tìm hiểu quy trình sản xuất sinh khối nấm men

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



BÀI BÁO CÁO
MÔN: Ứng dụng công nghệ sinh học

trong công nghệ thực phẩm
Đề tài: TÌM

HIỂU QUY TRÌNH
SẢN XUẤT SINH KHỐI
NẤM MEN
Giảng viên: Nguyễn Thị Thu Sang
Nhóm: 1
Lớp: Chiều Thứ – Tiết 11, 12

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 3 Năm 2015


Mục lục


LỜI GIỚI THIỆU
Hiện nay, cuộc sống con người ngày càng phát triển, con người đã nghiên cứu phát
triển các ngành khoa học công nghệ, đặc biệt là ngành công nghệ sinh học, ứng dụng
ngành công nghệ sinh học không chỉ trong y học, dược học, di truyền, mà còn ứng dụng
các nghiên cứu khoa học vào ngành công nghệ thực phẩm, thúc đẩy ngành công nghiệp
thực phẩm phát triển vững mạnh, làm phong phú các sản phẩm thực phẩm trên thị trường,

tăng chất lượng sản phẩm đầu ra, ví dụ như để sản xuất rượu vang, trước đây, người ta
phải dùng hai loại vi sinh vật là S. cerevisiae để tạo ra hàm lượng rượu trong dịch lên
men và sau đó, sử dụng Leuconostos trong lên men phụ ở quá trình tàng trữ, nhằm nâng
cao chất lượng của rượu. Ngày nay, người ta tiến tới dùng một chủng vi sinh vật chuyển
gen để thực hiện cả hai quá trình. Hoặc đối với các sản phẩm lên men sữa như phomat và
sữa chua, trước kia, người ta thường sử dụng những vi sinh vật tự nhiên có mặt trong sữa
để lên men. Do vậy, người ta khó lòng kiểm soát quá trình lên men và hiệu quả không
cao. Ngày nay người ta đã tạo được các chủng mới với các tính chất xác định và đã điều
khiển được quá trình lên men theo định hướng mong muốn.
Và một nhánh trong ứng dụng công nghệ sinh học vào công nghệ thực phẩm là sản
xuất sinh khối vi sinh vật, mà ứng dụng được nhiều là sản xuất sinh khối nấm men, tạo
giống nấm men trong sản xuất thức uống có cồn, sản xuất bánh mì, ….
Nhóm 1


1. Tổng quan về công nghệ sản xuất sinh khối nấm men
1.1.

Giới thiệu sơ lược về nấm men
Nấm men thuộc cơ thể đơn bào,thường có hình que hoặc hình cầu.
Nấm men được sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae.
- Phân loại:
Nấm men chìm(S.carbergensis): Tạo ra do phương pháp lên men chìm
Nấm men nổi(S.cerevesiae) : Tạo ra do phương pháp lên men nổi.
- Sinh sản
Nấm men có 2 hình thức sinh sản chủ yếu:
+ Sinh sản vô tinh thông qua nảy chồi
+ Sinh sản hữu tính thông qua sự hình thành nang bào tử

1.2.

Giới thiệu sinh khối nấm men
Các sản phẩm của quá trình lên men gồm các dạng:

- Sinh khối
- Sản phẩm trao đổi chất: bậc 1 và 2
- Sản phẩm của sự chuyển hóa chất
- Sản phẩm lên men…
Trong đó, sinh khối là quá trình cơ chất được chuyển hóa thành vật chất tế bào trong
quá trình sinh trưởng . Quá trình nuôi cấy chủ yếu là sinh trưởng , phát triển các tế bào
của giống vi sinh vật, chất dinh dưỡng được chuyển hóa thành vật chất tế bào. Lên men
thu sinh khối là quá trình sinh sản, phát triển (sinh trưởng) các tế bào của chủng nuôi cấy.
Sinh trưởng là tăng số lượng các tế bào. Sinh trưởng phục vụ cho sự duy trì , sinh sản của
vi sinh vật.
Theo chức năng này, trong quá trình tiến hóa của tế bào vi sinh vật đã hình thành cơ
chế điều hòa trao đổi chất sao cho phần lớn các chất dinh dưỡng tiêu hao phục vụ cho
việc tổng hợp tế bào chất
1.3.

