Tải bản đầy đủ

Báo cáo nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất cao nấm men từ bã men bia

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, nhóm em luôn nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ tận tình từ phía nhà trường, quý Thầy (Cô), gia đình và bạn bè. Nhóm em xin bày
tỏ lòng cảm ơn chân thành:
Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp. HCM đã tạo điều
kiện tốt nhất cho nhóm nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Xin gửi lời cảm ơn đến .....đã tạo điều kiện giúp nhóm hoàn thành nghiên cứu.
Quý Thầy (Cô) khoa Công nghệ Sinh học và Kỹ thuật môi trường đã luôn tạo
mọi điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
......– Giảng viên hướng dẫn, đã luôn tận tụy, nhiệt tình giúp đỡ, chỉ dẫn, truyền đạt
những kiến thức quý báu trong quá trình giảng dạy và hướng dẫn.
Cô .......– Cố vấn học tập, đã luôn quan tâm, hỏi han, nhắc nhở trong quá trình
thực hiện đề tài.
Toàn thể khóa 03DHSH nói chung và tập thể lớp 03DHSH4 nói riêng, những
người bạn đã luôn cùng sát cánh, chia sẻ kiến thức, giúp đỡ nhau trong suốt quá trình
thực hiện đề tài, đã luôn bên cạnh và động viên.
Gia đình, người thân và bạn bè, những người đã luôn bên cạnh, cổ vũ tinh thần
và đã ủng hộ, động viên, khích lệ nhóm trong suốt thời gian dài học tập tại trường.
Do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên trong quá trình thực hiện đề tài
cũng như trong quá trình làm báo cáo sẽ không tránh khỏi những những thiếu sót. Rất
mong những ý kiến đóng góp và nhận xét của Thầy (Cô) đề đề tài được hoàn thiện

hơn.
Cuối cùng, kính chúc quý Thầy (Cô) trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm
Thành phố Hồ Chí Minh lời chúc sức khỏe và thành công trong công tác đào tạo.
Nhóm xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện

1


LỜI CAM ĐOAN
Nhóm tôi xin cam đoan rằng báo cáo khóa luận tốt nghiệp này là do nhóm thực
hiện. Các số liệu trong báo cáo là trung thực, không sao chép từ bất cứ đề tài nghiên
cứu khoa học nào.

Ngày … tháng … năm 2016
Sinh viên thực hiện
(ký và ghi rõ họ tên)

2


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

3


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Hàm lượng thành phần trong nấm men ép (%) ...............................................5
Bảng 1.2: Hàm lượng vitamin của nấm men bia sấy khô..................................................6
Bảng 1.3: Thành phần acid amin trong cao nấm men......................................................21
Bảng 1.4: Thành phần vitamin trong cao nấm men.........................................................23
Bảng 1.5: Liên hệ giữa chất kho và nhiệt độ của nước....................................................27
Bảng 1.6: Quan hệ giữa nồng độ chất khô và nhiệt độ sôi ở 760mmHg....................... 27
Bảng 2.1: Bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ enzyme - acid. ..............................................41
Bảng 3.1: Thành phần hóa học của bã nấm men ban đầu ...............................................44
Bảng 3.2: Độ đục dịch chiết sau ly tâm ở các mốc thời gian khảo sát............................56

Bảng 3.3: Kết quả chỉ tiêu theo dõi của dịch khi khảo sát nhiệt độ cô quay...................57
Bảng 3.4: Hiệu suất thu hồi và màu sắc của sản phẩm sau khi sấy phun ở các điều kiện
khảo sát.............................................................................................................................58
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của tốc độ bơm nhập liệu đến hiệu suất thu hồi sản phẩm cao
nấm men............................................................................................................................59
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hiệu suất thu hồi sản phẩm cao nấm men. .60
Bảng 3.7: So sánh kết quả phân tích thành phần hóa học của dịch chiết nấm men so
với sản phẩm trên thị trường.............................................................................................61

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Biểu đồ phân chia lượng tiêu thụ bia theo từng vùng .......................................4
Hình 1.2: Một góc công ty bia Sabeco...............................................................................4
Hình 1.3: Tế bào nấm men................................................................................................ 7
Hình 1.4: Hình ảnh dịch chiết nấm men. .........................................................................20
Hình 1.5: Qúa trình sản xuất cao nấm men thương mại..................................................22
Hình 1.6: Bổ sung cao nấm men vào thức ăn.....................................................................24
Hình 1.7: Thực phẩm bổ sung protein và nito.................................................................24
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu..............................................................................................37

4


Hình 3.1: Đồ thị thể hiện hàm lượng protein của dịch thủy phân khi khảo sát hàm
lượng acid..........................................................................................................................45
Hình 3.2:Đồ thị thể hiện nồng độ chất khô của dịch và bã thủy phân khi khảo sát hàm
lượng acid..........................................................................................................................46
Hình 3.3: Đồ thị thể hiện hàm lượng protein của dịch thủy phân khi khảo sát hàm tỷ lệ
enzyme..............................................................................................................................47
Hình 3.4: Đồ thị thể hiện nồng độ chất khô của dịch và bã thủy phân khi khảo sát tỷ lệ
enzyme..............................................................................................................................49
Hình 3.5: Đồ thị thể hiện hàm lượng protein của dịch thủy phân khi kết hợp acid và
enzyme..............................................................................................................................51
Hình 3.6: Đồ thị thể hiện nồng độ chất khô của dịch và bã thủy phân khi kết hợp acid
và enzyme.........................................................................................................................52
Hình 3.7: Đồ thị thể hiện hàm lượng protein của dịch thủy phân khi khảo sát theo tổ
hợp.....................................................................................................................................54
Hình 3.8: Đồ thị thể hiện nồng độ chất khô của dịch và bã thủy phân khi khảo sát theo
tổ hợp................................................................................................................................55
Hình 3.9: dịch chiết nấm men thu được sau khi sấy........................................................62

