BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
***000***
ĐINH ĐỨC TÀI
KHẢO SÁT CÁC PHƢƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU
NHIỆT CỦA NẤM MEN
Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 09/2006
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
***000***
KHẢO SÁT CÁC PHƢƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU
NHIỆT CỦA NẤM MEN
Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
GVHD:
Sinh viên thực hiện:
TS. TRƢƠNG VĨNH
ĐINH ĐỨC TÀI
Khóa: 2002-2006
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 09/2006
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY, HCMC
DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY
***000***
SURVEY OF METHODS SUPPORTING
TOLERANT ABILITY OF YEAST
Graduation thesis
Major: Biotechnology
Student
Dr. TRUONG VINH
DINH DUC TAI
Term: 2002 - 2006
Ho Chi Minh City
09/2006
LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành cảm tạ:
Ban Giám Hiệu Trƣờng Đại Học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ
nhiệm Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, cùng tất cả quý thầy cô đã truyền đạt kiến
thức cho em trong suốt quá trình học tại trƣờng.
TS. Trƣơng Vĩnh đã hết lòng hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập
tốt nghiệp.
Ban Giám Đốc Trung Tâm Phân Tích Thí Nghiệm Hóa Sinh - Trƣờng Đại Học
Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm, Thầy Cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm.
Các Anh Chị tại Trung Tâm Phân Tích Thí Nghiệm Hóa Sinh đã tận tình hƣớng
dẫn, tạo điều kiện đầy đủ cho em trong thời gian thực tập tốt nghiệp.
Các bạn bè thân yêu của lớp công nghệ sinh học khóa 28 đã chia xẻ cùng tôi những
vui buồn trong thời gian học cũng nhƣ hết lòng hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong thời gian
thực tập.
Các bạn bè ngoài lớp đã cộng tác thân thiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập và thực tập tốt nghiệp.
Thành phố Hồ Chí Minh tháng 08/2005
Đinh Đức Tài
iii
TÓM TẮT
ĐINH ĐỨC TÀI, Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tháng 04/2005.
“KHẢO SÁT CÁC PHƢƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT CỦA NẤM
MEN ”.
Giáo viên hƣớng dẫn:
TS. TRƢƠNG VĨNH
Đề tài đƣợc thực hiện trên đối tƣợng là nấm men Saccharomyces cerevisiae. Nấm men
Saccharomyces cerevisiae đƣợc sử dụng nhƣ là tác nhân làm nở bột trong quá trình sản
xuất bánh mì, đƣợc gọi là men bánh mì. Có hai loại men đƣợc sử dụng phổ biến là men
nhão (men paste) và men khô. So với men khô, men paste có hoạt tính nhanh, mạnh,
nhƣng men paste rất dễ hƣ hỏng và mất hoạt tính sau vài tuần đóng gói, phải bảo quản ở
điều kiện lạnh. Trong khi đó, men khô có thể bảo quản đến một năm ở nhiệt độ phòng và
kéo dài hơn khi giữ ở nhiệt độ lạnh. Ngƣời ta làm khô men bằng các phƣơng pháp sấy ở
nhiệt độ khác nhau kèm theo phụ gia. Vì vậy đề tài đƣợc thực hiện để phân tích một số
yếu tố làm cơ sở để tạo ra men khô đạt chất lƣợng. Những kết quả đạt đƣợc:
Nhiệt độ cao trên 40oC làm chết nấm men nếu không có phụ gia là mật ong. Hàm
lƣợng mật ong có ảnh hƣởng khác nhau đối với men khi xấy tầng sôi tại những
nhiệt độ khác nhau.
Xác định đƣợc tỷ lệ mật ong thích hợp với men tƣơi khi sấy tầng sôi là :
Sấy ở 40oC, tỷ lệ tốt nhất là 3% .
Sấy ở 45oC, tỷ lệ tốt nhất là 7% .
Sấy ở 50oC, tỷ lệ tốt nhất là 5% .
Xử lý nhiệt tác động lên nấm men trƣớc khi sấy nhƣ sau:
Sấy ở 45oC có xử lý nhiệt tỷ lệ sống của men cải thiện : 6%.
