(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu vai trò của chất keo, chất nhũ hóa và các chất khác trong sản xuất men bánh mì cho bột nhào lạnh đông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU VAI TRỊ CỦA CHẤT KEO, CHẤT NHŨ
HĨA VÀ CÁC CHẤT KHÁC TRONG SẢN XUẤT MEN
BÁNH MÌ CHO BỘT NHÀO LẠNH ĐÔNG
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ ĐĂNG THANH
Số thẻ sinh viên: 107140095
Lớp: 14H2A

Đà Nẵng – Năm 2019


TĨM TẮT
Bánh mì là một trong những sản phẩm thực phẩm được tiêu thụ rộng rãi và phổ
biến nhất trên tồn thế giới. Tuy nhiên, việc sản xuất bánh mì vốn tốn rất nhiều thời
gian, nhân cơng và địi hỏi phải có kỹ thuật chun mơn, nhưng thời hạn sử dụng lại
ngắn. Chính vì thế, phương pháp sản xuất bánh mì từ bột nhào lạnh đơng ra đời.
Phương pháp này cho phép tách riêng quá trình sản xuất bột nhào và quá trình nướng,
thuận tiện cho người tiêu dùng và phân phối bột nhào lạnh đông, giảm thời gian làm
việc ban đêm hoặc sáng sớm, chất lượng bánh mì đồng đều. Trong sản xuất bánh mì,
nấm men là một yếu tố vơ cùng quan trọng, đó là sinh khí CO2 làm tăng thể tích bột và
tạo hương vị cho bánh mì. Nhưng nấm men bị chết sau quá trình lạnh đông và trữ
đông là một trong những nguyên nhân làm cho bánh mì chế biến từ bột nhào lạnh đơng
có những tính chất kém hơn so với bánh mì bình thường.
Nghiên cứu được tiến hành nhằm sản xuất nấm men khô bằng phương pháp sấy
thăng hoa và khảo sát một số chất bảo vệ để nâng cao khả năng sống sót của nấm men
trong bột nhào lạnh đơng. Kết quả nghiên cứu cho thấy công thức một chất bảo vệ tốt
nhất được sử dụng là DMG 5%, việc kết hợp một số chất bảo vệ tốt lại với nhau làm
tăng hiệu quả bảo vệ nấm men, cụ thể là công thức vitamin C 0,75% + guar gum

1,25% cho số lượng nấm men và thể tích bột nhào cao nhất. Sau 20 tuần bảo quản bột
nhào ở -20°C và bảo quản men ở 4°C, vitamin C 0,75% + guar gum 1,25% cho số
lượng nấm men cao nhất và natri glutamate 5% + guar gum 1,25% cho thể tích bột
nhào cao nhất.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ ĐĂNG THANH Số thẻ sinh viên: 107140095
Lớp: 14H2A
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài: Nghiên cứu vai trị của chất keo, chất nhũ hóa và các chất khác trong
sản xuất men bánh mì cho bột nhào lạnh đơng.
2. Đề tài thuộc diện: □ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực
hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Tự chọn
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
MỞ ĐẦU
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): Không
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
03/12/2018
8. Ngày hoàn thành đồ án:
04/06/2019
Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2019
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn


LỜI NÓI ĐẦU

Sau hơn 6 tháng nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Đặng Minh
Nhật, cơ Hồng Thị Thu cùng với sự giúp đỡ của các thầy cơ và các bạn sinh viên
trong phịng thí nghiệm, em đã hồn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Trước hết cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến thầy
Đặng Minh Nhật đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi
hồn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy
đã cung cấp cho em rất nhiều kiến thức bổ ích, ln định hướng, góp ý và sửa chữa
những chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ lưỡng, chi tiết hơn về nội dung, cũng như
các vấn đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Bên cạnh đó,
em cũng rất cảm ơn cơ Hồng Thị Thu đã hướng dẫn, hỗ trợ em trong quá trình tìm
kiếm và nghiên cứu tài liệu.
Em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm và
tất cả bạn bè đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong
suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng cho em được cảm ơn các Thầy Cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp đã

dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em.
Đà Nẵng, ngày 04 tháng 06 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Đăng Thanh

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu thu thập và trích dẫn trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng,
tuân thủ đúng nguyên tắc và kết quả trình bày trong đồ án được thu thập trong quá
trình nghiên cứu là trung thực, chưa từng được ai công bố trước đây.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Đăng Thanh

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT..........................................................................................................................
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ .......................................................................... v
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .........................................................vii

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN BÁNH MÌ VÀ BỘT NHÀO LẠNH ĐƠNG2
1.1. Tổng quan về nấm men bánh mì ..............................................................................2
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về nấm men bánh mì .........................................................2
1.1.2. Quy trình sản xuất nấm men bánh mì .............................................................4
1.1.3. Quy trình sản xuất nấm men bằng phương pháp sấy thăng hoa .....................4
1.1.4. Các phụ gia bảo vệ lạnh (CPA) ......................................................................6
1.2. Tổng quan về bột nhào lạnh đông ..........................................................................12
1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bánh mì ......................................................................12
1.2.2. Ảnh hưởng của q trình lạnh đơng đến nấm men bánh mì .........................14
1.2.3. Quy trình sản xuất bột nhào lạnh đơng .........................................................15
1.3. Tình hình nghiên cứu..............................................................................................18
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngồi ..............................................................18
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước ..............................................................18
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. 20
2.1. Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ............................................................20
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................20
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................20
2.1.3. Hóa chất sử dụng ..........................................................................................20
2.1.4. Thiết bị phục vụ nghiên cứu .........................................................................20
2.2. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................................21
2.2.1. Thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của cơng thức một chất bảo vệ đến sự
sống sót của nấm men sau khi sấy thăng hoa .........................................................21
2.2.2. Thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của công thức kết hợp hai chất bảo vệ và
ba chất bảo vệ đến sự sống sót của nấm men sau khi sấy thăng hoa ......................23
iii


2.2.3. Thí nghiệm khảo sát thời gian bảo quản của bột nhào lạnh đông sử dụng
men khô kháng lạnh ở điều kiện -20°C ..................................................................24

2.2.4. Thí nghiệm khảo sát thời gian bảo quản men khô kháng lạnh ở điều kiện
4°C. .........................................................................................................................24
2.2.5. Thí nghiệm khảo sát phương pháp bao gói bột nhào lạnh đông ...................25
2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................26
2.3.1. Phương pháp vật lý .......................................................................................26
2.3.2. Phương pháp hóa lý ......................................................................................31
2.3.3. Phương pháp phân tích vi sinh .....................................................................32
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 34
3.1 Khảo sát các chỉ tiêu bột mì ................................................................................34
3.1.1. Khảo sát các chỉ tiêu độ ẩm, độ tro và gluten của bột mì .............................34
3.1.2. Khảo sát đặc tính lưu biến của bột mì bằng Extensograph ..........................34
3.1.3. Khảo sát đặc tính lưu biến và đặc tính hút nước bằng Farinograph .............35
3.2 Ảnh hưởng của các phụ gia bảo vệ lạnh đến thể tích bột nhào và số lượng nấm
men sống sót trong q trình lạnh đơng của phương pháp sấy thăng hoa.....................36
3.2.1. Ảnh hưởng của các phụ gia đơn chất đến thể tích bột nhào và số lượng nấm
men sống sót trong q trình lạnh đơng của phương pháp sấy thăng hoa ..............37
3.2.2. Ảnh hưởng của sự kết hợp các phụ gia đến thể tích bột nhào và số lượng
nấm men sống sót trong q trình lạnh đơng của phương pháp sấy thăng hoa ......40
3.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến thể tích bột nhào và số lượng nấm men
sống sót trong bột nhào bảo quản lạnh đơng -20°C ......................................................41
3.4. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến thể tích bột nhào và số lượng nấm
men sống sót trong men khô bảo quản lạnh ở 4°C ...................................................45
3.5. Khảo sát khả năng phát triển của nấm men trong bột nhào thông qua hoạt độ nước.
.......................................................................................................................................49
3.6. Khảo sát sự ảnh hưởng phương pháp bao gói bột nhào đến thể tích bánh mì và số
lượng nấm men sống sót trong bột nhào lạnh đông. .....................................................50
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 55
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 57
PHỤ LỤC A ......................................................................................................................

iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm 2.2.1 .................................................................................. 22
Bảng 2.2: Bố trí thí nghiệm 2.2.2 .................................................................................. 23
Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm 2.2.3 .................................................................................. 24
Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm 2.2.4 .................................................................................. 25
Hình 1.1. Nấm men bánh mì Saccharomyces cerevisiae ................................................ 2
Hình 1.2. Cấu tạo nấm men bánh mì ............................................................................... 2
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất men bánh mì hiện nay ............................................. 4
Hình 1.4. Sơ đồ 3 pha của nước ...................................................................................... 5
Hình 1.5. Quy trình sản xuất men bằng phương pháp sấy thăng hoa.............................. 6
Hình 1.6. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bánh mì làm từ bột nhào lạnh đơng ..................... 16
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................. 21
Hình 2.2. Farinogram điển hình .................................................................................... 27
Hình 2.3. Extensograph đại diện cho thấy các chỉ số đo thơng thường ........................ 29
Hình 3.1. Kết quả đo Extensograph của bột Non nước ................................................. 35
Hình 3.2. Kết quả đo Farinograph của bột Non nước ................................................... 36
Hình 3.3. Ảnh hưởng của các chất keo và nồng độ của chúng đến thể tích bột
nhào .............................................................................................................. 37
Hình 3.4. Ảnh hưởng của các chất nhũ hóa và nồng độ của chúng đến thể tích
bột nhào ........................................................................................................ 37
Hình 3.5. Ảnh hưởng của các phụ gia khác và nồng độ của chúng đến thể tích
bột nhào ....................................................................................................................... 38
Hình 3.6. Ảnh hưởng của phụ gia đến số lượng nấm men sống sót sau sấy và thể tích
bột nhào ......................................................................................................................... 38
Hình 3.7. Ảnh hưởng của sự kết hợp các phụ gia đến số lượng nấm men sống sót sau

sấy và thể tích bột nhào ................................................................................................. 40
Hình 3.8. Thể tích bột nhào lạnh đơng và số lượng nấm men sống sót trong bột nhào
lạnh đơng sau 0 tuần lạnh đơng ..................................................................................... 42
Hình 3.9. Thể tích bột nhào lạnh đông và số lượng nấm men sống sót trong bột nhào
lạnh đơng sau 5 tuần lạnh đơng ..................................................................................... 42
Hình 3.10. Thể tích bột nhào lạnh đơng và số lượng nấm men sống sót trong bột nhào
lạnh đơng sau 10 tuần lạnh đơng ................................................................................... 43
Hình 3.11. Thể tích bột nhào lạnh đông và số lượng nấm men sống sót trong bột nhào
lạnh đơng sau 15 tuần lạnh đơng ................................................................................... 43
v


Hình 3.12. Thể tích bột nhào lạnh đơng và số lượng nấm men sống sót trong bột nhào
lạnh đơng sau 20 tuần lạnh đơng ................................................................................... 44
Hình 3.13. Thể tích bột nhào và số lượng nấm men sống sót của men khơ sau 0 tuần
bảo quản lạnh ................................................................................................................. 46
Hình 3.14. Thể tích bột nhào và số lượng nấm men sống sót của men khơ sau 5 tuần
bảo quản lạnh ................................................................................................................. 46
Hình 3.15. Thể tích bột nhào và số lượng nấm men sống sót của men khơ sau 10 tuần
bảo quản lạnh ................................................................................................................. 47
Hình 3.16. Thể tích bột nhào và số lượng nấm men sống sót của men khơ sau 20 tuần
bảo quản lạnh ................................................................................................................. 47
Hình 3.17. Ảnh hưởng của các phương pháp bao gói đến thể tích bánh mì ................. 48
Hình 3.18. Ảnh hưởng của các phương pháp bao gói đến số lượng nấm men trong bột
nhào lạnh đơng............................................................................................................... 50
Hình 3.19. Ảnh hưởng của các phương pháp bao gói đến số lượng nấm men trong bột
nhào lạnh đơng............................................................................................................... 51
Hình 3.20. Bánh mì khi chưa lạnh đơng ........................................................................ 51
Hình 3.21. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 1 sau 5
tuần ............................................................................................................... 52

Hình 3.22. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 2 sau 5
tuần ............................................................................................................... 52
Hình 3.23. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 3 sau 5
tuần ............................................................................................................... 52
Hình 3.24. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 1 sau 10
tuần ............................................................................................................... 52
Hình 3.25. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 2 sau 10
tuần ............................................................................................................... 53
Hình 3.26. Bánh mì từ bột nhào lạnh đơng bao gói bằng phương pháp 2 sau 10
tuần ............................................................................................................... 53

vi


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT:
CPA: Cryoprotective additive (chất bảo vệ lạnh)
CW: Cell Wall (thành tế bào)
CM: Cell membrane (màng tế bào)
CMC: Carboxymethyl-cellulose
DATEM: Diacetyl tartaric este acid của monoglyceride
DMG: Diglyceride monoglyceride
E491: Sorbitan monostearate
GMS: Glycerol monostearate
SSL: Sodium stearoy-2- lactylate
PGE: Polyglycerol ester

