napoleon_hennessy
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
Danh mục các bảng iii
Danh mục các sơ đồ, hình vẽ iv LỜI MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Nội dung của đề tài 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2
1.1. Giới thiệu về công nghệ lên men 2
1.1.1. Lịch sử ra đời và sự phát triển của công nghệ lên men 2
1.2. Giới thiệu về nấm men bánh mì 9
1.2.1. Tình hình sản xuất nấm men bánh mì trên thế giới 9
1.2.2. Tình hình sản xuất nấm men bánh mì tại Việt Nam 10
1.2.3. Giới thiệu chung về sinh khối nấm men trong sản xuất men bánh mì 10
CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NẤM MEN BÁNH MÌ 29
2.1. Nguyên liệu dùng trong sản xuất nấm men bánh mì 29
2.1.1. Nước 29
2.1.2. Nguồn hydratcacbon 29
2.1.3. Nguồn phospho và nitơ 32
2.1.4. Nguồn kali và magie 32
2.1.5. Không khí 33
2.2. Vi sinh vật trong sản xuất nấm men bánh mì 33
2.3. Yêu cầu chất lượng của sinh khối nấm men bánh mì 34
2.4. Công nghệ sản xuất 34
2.5. Thuyết minh quy trình 36
2.5.1. Chuẩn bị dung dịch rỉ đường 36
2.5.2. Nuôi cấy men giống 37
2.5.3. Nuôi nấm men thương phẩm 38
2.5.4. Quá trình lắng 44
2.5.5. Thu nhận sinh khối men ép 44
2.5.6. Bảo quản men ép 47
2.5.7. Thu nhận nấm men dạng khô 47
2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối nấm men 48
2.6.1. Nhiệt độ 48
2.6.2. Oxi hòa tan – độ hiếu khí và nồng độ khuấy trộn 49
2.6.3. pH của môi trường 50
2.6.4. Rượu etylic 50
2.6.5. Ảnh hưởng của các chất hóa học 50
2.6.6. Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường 51
2.7. Một số thiết bị cần thiết trong quá trình sản xuất 51
2.7.1. Thiết bị thanh trùng môi trường 51
2.7.2. Thiết bị lên men 52
2.7.3. Thiết bị ly tâm 53
2.7.4. Thiết bị lọc 54
2.8. Các vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình nuôi cấy nấm men 54
2.9. Các phương pháp bảo quản men giống 56
2.9.1. Phương pháp giữ giống thuần khiết trên môi trường thạch nghiêng 56
2.9.2. Phương pháp giữ giống trong dung dịch saccharose 30 % 56
2.9.3. Phương pháp giữ giống dưới lớp dầu vaselin hay paraffin 56
2.9.4. Phương pháp giữ giống ở điều kiện đông khô 57
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
3.1. Kết luận 58
3.2. Kiến nghị 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 60
DANH MỤC CÁC BẢNG
NỘI DUNG TRANG Bảng 1.1. Ảnh hưởng của Na+ lên thành phẩm men bánh mì 19
Bảng 1.2. Các chất khoáng cần thiết cho nấm men 23
Bảng 1.3. Chức năng của một số vitamin 23
Bảng 1.4. Các chất sinh trưởng cần thiết cho nấm men 24
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hai loại rỉ đường 30
Bảng 2.2. Điều kiện nhân giống nấm men 37
Bảng 2.3. Bổ sung rỉ đường và các chất dinh dưỡng trong nuôi cấy theo chu kỳ 43
Bảng 2.4. Mật độ nấm men sau mỗi lần ly tâm 46
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của nấm men 50
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
NỘI DUNG TRANG
Hình 1.1. Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 2 3
Hình 1.2. Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 3 4
Hình 1.3. Khái niệm về quá trình lên men 4
Hình 1.4. Nấm men bánh mì chụp dưới kính hiển vi điện tử 13
Hình 1.5. Sơ đồ phân loại nấm men 13
Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo tế bào nấm men 16
Hình 1.7. Sơ đồ cơ chế vận chuyển vật chất qua màng tế bào 20
Hình 1.8. Đường cong sinh trưởng của nấm men 25
Hình 1.9. Nảy chồi ở nấm men 25
Hình 1.10. Các sản phẩm nấm men bánh mì 26
Hình 2.1. Rỉ đường 30
Hình 2.2. Nguồn DAP và Urea 32
Hình 2.3. Magnesium sulphat 33
Hình 2.4. Sơ đồ Quy trình sản xuất nấm men bánh mì 35
Hình 2.5. Ảnh hưởng của oxi hòa tan đến sự tăng sinh khối của nấm men 40
Hình 2.6. Máy lọc khí 41
Hình 2.7. Đường cong sinh trưởng và nhu cầu oxi trong sản xuất men bánh mì 41
Hình 2.8. Sơ đồ tách men bằng seperator 7 cấp 45
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa chu kỳ 48
Hình 2.10. Thiết bị thanh trùng bản mỏng 52
Hình 2.11. Thiết bị lên men 53
Hình 2.12. Máy ly tâm 53
Hình 2.13. Máy lọc thùng quay 54
Hình 2.14. Hình thái một số vi sinh vật gây hư hỏng men bánh mì 55
LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Nấm men là nhóm vi sinh vật gần gũi với con người từ xưa đến nay thông qua các sản phẩm nổi tiếng như: Bia, rượu vang, bánh mì... Trước đây mọi người thường sử dụng NH4HCO3 để làm nở bột mì, nhược điểm của NH4HCO3 là sinh ra khí NH3 làm cho bánh có mùi vị không mong muốn.