Sấy ở 50oC có xử lý nhiệt tỷ lệ sống của men cải thiện : 5%.
iv
MỤC LỤC
NỘI DUNG
TRANG
Lời cảm tạ ..................................................................................................................... iii
Tóm tắt ............................................................................................................................ iv
Mục lục ........................................................................................................................... v
Danh sách các bảng ....................................................................................................... ix
Danh sách các hình ........................................................................................................ xi
Chƣơng 1: MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2. Mục đích của đề tài................................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu của đề tài..................................................................................................... 2
Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.............................................................................. 3
2.1. Nấ m Men ................................................................................................................. 3
2.1.1. Giới thiệu chung về nấm men ............................................................................ 3
2.1.2. Hình dạng ........................................................................................................... 3
2.1.3. Cấu tạo tế bào .................................................................................................... 3
2.1.4. Thành phần hóa học của nấm men .................................................................... 4
2.1.5. Sinh sản của nấ m men ..................................................................................... 10
2.2. Sản xuất men bánh mì ........................................................................................... 11
2.2.1. Tình hình sản xuất men bánh mì ở Việt Nam .................................................. 11
2.2.2. Vai trò của nấm men trong sản xuất bánh mì .................................................. 11
2.3. Các dạng nấm men thƣơng phẩm .......................................................................... 12
2.3.1. Nấm men dạng lỏng ......................................................................................... 12
2.2.2. Nấm men dạng paste ........................................................................................ 13
2.2.2. Nấm men dạng khô .......................................................................................... 13
2.4. Công nghệ sản xuất ................................................................................................ 14
v
2.4.1. Nguyên liệu dùng trong sản xuất nấm men bánh mì ....................................... 14
2.4.2 Công nghệ sản xuất men bánh mì..................................................................... 15
2.5. Chất phụ gia ............................................................................................................ 16
2.5.1. Polysaccharic ................................................................................................... 16
2.5.2. Trehalo ............................................................................................................. 16
2.5.3. Mật ong ............................................................................................................ 17
2.6. Quá trình sấy. .......................................................................................................... 17
2.6.1. Bản chất của quá trình sấy ............................................................................... 17
2.6.2. Hệ thống sấy tầng sôi ....................................................................................... 17
Chƣơng 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................... 20
3.1. Vật liệu và thiết bị sử dụng ..................................................................................... 20
3.2. Thiết bị thí nghiệm ................................................................................................ 20
3.3. Phƣơng pháp thí nghiệm......................................................................................... 20
3.3.1. Thí nghiệm 1 .................................................................................................... 20
3.3.2. Thí nghiệm 2 .................................................................................................... 22
3.3.3. Thí nghiệm 3 .................................................................................................... 24
3.4. Phƣơng pháp xác định chỉ tiêu ............................................................................... 25
3.5. Xử lý số liệu ........................................................................................................... 28
Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 29
4.1. a. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ cao lên nấm men Saccharomyces
cerevisiae trong điều kiện xấy tầng sôi. ........................................................................ 29
4.1. b. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của mật ong lên nấm men Saccharomyces
cerevisiae trong điều kiện sấy tầng sôi. ......................................................................... 30
4.2. Thí nghiệm xác định khoảng nhiệt độ và thời gian chết không đáng kể của nấm men
Saccharomyces cerevisiae. ............................................................................................ 34
4.3. Ảnh hƣởng xử lý nhiệt lên nấm men trƣớc khi sấy tầng sôi. ................................. 38
Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................... 41
vi
5.1. Kết luận................................................................................................................... 41
5.2. Đề nghị ................................................................................................................... 41
Chƣơng 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 41
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 42
Phụ lục A: Số liệu thô .................................................................................................... 42
Phụ lục B: Cách pha chế phụ gia ................................................................................... 52
Phụ lục C: Kết quả phân tích ANOVA ......................................................................... 53
Phụ lục D: Hình ảnh minh họa ...................................................................................... 65
vii
1
Chƣơng 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Ngày nay, các sản phẩm sản xuất bằng cách lên men đƣợc b án khắp nơi. Trong đó ,
nấ m men là mô ̣t sản phẩ m lên men tƣ̀ chủng vi sinh Saccharomyces rấ t hƣ̃u du ̣ng và đƣơ ̣c
ƣa chuô ̣ng . Sản phẩm thƣơng mại thƣờng có 3 hình thức là : dạng lỏng , dạng bột nhão ,
dạng bột khô đƣợc dự trữ trong b ao gói hoă ̣c đóng hô ̣p . Thƣ̣c tế cho thấ y các sản phẩ m
trên đƣơ ̣c dùng làm nguyên liê ̣u chin
́ h hay phu ̣ gia để sản xuấ t hơn là thƣ́c ăn trƣ̣c tiế p cho
ngƣời. Đặt biệt nguyên liệu chính này không phải chất vô cơ do phân hủy trong quá trình
sản xuất trƣớc đó mà vi sinh vật sống đƣợc . Điề u này mới chỉ đƣơ ̣c phát hiê ̣n và chƣ́ng
minh khoảng 100 năm nay nhờ vi sinh vâ ̣t ho ̣c . Chế phẩ m truyề n thố ng của nhiề u dân tô ̣c
trên thế giới nhƣ bia , rƣơ ̣u, bánh mì nhờ vi sinh vâ ̣t ho ̣c mà ngƣời ta hiể u rõ cơ chế sản
xuấ t. Đó là kế t quả của quá triǹ h sinh trƣởng và phát triể n của Saccharomyces cerevisiae
trong môi trƣờng thích hơ ̣p . Nhờ hiể u biế t này mà ngành sản xuấ t nấ m men ra đời và
không ngƣ̀ng hoàn thiê ̣n . Các nghành thực phẩm có sử dụng vi sinh
Saccharomyces
cerevisiae chƣa bao giờ la ̣i có thể tim
̀ và mua chủng vi sinh này dễ nhƣ vâ ̣y . Tới đây, mô ̣t
nhu cầ u ngày càng gia tăng tƣ̀ các nhà công nghiê ̣p thƣ̣c phẩ m là
thành phẩm . Thị trƣờng ngày càng đòi hỏi thành phẩm có nhiều
chấ t lƣơ ̣ng bánh men
Saccharomyces
cerevisiae số ng hơn trong mỗi gói sản phẩ m . Tuy nhiên, sản phẩm dạng bột đang rất đƣợc
phổ biế n la ̣i làm mấ t mát số lƣơ ̣ng vi sin h đáng kể trong qúa trin
̀ h sấ y làm mấ t nƣớc và
giảm độ ẩm của men . Bởi vì căn bản của sấ y là dùng nhiê ̣t đô ̣ cao tƣ̀ 50oC-140oC làm bố c
hơi nƣớc. Điề u kiê ̣n này nhƣ đã đƣơ ̣c biế t là điề u kiê ̣n bấ t lơ ̣i cho sƣ̣ số ng của men , có thể
giế t chế t men . Nhƣơ ̣c điể m này đang đƣơ ̣c các nhà nghiên cƣ́u tim
̀ cách khắ c phu ̣c và
tƣ̀ng bƣớc đa ̣t đƣơ ̣c mong muố n .
Hiê ̣n nay ,có 2 hƣớng nghiên cƣ́u làm giảm số lƣơ ̣ng men chế t trong khi sấ y là
: sƣ̉
dụng chất phụ gia và huấn luyện men . Chấ t phu ̣ gia nhƣ malto dextrin , honey, glutamate,
skim milk bằ ng cách nào đó đã làm tăng tỉ lê ̣ số ng cua men khi đƣơ ̣c thêm vào dung dich
̣
nấ m men trƣớc khi sấ y . Các báo cáo gần đây đã đƣa ra đƣợc công thức tỉ l ệ sử dụng các
loại phụ gia trên một cách hợp lý . Khác với cách sử dụng phụ gia , huấ n luyê ̣n men là
phƣơng pháp dƣ̣a vào đă ̣t tiń h thić h nghi của vi sinh vâ ̣t với môi trƣờng xung quanh . Men
2
sẽ từng bƣớc quen dần với nhiệt độ tăng dầ n cho tới khi gầ n bằ ng với nhiê ̣t đô ̣ sấ y . Quá
trình này còn đƣợc gọi là thuần hóa vi sinh vật.
Tƣ̀ lâu, con ngƣời đã biế t thuầ n hóa sinh vâ ̣t phu ̣c vu ̣ cho nhiề u nhu cầ u khác nhau .
Gia súc, gia cầ m , cây trồ ng ngà y nay sinh trƣởng và phát triể n rấ t khác với giố ng hoang
dại nguyên thủy . Cùng với sự phát triển của khoa học và vi sinh vật học
, nghành công
nghê ̣ sinh ho ̣c ra đời là kế t quả dƣ̣a trên các thành tƣ̣u của các nghành khoa ho ̣c
khác để
nghiên cƣ́u hoàn thiê ̣n các phƣơng pháp thầ n hóa sinh vâ ̣t , nhấ t là các loài vi sinh vâ ̣t nhƣ
nấ m men có giá tri ̣kinh tế cao.
