Nghiên cứu chế biến Protein nấm men trong phụ phẩm
sản xuất bia làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi
Nguyễn Thị Hoàng Anh
1
, Bùi Thị Thu Huyền
2
, Trịnh Vinh Hiển
1

1
Trạm Nghiên cứu va Chế biến SPCN - Viện Chăn Nuôi
2
Bộ môn Nghiên cứu Dinh dỡng TACN - Viện Chăn Nuôi
Summary
Microbal Biomass Product (MBP) or Single Cell Protein (SCP) are widely used all over the world
to solve Protein shortage. In this study, brewing yeast is treated and processing to produce peotein rich yeast
powder. Treatment to remove biterness from brewing yeast biomass is carry out in condition: NaOH
concentration is 0.1% temperature of soluble from 2-5C for 30 minutes. Parameters for yeast autolysis are
defined: temperature of soluble is 50C for 18 hours, pH 7.0. The yeast powder is rick in protein and free
amino nitrogen at level of 48.15 and 36.087% respectively. It is valuable material to fortifiy protein in feed
animal, creating great potential for the yeast powder to be be apply in feed processing industry.
1. Đặt vấn đề
Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân thật [13], đợc phân bố
rất rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong môi trờng có chứa đờng hay có độ pH
thấp. Trong dinh dỡng, từ lâu nấm men đã đợc biết đến nh một nguồn thức ăn
bổ sung an toàn và có giá trị cao với hàm lợng cũng nh chất lợng Prôtêin rất
cao (40-60%), các thành phần Vitamin phong phú, đặc biệt là các Vitamin
nhómB. Sử dụng sinh khối nấm men đảm bảo an toàn về thực phẩm. Sinh khối nấm
men bia không những giàu giá trị dinh dỡng mà còn có khả năng kích thích ăn
ngon miệng, cải thiện khả năng tiêu hoá của vật nuôi, giúp vật nuôi ăn nhiều và
hấp thụ tối đa Do vậy trên thế giới ngời ta đã tận dụng các nguồn dinh dỡng nh

- Sinh khối nấm men từ nhà máy bia Việt Hà, nhà máy bia Thanh hoá và
các hoá chất cần thiết phuc vụ cho xử lý sinh khối nấm men.
- Thiết bị: Máy đo quang phổ (Ultrospec 3000pro - Anh), máy ly tâm công
nghiệp (Việt nam), máy sấy phun (Đức), kính hiển vi (Đức-CLFM), máy đo mật
độ quang (Đức), máy đo pH (Mỹ), máy cất đạm Keldan (Nhật), máy sắc ký lỏng
cao áp.
2.2. Thời gian, địa điểm tiến hành
- Thời gian: Từ tháng 2 đến tháng 12 năm 2006
- Địa điểm tiến hành: Viện Chăn nuôi, Công ty CP Nông sản Thanh Hoa,
Viện Công nghiệp Thực phẩm, ĐH Khoa học Tự nhiên.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1:
Nghiên cứu chế biến Protein nấm men trong phụ phẩm sản xuất bia
làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi
- Xác định phơng pháp rửa vị đắng của hoa Houblong trong nguyên liệu
- Xác định phơng pháp phá vỡ thành tế bào nấm men đạt hiệu quả cao
nhất.
- Nghiên cứu ảnh hởng của các thông số công nghệ tới hiệu quả thu hồi và
chất lợng của sinh khối nấm men sau khi sấy phun.
- Xây dựng quy trình sản xuất bột nấm men.
- Nghiên cứu khả năng tái sử dụng phụ phẩm men bia làm men giống phục
vụ cho quá trình tạo sinh khối nấm men.
Nội dung 2:
Nghiên cứu khả năng tái sử dụng phụ phẩm men bia làm men giống
phục vụ cho mục đích tạo sinh khối nấm men
- Đánh giá khả năng sống và tỷ lệ sống của tế bào nấm men bia
- Nhân giống nấm men bia thuần khiết
- Giảm sự tạp nhiễm của vi khuẩn
- Lựa chọn môi trờng thích hợp cho quá trình tạo sinh khối
2.4. Phơng pháp nghiên cứu

