Công nghệ sản xuất sinh khối nấm men bánh mì

Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

LỜI MỞ ĐẦU
Nếu như ở Châu Á chủ yếu sử dụng gạo, thì ở Châu Âu con người lại dùng
lúa mì làm lương thực chính. Từ lúa mì, người Châu Âu sản xuất ra bánh mì, một
sản phẩm truyền thống nổi tiếng bên cạnh bia, phomat,…Do vai trị quan trọng của
bánh mì đối với lồi người nên quy trình sản xuất bánh mì rất được quan tâm và
khơng ngừng được con người cải tiến.
Tuy không hiểu rõ nguyên nhân nhưng con người đã biết cách tạo ra những
bánh men bổ sung vào quy trình sản xuất bánh mì. Đến đầu thế XIX, nấm men bia,
nấm men thải từ nhà máy rượu bia đã được con người sử dụng để làm bánh mì.
Cuối thế kỷ XIX, nhiều cải tiến kỹ thuật như hệ thống thơng khí ( nước Anh ), kỹ
thuật ly tâm để tách men ra khỏi môi trường tăng trưởng (Mỹ) đã được dùng để sản
xuất men bánh mì. Con người chỉ làm theo thói quen, khơng lý giải được tại sao làm
như vậy thì chất lượng bánh mì sẽ tốt hơn. Sau đại chiến thứ I và thứ II, việc sản
xuất nấm men Sacharomyces và Candida phát triển mạnh.
Ngày nay, với sự hiểu biết về vi sinh vật học, con người đã phần nào giải
thích được những q trình xảy ra trong quy trình sản xuất bánh mì. Từ đó cho thấy
được tầm quan trọng của việc sản xuất bánh men có ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng sản phẩm cuối cùng.
Ở bài tiểu luận này, nhóm em chỉ tập trung tìm hiểu loại nấm men dùng
trong sản xuất bánh mì bằng vốn kiến thức ít ỏi và các nguồn tài liệu đáng tin cậy
khác. Trong quá trình tìm hiểu khơng tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng
như cách trình bày. Vì vậy, nhóm em rất chân thành cảm ơn về sự đóng góp ý kiến
của Thầy cùng các bạn.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

1

Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

NỘI DUNG
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu chung về sinh khối nấm men trong sản xuất bánh mì.
1.1.1 Tên gọi. [1]
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 đuợc sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới.
1.1.2 Vài nét lịch sử về nấm men trong sản xuất bánh mì. [1]
Nấm men sử dụng trong sản xuất bánh mì là nấm men Saccharomyces
cerevisiae. Loài người sử dụng nấm men để làm nở bánh mì từ trước khi biết được
hình thái, cấu tạo và đặc tính sinh lý, sinh hóa của chúng.
Lúc đầu, người Châu Âu để bột mì lên men tự nhiên và làm bánh. Người ta
thấy nếu để bột mì lên men tự nhiên thì khối lượng bột sẽ nhiều hơn và khi nướng
bánh sẽ có mùi thơm và vị chua hấp dẫn, nhưng người ta không biết tại sao lại thế.
Sau đó, vào thế kỷ 17 người Châu Âu khơng cho bột mì lên men tự nhiên
nữa mà sử dụng nấm men bia để nhào bột. Kết quả của việc làm này là khối bột nở
đều hơn, bánh thơm hơn, đặc biệt là không chua như cho ủ tự nhiên.
Năm 1850 bắt đầu giai đoạn rất quan trọng trong sự phát triển của công
nghệ sản xuất nấm men bánh mì. Người Châu Âu đã biết sản xuẩt sinh khối nấm
men bánh mì dạng nhão (dạng paste). Lúc đầu họ lấy cặn nấm men từ quá trình sản
xuất rượu, chuyển cặn nấm men này sang thùng đựng nấm men, rửa sạch nấm men
bằng nước lạnh và đưa vào máy ép vít.

Năm 1878, L. Pasteur nghiên cứu ảnh hưởng của oxy đến sự phát triển của
nấm men. Kết quả cho thấy khi có mặt oxy hiệu suất thu nhận nấm men rất cao.
Khó khăn nhất trong việc cung cấp oxy cho quá trình lên men ở giai đoạn này là
người Châu Âu sử dụng mơi trường nhão, do đó oxy rất khó phân tán đều vào khối
nhão này.
Năm 1886, người Châu Âu bắt đầu thay đổi môi trường. Người ta không
dùng môi trường nhão nữa mà sử dụng dung dịch nước đường. Bột lúa mì hay đại
mạch được thủy phân thành đường, sau đó người ta dùng nước đường này để sản
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

2


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

xuất nấm men. Năm 1900, người ta sử dụng máy ly tâm tốc độ cao để tách nước ra
khỏi nấm men và phương pháp nuối cấy nấm men được hoàn thiện dần.
Sau đó, người ta thay bột thủy phân bằng mật rỉ hoặc phế liệu nhà máy
đường, nhà máy bánh kẹo. Lượng đường dùng để lên men cũng giảm dần, lưu
lượng khí được tăng lên để tăng khả năng hô hấp của nấm men.
Năm 1916, xuất hiện nhà máy đầu tiên thực hiện những cải tiến này. Năm
1940 nhà máy men bánh mì lớn nhất Châu Âu với cơng suất 16500 tấn / năm được
xây dựng ở Moscow. Từ đó đến nay, hầu như nước Châu Âu nào cũng có hàng chục
nhà máy lớn, nhỏ sản xuất nấm men bánh mì.
1.1.3 Đặc điểm hình thái và kích thước. [2]
Nấm men saccharomyces có hình bầu dục, gần trịn, kích thước khoảng 6 8 µm x 5 - 6 µm.
Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích
thước nhỏ, từ 5-14 mircomet.