Ngày nay do nhu cầu của con người ngày càng cao, để đáp ứng nhu cầu “ăn ngon mặc đẹp của con người”. Vì vậy việc sản xuất nấm men để làm nở bột mì ngày càng được chú trọng, saccharomyces cerevisiae đã đáp ứng được nhu cầu đó là làm cho bánh vừa xốp hơn lại vừa có mùi thơm đặc trưng của nấm men giúp cho ngành sản xuất bánh mì cùng với một số sản phẩm khác đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người. Với những ứng dụng phong phú và đa dạng đó của nấm men mà em đã quyết định tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất nấm men.
2. Mục đích của đề tài:
Nếu như ở châu Á chủ yếu sử dụng gạo, thì ở châu Âu con người lại dùng lúa mì làm nguồn lương thực chính. Từ lúa mì, người dân Châu Âu sản xuất ra bánh mì và một số sản phẩm khác. Do nhu cầu hội nhập của thế giới nên các nước ngày càng xích lại gần hơn và dần dần bánh mì được xem là loại thức ăn nhanh tiện lợi và phổ biến ở nước ta. Vì vậy quy trình sản xuất nấm men bánh mì ngày càng được quan tâm và không ngừng cải tiến và được xem là loại phụ gia không thể thiếu để sản xuất bánh mì.
3. Nội dung của đề tài:
- Tìm hiểu về Saccharomyces cerevisiae
- Tìm hiểu nguyên liệu dùng trong sản xuất men bánh mì
- Tìm hiểu yêu cầu nấm men bánh mì
- Tìm hiểu quy trình sản xuất men bánh mì
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về công nghệ lên men:
1.1.1. Lịch sử ra đời và sự phát triển của công nghệ lên men:
Giai đoạn: Giai đoạn trước Pasteur(đến 1865). Con người đã biết ứngdụng tiềm năng của vi sinh vật sản xuất ra các sản phẩm khi còn chưa nhận thức được sự tồn tại của chúng trong tự nhiên:
Sản xuất đồ uống như rượu vang, bia,…
Sản xuất tương, nước mắm,…
Sản xuất các thực phẩm lên men như muối chua rau quả, ủ chua thức ăn cho gia súc,…
Tuy một số quá trình được thực hiện ở quy mô rộng rãi, nhưng sự thành công đó còn phụ thuộc vào sự ngẫu nhiên hay do kinh nghiệm của những người thợ giỏi truyền lại cho các thế hệ sau.
Vai trò của vi sinh vật khi chuyển hóa các chất hữu cơ vẫn chưa được con người biết đến.
Giai đoạn 2: Giai đoạn phát triển của công nghiệp lên men tính đến năm 1940, bao gồm các công trình của Pasteur (1865) về lên men và học thuyết về mầm bệnh. Pasteur cũng đã đề ra phương pháp thanh trùng Pasteur để tiệt trùng rượu nho, bia mà không làm hỏng phẩm chất của sản phẩm. Phương pháp này hiện nay có ứng dụng rất lớn. Bởi vậy Pasteur được coi là người sáng lập ra công nghệ vi sinh, sự phát triển của hóa sinh học với các kiến thức về trao đổi chất trung gian, sự làm chủ ngày càng nhiều hơn đối với các enzyme.
Việc nghiên cứu và sử dụng các chủng nấm men thuần khiết Saccharomyces carlsbergensis trong sản xuất bia (Emil Christian Hansen, 1883) có thể xem là bước mở đầu cho công nghiệp lên men dựa trên cơ sở khoa học.
Năm 1898, Eduard Buchner cũng đã nghiên cứu tác dụng men của nhiều nấm men, đã vạch ra mối liên hệ giữa nấm men và hóa học về men và ứng dụng hoạt động của nấm men vào sản xuất tiếp giống ngoài. Ông đã nghiền nấm men lấy ra dung dịch có men zymase và cho lên men rượu.
Như vậy giai đoạn thứ hai là giai đoạn sử dụng các hoạt tính của vi sinh vật – giai đoạn này được đánh dấu bằng việc đặt cơ sở khoa học cho quá trình sản xuất đồ uống chứa cồn.
Hình 1.1: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 2
Louis Pasteur (1822 – 1895)
Emil Christian Hansen (1842 – 1909)
Eduard Buchner (1860 – 1917)
Giai đoạn 3: Giai đoạn công nghiệp kháng sinh, hóa chất và sinh tổng hợp điều khiển được tính từ năm 1941 – 1970, bao gồm sự xuất hiện của các chất kháng sinh, những tiến bộ về di truyền học trong việc chọn lọc các thể đột biến vi khuẩn, sự nghiên cứu các điều kiện lên men tối ưu, kỹ thuật học lên men, việc tách và tinh chế sản phẩm,…
Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự phát triển của một nền công nghiệp vi sinh vật độc lập. Người ta đã điều khiển được các quá trình sinh tổng hợp ở vi sinh vật và tạo ra được hàng loạt các chủng đột biến ở vi sinh vật. Nhờ các thành tựu này mà người ta đã sản xuất ở quy mô lớn mì chính (bột ngọt), lysine và nhiều loại amino acid khác.
