Nghiên cứu ứng dụng nấm men vào chế biến thực phẩm giàu protein

Trong khi đó, sinh khối nấm men có thể được sử dụng để chuyển hóa thành các sản phẩm giàu dinh dưỡng và giàu năng lượng.. Vì thế, tận thu sinh khối nấm men trong quá trình sản xuất bia,

MỤC LỤC

1.1.1 Lịch sử phát hiện và ứng dụng nấm men 3

1.1.2.1 Đặc điểm phân loại học 1.1.2.2 Đặc điểm phân bố tự nhiên 1.1.3 Đặc điểm cấu trúc tế bào và sinh lý sinh hóa

4

4

4

1.1.4 Một số chủng nấm men S cerevisiae được sử dụng trong

nghiên cứu trên thế giới

7

1.1.6 Ứng dụng nấm men S cerevisiae trong sản xuất 9

1.1.6.1 Sản xuất đồ uống có cồn (ethanol) 9

1.1.7 Thành phần của tế bào nấm men 10 1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất nấm men và các chế phẩm có bổ sung nấm men

13

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong nước 15

1.2.3 Quy trình công nghệ thu hồi sinh khối nấm men (S

cerevisiae) từ cơ sở sản xuất bia

16

1.2.4 Một số phương pháp sấy sinh khối nấm men 18

2.2.2 Trang thiết bị, hóa chất, dụng cụ 19

2.3.2 Các phương pháp dùng trong nghiên cứu 21

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

21 2.3.2.4 Xácđịnh hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl

22 2.3.2.5 Định lượng đường tổng bằng phương pháp Phenol 23

2.3.2.6 Xác định lipid tổng theo phương pháp Soxhlet 24 2.3.2.7 Phương pháp phân tích ANOVA sử dụng phần

xanh

28

3.1 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy vạn năng 34

3.1.1 Nghiên cứu độ dày mẫu thích hợp cho bã nấm men trên máy sấy vạn năng

34

3.1.2 Nghiên cứu nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men trên máy sấy vạn năng

38 3.2 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy phun 42

3.2.1 Lựa chọn nhiệt độ đầu vào thích hợp cho sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86%

42

3.2.2 Lựa chọn độ ẩm nguyên liệu thích hợp cho sấy phun ở nhiệt độ đầu vào thích hợp

45

3.3 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy vạn năng

và máy sấy phun

3.4.1 Xác định độ ẩm của nguyên liệu ban đầu 52 3.4.2 Tối ưu hóa tỉ lệ bột đậu xanh đưa vào phối trộn 52 3.4.3 Tối ưu hóa tỉ lệ đường đưa vào phối trộn 54 3.4.4 Tối ưu hóa tỉ lệ bột nấm men đưa vào phối trộn 55 3.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian sấy đến độ ẩm của bánh 56

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC (Association of Official Analytical Chemists):

Hiệp hội các nhà phân tích hóa học chính thức ATP: Adenosine triphosphate

CT: Công thức

OD (optical density): Độ hấp thụ quang

SCP (Single cell protein): Protein đơn bào

TCVN 3215-79: chuẩn Việt Nam 3215-79

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng các nguyên tố đa lượng trong tế bào nấm men 11

Bảng 1.2: Hàm lượng các nguyên tố không phải đa lượng trong tế bào nấm men 11

Bảng 1.3: Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong tế bào nấm men 11

Bảng 1.4: Thành phần của nấm men sinh khối từ các nguồn nguyên liệu khác nhau 12

Bảng 1.5: Hàm lượng các axit amin có trong nấm men, tính theo % protein tổng 12

Bảng 1.6: Hàm lượng các vitamin có trong nấm men, có trong mg/100g chất khô 12

Bảng 2.1: Danh mục thiết bị, hóa chất, dụng cụ dùng trong nghiên cứu 19

Bảng 2.2: Bảng bố trí thí nghiệm sấy khay trong tủ sấy 26

Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm sấy phun 28

Bảng 2.4: Tỉ lệ các thành phần phối trộn (thay đổi tỉ lệ bột đậu xanh) 29

Bảng 2.5: Tỉ lệ đường sử dụng 30

Bảng 2.6: Tỉ lệ các thành phần phối trộn (thay đổi tỉ lệ bột nấm men) 31

Bảng 2.7: Khảo sát thời gian sấy bánh 32

Bảng 2.8: Bảng điểm đánh giá chất lựợng sản phẩm bánh đậu xanh nấm men 32

Bảng 2.9: Bảng mức chất lượng sản phẩm 33

Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu độ dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70oC 34

Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu nhiệt độ sấy thích hợp cho bã nấm men ở độ dày 15mm 38

Bảng 3.3: Kết quả sấy phun bã nấm men có độ ẩm 86% ở nhiệt độ đầu vào khác nhau 42

Bảng 3.4: Kết quả sấy phun bã nấm men có độ ẩm khác nhau ở nhiệt độ đầu vào thích hợp 45

Bảng 3.5: Thành phần hóa học của bột nấm men thành phẩm 46

Bảng 3.6: Thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun 48

Bảng 3.7: Mức độ không ưa thích khác nhau của các mẫu về tỉ lệ bột đậu xanh ở mức độ tin cậy 95% 52

Bảng 3.8: Mức độ không ưa thích khác nhau của các mẫu về tỉ lệ đường ở mức độ tin cậy 95% 54

Bảng 3.9: Mức độ không ưa thích khác nhau của các mẫu về tỉ lệ bột nấm men ở mức độ tin cậy 95% 55

Bảng 3.10: Kết quả kiểm nghiệm hóa lý 59

Bảng 3.11: Kết quả kiểm nghiệm vi sinh 59

Bảng 3.12: Kết quả đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm bánh đậu xanh nấm men 60

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Tế bào nấm men hình elip hay hình tròn 5

Hình 1.2: S.cerevisiae nảy chồi dưới kính hiển vi 6

Hình 1.3: Khuẩn lạc của chủng nấm men S288c trên môi trường thạch-mạch nha 7

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình công nghệ thu hồi bã men bia 17

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu 20

Hình 3.1: Biểu đồ so sánh hàm lượng protein thu được khi sấy các độ dày mẫu khác nhau ở nhiệt độ 70oC 35

Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của độ dày lớp nguyên liệu đến tốc độ sấy 37

Hình 3.3: Biểu đồ so sánh hàm lượng protein thu được khi sấy mẫu ở độ dày 15mm ở các nhiệt độ khác nhau 39

Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ sấy 41

Hình 3.5: Biểu đồ so sánh hàm lượng protein thu được khi mẫu trên máy sấy phun ở nhiệt độ đầu vào khác nhau 44

Hình 3.6: Biểu đồ thành phần hóa học của bột nấm men sấy khay 47

Hình 3.7: Bột nấm men sấy trên máy sấy vạn năng ở nhiệt độ 800 C trên khay sấy độ dày 15mm 47

Hình 3.8: Biểu đồ thành phần hóa học của bột nấm men sấy phun 49

Hình 3.9: Bột nấm men sấy phun ở nhiệt độ đầu vào 250oC, đầu ra 100 oC và độ ẩm ban đầu 86% 49

Hình 3.10: Biểu đồ so sánh hàm lượng ẩm của nguyên liệu, bột nấm men sấy khay, bột nấm men sấy phun 50

Hình 3.11: Biểu đồ so sánh lượng protein trong nguyên liệu, bột sấy khay, bột sấy phun 51

Hình 3.12: Biểu đồ mức độ ưa thích khác nhau của các mẫu khi thay đổi tỉ lệ bột đậu xanh 53

Hình 3.13: Biểu đồ mức độ ưa thích khác nhau của các mẫu khi thay đổi tỉ lệ đường 54

Hình 3.14: Biểu đồ mức độ ưa thích khác nhau của các mẫu khi thay đổi tỉ lệ bột nấm men 56

