Nghiên cứu nấm men đen Moniliella và ứng dụng trong sản xuất Erythritol

Nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của nấm men Moniliella trong tổng hợp đường erythritol, mở ra tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp.

• Đề tài: Nghiên Cứu Nấm Men Đen Moniliella Và Ứng Dụng Trong Sản Xuất Erythritol

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nấm men đen Moniliella
• 1.1.1. Giới thiệu chung về nấm men đen Moniliella
• 1.1.2. Lịch sử tìm kiếm và phân loại
• 1.1.3. Đặc điểm hình thái và sinh sản của Moniliella
• 1.1.4. Ưu điểm và ứng dụng của nấm men đen Moniliella trong sản xuất Erythritol
• 1.1.5. Sự ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng và những yếu tố khác của môi trường đến quá trình phát triển của nấm men đen Moniliella
• 1.1.5.1. Nguồn dinh dưỡng cacbon
• 1.1.5.2. Nguồn dinh dưỡng nitơ
• 1.1.5.3. Nguồn khoáng chất
• 1.1.5.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 1.1.5.5. Ảnh hưởng của pH
• 1.1.5.6. Thời gian lên men
• 1.1.5.7. Cường độ không khí và sự lắc trộn
• 1.2. Đường chức năng Erythritol
• 1.2.1. Giới thiệu chung
• 1.2.2. Cấu tạo và tính chất
• 1.2.3. Quá trình nấm men Moniliella biến đổi đường Glucose thành Erythritol
• 1.2.4. Sự khác biệt giữa quá trình tích lũy đường Erythritol của vi khuẩn và nấm men
• 1.2.5. Con đường Pentose phosphate của các chủng nấm men chịu áp suất thẩm thấu cao
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.1. Các môi trường giữ giống, nuôi cấy
• 2.1.2. Các hóa chất cần thiết
• 2.1.3. Các thiết bị trong quá trình tiến hành thí nghiệm
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp giữ giống
• 2.2.2. Phương pháp xác định khả năng lên men các loại đường
• 2.2.3. Phương pháp kiểm tra ảnh hưởng của pH
• 2.2.4. Phương pháp kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng lên men
• 2.2.5. Phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính và bột trợ lọc
• 2.2.6. Xác định khả năng sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật bằng phương pháp đo độ hấp thụ quang (OD)
• 2.2.7. Xác định đường bằng phương pháp Graxianop (Kali ferixianua)
• 2.2.8. Phương pháp sắc kí lớp mỏng TLC
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Một số đặc tính hình thái của các chủng nấm men Moniliella từ bộ sưu tập giống của Viện Công nghiệp thực phẩm
• 3.2. Nghiên cứu lựa chọn môi trường lên men phù hợp với sự phát triển của nấm men đen Moniliella
• 3.3. Đánh giá khả năng tích lũy đường Erythritol của các chủng nấm men Moniliella từ bộ sưu tập giống Viện Đại học Mở Hà Nội
• 3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng
• 3.4.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon
• 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ đường Glucose
• 3.4.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ giống
• 3.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ yeast extract
• 3.4.5. Ảnh hưởng của muối vô cơ
• 3.4.6. Ảnh hưởng của các loại vitamin
• 3.5. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường khác
• 3.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng thu dịch lên men
• 3.5.2. Ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men
• 3.5.3. Ảnh hưởng của thời gian lên men
• 3.5.4. Ảnh hưởng của điều kiện lắc
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khám Phá Nấm Men Đen Moniliella và Tiềm Năng Sản Xuất Erythritol

Trong bối cảnh khoa học công nghệ phát triển, mối quan tâm về thực phẩm và sức khỏe ngày càng tăng cao. Người tiêu dùng hiện đại có xu hướng tìm kiếm các sản phẩm thực phẩm chức năng, ít năng lượng để phòng ngừa các bệnh như béo phì, tiểu đường. Erythritol, một loại đường chức năng, nổi lên như một giải pháp ưu việt nhờ vị ngọt tự nhiên, không cung cấp năng lượng và an toàn cho sức khỏe. Quá trình sản xuất Erythritol bằng phương pháp sinh học đang nhận được sự chú ý đặc biệt, trong đó nấm men đen Moniliella được xác định là đối tượng vi sinh vật đầy tiềm năng. Loại nấm men này sở hữu nhiều đặc tính vượt trội, phù hợp cho quy trình sản xuất công nghiệp, hứa hẹn mang lại hiệu suất chuyển hóa cao và sản phẩm chất lượng. Việc nghiên cứu sâu về đặc điểm sinh trưởng và tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy nấm men đen Moniliella là nhiệm vụ cốt lõi để khai thác tối đa khả năng sinh tổng hợp Erythritol, đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của thị trường thực phẩm sức khỏe.

1.1. Moniliella là gì Lịch sử và đặc điểm phân loại chi nấm men

Nấm men đen Moniliella là một chi nấm men đặc biệt, được biết đến từ cuối thế kỷ XIX. Đặc trưng của nhóm này là thành tế bào chứa sắc tố melanin, tạo nên màu sẫm đặc trưng, và sinh sản chủ yếu bằng phương thức nảy chồi. Việc nhận dạng và phân loại chi Moniliella tương đối phức tạp do sự đa dạng về hình thái và kích thước giữa các loài. Chi này được mô tả lần đầu vào năm 1966 và đến nay đã bao gồm nhiều loài khác nhau, trong đó Moniliella pollinis và Moniliella tomentosa là những loài nổi bật được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Tại Việt Nam, các nghiên cứu tại Viện Công nghiệp thực phẩm đã phân lập và xây dựng bộ sưu tập các chủng nấm men đen Moniliella từ các nguồn tự nhiên như hoa, ong, thực phẩm, mở ra hướng nghiên cứu và ứng dụng tại địa phương.

1.2. Đặc tính ưu việt của Moniliella trong công nghệ lên men chìm

Từ góc độ công nghệ sinh học, nấm men đen Moniliella sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội cho sản xuất quy mô lớn. Đầu tiên, chúng có khả năng sinh trưởng nhanh trong cả điều kiện hiếu khí và vi hiếu khí. Đặc biệt, Moniliella có thể phát triển mạnh mẽ trong môi trường có áp suất thẩm thấu cao, tương đương nồng độ glucose lên tới 60%. Đặc tính này không chỉ giúp tăng nồng độ cơ chất và sản phẩm trong dịch lên men mà còn góp phần giảm thiểu nguy cơ tạp nhiễm vi sinh vật. Tế bào Moniliella có kích thước tương đối lớn, tạo thuận lợi cho các công đoạn thu hồi sản phẩm như lọc và ly tâm. Hơn nữa, khả năng phát triển ở dạng đơn bào trong môi trường lỏng giúp chúng hoàn toàn phù hợp với công nghệ lên men chìm phổ biến hiện nay.

1.3. Tổng quan về Erythritol đường chức năng thấp năng lượng

Erythritol là một loại rượu đường (polyol) bốn cacbon, được chấp thuận làm phụ gia thực phẩm tại nhiều quốc gia. Về mặt hóa học, nó có công thức C4H10O4, dạng tinh thể màu trắng, không hút ẩm và có vị ngọt thanh mát, đạt khoảng 60-70% độ ngọt của đường sucrose. Điểm ưu việt nhất của Erythritol là cung cấp năng lượng cực thấp (chỉ 0,2 cal/g) và có chỉ số đường huyết (GI) bằng 0, không làm tăng lượng đường trong máu. Do đó, sản phẩm này được xem là an toàn và phù hợp cho bệnh nhân tiểu đường, người ăn kiêng và người muốn phòng ngừa sâu răng. Erythritol được cơ thể hấp thụ dễ dàng nhưng không chuyển hóa, sau đó được bài tiết nhanh chóng qua đường nước tiểu, không gây tác dụng phụ lên hệ tiêu hóa.

II. Thách Thức Tối Ưu Điều Kiện Lên Men Erythritol Từ Moniliella

Để đạt được hiệu suất sản xuất Erythritol cao nhất từ nấm men đen Moniliella, việc tối ưu hóa các điều kiện lên men là một thách thức quan trọng. Hiệu quả của quá trình sinh tổng hợp không chỉ phụ thuộc vào đặc tính di truyền của chủng vi sinh vật mà còn chịu ảnh hưởng sâu sắc từ các yếu tố môi trường và dinh dưỡng. Một môi trường lên men lý tưởng phải cung cấp đủ nguồn cacbon, nitơ, khoáng chất và các yếu tố sinh trưởng cần thiết với tỷ lệ cân bằng. Bất kỳ sự thiếu hụt hay dư thừa nào cũng có thể ức chế sự phát triển của nấm men hoặc làm giảm hiệu suất chuyển hóa đường thành Erythritol. Bên cạnh đó, các yếu tố vật lý như nhiệt độ, pH, và mức độ sục khí cũng đóng vai trò quyết định. Việc kiểm soát chặt chẽ các thông số này là bắt buộc để duy trì hoạt động trao đổi chất của nấm men Moniliella ở trạng thái tối ưu, từ đó tối đa hóa sản lượng và giảm chi phí sản xuất.

2.1. Sự ảnh hưởng của nguồn dinh dưỡng cacbon và nitơ đến sinh khối

Nguồn cacbon là yếu tố chủ chốt, cung cấp năng lượng và nguyên liệu cho quá trình trao đổi chất của nấm men. Hầu hết các chủng Moniliella có khả năng đồng hóa tốt các loại đường đơn như glucose, fructose. Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng mỗi loại đường là khác nhau. Nguồn nitơ cũng quan trọng không kém, cần thiết cho việc tổng hợp protein và enzyme. Nấm men có thể sử dụng cả nitơ vô cơ (amoni) và hữu cơ (axit amin, yeast extract, urê). Việc lựa chọn nguồn cacbon và nitơ phù hợp, cùng với việc xác định nồng độ tối ưu, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh trưởng và hiệu suất chuyển hóa đường thành Erythritol. Một môi trường dinh dưỡng không cân bằng có thể dẫn đến sinh khối thấp hoặc quá trình lên men kéo dài, không hiệu quả.

2.2. Tác động của áp suất thẩm thấu từ nồng độ đường cao

Một trong những đặc điểm nổi bật của nấm men đen Moniliella là khả năng chịu được áp suất thẩm thấu cao. Điều này cho phép sử dụng nồng độ đường cơ chất rất cao (lên tới 40-60%) trong môi trường lên men, giúp tăng sản lượng Erythritol trên một đơn vị thể tích. Tuy nhiên, nồng độ đường quá cao có thể gây ra hiện tượng co nguyên sinh, làm mất cân bằng trạng thái sinh lý và ức chế sự phát triển của tế bào. Ngược lại, nồng độ đường quá thấp sẽ làm giảm hiệu suất tổng thể của quá trình. Do đó, việc xác định một khoảng nồng độ đường tối ưu, vừa đủ để kích thích sản sinh Erythritol vừa không gây stress thẩm thấu quá mức cho nấm men, là một bài toán cần giải quyết trong quá trình nghiên cứu và triển khai sản xuất.

III. Cơ Chế Sinh Tổng Hợp Erythritol Con Đường Pentose Phosphate

Quá trình biến đổi glucose thành Erythritol trong tế bào nấm men đen Moniliella là một chuỗi các phản ứng sinh hóa phức tạp. Cơ chế chính được xác định là thông qua con đường Pentose Phosphate (PPP), một con đường chuyển hóa glucose song song với con đường đường phân (Glycolysis). Không giống như vi khuẩn, nấm men có thể trực tiếp sử dụng glucose-6-phosphate để đi vào chu trình này. Con đường PPP đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các tiền chất cần thiết như erythrose-4-phosphate và cung cấp năng lượng khử dưới dạng NADPH. Năng lượng này là yếu tố then chốt cho các enzyme xúc tác quá trình khử, biến đổi các chất trung gian thành Erythritol. Sự ưu tiên dòng chảy cacbon qua con đường Pentose Phosphate thường được kích hoạt khi tế bào nấm men chịu stress, đặc biệt là áp suất thẩm thấu cao, giải thích tại sao nồng độ đường cao lại thúc đẩy quá trình sản sinh polyol này.

3.1. Phân biệt quá trình tích lũy Erythritol ở nấm men và vi khuẩn

Cơ chế sinh tổng hợp Erythritol ở nấm men và vi khuẩn có những điểm khác biệt cơ bản. Ở vi khuẩn, quá trình bắt đầu bằng việc oxy hóa glucose-6-phosphate thành fructose-6-phosphate. Chất này sau đó được phân cắt bởi enzyme phosphoketolase để tạo ra erythrose-4-phosphate. Ngược lại, ở nấm men đen Moniliella, glucose-6-phosphate đi trực tiếp vào con đường Pentose Phosphate để tạo thành erythrose-4-phosphate mà không cần qua bước trung gian fructose-6-phosphate. Sự khác biệt này trong con đường sinh hóa ảnh hưởng đến hiệu suất và các sản phẩm phụ tạo thành. Hiểu rõ cơ chế này giúp các nhà khoa học có thể can thiệp bằng kỹ thuật di truyền để cải tiến chủng, hướng dòng chảy cacbon tập trung vào việc tạo ra Erythritol.

3.2. Vai trò của enzyme reductase trong chuyển hóa Erythrose

Bước cuối cùng và mang tính quyết định trong quá trình sinh tổng hợp Erythritol là phản ứng khử. Sau khi erythrose-4-phosphate được tạo ra từ con đường Pentose Phosphate, nó sẽ được chuyển hóa thành erythrose. Tiếp theo, enzyme erythrose reductase sẽ xúc tác phản ứng khử erythrose thành Erythritol. Phản ứng này yêu cầu một đồng yếu tố cung cấp năng lượng khử, chính là NADPH được tạo ra trong các bước đầu của con đường PPP. Hoạt động và hiệu quả của enzyme erythrose reductase là một yếu tố giới hạn tốc độ của toàn bộ quá trình. Do đó, các nghiên cứu cải tiến chủng thường tập trung vào việc tăng cường biểu hiện của gen mã hóa cho enzyme này để nâng cao sản lượng cuối cùng.

IV. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Môi Trường Nuôi Cấy Nấm Men Moniliella

Để khai thác hiệu quả khả năng sản xuất Erythritol của nấm men đen Moniliella, việc nghiên cứu và tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy là bước đi không thể thiếu. Quá trình này bao gồm việc khảo sát một loạt các yếu tố, từ thành phần dinh dưỡng của môi trường đến các thông số vật lý của quá trình lên men. Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng một cách có hệ thống, bắt đầu từ việc lựa chọn môi trường cơ bản, sau đó tinh chỉnh từng yếu tố để tìm ra điều kiện tối ưu. Các thông số như nguồn cacbon, nồng độ đường, nguồn nitơ, tỷ lệ giống cấy, và sự bổ sung các muối khoáng, vitamin đều được khảo sát chi tiết. Song song đó, các yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ, pH ban đầu, thời gian lên men và điều kiện lắc trộn cũng được kiểm tra để xác định ngưỡng hoạt động hiệu quả nhất của chủng nấm men Moniliella. Kết quả của quá trình tối ưu hóa này là cơ sở để xây dựng một quy trình sản xuất ổn định, hiệu quả và có khả năng nhân rộng lên quy mô công nghiệp.

4.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ tăng trưởng nấm men

Nhiệt độ là một yếu tố môi trường có tác động mạnh mẽ đến hoạt động của enzyme và tốc độ các phản ứng sinh hóa trong tế bào. Mỗi chủng vi sinh vật có một khoảng nhiệt độ sinh trưởng tối ưu. Theo kết quả nghiên cứu, các chủng nấm men đen Moniliella TBY 2038.1 và TBY 3425 đều cho thấy sự phát triển tốt nhất ở ngưỡng nhiệt độ từ 28-30°C. Cụ thể, tại 30°C, hiệu suất sinh trưởng có thể cao gấp 3 đến 4,45 lần so với ở 25°C. Khi nhiệt độ vượt ra ngoài khoảng tối ưu này (cao hơn 40°C hoặc thấp hơn 28°C), tốc độ sinh trưởng của nấm men giảm đáng kể, dẫn đến sinh khối thấp và hiệu suất lên men giảm. Do đó, việc duy trì nhiệt độ ổn định trong khoảng 28-30°C là điều kiện tiên quyết để đảm bảo quá trình sản xuất Erythritol diễn ra hiệu quả.

4.2. Xác định khoảng pH tối ưu cho quá trình lên men hiệu quả

Độ pH của môi trường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng và hoạt tính của hệ thống enzyme trong tế bào nấm men Moniliella. Nghiên cứu khảo sát trên các khoảng pH khác nhau từ 3 đến 8 cho thấy, các chủng nấm men được lựa chọn phát triển rất kém ở môi trường có tính axit mạnh (pH 3). Khi pH tăng dần, khả năng sinh trưởng của nấm men cũng cải thiện và đạt mức cao nhất trong khoảng pH từ 5,0 đến 6,0. Khi môi trường trở nên trung tính hoặc kiềm, quá trình phát triển lại có xu hướng chậm lại. Kết quả này chỉ ra rằng, việc điều chỉnh và duy trì pH môi trường ban đầu trong khoảng 5,0-6,0 là điều kiện thuận lợi nhất, giúp tối ưu hóa sự phát triển của nấm men đen và quá trình sinh tổng hợp Erythritol.

4.3. Đánh giá tác động của nồng độ glucose và nguồn cacbon

Nghiên cứu cho thấy nấm men đen Moniliella phát triển mạnh nhất trên môi trường sử dụng glucose làm nguồn cacbon chính, so với các loại đường khác như fructose, maltose hay galactose. Về nồng độ, các chủng này có khả năng phát triển tốt trong một khoảng nồng độ glucose rất rộng, từ 10% đến 60%. Tuy nhiên, sự phát triển mạnh nhất được ghi nhận ở nồng độ glucose 40%. Mặc dù nồng độ cao giúp tăng sản lượng, nó cũng dẫn đến một lượng đường dư thừa đáng kể sau quá trình lên men. Đây là một thách thức cần được giải quyết trong sản xuất công nghiệp, có thể thông qua các phương pháp lên men tiếp liệu hoặc bán liên tục để tối ưu hóa việc sử dụng cơ chất và nâng cao hiệu suất chuyển hóa.

V. Kết Quả Nghiên Cứu Ứng Dụng Moniliella Sản Xuất Erythritol

Dựa trên các phương pháp nghiên cứu và tối ưu hóa, đề tài đã thu được những kết quả cụ thể và có giá trị khoa học. Từ bộ sưu tập 17 chủng nấm men đen Moniliella, hai chủng Moniliella byzovii TBY 2038.1 và Moniliella megachileiensis TBY 3425 đã được xác định là có tiềm năng cao nhất trong việc sinh tổng hợp Erythritol. Các thí nghiệm đã chứng minh rằng môi trường GYU 20 (chứa 20% glucose, 1% yeast extract, 0.1% urê) là môi trường phù hợp cho sự phát triển của các chủng này. Quá trình lên men được thực hiện trong điều kiện tối ưu: nhiệt độ 30°C, pH ban đầu khoảng 6.0, và thời gian lên men từ 3-5 ngày. Sự hiện diện của Erythritol trong dịch lên men được khẳng định chắc chắn thông qua phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC), cho thấy vệt sản phẩm tương ứng với mẫu chuẩn. Những kết quả này là nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu sâu hơn và phát triển quy trình sản xuất ở quy mô lớn.

