Sản xuất sinh khối vi sinh vật giàu protein cho gia súc

Chương 1: MỞ ĐẦU

I. GIỚI THIỆU
Thuật ngữ protein đơn bào mới hình hành trong giới khoa học từ những năm 50 của thế kỷ
trước. Thực tế loài người đã biết sử dụng loại protein này và các chất có trong tế bào VSV từ rất lâu.
Protein đơn bào (SPC-Single cell protein) là thuật ngữ chỉ một loại chất dinh dưỡng có trong
tế bào và chỉ sản xuất từ vi sinh vật (VSV), được sử dụng làm thức ăn cho người và động vật. Thuật
ngữ này không chỉ đơn giản là protein từ tế bào của cơ thể đơn bào, vì rất nhiều VSV không phải là
cơ thể đơn bào mà người ta vẫn khai thác chúng. Do đó, thuật ngữ này nên hiểu là nguồn dinh
dưỡng chứa nhiều protein từ VSV khác nhau, cả đơn bào lẫn đa bào (từ vi khuẩn, nấm men, nấm sợi
và tảo). Được sử dụng trước hết là nguồn protein trong dinh dưỡng động vật, chủ yếu là trong chăn
nuôi.
Cơ sở khoa học của phương pháp sinh tổng hợp protein nhờ VSV là lợi dụng khả năng sinh
trưởng nhanh và sự phong phú về protein cũng như các acid amin hợp phần của nó trong tế bào
VSV để làm nguồn cung cấp protein cho gia súc và thức ăn cho người.

II. ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN XUẤT SINH KHỐI VI SINH VẬT
-

Chi phí lao động thấp hơn nhiều so với sản xuất nông nghiệp.
Có thể sản xuất ở những địa điểm bất kì trên trái đất, không chịu ảnh hưởng của khí hậu,
thời tiết, quá trình công nghệ dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
Năng suất cao.
Sử dụng các nguồn nguyên liệu rẻ tiền và hiệu suất chuyển hoá cao.
Hàm lượng protein trong tế bào rất cao.
Chất lượng protein cao.
Khả năng tiêu hoá của protein tốt
An toàn về độc tố.
Những vấn đề kĩ thuật.

III. ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO

❖ Ưu điểm
VSV là cơ thể có tốc độ sinh trưởng rất mạnh, khả năng tăng trưởng nhanh. Chỉ trong một
thời gian rất ngắn ta có thể thu nhận được một khối lượng sinh khối rất lớn; thời gian này được tính
bằng giờ, còn ở TV hay ĐV thì thời gian này được tính bằng tháng hay hàng chục năm.
Hàm lượng protein rất cao, cao hơn rất nhiều so với protein có trong TV hay ĐV (hàm
lượng protein ở VSV khoảng 20-80% trọng lượng khô).
Vi khuẩn
60-70% tính theo chất khô, có loài tới 87%
Nấm men
40-60%
Nấm mốc và xạ khuẩn
<30%.
Chất lượng protein của vi khuẩn là cao nhất, vì các thành phần acid amin cân đối hơn ở nấm
31


men. Nhưng vì kích thước tế bào vi khuẩn nhỏ và các điều kiện nuôi cấy phức tạp hơn, nên việc sản
xuất sinh khối VSV làm nguồn protein trong công nghiệp vi sinh chủ yếu là từ nấm men.
Tốc độ sinh tổng hợp protein trong tế bào VSV cũng rất cao, từ 100-10.000 lần so với bò. Ví
dụ về thời gian tăng đôi khối lượng của vi sinh vật ở thời kỳ phát triền cực đại được so sánh với một
số sinh vật như sau:
Bảng 1. Tốc độ sinh tổng hợp protein trong tế bào VSV
Sinh vật
Vi khuẩn, Nấm men
Nấm và Tảo Chlorella
Cỏ và các thực vật khác
Gà mái
Gà con
Lợn con
Các loại gia súc ăn cỏ

Thời gian tăng đôi khối lượng
0.2-2 giờ
2-6 giờ
144-288 giờ
288-576 giờ
500 giờ
576-864 giờ
720-1.500 giờ

Protein của VSV có chất lượng tương đương protein ĐV và hơn hẳn protein TV( ở ĐV
protein chứa đầy đủ và rất cân đối các acid amin, ở TV thường thiếu loại acid amin này hay acid
amin khác).
Thành phần cấu tạo và giá trị dinh dưỡng của protein VSV có thể điều khiển bằng cách thay
đổi thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy hoặc bằng cách tác động làm thay đổi cơ cấu di
truyền của chủng, giống.
VSV có khả năng hấp thụ, phân giải nhiều loại nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm, thậm chí cả chất
thải, nước thải của một quá trình sản xuất nào đó.
Hoàn toàn có thể sản xuất theo quy mô công nghiệp (sản xuất hàng loạt, có thể kiểm soát và
chất lượng sản phẩm đồng nhất).
Nuôi cấy VSV không phụ thuộc vào khí hậu cũng như thời tiết trong năm, quá trình nuôi
cấy được tiến hành trong các nồi lớn dễ dàng ổn định các điều kiện kỹ thuật như thành phần môi
trường, nhiệt độ, pH, … bằng các hệ thống hiệu chỉnh tự động.
Nuôi cấy VSV chỉ cần một diện tích không đáng kể để xây dựng xí nghiệp (trồng trọt và
chăn nuôi thường chiếm diện tích rộng lớn).
Sinh khối VSV là một khối thống nhất, do đó có thể thu hoạch một cách đơn giản và dễ
dàng (khác với các loại cây trồng trong sản xuất nông nghiệp)
Có thể phân lập và lựa chọn VSV có ích và thích hợp cho các quá trình công nghệ, cho từng
loại nguyên liệu tương đối nhanh và không khó khăn lắm.
Thành phần cấu tạo và giá trị dinh dưỡng của protein VSV có thể điều chỉnh được bằng cách

thay đổi thành phần môi trường, điều kiện nuôi cấy, hoặc bằng cách tác động làm thay đổi cơ cấu di
truyền của chủng, giống.
Trong protein của VSV có đầy đủ các acid amin thành phần và đặt biệt là các acid amin
32


không thay thế có giá trị dinh dưỡng cao.
Một ưu việt cần nhắc tới là trong sản xuất protein từ VSV lại sử dụng nguyên liệu VSV – là
loại phế liệu, phụ phẩm của một số ngành công nghiệp khác. Nguồn nguyên liệu này rất phong phú,
đa dạng, rẻ tiền, dễ kiếm như: rỉ đường, khi thuỷ phân gỗ tạp, rơm rạ, bã mía… do vậy giá thành
của sản phẩm sẽ thấp. Đồng thời sử dụng nguyên liệu này sẽ góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm
môi trường do chất thải và nước thải.
❖ Nhược điểm
Tuy vậy, nguồn Protein thu nhận được từ vi sinh vật còn có những hạn chế:
- Hàm lượng các acid amin chứa lưu huỳnh thấp.
- Khả năng tiêu hóa của protein: có phần bị hạn chế bởi thành phần phi protein, như acid
nucleic, peptid của tế bào, hơn nửa chính thành và vỏ tế bào VSV khó cho enzyme đi qua.

Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ GIỐNG VI SINH VẬT SỬ DỤNG
33


I. NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu được dùng trong sản xuất nấm men gia súc là bã rượu - phụ phẩm của các nhà
máy rượu, có bổ sung thêm rỉ đường - phụ phẩm các nhà máy sản xuất đường. Dịch bã rượu là
nguồn dinh dưỡng nuôi cấy nấm men rất tốt. Trong dịch này có khoảng 7.5-10% chất khô hoà tan
rất giàu vitamin B và các acid amin. Khi nuôi nấm men, dùng dịch này pha thêm rỉ đường để môi
trường luôn luôn có khoảng 2-3% đường, ta có thể thu được từ 10- 15 kg men khô từ 1 m 3 dịch bã
rượu.
❖ Nguyên liệu bã rượu (Hèm)

Trong sản xuất cồn từ mật rỉ, bã thải ra môi trường là bã rượu. Bã rượu chứa nấm men, chất
hòa tan và cả lượng cồn sót. Có hai loại bã rượu : loại bã của các nhà máy rượu với nguồn nguyên
liệu từ ngũ cốc, sắn (các loại chứa tinh bột) và của các nhà máy rượu rỉ đường.
Bã rượu sau khi chưng cất cồn là một loại nguyên liệu tốt dùng để nuôi cấy nấm men.
Bảng 2. Thành phần hóa học của bã rượu từ rỉ đường
Vật chất
Hợp chất hữu cơ
Protein
Nitơ
tổng
protein
amin
NH3
Acid amin