Hình 3.15: Biểu đồ sự thay đổi độ ẩm của bánh sau khi sấy ở 60oC trong các khoảng thời gian khác nhau 57

Hình 3.16: Bánh đậu xanh có bổ sung nấm men 60

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, nguồn thực phẩm cung cấp cho con người gồm ba loại chính là: carbonhydrate, lipid, protein Lipid là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhưng không được lựa chọn trong tình hình hiện nay bởi nguy cơ gây bệnh cao (béo phì, tim mạch, tiểu đường), carbonhydrate là nguồn cung cấp năng lượng chính trong khẩu phần ăn hằng ngày nhưng nó có thể tích lớn và trọng lượng khá cao Protein bên cạnh khả năng cung cấp năng lượng nó còn chứa một nguồn axít amin rất cần thiết cho cơ thể Trong cơ thể con người protein đóng vai trò rất quan trọng, là nguyên liệu để xây dựng và tái tạo tổ chức trong cơ thể, protein là nguồn cung cấp nitơ cho quá trình sinh tổng hợp ADN, ARN Protein còn là thành phần chính của kháng thể giúp cơ thể chống lại các bệnh nhiễm khuẩn, là thành phần của các men (enzyme) và các nội tiết tố (hormon) rất quan trọng trong hoạt động chuyển hóa của cơ thể

Nguồn thực phẩm giàu protein gồm các thực phẩm có nguồn gốc động vật (thịt,

cá, trứng, sữa), các thực phẩm có nguồn gốc thực vật (lạc, vừng, đậu tương…) và vi sinh vật đã trở thành một nguồn cung cấp protein dồi dào được biết đến trên thế giới từ nửa sau của thế kỷ 20 Nấm men là một loại vi sinh vật với hàm lượng protein khá cao,

trong đó loài nấm men Saccharomyces cerevisiae với hàm lượng protein chiếm từ

46-57%, rất giàu các axít amin thay thế và không thay thế, giàu các nguyên tố vi lượng như Mg, Ca, Fe, P2O5, Na, không những thế còn chứa một nguồn vitamin nhóm B khá phong phú [9]

Hiện nay ở Việt Nam ngành sản xuất bia đang ngày càng phát triển Ở các nhà máy bia phần lớn lượng nấm men này được xả cùng nước thải gây ô nhiễm môi trường [4] Trong khi đó, sinh khối nấm men có thể được sử dụng để chuyển hóa thành các sản phẩm giàu dinh dưỡng và giàu năng lượng Vì thế, tận thu sinh khối nấm men trong quá trình sản xuất bia, nghiên cứu chế biến thành các sản phẩm có giá trị là một việc làm cần thiết để tận dụng ưu thế của nguồn lợi này, đồng thời làm giảm ô nhiễm môi trường

Vì vậy mà đề tài “nghiên cứu ứng dụng nấm men vào chế biến thực phẩm giàu protein” có tính cấp thiết và ứng dụng rất cao, đáp ứng được với nhu cầu hiện tại của con người

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Xây dựng và hoàn thiện được quy trình công nghệ sấy để tận thu sinh khối nấm

men từ bã men bia

- Nghiên cứu bổ sung bột nấm men S cerevisiae vào bánh đậu xanh với tỷ lệ thích

hợp để tạo ra sản phẩm bánh đậu đạt yêu cầu về chất lượng và cảm quan

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về nấm men S cerevisiae

1.1.1 Lịch sử phát hiện và ứng dụng nấm men

Con người đã biết đến nấm men từ hàng ngàn năm nay Họ đã sử dụng nấm men trong quá trình lên men như sản xuất đồ uống có cồn và lên men bánh Sản xuất công nghiệp và thương mại có sử dụng nấm men bắt đầu vào cuối thế kỷ 19 sau khi định danh và phân lập nấm men bởi Pasteur Ngày nay, kiến thức khoa học và công nghệ cho phép phân lập và sản xuất trên quy mô công nghiệp các chủng nấm men với các đặc tính cụ thể để đáp ứng các nhu cầu của ngành công nghiệp lên men (bia, rượu vang, rượu táo và sản phẩm chưng cất) Nấm men thực phẩm cũng được sử dụng như nguồn protein có giá trị dinh dưỡng cao, giàu các enzyme và vitamin, với nhiều ứng dụng như bổ sung dinh dưỡng cho thực phẩm, điều vị và các tác nhân hương liệu, cũng như bổ sung vào thức ăn chăn nuôi Nấm men được sử dụng để làm tác nhân sản xuất các loại thực phẩm lên men cụ thể như pho mát, bánh mì, sourdoughs, thịt lên men và các sản phẩm rau, giấm, v.v

Một phần lớn dân số thế giới đang bị suy dinh dưỡng, do nghèo đói và sự phân phối nguồn thực phẩm không hợp lý Các nhà khoa học quan tâm đến việc cung cấp thực phẩm để có thể theo kịp với tốc độ gia tăng dân số thế giới, với nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng, trong khi nguồn nguyên liệu và tỷ lệ diện tích đất cần thiết cho sản xuất thực phẩm hoặc sản xuất năng lượng chỉ có hạn, mà cần đảm bảo duy trì đa dạng sinh học tự nhiên [18] Vì vậy, việc sản xuất sinh khối vi sinh vật cho tiêu thụ thực phẩm là một mối quan tâm chính cho ngành công nghiệp và cộng đồng khoa học Những lợi thế ấn tượng của vi sinh vật cho sản xuất protein đơn bào (SCP) so với các nguồn thông thường khác của protein (đậu nành hoặc thịt) cũng được biết đến Vi sinh vật có hàm lượng protein cao và thời gian sinh trưởng ngắn, dẫn đến sản xuất sinh khối nhanh chóng, có thể liên tục và độc lập trong các điều kiện môi trường Việc sử dụng các loại nấm, đặc biệt là nấm men, giúp cho sản xuất SCP thuận tiện hơn, vì chúng có

thể dễ dàng nhân lên sử dụng nguyên liệu ban đầu rẻ và dễ dàng thu hoạch do khả năng kết bông Hơn nữa, chúng có chứa lượng axit nucleic thấp hơn vi khuẩn [21]

1.1.2 Nấm men S cerevisiae

1.1.2.1 Đặc điểm phân loại học

Loài nấm men Saccharomyces cerevisiae thuộc ngành Ascomycota, thuộc phân

ngành Saccharomycotina, lớp Saccharomycetes, bộ Saccharomycetales, họ Saccharomycetaceae, chi Saccharomyces [9]

Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành thực

phẩm như làm bánh mì, sản xuất cồn “Saccharomyces” có nghĩa là nấm đường và là loại vi sinh vật duy nhất đuợc sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới Chi

Saccharomyces có khoảng 40 loài (van der Walt, 1970) và các loài

trong chi này được biết nhiều do chúng được ứng dụng trong làm nổi bánh, bia, rượu,… chúng hiện diện nhiều trong sản phẩm có đường, đất, trái cây chín, phấn hoa,…[9]

1.1.2.2 Đặc điểm phân bố tự nhiên

Trong tự nhiên, các tế bào nấm men được tìm thấy chủ yếu ở các loại trái cây

như nho chín (khi nho còn xanh hầu như không có nấm men S cerevisiae) S

cerevisiae không lơ lửng trong không khí mà cần vector để di chuyển Người ta tìm

thấy bằng chứng chứng minh rằng ong chúa bắp cày và các con ong thợ trưởng thành

có thể nuôi dưỡng các tế bào nấm men từ mùa thu đến mùa xuân và truyền chúng cho các thế hệ con cháu của nó Ong bắp cày là môi trường quan trọng thích hợp cho sự

phát triển của các quần thể S cerevisiae tự nhiên và phân tán của các tế bào nấm men trong môi trường đồng thời chúng cũng duy trì sự đa dạng của chủng này [26]

