Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
1
LỜI MỞ ĐẦU
Nếu như ở Châu Á chủ yếu sử dụng gạo, thì ở Châu Âu con người lại dùng
lúa mì làm lương thực chính. Từ lúa mì, người Châu Âu sản xuất ra bánh mì, một
sản phẩm truyền thống nổi tiếng bên cạnh bia, phomat,…Do vai trò quan trọng của
bánh mì đối với loài người nên quy trình sản xuất bánh mì rất được quan tâm và
không ngừng được con người cải tiến.
Tuy không hiểu rõ nguyên nhân nhưng con người đã biết cách tạo ra những
bánh men bổ sung vào quy trình s
ản xuất bánh mì. Đến đầu thế XIX, nấm men bia,
nấm men thải từ nhà máy rượu bia đã được con người sử dụng để làm bánh mì.
Cuối thế kỷ XIX, nhiều cải tiến kỹ thuật như hệ thống thông khí ( nước Anh ), kỹ
thuật ly tâm để tách men ra khỏi môi trường tăng trưởng (Mỹ) đã được dùng để sản
xuất men bánh mì. Con người chỉ làm theo thói quen, không lý giải được tại sao làm
như vậy thì ch
ất lượng bánh mì sẽ tốt hơn. Sau đại chiến thứ I và thứ II, việc sản
xuất nấm men Sacharomyces và Candida phát triển mạnh.
Ngày nay, với sự hiểu biết về vi sinh vật học, con người đã phần nào giải
thích được những quá trình xảy ra trong quy trình sản xuất bánh mì. Từ đó cho thấy
được tầm quan trọng của việc sản xuất bánh men có ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng sản phẩm cuối cùng.
Ở bài tiểu luận này, nhóm em chỉ tập trung tìm hiểu loại nấm men dùng
trong sản xuất bánh mì bằng vốn kiến thức ít ỏi và các nguồn tài liệu đáng tin cậy
khác. Trong quá trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng
như cách trình bày. Vì vậy, nhóm em rất chân thành cảm ơn về sự đóng góp ý kiến
của Thầy cùng các bạn.
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
2
Khó khăn nhất trong việc cung cấp oxy cho quá trình lên men ở giai đoạn này là
người Châu Âu sử dụng môi trường nhão, do đó oxy rất khó phân tán đều vào kh
ối
nhão này.
Năm 1886, người Châu Âu bắt đầu thay đổi môi trường. Người ta không
dùng môi trường nhão nữa mà sử dụng dung dịch nước đường. Bột lúa mì hay đại
mạch được thủy phân thành đường, sau đó người ta dùng nước đường này để sản
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
3
xuất nấm men. Năm 1900, người ta sử dụng máy ly tâm tốc độ cao để tách nước ra
khỏi nấm men và phương pháp nuối cấy nấm men được hoàn thiện dần.
Sau đó, người ta thay bột thủy phân bằng mật rỉ hoặc phế liệu nhà máy
đường, nhà máy bánh kẹo. Lượng đường dùng để lên men cũng giảm dần, lưu
lượng khí được tăng lên để tăng khả năng hô hấp của nấm men.
N
ăm 1916, xuất hiện nhà máy đầu tiên thực hiện những cải tiến này. Năm
1940 nhà máy men bánh mì lớn nhất Châu Âu với công suất 16500 tấn / năm được
xây dựng ở Moscow. Từ đó đến nay, hầu như nước Châu Âu nào cũng có hàng chục
nhà máy lớn, nhỏ sản xuất nấm men bánh mì.
1.1.3 Đặc điểm hình thái và kích thước. [2]
Nấm men saccharomyces có hình bầu dục, gần tròn, kích thước khoảng 6 -
8 µm x 5 - 6 µm.
Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích
thước nhỏ, từ 5-14 mircomet.
Saccharomyces là loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, gồm có nấm
men chìm và nấm men nổi:
Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng
riêng lẻ hoặc cặp đôi. Hình dạng chủ yếu là hình cầu.
Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường
chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh
tổng hợp và sinh sản của tế
bào. Nhân nấm men có phần trên là trung thể
(centrosome) và centrochrometin và phần đáy của nhân có thêm không bào
(vacuole), bên trong chứa 6 cặp nhiễm sắc thể (NST) và bên ngoài màng nhân có
nhiều ti thể bám quanh. Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh
dưỡng cho tế bào.
1.1.5 Thành phần hóa học.[2]
Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ
thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi
trường nuôi cấy và tình trạng sinh lý của tế bào.
Nấm men ép có ch
ứa 70-75% nước, 25-30% còn lại là chất khô.
Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào và phần nước nằm trong
tế bào. Lượng nước khác nhau tuỳ thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi và
phương pháp thu tế bào. Ví dụ: khi nuôi trong môi trường NaCl thì lượng nước
trong tế bào giảm.
Thành phần chất khô của tế bào nấm men bao gồm protein và các chất có
nitơ khác chiếm 50% , chất béo 1,6%, hydratcacbon 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro
7,6%. Thành phần của những chất này không cố định, nó có th
ể thay đổi trong quá
trình nuôi cấy cũng như quá trình lên men.
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
5
Hydratcacbon gồm: polysaccharide, glycogen, trehalose (12 -12,5%),
mannan (18,7-24,9%), glucan (9,47-10,96%) và chitin . Những nghiên cứu động
học về sự biến đổi hydrat cacbon trong quá trình bảo quản nấm men cho thấy là
glucan, mannan và dạng glycogen tan trong kiềm và axit clohydric là yếu tố cấu
trúc của tế bào, trong khi trehalose và glycogen tan trong axit acetic, là chất tạo
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
6
Nấm men nổi ( lên men nổi ) chỉ lên men được 1/3 rafinose sau khi phân
giải ra một phân tử fructose và melibiose. Nấm men chìm (lên men chìm ) có khả
năng thủy phân hoàn toàn rafinose do có enzyme invertase và melibiozase.
Các polysaccharide cần được thủy phân hoàn toàn bằng axit hoặc enzyme
thì nấm men mới có thể sử dụng được.
1.1.6.3 Nguồn nitơ.
Ý nghĩa chủ yếu của nguồn nitơ là cung cấp cho tế bào nguyên liệu để hình
thành các nhóm amin (-NH
2
) và imin (-NH-) để tổng hợp nên protein và các hợp
chất khác của nguyên chất. Nấm men đồng hóa được các hợp chất axit amin và nitơ
vô cơ. Dễ đồng hóa hơn cả là ion NH
4
+
và ammoniac NH
3
với lượng sử dụng lớn
nhất là 20 – 35 mg N
2
/109 tế bào. Nguồn nitơ được coi là tốt nhất và được đồng hóa
hoàn toàn là ure:
NH
2
– CO – NH
2
+ H
2
2
O
MgSO
4
.4H
2
O
1 – 2
1 – 2
0.2 – 0.5
0.02 – 0.1
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
7
FeSO
4
.7H
2
O
ZnSO
4
.7H
2
O
CuSO
4
.5H
2
O
Na
ại vi sinh vật khác nhau có
nhu cầu về vitamin khác nhau. Đa số các chủng nấm men đang ở giai đoạn nhân
giống cần đến isositol, canxi pantothenat, thiamyl và đặc biệt là biotin.
Tế bào sử dụng các chất này để tạo tế bào chất. Nồng độ của vitamin có thể
ảnh hưởng dến quá trình sinh trưởng và phát triển là 0.01 – 1.10mg/l. Các vitamin
quan trọng như B
1
, B
3
, B
6
, B
7
.
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
8
1.1.7 Sự hấp phụ chất dinh dưỡng của tế bào nấm men.
Hiện nay người ta nhận thấy quá trình dinh dưỡng của nấm men gồm 2 giai
đoạn:
9Chất dinh dưỡng qua màng tế bào chất vào tế bào.