xác định ở các nhiệt độ khác nhau: 16, 18, 20, 20, 24, 26, 28
0
C.
Tại mỗi thời điểm: Dịch nấm men sau khi xử lý đợc đem li tâm, lấy dịch
trong ở trên đem xác định hàm lợng protein đợc giải phóng. Mặt khác lấy dịch
nấm men sau xử lý làm tiêu bản, soi kính hiển vi điện tử để xác định tỷ lệ tế bào bị
thuỷ phân (trên 1 trờng hiển vi kính xác định lợng tế bào bị phá vỡ so với tổng
số tế bào theo cảm quan). Từ kết quả thu đợc ta xác định đợc pH, thời gian và
nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân tế bào nấm men.
Sử dụng phơng pháp tự phân để phá vỡ thành tế bào nấm men: các bớc
tơng tự nh thuỷ phân thành tế bào bằng dung dịch kiềm:
- Xác định thời gian tự phân tối u: 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 giờ tại nhiệt
độ 50
0
C.
- Xác định nhiệt độ tự phân thích hợp: Tiến hành thời gian đã xác định ở các
nhiệt độ khác nhau: 40; 45; 50; 55; 60, 65
0
C trong 18 gi3.
Sử dụng phơng pháp Keldan để xác định đạm toàn phần.
Sử dụng phơng pháp sắc ký lỏng cao áp để xác định hàm lợng các axit
amin của các mẫu nghiên cứu.
Sử dụng phơng pháp sấy phun để sấy khô sản phẩm: Tiến hành sấy
phun theo các chế độ: nhiệt đầu vào 280
0
C, nhiệt độ đầu ra 100
0
C.
Đánh giá khả năng sống của tế bào nấm men
- Lấy 10 gam sinh khối nấm men cho vào bình đựng 90 ml nớc vô trùng, lắc

Martin. Xác định khả năng tồn tại của vi khuẩn lactic và xem xét ảnh hởng của
quá trình rửa đến khả năng phát triển của tế bào nấm men bằng đếm số lợng
khuẩn lạc mọc trên đĩa thạch.
Lựa chọn môi trờng thích hợp cho quá trình tạo sinh khối nấm men
Môi trờng nghiên cứu:
+ Môi trờng 1: môi trờng Martin (đặc trng cho tất cả nấm men)
+ Môi trờng 2: nớc chiết Malt (250g malt/l)
Sau 48 giờ nuôi cấy lắc tại nhiệt độ 30
0
C sinh khối nấm men thu đợc đem sấy
khô và xác định cân trọng lợng khô. . Kết quả nghiên cứu và thảo luận
. Nội dung 1
3.1.1. Xác định vật chất khô của nguyên liệu
Bảng 1
. Bảng phân tích vật chất khô của nguyên liệu
Trọng lợng mẫu thí nghiệm (g) Các mục
M1 M2 M3 M4 M5
NL ban đầu 60,12 90,25 101 111,9 75,5
NL sau khi sấy 20,84 31,05 35,02 39,20 25,96
% Vật chất khô 34,66 34,40 34,67 35,03 34,38
Vật chất khô trung bình (%) 34,63

