Thử nghiệm khả năng sinh khí CO 2 làm nở bột nhào bánh mì
Đặt vấn đề
Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men phổ biến trong quá trình lên men rượu và sản xuất bánh mì Nấm men này không chỉ tạo ra khí carbonic giúp bánh mì nở phồng mà còn ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm Ngoài ra, nó cung cấp vitamin và axit amin, tăng cường giá trị dinh dưỡng và mang lại nhiều lợi ích sức khỏe cho người tiêu dùng.
Nấm men tồn tại tự nhiên trong môi trường như mô thực vật, trái cây, ngũ cốc, lá, phân, đất và các sản phẩm lên men Nguồn nấm men tự nhiên tốt nhất hiện nay được tìm thấy trên các loại cam, quýt và bã mía Nấm men trên bề mặt trái cây có khả năng lên men nhiều loại đường và chịu được nồng độ cồn cao Trong công nghệ thực phẩm, nấm men được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm lên men như rượu, bia, bánh mì, kim chi và nước rau quả.
Nấm men đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bánh mì, không chỉ cung cấp giá trị dinh dưỡng và hương vị mà còn tạo ra khí giúp bột nhào nở, ảnh hưởng đến hình dáng và kích thước của bánh Trên thị trường hiện nay có nhiều loại nấm men thương mại như men khô, men tươi và men dùng ngay, và các sản phẩm này liên tục được nghiên cứu cải tiến để nâng cao chất lượng và thuận tiện cho người tiêu dùng.
Trước nhu cầu tiêu thụ bánh mì ngày càng cao, việc cải tiến quy trình sản xuất để nâng cao hương vị là rất cần thiết Các chủng nấm men được phân lập và thử nghiệm liên tục nhằm ứng dụng hiệu quả trong sản xuất Đề tài này nhằm củng cố kiến thức về quy trình sản xuất bánh mì, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm.
“ Phân l ậ p m ộ t s ố ch ủ ng n ấ m men t ừ các ngu ồ n t ự nhiên có kh ả năng tăng sinh m ạ nh ứ ng d ụng để s ả n xu ấ t bánh mì ” được đề xuất và thực hiện.
M ụ c tiêu c ủ a đề tài
(1) Phân lập được tối thiểu 01 chủng nấm men bản địa có khả năng tăng sinh tốt
(2) Sản xuất thử nghiệm thành công chủng nấm men mới phân lập trong sản xuất bánh mì
Phân lập chủng nấm men ứng dụng trong sản xuất bánh mì
- Phân lập chủng nấm men Saccharomyces cevevisiae
- Ứng dụng chủng nấm men Saccharomyces cevevisiae mới phân lập trong việc sản xuất bánh mì.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1 Ý nghĩa khoa họ c c ủa đề tài
- Bổ sung thêm kiến thức về các đặc điểm sinh học của nấm men
- Tìm hiểu những vấn đề về phân lập và nuôi cấy nấm men ứng dụng để sản xuất bánh mì
1.3.2 Ý nghĩa thự c ti ễ n c ủa đề tài
Phân lập được nấm men từ các nguồn tự nhiên, lưu trữ trong phòng thí nghiệm phục vụ cho các nghiên cứu sau này
Sản xuất sản phẩm bánh mì có giá trị thương mại và phục vụ cho các hoạt động đào tạo và nghiên cứu trong tương lai.
Phần 2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Cơ sở khoa học của đề tài
Nấm men saccharomyces có hình bầu dục, gần tròn, kích thước khoảng 6 -
Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hoặc hình trứng, kích thước nhỏ từ 5 - 14 micromet Đây là loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, bao gồm nấm men chìm và nấm men nổi.
Nấm men chìm (lager) thường xuất hiện dưới dạng các tế bào nảy chồi riêng lẻ hoặc theo cặp Hình dáng chủ yếu của chúng là hình cầu.
Nấm men nổi (ale) là loại nấm men mà tế bào mẹ và tế bào con sau khi nảy chồi thường kết dính với nhau, tạo thành chuỗi tế bào Chúng có hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc oval, với kích thước dao động từ 7 đến 10 micromet.
Nấm men nổi và nấm men chìm khác nhau chủ yếu ở khả năng lên men đường trisaccarit như raffinoza; nấm men chìm có enzym sử dụng hoàn toàn đường này, trong khi nấm men nổi chỉ tiêu thụ được 1/3 đường sacaroza Chúng cũng khác biệt về khả năng hô hấp, trao đổi chất trong quá trình lên men và khả năng hình thành bào tử Nấm men chìm chủ yếu trao đổi chất trong quá trình lên men, trong khi nấm men nổi hoạt động mạnh hơn trong hô hấp, dẫn đến sinh khối nấm men nổi cao hơn Ngoài ra, nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn và khả năng tạo bào tử chậm hơn so với nấm men nổi.
