ứng dụng nấm men saccharomyces trong sản xuất bánh mỳ

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 loài vi sinh vật duy nhất được sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới.LỜI MỞ ĐẦU3CHƯƠNG 1:4TỔNG QUAN41.1.Giới thiệu chung về nấm men Saccharomyces41.1.1.Vài nét lịch sử về nấm men trong sản xuất bánh mì41.1.2.Phân loại51.1.3.Đặc điểm hình thái và kích thước61.1.4.Thành phần cấu tạo71.1.5.Thành phần hóa học91.1.6.Sinh trưởng và sinh sản101.1.7.Dinh dưỡng và con đường chuyển đổi vật chất trong tế báo nấm men161.1.8.Cơ chế lên men etilic nhờ nấm men171.2.Phân loại nấm men dùng trong sản xuất181.2.1.Nấm men dạng lỏng181.2.2.Nấm men dạng nhão (nấm men paste)181.2.3.Nấm men dạng thô191.3.Một số ứng dụng của nấm men191.3.1.Lên men rượu191.3.2.Sản xuất bia201.3.3.Sản xuất rượu vang và sampanh211.3.4.Sản xuất thực phẩm231.3.5.Chế vắc – xin H5N1 cho gia cầm từ men bánh mì24CHƯƠNG 2:26ỨNG DỤNG NẤM MEN SACCHAROMYCES26TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ262.1. Khái quát về bánh mì262.2. Nguyên liệu302.2.1. Nguyên liệu chính302.3. Quy trình sản xuất bánh mì372.3.1. Quy trình sản xuất chung372.3.2. Quy trình sản xuất ở Việt Nam402.4. Vai trò của nấm men Saccharomyces trong quy trình sản xuất bánh mì47KẾT LUẬN48

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN: VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM

Tp Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1: 4

TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu chung về nấm men Saccharomyces 4

1.1.1 Vài nét lịch sử về nấm men trong sản xuất bánh mì 4

1.1.2 Phân loại 5

1.1.3 Đặc điểm hình thái và kích thước 6

1.1.4 Thành phần cấu tạo 7

1.1.5 Thành phần hóa học 9

1.1.6 Sinh trưởng và sinh sản 10

1.1.7 Dinh dưỡng và con đường chuyển đổi vật chất trong tế báo nấm men 16 1.1.8 Cơ chế lên men etilic nhờ nấm men 17

1.2 Phân loại nấm men dùng trong sản xuất 18

1.2.1 Nấm men dạng lỏng 18

1.2.2 Nấm men dạng nhão (nấm men paste) 18

1.2.3 Nấm men dạng thô 19

1.3 Một số ứng dụng của nấm men 19

1.3.1 Lên men rượu 19

1.3.2 Sản xuất bia 20

1.3.3 Sản xuất rượu vang và sampanh 21

1.3.4 Sản xuất thực phẩm 23

1.3.5 Chế vắc – xin H5N1 cho gia cầm từ men bánh mì 24

CHƯƠNG 2: 26

ỨNG DỤNG NẤM MEN SACCHAROMYCES 26

TRONG SẢN XUẤT BÁNH MÌ 26

2.1 Khái quát về bánh mì 26

2.2 Nguyên liệu 30

2.2.1 Nguyên liệu chính 30

2.3 Quy trình sản xuất bánh mì 37

2.3.1 Quy trình sản xuất chung 37

2.3.2 Quy trình sản xuất ở Việt Nam 40

2.4 Vai trò của nấm men Saccharomyces trong quy trình sản xuất bánh mì 47

KẾT LUẬN 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

LỜI MỞ ĐẦU

Nếu như ở Châu Á chủ yếu sử dụng gạo, thì ở Châu Âu con người lại dùng lúa mì

làm lương thực chính Từ lúa mì, người Châu Âu sản xuất ra bánh mì, một sản phẩm

truyền thống nổi tiếng bên cạnh bia, phomat,… Do vai trò quan trọng của bánh mì đối với

loài người nên quy trình sản xuất bánh mì rất được quan tâm và không ngừng được con

người cải tiến

Tuy không hiểu rõ nguyên nhân nhưng con người đã biết cách tạo ra những bánh

men bổ sung vào quy trình sản xuất bánh mì Đến đầu thế kỷ XIX, nấm men bia, nấm

men thải từ nhà máy rượu bia đã được con người sử dụng để làm bánh mì Cuối thế kỷ