Các thí nghiệm trƣớc đây cho ta thấy rằng cần xác đinh
̣ mô ̣t chế đô ̣ xử lý men thić h hơ ̣p
giúp cho quá trình sấ y đa ̣t hiê ̣u quả tố t hơn . Do đó đƣơ ̣c sƣ̣ đồ ng ý của khoa Công Nghê ̣
Sinh Ho ̣c, trƣờng đa ̣i ho ̣c Nông Lâm , dƣới sƣ̣ hƣớng dẫn của tiế n si ̃ Trƣơng Viñ h chúng
tôi thƣ̣c hiê ̣n đề tài:
“khảo sát các phƣơng pháp tăng khả năng chịu nhiệt của nấm men làm bánh mì”
1.2 Mục đích của đề tài:
-Khảo nghiệm sự tác động của tác nhân nhiệt độ cao lên men bánh mì.
-Khảo nghiệm một số tác nhân ảnh hƣởng lên khả năng chịu nhiệt của men bánh mì.
1.3 Nội dung đề tài:
-Thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của mật ong lên men khi sấy tầng sôi.
-Thí nghiệm xác định khoảng nhiệt độ và thời gian nấm men chết không đáng kể.
-Thí nghiệm xử lý nhiệt nấm men trƣớc khi sấy tấng sôi.
1.4 Yêu cầu đề tài:
-Xác định số tế bào nấm men sau mỗi thí nghiệm.
-Xác định hoạt lực của men sau khi sấy.
-Xử lý số liệu đo đạc bằng phần mềm thống kê.
3
Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Nấ m Men
2.1.1Giới thiêụ chung về nấ m men
Nấ m men đƣơ ̣c ƣ́ng du ̣ng nhiề u trong công nghê ̣ sản xuấ t cồ n , bia, rƣơ ̣u vang , làm bánh
mì,.. Tế bào mấ m men giàu protein , vitamin, đƣơ ̣c dùng để bổ sung dinh dƣỡng cho thƣ́c
ăn gia súc và có thể sƣ̉ du ̣ng để sản suấ t thƣ̣c phẩ m khác
Theo J.lodder đã xác đinh
̣ có 349 loài nấm men , thuô ̣c 39 chi khác nhau. Teo J.A.Barnett,
R.W.Payene và D.Yarrow xác đinh
̣ có 340 loài nấm men, thuô ̣c 66 chi khác nhau.
2.1.2 Hình dạng
Nấ m men là vi sinh vâ ̣t điể n hiǹ h cho nhóm nhân thâ ̣t . Tế bào nấ m men thƣờng lớn hơn
10 lầ n so với vi khuẩ n. Tùy vào từng loại nấm men mà có các hình dạng khác nhau nhƣ
hình cầu (Turolopsis), hình trứng hoặc ovan
(nấ m men bia , rƣơ ̣u vang ), hình gậy
(candida), hình cái liềm, hình thoi, hình bán cầu…
2.1.3 Cấu tạo tế bào
Hình 2.1.3 Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae.
Cấ u ta ̣o tế bào nấ m men gồ m có : thành tế bào , màng, tế bào chấ t , nhân, ribosom, ti thể ,
mô ̣t hoăc hai không bào , hạt glycogen và votulin.
Thành tế bào nấm men dầy khoảng 25 nm (chiế m 25% khố i lƣơ ̣ng khô của tế bào ). Đa số
nấ m men có thành tế bào cấ u ta ̣o bởi glucan và mannan . Mô ̣t số có thành tế bào chƣ́a kitin
4
và mannan . Trong thành tế bào nấ m men còn c hƣ́a khoảng 10% protein (tính theo khối
lƣơ ̣ng khô), trong số này đa phầ n là enzym .
Màng tế bào chất là màng plasma rất mỏng , khoảng 8nm và cũng gồ m 3 lớp đƣơ ̣c cấ u ta ̣o
tƣ̀ các phƣ́c hơ ̣p proteit , photpholipit, sterol. Cƣ́c năng chủ yế u của màng là vâ ̣n chuyể n
các chất từ môi trƣờng vào tế bào và ngƣợc lại.
Tế bào chấ t hay nguyên sinh chấ t là hê ̣ thố ng keo có đô ̣ nhớt phu ̣ thuô ̣c vào thời kì
sinh trƣởng và các yế u tố sinh lý .