Saccharomyces là loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, gồm có nấm
men chìm và nấm men nổi:
Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng
riêng lẻ hoặc cặp đơi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu.
Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường
dính lại với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men. Hình dạng chủ yếu là hình cầu
hoặc ovan với kích thước 7-10 micromet.
Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm: là khả năng lên men
các loại đường trisaccharide, ví dụ raffinose. Trong nấm men chìm có enzyme có
thể sử dụng hồn tồn đường raffinose, trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được
1/3 đường saccharose.
Ngoài ra chúng cịn khác nhau về khả năng hơ hấp, khả năng trao đổi chất
khi lên men và khả năng hình thành bào tử. Quá trình trao đổi chất của nấm men
chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, cịn của nấm men nổi xảy ra mạnh
trong q trình hơ hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men
chìm. Nấm men chìm có nồng độ enzyme thấp hơn nấm men nổi. Khả năng tạo bào
tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

3


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

1.1.4 Thành phần cấu tạo.[2]
Nấm

men

Saccharomyces

thuộc

họ

Saccharomycetaceae,

ngành

Ascomycota và thuộc giới nấm.
Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:
- Vách tế bào
- Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein,
giữ vai trò điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào.
- Tế bào chất: gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống
enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác
nhau như bộ máy golgi, lysosom, không bào, (chứa các sản phẩm bị phân cắt, hay
chất độc lạ có thể có hại cho tế bào). Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những
phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất. Trong tế bào chất có nhân
chứa thơng tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh
tổng hợp và sinh sản của tế bào. Nhân nấm men có phần trên là trung thể
(centrosome) và centrochrometin và phần đáy của nhân có thêm khơng bào
(vacuole), bên trong chứa 6 cặp nhiễm sắc thể (NST) và bên ngồi màng nhân có
nhiều ti thể bám quanh. Ngồi ra cịn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh
dưỡng cho tế bào.
1.1.5 Thành phần hóa học.[2]

Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ
thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong mơi
trường ni cấy và tình trạng sinh lý của tế bào.
Nấm men ép có chứa 70-75% nước, 25-30% cịn lại là chất khơ.
Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào và phần nước nằm trong
tế bào. Lượng nước khác nhau tuỳ thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi và
phương pháp thu tế bào. Ví dụ: khi ni trong mơi trường NaCl thì lượng nước
trong tế bào giảm.
Thành phần chất khô của tế bào nấm men bao gồm protein và các chất có
nitơ khác chiếm 50% , chất béo 1,6%, hydratcacbon 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro
7,6%. Thành phần của những chất này khơng cố định, nó có thể thay đổi trong q
trình ni cấy cũng như q trình lên men.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

4


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

Hydratcacbon gồm: polysaccharide, glycogen, trehalose (12 -12,5%),
mannan (18,7-24,9%), glucan (9,47-10,96%) và chitin . Những nghiên cứu động
học về sự biến đổi hydrat cacbon trong quá trình bảo quản nấm men cho thấy là
glucan, mannan và dạng glycogen tan trong kiềm và axit clohydric là yếu tố cấu
trúc của tế bào, trong khi trehalose và glycogen tan trong axit acetic, là chất tạo
năng lượng chính cho tế bào. Hàm lượng trehalose trong nấm men có liên quan đến
tính bền vững của nó : lượng trehalose càng cao nấm men càng bền.
Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photpho lipide, sterol tự

do và nhiều sterol, este.
Tro chiếm 6,5-12% lượng chất khô trong nấm men và dao động tùy theo
môi trường nuôi cấy.
1.1.6 Các chất dinh dưỡng cho nấm men.[2]
Trong công nghiệp vi sinh, môi trường nuôi cấy tốt nhất là môi trường cho
hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nhất, trong thời gian ngắn nhất với giá thành thấp
nhất đối với mỗi chủng vi sinh vật.
Nguồn thức ăn chủ yếu cho nấm men là các chất hữu cơ ở dạng dễ hấp thu
và các chất vơ cơ. Ngồi ra, để nấm men phát triển bình thường cần một lượng nhỏ
các yếu tố vi lượng và các chất kích thích. Nguồn thức ăn cho nấm men rất đa dạng,
do đó cần nghiên cứu riêng từng nguồn.
1.1.6.1 Nước.
Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào nấm men. Khơng có nước
khơng thể có q trình đồng hóa thức ăn và q trình trao đổi chất trong cơ thể.
1.1.6.2 Nguồn cacbon.
Nguồn cacbon là nguồn chủ yếu liên quan đến quá trình trao đổi chất và
chuyển hóa năng lượng. Nấm men có khả năng đồng hóa hồn tồn đường glucose,
fructose và mannose. Ngồi ra, tùy thuộc vào chủng giống, nấm men cịn có thể
đồng hóa hồn tồn hoặc một phần nào đó đường galactose.
Đường disaccharide quan trọng cần quan tâm tới là saccharose, lactose,
melibiose. Nấm men đồng hóa lên men rất tốt maltose và saccharose, đồng hóa một
phần hoặc hồn tồn đường lactose. Riêng melibiose chỉ lên men được khi có
enzyme melibiozase.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

5


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi

Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

Nấm men nổi ( lên men nổi ) chỉ lên men được 1/3 rafinose sau khi phân
giải ra một phân tử fructose và melibiose. Nấm men chìm (lên men chìm ) có khả
năng thủy phân hồn tồn rafinose do có enzyme invertase và melibiozase.
Các polysaccharide cần được thủy phân hồn tồn bằng axit hoặc enzyme
thì nấm men mới có thể sử dụng được.
1.1.6.3 Nguồn nitơ.
Ý nghĩa chủ yếu của nguồn nitơ là cung cấp cho tế bào ngun liệu để hình
thành các nhóm amin (-NH2) và imin (-NH-) để tổng hợp nên protein và các hợp
chất khác của nguyên chất. Nấm men đồng hóa được các hợp chất axit amin và nitơ
vơ cơ. Dễ đồng hóa hơn cả là ion NH4+ và ammoniac NH3 với lượng sử dụng lớn
nhất là 20 – 35 mg N2/109 tế bào. Nguồn nitơ được coi là tốt nhất và được đồng hóa
hồn tồn là ure:
NH2 – CO – NH2

+ H2O =

2NH3

+ CO2

Nấm men có thể tự tổng hợp axit amin. Tuy nhiên, nếu cho các axit amin
vào mơi trường thì q trình sinh sản và phát triển của tế bào sẽ nhanh hơn. Nấm
men đồng hoá các axit amin bằng cách amin hóa (tách NH3 ra khỏi các chất), do đó
các nguồn nitơ khác nhau sẽ có ảnh hưởng rất ít tới hàm lượng axit amin trong tế
bào nấm men.
1.1.6.4 Các chất khống.

