tiểu luận công nghệ thực phẩm Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia

Như vậy,lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất bianếu tận dụng được là không nhỏ.. THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA NẤM MEN Người ta chia các hợp chất trong t

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này làtrung thực và chưa hề được sử dụng

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khoá luận này đãđược cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong khóa này đã được ghi rõnguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Sinh viên

Nguyễn Thị Phương

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực củabản thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân vàtập thể

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn Nguyễn XuânBang – giảng viên Khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp

Hà Nội, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực hiện vàhoàn thành khoá luận tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Lê Huy Thương – giảngviên Khoa Cơ Điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướngdẫn tôi trong suốt quá trình tôi thực tập tại Khoa Cơ Điện

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa CôngNghệ Thực Phẩm đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện khóa luận tốtnghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của anh Nguyễn Danh Tuyên –Giám đốc công ty cổ phần 1954 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôithực hiện khóa luận tốt nghiệp

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã bên cạnh giúp

đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian tôi thực hiện khóaluận tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày tháng năm 2011

Sinh viên

Nguyễn Thị Phương

MỤC LỤC

PHẦN MỘT MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU 3

1.2.1 Mục đích 3

1.2.2 Yêu cầu 3

PHẦN HAI TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN 4

2.1.1 Đặc tính 4

2.1.1.1 Đặc điểm hình thái 4

2.1.1.2 Đặc điểm cấu tạo 4

2.1.2 Ứng dụng 7

2.2 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA NẤM MEN 8

2.2.1 Nước 8

2.2.2 Protein 9

2.2.3 Gluxit 9

2.2.4 Lipit 9

2.2.5 Vitamin 10

2.2.6 Enzym 10

2.2.7 Các nguyên tố khoáng và vi lượng 10

2.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NGUỒN SINH KHỐI NẤM MEN BIA DƯ THỪA 11

2.3.1 Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa trên thế giới .11 2.3.2 Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa ở Việt Nam 13

2.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ SẤY VÀ CÁC THAY ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH SẤY BÃ NẤM MEN 15

2.4.1 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy 15

2.4.2 Ưu điểm của quá trình sấy 17

2.4.3 Các phương pháp sấy 17

2.4.4 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm 19

2.4.4.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc 19

2.4.4.2 Ảnh hưởng đến mùi vị 20

2.4.4.3 Ảnh hưởng đến màu sắc 21

2.4.4.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng 21

2.5 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BỘT NẤM MEN SẤY KHÔ 22

2.5.1 Giới thiệu về bột nấm men sấy khô 22

2.5.2 Tình hình sản xuất bột nấm men sấy khô trên thế giới 23

2.5.3 Tình hình sản xuất bột nấm men sấy khô ở Việt Nam 25

2.6 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA BỘT NẤM MEN SẤY KHÔ 27

2.6.1 Làm thức ăn chăn nuôi 27

2.6.2 Chế biến làm thực phẩm bổ sung protein và vitamin 27

2.6.3 Nguyên liệu trong ngành sản xuất gia vị 28

PHẦN BA NGUYÊN LIỆU – ĐỊA ĐIỂM - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

3.1 NGUYÊN LIỆU, THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 29

3.1.1 Nguyên liệu 29

3.1.1.1 Bã nấm men bia 29

3.1.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị 29

3.1.2 Thời gian nghiên cứu 29

3.1.3 Địa điểm nghiên cứu 30

3.2 QUÁ TRÌNH SẤY BÃ NẤM MEN BIA 30

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH 31

3.4.1 Phương pháp nghiên cứu 31

3.4.1.1 Xử lý bã nấm men 31

3.4.1.2 Đánh giá nguyên liệu bã nấm men 31

3.4.1.3 Sấy bã nấm men 32

3.4.1.4 Đánh giá chất lượng bã nấm men sau khi sấy 32

3.4.2.1 Xác định độ ẩm của bã nấm men theo phương pháp sấy khô đến khối

lượng không đổi theo Nzeibe và Nwasike (Lê Thanh Mai và cs., 2005) 33

3.4.2.2 Xác định độ ẩm bã nấm men bằng máy đo độ ẩm bằng hồng ngoại 33

3.4.2.2 Xác định hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl 33

3.4.2.3 Xác định pH của bã nấm men bằng máy đo pH 37

3.4.3 Công thức bố trí thí nghiệm 37

3.4.3.1 Bố trí thí nghiệm sấy khay trong tủ sấy 37

3.4.3.2 Bố trí thí nghiệm sấy phun 38

3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 38

PHẦN BỐN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

4.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BÃ NẤM MEN 39

4.2 LỰA CHỌN CHẾ ĐỘ SẤY THÍCH HỢP TRÊN MÁY SẤY VẠN NĂNG 41

4.3 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA BỀ DÀY LỚP NGUYÊN LIỆU ĐẾN TỐC ĐỘ SẤY 43

4.4 LỰA CHỌN NHIỆT ĐỘ SẤY THÍCH HỢP TRÊN MÁY SẤY VẠN NĂNG 45

4.5 ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ SẤY 47

4.6 LỰA CHỌN NHIỆT ĐỘ SẤY THÍCH HỢP CHO NGUYÊN LIỆU BÃ NẤM MEN TRÊN MÁY SẤY PHUN 48

4.7 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỘT NẤM MEN TRÊN MÁY SẤY VẠN NĂNG 52

4.8 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA BỘT NẤM MEN SẤY PHUN 54

PHẦN NĂM: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.2 Kiến nghị 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ LỤC 65

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Lượng bia tiêu thụ theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009 11

Bảng 2.2 Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11] 12

Bảng 2.3 Sản lượng và mức tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2005 và 2010 ở Việt Nam 14

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của bã nấm men trước khi lọc 39

Bảng 4.2 Thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc 40

Bảng 4.3 Lựa chọn bề dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70oC 42

Bảng 4.4 Lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men ở bề dày 15mm 46

Bảng 4.5 Lựa chọn nhiệt độ thích hợp để sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86% 50

Bảng 4.6 Thành phần hóa học của bột nấm men thành phẩm 52

Bảng 4.7 Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun 54

Bảng 4.8 Thành phần axit amin trong bột nấm men 59

DANH MỤC HÌNH - ĐỒ THỊ

Hình 3.1 Sơ đồ sản xuất bột nấm men 30

Hình 4.1 Bột nấm men sấy khay ở nhiệt độ 80oC, bề dày 15mm 54

Hình 4.2 Bột nấm men sấy phun ở nhiệt độ 250oC, độ ẩm 86% 56

Hình 4.3 Bột nấm men đóng gói chân khôngBảng 4.9 Thành phần axit amin trong bột nấm men 58

Đồ thị 4.1 Đồ thị thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc 40

Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng của bề dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy 44

Đồ thị 4.3 Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ sấy 47

Đồ thị 4.4 Thành phần hóa học của bột nấm men sấy khay 53

Đồ thị 4.5 Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun 55

Đồ thị 4.6 So sánh hàm lượng ẩm của nguyên liệu, bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun 56

Đồ thị 4.7 So sánh hàm lượng protein trong nguyên liệu, trong bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun 57

PHẦN MỘT

MỞ ĐẦU1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Protein là nguồn nitơ duy nhất cho người và động vật Trong quátrình tiêu hoá protein phân giải thành khoảng 20 axit amin thành phần, trong

đó có 8 axit amin không thay thế (hoặc 9 đối với trẻ em, 10 đối với lợn và 11đối với gia cầm) cần phải có sẵn trong thức ăn Nếu không nhận được các axitamin này cơ thể sẽ bị bệnh hoặc chết [12]

