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

Vì thế, tận thu sinh khối nấm mentrong quá trình sản xuất bia, nghiên cứu chế biến thành các sản phẩm có giá trị là mộtviệc làm cần thiết để tận dụng ưu thế của nguồn lợi này, đồng thời

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Quang Trung – Cục trưởng Cục An toàn thực phẩm và TS Phạm Thế Hải – Khoa Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.

Nhân dịp này, tôi cũng xin tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, cán bộ trong Khoa Sinh học trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và những người thân đã ở bên tôi, tạo điều kiện cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Hà Nội, ngày 16 tháng 12 năm

2014

Học viên

Đàm Thị Liễu

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về nấm men S cerevisiae

1.1.11.1.2

1.1.31.1.4nghiên cứu trên thế giới1.1.5

1.1.6

1.1.71.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất nấm men và các chế phẩm có bổsung nấm men

1.2.11.2.21.2.3

1.2.4CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.2 Vật liệu nghiên cứu

2.2.1

2.2.22.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.12.3.2

2.3.3

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

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

3.1.1máy sấy vạn năng3.1.2

máy sấy vạn năng3.2 Nghiên cứu chế độ sấy nấm men trên máy sấy phun

3.2.1men có độ ẩm 86%

3.2.2nhiệt độ đầu vào thích hợp3.3 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy vạn năng

và máy sấy phun

3.3.1 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy vạnnăng

3.3.2 Đánh giá chất lượng nấm men sau khi sấy trên máy sấy phun3.4 Kết quả nghiên cứu quy trình phối trộn nấm men vào bánh đậuxanh

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊTÀI LIỆU THAM KHẢOPHỤ LỤC

CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AOAC (Association of Official Analytical Chemists):

Hiệp hội các nhà phân tích hóa học chính thức

ATP: Adenosine triphosphate

chuẩn Việt Nam 3215-79

Trách nhiệm hữu hạnThành phố Hồ Chí Minhthể tích

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 800C 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 đường54 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 loạichính là: carbonhydrate, lipid, protein Lipid là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhưngkhông được lựa chọn trong tình hình hiện nay bởi nguy cơ gây bệnh cao (béo phì, timmạch, tiểu đường), carbonhydrate là nguồn cung cấp năng lượng chính trong khẩuphần ăn hằng ngày nhưng nó có thể tích lớn và trọng lượng khá cao Protein bên cạnhkhả năng cung cấp năng lượng nó còn chứa một nguồn axít amin rất cần thiết cho cơthể Trong cơ thể con người protein đóng vai trò rất quan trọng, là nguyên liệu để xâydựng và tái tạo tổ chức trong cơ thể, protein là nguồn cung cấp nitơ cho quá trình sinhtổng hợp ADN, ARN Protein còn là thành phần chính của kháng thể giúp cơ thể chốnglại 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 visinh vật đã trở thành một nguồn cung cấp protein dồi dào được biết đến trên thế giới từnửa 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 lượngnhư Mg, Ca, Fe, P2O5, Na, không những thế còn chứa một nguồn vitamin nhóm B kháphong phú [9]

Hiện nay ở Việt Nam ngành sản xuất bia đang ngày càng phát triển Ở các nhà máybia 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 cácsản phẩm giàu dinh dưỡng và giàu năng lượng Vì thế, tận thu sinh khối nấm mentrong quá trình sản xuất bia, nghiên cứu chế biến thành các sản phẩm có giá trị là mộtviệc làm cần thiết để tận dụng ưu thế của nguồn lợi này, đồng thời làm giảm ô nhiễmmôi trường

1

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

2

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 phốinguồn 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 nănglượng, trong khi nguồn nguyên liệu và tỷ lệ diện tích đất cần thiết cho sản xuất thực phẩmhoặc 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 quantâm chính cho ngành công nghiệp và cộng đồng khoa học Những lợi thế ấn tượng của visinh vật cho sản xuất protein đơn bào (SCP) so với các nguồn thông thường khác củaprotein (đậu nành hoặc thịt) cũng được biết đến Vi sinh vật có hàm lượng protein cao vàthời gian sinh trưởng ngắn, dẫn đến sản xuất sinh khối nhanh chóng, có thể liên tục và độclập trong các điều kiện môi trường Việc sử dụng các loại nấm, đặc biệt là nấm men, giúpcho sản xuất SCP thuận tiện hơn, vì chúng có