các tác nhân khác nh NaCl 0.05%, H
3
PO
4
0.05%, n45c cất mang lại kết quả
không mong muốn, sản phẩm sau khi rửa 1-2 lần vẫn có vị đắng. Tuy nhiên nếu
tiến hành rửa nguyên liệu nhiều lần (4-6 lần) thì sản phẩm cũng giảm dần độ đắng,
nhng so với rửa bằng dung dịch NaOH thì tốn thời gian hơn rất nhiều. Chính vì
vậy chúng tôi đã chon dùng NaOH là tác nhân loại đắng.
Sau khi xác định đợc tác nhân loại đắng có hiệu quả nhất là NaOH, chúng
tôi tiến hành xác định nồng độ NaOH tối u cho quá trình loại đắng. Kết quả đợc
trình bày ở bảng 3:
Bảng 3.
Xác định nồng độ NaOH thích hợp cho quá trình loại đắng dịch nấm men
Nồng độ
NaOH (%)
pH của dung dịch
xử lý
OD
(275nm)
Tính chất của sản
phẩm cuối
Số mẫu thử
0 5.5 0,08 Đắng rõ ràng 6
0,02 5.7 0,135 Đắng rõ ràng 6
0,04 6.3 0,248 Đắng 6
0,05 6.5 0,36 Hơi đắng 6
0,06 6.6 0,364 Hơi đắng 6
0,08 6.8 0,412 Hơi đắng 6
0,1 7.0 0,425 Không đắng 6

7.0 8 32,25 30
7.0 9 40,84 65
7.0 10 47.28 100
7.0 11 47.30 100
7.0 12 47.28 100

Nhìn vào bảng trên ta thấy, sau quá trình rửa đắng (pH = 7) dịch nấm men
đợc xử lý với pH= 10 thì tỷ lệ tế bào bị phá vỡ là 100%. Tuy nhiên lợng protein
giải phóng tại pH=10 cha phải là cao nhất, với dịch nấm men sau quá trình xử lý
pH>10 thì lợng protein tăng dần nhng tăng không nhiều (từ 47.28% đến
47.30%). Chính vì vậy ta chọn pH= 10 là pH thích hợp nhất cho quá trình thuỷ
phân tế bào nấm men, bởi với pH >10 ta phải tiêu tốn thêm lợng NaOH để tăng
giá trị pH lên.
Sau khi xác định đợc pH thích hợp cho quá trình thuỷ phân thành tế bào
nấm men, ta tiếp tục xác định thời gian và nhiệt độ thích hợp cho quá trình thuỷ
phân.

Bảng 4. ảnh hởng của nhiệt độ và thời gian tới quá trình thuỷ phân tế bào nấm men
pH sau
khi xử lý

Nhiệt độ xử
lý (
o
C)
Thời gian
xử lý (giờ)

thành tế bào là 18 giờ. Mặt khác, cùng thời gian xử lý nhng ở các dải nhiệt độ
khác nhau, khi nhiệt độ xử lý là 20
0
C thì tỷ lệ tế bào bị phá vỡ cũng là 100%. Sau
đó nhiệt độ xử lý đợc nâng lên, mặc dù tỷ lệ tế bào đợc giải phóng ra là nh
nhau nhng lợng protein giải phóng ra có sự sai khác chút ít (từ 47.28tới
47.30%). Hơn thế nữa, nếu tăng nhiệt độ xử lý lên cao tiếp (trên 26
0
C) khi đó là
thời điểm thích hợp cho các enzym nội bào hoạt động, quá trình phân huỷ protein
đợc giải phóng sẽ diễn ra, làm giảm chất lợng của sản phẩm. Chính vì vậy, nhiệt
độ xử lý thích hợp đợc lựa chọn là 24
0
C.
. Phá vỡ thành tế bào nấm men bằng phơng pháp tự phân
Tự phân là quá trình phân huỷ thành phần peptido- glucan ở thành tế bào
bởi phức hệ enzim của thành tế bào đợc khỏi trạng thái liên kết khi xử lí tế bào
nấm men bằng các tác nhân xử lý, làm proteaza và những enzim khác thoát ra
ngoaì môi trờng dễ dàng. Từ đó, proteaza đợc chiết ra lại tiếp tục thuỷ phân
Protein, tiếp tục gây h hỏng rồi dẫn tới phá huỷ hoàn toàn thành tế bào.
Sau khi tiến hành rửa loại đắng ta thu đợc nấm men có pH =7.0. Đây là pH
thích hợp cho các cho phức hệ enzim bao gồm có glucanaza, manaza, proteaza,
xylanza chiết xuất ra, phân cắt các thành phần glucan, manana, gây h hỏng mạng
lới cấu trúc thành tế bào, là cơ sở cho phơng pháp phá huỷ thành tế bào nấm
men bằng phơng pháp tự phân. Do vậy, ta chọn pH = 7 là pH của môi trờng để
tiến hành phơng pháp tự phân.
Sau khi đã chọn đợc pH ta tiếp tục nghiên cứu xác định nhiệt độ và thời
gian thích hợp cho quá trình tự phân.
Bảng 5. ảnh hởng của nhiệt độ và thời gian tới quá trình tự phân thành tế bào
nấm men