5


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ở Việt Nam, công nghiệp sản xuất bia và thị trường tiêu thụ bia ngày càng phát
triển, sản lượng bia tạo ra với số lượng lớn. Theo thống kê của Hiệp hội Bia rượu nước
giải khát Việt Nam thì cả nước có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp
các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng mạnh về số lượng. Trong số này, có hơn 20
nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy có công suất lớn hơn 15 triệu
lít/năm. Theo đó, sản lượng bia qua các năm cũng tăng nhanh từ 2,008 tỷ lít bia (2009)
lên 2,9 tỷ lít bia (2013).
Với số lượng nhà máy nhiều như thế thì lượng nấm men thu được từ các nhà máy
bia là rất lớn. Ước tính trung bình cứ 1000 lít bia thu được 1,5 kg nấm men khô, trong
đó chứa khoảng 700g protein (Hồ Xưởng, 1996) (Nguyễn Thị Hoàng Anh và ctv,
2008). Năm 2005 sản lượng bia của cả nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu tấn
sinh khối nấm men thải ra (Vũ Duy Giảng, 2011). Đến năm 2010 sản lượng bia của cả
nước đạt 2,5 tỷ lít và nấm men thải ra là 30 triệu tấn (Nguyễn Thị Hoàng Anh và ctv,
2008). Như vậy lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản
xuất bia nếu tận dụng được là không nhỏ. Về tính chất thì protein nấm men gần giống
protein có nguồn gốc từ động vật, chứa khoảng 20 aicd amin thiết yếu. Trên thế giới,
nấm men bia được quan tâm nghiên cứu tận dụng với nhiều mục đích khác nhau như
làm thực phẩm, làm nguồn thuốc bổ giàu acid amin và vitamin (Phạm Văn Sổ, 1975).
Tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay phần lớn các bã men bia này được sử dụng cho mục
đích làm thức ăn gia súc, bón ruộng, chưa tận dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu này.
Hơn nữa, nếu không được sử dụng triệt để thì nguồn bã nấm men này còn là một trong
những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường.
Dịch chiết nấm men được sản xuất từ bã men bia là một hướng nghiên cứu tiềm
năng trong việc tận dụng triệt để hơn nguồn nguyên liệu phong phú này. Dịch chiết
này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, môi trường vi sinh vật,… Ở
Việt Nam ngành công nghiệp sản xuất dịch chiết nấm men gần như là chưa phát triển,
chưa được nghiên cứu và đầu tư thích đáng.


Trước nhu cầu thực tế đó, vấn đề được đặt ra là làm sao để có thể tận dụng được
một cách hiệu quả nguồn phế phẩm này tại Việt Nam. Vì thế nhóm chúng tôi tiến hành
đề tài:” Xây dựng quy trình sản xuất dịch chiết nấm men từ bã men bia phế phẩm”.
2. Mục tiêu đề tài
Xây dựng được quy trình sản xuất dịch chiết nấm men từ bã men bia. Có thể ứng
dụng trong thực phẩm, bổ sung vào thức ăn chăn nuôi hay được sử dụng trong môi
trường nuôi cấy vi sinh.
3. Nội dung của đề tài
─ Tiến hành thủy phân bằng nhiều phương pháp khác nhau như là hóa học, sinh
học và kết hợp nhiều nồng độ, tỷ lệ khác nhau để tìm ra phương pháp thủy phân
tốt nhất trong đó. Khảo sát hàm lượng chất khô và hàm lượng protein trong dịch
chiết. Mục tiêu quan tâm hơn là hàm lượng chất khô trong dịch thủy phân.
─ Khảo sát thời gian ly tâm tách riêng phần dịch và phần cặn không tan.
─ Khảo sát nhiệt độ và thời gian cô đặc dịch chiết nấm men.
─ Khảo sát nhiệt độ và vận tốc dòng nhập liệu ảnh hưởng đến sản phẩm cao nấm

4.





men.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Giúp sinh viên củng cố kiến thức đã tích lũy được, nghiên cứu khoa học.
Biết cách tìm kiếm, xử lý, phân tích số liệu và trình bày kết quả.
Ý nghĩa thực tiễn
Đề xuất quy trình sản xuất cao nấm men nhằm tận dụng hiệu quả nguồn phế

phẩm. Tạo ra sản phẩm có ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất, góp phần
giảm ô nhiễm môi trường.

CHƯƠNG 1. TỔNG
1.1.

Tổng quan về bia

QUAN TÀI LIỆU


Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao, độ
cồn thấp, mùi vị thơm, ngon và bổ dưỡng. So với những loại nước giải khát khác, bia
có chứa một lượng cồn thấp (3-8%) và có CO 2 giữ được trong bia nên tạo nhiều bọt
khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của bia.
Về mặt dinh dưỡng, một lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25g
thịt bò hoặc 150g bánh mì loại một, hoặc tương đương với nhiệt lượng là 500kcal. Vì
vậy, bia được mệnh danh là bánh mì nước. Ngoài ra, trong bia còn có vitamin B 1, B2,
nhiều vitamin PP và acid amine rất cần thiết cho cơ thể. Theo Hopkins, trong 100ml
bia 10% chất khô có: 2,5 – 5mg vitamin B 1, 35-36mg B2 và PP. Chính vì vậy từ lâu bia
đã trở thành thứ đồ uống quen thuộc được rất nhiều người ưa thích.
1.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ
lít/năm. Trong đó, Mỹ và Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc
7 tỷ lít/năm.
Năm 2011, sản lượng bia thế giới đạt 192.710 triệu lít, tăng 3,7% so với 2010.
Riêng châu Á sản lượng bia chiếm 34,5% toàn cầu, đạt mức tăng trưởng 8,6% năm.
Trung Quốc tăng sản lượng năm 2011 hơn 10,7% so với 2010 là thị trường nhiều tiềm
năng phát triển.
Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được
sử dụng như một thứ nước giải khát thông dụng. Thống kê bình quân mức tiêu thụ
hiện nay ở một số nước có nền công nghiệp tiên tiến trong năm 2004 như sau: Cộng
hòa Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng 110
lít/người/năm. Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl,
năm 2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%) (nguồn từ Kirin news – Nhật Bản)
(Phạm Thu Hà và ctv, 2003).


Hình 1.1: Biểu đồ phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004)
(Dẫn liệu từ Kirin news – Nhật Bản)
1.1.2. Tình hình sản xuất bia trong nước
Sau nhiều năm đầu tư phát triển, năng lực sản xuất của ngành bia rượu Việt Nam
đã tăng lên không ngừng. Nếu như năm 2000, cả nước mới có năng lực sản xuất bia
khoảng 1,2 tỷ lít thì đến 2010 năng lực đã tăng lên lần lượt là 2,5 tỷ lít bia. Cho đến
năm 2014 năng lực đó đã tăng lên khoảng trên 3 tỷ lít bia. Năng lực sản xuất đó cho
thấy ngành sản xuất bia ở Việt Nam chiếm một vị trí đáng kể trong nền kinh tế quốc
dân. Điều đó cũng đã được Chính phủ xác định trong nhiều văn bản chỉ đạo của mình

Hình 1.2: Một góc công ty bia Sabeco
(Nguồn: vba.com.vn)
1.2.