Nhân tế bào hình tròn , đƣờng kin
́ h tƣ̀ 1- 2um. Nhân đƣợc bao bo ̣c bởi một lớp màng , bên
trong là lớp dịch nhân rong suố t có chƣ́a nhân con. Nhân con chƣ́a chromosome cấ u ta ̣o
tƣ̀ protein và acid deoxiribonucleic.
Không bào là mô ̣t túi chƣ́a đầ y dich
̣ tế bào . Tùy theo giai đoạn sinh trƣởng có thể
có một hoặc hai không bào . Ở các tế bào trẻ không bào ít xuất hiện , ở tế bào già không
bào trở lên lớn , có khi chiếm gần hết tế bào . Không bào là nơi chƣ́a các pr otease. Các
enzym này tham gia quá triǹ h tƣ̣ phân ma ̣nh .
2.1.4 Thành phần hóa học của nấm men:
2.1.4.1 Các phản ứng từ glucose vật chất tế bào
Các thành phần xuất hiện ở cả hai vế của phƣơng trình đã bị loại bỏ trừ CO2.Chất
này tham gia 1 phần vào sinh trƣởng nấm men nhƣ 1 nguồn cacbon và do vậy vẫn có mặt
trên vế trái của phƣơng trình . Các cofacto đều là các sndezonin nucleotit va AMP không
có mặt vì đã loại đi nhờ phản ứng: AMP+ATP => 2ADP. Tƣơng tự , pirophotphat tọa
thành trong một số phản ứng phân giải pirophotphat1 đã đƣợc loại bỏ nhờ phản ứng:
PPve+H2O => 2Pve.
Hình 2.1.4.1 Các phản ứng từ glucose vật chất tế bào
100 gam chất khô nấm men +40 ADP+701CO2.
Công thức hóa học của nấm men này là :C3921H6365O2070N597P40S6.
Trong tế bào của nó có :34,15% polisaccarit
5,0% trehaloza
5
10,8% axit nucleic và các nucleotit
4,5% photpholippit
2,5% triglixerit
1,0% sterol
3,1% các thành phần tro.
Tổng 61,0%
39,0% protein.
Hiđrat C, protein, các axit nucleic, và các muối vô cơ tạo nên gần nhƣ toàn bộ vật
chất tế bào sẽ đƣợc xem xét dƣới đây:
2.1.4.2 Hiđrat C
Hidrat C ở Sccharomyces cerevisiae chiếm trung bình 39,1% trọng lƣợng khô của tế
bào. Ngoài các polisaccarit, glucan và glicogen đƣợc tạo lên từ các gốc glucoza mannan
xảy ra ở mức độ 6-photphat. Do vậy sự sinh tổng hợp 2 polime này có thể biểu diễn bằng
một phƣơng trình. Nấm men cũng chứa một đisaccarit có tên là trehaloza với số lƣợng
đáng kể. Theo tính toán ,hàm lƣợng của trehaloza là 5% và do vậy phần hidrat C còn lại,
34,1% sẽ là các polisaccharit.
2.1.4.3 Protein.
Hàm lƣợng protein ở nấm men trung bình nằm ở khoảng 39%. Con số này bao hàm
cả các axit amin tự do nằm ỡ dạng dự trử.
Thành phần axit amin của protein ở nấm menSaccharomyces
Axit amin
Mmol trên 100 g protein nấm men
Alanin
114,70
Acginin
40,18
Asparagin
25,43
Axit aspactic
74,38
Xistein
1,65
Axit glutamic
75,45
Glutamin
26,33
Glixin
72,56
6
Histidin
16,55
Isoloxin
48,08
Lozin
74,08
Lizin
1,54
Metionin
12,66
Phenilalanin
33,44
Prolin
41,13
Xerin
46,33
Treonin
47,85
Triptophan
7,10
Tirozin
25,49
Valin
66,18
Bảng 2.1.4.3 các axit amin tự do có trong nấm men.
2.1.4.4 Các axit nucleic.
Một nấm men có thành phần trung bình chứa 10,08% axit nucleic và các thành phần
nucleotit của chúng Hàm lƣợng DNA thấp ,khoảng 0.3% nguyên liệu tế bào ,phần còn lại
là các loại ARN khác nhau và các nucleic hòa tan. Vì rằng các phản ứng từ glucoza đến
các nucleotit triphophat và đến ARN là nhƣ nhau nên sự tổng hợp cá nucleotit hòa tan ở
nấm men có thể đƣợc biểu diễn bằng cùng một phƣơng trình nhƣ sự tổng hợp ARN. Hàm
lƣợng AND ở nấm men chỉ bằng 1/25 hàm lƣợng ARN và các deoxiribonucleotit đƣợc
tổng hợp nhờ cùng một loại phản ứng cho tới bƣớc ribonucleic monophotphat. Sau đó các
viên gạch cấu trúc dành cho ARN sẽ đƣợc tổng hợp nhờ enzim ribonucleozit diphotphat
reductase.