XIX, nhiều cải tiến kĩ thuật như hệ thống thông khí ( nước Anh ), kỹ thuật ly tâm để tách

men ra khỏi môi trường tăng trưởng (Mỹ) đã được dùng để sản xuất men bánh mì Con

người chỉ lảm theo thói quen, không lý giải được tại sao làm như vậy thì chất lượng bánh

mì sẽ tốt hơn Sau đại chiến thứ I và thứ II, việc sản xuất nấm men Saccharomyces và

Candida phát triễn mạnh

Ngày nay, với sự hiểu biết về vi sinh vật học, con người đã phần nào giải thích

được những quá trình xảy ra trong quy trình sản xuất bánh mì Từ đó cho thấy được tầm

quan trọng của việc sản xuất bánh men có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

cuối cùng

Ở bài tiểu luận này, nhóm em chỉ tập trung tìm hiểu loại nấm men dùng trong sản

xuất bánh mì bằng vốn kiến thức ít ỏi và các nguồn tài liệu đàng tin cậy khác Trong quá

trình tìm hiểu không tránh khỏi những sai sót về nội dung cũng như cách trình bày Vì

vậy, nhóm em rất chân thành cảm ơn về sự đóng góp ý kiến của Thầy cùng các bạn

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về nấm men Saccharomyces

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 loài vi sinh vật duy nhất được sản xuất với quy mô rất lớn trên thế giới

1.1.1 Vài nét lịch sử về nấm men trong sản xuất bánh mì

Nấm men sử dụng trong sản xuất bánh mì là nấm men Saccharomyces cerevisiae Loài người sử dụng nấm men để làm nở bánh mì từ trước khi biết được hình thái, cấu tạo

và đặc tính sinh lý, sinh hóa của chúng

Lúc đầu, người Châu Âu để bột mì lên men tự nhiên và làm bánh Người ta thấy nếu để bột mì lên men tự nhiên thì khối lượng bột sẽ nhiều hơn và khi nướng bánh sẽ có mùi thơm và vị chua hấp dẫn, nhưng người ta không biết tại sao lại thế

Sau đó, vào thế kỷ 17 người Châu Âu không cho bột mì lên men tự nhiên nữa mà

sử dụng nấm men bia để nhào bột Kết quả của việc là này là khối bột nở điều hơn, bánh thơm hơn, đặc biệt là không chua như cho ủ tự nhiên

Năm 1850 bắt đầu giai đoạn rất quan trọng trong lịch sử phát triển của công nghệ sản xuất nấm men bánh mì Người Châu Âu đã biết sản xuất sinh khối nấm men bánh mì dạng nhão (dạng paste) Lúc đầu, họ lấy cặn nấm men từ quá trình sản xuất rượu, chuyển cặn nấm men này sang thùng đựng nấm men, rửa sạch nấm men bằng nước lạnh và đưa vào máy ép vít

Năm 1878, L Pasteur nghiên cứu ảnh hưởng của O2 đến sự phát triển của nấm men Kết quả cho thấy khi có mặt O2 hiệu suất thu nhận nấm men rất cao Khó khăn nhất

trong việc cung cấp O2 cho quá trình lên men của giai đoạn này là người Châu Âu sử dụng môi trường nhão, do đó O2 rất khó phân tán đều vào khối nhão này

Năm 1886, người Châu Âu bắt đầu thay đổi môi trường Người ta không dùng môi trường nhão nữa mà sử dụng dung dịch nước đường Bột lúa mì hay đại mạch được thủy phân thành đường, sau đó người ta dùng nước đường này để sản xuất nấm men Năm