Hàm lượng (% Vật chất
chất khô)
70-80
Các acid hữu cơ
17-27
Trong đó có acid bay hơi
Glyxerin
3-5
Vật chất khử
0.4-1.0
Tro tính ra K2O
0.3-0.6
Na2O
0.1-0.3
CaO

6-10
Vi lượng

Hàm lượng
chất khô)
5-27
3-12
6-13
3-7
17-24
7-8
0.5-3
0.5-3

(%

Trong bã rượu có chứa các vitamin:
▪ Acid nicotinic (PP)
▪ Riboflavin (B2)
▪ Priridoxin (B6)
▪ Acid pentotenic (B3)
▪ Biotin (B7)
▪ Acid folic
Trong số các chất hòa tan của bã rượu có đường (1÷2,5%), các hợp chất nitơ, các vitamin
nhóm B. Ngoài ra, trong bã rượu còn có các nguyên tố khoáng, các nguyên tố vi lượng... như vậy
trong bã rượu có ít đường, nhưng rất phong phú các chất sinh trưởng. Vì vậy khi dùng bã rượu để
nuôi cấy nấm men người ta lọc lấy phần dịch trong rồi bổ sung từ 1÷2% rỉ đường, thêm
supephosphate để tăng nguồn phospho và (NH4)2SO4 hoặc urea làm nguồn nitơ.
Lượng bã rượu chiếm khoảng 0.36% so với lượng mật rỉ đem vào sản xuất.
34

Trong dịch bã rượu tinh bột sau khi lọc loại bã, bã thô dùng cho thức ăn chăn nuôi có 7-8%
chất khô và dịch bã rượu rỉ đường thường có 7.5-10% chất khô, nhiều các hợp chất N, nhiều
vitamin và khoáng chất.
Trong quá trình sấy nấm men đã chuyển 50-55% chất khô của rỉ đường vào dịch bã. Do đó,
dịch là môi trường rất giàu các chất sinh trưởng.
Dịch bã rĩ đường chứa 7.5-10% chất khô, trong đó có tới 3% là các hợp chất vô cơ. Dường
khử 0.2-0.5%. glyxerin 0.6-0.9%, các axit hữu cơ 1.5-2.5%, các axit amin, các loại rượu, glucoside,
các hợp chất vô cơ và hữu cơ, các muối P, K, Fe, vitamin và các nguyên tố vi lượng. Các hợp chất
này men có thể hấp thu được.
Bên cạnh đó, về mặt kinh tế, bã rượu còn có một số ưu điểm so với các nguyên liệu khác:
- Giá thành rẻ.
- Khối lượng lớn và dồi dào.
- Sử dụng tiện lợi.
- Nguồn cung cấp khá phổ biến.
❖
Nguyên liệu rỉ đường: Rỉ đường là phế liệu chứa đựng nhiều đường không kết tinh
trong sản xuất đường từ mía hoặc củ cải đường.
Yêu cầu của rỉ đường dùng trong sản xuất nấm men gia súc:
- Hàm lượng chất khô không thấp hơn 75%
- Đường 40÷50%
- Hàm lượng chất tro không thấp hơn7,5%
- Tổng nitơ không thấp hơn 1,4%
- Số lượng các vi sinh vật không quá 15000 tế bào trong 1g rỉ đường.
❖ Nguồn Nitơ
Các hợp chất chứa nitơ của rỉ đường (a. asparaginic, a.glutamic, lơxin, isolơxin, tyrosin, các
muối nitrat) có thể được nấm men sử dụng đến 30-40%. Chỉ có betain là không được sử dụng.
Để thay thế người ta dùng các nguồn nitơ vô cơ như dd NH3, các muối nitrat, urea như
nguồn chứa nitơ, diamoni phosphate (DAP) như nguồn chứa nitơ và photpho. Ngoài DAP và urea,

người ta có thể sử dụng các nguồn cung cấp nitơ và phospho khác như: (NH 4)2SO4, NH4OH, H3PO4,
Ca(H2PO4) để nuôi cấy nấm men.
Tuy nhiên, hai nguồn nitơ urea và diamoni phosphate (DAP) là những loại phân vô cơ được
sử dụng nhiều trong nông nghiệp, dễ mua và rẻ hơn rất nhiều so với các chất khác nên chúng được
sử dụng nhiều trong sản xuất sinh khối nấm men.
Supephosphat và amoni sulfat được sử dụng nhưng không như mong muốn vì chúng tạo ra
canxi amoni sulfat, tạo CaSO4 bám vào mặt trong thiết bị và ống dẫn, làm cho thiết bị bám nhiều
cáu cặn gây cản trở cho thanh trùng và truyền nhiệt.

❖ Nguồn khoáng
35


Lượng DAP có thể sử dụng trong khoảng 0,15-0,3%, urea được sử dụng ít hơn. Nếu dùng
nhiều ure, phải tăng cường lượng biotin (dưới dạng tiền chất là desthibiotin) trong dịch lên men vì
enzyme phân giải ure của nấm men-ure amidoliaza có thể đòi hỏi một lượng lớn biotin.
Bổ sung P dưới dạng một loại muối thích hợp hay dạng acid orthophosphoric.
Nguồn Kali và Magie: Trong sản xuất sinh khối nấm men, người ta sử dụng K 2CO3 và KCl
như những nguồn kali và MgSO4.7H2O hoặc MgCl2 như nguồn cung cấp magie.
❖ Nước
Nước sử dụng trong sản xuất sinh khối nấm men là nước sử dụng trong sinh hoạt (nước
máy). Nếu sử dụng nước giếng phải xử lý chúng để chất lượng loại nước này đạt chất lượng như
nước máy dùng trong sinh hoạt. Nước được coi như nguyên liệu chính dùng trong sản xuất vì đây là
công nghệ lên men hiếu khí.
Các yêu cầu về nước :
- Có độ cứng từ 4 – 8o (1o tương đương 10 mg CaO/l)
- Không màu, không mùi, không vị.
- Các chất sau không được quá mức cho phép (mg/l): Cl - < 0,5; SO4-2 < 80; As < 0,05; Zn < 5;
Cu < 3; FeO < 3.
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí <10 cfu/L (37 oC), không chứa Coliforms, không chứa Faecal

streptococci và các vi khuẩn clostridia khử sulphit.
II. GIỐNG VI SINH VẬT
Trong sản xuất men chăn nuôi trên môi trường bã rượu, giống VSV được sử dụng là các loài
nấm men Candida utilis (hay có tên gọi khác là: Torula utilis, Torulopsis utilis) hay Candida
Tropicalis.
Candida utilis
Candida tropicalis
Giới: Nấm
Giới: Nấm
Ngành: Ascomycota
Ngành: Ascomycota
Dưới ngành: Saccharomycotina
Dưới ngành: Saccharomycotina
Lớp: Saccharomycetes
Lớp: Saccharomycetes
Bộ: Saccharomycetales
Bộ: Saccharomycetales
Họ: Saccharomycetaceae
Họ: Saccharomycetaceae
Giống: Candida
Giống: Candida
Loài: Candida utilis
Loài: Candida tropicalis

1. Candida tropicalis
❖ Đặc điểm hình thái
Tế bào nấm men có hình ovan, hoặc hình tròn, khá lớn, kích thước trung bình của nấm men
thường là (5-10) x (4-8) μm, phần lớn các tế bào kết thành nhánh, hiếm khi đứng riêng rẽ. Hệ sợi
giả phát triển tốt từ những sợi giả kéo dài, phân nhánh thành chuỗi. Không tạo bào tử túi. Trong tế
bào già tích tụ nhiều hạt chất béo.

