Sản xuất sinh khối nấm men bánh mì

Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi

Mục lục

Phụ lục

trang 2

Lời mở đầu

trang 3

I). Nguyên liệu sản xuất sinh khối nấm men bánh mì :

trang 4

A. Vi sinh vật:
B. Rỉ đường :
C. Các chất dinh dưỡng bổ sung:
II). Qui trình công nghệ :
1.Qui trinh tổng quát trong nuôi cấy nấm men:
2. Sơ đồ khối qui trinh sản xuất nấm men:
3. Thuyết minh qui trinh:

trang 4
trang 8
trang 9
trang 10
trang 10
trang 11
trang 12

III). Sản phẩm :

trang 28

IV). Thành tựu công nghệ :

trang 32

Tài liệu tham khảo

trang 32

Phụ lục bảng và hình
1


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi

Các bảng số liệu trong bài :
Bảng 1 : Ảnh hưởng của NaCl lên thành phần bánh mì:

5

Bảng 2 : Ảnh hưởng của một số chất lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men:

6

Bảng 3 : Thành phần rỉ đường từ mía và củ cải đường có chứa 75% chất khơ:
8

Bảng 4 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải:
8
Bảng 5 : Xử lí rỉ đường nhiễm vi sinh vật, loại màu và các chất độc hạ:
13
Bảng 6 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải:
14
Bảng 7 : Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men:
Bảng 8 : Các bước nhân giống:

15
18

Bảng 9 : Thành phần hóa học của nấm men:

28

Các hình minh họa trong bài :
Hinh 1: Nấm men Saccharomyces.cerevisea:

4

Hinh 2 : Quy trình tổng qt ni cấy nấm men:

10

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

11

Hinh 4 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng:

16

Hinh 5 : Độ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của nấm men :

19

Hinh 6 : Thiết bị lên men :

23

Hinh 7 : Máy ly tâm:

25

Hinh 8 : Máy lọc thùng quay:

26

Hinh 9 : Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa hoạt động tuần hồn:

27

Hinh 10: Hình dạng sản phẩm:

29

Hinh 11: Các sản phẩm men khơ của tập đồn Lesaffre:

30

2


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cơng nghệ lên men chiếm vị trí rất quan trọng và không thể thiếu trong
ngành công nghệ thực phẩm.Lên men làm cho các sản phẩm thực phẩm đa dạng hơn, dinh
dưỡng hơn và tiện lợi hơn.Sản phẩm của công nghệ lên men có thể là canh trường sau lên men
không chiết tách (sữa chua), canh trường sau lên men đã chiết tách sinh khối(bia, rượu
vang…), một sản phẩm trao đổi chất (thạch dừa), hay là chính sinh khối của vi sinh vật.
Bài báo cáo này đi về sản phẩm cuối cùng :thu sinh khối nấm men bánh mì.
Bánh mì là thực phẩm truyền thống, nó có từ rất lâu đời, và là thực phẩm chính của
các nước phương Tây. Cơng nghệ sản xuất bánh mì ban đầu chỉ là do ngẫu nhiên người ta
phát hiện bột mì để lâu trong một điều kiện nhất định nào đó, khi nướng lên sẽ có mùi thơm
và phồng lên rất đẹp. Dần dần con người khám phá ra nguyên nhân là do sự hiện diện của
các lồi sinh vật nhỏ bé, đó chính là nấm men. Cơng nghệ ni men bánh mì thu sinh khối cứ
thế phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn về mặt công nghệ.
Bài báo cáo của chúng em tìm hiểu về quy trình ni nấm men bánh mì thu sinh khối.
Tuy nhiên do kiến thức có giới hạn, mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức, khơng rập khn
theo các tài liệu cũ, cũng sẽ cịn rất nhiều thiếu sót và những hiểu biết chưa tới. Nhóm báo cáo
chúng em rất mong tiếp tục nhận được sự hướng dẫn chỉ bảo thêm của các thầy cô
Cuối cùng chúng em xin được cảm ơn cô, trong thời gian qua đã xây dựng cho chúng
em nền tảng về công nghệ lên men, cũng như hôm nay, thầy lại hướng dẫn chúng em đi sâu
hơn về từng đề tài cụ thể.
Tp Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 5 năm 2009
Nhóm báo cáo

I). Nguyên liệu sản xuất sinh khối nấm men bánh mì :

A. Vi sinh vật :
1.Giới thiệu :
3


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
a) Đặc điểm hình thái và cấu tạo:
Saccharomyeces có nguồn gớc từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “Men đường”. Cerevisiae
là từ gớc Latinh có nghĩa là “Bia”. Ngồi ra, Saccharomyces cerevisiae cịn được gọi dưới
những cái tên khác như:
 Men ale
 Men nảy chồi


:
 Hình 1: Nấm men Saccharomyces.cerevisea
Để sản xuất men bánh mi người ta gần như chỉ sử dụng các lồi Saccharomyces
cerevisiae. Đó phải là các lồi rất bền nhiệt, có thể sinh sản nhanh và đồng thời kéo dài được
hoạt tính enzym của minh ở nhiệt độ cao. Cũng đã có nhiều nghiên cứu tim cách sử dụng các
giớng Torula, Candida và Oospora để sản xuất men bánh mi, vi khác với lồi
Sacchoromyces cerevisiae chỉ đồng hóa được đường hexose, các giớng nấm men này có thể
sử dụng được cả pentose. Nhưng cho đến nay người ta vẫn chưa thành công trong việc sử
dụng các giống này để sản xuất men bánh mi ở quy mô công nghiệp. Đối với các lọai bột
nhão chứa nhiều đường và mỡ song lại ít nước, có thể dùng các chủng nấm men ưa thẩm
thấu hoặc các con lai giữa Saccharomyces cerevisiae với các chủng hoang dại để thay thế bột
nở hóa học.
Men bánh mi ở các cơ sở sản xuất đang dùng thuộc giớng Saccharomyces lồi
cerevisiae, lớp Ascomycetes, ngành nấm. Là tế bào hinh cầu hay hinh trứng, có kích thước
nhỏ từ 5-6 đến 10-14 mm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử. Saccharomyces
cerevisiae có khả năng sử dụng đường glucose, galactose, saccharose, raffinose, maltose,

rượu ethanol, glycerin như nguồn cacbon, sử dụng axit amin và muối amon như nguồn nitơ.
b) Dinh dưỡng và con đường chuyển đổi vật chất trong tế bào nấm men :
Hiện nay người ta nhận thấy quá trinh dinh dưỡng của nấm men gồm 2 giai đoạn :
- Chất dinh dưỡng qua màng tế bào chất vào tế bào
- Chuỗi các phản ứng hóa học, biến đổi chất dinh dưỡng để tổng hợp chất liệu cho
tế bào
Mơi trường dinh dưỡng chứa những thành phần có áp śt thẩm thấu khác nhau. Các
chất khơng tích điện như đường saccharose, rượu, axit hữu cơ, amino axit xâm nhập qua
màng tế bào bằng cách khuếch tán hay vận chuyển chủ đông, do sự khác nhau về nồng độ
các chất này giữa tế bào và môi trường. Các chất điện tích trong dung dịch như ḿi KCl,
Mg, Ca, và các kim loại khác có thể vào tế bào thụ động theo thang nồng độ hay vận đông
ngược lại thang nồng độ (vận chuyển hoạt động).
Ngoài nguồn hydrat cacbon và nguồn nitơ hoặc vô cơ hoặc hữu cơ, nấm men cịn sử
dụng các ngun tớ vi lượng như K, Na, Mg, Ca có vai trị quan trọng trong dinh dưỡng nấm
men. Riêng ion natri (Na+) có ý nghĩa quan trọng trong sự tăng trưởng tế bào nấm men. Ion
Natri là thành phần duy nhất di chuyển vào tế bào bằng cả 2 cơ chế: thụ động và hoạt động
4