Nhu cầu protein của người dao động trong khoảng 80 – 120g/ngày[4,12] Nguồn protein cung cấp chủ yếu cho người và động vật từ trước tới nay

là nguồn protein đa bào Tuy nhiên, do tốc độ phát triển dân số quá nhanh nênnguồn protein này không còn đủ để cung cấp cho nhu cầu ngày càng tăng củacon người Hiện nay trên thế giới có khoảng 2/3 dân số đang đứng trước thựctrạng thiếu protein, còn 1/3 dân số lại được cấp số lượng protein dư thừa so vớinhu cầu [5,10,12] Thập niên gần đây, thế giới đặc biệt quan tâm tới nguồnprotein từ thực vật và vi sinh vật [5,10,14] Sở dĩ, giờ đây người ta quan tâm tớinguồn protein từ thực vật và vi sinh vật  là vì: sự thiếu hụt protein do tăng dân sốtrên toàn cầu; khoa học đã chứng minh nguyên nhân chính dẫn đến các bệnh vềtim mạch, huyết áp là do sử dụng nhiều protein động vật; những năm qua xuấthiện các bệnh lây từ động vật sang người [10,12]

Nấm men là một nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cao và khôngcholesterol Hàm lượng protein trong nấm men đạt từ 40 – 60%, với axit aminkhông thay thế gần giống protein của động vật [5,10,15] Hệ số hấp phụ củaprotein này cũng rất cao Hàm lượng vitamin trong nấm men với hoạt tính caohơn gấp 2 – 3 lần so với vitamin tổng hợp [13,15] Nấm men còn cung cấp

quá trình trao đổi chất, nhưng không gây độc hại cho cơ thể [5,10,13] Thànhphần khoáng trong nấm men rất đa dạng với tỷ lệ phù hợp với nhu cầu và khảnăng hấp thu, chuyển hóa của cả người và động vật.

Ở Việt Nam, nấm men bia thu được từ các nhà máy bia rất lớn Ước tínhtrung bình cứ 1000 lít bia thu được 1,5 kg nấm men khô, trong đó chứa khoảng700g protein [4,13,15] Năm 2005 sản lượng bia của cả nước đạt 1,5 tỷ lít, tươngứng với 18 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra Đến năm 2010 sản lượng biacủa cả nước đạt 2,5 tỷ lít và nấm men thải ra là 30 triệu tấn [13,15] Như vậy,lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất bianếu tận dụng được là không nhỏ Tuy nhiên, nấm men thải ra từ các nhà máybia chỉ một phần nhỏ được bán cho các hộ chăn nuôi gia súc sử dụng làmthức ăn trực tiếp, còn lại được thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm môitrường Trong khi đó, ngành thức ăn chăn nuôi phải nhập khẩu hàng triệu tấnkhô đậu tương và các nguyên liệu giàu đạm khác (chiếm 60 – 70% nhu cầu củangành), riêng khô đậu tương năm 2006 đã nhập 1,7 triệu tấn [13]

Việc nghiên cứu chế biến và sử dụng bột nấm men còn rất ít và hiện nay

ở Việt Nam chỉ sử dụng nấm men bia thải ở dạng tươi nên lượng sử dụng khôngđược nhiều, chỉ thường sử dụng làm thức ăn gia súc mà khả năng tiêu hóa khôngcao [13] Việc bảo quản khó khăn của phụ phẩm này là cản trở chính cho việc

sử dụng Xuất phát từ tình hình thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Lựa chọn chế độ sấy thích hợp để sản xuất bột nấm men giàu protein từ bã nấm men bia” Công việc này một mặt làm gia tăng giá trị của bã nấm men bia,

góp phần bổ sung một lượng protein cho người và gia súc giải quyết vấn đề thiếuhụt protein hiện nay và làm giảm ô nhiễm môi trường

+ Độ dày lớp nguyên liệu

+ Thời gian sấy

+ Năng lượng sấy

PHẦN HAI TỔNG QUAN TÀI LIỆU2.1 GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN

Nấm men bia là loại vi sinh vật đơn bào, không có khả năng di động Tế

bào nấm men có nhân thật, thuộc lớp Fungi, phân lớp Ascomycetes (phân lớp có khả năng tạo bào tử), họ Saccharomycetaceae [5] Trong họ này, giống quan trọng có ứng dụng nhiều nhất là giống Saccharomyces.

Trong sản xuất bia thường dùng các chủng nấm men chìm thuộc loài

S.carlsbergensis, có khi dùng các chủng nấm men nổi thuộc loài S.cerevisiae

2.1.1.2 Đặc điểm cấu tạo

Tế bào nấm men là tế bào có nhân thật được cấu tạo từ các thành

phần chủ yếu sau:

 Thành tế bào [5,7]

Thành tế bào nấm men dày khoảng 15 – 25nm, có độ bền chắc, có nhiều

lỗ nhỏ li ti đường kính khoảng 3,6nm để chất dinh dưỡng có thể đi qua Trongthành tế bào có chứa 10% protein (tính theo khối lượng chất khô), trong số

protein này có một phần là các enzym Trên thành tế bào còn thấy một lượnglipit nhỏ.

Thành tế bào được cấu tạo gồm có ba lớp: Lớp trong cùng có cấu tạo từ β– Glucan không tan trong kiềm, lớp giữa cấu tạo từ β – Glucan hòa tan, lớpngoài cùng được cấu tạo từ mannanphosphoryl, ngoài ra còn có kitin

Mannan là hợp chất cao phân tử của D – mananoza, rất phân nhánh.Thường mannan liên kết với protein theo tỷ lệ 2:1 tạo thành hợp chất polymepeptidomannan – có vai trò trong việc kết lắng của nấm men vì có khả năng gắnvới ion Ca2+ nhờ nhóm phosphat hoặc nhóm cacboxyl của nó

Glucan là hợp chất cao phân tử của D – glucoza có cấu trúc phân nhánhgóp phần tạo nên độ cứng cho thành tế bào Giữa lớp ngoài cùng và lớp giữa cóchứa các enzym: invertaza, phosphataza, β – glucosidaza, proteaza…

Kitin là hợp chất cao phân tử của N – acetylglucosamin thường tập trung

ở phía bầu mô, rất bền vững, không bị phá hủy nên có tác dụng bảo vệ chồi khichồi còn non Hàm lượng của chúng trong tế bào khoảng 1%

 Màng nguyên sinh chất

Màng nguyên sinh chất nằm sát tế bào, chiều dày không quá 0,1nm, thànhphần chủ yếu là: protein, phospholipit, enzym permeaza [5] Đây là một màngbán thấm điều chỉnh sự thấm qua tế bào các chất dinh dưỡng cần thiết và có lợicho tế bào (đường đơn giản, nitrogen, phosphorous…) đồng thời thải ra ngoàicác chất cặn bã (CO2, rượu, axit…)

màu xám và có thể thay đổi trong quá trình sinh trưởng, phát triển của nấm men.Lúc tế bào còn non, nguyên sinh chất tương đối đồng nhất, càng về già nguyênsinh chất càng không đồng nhất do xuất hiện nhiều không bào, các giọt chất béo,các hạt polyphosphat và lipoit [5].