Giai đoạn 4: (giai đoạn hiện nay) được đánh dấu bằng sự phát hiện ra các enzyme cắt giới hạn restrictase và các plasmid với sự gắn các gene lạ mang các thông tin tổng hợp các protein đặc biệt vào một cơ thể đã trở thành một phương pháp thông dụng và sự kiểm soát ngày càng tốt hơn sự biểu hiện của các gene này.
Hình 1.2: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 3
Alexander Fleming (1881 – 1995)
Francis Crick (1916 – 2004)
James Dewey Watson – 1928
Joshua Lederberg – 1925
1.1.1.1. Định nghĩa về lên men:
Quá trình lên men là hoạt động sống của tế bào vi sinh vật trong môi trường. Quá trình này xảy ra ở điều kiện tự nhiên và quá trình sản xuất công nghiệp.
Hình 1.3: Khái niệm về quá trình lên men
(Nguồn: Nấm men công nghiệp – Lương Đức Phẩm)
Chú dẫn: 1- lên men rượu (Saccharomyces)
2 - lên men lactic của vi khuẩn lactic
3 - lên men propionic của vi khuẩn Propionic
4a - lên men formic của vi khuẩn đường ruột (E.coli…)
4b - lên men butadiol , một dạng lên men đặc biệt của lên men formic
5 - lên men butyric của Clostridium
Quá trình lên men trong điều kiện tự nhiên, được thực hiện bởi các vi sinh vật tự nhiên và vật chất lên men có trong tự nhiên.
Quá trình lên men trong sản xuất công nghiệp là quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ vi sinh vật, tế bào hay enzyme của chúng, được kiểm soát từ giống vi sinh vật, cơ chất của phản ứng sinh học, quá trình phản ứng sinh học và quá trình thu nhận, tinh chế sản phẩm. Bản chất của quá trình sản xuất theo quy mô công nghiệp là sản phẩm của quá trình có định hướng rõ ràng, quy trình sản xuất được kiểm soát từ khâu sản xuất giống đến quá trình lên men và cuối cùng là quá trình thu nhận sản phẩm.
Các quá trình lên men công nghiệp thực chất là thực hiện và kiểm soát được những công việc cơ bản sau:
Tạo giống và nâng cao chất lượng giống
Tính toán, thiết kế và chế tạo các thiết bị lên men phù hợp với công nghiệp và sản phẩm
Thực hiện các kỹ thuật trong lên men
Tách, thu nhận và tinh chế sản phẩm
1.1.1.2. Giới thiệu về sản phẩm từ sinh khối vi sinh vật:
Sinh khối vi sinh vật là khối lượng tế bào vi sinh vật còn sống.
Sinh khối nấm men làm nở bột mì là sinh khối men Saccharomyces cerevisiae còn sống, còn hoạt tính lên men rượu, khi trộn với bột mì sẽ lên men rượu, giải phóng ra CO2 làm phồng gluten (protein trong bột mì), bột nhào nở làm cho bánh mì xốp.
1.1.1.3. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy vi sinh vật công nghiệp:
Nguyên liệu môi trường nuôi cấy:
Tiêu chuẩn môi trường nuôi cấy vi sinh vật quy mô công nghiệp:
- Năng suất tối đa sản phẩm (SP)/ sinh khối (SK), (đơn vị g, kg)
- Nồng độ SP/SK tối đa (g/l)
- Tốc độ tạo SP/SK tối đa (g/h)
- Sản phẩm phụ tối thiểu
- Chất lượng các mẻ đồng đều (phụ thuộc vào nguyên liệu lên men)
- Dễ dàng chuẩn bị, tiệt trùng môi trường
- Đơn giản hóa các quá trình khác (sục khí, trích ly, tinh chế, xử lý chất thải)
- Giảm thiểu giá thành
Môi trường tự nhiên: (có thành phần không xác định, được chế tạo từ thực vật hay động vật)
Nguồn cacbon:
- Rỉ đường mía,củ cải
- Hạt ngũ cốc
- Cám gạo, mì
Nguồn nitơ:
- Dịch ép lõi ngô
- Bánh dầu nành, phộng
- Phế thải lò mổ
- Phế thải công nghệ lên men
Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm: rẻ
- Nhược điểm:
+ Thành phần thay đổi
+ Nhiều sản phẩm phụ
+ Chất lượng không ổn định
Môi trường tinh chế: (có thể xác định được thành phần các nguồn cơ chất)
Nguồn cacbon:
- Tinh bột mì, khoai tây
- Đường saccharose
- Đường glucose
Nguồn nitơ:
- NH4+ (từ vô cơ)
- NO3- (từ vô cơ)
- Urea (từ chất hữu cơ)
Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Chất lượng ổn định
+ Ít chi phí thu hồi sản phẩm
+ Ít chi phí xử lý chất thải
- Nhược điểm: đắt tiền
Hướng khắc phục:
cần kết hợp giữa môi trường tự nhiên và môi trường tinh chế để tối ưu hóa môi trường:
- Tìm nguồn nguyên liệu rẻ hơn
- Dễ nuôi cấy
- Đảm bảo vi sinh vật phát triển tốt trong môi trường nuôi cấy
1.1.1.4. Chuẩn bị giống cho lên men công nghiệp:
Nhu cầu phát triển trong giai đoạn nhân giống:
Tiêu chuẩn giống vi sinh vật công nghiệp:
- Vi sinh vật ở trạng thái hoạt động giảm thiểu thời gian pha lag (pha thích nghi)
- Thể tích giống cấy tối ưu
- Hình thái vi sinh vật thích hợp
- Không nhiễm
- Bảo đảm năng suất sản phẩm
Môi trường nuôi cấy giống:
Phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật để vi sinh vật tăng trưởng chứ không phải tổng hợp sản phẩm. Do đó môi trường nhân giống không giống với môi trường lên men trong sản xuất.
