TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1 Đặc điểm của nấm men
Nấm men Saccharomyces có hình bầu dục hoặc gần tròn, kích thước khoảng 6 - 8 micromet x 5 - 6 micromet Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hoặc hình trứng với 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, có thể quan sát thấy chúng đứng riêng lẻ hoặc kết đôi Hình dạng chủ yếu của chúng là hình cầu.
Nấm men nổi (ale) là loại nấm men mà tế bào mẹ và con sau khi nảy chồi thường kết dính với nhau, tạo thành chuỗi tế bào Hình dạng của chúng 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 tiêu thụ hoàn toàn đường này, trong khi nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường sacaroza Hơn nữa, chúng cũng khác biệt về khả năng hô hấp, trao đổi chất và hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm diễn ra chủ yếu trong lên men, trong khi nấm men nổi mạnh mẽ hơn trong hô hấp, dẫn đến sinh khối nấm men nổi cao hơn Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn và khả năng tạo bào tử chậm hơn so với nấm men nổi.
Nấm men (yeast, levure) là một nhóm vi nấm đơn bào, sinh sản chủ yếu bằng phương pháp nảy chồi (budding) và không thuộc về một taxon phân loại cụ thể nào, mà có thể thuộc ngành Nấm túi (Ascomycota) hoặc Nấm đảm (Basidiomycota) Nảy chồi là hình thức sinh sản vô tính điển hình, trong đó tế bào mẹ mở ra để tạo ra chồi, có thể tách rời ngay từ khi nhỏ hoặc giữ lại liên kết với tế bào mẹ Nấm men cũng có thể sinh sản bằng phương pháp phân cắt (fission), ví dụ như 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), với bào tử bắn được phóng ra từ gai nhọn của tế bào nấm men khi thành thục Ngoài ra, nấm men còn có thể hình thành bào tử đốt (arthroconidia) bằng cách tạo ra các vách ngăn ở đầu các sợi nấm Hình thức sinh sản hữu tính của nấm men diễn ra qua sự hình thành bào tử túi (ascospore) từ các túi (asci), có thể xảy ra sự tiếp hợp giữa các tế bào hoặc sự biến nạp trực tiếp trong một tế bào sinh dưỡng.
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 Một số bào tử túi có hình dạng kéo dài hoặc xoắn, và bề mặt của chúng có thể nhẵn nhụi, xù xì hoặc có gai Bào tử màng dày (hay bào tử áo - chlamydospore) giúp nấm men vượt qua điều kiện khó khăn, không phải là hình thức sinh sản Một số nấm men còn phát triển vỏ nhầy.
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, được cấu tạo chủ yếu từ lipoprotein, nằm sát vách tế bào và đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào.
Tế bào chất chứa mạng lưới nội chất với nhiều enzyme, giúp vận chuyển vật chất cho tế bào và các cấu trúc như bộ máy Golgi, lysosom và không bào, trong đó chứa sản phẩm phân cắt và chất độc hại Năng lượng cho tế bào được cung cấp qua các phản ứng trong ty thể, và tế bào chất còn chứa nhân với thông tin di truyền, đóng vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp và sinh sản Nhân nấm men bao gồm trung thể và centrochrometin ở phần trên, cùng với không bào ở phần đáy chứa 6 cặp nhiễm sắc thể, trong khi xung quanh màng nhân có nhiều ti thể Ngoài ra, tế bào chất còn có hạt glycogen và hạt mỡ để dự trữ chất dinh dưỡng.
Nấm men thường xuất hiện trong môi trường tự nhiên như mô thực vật, trái cây, ngũ cốc, lá, phân và đất Nguồn cung cấp nấm men chất lượng cao nhất bao gồm 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 chịu được nồng độ cồn cao.
Nấm men, đặc biệt là Saccharomyces cerevisiae, có vai trò quan trọng trong quá trình lên men chuyển hóa đường thành ethanol, một thành phần thiết yếu trong sản xuất rượu vang và các sản phẩm lên men khác Nhiều yếu tố như nguồn carbon, nguồn nitơ, pH, nhiệt độ và hàm lượng ethanol ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm men Đặc tính chịu nhiệt và chịu ethanol của nấm men là rất quan trọng để tối ưu hóa quy trình lên men, giúp tăng tốc độ lên men, giảm nguy cơ nhiễm khuẩn, giảm nồng độ oxy và chi phí đầu tư cho thiết bị làm mát Mặc dù hầu hết các chủng S cerevisiae có khả năng chịu pH thấp và nồng độ đường cao, nhưng hiệu suất lên men ở nhiệt độ trên 35°C thường thấp Ngày nay, nấm men ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, góp mặt trong nhiều loại thực phẩm như rượu, bia và bánh mì, đồng thời cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho con người.
