nghệ :
+ Độ ẩm : 7,5 - 8% (nhiều nhà nghiên cứu cho rằng nếu sấy độ ẩm dưới
6% thì protid của tế bào nấm men bị biến tính, enzym của nấm men bị mất
hoạt tính). Độ ẩm nấm men khô không quá 11-12%.
+ Nhiệt độ : 320C
+ Thời gian : 30 – 34 h
Thiết bị: sấy thăng hoa
Sấy thăng hoa là phương pháp sấy bằng cách hạ thấp nhiệt độ sản phẩm
sấy xuống dưới điểm đông lạnh (dưới -10 0C) và được đặt trong bình chân

không có áp suất gần với áp suất chân không tuyệt đối, khi đó nước thoát ra
khỏi sản phẩm sấy ở trạng thái rắn, tức là thăng hoa ẩm. Mô hình hệ thống
thiết bị sấy thăng hoa gồm 5 bộ phận : bình thăng hoa, bình ngưng của máy
lạnh, máy nén của máy lạnh, bình ngưng-đóng băng, bơm chân không. Quá
trình sấy thăng hoa gồm 3 giai đoạn : giai đoạn đông lạnh, giai đoạn thăng hoa
và giai đoạn sấy ẩm dư. Sấy thăng hoa có ưu điểm giảm thời gian sấy xuống 3
lần, không ảnh hưởng lớn đến giá trị dinh dưỡng và mùi vị sản phẩm, tuy
nhiên chi phí năng lượng riêng cao hơn các phương pháp khác khoảng 50-60%

25