Nguyên sinh chất có nhiệm vụ hòa tan các chất dinh dưỡng và liên kết các

cơ quan với nhau, là nơi xảy ra các phản ứng sinh hóa nội bào

 Nhân

Tế bào nấm men có nhân thật, nhân thường có hình bầu dục hoặc hìnhcầu Nhân tế bào nấm men được bao bọc bởi một vỏ có có hai màng: Màng phíatrong có tác dụng giới hạn nhân, màng phía ngoài liên hệ mật thiết với mạnglưới nội chất Trong nhân chứa AND, ARN và 16 đôi nhiễm sắc thể [5]

 Mạng lưới nội chất

Ở nấm men mạng lưới nội chất có chiều dày khoảng 40 – 50 µm [6,7].Trên bề mặt của chúng có định vị nhiều loại enzym khác nhau Mạng lưới nộichất có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và đồng hóa thức ăn ở tế bàonấm men

 Không bào

Trong mỗi tế bào nấm men có một hoặc nhiều không bào [5] Không bào

có tính thẩm thấu cao, là nơi tích lũy các sản phẩm trao đổi chất trung gian, cácenzym thủy phân, enzym oxy hóa – khử, các polyphosphat, lipit, các hợp chấttrung gian của tế bào có phân tử lượng thấp và các ion kim loại [5,6] Ngoài tácdụng của một kho dự trữ, không bào còn có chức năng điều hòa áp suất thẩmthấu của tế bào

 Ty thể

Ty thể được xem như nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động.

Ty thể chứa nhiều enzym khác nhau như: oxydaza, xytocromoxydaza,peroxydaza, phosphataza… [7] Ty thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từkhoảng 30% chất béo và 60 – 70% protein, trong số protein này có khoảng 25 –75% ở dạng protein cấu trúc [5]

Với hàm lượng cao về protein cùng những chất có giá trị như: vitamin vàcác chất khoáng, nấm men đóng vai trò quan trọng như là một nguồn bổ sungcác chất dinh dưỡng có giá trị vào thức ăn cho người và cho gia súc [10] Nhữngsản phẩm chế biến từ nấm men cũng được ứng dụng rộng rãi trong y dược do nó

có thể tăng cường sức khỏe cho con người, tăng khả năng chịu đựng và chống

đỡ các bệnh truyền nhiễm, giảm sự mệt nhọc khi làm việc quá sức [7] Ngoài ranấm men là một nguồn cung cấp protein đáng kể cho sản phẩm bột dinh dưỡngtrẻ em, góp phần khắc phục tình trạng thiếu protein và năng lượng trường diễn ởtrẻ nhỏ [11]

Trong công nghiệp thực phẩm, nấm men được sử dụng trong công nghiệpsản xuất bia, rượu, nấm men bánh mỳ để tăng cường mùi vị, giá trị dinh dưỡngcho sản phẩm

Người ta cũng dùng nấm men để để điều trị một số bệnh thiếu chất dinhdưỡng hoặc bệnh phá hoại cân bằng trao đổi chất ở trong cơ thể Đặc biệt nếuchiếu các tia tử ngoại vào nấm men người ta sẽ thu được vitamin D – dùng đểngăn chặn bệnh còi xương ở trẻ em Một số phân tích cho biết trong mỗi gamnấm men khô đã chiếu tia tử ngoại thường chứa đến 10.000 – 20.000 IU vitamin

D [6]

Nấm men còn được dùng để sản xuất các chế phẩm trong công nghiệpdược và hóa chất như: vitamin, enzym, axit nucleic, glutation, các dịch proteinhòa tan, các dịch nước chiết của nấm men… [7] Đây là là những chế phẩm cóvai trò quan trọng, không những phục vụ cho mục đích nâng cao sức khỏe củacon người mà còn là nguồn nguyên liệu thiết yếu trong ngành công nghệ sinhhọc

2.2 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA NẤM MEN

Người ta chia các hợp chất trong tế bào nấm men ra thành nước và cácchất khô gồm: protein, gluxit, lipit, tro, vitamin, nguyên tố vi lượng và một sốchất có hoạt tính sinh học

2.2.1 Nước

Trong tế bào nấm men sống, nước chiếm tỷ lệ khá cao khoảng 75 – 85%trọng lượng tế bào [11] Nước trong tế bào gồm 2 dạng: nước tự do và nước liênkết

Nước tự do trong tế bào có tác dụng hoà tan các chất vô cơ, hữu cơ Hàmlượng nước tự do có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bên ngoài, trạng thái tếbào, lứa tuổi Sự mất nước tự do có thể làm rối loạn sự trao đổi chất của tế bàonấm men

Nước ở dạng liên kết nằm trong tế bào chất, đóng vai trò quan trọng trongđời sống tế bào Nước này liên kết với các hợp chất thể keo của tế bào bằng hấp

thụ hoặc nối hóa học, còn gọi là nước cấu tạo Nước cấu tạo khó tách khỏi tế bào

và khi mất đi sẽ phá vỡ cấu tạo tế bào, tế bào nấm men sẽ chết

2.2.2 Protein

Protein là thành phần quan trọng nhất của tế bào nấm men, chiếm chủ yếutrong phần chất khô của tế bào, thường là 40 – 60% trọng lượng chất khô, gồmprotein đơn giản và protein phức tạp (lipoprotein và nucleprotein) [10,12].Protein ở hầu hết các bộ phận của tế bào nấm men trong đó tập trung chủ yếu ởvách tế bào và ở màng nguyên sinh chất của tế bào (chiếm 10% trọng lượng khôcủa vách tế bào và 50% trọng lượng khô của màng nguyên sinh chất) [5,7] Vềtính chất, protein của nấm men gần giống protein nguồn gốc động vật, có chứakhoảng 20 loại axit amin, trong đó có đủ các loại axit amin không thay thế vớithành phần cân đối hơn so với lúa mì, kém ít hơn so với sữa bột, bột cá và cácsản phẩm động vật nói chung [5,10,12]

2.2.3 Gluxit

Gluxit chiếm 10 – 30% chất khô tế bào nấm men, trong đó 2 – 3% làriboza, còn lại phần lớn là các polysaccarit thường gặp như: glucogen, trehaloza,mana, glucan, kitin, xenluloza, hemixenluloza và D – mananoza [11] Manan,glucan là hai thành phần hóa học chủ yếu của vách tế bào, ngoài ra còn có kitin

là thành phần hidratcacbon lớn thứ ba trong thành tế bào và là một polyme của

N, acetyl – glucosamin [5,7]

2.2.4 Lipit

Lipit rất phụ thuộc vào thành phần môi trường thức ăn và loài nấm men

Có khoảng 1 – 3% lipit ở dạng trung tính như: các este phức tạp của glyceryl,lipit, phospholipit, steroit, và các axit béo bậc cao [11]

Lipit trong tế bào ở dạng tự do hay kết hợp Chúng đóng vai trò quan

hay kết hợp với protein tạo thành lipoprotein, cơ sở chính để xây dựng nên tếbào.