Các nấm men sử dụng trong sản xuất
1.1.1 Giống nấm Candida
-

Candida tropicalis: lên men rất tốt ở các dịch đường glucoza, galactoza,
sacaroza, maltoza không hấp thu được sorbioza, xenlobioza, lactoza,…


1.2.1 Giống nấm 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. Nguyên liệu chính dùng để
sản xuất men là mật rỉ, ngoài ra một số hóa chất khác sẽ được cung cấp trong quá trình
nuôi cấy men để bổ sung các chất dinh dưỡng mà mật rỉ không đủ. Quá trình nuôi dưỡng
men Saccharomyces là quá trình hiếu khí vì vậy người ta phải thổi vào bồn lên men một
lượng khí rất lớn.
Phân loại khoa học

Giới (regnum)

Fungi

Ngành (phylum)

Ascomycota

Phân
ngành(subphylum)

Saccharomycotina

Lớp (class)

Saccharomycetes

Bộ (ordo)

Saccharomycetales

Họ (familia)

Saccharomycetaceae

Chi (genus)

Saccharomyces
(E.C.
HANSEN 1838)MEYEN

• 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 micromet, sinh sản bằng cách tạo chồi hay bao tử
Nấm men Saccharomyes gồm những thành phần chủ yếu sau:
+ Vách tế bào


+ Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạp chủ yếu là
lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡn 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 trong 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.

• 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 nito: nitrate, nitrite, ethylnamine, hydrochloride, Llyzine, 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 aicd.

-

Sinh trưởng tại các nhiệt độ khác nhau: 25, 30, 35, 37, 42 0C

-

Sản sinh acid từ glucoza

-

Thủy phân Ure

-

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 acid acetic 1%

2. Sinh khối nấm men
Sinh khối nấm men là những tế bào sống được ứng dụng trong công nghiệp thực
phẩm như: sản xuất đồ uống lên men, sản xuất bánh mì, sữa chua...và trong y học như sản
xuất thuốc hỗ trợ tiêu hóa biolactovin...
Hình ảnh tế bào nấm men Saccharomyces

Hình 1. Saccharomyces cerevisiae

Hình 2. Saccharomyces cerevisiae

Hình 3. Saccharomyces cerevisiae


3. Các dạng thương phẩm sinh khối nấm men
3.1. Theo dạng thu nhận
3.1.1. Dạng nấm men lỏng
Nấm men lỏng là một sản phẩm thu nhận được ngay sau khi quá trình lên men hiếu
khí kết thúc, dịch men này có chứa sinh khối của nấm men đang phát triển. Khi sủ dụng
nấm men lỏng thì vấn đề chất lượng rất được quan tâm do nó rất dễ bị nhiễm những vi
sinh vật lạ, bị lẫn các sản phẩm trao đổi chất của nấm men.
Ưu điểm: dễ sử dụng, hoạt lực cao.
Nhược điểm rất lớn là khó bảo quản, thời gian sử dụng chỉ nằm trong giới hạn 24 giờ
sau khi sản xuất.
Chính vì thế, việc sản xuất và sử dụng nấm men lỏng thường được tổ chức như một
phân xưởng riêng trong các cơ sở sản xuất.
Lên men hiếu khí