1.1.3 Đặc điểm cấu trúc tế bào và sinh lý sinh hóa

S cerevisiae là một loại vi sinh vật có nhân điển hình Cụ thể hơn, chúng là một

loại nấm men có tế bào dạng hình cầu màu vàng - xanh S cerevisiae có thể tồn tại

dưới hai dạng khác nhau: đơn bội hoặc lưỡng bội Tuy vậy, chúng tồn tại chủ yếu ở

dạng lưỡng bội [26] Dạng lưỡng bội hình elip có đường kính 5 - 6µm, trong khi các dạng đơn bội hình cầu với đường kính 4µm [26]

Hình 1.1: Tế bào nấm men hình elip hay hình tròn (x 4000) [26]

Trong pha tăng trưởng theo cấp số nhân, các tế bào đơn bội sinh sản nhanh hơn các tế bào lưỡng bội Các tế bào đơn bội và lưỡng bội có thể sinh sản vô tính trong một quá trình gọi là nảy chồi, nơi mà các tế bào con nhô ra khỏi tế bào mẹ Các chồi của các tế bào đơn bội liền kề với nhau, trong khi các chồi của các tế bào lưỡng bội được đặt đối nhau [9, 26] Ngoài ra, các tế bào lưỡng bội có thể biểu hiện sinh khuẩn ty giả nếu nó được phát triển trên môi trường nghèo carbon, tiếp xúc với nhiệt hoặc độ thẩm thấu cao, các tế bào mới phát triển vẫn còn gắn liền với các tế bào bố mẹ thông qua một vách ngăn [9]

Ngoài sự nảy chồi, các tế bào lưỡng bội có thể trải qua một quá trình phân bào giảm nhiễm hình thành bào tử để sản xuất bốn bào tử đơn bội Bào tử đơn bội có thể là một trong hai loại giao phối, a hoặc α Những bào tử cũng có thể trải qua nảy chồi để sản xuất nhiều hơn các tế bào đơn bội Bào tử a và α cũng có thể giao phối và hợp nhất

với nhau, tạo ra một tế bào lưỡng bội Chủng S cerevisiae được tiếp tục phân biệt bởi

sự khác biệt trong giai đoạn đơn bội Đối với các chủng dị tản (heterothallic), các bào

tử hình thành từ quá trình tạo bào tử không trải qua nảy chồi, và kiểu giao phối của chúng không thay đổi Tuy nhiên, với các chủng đồng tản, sự hiện diện của một gen

HO cho phép các bào tử thay đổi kiểu giao phối khi chúng phát triển [21]

Hình 1.2: S.cerevisiae nảy chồi dưới kính hiển vi (x 10000) [21]

Sự hình thành bào tử có thể xuất hiện nếu các tế bào nấm men được tiếp xúc với một trong hai điều kiện nghèo carbon hoặc thiếu nitơ Bào tử cũng có khả năng chịu đựng cao hơn các điều kiện khắc nghiệt của môi trường, ví dụ như nhiệt độ cao [21]

Vì là một dạng sinh vật nhân thực, S cerevisiae có chứa các bào quan gắn màng,

nhiễm sắc thể nằm trong nhân, và sử dụng ty thể hô hấp tế bào Giống như tất cả các loại nấm khác, hình dạng của tế bào dựa trên thành tế bào của chúng Thành tế bào bảo

vệ các tế bào từ môi trường cũng như từ bất kỳ thay đổi trong áp suất thẩm thấu Thành

tế bào bên trong có nồng độ β -glucans cao, trong khi các tế bào bên ngoài có nồng độ mannoprotein cao Chitin thường nằm trong các vách ngăn [21]

S cerevisiae có thể sống trong cả điều kiện hiếu khí cũng như điều kiện yếm khí

Với sự có mặt của oxy, nấm men có thể hô hấp hiếu khí, ở đó đường được phân hóa thành CO2 và ATP Các nguồn carbon và năng lượng chính là glucose, và khi nồng độ

glucose đủ cao, gen của enzymes được sử dụng trong hô hấp được biểu hiện và quá trình lên men tiếp tục [21] Tuy nhiên, nấm men cũng có thể sử dụng các loại đường khác như một nguồn carbon Sucrose có thể được chuyển đổi thành glucose và fructose bằng cách sử dụng một enzyme gọi là invertase, và maltose có thể được chuyển đổi thành hai phân tử glucose bằng cách sử dụng các mannose enzyme [21]

Hình 1.3: Khuẩn lạc của chủng nấm men S288c trên môi trường thạch-mạch nha [9]

1.1.4 Một số chủng nấm men S cerevisiae được sử dụng trong nghiên cứu trên thế

giới

S cerevisiae được phân lập lần đầu tiên từ trái vả thối được tìm thấy ở Merced,

California, vào năm 1938, bởi Emil Mrak [22] Tận dụng lợi thế của chu kỳ sinh sản độc đáo của chúng, Robert Mortimer thực hiện lai tạp di truyền sử dụng chủng phân lập từ quả vả và chủng nấm men khác có được thông qua các nhà nghiên cứu khác Kết quả là, ông đã tạo ra một chủng mới gọi là S288c [22], mà sau đó đã được sử dụng như

là một chủng mẹ để tạo ra hầu hết các chủng đột biến đang được sử dụng trong nghiên

cứu [24] Hơn nữa, dòng này sau đó đã được sử dụng để giải trình tự bộ gen của S

cerevisiae [22]

Như vậy, có nhiều chủng S cerevisiae khác nhau được sử dụng trong nghiên cứu

Dưới đây là một số chủng phổ biến nhất được sử dụng trong phòng thí nghiệm Sự lựa chọn chủng để sử dụng tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu

S288c: Chủng này đã được phân lập trong những năm 1950 bởi Robert K Mortimer thông qua sự pha tạp về mặt di truyền Nó được sử dụng như một dòng cha

mẹ khi phân lập đột biến [20] S288c được sử dụng để giải mã hệ gen của S cerevisiae

vào năm 1996 Sự hình thành bào tử của chúng có tỷ lệ thấp và sự thiếu protein tăng trưởng khi thiếu vắng nitơ đã khiến các nhà khoa học chọn chủng thay thế cho nghiên cứu của họ [20]

A634A: Được sử dụng trong các nghiên cứu chu kỳ tế bào Chủng này liên quan chặt chẽ với S288c là kết quả của việc lai chéo S288c và một dòng không rõ [20] BY4716: Vì chủng này gần giống với S288c, chúng thường được sử dụng như một chủng tham chiếu hoặc chủng chứng [20]

CEN.PK: Tại châu Âu, chủng này được sử dụng như một chủng chuẩn thứ hai cùng với S288c khi nghiên cứu hệ gen của nấm men Ngoài ra, chúng có thể phát triển tốt trên các nguồn carbon khác nhau cũng như trong điều kiện yếm khí Chúng được sử dụng khi nghiên cứu tốc độ tăng trưởng và sự hình thành sản phẩm [19,20]

Σ1278b: Chúng chứa các gen duy nhất cho sự trao đổi chất nitơ [19].Tốt nhất là nghiên cứu chúng trong điều kiện khi nitơ còn hạn chế; tế bào có hình thái dài và dù có trải qua sự phát triển nhưng các tế bào vẫn nối vật lý với nhau [20]

SK1: Vì chủng này tạo ra rất nhiều bào tử, nên nó được sử dụng trong các nghiên cứu phân bào giảm nhiễm [26]

W303: Liên quan chặt chẽ đến S288c; là kết quả của sự lai chéo giữa S288c và một dòng chưa được biết rõ [24] Chúng được sử dụng trong phân tích di truyền và sinh hóa [24]