2.1.4.5 Lipit.
Hàm lƣợng lipit toàn phần của nấm men là 8%, đƣợc chia thành các lipit trung tính
(2,5%), glixerol photpholipit (4-5%) và các sterol tự do và các este của sterol. Các thành
phần axit béo sau đây thuộc về lipit trung tính đi từ glucoza: 50% axit palmitoleic, 20%
axit oleic và 30% các loại axit béo bão hòa đƣợc tạo thảnh theo cùng một con đƣờng nhƣ
7
axit mieistic. Photpholipit của nấm men đƣợc tổng hợp từ glucoza dựz trên các thành
phần và với tỷ lệ ssau đây:
photphatidin :inoziol:etanolamin: 43:42:18:6. Lipit của nấm men cũng bao gồm cả các
sterol nằm dƣới dạng tự do hoặc este. Lanostterol đƣợc tạo thành từ glucoza là một sản
phẩm trung gian quan trọng để nấm men tổng hợp các sterol khác nhau trong đó quan
trọng nhất là ecgosterol.
Cuối cùng nấm men còn chứa một số phốt phát vô cơ tự do cũng nhƣ những lƣợng
nhỏ muối khoáng chủ yếu là K,Mg,Ca và Na. Các thành phần vô cơ này chiếm khoảng
3,1% trọng lƣợng khô nấm men.
Các phản ứng dẫn đến sự tạo thành vậ chất tế bào ở nấm men
2.1.4.6 Các saccarit.
Các phƣơng trình (3.1) và (3.2) sau đây biểu diễn sự tạo thành các polisacchrit và
trehaloxa ở nấm men (tính bằng mmol):
616,7glucoza+1233,4ATP+616,7H2O=>(C6H10O5)616,7+1233,4ADP+1233,4Pve (3.1)
584,8glucoza+877,2ATP+584,8 H2O =>292,4C12H22O11+877,2ADP+877,2 Pve (3.2)
2.1.4.7 Protein
Công thức C4,28H9.63O2.51N1,0S0,02 đƣợc dùng để biểu diễn thành phần của một axit amin
trung bình ở nấm men (trọng lƣợng phân tử 126,66) 0,921 mol axit amin trung bình này
trùng hợp hóa để tạo thành 100g protein C4,44H7,03N1,21S0,02. Phản ứng từ glucoza đến
protein này có thể đƣợc viết nhƣ sau (tính theo mmol):
Hình 2.1.4.8. Phản ứng từ glucoza đến protein.
CO2 xuất hiện bên vế trái phƣơng trình này vì rằng các phản ứng từ glucoza tới các axit
amin thộc các họ aspactat và glutamat xảy ra qua phản ứng piruvat cacboxylaza.
2.1.4.9 Các axit nucleic
Ncleotit trung bình của nấm men có thể viết dƣới dạng C9,47H13,70O8,07N3,63P1,00 với trọng
lƣợng phân tử là 338,51. 100g ARN có công thức C2,95H3,65O2,21N1,13P0,31 sẽ đƣợc tạo
8
thành khi 0,31 mol nucleotit này đƣợc trùng hợp hóa. Các phản ứng từ glucoza tới axit
nucleic này có thể đƣợc biểu diễn nhƣ sau (tính theo mmol):
Hình 2.1.4.9. Các phản ứng từ glucoza tới axit nucleic.
Nhƣ đã nói , phản ứng từ glucoza tới ARN cũng là phản ứng tạo thành các nucleotit hòa
tan và ADN ở nấm men.
2.1.4.10 Mỡ trung tính.
Công thức C50,09H92,16O6,00 với trọng lƣợng phân tử 751,31 là công thức của triglixerit ở
nấm men. Sự tạo thành 0,126 mol(=100g) triglixerit này diễn ra theo phản ứng sau đây
(tính theo mmol):
Hình 2.1.4.8 phản ứng tạo mỡ trung tính.