Tổng quan về bã men bia

1.2.1. Khái niệm và nguồn gốc
Bã men bia là một phế phẩm thu được trong quá trình sản xuất bia, nằm lại trong
thùng lên men và các hầm chứa sau khi lên men chính và lên men phụ. Men bia có giá
trị dinh dưỡng cao và chữa bệnh tốt (Nguyễn Thị Hiền, 2007). Bã men bia rất dễ xảy


ra hiện tượng tự phân nên các nhà sản xuất thường tách nó ra khỏi dung dịch bia non
để tránh gây mùi khó chịu cho bia. Nấm men bia có màu kem lẫn các chấm nâu đen và
được bảo quản ở nhiệt độ từ 20C đến 50C , thời gian bảo quản được tối đa là 4 giờ, quá
thời gian trên sẽ xảy ra hiện tượng tự phân. Nấm men bia dùng trong sản xuất bia
thường là các chủng thuộc giống Sacchromyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất
dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như các loại đường hòa tan, các hợp
chất... qua màng tế bào. Sau đó, hàng loạt các phản ứng hóa sinh mà đặc trưng là quá
trình trao đổi chất để chuyển hóa các chất này thành những dạng cần thiết cho quá
trình phát triển và lên men của nấm men được tiến hành.
1.2.2. Đặc điểm của bã nấm men bia
Đặc điểm của nấm men trong giai đoạn này là rất dễ bị hiện tượng tự phân nên
nhà sản xuất thường tách nó ra khỏi dung dịch bia non để tránh gây mùi khó chịu cho
bia. Bã nấm men bia Saccharomyces cerevisiae được lấy từ tank bia sau quá trình lên
men chính, có hình cầu, màu kem lẫn các chấm nâu đen và được bảo quản ở nhiệt độ
từ 20C đến 50C, thời gian bảo quản được tối đa là 4 ngày sau đó sẽ tự phân.
Kích thước trung bình chiều dài từ 10 – 15 m, chiều rộng từ 2,5 – 10 m tùy thuộc
vào môi trường nuôi cấy. Độ ẩm của bã nấm men bia Saccharomyces cerevisiae
khoảng 83 – 84% và có độ pH khoảng 5 – 6 (Phạm Quỳnh Trang, 2012).
1.2.3. Thành phần hóa học của bã men bia
Bã men bia chứa nhiều thành phần các chất, trong đó hàm lượng protein chiếm tỷ
lệ cao nhất, tiếp đến là các chất hòa tan không chứa nitơ, thành phần bã men bia được
nhiều nghiên cứu xác định từ năm 1963, cụ thể được trình bày ở bảng dưới.
Bảng 1.1: Hàm lượng thành phần trong nấm men ép (%)
Thành phần
Nước
Chất chứa nitơ
Lipit
Chất hòa tan không chứa nitơ
Tro

Hàm lượng(%)
75,0
14,0
0,75
8,25
2,0

(Nguồn: Densikow. M. T, 1963)
Men bia có phức hợp vitamin nhóm B (B 3, B4, B5, B7), vitamin E, vitamin H, acid
amin (vitamin PP), acid panthonic,…
Bảng 1.2 : Hàm lượng vitamin của nấm men bia sấy khô
Thành phần

Hàm lượng (g/g)


Thiamice (B1)
Riboflavin (B2)
Niacin (B3)
Pyridocine (B6)
Folic acid (B9)
Pantothenate (B5)
Biotin (H)
p-amino-benzoic acid
Choline (B4)
Inositol (B8)

50 – 360
36 – 42
320 – 1000
25 – 100
15 – 80
100
0,5 – 1,8
9 – 102

2700 – 5000

(Nguồn: Pyke. M, 1958)

Tổng quan về Saccharomyces cerevisiae

1.3.

Nấm men bia dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống
Sacchromyces.
Giới: Nấm
Ngành: Ascomycota
Ngành phụ: Saccharomycotina
Lớp: Saccharomycetes
Bộ: Saccharomycetales
Họ: Saccharomycetaceae
Giống: Saccharomyces
Loài: Saccharomyces cerevisiae

Hình 1.3 :Tế bào nấm men
(Nguồn: Nguyễn Hoài Hương, 2009)
Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống sót trong môi trường dinh
dưỡng có chứa đường, nitơ, phospho và các chất hữu cơ, vô cơ khác. Chúng là vi sinh
vật dị dưỡng có khả năng sống trong điều kiện yếm khí và hiếu khí (Nguyễn Thị Hiền,
2007).
Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng thuộc giống
Sacchromyces, gồm nấm men chìm và nấm men nổi:


─ Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng

lẻ hoặc cặp đôi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu.
─ Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại
với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men. Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc
ovan với kích thước 7 – 10 micromet.
Tế bào nấm men có hình dáng: hình cầu, hình ovan hoặc elip, hình quả chanh,
hình trụ, hình chùy hoặc đôi khi còn kéo dài thành sợi. Nấm men có thể thay đổi hình
dáng và kích thước trong giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường xung quanh.
Hình thái của chúng không thay đổi chỉ ở các giống nuôi cấy khi còn trẻ trong môi
trường dinh dưỡng tiêu chuẩn ( Lương Đức Phẩm, 2009).
Tỷ lệ chiều dài và chiều rộng của tế bào trung bình khoảng 1,4:1. Kích thước của
tế bào nấm men cũng rất khác nhau, phụ thuộc vào các chủng nấm men và điều kiện
nuôi cấy, thường là (2,5 – 4,5 µm) và ( 10,5 – 20 µm), thể tích tế bào chiếm khoảng từ
50 – 500 µm3 ( Dennis E. Briggs, 2004).
1.3.1. Cấu tạo tế bào nấm men
Tế bào nấm men chứa đến 80% là nước. Bởi vậy, trong nấm men bia ép tỷ lệ
giữa trọng lượng ướt và khô là 5:1. Nguyên tố chủ yếu là carbon chiếm < 50% chất
khô. Các nguyên tố chính khác như oxy (30 – 35%), nito (75%), hydro (5%) và
phospho (1%). Hàm lượng chất khoáng tổng số khoảng 5 – 10% chất khô của tế bào.
Trong tế bào còn bao gồm nhiều vết các thành phần khác như nhôm, calcium, đồng,
crôm, sắt, chì, natri, kali, lưu huỳnh,… Các nhóm thành phần chính bao gồm các chất
cao phân tử, đó là các protein (40 – 45% chất khô), carbohydrate (30 – 35%), acid
nucleic (6 -8%) và lipid (4 – 5%) ( Dennis E. Briggs, 2004).
Cấu tạo tế bào nấm men gồm có: thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất,
nhân,ribosom, ty thể, không bào, hạt glycogen và volutin.
1.3.1.a.

Thành tế bào

Bao quanh tế bào nấm men là một màng mỏng dày đặc, mềm mại có thể đàn hồi
để định dạng bảo vệ tế bào chống lại các tác động bên ngoài và chất độc. Vỏ tế bào
nấm men mang điện. Nó còn có tác dụng giữ áp suất thẩm thấu nội bào, điều chỉnh các
chất dinh dưỡng là các hợp chất có phân tử lượng thấp và các muối khoáng đi qua các
lỗ nhỏ vào trong tế bào.


