Tiet 13 nuôi cấy nấm men và lên men dịch đường hóa
1. CHƯƠNG V. CÔNG NGHỆ LÊN MEN TRONG
CHẾ BIẾN TINH BỘT VÀ ĐƯỜNG
BÀI 1-TIẾT 3.
NUÔI CẤY NẤM MEN GiỐNG VÀ LÊN MEN
DỊCH ĐƯỜNG HÓA TRONG SẢN XUẤT
RƯỢU ETYLIC
2. MỤC TIÊU
• Nắm được chủng nấm men và các yếu tố
ảnh hưởng đến sự phát triển của chủng
đó trong trong quá trình nhân giống.
• Hiểu rõ cơ chế hóa sinh của quá trình lên
men rượu
• Năm được các phương pháp lên men dịch
đường hóa trong sản xuất rượu etylic
3. NỘI DUNG
I. Nuôi cấy nấm men trong sản xuất.
I.1. Đặc tính chung của nấm men
I.2.Chủng và các yếu tố ảnh hưởng đến chủng
trong nuôi cấy sản xuất.
I.3.Các cấp nuối cấy nấm men trong công
nghiệp sản xuất rượu etylic
II. Các phương pháp lên men dịch đường hóa
4. 1.Nuôi cấy nấm men giống
1.1.Đặc tính chung của nấm men
Tế bào nấm men có cấu tạo tương đối phức tạp,
người ta chia thành hai phần chính là phần vỏ
và phần trong nội bào (vỏ và protoplasma)
5. Cấu tạo tế bào nấm men.
1. Vỏ ngoài tế bào; 2.Vỏ trong tế
bào; 3.Xitoplasma; 4.Valutin;
5.Nhân tế bào; 6.Vỏ nhân tế bào;
7.Cromoxom; 8.Mitokhondrin;
9.Riboxom; 10.Không bào
6. 1.2. Chủng và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát
triển của chủng
• Trong sản xuất rượu cồn người ta hay sử dụng các
chủng của saccharomyces. Trong đó chủ yếu là
Sac. cerevisiae, Sac. awamori, Sac. oryzae…
• Có ảnh hưởng tới sự phát triển của nấm men bao gồm các
yếu tố sau đây:
*Nhiệt độ: 28-320C
*pH: 4,4
*Nồng độ dịch lên men:13-15% đường
*Nguồn nitơ bổ sung:30 mg/100 l
*Chất sát trùng:
7. Nồng độ
Làm ngừng sinh
Tiêu diệt men Thời gian làm
trưởng
Axít tiêu diệt,
giờ
% Mol/l % Mol/l
Clohydric 0,14 0,038 0,72 0,195 0,46
Sunfuric 0,39 0,039 1,3 0,132 2,04
Photphoric 0,3 0,031 2,0 0,204 1,28
Axetic 0,75 0,125 3,0 0,5 1,25
Lactic 0,9 0,1 3,0 0,333 1,27
8. 1.3. Nhân giống
1.3.1.Nhân giống trong phòng thí nghiệm:
Lượng dịch trong bình Nồng độ, Nhiệt độ, Thời
pH
% o
C gian,h
Trong ống nghiêm 10ml 13-14 4,5-5,0 30 ± 1 24
90 ml trong bình 250 ml 13-14 4,5-5,0 30 ± 1 18-24
900 ml trong bình 2 lít 13-16 4,5-5,0 30 ± 1 18-24
9 lít trong thùng 10 lít 15-18 4,8-5,2 30-32 15-18
9. 1.3.2.Nhân giống trong sản xuất
Môi trường nhân giống trong sản xuất
phải đảm bảo đủ lượng đường trên 6g/l
10. Sơ đồ nuôi cấy men giống.
1.Thùng gây men 150 l cấp 1 chứa 100 l dịch; 2.Thùng đường hóa
thêm và xử lý dich đường; 3 và 4. Hai thùng gây men cấp II có dung
tích bằng dung tích thùng đường hóa thêm và đều bằng 10% so với thùng lên
men.
11. Chất lượng của giống được xem là
bình thường nếu thỏa mãn các yêu cầu
sau đây:
- Số tế bào trong 1 ml chiếm 100-120 triệu
- Số tế bào nẩy chồi chiếm 10-15%
- Số tế bào chết không quá 5%
- pH = 4,0
- Mức độ nhiễm khuẩn không quá 1 con trong
kính trường có độ phóng đại 400 lần.
12. 2.Lên men dịch đường hóa
2.1. Cơ chế hóa sinh học của quá trình lên men
dịch đường hóa
Lên men rượu là một quá trình sinh học hết
sức phức tạp, xảy ra dưới tác dụng của nhiều
enzym. Theo lý thuyết hiện đại, sự tạo thành
rượu từ glucoza được trải qua các giai đoạn
sau đây:
15. 2.2. Các phương pháp lên men dịch đường hóa
2.2.1. Lên men gián đoạn:
Thùng lên men gián đoạn.
1.ruột gà làm lạnh cần 0,4-
0,5m2/m3 thùng; 2.Ống dẫn dịch
đường và men giống; 3.Ống tháo
giấm chín; 4.Ống thoát CO2;
5.Cửa quan sát và vệ sinh; 6.Đầu
ống nối hệ thống vệ sinh 7 với
phía trong thùng; 8. Van lấy mẫu;
9. Đầu ống nối hệ thống sục khí
hoặc CO2 và hơi thanh trùng.
16.
17.