vii

Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

MỞ ĐẦU

Bánh mì ra đời khoảng 1000 năm trước Cơng ngun, đến nay nó vẫn là một
trong những sản phẩm thực phẩm được tiêu thụ rộng rãi và phổ biến nhất trên tồn thế
giới bởi vì những giá trị vượt trội về dinh dưỡng và cảm quan. Kỹ thuật sản xuất bánh
mì đã phát triển liên tục qua nhiều năm với những thành phần nguyên vật liệu, phụ gia,
máy móc ngày càng đổi mới để sản xuất bánh mì với chất lượng ngày càng tốt hơn.
Việc sản xuất bánh mì vốn tốn rất nhiều thời gian, nhân cơng và địi hỏi phải có
kỹ thuật chun mơn, nhưng thời gian bảo quản lại ngắn. Cùng với sự phát triển của
khoa học - kỹ thuật, nhu cầu của khách hàng, cách sản xuất thực phẩm, phân phối và
bán lẻ thay đổi, dẫn đến các phương pháp mới để bảo quản bánh mì ra đời như công
nghệ MAP và công nghệ đông lạnh. Trong đó, bột nhào lạnh đơng là một bước phát
triển quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất bánh. Với kỹ thuật này, mọi người
có thể làm bánh mì ngay tại nhà mà không cần bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào về không
gian, thiết bị sản xuất và kỹ thuật chun mơn, các tiệm bánh có thể làm bánh mì vào
bất kỳ thời điểm nào trong ngày, chất lượng bánh mì được chuẩn hóa và đồng đều hơn
Nấm men là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất bánh mì. Tuy nhiên,
nấm men bị chết đáng kể sau q trình lạnh đơng và trữ đơng là một trong những
nguyên nhân làm cho bánh mì chế biến từ bột nhào lạnh đơng có những tính chất kém
hơn so với bánh mì thường. Vì vậy, việc sản xuất nấm men khô, một dạng men thương
mại tiện lợi trong việc sử dụng và bảo quản hơn so với men tươi, có khả năng sống sót
trong q trình lạnh đơng và trữ đông là một vấn đề thiết yếu.
Để khắc phục một phần vấn đề đó nên tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu vai trị của chất
keo, chất nhũ hóa và các chất khác trong sản xuất men bánh mì cho bột nhào lạnh đơng.”
Mục tiêu của đề tài:
• Khảo sát các chỉ tiêu của bột mì Non Nước

• Khảo sát ảnh hưởng của chất nhũ hóa, chất keo, chất chống oxy hóa, ancol, natri
glutamate, dimethyl sulfoxide (gọi chung là chất bảo vệ) đến nấm men sau q trình sấy
thăng hoa thơng qua số lượng nấm men sống sót trong bột nhào và thể tích bột nhào.
• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến số lượng nấm men trong bột
nhào và thể tích bột nhào bảo quản lạnh đơng ở -20ºC.
• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến số lượng nấm men và thể tích
bột nhào của men khơ bảo quản lạnh ở 4ºC.
• Tìm phương pháp bao gói bột nhào lạnh đơng thích hợp.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

1


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NẤM MEN BÁNH MÌ VÀ BỘT NHÀO
LẠNH ĐƠNG

1.1. Tổng quan về nấm men bánh mì
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về nấm men bánh mì
1.1.1.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo của nấm men bánh mì
Hiện nay, cơ sở sản xuất bánh mì sử dụng men thuộc giống Saccharomyces, loài
cerevisiae, lớp Ascomycetes, ngành nấm. Là tế bào hình cầu hay hình trứng, có kích
thước nhỏ từ 5 - 6 đến 10 - 14µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử [1].

Hình 1.1. Nấm men bánh mì Saccharomyces cerevisiae [50]
Nấm men Saccharomyces cerevisiae có khả năng sử dụng đường glucose,
galactose, saccharose, raffinose, maltose, rượu ethanol, glycerol như nguồn cacbon, sử
dụng axit amin và muối amon như nguồn nitơ.
Cấu tạo cơ bản của tế bào nấm men gồm các thành phần chính sau đây:

Hình 1.2. Cấu tạo nấm men bánh mì [48]
- Thành tế bào: dày khoảng 25nm (chiếm 25% khối lượng khô của tế bào). Đa số
nấm men có thành tế bào cấu tạo bởi glucan và mannan. Trong thành tế bào cịn có
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

2


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

chứa 10% protein (tính theo khối lượng khơ), trong số protein này có một phần là
enzym. Trên thành tế bào cịn thấy có cả một lượng nhỏ lipid [1]. Thành tế bào có thể
có điểm chồi (sẹo) do tế bào sinh sản.
- Tế bào chất: gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzym
khác nhau, đảm bảo sự chuyển vận vật chất cho tế bào và các cấu tử khác như bộ
máy golgi (có vai trị chưa rõ) [1].
- Không bào: chứa các sản phẩm được phân cắt hay chất độc lạ có thể có hại
cho tế bào [1].
- Ti thể: có dạng hạt nhỏ, dạng que hoặc dạng sợi mảnh phân bố trong tế bào
chất ở khoảng giữa vỏ tế bào và không bào. Chiều dài của sợi ti thể là 0,2 – 7,5µm.

Hình dạng của nó có thể thay đổi trong q trình ni cấy, có thể là từ các hạt hoặc
que hay sợi đơn đến kết hợp thành chuỗi [1].
- Nhân tế bào: đường kính của nhân tế bào nấm men vào khoảng 2µm. Phần lớn
nhân có dạng hình cầu hoặc elip. Sự phân bố của chúng trong nội bào có thể thay đổi
trong suốt q trình sống của tế bào. Kích thước nhân của tế bào nấm men không
đồng nhất không những ở các tế bào khác giống, mà ở tế bào cùng một giống trong
trạng thái sinh lý khác nhau. Ở tế bào nấm men đang sinh trưởng, nhân rất giàu acid
nucleic và vùng sinh sản được hoạt hóa (nấm men sẽ mọc chồi hoặc phân cắt tế bào)
[2].
Quá trình tăng trưởng men thương phẩm được tạo ra bằng cách tăng khả năng
sinh sản, cung cấp các điều kiện thích hợp: nước ấm (30°C, 86°F) và chất dinh
dưỡng (đường). Men sinh sản vơ tính bằng việc nảy chồi. Một tế bào mẹ lồi lên một
vị trí, vị trí đó nở thành dạng chồi, gốc chồi phát triển giữa tế bào gốc và chồi, và
chúng tách ra. Có thể có đến 10 vết sẹo như vậy, sẽ hoàn toàn phủ toàn bộ tế bào, sau
đó tế bào sẽ chết. Trong điều kiện lý tưởng, một tế bào có thể sinh sản trong 20 phút
[48].
1.1.1.2. Yêu cầu chất lượng nấm men bánh mì
Nấm men Saccharomyces cerevisiae dùng cho sản xuất bánh mì phải đảm bảo
những yêu cầu sau: [2]
- Tế bào nấm men có kích thước lớn, đều, có khả năng phát triển mạnh và chịu
được nhiệt độ cao.
- Có hoạt lực enzym zymaza < 45 phút (giá trị này được xác định khi cho nấm
men (2,5%) lên men 20ml dung dịch đường 5%, giải phóng ra được 10ml CO2).
- Hoạt lực maltose < 70 phút (giá trị này biểu thị thời gian cần thiết để giải phóng
10ml CO2 khi lên men 20ml dung dịch 5% maltose với hàm lượng nấm men 2,5%).
Chỉ số này dùng để đánh giá khả năng lên men đường maltose của nấm men.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

3


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

- Lực nở bột < 45 phút (giá trị này biểu thị thời gian cần thiết để làm nở 280 gam
bột với 160ml dung dịch NaCl 2,5% và lượng nấm men là 5g) trong khn hình bình
hành có kích thước xác định.
+ Diện tích đáy: 12,6 x 8,5 cm
+ Diện tích trên: 14,3 x 9,2 cm
+ Chiều cao: 8,5 cm
- 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 – 40C, thời gian làm nở bánh không được
tăng quá 5 phút.
1.1.2. Quy trình sản xuất nấm men bánh mì
Rỉ đường

Nấm men giống

Xử lý rỉ đường

Nuôi cấy men giống
Nuôi cấy men thương phẩm
Ly tâm tách rửa men
Ép
Định hình
Sấy

Đóng gói men ép

Bao gói chân không

Bảo quản lạnh

Bảo quản nhiệt độ thường

Men ép (men tươi)

Men khơ

Hình 1.2. Sơ đồ quy trình sản xuất men bánh mì hiện nay [2]
1.1.3. Quy trình sản xuất nấm men bằng phương pháp sấy thăng hoa
1.1.3.1. Phương pháp sấy thăng hoa
a) Định nghĩa

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

4


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật sấy bằng sự thăng hoa của nước.

Để sấy thăng hoa, ẩm trong thực phẩm cần được chuyển sang thể rắn bằng phương
pháp lạnh đơng [18].

Hình 1.4. Sơ đồ 3 pha của nước
b) Các giai đoạn của sấy thăng hoa
- Giai đoạn làm lạnh đơng: có 2 cách là cấp đơng trực tiếp (vật sấy tự lạnh đông
ngay trong buồng sấy thăng hoa khi buồng sấy được hút chân không) và cấp đông gián
tiếp (sử dụng thiết bị lạnh đông thông thường để làm lạnh đơng bên ngồi bng sấy).
- Giai đoạn sấy thăng hoa:
Áp suất hơi nước được giữ dưới 4,58 mmHg và nước ở dạng băng, khi sản phẩm
được cung cấp nhiệt thì băng rắn sẽ thăng hoa mà khơng qua thể lỏng (hình 1.4). Hơi
nước tiếp tục tách khỏi sản phẩm bằng cách giữ áp suất trong buồng sấy thăng hoa
thấp hơn áp suất hơi nước trên bề mặt băng, đồng thời tách hơi nước bằng bơm chân
không và ngưng tụ nó bằng các ống xoắn ruột gà lạnh. Nhiệt được truyền đến sản
phẩm do dẫn nhiệt hoặc do vi sóng cung cấp. Hơi nước di chuyển ra khỏi sản phẩm
qua các kênh được hình thành do băng thăng hoa và được lấy đi, đến khi vật sấy còn
15% ẩm.
- Giai đoạn nhả ẩm đẳng nhiệt: nâng nhiệt độ máy sấy lên gần nhiệt độ môi
trường xung quanh trong khi vẫn giữ áp suất thấp như quá trình sấy ở các thiết bị sấy
chân không thông thường, một phần nước liên kết khơng đóng băng sẽ bay hơi cho
đến khi ẩm của sản phẩm còn 2% [18].
c) Ưu nhược điểm của phương pháp sấy thăng hoa
- Ưu điểm: sấy ở nhiệt độ thấp nên giữ chất lượng và hương vị sản phẩm gần như
nguyên vẹn, đặc biệt ứng dụng cho những sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ cao.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

5

Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

- Nhược điểm: chi phí cao, vận hành phức tạp, chỉ để sấy những sản phẩm có giá
trị kinh tế cao.
1.1.3.3. Sơ đồ sản xuất
Men tươi thương mại
Chất bảo vệ
Phối trộn
Nước

Cấp đơng

Sấy thăng hoa
Bao gói chân khơng
Bảo quản lạnh
Men khơ
Hình 1.5. Quy trình sản xuất men bằng phương pháp sấy thăng hoa [43]
1.1.3.3. Thuyết mình quy trình sản xuất
Men tươi thương mại được phối trộn với chất bảo vệ nhằm tăng khả năng sống
sót của nấm men, bổ sung thêm nước cất đã tiệt trùng để cho quá trình phối trộn dễ
dàng hơn. Sau đó, hỗn hợp được cấp đơng trong vòng 4 giờ ở nhiệt độ - 25oC. Sau khi
cấp đông, men được sấy bằng máy sấy thăng hoa. Men khơ thu được sau q trình sấy
có độ ẩm 5 – 7%, gần bằng với độ ẩm của men khô thương mại, nghiền mịn, tiến hành
bao gói chân khơng men khô và bảo quản ở nhiệt độ lạnh.
1.1.4. Các phụ gia bảo vệ lạnh (CPA)
1.1.4.1. Định nghĩa
Chất bảo vệ lạnh là những chất có khả năng ngăn ngừa tổn thương tế bào do sự

đóng băng gây ra và việc sử dụng chúng trong môi trường bảo vệ lạnh là không thể
thiếu để duy trì khả năng tồn tại của vi sinh vật trong q trình lạnh đơng và rã đơng
(Critser et al., 1997; Karow et al., 1969; Mazur, 1984). Chất bảo vệ lạnh cũng được sử
dụng để bảo quản vật chất sống trong nghiên cứu sinh học và bảo quản các sản phẩm
thực phẩm [49].
1.1.4.2. Vai trị
Có 3 loại phụ gia [46]:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

6


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

- CPA thâm nhập cả vách tế bào (CW) và màng tế bào (CM), ví dụ: Me2SO,
glycerol.
- CPA thâm nhập CW nhưng không thâm nhập CM (mono- và disaccharides, axit
amin, polyme có trọng lượng phân tử thấp).
- CPA khơng thâm nhập (polyme có trọng lượng phân tử cao hơn: protein,
polysaccharides, dextran, sorbitol).
Các CPA có thể làm cho CM dẻo hơn và chúng liên kết với nhau trong nước nội
bào, ngăn ngừa sự mất nước quá mức, làm giảm độc tính của muối và ngăn cản sự
hình thành các tinh thể băng lớn trong tế bào. CPA thâm nhập kích thích cấu trúc băng
tinh thể và chúng tạo thành pha thủy tinh dạng gel bên dưới điểm eutectic, do đó ngăn
ngừa tổn thương do tăng sự thẩm thấu cho các tế bào và tổn thương bề mặt do NaCl

gây ra [47].
CPA thâm nhập CW nhưng không thâm nhập CM gây ra mất nước một phần của
các tế bào trước khi đóng băng, chúng tập trung giữa CM và CW như một lớp chống
lại lớp băng đang phát triển và bảo vệ CM. Mặt khác, các CPA không thâm nhập hấp
phụ trên bề mặt vi sinh vật tạo thành lớp nhớt, gây ra lớp nước bao quanh tế bào, ức
chế sự tăng trưởng của tinh thể băng bằng cách tăng độ nhớt của dung dịch và giữ cấu
trúc của đá vơ định hình ở gần của tế bào. Tuy nhiên, chúng không tương tác trực tiếp
với CW hoặc CM, chỉ ức chế sự hình thành băng ngoại bào [19].
Các phụ gia có chứa nhiều nhóm amit, amino, hydroxyl, carboxyl, sulfoxide tạo
liên kết hydro với nước, làm giảm sự hình thành tinh thể đá trong tế bào nếm men, bảo
vệ các vi sinh vật và protein của chúng chống lại ảnh hưởng của môi trường bên ngồi
như sự khơ hạn, phá hủy nhiệt và bức xạ [47].
Polyme cũng làm thay đổi các tính chất của dung dịch trong q trình lạnh đơng
và rã đơng, có thể giữ nước ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp tới -35°C . Một lý thuyết
bảo vệ tương tự được dựa trên sự khác biệt trong áp suất hơi giữa chất tan và băng: các
CPA thâm nhập hoạt động bằng cách làm giảm tốc độ di chuyển của nước bằng cách
giảm áp suất hơi của các chất nội bào và tăng áp suất hơi của chất rắn ngoại bào [20].
Ngoài ra một vài chất bảo vệ một phần cung cấp nguồn cacbon, nitơ cho vi sinh
vật hấp thụ, coi như nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng cho chúng.
1.1.4.3. Các phụ gia bảo vệ lạnh đã được sử dụng
a) Chất keo
Chất keo là những polyme thực phẩm khi tan trong nước tạo thành dung dịch keo
có tính nhớt.
Gum acacia là một polyme kết hợp từ galactose, rhamnose, arabinonse và axit
glucoronic, thường được sử dụng với nồng độ 2 – 10% đã được chứng minh có khả
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

7


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

năng bảo vệ tốt hơn glycerol, Me2SO hay lactose đối với thực khuẩn thể T2 [44] và
cũng đã thành công trong bảo vệ lạnh chủng S.plantensis [22]. Desmond và cộng sự
(2002) phát hiện ra rằng sự sống sót của Lactobacillus paracasei tăng lên đáng kể, lên
đến 1000 lần, khi 10% gum acacia được thêm vào sữa tách kem hoàn nguyên 10%.
CMC (Caboxymethyl cellulose) sử dụng ở nồng độ 1% làm tăng tỷ lệ nấm men
sống sót lên 20% [21].
b) Glucid
Khi bổ sung đường saccarose, lactose và glucose vào làm ổn định màng tế bào vì
nó tương tác với phospholipid làm ổn định màng tế bào, chứa nhiều nhóm hydroxyl
liên kết với nước tạo nên một mạng liên kết hidro bao bên ngoài vi sinh vật, kết quả
làm giảm vận tốc liên kết nước để hình thành tinh thể và giữ được hình dáng của tế
bào. Chúng cịn có tác dụng bảo vệ protein [4].
Tinh bột với nồng độ 5-15% được sử dụng thành công để bảo vệ nấm men
Candida sake, tăng tỷ lệ sống sót lên 13-14% sau khi sấy thăng hoa [21].
Trehalose có trong tế bào thực vật và nấm men, và disaccharide duy nhất có hai
phân tử nước trong tinh thể của nó. Vai trị của nó là ổn định màng sinh học bằng liên
kết hydro với đầu phân cực của màng phospholipid (Juan S. Aranda, Edgar. S et
Patricia. T, 2004). Trehalose nội bào của nấm men rất cao (lên đến 8% w/w), đóng vai
trị quan trọng trong trao đổi chất của tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae: vừa
là nguồn cacbon và nguồn năng lượng, vừa bảo vệ hệ thống cytosol chống lại những
diều kiện sống bất lợi như sốc nhiệt, sốc thấm lọc, khi mơi trường khơng có thức ăn,
oxy hóa... [24]. Trehalose đã được sử dụng thành công ở nồng độ từ 5 – 19% (tốt nhất
ở 10%) như là một CPA cho virut, S.cerevisae, nấm men ưa lạnh, Lactobacillus
bulgaricus,… [47] Kết hợp 10% sữa tách kem làm chất hỗ trợ và 5% mật ong làm chất

thứ hai, khả năng sống sót của S.cerevisiae đạt được 98% [21].
Dextran đã được sử dụng ở nồng độ 5 – 15% (tốt nhất ở 9%) để bảo vệ vi khuẩn
E.coli đơng lạnh. Dextran 5% có khả năng làm tăng sự sống sót của chủng
Pseudomonas F8 khi lạnh đơng sâu trong muối có nồng độ từ 2 – 8% [47] và tăng tỷ lệ
sống sót của nấm men S.cerevisae lên 24%. Khi kết hợp dextran với sữa gầy, tỷ lệ
sống sót của các tế bào S.cerevisiae đạt được 82% [21]. Dextran là chất không gây độc
tố cho vi sinh vật [25].
Lactose đã được sử dụng ở nồng độ 1 – 10% (tốt nhất ở 8%) có khả năng bảo vệ
L.lactic ssp. tốt hơn glycerol khi trữ đông ở -20 -70oC [26]. Lactose cũng đã được sử
dụng có hiệu quả cho S.cerevisae, nhưng lại ít ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ cho
Streptomyces tenebrarius. Khi kết hợp lactose 5% với glycerol 10% đã cho thấy khả

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

8


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

năng bảo vệ tốt hơn (tốt hơn khi chỉ sử dụng glycerol và Me2SO) đối với S. cerevisae,
Pseudomonas aureofaciens và S. tenebrarius [27].
Saccharose thường được sử dụng ở nồng độ 1 – 68% (tốt nhất ở 10%) trong bảo
quản lạnh đông vi sinh vật. Khả năng bảo vệ được nghiên cứu trong một thời gian dài
trên các chủng Bacillus subtilis, B.megaterium, Proteus và Micrococcus [28].
Saccharose được sử dụng với nhiều nồng độ khác nhau trong việc bảo vệ vi khuẩn như
E.coli, E. aerogense, Methanococcus vannielli,… [47] Thêm vào đó, saccharose 5%

đã được báo cáo là bảo vệ L.lactis ssp tốt hơn so với glycerol 10% khi bảo quản ở -20
 -70oC [26].
Glucose đã được sử dụng ở nồng độ 1 – 18% (tốt nhất ở 4%) nhằm cải thiện khả
năng sống sót của vi khuẩn khi bảo quản ở nhiệt độ -20oC [28]. Glucose đã cho thấy
hiệu quả khi sử dụng cho một số chủng vi sinh vât như E.aerogense, nấm men,
P.berghei, Puccinia spores,… [47]
c) Chất chống oxy hóa
Axit ascobic là một tác nhân chống oxy hóa và hiệu quả của nó như chất bảo vệ
dường như có liên quan đến sự ức chế q trình oxy hóa màng lipid ảnh hưởng đến sự
tồn tại của tế bào (Castro et al. 1996). Nó gần đây đã được sử dụng như tác nhân bảo
vệ của vi khuẩn axit lactic đơng khơ vì nó cải thiện đáng kể sự sống cịn của vi khuẩn
trong quá trình bảo quản lạnh (Zárate and Nader-Macias 2006). Môi trường chứa
glycerol kết hợp với 1g/L acid ascobic cho kết quả tốt khi bảo vệ men rượu được trữ
đông ở -20°C và giữ được môi trường ở trạng thái lỏng [29].
d) Ancol và dẫn xuất của ancol
Glycerol là phụ gia bảo vệ lạnh được sử dụng rỗng rãi trong cơng nghệ vi sinh.
Glycerol có khả năng xâm nhập vào cả vách tế bào (CW) và màng tế bào chất (CM).
Chính vì thế, nó có ảnh hưởng ngoại tế bào bằng cách kích thích sự thẩm thấu mất
nước của tế bào, vì thế giảm lượng nước đóng băng trong tế bào. Và do glycerol xâm
nhập vào bên trong tế bào, làm giảm ảnh hưởng của sốc thẩm thấu bên trong tế bào do
mất nước, tương tác với các ion, các đại phân tử và làm giảm điểm đông lạnh nước đến
-46°C, do đó ngăn ngừa sự kết tinh điểm eutectic (Hubálek 2003). Nếu sử dụng lượng
glycerol phù hợp có thể giữ nước trạng thái lỏng ở -20°C, do đó tránh được q trình
đơng đặc, do đó bị đóng băng và mất khả năng tồn tại (Sherman et al. 1986). Glycerol
có thể thấm vào nội bào và chúng liên kết với nước nội bào, giúp ngăn chặn tình trạng
mất nước quá nhiều, làm giảm muối độc và ngăn ngừa sự hình thành của nước đá tinh
thể lớn trong tế bào, chúng cịn liên kết hydro với protein và duy trì sự ổn định của
protein (Font de Valdez et al., 1983a, 1985; Hanafusa, 1985), làm ổn định cầu disufua
nên bảo vệ các protein của màng tế bào khỏi bị mất nước. Do đó glycerol có khả năng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

9


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

bảo quản hình thái của tế bào. [4]. Glycerol được sử dụng với nồng độ 2 – 55%
(thường là 10%) cho việc bảo quản lạnh đông một số chủng virut, vi khuẩn, nấm sợi,
nấm men, tảo, động vật nguyên sinh. Mặc khác, glycerol cũng cho thấy khả năng bảo
vệ kém hoặc không bảo vệ ở một số chủng vi khuẩn. Đồng thời glycerol cũng gây độc
cho một số chủng vi sinh vật [47].
Sorbitol đã được sử dụng trong bảo quản vi sinh vật với nồng độ 1 – 36%
(thường là 9%) [47]. Một số nghiên cứu cho thấy sorbitol 10% nâng cao khả năng
sống sót của S. exiguous kể khả khi tiến hành 20 chu kì lạnh đơng - rã đơng [30].
Sorbitol 2M được sử dụng để bảo vệ tế bào S.cerevisae và Schizosaccharomyces [31].
e) Axit amin, peptid và protein
Các loại peptone (là sản phẩm thủy phân của protein, chứa peptide, axit amin và
muối vơ cơ, nhưng khơng có lipid và đường) bảo vệ các vi sinh vật trong quá trình
lạnh đông và rã đông khi sử dụng nồng độ từ 0,4-20% (thường là 0,75%). Đối với
mục đích bảo vệ lạnh, các pepton có hàm lượng muối thấp và giá trị tro <10% w/w
(như peptone vi khuẩn, peptone mycological, và peptone proteose) thường là tốt nhất.
Peptone thường được sử dụng như một chất pha loãng cho các vi khuẩn được bảo quản
lạnh đông, thường bổ sung thêm các CPA khác [47]. Peptone vi khuẩn 10% làm tăng
đáng kể sự sống sót của Pseudomonas sp. và S.cerevisiae [32].
Gelatin được cho là một chất bảo vệ từ yếu đến trung bình và ít khi được sử
dụng riêng lẻ, nó thường được bổ sung như là một chất hỗ trợ cho các phụ gia bảo vệ

lạnh đông khác [47]. Khả năng bảo vệ vi sinh vật của gelatin đã từng được thử nghiệm
với nồng độ 0.5 – 15% (thường là 2%) cho E.coli và S.plantensis [22].
Sự bảo vệ lạnh của các axit amin được cho là kết quả của phản ứng giữa các
nhóm carboxyl của protein vi sinh vật và nhóm amino của chất bảo vệ, làm ổn định
cấu trúc protein (Moriche, 1970). Natri glutamate được biết có tác dụng bảo vệ trong
các men nấm đông lạnh (Hieda và Ito, 1973) và vi khuẩn (Ashwood-Smith và Warby,
1972). Natri glutamat được khảo sát ở nồng độ 1 – 5% và thường được kết hợp với các
chất khác như glycerol, sữa và đã cho thấy khả năng bảo vệ lạnh các chủng vi sinh vật
như: Scenedesmus, Chlorella, Nitzschia và Phaeodactylum [27, 33]. Natri glutamat 5%
riêng lẻ cho tỷ lệ sống sót là 30%, cịn trong hỗn hợp với 10% sữa tách kem và 10%
trehalose cho tỷ lệ sống cao hơn, lên đến 97% sau khi khô đông S.cerevisiae [21].
f) Dimethylsulfoxide
Sulfoxide là muối sunfua hữu cơ bị oxy hóa chứa một nguyên tử oxy cho mỗi
phân tử (nhóm S-O trong phân tử sulfoxide gần như trơ về mặt hóa học) và chúng hịa
tan trong nước [34].

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

10


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

Dimethyl sulfoxide (Me2SO) là một hợp chất thuộc nhóm sulfoxide đã được coi
là một chất bảo vệ lạnh có hiệu quả, nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi để bảo vệ
vi sinh vật. Chỉ có Me2SO tinh khiết về mặt hóa học nên được sử dụng như một CPA

[35]. Nồng độ của Me2SO đã được khảo sát ở 1 – 32% (thường là 10%). Me2SO đã
được chứng minh là tốt hơn glycerol trong việc bảo quản các chủng vi sinh vật: virut,
vi khuẩn E.coli, nấm men Lipomyces starkeyi, Saccharomyces exiguus, Candida
bogoriensis, nấm sợi Neurospora crassa, Sclerospora sorghi, kể cả Pezizales,
Volvariella volvacea. Me2SO có thể làm giảm điểm đóng băng của nước đến -73°C.
Do đó chúng làm giảm nồng độ muối hòa tan trong dung dịch, lần lượt ức chế sốc
thẩm thấu. Nó cũng ngăn chặn sự kết tinh eutectic [47]. Tuy nhiên, Me2SO có tính độc
đối với một vài lồi vi sinh vật, làm ức chế tăng trưởng của một vài lồi vi khuẩn hiếu
khí khi sử dụng 10% Me2SO [36].
g) Các chất khác
Chiết xuất nấm men chứa (w/w): 11% nito tổng, 3% phosphate, 12% tro, 1%
muối và vitamin (nicotinic acid, riboflavin và một số hợp chất khác). Khi sử dụng
chiết xuất nấm men ở nồng độ 0,25 – 5% (thường là 0,5%) đã cho thấy khả năng bảo
vệ tương tự như glycerol, Me2SO và vượt trội so với nhiều CPA khác (sucrose, casein,
trứng albumin, glutamate, và nước ép táo) trong việc bảo vệ vi khuẩn lactic. Chiết xuất
men được chứa trong môi trường đông lạnh như là một CPA hỗ trợ cho nấm men và
động vật nguyên sinh [47].
Nước chiết malt thường chứa (w/w): 52% maltose, 20% glucose, 15% dextrin,
6% cacbohydrate khác và 5% protein. Phụ gia này đã được sử dụng với nồng độ 0,5 –
20% (thường là 2,5%) cho thấy những kết quả tốt trong việc bảo quản vi khuẩn lactic.
Cũng là một phụ gia hỗ trợ, nước chiết malt đã cho thấy hiệu quả trong bảo vệ nấm
men và nấm sợi [47].
Sữa gầy được sử dụng ở nồng độ 1 – 10% (thường là 10%) trong bảo quản lạnh
và lạnh đông vi sinh vật, đôi khi kết hợp với một số phụ gia khác. Kết hợp sữa gầy
10% và glycerol 10% đã chứng minh khả năng bảo vệ tốt hơn trên S.cerevisae,
Debaryomyces hanseni,… [23] Tỷ lệ sống sót của các tế bào Saccharomyces
cerevisiae tăng từ 30% khi sử dụng riêng lẻ lên 96-98% bằng cách sử dụng mơi trường
bảo vệ thích hợp chứa 10% sữa gầy với 2 hợp chất trong các chất: mật ong, glutamat
natri, trehalose hoặc raffinose trong quá trình sấy thăng hoa được tiến hành tại tốc độ
làm lạnh 3°C/phút [21]. Cơ chế bảo vệ của sữa được quyết định bởi thành phần

protein. Thành phần này làm giảm nhẹ tổn thương do lạnh lên tế bào, mặc dù chúng
không thay đổi thành phần màng và tính chất vật lí của màng, chúng tạo nên một lớp
bảo vệ bên ngoài cho tế bào. Trong sữa gầy, những thành phần có phân tử lượng thấp
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