2.1.4.11 Photpholipit
Công thức phân tử của photholipit trung bình ở nấm men là C39,52H75,63O9,22N0,79P1,00 và
trọng lƣợng phân tử của nó là 751,31. 100 gam chất này đƣợc tạo thành từ glucoza thaeo
phản ứng sau(tính theo mmol):
Hình 2.1.4.9 phản ứng Photpholipit
2.1.4.12 Sterol
100g lanosterol(C30H50O, trọng lƣợng phân tử 426,7) đƣợc tạo thành từ glucoza theo
phản ứng sau (tính theo mmol):
Hình 2.1.4.12 phản ứng Sterol
9
2.4.13 Phƣơng trình biểu diễn sinh trƣởng nấm men trên glucosza.
Kết hợp các phƣơng trình (3.1) và (3.7) ta sẽ thu đƣợc một phƣơng trình biểu diễn sự
sinh trƣởng trên glucoza của 1 nấm men có thành phần đã biết .Phƣơng trình này chỉ ra
rằng sự tổng hợp nguyên liệu tế bòa nấm men là một quá trình ô xi hóa trong đó các
piridin nucleotit dạng khử đƣợc tạo thành với số lƣợng thừa. Dù rằng một lƣợng nhất định
CO2 bị tiêu thụ trong các phản ứng đồng hóa, CO2 vẫn đƣợc tạo ra thừa. Hơn nữa, nhu
cầu năng lƣợng của quá trình là khoảng 2 mol ATP/100 g nấm men đƣợc tạo thành.
Đƣơng nhiên đây chỉ là một phƣơng trình lý thuyết mô tả tổng số các phản ứng diễn ra
trong tế bào. Phản ứng biểu diễn nhƣ vậy chỉ có thể diễn ra cho đến khi dữ trữ NAD,
NADPH2 và ATP có hạn của tế bào bị cạn kiệt hoàn toàn. Các phản ứng về sinh trƣởng
đƣa ra đây phải nằm trong mối tƣơng quan với các phản ứng khác trong tế bào khi mà
NAD dạng khử thì bị oxi hóa , NADP thì bị khử và ATP đƣợc tạo thành.
Các hệ thống NAD và NADP phải đƣợc xem xet một cách tách biệt vì rằng chƣa có
tài liệu nào nói về sự có mặt của phản ứng transhidrogennaza ở Sacchromyces (phản ứng
mà qua đó hai hệ thống coenzim này có thể chuyển từ chất nọ sang chất kia).
NADP dạng khử không phải là cơ chất cho chỗi vận chuyển điện tử và nấm men dƣờng
nhƣ chỉ sản sinh ra NADPH2 nhờ con đƣờng PP minh họa bằng phƣơng trình (3.8b).
732 glucoza+831 NADPH2 +17O2+230CO2 =>100g chất khô MN+1408 NADPH2
-1986ATP+471 CO2 (3.8a)
69 glucoza-831 NADPH2
=> -69ATP+414 CO2
740 O2
(3.8b)
=> -1408 NADPH2+2816ATP (3.8c)
310 glucoza+1860 O2
=>1860 CO2 +8680ATP (3.8d)
1111 glucoza 2581 O2
=> 100g chất khô NM + 9441ATP
+1860CO2 (3.8d)
Sự tái sinh NAD từ NADPH2 trong chuỗi vận chuyển điện tử đƣợc chỉ ra trong
phƣơng trình (3.8c) cho thấy rằng 2 mol ATP đƣợc tạo thành từ mỗi mol NADH2 là giá trị
thƣờng gặp nhất trong sự photphoryl hóa oxi hóa ở Saccharomyces.
Số lƣợng tƣơng tự NADH2 đã đƣợc tạo ra trong sinh trƣởng kị khí và vì rằng oxi háo qua
chuỗi vận chuyển điện tử là không thể xcay3 ra , nên NADPH2 chủ yếu đƣợc sử dụng cho
10
sự sinh sản glixerol. Theo phƣơng trình (3.8a) khoảng 1400 mmol glixerol sẽ đƣợc tạo
thành trên 100g nguyên liệu nấm men đƣợc sinh ra trong sinh trƣởng khị khí. Kết hợp
phƣơng trình (3.8a) và (3.9c) ta có phƣơng trình 3.9:
801 glucoza+721O2=>100g sinh khối khô Nm+ 761 ATP+655CO2 .(3.9).
