Khóa luận Nghiên cứu tận dụng bã men bia để chế biến men chiết xuất dùng làm thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh

ất men chiết xuất đều dùng phương pháp tự phân. Tự phân là quá trình xảy ra khi tế bào nấm men đã chết, vách tế bào không còn khả năng tự bảo vệ và sẽ bị phá hủy bởi chính các enzyme ở trong tế bào. Lúc này các chất ở trong tế bào chất như protein, nucleotide, carbohydrate... cũng sẽ bị chính hệ thống enzyme này tấn công và phân hủy. (Biocatalysts technical bulletin – 108) 23 Quá trình tự phân chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau như nồng độ nấm men trong dung dịch, các yếu tố thúc đẩy quá trình tự phân như ethyl acetate, chitosan..., nhưng yếu tố quan trọng nhất vẫn là nhiệt độ, pH, thời gian. Đối với từng loại nấm men khác nhau thì các yếu tố chi phối cũng khác nhau. (Satake Kenji, 2002) - Nồng độ nấm men trong dung dịch: ảnh hưởng lớn đến hiệu quả tự phân. Nồng độ nấm men càng thấp thì hiệu quả tự phân càng cao. Tuy nhiên nếu dung dịch tự phân quá loãng thì sẽ tăng giá thành của quá trình làm khô sau tự phân. Vì vậy, dung dịch tự phân thường được pha loãng ở nồng độ 10 – 15 % sinh khối nấm men. (Champagne và ctv, 2003) - Nhiệt độ: nấm men bia tự phân tối ưu ở 45oC (Suzzi, 1990; Wangchaoren và ctv, 1994), trong khi đó nấm men bánh mì thường đạt hiệu quả cao nhất ở nhiệt độ 51oC. Ở 54oC thì quá trình tự phân ở cả hai loại nấm men này đều không tốt, điều này có thể do enzyme bị biến tính ở nhiệt độ cao (Behalova và Beran, 1986). Bảng 2.5 : Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu quả tự phân của nấm men Hiệu quả tự phân (%) Nhiệt độ (oC) Nấm men bánh mì Nấm men bia 45 47,5 49,6 48 48,6 49,2 51 50,3 47,3 54 41,1 39,4 (Champagne C.P., 2003) - pH: nấm men có khả năng tự phân trong khoảng pH từ 4 – 6, nhưng thông thường nấm men sẽ được cho tự phân ở pH 5,5. Tuy nhiên ở pH này dung dịch tự phân thường nhiễm khuẩn rất nhiều mà vi khuẩn sẽ có thể phá hủy hương vị của men chiết xuất nên ethyl acetate và chitosan thường được dùng để ngăn cản vi khuẩn phát triển. (Champagne và ctv, 1998) - Thời gian tự phân: quá trình tự phân sẽ kết thúc khi alpha amino nitrogen đạt được hơn 50 %, do đó thời gian tự phân thích hợp nhất là 15 – 24 giờ. (Satake Kenji, 2002) 24 Để kết thúc quá trình tự phân, nhiệt độ sẽ được nâng lên làm enzyme mất hoạt tính, thanh trùng và đồng thời loại bỏ khí sinh ra trong quá trình tự phân. Hiện nay, các enzyme bên ngoài sẽ được bổ sung vào dung dịch tự phân để quá trình tự phân được tốt hơn, kết thúc nhanh hơn và cũng làm tăng thêm hương vị cho men chiết xuất sau này. 2.3- Một số các sản phẩm tiêu biểu của men chiết xuất 2.3.1- Yeast extract Food Chemical Codex định nghĩa: yeast extract là sản phẩm chứa các thành phần hòa tan của nấm men, mà chủ yếu là amino acid, đoạn peptide, carbonhydrate và muối. Yeast extract được tạo ra do quá trình thủy phân các chuỗi peptide nhờ các enzyme của chính tế bào nấm men hay enzyme thực phẩm được thêm vào. (dẫn liệu từ Eurasyp) Hai ứng dụng chính của yeast extract - Chất phụ gia cho thực phẩm: yeast extract đang được sử dụng ngày càng nhiều là nhờ hương vị độc đáo của các loại amino acid và các đoạn peptide ngắn sinh ra sau quá trình tự phân. Nó mang lại một hương vị tự nhiên với mùi thịt, mùi phô mai và làm tăng khẩu vị cho rất nhiều loại thực phẩm khác: súp, các loại nước chấm, các sản phẩm cá, thịt... - Thành phần bổ sung vào môi trường nuôi cấy vi sinh: yeast extract rất giàu đạm, vitamin, và các hợp chất kích thích sinh trưởng. Do đó nó được sử dụng như là một thành phần của môi trường nuôi cấy vi sinh, và thường dùng cho nuôi cấy các vi sinh vật sản xuất kháng sinh, dược phẩm, vitamin, acid hữu cơ và probiotic... Quy trình sản xuất yeast extract Tuy mỗi nhà sản xuất có những quy trình với vài sự khác biệt về nhiệt độ, pH... nhưng nhìn chung một quy trình sản xuất yeast extract bao gồm 5 giai đoạn. (Biocatalysts technical bulletin – 108) Giai đoạn 1: Co nguyên sinh Đây là phương pháp đơn giản để gây ra những tác động đầu tiên lên tế bào nấm men. Điều kiện thích hợp bao gồm: tăng nhiệt độ lên đến mức có thể giết chết nấm men nhưng không làm bất hoạt enzyme và thêm vào các hợp chất hóa học như muối, hay các hợp chất hữu cơ như isopropanol. Những tác nhân gây co nguyên sinh này 25 còn có tác dụng diệt khuẩn nên còn làm giảm sức tăng trưởng của những vi khuẩn tạp nhiễm vào dung dịch mà có thể gây ra những hậu quả như tăng độ keo của dung dịch gây cản trở quá trình lọc và làm thay đổi hương vị của sản phẩm. Muối còn giúp tạo thêm hương vị cho sản phẩm. Nếu quy trình tăng nhiệt độ không bổ sung muối (chỉ bổ sung hợp chất hữu cơ) thì sản phẩm sẽ nhạt hơn và thích hợp sử dụng cho những sản phẩm đặc biệt như thức ăn cho người bệnh, trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ. Khi chỉ gây co nguyên sinh bằng nhiệt độ thì điều kiện thích hợp là: pH 5,5, 58oC trong 40 – 48 h và thu được hiệu suất khoảng 56 %. Ta cũng thu được kết quả tương tự với cùng một điều kiện như trên nếu bổ sung isopropanol với nồng độ 0,5 % v/v và giữ nhiệt độ hơi thấp trong 5 giờ đầu. Giai đoạn 2: Tự phân Đây là giai đoạn tự phá vỡ vách tế bào nhờ chính các enzyme nội bào trong nấm men. Trong giai đoạn này có thể bổ sung thêm enzyme như protease để tăng hiệu suất. Giai đoạn 3: Thanh trùng Giai đoạn này nhằm giết chết các vi khuẩn còn sống và bất hoạt các enzyme. Trong giai đoạn này còn diễn ra sự tương tác giữa các phân tử nhỏ như amino acid và đường, tạo nên hương vị cho sản phẩm. Giai đoạn 4: Lọc Giai đoạn này sẽ loại bỏ những mảnh vỏ tế bào, glucan, mannan, và một số protein khác chưa bị thủy phân bởi các enzyme của nấm men trong quá trình tự phân. Những chất không hòa tan này có thể được sử dụng để bổ sung vào thức ăn gia súc và những chất tạo mùi. Nhà sản xuất có thể lọc thêm một lần nữa thu được dung dịch yeast extract thật sạch. Lần lọc này loại bỏ những oligopeptide ít tan sẽ kết tủa khi ở nồng độ cao. Giai đoạn 5: Cô đặc Giai đoạn này gồm 2 bước và xen kẽ với giai đoạn lọc. Dung dịch sẽ được gia nhiệt để nước bốc hơi và đạt được nồng độ cuối cùng là 70 – 75 % vật chất khô. Suốt giai đoạn này quá trình tạo hương sẽ tiếp tục diễn ra nhờ sự cô đặc các chất và nhiệt độ, cần lưu ý nếu để nhiệt độ lên quá 55oC sẽ gây ra mùi khét cho sản phẩm. 26 Hình 2.1: Sơ đồ sản xuất yeast extract ở Anh dùng cho men bánh mì (Gogfrey và West, 1996) Nấm men 28 % trọng lượng khô được pha loãng với nồng độ 600 g/l Điều chỉnh về pH 5 Tăng nhiệt độ lên 55oC trong 5 – 8 h Giữ ở 55oC trong 24 h (quá trình co nguyên sinh và tự phân) Tăng nhiệt độ lên 70oC và giữ trong 15 h (hoàn thành quá trình tự phân và bắt đầu quá trình thanh trùng) Ly tâm (tách các mảnh vỡ) 70 – 75oC trong 2 – 5 h (quá trình thanh trùng) Muối (3,5 kg/1000 l) Sấy thăng hoa trong điều kiện chân không đến khi đạt nồng độ hơn 30 % chất rắn Lọc (loại bỏ chất kết tủa) Sấy thăng hoa lần hai trong điều kiện chân không đến khi đạt nồng độ 70 – 75 % chất rắn (hay sấy phun) Sản phẩm cuối Protease Peptidase 27 Theo Eurasyp, các thành phần chính của yeast extract gồm: (tính theo vật chất khô) ¾ Đạm tổng số: 8 – 12 %, trong đó protein chiếm 50 – 75 % ¾ Đạm amine: 3 – 5,2 % ¾ Carbohydrate tổng số: 4 – 13 % ¾ Lipid: không có hoặc rất ít ¾ Muối: có hoặc không có tùy mục đích sử dụng Bảng 2.6: Thành phần amino acid trong yeast extract (%) Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Lysine 3,8 Proline 0,5 Histidine 1,2 Glycine 2,2 Arginine 1,2 Alanine 4,9 Trytophan 0,5 Cystine 0,5 Aspartic acid 3,6 Valine 3,2 Threonin 2,6 Methionine 0,6 Serine 4,7 Isoleucin 1,5 Glutamic acid 4,2 Leucin 1,6 Tyrosine 0,5 Phenyalanine 2,1 (Satake Kenji, 2002) Bảng 2.7: Thành phần vitamin trong yeast extract (µg/g) Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng B1 150 Inositol 2,8 B2 60 Niacin 300 B5 25 Biotin 0,13 B12 0,13 Panthonic acid 40 Folic acid 0,33 (Satake Kenji, 2002) 28 2.3.2- Yeast extract chứa nucleotide tự nhiên 1960, Kunikawa khám phá ra 5’GMP (Guanosine mono phosphate) có khả năng kích thích vị giác. Vì nấm men chứa rất nhiều RNA, mà RNA lại rất giàu 5’GMP, nên những nhà sản xuất yeast extract đã bắt đầu nghiên cứu cách cắt RNA nấm men thành những đoạn nucleotide có chứa 5’GMP. 1974, sản phẩm yeast extract chứa 5’GMP thương mại đầu tiên đã được sản xuất với quy mô công nghiệp. Ngày nay, yeast extract chứa 2 loại nucleotide tạo mùi tự nhiên: 5’GMP, 5’ IMP (Inosine mono phosphate). Yeast extract với những nucleotide có rất nhiều ứng dụng trong thực phẩm, đặc biệt như là một chất tạo hương vị trong súp, nước chấm, snack, và thực phẩm ăn liền. Với tính năng làm tăng mùi vị nó giúp làm giảm lượng muối cần thiết trong thực phẩm, điều này rất phù hợp với xu hướng sản xuất thực phẩm tốt cho sức khỏe ít natri hiện nay. Hơn nữa yeast extract chứa nucleotide tự nhiên còn có thể làm tăng hương vị và kích thích khẩu vị của những dạng thực phẩm ít béo. (Eurasyp) Quy trình sản xuất Trong quá trình tự phân bình thường enzyme của nấm men cắt RNA thành những đoạn nucleotide không có tính kích thích vị giác. Do đó bước đầu tiên sản xuất yeast extract chứa nucleotide tự nhiên bao gồm quá trình bất hoạt các enzyme của nấm men bằng xử lý nhiệt. Sau đó RNA được chiết xuất bằng protease (phân giải vách tế bào). Bước tiếp theo là sử dụng enzyme phosphodiesterase để phân cắt RNA thành những đoạn nucleotide, kết quả là yeast extract chứa các đoạn 5’GMP, 5’CMP, 5’AMP và 5’ UMP. Bằng một loại enzyme khác là deaminase, 5’AMP được chuyển hóa thành 5’IMP cũng có tính kích thích vị giác. Những giai đoạn sau vẫn giống như các giai đoạn sản xuất yeast extract bình thường. (Eurasyp) 2.3.3- Yeast autolysate Yeast autolysate là sản phẩm chứa những thành phần hòa tan và cả không hòa tan của tế bào nấm men. Sản phẩm này chỉ cô đặc những thành phần này lại chứ không chiết xuất chúng, bản chất của quá trình tạo yeast autolysate là nhờ vào sự hoạt động của những enzyme thủy phân và tự phân của nấm men. (Eurasyp) 29 Yeast autolysate và yeast extract rất dễ bị nhầm lẫn với nhau, tuy nhiên giữa chúng hai điểm khác biệt đáng kể: ¾ Quá trình tự phân của yeast autolysate ngắn hơn của quá trình tự phân của yeast extract, do đó yeast autolysate chỉ thủy phân được một phần tế bào nấm men. ¾ Vách tế bào không được tách ra khỏi yeast autolysate, do đó yeast autolysate vẫn còn chứa những thành phần không hòa tan. Yeast autolysate thường được bổ sung vào snack, bánh biscuit,... để làm tăng hương vị. Ngoài ra, yeast autolysate còn được dùng thức ăn cho thú cưng và làm môi trường nuôi cấy vi sinh. (Eurasyp) Quy trình sản xuất Quy trình sản xuất yeast autolysate cũng tương tự như yeast extract, chỉ khác nhau ở thời gian tự phân và không loại bỏ những thành phần không hòa tan. Theo Eurasyp, thành phần chính của yeast autolysate gồm: (tính theo vật chất khô) ¾ Đạm tổng số: 8 – 11 %, trong đó protein chiếm 50 – 69 %. ¾ Carbohydrate tổng số: 15 – 25 %. ¾ Lipid: 3 – 10 %. ¾ Muối: có thể có hoặc không có. 2.3.4- Vách tế bào nấm men Vách tế bào chiếm khoảng 26 – 32 % trọng lượng khô của Saccharomyces và những loại nấm men khác. Hình 2.2: Cấu tạo vách tế bào nấm men 30 Ứng dụng của vách tế bào Vách tế bào nấm men là chất kích thích miễn dịch không đặc hiệu với hệ thống miễn dịch của con người và động vật. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng: nếu tiêu hóa Beta – Glucan của nấm men – một thành phần cấu tạo vách tế bào nấm men – sẽ giúp tăng cường hệ thống miễn dịch cho tế bào, giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tấn công của vi khuẩn. Mannan – Oligo – Saccharide (MOS), một thành phần cấu tạo khác của vách tế bào nấm men, đã được chứng minh là có thể chữa được bệnh tiêu chảy ở heo cai sữa. MOS sẽ gắn kết với vi khuẩn gây bệnh ở trong ruột và mang theo chúng ra khỏi ruột. Ngoài ra MOS còn là một nguồn cung cấp nitrogen cho sự tăng trưởng của vi khuẩn. Vách tế bào nấm men cũng được sử dụng trong công nghiệp bia vì nó có khả năng gắn kết với những thành phần không mong muốn trong quá trình lên men giúp ngăn chặn và khắc phục các yếu tố cản trở quá trình lên men. Quy trình sản xuất Trong sản xuất ở quy mô công nghiệp, quy trình sản xuất vách tế bào nấm men gắn liền với quy trình sản xuất yeast extract. Sau khi nấm men tự phân, những phần vách tế bào không hòa tan sẽ được tách ra khỏi nhữnh thành phần hòa tan nhờ quá trình ly tâm, sau đó sẽ được sấy khô tạo ra vách tế bào nấm men. Thành phần chính của vách tế bào Vách tế bào nấm men chứa từ 30 – 60 % polysaccharides (beta-glucan và mannan sugar polymer), 15 – 30 % protein, 5 – 20 % lipid, và một lượng rất nhỏ chitin. Hầu hết protein trong vách tế bào liên kết với Mannan – Oligo – Saccharide (MOS) và tạo thành phức hợp Mannoprotein. Sản phẩm vách tế bào nấm men tiêu biểu thường chứa 15 – 30 % Beta-Glucan và 15 – 30 % MOS. (Eurasyp) 2.4- Giới thiệu sơ lược về sấy phun 2.4.1- Nguyên lý chung Quá trình sấy phun là quá trình chuyển đổi dòng nhập liệu dạng lỏng thành sản phẩm dạng bột. Dòng nhập liệu được phân tán thành những hạt nhỏ li ti nhờ cơ cấu phun sương. Cơ cấu phun sương thường có dạng đĩa quay hoặc vòi áp lực. Những hạt lỏng được bốc đi nhanh chóng nhưng nhiệt độ của vật liệu vẫn duy trì ở mức thấp, 31 nhờ vậy mà vật liệu được sấy khô nhưng không làm thay đổi đáng kể tính chất của sản phẩm. Thời gian sấy khô các hạt lỏng dạng sương trong sấy phun nhanh hơn nhiều so với các quá trình sấy khác. Sấy phun gồm ba quá trình cơ bản sau: - Quá trình phân tán dòng nhập liệu thành những hạt sương nhỏ li ti (sự phun sương). - Sự hòa trộn giữa vật liệu sấy và không khí nóng, đồng thời xảy ra quá trình bốc hơi nước. - Quá trình thu hồi sản phẩm từ dòng không khí ra. Mỗi bước thực hiện tuỳ thuộc vào kiểu và cách hoạt động của máy sấy, tính chất hóa lý riêng của thực phẩm quyết định đến chất lượng của sản phẩm sấy. Sự phun đồng nhất với việc hóa hơi và việc giảm ẩm ở mức độ cao, làm cho nhiệt độ sản phẩm giảm đi đáng kể so với không khí khi rời khỏi buồng sấy (Hoàng Văn Chước, 1997). Vì vậy, sản phẩm không bị tác động bởi nhiệt độ cao. Nên khi tách khỏi buồng sấy sản phẩm không bị giảm cấp bởi nhiệt. 2.4.2- Ưu nhược điểm của quá trình sấy phun ¾ Ưu điểm - Tính chất và chất lượng của sản phẩm đạt được tốt hơn. - Có thể sấy được những thực phẩm, chế phẩm sinh học, dược phẩm có tính nhạy cảm với nhiệt độ. - Khí nén dùng là không khí hoặc khí trơ. - Thiết bị đơn giản, cho phép hoạt động ở năng suất cao và liên tục. - Sản phẩm tiếp xúc với bề mặt thiết bị trong điều kiện khô vì thế việc chọn vật liệu chống ăn mòn cho thiết bị đơn giản hơn. - Sản phẩm sau khi sấy đồng nhất, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu. - Khoảng nhiệt độ tác nhân sấy rộng từ 150oC – 600oC nhưng hiệu quả tương tự các loại thiết bị khác (Trần Văn Phú, 1998). ¾ Nhược điểm - Sấy phun không thuận lợi cho những sản phẩm có tỉ trọng lớn. - Vốn đầu tư cao hơn các loại khác. - Việc thu hồi sản phẩm và bụi tăng chi phí cho quá trình sấy. 32 2.4.3- Ứng dụng của kỹ thuật sấy phun Ngày nay, sấy phun được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như: dược phẩm, huyết tương, một số hợp chất hữu cơ, thuốc tổng hợp. Do sấy phun có nhiều ưu điểm nên kỹ thuật sấy phun hiện nay còn được nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất các dạng thực phẩm chức năng. 2.4.4- Hệ thống sấy phun được sử dụng trong nghiên cứu Các phần chính của máy sấy phun SD-5 gồm các bộ phận sau: • Buồng sấy cấu tạo bằng thủy tinh. • Thân máy gồm có bộ phận cấp nhiệt, quạt, máy nén, hoàn toàn khép kín, điều chỉnh hoàn toàn tự động trên thân máy. • Bơm cấp liệu có thể điều chỉnh theo các mức từ 1 – 52 bơm liên tục. Ở mỗi mức, lưu lượng bơm tùy thuộc vào đặc tính của dịch thực phẩm. • Quạt có lưu lượng có thể điều chỉnh lưu lượng thích hợp. • Cyclon, bình chứa, ống thoát nhiệt. Hình 2.2 : Máy sấy phun SD-5 33 Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1- Địa điểm và vật liệu nghiên cứu 3.1.1- Địa điểm thực hiện - Các thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm vi sinh khoa Công Nghệ Thực phẩm và phòng phân tích đất – bộ môn Nông Hóa Thổ Nhưỡng – khoa Nông Học. - Thời gian tiến hành từ 02/2005 – 08/2005. 3.1.2- Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm - Bếp điện. - Máy đo pH. - Máy chưng cất Kjenldal. - Biuret. - … 3.1.3- Hóa chất sử dụng - HCl 0,1N - NaOH 0,1N - H2SO4 đđ - Formol - HCl đđ - NaOH 1N - … 3.1.4- Nguyên vật liệu - Nấm men bia 28% vật chất khô được ép khô từ dịch bã men dư thừa lấy ở công ty cổ phần bia Vicco Sài Gòn. 34 3.2- Phương pháp thí nghiệm 3.2.1- Thí nghiệm 1: Xác định quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân nấm men Từ các tài liệu tham khảo chúng tôi thấy sản xuất dịch thủy phân nấm men theo phương pháp tự phân là phương pháp tốt nhất. Nhưng do chúng tôi không có đủ điều kiện về thiết bị và hóa chất để sản xuất dịch thủy phân nấm men theo phương pháp tự phân đạt hiệu quả cao nhất nên chúng tôi đưa ra 2 quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân bằng phương pháp hóa giải và phương pháp kết hợp giữa tự phân và hóa giải. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với hai quy trình thử nghiệm và 3 lần lặp lại. Mục đích: Chọn được quy trình thủy phân nấm men đạt hiệu quả cao nhất. Quy trình sản xuất 1: Trong quy trình này chúng tôi sản xuất dung dịch acid amine theo phương pháp hóa giải. Hình 3.1: Sơ đồ quy trình sản xuất 1 Quy trình sản xuất 2: Trong quy trình này, chúng tôi tiến hành sản xuất dung dịch acid amine theo phương pháp kết hợp giữa tự phân và hóa giải. Nấm men 28 % trọng lượng khô pha loãng 600 g/l Thêm 6 % HCl đđ Thủy phân ở 100oC trong 8 h Dung dịch acid amine 35 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình sản xuất 2 Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệ đạm formol/tổng số. Số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê bằng phần mềm Stagraphic 7.0. Nấm men 28 % trọng lượng khô pha loãng 600 g/l Điều chỉnh về pH 5 Tăng nhiệt độ lên 50oC trong 5 – 8 h Giữ ở 50oC trong 24 h (quá trình co nguyên sinh và tự phân) Muối (0,35 %) Thêm 6 % HCl đđ Thủy phân ở 100oC trong 8 h Dung dịch acid amine Dung dịch tự phân 36 3.2.2- Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng acid HCl đđ lên hiệu quả của quá trình thủy phân Sau khi khảo sát các quy trình sản xuất ở thí nghiệm 1, chúng tôi sẽ chọn được quy trình sản xuất thích hợp nhờ vào kết quả dịch thủy phân có tỷ lệ đạm formol/tổng số cao hơn để tiến hành thí nghiệm 2. Khi thực hiện phương pháp kết hợp giữa tự phân và hóa giải, chúng tôi đã tham khảo rất nhiều tài liệu và đã rút ra được quy trình tự phân với những điều kiện thích hợp cho nấm men bia, nhưng vì không có đủ thiết bị và hóa chất để nghiên cứu sâu về giai đoạn tự phân này nên chúng tôi chỉ khảo sát giai đoạn thủy phân bằng HCl đđ. Thí nghiệm này sử dụng nguyên liệu là dung dịch nấm men sau khi tự phân và được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại. Trong đó: Yếu tố cố định - Nhiệt độ thủy phân, 1000C. - Thời gian thủy phân 8 h. Yếu tố thay đổi - Hàm lượng HCl đđ dùng để thủy phân nấm men: 4 %, 6 %, 8 %. Mục đích: Xác định được hàm lượng acid HCl đđ ổn định sử dụng trong nghiên cứu đề tài. Tiến hành: Đong 100 ml dung dịch tự phân, thêm lần lượt HCl đđ vào với hàm lượng 4 %, 6 %, 8 % so với thể tích dung dịch tự phân. Khuấy đều và đem đun cách thủy ở nhiệt độ 100oC trong 8 h. Hàm lượng HCl Lặp lại (%) 4 6 8 1 2 3 Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệ đạm formol/tổng số. Số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê bằng phần mềm Stagraphic 7.0. 37 3.2.3- Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân lên hiệu quả của quá trình thủy phân Sau khi khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng HCl đđ ở thí nghiệm 2, chúng tôi lấy hàm lượng HCl đđ cho kết quả dịch thủy phân có tỷ lệ đạm formol/tổng số cao nhất làm yếu tố cố định cho thí nghiệm. Bố trí thí nghiệm theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 2 yếu tố với 3 lần lặp lại. Trong đó: Yếu tố cố định - Hàm lượng acid HCl đđ. Yếu tố thay đổi - Thời gian thủy phân: 6 h, 8 h, 10 h, 12 h. - Nhiệt độ thủy phân: 60oC, 100oC, 110oC. Mục đích thí nghiệm: Xác định giá trị của yếu tố thời gian và nhiệt độ thủy phân cho hiệu quả cao nhất của quá trình sản xuất dịch thủy phân. Tiến hành: Đong 100 ml dung dịch tự phân, thêm HCl đđ vào với hàm lượng lấy ở thí nghiệm 2. Đun cách thủy ở nhiệt độ 60oC và 100oC với thời gian 6 h, 8 h, 10 h, 12 h. Với nhiệt độ 110oC mẫu được đun trực tiếp trên bếp điện cũng với các thời gian trên. 60oC 100oC 110oC 6 h 8 h 10 h 12 h 6 h 8 h 10 h 12 h 6 h 8 h 10 h 12 h 1 2 3 Kết quả mỗi nghiệm thức được kiểm tra các chỉ tiêu: đạm tổng số, đạm formol, tỷ lệ đạm formol/tổng số. Số liệu được xử lý bằng phương pháp thống kê bằng phần mềm Stagraphic 7.0. 38 3.3.4- Thí nghiệm 4: Thử nghiệm ứng dụng men chiết xuất làm môi trường nuôi cấy vi sinh. Từ các thí nghiệm trên, chúng tôi đã thu được dịch thủy phân nấm men bia và tiến hành sấy phun dịch thủy phân đó tạo men chiết xuất dạng bột. Chúng tôi tiến hành bố trí thử nghiệm kiểm tra khả năng sử dụng men chiết xuất dạng bột. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố với 3 lần lặp lại và thử nghiệm trên chủng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus có trong sữa chua Vinamilk. Bố trí thí nghiệm - Nghiệm thức 1: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên môi trường MRS không có men chiết xuất. - Nghiệm thức 2: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên môi trường MRS có bổ sung 5 % men chiết xuất thương phẩm. - Nghiệm thức 3: cấy phân lập vi khuẩn trong sữa chua lên môi trường MRS có bổ sung 5 % men chiết xuất do chúng tôi sản xuất. Cách đánh giá: Xem có khuẩn lạc của vi khuẩn mọc hay không. 3.3- Các chỉ tiêu kiểm tra 3.3.1- Chỉ tiêu theo dõi chất lượng dịch thủy phân - Đạm tổng số theo phương pháp Kjeldalh (phụ lục 1) - Đạm formol theo phương pháp Sorensen (phụ lục 2) 3.3.2- Chỉ tiêu về hiệu quả của quá trình thủy phân Tỷ lệ đạm formol trong sản phẩm dịch thủy phân Các dung dịch thủy phân thường có hàm lượng acid amine cao, hàm lượng đạm formol cao biểu thị sự phân giải triệt để và có mùi vị tốt. So sánh tỷ lệ đạm formol và đạm tổng số có thể phán đoán được chất lượng của dịch thủy phân. Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hàm lượng đạm formol trong sản phẩm dịch thủy phân % formol = * 100 (%) Hàm lượng đạm tổng số trong dịch thủy phân 39 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Qua thời gian tiến hành thí nghiệm, chúng tôi thu được dung dịch acid amine ở mỗi nghiệm thức. Sau khi đem các mẫu ấy kiểm tra các chỉ tiêu đạm tổng số, đạm formol và đạm amôn (đạm NH3), chúng tôi thu được các kết quả sau (vì kết quả kiểm tra đạm NH3 rất thấp, hầu như không có nên đạm formol bằng đạm amine). 4.1- Thí nghiệm 1: Xác định quy trình thử nghiệm sản xuất dịch thủy phân nấm men Bảng 4.1: Các hàm lượng đạm của 2 quy trình sản xuất Quy trình Đạm tổng số (g/l) Đạm formol (g/l) Đạm formol /đạm tổng số (%) Quy trình 1 7,72 2,52 33 Quy trình 2 8,07 6,23 77 4.1.1- Hàm lượng đạm formol của 2 quy trình sản xuất 2.52 6.23 0 1 2 3 4 5 6 7 Quy trình 1 Quy trình 2 Ñ ạ m fo rm ol ( g/ l) Biểu đồ 4.1: Sự biến thiên đạm formol trong 2 quy trình sản xuất Dựa vào bảng 4.1 và biểu đồ 4.1, chúng tôi nhận thấy hàm lượng đạm formol có sự khác nhau giữa 2 quy trình. Theo xử lý thống kê LSD (phụ lục 8) với độ tin cậy 95 % cho thấy sự khác biệt này rất có ý nghĩa về mặt thống kê. 40 Hàm lượng đạm formol ở quy trình 2 cao hơn ở quy trình 1. Nguyên nhân của sự cao hơn này có thể là do giai đoạn tự phân của nấm men đã tạo ra được một số acid amine và những đoạn peptide ngắn, quá trình thủy phân sau này đã giúp phá vỡ các đoạn peptide ngắn này tạo ra được nhiều acid amine hơn. Trong khi đó, ở quy trình 1 chúng tôi tiến hành thủy phân trực tiếp mà không có giai đoạn tự phân nên các đoạn peptide còn khá lớn và lượng HCl đđ trên đã không thể thủy phân hoàn toàn các đoạn peptide này. 4.1.2- Hàm lượng đạm tổng số của 2 quy trình sản xuất 8.07 7.72 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8 8.1 Quy trình 1 Quy trình 2 Đ ạm t ổ ng s ố (g /l) Biểu đồ 4.2: Sự biến thiên đạm tổng số trong 2 quy trình sản xuất Dựa vào bảng 4.1 và biểu đồ 4.2, chúng tôi nhận thấy hàm lượng đạm tổng số có sự khác nhau giữa 2 quy trình. Tuy nhiên sự khác biệt này không có ý nghĩa về mặt thống kê (phụ lục 10). Tuy đạm formol của quy trình 2 cao hơn quy trình quy trình 1 nhưng đạm tổng số của 2 quy trình này lại tương đương nhau. Nguyên nhân của điều này có thể là vì giai đoạn tự phân của quy trình 2 chỉ giúp tăng hàm lượng acid amine nhiều hơn chứ không làm mất đạm, còn quy trình 1 tuy không tạo ra lượng