2.2.5 Vitamin

Nấm men rất giàu vitamin, chủ yếu là vitamin nhóm B và vitamin nhóm

D Trong 1g chất khô của nấm men chứa khoảng: 300μg vitamin B1, 40μgvitamin B2, 50μg vitamin B6, 600μg vitamin PP, 80μg axit pantotenic, 25μgaxit foleic,1μg biotin và 500μg inozit [2] Ngoài ra trong nấm men còn cóvitamin E và nhiều hợp chất khác Tất cả các chất hoạt tính sinh học này đượcchứa trong nấm men với một tỉ lệ hết sức hài hòa, chính vì thế mà tác dụng củachúng đến trạng thái sinh lý của các cơ thể sống là rất rõ nét

2.2.6 Enzym

Tế bào nấm men chứa một tập hợp các enzym rất phong phú, đa dạng nhưenzym dehydrogenaza, phosphoglycerat kinaza, alcohol dehydrogenaza [5].Các enzym này thường nằm trong một bộ phận nào đó của tế bào như ty thể,nhân, vách tế bào hay hòa tan trong nguyên sinh chất Enzym trong tế bào gồmhai loại chính: enzym nội bào và enzym ngoại bào Enzym nội bào làm tăng cácphản ứng hóa học của các quá trình hô hấp lên men và các phản ứng dẫn đến tạothành nguyên sinh chất của tế bào Enzym ngoại bào chuẩn bị thức ăn trong môitrường xung quanh, chuyển các hợp chất không hòa tan thành các chất hòa tan

và dễ đồng hóa

2.2.7 Các nguyên tố khoáng và vi lượng

Ngoài các nguyên tố hữu cơ C, N, O, H, trong tế bào nấm men còn có cácnguyên tố tro P, S, K, Ca, Mg, Fe, Na, Clo, Ba và các nguyên tố vi lượng B, Mo,

Zn, Cu, I [5] Các nguyên tố này tuy chỉ chiếm 2 – 14% tổng lượng chất khô cótrong tế bào nấm men nhưng đóng vai trò vô cùng quan trọng [11]

2.3 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NGUỒN SINH KHỐI NẤM MEN BIA DƯ THỪA

2.3.1 Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa trên thế giới

Cùng với các ngành công nghiệp khác, sản xuất bia trên thế giới là mộtngành công nghiệp có bước phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên, có sự phân bốkhông đồng đều về sản lượng bia giữa các châu lục Trong những thập niên cuốicủa thế kỉ XX, sản lượng bia tập trung chủ yếu ở khu vực Châu Âu và Bắc Mỹ[1] Trong những năm gần đây, do có sự chuyển dịch từ phương thức thâm nhậpthị trường bằng hàng hóa sang đầu tư sản xuất ở các nước sở tại, kết quả đã làmthay đổi cơ cấu sản lượng bia trên thị trường thế giới Châu Á trở thành khu vựcđứng đầu về sản lượng bia trên thế giới [18] Bảng 2.1 cho thấy sản lượng bia ởmột số khu vực trong năm 2008 và năm 2009

Bảng 2.1 Lượng bia tiêu thụ theo các vùng của thế giới năm 2008 và 2009

(Theo số liệu của Viện nghiên cứu Lối sống và Thực phẩm Kirin [18])

Như vậy, trong khi sản xuất bia ở các nước Châu Âu có chiều hướng giảmthì sản lượng bia của các nước Châu Á lại tăng nhanh Tổng sản lượng bia thếgiới 181 tỷ lít, phá vỡ kỉ lục trong 25 năm qua [18]

Với mức tăng trưởng này của ngành công nghiệp sản xuất bia thì lượngnấm men dư thừa thải ra ngày một nhiều Khi lên men 1 hectolit dịch đường

còn lại là 1,5 lít Tuy nhiên, chỉ có 0,5 lít trong đó được dùng để lên men mẻsau, 1 lít còn lại là dư thừa Nếu công suất của một nhà máy bia là 10 triệulít/năm thì hàng ngày lượng sinh khối đặc dư thừa sẽ là từ 300 – 350 lít [2] Tậnthu được lượng phế liệu đó không những góp phần làm giảm sự ô nhiễm môitrường mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Việc tận dụng nguồn sinh khối nấm men bia đã và đang được nhiều nướctrên thế giới quan tâm chú ý đến Trong đó Nhật Bản là nước sản xuất và sửdụng nhiều nhất nấm men bia và các sản phẩm có chứa bột nấm men bia Tạiđây, bột nấm men được xếp vào nhóm các loại sản phẩm gia vị tự nhiên Mứctiêu thụ bột nấm men chiết suất so với các loại gia vị khác được trình bày ở bảngsau:

Bảng 2.2 Thị trường các sản phẩm gia vị tự nhiên tại Nhật Bản[11]

Sản xuất(tấn/năm)

Số lượngbán(tỷ yên)

Sản xuất(tấn/

năm)

Số lượngbán(tỷ yên)

Trong công nghiệp thực phẩm, tại Nhật cũng như nhiều nước khác, sinhkhối nấm men được sản xuất thành xì dầu, được bổ sung vào các sản phẩm mỳống, bánh mì, bánh nướng làm tăng hàm lượng protein trong sản phẩm Đặc biệt

ở Nhật, các sản phẩm tăng lực như viên đạm được sản xuất và tiêu thụ nhiều Sửdụng viên đạm để nấu các bữa ăn nhanh hay sử dụng như các chất gia vị đượcchế biến sẵn có nhiều tiện ích như tiết kiệm được thời gian, tái tạo năng lượngnhanh, không sợ béo phì…

2.3.2 Hiện trạng sử dụng nguồn sinh khối nấm men bia dư thừa ở Việt Nam

Những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất bia ở Việt Nam cũng đã

có những bước phát triển mạnh mẽ Năm 2009, sản lượng bia tăng 24,3% so vớinăm 2008 [18] Căn cứ vào mức tăng dân số, ngành rượu bia nước giải khát dựkiến trong những năm tới, nhu cầu về bia ở nước ta còn tăng [1] Mức tiêu thụbình quân đầu người và tổng sản lượng bia ở Việt Nam trong chiến lược pháttriển của ngành được thể hiện ở bảng 2.3

Bảng 2.3 Sản lượng và mức tiêu thụ bình quân đầu người trong năm 2005

sử dụng Phần lớn lượng sinh khối nấm men này được nhà sản xuất cho thủyphân trong môi trường axit rồi xả ra ngoài môi trường Nấm men thải ra ngoàimôi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường đất và nước, gây lãng phí nguồn dinhdưỡng quý giá Trong khi đó, ngành thức ăn chăn nuôi phải nhập khẩu hàngtriệu tấn khô đậu tương và các nguyên liệu giàu đạm khác (chiếm 60 – 70% nhucầu của ngành), riêng khô đậu tương năm 2006 đã nhập 1,7 triệu tấn [13] Giảiquyết vấn đề thiếu hụt protein trong khẩu phần thức ăn chăn nuôi gia súc và gia cầm

là một nhiệm vụ rất quan trọng đối với ngành kinh tế quốc dân [5] Cân đối đượcdinh dưỡng chăn nuôi sẽ có hiệu quả kinh tế to lớn Một trong những biện pháp hữuhiệu giải quyết sự thiếu hụt protein này là tận thu nguồn nấm men dư thừa trong sảnxuất bia

Nhằm khai thác hiệu quả hơn nguồn protein trong sinh khối nấm men bia,

ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng nấm men bia cho công

nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc như: “Nghiên cứu ứng dụng côngnghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền và bộtnấm men giàu protein và khoáng chất” [14], “Nghiên cứu sử dụng nấm men bia

và nấm men đỏ trong công nghiệp chế biến thực phẩm và thức ăn gia súc”[11],

“Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men bia dư thừa để sản xuất men chiết suấtlàm gia vị thực phẩm” [9], “Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bialàm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi” [15]…

Mặc dù có nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề này, song vẫn chưa áp dụngđược nhiều vào thực tế Hiện nay các nhà máy sản xuất bia vẫn thải sinh khốinấm men dư thừa ra ngoài môi trường do chưa có nhiều nhà máy thu mua để chếbiến phế phụ phẩm này Ngành thức ăn chăn nuôi vẫn phải nhập khẩu cácnguyên liệu giàu đạm như khô đậu tương và thậm chí cả bột nấm men Tận thunguồn protein từ nấm men bia sẽ là đường hướng đem lại hiệu quả kinh tế cao

và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

2.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ SẤY VÀ CÁC THAY ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH SẤY BÃ NẤM MEN