36


❖ Tính chất nuôi cấy
Qua ngày đêm ở 36ºC trong nước malt (4ºBe) tạo thành cặn không nhiều và qua một tháng
tạo thành màng dày nhăn nheo. Khuẩn lạc mọc trên thạch malt hình tròn, màu kem trắng. Rìa khuẩn
lạc bị chia cắt theo hình răng cưa hoặc có tưa (hiếm khí phẳng nhẵn). Men này là loại dị hình thái :
một chủng có khi mọc thành khuẩn lạc dạng R (nhăn nheo) hay dạng S( nhẵn).
❖ Tính chất hoá sinh
Lên men tốt các dịch đường glucose, galactose, sacarose, maltose, treharose, rafinose,
melixitose, inulin, sucxinic, citric.
Không hấp thu được sovbiose, xentobiose, lactose, milibiose, dulxit, inozit và aicd xalysalic.
Cần một số vitamin làm chất sinh trưởng : acid pantotenic, paraminbenzoic, tiamin, inozit...
❖ Đặc tính công nghệ
Hiệu suất thu hồi sinh khối của nấm men Candida tropicalis đạt khoảng 38-46% trong môi
trường nuôi cấy. Tốc độ sinh trưởng riệng là 0.15-0.2/h. Nếu cho thêm vào môi trường cao men
(0.5%). Năng suất sẽ tăng đến 48-50% và tốc độ sinh trưởng là 0.25-0.28/h.
Nhiệt độ nuôi cấy thích hợp là 36-37ºC, pH = 4.2-4.5

2. Candida utilis
❖ Đặc điểm hình thái: Tế bào dài có kích thước 4x8.3μm, đứng riêng rẽ hoặc đôi khi
kết thành chuỗi ngắn, phân nhánh, không thấy sinh hệ sợi hay giả sợi, không sinh ra bào tử túi.
❖ Tính chất nuôi cấy: Trong môi trường lỏng tạo thành vòng và cặn lắng đặc. Khuẩn
lạc mọc trên môi trường thạch malt có màu vàng úa, óng ánh nhẹ, phẳng nhẵn, rìa hơi bị chia cắt,
thỉnh thoảng ở giữa không láng bóng mà hơi gợn nhăn nheo.
❖ Tính chất hoá sinh
Lên men được glucose, sacarose, 1/3 rafinose
Đồng hoá bằng cách oxi hoá glucose, sacarose, maltose, rafinose, xylose; yếu với galactose
và arabinose.

Có thể hấp thu được các nguồn nitơ như KNO3, amonisunfat,ure, peptone.
❖ Đặc tính công nghệ: Năng suất thu hồi sinh khối là 40% so với chất khô trong môi
trừơng.
Bảng 4. Thành phần hóa học của tế bào nấm men candida utilis
Thông số
% chất khô
Ẩm
5-7
protein (N x 6,25)
50 - 54
Tro
6.5-7.0
Chất béo
3.0-5.0
carbohydrates
25-30
❖ Điều kiện sinh trưởng
➢ Nhiệt độ sinh trưởng:
37


Đối với sinh trưởng của đa số nấm men thì nhiệt độ sinh trưởng tối thích vào khoảng 28o

32 C.
➢ Oxi hòa tan và độ hiếu khí
Độ hiếu khí của môi trường được thể hiện bằng lượng oxi hòa tan trong môi trường. Sự có
mặt của oxi tạo điều kiện cho nấm men hô hấp và sinh sản. Lượng oxi hòa tan trong môi trường phụ
thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao thì oxy hòa tan càng kém. Bình thường lượng oxy hòa tan tối
đa trong nước là 9 mg/l. Khi nồng độ này giảm xuống 1mg/l thì nấm men sẽ ngừng sinh sản.
➢ pH của môi trường

Mỗi loài vi sinh vật nói chung đều sinh trưởng và phát triển tối thích ở một giá trị pH nhất
định. pH thích hợp cho sinh trưởng của nấm men là 4,0- 4,5.
➢ Hàm lượng đường
Hàm lượng đường (glucose, fructose, galactose, maltose, saccharose, ...) càng cao thì nấm
men sinh trưởng càng tốt. Tuy nhiên, nếu hàm lượng đường quá cao sẽ tạo ra áp lực thẩm thấu lớn,
từ đó ức chế nấm men sinh trưởng. Cần lưu ý với glucose, hàm lượng cao có thể ức chế hô hấp
(hiệu ứng Captree).
Tiêu chuẩn lựa chọn giống:
Nấm men gồm có nhiều nòi (chủng) khác nhau, mỗi nòi có một vài đặc tính riêng biệt, nói
chung nấm men dùng trong sản xuất sinh khối phải đảm bảo những yêu cầu sau:
- Nấm men Candida utilis có khả năng sinh sản rất nhanh chóng: khả năng tích lũy sinh khối
nấm men là 0.2 g/h. Trong điều kiện nuôi nấm men có sục khí, môi trường có nồng độ chất
khô là 8% ở 30oC trong 6h.
- Hàm lượng protein và sinh tố cao, dễ tiêu hóa nên được dùng sản xuất thức ăn cho người và
động vật.
- Thành phần hóa học đáp ứng được nhu cầu về dinh dưỡng và không chứa các chất có độc
tính đối với động vật. Không gây bệnh cho động vật và người.
- Đồng hóa được các chất dinh dưỡng có trong môi trường với hệ số kinh tế cao.
- Thích nghi với môi trường bã rượu. Có sức chống chịu với tạp khuẩn và những chất kìm
hãm sinh trưởng
- Tế bào nấm men có kích thước lớn, đồng đều để có thể dễ tách bằng separator (máy li tâm
tách)

Chương 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
38


I. SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Bã rượu

Lọc

Mật rỉ

Tạo môi
trường nuôi
cấy

Bã

Muối dinh
dưỡng

Thanh trùng

Men giống

Nhân giống

Làm nguội

Lên men

Ly tâm

Cô đặc

Sấy

Đóng gói

Men thành phẩm

II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Quá trình lọc
39

Oxi


a)

Mục đích: Trong sản xuất rượu có một lượng dịch bã rất lớn : cứ 100 lít cồn thải ra
tới gần 12m . Quá trình lọc bã nhằm thu dịch lọc để làm môi trường nuôi cấy nấm men, phần bã còn
lại được tận dụng để làm thức ăn gia súc.
b) Các biến đổi:
- Vật lý: loại được một số tạp chất trong bã
- Hóa lý: độ nhớt giảm.
3

c) Phương pháp thực hiện : Do bã rượu có độ nhớt cao, tương đối khó lọc nên ta chọn
phương pháp lọc áp lực ở nhiệt độ cao và có sử dụng chất trợ lọc. Ở đây, bã rượu sau khi chưng cất
(nhiệt độ 55-60oC ) được đem đi lọc ngay nên không cần phải gia nhiệt bã rượu trước khi lọc.
❖ Chất trợ lọc
Chất trợ lọc là một loại bột mịn được đưa vào để hỗ trợ cho quá trình lọc. Chất trợ lọc có
nhiệm vụ làm cho lỗ mao quản nhỏ và tạo thành trên bề mặt lọc một lớp bã bổ sung làm tăng khả
năng giữ pha rắn và giảm trở lực của pha lỏng.
Các yêu cầu cần thiết của bột trợ lọc
- Tạo được trên bề mặt lọc lớp bã có độ xốp lớn (ε = 0,85-0,9), nhưng kích thước lỗ xốp bé.

- Bề mặt riêng của bột trợ lọc không lớn lắm (vì bề mặt riêng lớn thì kích thước hạt bé và trở
lực lớn).
- Giới hạn thành phần cỡ hạt của bột trợ lọc trong phạm vi hẹp (kích thước cỡ hạt tương đối
đồng nhất).
- Độ nén ép dưới áp suất không lớn lắm.
- Không hòa tan và có phản ứng hóa học với pha lỏng của huyền phù. Người ta thường có hai
cách để sử dụng bột trợ lọc
+ Hòa bột trợ lọc vào huyền phù (khoảng 0.01- 4 % huyền phù đem lọc).
+ Phủ lớp bột trợ lọc lên bề mặt (thường dùng cho thiết bị lọc gián đoạn) với chiều
dày khoảng 0.8 - 2.5mm (tương đương với khối lượng 0.1 - 0.75 kg.m 2). trong
các thiết bị lọc liên tục người ta thường pha bột trợ lọc vào huyền phù rồi tiến
hành lọc với tốc độ lớn.
Trong sản xuất thường sử dụng nhiều loại bột trợ lọc khác nhau như diatomit, amiang,
cellulose, mùn cưa, than gỗ, than hoạt tính…
2. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy:
a) Mục đích:
Thành phần và nồng độ các cấu tử của môi trường dinh dưỡng nuôi cấy nấm men ảnh hưởng
rất nhiều đến tốc độ sinh sản, thành phần tế bào và hiệu suất thu hồi sinh khối của nấm men. Các
nguồn đường đơn và đường đôi, acid amin, glycerin là nguồn cacbon dinh dưỡng của nấm men.
Bã rượu qua các kỹ thuật sản xuất hầu như không còn chứa các chất sinh trưởng cho nấm
men, nên việc bổ sung các chất sinh trưởng vào bã rượu là cần thiết. Trong bã thường thiếu cân đối
về tỉ lệ C:N:P. Vì vậy, muốn nấm men sử dụng hết nguồn cacbon ta phải thêm nguồn N và P.
b) Phương pháp thực hiện:
Ta trộn dịch bã rượu với 1-2 % rỉ đường (tính theo thể tích dung dịch)
40