Trong mơi trường dinh dưỡng cần phải có một lượng nhất định các chất
khoáng để đảm bảo cho tế bào phát triển. Nếu trong mơi trường tổng hợp thì các
chất khoáng sau đây sẽ cần thiết cho nấm men:
Bảng 1.1: Các chất khoáng cần thiết cho nấm men
Chất khoáng

Hàm lượng (g/l)

K2HPO4

1–2

KH2PO4

1–2

MgSO4.7H2O

0.2 – 0.5

MgSO4.4H2O

0.02 – 0.1

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

6


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

FeSO4.7H2O

0.05 – 0.2

ZnSO4.7H2O

0.02 – 0.1

CuSO4.5H2O
Na2SO4

0.01 – 0.02

CaCl2

0.02 – 0.05

Nếu nồng độ các chất này trong mơi trường ít hơn nồng độ đã nói ở trên thì
q trình phát triển sẽ chậm lại, cịn nếu nhiều hơn thì áp suất thẩm thấu tăng ức chế
quá trình sinh sản.
Phospho rất cần thiết cho quá trình tổng hợp các thành phần ngun sinh
chất và có trong thành phần của coenzyme, dùng để phospho hóa các hydrocacbon
trong q trình oxy hóa. Phospho cịn tham gia vào các phản ứng năng lượng. Nó
được cung cấp dưới dạng muối natri hoặc kali. Nếu lượng phospho ít thì tổng hợp
protein giảm và tổng hợp lipide tăng.
Kali và natri chiếm 1/5 – 3/4 hàm lượng chất tro. Nếu thiếu kali hoặc natri
trong mơi trường ni cấy thì q trình phát triển sẽ bị chậm lại.

Magie có khả năng thúc đẩy quá trình sinh sản và tổng hợp riboflavin. Hàm
lượng magie có trong tế bào nấm men là 0.3 – 0.4%.
Kẽm tuy có rất ít trong mơi trường nhưng đóng vai trị cực kỳ quan trọng.
Nhờ có kẽm, các q trình oxy hóa xảy ra hồn tồn và khả năng đồng hóa glucose
tăng.
1.1.6.5 Các chất kích thích sinh trưởng.
Thường là các vitamin và các axit amin. Các loại vi sinh vật khác nhau có
nhu cầu về vitamin khác nhau. Đa số các chủng nấm men đang ở giai đoạn nhân
giống cần đến isositol, canxi pantothenat, thiamyl và đặc biệt là biotin.
Tế bào sử dụng các chất này để tạo tế bào chất. Nồng độ của vitamin có thể
ảnh hưởng dến quá trình sinh trưởng và phát triển là 0.01 – 1.10mg/l. Các vitamin
quan trọng như B1, B3, B6, B7.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

7


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

1.1.7 Sự hấp phụ chất dinh dưỡng của tế bào nấm men.
Hiện nay người ta nhận thấy quá trình dinh dưỡng của nấm men gồm 2 giai
đoạn:
9Chất 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 khơng điện tích như đường saccharose, rượu axit hữu cơ, amino
axit xâm nhập qua màng tế bào bằng cách khuếch tán hay vận chuyển thụ động, do
sự khác nhau về nồng độ các chất này giữa tế bào và mơi trường. Các chất điện tích
trong dung dịch như muối KCl, magie, canxi và các kim loại khác có thể vào tế bào
thụ động theo thang nồng độ hay vận động ngược lại thang nồng độ (vận chuyển
hoạt động).
Ngoài nguồn hydratcacbon và nguồn nitơ hoặc vô cơ hoặc hữu cơ, nấm
men còn sử dụng các nguyên tố vi lượng như K, Na, Ca, Mg có vai trị quan trọng
trong dinh dưỡng nấm men. Riêng natri có ý nghĩa quan trọng trong sự tăng trưởng
của 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 thâm nhập vào tế bào nấm men, mang
theo cả saccharose, amino axit, ngay cả khi khơng có sự chênh lệch nồng độ các
chất này giữa tế bào và môi trường. Kết quả thi nghiệm cho thấy: khi thêm NaCl
vào mơi trường từ 1-1,5%, dẫn đến qua 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 1.2: Ảnh hưởng trên thành phẩm men bánh mì.
Phương pháp ni

Thành phần trong tế

Chất lượng nấm men

bào
Chất
khơ

Độ ẩm

Hoạt lực

Tính nhạy cảm

làm cơ bột

thẩm thấu
(phút)

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

8


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

Khơng thêm NaCl
Có thêm NaCl

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

34,7

65,3

60 - 75

5 – 20

40,0

60,0

45 – 55

0–6

9Chất dinh dưỡng sau khi vào tế bào nấm men sẽ được biến đổi theo một
trong hai con đường sau, tuy điều kiện môi trường và phương pháp nuôi cấy:
C6H12O6

2CH3 CO COOH + 2 H2

CH3CH2OH + 3CO2 [1]

6CO2 + 6 H2O [2]

Trong đó, con đường chủ yếu là tạo cồn. Theo quan điểm năng lượng, qua
trình này ít kinh tế hơn vì còn nhiều năng lượng trong rượu, trong khi còn đường tạo
ra các thành phần chủ yếu của tế bào. Từ những thành phần này khối lượng tế bao
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 dần kích thước cho đến khi tách khỏi tế bào mẹ.
Tùy chủng và điều kiện ni, q trình này thường mất từ 1-1,5 giờ. Cho đến nay
chưa rõ là có bao nhiêu tế bào con có thể được sinh ra từ tế bào mẹ. Theo dữ kiện
của A.Kyker mỗi tế bào nấm men có khả năng tạo được trung bình 25-40 tế bào
mới.
1.2 Vai trò của sinh khối nấm men [1]
Trong cơng nghệ sản xuất bánh mì, giai đoạn lên men bột mì đóng vai trị
quyết định đến chất lượng bánh mì. Quá trình lên men được thực hiện bởi nấm men.
Khi đó nấm men chuyển hóa đường có trong bột mì thành cồn và CO2 theo phương

trình phản ứng sau:
C6H12O6

Nấm men

2 C2H5OH + 2 CO2

Chính CO2 là tác nhân làm bánh mì nở. Khi CO2 được tạo thành sẽ bị giữ
lại trong mạng gluten. Gluten trong bột mì là loại protein rất đặc biệt, chúng có tính
chất đàn hồi và tạo mạng. Các protein khác khơng có đặc tính này. Khi nướng bánh
mì ở nhiệt độ cao, CO2 sẽ tăng thể tích, mạng gluten sẽ căng ra và tạo thành những
túi chứa CO2. Khi nhiệt độ cao hơn, CO2 sẽ thốt ra khỏi túi chứa đó và tạo ra
những lỗ xốp trong bánh, kết quả là bánh có độ xốp. Khả năng lên men càng mạnh