2.4.1 Cơ sở lý thuyết quá trình sấy

Bản chất của quá trình sấy là quá trình tách nước trong nguyên liệu, nhằmhạn chế thủy phân của sẩn phẩm tới độ ẩm an toàn để bảo quản hạn chế đến mứctối thiểu sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật [8] Lượng ẩm lớn có quan

hệ mật thiết với sự phát triển của vi sinh vật và hoạt động của các enzym cótrong sản phẩm

Quá trình nước từ vật ẩm bay hơi kèm theo sự thu nhiệt nên nếu khôngcung cấp nhiệt sẽ làm chậm quá trình thoát hơi nước Muốn sấy nhanh phải cungcấp nhiệt ngoài vào làm tăng nhiệt độ của vật liệu sấy

Quy luật thay đổi ẩm được đánh giá bằng tốc độ sấy Thời gian cần làmkhô vật liệu trong quá trình sấy phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyểnđộng của tác nhân sấy, bề dày của vật liệu sấy… Mặc dù vậy nhưng quy trìnhthay đổi độ ẩm của phần lớn các các sản phẩm sấy có dạng như sau :

Qua đồ thị ta thấy: quá trình sấy được chia làm 3 giai đoạn [8]:

- Giai đoạn đầu ứng với thời gian rất ngắn T0 làm nóng vật liệu, đưa vậtliệu từ nhiệt độ thấp lên nhiệt độ cao, có thể bay hơi được ở giai đoạn này nhiệt

độ sấy tăng nhanh, tốc độ sấy cũng tăng nhanh, độ ẩm vật liệu giảm không đángkể

- Giai đoạn 2 ứng với thời gian T1, giai đoạn này tốc độ sấy không thayđổi Toàn bộ nhiệt từ không khí truyền vào cho vật liệu dùng dể bốc hơi nước.Nhiệt độ vật liệu hầu như không đổi và bằng nhiệt độ hơi nước bốc ra, độ ẩm vậtliệu giảm xuống rất nhanh( giai đoạn BC) Giai đoạn này chủ yếu tách nước tự

do trong vật liệu

- Giai đoạn 3 ứng với thời gian T3, tốc độ sấy giảm, độ ẩm vật liệu giảmdần, giai đoạn này diễn ra cho đến khi đạt độ ẩm cân bằng (D) thì tốc độ sấybằng 0, quá trình sấy dừng lại Cuối giai đoạn này lượng ẩm liên kết bền nhất bị

tách ra Nhiệt cung cấp một phần để bốc hơi, một phần để vật liệu tiếp tục nónglên Nhiệt độ vật liệu sấy tăng cho đến khi vật liệu đạt được độ ẩm cân bằng thìnhiệt độ vật liệu bằng nhiệt độ tách nhân sấy (E) Vì vậy ở giai đoạn này vẫn giữnhiệt độ tác nhân sấy không vượt quá nhiệt độ cho phép của vật liệu.

2.4.2 Ưu điểm của quá trình sấy

Trong nhiều ngành, đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm thì sấy có rấtnhiều ưu điểm so với các phương pháp khác Một số ưu điểm chính:

- Sấy giúp thời gian bảo quản được lâu hơn, bởi vì mục đích của quá trìnhsấy là làm giảm độ ẩm vật liệu sấy đến độ ẩm an toàn Nhiệt độ cao trong quátrình sấy có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây hại, làm giảm hoạt động củacác enzym và tạo ra những biến đổi có lợi Độ ẩm thấp khiến vi sinh vật gây hưhỏng thực phẩm không thể phát triển

- Sấy làm giảm khối lượng và kích thước của vật liệu sấy nên giảm đượcchi phí vận chuyển và bảo quản

- Đối với một số sản phẩm thực phẩm, sấy tạo ra những sản phẩm có đặctính thuận tiện cho khách hàng sử dụng hoặc cho quá trình chế biến tiếp theo

- Sấy là phương pháp chế biến có chi phí thấp hơn so với một số phươngpháp khác Khi sấy nông sản chi phí bằng khoảng 5% so với bảo quản nông sản

ở nhiệt độ thấp [8] Trên thế giới sấy được áp dụng rất rộng rãi và đã tạo ranhiều sản phẩm có hương vị đặc trưng rất nổi tiếng như: cà phê, sữa bột…

2.4.3 Các phương pháp sấy

 Phương pháp sấy dẫn truyền nhiệt (sấy tiếp xúc)

Vật liệu sấy được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cấp nhiệt có đảo trộn hoặckhông Năng lượng cấp cho bề mặt vật nóng có thể lấy từ ngọn lửa, năng lượng

điện, hoặc hơi nước Phương pháp này được sử dụng trong những máy thủ công,sấy những vật liệu rắn dạng rời ở quy mô hộ gia đình.

 Phương pháp sấy đối lưu nhiệt

Sấy đối lưu nhiệt là phương pháp dùng tác nhân sấy có nhiệt độ, độ ẩm,tốc độ phù hợp làm ẩm trong vật sấy bay hơi ra theo tác nhân sấy Tác nhân sấy

có thể chuyển động tự nhiên hay cưỡng bức Tác nhân sấy thường là không khínóng, khói lò

 Phương pháp sấy bức xạ

Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từvật bức xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm khỏi vật sấy, làm giảm

độ ẩm của nó đến mức theo yêu cầu

Phương pháp này có thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên như phơi nắnghoặc dùng các tia bức xạ nhân tạo như tia phát ra từ đèn hồng ngoại dạng tấmhay thanh điện trở Tuy nhiên trong công nghệ thực phẩm, phương pháp này làmcho chất lượng không như ý muốn (cong vênh, nứt vỡ, biến màu…) do quá trìnhtrao đổi nhiệt có cường độ mạnh hơn

 Phương pháp dùng điện cao tần

Người ta dùng nguồn điện cao tần để tạo ra các cực điện, các phần tử ẩmdịch chuyển giữa hai tấm cực đó nhờ máy điều chỉnh thành dòng một chiều cóđiện áp cao (4000V – 10000 V) Trong dòng điện có tần số cao, các phần tử ẩmdao động mạnh cọ sát tạo ra nhiệt đốt nóng nhanh và được sấy khô

Vì trong nấm men có hàm lượng protein cao và nhiều vitamin nên khi sấykhô thường ở nhiệt độ thấp để protein không bị biến tính, sấy nhanh hạn chế sựmất mát vitamin Phương pháp sấy thường được áp dụng là sấy tiếp xúc, sấy đốilưu (sấy phun và sấy khay)

Ngoài ra còn một số phương pháp sấy khác chi phí khá cao nên khôngphổ biến như: Sấy thăng hoa, sấy chân không.

2.4.4 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm

Tất cả sản phẩm đều chịu thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau đó.Yêu cầu đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạnchế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quảkinh tế một cách tốt ưu nhất

Xét về bản chất, trong những thay đổi trong quá trình sấy có thể chia ra:

- Những thay đổi lý học: sứt mẻ, gãy vỡ

- Những thay đổi hoá lý: trạng thái tính chất của những keo cao phân tử bịthay đổi

- Những thay đổi hoá sinh: do sự oxy hóa của chất béo, phản ứng sẫmmàu phi enzym, phản ứng enzym …

- Những thay đổi do vi sinh vật

Những thay đổi đó đã làm thay đổi cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinhdưỡng và có ảnh hưởng đến tính hồi nguyên của sản phẩm sau khi sấy

2.4.4.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc

Thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm rắn là một trong nhữngnguyên nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm Các sản phẩm khácnhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót và khả năng hấp thụ nước trởlại Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi nhiều hơn so vớisấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp

Trong quá trình sấy, các chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra

bề mặt bên ngoài của sản phẩm Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan

phức tạp của các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng không thấmđược Hiện tượng này gọi là hiện tượng "cứng vỏ" (case hardening), làm giảmtốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô, nhưng bên trong thì ẩm Vì vậycần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa bên trong và bềmặt sản phẩm.

