BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2001 – 2005 Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2005 iii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. TRƢƠNG VĨNH LÊ VĂN BÌNH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2005 iii 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 giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian thực tập tốt nghiệp.  Các bạn bè thân yêu của lớp công nghệ sinh học khóa 27 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 động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực tập tốt nghiệp. Thành phố Hồ Chí Minh tháng 08/2005 Lê Văn Bình iv TÓM TẮT LÊ VĂN BÌNH, Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tháng 03/2005. “ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA”. 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. Do đó, em đã áp dụng phƣơng pháp sấy thăng hoa nhằm sản xuất đƣợc loại men khô đạt yêu cầu về ẩm độ bảo quản, đồng thời đảm bảo tƣơng đối toàn vẹn hoạt tính men. Trong quá trình sấy thì nhiệt độ ảnh hƣởng rất lớn đến sự chết nấm men, vì vậy em nghiên cứu động học chết nhiệt nấm men S. cerevisiae ở ba mức nhiệt độ là 4 o C, -20 o C, -68 o C và khảo sát khả năng bảo vệ men của chất mang (sữa gạn kem, mật ong và bột ngọt) trong quá trình sấy thăng hoa. Những kết quả đạt đƣợc:  Hệ số chết nhiệt k của nấm men ở mức ẩm 80% cao hơn ở mức ẩm 70% khoảng 2 – 4 lần, ở nhiệt độ -20 o C thì tốc độ chết nấm men cao hơn ở nhiệt độ -68 o C và 4 o C.  Xác định đƣợc hai công thức pha chế chất mang bảo vệ tốt nấm men lúc sấy thăng hoa: o 10% sữa gạn kem + 10% mật ong + 5% bột ngọt o 20% sữa gạn kem + 5% mật ong + 5% bột ngọt  Chế độ sấy thăng hoa thích hợp. v MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Trang tựa Lời cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách các bảng ix Danh sách các hình xi Danh sách các biểu đồ xiii 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. Quá trình sấy 3 2.1.1. Bản chất của quá trình sấy 3 2.1.2. Các phƣơng pháp làm khô vật liệu 3 2.1.3. Tốc độ sấy 4 2.1.4. Trạng thái ẩm trong vật liệu 5 2.2. Sấy thăng hoa 6 2.2.1. Nguyên lý chung 6 2.2.2. Cấu tạo của máy sấy thăng hoa 8 2.2.3. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp sấy thăng hoa 12 2.2.4. Ứng dụng của phƣơng pháp sấy thăng hoa 12 2.2.5. Máy sấy thăng hoa đƣợc sử dụng trong nghiên cứu 13 2.2.5.1. Cấu tạo của máy lyopro 6000 13 2.2.5.2. Các bƣớc vận hành máy 14 vi 2.2.6. Cơ sở lý thuyết về kỹ thuật lạnh và lạnh đông thực phẩm 15 2.2.6.1. Khái niệm về lạnh 15 2.2.6.2. Chế độ làm lạnh 15 2.2.6.3. Phân biệt lạnh thƣờng, lạnh đông, lạnh thâm độ và lạnh tuyệt đối 16 2.2.6.4. Kỹ thuật làm lạnh đông thực phẩm 16 2.2.6.5. Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với hoạt động của vi sinh vật 18 2.3. Giới thiệu sơ lƣợc về nấm men 19 2.3.1. Phân loại nấm men 19 2.3.2. Đặc điểm hình thái và cấu tạo tế bào nấm men 20 2.3.2.1. Hình thái tế bào 20 2.3.2.2. Cấu tạo tế bào 20 2.3.3. Thành phần hóa học của tế bào nấm men 22 2.3.4. Chu kỳ sinh sản của nấm Saccharomyces ceresiviae 23 2.4. Công nghệ sản xuất men bánh mì 24 2.4.1. Sơ lƣợc tiến trình sản xuất men bánh mì trên thế giới 24 2.4.2. Tình hình sản xuất men bánh mì ở Việt Nam 26 2.4.3. Vai trò của nấm men trong sản xuất bánh mì 26 2.4.3.1. Nấm men dạng lỏng 27 2.4.3.2. Nấm men dạng paste 28 2.4.3.3. Nấm men khô 29 2.4.3.4. Công nghệ sản xuất 30 2.5. Chất phụ gia 32 2.5.1. Polysaccharic 33 2.5.2. Dextran 33 2.5.3. Bột ngọt 33 2.5.4. Trehalose 34 2.5.5. Hiệu quả bảo vệ của các chất 34 2.6. Động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae 37 2.6.1. Giới thiệu sơ lƣợc 37 vii 2.6.2. Mô hình toán học 38 Chƣơng 3: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 3.1. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 39 3.2. Vật liệu và thiết bị sử dụng 39 3.2.1. Vật liệu thí nghiệm 39 3.2.2. Thiết bị thí nghiệm 39 3.3. Phƣơng pháp thí nghiệm 40 3.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu 40 3.3.2. Thí nghiệm 1: Khảo sát động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae 40 3.3.3. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của chất mang và chế độ sấy đến sự chết nhiệt của men qua sấy thăng hoa. 42 3.3.3.1. Thí nghiệm 2.1. Ảnh hƣởng của chất mang và nhiệt độ cấp đông đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 6 giờ, cấp đông gián tiếp 42 3.3.3.2. Thí nghiệm 2.2: Ảnh hƣởng của chất mang đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 24 giờ, cấp đông gián tiếp 44 3.4. Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu 45 3.4.1. Xác định ẩm độ men 45 3.4.2. Phƣơng pháp xác định trực tiếp số lƣợng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu 45 3.4.3. Xác định lực nở 47 3.4.4. Tìm k, D, z 48 3.4.4.1. Các khái niệm 48 3.4.4.2. Tính toán trên kết quả thu đƣợc 48 3.5. Xử lý số liệu 48 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 4.1. Nghiên cứu động học chết nhiệt nấm men Saccharomyces cerevisiae trong men bánh mì. 49 4.2. Khảo sát ảnh hƣởng của chất mang và chế độ sấy đến một số tính chất men bánh mì khô thu đƣợc bằng phƣơng pháp sấy thăng hoa 52 viii 4.2.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của chất mang và nhiệt độ cấp đông đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 6 giờ, cấp đông gián tiếp 52 4.2.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của chất mang đến chất lƣợng men khi sấy thăng hoa 24 giờ, cấp đông gián tiếp 58 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 64 5.1. Kết luận 64 5.2. Đề nghị 65 Chƣơng 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 69 Phụ lục A: Số liệu thô 69 Phụ lục B: Cách pha chế phụ gia 73 Phụ lục C: Kết quả phân tích ANOVA 74 Phụ lục D: Hình ảnh bột men và bột mì tƣơng ứng cho từng nghiệm thức 76 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.2.1. Liệt kê chi tiết về kỹ thuật của máy 14 Bảng 2.5.1. Mức độ sống (%) của S. cerevisiae sau đông khô khi có bổ sung một số chất mang ở ba tốc độ làm lạnh 32 Bảng 3.3.1. Bố trí thí nghiệm 1.1, mức ẩm 70% 41 Bảng 3.3.2. Bố trí thí nghiệm 1.2, mức ẩm 80% 42 Bảng 3.3.3. Bố trí thí nghiệm 2.1 43 Bảng 3.3.4. Bố trí thí nghiệm 2.2 45 Bảng 4.1. Bảng hệ số chết nhiệt k và hệ số tƣơng quan R 2 của nấm men bánh mì tƣơng ứng với từng nhiệt độ xử lý ở các ẩm độ khác nhau 51 Bảng 4.2. Các giá trị D cho từng nhiệt độ 52 Bảng 4.3. Các giá trị Z 70 và Z 80 52 Bảng 4.4. Kết quả ẩm độ của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ 53 Bảng 4.5. Kết quả đếm số tế bào nấm men của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ 55 Bảng 4.6. Kết quả hoạt tính men của các nghiệm thức A, B, C và D khi sấy 6 giờ 57 Bảng 4.7. Kết quả ẩm độ của các ngiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ 58 Bảng 4.8. Kết quả đếm số tế bào nấm men của các nghiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ 60 Bảng 4.9. Kết quả hoạt tính men của các nghiệm thức D, E, F, G, H và I khi sấy 24 giờ 62 Bảng A.1. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste, bảo quản (1 o C – 10 o C) sau 15 ngày kể từ ngày sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 70% 69 Bảng A.2. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste, bảo quản (1 o C – 10 o C) sau 15 ngày kể từ ngày sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 80% 70 x Bảng A.3. Kết quả đếm số tế bào nấm men trên men paste mới sản xuất, sau các thời gian xử lý nhiệt, ẩm độ men 70% 71 Bảng A.4. Kết quả các chỉ tiêu của sản phẩm nấm men sau khi sấy 6 giờ, ở hai nhiệt độ đông mẫu là -20 o C và -68 o C cho từng nghiệm thức A, B, C và D 71 Bảng A.5. Kết quả các chỉ tiêu của sản phẩm nấm men sau khi sấy 24 giờ, ở nhiệt độ đông mẫu -68 o C cho từng nghiệm thức D, E, F, G, H và I 72 Bảng C.1. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ 4 o C, ẩm độ 70% 74 Bảng C.2. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ 4 o C, ẩm độ 80% 74 Bảng C.3. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -20 o C, ẩm độ 70% 74 Bảng C.4. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -20 o C, ẩm độ 80% 74 Bảng C.5. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -68 o C, ẩm độ 70% 75 Bảng C.6. Bảng phân tích ANOVA ở nhiệt độ -68 o C, ẩm độ 80% 75 Bảng C.7. Bảng phân tích ANOVA giữa số tế bào sống /1 gram men sản phẩm sấy và độ nở khi sấy 6 giờ 75 Bảng C.8. Bảng phân tích ANOVA giữa số tế bào sống /1 gram men sản phẩm sấy và độ nở khi sấy 24 giờ 75 . sản xuất men bánh mì 24 2.4 .1. Sơ lƣợc tiến trình sản xuất men bánh mì trên thế giới 24 2.4.2. Tình hình sản xuất men bánh mì ở Việt Nam 26 2.4.3. Vai trò của nấm men trong sản xuất bánh mì. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MEN BÁNH MÌ KHÔ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY THĂNG HOA Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 20 01 – 2005 Sinh viên thực hiện:. của phƣơng pháp sấy thăng hoa 12 2.2.4. Ứng dụng của phƣơng pháp sấy thăng hoa 12 2.2.5. Máy sấy thăng hoa đƣợc sử dụng trong nghiên cứu 13 2.2.5 .1. Cấu tạo của máy lyopro 6000 13 2.2.5.2.