50
0
C, khi thời gian xử lý bắt đầu là 18 giờ thì tỷ lệ tế bào giải phóng ra là 100% và
lợng protein giải phóng là 48.15%. Sau khoảng thời gian đó đem dịch trong đi
phân tích protein ta thấy hàm lợng protein giải phóng ra không thay đổi và nếu
tiếp tục kéo dài thời gian xử lí thì hàm lợng protein thu đợc không những không
tăng lên mà lại có xu hớng giảm. Do vậy, chúng tôi đã chọn thời gian thích hợp
cho quá trình thuỷ phân thành tế bào là 18 giờ. Mặt khác, cùng thời gian xử lý
nhng ở các dải nhiệt độ khác nhau, khi nhiệt độ xử lý là 50
0
C thì tỷ lệ tế bào bị
phá vỡ cũng là 100%. Sau đó nhiệt độ xử lý đợc nâng lên, mặc dù tỷ lệ tế bào
đợc giải phóng ra là nh nhau nhng lợng protein giải phóng ra có sự sai khác
khôngđáng kể. Tuy nhiên giữa nhiệt độ xử lý là 50 và 55
0
C thì kết quả là nh nhau.
Hơn thế, nếu tăng nhiệt độ xử lý lên cao tiếp (trên 55
0
C) khi đó là thời điểm thích
hợp cho các enzym nội bào hoạt động, quá trình phân huỷ protein đợc giải phóng
sẽ diễn ra, tổn hại thành tế bào đồng thời cũng có thể gây tổn thất khá lớn cho các
sản phẩm sinh học đợc chiết xuất, làm giảm chất lợng của sản phẩm. Chính vì
vậy, nhiệt độ xử lý thích hợp đợc lựa chọn là 50
0
C.
Sau khi tiến hành 2 phơng pháp xử lý, chúng tôi tiến hành phân tích bột
nấm men đợc sấy phun sau khi xử lý. Kêta quả đợc trình bày ở bảng 6:
Bảng 6.
Thành phần của bột nấm men thuỷ phân và tự phân
Hàm lợng (%)

Phenyl alanine 1,811 1,671 0,021 0,002
15

Isoleusine 2,077 1,924 0,077 0,198
16

Leusine 3,040 2,806 0,064 0,034
17

Lysine 1,612 1,469 0,224 0,665
18

Proline 2,189 2,004 0,485 0,795
19

Axit amin tổng

36,087 34,83
n = 5; (*) các số liệu sai khác P < 0,05

Các số liệu đợc xử lý trên phần mềm Minitab 13. Từ kết quả thu đợc ta
thấy có 5 axit amin có sự sai khác giữa 2 phơng pháp xử lý (P < 0,05), đó chính là
các axit amin: Glutamic, Serine, Glycine, phenyl-alanine và leucine. Trong đó chỉ
có axit amin Serine là phơng pháp thuỷ phân cho hàm lợng cao hơn tự phân, còn
lại là với khả năng tự phân nấm men thu đợc có hàm lợng cao hơn. Không chỉ
đánh giá hiệu quả của hai phơng pháp qua hàm lợng axit amin thu đợc, chúng
tôi còn tổng kết đến hiệu quả kinh tế khi sử dụng các phơng pháp phá vỡ thành tế
bào. Kết quả đợc trình bày ở bảng 7:
7. Hiệu quả kinh tế khi sử dụng 2 phơng pháp khác nhau để phá vỡ thành tế bào
nấm men