3

thể dễ dàng nhân lên sử dụng nguyên liệu ban đầu rẻ và dễ dàng thu hoạch do khả năngkết 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 phânngành Saccharomycotina, lớp Saccharomycetes, bộ Saccharomycetales, họSaccharomycetaceae, 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 làloại 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 diệnnhiều 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 chocác 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

4

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

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

Trong pha tăng trưởng theo cấp số nhân, các tế bào đơn bội sinh sản nhanh hơncác tế bào lưỡng bội Các tế bào đơn bội và lưỡng bội có thể sinh sản vô tính trongmột quá trình gọi là nảy chồi, nơi mà các tế bào con nhô ra khỏi tế bào mẹ Các chồicủa các tế bào đơn bội liền kề với nhau, trong khi các chồi của các tế bào lưỡng bộiđược 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 độthẩm thấu cao, các tế bào mới phát triển vẫn còn gắn liền với các tế bào bố mẹ thôngqua một vách ngăn [9]

Ngoài sự nảy chồi, các tế bào lưỡng bội có thể trải qua một quá trình phân bàogiảm nhiễm hình thành bào tử để sản xuất bốn bào tử đơn bội Bào tử đơn bội có thể làmột trong hai loại giao phối, a hoặc α Những bào tử cũng có thể trải qua nảy chồi đểsản 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

5

tử hình thành từ quá trình tạo bào tử không trải qua nảy chồi, và kiểu giao phối củachúng 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 vớimột trong hai điều kiện nghèo carbon hoặc thiếu nitơ Bào tử cũng có khả năng chịuđựng 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 cácloại 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 cónồng 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 hóathành CO2 và ATP Các nguồn carbon và năng lượng chính là glucose, và khi nồng độ

6

glucose đủ cao, gen của enzymes được sử dụng trong hô hấp được biểu hiện và quátrình lên men tiếp tục [21] Tuy nhiên, nấm men cũng có thể sử dụng các loại đườngkhác như một nguồn carbon Sucrose có thể được chuyển đổi thành glucose vàfructose bằng cách sử dụng một enzyme gọi là invertase, và maltose có thể đượcchuyển 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 sảnđộc đáo của chúng, Robert Mortimer thực hiện lai tạp di truyền sử dụng chủng phânlập từ quả vả và chủng nấm men khác có được thông qua các nhà nghiên cứu khác Kếtquả là, ông đã tạo ra một chủng mới gọi là S288c [22], mà sau đó đã được sử dụngnhư là một chủng mẹ để tạo ra hầu hết các chủng đột biến đang được sử dụng trongnghiên 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

7

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 tăngtrưởng khi thiếu vắng nitơ đã khiến các nhà khoa học chọn chủng thay thế cho nghiêncứu của họ [20]

A634A: Được sử dụng trong các nghiên cứu chu kỳ tế bào Chủng này liên quanchặt 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 nhưmột chủng tham chiếu hoặc chủng chứng [20]

CEN.PK: Tại châu Âu, chủng này được sử dụng như một chủng chuẩn thứ haicùng với S288c khi nghiên cứu hệ gen của nấm men Ngoài ra, chúng có thể phát triểntốt 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 lànghiên cứu chúng trong điều kiện khi nitơ còn hạn chế; tế bào có hình thái dài và dù cótrải 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 nghiêncứu phân bào giảm nhiễm [26]

W303: Liên quan chặt chẽ đến S288c; là kết quả của sự lai chéo giữa S288c vàmột dòng chưa được biết rõ [24] Chúng được sử dụng trong phân tích di truyền vàsinh 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, mộtthành phần được cho vào trong bia, rượu và đồ uống chưng cất Chúng cũng được sửdụng trong quá trình nướng như một chất men, nấm men giải phóng khí vào môi

8

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 uốnglên men ở Trung Quốc có niên đại 7000 năm trước công nguyên [18], và bằng chứngphân tử của nấm men được sử dụng trong quá trình lên men đã được tìm thấy trongmột 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 biếtlớn 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 lạcthường 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 đưavào 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 hậuđịa 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 đượcnghiền nát khi đó là thời gian cho quá trình lên men Champagne là một ngoại lệ nơichủng nấm men tự nhiên được sử dụng, vì nấm men đi trực tiếp vào chai thay vì mộtthùng 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 xuấttrong quá trình lên men, tùy thuộc vào loại bia được tạo ra Nấm men lên men ở trên