Men lỏng
Người ta thu nhận dịch lên men có chứa nấm men dạng đang phát triển để sản xuất
bánh mì, lượng men sử dụng từ 1-10% so với khối lượng bột mì đem sử dụng.
3.1.2. Dạng nấm men nhão (nấm men paste)
Nấm men paste là khối nấm men thu được sau khi ly tâm nấm men lỏng.
Nấm men paste thường có độ ẩm khoảng 10 – 75%. Nấm men paste thường có hoạt
lực 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 oC, ta có thể sử dụng nấm men
paste trong khoảng 10 ngày. Như vậy nếu chuyển nấm men lỏng sang nấm men paste, ta
có thể kéo dài thời gian sử dụng và thuận lợi trong việc vận chuyển.
Ly tâm nấm men lỏng
Men paste
Ứng dụng: Thường sử dụng ở các cơ sở sản xuất bánh mì, liều lượng sử dụng 4-5% so
với khối bột lên men.
Ưu điểm: thời gian sử dụng lâu, dễ vận chuyển.
Nhược điểm: hoạt lực làm nở không cao bằng nấm men lỏng.
3.1.3. Nấm men khô
Nấm men khô lại được sản xuất từ nấm men paste. Người ta sấy nấm men paste ở
nhiệt độ < 40oC hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khô có độ ẩm <
10%.
Ưu điểm: thời gian sử dụng rất lâu và dễ vận chuyển.
Nhược điểm: hoạt lực làm nở không cao.
3.2. Theo đặc tính sử dụng
3.2.1. Men lạt


Men dùng cho sản xuất bánh mỳ lạt (Hàm lượng đường thấp). Những chủng men này
chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường thấp (nhỏ hơn 20%)
3.2.2. Men ngọt
Men dùng cho sản xuất bánh mỳ ngọt ( Hàm lượng đường cao). Những chủng men

này chỉ sống và phát triển tốt trong môi trường có nồng độ đường cao (cao hơn 20%).

Khái niệm
Men lỏng

Men paste

Men khô

Sản phẩm thu được
ngay sau quá trình
lên men hiếu khí
Là khối nấm men
thu được khi li tâm
nấm men lỏng
Là loại nấm men có
được sau khi sấy
nấm men paste ở
nhiệt độ cao

Ưu điểm

Nhược điểm

Dễ sử dụng, hoạt lực
cao

Khó bảo quản, thời
gian sử dụng trong
khoảng 24 giờ sau

sản xuất

Vận chuyển dễ
dàng, thời gian sử
dụng lâu

Hoạt lực kém hơn
nấm men lỏng

Thời gian sử dụng
rất lâu, dễ vận
chuyển

Hoạt lực không cao


4. Quy trình sản xuất sinh khối nấm men
 Quy trình sản xuất nấm men từ rỉ đường:

Rỉ đường
Xử lý
Pha loãng
Nấ m men
Nhân giống

Thanh trùng

Cấy vào môi trường
Lên men
Ly tâm

Sinh khối
Sấ y khô

Thành ph
ẩm

 Thuyết minh

Quy trình công nghệ sản xuất sinh khối nấm men bao gồm các giai đoạn
chính sau:
-

Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nhân giống
Quá trình nuôi cấy nấm men
Thu nhận sinh khối
Sấy khô


4.1. Chuẩn bị môi trường và nhân giống
4.1.1. 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
Thực hiện loại bỏ chất keo trong rỉ đường: có thể làm bằng 2 phương pháp

o 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.
o 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 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 80-900C 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: 28-320C
4.1.2. 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
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 28320C 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 2830 0C
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
-


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.
4.2. Quá trình nuôi cấy nấm men (quá trình lên men dịch rỉ)
 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 CO2 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 CO2 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.
 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
50m3/giờ/m3 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- 100m3/giờ/m3 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 m3/giờ/m3 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:
+ 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 CO2 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 Dglucose 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
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 bà 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 270C.
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 270C, giảm lượng không khí 4060% so với giai đoạn nuôi cấy chính, thời gian lắng từ 1,5-2 giờ.