Giảm thiểu pha lag trong giai đoạn lên men, do đó môi trường nhân giống phải tương tự môi trường lên men.
Các thông số quan trọng cần giữ không đổi trong môi trường nhân giống và môi trường lên men (pH, áp suất thẩm thấu, thành phần ion).
Tỷ lệ giống:
Thể tích giống = 3 – 10 % thể tích môi trường.
- Nếu thể tích giống thấp sẽ gây kéo dài pha lag.
- Nếu thể tích giống cao hơn 10 % sẽ rút ngắn được pha lag, nhằm đạt sinh khối tối đa trong thời gian ngắn nhất (tăng năng suất), nhưng tăng giá thành.
1.1.1.5. Các phương pháp nuôi cấy trong công nghệ lên men:
Có nhiều cách để phân loại các phương pháp lên men. Dựa vào cách nạp liệu và thu hồi bán thành phẩm sau lên men, người ta chia ra lên men gián đoạn, liên tục và bán liên tục.
Lên men gián đoạn thực hiện theo từng mẻ nên thường có năng suất thấp và chu kỳ sản xuất bị kéo dài.
Lên men liên tục thì ngược lại, nguyên liệu liên tục vào và sản phẩm sau quá trình lên men liên tục đi ra.
Lên men bán liên tục là hình thức kết hợp giữa hai phương pháp trên.
Dựa vào thành phần đồng nhất hay không đồng nhất của canh trường người ta chia ra lên men bề mặt (nổi), lên men bề sâu (chìm) và bán rắn.
Trong lên men bề mặt, vi sinh vật phát triển trên bề mặt của môi trường cấy và lấy không khí từ mặt thoáng của môi trường. Phương pháp này thường sử dụng để sản xuất acid citric và một số enzyme. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là tốn kém bề mặt. Tuy nhiên do đầu tư ít nên chừng mực nào đó vẫn được sử dụng. Lên men bán rắn là phương pháp trung gian giữa lên men bề mặt và lên men bề sâu. Hàm lượng nước trong môi trường chiếm khoảng 70 % chất khô. Một số
thạch nghiêng 2 – 3 ngày được đổ phủ lên bề mặt một lớp vaselin vô trùng. Lớp dầu khoáng này giữ cho môi trường thạch khỏi bị khô và làm giảm các quá trình trao đổi chất. Phương pháp này có thể giữ men giống được 6 tháng tới 2 năm, những đặc tính hóa sinh và hình thái không bị thay đổi, tốc độ sinh sản của nấm men thậm chí còn tăng lên. Người ta thường dùng dầu vaselin có tỷ trọng (0,8 – 0,9) đã được đun nóng ở 1500C để đuổi nước có trong dầu rồi hấp thanh trùng. Lớp dầu trên bề mặt môi trường không quá 1 cm. Ống giống có vaselin có thể để ở nhiệt độ trong phòng, nhưng tốt hơn cả là giữ ở 4 – 60C.
2.9.4. Phương pháp giữ giống ở điều kiện đông khô:
Giữ giống ở điều kiện đông khô. Dịch huyền phù giống được đựng trong ống nghiệm – ampul ở trạng thái đông lạnh (- 400C), sấy khô dưới điều kiện lạnh và chân không cao tới độ ẩm còn 1,5 – 2,6 %. Sau đó gắn miệng ampul dưới chân không và vô trùng. Bảo quản các ampul giống ở nhiệt độ trong phòng hay ở nhiệt độ lạnh. Thời gian bảo quản tới 3 năm không phải cấy chuyền.
CHƯƠNG 3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận:
Quy trình sản xuất nấm men bánh mì thường không khác nhau nhiều về nguyên lý điều hành, tuy nhiên lại có những điểm khác nhau lớn như về môi trường nuôi cấy, về điều kiện lên men và về quá trình thu nhận sản phẩm,…
Nhằm để tận dụng nguồn phế phẩm của ngành công nghiệp đường, việc sản xuất nấm men bánh mì với nguyên liệu rỉ đường hiện nay rất đang phổ biến và đã được đưa vào sản xuất với quy mô công nghiệp nhằm tạo ra nguồn sản phẩm lớn để đáp ứng với nhu cầu của ngành sản xuất bánh mì.
