KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT CỦA NẤM MEN

Chia sẻ: G G | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

107
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, các sản phẩm sản xuất bằng cách lên men đƣợc bán khắp nơi. Trong đó, nấm men là một sản phẩm lên men tƣ̀ chủng vi sinh Saccharomyces rất hƣ̃u dụng và đƣợc ƣa chuộng. Sản phẩm thƣơng mại thƣờng có 3 hình thức là: dạng lỏng, dạng bột nhão, dạng bột khô đƣợc dự trữ trong bao gói hoặc đóng hộp. Thƣ̣c tế cho thấy các sản phẩm trên đƣợc dùng làm nguyên liệu chính hay phụ gia để sản xuất hơn là thƣ́c ăn trƣ̣c tiếp cho ngƣời. Đặt biệt nguyên liệu chính này không phải...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT CỦA NẤM MEN

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 chinh 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 trinh 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 chấ t lƣơ ̣ng bánh men thành phẩm . Thị trƣờng ngày càng đòi hỏi thành phẩm có nhiều 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 trinh 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 tinh thich 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 thich 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 Vinh 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 2.1.1Giớ i thiêu 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 hinh 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 kinh 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 trinh 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 (3.8b) 740 O2 => -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 dinh 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). b a 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 2C2H5OH +2CO2 ccc2CO2