9

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 thànhethanol 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 cùngcủa thùng chứa [18] Chúng được sử dụng trong sản xuất hầu hết các loại bia thươngmại 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 quátrình lên men của loại đồ uống này được phân lập từ củ cải đường hoặc mía Tiêu chílựa chọn các nấm men bao gồm sản xuất ethanol bậc cao, có khả năng chịu tốt vớinồng độ ethanol, và phải có khả năng lên men các chất nền khác nhau cho các nướcgiải 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 bánhngọt nhìn thấy sau khi nướng Các tế bào nấm men khô có thể làm bột nở hoặc chấtkhông 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 nấmmen là nước- khoảng 75% khối lượng chung [9] Hàm lượng các nguyên tố trong tếbào nấm men như sau:

10

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

11

Bảng 1.4: Thành phần của nấm men sinh khối từ các nguồn nguyên liệu khác nhau [13]

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: côngnghiệp thực phẩm; công nghệ gen; công nghệ enzyme và hóa chất công nghiệp; dượcphẩm; Trong đó lĩnh vực thực phẩm được cho là lĩnh vực đầu tiên nấm men được sửdụng với hình thức sơ khai đơn giản nhất là sản xuất đồ uống có cồn; làm bánh mỳ Nhữngnghiên cứu về hàm lượng chất dinh dưỡng của nấm men được thực hiện giữa những năm1930-1940 chỉ ra rằng nấm men trưởng thành có chứa nguồn protein phong phú, vitaminđặc 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 hàmlượng 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 lượngtốt 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

13

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 cácloại bánh nướng và các thực phẩm khác Gần đây, báo cáo của Breen và các cộng sựcho biết có rất nhiều loại bánh nướng, bánh bích quy, bánh mỳ đã được nghiên cứu bổsung 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 trămtriệu USD [11] Trên thế giới hiện nay có khoảng 20 nước tận thu nguồn sinh khối nấmmen này Trong đó phải kể đến Nhật, Đức, Braxin, Đan Mạch… Ở Nhật có nhà máysản 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 nhàmáy khác trên thế giới Có thể kể tên một số nhà máy sản xuất bột nấm men chínhnhư: 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 sảnphẩm có tên thương mại là: Amberex, Barmene, Gistex, Maggi, Tureen, Yeatex vàZyest [21]

Một số hãng đã có thương hiệu trên thế giới như Red Star (tập đoàn LesaffreYeast 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 chấtkhác[9] Hai sản phẩm trên có thể được sử dụng bằng cách pha với nước, sữa, sinh tố,

14

nước ép rau củ hay bổ sung vào các món khác như súp, bánh pizza, thịt bò, bánh ngũcốc, 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 songvới sự phát triển của ngành thực phẩm đồ uống; và hiện nay trở thành một sản phẩmđược quan tâm mang lại hiệu quả kinh tế cao Trong vòng 10 năm trở lại đây, ngànhcông 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 ngừngtăng Năm 2010, sản lượng bia là 3,0 tỷ lít tương ứng với 30 triệu tấn sinh khối nấmmen thải ra [13,15] Các nhà khoa học trong nước đã tiến hành thực hiện thành côngnhiều 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: “Chếbiến 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 (SởKH&CN Hà Nội) đã hoàn thành đề tài (mã số DL/09 – 2006 – 2): “Nghiên cứu ứngdụng công nghệ sấy phun để thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất bột đậu nành uống liền vàbột nấm men giàu protein và khoáng chất”, do Thạc sĩ Nguyễn Phương chủ trì [7] Bộtnấm 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 bãnấm men bia sử dụng làm thức ăn cho người

Qua tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng thực phẩm ăn liền giàu nănglượng 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, cácsản phẩm này luôn được chú trọng đến đặc biệt là chất lượng và tính tiện dụng khi sửdụng