2.1.2 Môi trường nuôi cấy chọn lọc nấm 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 vi sinh vật thường chứa chất ức chế vi khuẩn như kháng sinh Oxytetracyclin hoặc Chloramphenicol Chloramphenicol, ban đầu được chiết xuất từ nấm Streptomyces venezuelae, hiện nay được sản xuất bằng 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 các vi khuẩn nhạy cảm.
Kháng sinh chỉ có tác dụng với vi khuẩn, không ảnh hưởng đến nấm Chúng tác động trực tiếp vào ribosome 70S của vi khuẩn, bao gồm tiểu đơn vị nhỏ 30S và tiểu đơn vị lớn 50S, trong khi ribosome 80S của tế bào nhân thực (gồm tiểu đơn vị nhỏ 40S và tiểu đơn vị lớn 60S) không bị ảnh hưởng Mặc dù ty thể có ribosome giống vi khuẩn, nhưng chúng được bảo vệ bởi hai lớp màng nên không bị kháng sinh tác động Cloramphenicol gắn vào tiểu phần 50S của ribosome, ngăn chặn mARN gắn vào và ức chế enzyme transferase, làm cho acid amin không thể gắn vào chuỗi polypeptide.
2.1.3 Ứng dụng của nấm men trong sản xuất bánh mì
Bánh mì đầu tiên được làm từ ngũ cốc và hạt giống tự nhiên, với lúa mì được trồng và thu thập bởi nông dân Lúa mì phát triển chủ yếu ở vùng Lưỡng Hà và Ai Cập, ban đầu chỉ được sử dụng làm thực phẩm hàng ngày Khi ngũ cốc ẩm ướt, chúng sẽ nảy mầm và tạo ra nhiều giống mới Người ta phát hiện rằng khi trộn ngũ cốc với nước, chúng có thể tạo thành khối và được nướng hoặc phơi khô Khoảng 1000 năm trước Công nguyên, quá trình lên men được phát hiện, nhờ vào bào tử nấm men tự nhiên có trong bột bánh mì để lâu Quá trình này làm cho bột nở ra và hình thành bong bóng khí Kỹ thuật làm bánh mì sau đó ngày càng phát triển và nhanh chóng lan rộng đến các nước xung quanh Địa Trung Hải.
Chủng loại nấm men dùng để sản xuất bánh mì thuộc họ Saccharomyces cerevisiae, với nguyên liệu chính là mật rỉ Để bổ sung dinh dưỡng, một số hóa chất khác cũng được cung cấp trong quá trình nuôi cấy Quá trình này diễn ra trong điều kiện hiếu khí, do đó cần thổi khí vào bồn lên men Việc kiểm soát lượng mật rỉ nạp vào bồn là rất quan trọng; nếu nạp quá nhiều, nấm men sẽ không sinh sản và chỉ thực hiện quá trình lên men, dẫn đến tăng nồng độ cồn và giảm năng suất Ngược lại, nếu nạp quá ít, nấm men sẽ thiếu dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển.
2.1.4 Quy trình chung làm bánh mì
1.Cân các nguyên liệu: Khô và ướt Tùy theo từng loại bánh mì khác nhau mà thành phần và tỷ lệ sẽ khác.
2 Trộn: Các loại nguyên liệu với nhau thành 1 khối.
Tổng quan tình hình trong nước và trên thế giới
Nấm men là đối tượng nghiên cứu và sản xuất hàng đầu trên thế giới, cùng với vi khuẩn E coli và bacillus, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm Sinh học phân tử và Kỹ thuật di truyền Trong Công nghệ thực phẩm, nấm men được sử dụng để sản xuất 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 chúng.
Quá trình thu thập và thử nghiệm các chủng nấm men đang diễn ra liên tục trên toàn cầu Năm 2016, Sadat Khattab cùng nhóm nghiên cứu đã phân lập và xác định các đặc điểm sinh lý của các chủng nấm men tự nhiên, có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm quy mô công nghiệp Các mẫu nấm men được phân lập từ các loại rau quả tự nhiên như cam, cà chua, và xoài tại nhiều địa phương ở Ai Cập.
Từ những 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 cộng sự đã thu nhận 26 chủng nấm men từ các loại trái cây và thực vật tự nhiên tại nhiều địa phương ở Nepal, nhằm thử nghiệm khả năng ứng dụng trong sản xuất bánh mì Kết quả nghiên cứu cho thấy 8 trong số các chủng nấm men này có tiềm năng cao.
Saccharomyces cerevisiae mới phân lập cho thấy các đặc điểm sinh hóa và sinh lý phù hợp với mục tiêu chọn lọc, trong đó có ba chủng tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp bánh mì Năm 2019, Madina Kechkar đã thu nhận các chủng nấm Saccharomyces cerevisiae từ các loại mía khác nhau, có khả năng chống chịu nồng độ cồn cao Đồng thời, trường đại học Federal de Minas Gerais (Brasil) cũng công bố nghiên cứu về các đặc điểm kháng nấm của nấm men từ trái cây nhiệt đới.
