1. MỤC

LỤC

Sơ lược về sinh khối vi sinh vật và thực phẩm thay thế
1. Sinh khối vi sinh vật
2. Thực phẩm thay thế
II.
Quy trình sản xuất sinh khối nấm men
1. Quy trình tổng quát
2. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối
nấm men
2.1.
Nhiệt độ
2.2.
Độ pH của môi trường
2.3.
Ảnh hưởng của chất hóa học
2.4.
Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường
2.5.
Ảnh hưởng của cường độ không khí và khuấy trộn lên tốc độ
tăng trưởng của nấm men.
2. III.
Tại sao chọn nấm men để thu nhận sinh khối?
3. IV.
Thu nhận sinh khối protein từ nấm men:
1. Phá vỡ tế bào
2. Chiết rút protein
4. V.
Ứng dụng:

I.

5.


I.
1.
2.

II.

Sơ lược về sinh khối vi sinh vật và thực phẩm thay thế:
Sinh khối: là tổng trọng lượng của sinh vật trong sinh quyển hoặc số
lượng sinh vật sống trong một đơn vị diện tích, thể tích vùng.
Thực phẩm thay thế: là nguồn thực phẩm được dùng để thay thế các
nguồn thực phẩm có trong tự nhiên, thu được trong sinh khối khô của các
tế bào hoặc tổng lượng tách chiết được từ môi trường nuôi cấy vi sinh vật,
được sử dụng làm nguồn thức ăn cho con người hay nguồn thức ăn cho
chăn nuôi.
Quy trình sản xuất sinh khối nấm men:
1. Quy trình tổng quát:

6.
7.

Rỉ đường

8.
9.
10.


Xử lý

11.
12.
Nấm men 13.

14.

Pha loãng

Thanh trùng

15.
Nhân giống16.

Cấy

17.
18.

Lên men
Men nước

19.
20.
21.

Ly tâm
Men dạng paste


22.
23.

Sấy khô
Men khô


24. 1.1

Rỉ đường: được dùng làm cơ chất cho nhiều quá trình lên men. Ngoài
saccharose trong rỉ đường còn chứa một số chất vô cơ, hữu cơ và vitamin có
giá trị. Rỉ đường trước khi được dùng để nuôi nấm men cần được xử lý để
loại bỏ chất keo, chất lơ lửng và một số chất có hại cho sự tăng trưởng của
nấm men.

1.2

Xử lý: thực hiện loại bỏ chất keo trong rỉ đường, có thể làm bằng 2 phương
pháp:
- Phương pháp hóa học:
25. + Thường sử dụng acid sulfuric, kết hợp với vôi tôi làm đông tụ, kết
tủa chất keo, đồng thời acid sulfuric còn liên kết với muối của rỉ đường cạnh
tranh với acid hữu cơ, phân hủy protein tạo cơ chất cho nấm men sử dụng để
tăng sinh khối.
26. + Cách thực hiện:
27. Pha loãng rỉ đường khoảng 0,73m3 nước/tấn rỉ đường, trộn đều, thêm
cloruacanxi 0,9kg/tấn rỉ đường, khuấy trộn trong 30 phút sau đó để yên trong 30
phút. Thêm vào 6 lit acid sulfuric/tấn rỉ đường, khuấy tiếp tục 30 phút nữa, sau
đó để lắng 6-12h. Dùng bơm hút dịch trong lên trên, loại bỏ cặn.

Phương pháp cơ học:
28. Dùng máy ly tâm. Trước khi ly tâm, pha loãng rỉ đường với nước theo tỷ
lệ 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 tùy thuộc vào thành phần muối canxi trong rỉ đường. Nếu
lượng muối canxi trong rỉ đường < 0.5% thì pha loãng 1:1, nếu là 0,6% thì pha
loãng 1:2, hơn 1% thì pha loãng 1:4.