Chuỗi các phản ứng hóa học, biến đổi chất dinh dưỡng để tổng hợp chất
liệu cho tế bào. Môi trường dinh dưỡng chứa những thành phần có áp suất thẩm
thấu khác nhau.
Các chất không đ
iện tích như đường saccharose, rượu axit hữu cơ, amino
axit xâm nhập qua màng tế bào bằng cách khuếch tán hay vận chuyển thụ động, do
sự khác nhau về nồng độ các chất này giữa tế bào và môi trường. Các chất điện tích
trong dung dịch như muối KCl, magie, canxi và các kim loại khác có thể vào tế bào
Có thêm NaCl 40,0 60,0 45 – 55 0 – 6
9Chất dinh dưỡng sau khi vào tế bào nấm men sẽ được biến đổi theo một
trong hai con đường sau, tuy điều kiện môi trường và phương pháp nuôi cấy:
C
6
H
12
O
6
2CH
3
CO COOH + 2 H
2 CH
3
CH
2
OH + 3CO
2
[1] 6CO
2
+ 6 H
2
O [2]
Trong đó, con đường chủ yếu là tạo cồn. Theo quan điểm năng lượng, qua
trình này ít kinh tế hơn vì còn nhiều năng lượng trong rượu, trong khi còn đường tạo
ra các thành phần chủ yếu của tế bào. Từ những thành phần này khối lượng tế bao
2
là tác nhân làm bánh mì nở. Khi CO
2
được tạo thành sẽ bị giữ
lại trong mạng gluten. Gluten trong bột mì là loại protein rất đặc biệt, chúng có tính
chất đàn hồi và tạo mạng. Các protein khác không có đặc tính này. Khi nướng bánh
mì ở nhiệt độ cao, CO
2
sẽ tăng thể tích, mạng gluten sẽ căng ra và tạo thành những
túi chứa CO
2
. Khi nhiệt độ cao hơn, CO
2
sẽ thoát ra khỏi túi chứa đó và tạo ra
những lỗ xốp trong bánh, kết quả là bánh có độ xốp. Khả năng lên men càng mạnh
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
10
thì độ xốp của bánh càng nhiều và bánh càng nở, thể tích bánh càng tăng. Tuy
nhiên, không phải thể tích bánh lớn quyết định đến chất lượng bánh mì. Mức độ
tăng thể tích của bánh mì chỉ nói lên khả năng lên men bột mì của nấm men. Các
nước sản xuát bánh mì có yêu cầu mức tăng thể tích khác nhau. Điều này phụ thuộc
vào thói quen khi sử dụng bánh mì.
Trong sản xuất bánh mì hiện nay ở các nước châu Âu, người ta sử dụng 3
dạng n
ấm men để làm nở bánh:
– Dạng nấm men lỏng.
– Dạng nấm men nhão (paste).
– Dạng nấm men khô.
1.2.1 Nấm men dạng lỏng.
chuyển. Ở nhiều nước, nhiều cơ sở sản xuất bánh mì sử dụng nấm men dạng paste.
Ở Việt Nam, các cơ sở sản xuất bánh mì cũng thường sử dụng nấm men paste. Liều
lượng sử dụng khoảng – 5 % so với khối bột lên men, đ
iều này cũng còn tùy vào
chất lượng nấm men paste.
1.2.3. Nấm men khô:
Nấm men khô lại được sản xuất từ nấm men paste. Người ta sấy nấm men
paste ở nhiệt độ < 40
0
C hoặc sử dụng phương pháp sấy thăng hoa. Nấm men khô có
độ ẩm < 10%, hoạt lực nở không cao nhưng lại có ưu điểm rất lớn là thời gian sử
dụng rất lâu và dễ vận chuyển.