Thành phần hóa học của vỏ tế bào gồm các phức chất protein – polysacarit,
phosphate và lipit. Vỏ tế bào dầy khoảng 25nm và chiếm khoảng 25% khối lượng tế
bào. Trong thành phần polysacarit thấy có glucan (chủ yếu) và mannan. Tổng hai hợp
chất này chiếm tới 90% chất khô của tế bào. Glucan là một polymer phức tạp từ các
tiểu phần glucoza. Mặc dù có cấu trúc không gian, nhưng phần lớn glucan nằm tại lớp
phía trong của vỏ và tiếp giáp với màng té bào chất. Glucan là thành phần chính cấu
tạo nên tế bào. Nếu thành phần này bị phá hỏng thì tế bào bị phá vỡ hoàn toàn.
Mannan là polymer của đường mannanoza, chủ yếu nằm ở phần ngoài vỏ, nhưng
không phải là thành phần quyết định của vỏ tế bào. Nếu bỏ phần mannan hình dáng tế
bào không bị biến đổi. Đại thể ta thấy lượng mannan trong vỏ tế bào nấm men là rất
nhỏ, như ở Saccharomyces guttulata và Endomycopsis caponlaris hoặc hoàn toàn
vắng mặt ở Nadsonia fulvescens, Schizosaccharomyces. Vỏ tế bào nấm men có còn
kitin (chitin). Kitin là loại hydratcacbon, là polymer của N-axetyl-glucozamin. Thành
phần thường nằm sát ở vùng nấm men nảy chồi (Lương Đức Phẩm, 2009).
1.3.1.b.

Màng nguyên sinh chất

Màng nguyên sinh chất bao quanh tế bào chất và lớp rào cản bên trong giữa
thành tế bào và khoảng không gian chu chất. Màng tế bào chất của nấm men tương tự
của các tế bào nhân chuẩn eukaryotit khác. Thành phần chính là các lipit và các
protein. Có nhiều loại protein khác nhau, nhưng chức năng chính không phải tạo cấu
trúc.
Chức năng chính của màng nguyên sinh chất là điều chỉnh sự thấm qua tế bào
của các chất dinh dưỡng. Màng có tính chất thẩm thấu chọn lọc: chỉ cho qua những
chất cần thiết và có lợi cho tế bào ( như các loại đường đơn giản, nitơ, photpho và các
chất vi lượng khác), đồng thời thải ra ngoài những chất cặn bã (CO 2, rượu, acid,…).
(Nguyễn Thị Hiền, 2007).
1.3.1.c.

Tế bào chất

Tế bào chất còn gọi là nguyên sinh chất. Nó có cấu trúc không đồng nhất
(heterogen) và ở thể keo, chứa tất cả các cấu trúc cơ bản của tế bào: ti thể, riboxom,
mạng lưới nội chất, các chất dự trữ và các thể vùi của hợp chất lipoit và hydratcacbon
tự nhiên trong nội bào.
Nhờ kính hiển vi điện tử chúng ta biết được tế bào chất là hệ keo được cấu tạo từ
protein (đặc tính keo dính là đặc tính của protein), hydratecacbon, lipit, chất khoáng,


nước và các hợp chất khác nữa. Nước trong tế bào chất chiếm tới 90% ở dạng tự do để
hòa tan các chất trước khi tham gia vào các phản ứng trao đổi chất và dạng liên kết. Tế
bào chất có độ nhớt cao tương ứng với glyxerin hoặc xiro đặc. Khi tế bào già độ nhớt
này giảm.
Ngoài các cơ quan tử của tế bào có trong tế bào chất ở dạng ti thể hay thể vùi (ti
thể, microxom, không bào…), còn có những chất xúc tác sinh học rất quan trọng là
enzyme tham gia vào tất cả các phản ứng hóa sinh (Lương Đức Phẩm, 2009).
1.3.1.d.

Nhân

Nhân chứa rất nhiều các vật liệu gen của tế bào. Nó có tác dụng hình cầu, ovan,
đường kính 1 – 2 µm và được bao bọc bởi một màng kép, trên bề mặt của màng nhân
có một số lổ. Trong nhân có chứa DNA, RNA nucleoprotit và các gen, do đó nhân
đóng vai trò quan trọng trong sinh sản di truyền lại dấu hiệu cho các đời sau.
Tế bào ở pha tính, nhân thường nằm gần không bào. Cấu trúc bên trong và bên
ngoài nhân thay đổi trong suốt chu kỳ sống của tế bào. Trong kỳ gian phân, hạch nhân
hình lưỡi liềm có thể nhìn thấy, nằm sát màng nhân. Ở tế bào trẻ, nhân to tròn, càng
già nhân càng teo đi. Trong thời gian sinh sản, nhân thường nằm giữa chồi và không
bào. Sau khi phân chia bằng cách kéo dài ra và thắt ở giữa lại, nhân của tế bào mẹ sẽ di
chuyển về phía đối diện với tế bào mới (Nguyễn Thị Hiền, 2007).
1.3.1.e.

Ribosome

Các ribosome là các cơ quan tế bào chất có chứa hàm lượng RNA cao và một số
protein. Vai trò của chúng là tập hợp các protein từ các acid amino đã hoạt hóa thành
chuỗi tương ứng với mã có trong các phân tử của RNA truyền tin. Các riboxom được
tìm thấy trong khắp tế bào chất hoặc ở dạng tự do hoặc kết hợp với các màng
mitochondria phía ngoài, các mạng lưới nội chất và vỏ nhân phía ngoài. Số lượng
riboxom thường xảy ra các quá trình tổng hợp protit. Hạt này giống như “ nhà máy
đạm” của tế bào. Thông thường, các riboxom tập hợp với nhau thành một mạch gồm
các RNA truyền tin trong một cấu trúc gọi là các polysom (Nguyễn Thị Hiền, 2007).
1.3.1.f.