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

9


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

thì độ xốp của bánh càng nhiều và bánh càng nở, thể tích bánh càng tăng. Tuy
nhiên, khơng phải thể tích bánh lớn quyết định đến chất lượng bánh mì. Mức độ
tăng thể tích của bánh mì chỉ nói lên khả năng lên men bột mì của nấm men. Các
nước sản xt bánh mì có u cầu mức tăng thể tích khác nhau. Điều này phụ thuộc
vào thói quen khi sử dụng bánh mì.
Trong sản xuất bánh mì hiện nay ở các nước châu Âu, người ta sử dụng 3

dạng nấm men để làm nở bánh:
– Dạng nấm men lỏng.
– Dạng nấm men nhão (paste).
– Dạng nấm men khơ.
1.2.1 Nấm men dạng lỏng.
Nấm men dạng lỏng có ưu điểm là dễ sử dụng và có hoạt lực làm nở bánh
rất cao.
Tuy nhiên, nấm men lỏng có 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
những cơ sở sản xuất bánh mì mang tính chất tự cung tự cấp.
Nấm men lỏng là một sản phẩm thu nhận được ngay sau khi quá trình lên
men hiếu khí kết thúc. Người ta thu nhận dịch lên men có chứa sinh khối nấm men
dạng đang phát triển để sản xuất bánh mì. Lượng nấm men sử dụng thường lớn từ 1
– 10 % so với khối lượng bột mì đem sử dụng. Ngồi ra, khi sử 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.
Hiện nay nhiều cơ sở sản xuất bánh mì ở các nước châu Âu và châu Mỹ
không sử dụng nấm men lỏng mà sử dụng chủ yếu nấm men dạng paste và dạng
khô.
1.2.2. Nấm men dạng 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 70 -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 chết. Nếu được bảo quản lạnh ở 4 – 70C, ta có thể sử dụng
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

10

Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

nấm men paste trong khoảng 10 ngày. Như vậy nếu chuyển nấm men lỗng sang
nấm men paste, ta có thể kéo dài thời gian sử dụng và thuận lợi trong việc vận
chuyển. Ở nhiều nước, nhiều cơ sở sản xuất bánh mì sử dụng nấm men dạng paste.
Ở Việt Nam, các cơ sở sản xuất bánh mì cũng thường sử dụng nấm men paste. Liều
lượng sử dụng khoảng – 5 % so với khối bột lên men, điều này cũng còn tùy vào
chất lượng nấm men paste.
1.2.3. Nấm men khô:
Nấm men khô lại được sản xuất từ nấm men paste. Người ta sấy nấm men
paste ở nhiệt độ < 400C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khơ có
độ ẩm < 10%, hoạt lực nở không cao nhưng lại có ưu điểm rất lớn là thời gian sử
dụng rất lâu và dễ vận chuyển.
1.3 Các yêu cầu ( chỉ tiêu chất lượng ) của sinh khối nấm men bánh mì.[1]
Nấm men Sacchromyces cerevisiae dùng cho sản xuất nấm men bánh mì
đảm bảo những yêu cầu sau:
- Tế bào nấm men có kích thước lớn, đều, có khả năng phát triển mạnh và

chịu được nhiệt độ cao.
-Có hoạt lực enzyme zymase < 45 phút (giá trị này được xác định khi cho

nấm men (2,5% ) lên men 20 ml dung dịch đường 5% giải phóng ra được 10ml
CO2).
- Hoạt lực maltase < 70 phút (giá trị này biểu thị thời gian cần thiết để giải

phóng 10 ml CO2 khi lên men 20ml dung dịch mantose 5% với hàm lượng nấm men
2,5%). Chỉ số này dùng để đánh giá khả năng lên men đường mantose của nấm
men.

- Lực nở bột < 45 phút (giá trị này biểu thị thời gian cần thiết để làm nở

280 gam bột với 160 ml dung dịch NaCl 2,5% và lượng nấm men la 5 g) trong
khn hình bình hành có kích thước xác định.
- Độ bền của nấm men > 72 giờ (xác định sự thay đổi thời gian làm nở bột

của nấm men lúc ban đầu và sau một thời gian bảo quản nhất định. Nếu độ bền của
nấm men cao thì sau 72 giờ bảo quản ở nhiệt độ 0 - 4°C, thời gian làm nở bánh
không được tăng quá 5 phút).

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

11


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

Chương 2
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
2.1. Nguyên liệu trong sản xuất nấm men bánh mì
2.1.1. Nước
Nước được coi là ngun liệu chính trong sản xuất vì đây là cơng nghệ lên
men chìm hiếu khí. Nước sử dụng trong sản xuất nấm men bánh mỳ là nước sử
dụng trong sinh hoạt hằng ngày. Trong trường hợp sử dụng nước giếng hoặc nước
bề mặt khác, phải xử lý để đạt chất lượng nước dùng trong sinh hoạt. u cầu của
nước:
¾Có độ cứng từ 4 - 8° (1° cứng ≈ 10mg CaO/lít).

¾Khơng màu, khơng mùi, khơng vị.
¾Các chất sau khơng được q mức cho phép (mg/l): Cl- < 0.5; SO4 2- <
80; As < 0,05; Zn< 5; Cu <3; FeO < 3.
¾E. coli < 20 tế bào.
2.1.2. Nguồn hydratcacbon
Hydratcacbon sử dụng trong sản xuất nấm men bánh mì thường là đường
có trong rỉ đường (mật rỉ). Như vậy rỉ đường là nguyên liệu chính thứ hai dùng
trong sản xuất nấm men bánh mì. Rỉ đường có hai loại : rỉ đường từ q trình sản
xuất đường từ mía và từ củ cải đường. Rỉ đường từ hai nguồn nguyên liệu khác
nhau này có nhiều đặc điểm vật lý và hoá học giống nhau. Tuy nhiên, giữa 2 loại
nguyên liệu này có một số chất có thành phần khác nhau.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của 2 loại rỉ đường:
Thành phần

Đơn vị tính

Hàm lượng rỉ đường
Củ cải

Đường mía

Đường tổng số

%

48 – 52

48 – 56

Chất hữu cơ khác

%

12 – 17

9 – 12

Protein

%

6 – 10

2–4

K

%

2–7

1.5 – 5

Ca

%

0.1 – 0.5

0.4 – 0.8

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

12


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

Mg

%

0.09

0.06

P

%

0.02 – 0.07

0.6 – 2

Biotin (vitamin H)

mg/kg

0.02 – 0.15

1–3

Axit pantothenic

mg/kg

50 – 110

15 – 55

Inositol

mg/kg

5000 – 8000

2500 – 6000

Thiamin

mg/kg

1.3

1.8

Những đặc tính quan trọng của rỉ đường phù hợp với quá trình lên men :
- Chứa hàm lượng đường cao.