1.3 Các yêu cầu ( chỉ tiêu chất lượng ) của sinh khối nấm men bánh mì.[1]
Nấm men Sacchromyces cerevisiae dùng cho sản xuất nấm men bánh mì
đảm bảo những yêu cầu sau:
-
Tế bào nấm men có kích thước lớn, đều, có khả năng phát triển mạnh và
chịu được nhiệt độ cao.
-
Có hoạt lực enzyme zymase < 45 phút (giá trị này được xác định khi cho
nấm men (2,5% ) lên men 20 ml dung dịch đường 5% giải phóng ra được 10ml
CO
2
).
-
Hoạt lực maltase < 70 phút (giá trị này biểu thị thời gian cần thiết để giải
phóng 10 ml CO
2
khi lên men 20ml dung dịch mantose 5% với hàm lượng nấm men
2,5%). Chỉ số này dùng để đánh giá khả năng lên men đường mantose của nấm
2-
<
80; As < 0,05; Zn< 5; Cu <3; FeO < 3.
¾E. coli < 20 tế bào.
2.1.2. Nguồn hydratcacbon
Hydratcacbon sử dụng trong sản xuất nấm men bánh mì thường là đường
có trong rỉ đường (mật rỉ). Như vậy rỉ đường là nguyên liệu chính thứ hai dùng
trong sản xuất nấm men bánh mì. Rỉ đường có hai loại : rỉ đường từ quá trình sản
xuất đường từ mía và từ củ cải đường. Rỉ đường từ hai nguồn nguyên liệu khác
nhau này có nhiều đặc đi
ểm vật lý và hoá học giống nhau. Tuy nhiên, giữa 2 loại
nguyên liệu này có một số chất có thành phần khác nhau.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của 2 loại rỉ đường:
Hàm lượng rỉ đường
Thành phần Đơn vị tính
Củ cải Đường mía
Đường tổng số % 48 – 52 48 – 56
Chất hữu cơ khác % 12 – 17 9 – 12
Protein % 6 – 10 2 – 4
K % 2 – 7 1.5 – 5
Ca % 0.1 – 0.5 0.4 – 0.8
Môn: CÔNG NGHỆ LÊN MEN GVHD: NGÔ LÂM TUẤN ANH
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
13
Mg % 0.09 0.06
P % 0.02 – 0.07 0.6 – 2
Biotin (vitamin H) mg/kg 0.02 – 0.15 1 – 3
Axit pantothenic mg/kg 50 – 110 15 – 55
Inositol mg/kg 5000 – 8000 2500 – 6000
Thiamin mg/kg 1.3 1.8
Đề tài: CN SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN BÁNH MÌ
14
- Rỉ đường là chất dinh dưỡng khá lý tưởng nên rất dễ bị nhiễm vi sinh vật
lạ. Do đó chất lượng của rỉ đường cũng dễ bị thay đổi theo thời gian bảo quản.
Ngoài ra, người ta còn sử dụng bột khoai mỳ, bột ngô, gạo đã nấu,… để
làm nguồn thức ăn cung cấp hydratcacbon cho nấm men.
2.1.3. Nguồn phospho và nitơ:
Trong sản xuất nấm men bánh mì, người ta thường sử dụ
ng urea như nguồn
nitơ và diamonphotphat (DAP) như nguồn chứa nitơ và phospho. Ngoài ra, có nhiều
hợp chất vô cơ khác của photpho và nitơ có thể dùng để nuôi nấm men như
(NH
4
)
2
SO
4
, NH
4
OH, H
3
PO
4
, Ca(H
2
PO
4
)
2
, nhưng hai nguồn trên được sử dụng nhiều
: [1]
Rỉ đường Nấm men
Xử lý rỉ đường Nuôi cấy nấm men
Nuôi cấy men thương
phẩm
Ly tâm tách rửa men
Ép
Định hình
Sấy
Bao gói
Bảo quản nhiệt độ
thường
Đóng gói men ép
Bảo quản lạnh
Men ép Men khô
Copyright: Tài liệu đại học ©