Nấm men, hay còn gọi là yeast hoặc levure, là thuật ngữ chung để chỉ một nhóm vi nấm có cấu trúc đơn bào Chúng thường sinh sôi và phát triển thông qua phương pháp nảy chồi.
Nấm men không thuộc về một taxon phân loại nhất định, mà có thể nằm trong ngành Nấm túi (Ascomycota) hoặc Nấm đảm (Basidiomycota) Chúng sinh sản vô tính chủ yếu qua quá trình nảy chồi, trong đó tế bào mẹ mở ra để tạo ra chồi, có thể tách rời hoặc vẫn gắn liền với tế bào mẹ, hình thành các nhánh tế bào giống như cây xương rồng Chồi có thể nảy theo nhiều hướng (nảy chồi đa cực), chỉ ở hai cực (bipolar budding) hoặc một cực (monopolar budding) Ngoài ra, nấm men cũng có hình thức sinh sản phân cắt, điển hình là các nấm men thuộc chi Schizosaccharomyces Một số nấm men thuộc ngành Nấm đảm có thể tạo ra bào tử có cuống nhỏ (sterigmatoconidia) hoặc bào tử bắn (ballistoconidia) Bào tử có cuống nhỏ thường thấy ở các chi như Fellomyces, Kockovaella và Sterigmatomyces, trong khi bào tử bắn được sinh ra trên gai nhọn của tế bào và bị bắn ra khi thành thục.
Sau một thời gian nuôi cấy, trên thành ống nghiệm hoặc nắp đĩa Petri sẽ xuất hiện hình zích zắc do các bào tử bắn lên Hiện tượng bào tử bắn là đặc trưng của nấm men thuộc các chi Bensingtonia, Bullera và Deoszegia.
Kockovaella và Sporobolomyces là một số loại nấm men có khả năng sinh sản vô tính thông qua việc hình thành các bào tử đốt (arthroconidia hay arthrospore) Quá trình này diễn ra khi các vách ngăn hình thành ở đầu các nấm men dạng sợi, sau đó tách ra thành bào tử đốt Loại sinh sản này thường thấy ở các chi nấm men như Galactomyces, Dipodascus (dạng vô tính là Geotrichum) và Trichosporon, thuộc cả hai ngành Nấm túi và Nấm đảm Ngoài ra, nấm men còn có thể hình thành dạng tản (thallus) dưới dạng khuẩn ty (hyphae) hoặc khuẩn ty giả (pseudohyphae) Đối với sinh sản hữu tính, nấm men tạo ra bào tử túi (ascospore) từ các túi (asci) thông qua quá trình tiếp hợp (conjugation) giữa hai tế bào tách rời hoặc giữa tế bào mẹ và chồi, cũng như biến nạp trực tiếp trong một tế bào sinh dưỡng mà không qua tiếp hợp (unconjugated ascus) Mỗi túi thường chứa 4 bào tử, đôi khi có nhiều hơn.
8 bào tử túi Trong một số trường hợp lại chỉ có 1-2 bào tử túi Bào tử túi ở chi
Saccharomyces có hình dạng cầu hoặc bầu dục, trong khi chi Hanseniaspora và loài Hansenula anomala có hình dạng mũ Loài Hansenula saturnus có bào tử túi hình quả xoài với vành đai giống như Sao Thổ, trong khi một số bào tử túi có hình dạng kéo dài hoặc xoắn Bề mặt bào tử túi có thể nhẵn, xù xì hoặc có gai Bào tử màng dày (hay bào tử áo - chlamydospore) giúp nấm men vượt qua điều kiện khắc nghiệt, không phải là hình thức sinh sản Một số nấm men còn có khả năng sinh vỏ nhày.
Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và thuộc giới nấm Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:
Màng tế bào chất, nằm sát vách tế bào và cấu tạo chủ yếu từ lipoprotein, có vai trò quan trọng trong việc điều hòa và vận chuyển các chất dinh dưỡng đến tế bào.
Tế bào chất chứa mạng lưới nội chất, nơi diễn ra nhiều hệ thống enzyme quan trọng, giúp vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu trúc như bộ máy Golgi, lysosom và không bào Năng lượng cho tế bào được cung cấp thông qua các phản ứng trong ty thể Bên trong tế bào chất, nhân chứa thông tin di truyền và các thành phần cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp và sinh sản Nhân nấm men bao gồm trung thể và centrochromatin ở phần trên, cùng với không bào ở phần đáy chứa 6 cặp nhiễm sắc thể, trong khi màng nhân được bao quanh bởi nhiều ti thể Ngoài ra, tế bào chất còn chứa hạt glycogen và hạt mỡ, dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào.