- Ngồi đường saccharose cịn chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ, các chất
thuộc vitamin và các chất điều hồ sinh trưởng. Trong đó có vitamin H (biotin) là
chất kích thích sinh trưởng đối với phần lớn nấm men. Trong 2 loại rỉ đường thì rỉ
đường từ mía có hàm lượng biotin cao hơn rỉ đường từ củ cải đường. Chính vì thế,
ở nhiều nước khơng có mía, người ta phải nhập rỉ đường từ mía về trộn chung với rỉ
đường từ củ cải đường để đảm bảo hàm lượng biotin cho nấm men phát triển. Tuy
nhiên rỉ đường cũng có những đặc điểm khơng phù hợp với quá trình lên men.
Muốn sử dụng chúng cho quá trình lên men, ta phải tiến hành một số quá
trình xử lý. Các đặc điểm ảnh hưởng quá trình lên men là :
- Rỉ đường thường có màu nâu sẫm, được tạo ra trong quá trình chế biến
đường. Màu này rất khó bị phá hủy trong q trình lên men. Sau khi lên men, chúng
sẽ bám vào sinh khối nấm men và tạo cho nấm men có màu vàng sẫm. Màu này
không phải màu tự nhiên của nấm men và việc tách màu ra khỏi sinh khối rất tốn
kém và khó khăn. Các chất màu này bao gồm các hợp chất caramen, phức chất của
phenol – Fe +2, Melanoidin, Melanin.
- Hàm lượng đường khá cao, nên khi tiến hành lên men phải pha lỗng tới
nồng độ thích hợp cho sự phát triển của nấm men.
- Hệ keo trong rỉ đường có ảnh hưởng xấu đến q trình lên men. Hệ keo
trong rỉ đường hình thành bởi protein và pectin. Hệ keo này tạo ra độ nhớt cao làm
giảm khả năng hoà tan của oxy, làm cản trở quá trình trao đổi chất của tế bào nấm
men. Nếu hệ keo khơng được phá sẽ gây thối hố tế bào, dẫn đến hiệu suất thu
nhận sinh khối nấm men thấp.
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

13


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

- Rỉ đường là chất dinh dưỡng khá lý tưởng nên rất dễ bị nhiễm vi sinh vật
lạ. Do đó chất lượng của rỉ đường cũng dễ bị thay đổi theo thời gian bảo quản.
Ngoài ra, người ta cịn sử dụng bột khoai mỳ, bột ngơ, gạo đã nấu,… để
làm nguồn thức ăn cung cấp hydratcacbon cho nấm men.
2.1.3. Nguồn phospho và nitơ:
Trong sản xuất nấm men bánh mì, người ta thường sử dụng urea như nguồn
nitơ và diamonphotphat (DAP) như nguồn chứa nitơ và phospho. Ngoài ra, có nhiều
hợp chất vơ cơ khác của photpho và nitơ có thể dùng để ni nấm men như
(NH4)2SO4, NH4OH, H3PO4, Ca(H2PO4)2, nhưng hai nguồn trên được sử dụng nhiều
trong nông nghiệp, dễ mua và rẻ. Lượng DAP sử dụng từ 0,15 – 0,3%.
2.1.4. Nguồn kali và magie:
Trong sản xuất nấm men, người ta dùng K2CO3 và KCl làm nguồn cung
cấp kali và MgSO4.7H2O, hay MgCl2 làm nguồn cung cấp magie.
2.1.5. Khơng khí:
Q trình lên men tạo sinh khối nấm men là q trình lên men hiếu khí nên
cần phải sục khơng khí vào dịch lên men. Khơng khí sử dụng có thể có lẫn các vi
sinh vật lạ gây hại cho q trình lên men, do đó khơng khí cần được qua thiết bị lọc
trước khi vào thiết bị lên men.
Ngồi ra người ta cịn dùng dầu phá bọt, có tác dụng làm giảm sức căng bề
mặt dung dịch, áp suất khí CO2 làm vỡ tung bọt thốt ra ngồi. Có thể dùng acid
oleic hay dầu lạc, dầu cám, dầu thầu dầu, nồng độ từ 0,005 – 0,01% so với dung
dịch cần phá bọt.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

14

Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất sinh khối nấm men bánh mì: [1]
Rỉ đường

Nấm men

Xử lý rỉ đường

Ni cấy nấm men

Ni cấy men thương
phẩm

Ly tâm tách rửa men

Ép

Định hình

Sấy

Đóng gói men ép

Bao gói

Bảo quản lạnh

Bảo quản nhiệt độ
thường

Men ép

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

Men khơ

15


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

2.3. Thuyết minh quy trình
2.3.1. Xử lý rỉ đường [1]
Rỉ đường là sản phẩm phụ của ngành cơng nghiệp đường. Rỉ đường mía
hoặc rỉ đường củ cải đều là nguồn nguyên liệu rất tốt cho công nghiệp vi sinh, trong
đó có cơng nghiệp sản xuất nấm men. Trong rỉ đường chứa tới 60 – 75% đường,
trong đó phần lớn là saccharose, giàu chất khoáng, nhưng thiếu phospho và có thể
thiếu nguồn nitơ dinh dưỡng cho nấm men. Rỉ đường mía khá giàu biotin (vitamin
H). Đặc biệt là cả hai loại rỉ đường đều thấy có mặt các vi khuẩn khơng sinh bào tử
và các lồi sinh bào tử với số lượng khá lớn. Do vậy, muốn đưa rỉ đường vào nuôi
cấy nấm men cần phải xử lý:
Xử lý rỉ đường gồm hai phương pháp sau:
a. Phương pháp hóa học: [1]
– Pha lỗng đường theo tỷ lệ 1:1 (1 rỉ đường + 1 nước theo thể tích)

– Acid hóa bằng acid H2SO4.
– Bổ sung nguồn N và P cùng các chất kháng khuẩn rồi khuấy đều.
– Gia nhiệt có thể tới 1200C trong 10 phút, 1100C trong 30 phút, hoặc 80 –
950C trong vòng 45 – 60 phút. Khi gia nhiệt khuấy đều.
– Để yên khoảng 4 giờ để lắng cặn. Lấy phần trong phía trên cặn để chuẩn
bị dịch nuôi men nhân giống.
b. Phương pháp cơ học: [2]
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 2% cịn 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 lỗng 1:1, nếu là 0.6% thì pha lỗng 1:2,
hơn 1% thì pha lỗng 1:4.
Ngồi ra nếu gặp rỉ đường bị xấu hay bị thiếu thì ta phải tiến hành xử lý rỉ
đường. Nếu rỉ đường không đủ chất dinh dưỡng cho nấm men (chẳng hạn như nhu
cầu nấm men đối với Mg ≥ 0,15% cao hơn nồng độ có trong rỉ đường) cần bổ sung
cho đủ để nấm men có thể tăng trưởng được. Riêng đối với rỉ đường xấu, tùy yếu tố
ảnh hưởng mà xử lý như sau :

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

16


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

Bảng 2.2: Xử lý rỉ đường xấu
Loại

Phương pháp và thời gian xử lý

Rỉ đường chứa vi khuẩn tạo Chlotetraccyline: từ 1 – 5g trên 1 m3 dung dịch rỉ
nitric