Với những nguyên liệu giàu protein như nấm men, sấy có thể làm thay đổithuận nghịch hoặc không thuận nghịch cấu trúc không gian ban đầu của protein,thủy phân liên kết peptit, làm biến đổi các gốc ngoại R của các axit amin, ngưng

tụ protein với các chất khác [3] Sự biến đổi các gốc ngoại R của axit amin vàcác phản ứng ngưng tụ có thể làm giá trị dinh dưỡng của protein [3] Tuy nhiên

sự biến tính protein là có lợi khi phá hủy các ezym oxi hóa gây sẫm màu hoặccác ezym phân hủy vitamin Nhiều protein sẽ dễ dàng tiêu hóa hơn sau khi xử lýnhiệt ở mức độ vừa phải [3]

2.4.4.2 Ảnh hưởng đến mùi vị

Nhiệt làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậyphần lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị [8] Mức độ thất thoát phụ thuộc vàonhiệt độ và độ ẩm của sản phẩm, áp suất hơi nước và độ hoà tan của các chấtbay hơi trong hơi nước Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào nhữngđặc tính mùi vị (ví dụ như gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp Một số sản phẩmsấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxi không khí dễ dàng tiếp xúc với sảnphẩm, gây ra các phản ứng oxi hoá các chất tan và chất béo trong quá trình bảoquản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm [3]

Nguyên liệu giàu protein, trong quá trình sấy nhiều chất mùi đặc trưngđược tạo ra từ các tiền chất là axit amin Các hợp chất như aldehyt, rượu,phenol, axit béo đã bị oxi hóa… có thể gây mùi ôi, khét, vị the, cay, đắng khichúng liên kết với protein Các chất này được tách ra khi gia nhiệt [3] Tuynhiên, sấy ở nhiệt độ cao cũng tạo ra nhiều hợp chất màu không có lợi và cả độc

tố [3] Sản phẩm của phản ứng Maillard sẽ cho màu nâu sẫm và vị đắng Trongcông nghiệp sản xuất cà phê, sôcôla thì đó là phản ứng có lợi, tạo lên mùi vị đặctrưng cho sản phẩm, nhưng trong quá trình sấy nấm men đó là một phản ứng cầnđược hạn chế đến mức thấp nhất.

Tốc độ của phản ứng sẫm màu Maillard ở sản phẩm phụ thuộc vào hoạt

độ của nước trong sản phẩm và nhiệt độ sấy Càng ở cuối giai đoạn sấy, hàmlượng nước càng ít thì phản ứng Maillard càng mạnh hơn [3] Phản ứng Maillard

ở nhiệt độ 90 – 100oC sẽ cho sản phẩm có tính chất cảm quan tốt hơn cả Khinhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng càng nhanh và các melanoidin tạo thành

có vị đắng, mùi khét, màu nâu sẫm Ngoài ra, nên hạn chế phản ứng này để giảmtổn thất đường và axit amin

2.4.4.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng

Trong quá trình sấy sẽ làm tổn thất lượng một lượng vitamin đáng kểtrong nguyên liệu Vitamin C và vitamin B1 rất nhạy cảm với nhiệt Dưới tácdụng của nhiệt độ cao sẽ bị phân hủy tạo ra các sản phẩm như 2-methyl-3-furanthiol và H2S tạo mùi cho sản phẩm [3] Vì thế để tránh những thất thoát lớncần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ẩm thấp và nồng độkhí oxi thấp Các vitamin khác tan trong nước bền với nhiệt và oxi hoá hơn, tổnthất trong quá trình sấy hiếm khi vượt quá 5 – 10%

Sự tổn thất các vitamin có thể hạn chế đáng kể hoặc ngăn ngừa hoàn toànkhi sử dụng các phương pháp sấy nhanh và ôn hoà (như sấy phun), đặc biệt bằngphương pháp sấy thăng hoa [8].

Các giá trị sinh học và độ tiêu hoá của protein trong phần lớn các sảnphẩm sấy không thay đổi đáng kể Khi sấy ở nhiệt độ vừa phải sẽ làm tăng khảnăng tiêu hóa của một số axit amin Sấy phun không ảnh hưởng đến giá trị sinhhọc của protein do nước được khử nhanh ở dạng hơi nước nên sản phẩm thuđược có độ xốp hơn [3]

2.5 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BỘT NẤM MEN SẤY KHÔ

2.5.1 Giới thiệu về bột nấm men sấy khô

Nấm men bia dinh dưỡng là những nấm men chết còn lại sau quá trìnhlên men bia, rất giàu protein và vitamin Lúc này bã nấm men còn chứa rất nhiềunước và tạp chất Ta đem bã nấm men đi lọc, ép, ly lâm để tách nước và tách cáctạp chất khác… Sau đó ta thu được bã nấm men ở dạng liên kết (dạng sệt) Từđây, ta đem đi sấy và thu được bột nấm men khô Đóng gói và bảo quản sảnphẩm ở điều kiện thích hợp

Bã nấm men có thể được sấy bằng phương pháp sấy phun, sấy hồng ngoạihay sấy khay trong tủ sấy… và cho dù được sấy bằng phương pháp nào thì cũngđều cho sản phẩm cuối cùng là bột nấm men Bột nấm men thu được, được sửdụng vào nhiều mục đích khác nhau như: làm thức ăn bổ sung trong chăn nuôi,làm thực phẩm dinh dưỡng cho người, gia vị, dược phẩm và các chế phẩm sinhhọc quan trọng khác…

Ta có thể bổ sung thêm các thành phần như: muối NaCl, khoáng (Ca, P, K,

Mg, Fe, Zn,…) vào bột nấm men để tăng thời gian bảo quản cũng hoàn thiện giátrị dinh dưỡng của bột nấm men còn thiếu

Hiện nay, bột nấm men được đánh giá là một sản phẩm sinh học cực kỳhữu dụng Trong thành phần chứa khoảng 50 – 60% protein tính theo chất khô vàcác vitamin B1, B2, B3, B6, PP… (trong đó vitamin B1 là nhiều hơn cả), tiềnvitamin D2, đầy đủ khoáng [5] Protein của nấm men gần giống với protein cónguồn gốc động vật, chứa khoảng 20 loại axit amin, trong đó có đầy đủ axit aminkhông thay thế [5, 10] Thành phần các axit amin của nấm men cân đối hơn sovới lúa mì, kém chút ít so với sữa bột và bột cá [10] Như vậy, nó không nhữngthay thế được các sản phẩm protein của động vật giúp tránh bệnh béo phì, máunhiễm mỡ, các bệnh nhiễm từ gia súc, gia cầm như: bệnh cúm H5N1, lợn taixanh, bò điên… mà nó còn làm thức ăn cho các loại vật nuôi khác với giá thành

rẻ, đem lại hiệu quả kinh tế cao, giải quyết vấn đề thiếu hụt protein hiện nay Bộtnấm men còn được dùng làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất bột nêm, nướcsốt, chất tạo hương, ngành dược, là chế phẩm diệt sâu bọ, côn trùng…

2.5.2 Tình hình sản xuất bột nấm men sấy khô trên thế giới

Bột nấm men là một mặt hàng thương mại quan trọng trên thị trường quốc

tế Trên thế giới hiện nay có khoảng 20 nước tận thu nguồn sinh khối nấm menbia và giá trị hàng hoá xuất khẩu hàng năm hàng trăm triệu USD [9] Trong đóphải kể đến Nhật, Đức, Braxin, Đan Mạch… Riêng ở Nhật Bản, từ những năm

30 của thế kỉ XX, người ta đã sản xuất bánh men khô từ nấm men bia dư thừabằng phương pháp sấy Sau đó, sản xuất các sản phẩm từ men bia ngày càngphát triển cả về sản lượng cũng như chất lượng [9,11]

Sản xuất protein nấm men được tiến hành từ đầu thế kỉ XX ở Đức, với

phương pháp nuôi candida untilis trên rỉ đường [5] Trong chiến tranh thế giới

thứ nhất, một lượng sinh khối nấm men khổng lồ được sản xuất ở Đức để cungcấp nguồn protein trong điều kiện đất nước bị bao vây về kinh tế [11] Năm

1930, Đức lại mở rộng sản xuất sinh khối nấm men, năng suất là 15 000

xenluloza, làm thực phẩm phục vụ trong quân đội và dân thường, chủ yếu lànấu canh và làm xúc xích [12].

Ở Mỹ, năm 1946 mới tổ chức sản xuất sinh khối nấm men và đến naynhiều nước trên thế giới đã tổ chức sản xuất loại sản phẩm này, dùng chủ yếulàm thức ăn chăn nuôi và có thể tách làm tinh sạch protein dùng trong dinhdưỡng cho người – làm thức ăn nhân tạo hoặc bổ sung vào các nguồn chế biếnthực phẩm [5]

Vào năm 1968, ở Liên Xô (cũ) đã xây dựng được nhà máy sản xuấtprotein của nấm men từ paraffin đầu tiên trên thế giới với công suất 12 000tấn/năm [10] Sau đó có hàng loạt nhà máy dùng nguyên liệu là hydratcacbon

để sản xuất protein với công suất rất lớn: ở Nhật có nhà máy sản xuất nấm men

từ dầu mỏ với công suất 120 000 – 150 000 tấn men khô/năm, ở Ý có hai nhàmáy sản xuất nấm men với công suất 100 000 tấn/năm… [10]

Đến nay đã có rất nhiều cải tiến trong việc sản xuất bột nấm men cùng với

sự ra đời của các nhà máy khác trên thế giới Có thể kể tên một số nhà máy sảnxuất bột nấm men chính như: công ty Grains (Anh), Fould – Spinger (Pháp),Gist – Brocades (Newzealand), Nestlé (Thụy Sỹ), công ty hóa chất Stauffer,công ty Universal Foods (Mỹ) với các sản phẩm có tên thương mại là: Amberex,Barmene, Gistex, Maggi, Tureen, Yeatex và Zyest [24,25]

Trên thế giới người ta thường sấy nấm men theo hai phương pháp: sấycán men thành màng mỏng và sấy phun Sấy màng mỏng thường dùng trong các

xí nghiệp nhỏ công xuất không cao hơn 1T/h [5] Sấy màng mỏng hay sấy trốnggồm có hai dãy ống trụ hình trống, dưới mỗi dãy là các máng Huyền phù menđược đưa vào dãy máng bám vào trống thành màng mỏng khi hai trống xoaytròn ngược chiều nhau (6 – 8 vòng/phút) Hơi nóng được đưa vào bên trongtrống và phần dưới trụ trống ngập vào huyền phù men( mỗi vòng ngập khoảng 8– 10 giây), như vậy men được sấy đến độ ẩm không quá 10% Phía trên trống

lắp một lưỡi dao mỏng để gạt men khô [5] Men khô đưa đi đóng bao Sấy phungồm một buồng sấy hình trụ đầu dưới hình nón Phần bên trong trên đỉnh buồngsấy lắp hệ thống phun Khí nóng hỗn hợp với không khí theo ống ở trung tâmbuồng phía dưới đĩa phun làm nóng buồng sấy Nhiệt của khí nóng đưa vàobuồng sấy tới 280 – 300oC, ở cửa ra của buồng sấy là 85 – 95oC [5] Huyền phùqua sấy chỉ khoảng vài giây Nấm men được đưa nóng lên không quá 95oC làmcho chất lượng của các chất trong nấm men như protein, vitamin, màu sắc, cấutrúc được hoàn thiện cũng như tiêu hóa tốt hơn.

2.5.3 Tình hình sản xuất bột nấm men sấy khô ở Việt Nam

Bã nấm men được tiến hành nghiên cứu và sử dụng ở Việt Nam từ vàinăm trở lại đây, song song với sự phát triển của ngành thực phẩm đồ uống Vàhiện nay trở thành một sản phẩm được quan tâm mang lại hiệu quả kinh tế cao.Trong vòng 10 năm trở lại đây, ngành công nghiệp đồ uống của Việt Nam nóichung và công nghệ sản xuất bã men nói riêng đã và đang có những bước tiếnvượt bậc Sản lượng bia của nước ta không ngừng tăng Năm 2010, sản lượngbia là 3,0 tỷ lít tương ứng với 30 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra [13,15].Nước ta tiến hành nghiên cứu thành công rất nhiều đề tài về tận dụng nguồn bãmen bia để sản xuất thức ăn gia súc Năm 2003, tác giả Phạm Thu Hà, NguyễnThị Thu Vinh tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm menbia dư thừa để sản xuất men chiết suất làm gia vị thực phẩm” [9] Năm 2008Viện Chăn Nuôi đã nghiên cứu thành công đề tài: “Chế biến nấm men từ phếphụ phẩm sản xuất bia làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi” [15] Sản phẩm sấyphun ở dạng bột có chất lượng cao, hàm lượng protein 47 – 48% với sự có mặtđầy đủ của các axit amin không thay thế [13,15] Năm 2009, Trung tâm Côngnghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội (Sở KH&CN Hà Nội) đãnghiên cứu thành công đề tài (mã số DL/09 – 2006 – 2): “Nghiên cứu ứng dụng

và bột nấm men giàu protein và khoáng chất”, do Thạc sĩ Nguyễn Phương chủtrì [14] Sau sấy phun thu được sản phẩm bột nấm men có hàm lượng protein47,5% và khoáng chất 6% [14] Bột nấm men được phối trộn với bột canh tạo ramột loại bột nêm có độ ngọt đạm cho gia vị Bước đầu tạo ra  bột nấm men giàuprotein và khoáng chất có chất lượng cao từ bã nấm men bia sử dụng làm thức

ăn cho người

Những thành tựu đạt được trong nghiên cứu là rất đáng kể nhưng bêncạnh đó vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế cần khắc phục để tạo bước tiến mạnh mẽtrong thời gian tới Đó là ngành chưa có một quy hoạch phát triển toàn diện.Hiện tượng các cơ sở thu mua bã nấm men tự phát phát triển mạnh, ta khôngkiểm soát được vùng nguyên liệu lấy sinh khối nấm men, khó xác định đượcnguồn gốc và không lấy được lòng tin của nhà sản xuất bia để họ bán lại lượngnấm men dư thừa Các phương pháp xử lý bã nấm men, hay cách sử dụng nguồnnguyên liệu quý này cũng chưa hợp lý, hơn 90% là dùng tươi, làm giảm giá trị

và lãng phí Công nghiệp chế biến vừa yếu vừa thiếu, quy mô sản xuất nhỏ lẻ,chưa áp dụng được vào sản xuất trên quy mô công nghiệp… Những nguyênnhân đó đã khiến ngành sản xuất bột nấm men không đủ mạnh để cạnh tranh vớicác ngành sản xuất bột dinh dưỡng tương tự như bã đậu tương, khô dầu, cámgạo… và cũng không đủ mạnh để cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại của cácnước trên thế giới

Ngành sản xuất bột nấm men ở Việt Nam cần thực hiện một số giải pháp

để đẩy mạnh sự phát triển của ngành đầy tiềm năng này Ví dụ như mở rộng quy

mô sản xuất thực phẩm đồ uống, đặc biệt là tăng sản lượng bia Quy hoạch pháttriển ngành một cách toàn diện Có nhiều dự án đầu tư để phát triển ngành Nângcao chất lượng bã nấm men Đầu tư hơn nữa vào khâu chế biến để tạo sự đadạng về mặt hàng xuất khẩu Đẩy mạnh tiêu thụ trong nước, mở rộng thịtrường…

Khó khăn còn nhiều nhưng ngành sản xuất bột nấm men sẽ từng bướctháo gỡ, hứa hẹn mang lại nguồn doanh thu lớn cho quốc gia và cho nhà sảnxuất, giải quyết được vấn đề thiếu hụt protein hiện nay và vấn đề ô nhiễm môitrường.