Sản phẩm . Sản xuất bột nấm men bằng phơng pháp thuỷ phân
Nguyên liệu nấm men bia: phải tiến hành xử lý ngay khi vừa tháo ra khỏi
thiết bị lên men. Thời gian dự trữ không quá 3 ngày và phải bảo quản trong điều
kiện thoáng mát, nhiệt độ không quá 10
0
C. Men thải phải vẫn giữ nguyên màu sắc
của dịch lên men đầu và cha có mùi h hỏng
- Li tâm và lọai đắng: Sử dụng tác nhân NaOH 0.1% theo tỷ lệ 1kg nguyên
liệu/ 5lit dung dich NaOH. Tiến hành loại đắng ở nhiệt độ thấp. Sau 2 giờ xử lý, ta
hành li tâm cho nguyên liệu nhằm loại nớc. Li tâm tới khi độ ẩm dới 40% là đạt
yêu cầu. Sau khi li tâm nguyên liệu ở dạng thô tơi và xốp mịn.
- Thuỷ phân bằng kiềm: Nhằm mục đích phá huỷ thành tế bào nấm men,
tạo điều kiện cho protein đợc chiết xuất ra ngoài môi trờng và giảm lợng axit
nucleic trong nấm men. Thuỷ phân bằng NaOH 2N, điều chỉnh tới pH phù hợp,
khuấy đều cho nguyên liệu đồng nhất. Sau đó đa về nhiệt độ cần thiết (22-24
0
C)
trong thời gian 18 20 giờ. Trong thời gian tiến hành thuỷ phân cần thờng xuyên
khuấy đều nguyên liệu đảm bảo cho quá trình thuỷ phân diễn ra đồng đều trong cả
khối nguyên liệu.
- Trung hoà: sau khi tiến hành thuỷ phân, nguyên liệu có pH dao động
khoảng 10- 11. Do vậy ta phải tiến hành trung hoà băng axit HCl 1 N để đa pH về
dạng trung hoà (6.5- 7) nhằm đảm bảo cho sản phẩm an toàn sử dụng.
- Sấy phun: Sau khi kết thúc quá trình thuỷ phân thì tiến hành sấy phun để
thu sản phẩm. Sản phẩm đợc sấy phun với nhiệt độ đầu vào là 280
0
C và nhiệt độ

Có rất nhiều phơng pháp làm giảm sự tạp nhiễm của vi khuẩn: dùng axit
loãng (xử lý ở 5
0
C), dùng nớc cất, muối, chất kháng sinh [7] Nhng ở đây
chúng tôi chỉ tiến hành dùng nớc cất và muối (do dịch nấm men là axit nên chúng
tôi không dùng axit để rửa).
Bảng 8.
So sánh 2 phơng pháp làm giảm sự tạp nhiễm của vi khuẩn qua 1 lần rửa
Tác nhân rửa Số lợng nấm men (CFU/g) Số lợng vi khuẩn lactic (CFU/g)
Nớc cất 1 x 10
6
0.5 x 10
2
Muối (NH
4
)
2
SO
4
1,2 x 10
6
1,1 x 10
2