Nấm men xuất hiện tự nhiên trong môi trường như mô thực vật, trái cây, ngũ cốc, lá, phân, đất và các sản phẩm lên men khác Nguồn men lý tưởng nhất là nước ép cam quýt và nước mía Các chủng nấm men trên bề mặt trái cây có khả năng lên men nhiều loại đường thành rượu và có khả năng chịu đựng nồng độ cồn cao.
Nấm men có khả năng chuyển hóa đường thành ethanol, thành phần chính trong rượu vang và các sản phẩm lên men khác Tuy nhiên, hoạt tính của nấm men bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nguồn carbon, nguồn nitơ, pH, nhiệt độ và hàm lượng ethanol Đặc tính chịu nhiệt và chịu ethanol của nấm men rất quan trọng cho quá trình tổng hợp ethanol Việc sử dụng nấm men chịu nhiệt độ cao giúp tăng tốc độ lên men, giảm nguy cơ nhiễm vi sinh vật và chi phí đầu tư cho thiết bị làm mát Saccharomyces cerevisiae là chủng nấm men truyền thống được sử dụng phổ biến trong công nghiệp lên men ethanol, mặc dù hiệu suất lên men của nó giảm khi nhiệt độ vượt quá 35°C Ngày nay, nấm men đóng vai trò thiết yếu trong chế biến thực phẩm như rượu, bia và bánh mì, cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho con người.
2.1.2 Môi trườ ng nuôi c ấ y ch ọ n l ọ c n ấ m men Để phân lập và nuôi cấy nấm men, nhiều kỹ thuật và phương pháp đã và đang được áp dụng như: Phương pháp pha loãng mẫu, Phương pháp bề mặt (cấy trang), Phương pháp cấy ria, trong đó có sử dụng môi trường ức chế những nhóm vi sinh vật nhất định gọi là môi trường chọn lọc Môi trường chọn lọc phổ biến hiện nay là môi trường YEPD (Yeast extract peptone dextrose) bổ sung kháng sinh cloramphenicol 0,4% Trong đó Peptone cung cấp chất nguồn nitơ dinh dưỡng Cao nấm men cung cấp chất nguồn nitơ dinh dưỡng và Vitamin Dextrose cung cấp carbohydrate và là nguồn năng lượng để hỗ trợ sự phát triển của S cerevisiae [10]
Môi trường nuôi cấy chứa chất ức chế vi khuẩn (chất kháng sinh như
Cloramphenicol, một loại kháng sinh ban đầu được chiết xuất từ nấm Streptomyces venezuelae, hiện nay được sản xuất qua phương pháp tổng hợp Kháng sinh này thường có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn, nhưng có thể diệt khuẩn ở nồng độ cao hoặc đối với những vi khuẩn nhạy cảm.
Tổng quan tình hình trong nước và trên thế giới
Nấm men là một trong những đối tượng nghiên cứu hàng đầu trên thế giới, cùng với vi khuẩn E coli và bacillus, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như Sinh học phân tử và Kỹ thuật di truyền Trong Công nghệ thực phẩm, nấm men được sử dụng để sản xuất các đồ uống có cồn, sữa chua và nhiều sản phẩm lên men khác Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để phân lập, lưu giữ và cải tạo giống nấm men, đồng thời đa dạng hóa các sản phẩm liên quan đến đối tượng này.
Quá trình thu thập và thử nghiệm các chủng nấm men tự nhiên phục vụ sản xuất thực phẩm công nghiệp đang diễn ra tích cực trên toàn cầu Năm 2016, Sadat Khattab và nhóm nghiên cứu đã phân lập và xác định các đặc điểm sinh lý của các chủng nấm men từ các loại rau quả tự nhiên như cam, cà chua và xoài tại nhiều địa phương ở Ai Cập.
Từ các nguồn tài nguyên tự nhiên, 11 chủng nấm men đã được phân lập và xác định có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất sản phẩm từ sữa và trái cây quy mô lớn Năm 2017, Tika B Karki cùng các cộng sự đã thu thập 26 chủng nấm men từ nhiều địa phương tại Nepal và tiến hành thử nghiệm khả năng ứng dụng trong sản xuất bánh mì, với kết quả cho thấy 8 chủng nấm men có triển vọng.
Saccharomyces cerevisiae mới phân lập có các đặc điểm sinh hóa và sinh lý phù hợp cho mục tiêu chọn lọc, trong đó có ba chủng tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp bánh mì Năm 2019, Madina Kechkar đã thu nhận các chủng nấm Saccharomyces cerevisiae từ nhiều loại mía khác nhau, cho thấy khả năng chống chịu nồng độ cồn cao Đồng thời, trường đại học Federal de Minas Gerais (Brasil) cũng công bố nghiên cứu về một số đặc điểm kháng nấm của nấm men nguồn gốc từ các loại trái cây nhiệt đới.