Ty thể

Ty thể có cấu tạo đa hình (dạng sợi, dạng hạt, dạng phân nhánh) với số lượng 2 –
24 phân bố đều trong tế bào. Chức năng chính của chúng là thực hiện các quá trình
liên quan tới cung cấp năng lượng cho tế bào. Các phản ứng oxy hóa xảy ra trong ty
thể, năng lượng giải phóng ra được chuyển đến ATP là chất thu năng lượng. Bên cạnh


quá trình này, trong ty thể còn xảy ra quá trình tổng hợp các chất cần thiết cho tế bào
(Nguyễn Thị Hiền, 2007).
Ty thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từ khoảng 30% chất béo và 60 – 70%
protein. Trong số protein này có khoảng 25 – 75% ở dạng protein cấu trúc. Trong ti
thể có chứa các enzyme thực hiện các phản ứng oxy hóa trong vòng ATC, chuyển điện
tử qua chuỗi hô hấp và quá trình phosphoryl hóa để thực hiện chức năng cung cấp
năng lượng sinh học và vật liệu tham gia vào các cơ chế phức tạp tái tạo DNA, phiên
mã và dịch mã các thông tin di truyền vào sinh tổng hợp phospholipid của sterin, vào
hoạt hóa các acid béo… Các acid nucleic (DNA và RNA) là các cấu tử nhưng có số
lượng không lớn trong ti thể (Lương Đức Phẩm, 2009).
Ty thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từ khoảng 30% chất béo và 60 – 70%
protein. Trong số protein này có khoảng 25 – 75% ở dạng protein cấu trúc. Trong ti
thể có chứa các enzyme thực hiện các phản ứng oxy hóa trong vòng ATC, chuyển điện
tử qua chuỗi hô hấp và quá trình phosphoryl hóa để thực hiện chức năng cung cấp
năng lượng sinh học và vật liệu tham gia vào các cơ chế phức tạp tái tạo DNA, phiên
mã và dịch mã các thông tin di truyền vào sinh tổng hợp phospholipid của sterin, vào
hoạt hóa các acid béo… Các acid nucleic (DNA và RNA) là các cấu tử nhưng có số
lượng không lớn trong ti thể (Lương Đức Phẩm, 2009).
Kết quả cho thấy phần lớn các enzyme tham gia vào quá trình vận chuyển điện tử
và quá trình quang hợp có oxy lại liên quan đến lớp màng có nếp gấp bên trong của ti
thể (Lương Đức Phẩm, 2009).
1.3.1.g.

Không bào

Không bào có dạng hình tròn, được bao bọc bởi một màng rất mỏng và chứa các
dịch bào. Trừ các chất điện phân trong nước như Na +, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, PO43-…)
trong không bào còn chứa các protit, hạt mỡ, cacbon ở dạng keo và hệ thống enzyme.
Trong không bào xảy ra các quá trình oxy hóa khử rất mạnh và các quá trình thủy phân
được thủy phân được thực hiện nhờ các enzyme có trong đó. Điểm đặc biệt nhất của
không bào trong tế bào nấm men là có colutin. Không bào nhìn thấy rõ hơn ở các tế
bào già (Nguyễn Thị Hiền, 2007).
1.3.1.h.

Hạt glycogen

Hạt glycogen là nơi dự trữ tinh bột trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men.
Khi môi trường giàu chất dinh dưỡng, nhiều hạt glycogen được hình thành (lượng


glycogen có thể đạt tới 23% trọng lượng của tế bào nấm men). Khi môi trường nghèo
chất dinh dưỡng, nấm men sẽ sử dụng hạt glycogen dự trữ để cung cấp năng lượng cho
quá trình trao đổi chất (Nguyễn Thị Hiền, 2007).
1.3.1.i.

Hạt volutin

Hạt volutin tích tụ trong không bào dưới dạng keo hay hạt. Nó là nới dự trữ nitơ,
phospho, sản xuất acid nucleic. Số lượng volutin phụ thuộc vào sự có mặt phosphor
trong môi trường dinh dưỡng và có liên quan đến quá trình phát triển, sinh sản cũng
như tích lũy nâng lượng của tế bào. Nhiều nhà khoa học đã chứng minh rằng volutin là
nguồn thức ăn giàu có và là nơi dự trữ năng lượng đặc biệt của tế bào (Nguyễn Thị
Hiền, 2007).
1.3.1.j.

Hạt lipid

Hạt lipit là những cấu tử quan trọng của màng tế bào chất và các nội quan bào.
Lipit dạng giọt giữ vai trò làm vật liệu dinh dưỡng dự trữ.
Chất béo của nấm men là hỗn hợp các loại chất béo thực (glyxerit của các acid
béo) với phospholipid (lextin, kefalin) và sterol (ecgosterol). Phospholipit kết hợp với
sterin, carotenoid và skvaletin làm thúc đẩy sinh trưởng nấm men và thực hiện các
phản ứng sinh tổng hợp ở điều kiện kỵ khí (Lương Đức Phẩm, 2009).
Ở trong môi trường nguyên chất, các hạt lipit nằm ở dạng các hạt nhỏ li ti. Tế
bào àng già thì các hạt lipit càng to. Thông thường, tỷ lệ hạt lipit chiếm 1 – 2% trọng
lượng khô của tế bào. Tuy nhiên, một số chủng có khả năng tích lũy chất béo từ các
acid béo có trong môi trường và đạt tới 40 – 50% trọng lượng khô của tế bào (Nguyễn
Thị Hiền, 2007).
1.3.2. Thành phần hóa học của tế bào nấm men
Thành phần hóa học của tế bào nấm men nếu tính theo các nguyên tố cấu thành
sẽ là (% theo trị số trung bình): C – 47, H – 65, O – 31, N – 5 ÷ 10, P – 1,6 ÷ 3,5. Hàm
lượng các nguyên tố không phải đa lượng: Ca – 0,3 ÷ 0,8, K – 9,5, Cu – 20 ÷ 135, Zn
– 100 ÷ 160, Mo – 15 ÷ 65. Nước trong tễ bào ở 2 dạng: nước liên kết (chủ yếu) và
nước tự do. Trong phần nước liên kết thì nước ở thể keo của tế bào chất chiếm tới 46 –
53% và phần giữa tế bào – 22 ÷ 27%. Thay đổi độ ẩm của nấm men sẽ kéo theo sự
thay đổi các tỷ lệ nước trong nội bào và phần giữa của tế bào. Khi loại bỏ 85% lượng
nước từ nấm men ở nhiệt độ dưới 500C hầu như không ảnh hưởng đế hoạt động của
chúng (Lương Đức Phẩm, 2009).