-

1.3

Pha loãng:
29. Tiến hành pha loãng thành nồng độ 28-30% chất khô. Sử dụng thiết bị lọc
khung bản để lọc dịch.
30. Sau khi pha loãng bổ sung dinh dưỡng cho nấm men, thường sử dụng các
hóa chất:
- Nguồn hydrat carbon: 12-15% chất khô tính trên rỉ đường
- Ammonium sulfat: từ 0,1-0,3%
- Ure: 0,1-0,15%
- DAP: 0,1% hay acid photphoric 0,06%. DAP rất khó hòa tan trong nước do
đó trước khi sử dụng phải hòa tan vào nước nóng theo tỷ lệ 1:5-6 (nước)
trước. Dung dịch được trộn lẫn với lượng acid phosphoric đã tính toán, pha
loãng bằng nước theo tỷ lệ 1:5.
- Magie sulfat 0,05%
31. * Chú ý: phải làm nguội dịch rỉ trước khi bổ sung hóa chất


32. *

Điều chỉnh pH dung dịch: điều chỉnh pH = 4-4,5 bằng acid sulfuric loãng
với nồng độ pha trước

1.4 Thanh trùng:
- Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật gây hại, chuẩn bị cho quá trình lên men
- Tiến hành: thanh trùng ở nhiệt độ 80-900C trong vòng 20 phút
- Sau khi thanh trùng ta tiến hành làm nguội bằng cách làm lạnh trong
khoảng nhiệt độ từ 28-320C để chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy
1.5 Nhân giống:
- Nuôi cấy nhân giống đầu tiên được thực hiện trong phòng thí nghiệm:
Giống được nuôi cấy trên ống nghiệm thạch nghiêng rồi cấy chuyền vào
ống nghiệm 20ml chứa 10ml môi trường nuôi cấy đã được vô trùng. Tiến
hành nuôi ở 28-320C trong vòng 16-20h. Sau khoảng thời gian trên thì ta
lần lượt cấy vào bình tam giác và trong các thiết bị lớn hơn, tỷ lệ giống
chuyển cấp là 1:10 cho đến khi được 100 lit thì ta chuyển sang giai đoạn
nhân giống ở chế độ phân xưởng.
- Nhân giống trong giai đoạn phân xưởng: Tiến hành nhân giống trong
thiết bị nuôi cấy cũng ở nhiệt độ và thời gian như trên, sau đó ta tiếp tục
nhân giống vào những thiết bị lớn hơn với tỷ lệ mỗi cấp chuyển giống là
1:10
 Quy trình nhân giống bán liên tục:
- Dịch sau khi đã thanh trùng và làm nguội xuống nhiệt độ lên men là 28300C được bơm vào thùng nuôi cấy.
- Nấm men từ thùng men giống được tháo xuống sao cho thể tích dịch nuôi
cấy và men giống chiếm 50% thể tích thùng. Ta cho nấm men lên men
trong khoảng 16-18h.
- Trong quá trình nuôi cấy nhiệt độ được điều chỉnh bằng cách dội nước
lạnh bên ngoài thùng hoặc ta sử dụng các thùng nuôi cấy có hỗ trợ thêm
thiết bị điều chỉnh nhiệt độ.
- Song song với quá trình men giống phát triển trong thùng nhân giống ta
tiếp tục cho dịch rỉ vào thùng xử lý.
- Sau 16-18h ta cho dịch rỉ thêm vào thùng nhân giống nấm men rồi trộn
đều. Cho lên men thêm khoảng 2-3h.
- Tháo 50% lượng men ở thùng nhân giống xuống thùng nuôi cấy. Tiến

hành lặp lại các bước như trên.
33.
34.


Nhân giống liên tục:
- Trong sản xuất công nghiệp người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy
theo dòng liên tục.
- Để xác định chế độ làm việc tối ưu của một thiết bị, người ta xác định
mức độ sử dụng oxi và theo đó sẽ chọ được tốc dộ pha loãng, thành phần
tương ứng của môi trường và tăng cao năng suất sinh khối.
- Khi đạt lượng sinh khối có trong dịch nuôi cấy sẽ lấy dần ra rồi cho thêm
môi trường mới vào nồi lên men có hàm lượng khoảng 1-2%.
Cấy:
- Sinh khối nấm men có thể được thu nhận bằng 2 cách: nuôi cấy kỵ khí
và nuôi cấy hiếu khí. Trong điều kiện nuôi cấy hiếu khí sản phẩm chủ
yếu là sinh khối, còn CO2 là sản phẩm thứ cấp. Trong nuôi cấy kỵ khí
thu được sinh khối ít hơn.
- để đạt được hiệu xuất thu hồi sinh khối cao cần phải tạo điều kiện hiếu
khí để đảm bảo cho nấm men sinh trưởng và tăng sinh khối tốt.
35.
Lên men (quá trình men lắng): chuẩn bị cho quá trình ly tâm tách rửa.
- Giảm nhiệt độ đến 270C.
- Giảm lượng không khí 40- 60% so với giai đoạn nuôi chính.
- Thời gian lắng từ 1,5- 2 giờ.
- Thiết bị: quá trình men lắng xảy ra trong thiết bị lên men.
36. Khi kết thúc quá trình men lắng ta loại bỏ phần dịch nổi ở trên thu
được sinh khối men nước.
Ly tâm:
37. Ngay khi kết thúc quá trình lên men:

- Rửa nấm men trong một thiết bị có hệ thống cấp nước lạnh liên tục và
tách nấm men liên tục trong máy ly tâm.
- Rửa nấm men trong hệ thống hai thiết bị bằng phương pháp hòa tan gián
đoạn bao gồm 3 giai đoạn:



1.6

1.7

1.8

38. +
39. +
40. +

Tách nấm men khỏi dịch.
Tách nấm men từ nước rửa 1 và 2.
Ly tâm lần lần các phần trên
- Tách nấm men bằng cách ly tâm 3 lần. Sau mỗi lần ly tâm mật độ nấm
men sẽ cao hơn trong sinh khối thu được.
41. Ta thu nhận được sinh khối nấm men dạng paste.
42.
43.
1.9 Sấy:


44. Quá


trình sấy nhằm mục đích tách ẩm ra khỏi men, đưa độ ẩm của chúng
về dưới 8% để kéo dài thời gian bảo quản của nấm men. Đồng thời, quá trình
sấy cũng làm đa dạng hóa sản phẩm nhằm thuận tiện cho quá trình vận
chuyển và sử dụng
2. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến tốc độ tổng hợp sinh khối nấm
men:
2.1.
Nhiệt độ: ảnh hưởng lớn lên tốc độ tăng trưởng của nấm men. Nhiệt độ thích
hợp nhất để nấm men phát triển tốt 28-30ºC. Trên 43ºC và dưới 28ºC sự sinh
sản của nấm men bị chậm hay ngừng lại.
2.2.
Độ pH của môi trường:
45. Độ pH tốt nhất cho sự tăng trưởng của men là 4,5 – 5,5; pH= 4: tốc độ tích
lũy sinh khối giảm. Nếu pH=3,5 hay pH=3 sẽ làm sự sinh sản của nấm men bị
ngừng lại. Mức độ hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống
enzym tham gia vào sự tổng hợp protein, tạo vitamin đều tùy thuộc vào độ pH,
pH ngoài 4,5-5,5, làm chất lượng nấm men giảm đi.
2.3.
Ảnh hưởng của chất hóa học:
46. Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất men bánh mì là rỉ đường, amonium
sunphat, DAP, MgSO4, axit sunfuric trong các hóa chất này đôi khi có sự hiện
diện của những chất làm ức chế sự tăng trưởng của tế bào nấm men.
2.4.
Ảnh hưởng nồng độ rỉ đường:
47. Tốc độ tăng trưởng của tế bào nấm men phụ thuộc vào sự hấp thụ chất dinh
dưỡng, trong giới hạn áp suất thẩm thấu của môi trường và nồng độ tế bào.
2.5 Ảnh hưởng của cường độ không khí lên tốc độ tăng trưởng của nấm men:
- Trong quá trình nuôi nấm men cần thiết giữ cho dịch men li ên tục bão hòa
oxy hòa tan. Ngừng cung cấp oxy trong 15 giây sẽ gây nên tác dụng
“âm”trên hoạt động sống của nấm men. Oxy khí quyển chuyển vào tế bào

nấm men qua hai giai đoạn :
• Hòa tan oxy đến dạng lỏng
• Hấp thu oxy hòa tan vào tế bào
III.
Tại sao chọn nấm men để thu nhận sinh khối?
- Hàm lượng protein cao khoảng 45-55% chất khô (chất béo 2-6%, các chất
vô cơ 5-10%, axit nucleic 6-12%.
- Chất lượng protein cao: nhiều aminoaxit không thay thế.
- Vòng đời sinh trưởng ngắn từ 2-4h.
- Sử dụng nguyên liệu rẻ tiền: rỉ đường, dung dịch kiền sunfit.
- Thuận tiện về kỷ thuật: các tế bào lớn như nấm men được tách li bằng ly tâm
dể dàng hơn nhiều so với vi khuẩn.
48. IV. Thu nhận sinh khối protein từ nấm men:


49. 1. phá vỡ tế bào:
50. - Có thể phá vỡ cấu

trúc của tế bào bằng các biện pháp cơ học như nghiền
với bột thủy tinh hoặc cát thạch anh, làm đồng hóa bằng thiết bị nghiên đồng
thể. Thiết bị này có chày thủy tinh gắn với một môtơ quay và có thể điều chỉnh
được tốc độ quay theo yêu cầu.
51. - Dùng sóng siêu âm, dùng các dung môi hữu cơ như butanol, acetone,
glycerin, ethylacetat... và chất tẩy (detergent). Các hóa chất tốt cho việc phá vỡ
các bào quan của tế bào vì trong các cơ quan này thường chứa mỡ.
2. Chiết rút protein:
Sau khi đã phá vỡ cấu trúc của các tế bào tiến hành chiết xuất các protein
enzyme bằng các dụng dịch đệm thích hợp, dung dịch muối trung tính hoặc
bằng nước đối với protein enzyme nội bào hoặc bằng ly tâm tách tế bào đối với
các protein enzyme ngoại bào: việc chọn phương pháp tách chiết protein

enzyme tùy thuộc vào tính chất của protein enzyme cần nghiên cứu.
52. V. Ứng dụng:
53. Làm thực phẩm cho sinh vật trong ao nuôi:
- Gồm những vsv sống như vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus, Lactobacillus,
Saccharomyses… người ta thường dùng trộn vào thức ăn.
54. Cải thiện chất lượng môi trường trong ao nuôi:
- Gồm các vsv có tính đối kháng hoặc cạnh tranh thức ăn với vsv gây bệnh
như vi khuẩn Bacillus licheniformis, Bacillus sp,… được dùng cải thiện nền
đáy ao nuôi.
- Gồm các vsv cải thiện chất lượng môi trường như vi khuẩn Nitrosomonas,
Nitrobacter, Actinomyces, Bacillus, Rhodobacter sp,…dùng sử lý nước ao
và nền đáy.
55. Ứng dụng trong y học
56. - Như sản xuất thuốc hỗ trợ tiêu hóa biolactovin.
57. - Sử dụng ở các lĩnh vực chuẩn đoán lâm sàn và cho các ứng dụng trị liệu,
công nghệ protein và công nghệ DAN tái tổ hợp. Công nghệ DAN tái tổ hợp
, ngoài việc cho phép cải thiện hiệu suất cao, nó cũng cho phép chuyển các
vật liệu di truyền từ động vật vào vi khuẩn vật chủ.
58. - Một số ví dụ điển hình như là hormon sinh trưởng người, chất này được
sản xuất mỗi lần với một lượng rất nhỏ từ tuyến yên của người cho đến khi
nó được thừa nhận hiện diện một rủi ro tiềm tàng đối với bệnh nhân từ sự
nhiễm bẩn prion là yếu tố được ám chỉ trong hội chứng Creutzsela-Jacob.
Hormon sinh trưởng người bây giờ được sản xuất với một lượng lớn hơn rất
nhiều từ vi khuẩn E.coli và nó hoàn toàn sạch không bị nhiễm prion không
mong muốn.


59. Trong
60. 4.1
-


69.

thực phẩm

Trong nước mắm, nước chấm, nước tương, tương ớt

Chiết xuất nấm men khi sản xuất nước mắm sẽ tăng thêm vị Umami mà
không cần sử dụng thêm MGS, và I+G, bổ sung thêm đạm (1% chiết xuất
nấm men tăng thêm 1 độ đạm) khử vị chát của muối, khử mù khó chịu của
cá, làm tròn vị của nước mắm, nước tương.
61. 4.2 Trong mì gói
62. - Sử dụng dạng bột hoặc dạng sệt để bổ sung vào mì gói, thông thường
khoảng từ 1-10% khối lượng gói gia vị để nước súp ngon hơn, ngọt hơn và
giống vị nước xương hơn
63. 4.3 Trong thực phẩm trẻ em
64. - Giúp trẻ em ăn ngon miệng mà còn là nguồn bổ sung thêm protein an
toàn
65. 4.4 Trong hạt nêm
66. -Bổ sung chiết xuất nấm men vứi thành phần từ 1-5%, vị ngọt đạm sẽ
tăng, còn làm tròn vị,tức là khi sử dụng sẽ kết hợp các vị chua cay ngọt mặn
đắng lại với nhau để tạo vị ngon tự nhiên trong sản phẩm.
67. 4.5 Trong sữa và các sản phẩm từ sữa
68. - Khoảng 0.05-0.1% chiết xuất nấm men sữa có vị ngọt, cảm giác béo
hơn. Chiết xuất nấm men có tác dụng như một môi trường lên men xúc tác
cho các vsv phát triển tốt hơn