18. Trước tiên thùng và các thiết bị tiếp xúc phải được vệ sinh sạch sẽ và
phải được khử trùng trong 60 phút ở 95-100oC. Thanh trùng xong men
giống và dịch đường có thể bơm ngay từ đầu để được trộn đều. Lượng
men giống chiếm 10% so với thể tích thùng lên men. Dịch đường không
bơm đầy thùng ngay mà bơm dần dần trong 6-8h. Khống chế nhiệt độ ở
28-30oC và pH = 4,0-4,5.
Lên men được xem là kết thúc nếu sau 8h nồng độ đường không giảm
hoặc chỉ giảm 0,1-0,2%.
Lên men gián đoạn có ưu điểm là dễ làm, khi bị nhiễm dễ xử lý nhưng
cho hiệu suất không cao.
20. 2.2.3. Lên men cải tiến (bán liên tục)
Sơ đồ lên men bán liên tục
21. CÂU HỎI
• Bài 1: Bạn hãy phân tích các yếu tố ảnh
hưởng đến sự phát triển của nấm men
• Bài 2: Trong cơ chế hóa sinh học của quá
trình lên men dịch đường hóa từ phản
ứng 01 đên 10 là chu trình EMP các phản
ứng còn lại phụ thuộc vào nhứng yếu tố
nào? Bạn hãy phân tích ý kiến mình đưa
ra?
22. Tài liệu tham khảo
• Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh
Hằng. Công nghệ sản xuất và kiểm tra
cồn etylic. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ
thuật.
• Nguyễn Lân Dũng. Vi Sinh vật học
• Lương Đức Phẩm. Nấm men ứng dụng
• Trần Thị Thanh. Công nghệ vi sinh
23. Nguyên liệu
Xử lý nguyên liệu sản xuất chế phẩm amylaza
Nuôi cấy
nấm Đường hóa dịch cháo
men giống
các cấp Lên men
Thu hối sản phẩm
24. •
Vỏ ngoài tế bào là thành mỏng, trong suốt và có tính đàn hồi có chức năng
bảo vệ tế bào, hấp thụ chất dinh dưỡng và thải sản phẩm trao đổi ra ngoài. Vỏ
này được cấu tạo chủ yếu từ polysaccarit kiểu hemixenluloza gồm glucan và
manan và một ít chất béo, protit, chất khoáng và xitin. Trên vỏ có các lỗ với
đường kính khoảng 3,6 nm, các enzym được tách ra từ tế bào tập trung trên
vỏ, chúng phân ly đường có phân tử lớn (maltoza, saccaroza) không có khả
năng thảm thấu vào trong được,
• Vỏ trong tế bào là màng plasma rất mỏng, dày khoảng 8 nm và cũng gồm
ba lớp lypoproteit, canxi và ribonucleproteit. Chức năng chủ yếu của màng
là điều chỉnh vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào.
25. +Xitoplasma: Là hệ thống keo, độ nhớt của nó phụ thuộc vào thời kỳ
sinh trưởng và các yếu tố sinh lý. Ở tế bào trẻ độ nhớt của xitoplasma
cao hơn ở tế bào già, đảm bảo cho việc vận chuyển các sản phẩm trao
đổi được tốt hơn
+Vatulin: Gồm các chất chứa nitơ, dẫn xuất của axít nucleic, nó có quan hệ
tới sinh trưởng của nấm men và xuất hiện trong thời kỳ sinh trưởng, nẩy
chồi hay tạo nang bào. Vatulin nằm bên trong không bào và ở dạng hạt to
hoặc nhiều hạt nhỏ.
26. +Nhân tế bào: hình tròn có đường kính từ 1-2 µm. nó được ngăn cách
với xitoplasma bởi hai lớp màng. Các màng này thông với nhau qua
các lỗ có đường kính 30-100 nm, qua đó sự liên hệ giữa xitoplasma và
nucleoplasma được thực hiện. Bên trong nhân chứa đầy nucleoplasma
và những sợi chỉ dài nhỏ gọi là cromoxom. Cromoxom có cấu tạo từ
protit, deoxyribonucleic, axit ribonucleic và các enzym.Cromoxom thực
hiện chức năng di truyền và trao đổi chất, kiểm soát sự phân hóa của
tế bào và tổng hợp protit, lypoprotit, các quá trình khác kể cả sự sinh
sản.
+Mitokhondrin: là các sợi chỉ nhỏ có chiều dài 0,4-1,0 µm. Được tạo
thành từ protit, axit ribonucleic, các hợp chất chứa photpho. Ngoài
ra chúng còn chứa các enzym thủy phân protit, chất béo và gluxit.
Nhiệm vụ chính là ghép nối sự tổng hợp ATP và ADP với axit
photphoric để tạo ra nguồn năng lượng cung cấp cho hoạt động
sống của tế bào.
27. +Riboxom: là xitoplasma có dạng túi nhỏ cấu tạo từ proteit và axit ribonucleic.
Đây là cấu tử nhỏ nhất của tế bào, bên trong có chứa axit ribonucleic và phức
hệ enzym. Phức hệ enzym này đảm bảo sinh tổng hợp các hợp chất quan
trọng của tế bào va trước hết là proit, vì vậy chúng được coi là “phân xưởng
sản xuất protein”.
+Không bào: Là các túi nhỏ chứa đầy dịch bào. Ở các tế bào trẻ
không bào ít xuất hiện, ở các tế bào già không bào trở nên to có khi
chiếm gần hết tế bào. Điều này là do trong quá trình trao đổi chất
không bào không bào là chỗ tạm chứa các sản phẩm trung gian