3.2. Kiến nghị:
Do nấm men bánh mì có vai trò quan trọng và quyết định đến chất lượng bánh mì thành phẩm, nên tại Việt Nam nhu cầu về men bánh mì ngày càng tăng và hiện đang ở mức khá cao: khoảng 4 – 5 tấn / ngày. Trong khi đó chỉ có 15 cơ sở đang sản xuất men bánh mì chủ yếu là các cơ sở tư nhân với trang thiết bị còn thô sơ, quy trình công nghệ còn lạc hậu. Do vậy, việc sản xuất men bánh mì còn nhiều nhược điểm, trong đó phải kể đến như: hiệu suất men thấp, chất lượng không ổn định, bảo quản phức tạp và tốn kém.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
NỘI DUNG TRANG
Danh mục các bảng iii
Danh mục các sơ đồ, hình vẽ iv LỜI MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục đích của đề tài 1
3. Nội dung của đề tài 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2
1.1. Giới thiệu về công nghệ lên men 2
1.1.1. Lịch sử ra đời và sự phát triển của công nghệ lên men 2
1.2. Giới thiệu về nấm men bánh mì 9
1.2.1. Tình hình sản xuất nấm men bánh mì trên thế giới 9
1.2.2. Tình hình sản xuất nấm men bánh mì tại Việt Nam 10
1.2.3. Giới thiệu chung về sinh khối nấm men trong sản xuất men bánh mì 10
CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NẤM MEN BÁNH MÌ 29
2.1. Nguyên liệu dùng trong sản xuất nấm men bánh mì 29
2.1.1. Nước 29
2.1.2. Nguồn hydratcacbon 29
2.1.3. Nguồn phospho và nitơ 32
2.1.4. Nguồn kali và magie 32
2.1.5. Không khí 33
2.2. Vi sinh vật trong sản xuất nấm men bánh mì 33
2.3. Yêu cầu chất lượng của sinh khối nấm men bánh mì 34
2.4. Công nghệ sản xuất 34
2.5. Thuyết minh quy trình 36
2.5.1. Chuẩn bị dung dịch rỉ đường 36
2.5.2. Nuôi cấy men giống 37
2.5.3. Nuôi nấm men thương phẩm 38
2.5.4. Quá trình lắng 44
2.5.5. Thu nhận sinh khối men ép 44
2.5.6. Bảo quản men ép 47
2.5.7. Thu nhận nấm men dạng khô 47
2.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối nấm men 48
2.6.1. Nhiệt độ 48
2.6.2. Oxi hòa tan – độ hiếu khí và nồng độ khuấy trộn 49
2.6.3. pH của môi trường 50
2.6.4. Rượu etylic 50
2.6.5. Ảnh hưởng của các chất hóa học 50
2.6.6. Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường 51
2.7. Một số thiết bị cần thiết trong quá trình sản xuất 51
2.7.1. Thiết bị thanh trùng môi trường 51
2.7.2. Thiết bị lên men 52
2.7.3. Thiết bị ly tâm 53
2.7.4. Thiết bị lọc 54
2.8. Các vi sinh vật tạp nhiễm trong quá trình nuôi cấy nấm men 54
2.9. Các phương pháp bảo quản men giống 56
2.9.1. Phương pháp giữ giống thuần khiết trên môi trường thạch nghiêng 56
2.9.2. Phương pháp giữ giống trong dung dịch saccharose 30 % 56
2.9.3. Phương pháp giữ giống dưới lớp dầu vaselin hay paraffin 56
2.9.4. Phương pháp giữ giống ở điều kiện đông khô 57
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
3.1. Kết luận 58
3.2. Kiến nghị 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC 60
DANH MỤC CÁC BẢNG
NỘI DUNG TRANG Bảng 1.1. Ảnh hưởng của Na+ lên thành phẩm men bánh mì 19
Bảng 1.2. Các chất khoáng cần thiết cho nấm men 23
Bảng 1.3. Chức năng của một số vitamin 23
Bảng 1.4. Các chất sinh trưởng cần thiết cho nấm men 24
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hai loại rỉ đường 30
Bảng 2.2. Điều kiện nhân giống nấm men 37
Bảng 2.3. Bổ sung rỉ đường và các chất dinh dưỡng trong nuôi cấy theo chu kỳ 43
Bảng 2.4. Mật độ nấm men sau mỗi lần ly tâm 46
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của một số chất hóa học lên sự tăng trưởng của nấm men 50
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
NỘI DUNG TRANG
Hình 1.1. Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 2 3
Hình 1.2. Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 3 4
Hình 1.3. Khái niệm về quá trình lên men 4
Hình 1.4. Nấm men bánh mì chụp dưới kính hiển vi điện tử 13
Hình 1.5. Sơ đồ phân loại nấm men 13
Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo tế bào nấm men 16
Hình 1.7. Sơ đồ cơ chế vận chuyển vật chất qua màng tế bào 20
Hình 1.8. Đường cong sinh trưởng của nấm men 25
Hình 1.9. Nảy chồi ở nấm men 25
Hình 1.10. Các sản phẩm nấm men bánh mì 26
Hình 2.1. Rỉ đường 30
Hình 2.2. Nguồn DAP và Urea 32
Hình 2.3. Magnesium sulphat 33
Hình 2.4. Sơ đồ Quy trình sản xuất nấm men bánh mì 35
Hình 2.5. Ảnh hưởng của oxi hòa tan đến sự tăng sinh khối của nấm men 40
Hình 2.6. Máy lọc khí 41
Hình 2.7. Đường cong sinh trưởng và nhu cầu oxi trong sản xuất men bánh mì 41
Hình 2.8. Sơ đồ tách men bằng seperator 7 cấp 45
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa chu kỳ 48
Hình 2.10. Thiết bị thanh trùng bản mỏng 52
Hình 2.11. Thiết bị lên men 53
Hình 2.12. Máy ly tâm 53
Hình 2.13. Máy lọc thùng quay 54
Hình 2.14. Hình thái một số vi sinh vật gây hư hỏng men bánh mì 55
LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề:
Nấm men là nhóm vi sinh vật gần gũi với con người từ xưa đến nay thông qua các sản phẩm nổi tiếng như: Bia, rượu vang, bánh mì... Trước đây mọi người thường sử dụng NH4HCO3 để làm nở bột mì, nhược điểm của NH4HCO3 là sinh ra khí NH3 làm cho bánh có mùi vị không mong muốn.