1.1.5 Vai trò của S cerevisiae

S cerevisiae nổi tiếng với vai trò của chúng trong sản xuất lương thực Chúng là

thành phần quan trọng trong quá trình lên men để chuyển đổi đường thành rượu, một thành phần được cho vào trong bia, rượu và đồ uống chưng cất Chúng cũng được sử dụng trong quá trình nướng như một chất men, nấm men giải phóng khí vào môi

trường gây ra các kết cấu xốp như bánh mì và bánh ngọt Vì vai trò của chúng trong

quá trình lên men, con người đã biết và sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae

trong một thời gian dài Các nhà khảo cổ đã tìm thấy bằng chứng về một loại đồ uống lên men ở Trung Quốc có niên đại 7000 năm trước công nguyên [18], và bằng chứng phân tử của nấm men được sử dụng trong quá trình lên men đã được tìm thấy trong một loại rượu bình có niên đại 3150 năm trước công nguyên [18]

S cerevisiae cũng được coi là một "sinh vật mô hình" của các nhà khoa học Lợi

thế lớn của chúng là chúng là một sinh vật đơn bào và có nhân điển hình Sự hiểu biết lớn hơn của bộ gen nấm men cũng sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được bộ gen của con

người [26] S cerevisiae có lợi thế là tốc độ tăng trưởng nhanh, trên môi trường men

thông thường, mất 90 phút cho sinh khối nấm men tăng gấp đôi [26], và các khuẩn lạc thường có thể nhìn thấy 2-3 ngày sau khi cấy chúng trên môi trường mới

1.1.6 Ứng dụng nấm men S cerevisiae trong sản xuất

1.1.6.1 Sản xuất đồ uống có cồn (ethanol)

Một trong những ứng dụng lâu đời nhất của nấm men S cerevisiae trong công

nghệ sinh học là vai trò tạo ra các đồ uống có cồn Nhờ quá trình hô hấp kỵ khí, nấm

men S cerevisiae sử dụng đường làm chất nền của chúng và chuyển đổi đường để sản

xuất ethanol, cung cấp các đồ uống có chứa cồn Tùy loại đồ uống, nấm men được đưa vào quá trình sản xuất theo các cách khác nhau

Nhà sản xuất rượu chọn loại nấm men dựa trên một số yếu tố: loại nho, khí hậu địa phương, khu vực địa lý và hương vị mong muốn của sản phẩm cuối cùng [18] Nấm men sau đó được sản xuất tại các nhà máy rượu, sau đó thêm vào nho đã được nghiền nát khi đó là thời gian cho quá trình lên men Champagne là một ngoại lệ nơi chủng nấm men tự nhiên được sử dụng, vì nấm men đi trực tiếp vào chai thay vì một thùng lớn [18] Không khí sinh ra nhiều trong chai, tạo ra champagne

Trong sản xuất bia, có hai loại nấm men khác nhau của nấm men được sản xuất trong quá trình lên men, tùy thuộc vào loại bia được tạo ra Nấm men lên men ở trên

cùng, còn được gọi là nấm men nổi (chính là S cerevisiae), hình thành bọt trên bề mặt

của dịch nha, chất lỏng có chứa các loại đường được sử dụng để được chuyển đổi thành ethanol Nấm men vẫn ở phía trên của thùng chứa, và bắt đầu lên men ở nhiệt độ ấm 28-30 oC Quá trình này được sử dụng trong việc tạo ra các loại bia khác nhau như: ale,

porters, stouts và bia lúa mì [18] Nấm men lên men ở đáy, thường là S carlsbergensis

còn được gọi là lagers men, lên men ở nhiệt độ lạnh 0-10 oC, và men lắng ở dưới cùng của thùng chứa [18] Chúng được sử dụng trong sản xuất hầu hết các loại bia thương mại được bán tại Mỹ

Một quá trình khác được sử dụng để tạo ra các đồ uống được biết đến như là các

đồ uống có cồn, chẳng hạn như vodka và Tequilla Nấm men được sử dụng trong quá trình lên men của loại đồ uống này được phân lập từ củ cải đường hoặc mía Tiêu chí lựa chọn các nấm men bao gồm sản xuất ethanol bậc cao, có khả năng chịu tốt với nồng độ ethanol, và phải có khả năng lên men các chất nền khác nhau cho các nước giải khát cụ thể [18]

1.1.6.2 Sản xuất thực phẩm

S cerevisiae cũng hoạt động như chất làm bột nở Trong quá trình chuẩn bị, các

tế bào nấm men khô được cho vào cùng với các thành phần khác Trong khi nướng, nấm men đồng thời cũng lên men và sinh ra khí (chủ yếu là CO2) Khí này bị giữ lại, tạo thành lỗ sau khi nướng Điều này góp phần tạo kết cấu xốp như bánh mì và bánh ngọt nhìn thấy sau khi nướng Các tế bào nấm men khô có thể làm bột nở hoặc chất không làm bột nở như chất điều vị cho bánh [18]

1.1.7 Thành phần của tế bào nấm men

Cũng như các cơ thể sống khác, thành phần cơ bản và chủ yếu của tế bào nấm men là nước- khoảng 75% khối lượng chung [9] Hàm lượng các nguyên tố trong tế bào nấm men như sau:

Bảng 1.1: Hàm lƣợng các nguyên tố đa lƣợng trong tế bào nấm men [9]

Bảng 1.4: Thành phần của nấm men sinh khối từ các nguồn nguyên liệu khác nhau [13] Thành phần (%) S cerevisiae (Rỉ đường) S cerevisiae (Nấm men Bia)

Bảng 1.6: Hàm lượng các vitamin có trong nấm men, có trong mg/100g chất khô [9]

1.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất nấm men và các chế phẩm có bổ sung nấm men

1.2.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất trên thế giới

Nấm men sinh khối được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: công nghiệp thực phẩm; công nghệ gen; công nghệ enzyme và hóa chất công nghiệp; dược phẩm; Trong đó lĩnh vực thực phẩm được cho là lĩnh vực đầu tiên nấm men được sử dụng với hình thức sơ khai đơn giản nhất là sản xuất đồ uống có cồn; làm bánh

mỳ Những nghiên cứu về hàm lượng chất dinh dưỡng của nấm men được thực hiện giữa những năm 1930-1940 chỉ ra rằng nấm men trưởng thành có chứa nguồn protein phong phú, vitamin đặc biệt là các vitamin nhóm B Chủng được sử dụng trong nghiên

cứu là chủng Saccharomyces cerevisiae sinh trưởng trên mật đường và Saccharomyces

carlbergenis Một số chủng khác cũng được nghiên cứu như Candida utilis, Candida tropicalis sinh trưởng trên chất thải nhà máy sản xuất bột giấy, và chủng Kluyeromyces fragilis phát triển trên nước sữa cũng được nghiên cứu Từ lợi ích to lớn về dinh dưỡng

của nấm men, trên thế giới đã có rất nhiều những nghiên cứu nhằm bổ sung nấm men với mục đích tăng hàm lượng dinh dưỡng, tăng hương vị cho thực phẩm

Ở Nhật Bản, năm 2003, Noda và các cộng sự đã nghiên cứu bổ sung nấm men

Saccharomyces cerevisiae và Torulopsis sống vào nước đậu nành để tạo ra một loại

thức uống thơm ngon, bổ dưỡng có tên là moroni Trong một số nghiên cứu khác sau

đó cho rằng Torulopsis được tìm thấy là tốt nhất cho hương vị của moroni Tại Trung Quốc, năm 2008, Kang và các cộng sự đã nghiên cứu và bổ sung Saccharomyces

cerevisiae và Debaromyces hansenii vào pho mát đã có sẵn vi khuẩn lên men lactic và