15

Với nước ta, trong điều kiện kinh tế và khoa học kỹ thuật còn non yếu, nhưngchúng 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 đápứng nhu cầu của xã hội hiện đại Công việc này cần phải được tiếp nối với những bướctiến 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 bãmen bia, qua đó giảm được chi phí nguyên liệu và góp phần giảm nguy cơ ô nhiễm

bỏ sau khi dịch lên men đã được chuyển sang thùng lên men phụ

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 hoahoublon… Để thu hồi được dịch huyền phù nấm men có giá trị sử dụng sau này, cầnphải loại bỏ được các tạp chất kể trên Việc loại bỏ này được thực hiện ở các côngđoạn ly tâm, lọc và khử đắng trong quy trình thu hồi sinh khối nấm men như đượctrình bày ở Hình 1.4

16

Bã bia Pha loãng với nước

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 cáctank chứa Nước lạnh được sử dụng để làm loãng sinh khối nấm men thu nhận đượctheo tỷ lệ 2/1 Tiếp theo là bước khuấy đều và lọc chân không với kích thước lỗ lọc là125µm Sau đó là công đoạn khử đắng bằng dung dịch NaOH 0,1N theo tỷ lệ 2:1, thờigian xử lý nấm men là 30 phút ở nhiệt độ 20oC, để thu được nấm men tinh khiết

17

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 – 100oC [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.

18

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 Trang thiết bị

- 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…

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu

Khử đắng bã men bia

Nghiên cứu quy trình sấy sinh khối nấm men

Nghiên cứu phối trộn bột nấm men vào bánh đậu

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

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu

20

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 xác50g nguyên liệu trên đĩa cân bằng quả cân 50g Bật đèn hồng ngoại và sấy nấm men Khisấy, nước dần dần bay hơi làm giảm khối lượng của nguyên liệu nấm men Khi khốilượng 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 khôhoàn toàn và có thể đọc được phần độ ẩm đã mất trên thước đo Khối lượng còn lại củanguyên 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 từtừ10ml H2SO4 đậm đặc; để tăng nhanh quá trình vô cơ hóa (đốt cháy) cần phải chotheo chất xúc tác CuSO4: K2SO4(3:1) Trong quá trình đun, luôn để bình Kjeldahlnghiêng 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, thêm18ml NaOH 40% và 3 giọt Phenolphthalein Hút 10ml H2SO4 0,1N cho vào bình nón50ml 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 tíchNaOH 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 đặttrở lại) Khuấy đều bằng que thủy tinh, để nguội, lọc qua giấy lọc (giữ cặn, không đổcặn lên giấy lọc) Sau đó thêm 10 ml cồn 80o vào cốc chứa cặn, khuấy đều, đun sôi 2lần trên nồi cách thủy Để nguội, lọc Tiếp tục làm như vậy khoảng 2 lần Sau đó đưacặn lên giấy lọc và tráng cốc 2 – 3 lần bằng cồn 80o nóng (nước tráng cũng cho cả lêngiấy lọc) Dịch lọc cho bay hơi ở nhiệt độ phòng hoặc đun nhẹ trên nồi cách thủy đểcồn bay hơi hết Pha loãng cặn thu được với nước cất thành 50 ml Để lắng, dung dịchnày 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 dịchphenol 5% Sau đó cho chính xác 5 ml H2SO4 đậm đặc vào ống nghiệm (không để dínhaxit vào thành ống) Để 10 phút rồi lắc, giữ trên nồi cách thủy 10 – 20 phút ở 25 –

30oC 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

23

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:

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 cósẵn, túi giấy lọc được cắt hình chữ nhật, chiều dài gấp 2,5 lần chiều rộng, gấp thànhtúi trụ có đường kính bé hơn trụ chiết.Túi được sấy khô đến trọng lượng không đổi vàđược cân trên cân phân tích Nguyên liệu được nghiền nhỏ, sấy khô đến khối lượngkhông đổi Cân chính xác 2 – 5g rồi cho mẫu vào túi giấy Gấp kín mép túi, đặt túi cómẫu phân tích vào trụ chiết

Quá trình thí nghiệm:

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

24

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 trọnglượng 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, sosánh

- 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 đồnghàng thì sự khác nhau đó không có ý nghĩa, các chữ X khác hàng thì sự khác nhau có ýnghĩa)

25

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, hàmlượng

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 (70oC, 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

26

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

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 khácnhau 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%

27

- 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

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

28

- Nguyên tắc:

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

- 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: Quy ước:

- Tổng khối lượng bột (m) = bột đậu xanh + nấm men + bột đậu nành = 20g

29