Nấm men là một đối tượng nghiên cứu có tiềm năng lớn nhưng chưa được khai thác triệt để, với nhiều ứng dụng tiềm năng trong ngành công nghiệp, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Hướng ứng dụng này có thể tận dụng các nguồn nguyên liệu phong phú từ các vùng nhiệt đới, mở ra cơ hội phát triển kinh tế và cải thiện đời sống.
Các nghiên cứu về nấm men ở Việt Nam rất phong phú và đa dạng Năm
Năm 2015, Trường Đại học Cần Thơ đã tiến hành nghiên cứu tuyển chọn dòng nấm men thuần nhằm nâng cao hiệu suất lên men rượu và chất lượng sản phẩm rượu gạo Nghiên cứu dựa trên việc phân lập các dòng nấm men từ sáu loại men rượu phổ biến trên thị trường, kết quả đã phân lập được 17 dòng nấm men, trong đó có 2 dòng thuần phù hợp cho quá trình lên men và sản xuất rượu.
Năm 2016, Trần Văn Chí và các cộng sự đã tiến hành thu thập và thử nghiệm các chủng nấm men cũng như vi sinh vật từ các nguồn thực phẩm lên men tự nhiên, nhằm ứng dụng vào sản xuất thức ăn chăn nuôi.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng của các chủng nấm men địa phương, không chỉ có khả năng lên men trên các cơ chất đã biết mà còn có thể kết hợp với các vi sinh vật khác Tuy nhiên, việc kết hợp này cần được nghiên cứu và thử nghiệm thêm để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong sản xuất quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp Năm 2018, Nguyễn Thị Niềm đã thực hiện việc phân lập và tuyển chọn nấm men có hoạt tính lên men cao từ quả cà na tại nhiều tỉnh miền Nam Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu đã thu được 50 chủng nấm men, được phân loại thành 6 nhóm khác nhau Đặc biệt, trong số đó có một chủng nấm men nổi bật với khả năng lên men mạnh mẽ và khả năng chống chịu cao.
Các nghiên cứu về nấm men tại Việt Nam đang tập trung vào việc tìm kiếm các chủng nấm mới với tính năng ưu việt và khả năng ứng dụng cao Ứng dụng của nấm men trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm đang chuyển từ quy mô rộng sang sâu, nhắm đến các sản phẩm tiềm năng cho ngành công nghiệp Đây là một định hướng đúng đắn và đang được thúc đẩy mạnh mẽ.
Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượ ng nghiên c ứ u
3.1.1 Đối tượ ng nghiên c ứ u Đối tượng nghiên cứu: Các chủng nấm men nguồn gốc từ tự nhiên có khả năng tăng sinh mạnh để ứng dụng trong làm bánh mì
3.1.2 D ụ ng c ụ , thi ế t b ị và hóa ch ấ t nghiên c ứ u
Trong nghiên cứu và thí nghiệm, các dụng cụ như que cấy thẳng, que cấy móc, que cấy khuyên, que cấy tam giác, đầu tip, micro pipet và pipet là rất quan trọng Ngoài ra, ống nghiệm, ống falcon, đĩa petri, bình tam giác, cốc đong, ống đong và ống cuvette cũng không thể thiếu trong quá trình thực hiện thí nghiệm Để đếm tế bào, buồng đếm tế bào Neubauer là một dụng cụ hữu ích Cuối cùng, các vật dụng như lamelle, khăn vải, giấy lau, túi bóng, nịt, dao gọt hoa quả, giấy nhớ và bút dạ hỗ trợ cho việc tổ chức và ghi chép trong quá trình nghiên cứu.
Các thiết bị quan trọng trong phòng thí nghiệm bao gồm cân phân tích, lò vi sóng, tủ cấy, tủ ấm, máy đo quang phổ, máy ly tâm, lò nướng, nồi tiệt trùng, kính hiển vi, tủ lạnh và máy lắc Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ chính xác của các thí nghiệm.
- Hóa chất: Nước cất, nước lọc, xanh methylen, cồn 96°, cồn 70°, bột mì, bột béo, muối ăn, phụ gia bánh mì, nấm men thị trường
Thành phần Gam/Lít Chuẩn bịmôi trường
Hấp khử trùng ở 121 0 C, áp suất 1 at, thời gian 60 phút
3.1.3 Địa điể m và th ờ i gian nghiên c ứ u
Phòng thực hành Công nghệ Thực phẩm, Phòng thí nghiệm thực hành lên men, và Phòng thực hành hóa sinh thuộc Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên là những địa điểm lý tưởng cho sinh viên nghiên cứu và thực hành trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.
Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Phân lập nấm men từ các nguồn tự nhiên có khả năng tăng sinh mạnh ứng dụng trong sản xuất bánh mì
Nội dung 2: Thử nghiệm khả năng sản xuất bánh mì, sử dụng chủng nấm men thu nhận được.