Nhìn vào bảng trên ta thấy, khi tác nhân rửa là muối (NH
4
)
2
SO
4

đợc đợc chúng tôi so sánh với nhiều kết quả nghiên cứu của các tác giả khác
nhau trong và ngoài nớc về khả năng tích luỹ sinh khối của nấm men chuyên
dùng để cho sinnh khối, khả năng cho sinh khối lớn thờng là từ 7 đến 15g/l trọng
lợng khô. Chúng tôi làm thí nghiệm nhân sinh khối với chính men gốc từ nhà
máy bia. Kết quả thu đợc đợc trình bày ở bảng 9.
Bảng 9. Khả năng tích luỹ sinh khối của nấm men bia gốc trên các môi trờng
khác nhau
Môi trờng nhân sinh khối MT1 MT2
Trọng lợng khô
1
(g/l) 1,2 1,8
Trọng lợng khô
2
(g/l) 1,5 2,2
Trọng lợng khô
3
(g/l) 1,8 2,8
Ghi chú: (1) nhân sinh khối không bổ sung nấm men thuần khiết
(2) nhân sinh khối có bổ sung nấm men thuần khiết (tách từ men sữa và đợc hoạt hoá lại)
(3) nhân sinh khối có bổ sung nấm men gốc

Nhìn vào bảng trên ta thấy giữa MT1 và MT2 có sự khác nhau về khả năng
tích luỹ sinh khối trong đó MT2 tốt hơn MT1 vì MT2 là môi trờng đặc trng cho
nấm men bia. Sự khác nhau này là do MT2 là môi trờng dịch chiết của malt ngoài
tinh bột ra còn chứa 1 lợng các axit amin và vitamin - Các yếu tố góp phần quan
trọng cho sự sinh trởng của nấm men. Mặt khác ta thấy khi nhân sinh khối trên
các môi trờng khác nhau, do dịch nấm men có chứa nấm men đã qua nhiều quá
trình lên men nên sức sống giảm. Chính vì vậy có sự khác biệt về khối lợng nấm
men khô thu đợc khi nhân sinh khối trên các môi trờng không bổ sung hoặc bổ
sung nấm men thuần khiết, men gốc.

3. Hồ Xởng (1996). Công nghệ sản xuất bia. NXB khoa học và kỹ thật Hà Nội, Tr12-45.
4. Uỷ ban khoa học và kỹ thuật, ban Nông Lâm nghiệp (1970). Nấm men dùng trong chăn nuôi lợn. NXB
Khoa học và kỹ thuật Hà Nội. Tr 20-76, Tr 236-239.
5. Nguyễn Văn Việt (2001). Nấm men bia và ứng dụng. NXB Nông nghiệp. Tr 7-67
6. Nguyễn Lân Dũng et al (1993). Tuyển chọn các chủng nấm men phát triển nhanh và tích luỹ sinh khối
nhiều Protein trên môi trờng có nguồn cacbon duy nhất là rỉ đờng hoặc bã rợu. Tạp chí sinh học, tập
15, số 4, Tr 60-62.
7. Mai Thị Đàm Linh (2006). Tuyển chọn các chủng nấm men trong lên men etanol và xác định khả năng
nhiễm vi khuẩn lactic trong quá trình lên men. Luận văn thạc sỹ.
8. Lê Văn Hoàng (2001). Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học trong công nghiệp. NXB Khoa học
và kỹ thuật. Tr 35-37
9. Viện công nghiệp thực phẩm. Các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sinh học và công nghệ
thực phẩm giai đoạn 1996-2000. Tr 325-333
10. Đống Thị Anh Đào (2001). Luận án tiến sỹ kỹ thuật: Nghiên cứu thu nhận chế phẩm Superoxyt
dismutaza từ nấm men Saccharomyces cervisiae.
11. Báo cáo tổng kết của Tổng Công ty Rợu Bia nớc giải khát (2005).
12. FAO. (1995). Protein Requirements, FAO Nutrition Meeting Series. FAO, Rome, P 37.
13. People H.J, Harrison J.S. The Yeast. (1970). Academic Press London.
14. Imrie F.K.E, Righelato R.C, Parker K.J. Food from wastes. (1979). Appl. Sci. Publisher, London, P 79.
15. Kihberg R.H. The microbe as a source of food. (1972), P 440-465.
16. Edozien J.C, Young V.R. Nature (1970). London, P 228.
Fleet G.M. Microbial cell wall synthesis and autolysis. (1984). Elsevier, Amsterdam, P227