Ngày nay do nhu cầu của con người ngày càng cao, để đáp ứng nhu cầu “ăn ngon mặc đẹp của con người”. Vì vậy việc sản xuất nấm men để làm nở bột mì ngày càng được chú trọng, saccharomyces cerevisiae đã đáp ứng được nhu cầu đó là làm cho bánh vừa xốp hơn lại vừa có mùi thơm đặc trưng của nấm men giúp cho ngành sản xuất bánh mì cùng với một số sản phẩm khác đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người. Với những ứng dụng phong phú và đa dạng đó của nấm men mà em đã quyết định tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất nấm men.
2. Mục đích của đề tài:
Nếu như ở châu Á chủ yếu sử dụng gạo, thì ở châu Âu con người lại dùng lúa mì làm nguồn lương thực chính. Từ lúa mì, người dân Châu Âu sản xuất ra bánh mì và một số sản phẩm khác. Do nhu cầu hội nhập của thế giới nên các nước ngày càng xích lại gần hơn và dần dần bánh mì được xem là loại thức ăn nhanh tiện lợi và phổ biến ở nước ta. Vì vậy quy trình sản xuất nấm men bánh mì ngày càng được quan tâm và không ngừng cải tiến và được xem là loại phụ gia không thể thiếu để sản xuất bánh mì.
3. Nội dung của đề tài:
- Tìm hiểu về Saccharomyces cerevisiae
- Tìm hiểu nguyên liệu dùng trong sản xuất men bánh mì
- Tìm hiểu yêu cầu nấm men bánh mì
- Tìm hiểu quy trình sản xuất men bánh mì
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về công nghệ lên men:
1.1.1. Lịch sử ra đời và sự phát triển của công nghệ lên men:
Giai đoạn: Giai đoạn trước Pasteur(đến 1865). Con người đã biết ứngdụng tiềm năng của vi sinh vật sản xuất ra các sản phẩm khi còn chưa nhận thức được sự tồn tại của chúng trong tự nhiên:
Sản xuất đồ uống như rượu vang, bia,…
Sản xuất tương, nước mắm,…
Sản xuất các thực phẩm lên men như muối chua rau quả, ủ chua thức ăn cho gia súc,…
Tuy một số quá trình được thực hiện ở quy mô rộng rãi, nhưng sự thành công đó còn phụ thuộc vào sự ngẫu nhiên hay do kinh nghiệm của những người thợ giỏi truyền lại cho các thế hệ sau.
Vai trò của vi sinh vật khi chuyển hóa các chất hữu cơ vẫn chưa được con người biết đến.
Giai đoạn 2: Giai đoạn phát triển của công nghiệp lên men tính đến năm 1940, bao gồm các công trình của Pasteur (1865) về lên men và học thuyết về mầm bệnh. Pasteur cũng đã đề ra phương pháp thanh trùng Pasteur để tiệt trùng rượu nho, bia mà không làm hỏng phẩm chất của sản phẩm. Phương pháp này hiện nay có ứng dụng rất lớn. Bởi vậy Pasteur được coi là người sáng lập ra công nghệ vi sinh, sự phát triển của hóa sinh học với các kiến thức về trao đổi chất trung gian, sự làm chủ ngày càng nhiều hơn đối với các enzyme.
Việc nghiên cứu và sử dụng các chủng nấm men thuần khiết Saccharomyces carlsbergensis trong sản xuất bia (Emil Christian Hansen, 1883) có thể xem là bước mở đầu cho công nghiệp lên men dựa trên cơ sở khoa học.
Năm 1898, Eduard Buchner cũng đã nghiên cứu tác dụng men của nhiều nấm men, đã vạch ra mối liên hệ giữa nấm men và hóa học về men và ứng dụng hoạt động của nấm men vào sản xuất tiếp giống ngoài. Ông đã nghiền nấm men lấy ra dung dịch có men zymase và cho lên men rượu.
Như vậy giai đoạn thứ hai là giai đoạn sử dụng các hoạt tính của vi sinh vật – giai đoạn này được đánh dấu bằng việc đặt cơ sở khoa học cho quá trình sản xuất đồ uống chứa cồn.
Hình 1.1: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 2
Louis Pasteur (1822 – 1895)
Emil Christian Hansen (1842 – 1909)
Eduard Buchner (1860 – 1917)
Giai đoạn 3: Giai đoạn công nghiệp kháng sinh, hóa chất và sinh tổng hợp điều khiển được tính từ năm 1941 – 1970, bao gồm sự xuất hiện của các chất kháng sinh, những tiến bộ về di truyền học trong việc chọn lọc các thể đột biến vi khuẩn, sự nghiên cứu các điều kiện lên men tối ưu, kỹ thuật học lên men, việc tách và tinh chế sản phẩm,…
Giai đoạn này được đặc trưng bởi sự phát triển của một nền công nghiệp vi sinh vật độc lập. Người ta đã điều khiển được các quá trình sinh tổng hợp ở vi sinh vật và tạo ra được hàng loạt các chủng đột biến ở vi sinh vật. Nhờ các thành tựu này mà người ta đã sản xuất ở quy mô lớn mì chính (bột ngọt), lysine và nhiều loại amino acid khác.