Phương pháp nghiên cứu
Chúng tôi đã thu nhận 10 mẫu trái cây tự nhiên bao gồm chuối, xoài, cam, vải, mận, dứa, đào, quýt, táo và ổi từ thành phố Thái Nguyên Các mẫu này được bảo quản tại phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm, Khoa CNSH&CNTP, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, và được lưu trữ ở nhiệt độ 4°C trong khoảng thời gian 3 ngày.
3.3.2 N ộ i dung 1: Phân l ậ p n ấ m men t ừ các ngu ồ n t ự nhiên có kh ả năng tăng sinh m ạ nh ứ ng d ụ ng trong s ả n xu ấ t bánh mì
Thí nghiệm 1: Phân lập nấm men
Các mẫu trái cây như chuối, xoài, cam, vải, mận, dứa, đào, quýt, táo và ổi được cắt lát và chuẩn bị trong 2 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa 10ml môi trường yeast extract peptone dextrose (YEPD) đã khử trùng và không có agar Sau đó, 5g mẫu trái cây được cho vào ống nghiệm để nuôi cấy, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển trong vòng 2 ngày.
Pha loãng và cấy trang (cấy trải)
Sau 2 - 3 ngày dung dịch nuôi cấy các mẫu trái cây được pha loãng hàng loạt theo các mức độ pha loãng 10 -1 , 10 -2 , 10 -3 , 10 -4 , 10 -5 Mỗi độ pha loãng được cấy lên cỏc đĩa petri bổ sung chloramphenocol 0,4% Dựng micro pipet hỳt 100 àl dịch pha loãng ở mỗi nồng độ chuyển lên trên bề mặt môi trường thạch YEPD trong đĩa petri Sử dụng que cấy tam giác trang đều dung dịch pha loãng trên bề mặt thạch cho tới khi bề mặt môi trường khô Nuôi cấy ở nhiệt độ phòng, theo dõi sau 12 - 24 giờ cho đến khi hình thành khuẩn lạc [4]
Từ các nồng độ pha loãng khác nhau, có thể thu được mật độ vi sinh vật đa dạng, với nồng độ thấp cho phép hình thành các khuẩn lạc độc lập Để thu nhận các chủng vi sinh vật tinh sạch, cần tiến hành cấy ria Quá trình này bắt đầu bằng việc đốt nóng đỏ đầu que cấy trong ngọn lửa, sau đó để nguội và hơ nóng đĩa petri Tiếp theo, chấm nhẹ que cấy vào khuẩn lạc độc lập và thực hiện cấy ria theo ba đường khác nhau Sau mỗi lần cấy, cần đốt đỏ que cấy một lần nữa Cuối cùng, nuôi cấy các đĩa petri ở nhiệt độ phòng và theo dõi sự hình thành khuẩn lạc sau 12 - 24 giờ.
Mỗi khuẩn lạc vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường YEPD và pha loãng trong một giọt nước cất vô trùng trên phiến kính Sau đó, phiến kính được đậy lamen và quan sát dưới kính hiển vi quang học với vật kính 40.
Sử dụng buồng đếm hồng cầu đểđếm tế bào nấm men
Sử dụng micropipet để lấy một giọt mẫu nhằm xác định nồng độ tế bào, sau đó cho vào khe hở giữa buồng đếm và lamelle Đếm số lượng tế bào nấm men dưới kính hiển vi, lặp lại quá trình ít nhất 4 ô lớn Nếu nồng độ tế bào vượt quá 200 tế bào trong 1 ô lớn, cần tiến hành pha loãng mẫu Cần chú ý không để nấm men lắng xuống trong quá trình lấy mẫu Tùy thuộc vào số lượng tế bào, có thể đếm tất cả hoặc chỉ một số tế bào trong các ô vuông lớn đại diện Thực hiện việc đếm theo hình zigzag từ trái qua phải và từ trên xuống dưới, đếm tất cả tế bào nấm men trong 16 ô, chỉ đếm tế bào nấm men nằm ở cạnh trên và cạnh trái của 16 ô nếu chúng nằm bên ngoài, với điều kiện chỉ những tế bào nằm trong ít nhất 1/2 ô.
Bảo quản và giữ giống
Chúng tôi sẽ chọn những mấu cấy ria có sinh trưởng tốt nhất để chuyển vào ống nghiệm thạch nghiêng chứa môi trường YEPD có nút bông Những mẫu này sẽ được nuôi cấy trong tủ ấm trong 24 giờ để tiếp tục tăng sinh, sau đó được cất giữ ở điều kiện 4°C.
Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian nuôi cấy tới sự tăng trưởng của nấm men
Chỉnh bước sóng máy quang phổ về 600nm và chuẩn bị Blank bằng dung dịch YEPD vô trùng Pha loãng 1 ml dung dịch nuôi cấy chủng nấm men phân lập với 1 ml dung dịch YEPD vào cuvette Ghi lại độ hấp thụ của huyền phù tế bào và lặp lại quá trình trong khoảng thời gian 1-24 giờ để đánh giá ảnh hưởng của thời gian.
Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian nuối lắc tới sự phát triển của nấm men
Chủng nấm men được phân lập nuôi trong môi trường YEPD lỏng với tốc độ lắc 180 Rpm và ở nhiệt độ phòng Sau 3 giờ cấy, tiến hành đo kết quả.
OD được đo 1 giờ một lần để đánh giá nồng độ nấm men trong dung dịch Sau 24 giờ nuôi cấy trong môi trường lỏng, nấm men bắt đầu vào pha tăng trưởng logarit Tiến hành thu nhận 300 ml môi trường nuôi lắc, ly tâm để loại bỏ dịch kháng sinh, sau đó bổ sung nước cất và thực hiện thử nghiệm làm bột nhào Kích thước của bột nhào sẽ được đánh giá sau 2 giờ ủ.
3.3.3 N ộ i dung 2: Th ử nghi ệ m kh ả năng sả n xu ấ t bánh mì, s ử d ụ ng ch ủ ng n ấ m men thu nh ận đượ c
3.3.2.1 Thí nghiệm 3: Thử nghiệm khả năng sinh khí làm tăng thể tích bột nhào của chủng nấm men thu nhận từ trái cây
Chủng nấm men thu nhận từ quả chuối được nuôi cấy trong 500 ml môi trường YEPD với tốc độ 180 rpm ở nhiệt độ phòng Sau 2 ngày nuôi cấy, dịch sinh khối được sử dụng để làm bột nhào bánh mì, thay thế cho nấm men thương mại Khả năng làm nở bột nhào của chủng nấm men được đánh giá qua các khoảng thời gian từ 1 đến 6 giờ.
3.3.2.2 Thí nghiệm 4: Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia trong sản xuất bánh mì Để đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia bánh mì tới khả năng nở của bột nhào, các khối bột mì được bổ sung phụ gia theo các nồng độ: 0%; 1%; 5%; 15%; 20% Theo dõi thể tích của bột nhào theo thời gian
3.3.2.3 Thí nghiệm 5: Đánh giá ảnh hưởng quá trình nướng bánh tới chất lượng bánh mì Để đánh giá ảnh hưởng của quá trình nướng bánh tới chất lượng bánh mì, hai loại thiết bị được sử dụng là lò nướng mini SANAKY và lò nướng bánh mì công nghiệp Hai trường hợp thử nghiệm có cùng điều kiện, cùng quy trình chế biến, công thức phối trộn và cùng một người tiến hành Đánh giá sản phẩm cuối
Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
N ộ i dung 1: Phân l ậ p n ấ m men t ừ các ngu ồ n t ự nhiên có kh ả năng tăng sinh mạnh ứng dụng trong sản xuất bánh mì
Các mẫu trái cây như chuối, xoài, cam, vải, mận, dứa, đào, quýt, táo, ổi được nuôi trong môi trường YEPD trong 2 ngày để tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển Sau khi pha loãng và cấy trên môi trường chứa kháng sinh, đã thu nhận được 05 chủng vi sinh vật, trong đó có một chủng có tốc độ tăng sinh nhanh nhất, tạo khuẩn lạc quan sát được bằng mắt thường sau 12 giờ nuôi cấy Khuẩn lạc có hình dạng cầu, màu trắng sữa hoặc trắng trong, với rìa trơn nhẵn, có khả năng phát triển trên môi trường nghèo dinh dưỡng chỉ chứa 5% đường mía và agar Dưới kính hiển vi, các tế bào của chủng này có hình dạng trứng hoặc bầu dục và có khả năng nảy chồi, phù hợp với nhóm nấm men Saccharomyces cerevisiae Do đó, chủng này được lựa chọn để giải trình tự, xác định loài và lưu giữ trong ống nghiệm chứa môi trường YEPD ở nhiệt độ 4°C.
Hình 4.1: Chủng nấm men từ một số loại trái cây tự nhiên
A- Kết quả cấy trang thu nhận chủng đã phân lập từ các bước trước
B- Kết quả cấy ria tinh sạch
C- Khuẩn lạc chủng đã phân lập từ các bước trước trên môi trường agar bổ sung 5% đường mía
D- Hình thái chủng đã phân lập từ các bước trước dưới kính hiển vi quang học vật kính 40
4.1.2 Đánh giá ảnh hưở ng c ủ a th ờ i gian nu ố i l ắ c t ớ i s ự phát tri ể n c ủ a n ấ m men
Chủng đã được nuôi trong môi trường YEPD lỏng với tốc độ lắc 180 Rpm và nhiệt độ phòng Sau 3 giờ cấy, OD được đo theo chu kỳ 1 giờ một lần Kết quả cho thấy trong khoảng thời gian 1 đến 8 giờ nuôi cấy, giá trị OD thấp, nhưng từ 17 giờ trở đi, giá trị OD tăng nhanh và duy trì ổn định đến 27 giờ nuôi cấy.