Bổ sung vào dịch nuôi cấy với 1 m 3 bã rượu thường bổ sung với 1,3 kg DAP và 0,5 kg ure
rồi hạ nhiệt xuống 30oC. Nuôi nấm men : nhiệt độ 28-30 o, pH 4.0-4.2 , thời gian nuôi 16-18h. Nếu
dịch bã có nồng độ chất khô trên 8% thì pha loãng tới nồng độ 6.8-7.2%

Tiến hành pha dung dịch DAP :
Urea dễ hoà tan tuy nhiên sẽ làm giảm nhiệt độ của nước, DAP rất khó hoà tan trong nước
do khi sản xuất nó có chứa một số chất phụ gia không tan.Vì vậy, trước khi sử dụng phải hoà tan
vào nước nóng theo tỉ lệ 1:5-6 (nước) trước. Dung dịch được trộn lẫn với lượng acid phosphoric đã
tính toán, pha loãng bằng nước theo tỉ lệ 1: 5 rồi cho qua bộ phận đo lường.
❖ Chuẩn bị khí vô trùng : Phương pháp vi lọc gồm 3 giai đọan
- Xử lý sơ bộ : tách bụi và hợp chất cơ học khác (φ = 5-10m). Vật liệu membrane polymer,
phôi kim loại…
- Xử lý thô: tách phần lớn (98%) các vi sinh vật trong không khí (φ = 1-1.5m). Vật liệu
membrane polyamide, polyester…
- Xử lý tinh: tách các vi sinh vật có kích thước nhỏ (φ = 0.3m), độ tinh sạch 99.99%. Vật
liệu lọc: membrane ceramic,cellulose acetate…
3. Quá trình thanh trùng
a) Mục đích: Quá trình này sẽ tiêu diệt một số vi sinh vật có trong dịch bã rượu chuẩn
bị cho quá trình nuôi cấy sau này.
b) Các biến đổi trong quá trình:
➢ Vật lý: nhiệt độ tăng.
➢ Hóa học: mất đi một số cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ cao, có thể xảy ra phản ứng
Maillard.
➢ Hóa lý: độ nhớt dung dịch giảm.
➢ Hóa sinh: các enzym bị biến tính bất thuận nghịch.
➢ Sinh học: hệ vi sinh vật trong môi trường bị tiêu diệt một phần.
4. Quá trình làm nguội
a) Mục đích: Hạ nhiệt độ của canh trường để chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy.
b) Các biến đổi trong quá trình:
➢ Vật lý: nhiệt độ giảm
➢ Hóa lý: độ nhớt dung dịch tăng.
5. Quá trình nuôi cấy men giống
a) Mục đích: Đây là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy mở rộng nhằm làm tăng
dịch nấm men giống sau mỗi chu kỳ nuôi cho đến khi đủ lượng giống cần thiết cho quá trình sản

xuất.
b) Biến đổi: Sinh học: sinh khối vi sinh vật tăng.

c)

Phương pháp thực hiện:
➢ Nuôi cấy nhân giống đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm:
41


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 28-32oC trong vòng 16-20 giờ.
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 100l 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 có thể tích 3-4 m 3 chứa 1m3 dịch 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 cho đến khi được 100 m3 .
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 (kể cả lọc khí phục vụ cho sục khí).
Khi nuôi cấy đều cần phải đảm bảo các biện pháp để tránh nhiễm tạp như:
- Đun nóng hoặc lọc các thành phần môi trường: Môi trường nhân giống và khi tiến hành
nhân giống cũng phải đảm bảo vô trùng.
- Khử trùng thiết bị nuôi cấy
- Các quá trình nuôi cấy cần thông khí mạnh để cho nấm men hô hấp và phát triển sinh khối.
- Nhiệt sinh ra trong quá trình nhân giống phải được loại bỏ nhờ một hệ thống làm lạnh.

d) Thông số công nghệ:

● pH trong quá trình nhân giống và nuôi giống: 4-4.2
● Nhiệt độ trong quá trình nhân giống và nuôi giống: 28-32 oC
● Thời gian nuôi mỗi lần chuyển cấp: 16-20 giờ.
6. Lên men
a) Mục đích: Quá trình nuối cấy men mở rộng nhằm mục đích tăng sinh khối tế bào
nấm men đến mức như mong muốn.
Cơ sở khoa học:
Khi nuôi cấy nấm men rượu trong môi trường giàu đường nếu đủ oxy chúng sẽ sinh trưởng,
tăng sinh khối và sống ở trạng thái hô hấp, nếu thiếu oxy hoặc không có oxy chúng chuyển sang lên
men (hô hấp kị khí).
Nếu cung cấp oxy liên tục vào môi trường thì tế bào nấm men sẽ chuyển từ trạng thái lên
men sang hô hấp. Quá trình hấp thu glucose trong tế bào đang hô hấp xảy ra chậm hơn so với các tế
bào đang lên men.
Hiện tượng này được giải thích như sau: quá trình lên men sinh ra ít năng lượng hơn quá
trình hô hấp. Vì vậy, để có đủ năng lượng, trong điều kiện lên men cần phải phân giải nhiều glucose
hơn, tế bào lên men hấp thu nhiều glucose hơn
Về 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 ¼ so với hiếu khí), còn
lại là 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 suất thu hồi sinh khối cao cần
42


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 cấy.

b) Các biến đổi xảy ra trong quá trình nuôi cấy
❖ Các biến đổi sinh học
Các giai đoạn sinh trưởng 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 acid nucleic xảy ra nhanh hơn các quá trình
khác. Thời gian có thể kéo dài cũng có thể ngắn tuỳ thuộc vào từng chủng nấm men. Giai đoạn này
thường khoảng 0,5-1 giờ và chỉ cần cung cấp lượng không khí khoảng 50 m3/h/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 và cũng là giai đoạn
nấm men cấn nhiều oxy nhất, do đó lượng oxi cung cấp phải gấp đôi giai đoạn đầu tiên, khoảng 80100 m3/giờ/m3 môi trường.
Giai đoạn kế tiếp là giai đoạn cân bằng.
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 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 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 saccharose thành D-glucose và Dfructose 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.
❖ 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
chất)
▪ 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
43


Vì nấm men chỉ có thể sử dụng oxy ở dạng hoà tan nên tốc độ hoà tan của oxy vào dung
dịch bằng tốc độ sử dụng oxy của tế bào nấm men thì sinh khối 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 có mặt 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 CO2nên làm tăng thể tích bồn nuôi cấy, gây hiện tượng trào bọt trên bề mặt. Vì vậy 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
sử dụng chất phá bọt (keo ưa nước, mỡ cá, hỗn hợp xà phòng hóa, acid oleic, dầu silicone...).

c)

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy
❖ Thành phần môi trường nuôi cấy
Môi trường nuôi cấy phải ổn định về thành phần chất dinh dưỡng phải ổn định để chất lượng
nấm men đồng đểu ở tất cả các mẻ nuôi trong suốt quá trình sản xuất và môi trường nuôi cấy phải
tuyệt đối vô trùng. Thành phần môi trường nuôi cấy ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình nuôi
cấy nấm men như sau:
❖ Ảnh hưởng của hàm lượng đường
Lượng đường trong môi trường khoảng 22% (nuôi cấy gián đoạn) và khoảng 2-3% (nuôi
cấy bán liên tục) không nên nhiều hơn và cũng không nên ít hơn vì:
Nếu hàm lượng đường cao sẽ vừa gây lãng phí (vì trong quá trình tăng sinh khối trong điều
kiện hiếu khí nấm sử dụng đường rất ít) vừa tạo ra những sản phẩm trao đổi chất khác, sẽ gây ức
chế ngược đến quá trình tạo sinh khối. Cụ thể là, ở điều kiện hàm lượng đường thấp và có mặt của
oxi, nấm men sẽ tiến hành quá trình trao đổi chất và năng lượng theo chu trình Crebs (từ 1 phân tử
đường hexose tạo thành 38 phân tử ATP). Con đường này giúp sử dụng ít cơ chất (tiết kiệm cơ chất)

nhưng năng lượng tạo ra rất nhiều. Trong khi đó, nếu hàm lượng đường cao thì một lượng đường dư
thừa sẽ tham gia các con đường trao đổi chất không cần thiết (như con đường hình thành ethanol từ
acid pyruvic), dù cho quá trình nuôi cấy diễn ra trong điều kiện hiếu khí. Mặc khác, ở hàm lượng
đường quá cao có thể tạo nên một áp suất thẩm thấu cao trong môi trường nuôi cấy có thể kiềm hãm
sự trao đổi chất và sinh trưởng của nấm men. Hàm lượng đường cao còn có thể tạo ra dung dịch có
độ nhớt lớn ảnh hưởng đến sự hòa tan và khuếch tán oxi cũng như khả năng tiếp xúc của nấm men
với thức ăn. Kết quả là làm giảm hiệu suất sinh tổng hợp sinh khối nấm men và làm kéo dài thời
gian
nuôi
cấy.
Nếu hàm lượng đường quá nhỏ sẽ không đủ nguồn carbon cần thiết cho quá trình tạo sinh khối, từ
đó làm cho kéo dài thời gian thu nhận sinh khối.
Cần lưu ý rằng, nếu trong môi trường có nồng độ đường glucose cao cũng có khả năng ức
chế hô hấp của nấm men (hiệu ứng Captree). Khi quá trình hô hấp bị ức chế thì quá trình lên men sẽ
diễn ra thậm chí ngay cả khi có mặt của oxy làm tổn thất đường.