ủ sau 15 ngày tạo ra loại pho mát mềm hay còn gọi là pho mát nấm men có chất lượng tốt với hàm lượng ẩm 47,5%; hàm lượng nitơ tổng số 3,31%; nitơ hòa tan 1,13%; ethanol 0,032% Ngoài ra, ở Mỹ người ta còn nghiên cứu bổ sung bột nấm men

Saccharomyces cerevisiae vào bột lúa mỳ cứng để sản xuất mỳ ống không chỉ có giá trị

kinh tế, dễ sản xuất và dễ sử dụng mà còn tăng hàm lượng dinh dưỡng cho sản phẩm Stewart & Guilliland và Bostian cùng các cộng sự đã nghiên cứu sử dụng protein sữa- nấm men để cải thiện dinh dưỡng cho các thực phẩm ăn nhanh Quy trình nghiên cứu

dựa trên cơ sở khoa học bột sữa sau khi được xử lý với nấm men Kluyveromyces

fragilis sẽ bị giảm hàm lượng lactose và sinh sản xuất ra SCP Sau khi sấy khô nguyên

liệu bột sữa nấm men có chứa 75% SCP và được sử dụng hiệu quả bổ sung vào các loại bánh nướng và các thực phẩm khác Gần đây, báo cáo của Breen và các cộng sự cho biết có rất nhiều loại bánh nướng, bánh bích quy, bánh mỳ đã được nghiên cứu bổ sung thêm bột nấm men sấy khô có chất lượng tốt…[26]

Nấm men bia là loại hàng hoá xuất khẩu có giá trị hàng năm lên tới hàng trăm triệu USD [11] Trên thế giới hiện nay có khoảng 20 nước tận thu nguồn sinh khối nấm men này Trong đó phải kể đến Nhật, Đức, Braxin, Đan Mạch… 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 nhà máy sản xuất nấm men với công suất 100 000 tấn/năm… [11] Đến nay đã

có rất nhiều cải tiến trong việc sản xuất bột nấm men cùng với sự ra đời của nhiều nhà máy khác trên thế giới Có thể kể tên một số nhà máy sản xuất 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 [21]

Một số hãng đã có thương hiệu trên thế giới như Red Star (tập đoàn Lesaffre Yeast Coporation, Pháp) với sản phẩm tiêu biểu như: Nutrition Yeast [4] ở dạng bột (nấm men dinh dưỡng- một chế phẩm giàu Protein)

Thực phẩm giàu Protein sản xuất từ nấm men còn có sản phẩm Engevita của

hãng Marigold, Thụy sĩ Engenvita có nguồn gốc từ nấm men S cerevisae được chế

biến dưới dạng bột, giàu Protein (45%), các vitamin nhóm B và các khoáng chất khác[9] Hai sản phẩm trên có thể được sử dụng bằng cách pha với nước, sữa, sinh tố,

nước ép rau củ hay bổ sung vào các món khác như súp, bánh pizza, thịt bò, bánh ngũ

cốc, salat để tăng hương vị và chất dinh dưỡng

1.2.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất trong nước

Bã nấm men mới được tiến hành nghiên cứu và sử dụng ở Việt Nam, song song với sự phát triển của ngành thực phẩm đồ uống; và hiện 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 nói chung và công nghệ sản xuất bã men nói riêng

đã và đang có những bước tiến vượt bậc Sản lượng bia trong nước không ngừng tăng Năm 2010, sản lượng bia là 3,0 tỷ lít tương ứng với 30 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra [13,15] Các nhà khoa học trong nước đã tiến hành thực hiện thành công nhiều

đề tài nghiên cứu về tận dụng nguồn bã men bia để sản xuất thức ăn gia súc

Năm 2003, tác giả Phạm Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Vinh tiến hành đề tài

“Nghiên cứu tận dụng nguồn nấm men bia dư thừa để sản xuất men chiết suất làm gia

vị thực phẩm” [9] Năm 2008, Viện Chăn Nuôi đã thực hiện thành công đề tài: “Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bia làm nguyên liệu thức ăn chăn nuôi” [13] Năm 2009, Trung tâm Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội (Sở KH&CN Hà Nội) đã hoàn thành 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 bột đậu nành uống liền và bột nấm men giàu protein và khoáng chất”, do Thạc sĩ Nguyễn Phương chủ trì [7] Bột nấm men được phối trộn với bột canh tạo ra một loại bột nêm có độ ngọt đạm cho gia

vị Bước đầu tạo ra bột nấm men giàu protein và khoáng chất có chất lượng cao từ bã nấm men bia sử dụng làm thức ăn cho người

Qua tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng thực phẩm ăn liền giàu năng lượng cho thấy: Các nước đã không ngừng nghiên cứu và áp dụng thành tựu khoa học

kỹ thuật vào việc ứng dụng và sản xuất thực phẩm giàu protein từ nguồn nấm men, các sản phẩm này luôn được chú trọng đến đặc biệt là chất lượng và tính tiện dụng khi sử dụng

Với nước ta, trong điều kiện kinh tế và khoa học kỹ thuật còn non yếu, nhưng chúng ta đã từng bước phát triển nghiên cứu và sản xuất được những nguồn thực phẩm

từ vi sinh vật góp phần làm phong phú thêm nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng đáp

ứng nhu cầu của xã hội hiện đại Công việc này cần phải được tiếp nối với những bước tiến xa hơn nữa

Việc nghiên cứu chế biến ra một thực phẩm hỗn hợp ăn liền giàu protein từ

nguồn nấm men S cerevisiae được báo cáo trong luận văn này có ý nghĩa thực tiễn

cao: không chỉ tạo ra nguồn thực phẩm mới tiện dụng mà còn tận thu được nguồn bã men bia, qua đó giảm được chi phí nguyên liệu và góp phần giảm nguy cơ ô nhiễm môi

Bã men bia có lẫn nhiều tạp chất như: sản phẩm của quá trình lên men bia: Ethanol (C2H 5OH); các sản phẩm bậc 2 như: các rượu bậc cao, glycerin, diacetyl, aldehyde, axít hữu cơ, este…

Trong thành phần của môi trường lên men bia có các loại đường, axít béo, glycerin, pectin, melanoid, các chất đắng, polyphenol và tinh dầu thơm của hoa houblon… Để thu hồi được dịch huyền phù nấm men có giá trị sử dụng sau này, cần phải loại bỏ được các tạp chất kể trên Việc loại bỏ này được thực hiện ở các công đoạn

ly tâm, lọc và khử đắng trong quy trình thu hồi sinh khối nấm men như được trình bày

ở Hình 1.4

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình công nghệ thu hồi bã men bia [4]

Giải thích các bước của quy trình [4]:

Bã nấm men sau khi được rút ra từ đáy tank lên men bia được chuyển về các tank chứa Nước lạnh được sử dụng để làm loãng sinh khối nấm men thu nhận được theo tỷ

lệ 2/1 Tiếp theo là bước khuấy đều và lọc chân không với kích thước lỗ lọc là 125µm Sau đó là công đoạn khử đắng bằng dung dịch NaOH 0,1N theo tỷ lệ 2:1, thời gian xử

lý nấm men là 30 phút ở nhiệt độ 20oC, để thu được nấm men tinh khiết

Pha loãng với nước

1.2.4 Một số phương pháp sấy sinh khối nấm men

Sau khi sinh khối nấm men được thu hồi, sấy là một bước tiếp theo quan trọng nhằm bảo quản sinh khối nấm men và đưa vào các sản phẩm ứng dụng (như thực phẩm) Hiện nay có hai phương pháp sấy chính thường được áp dụng trong thu hồi sinh khối nấm men: sấy cán men thành màng mỏng và sấy phun

Sấy màng mỏng thường dùng trong các xí nghiệp nhỏ công suất không cao hơn 1T/h [4] Sấy màng mỏng hay sấy trống gồm có hai dãy ống trụ hình trống, dưới mỗi dãy là các máng Huyền phù men được đưa vào dãy máng bám vào trống thành màng mỏng khi hai trống xoay tròn ngược chiều nhau (6 – 8 vòng/phút) Hơi nóng được đưa vào bên trong trống 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 [4] Men khô đưa đi đóng bao

Sấy phun gồm một buồng sấy hình trụ đầu dưới hình nón Phần bên trong trên đỉnh buồng sấy lắp hệ thống phun Khí nóng hỗn hợp với không khí theo ống ở trung tâm buồng phía dưới đĩa phun làm nóng buồng sấy Nhiệt của khí nóng đưa vào buồng sấy tới 280 – 300oC, ở cửa ra của buồng sấy là 85 – 100o

C [5] Huyền phù qua sấy chỉ khoảng vài giây Nấm men được đưa nóng lên không quá 100oC làm cho chất lượng của các chất trong nấm men như protein, vitamin, màu sắc, cấu trúc được hoàn thiện cũng như tiêu hóa tốt hơn.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Quy trình sấy khô để bảo quản sinh khối nấm men

- Quy trình phối trộn bột sinh khối nấm men vào bánh đậu xanh

2.2 Vật liệu nghiên cứu

2.2.1 Nguyên liệu

- Bã nấm men bia S.cerevisiae thu mua tại Công ty Cổ phần Liên hợp Thực phẩm, 267

Quang Trung, Hà Đông, Hà Nội

- Bột đậu xanh, bột đậu nành

2.2.2 Trang thiết bị, hóa chất, dụng cụ

Bảng 2.1: Danh mục thiết bị, hóa chất, dụng cụ dùng trong nghiên cứu

- Cân phân tích (Mettle toledo)

- Máy đo pH Orion Model 410

A (Thermo)

- Thiết bị lên men (Prolabo)

- Máy ly tâm (Eppendorf)

- Máy lọc chân không, kích

thước lỗ (Minipore) lọc 125µm

- Máy sấy vạn năng

(Memmert), máy sấy phun

(Memmert), máy xay thô,

máy đo hàm lượng ẩm…

- Sodium hydroxide (Merck)

- Khay inox, rây cỡ 0,5mm…

- Các bình tam giác, pipet, ống nghiệm, cốc thủy tinh (100ml), bình định mức (100ml), thìa cân, micro pipet, … và các dụng cụ phòng thí nghiệm cơ bản khác

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu

Nghiên cứu tỷ lệ bột đậu xanh thích hợp ở bánh có bổ sung bột nấm men

Đánh giá chất lượng bột nấm men sấy

ở hai phương pháp

Khử đắng bã men bia

Nghiên cứu quy trình sấy sinh khối nấm men

Đánh giá chất lượng bánh đậu xanh sau khi bổ

năng Nghiên cứu điều kiện sấy phun dịch

huyền phù nấm men

Nghiên cứu tỷ lệ đường thích hợp ở bánh có bổ sung bột nấm men

Nghiên cứu tỷ lệ bổ sung bột nấm men

vào bánh đậu xanh Nghiên cứu thời gian sấy bánh sau khi

phối trộn nấm men

2.3.2 Các phương pháp dùng trong nghiên cứu

2.3.2.2 Phương pháp lý học

- Xác định độ đục (OD – optical density) của nước rửa nấm men ở mật độ quang 275

nm theo AOAC (1984)

- Phương pháp xác định độ đắng theo EBC (Bishop, 1967)

- Xác định thông số pH của dung dịch trước và sau khi xử lý

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

Các bước tiến hành như sau: Ban đầu chỉnh máy về vị trí cân bằng Cân chính xác 50g nguyên liệu trên đĩa cân bằng quả cân 50g Bật đèn hồng ngoại và sấy nấm men Khi sấy, nước dần dần bay hơi làm giảm khối lượng của nguyên liệu nấm men Khi khối lượng nguyên liệu giảm làm kim chỉ báo độ cân bằng di chuyển sang phải, cần chỉnh kim về vị trí cân bằng Khi nào kim chỉ báo độ cân bằng dừng hẳn, có nghĩa là mẫu đã khô hoàn toàn và

có thể đọc được phần độ ẩm đã mất trên thước đo Khối lượng còn lại của nguyên liệu trên đĩa cân tương ứng với hàm lượng ẩm trong nguyên liệu:

2.3.2.4 Xác định hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl

Bước 1:Vô cơ hóa mẫu

Tiến hành trong tủ hotte Lấy 1g mẫu cho vào bình Kjeldahl Thêm vào từ từ10ml H2SO4 đậm đặc; để tăng nhanh quá trình vô cơ hóa (đốt cháy) cần phải cho theo chất xúc tác CuSO4: K2SO4(3:1) Trong quá trình đun, luôn để bình Kjeldahl nghiêng 450, đun đến khi dung dịch trong suốt

Bước 2: Cất đạm

+ Chuyển toàn bộ dung dịch đã được làm nguội từ từ sang bình định mức 100ml, tráng thành bình bằng nước cất, sau đó thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều + Tiến hành: lấy 10ml trong bình định mức cho vào phễu trên bộ cất đạm, thêm 18ml NaOH 40% và 3 giọt Phenolphthalein Hút 10ml H2SO4 0,1N cho vào bình nón 50ml sau đó đặt dưới ống sinh hàn (miệng ống sinh hàn luôn ngậm trong H2SO4

0,1N) Khi bình cầu chứa 2/3 nước sôi, cắm ống nối từ bình cầu với bộ cất đạm, sau

15 phút lấy bình nón đó đặt dưới ống sinh hàn ra cho thêm 3 giọt Phenolphthalein sau

đó chuẩn độ bằng NaOH 0,1N đến khi dung dịch có màu phớt hồng Ghi lại thể tích NaOH 0,1N để tính toán

Tiến hành cất đạm và định phân 2 – 3 lần, lấy kết quả trung bình

VNaOH 0,1Nth: thể tích NaOH 0,1N để chuẩn độ mẫu thật

f: hệ số hiệu chỉnh nồng độ NaOH (vì sử dụng dung dịch chuẩn NaOH 0,1N

nên hệ số f = 1)

vm: thể tích mẫu đưa vào cất (10 ml)

Vm: thể tích mẫu định mức (250 ml)

m: khối lượng mẫu đưa vào vô cơ hóa (m=1g)

2.3.2.5 Định lượng đường tổng bằng phương pháp Phenol

Bước 1: Ly trích đường

Cân 2g bột nấm men cho vào cốc thủy tinh 50 ml, cho thêm 10 ml cồn 90o vào Đun cốc trên nồi cách thủy cho sôi 3 lần (mỗi lần sôi lấy cốc ra cho nguội bớt rồi đặt trở lại) Khuấy đều bằng que thủy tinh, để nguội, lọc qua giấy lọc (giữ cặn, không đổ cặn lên giấy lọc) Sau đó thêm 10 ml cồn 80o vào cốc chứa cặn, khuấy đều, đun sôi 2 lần trên nồi cách thủy Để nguội, lọc Tiếp tục làm như vậy khoảng 2 lần Sau đó đưa cặn lên giấy lọc và tráng cốc 2 – 3 lần bằng cồn 80o nóng (nước tráng cũng cho cả lên giấy lọc) Dịch lọc cho bay hơi ở nhiệt độ phòng hoặc đun nhẹ trên nồi cách thủy để cồn bay hơi hết Pha loãng cặn thu được với nước cất thành 50 ml Để lắng, dung dịch này đem đi thực hiện phản ứng mầu để xác định hàm lượng đường

Bước 2: Thực hiện phản ứng mầu

Hút 1 ml dung dịch ở trên cho vào ống nghiệm rồi thêm vào 1 ml dung dịch phenol 5% Sau đó cho chính xác 5 ml H2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm (không để dính axit vào thành ống) Để 10 phút rồi lắc, giữ trên nồi cách thủy 10 – 20 phút ở 25 – 30o

C

để hiện mầu

Bước 3: Xây dựng đường chuẩn

Trị số mật độ quang của của dung dịch cần định lượng cần được khấu trừ đi trị

số mật độ quang của ống thử không Từ đó, ta xây dựng một đường cong chuẩn

Bước 4:Tính kết quả

Dựa vào đường chuẩn nồng độ x μg/ml trong mẫu cần đo được xác định Từ đó, lượng đường tổng số chứa trong 100g mẫu được tính theo công thức dưới đây:

6

.10 100

2.3.2.6 Xác định lipid tổng theo phương pháp Soxhlet

Chuẩn bị túi giấy lọc để đựng nguyên liệu hoặc dùng ống hình trụ đựng mẫu có sẵn, túi giấy lọc được cắt hình chữ nhật, chiều dài gấp 2,5 lần chiều rộng, gấp thành túi trụ có đường kính bé hơn trụ chiết.Túi được sấy khô đến trọng lượng không đổi và được cân trên cân phân tích Nguyên liệu được nghiền nhỏ, sấy khô đến khối lượng không đổi Cân chính xác 2 – 5g rồi cho mẫu vào túi giấy Gấp kín mép túi, đặt túi có mẫu phân tích vào trụ chiết

Quá trình thí nghiệm:

Trước khi chiết, bình cầu được sấy khô đến trọng lượng không đổi Đặt bình cầu trên nồi cách thủy và cho ete vào ½ thể tích bình Cho túi nguyên liệu vào trụ chiết Lắp trụ chiết vào bình cầu Cho dung môi vào bình chiết đến ngập túi nguyên liệu Lắp ống làm lạnh, ngâm nguyên liệu trong dung môi một vài giờ Đặt máy Soxlet vào nồi cách thủy (không quá 50oC) sao cho số lần dung môi rút từ trụ chiết xuống bình cầu khoảng 10 – 15 lần/h (4 – 6 phút/lần) Thử lipit đã chiết bằng cách lấy 1 vài giọt ete từ đầu cuối trụ chiết cho lên đĩa kính đồng hồ sạch Cho bay hơi hết ete Nếu

không có lipid trên đĩa kính, xem như lipid đã được chiết hoàn toàn Khi chiết xong, lấy bình cầu ra, lắp ống sinh hàn vào và cất ete Sau khi kết thúc thí nghiệm như trên, lấy túi mẫu nguyên liệu ra khỏi bình chiết, cho bay hơi dung môi, sấy khô đến trọng lượng không đổi

M1: khối lượng túi mẫu nguyên liệu trước khi chiết (g),

M2: khối lượng túi mẫu nguyên liệu sau khi đã chiết (g),

M: lượng nguyên liệu lấy để xác định các chỉ số của chất béo (lipit)

2.3.2.7 Phương pháp phân tích ANOVA sử dụng phần mền SPSS và Excell để xử lý

+ Nếu P-value < 0,05 thì sự khác biệt có ý nghĩa giữa các mẫu

+ Nếu P-value > 0,05 thì không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa các mẫu

- Dùng phần mền SPSS 16.0 để xử lý số liệu, bảng Anova Analysis xuất hiện, so sánh P-value với 0,05

- Xử lý Multiples Ranges Test: sẽ xuất hiện bảng cho biết các giá trị nào khác nhau có

ý nghĩa và giá trị nào không khác nhau có ý nghĩa (biểu hiện bằng các chữ X đồng hàng thì sự khác nhau đó không có ý nghĩa, các chữ X khác hàng thì sự khác nhau có ý nghĩa)

2.3.3 Thiết kế các thí nghiệm

2.3.3.1 Nghiên cứu điều kiện sấy sinh khối nấm men trên máy sấy vạn năng

Thí nghiệm 1: Xác định độ dày thích hợp lớp nguyên liệu

- Máy sấy vạn năng Thông số kĩ thuật: 2,70kW; 230V; 11,8A; 50 – 60Hz

- Nhiệt độ sấy: 70oC [8]

- Độ ẩm ban đầu: 75,85%

- Khay sấy diện tích: 30x40 cm Máy chứa được 4 khay sấy

- Độ dày nguyên liệu trên khay sấy: 10mm, 15mm, 20mm

- Cứ 1 giờ kiểm tra độ ẩm mẫu 1 lần, ghi lại chỉ số độ ẩm và quá trình sấy dừng lại khi

độ ẩm nguyên liệu đạt tới khoảng 8%

- Xác định hàm lượng ẩm sau khi sấy bằng phương pháp hồng ngoại và xác định hàm lượng protein của bột sấy bằng phương pháp Kjeldahl

- Mẫu được lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình

- Khi quá trình sấy kết thúc, ta đem so sánh các chỉ tiêu về màu sắc, mùi vị, hàm lượng protein Chọn ra mẫu cho chỉ tiêu cảm quan tốt nhất và hàm lượng protein cao nhất

Thí nghiệm 2: Xác định độ ẩm thích hợp của nguyên liệu

- Xác định nhiệt độ thích hợp cho bã nấm men bằng phương pháp: sấy nấm men trên khay sấy ở độ dày thích hợp ở những nhiệt độ khác nhau (70o

C, 80oC, 90oC) [8]

- Cứ 1 giờ kiểm tra độ ẩm mẫu 1 lần, ghi lại chỉ số độ ẩm và quá trình sấy dừng lại khi

độ ẩm nguyên liệu đạt tới khoảng 8%

- Xác định hàm lượng ẩm sau khi sấy bằng phương pháp hồng ngoại và xác định hàm lượng protein của bột sấy bằng phương pháp Kjeldahl

- Mẫu được lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình

Bảng 2.2: Bảng bố trí thí nghiệm sấy khay trong tủ sấy

Công thức sấy Nhiệt độ sấy ( o

C) Độ dày lớp nguyên liệu (mm)

2.3.3.2 Nghiên cứu điều kiện sấy sinh khối nấm men trên máy sấy phun

- Tiến hành sấy bã nấm men bằng máy sấy phun.Với máy sấy phun, nguyên liệu khác nhau sẽ có nhiệt độ sấy thích hợp khác nhau Nhiệt độ sấy phụ thuộc vào thành phần, tính chất của chất khô trong nguyên liệu

Điều kiện tiến hành thí nghiệm:

- Máy sấy phun Thông số kĩ thuật: Nhiệt độ đầu vào: 0 – 300oC, nhiệt độ đầu ra: 0 –

120oC, kích cỡ vòi phun: 0,75mm

- Bã nấm men có độ ẩm 86%

- Sấy ở nhiệt độ đầu vào: 220oC, 250oC, 280oC

- Nhiệt độ đầu ra: 100oC

- Áp suất: 1bar

- Vận tốc: 40 vòng/phút

- Khối lƣợng nguyên liệu: 1kg

Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ sấy thích hợp cho sấy phun

- Xác định nhiệt độ thích hợp để sấy phun bằng cách: sấy phun ở những nhiệt độ khác

nhau (220oC, 250oC, 280oC) ở độ ẩm 86%

- Xác định hàm lượng ẩm sau khi sấy bằng phương pháp hồng ngoại và xác định hàm lượng protein của bột sấy bằng phương pháp Kjeldahl

- Mẫu sấy được lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình

Thí nghiệm 4: Xác định độ ẩm nguyên liệu thích hợp cho sấy phun

- 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 tìm được trong thí nghiệm 3

- Xác định hàm lượng ẩm sau khi sấy bằng phương pháp hồng ngoại và xác định hàm lượng protein của bột sấy bằng phương pháp Kjeldahl

- Mẫu được lặp lại 3 lần để lấy giá trị trung bình

Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm sấy phun

Công

thức Nhiệt độ sấy đầu vào ( o C)

Nhiệt độ sấy đầu ra ( o C)

Độ ẩm nguyên liệu (%) Khối nguyên lượng liệu

2.3.3.3 Nghiên cứu bổ sung bột nấm men vào bánh đậu xanh

a) Tối ưu hóa tỉ lệ bột đậu xanh đưa vào phối trộn

- Mục đích:

Nhằm chọn ra một tỉ lệ phù hợp, đảm bảo yêu cầu chất lượng cho sản phẩm cũng như giá trị cảm quan

- Nguyên tắc:

Cố định tỉ lệ các thành phần khác, thay đổi tỉ lệ bột đậu xanh với các giá trị khác nhau và tiến hành đánh giá cảm quan để xác định tỉ lệ bột đậu xanh thích hợp đem phối trộn

- Tiến hành:

Quá trình khảo sát được tiến hành với tỉ lệ bột nấm men và bột đậu nành được

cố định ở tỉ lệ 1:1, tỉ lệ đường, vanillin, dầu mè được cố định theo bảng sau:

mềm ANOVA, thứ tự so hàng theo mức độ ưa thích của người thử được sử dụng trực tiếp; đó là điểm số để tiến hành xử lý kết quả

Kết quả tỉ lệ bột đậu xanh tối ưu được sử dụng cho các khảo sát sau

b) Khảo sát tỉ lệ đường đưa vào phối trộn

- Với đề tài chế biến sản phẩm bánh đậu xanh nấm men, đường sử dụng ở dạng kết tinh được xay nhuyễn thành dạng bột

- Nguyên tắc:

Cố định tỉ lệ các thành phần khác, thay đổi tỉ lệ đường với các giá trị khác nhau

và tiến hành đánh giá cảm quan để xác định tỉ lệ đường thích hợp đem phối trộn

- Tiến hành:

Cố định tỉ lệ bột đậu xanh tối ưu theo mục a của phần 2.3.3.3, các tỉ lệ bột nấm men, bột đậu nành, dầu mè, vanillin như bảng 2.4 Thay đổi tỉ lệ đường với các giá trị khác nhau theo bảng sau:

A1, B1, C1, D1 làm từ các tỉ lệ đường khác nhau như đã trình bày theo bảng 2.5 ở trên

và kết quả cũng được xử lý bằng phần mềm SPSS 16.0 phân tích ANOVA

c) Khảo sát tỉ lệ bột nấm men đưa vào phối trộn

- Nguyên tắc:

Cố định tỉ lệ các thành phần khác, thay đổi tỉ lệ bột nấm men với các giá trị khác nhau và tiến hành đánh giá cảm quan để xác định tỉ lệ bột nấm men thích hợp đem phối trộn

- Tiến hành:

Cố định tỉ lệ bột đậu xanh (70% m) và đường thích hợp đã được khảo sát ở mục a,b

Thay đổi tỉ lệ bột nấm men và cố định tỉ lệ bột đậu nành theo bảng sau:

Bảng 2.6: Tỉ lệ các thành phần phối trộn (thay đổi tỉ lệ bột nấm men)

d, Khảo sát ảnh hưởng của thời gian sấy đến độ ẩm của bánh

- Nguyên tắc:

Bánh sau khi bao gói bằng giấy nhôm tiếp tục đem đi sấy ở nhiệt độ cố định

60oC trong các khoảng thời gian khác nhau Thời gian sấy tỉ lệ thuận với độ ẩm của bánh, tương ứng với từng khoảng thời gian, bánh sau sấy đem đi xác định hàm ẩm bằng máy đo độ ẩm Từ các giá trị ghi nhận, phân tích và chọn thời gian sấy phù hợp nhất

- Tiến hành:

Đem bánh sau khi bao gói bỏ vào khay và để vào tủ sấy đã được điều chỉnh nhiệt độ ở 60o

C Theo dõi và ghi nhận giá trị độ ẩm của bánh sau khi đo

Bảng 2.7: Khảo sát thời gian sấy bánh

Thời gian sấy

Yêu cầu

Màu sắc 0,6 5 Màu vàng đặc trưng của bánh đồng đều

4 Màu vàng đặc trưng, tương đối đồng đều

3 Màu vàng hơi đậm hoặc hơi nhạt, không đều

2 Màu vàng đậm, không đều

0,4 5 Bánh nguyên vẹn, không bị nứt, không có tạp chất

4 Bánh nguyên vẹn, có vài vết nứt nhẹ trên bề mặt, không có tạp

chất

3 Bánh nguyên vẹn, có nhiều vết nứt trên bề mặt, không có tạp

chất

2 Bánh có khuyết tật, bị biến dạng, có nhiều tạp chất

1 Bánh có nhiều khuyết tật, biến dạng, có nhiều tạp chất

0 Sản phẩm hỏng hoàn toàn

Trạng

thái bên

trong

1 5 Độ kết dính của bột tốt, không bời rời, không được có tạp chất lạ

4 Bột có độ kết dính, không bời rời, không được có tạp chất

3 Độ kết dính của bột tương đối, hơi bời rời, có một vài tạp chất

nhỏ

2 Độ kết dính kém, bời rời, có nhiều tạp chất

1 Bánh rời rạc, có nhiều tạp chất

0 Sản phẩm bị hỏng

Mùi 0,5 5 Mùi thơm, đặc trưng của sản phẩm bánh đậu xanh

4 Thơm mùi đặc trưng của sản phẩm bánh đậu xanh, dậy mùi bột

đậu nành

3 Thơm tương đối đặc trưng, thoảng hương vanillin

2 Ít thơm, thoáng mùi hôi, hơi có mùi mốc

1 Ít thơm, có mùi hôi mốc nhiều, có mùi lạ

0 Mùi của sản phẩm hư

Vị 1,5 5 Vị rất đặc trưng của sản phẩm, ngọt hài hoà, không có vị lạ

4 Vị đặc trưng, hài hoà, không có vị lạ

3 Tương đối đặc trưng, không có vị lạ

Mỗi thành viên nhận được 1 phiếu cho điểm và cho điểm trên mỗi phiếu Sau khi xử lý bảng điểm cho bởi các thành viên, kết quả cuối cùng sẽ xác định sản phẩm thuộc mức chất lượng nào

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy vạn năng

3.1.1 Nghiên cứu độ dày thích hợp cho bã nấm men trên máy sấy vạn năng

Độ dày mẫu ảnh hưởng rất lớn đến thời gian sấy cũng như chất lượng của sản phẩm sau khi sấy vì vậy mà chúng tôi đã nghiên cứu sấy mẫu ở các độ dầy khác nhau trong cùng một điều kiện nhiệt độ (70oC) và cùng độ ẩm nguyên liệu (78,55%), sấy đến

độ ẩm 8% thì dừng lại Kết thúc quá trình sấy, chúng tôi ghi lại thời gian sấy với mỗi mẫu sấy, tính chi phí năng lượng riêng cho 1kg nguyên liệu, kiểm tra cảm quan và hàm lượng protein của mẫu sau sấy, xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS 16.0 cho kết quả được trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1 dưới đây:

Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu độ dày thích hợp cho bã nấm men ở nhiệt độ 70 o

Độ ẩm cuối cùng (%)

Hàm lượng protein (tính theo phần trăm chất khô) (%)

Chi phí năng lượng cho 1kg nguyên liệu (kWh/kg)

Chất lượng sản phẩm bột nấm men

10 10 75,85 8,05 44,92b 0,9

Sản phẩm chất lượng kém, màu nâu, mùi hơi cháy khét, vị ngọt kém, bột khô

15 12 75,85 8,14 52,59a 0,7

Chất lượng sản phẩm tốt, sản phẩm có màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng, vị ngọt của axit amin, bột khô và