1990, người ta sử dụng máy ly tâm tốc độ cao để tách nước ra khỏi nấm men và phương pháp nuôi cấy nấm men được hoàn thiện dần

Sau đó, người ta thay bột bằng mạch rỉ hoặc phế liệu nhà máy đường, nhà máy kẹo Lượng đường dùng để lên cũng giảm dần, lưu lượng khí được tăng lên để tăng khả năng hô hấp của nấm men

Năm 1916, xuất hiện nhà máy đầu tiên thực hiện những cải tiến này Năm 1940 nhà máy men bánh mì lớn nhất Châu Âu với công suất 16500 tấn/năm được xây dựng ở Moscow Từ đó đến nay, hầu hết nước Châu Âu nào cũng có hàng chục nhà máy lớn, nhỏ sản xuất nấm men bánh mì

1.1.2 Phân loại

Giống Saccharomyces có khoảng 40 loài và các loài trong giống 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,

Một số loài đại diện:

µm

Hình 1.1.3.1 Hình ảnh Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces là loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, gồm có nấm men chìm và nấm men nổi:

 Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ

hoặc cặp đôi Hình dạng chủ yếu là hình cầu

 Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại

với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan với kích thước 7 – 10 µm

Sự khác biệt giữa nấm men nổi với nấm men chìm: là khả năng lên men các loại đường trisacarit Trong nấm men chìm có enzyme có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinose trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường saccharose

Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên men và khả năng hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp,

vì vậy sinh khối nầm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzyme thấp hơn nấm men nổi Khả năng tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn

và hạn chế hơn nầm men nổi

1.1.4 Thành phần cấu tạo

Nấm men Saccharomyces thuộc:

Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:

Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra trong ty thể cũng nằm trong tế bao chất Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào

Nhân nấm men có phần trên là trung thể (centrosome) và centrochrometin và phần đáy của nhân có thêm không bào (vacuole), bên trong chứa 6 cặp nhiễm sắc thể (NST) và bên ngoài màng nhân có nhiều ti thể bám quanh Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt mỡ

dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào

1.1.5 Thành phần hóa học

Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tùy thuộc và điều kiện môi trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy và tình trạng sinh lý của tế bào

 Nấm men ép có chứa 70 – 75% nước, 25 – 30% còn lại là chất khô

 Nước

Bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào và phần nước nằm trong tế bào Lượng nước khác nhau tùy thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi và phương pháp thu tế bào

Ví dụ: khi nuôi trong môi trường NaCl thì lượng nước trong tế bào giảm

 Thành phần chất khô của tế bào nấm men

Bao gồm protein và các chất có Nitơ khác chiếm 50%, chất béo 1,6%, hydrat cacbon 33,2%, mô tế bào 7,6% Thành phần những chất này không cố định, nó có thể thay đổi trong quá trình nuôi cấy cũng như quá trình lên men

 Hydrat cacbon

Gồm polysaccharic, glycogen, trehalose (12 – 12,5%), mannan (18,7 – 24,9%), glucan (9,47 – 10,96%) và chitin Những nghiên cứu động học về sự biến đổi hydrat cacbon trong quá trình bảo quản nấm men cho thấy là glucan, mannan và dạng glycogen tan trong kiềm và acid clohydric là yếu tố cấu trúc của tế bào, trong khi trehalose và glycogen tan trong acid acetic, là chất tạo năng lượng chính cho tế bào Hàm lượng trehalose trong nấm men có liên quan đến tính bền vững của nó: lượng trehalose càng cao nấm men càng bền

 Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, phospho lipid, sterol tự do

và nhiều sterol, este

 Tro chiếm 6,5 – 12% lượng chất khô trong nấm men và dao động tùy theo

môi trường nuôi cấy

1.1.6 Sinh trưởng và sinh sản

1.1.6.1 Sinh trưởng

Quá trính sinh trưởng của nấm men gồm các pha: pha tiềm phát, pha chỉ số, pha cân bằng và pha suy vong

Hình 1.1.6.1.1 Quá trình sinh trưởng của nấm men Saccharomyces

Trong pha tiềm phát, nấm men hầu như không sinh sản, trong pha thứ 2 nấm men bắt đầu nảy chồi mạnh và lên men Trong pha cân bằng sinh trưởng, nấm men ổn định và lên men mạnh Ở pha cuối cùng, sự sinh trưởng hầu như ngừng lại và bắt đầu kết lắng

Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò rất quan trọng Men chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các thùng lên men còn men nổi thì nổi lên bề mặt dịch lên men Tốc

độ lên men tùy thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng lên men của nấm men, hoạt tính sinh lí

và số lượng tế bào của chúng trong môi trường, phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, thành phần hóa học của dịch lên men, Ngoài ra còn phụ thuộc vào hàm lượng các chất protein trong tế bào nấm men

1.1.6.2 Sinh sản

Men có thể sinh sản vô tính thông qua nảy chồi hoặc hữu tính thông qua sự hình thành của nang bào tử Trong quá trình sinh sản vô tính, chồi mới phát triển từ men mẹ khi các điều kiện thích hợp và sau đó, khi các chồi tới kích thước của men trưởng thành thí nó tách ra khỏi men mẹ Khi các điều kiện dinh dưỡng kém các men có khả năng sinh sản hữu tính sẽ tạo các men bào tử

 Sinh sản vô tính

Sinh sản vô tính ở nấm men thường gặp nhất là nảy chồi, khi một chồi hoàn chỉnh

sẽ phát triển ngay, ở đó chồi sẽ nối liền với tế bào mẹ (bud scar) và khi chồi rời ra tế bào

mẹ gọi là điểm sinh sản (birth scar)

Sự phân đôi (fission) không nhận thấy ở Saccharomyces cerevisiae nhưng thường gặp ở Schizosaccharomyces

Hình 1.1.6.2.1 Nảy chồi ở nấm men

Hình 1.1.6.2.2 Các giai đoạn phát triển ở chồi và chồi tách ra khỏi tế bào mẹ

 Sinh sản hữu tính

Nấm men không sinh ra các cơ quan sinh dục mà chúng sinh ra hai tế bào dinh dưỡng mà nhiệm vụ giống như các giao tử Quá trình hợp tế bào chất (plasmogamy) và hợp nhân (karyogamy) xảy ra và thành lập tế bào nhị bội, nang và cuối cùng là bào tử nang thành lập trong nang

Hình 1.1.6.2.3 Giai đoạn sinh sản hữu tính ở nấm men Saccharomyces cerevisiae

Số bào tử nang tùy thuộc vào số lần phân chia nhân nhưng thường là 8, bào tử nang được giải phóng, nảy mầm để hình thành tế bào dinh dưỡng mới, từ đây chúng sinh sản vô tính bằng sự nảy chồi hay phân đôi Tuy nhiên, sinh sản hữu tính không phải đơn giản Theo Guilliermond (1949), nấm men có 3 loại chu trình sinh trưởng vòng đời khác nhau được mô tả ở 3 loại nấm men: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces ludwigii

và Schizosaccharomyces octosporus

 Saccharomyces cerevisiae

Đây là loài dị tản với 4 bào tử nang hình thành và 2 bào tử nang mang gen a, cả hai α trong 1 nang với 2 bào tử nang mang gen hay a sẽ tạo ra α loại gen phát triển độc

lập Khi tiến hành tiếp hợp, mỗi loài α và a sẽ tiếp hợp thành một chồi mang tính giao tử rồi hai giao tử tế bào hợp tử (zygote), sau đó tế bào tiếp hợp nảy chồi cho ra một tế bào giống hệt như tế bào tiếp hợp nhưng mang 2n NST, tế bào tiếp hợp phát triển thành nang (tế bào tiếp hợp to hơn tế bào dinh dưỡng và có hình bầu dục) và trong điều kiện môi trường bất lợi, tế bào tiếp hợp giảm phân để hình thành 4 tế bào đơn bội trong đó 2 tế bào đơn bội mang gen a và 2 tế bào đơn bội mang gen α

 Saccharomyces ludwigii

Nấm men này bắt đầu với 4 bào tử nang A1, A2, A1 và A2 trong một nang mỏng

vỏ, 4 bao tử nang này sẽ hoạt động như các giao tử

Sự tiếp hợp với A1 và A2 và cuối cùng thành lập 2 tế bào tiếp hợp nhị bội trong 1 nang, mỗi tế bào tiếp hợp nảy mầm với một ống mầm (germ tube) thò ra ngoài, ống mầm

là một loại tế bào đa nhân và hoạt động như một sợi khuẩn ty nhị bội và cuối cùng phát triển thành một tế bào nhị bội và được xem như một nang Nhân của tế bào nhị bội với hai nang là A1 và hai nang là A2 Như vậy, Saccharomyces ludwigii có vòng đời hoàn toàn là nhị bội và tế bào đơn bội chỉ ở giai đoạn bào tử nang để hình thành một nang và tiếp hợp để tạo tế bào tiếp hợp

 Schizosaccharomyces octosporus

Đây là loại nấm đồng tán, tế bào dinh dưỡng là đơn bội và phân đôi thành 2 tế bào con, mỗi tế bào đơn bội là tế bào giao tử và sinh sản hữu tính xảy ra với hai tế bào tiến gần lại nhau và mọc ra một chồi (producrance) và tiếp xúc với nhau tạo thành một đường hay một ống thông với nhau gọi là ống tiếp hợp (conjugation tube) hay kênh tiếp hợp (conjugation canal), nhân của hai tế bào giao tử di chuyển vào trong ống này và tiến hành tiếp hợp tại đây rồi hình thành nhân nhị bội, tế bào chất của hai giao tử này hợp nhau thành tế bào tiếp hợp sau đó tạo thành một nang Nhân tế bào hợp tử phân chia lần đầu là giảm phân để thành 4 nhân đơn bội rồi tiếp đến là phân chia thành 8 nhân và 8 nhân này thành 8 bào tử nang và chu kì sinh trưởng hoàn tất

Như vậy, nấm men Schizosaccharomyces octosporus có chu kì sinh trưởng đối xứng với Saccharomyces ludwigii chủ yếu là giai đoạn đơn bội

Hình 1.1.6.2.4 Chu kì sinh trưởng của Schizosaccharomyces octosporus (F – 0)

1.1.7 Dinh dưỡng và con đường chuyển đổi vật chất trong tế báo nấm men

Hiện nay người ta nhận thấy quá trình dinh dưỡng nấm men gồm 2 giai đoạn:

 Chất dinh dưỡng qua màng tế bào chất vào tế bào

 Chuỗi các phản hóa học, biến đổi chất dinh dưỡng để tổng hợp chất liệu cho

tế bào

Môi trường dinh dưỡng chứa những thành phần có áp suất thẩm thấu khác nhau Các chất không điện tích như đường saccharose, rượu acid hữu cơ, amino acid xâm nhập qua màng tế bào bằng cách khuếch tán hay vận chuyển thụ động, do sự khác nhau về nồng độ các chất này giữa tế bào và môi trường Các chất điện tích trong dung dịch như muối KCl, Mg, Ca và các kim loại khác có thể vào tế bào thụ động theo thang nồng độ hay vận động ngược lại thang nồng độ (vận chuyển hoạt động)

Ngoài nguồn hydratcacbon và nguồn nitơ hoặc vô cơ hoặc hữu cơ, nấm men còn

sử dụng các nguyên tố vi lượng như K, Na, Ca, Mg có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng nấm men Riêng Na có ý nghĩa quan trọng trong sự tăng trưởng của tế bào nấm men Ion Na là thành phần duy nhất di chuyển vào tế bào bằng cả 2 cơ chế: thụ động và hoạt động Và khi nó thâm nhập vào tế bào nấm men, mang theo cả saccharose, amino acid, ngay cả khi không có sự chênh lệch nồng độ các chất này giữa tế bào và môi trường

Kết quả thí nghiệm cho thấy: Khi thêm NaCl vào môi trường từ 1 – 1,5% dẫn đến quá trình tổng hợp hoạt động tăng, gia tăng hoạt tính sinh sản của nấm men và hiệu suất thành phẩm cao hơn, phẩm chất thành phẩm được cải biến, đồng thời hạn chế sự phát triển của nấm men lạ

Bảng 1.1.7 Ảnh hưởng trên thành phẩm men bánh mì

Không thêm NaCl 34,7 65,3 60 – 75 5 – 20

1.1.8 Cơ chế lên men etilic nhờ nấm men

Trong quá trình này đường sẽ được chuyển hóa thành acid pyruvic theo chu trình EMP Ở giai đoạn chuyển hóa từ glixeraldehit – 3 photphat đến acid 1,3 – diphotphoglixeric sẽ có 3 hydro được tách ra để gắn với NAD+ tạo thành NADH2 Hydro này về sau sẽ được sử dụng để khử axetaldehit (sinh ra từ acid pyruvic) tạo thành rượu etilic

Đường glucose

Rượu

Hình 1.1.8.1 Cơ chế lên men etilic nhờ nấm men

Quá trình lên men etilic nhờ nấm men là cơ sở của việc chế tạo các loại rượu, bia, cồn Đặc biệt quá trình này còn ứng dụng trong việc làm nở bột mì (sản xuất bánh mì)

do trong quá trình lên men tạo ra một lượng lớn khí CO2 Chính CO2 được tạo thành do men sẽ giúp cho bột nở phồng lên trong quá trình nướng bánh còn etilic sẽ bị bốc hơi trong khi nướng nên sẽ không làm cho bánh có vị nồng của cồn (etilic)

1.2 Phân loại nấm men dùng trong sản xuất

1.2.1 Nấm men dạng lỏng

Là sản phẩm thu được ngay sau khi quá trình lên men hiếu khí kết thúc, dịch men này có chứa sinh khối của nấm men đang phát triển

 Ƣu điểm: dễ sử dụng, hoạt lực làm nở bánh mì cao

 Nhƣợc điểm: Khó bảo quản, thời gian sử dụng giới hạn 24h sau khi sản

xuất

1.2.2 Nấm men dạng nhão (nấm men paste)

Là khối nấm men thu được khi li tâm nấm men lỏng

 Ƣu điểm: vận chuyển dễ dàng, thời gian sử dụng lâu dài

 Nhƣợc điểm: hoạt lực làm nở kém hơn nấm men

1.2.3 Nấm men dạng thô

Là loại nấm men có được khi sấy nấm men paste ở nhiệt độ cao

 Ƣu điểm: thời gian sử dụng rất lâu, dễ vận chuyển

 Nhƣợc điểm: hoạt lực làm nở không cao Do thời gian bảo quản nấm men

lỏng ngắn nên ngày nay người ta dùng nấm men nhão và nấm men thô để làm bánh mì

1.3 Một số ứng dụng của nấm men

Trên 1000 loài men đã được miêu tả, loài men được con người sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae, nó được dùng để sản xuất rượu vang, bánh mì và bia

từ hang nghìn năm trước

1.3.1 Lên men rƣợu

Nấm men là tác nhân cơ bản gây nên quá trình lên men rượu, tuy nhiên không phải loài nào cũng lên men đường thành rượu được mà chỉ có một số loài có khả năng này Trong sản xuất hiện nay người ta thường dùng một số loài thuộc họ

Saccharomycesaceae

Theo đặc tính lên men người ta chia nấm men thành hai nhóm: nấm men lên men nổi và nấm men lên men chìm

 Nấm men nổi: là những nấm men có cường lực lên men rất nhanh và mạnh

Nhiệt độ thích hợp cho nấm men này sinh trưởng từ 20 ÷ 280C, có tốc độ lên men rất lớn, lượng đường tiêu thụ rất nhiều Do sinh ra nhiều khí CO2 nên các tế bào nấm men ở dưới sẽ theo CO2 nổi lên trên bề mặt, vì vậy nấm men hoạt động mạnh hơn và lên men cả các phân tử đường trên bề mặt Người ta thường sử dụng

để sản xuất cồn và bánh mì Tiêu biểu là loài Saccharomyces cerevisiae

 Nấm men chìm: là những nấm men có cường lực lên men yếu, nhiệt độ thích hợp

từ 5 ÷ 100

C Trong quá trình lên men lượng khí CO2 tạo ra ít và do nhiệt độ thấp

nên nó được giữ lại trong dung dịch lên men Nấm men tiếp xúc ít và sau khi lên men chúng tạo thành váng cặn dưới đáy thùng Quá trình lên men chậm và xảy ra

từ từ Tiêu biểu là loài Saccharomyces ellipsoideus Nấm men chìm thường dùng

trong sản xuất bia, rượu vang, sampan

Hình 1.3.1.1 Sản phẩm rượu lên men

1.3.2 Sản xuất bia

Bia là một loại thức uống giải khát thơm ngon, có độ rượu nhẹ từ 4 – 5%, có vị đắng dễ chịu của hoa hublong

Nguyên liệu là malt đại mạch, cao hoa hublong và nước Trong malt có sẵn

enzyme amylase để thủy phân tinh bột thành đường cung cấp cho quá trình lên men

Người ta thường sử dụng nấm men Sacchromyces cerevisiae dạng biến chủng chuyên dụng để lên men bia Quá trình lên men bia gồm 2 giai đoạn:

 Giai đoạn lên men chính: giai đoạn này thực hiện ở nhiệt độ cao, thường từ 8 –

110C Dịch đường ban đầu có nồng độ từ 9 – 12%, sau khi lên men thì còn khoảng

2 – 3% Nếu lên men cổ điển thì nhiệt độ từ 8 – 100C thì thời gian lên men lâu, lên men nhanh ở nhiệt độ từ 14 -160C và sau 8 ngày nồng độ đường còn lại từ 2 – 3%

 Giai đoạn lên men phụ: giai đoạn này thực hiện ở nhiệt độ 0 – 50C, phương

phapp1 lên men cổ điển ở nhiệt độ từ 0 – 10C, phương pháp lên men nhanh ở nhiệt độ 3 – 50C Ở nhiệt độ lạnh, CO2 được giữ lại làm cho bia trong hơn

Sau khi dịch lên men “chín” đem lọc và bão hòa CO2 Sản phẩm thu được đem bán trực tiếp làm bia hơi đóng hoặc đóng chai, lon cần phải hấp Pasteur

Hình 1.3.2.1 Sản phẩm bia

1.3.3 Sản xuất rƣợu vang và sampanh

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

trong công nghệ sinh học là vai trò của việc tạo ra các đồ uống có cồn Trong quá trình lên men, nấm men được nuôi tạo ra đường từ các chất nền của chúng và chuyển đổi thành ethanol, sản xuất ra những đồ uống có nồng độ cồn Tùy thuộc vào đồ uống, nấm men được đưa vào quá trình theo nhiều cách

Rượu vang theo nghĩa hẹp là từ dùng để chỉ rượu được lên men từ dịch ép của quả nho Ngày nay rượu được lên men từ các dịch quả táo, dâu, mận, chuối,… cũng được gọi

là rượu vang kèm theo tên của loại quả lấy nước ép Các loại quả ngoài đường lấy từ dịch quả còn phải chứa các acid hữu cơ, các chất màu, chất thơm,… Vào mùa nho chín, người

ta hái nho, đem nghiền nát và cho nấm men vào, sau đó ủ ở nhiệt độ 25 – 300C, đường nho sẽ lên men thành rượu đồng thời các chất chát và sắc tố từ quả cũng trích ly vào dịch lên men tạo nên mùi, vị cho rượu vang Nho có vỏ màu tím dùng làm vang đỏ, quả có vỏ màu xanh dùng làm vang trắng

Dịch chiết dùng NaHSO3 để xử lý các vi sinh vật tạp nhiễm Nồng độ SO2 cho phép là 200ppm còn lại trong dịch sẽ ức chế các vi sinh vật khác nhưng không ức chế nấm men

Thường dung nấm men Saccharomyces ellipsoideus là loài tiêu biểu cho nấm men chìm Dùng chủng có khả năng chịu nồng độ đường cao, CO2 cao và kháng SO2 ở nồng

độ 200ppm

 Quá trình lên men gồm 2 giai đoạn:

 Giai đoạn lên men chính: dùng dịch nước hoa quả để lên men thành rượu, độ

rượu từ 12 – 15% Sau đó chuyển sang giai đoạn ủ làm cho protein, pectin, tannin lắng xuống làm cho rượu trong hơn

 Giai đoạn lên men thứ cấp (giai đoạn ủ): từ 3 – 4 tháng đối với rượu vang và

hằng năm đối với sampanh Trong giai đoạn ủ sẽ tích tụ CO2 và chất thơm

o Ủ thông thường: sẽ tạo ra rượu vang non, sau đó ủ trong thùng gỗ sồi để tạo ra hương thơm đặc trưng

o Ủ chính trong thùng hay trong chai lượng CO2 cao tạo ra sampanh

Rượu vang trong dùng để sản xuất rượu mạnh bằng phương pháp chưng cất

1.3.4 Sản xuất thực phẩm

 Saccharomyces cerevisiae cũng hoạt động như một chất men Trong quá trình

chuẩn bị, các tế bào nấm men khô được thêm vào phần còn lại của các thành phần nguyên liệu Trong khi nướng, nấm men phản ứng với môi trường và khí CO2 tạo thành Khí này bị mắc kẹt lại tạo thành lỗ Điều này góp phần tạo kết cấu xốp cho bánh mì và bánh ngọt nhìn thấy sau khi nướng

Hình 1.3.4.1 Sản phẩm bánh mì và bánh ngọt

 Men dùng để nấu bia vẫn còn hữu ích sau khi quá trình lên men Sau khi lên men xong, men còn sót lại được sấy khô và có thể được bán ở dạng lỏng, dạng viên hoặc dạng bột Nó là một nguồn tuyệt vời của vitamin B, các khoáng chất khác nhau, các protein, và có thể được dùng như là một chất bổ sung dinh dưỡng

Hình 1.3.4.2 Men sau khi nấu bia còn dùng để làm thuốc – nguồn vitamin B

 Men vẫn còn chứa các chất dinh dưỡng ngay cả sau khi được chia nhỏ theo enzym riêng, và các chiết xuất từ nấm men có thể được dùng như một chất tăng hương

Một trong những thành phần của bột thực phẩm nổi tiếng Vegemite chứa chiết xuất

men

Hình 1.3.4.3 Bột thực phẩm nổi tiếng Vegemite chứa chiết xuất men

 Saccharomyces cerevisiae đã được chứng minh là tồn tại sống trong đường tiêu

hóa có tác dụng loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh có khả năng cư trú Vì nó không xâm chiếm đường tiêu hóa vĩnh viễn, nó được sử dụng như một probiotic

1.3.5 Chế vắc – xin H5N1 cho gia cầm từ men bánh mì

Bằng cách ứng dụng công nghệ bề mặt tế bào ở chủng tế bào nấm men

Saccharomyces cerevisiae, kí hiệu là MT8 – 1 (một loại nấm men quen thuộc, không độc

tố, dùng để làm men bánh mì, lên men rượu), nhóm nghiên cứu do ThS Trần Thị Hồng Kim (Trường ĐH Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TP.HCM) chủ nhiệm, đã bước đầu thành công trong việc tạo ra dòng nấm men có mang kháng nguyên của virus H5N1 trên bề mặt tế bào

Dòng tế bào này có khả năng gây đáp ứng miễn dịch chống virus H5N1 trên chuột bạch, mở ra triển vọng phát triển thành một loại vacxin rẻ tiền nhằm phòng cúm H5N1 cho gia cầm