❖ pH
pH trong môi trường khoảng 4.0-4.2. Không nên hạ thấp độ pH của môi trường xuống quá
44


giá trị này vì có thể làm cho nấm men khó phát triển. Nếu pH cao quá vừa ức chế nấm men phát
triển vừa tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn nhiễm vào phát triển, cạnh tranh chất dinh dưỡng, làm
giảm chất lượng nấm men thành phẩm.
Cơ chế ức chế sinh trưởng của nấm men ở pH thấp như sau: pH đặc trưng cho khả năng
phân ly H+của các acid hữu cơ hoặc vô cơ. pH càng thấp H +càng nhiều, khi đó H+sẽ tham gia vào
quá trình vận chuyển chất trong và ngoài màng tế bào, đặc biệt là làm rối loạn các phản ứng sinh
hoá có enzyme xúc tác.
❖ Điều kiện nuôi cấy
✓ Nhiệt độ

Nhiệt độ nuôi cấy phải được kiểm soát chặt chẽ và điều chỉnh đến nhiệt độ tối thích cho nấm
men phát triển. Nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng quá trình sinh trưởng và trao đổi chất
do ảnh hưởng đến hoạt tính của các enzyme trực tiếp tham gia vào các chuỗi phản ứng sinh hoá của
cơ thể.
Mặc khác, nhiệt độ còn ảnh hưởng đến độ hoà tan của oxy trong môi trường. Nhiệt độ càng
thấp thì độ hoà tan của oxy càng cao. Nhưng nếu nhiệt độ quá thấp (dưới 28 oC) sẽ làm chậm quá
trình sinh trưởng của nấm men kéo dài thời gian nuôi cấy. Vì vậy, trong nuôi cấy nấm men người ta
thường điều chỉnh nhiệt độ môi trường nuôi cấy thường là 28-32oC.
✓ Oxy
Oxy là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của nấm
menCác quá trình lên men thoáng khí đòi hỏi phải cung cấp O 2. O2 cần dùng làm chất nhận
hydrogen và điện tử cuối cùng, ngoài ra O 2 còn được dùng trong các quá trình oxy hóa do
oxygenase xúc tác. Vi sinh vật chỉ sử dụng O 2 hòa tan, nhưng độ hòa tan của O2 trong nước là rất
nhỏ. Ở điều kiện áp suất khí quyển và nhiệt độ 30 oC, trong các dung dịch dinh dưỡng được thông
khí có hòa tan khoảng 4 - 5 ml O 2/l. Trái lại trong các quá trình sản xuất, vi sinh vật đòi hỏi lượng
O2 ở mức độ từ 500-5000 ml O2/l.h.
Nhu cầu O2 được quyết định bởi hoạt tính trao đổi chất của vi sinh vật. Ví dụ để tổng hợp
được nguyên liệu tế bào của 1g chất khô nấm men từ đường thì cần khoảng 500 ml O 2. Vì trong quá
trình lên men loại này mật độ tế bào là 10g/l, mặt khác sự tăng gấp đôi khối lượng tế bào nấm men
trên glucose kéo dài trong 2h nên trị số về nhu cầu O 2 là 2500 ml O2/lít dịch dinh dưỡng.h. Các trị
số này phụ thuộc vào mức độ oxy hóa cơ chất. Ngoài ra nhu cầu O 2 còn phụ thuộc vào điều kiện
nuôi cấy và tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật, khi sinh trưởng chậm nhu cầu này cũng giảm đi.
Đảm bảo việc cung cấp O2 một cách có hiệu quả và tối ưu là một trong những chức năng
chính của nồi lên men. Nhờ các hệ thống khuấy theo các kiểu khác nhau có tác dụng khuấy trộn và
phá vỡ các bóng không khí, hoặc nhờ các hệ thống bơm đưa không khí vào dung dịch mà có thể
tăng cường sự xâm nhập của O2.
Việc cung cấp oxy cho quá trình tạo sinh khối là rất cần thiết. Tuy nhiên, nhu cầu cung cấp
oxy cho quá trình phát triển của nấm men không phải lúc nào cũng giống nhau. Do đó phải thay đổi
mức độ cung cấp oxy theo đúng nhu cầu thực của nấm men. Người ta thường cung cấp oxi cho môi
trường nhờ không khí. Không khí trước khi đưa vào thiết bị lên men, phải được lọc vô trùng để làm

sạch khỏi vi sinh và tạp chất.
Nấm men chỉ có thể sử dụng oxy ở dạng hòa tantrong môi trường lỏng.
45


Thông thường, lượng oxy hoà tan trong nước rất ít. Trong quá trình phát triển, nấm men sẽ
nhận oxy hòa tan và như vậy lượng oxy hòa tan sẽ giảm, do đó cần phải cung cấp oxi từ bên ngoài
thiết bị. Nếu chỉ thiếu oxy trong thời gian ngắn, ngay lập tức chúng chuyển quá trình lên men hiếu
khí sang quá trình lên men kỵ khí. Như vậy lượng sinh khối tạo thành sẽ rất ít và đường sẽ được
chuyển hóa theo các chu trình đường phân cả các chu trình khác để cuối cùng tạo ra sản phẩm trao
đổi chất bậc hai. Do đó quá trình nuôi cấy nấm men thu nhận sinh khối bắt buộc phải được cung cấp
oxy liên tục.
Sự tăng hàm lượng oxy hòa tan không tỷ lệ thuận với sự tăng sinh khối.
✓ Sự khuấy trộn và thổi khí
Trong thiết bị lên men người ta phải lắp đặt hệ thống phân phối khí và hệ thống cánh khuấy.
Hệ thống phân phối khí trong nuôi cấy nấm men thường được lắp đặt ở dưới đáy thiết bị. Việc cung
cấp oxy cho những thiết bị nhỏ ở trong các phòng thí nghiệm thường rất khó khăn. Do đó người ta
thường sử dụng máy lắc để tăng sự hòa tan của oxy vào môi trường.
Khi số vòng quay của cánh khuấy và tốc độ thổi khí tăng thì độ hoà tan của oxy vào dung
dịch môi trường sẽ tăngtheo. Đồng thời làm tăng sự xáo trộnmôi trường và thúc đẩy quá trình
truyền nhiệt và truyền khối tốt hơn, từ đó làm tăng nhanh quá trình trao đổi chất và sinh sản của
nấm men.
Tuy nhiên, việc tăng tốc độ khuấy và tốc độ thổi khí chỉ 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. 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 độ của môi trường. Nếu không làm
hạ nhiệt, độ hoà tan của oxy sẽ giảm và từ đó năng suất sinh khối cũng giảm.
✓ Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt hay chất phá bọt
Trong trường hợp phải dùng những chất hoạt động bề mặt, chất phá bọt hoặc một số chất
chống nhiễm trùng, độ hòa tan của oxy cũng giảm.