Ở đây , các hệ thống NAP và NADP đƣợc cân bằng và ATP đƣợc tạo thành hơi thừa ,
phần thừa này có thể đƣợc nấm men chuyển hóa thành ADP nhờ hoạt động của một số
ATPaza. Song trong thực tế không thể thu đƣợc 100 g nấm men khô từ 801 mmol
(khoảng 145g) glucoza. Mặt dầu phản ứng này biểu diễn sự tổng hợp thực tế nguyên liệu
tế bào , song để thu đƣợc các tế bào hoạt động mạnh , giàu sức sống hơn thì cần nhiều
năng lƣợng hơn. Do vậy còn một số glucoza cần phải tính đến trong loạt caac1 phƣơng
trình nhƣ đã chỉ ra trong phƣơng trình (3.8d)với sự sinh sản đồng thời 28 mol ATP trên
mỗi mol glucoza. Lƣợng ATP ngoại lệ này đƣợc dùng cho việc duy trì trạng thái sống còn
của tế bào, cho sự vận chuyển cơ chất vào và ra khỏi tế bào và bên trong tế bào, và rất có
thể một phần thất thoát dƣới dạng nhiệt, tuy nhiên bằng cách nào thì còn chƣa rõ. Theo
phƣơng trình (3.8e), và không có sự tham gia của các muối vô cơ, thì 100 g chất khô nấm
men sẽ đƣợc tạo thành từ 200 g glucoza. CO2 đƣợc tạo thành ít hơn một chút so với lƣợng
oxi tiêu bị thụ, điều này có nghĩa là hệ thống hô hấp nhỏ hơn 1. Có thể giải thích rằng một
phần CO2 đƣợc tái đồng hóa cho các phản ứng bổ sung chẳng hạn.(Kiều Hữu Cảnh, NXB
khoa học và kĩ thuật Hà Nội)
2.1.5 Sinh sản của nấ m men
Nấ m men có thể sinh sản bằ ng bào tƣ̉ . Báo tử ra ngoài khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ
phát triển thành tế bào nấ m men mới . Nấ m men sinh sản chủ yế u bằ ng cách nảy chồ i . Tế
bào mẹ nảy sinh ra một chồi nhỏ rồi lớn dần lên và tách ra . Đây là cách sinh sản tƣ̣ dƣỡng.
Ngoài ra còn có cách sinh sản tiếp hợp . Hai tế bào nấ m men tiế p hơ ̣p din
́ h sát nhau . Tế
bào chất và nhân sẽ trộn lẫn trong giây l át rồi phân làm 4 tế bào nhỏ giố ng nhƣ nhân đôi ở
tế bào thƣ̣c vâ ̣t.
11
Đầu tiên hai tế bào dinh dƣỡng sẽ kết hợp với nhau (a). Xảy ra quá trình chất giao
và nhân giao để tạo ra tế bào dinh dƣỡng lƣỡng bội 2n (b). Tế bào này nảy chồi và sinh ra
những tế bào lƣỡng bội khác (c). Tế bào lƣỡng bội chuyển thành túi bào tử (d). Nhân bên
trong túi bào tử phân chia hai lần để tạo thành 4 bào tử túi 1n (e). Khi túi vở, các bào tử
túi đơn bội chuyển thành tế bào dinh dƣỡng 1n và tiếp tục sinh sản theo lối nảy chồi (f)
(Vƣơng Thị Việt Hoa, 1999).
a
b
a
c
a
f
a
d
e
a
Hình 2.1.5 :aChu trình phát triển của Saccharomyces cerevisiae
2.2 Sản xuất men bánh mì
2.2.1 Tình hình sản xuất men bánh mì ở Việt Nam
Ở Việt Nam nói chung và nhất là ở các tỉnh phía nam nói riêng thì 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 khoảng 15 cơ sở đang sản xuất men bánh mì, chủ yếu là tƣ nhân với trang thiết
bị còn thô sơ, quy trình công nghệ lạc hậu. Do vậy, việc sản xuất men bánh mì còn nhiều
nhƣợc điểm, trong đó phải kể đến: hiệu suất men thấp, chất lƣợng không ổn định, bảo
quản phức tạp và tốn kém (Nguyễn Đăng Diệp, 1995).
2.2.2 Vai trò của nấm men trong sản xuất bánh mì
Trong công nghệ sản xuất bánh mì, giai đoạn lên men bột mì đóng vai trò quyết
định đến chất lƣợng bánh mì. Quá trình lên men đƣợc thực hiện bởi nấm men. Khi đó
nấm men sẽ chuyển hóa đƣờng có trong bột mì thành cồn và CO2 theo phƣơng trình phản
ứng sau:
nấm men
C6H12O6
ccc2CO2
2C2H5OH +2CO2
- Xem thêm -