11


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

thì xâm nhập vào CW và vào tế bào chất, protein cịn lại thì khơng xâm nhập vào tế
bào được. Sữa gầy có thể ảnh hưởng đến hàm lượng axit béo của màng tế bào, do đó
làm thay đổi tính lưu màng (Carvalho et al., 2004;. Annous et al, 1999) hoặc canxi có
thể góp phần sự ổn định của các enzym trong tế bào do đó duy trì khả năng sống sót
cho nấm men tốt hơn [45]. Sữa gầy cịn là dung dịch đệm pH, điều hòa áp suất thẩm
thấu [4].
Mật ong, một hỗn hợp tự nhiên có chứa nhiều thành phần khác nhau, rất tốt cho
việc bảo vệ tế bào vi khuẩn trong q trình đơng khơ. Mật ong 5% cũng bảo vệ rất tốt
tế bào S. serevisiae với tỉ lệ sống khoảng 60% [21]. Mật ong có tác dụng hiệu quả khi
kết hợp với 10% sữa gầy và một chất bảo vệ khác như: 10% trehalose hoặc 5% natri
glutamate. Mật ong 10% cho khả năng bảo vệ tốt hơn glycerol trong việc bảo quản
Acetobacter và Gluconobacter [47].
1.2. Tổng quan về bột nhào lạnh đông
1.2.1. Nguyên liệu sản xuất bánh mì
1.2.1.1. Bột mì
Bột mì là ngun liệu chính để sản xuất bánh mì, được chế biến từ hạt lúa mì.

Bột mì gồm có 2 loại: bột mì trắng và bột mì đen, ở nước ta nhập khẩu hạt lúa mì từ
nước ngồi và chỉ nhập khẩu loại lúa mì trắng. Thành phần hóa học của bột mì phụ
thuộc vào thành phần hóa học của hạt và hạng bột.
Hàm lượng glucid và protein chiếm khoảng 90% trọng lượng của bột mì. Bột mì
có 4 loại protein chính: albumin, globulin, gliadin và glutenin. Trong đó, 80% gồm
gliadin và glutenin và hai loại này có tỉ lệ tương đương nhau. Khi đem bột mì nhào với
nước và để yên một thời gian, gliadin và glutenin tạo thành gluten, mạng phân bố đều
trong khối bột, có tính đàn hồi, dẻo dai, có tác dụng giữ khí làm khối bột nhào nở.
Khối bột nhào sau khi rửa tinh bột thu được khối gluten ta gọi là gluten ướt, trong này
có chứa 60-70% nước, hàm lượng gluten ướt trong bột mì dao động khá lớn từ 1555%. Chất lượng của gluten ảnh hưởng đến độ xốp của bánh, nếu gluten có độ kéo lớn,
bánh làm ra xốp hơn do khả năng giữ khí tốt, và ngược lại.
Glucid của bột mì chiếm 70-90% theo chất khơ, gồm có các loại đường, dextrin,
tinh bột, gluxit keo, cellulose và hemicellulose. Độ lớn và nguyên của hạt tinh bột ảnh
hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào, hạt
tinh bột nhỏ và hạt vỡ thì được đường hóa nhanh hơn. Dextrin có ảnh hưởng xấu đến
chất lượng bánh mì, dextrin ít liên kết với nước, nếu bột nhào có hàm lượng dextrin
cao thì ruột bánh chặt và kém đàn hồi. Pentosan có tính háo nước cao và đóng vai trị
quan trọng trong sản xuất bánh mì đen, khi trương nở trong nước tạo ra các dung dịch
keo ảnh hưởng đến tính chất lý học của bột nhào. Cellulose và hemicellulose không
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

12


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

tiêu hóa được nên thành phần này có trong bột càng nhiều càng làm giảm giá trị thực
phẩm của bột. Đường trong bột có ảnh hưởng đến q trình sản xuất bánh, đường được
sinh ra trong 1,5-2h đầu tiên của quá trình lên men.
Lipid chiếm 2-3%, trong đó 75% là chất béo. Trong bột, các lipid ở trạng thái tự
do và trạng thái kết hợp protein và glucid, làm cho gluten đàn hồi hơn.
Enzym trong bột mì chủ yếu là protease và amylase. Protease thủy phân các
protit tự nhiên, làm mất cấu trúc bậc 3 và tán hóa cấu tạo protit, do đó làm giảm tính
chất vật lý của protit và khả năng liên kết nước, 𝛽 −amylase có tác dụng thủy phân
tinh bột thành đường maltose giúp cho quá trình lên men nhanh và làm chất lượng
bánh mì tốt hơn, tuy nhiên α- amylase thủy phân tinh bột thành dextrin làm giảm khả
năng giữ nước của ruột bánh [5].
1.2.1.2. Nấm men
Trong bột nhào, nấm men phát triển theo điều kiện yếm khí gây ra q trình lên
men rượu với sơ đồ như sau:
C6H12O6
2CO2 + 2C2H5OH + Q
Chính khí CO2 giúp bột nhào nở và làm cho ruột bánh có cấu tạo xốp, tác động
cấu trúc mạng gluten, giúp phát triển khối bột nhào, cung cấp chất tạo hương và vị là
những sản phẩm của quá trình lên men [5, 37].
Lượng nấm men sử dụng chiếm khoảng 3% so với khối lượng bột. Liều lượng sử
dụng nấm men có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh khí. Hơn nữa, liều lượng sử
dụng nấm men còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian lên men. Thời gian lên men
càng dài thì liều lượng nấm men sử dụng càng thấp. Khi nhiệt độ tăng, tốc độ sinh khí
sẽ tăng theo, nhưng trên 40oC, nấm men sẽ chết dần vì nhiệt cao.
Nấm men bánh mì có nhiều dạng khác nhau: men ép, men khơ, men lỏng và men
ủ chua. Trong đó, nấm men dạng khơ có thời hạn bảo quản lâu hơn và có thể bảo quản
lạnh hoặc ở nhiệt độ thường. Men được sấy đến độ ẩm còn lại 7,5-8%, nếu sấy dưới
6% sẽ làm cho protit của tế bào nấm men co lại. Độ ẩm của nấm men khô không nên
quá 11-12%, lực nở không quá 110 phút. Sấy nấm men trong chân không ở điều kiện
nhiệt độ thấp tốt hơn là sấy ở áp suất thường, tế bào nấm men ít bị chết hơn.

Trong bột nhào lạnh đơng, sự hoạt động của các tế bào nấm men giảm đáng kể.
Vì vậy cần tăng lượng nấm men lên 4-6% so với trọng lượng bột để bù đắp lại lượng
men bị tổn thất trong suốt q trình làm lạnh đơng, bảo quản lạnh đông và rã đông.
Nếu sử dụng lượng nấm men 6-8% sẽ gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị của bánh mì [7].
1.2.1.3. Nước
Nước trộn với bột mì là nước uống thông thường, đảm bảo chất lượng theo
QCVN 01:2009/BYT. Độ cứng của nước ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì, muối
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

13


Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

trong nước cứng làm cho gluten chặt lại nhưng gây vị không ngon. Độ cứng trong
nước được quy định không quá 7-9mg đương lượng trong 1 lít [5].
1.2.1.4. Muối
Lượng muối sử dụng khoảng 1,5-2% so với trọng lượng bột. Muối giúp tạo
hương vị, làm chặt mạng gluten và tăng khả năng hút nước của bột nhào [5]. Nồng
độ muối càng cao, tốc độ lên men càng giảm, và ngược lại [37]. Hàm lượng NaCl
trong muối ăn khoảng 96,5-99,2%, các chất kết tủa không tan khoảng 0,05-0,9%
[5].
1.2.1.5. Đường
Đường ảnh hưởng đến độ dai và quá trình lên men bột nhào, thường sử dụng
lượng đường 3-6% so với trọng lượng bột với mục đích cung cấp năng lượng cho
nấm men lên men, tạo hương vị, màu sắc cho vỏ bánh, cải thiện chất lượng ruột

bánh. Tuy nhiên nếu lượng đường thêm vào trên 8-10% sẽ làm quá trình lên men và
ủ bột bị ức chế, làm giảm lượng nước liên kết và làm khối bột nhào chảy [5].
1.2.1.6. Shortening
Việc bổ sung shortening từ 0,7% -1% trọng lượng bột là cần thiết để cải thiện
đáng kể trong sản xuất bột đông lạnh và chất lượng bánh mì. Shortening giúp cải
thiện độ xốp của bánh mì và thể tích bột nhào, thay đổi kết cấu để tạo ra sản phẩm
bánh mì mềm hơn. Bột có chứa shortening tiếp tục tăng thể tích trong q trình
nướng trong thời gian dài hơn. Do đó, thể tích cuối cùng của các sản phẩm nướng
lớn hơn (Junge và Hoseney, 1981) [37].
1.2.2. Ảnh hưởng của q trình lạnh đơng đến nấm men bánh mì
1.2.2.1. Cơ sở lạnh đơng thực phẩm
Sự phân chia khái niệm này chỉ mang tính tương đối tùy theo nhiệt độ và được
chia theo các thang nhiệt độ sau:
- Lạnh thường: t o đóng băng < to< +18ºC.
- Lạnh đơng: -100oC < to< to đóng băng .
- Lạnh thâm độ: -200oC < to< -100oC.
- Lạnh tuyệt đối: -272,999985oC < to < -200oC.
Sự khác nhau cơ bản giữa làm lạnh và làm lạnh đông là làm lạnh hạ nhiệt độ
sản phẩm xuống gần nhiệt độ đóng băng của dịch bào như vậy q trình làm lạnh
khơng có sự tạo thành tinh thể nước đá trong sản phẩm. Còn làm lạnh đông là hạ
nhiệt độ xuống dưới nhiệt độ đóng băng của dịch bào như vậy trong q trình làm
lạnh đơng có sự tạo thành nước đá trong sản phẩm [8].
Dựa theo q trình làm lạnh đơng người ta chia chúng thành ba loại sau [8].:
- Làm lạnh đông chậm.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

14

Ngh iên c ứu vai trò c ủ a chấ t keo , ch ấ t nhũ hóa và các ch ất khá c trong s ản xuấ t men bán h mì
cho b ột nhào lạn h đơ ng

Thường tiến hành trong mơi trường có nhiệt độ khơng khí lớn hơn -25ºC và
vận tốc đối lưu khơng khí nhỏ hơn 1 m/s nên thời gian làm lạnh đông thường kéo
dài từ 15 – 20 giờ tùy theo kích thước và loại sản phẩm. Số tinh thể đá hình thành
trong gian bào và tế bào ít nên có kích thước lớn, dễ gây nên sự cọ xát làm rách
màng tế bào và phá hủy cấu trúc mô tế bào. Khi đưa sản phẩm lạnh đơng ra tan giá
thì lượng dịch bào bị thoát làm giảm dinh dưỡng của sản phẩm.
- Làm lạnh đông nhanh.
Phương pháp làm lạnh đông nhanh thường được áp dụng trong mơi trường
khơng khí hoặc lỏng. Sản phẩm làm lạnh đơng nhanh do có nhiều tinh thể đá được
tạo thành ở trong tế bào và gian bào với lượng rất nhiều và kích thước tinh thể rất
bé nên không làm rách màng tế bào và cấu trúc mơ vì vậy có thể giữ được tốt chất
lượng ban đầu của sản phẩm.
- Làm lạnh đông cực nhanh.
Làm lạnh đông cực nhanh thường được tiến hành trong môi trường lỏng, nitơ
lỏng, freon lỏng hoặc một số khí hóa lỏng khác. Thời gian làm lạnh đông cực nhanh
sản phẩm chỉ trong 5 – 10 phút (chỉ bằng khoảng 1/6 thời gian làm lạnh đông
nhanh), do rút ngắn thời gian nên làm lạnh đông cực nhanh. Sản phẩm làm lạnh
đông cực nhanh hầu như giữ được nguyên vẹn phẩm chất tươi sống của sản phẩm
ban đầu. Đối với nấm men thì do việc đóng băng cực nhanh trong nhân tế bào, dẫn
đến khả năng thẩm thấu của nước bên trong tế bào khơng xảy ra.
1.2.2.2. Sự sống sót và khả năng lên men của nấm men
Trong sản xuất bột nhào lạnh đơng, sự sống sót của nấm men và khả năng giữ
khí của bột nhào là những vấn đề chính yếu. Q trình bảo quản lạnh đơng gây ra
sự tổn thất đáng kể đến số lượng tế bào nấm men sống, với khoảng một nửa số tế
bào nấm men ban đầu khơng cịn sống sót sau khoảng 90 ngày bảo quản lạnh đông

[38], do dưới áp suất thẩm thấu khi bảo quản lạnh đông, nồng độ các chất hữu cơ bị
tăng lên vì nước đóng băng, dẫn đến sự tự phân của các tế bào nấm men [38]. Khả
năng sinh khí của nấm men cũng bị ảnh hưởng bởi quá trình bảo quản lạnh đông.
Đặc biệt là bị ảnh hưởng bởi tốc độ làm lạnh đông và rã đông, nhiệt độ và thời gian
bảo quản lạnh đông, chu kỳ làm lạnh - rã đông. Tốc độ làm lạnh đông nhanh sẽ làm
giảm khả năng sinh khí của nấm men [39] và giảm số lượng tế bào nấm men sống
sót. Người ta đề nghị nên tăng số lượng nấm men trong bột nhào lạnh đơng lên từ
30-100% [40].
1.2.3. Quy trình sản xuất bột nhào lạnh đông

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Đăng Thanh

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật
Th.S Hoàng Thị Thu

15