Dịch men trong quá trinh nuôi nếu có thổi khí sẽ tạo thành bọt. Khi nuôi men đạt yêu cầu,
dịch men tháo ra bình chứa là một thể dịch bọt với nồng độ 0,25 g/cm 3, trong đó bọt chiếm 2/3 thể
tích. Trước khi tách men cần phải phá bọt bằng biện pháp cơ học và hóa học. Các chất phá bọt là
các họat chất bề mặt: các chất keo ưa nước, mỡ cá voi, cá mập, hỗn hợp xà phòng hóa, acid oleic,
dầu silicon. Để tăng tác dụng phá bọt, các chất này được sử dụng ở dạng nhũ hóa với nước, với tỉ lệ
1:6. Phá bọt bằng cơ học dựa vào kết cấu của thiết bị.
Trong sản xuất sinh khối nấm men gia súc, người ta thường kết thúc quá trình nuôi nấm men
ở gần cuối giai đoạn 2 tức là giai đoạn tăng trưởng, bởi vì một trong những yêu cầu quan trọng là số
lượng tế bào nấm men sống phải chiếm đại đa số nên không thể đợi đến giai đoạn cân bằng mới tiến
hành thu nhận sinh khối, làm vậy nấm men thu được sẽ chứa rất nhiều tế bào già.

d) Các phương pháp nuôi cấy:
Trong sản xuất công nghiệp người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy theo dòng liên tục.
Hàm lượng oxy 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 oxy của nấm men chỉ phụ thuộc vào họat tính của chúng và
thành phần của môi trường.
46


Hiệu suất của thiết bị nuôi cấy phụ thuộc vào hệ số hấp phụ của oxy, mức độ sử dụng không
khí, phụ thuộc vào nhu cầu riêng về oxy để tổng hợp 1 đơn vị sinh khối từ từng lọai nguyên liệu và
phụ thuộc vào hệ số tổng hơp.
Để xác định chế độ làm việc tối ưu của một thiết bị, người ta xác định mức độ sử dụng oxy
và theo đó sẽ chọn được tốc độ 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 đường khoảng 1-2 %.
Sử dụng giống nấm men có họat tính thấp sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi sinh khối..

7. Quá trình ly tâm
a) Mục đích : Quá trình này nhằm mục đích phân tách để thu nhận tế bào nấm men từ
canh trường nuôi cấy được thực hiện ngay sau khi kết thúc quá trình lên men.

b) Phương pháp thực hiện
Để tách nấm men khỏi dung dịch lên men, ta dùng phương pháp ly tâm. Nấm men thường
có tỉ trọng lớn hơn dung dịch lên men (tỉ 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.
o Đặc điểm sinh khối nấm men sau ly tâm
Sinh khối nấm men thu được ở dạng sệt có 75-80 % nước, 20-25 % chất khô trong đó
cacbon chiếm 40-50 %, nitơ 7-10 % tương ứng với 40-60 % protein, hydro 5-7 %, oxy 25-30 %, các
nguyên tố vô cơ 5-10 % ( phospho và kali chiếm 95-97 % tổng lượng tro, số còn lại là canxi, magie,
nhôm, lưu huỳnh, clo, sắt, một lượng rất nhỏ các nguyên tố mangan, kẽm, molipden, bo, coban…).
Ngoài ra, trong tế bào nấm men còn chứ hầu hết các chất cần thiết cho sự sống như glucid, lipid,
enzym, các acid nucleic …
8. Cô đặc
a) Mục đích:
✓ Chuẩn bị cho quá trình sấy dễ dàng hơn bằng cách tăng nồng độ chất khô, làm giảm
chi phí về thời gian sấy.
✓ Giết men và tất cả các vi sinh vật tạp nhiễm để hạn chế các mầm bệnh có thể nhiễm
từ vi sinh vật
✓ Phá vỡ tế bào nấm men nhằm tăng hệ số hấp thu nấm men cho động vật.

b) Các biến đổi
➢

Vật lý:
● Tính chất dung dịch thay đổi, hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung giảm, khối lượng
riêng, nhiệt độ sôi tăng.

➢
Hóa lý: độ nhớt của huyền phù tăng lên
47


➢
➢

Hóa sinh: một số enzym bị biến tính.
Sinh học: hệ vi sinh vật tốn tại trong nấm men bị tiêu diệt.

c)

Phương pháp thực hiện:
Có thể tiến hành phương pháp bằng các thiết bị cô đặc bằng thiết bị dạng màng hoặc tấm
bản. Nồng độ cuối cùng của nấm mên lên đến 40%.
Phương pháp thường được sử dụng với sản phẩm sấy phun.
9. Sấy:

a)

Mục đích:
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.

b) 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 enzym bị biến tính.
➢ Sinh hoc: 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.
Các thông số.
➢ Tốc độ đĩa phun 10000 vòng/phút
➢ Nhiệt độ vào của tác nhân sấy: 180-200oC.
➢ Nhiệt độ ra ở cửa ra buồng sấy : 85-95oC.
➢ Nồng độ nguyên liệu vào: 40% chất khô
➢ Độ ẩm sau khi sấy: ≤ 8%
➢ Nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình sấy ≤ 60-70 oC
➢ Thời gian tiếp xúc với tác nhân sấy ngắn, chỉ khoảng vài giây.
Nấm men được đưa nóng lên không quá 95oC làm cho chất lượng của các chất thành phần
trong nấm men như protein, vitamin, màu sắc và cấu trúc không bị biến đổi, được hoàn thiện hơn
cũng như dễ tiêu hóa hơn.
10. Quá trình bao gói
Sản phẩm sau khi sấy khô được bọc trong các gói bằng giấy và bằng polietylen theo từng lô
từ 0,3 đến 1,6 kg. Công đoạn bao gói sản phẩm được tiến hành trên dây chuyền tự động B6-BPA,
dây chuyền khảo sát khả năng biến đổi kích thước của hộp theo chiều cao từ 150 đến 300 mm với
đường kính không đổi bằng 242 mm, và định lượng sản phẩm trong giới hạn 0,4-0,5 kg.
Dây chuyền được sử dụng để hoạt động trong phân xưởng chia gói ở nhiệt độ từ 18 – 30 oC
và độ ẩm tương đối của không khí đến 60%.
48


Chương 4: SẢN PHẨM SINH KHỐI NẤM MEN
I. SẢN PHẨM SINH KHỐI NẤM MEN

II. YÊU CẦU CHẤT LƯỢNG CỦA MEN THƯƠNG PHẨM
Tiêu chuẩn của sinh khối nấm men thương phẩm dùng cho chăn nuôi như sau:

❖ Chỉ tiêu cảm quan:
Dạng bột
Màu sắc: xám, trắng, vàng, nâu.
Mùi vị: đặc trưng của nấm men, không được có mùi vị lạ.
Kích thước: hiệu suất qua rây 3mm trên 95%
❖ Chỉ tiêu hóa học:
Độ ẩm: không quá 8 %
Protein: không nhỏ hơn 45% (tính theo chất khô), với men ở lọai khô là 56,0 %
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<2 mm (mg/ 1kg men khô):< 20
Các kim loại từ tính: không quá 0,003% (chì và asen không quá 5 mg/kg)
❖ 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

49


Chương 5: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ
I. SẢN XUẤT PROTEIN VI SINH VẬT TỪ DẦU MỎ VÀ KHÍ ĐỐT
1.

Sơ lược
Từ lâu người ta đã biết nhiều vi sinh vật sống dựa vào dầu mỏ và khí đốt, ở các bể chứa dầu,
ở các mặt đường nhựa … Năm 1925, con người đã phát hiện thấy khả năng oxy hoá hidrocacbua
của một số vi sinh vật. Năm 1940, nhiều công trình nghiên cứu sử dụng vi sinh vật vào việc tìm
kiếm dầu mỏ và khí thiên nhiên gần mặt đất đã được tiến hành.Tới năm 1962, phương pháp sản
xuất protein từ dầu mỏ và triển vọng của nó đã được trình bày tại hội nghị dầu mỏ quốc tế lần thứ
VI. Sau đó, một số nước trên thế giới đã xây dựng nhà máy sản xuất sinh khối nấm men mà sản
phẩm chưa tới 70% protein nhằm mục đích thu protein.
Sản phẩm thu được khi nuôi vi sinh vật ( chủ yếu là nấm men ) trên dầu mỏ rất giàu dinh
dưỡng có thể coi là 1 loại protein-vitamin đậm đặc, không mang mùi vị gì của nguyên liệu và không
có độc tố. Các sản phẩm này rất giàu protein nhóm B cũng như ecgostenn (tiền vitamin D 2).Chính
vì vậy chúng được dùng rộng rãi vào chăn nuôi và một phần để được tách protein tinh khiết làm
thức ăn cho người. Sản phẩm của Pháp có tên là Toprina chứa tới 70% protein, của Liên Xô là BVK
có trên 52% protein, của Anh là BP chứa khoảng 40% protein.
2.
Vi sinh vật sử dụng
Hydrocacbua dạng khí thường được vi khuẩn Mycobacterium và Pseudomonas đồng hoá.
Khả năng này còn thấy ở một số vi khuẩn khác và xạ khuẩn: Streptomyces, Flavobacterium,
Chromobaterium, Acremonium, Corynebacterium, Micrococus, Staphylococus, Methylococus.
Đồng hoá tốt các hydrocacbua lỏng là các chủng thuộc giống Candida: C.tropicalis,
C.maltosa, C.lypolitica, C.rubusta, C.pelliculosa, C.scotti, C.rugosa, C.olophila. Ngoài ra còn có các
giống khác cũng đồng hoá được hydrocacbua dầu mỏ như: Torulopsis, Rhodotorula – T.colliculosa,
T.sake, T.dattila, T.famata, Rh.glutinis, Rh.gracilis. Mọc tốt trên môi trường này còn có nấm men
Lodderomyces enlongisporus, vi khuẩn Pseudomonas ovalis.
Vi khuẩn có khả năng sinh trưởng trên nhiều loại hydro cacbua hơn nấm men và nấm mốc.
Nấm men chỉ phát triển trên n-alkan và alken. Nấm mốc phát triển trên n- alkan, còn trên alkan
mạch nhánh sinh trưởng kém hơn.Vi khuẩn phát triển tốt trên các dãy alkan mạch thẳng, mạch
nhánh, trên các hydro cacbua thơm và khí thiên nhiên. Quá trình thâm nhập của hydrocacbua vào tế
bào cho tới nay cũng chưa được làm sáng tỏ đầy đủ. Có giả thuyết cho rằng, quá trình đó thực hiện
nhờ có sự tham gia của lipit ở màng tế bào. Cơ chế phân giải hydrocacbua tuy có nhiều giả thuyết

và được nghiên cứu nhiều nhưng cũng chưa hoàn toàn rõ ràng ở các đối tượng khác nhau.
Vấn đề chọn lựa các chủng vi sinh vật có hoạt lực sinh tổng hợp cao để dùng trong sản xuất
rất có ý nghĩa quan trọng. Trong công nghiệp sản xuất protein từ khí đốt và dầu mỏ phải chọn các
chuẩn sao cho đáp ứng các nhu cầu sau:
● Có khả năng sử dụng tốt nguồn hidrocacbua dùng làm nguyên liệu sản xuất.
● Sinh trưởng nhanh chóng, cho sản lượng cao trong thời gian ngắn, không đòi hỏi các
yếu tố sinh trưởng bổ sung.
● Có thành phần hóa học và điều kiện nuôi cấy ổn định có hàm lượng protein cao,
chứa đầy đủ các acid amin cần thiết, không có độc tố và phải được động vật đồng
50


hóa tốt.
Hiện nay người ta đang đẩy mạnh nghiên cứu sản xuất sinh khối vi khuẩn giàu protein, tuy
nhiên mức độ áp dụng rộng rãi thì chưa có vì vi khuẩn có những ưu và nhược điểm sau:
- Tốc độ sinh trưởng nhanh.
- Dùng được nhiều loại cơ chất.
- pH cần được giữ ở 5-7, nếu không sẽ có nguy cơ nhiễm các vi khuẩn lây
- bệnh.
- Thu hồi bằng li tâm khó.
- Hàm lượng protein thô có thể rất cao (tới 80%) song hàm lượng bình thường của các axit
nucleic, đặc biệt là ARN cũng cao (tới 20%) và cần phải được loại bỏ
- Thành phần các axit amin cân đối nhưng hàm lượng các axit amin chứa S hơi thấp.
- Khi dùng các vi khuẩn Gram âm để sản xuất SCP cần lưu ý khả năng sinh sản độc tố của
chúng.
Phần lớn các chủng nấm men có sản lượng cao trên cơ chất là hidrocacbua được phác lập từ
những mẫu đất và bùn ở những nơi có mỏ dầu hoặc quanh các nhà máy chế biến dầu.Viện sinh tổng
hợp các hợp chất protein ở Liên Xô năm 1967 đã chọn hơn 500 chủng nấm men phân lập từ các
mẫu trên có khả năng đồng hóa được hidrocacbua trong đó có chủng Candida cho sản lượng cao
nhất.

Từ kết quả nghiên cứu ở phòng thí nghiệm cho thấy: nuôi cấy chúng trên môi trường là nparafin sẽ cho hiệu suất sinh khối khô từ 85-100% trọng lượng men khô so với trọng lượng parafin
được dùng , hàm lượng protein trong sinh khối thì khoảng trên dưới 50%.
Ví dụ:
Tên nấm men
Candida tropicalis
Candida intermedia

Hiệu suất nấm men khô
%
94.4
87.1

Hàm lượng protein % chất
khô
58.8
51.0

Quá trình đồng hoá cacbon từ dầu mỏ và khí đốt có thể đề ra ở dạng tổng
quát như sau:
(1) Hydrocacbua → rượu bậc 1 hay rượu bậc 2 → aldehyt → axit béo.
(2) Đối với n-alkan có thể là:

51


(3) Đối với các hợp chất không no ( thí dụ: loại 1 – olefin), người ta cho rằng
quá trình oxy hoá nhờ vi sinh vật có thể đi theo con đường sau:

Các vi sinh vật có khả năng phân giải khí metan thành CO2 và H+ hoạt động.
Sau đó chúng sử dụng H+ này để khử CO2 và tạo thành các hợp chất hữu cơ:

Các quá trình sinh hoá trong tế bào vi khuẩn với metan đại thể như sau:

52


Các axit béo được lôi cuốn vào quá trình đồng phân hoá tiếp theo oxy hoá đến axetyl – CoA rồi đi
vào vòng Krebs. Một phần các axit amin hữu cơ được tạo thành sẽ kết hợp với NH3 cho các
aminoaxit. Nhờ các dây chuyền amin mà số loại amin ngày càng phong phú và cuối cùng dưới sự
điều khiển của AND trong tế bào vi sinh vật các axit amin này sẽ được tổ hợp với nhau để hình
thành các phân tử protein.
3.
Quy trình sản xuất sinh khối vi sinh vật từ hidrocacbua:
Dầu thô

Xử lý
Parafin
4.
Một số vấn đề cần lưu ý
Muốioctofosforic
dinh
Khi giống
chuẩn bị môi trường
dinh
người ta bổ sung
hoặc supephosphat,
Tạo
môidưỡng,
trường
Men

dưỡng
Xử
lý
NaCl, MgSO4, vào hỗn hợp hidrocacbua với H 2O, nguồn nitơ thường dùng là nước amomiac có 2025% NH3 và 1 lượng nhỏ (NH4)2SO4 để acid hóa môi trường ban đầu. Nước amoniac được dùng với
2 mục đích vừa là nguồn dinh dưỡng nitơ vừa là chất điều chỉnh pH trong thời gian nuôi cấy.
Nhân giống
Lên men
Oxi dinh
Muối
Nguyên
liệu ban đầu là Tạo
hidrocacbua
không có các nguyên
tố vi lượng, vì vậy phải cho vào
môi trường
Men
giống
dưỡng
nuối
cấy
môi trường chất dinh dưỡng các muối sau: MnSO4, ZnSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, KI, NaMoO.H2O,
FeCl3.6H2O.
Ly tâm
Cùng với n-parafin, dầu mỏ thô cũng được dùng làm nguyên liệu sản xuất protein từ nấm
Nhân giống
Lêntách
men
men, phương
pháp dùng dầu thô chưa
parafin tương đốiOxi

dễ, nhưng đòi hỏi quy trình công nghệ
phức tạp hơn. Nếu dùng parafin thì khi tách nấm men có thể bỏ bớt khâu tẩy rửa dung môi hữu cơ
vì thực tế parafin được nấm men sửRửa
dụngnước
hoàn toàn.
n-parafin
Supephosphat
Amonsunphat
Nước NH3 25%
KCl
MgSO4
Nước

Ly tâm
12.5
kg
Làm
2.7
kg khô
0.45 kg
Rửa nước
4.0
kg
Xử
0.56 kglý bằng
dung môi
0.28 kg
1000 Làm
ml khô

Rửa nước sạch
II. SẢN XUẤT SINH KHỐI VI SINH VẬT TỪ NGUYÊN LIỆU CHỨA TINH BỘT VÀ
Đóng gói
CELLULOSE.
1) Sơ lược
Làm khô
Cellulose là chất hữu cơ thường gặp nhất trên trái đất và hàng năm được tái tạo với một số
Men thành phẩm53
Men thành phẩm
Đóng gói


lượng khổng lồ. Các loại rơm rạ chứa tới 30-40% cellulose. Cellulose cũng gặp nhiều trong nước
thải của công nghiệp gỗ, công nghiệp dệt , bã mía và các chất thải của ngành công nghiệp thực
phẩm. Sản xuất protein đơn bào từ cơ chất cellulose là một hướng có nhiều triển vọng song 2 vấn đề
cần đặt ra là sự phụ thuộc vào mùa vụ và những khó khăn trong vận chuyển.
2) Vi sinh vật sử dụng
Các vi sinh vật thích hợp cho việc sử dụng cellulose là xạ khuẩn ưa nhiệt, vi khuẩn từ dạ cỏ
của động vật nhai lại, các loài Cellulomonas, Alcaligenes faecalis, Tricôderma reesei và nhiều nấm
sợi khác
như Myrothecium verrucaria, Humicula grisea, Sporotrichum thermophilum,
Chaetomium thermophilum, nấm sợi chiụ nhiệt Chaetomium cellulolyticum kể cả khi được nuôi hỗn
hợp với Trichoderma reesei và nhiều loài khác.
Ngoài nấm men và nấm sợi, người ta còn sử dụng rộng rãi vi khuẩn để sản xuất protein từ
nguyên liệu cellulose vì protein vi khuẩn có hàm lượng axít amin cân đối hơn ở nấm men, tỷ lệ
protein trong tế bào vi khuẩn lại rất cao, trung bình là 60 -70%, có loài tới 87%.
Nhiều nhà nghiên cứu đã thành công rực rỡ trong việc nuôi vi khuẩn tạo protein từ cây cỏ,
rơm rạ. Srunivaan và Han (1969) đã phân lập được hai loài vi khuẩn có khả năng cộng sinh rất lý
thú là Cellulonas và Alcaliges.
Nguyên

liệu
Trong môi trường cellulosea,
nếu chỉ
riêng một mình Alcaligens thì hầu như vi
khuẩn không phát triển được, nếu chỉ một mình Cellulomonas thì vi khuẩn phát triển rất kém.
Nhưng nếu nuôi cấy cùng một lúc cả hai vi khuẩn này thì sinh khối tăng vọt lên.
Các nhà bác học Mỹ ơ’trường
học Luisiana đã phân lập từ bã mía một loại vi khuẩn
Thủyđại
phân
phân hủy mạch cellulosea của nguồn nguyên liệu này. Công trình nghiên cứu này đang được ứng
dụng có kết quả ở Mỹ và Cuba và cứ 113-136 kg bã mía, người ta có thể sản xuất được 18-23 kg
protein. Đây là một thành tựu có nhiều ý nghĩa thực tiễn, nó Muối
cho phép
sử dụng bã mía, lỏi ngô, rơm
dinh
Tạo môi
Men
giống
rạ … để sản xuất protein một cách trực tiếp mà không phải quadưỡng
khâu thuỷ giải bằng H2SO4.
trường nuôi
Hai nhà bác học người Austrayllia
cấy là Roper và Moss đã đưa ra một phương pháp sản xuất
protein vi khuẩn từ rơm, cỏ, bã mía, vỏ đậu, mùn cưa, dăm bào, …với hiệu suất rất cao, có thể đạt
đến 35% so với lượng rơm, cỏ … sử dụng. Đặt biệt, protein do Roper và Moss thu được từ rơm rạ
Nhân giống
Lên men
Oxi
có chất lượng tương đương với lòng đỏ trứng gà. Giáo sư Macmilan, người lãnh đạo phong trào

chống đói ở Austraylia gọi công trình của hai nhà phát minh này là “một tiếng nổ kỳ dịêu trong
cuộc chiến đấu với nạn đói protein của thế giới “.

Ly tâm

3) Quy trình công nghệ sản xuất sinh khối vi sinh vật từ cellulose:

Rửa nước
4) Một số lưu ý khi sản xuất sinh khối vi sinh vật từ cellulose
Trong tự nhiên ít gặp cellulose
Sấythuần
khôkhiết mà nó thường năm ở dạng liên kết với các polime
khác nhau như linhin, pectin, hemicellulose… linhin là 1 polime 3 chiều được tạo nên nhờ sự ngưng
tụ của các gốc rượu coniferil. Linhin bao quanh các sợi cellulose bằng 1 mạng lưới 3 chiều và như
vậy ngăn cản sự phân giải cellulose nhờ enzym. Riêng việc làm giảm độ lớn của hạt đã cho phép
Đóng gói
tăng đáng kể sự phân giải cellulose.
Dung dịch kiềm sunfit là các phế phẩm của công nghiệp cellulose: gỗ được nấu với canxi
54
Men thành phẩm


bisunfit. Ở đây lignin được hoà tan vào dung dịch ở dạng muối canxi của axit ligninsunforic;
hemicellulosea thuỷ phân thành đường.
Trong dung dịch kiềm sunfit có cả đường pentoza và hexoza. Phần chủ yếu của dung dịch
kiềm sunfit là muối canxi của axit ligninsunforic (khoảng 60% các hợp chất hữu cơ) không được
nấm men sử dụng. Tất cả các đường có trong dịch kiềm sunfit và các axit axetic được nấm men
Candida sử dụng với hiệu suất cao: sinh khối tạo thành (tính theo vật chất khô) tới 50% so với
nguồn cacbon có trong môi trường.
Người ta tính thấy rằng, khoảng 5 tấn bột cellulosea dùng sản xuất giấy sẽ thải ra một lượng

kiềm chứa tới 180 kg đường. Dịch này hấp phụ nhiều oxy cho nên khi nuôi cấy nấm men có thể
giảm mức cung cấp oxy tới 60% so với bình thường.
Muốn sử dụng được dung dịch kiềm sunfit để nuôi nấm men thì khi dung dịch còn nóng đã
phải thổi khí mạnh để đuổi S0 2, furfurol ra khỏi dịch (các chất này kìm hãm sinh trưởng của nấm
men).
Dùng bột ngũ cốc làm nguồn nguyên liệu sản xuất nấm men rất tốt. Bột hoặc tinh bột các
loại dùng vào mục đích này trước tiên phải tiến hành thuỷ phân bằng axit hay enzim của mầm mạ
hoặc enzim vi sinh vật để biến các polysaccarit thành các dạng đường mà nấm men đồng hoá được.
III. SẢN XUẤT SINH KHỐI TẢO
Ngoài ra với môi trường nuôi cấy dùng bể ở ngoài trời phải có điều kiện về ánh sáng và diện
tích cuả bể thì việc nuôi cấy tảo là chiếm phần lớn hơn cả. Các giống tảo được chú ý nhiều nhất vẫn
là: Chlorella, Scenedesmus và Spirulina. Với 3 phương pháp: sinh dưỡng quang hợp, hoá tổng hợp
hay là dị dưỡng, trong đó phương pháp sinh dưỡng quang hợp là được áp dụng rộng rãi hơn cả.
Tảo tuy trong thành phần của nó ngoài hàm lượng protein cao còn có chứa nhiều nguyên tố
vi lượng và rất giàu vitamin B, cũng chưa được áp dụng nhiều vì trong sản xuất tảo cần có những
yêu cầu về kĩ thuật cao hơn.
1. Đặc điểm chung của tảo.
Để sử dụng tảo vào điều kiện cho thích hợp hơn, người ta đi sâu vào nghiên cứu và phát
hiện ra chúng có một số đặc điểm nổi bật. Đặt biệt là khi sử dụng chúng vào sản xuất qui mô lớn
cần phải có sự tuyển chọn các chủng giống có những đặc điểm thích hợp cho việc nuôi trồng cũng
như cho năng suất tạo sinh khối cao. Và khi sử dụng chúng vào sản xuất thì chúng có một số đặc
điểm sau:
- Tốc độ sinh trưởng nhanh
- Năng suất quang hợp cao.
- Có sức chống chịu tốt với sự dao động của điều kiện ngoại cảnh như: nhiệt độ, độ chiếu
sáng, nồng độ muối cao, một số bệnh tật…
- Sinh khối có thành phần hóa học thích hợp, không chứa độc tố, dễ tiêu hóa, hàm lượng
protein rất cao.
- Có chất diệp lục, chất đóng một vai trò quan trọng trong việc hấp thụ ánh sáng mặt trời của
tảo, chính vì vậy tảo có khả năng quang hợp mà hầu hết giới vi sinh vật không có.

- Chu kì sinh sản ngắn, trong điều kiện tối ưu có thể thu hoạch tảo trong một ngày và trong
điều kiện bán tự nhiên khoảng từ 3-5 ngày tùy theo thời tiết, vì vậy có thể thu hoạch quanh
năm.
55