đường pha loãng để lam trong đường thời gian 1h

Rỉ đường có SO2

Clo 11g/110g SO2 trong 60 phút

Acid bay hơi cao

Dung H3PO4 thay vì H2SO4 để làm trong rỉ
đường

Đô màu cao (2ml dung dịch Pha lỗng ít nhất 20 lần
iốt 0.1N)
Canxi cao ≥ 1%

Pha loãng với nước theo tỉ lệ 1:3, hạ pH đến 4.5
để 4giờ ly tâm lọai kết tủa

2.3.2. Nuôi cấy men giống. [2]
Ở nước ngoài, để sản xuất men thương phẩm,thường dùng men mẹ lớn, bảo
quản dưới dạng men sữa, có hàm lượng từ 300-700g/l. Giai đọan nuôi men mẹ
thường tiến hành trong điều kiện vô trùng, hệ thống nuôi nấm men kín, nguyên liệu
được khử trùng hoặc triệt để trong nồi hấp áp suất hoặc ở 1000C trong 60 phút.
Chẳng hạn ở Anh, Hunggari, Tiệp Khắc người ta nuôi nấm men mẹ trong phịng thí

nghiệm gồm 3 giai đoạn. Ở Thụy Điển, Liên Xô gồm 4 giai đoạn, Ý gồm 5 giai
đoạn và 1 giai đoạn cuối sản xuất men mẹ trong phân xưởng giống sạch. Thời gian
sản xuất thay đổi từ 3 – 6 ngày.
Trong quy trình sản xuất men mẹ, ở các nước này thường dùng môi trường
tổng hợp, nhất là các giai đọan trong phịng thí nghiệm như: nước mạch nha, cà
chua, cà rốt, dịch tự phân của nấm men, đường glucose, maltose làm nguồn cacbon
và nitơ, 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 khử trùng ở
1000C trong 60 phút, hoặc được xử lý hypocloric.
Ở nước ta, hầu như chỉ có giai đoạn giống gốc, được thực hiện trong phịng
thí nghiệm, các giai đoạn nhân giống tiếp theo đều thực hiện trong điệu kiện vô
trùng tương đối, hệ thống nuôi men từ giai đoạn 4 trở đi là hệ thống hở và môi
trường sử dụng thường không được giàu như các quy trình trên.
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

17


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

Nồng độ nguyên liệu được dùng để ni men như sau:
Nguồn hydratcacbon: tính trên rỉ đường hoặc rỉ đường có bổ sung nước
mạch nha: 12 – 15% chất khô.
– Ammonium sunfat: từ 0,1 – 0,3%.
– Urê: 0,1 – 0,15%.
– DAP: 0,1% hay acid photphoric 0,06%.
– Magie sunfat 0,05%.

Bảng 2.3: Sơ đồ các giai đọan nhân giống nấm men:
Thể tích ni

Nguồn hydrat

Thời gian ni (giờ)

pH Thơng khí

cacbon
Ống nghiệm

16-20

10ml x 4
Bình 1 lít

Nước chiết khoai tây

5

và đừơng cát
8-10

200 vịng/phút

Rỉ đường nước mạch

5

8-10

Thơng khí
1-2m3/m3/giờ

nha (1:1)
Bình 10 lít

Lắc ở tốc độ 130-

Rỉ đường nước mạch

5

1-2m3/m3/giờ

5

3-5m3/m3/giờ

nha (1:1)
Bình 50 lít

3

Rỉ đường nước mạch
nha (2:1)

Phuy 100 lít

3

Rỉ đường

5

8-10m3/m3/giờ

Phuy 200 lit

6-8

Rỉ đường

5

8-10m3/m3/giờ

Men lắng - ly tâm lấy tế bào
Ở các cơ sở sản xuất men bánh mì tại thành phố ta khơng bảo quản men mẹ
dưới dạng men sữa. Mầm men trong thể tích trên lại tiếp tục được nhân lên theo
cách thức tuần hoàn để sản xuất men ép thành phẩm như sau:
Ống nghiệm 20–100ml

bình 1L

bình 10L

phuy 100L

phuy 200L

200L

100L

200L

100L

Lắng ly tâm lấy men thành phẩm
Từ giai đoạn ống nghiệm đến giai đoạn 200L có thể xem như giai đọan
men mẹ yêu cầu về chất lượng không được để nhiễm men dại hay vi khuẩn. Nếu
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

18


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

khơng có điều kiện nhân giống từ ống nghiệm gốc, có thể ly tâm lấy men trong giai
đoạn này để sử dụng cho đợt nuôi men tiếp theo. Nếu để lắng và ly tâm tiếp theo
trong giai đoạn này men mẹ phải đạt được các chỉ tiêu sau đây:
– Hoạt lực làm dậy bột ≤ 45phút.
– Độ bền vững > 72 giờ.
– Hoạt tính zymase ≤ 45 phút.
– Hoạt tính maltase ≤ 70 phút.
– Tính nhạy cảm thẩm thấu ≤ 10 phút.

– Cũng có thể đánh giá sơ bộ bảng đặc điểm hình thái và vài đặc điểm của
một số cơ quan của tế bào khi nhuộm và quan sát dưới kính hiển vi.
– Tế bào đồng nhất khơng lớn.
– Khơng có thể mở.
Nhuộm tế bào với xanh metylen: nếu tế bào già, chết sẽ bắt đầu từ màu
xanh đến xanh đậm, trong khi tế bào trẻ khơng bắt màu.
Vịng tuần hồn sau 200L 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 đọan nuôi men mẹ và men thương phẩm
được thực hiện trong thiết bị lên men kín, khá tối ưu về điều kiện thơng khí, điều
kiện kiểm tra q trình được tự động hố ,do đó kịp thời xử lý những sơ sót về kỹ
thuật.
Thiết bị ni men
– Phuy nhựa 200L: 25 – 30 cái, đây là thùng nuôi men bánh mì phổ biến ở
thành phố ta, thích hợp với điều kiện sản xuất bán thủ công, dễ làm vệ sinh, sau mỗi
đợt ni. Tuy nhiên, cũng cịn có một số điểm hạn chế như hệ thống khí bố trí
khơng đồng đều, chiều cao cột nước khơng đạt, lượng khí chi phí khá cao.
– Nếu có điều kiện đầu tư xây dựng, nên thiết kế hai nồi nuôi men qui mô
0,5m³ và 2m³. Dùng thép không rỉ làm đáy và phầm vỏ bọc xung quanh, nắp đậy
bằng kim loại, có hệ thống phân bố khí, hơi nước, hệ kiểm tra nhiệt độ, độ pH,
lượng khí,…

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

19


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

2.3.3. Ni cấy nấm men thương phẩm [1]
Gồm các phương pháp sau:
a. Nuôi nấm men thương phẩm theo chu kì
Trong giai đoạn ni cấy cần phải lưu ý mấy vấn đề quan trọng sau:
– Thành phần môi trường: môi trường nuôi cấy nấm men thương phẩm
thường không khác nhiều so với môi trường nuôi cấy trong quá trình nhân giống.
Tuy nhiên, thành phần mơi trường phải tuyệt đối ổn định để chất lượng nấm men
đồng đều ở tất cả các mẻ ni trong suốt q trình sản xuất và môi trường nuôi cấy
phải vô trùng.
Lượng đường trong môi trường khoảng 2 – 3%, không nên nhiều hơn và
cũng khơng nên ít hơn. Nếu lượng đường cao sẽ vừa lãng phí và vừa tạo ra những
sản phẩm trao đổi chất khác, gây ức chế ngược đến quá trình tạo sinh khối.
pH môi trường khỏang 4.2 – 5.4. Không nên hạ thấp độ pH của mơi trường
xuống vì làm như vậy nấm men sẽ khó phát triển. Nếu pH cao quá vừa ức chế nấm
men phát triển, vùa tạo điều kiện cho vi khuẩn nhiễm vào dung dịch nuôi và phát
triển, cạnh tranh chất dinh dưỡng, làm giảm chất lượng nấm men.
– Thiết bị ni nấm men vừa có dung tích thích hợp, vừa thuận lợi cho việc
nạp mơi trường, phá 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
mơi trường để làm tăng q trình trao đổi chất của vi sinh vật.
– 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 Saccharomyces cerevisiae. Vi sinh vật nhất là nấm men không thể sử dụng oxy
ở dạng hịa tan trong mơi trường lỏng.
Lượng oxy hịa tan trong nước rất ít. Trong q 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
oxy từ bên ngoài thiết bị.
Nấm men Saccharomyces cerevisiae là loài vi sinh vật hiếu khí tùy tiện.

Nếu chỉ thiếu oxy trong một thời gian ngắn, ngay lập tức chúng chuyển quá trình
lên men hiếu khí sang q trình lên men yếm khí. Như vậy lượng sinh khối sẽ tạo
thành rất ít và đường sẽ chuyển hóa theo các chu trình đường phân của các chu trình

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

20


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

khác để cuối cùng tạo ra những sản phẩm trao đổi chất bậc hai. Do đó, q trình
ni cấy nấm men thu nhận sinh khối bắt buộc phải được cung cấp oxy liên tục.
Vì nấm men chỉ có thể sử dụng oxy ở dạng hòa tan nên khi tốc độ hòa tan
của oxy vào dung dịch bằng tốc độ sử dụng oxy của tế bào nấm men thì sinh khối tế
bào nấm men sẽ đạt cực đại.
Tốc độ hòa tan của oxy vào mơi trường lỏng được tính theo cơng thức:
R=

dc
= K La (C − C1 )
dt

Trong đó:
R: tốc độ hịa tan của oxy
C: nồng độ oxy bão hòa
C1: nồng độ oxy hòa tan ở thời điểm khảo sát
KLa: hằng số tỷ lệ

t: thời gian.
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 ni cấy nấm men thường được
lắp đặt ở dưới đáy thiết bị.
Khi số vịng quay của cánh khuấy và tốc độ thổi khí tăng thì độ hịa tan của
oxy vào dung dịch mơi trường sẽ tăng theo. Đồng thời làm tăng sự xáo trộn mơi
trường, thúc đẩy q trình trao đổi chất và sinh sản tăng nhanh.
Tuy nhiên, việc tăng tốc độ khuấy và tốc độ thổi khí chỉ đến một giới hạnh
nhất định. Nếu tốc độ của hai yếu tố này quá cao, sẽ làm tăng hiện tượng tự phân
của tế bào và bọt sẽ tạo ra nhiều.
Việc cung cấp oxy cho những thiết bị nhỏ ở trong các phịng thí nghiệm
thường rất khó khăn. Do đó, người ta thường sử dụng máy lắc để làm tăng sự hòa
tan của oxy vào mơi trường.
Độ hịa tan của oxy bị chi phối bởi nhiệt độ của môi trường. Khi nhiệt độ
của môi trường tăng thì độ hịa tan của oxy sẽ giảm. Nhiệt độ thấp thường làm tăng
tốc độ hòa tan của oxy.
Nếu trong q trình lên men, nhiệt độ mơi trường tăng nhanh (do q trình
hơ hấp của vi sinh vật) thì ngay lập tức phải thổi khí mạnh để làm giảm nhiệt độ của

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

21


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

mơi trường. Nếu khơng làm hạ nhiệt độ, 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,
hoặc một số chất chống nhiễm trùng, độ hòa tan của oxy cũng giảm.
Hiện nay, có nhiều phương pháp xác định oxy hịa tan. Những phương
pháp phổ biến nhất như sau:
– Phương pháp hóa học
– Phương pháp cực phổ
– Phương pháp đo điện thế oxy hóa – khử
– Phương pháp đo trên máy Vacbua
Khi xác định lượng oxy hịa tan trong mơi trường, người ta biểu hiện giá trị
này theo các đơn vị sau:
– Phần trăm so với khả năng bão hòa
– Áp suất riêng phần
– Milimol hoặc miligam
Nghiên cứu ảnh hưởng của oxy hòa tan đến sự phát triển của nấm men
Saccharomyces cerevisiae 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 tới 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 hịa tan khơng phải tỷ lệ thuận với sự tăng sinh
khối.
Khơng khí trước khi đưa vào thiết bị lên men, phải được làm sạch khỏi vi
sinh và các tạp chất.
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 tế của nấm men.
Ở giai đoạn tiềm phát, nấm men cần có thời gian thích nghi với điều kiện
mới. Ở giai đoạn này, việc tạo thành acid amin, các pectin và acid nucleic xảy ra
nhanh hơn các q trình khác. Thời gian này có thể dài, có thể ngắn tùy thuộc vào

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

22


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

từng loại nấm men. Giai đoạn này thường khoảng 0.5 – 1 giờ. Giai đoạn này chỉ cần
cung cấp lượng khơng khí khoảng 50m3/giờ/m3 môi trường là đủ.
Ở giai đoạn tăng trưởng, nấm men tiến hành quá trình trao đổi chất rất
mạnh, khối lượng nấm men trong các thiết bị tăng rõ rệt. Việc tổng hợp 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 đọan nấm men cần nhiều oxy
nhất, do đó lượng oxy cung cấp phải gấp đôi giai đoạn đầu tiên, khoảng 80 –
100m3/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 q 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 mơi trường. Lượng khơng khí
cấp vào giai đoạn này từ 20 – 50m3/giờ/m3 môi trường.
Trong sản xuất nấm men bánh mì, người ta thường kết thúc quá trình ni
nấm men ờ giai đoạn 2, bởi vì, một trong những yêu cầu quan trọng của nấm men
bánh mì 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 như vậy nấm men thu
được sẽ chứa nhiều tế bào già.
Trong ni cấy nấm men bánh mì, người ta thường ni trong khoảng thời
gian 8 – 16 giờ. Tối đa là 16 giờ.
b. Ni cấy nấm men bánh mì theo chu kì có bổ sung dịch ni cấy

Ni cấy theo chu kì có nhược điểm:
– Tổn thất thời gian cho giai đoạn vệ sinh thiết bị và điều kiện sản xuất.
– Sinh khối nấm men thu nhận được bao gồm cả tế bào mới sinh trưởng, tế
bào trưởng thành và tế bào già.
– Bị tác động mạnh bởi chất dinh dưỡng với hàm lượng khá cao ngay từ
thời gian mới nuôi cấy.
Để khắc phục nhược điểm thứ hai và thứ ba, người ta cải tiến phương pháp
bằng cách đưa chất dinh dưỡng vào thành nhiều đợt. Phương pháp này giúp tế bào
nấm men không chịu áp suất thẩm thấu cao. Cách bổ sung mật rỉ đã xử lý được tóm
tắt trong bảng sau:

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

23


Ket-noi.com kho tai lieu mien phi
Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH

Bảng 2.4: Bổ sung mật rỉ và các chất dinh dưỡng trong ni cấy theo chu kì
Giờ nuôi

Rỉ đường

(NH4)2SO4

(NH4)2HPO4

cấy

(%)

(%)

(%)

0

5

10

10

5

0–1

4

-

-

-

27

1–2

4

15

15

2

27.5

2–3

5

15

15

6

30

3–4

6

15

15

6

37

4–5

7

15

15

7

51

5–6

8

15

15

8

59.5

6–7

10

15

15

9.5

70

7–8

12

-

-

-

70

8–9

13

-

-

-

70

9 – 10

14

-

-

-

70

10 – 11

12

-

-

-

70

11 – 12

ổn định

-

-

-

70

Tổng số

2700 kg

130 kg

40 kg

43.5 kg

70m3

H2O (%)

Thể tích
dịch (m3)

Ghi chú:

–Tỉ lệ phần trăm so với tổng số chất dinh dưỡng cần cho vào.
–Thiết bị trên dùng cho thiết bị nuôi cấy là 100m3, dung tích dịch ni là
70m3.
c. Ni cấy nấm men thương phẩm theo phương pháp liên tục
Để khắc phục nhược điểm của phương pháp ni cấy theo chu kì, người ta
thực hiện phương pháp nuôi cấy liên tục. Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là
năng suất tăng và tế bào nấm men luôn luôn được đổi mới chất dinh dưỡng.
Phương pháp ni cấy liên tục cịn cho phép ta kiểm sốt và điều khiển dễ
dàng q trình. Điều lưu ý là việc cung cấp oxy là phải liên tục và có cùng một mức
độ. Đây là điểm khác biệt giữa phương pháp liên tục và phương pháp theo chu kì.
Mức độ cung cấp khơng khí trong phương pháp này là 80 – 100m3/giờ/m3 mơi
trường suốt q trình ni cấy.
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

24


Mơn: CƠNG NGHỆ LÊN MEN

GVHD: NGƠ LÂM TUẤN ANH

Thiết bị sử dụng: Máy nén khí (máy thổi) [2]
Là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong bộ phận sản xuất men.
Cần chọn máy có khả năng tự hoạt động được cả về số lượng khí vận dụng và năng
lượng tiêu thụ, có thể duy trì một áp suất ổn định trong thể tích lớn. Khi cần giảm
thể tích khí, năng lượng tiêu thụ của máy giảm, đồng thời áp suất cũng không vượt
quá mức tối đa đã xác định trước để đảm bảo an toàn. Yếu tố này cần thiết vì thể
tích khí thay đổi tùy giai đoạn phát triển của nấm men và môi trường nuôi men.
2.3.4. Ly tâm tách rửa men bánh mì:
Dịch bã là một hệ thống các cấu tử phức tạp, gồm có nước ( 82-90% theo

khối lượng), chất khô (4-10%) và rượu etylic và các chất bay hơi (5-8%) theo khối
lượng (W) hoặc 6-10% theo thể tích (V). Dịch này ln ln có một lượng CO2 hòa
tan nhất định (1-1.5% g/l), độ chua khoảng 0.5, pH 4.9-5.2. Dịch men sau kết thúc
quá trình lên men rượu có khá nhiều tế bào nấm men lơ lửng trong dịch và một
phần bị lắng thành cặn xác men.[1]
Chất khơ trong tế dịch men gồm có tế bào nấm men, cặn bã của môi trường
rỉ đường cùng với những chất hòa tan trong hỗn hỗn hợp rượu-nước (đường khơng
lên men, protein, chất khống…)[1]
Để tách được sinh khối nấm men giữ được hoạt tính để làm nở khối bột
nhào khỏi khối dịnh người ta thực hiện bằng cách ly tâm tách ( seperator) 5 cấp, 7
cấp, ly tâm tách hoàn toàn, rửa sạch men để làm trắng màu, rồi đưa qua sấy khô
không làm cho men chết.[1]
Qua các cấp thu được xác nấm men cần phải rửa sạch và nồng độ lên men
đặc dần được sáng màu dần, sản phẩm thu được là men đậm đặc. Để tách men từ
dạng đậm đặc ta qua thiết bị lọc ép, men nằm lại ở giữa các bản lọc.[1]
Dùng bơm bơm dịch men vào máy ly tâm để loại mơi trường cịn lại.
Thời gian ly tâm càng nhanh càng tốt (không quá 2giờ). Rửa không làm
xấu chất lượng men nhưng nước rửa phải ở 2oC, nếu rửa nước ở nhiệt độ thường
làm tăng thời gian ly tâm, có thể ảnh hưởng lên chất lượng thành phẩm. Trong khi
ni, nếu có sự cố về kỹ thuật như nhiệt độ tăng không đủ chất khống thì sau khi
ly tâm hịa tế bào vào nước lạnh 2oC kết hợp với xử lý sau:
– Chlotetracylin-hydroclodrid 5g/m3 trong hơn 30 phút.

Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ

25