Sản x́t sinh khới nấm men bánh mi
và khi nó xâm nhập vào tế bào nấm men, mang theo cả saccharose, amino axit, ngay cả khi
khơng có sự chêch lệch nồng độ các chất này giữa tế bào và môi trường. Kết quả thí nghiệm
cho thấy: khi thêm NaCl vào môi trường từ 1 - 1,5%, dẫn đến quá trinh tổng hợp hoạt động
tăng, gia tăng hoạt tính sinh sản của nấm men và hiệu suất thành phẩm cao hơn, phẩm chất
thành phẩm được cải tiến, đồng thời hạn chế sự phát triển của nấm men lạ.
Bảng 1: Ảnh hưởng của NaCl lên thành phần bánh mì
PHƯƠNG PHÁP
Thành phần trong tế bào
Chất lượng nấm men
NI

Chất khơ
Độ ẩm
Hoạt lực làm Tính nhạy cảm
dậy bột
thẩm thấu
Khơng thêm NaCl
34,7
65,3
60-75
5-20
Có thêm NaCl
40,0
60.0
45-55
0-6
Chất dinh dưỡng sau khi vào tế bào nấm men sẽ được biến đổi theo một trong hai con
đường sau, tùy điều kiện môi trường và phương pháp nuôi cấy :
C6H12O6
CH3-CO-COOH + 4H2
đường glucose
CH3CH2OH + CO2 (1) 6H2O + 6CO2 (2)
trong đó con đường (1) chủ yếu tạo cồn. Theo quan điểm năng lượng quá trinh này ít kinh tế
hơn vi cịn nhiều năng lượng trong rượu, trong khi con đường (2) tạo ra các thành phần chủ
yếu của tế bào. Từ những thành phần này khối lượng tế bào gia tăng đến một giới hạn nhất
định, sau đó tế bào bắt đầu nảy chồi. Vách tế bào mềm đi, chất nguyên sinh của tế bào chui
qua vách này, và bắt đầu hinh thành vách cho túi sinh chất con. Chồi tăng kích thước cho đến
khi tách khỏi tế bào mẹ. Tùy chủng và điều kiện nuôi quá trinh này thường mất từ 1 đến 1
giờ 30 phút. Cho đến nay chưa rõ là có bao nhiêu tế bào con có thể được sinh ra từ một tế
bào mẹ
c) Đặc tính nấm men dùng trong sản xuất:

Trong sản xuất nấm men bánh mi hiện nay ở Châu Âu người ta sử dụng 2 loại nấm
men để làm nở bánh :
Dạng nấm men nhão (paste)
Dạng nấm men khơ
 Nấm men dạng paste (cịn gọi là nấm men paste)
Nấm men paste là nấm men thu được sau khi ly tâm men lỏng. Nấm men paste
thường có độ ẩm khoảng 70-75%. Nấm men paste thường có hoạt lực làm nở bánh kém hơn
nấm men lỏng do trong quá trinh ly tâm và thời gian kéo dài, nhiều tế bào nấm men bị chết.
Nếu được bảo quản lạnh ở 4 - 7 0C, ta có thể sử dụng nấm men paste trong khoảng 10 ngày.
Như vậy nếu chuyển từ nấm men lỏng sang nấm men paste ta kéo dài được thời gian sử dụng
và vận chuyển. Ở nhiều nước,nhiều cơ sở sản xuất nấm men bánh mi sử dụng nấm men dạng
paste. Ở Việt Nam các cơ sở sản xuất bánh mi cũng thường sử dụng nấm men dạng paste.
Liều lượng sử dụng khoảng 1-5%(tính theo khới lượng men trên khối lượng dịch lên men),
tùy theo chất lượng nấm men.
 Nấm men khô
5


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Nấm men khô được sản xuất từ nấm men dạng paste. Người ta sấy nấm men paste ở
nhiệt độ < 400C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khô thường có lực nở
khơng cao nhưng có ưu điểm rất lớn là thời gian sử dụng rất lâu và dễ dàng vận chuyển
Bảng 2: Ảnh hưởng của một số chất lên sự tăng trưởng của tế bào nấm men
CHẤT

Nồng độ làm nấm men Nồng độ làm nấm men
chậm hay ngừng phát chết (%)
triển (%)
0,0025
0,002

0,0005
0,004
0,001
0,09
0,1
0,02
0,17
3,0
0,001
0,34
0,39
1,3
0,30
2,0
0,14
0,72
12
25

Sunphurơ( SO2)
Natrifluo
Axit nitric
Formalin
Karamen
Axit acetic
Axit formic
Axit oxalic
Axit sunphuric
Axit photphoric
Axit clohydric

Ethanol
2.Tiêu chuẩn chọn giống:
a) Trong công nghiệp tuyển chọn chủng nấm men phải đảm bảo các đặc tính sau :
 Không sinh độc tố.
 Khả năng sinh sản nhanh, cho năng suất cao trong quá trinh lên men.
 Khả năng lên men các nguồn đường glucose, fructose, maltose, saccharose.
 Có khả năng nở bột tốt, làm khối bột nhào nhẹ và xớp.
 Dễ hồ với nước.
 Có đặt tính sinh hoá ổn định và độ bền vững tớt (khó bị tự phân).
 Bền nhiệt, có thể kéo dài hoạt tính enzyme ở nhiệt độ cao.
 Dễ tách sinh khối và dễ bẻ gãy sau khi ép.
b) Đặc điểm nấm men chịu được q trình làm khơ :
Do chúng ta sản x́t men khơ nên nấm men sử dụng cần có thêm các đặc điểm sau :
 Lượng Trehalose trong tế bào cao : Trehalose là nguồn chất dự trữ cho tế bào. Những
nghiên cứu về vai trò của hydratcacbon cho thấy : Trehalose không những là cơ chất giàu
năng lượng cho các quá trinh nội bào, mà còn là tác nhân điều chỉnh áp suất nội bào, qua đó
làm tăng hoạt tính sinh tổng hợp. Trehalose là disaccharide của glucose, sản sinh nhiều năng
lượng khi bị phân cắt hơn so với tinh bột. Hợp chất này giúp tế bào sinh vật chịu được điều
kiện thiếu nước, theo quan niệm một sớ nhà khoa học cho rằng do nó có thể thay thế chức
năng của nước.Trehalose có ở tơm, cơn trùng. Khi thiếu nước, cơ thể của những sinh vật này
sẽ tự động tổng hợp trehalose từ glucose. Phân tích hóa học cho thấy lượng Trehalose trong
men ép từ 2.1 - 4.9 % trong khi lượng này trong men khơ có từ 7.6 - 8.1 %. Để có nấm men
chứa nhiều Trehalose có thể dùng một sớ phương pháp sau :
- Tăng áp suất thẩm thấu của môi trường
- Giảm cường độ thơng khí
6


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
- Không cung cấp nguồn hydratcacbon 2 - 3 giờ vào giai đoạn cuối của quá

trinh sản xuất
 Lượng saccharose nội bào : cũng là một chỉ số quan trọng xác định men thích hợp để
làm men khơ.. Trong quá trinh hơ hấp hiếu khí, đường nội bào được chuyển hóa thành CO 2
và H2O. Do đó có thể tính được lượng saccharose nội bào nhờ sớ lượng khí CO 2 phóng thích
ra. Thể tích CO2 tương ứng với lượng saccharose nội bào thích hợp cho men làm khơ là
>20ml CO2/giờ.
 Tính nhạy cảm thẩm thấu: thể hiện bằng sự chênh lệch về thời gian làm dậy bột của
nấm men giữa bột không có NaCl và bột có 3.35 % NaCl. Sự khác nhau không quá 10 phút,
được chọn là nấm men bền vững để làm khô.
 Khả năng tạo bào tử : những chủng thích hợp để làm nấm men khơ có khả năng tạo
bào tử thấp hơn < 40%
B. Rỉ đường:
 Yêu cầu chất lượng rỉ đường:
Hiện nay rỉ đường được xem là sản phẩm phụ của nhà máy đường thường được dùng
làm cơ chất cho nhiều dạng lên men, vi giá thành rẻ và trong rỉ đường ngồi Saccharose cịn
có nhiều hợp chất khác như chất khoáng, hợp chất hữu cơ, vitamin có giá trị cao cho quá
trinh lên men. Thành phần rỉ đường của từng nhà máy, từng vùng khơng giớng nhau, tùy
thuộc vào giớng mía hay củ cải đường, loại đất trồng, tinh trạng bón phân, điều kiện khí hậu
khi cây mọc, điều kiện xử lý sau thu hoạch.

Bảng 3 : Thành phần rỉ đường từ mía và củ cải đường có chứa 75% chất khơ
THÀNH PHẦN

Rỉ đường củ cải

Rỉ đường mía
7


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi

Đường tổng số (%)
Chất hữu cơ không phải
đường (%)
Protein ( N6.25)
Kali (%)
Ca(%)
Mg(%)
P(%)
Biotin(mg/kg)
Pantothenic axit (mg/kg)
Inositol(mg/kg)
Thiamin(mg/kg)

48-52

48-56

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

9-12
2-4

1,5-5
0,4-0,8
0,06
0,6-2
1-3
15-55
2500-6000
1,8

Trong đa số trường hợp rỉ đường củ cải chỉ cần được trung hòa bởi CaCO 3 là đủ trong
khi rỉ đường mía phải được làm trong bằng axit, rồi sau khi trung hòa và lọc thường còn
được lọai màu bằng than.
Bảng 3 cho thấy rỉ đường không bổ sung sẽ bị thiếu nitơ và photpho cần thiết cho sinh
trưởng của nấm men bánh mi.
Bảng 4 : Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
100g rỉ đường củ cải hàm lượng 50% saccaroza chứa trung binh :
C
N
P
K
Mg
33g
1,5-2g
0,03g
6g
0,025g
100g men ép (27% chất khô) chứa trung binh :
12,3g
2,3g
0,28g

0,54g
0,03g

Ca
0,3g
0,01g

Các hợp chất chứa nitơ của rỉ đường có thể được nấm men sử dụng tới 30% - 40%.
Các hợp chất này chủ yếu bao gồm betain, axit asparaginic, axit glutamic, leucin, isoleucin,
tirosine và các ḿi nitrat. Trong sớ đó chỉ có betain là hầu như khơng được nấm men sử
dụng. Để thay thế người ta dùng các nguồn nitơ vô cơ như nước amoniac (chứa 18% - 23%
hàm lượng nitơ), sulfat amon (chứa 20% - 21% hàm lượng nitơ) hoặc các muối photphat
amon, các muối nitrat và đôi khi cả ure. Tuy nhiên trong trường hợp này lượng biotin trong
dịch lên men phải được tăng cường vi rằng enzym phân giải ure của nấm men, ure
amidoliase, có thể địi hỏi một lượng lớn biotin.
Photpho có thể được bổ sung dưới dạng, một loại ḿi thích hợp hoặc dưới dạng axit
orthophotphoric. Như đã thấy trong bảng 4, hàm lượng K của rỉ đường đủ cao để thỏa mãn
nhu cầu của nấm men. Đối với canxi và các nguyên tố vết cũng như vậy (trừ kẽm), song với
magie thi không, nguyên tố này cần phải được bổ sung dưới dạng muối sulfat. Biotin cũng
cần được bổ sung trong trường hợp chỉ dùng rỉ đường củ cải. Cũng có thể dùng một chất của
biotin là desthiobiotin để bổ sung, chất này rẻ hơn và có thể được nấm men chuyển hóa thành
biotin. Trong một số trường hợp cần bổ sung một số vitamin khác, như tiamin là chất có tiềm
năng kích thích khả năng làm nở bột mi của nấm men. Vi rằng ngày nay rỉ đường qua các kỹ
thuật sản xuất mới hầu như khơng cịn chứa các chất sinh trưởng cho nấm men nên việc bổ
sung các chất sinh trưởng vào cơ chất lên men là cần thiết.
8


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Điểm đáng chú ý là trong rỉ đường mía có lượng biotin nhiều gấp 20 lần so với rỉ

đường củ cải và đáp ứng được nhu cầu biotin của nấm men (160 - 200 mg/1 tấn rỉ đường).
Ngồi những thành phần có ích cho sự tăng trưởng của nấm men, rỉ đường còn chứa nhiều
chất có hại. Những chất này phần lớn hinh thành trong quá trinh kết tinh đường hay trong
quá trinh bảo quản rỉ đường, chằng hạn như : canxi (Ca), sulfurơ (SO 2) dùng để làm nước
mía trong lại, hydroxylmethyl furfural hinh thành trong quá trinh nấu, kết tinh đường. Đồng
thời, nếu lượng chất khơ trong rỉ đường ít hơn 75% và độ pH nhỏ hơn 7, rỉ đường rất dễ bị
nhiễm vi sinh vật.
C. Các chất dinh dưỡng bổ sung:
 Sulfat amon (NH4)2SO4 : là nguồn đạm cho tế bào nấm men, chứa ít nhất 21%
nitơ, độ ẩm khơng quá 1,5%. Vi sulfat amon thường được sản xuất từ axit
sulfuric có thể cịn lẫn FeS và FeSO 3 độc đới với tế bào nấm men. Có thể xử lí
bằng cách để sulfat amon ngồi khơng khí đến khơ, 4 giờ trước khi cho vào hệ
thống lên men thi pha thành dạng dung dịch.
 Dung dịch amoniac : dùng để chỉnh độ pH và là nguồn đạm cho nấm men, có
chứa 25% nitơ
 Axit photphoric : nguồn photpho, nồng độ khơng ít hơn 70% có thể thay thế
DAP.
 DAP : có chứa P2O5 hơn 50,5%.
 MgSO4 loại kỹ thuật, dễ tan trong nước, lượng MgO < 16,3%, arcenic không hơn
0,0003%
 H2SO4
 Hóa chất chớng nhiễm : clorua canxi, NaOH (xút kỹ thuật) từ 0,5-1% để chống
nhiễm thiết bị và đường ống.
 Nước sản xuất : Để nuôi nấm men cần loại nước mềm và mềm trung binh (1 0
cứng tương ứng với 10mg CaO/1 lít) có độ cứng lần lượt từ 4-8 0 và 8-120, nước
sạch, trong, không màu, không mùi, hàm lượng các muối sau đây (không hơn mg
/ lít) Cl- = 0.5, SO42- = 80, As = 0.05, Pb = 0.1, Zn = 5, Cu = 3, FeO = 3, hàm
lượng vi sinh vật không hơn 20 vi khuẩn E.coli/ lít
 Dầu phá bọt : Có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt dung dịch, áp suất khí
cacbonic (CO2) làm vỡ tung bọt thoát ra ngồi. Có thể dùng axit oleic hay dầu

lạc, dầu cám, dầu thầu dầu, nồng độ từ 0,005 - 0,01% so với dung dịch cần phá
bọt
 Khơng khí : Lượng khơng khí dùng trong các cơ sở nấm men có thể chứa một số
lượng vi sinh vật đáng kể (đến vài ngàn/1m 3). Luồng khí này cần được qua lọc
trước khi dùng để sản x́t.

II). Qui trình cơng nghệ :
1) Quy trình tổng quát trong nuôi cấy nấm men :
9


Sản x́t sinh khới nấm men bánh mi

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

10


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Rỉ đường

Nấm men giớng

Xử lí rỉ đường

Nhân giớng

Chuẩn bị mơi trường

Lên men

Ly tâm lắng
Thanh trùng mơi
trường
Lọc thùng quay

Định hinh

Sấy

Bao gói

Bảo quản nhiệt độ
thường

Men khơ

Hình 3: Sơ đồ khới quy trinh sản x́t nấm men bánh mi

11


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
3) Thuyết minh quy trình :
3.1). Xử lý rỉ đường :
Mục đích : chuẩn bị cho quá trinh lên men. Xử lí rỉ đường cần loại bỏ :
- Các chất độc hại.
- Hệ keo.
- Các chất màu.

Rỉ đường trước khi được dùng để nuôi nấm men cần được xử lý để loại bớt chất keo,
chất lơ lửng (huyền phù) và một số chất có hại cho sự tăng trưởng của nấm men.
Hệ keo có trong mật rỉ được hinh thành bởi protein và pectin. Hệ keo thường tạo ra độ
nhớt cao và làm cản trở quá trinh trao đổi chất của nấm men. Nếu hệ keo không bị phá hủy sẽ
gây ra hiện tượng thoái hóa, tế bào sẽ phát triển và sinh sản kém. Hiệu suất sinh khối thu
được rất thấp.
Nếu không loại bỏ hết hệ keo nói trên, sản phẩm sinh khối nấm men thu nhận được sẽ
bám đầy keo này, do đó có màu vàng đậm đặc trưng của mật rỉ, không phải màu tự nhiên của
nấm men. Vi vậy cần lọai bỏ các chất tạo màu trong mật rỉ trước khi làm môi trường nuôi
cấy.
Các biến đổi :
Vật lý :
+ Khối lượng riêng dung dịch giảm.
+ Sự thay đổi màu.
+ Độ nhớt dung dịch giảm.
Hoá học :
+ Hảm lượng tạp chất giảm, pH dung dịch giảm.
+ Các phản ứng keo tụ xảy ra.
Hoá lý : Các hợp chất keo đông tụ hoặc kết tủa.
Sinh học : Vi sinh vật giảm.
Hoá sinh : Khơng có biến đổi đáng kể.
Thiết bị : tháp bằng thép không rỉ (chiều cao của tháp này thường cao hơn đường kính
đáy là tớt nhất) có lắp hệ thớng cánh kh́y với tớc độ 30-35 vịng / phút và bộ phận lọc, gạn
cặn.
Loại bỏ chất keo trong rỉ đường :
Có thể làm trong rỉ đường bằng 2 phương pháp :
 Phương pháp hoá học :
Thường sử dụng axit sunfuric, kết hợp với vơi tơi có khả năng làm đông tụ, kết tủa
chất keo. Đồng thời axit sunfuric cịn liên kết với ḿi của rỉ đường, cạnh tranh với axit hữu
cơ, phân ly protein tạo ra axit hoạt động, thích hợp cho sự sinh sản của nấm men.

+ Pha loãng rỉ đường (0.73 m 3 nước cho 1 tấn rỉ đường). Trộn đều, thêm clorua canxi,
khuấy trộn và để yên. Thêm vào axit Sunfuric, khuấy tiếp tục, sau đó để lắng. Dùng bơm hút
dịch trong bên trên.
+ Pha lỗng rỉ đường như trên. Thêm 1% vơi tơi (tính theo nồng độ rỉ đường) kh́y
đều, cho sơi 10 phút. Sau đó để lắng trong 7 giờ, loại bỏ lớp dày màu đen ở đáy bồn. Bơm
phần trên vào bồn chứa khác, bổ sung axit đến 0.25 o axit. Cũng có thể bổ sung axit sunfuric
đến 1o axit vào rỉ đường khơng pha lỗng, cho sơi 30 phút, sau đó pha lỗng rỉ đường bằng
nước lạnh và xử lý vôi như trên.
 Phương pháp cơ học :
12


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Dùng máy ly tâm loại chất bẩn, chất keo
+ Có ưu điểm hơn so với phương pháp hóa học về kinh tế và thời gian
+ Giảm thất thoát so với phương pháp hóa học từ 2% còn 0.14%.
+ Trước khi ly tâm, pha lỗng rỉ đường với nước.
Thơng số cơng nghệ:
 Phương pháp hố học:
+ Thêm clorua canxi (0.9 kg vơi hoạt động/ 1 tấn rỉ đường) . Thời gian khuấy trộn và
để yên : 60 phút
+ Acid sunfuric (6 lít axit Sunfuric cho 1 tấn rỉ đường. ). Thời gian khuấy 30 phút.
Sau đó lắng từ 6 đến 12 giờ.
 Phương pháp cơ học:
+ Pha loãng rỉ đường với nước theo tỉ lệ 1,1:2,1:3,1:4 tùy thuộc thành phần muối Ca
trong rỉ đường. Nếu lượng muối Ca trong rỉ đường <0.5% thi pha loãng 1:1, nếu là 0.6% thi
pha loãng 1:2, hơn 1% thi pha lỗng 1:4.
Ngồi phương pháp cổ điển như trên, ngày nay người cũng có thể dùng màng polyme
tích điện để tinh sạch rỉ đường.
Bảng 5 : Xử lí rỉ đường nhiễm vi sinh vật, loại màu và các chất độc hại:

Loại
Phương pháp và thời gian xử lý
vi Chlotetracycline: từ 1-5g trên 1 m3
dung dịch rỉ đường pha loãng để làm
trong đường, thời gian 1 giờ
Rỉ đường có SO2
Clo 11g/ 110g SO2 trong 60 phút
Axit bay hơi cao
Dùng H3PO4 thay vi H2SO4 để làm
trong rỉ đường
Độ màu cao( 2ml dung Pha lỗng ít nhất 20 lần
dịch Iớt 0,1 N)
Canxi cao > 1%
Pha loãng với nước theo tỷ lệ 1/3, hạ
pH đến 4,5 để 4h, ly tâm loại kết tủa
3.2).Chuẩn bị mơi trường :
Mục đích :
- Chuẩn bị cho quá trinh lên men
- Bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết trong rỉ đường là nguồn thức ăn cho tế bào
nấm men phát triển (nguồn N, C, khoáng,..), tạo mơi trường thích hợp cho nấm men phát
triển
Các biến đổi:
- Hóa sinh : có thể nhiễm vi sinh vật trong quá trinh này.
Rỉ đường chứa
khuẩn tạo nitric

-

Hóa học : bổ sung thêm thành phần các chất dinh dưỡng.

Bảng 6:Thành phần nguyên tố của nấm men và của rỉ đường củ cải
13


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
100g rỉ đường củ cải hàm lượng 50% saccaroza chứa trung binh :
C
N
P
K
Mg
Ca
33g
1,5-2g
0,03g
6g
0,025g
0,3g
100g men ép (27% chất khô) chứa trung binh :
12,3g
2,3g
0,28g
0,54g
0,03g
0,01g
Nấm men khơng có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt
albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hịa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô
cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là các muối amon
khử nitrat, sulfat…
Nguồn nitơ và phôtpho được bổ sung với tỉ lệ phù hợp (tỉ lệ P 2O5/N tổng số

khoảng 1/3).
Trong sản xuất thường dùng superphosphate hoặc ammonphosphate làm nguồn
cung cấp phơtpho.
Các ngun tớ khoáng khác nói chung trong rỉ đường đã cung cấp đủ cho nấm
men phát triển ngoại trừ Mg là phải bổ sung dưới dạng MgSO 4.
Khi sử dụng đường mía cũng cần bổ sung thêm K và các muối ammon như
(NH4)2SO4, ure, NH4OH hoặc (NH 4)2HPO4.
Dung dịch muối khoáng cần bổ sung tăng dần trong suốt quá trinh lên men thành
phẩm nhưng cần phải bổ sung hết trước khi kết thúc lên men 3 - 4 giờ.
Nấm men bánh mi cịn cần một sớ vitamin để tăng sinh khối nhanh như biotin,
inositol, acid pantotenic ... (thơng thường rỉ đường mía có đủ biotin).
Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men:
+ Phospho : có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của
sản phẩm trung gian của quá trinh lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn.
+ Lưu huỳnh : tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và
enzyme.
+ Magiê : tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
+ Sắt : tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trinh khác.
+ Kali : chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia
vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic.
+ Mangan : đóng vai trị tương tự như magiê.

14


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Bảng 7: Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của tế bào nấm m en
Nồng độ làm nấm men Nồng độ làm nấm men
CHẤT
chậm hay ngừng phát chết(%)

triển(%)
Sunphurơ( SO2)
0,0025
Natrifluo
0,002
Axit nitric
0,0005
0,004
Formalin
0,001
0,09
Karamen
0,1
Axit acetic
0,02
Axit formic
0,17
3,0
Axit oxalic
0,001
0,34
Axit sunphuric
0,39
1,3
Axit photphoric
0,30
2,0
Axit clohydric
0,14
0,72

Ethanol
12
25
3.3).Thanh trùng môi trường:
Phương pháp :
Hiện nay phương pháp thanh trùng trong công nghệ vi sinh phổ biến là dùng hơi nước
quá nhiệt do nồi hơi cung cấp. Trong lên men từng mẻ các thiết bị sau khi làm vệ sinh được
khử trùng bằng hơi nóng tới 120 – 130 0C, sau đó mới cho môi trường lỏng vào các nồi lên
men khử trùng môi trường cùng với cả hệ thống khuấy và các đoạn đường ống, van tiếp cận.
Việc gia nhiệt cao có thể dẫn đến sự phá huỷ các thành phần dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt
và caramen hoá các nguồn đường cũng như xảy ra các phản ứng melanoid giữa đường với
aminoacid hoặc các vitamin bị phá hỏng. Những thành phần mẫn cảm với nhiệt có khi phải
khử trùng riêng, sau đó mới trộn lẫn hoặc khử trùng theo phương pháp khác như lọc qua phin
vơ trùng.
Ngồi cách khử trùng theo phương pháp hơi nước gián đoạn này, người ta còn dùng
phương pháp khử trùng bằng hơi liên tục bằng cách cho môi trường chảy qua thiết bị khử
trùng chuyên dùng ở nhiệt độ 140 0C trong vài phút. Ở đây ta sử dụng phương pháp thanh
trùng bản mỏng
Mục đích : chuẩn bị cho quá trinh nhân giống và lên men
Biến đổi :
-Vật lý : nhiệt độ tăng
-Sinh học : tiêu diệt vi sinh vật nhiễm
Thông số công nghệ :
-Nhiệt độ : 60-750C
-Thời gian :10 phút
Thiết bị : thanh trùng bảng mỏng

15

Sản x́t sinh khới nấm men bánh mi

Hình 4 : Thiết bị thanh trùng bản mỏng
3.4).Nhân giống :
Phương pháp :
Cũng giớng như trong phịng thí nghiệm và qui mơ pilot(quy mô sản xuất thử), muốn
thực hiện một quá trinh lên men ở qui mô công nghiệp phải tiến hành nhân giớng, đảm bảo
sớ lượng tế bào với tuổi sinh lí đang ở thời kỳ hoạt động mạnh nhất để cấy vào mơi trường
lên men. Nhân giớng ở đây có thể phải qua 2 - 3 bước, ta thường gọi là nhân giống cấp 1, cấp
2, cấp 3 v.v... tuỳ thuộc vào quy mô sản xuất. Việc nhân giống thường diễn ra bằng cách nuôi
chim. Các điều kiện nuôi được lựa chọn sao cho chỉ xảy ra sự sinh trưởng chứ không xảy ra
sự tạo thành sản phẩm.
Nhân giống cấp 1 được tiến hành trên máy lắc với nhiệt độ và thời gian tuỳ thuộc vào
nồi nhân giống (tương tự nồi lên men) có sục khí và ổn nhiệt. Tỷ lệ nhân giớng từ ớng
nghiệm vào binh tam giác có thể chỉ một vòng que cấy hoặc cả dịch huyền phù của một ống
giống. Từ nhân giống cấp 1 sang cấp 2 (hoặc từ cấp 2 sang cấp 3) tỉ lệ giớng thường là 110% thể tích dịch lên men hoặc là cao hơn, từ dịch nhân giống cuối cùng vào nồi lên men
khoảng 0,5-10% .
Thành phần môi trường nhân giống và môi trường lên men gần giống nhau. Thông
thường thi hàm lượng carbon ở môi trường nhân giống thấp hơn môi trường lên men, nhưng
các thành phần khác thi giàu hơn, đặc biệt là các chất sinh trưởng để phục vụ cho sinh sản và
phát triển của giống vi sinh vật.
Chế độ nuôi đặc biệt là nhiệt độ giữa nhân giống và lên men cũng khác nhau (nếu cùng
chế độ nhiệt độ thi không cần phải quan tâm lắm). Chế độ sục khí ở các cơng đoạn này cũng
khác nhau, thường thi trong thời gian nhân giống nhu cầu về ôxy cao như trong pha sinh
trưởng của lên men hoặc cao hơn.
Nói chung vi sinh vật nhân giớng để đưa vào lên men đảm bảo các yêu cầu công nghệ
như sau:
- Dịch giống không được tạp nhiễm, đặc biệt là thực khuẩn thể (Bacteriophage).
- Các tế bào đảm bảo ở độ tuổi sinh lí ở thời gian sinh trưởng tớt nhất, có hoạt tính cao
nhất, thường là nửa sau của pha chỉ số.

16


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
- Các thông số kĩ thuật như OD, pH, màu sắc, mùi vị... đúng như quy định của từng dây
chuyền cơng nghệ.
Mục đích :
- Chuẩn bị cho quá trinh lên men
- Khai thác
Các giai đoạn trong phịng thí nghiệm, thường dùng mơi trường tổng hợp như nước
mạch nha, nước cà chua cà rốt, dịch tự phân của nấm men, đường glucose,maltose làm
nguồn cacbon và nito, vitamin cho nấm men.
Giai đoạn sản xuất men mẹ trong phân xưởng giống sạch tuy không vô trùng triệt để
nhưng nguyên liệu, nước đều được hoặc khử trùng ở 100 oC trong 60 phút, hoặc được xử lí ở
hypocloric.
Các biến đổi : sự tăng sinh khối nấm men.
Thông số công nghệ :
Giai đoạn nhân giống thường tiến hành trong điều kiện vơ trùng, hệ thớng ni men
kín,ngun liệu được khử trùng hoặc triệt để trong nồi hấp áp suất ở 100 oC trong 60 phút .

17


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Bảng 8 : Các bước nhân giống

3.5).Lên men:
Mục đích : khai thác
Các yếu tố ảnh hưởng :
Môi trường lên men không khác nhiều so với môi trường nuôi cấy trong quá trinh

nhân giống. Tuy nhiên, thành phần môi trường phải tuyệt đối ổn định để chất lượng nấm
men đồng đều ở tất cả các mẻ nuôi trong suốt quá trinh sản xuất và môi trường nuôi cấy phải
vô trùng.
a. Lượng đường trong môi trường lên men :
Lượng đường trong môi trường khoảng 4-5% , khơng nên nhiều hơn và cũng khơng
nên ít hơn. Nếu lượng đường cao sẽ vừa lãng phí vừa tạo ra những sản phẩm trao đổi chất
khác, gấy ức chế ngược đến quá trinh tạo sinh khối. Nếu lượng đường quá nhỏ sẽ không đủ
nguồn cacbon cần thiết cho sự tạo thành sinh khối.
Nồng độ đường là nhân tố cơ bản quy định sự sinh trưởng và tốc độ lên men của nấm
men. Sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiae trong một mơi trường chứa glucoza được
thơng khí cần được xem như một sự sinh trưởng kép (diauxi) trên glucose-etanol. Glucose
trước hết được chuyển hóa thành etanol trong pha sinh trưởng logarit thứ nhất trong đó tế
bào có tớc độ sinh trưởng cao (độ dài thế hệ là 1,7 giờ). Pha sinh trưởng thứ hai bắt đầu khi
đường trong môi trường gần như bị tiêu thụ hết. Pha này được tách bịêt với pha đầu bằng
một thời kỳ quá độ, một pha lag khá rõ. Tốc độ sinh trưởng của tế bào trong pha thứ hai (độ
dài thế hệ 5-8 giờ) thấp hơn trong pha lên men và thể hịên trên một đường cong sinh trưởng
ít dớc hơn. Ngược lại, tớc độ sinh trưởng trong pha hô hấp phụ thuộc rõ rệt vào mức độ thơng
khí. Trong sản x́t cơng nghiệp men bánh mi người ta đã quan sát thấy một độ dài thế hệ là
3-4 giờ khi rượu được tạo thành nhiều và 5-6 giờ trong mơi trường khơng có rượu. Trong
18


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
nuôi cấy tĩnh cường độ thơng khí chỉ gây hiệu quả nhỏ hoặc không gây hiệu quả gi lên giai
đoạn lên men hoặc lên vị trí của pha lag quá độ.

Hình 5 : Độ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng của nấm men
Trong pha sinh trưởng logarit đầu tiên, chu trinh TCA họat động chỉ để tạo ra bộ
khung cacbon cho các mục đích sinh tổng hợp. Hoạt tính của các enzym thuộc chu trinh oxi
hóa là thấp, họat tính này sẽ tăng lên trong pha thứ hai của sinh trưởng diauxi vi rằng sự tạo

thành các enzym của trao đổi chất oxi hóa đã tăng lên trong pha lag trung gian. Nếu nồng độ
glucose vượt quá một mức độ nhất định (khỏang 250-300mg/L) thi các enzym này sẽ hịan
tịan khơng được tạo thành hoặc chỉ được tạo thành ở mức độ rất thấp. Oxi kiểm sóat sự trao
đổi glucose trong hiệu ứng Pasteur và vi rằng ở đây glucose kiểm sóat sự trao đổi chất oxi
hóa nên hiện tượng được gọi là “hiệu ứng Pasteur ngược” hay “hiệu ứng glucose” và thậm
chí “hiệu ứng Crabtree” (theo tên người báo cáo dầu tiên). Do cơ chế của hiện tượng ngày
càng được hiểu rõ hơn nên thuật ngữ “kiềm chế dị hóa” ngày càng được dùng nhiều hơn.
Có thể tránh hiện tượng kiềm chế dị hóa bằng cách ni nấm men theo phương thức
sao cho nồng độ đường được duy tri ở một mức độ rất thấp như là trong một hệ thống nuôi
cấy liên tục. Nấm men chứa các enzym họat động cho trao đổi chất oxi hóa sẽ chuyển trao
đổi chất của nó từ oxi hóa sang lên men khi nồng độ đường vượt quá một giới hạn nhất định.
Song điều này không thể chỉ được mô tả theo nghĩa tổng hợp enzym, tức là theo cùng cơ chế
với sự kiềm chế dị hóa. Ngịai khả năng ức chế sự tạo thành các enzym oxi hóa (kiềm chế dị
hóa), glucose cũng có khả năng (theo một cách nào đó cịn chưa biết rõ) kiềm chế họat tính
của các enzym này .

b. Oxy
19


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Việc cung cấp oxy cho quá trinh tạo sinh khối rất cần thiết. Oxy là một trong những
yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của nấm men Saccharimyces
cerevisiae. Vi sinh vật nhất là nấm men không thể sử dụng oxy ở dạng hịa khơng tan trong
mơi trường lỏng. Do đó, quá trinh ni cấy nấm men thu nhận sinh khối bắt buộc phải được
cung cấp oxy liên tục
Khi sớ vịng quay của cánh kh́y và tớc độ thổi khí tăng thi độ hịa tan của oxy vào
dung dịch môi trường sẽ tăng theo. Đồng thời làm tăng sự xáo trộn môi trường, thúc đẩy quá
trinh trao đổi chất và sinh sản tăng nhanh.
Tuy nhiên, việc tăng tốc độ kh́y và tớc độ thổi khí chỉ đạt đến một giới hạn nhất

định. Nếu tốc độ của hai yếu tố này quá cao sẽ làm tăng nhanh hiện tượng tự phân của tế bào
và bọt sẽ tạo ra nhiều.
Độ hòa tan của oxy bị chi phối bởi nhiệt độ của môi trường. Khi nhiệt độ của môi
trường tăng thi độ hòa tan của oxy sẽ giảm. Nhiệt độ thấp thường làm tăng tớc độ hịa tan của
oxy. Nếu trong quá trinh lên men, nhiệt độ môi trường tăng nhanh (do quá trinh hô hấp của vi
sinh vật) thi ngay lập tức phải thổi khí mạnh để làm giảm nhiệt của mơi trường. Nếu khơng
làm hạ nhiệt, độ hịa tan của oxy sẽ giảm và năng suất sinh khối sẽ giảm.
Trong trường hợp phải dùng những chất hoạt động bề mặt, chất phá bọt hay một số
chất chống nhiễm trùng cũng làm giảm độ hòa tan của oxy.
 Sự tổng hợp xitocrom ở Saccharomyces cerevisiae phụ thuộc vào oxi. Ở nồng
độ oxi hịa tan 0,05 µM/L hoặc thấp hơn, các xitocrom a-a 3, b và c-c1 sẽ vắng mặt trong hệ
thống các xitocrom.Vi vậy lượng oxi cung cấp có ý nghĩa đặc biệt.
 Tuy nhiên, nấm men bánh mi là lọai vi sinh vật có khả năng sinh trưởng cả khi
vắng mặt lẫn khi có mặt oxi. Khi sinh trưởng trong điều kiện có mặt oxi, men bánh mi cần
biotin, trong khi nhu cầu về inozitol và axit pantothenic thay đổi tùy chủng. Việc bổ sung
các vitamin khác như tiamin, mặc dù có thể có ích song khơng tuyệt đới cần thiết. Ngòai
các nhu cầu này, nấm men khi sinh trưởng trong điều kiện kị khí nghiêm ngặt cịn cần các
thành phần khác như các axit béo chưa bão hòa và ecgosterol và một sớ chủng cịn cần cả
axit nicotinic. Thiếu các thành phần này trong môi trường, sinh trưởng chỉ diễn ra trong một
vài thế hệ và sau đó dừng lại hòan tòan. Nguyên nhân của việc nấm men đòi hỏi mạnh mẽ
trong điều kiện kị khí là vi sự sinh tổng hợp các axit béo chưa bão hòa và các sterol bao
gồm một sớ bước enzym cần có sự tham gia của oxi phân tử. Sự sinh tổng hợp axit nicotinic
diễn ra qua tritophan, kinurenin và axit quinolinic, và oxi phân tử cần cho cả ba bước. Các
lipid không phải là nhân tố không thể thiếu khi môi trường chứa oxi. Có nghĩa là mơi
trường chứa oxi có thể khơng có lipid. Thay cho việc nói rằng nhu cầu về các nhân tố sinh
trưởng tăng lên trong điều kiện sinh trưởng kị khí chúng ta cũng có thể nói rằng các nguyên
tố cần thiết cho sinh trưởng của nấm men bao gồm cả oxi phân tử. Theo phương trinh sinh
trưởng đã nêu ở trên, nhu cầu về oxi nằm vào khoảng 5,5 mg oxi/ chất khô nấm men được
tạo thành. Con số này tương đương với nhu cầu về magie, vi vậy oxi không thể đơn giản chỉ
là một nguyên tố vết.

 Quan hệ của nấm men đối với oxi là một quan hệ phức tạp, điều này được thể
hiện qua nhiều “hiệu ứng” kiểm soát sự trao đổi oxi ở nấm men. Ngồi “hiệu ứng Pasteur”,
cịn có “hiệu ứng Pasteur ngược” (đồng nghĩa với “hiệu ứng Crabtree”, “hiệu ứng glucose”
hay “sự kiềm chế dị hóa”) và “hiệu ứng Pasteur âm”. Một điều đáng ngạc nhiên là mặc dầu
môi trường sinh trưởng của nấm men có thể được thơng khí mạnh song sản lượng vẫn thấp
và hầu hết đường cơ chất bị lên men thành etanol. Hiện tượng này được mô tả vào năm
20


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
1934, được biết khá rộng rãi vào những năm 1950, song những nhà sản xuất men bánh mi
đã đề ra các phương pháp ni cấy thích hợp (phương pháp bổ sung định kỳ) để khắc phục
hiệu ứng có hại này, thu được sản lượng cao về men bánh mi và loại bỏ được sự tạo thành
etanol.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của oxy hòa tan đến sự phát triển của saccharomyces
cerevisiea cho thấy: năng suất tạo thành sinh khối tăng dần khi tăng hàm lượng oxy hịa tan.
Năng śt sinh khới nấm men đạt cao nhất khi lượng oxy hòa tan tăng từ 0.5 – 1 milimol / L
/ phút. Khi lượng oxy hòa tan tăng đến 4 milimol/l/phút, sinh khối giảm. Nếu tăng lượng
oxy lên nữa, sinh khới sẽ giảm nhanh. Điều đó cho thấy sự tăng oxy hịa tan khơng phải tỷ
lệ thuận với sự tăng sinh khối.
 Nhu cầu cung cấp oxy cho quá trinh phát triển của nấm men không phải lúc
nào cũng giớng nhau. Do đó, ta phải thay đổi mức độ cung cấp oxy theo đúng nhu cầu thực
của nấm men.
 Khơng khí trước khi đưa vào thiết bị lên men, phải được làm sạch khỏi vi sinh
và các tạp chất.
Các biến đổi:
+ Vật lý : nhiệt độ tăng.
+ Hoá học : hàm lượng chất khô trong dịch lên men giảm, hàm lượng oxy hoà
tan giảm
+ Sinh học : tế bào nấm men phát triển

+ Hoá sinh : enzym tham gia phản ứng sinh tổng hợp tế bào
Thông số công nghệ :
Nấm men phát triển tốt ở pH 4,5 - 5,5.
o pH = 4 : tớc độ tích lũy sinh khối giảm
o pH = 3,5 hay pH = 3 sẽ làm sự sinh sản của nấm men bị dừng lại.
Mức độ hấp thu chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống enzym tham gia
vào sự tổng hợp protein, tạo vitamin đều tùy thuộc vào độ pH, pH ngoài 4,5-5,5 làm chất
lượng nấm men giảm đi.
Trong công nghiệp sản xuất men bánh mi thường lên men ở pH 4,2 - 4,5 để hạn
chế vi khuẩn tạp nhiễm
Duy tri pH = 4.5 - 5.5 bằng cách dùng ammoniac với liều lượng thích hợp vừa có tác
dụng chỉnh pH vừa cung cấp nguồn đạm cho nấm men
Nhiệt độ thích hợp cho nấm men thích hợp sinh sản là 29-31 oC.
Trên 43oC và dưới 28oC sự sinh sản của nấm men bị chậm hay ngừng lại.
Nếu lên men ở nhiệt độ cao 35-40 0C thi bột nhào rất chóng chua vi khoảng nhiệt độ
này thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn lên men acid lactic
Thực tế ở nước ta trong mùa nắng nhiệt độ trong quá trính sản xuất có thể lên 3134oC, làm cho sự tăng trưởng của nấm men chậm lại. Nếu hệ thống nuôi men kín, có hệ
thớng nước để điều hịa thi tớt,nếu khơng, khi theo dõi có sự dao động nhiệt trong quá trinh
sản x́t có thể xử lí bằng axit sorbic, hay chlortetracycline, hydrochlorid ... như đã trinh bày
để hạn chế sự phát triển sinh vật gây nhiễm
Nuôi trong khỏang thời gian từ 8 – 16 giờ. Tối đa là 16 giờ.
Nồng độ đường có thể lên đến 5 – 6 %.
Hiện nay, để gia tăng hiệu suất và chất lượng men thành phẩm các nước phát triển chủ
yếu khai theo những hướng dưới đây :
21


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
Nuôi nấm men trong mơi trường có nồng độ chất khơ cao, trong đó rỉ đường có nồng
đơ chất khơ 75 % được pha loãng từ 7-14 lần, gia tăng hiệu suất đến 140 %, chi phí cho 1 tấn

nấm men giảm 50 %, chi phí năng lượng thong khí giảm 35 %. Men thành phẩm thu được có
nồng độ chất khơ cao, nhất là trehalose, làm tăng độ bền vững của men trong quá trinh bảo
quản.
Giảm sự tạo thành ethanol bằng cách sục khí men mẹ trong mơi trường chỉ có nguồn
đạm, khoáng, sau đó 1 giờ mới bổ sung rỉ đường.
Sớ lượng nitơ hấp thụ được trong môi trường : cứ mỗi giờ lấy 10 ml dịch men (không
lọc) pha với 90 ml nước cất và nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0.1N vào, trong sự hiên diện của
phenolphthalein đến khi có màu hồng nhạt. Kế đó thêm vào binh phản ứng 5 ml dung dịch
formalin trung tính và chuẩn độ lần 2 với NaOH 0.1N như trên. Đến khi có màu hồng nhạt,
thể tích ml NaOH dung trong lân 2 gọi là số N-formol. Giá trị tương đối này xác định số
lượng ammonium và nitơ amin trong môi trường. Lúc bổ sung nitơ đầu quá trinh nuôi, chỉ số
N-formol là 1-1.5, trong giai đoạn nấm men tăng trưởng mạnh số N-formol giảm xuống đến
0.4-0.5, tuy nhiên không cần thiết bổ sung nguồn Nitơ vào môi trường.Vào cuối quá trinh
tăng trưởng số N-formol giảm đến 0.2 - 0.3 và trong quá trinh lắng, chuẩn bị ly tâm số Nformol là 0.15-0.2
Thiết bị :
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 thớng thổi
khí, hệ thớng bọt cũng như thu nhận sản phẩm. Thiết bị phải được lắp đặt hợp lý hệ thớng
thổi khí, hệ thớng cánh kh́y và tấm cản dịng chuyển động của mơi trường để làm tăng quá
trinh trao đổi chất của vi sinh vật.

22


Sản x́t sinh khới nấm men bánh mi

Hình 6 : Thiết bị lên men
Quá trình sinh trưởng và phát triển :
- Sự sinh trưởng :
Trong quá trinh nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men tăng

nhanh về kích thước và đồng thời sinh khới được tích lũy nhiều.
- Sự phát triển :
Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh khối rất
lớn sau một thời gian ngắn. Trong trường hợp sinh sản theo phương pháp này thi trong dịch
nuôi cấy sẽ khơng có tế bào già. Vi rằng tế bào được phân chia thành hai cứ như vậy tế bào
lúc nào cũng ở trạng thái đang phát triển. Tế bào chỉ già khi môi trường thiếu chất dinh
dưỡng và tế bào khơng có khả năng sinh sản nữa.
Các giai đoạn phát triển tế bào nấm men trong lên men tĩnh có 5 giai đoạn :
Giai đọan thích nghi : nấm men cần có thời gian thích nghi với điều kiện mới. Ở giai
đọan này việc tạo thành axit amin, các peptid và axit nucleic xảy ra nhanh các quá trinh khác.
Thời gian này có thể dài, có thể ngắn tùy thuộc vào loài nấm men. Giai đoạn này thường từ
0.5 – 1 giờ. Giai đoạn này chỉ cần cung cấp lượng ko khí khỏang 50m 3 / giờ / 1m3 môi trường
là đủ.
Giai đoạn logarit : nấm men tiến hành các quá trinh trao đổi chất rất mạnh, khối lượng
nấm men trong các thiết bị tăng rõ rệt. Việc tổng hợp enzym được xúc tiến nhanh. Hàm
23


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
lượng RNA được tổng hợp nhiều nhất. Giai đoạn này thường kéo dài từ 7 – 14 giờ và cũng là
giai đoạn nấm men cần nhiều oxy nhất, do đó lượng oxy cung cấp phải gấp đôi giai đoạn đầu
tiên, khỏang 80 – 100m3 / giờ / m3 môi trường.
Giai đoạn chậm dần : tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành phần dịch lên men
cịn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều
Giai đọan kế tiếp là giai đoạn ổn định : giai đoạn này có nhiều thay đổi quan trọng.
Lượng tế bào mới sinh gần bằng lượng tế bào chết. Các quá trinh trao đổi chất giảm mạnh,
do đó nhu cầu oxy cần khơng nhiều. Giai đoạn này kéo dài từ 1 – 2 giờ và ta phải giảm lượng
khơng khí cung cấp vào mơi trường. Lượng khơng khí cung cấp cho giai đoạn này từ 20 – 50
m3 / giờ / 1m3 môi trường.
Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó sớ lượng tế bào

nấm men giảm dần
Trong sản xuất nấm men bánh mi, người ta thường kết thúc quá trinh nuôi nấm men ở
cuối giai đoạn hai bởi vi lúc này số lượng tế bào nấm men sống là lớn nhất, hoạt lực enzym
cao nên không thể đợi đến giai đoạn ổn định mới thu nhận sinh khối, làm như vậy nấm men
thu được sẽ chứa rất nhiêu tế bào già.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người ta dùng
nhiều phương pháp khác nhau như :
+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay
gián tiếp trên mặt thạch.
+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị
chuẩn của mật độ tế bào…
+ Sự tích lũy nấm men trong 1 lít dịch men : hằng giờ lấy mẫu dịch men, xác định
nồng độ tế bào nấm men sơ bộ, bằng cách đo lượng chất khô trong dịch men với đường kế
Balling.Vi chỉ số Balling bị ảnh hưởng do lượng nấm men trong dung dịch
+ 42.56 g nấm men / 1 lít dung dịch : 1 oBalling. Do đó, từ sự khác nhau về chỉ số
Balling trước và sau khi ly tâm loại tế bào, có thể tính được lượng tế bào nấm men sau mỗi
giờ và tính được hiệu suất sinh khối gần đúng theo công thức:
42.56 x tổng số lít x hiệu sớ chỉ sớ Balling
= kg nấm men
100
3.6).Q trình men lắng:
Mục đích : chuẩn bị cho quá trinh ly tâm tách rửa
Các biến đổi :
+ Vật lý : nhiệt độ giảm
+ Hóa học : hàm lượng khơng khí giảm, khơng cịn chất dinh dưỡng trong mơi
trường, xảy ra các phản ứng trao đổi chất.
+ Hóa lý : dung dịch tách pha, từ dạng huyền phù nấm men trong dịch lên men
các tế bào nấm men tách ra lắng x́ng
+ Hóa sinh : enzym xúc tác các phản ứng trao đổi chất thay vi các quá trinh
hoạt động sinh tổng hợp

Thông số công nghệ :
+ Giảm nhiệt độ đến 27oC
+ Giảm lượng khơng khí 40-60% so với giai đoạn ni chính
24


Sản xuất sinh khối nấm men bánh mi
+ Thời gian lắng từ 1.5 -2 giờ
Thiết bị : quá trinh men lắng xảy ra trong thiết bị lên men
3.7).Ly tâm tách rửa men :
Mục đích cơng nghệ : Khai thác và hoàn thiện
Dùng bơm bơm dịch men vào máy ly tâm để loại mơi trường cịn lại
Các biến đổi :
+ Vật lý : thể tích dung dịch giảm
+ Sinh hoc: vi sinh vật tăng
Thông số công nghệ :
+ Nhiệt độ nước rửa : 20C
+ Thời gian không quá 2 giờ.
+ Tốc độ quay : 1000 rpm.
Thiết bị : máy ly tâm

Hình 7 : Máy ly tâm
3.8). Lọc :
Mục đích :
+ Khai thác
+ Chuẩn bị cho quá trinh định hinh
Biến đổi :
+Vật lí : khới lượng riêng tăng, nhiệt độ tăng
+Sinh học : có thể nhiễm vi sinh vật
Thơng số cơng nghệ : độ ẩm sau quá trinh này đạt 40%

Thiết bị : máy lọc thùng quay.Người ta cũng có thể tráng một lớp bột khoai mi ở
thành trong thiết bị, tác dụng của nó là để giữ lại và thu hồi sinh khối tốt hơn.
25