4.3. Thu nhận sinh khối nấm men
 Mục đích: khai thác và hoàn thiện.
Về lý thuyết
Từ 1g C6H12O6 có thể thu được 0,5g sinh khối nấm men khô (theo nghiên cứu của

A.J.Forage):
C6H12O6 (1g) + O2 (0,4g)  CO2 (0,67g) + H2O (0,27g) + NH3 (0,05g)
Q (1,25 kcal) + sinh khối nấm men khô 0,5g
Hoặc theo nghiên cứu C.L Cooorey


C6H12O6 (2kg) + O2 (0,7g)  CO2 (1,1g) + H2O (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 (Seprator), cô đặc chân không.
- 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.
4.4.
Sấy khô

 Mục đích: Bảo quản

Huyền phù sinh khối nấm men sau quá trình cô đặc có nồng độ chất khô 40%.Quá
trình sấy nhằm mục đích tách ẩm ra khỏi men, đưa độ ẩm của chúng về dưới 8% để kéo
dài thời gian bảo quản của nấm men. Đồng thời, quá trình sấy cũng làm đa dạng hóa sản
phẩm nhằm thuận tiện cho quá trình vận chuyển và sử dụng.
 Các biến đổi trong quá trình sấy
- Vật lý: hàm ẩm giảm nhanh chóng

- Hóa lý: sự bay hơi nước và các chất dễ bay hơi dưới tác động của nhiệt độ cao.
Có sự chuyển pha từ dạng lỏng (dịch lên men) sang dạng rắn.
- Hóa sinh: một số enzyme bị biến tính
- Sinh học: tế bào nấm men và một số vi khuẩn bị tiêu diệt. tuy nhiên, do thời
gian sấy rất ngắn nên biến đổi về hóa sinh và sinh học không lớn lắm.
4.5. Chỉ tiêu chất lượng thành phẩm
Tiêu chuẩn của sinh khối nấm men thương phẩm dùng cho chăn nuôi như sau:
 Chỉ tiêu vi sinh:
- Tổng vi sinh vật hiếu khí không quá 7500 cfu/kg men khô
- Vi khuẩn thương hàn: không được có - Nấm mốc: không quá 50 cfu/kg

men khô
 Chỉ tiêu hóa lý:
Độ ẩm: không quá 8%
Protein: không nhỏ hơn 45% (tính theo chất khô), với men ở loại khô là 56%
Lizin, metionin và tryptophan tương ứng không dưới 0,5; 1,4; 1,1% của protein khô
Độ tiêu hóa của protein không dưới 75-80%
Giá trị sinh học của protein khô không dưới 55%


Các vitamin B1, B2, B5 tương ứng không dưới 10, 30 và 300 mg/kg.hàm lượng tro:
đối với men rượu từ rỉ đường không quá 14% men khô tuyệt đối, còn men rượu từ bã
rượu ngũ cốc thì không quá 10%.
Tạp chất kim loại sau khi tách sắt có thể còn có trong chế phẩm men ở dạng các mẫu
vảy nhỏ là kim loại bắt từ hoặc không bắt từ
Những tạp chất kim loại là thể mảnh kim loại không bắt từ phải có kích thước mảnh,
miếng kim loại không quá 2mm. hàm lượng kim loại mảnh có kích thước < 2mm (mg/
1kg men khô): < 20
Các kim loại từ tính: không quá 0,003% (chì và asen không quá 5mg/kg

5. Ứng dụng:
Trong sản xuất đồ uống chứa cồn:
- Cơ sở của quá trình lên men rượu: lên men các đường thành rượu được
thực hiện bởi nhiều loại nấm men, chủ yếu là các loài Saccharomyces và
một số vi khuẩn.
- Ứng dụng trong các loại nước uống lên men chứa cồn: như rượu vang
nho, rượu cần, rượu sake, rượu congac….
• Trong sản xuất bánh mì
Tế bào nấm men có 3 vai trò chính trong sản xuất bánh mì: làm nở bột mì nhão, xốp
bánh và tạo hương.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Khoa Công nghệ thực phẩm trường đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM, Ứng
dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm, NXB Đại học Công nghiệp thực
phẩm TP.HCM, 2014
[2] Lê Ngọc Tú và tập thể tác giả, Hóa học thực phẩm, NXB KHKT, Hà Nội, 2012
[3] Lương đức Phẩm, Công nghệ vi sinh vật, NXB Nông nghiệp, 1998