Nghiên cứu và ứng dụng nấm men trên toàn cầu cho thấy đây là một lĩnh vực tiềm năng chưa được khai thác triệt để, mở ra nhiều cơ hội cho phát triển công nghiệp, đặc biệt ở các nước đang phát triển và với nguồn nguyên liệu từ vùng nhiệt đới Tại Việt Nam, việc khai thác nấm men có thể mang lại lợi ích kinh tế lớn và thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến.
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 tuyển chọn dòng nấm men thuần nhằm nâng cao hiệu suất lên men rượu và chất lượng sản phẩm rượu gạo Nghiên cứu được thực hiện bằng cách 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 với quá trình lên men và sản xuất rượu.
Năm 2016, Trần Văn Chí và cộng sự đã tiến hành thu thập và thử nghiệm các chủng nấm men cùng vi sinh vật từ 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 an toàn và hiệu quả trong sản xuất quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp Năm 2018, Nguyễn Thị Niềm đã phân lập và tuyển chọn thành công 50 chủng nấm men có hoạt tính lên men cao từ quả cà na tại nhiều tỉnh miền Nam Việt Nam, trong đó phát hiện một chủng nấm men mạnh với 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 vượt trội 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 các sản phẩm cụ thể, tiềm năng cho sản xuất công nghiệp Đây là một định hướng đúng đắn và đang được thúc đẩy mạnh mẽ.
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 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 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất nghiên cứu
Trong nghiên cứu và thực hành sinh học, các dụng cụ quan trọng bao gồm: que cấy thẳng, que cấy móc, que cấy khuyên, que cấy tam giác, đầu tip, micro pipet, pipet, ống nghiệm, ống falcon, đĩa petri, bình tam giác, cốc đong, ống đong, ống cuvette, buồng đếm tế bào Neubauer, lamelle, khăn vải, giấy lau, túi bóng, nịt, dao gọt hoa quả, giấy nhớ và bút dạ Những dụng cụ này đóng vai trò thiết yếu trong việc thực hiện các thí nghiệm và phân tích trong phòng thí nghiệm.
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 thiết yếu trong việc thực hiện các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong quá trình phân tích.
- 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.
3.1.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu
Địa điểm thực hành bao gồm: 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.
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
Trong nghiên cứu này, 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 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
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 cho thí nghiệm Mỗi mẫu trái cây cần sử dụng sẽ được cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa 10ml môi trường yeast extract peptone dextrose (YEPD) không có agar đã được khử trùng Sau đó, 5g mẫu trái cây sẽ được thêm vào ống nghiệm để nuôi cấy, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của nấm men 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 lờn 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, ta thu được mật độ vi sinh vật đa dạng, trong đó nồng độ thấp cho phép hình thành các khuẩn lạc độc lập Để thu nhận các chủng vi sinh vật tinh sạch, cần thực hiện cấy ria bằng cách đốt nóng đỏ đầu que cấy, sau đó để nguội và hơ nóng đĩa petri Tiến hành chấm nhẹ que cấy vào khuẩn lạc độc lập và thực hiện cấy ria theo ba đường khác nhau, nhớ đốt đỏ que cấy sau mỗi lần 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 để đếm 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 tế bào nấm men dưới kính hiển vi, thực hiện ít nhất 4 lần đếm ở các ô lớn Nếu nồng độ tế bào vượt quá 200 tế bào trong một ô lớn, cần tiến hành pha loãng mẫu Lưu ý không để nấm men lắng xuống trong quá trình lấy mẫu Tùy vào số lượng tế bào, có thể đếm tất cả hoặc chỉ một số tế bào trong các ô vuông lớn đại diện Phương pháp đếm theo hình zigzag từ trái qua phải và từ trên xuống dưới, bao gồm tất cả tế bào nấm men trong 16 ô, nhưng chỉ đếm tế bào ở cạnh trên và cạnh trái của 16 ô cho những tế bào nằm bên ngoài, với điều kiện tế bào phải nằm trong ít nhất 1/2 ô.
Bảo quản và giữ giống
Từ các mẫu cấy ria, chọn những mấu có sinh trưởng tốt nhất để chuyển vào ống nghiệm thạch nghiêng chứa môi trường YEPD có nút bông Sau đó, nuôi cấy các mẫu này trong tủ ấm khoảng 24 giờ để tăng sinh Cuối cùng, lưu trữ ở điều kiện 4 độ 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 Tiến hành chuyển 1 ml dung dịch nuôi cấy chủng nấm men phân lập được pha loãng với 1 ml dung dịch YEPD vào cuvette Ghi lại độ hấp thụ của huyền phù tế bào và lặp lại quá trình này trong khoảng thời gian từ 1 đến 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 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 theo chu kỳ 1 tiếng một lần, giúp đánh giá nồng độ nấm men trong dung dịch Sau 24 giờ nuôi cấy trong môi trường lỏng, nấm men chuyển vào pha tăng trưởng logarit Tiến hành thu nhận 300 ml môi trường nuôi, ly tâm để loại bỏ dịch kháng sinh, sau đó bổ sung nước cất và tiến hành thử nghiệm làm bột nhào Kích thước của bột nhào sẽ được đánh giá sau 2 giờ ủ.
3.3.3 Nội dung 2: Thử nghiệm khả năng sản xuất bánh mì, sử dụng chủng nấm men thu nhận được
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.
KẾT QUẢ 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
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 thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật Sau đó, tiến hành pha loãng, cấy trang và cấy ria trên môi trường có kháng sinh để phân lập nấm men, thu được 05 chủng vi sinh vật, trong đó một chủng có tốc độ tăng sinh nhanh nhất, tạo khuẩn lạc quan sát được sau 12 giờ nuôi cấy với hình dạng cầu, màu trắng sữa hoặc trắng trong Dưới kính hiển vi, các tế bào của chủng này có dạng hình trứng hoặc bầu dục và có khả năng nảy chồi, phù hợp với nhóm nấm men Saccharomyces cerevisiae Chủng này được lựa chọn để giải trình tự, xác định loài, lưu giữ và sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo 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 hưởng của thời gian nuối lắc tới sự phát triển của nấm 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 từ 1 đến 8 giờ nuôi cấy, giá trị OD thấp, trong khi 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 với sức sống cao và khả năng phân chia tốt, thích hợp cho việc làm giống thứ cấp hoặc nuôi cấy tăng sinh thu sinh khối Mặc dù các đánh giá sinh trưởng sẽ tiếp tục sau 27 giờ, chúng tôi đã tiến hành thu nhận 300 ml môi trường nuôi lắc để xác định mối quan hệ giữa thời gian nuôi lắc và lượng sinh khối Kết quả cho thấy sau 2 giờ ủ bột, 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 những 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 Thử nghiệm khả năng làm tăng thể tích bột của chủng nấm men thu nhận từ nguồn trái cây
Chủng nấm men được phân lập từ các bước trước đã được nuôi cấy trong 500 ml môi trường YEPD và thử nghiệm trong việc làm bột nhào bánh mì, nhằm 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 được minh họa trong Hình 2.
Trong thử nghiệm khả năng sinh khí CO2 làm nở bột nhào bánh mì, sau 1 - 2 tiếng ủ, thể tích bột tăng không đáng kể và khối bột vẫn mềm Tuy nhiên, sau 3 tiếng ủ, thể tích bột nhào tăng rõ rệt, và ở các thời gian 4, 5, 6 tiếng, khối bột mềm và tăng gấp đôi so với ban đầu Kết quả này cho thấy ở giai đoạn đầu, hàm lượng tế bào nấm men thấp, dẫn đến lượng khí CO2 sinh ra chưa đủ để làm thay đổi thể tích bột Khi kéo dài thời gian ủ, sự gia tăng tế bào nấm men giúp tăng thể tích khối bột Để đánh giá tiềm 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 khối bột của cả hai chủng tương đương.
TM: Chứa chủng nấm men thương mại; TH01: Chứa chủng nấm men mới phân lập;
Hình 4.4: Đánh giá khả năng sinh khí CO 2 làm nở bột nhào bánh mì của chủng đã phân lập từ các bước trước
4.2.2 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% 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 nướng bánh tới chất lượng bánh mì
Trong quá trình sản xuất thử nghiệm bánh mì, tỉ lệ hỏng bánh cao và điều kiện cơ sở vật chất ảnh hưởng quyết định đến kết quả thử nghiệm Để đánh giá tác động của quá trình nướng đến 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 ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Lò nướng công nghiệp trong 20 phút mang lại bánh mì với màu vàng sáng, vỏ mỏng giòn và mùi thơm béo Trong khi đó, lò nướng mini cũng cho bánh mì có màu sắc và hương vị tương tự, nhưng vỏ bánh dễ bị cứng khi nhiệt độ giảm Nguyên nhân có thể do quá trình mất nước nhanh ở nhiệt độ cao và khoảng cách quá gần với nguồn nhiệt của lò nướng mini.
Hình 4.6: Bánh mì sản xuất bởi chủng đã phân lập từ các bước trước, trong lò nướng công nghiệp
Kết quả cho thấy rằng mỗi loại thiết bị cần điều chỉnh quy trình chế biến phù hợp Các thử nghiệm tối ưu hóa quy trình sẽ tiếp tục được thực hiện trong tương lai.