Giai đoạn 4: (giai đoạn hiện nay) được đánh dấu bằng sự phát hiện ra các enzyme cắt giới hạn restrictase và các plasmid với sự gắn các gene lạ mang các thông tin tổng hợp các protein đặc biệt vào một cơ thể đã trở thành một phương pháp thông dụng và sự kiểm soát ngày càng tốt hơn sự biểu hiện của các gene này.
Hình 1.2: Các nhà vi sinh vật học tiêu biểu trong giai đoạn 3
Alexander Fleming (1881 – 1995)
Francis Crick (1916 – 2004)
James Dewey Watson – 1928
Joshua Lederberg – 1925
1.1.1.1. Định nghĩa về lên men:
Quá trình lên men là hoạt động sống của tế bào vi sinh vật trong môi trường. Quá trình này xảy ra ở điều kiện tự nhiên và quá trình sản xuất công nghiệp.
Hình 1.3: Khái niệm về quá trình lên men
(Nguồn: Nấm men công nghiệp – Lương Đức Phẩm)
Chú dẫn: 1- lên men rượu (Saccharomyces)
2 - lên men lactic của vi khuẩn lactic
3 - lên men propionic của vi khuẩn Propionic
4a - lên men formic của vi khuẩn đường ruột (E.coli…)
4b - lên men butadiol , một dạng lên men đặc biệt của lên men formic
5 - lên men butyric của Clostridium
Quá trình lên men trong điều kiện tự nhiên, được thực hiện bởi các vi sinh vật tự nhiên và vật chất lên men có trong tự nhiên.
Quá trình lên men trong sản xuất công nghiệp là quá trình chuyển hóa chất hữu cơ nhờ vi sinh vật, tế bào hay enzyme của chúng, được kiểm soát từ giống vi sinh vật, cơ chất của phản ứng sinh học, quá trình phản ứng sinh học và quá trình thu nhận, tinh chế sản phẩm. Bản chất của quá trình sản xuất theo quy mô công nghiệp là sản phẩm của quá trình có định hướng rõ ràng, quy trình sản xuất được kiểm soát từ khâu sản xuất giống đến quá trình lên men và cuối cùng là quá trình thu nhận sản phẩm.
Các quá trình lên men công nghiệp thực chất là thực hiện và kiểm soát được những công việc cơ bản sau:
Tạo giống và nâng cao chất lượng giống
Tính toán, thiết kế và chế tạo các thiết bị lên men phù hợp với công nghiệp và sản phẩm
Thực hiện các kỹ thuật trong lên men
Tách, thu nhận và tinh chế sản phẩm
1.1.1.2. Giới thiệu về sản phẩm từ sinh khối vi sinh vật:
Sinh khối vi sinh vật là khối lượng tế bào vi sinh vật còn sống.
Sinh khối nấm men làm nở bột mì là sinh khối men Saccharomyces cerevisiae còn sống, còn hoạt tính lên men rượu, khi trộn với bột mì sẽ lên men rượu, giải phóng ra CO2 làm phồng gluten (protein trong bột mì), bột nhào nở làm cho bánh mì xốp.
1.1.1.3. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy vi sinh vật công nghiệp:
Nguyên liệu môi trường nuôi cấy:
Tiêu chuẩn môi trường nuôi cấy vi sinh vật quy mô công nghiệp:
- Năng suất tối đa sản phẩm (SP)/ sinh khối (SK), (đơn vị g, kg)
- Nồng độ SP/SK tối đa (g/l)
- Tốc độ tạo SP/SK tối đa (g/h)
- Sản phẩm phụ tối thiểu
- Chất lượng các mẻ đồng đều (phụ thuộc vào nguyên liệu lên men)
- Dễ dàng chuẩn bị, tiệt trùng môi trường
- Đơn giản hóa các quá trình khác (sục khí, trích ly, tinh chế, xử lý chất thải)
- Giảm thiểu giá thành
Môi trường tự nhiên: (có thành phần không xác định, được chế tạo từ thực vật hay động vật)
Nguồn cacbon:
- Rỉ đường mía,củ cải
- Hạt ngũ cốc
- Cám gạo, mì
Nguồn nitơ:
- Dịch ép lõi ngô
- Bánh dầu nành, phộng
- Phế thải lò mổ
- Phế thải công nghệ lên men
Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm: rẻ
- Nhược điểm:
+ Thành phần thay đổi
+ Nhiều sản phẩm phụ
+ Chất lượng không ổn định
Môi trường tinh chế: (có thể xác định được thành phần các nguồn cơ chất)
Nguồn cacbon:
- Tinh bột mì, khoai tây
- Đường saccharose
- Đường glucose
Nguồn nitơ:
- NH4+ (từ vô cơ)
- NO3- (từ vô cơ)
- Urea (từ chất hữu cơ)
Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Chất lượng ổn định
+ Ít chi phí thu hồi sản phẩm
+ Ít chi phí xử lý chất thải
- Nhược điểm: đắt tiền
Hướng khắc phục:
cần kết hợp giữa môi trường tự nhiên và môi trường tinh chế để tối ưu hóa môi trường:
- Tìm nguồn nguyên liệu rẻ hơn
- Dễ nuôi cấy
- Đảm bảo vi sinh vật phát triển tốt trong môi trường nuôi cấy
1.1.1.4. Chuẩn bị giống cho lên men công nghiệp:
Nhu cầu phát triển trong giai đoạn nhân giống:
Tiêu chuẩn giống vi sinh vật công nghiệp:
- Vi sinh vật ở trạng thái hoạt động giảm thiểu thời gian pha lag (pha thích nghi)
- Thể tích giống cấy tối ưu
- Hình thái vi sinh vật thích hợp
- Không nhiễm
- Bảo đảm năng suất sản phẩm
Môi trường nuôi cấy giống:
Phải đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật để vi sinh vật tăng trưởng chứ không phải tổng hợp sản phẩm. Do đó môi trường nhân giống không giống với môi trường lên men trong sản xuất.