─ Chất khô của tế bào nấm men gồm có 23 ÷ 28% là chất hữu cơ và 5 ÷ 7% chất tro.
─ Chất hữu cơ ở đây gồm có (%): protein – 13 ÷ 14%, glucogen – 6 ÷ 8, xenluloza – 1,8

÷ 2, chất béo – 0,5 ÷ 2 (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Protein: Nấm men có hàm lượng protein nguyên liệu trung bình khoảng 50% (tính

theo chất khô) và khoảng 45% protein hoàn chỉnh. Các dẫn xuất của acid nucleic như
bazơ purin và pyrimidin, các acid amin tự do đều được coi là protein nguyên liệu
(Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Tregaloza: Hợp chất thường kết hợp với hàng loạt hạt glycogen làm nguồn dự trữ
cacbon rất cơ động. Ở cùng một pH hàm lượng tregaloza tăng thì nitơ giảm (Lương
Đức Phẩm, 2009).
─ Tro: Trong tro nấm men thấy có các oxyt sau đây (%): P 2O5 khoảng 25 ÷ 60, CaO – 1
÷ 8, MgO - 4 ÷ 6, Na 2O – 0,5 ÷ 2, SO32- 0,5 ÷ 6, SiO2 – 1 ÷ 2, Fe2O3 – 0,05 ÷ 0,7
(Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Phospho: Trong tế bào nấm men thấy ortho-, pyro- và metaphosphat ở dạng hữu cơ và
vô cơ. Chúng là thành phần của acid nucleic, phospholipid và coenzyme của
adenozinphosphat (AMP, ADP, ATP) và vitamin (vitamin B1). Trong chất nhân
(nucleoproteit) có chứa phosphor còn thấy các dạng khác nhau tham gia và các quá
trình quan trọng trao đổi năng lượng của tế bào (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Lưu huỳnh (S): Lưu huỳnh là thành phần của nhiều hợp chất rất quan trọng như các
acid amin (sixtin, stein, metionin và glutation), các vitamin (biotin, anevarin). Trong
thành phần enzyme lưu huỳnh ở dạng gốc sulfit và tio, ovic (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Sắt (Fe): Sắt chứa trong các xitocrom, xitocro – oxydaxa, perdoxydaza, catalaza và
nhiều enzyme của quá trình hô hấp hoặc các enzyme khác nữa, như zimogenaza,
pyrophosphataza (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Magie (Mg): Magie có tác dụng hoạt hóa nhiều phosphataza và enolaza. Ion magie
(Mg2+) có ảnh hưởng gìn giữ hoạt tính enzyme khi đun nóng. Magie và mangan (Mg,
Mn) làm tăng nhanh nhu cầu về glucoza của nấm men. Ảnh hưởng của Mg mạnh hơn
khi nồng độ glucoza thấp trong môi trường. Các môi trường dinh dưỡng thường có
0,02 ÷ 0,05% Mg ở dạng sulfat (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Canxi (Ca): Canxi đóng vai trò hoạt hóa trong tế bào vi sinh vật nói chung, cũng như
tế bào nấm men. Canxi được tìm thấy trong tế bào của vi sinh vật ở dạng tự do, nhưng
chủ yếu ở dạng liên kết với protein, hydratcacbon và lipit. Ion canxi (Ca 2+) liên kết với
protein – enzyme làm trung tâm hoạt động của amylaza (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Các nguyên tố vi lượng: Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng đến với sinh sản
và hoạt động sống của nấm men. Chúng tham gia vào thành phần của nhiều enzyme,


vitamin và nhiều hợp chất khác nữa trong các quá trình sinh tổng hợp các sản phẩm
của tế bào (Lương Đức Phẩm, 2009).
─ Vitamin và nhân tố sinh trưởng: Để cho nấm men được phát triển bình thường và lên
men được bình thường cần phải có các vitamin làm cofactor trong nhiều enzyme của tế
bào nấm men. Nấm men có thể tổng hợp được tất cả các vitamin trong chừng mực nào
đó, ngoại trừ biotin (vitamin H). Vì vậy, trong môi trường dinh dưỡng nhất định phải
có vitamin này trong môi trường (Lương Đức Phẩm, 2009).
1.4.

Các phương pháp thủy phân tế bào nấm men
Bản chất của quá trình thuỷ phân protein là sự thuỷ phân liên kết peptit. Do liên

kết peptit là liên kết mạnh, thuỷ phân xảy ra trong điều kiện có xúc tác. Tác nhân xúc
tác có thể là tác nhân hoá học hoặc tác nhân sinh học.
Các sản phẩm thuỷ phân chưa hoàn toàn thường hay bị đắng. Sản phẩm bị đắng
khi mức độ thuỷ phân đạt từ 4 – 40%. Vị đắng liên quan tới các peptit chứa các acid
amin kỵ nước. Vị đắng chỉ ảnh hưởng đến tính chất cảm quan, không ảnh hưởng đến
giá trị dinh dưỡng.
1.4.1. Phương pháp cơ học (Võ Nguyễn Nhã An, 2008)
1.4.1.a.

Nghiền cơ học

Phương pháp này sử dụng chày và cối để nghiền mẫu, có thể trộn thêm vụn thủy
tinh, cát,… để làm tăng hiệu suất phá vỡ tế bào. Sự phá vớ tế bào xảy ra do sự nghiền
ép của các hạt nghiền khi chúng cọ xát với tế bào. Nếu so sánh với những phương
pháp sử dụng áp lực cao cao thì xét trong phương pháp nghiền thô sơ này thấp hơn.
Phương pháp này có thể thu được màng tế bào và các bào quan một cách nguyên vẹn.
Phương pháp này sử dụng từ lâu để phá vỡ tế bào vi sinh vật. Đây cũng là phương
pháp được lựa chọn đầu tiên khi cần phá vỡ bào tử, tế bào nấm men, tế bào nấm, nó
cũng được dùng để công phá tế bào vi tảo.
Kích thước của hạt nghiền cũng rất quan trọng, qua một số nghiên cứu người ta
nhận thấy rằng kích thước của hạt nghiền tối ưu cho vi khuẩn là 0,1mm, 0,5mm đối
với nấm men, nấm sợi, vi tảo.
Tốc độ phá tế bào sẽ tăng 50% nếu sử dụng hạt nghiền là zirconium thay vì là hạt
thủy tinh, vì do tỷ trọng của chúng nặng hơn.
Thông thường lượng hạt nghiền tỷ lệ thuận với tốc độ phá tế bào.
Đây là phương pháp thô sơ nhất trong các phương pháp phá vỡ tế bào.


1.4.1.b.

Phương pháp đồng nhất mẫu

Phá tế bào được xem như là một quá trình làm đồng nhất mẫu. Đầu tiên tế bào sẽ
được huyền phù trong đệm phù hợp, sau đó được phá vỡ bằng một thiết bị tạo áp lực
đặc biệt, tế bào được nén ép qua một khoảng không rất hẹp giữa piston và thành ống –
tế bào bị phá vỡ.
1.4.1.c.

Phá tế bào bằng áp lực

Đặc biệt phù hợp cho việc phá tế bào vi khuẩn, nhưng cũng thích hợp cho những
loại tế bào khác. Phương pháp này cho tế bào đi qua một khe rất hẹp bằng áp lực cao.
Điển hình cho phương pháp này là thiết bị “French press”.
1.4.2. Phương pháp hóa học
1.4.2.a.