Sau 17 tiếng cấy, chủng nấm men bước vào giai đoạn tăng trưởng logarit, khi mà nấm men có sức sống cao và khả năng phân chia tốt, thích hợp để làm giống thứ cấp hoặc nuôi cấy tăng sinh thu sinh khối Mặc dù thời gian có hạn, các đánh giá sinh trưởng sau 27 giờ sẽ được thực hiện trong giai đoạn tiếp theo của đề tài Để xác định mối quan hệ giữa thời gian nuôi lắc và lượng sinh khối, 300 ml môi trường nuôi lắc đã được thu nhận cùng với tế bào nấm men để thử nghiệm sản xuất bột nhào bánh mì Kết quả cho thấy sau 2 giờ ủ, thể tích khối bột tăng đáng kể, với màu trắng mịn, mềm và đàn hồi tốt Tuy nhiên, cần tiếp tục đánh giá và thử nghiệm ở các thời gian nuôi lắc tiếp theo.
Hình 4.2: Thử nghiệm sản xuất bánh mì từ dung dịch nuôi lắc nấm men sau
Nội dung 2: Thử nghiệm khả năng sản xuất bánh mì, sử dụng chủng nấm men
4.2.1 Th ử nghi ệ m kh ả năng làm tăng thể tích b ộ t c ủ a ch ủ ng n ấ m men thu nh ậ n t ừ ngu ồ n trái cây
Chủng nấm đã được phân lập và nuôi cấy trong 500 ml môi trường YEPD, sau đó được thử nghiệm làm bột nhào bánh mì thay thế cho chủng nấm men thương mại Kết quả cho thấy chủng này có khả năng làm tăng thể tích của bột nhào, như minh họa trong Hình 2.
Trong quá trình ủ bột nhào bánh mì, sau 1 - 2 tiếng, thể tích bột chỉ tăng không đáng kể và khối bột vẫn mềm Tuy nhiên, sau 3 tiếng, thể tích bột tăng rõ rệt, và sau 4 - 6 tiếng, khối bột đã tăng gấp đôi so với ban đầu Sự gia tăng này có thể do hàm lượng tế bào nấm men trong giai đoạn đầu còn thấp, dẫn đến lượng khí CO2 sinh ra chưa đủ để làm thay đổi thể tích bột Khi thời gian ủ kéo dài, tế bào nấm men phát triển mạnh mẽ, làm tăng thể tích khối bột Để đánh giá khả năng ứng dụng của chủng nấm men đã phân lập, khối bột thí nghiệm được so sánh với khối bột nhào sử dụng nấm men thương mại, cho thấy sau 7 - 8 tiếng, kích thước của hai khối bột là tương đương.
TM: Chứa chủng nấm men thương mại; TH01: Chứa chủng nấm men mới phân lập;
Hình 4.4: Đánh giá khảnăng sinh khí CO 2 làm nở bột nhào bánh mì của chủng đã phân lập từcác bước trước
4.2.2 Đánh giá ảnh hưở ng c ủa hàm lượ ng ph ụ gia trong s ả n xu ấ t bánh mì Để đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia bánh mì tới khả năng nở của bột nhào, các khối bột mì được bổ sung phụ gia theo các nồng độ: 0%; 1%; 5%; 15%; 20% Kết quả cho thấy, sau 2 giờ, ở nồng độ phụ gia 0%, khối bột có tăng nhẹ thể tích, bề mặt mịn và mềm Ở nồng độ 1% và 5% thể tích khối bột tăng tốt, khối bột mềm, đàn hồi Tuy nhiên bề mặt khối bột 5% phụ gia có nhiều vị trí nứt nẻ, đứt gãy (Hình 4B) Nguyên nhân hiện tượng này do hàm lượng phụ gia lớn làm giảm tính đàn hồi của khối bột Ở nồng độ 10% và 20% phụ gia, khối bột cứng và đàn hồi kém (Hình 4A) Vì vậy hàm lượng phụ gia 1% được chọn để sản xuất bánh mì
A Hình 4.5: Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia trong sản xuất bánh mì
4.2.3 Đánh giá ảnh hưởng quá trình nướ ng bánh t ớ i ch ất lượ ng bánh mì
Trong quá trình sản xuất thử nghiệm bánh mì, tỉ lệ hỏng bánh cao, và điều kiện cơ sở vật chất có ảnh hưởng quyết định đến sự thành công của các thử nghiệm Để đánh giá ảnh hưởng của quá trình nướng tới chất lượng bánh mì, hai loại thiết bị được sử dụng là lò nướng mini SANAKY và lò nướng bánh mì công nghiệp Kết quả cho thấy, ở nhiệt độ nướng 240°C, thời gian nướng là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm.