Giảm thiểu pha lag trong giai đoạn lên men, do đó môi trường nhân giống phải tương tự môi trường lên men.
Các thông số quan trọng cần giữ không đổi trong môi trường nhân giống và môi trường lên men (pH, áp suất thẩm thấu, thành phần ion).
Tỷ lệ giống:
Thể tích giống = 3 – 10 % thể tích môi trường.
- Nếu thể tích giống thấp sẽ gây kéo dài pha lag.
- Nếu thể tích giống cao hơn 10 % sẽ rút ngắn được pha lag, nhằm đạt sinh khối tối đa trong thời gian ngắn nhất (tăng năng suất), nhưng tăng giá thành.
1.1.1.5. Các phương pháp nuôi cấy trong công nghệ lên men:
Có nhiều cách để phân loại các phương pháp lên men. Dựa vào cách nạp liệu và thu hồi bán thành phẩm sau lên men, người ta chia ra lên men gián đoạn, liên tục và bán liên tục.
Lên men gián đoạn thực hiện theo từng mẻ nên thường có năng suất thấp và chu kỳ sản xuất bị kéo dài.
Lên men liên tục thì ngược lại, nguyên liệu liên tục vào và sản phẩm sau quá trình lên men liên tục đi ra.
Lên men bán liên tục là hình thức kết hợp giữa hai phương pháp trên.
Dựa vào thành phần đồng nhất hay không đồng nhất của canh trường người ta chia ra lên men bề mặt (nổi), lên men bề sâu (chìm) và bán rắn.
Trong lên men bề mặt, vi sinh vật phát triển trên bề mặt của môi trường cấy và lấy không khí từ mặt thoáng của môi trường. Phương pháp này thường sử dụng để sản xuất acid citric và một số enzyme. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là tốn kém bề mặt. Tuy nhiên do đầu tư ít nên chừng mực nào đó vẫn được sử dụng. Lên men bán rắn là phương pháp trung gian giữa lên men bề mặt và lên men bề sâu. Hàm lượng nước trong môi trường chiếm khoảng 70 % chất khô. Một số
thạch nghiêng 2 – 3 ngày được đổ phủ lên bề mặt một lớp vaselin vô trùng. Lớp dầu khoáng này giữ cho môi trường thạch khỏi bị khô và làm giảm các quá trình trao đổi chất. Phương pháp này có thể giữ men giống được 6 tháng tới 2 năm, những đặc tính hóa sinh và hình thái không bị thay đổi, tốc độ sinh sản của nấm men thậm chí còn tăng lên. Người ta thường dùng dầu vaselin có tỷ trọng (0,8 – 0,9) đã được đun nóng ở 1500C để đuổi nước có trong dầu rồi hấp thanh trùng. Lớp dầu trên bề mặt môi trường không quá 1 cm. Ống giống có vaselin có thể để ở nhiệt độ trong phòng, nhưng tốt hơn cả là giữ ở 4 – 60C.
2.9.4. Phương pháp giữ giống ở điều kiện đông khô:
Giữ giống ở điều kiện đông khô. Dịch huyền phù giống được đựng trong ống nghiệm – ampul ở trạng thái đông lạnh (- 400C), sấy khô dưới điều kiện lạnh và chân không cao tới độ ẩm còn 1,5 – 2,6 %. Sau đó gắn miệng ampul dưới chân không và vô trùng. Bảo quản các ampul giống ở nhiệt độ trong phòng hay ở nhiệt độ lạnh. Thời gian bảo quản tới 3 năm không phải cấy chuyền.
CHƯƠNG 3
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận:
Quy trình sản xuất nấm men bánh mì thường không khác nhau nhiều về nguyên lý điều hành, tuy nhiên lại có những điểm khác nhau lớn như về môi trường nuôi cấy, về điều kiện lên men và về quá trình thu nhận sản phẩm,…
Nhằm để tận dụng nguồn phế phẩm của ngành công nghiệp đường, việc sản xuất nấm men bánh mì với nguyên liệu rỉ đường hiện nay rất đang phổ biến và đã được đưa vào sản xuất với quy mô công nghiệp nhằm tạo ra nguồn sản phẩm lớn để đáp ứng với nhu cầu của ngành sản xuất bánh mì.
3.2. Kiến nghị:
Do nấm men bánh mì có vai trò quan trọng và quyết định đến chất lượng bánh mì thành phẩm, nên tại Việt Nam nhu cầu về men bánh mì ngày càng tăng và hiện đang ở mức khá cao: khoảng 4 – 5 tấn / ngày. Trong khi đó chỉ có 15 cơ sở đang sản xuất men bánh mì chủ yếu là các cơ sở tư nhân với trang thiết bị còn thô sơ, quy trình công nghệ còn lạc hậu. Do vậy, việc sản xuất men bánh mì còn nhiều nhược điểm, trong đó phải kể đến như: hiệu suất men thấp, chất lượng không ổn định, bảo quản phức tạp và tốn kém.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: