Các kỹ thuật trong công nghệ lên men

ề Từ lâu đời nay con người đã biết ứng dụng lên men vào sản xuất các thực phẩm phục vụ đời sống.. Tìm hiểu về các kỹ thuật lên men 2.1.1 Khái niệm lên men : • Lên men là quá trình chuyển

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hương Giang 581115 Nguyễn Thị Huyền 581134 Nguyễn Thị Thúy 581475 Nguyễn Thị Thương 581189

Hà Nội 03/ 2016

Bố Cục

ề Từ lâu đời nay con người đã biết ứng dụng lên men

vào sản xuất các thực phẩm phục vụ đời sống

Lên men là phương pháp bảo quản thực phẩm có vai trò quan trọng với con người.

Việc nghiên cứu kỹ thuật và ứng dụng

kỹ thuật lên men vào đời sống là cần thiết

1.2 Mục đích – yêu cầu

Tìm hiểu các kiểu kỹ thuật lên men

Tìm hiểu về kỹ thuật lên men chìm và

ứng dụng

Tìm hiểu về kỹ thuật lên men nổi và ứng

dụng

Yêu cầu

2.1 Tìm hiểu về các kỹ thuật lên men

2.1.1 Khái niệm lên men :

• Lên men là quá trình chuyển đường thành acid, khí hoặc ethanol…do nấm men, vi khuẩn hoặc trong trường hợp lên men acicd lactic trong tế bào ở điều kiện thiếu oxy.

• Lên men chính là sự biến đổi của nguyên liệu

do vi sinh vật tác động tạo sản phẩm lên men.

PHẦN II- NỘI DUNG

Cơ chất Sản phẩm

Vi sinh vật

Lên men chìm Lên men nổi

Loại vi sinh vật lên men

Lên men bằng

vi khuẩn

Lên men bằng nấm men

Lên men bán

liên tục

Lên men bán

rắn Lên men bằng nấm mốc

2.2 KỸ THUẬT LÊN MEN BỀ SÂU

2.2.1 Nguyên lý

Nuôi cấy chìm hay nuôi cấy bề sâu dùng môi trường dịch thể

Chủng vi sinh vật cấy vào môi trường được phân tán khắp mọi điểm

và chung quanh bề mặt tế bào được tiếp xúc với dịch dinh dưỡng Nuôi cấy chìm sử dụng nồi lên men Nồi lên men được rửa sạch, rót môi trường mới vào và khử trùng để đảm bảo cho quá trình lên men không bị nhiễm Các cơ thể vi sinh vật tồn tại trong môi trường Trong nồi lên men có thiết bị sục khí và thiết bị khuấy giúp cho

không khí, môi trường dinh dưỡng và các tế bào vi sinh vật được

phân phối đều

Đây là phương pháp sử dụng phổ biến được sử dụng trong

nửa cuối thế kỷ XX cho kết quả lớn với ngành công nghệ vi

sinh

Ưu điểm

-Tốn ít mặt bằng trong xây dựng

và lắp đặt dây chuyền

- Chi phí điện năng, nhân lực và

các khoản phụ cho một đơn vị

dưỡng của môi trường, tránh sự

lãng phí chất dinh dưỡng nằm lại

trong khối môi trường chất rắn

2.2.2 Ưu điểm và nhược điểm:

2.2.3 Ứng dụng:

Nó được ứng dụng phổ biến trong công nghệ vi sinh để sản xuất bánh mì, protein đơn bào, các chế phẩm vi sinh làm phân bùn, thuốc trừ sâu, các enzyme , các vitamin, các chất kháng

sinh, các chất kích thích sinh học…

Có thể thấy rằng kỹ thuật lên men chìm có rất nhiều ưu điểm song bên cạnh đó nó cũng có nhiều nhược điểm cần phải chú ý Chính vì thế mà chúng ta cần phải lựa chọn các đặc điểm phù hợp nhất của kỹ thuật này để áp dụng vào sản xuất các sản phẩm lên men thích hợp, mang lại hiệu quả cao

2.2.3 Ứng dụng

Sản xuất thuốc trừ sâu sinh học bằng phương pháp lên men

chìm

Với ưu điểm là ít độc với người và môi trường, các chế phẩm

vi sinh vật dùng trừ sâu hầu như không độc với người và các sinh vật có ích Mau phân hủy trong tự nhiên, ít để lại dư lượng độc trên nông sản… Cho nên việc sản xuất các chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học đang được ưa chuộng hơn, thay thế cho thuốc trừ sâu hóa học

2.2.3 Ứng dụng:

Sơ đồ tổng quát quy trình tạo thuốc trừ sâu sinh học:

2.3 KỸ THUẬT LÊN MEN NỔI

2.3.1 Nguyên lý:

Khi nấm men hoạt động, nó sẽ chuyển hóa đường, tạo ra năng lượng để đáp ứng nhu cầu năng lượng của bản thân nấm men.Phẩn ứng xảy ra theo hướng hiếu khí(còn được gọi là hướng hô hấp), đường được chuyển hóa theo phản ứng : 

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H20 + 668 kcal

• Chất mang : Rơm dạ, cám gạo, cám lúa mì, bã mía…

• Vi sinh vật: thường sử dụng nấm men

Saccharomycer ceresiviae

• Cơ chất: các thành phần sẽ bị biến đổi thành đường, malt, tinh bột…

• Dưỡng chất: nguồn N, nguồn C, Vitamin, khoáng chất…

NGUYÊN LIỆU LÊN MEN

CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG

• Sử dụng nguyên liệu tự nhiên như bột cám, bã

mía…

• Nguồn C, N , khoáng, vitamin dồi dào.

• Thành phần khó xác định bất lợi cho vi sinh vật Chỉ áp dụng cho sản phẩm yêu cầu không cao.

Môi trường

tự nhiên

• Thành phần là các loại hóa chất kết hợp chất mang.

• Tuy nhiên giá thành cao không phù hợp cho sản xuất

Môi

trường

tổng hợp

• Là môi trường có chất tự nhiên và hóa học

• Môi trường phải bổ xung thêm 1,5-2%thạch(aga)

Môi trường

bán tổng

hợp

THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG

Nguồn C

•Các loại đường như glucoze,saccharoze,

• các loại polysacarit như:

tinh bột, celluloze

Nguồn N

• Các muối nitrat, nguyên liệu

giàu đạm như nước chiết khoai tây

• Trong một số trường hợp sục NH3

Thành phân công nghệ

• Chất đệm

• Chất chống tạo bọt

2.3 KỸ THUẬT LÊN MEN BỀ MẶT

2.3 2 Chuẩn bị trước lên men (Upstream)

Gồm 2 nhóm công đoạn : chuẩn bị nguyên vật liệu và vi sinh vật.

Nguyên liệu thô, nghiền nhỏ 1-3mm, độ ẩm 55-60% Rải đều với độ dày 5cm.

Thiết bị phải thanh trùng làm sạch, diện tích khay nuôi cấy đủ rộng Buồng nuôi có bộ phận gia nhiệt, làm mát.

 Trong quy mô công nghiệp người ta thiết kế các khay nuôi cấy vi sinh vật theo dạng trồng tầng nhằm tiết kiệm diện tích nuôi cấy, tăng khả năng sử dụng oxy không khí cho vi sinh vật

2.3 KỸ THUẬT LÊN MEN BỀ MẶT

2.3.3 Lên men Rỉ đường

Xử lý Phối trộn

S Cerevisiae bền nhiệt, sinh sản nhanh

Canh trường nuôi cấy

Ly tâm Nấm men Rửa và ly tâm Làm lạnh Ép Sản phẩm

2.3 KỸ THUẬT LÊN MEN BỀ MẶT

Sau khi kết thúc quá trình lên men, ta thu nhận được dịch lên men Dịch này sẽ được tiếp tục xử lý qua một số công đoạn như:

- Lọc: loại các tạp chất không tan, chuyển về dạng phù hợp (thí dụ chuyển từ dạng axit sang dạng muối)

- Tinh chế : loại các tạp chất trong bánh men

- Nghiền : nghiền nhỏ các sản phẩm sang dạng bột mịn

- Sấy : tách bớt nước có trong sản phẩm

Sau khi kết thúc quá trình lên men, ta thu nhận được dịch lên men Dịch này sẽ được tiếp tục xử lý qua một số công đoạn như:

- Lọc: loại các tạp chất không tan, chuyển về dạng phù hợp (thí dụ chuyển từ dạng axit sang dạng muối)

- Tinh chế : loại các tạp chất trong bánh men

- Nghiền : nghiền nhỏ các sản phẩm sang dạng bột mịn

- Sấy : tách bớt nước có trong sản phẩm

Nấm men kem Nấm men ép Nấm men khô

Ưu điểm

- Có thể tạo được sản phẩm ở dạng rắn

như tương, phô mai…

- Năng suất sản phẩm đạt được cao hơn.

-Cung cấp oxy cho vi sinh vật thuận tiện

hơn, do hàm lượng oxy trong không khí

cao hơn

- Chi phí cho cơ chất, dưỡng chất thấp

Tận dụng nguồn thứ liệu hay phế liệu

của sản xuất nông lâm ngư nghiệp.

- Trang thiết bị đơn giản hơn, đầu tư ít

tốn kém

- Chi phí năng lượng thấp hơn.

- Vận hành quy trình lên men cũng đơn

giản, không đòi hỏi trình độ chuyên môn

- Khó đảo trộn, khó duy trì sự đồng nhất trong toàn vùng không gian lên men.

- Xử lý sau thu hoạch khó khăn hơn so với lên men trong môi trường lỏng

- Khó tự động hóa.

- Chi phí lao động chân tay nhiều

2.3.5 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

ỨNG DỤNG

Sản xuất acid lactic.

Nguyên liệu thường được dùng là mật rỉ đường Pha loãng theo tỉ

lệ nước : rỉ = 3 :1, sau đó cho dung dịch chạy qua than hoạt tính để hấp thụ các chất màu và các tạp chât keo có trong mật rỉ Làm loãng đến nồng độ chất khô 15% và acid hóa môi trường bằng acid sulfuric 0,5% so với lượng rỉ đường Tiếp tục pha loãng dung dịch xuống còn 5-10% điều chỉnh pH ngược lại đến 6,3-6,5 Làm nguội dung dịch xuống 50°C và bơm chúng vào thùng lên men

Vi khuẩn lactic đã được nuôi cấy riêng lượng men giống chiếm 3-5%

thể tích thùng lên men Sử dụng vi khuẩn Lactobaccillus denbrueckii

• Nồng

độ chất hòa tan trong dịch đường 11-12%

Nồng độ pH Nồng độ oxy

• Nhiệt độ ảnh

hưởng tới quá trình sinh lý của

vi sinh vật

• Nhiệt độ thích hợp 15-34 độ C.

• Nồng độ

pH từ 5,5 là môi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển

4,5-• Nồng

độ oxy thấp tốc độ lên men chậm

 Các yếu tố ảnh hưởng và động học của toàn bộ quá trình này trong sản xuất công nghiệp nhằm đặt hiệu quả cao nhất, đáp ứng được yêu cầu của thị trường

 Hiểu được ưu nhược điểm của từng kỹ thuật giúp phát huy và hạn chế từng phương pháp

 Biết một số ứng dụng của nấm men trong đời sống

TÀI LIỆU THAM KHẢO

4 Nguyenthixuannu08100621, Kỹ thuật lên men, ngày cập nhật 20h51 ngày