2.6 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA BỘT NẤM MEN SẤY KHÔ

2.6.1 Làm thức ăn chăn nuôi

Viện Chăn nuôi đã nghiên cứu thành công chế biến nấm men thải của quátrình sản xuất bia ở Việt Nam thành dạng bột có chất lượng cao, hàm lượngprotein 47 – 48% với sự có mặt đầy đủ của các loại axit amin không thay thế[13] Coi đây là nguồn thức ăn giàu đạm để bổ sung vào khẩu phần thức ăn chochăn nuôi

2.6.2 Chế biến làm thực phẩm bổ sung protein và vitamin

Cơ thể người và động vật thường xuyên đòi hỏi cung cấp các chất dinhdưỡng có trong thức ăn để có thể tiến hành trao đổi chất, trước hết nhằm duytrì sự sống, tăng cường sinh trưởng và phát triển Thức ăn, ngoài nước còngồm những nhóm chất: protein, chất béo, gluxit, vitamin, muối khoáng, cácchất gia vị, trong đó phần quý hiếm nhất là protein

Từ những năm 1997 – 1998, Viện Công nghiệp Thực phẩm đã nghiên cứuthành công sản phẩm bột dinh dưỡng cho trẻ em được sản xuất từ sinh khối nấm

men bia S.carlbergesis được tách từ xưởng thực nghiệm của viện Sản phẩm có

hàm lượng protein cao 46,27 – 56,67% với đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết

và quan trọng như các axit amin không thay thế, vitamin, khoáng chất [11] Năm

2009, Trung tâm Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội (SởKH&CN Hà Nội) đã nghiên cứu thành công đề tài (mã số DL/09 – 2006 – 2):

“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất

tạo ra được phối trộn với bột canh tạo ra một loại bột nêm có độ ngọt đạm chogia vị [14].

Tại Nhật cũng như nhiều nước khác, sinh khối nấm men được sản xuấtthành xì dầu, được bổ sung vào các sản phẩm mỳ ống, bánh mì, bánh nướng làmtăng hàm lượng protein trong sản phẩm

2.6.3 Nguyên liệu trong ngành sản xuất gia vị

Trong thành phần của bột nấm men rất giàu các axit amin, nucleotit, peptit, vitamin (đặc biệt là vitamin nhóm B) và các hợp chất tạo hương [21] Vì vậy dùng làm chất tạo hương trong một số sản phẩm thực phẩm như súp, nước thịt, thức ăn nhanh và các sản phẩm chế biến từ thịt Trên thị trường, sản phẩm nấm men thủy phân được xếp vào nhóm protein thủy phân thực vật (HVP) – đó

là một phụ gia được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp gia vị sau mì chính[16] Đặc biệt ở Nhật, các sản phẩm tăng lực như viên đạm được sản xuất và tiêuthụ nhiều Sử dụng viên đạm để nấu các bữa ăn nhanh hay sử dụng như các chất gia vị được chế biến sẵn có nhiều tiện ích như tiêt kiệm được thời gian, tái tạo năng lượng nhanh, không sợ béo phì…

Ngoài ra bột nấm men còn là nguồn bổ sung các chất dinh dưỡng cho môitrường nuôi cấy vi sinh vật, phục vụ cho ngành dược cũng như các ngành khác

PHẦN BA NGUYÊN LIỆU – ĐỊA ĐIỂM - NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU3.1 NGUYÊN LIỆU, THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

- Các bình tam giác, pipet, ống nghiệm…

3.1.2 Thời gian nghiên cứu

Từ ngày 17/01/2011 đến ngày 30/4/2011

3.1.3 Địa điểm nghiên cứu

Phòng thực tập Bộ môn chế biến – Khoa Công nghệ Thực Phẩm – TrườngĐại học Nông Nghiệp Hà Nội

Phòng thực tập khoa Cơ điện – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

3.2 QUÁ TRÌNH SẤY BÃ NẤM MEN BIA

Hình 3.1 Sơ đồ sản xuất bột nấm men

Thu nhận bãnấm men bia

Xác định thànhphần dinh dưỡng

Xử lý bã nấm men

(lọc)

Sấy khô bã nấmmen

Xác định chấtlượng bã men sấy

khôĐóng gói chânkhông

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Thu nhận bã nấm men

- Xác định tỉ lệ các thành phần của bã nấm men: độ ẩm, hàm lượngchất khô, Protein, pH

- Xử lý bã nấm men: lọc, ép

- Đánh giá chất lượng bã nấm men trước khi sấy

- Tiến hành sấy bã nấm men ở những điều kiện khác nhau

- Đánh giá chất lượng bột nấm men sau khi sấy: độ ẩm, màu sắc, mùi,

vị, Protein

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH

3.4.1 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1.1 Xử lý bã nấm men

Nguyên liệu nấm men đưa về được xác định hàm lượng ẩm rồi đem đi lọcbằng máy lọc dạng khung bản với áp suất 3 bar để loại bớt nước Quá trình lọcđược lặp lại 3 lần để nước được loại ra một cách triệt để nhất Nấm men thuđược sau khi lọc được đem đi đánh giá chất lượng

3.4.1.2 Đánh giá nguyên liệu bã nấm men

Nấm men dùng để sấy được đem đi phân tích xác định các thành phần banđầu:

+ Xác định độ ẩm của bã nấm men sau khi lọc

+ Xác định hàm lượng protein tổng số của bã nấm men

+ Đo pH của sinh khối nấm men sau khi lọc

Khi tiến hành thí nghiệm, thực hiện mẫu lặp lại 3 lần để lấy số liệu trung bình

- Tiến hành sấy bã nấm men bằng máy sấy phun.

Xác định nhiệt độ thích hợp để sấy phun bằng cách: sấy phun ở nhữngnhiệt độ khác nhau (220oC, 250oC, 280oC) ở độ ẩm 86%

Xác định độ ẩm thích hợp để sấy phun bằng cách: sấy phun ở những độ

ẩm khác nhau (84%, 86%, 88%) ở nhiệt độ thích hợp

Ngoài ra chúng tôi còn tính chi phí năng lượng thấp nhất mà chất lượngsản phẩm vẫn đảm bảo

3.4.1.4 Đánh giá chất lượng bã nấm men sau khi sấy

Bã nấm men sau khi sấy được đem nghiền ở máy nghiền siêu mịn chúngtôi thu được bột nấm men

Bột nấm men được xác định các đặc tính sau:

+ Xác định hàm lượng ẩm của bột nấm men: Xác định bằng máy xác địnhhàm ẩm nhanh

+ Xác định hàm lượng protein của bột nấm men: Xác định theo phươngpháp Kjeldahl