Lò nướng công nghiệp cho bánh mì vàng sáng, vỏ mỏng giòn và mùi thơm béo chỉ trong 20 phút Trong khi đó, lò nướng mini cũng tạo ra bánh mì có màu sắc và hương vị tương tự, nhưng vỏ bánh dễ bị cứng khi nhiệt độ giảm Nguyên nhân là do quá trình mất nước diễn ra nhanh ở nhiệt độ cao và khoảng cách gần với nguồn nhiệt trong lò nướng mini.
Hình 4.6: Bánh mì sản xuất bởi chủng đã phân lập từcác bước trước, trong lò nướng công nghiệp
Kết quả cho thấy rằng mỗi loại thiết bị yêu cầu điều chỉnh quy trình chế biến phù hợp Các thử nghiệm để tối ưu hóa quy trình sẽ tiếp tục được thực hiện trong tương lai.
Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
- Đã phân lập thành công 01 chủng nấm men thu nhận từ chuối để ứng dụng trong sản xuất bánh mì
- Đã thử nghiệm khả năng sản xuất bánh mì bằng chủng nấm men thu nhận được.
Kiến nghị
- Tiếp tục đánh giá đặc điểm sinh lí, sinh hóa của chủng nấm men
- Hoàn thiện quy trình sản xuất bánh mì, sử dụng chủng nấm men đã phân lập
Tiến hành giải trình tự giúp xác minh thông tin loài và xây dựng bộ dữ liệu, từ đó hoàn thiện hồ sơ lưu trữ cho các giống nấm men đã được phân lập.
- Tiếp tục tìm kiếm và phân lập các chủng nấm men trên các loại trái cây từ tự nhiên khác nhau
1.Nguyễn Lân Dũng (2010) Giáo trình Vi sinh vật học, trang 330
2.Huỳnh Xuân Phong, Danh Minh Lợi, Nguyễn Ngọc Thạnh, Lê Phan Đình Quí,
Bùi Hoàng Đăng Long, Pornthap Thanonkeo, Mamoru Yamada và Ngô Thị Phương Dung (2017) đã thực hiện nghiên cứu về việc tuyển chọn nấm men chịu nhiệt và điều kiện lên men rượu vang Khóm, được công bố trong Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình sản xuất rượu vang từ trái khóm, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị trường.
3.Lê Quốc Tuấn (2009) Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bánh mì
4.Nguyễn Thị Đoàn (2010) Giáo trình nội bộ
5.Nguyễn Thị Thu Sang (2014) Quy trình sản xuất bánh mì
6.Phạm Thị Thu Thảo, Nguyễn Ngọc Anh Thư, Lê Thanh Duy, Nguyễn Ngọc
Bài viết của Thạnh, Bùi Hoàng Đăng Long và Huỳnh Xuân Phong (2019) trình bày quá trình phân lập và tuyển chọn nấm men có khả năng lên men rượu vang từ thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) Nghiên cứu này được công bố trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, nhằm mục tiêu phát triển công nghệ sản xuất rượu vang từ loại trái cây đặc sản này.
7.Tiến Phong, Phương Phương, Trà My (2011), Nhóm Cloramphenicol và dẫn xuất, Dieutri
8 Trần Văn Chí, Phạm Thị Tuyết Mai, Nguyễn Xuân Ninh, Đinh Thị Kim Hoa, Nguyễn Thị Hương, Nghiên cứu khả năng lên men của tổ hợp nấm men và vi khuẩn lactic từ nguồn thân cây ngô, rơm tươi và cỏ làm thức ăn gia súc, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Thái Nguyên (2015) 111-114
9.Sadat Khattab, Ahmed Abdel-Hadi, Nageh Fathy Abo-Dahab, Omar Atta (2016)
Isolation, Characterization, and Identification of Yeasts Associated with Foods, British Microbiology Research Journal, 13
10 Sherman F., Meths Enzymol (1991), YPD Broth (YEPD Broth), HiMedia
11 Theophilus Abonyi Mensah1and Sheila Matilda Ayorkor Tagoe (2019)
Measurement of yeast growth using spectrophotometer, Content uploaded by
12 Tika B Karki, ParashMani Timilsina, Archana Yadav, Gyanu Raj Pandey,
Yogesh Joshi, Sahansila Bhujel, Rojina Adhikari, and Katyayanee Neupane1(2017) Selection and Characterization of Potential Baker’s Yeast from Indigenous Resources of Nepal, Biotechnology Research Internationa,