Thủy phân bằng acid

 Nguyên tắc: Dùng HCl nồng độ 6 – 10 N, nhiệt độ 100 – 180 0C , thời gian thuỷ phân

24 – 72 giờ. Nếu gia tăng áp suất sẽ giảm được thời gian. Sau thuỷ phân, acid trong
dịch thuỷ phân được trung hoà bằng NaOH hoặc Na2CO3.
 Ưu điểm:
Rẻ tiền, nhanh và hiệu suất thuỷ phân cao từ 85 – 90 %, sản phẩm giàu acid amin
và dễ bảo quản.
 Nhược điểm:
─ Do nhiệt độ cao và nồng độ acid đặc, một số acid amin bị phá huỷ trong quá trình thuỷ

phân. Tryptophan bị phá huỷ hoàn toàn, các acid amin chứa lưu huỳnh bị mất 10 – 30
%. Các acid amin chứa nhóm – OH bị phân huỷ một phần như Thr, Ser, Met, Cys.
─ Chi phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống acid ăn mòn, việc sử

dụng HCl đặc độc hại và ô nhiễm môi trường.
─ Khi nồng độ HCl cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phản ứng giữa Cl 2 hoặc HCl có
trong chất béo tế bào nấm men sinh độc tố monochloropropanol và dichloropropanol
là tác nhân gây ung thư.
─ Hàm lượng muối cao do quá trình trung hoà bằng NaOH.
Người ta cũng có thể thuỷ phân nấm men bằng acid H 2SO4, thuỷ phân bằng acid
này thì dịch sau thuỷ phân được trung hoà bằng vôi, kết tủa CaSO 4 tạo thành được lọc
ra. Dịch lọc sẽ có hàm lượng muối thấp hơn so với thuỷ phân bằng HCl. Tuy nhiên vị
của dịch thuỷ phân bằng H2SO4 thường kém hơn dịch thuỷ phân bằng HCl.
1.4.2.b.

Thủy phân bằng kiềm

 Nguyên tắc: Dùng kiềm 4–8 N, nhiệt độ 100 – 1100C, thời gian 24 – 36 giờ.
 Ưu điểm: Thuỷ phân bằng phương pháp này bảo toàn được tryptophan.


 Nhược điểm: Xảy ra hiện tượng racemic hoá nên sản phẩm thuỷ phân là hỗn hợp

racemic D, L – amino acid, làm giảm giá trị dinh dưỡng. Ngoài ra, còn xảy ra quá trình
oxy hoá một số acid amin khác. Kiềm xúc tác cho phản ứng tạo lysinoalanine làm
giảm lysine trong dịch thuỷ phân. Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm ít khi dùng
phương pháp thuỷ phân bằng kiềm.
1.4.3. Phương pháp enzyme
1.4.3.a.

Phương pháp tự phân nấm men

 Nguyên tắc: Nấm men được hoà với nước theo tỉ lệ thích hợp, giữ ở nhiệt độ thích hợp

cho hệ enzym protease có sẵn trong tế bào nấm men hoạt động phân huỷ các thành
phần của tế bào. Dịch thuỷ phân rất giàu acid amin, peptid, vitamin nhóm B và các
hydratcacbon.
1.4.3.b.

Phương pháp thủy phân có bổ sung enzyme

 Nguyên tắc: Sử dụng chế phẩm enzym protease thuỷ phân protein của nấm men trong

điều kiện thích hợp cho enzym hoạt động để tạo thành các dạng đạm khác nhau.
Phương pháp này về bản chất giống phương pháp tự phân, chỉ khác là phương
pháp tự phân sử dụng enzym protease có sẵn trong tế bào nấm men, còn phương pháp
bổ sung thêm enzym protease thì protein nấm men được kết hợp thuỷ phân từ protease
có sẵn trong tế bào nấm men và chế phẩm enzym bổ sung vào với mục đích tăng hiệu
suất thuỷ phân.
Phương pháp enzym có ưu điểm là điều kiện thuỷ phân ôn hoà, hoàn toàn không
sử dụng hoá chất, không làm biến đổi thành phần acid amin ban đầu nên an toàn cho
người sử dụng và giữ được giá trị dinh dưỡng.
Hiệu suất thuỷ phân tối đa của phương pháp chỉ đạt 70%. Sự thuỷ phân hạn chế
do tác dụng của enzym nhất là các endoprotease từ vi khuẩn làm giải phóng ra các
peptit kị nước có đính các gốc leucin và phenylalanin nên sản phẩm thuỷ phân từ
protease thường có vị đắng. Tuy nhiên việc loại bỏ vị đắng hoàn toàn có thể giải quyết
được khi sử dụng phản ứng plastin hoặc serine proteinase của Bacillus subtilis vì
protease này đặc hiệu ở vị trí acid amin thơm hoặc acid amin kỵ nước. Vì vậy chúng
có khả năng làm giảm vị đắng của dịch thuỷ phân.
1.5.

Tổng quan về enzyme protease


Protease là enzyme thủy phân liên kết peptide của phân tử protein. Enzyme
protease được phân thành hai dạng là endoprotease và exoprotease. Các endoprotease
như trypsin, chymotrypsin, chymosin thủy phân các liên kết peptide ở bên trong chuỗi
polypeptide. Các exoprotease cắt các liên kết ở hai đầu tận cùng của chuỗi
polypeptide, các exoprotease cắt vào đầu có nhóm carboxyl tận cùng được gọi là
carboxylpeptidase còn những enzyme tác dụng vào đầu có nhóm amin tận cùng gọi là
aminopeptidase. Các endoprotease và exoprotease kể trên cộng tác một cách rất có
hiệu quả trong việc phân giải protein. Có thể nói rằng, chức năng chính của
endoprotease tạo ra một lượng lớn các chuỗi peptide có đầu C và đầu N tự do để tạo
điều kiện cho các exoprotease hoạt động
Protamex là protease của Bacillus. Protamex là thương hiệu được đăng kí bởi
Novozymes Corp. Enzyme này có hoạt tính endoprotease. Enzyme này hoạt động tích
cực ở tất cả giá trị pH từ 5,0 – 11,0 với hoạt động 100% tại pH = 8,0 (PhạmTHị Kim
Quyên, 2013). pH tối ưu cho sự phân giải ổn định protein là 7,0 trong điều kiện nhiệt
độ 600C, khả năng hoạt động 95%. Protamex có hoạt tính 1,5 AU/g. Enzyme này cũng
bị ức chế ở 850C trong 10 phút và pH thấp (Liaset, 2002). Bảo quản trong điều kiện
nhiệt độ 2 – 80C (Novozymes) (Allery. M et al, 2009) (Amar. B. R et al, 2009)
1.6.

Một số sản phẩm chính khi thủy phân tế bào nấm men

1.6.1. Dịch chiết nấm men (yeast extract)
Theo Food Chemical Codex định nghĩa: dịch chiết nấm men là sản phẩm chứa
các thành phần hòa tan của nấm men, mà chủ yếu là acid amin, đoạn peptit,
carbonhydrate và muối. Cao nấm men được tạo ra do quá trình thủy phân các chuỗi
peptit nhờ các enzyme của chính tế bào nấm men hay enzyme thực phẩm thêm vào.
Bản chất của quá trình sản xuất cao nấm men chính là quá trình thủy phân nấm men
thành một hỗn hợp các chất như acid amin, nucleotit, chuỗi peptit, protein, đường,
vitamin và các hợp chất có hương vị thơm ngon. Do đó, giai đoạn quan trọng nhất
trong quá trình sản xuất cao nấm men chính là giai đoạn phá vỡ vách tế bào nấm men.
Hiện nay có nhiều phương pháp phá vỡ tế bào nấm men như: phương pháp hóa học,
phương pháp sử dụng enzyme hay cho nấm men tự phân trong môi trường nước.
Cao nấm men bia là hầu như toàn bộ nội bào của tế bào nấm men. Chiết xuất
nấm men thường được sản xuất dưới dạng sệt (paste) hoặc dạng bột (powder).


Dịch chiết nấm men bao gồm các thành phần tan trong nước của các tế bào nấm
men, các thành phần trong đó chủ yếu là các acid amin, peptide, carbohydrate và muối.
Đạm và vitamin là những giá trị của chiết xuất nấm men. Do đó, dịch chiết nấm men
đã được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp thực phẩm, như một chất gia vị
trong món súp, nước chấm, nước sốt, món hầm, thực phẩm ăn nhẹ và thực phẩm đóng
hộp, cũng như trong thức ăn vật nuôi và vật liệu mỹ phẩm. Các ứng dụng khác bao
gồm bổ sung vitamin và protein trong thực phẩm sức khỏe và là một nguồn dinh
dưỡng trong môi trường vi sinh (Tatjana Vukasinovic Milic, 2006).
1.6.2. Hỗn hợp tự phân tế bào (yeast autolysate)
Yeast autolysate là sản phẩm chứa những thành phần hoà tan và cả không hòa tan
của tế bào nấm men. Bản chất của quá trình tạo yeast autolysate là nhờ vào sự hoạt
động của những enzyme thủy phân và tự phân của nấm men. Yeast autolysis là một
nguồn tốt của chất dinh dưỡng như protein, vitamin, chất xơ và vi chất dinh dưỡng.
Yeast autolysis là rất quan trọng cho ngành công nghiệp thực phẩm, được sử dụng như
một chất phụ gia trong sản xuất bột thịt, súp, nước sốt, và đồ ăn nhẹ. Nó cũng được sử
dụng để tăng cường màu sắc và hương vị của sản phẩm thực phẩm (Murli
Dharmadhikari).
1.6.3. Vách tế bào nấm men (yeast cell)
Vách tế bào chiếm khoảng 26-32% trọng lượng khô của Saccharomyces và
những loại tế bào nấm men khác. Vách tế bào nấm men chứa từ 30- 60 %
polysaccharides ( beta-glucan và mannan sugar polymer), 15 – 30% protein, 5 – 20%
lipid, và một lượng rất nhỏ chitin. Hầu hết protein trong vách tế bào liên kết với
Mannan – Oligo – Saccharide (MOS ) và tạo thành phức hợp Mannoprotein.
Vách tế bào nấm men được sử dụng trong công nghiệp bia vì nó có khả năng gắn
kết với những thành phần không mong muốn trong quá trình lên men giúp ngăn chặn
và khắc phục các yếu tố cản trở quá trình lên men (Võ Nguyễn Nhã An, 2008).
1.7.

Tổng quan về cao nấm men
Theo Eurasyp, các thành phần chính của cao nấm men gồm: (tính theo vật chất

khô):
─ Protein chiếm 50 – 70%
─ Đạm amin: 3 – 5,2%
─ Carbohydrate tổng số: 4 – 13%


─ Lipit: tồn tại với hàm lượng ít.

Chiết xuất nấm men thường được sản xuất dưới dạng sệt (paste) hoặc dạng bột
(powder). Dạng bột chính là dạng sệt sau khi được sấy phun. Dạng bột thường có màu
vàng nhạt và dạng sệt thường có màu nâu.

Hình 1.4 : Hình ảnh dịch nấm men
(Nguồn: icfood.vn)
Bảng 1.3: Thành phần acid amin trong cao nấm men (g/100g)
Thành phần
Alanine
Arginine
Aspartic acid
Cystine
Glutamic acid
Glycine
Histidine
Isoleucine
Leucine
Lysine
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tryptophan
Tyrosine
Valine

Hàm lượng
3,8
1,5
1,8
0,1
6,8
1,3
0,6
2,2
3,6
1,8
0,7
2,1
1,1
1,9
1,7
0,6
0,8
2,5

(Nguồn: Standard series, 2008)
Quy trình sản xuất cao nấm men thương mại:


Hình 1.5 : Quy trình sản xuất cao nấm men thương mại
(Nguồn: icfood.vn)


Bảng 1.4 : Thành phần vitamin trong cao nấm men (µg/g)
Thành phần

Hàm lượng ( µg/g )

Thiamine ( B1 )

150

Riboflavin ( B2 )

60

Pyridoxine ( B5 )

25

Cyanocobalamin ( B12 )

0.13

Pantothenic acid

40

Inositol

2.8

Niacin

300

Biotin

0.13

Folic acid
1.8.

0.33
(Nguồn: Standard series, 2008)

Một số ứng dụng của dịch chiết nấm men

1.8.1. Làm thức ăn chăn nuôi
Viện Chăn nuôi đã nghiên cứu thành công chế biến nấm men thải của quá trình
sản xuất bia ở Việt Nam thành dạng bột có chất lượng cao, hàm lượng protein 47 –
48% với sự có mặt đầy đủ của các loại axit amin không thay thế (Trung tâm Đại học
Thái Nguyên, 2009). Coi đây là nguồn thức ăn giàu đạm để bổ sung vào khẩu phần
thức ăn cho chăn nuôi.
Cơ thể người và động vật thường xuyên đòi hỏi cung cấp các chất dinh dưỡng
có trong thức ăn để có thể tiến hành trao đổi chất, trước hết nhằm duy trì sự sống,
tăng cường sinh trưởng và phát triển. Thức ăn, ngoài nước còn gồm những nhóm
chất: protein, chất béo, glucid, vitamin, muối khoáng, các chất gia vị, trong đó phần
quý hiếm nhất là protein.
Tại Nhật cũng như nhiều nước khác, sinh khối nấm men được sản xuất thành xì
dầu, được bổ sung vào các sản phẩm mỳ ống, bánh mì, bánh nướng làm tăng hàm
lượng protein trong sản phẩm.


x

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×