5.1. Lựa chọn chủng Moniliella tiềm năng từ bộ sưu tập giống

Quá trình sàng lọc ban đầu được thực hiện trên 6 chủng nấm men Moniliella tiêu biểu. Kết quả đo độ hấp thụ quang (OD) cho thấy cả 6 chủng đều phát triển tốt trên môi trường GYU 20, trong đó hai chủng TBY 2038.1 và TBY 3425 cho mật độ tế bào cao vượt trội. Tiếp theo, phân tích khả năng tích lũy Erythritol bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) đã khẳng định hai chủng này không chỉ có sinh khối cao mà còn cho vệt Erythritol rõ rệt và đậm hơn so với các chủng còn lại. Dựa trên cả hai tiêu chí về khả năng sinh trưởng và khả năng sinh tổng hợp sản phẩm, Moniliella byzovii TBY 2038.1 và Moniliella megachileiensis TBY 3425 đã được lựa chọn làm đối tượng cho các nghiên cứu tối ưu hóa tiếp theo.

5.2. Phân tích sản phẩm bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC

Phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC) là một công cụ hiệu quả để xác định sự hiện diện của Erythritol trong dịch lên men một cách định tính. Trong thí nghiệm, dịch lên men sau khi xử lý được chấm lên bản mỏng cùng với các mẫu chuẩn (glucose, glycerol, Erythritol). Sau khi chạy sắc ký và hiện màu, kết quả cho thấy ở các mẫu của chủng TBY 2038.1 và TBY 3425 xuất hiện một vệt có vị trí và màu sắc tương đồng hoàn toàn với vệt của mẫu chuẩn Erythritol. Điều này cung cấp bằng chứng trực quan và đáng tin cậy, xác nhận rằng các chủng nấm men đen Moniliella được nghiên cứu có khả năng chuyển hóa glucose để tạo ra sản phẩm mục tiêu là Erythritol.

VI. Tương Lai Của Nấm Men Đen Moniliella Trong Công Nghiệp Thực Phẩm

Nấm men đen Moniliella đang chứng tỏ là một "nhà máy tế bào" hiệu quả cho ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất các chất ngọt thế hệ mới. Với khả năng sản xuất Erythritol một cách tự nhiên, an toàn và hiệu quả, Moniliella mở ra một hướng đi bền vững để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm lành mạnh, ít calo. Tương lai của công nghệ này phụ thuộc vào việc tiếp tục cải tiến và tối ưu hóa quy trình. Các nghiên cứu cần tập trung vào việc cải thiện chủng giống bằng các phương pháp di truyền hiện đại để nâng cao hiệu suất chuyển hóa, giảm thời gian lên men và tăng khả năng chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt trong sản xuất công nghiệp. Bên cạnh đó, việc tối ưu hóa quy trình thu hồi và tinh sạch sản phẩm cũng là một yếu tố quan trọng để giảm giá thành, giúp Erythritol sản xuất từ nấm men Moniliella có thể cạnh tranh và trở nên phổ biến hơn trên thị trường toàn cầu.

6.1. Triển vọng thương mại hóa quy trình sản xuất Erythritol

Tiềm năng thương mại hóa quy trình sản xuất Erythritol từ nấm men đen Moniliella là rất lớn. Nhiều công ty hóa chất và thực phẩm lớn trên thế giới như Jungbunzlauer (Áo) và Nikken Chemicals (Nhật Bản) đã đăng ký các bằng sáng chế liên quan đến việc sử dụng Moniliella pollinis và Moniliella tomentosa trong sản xuất công nghiệp. Điều này cho thấy tính khả thi và lợi ích kinh tế của công nghệ. Tại Việt Nam, việc làm chủ công nghệ, từ khâu lựa chọn chủng giống địa phương đến tối ưu hóa quy trình lên men, sẽ giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu, tạo ra sản phẩm đường chức năng "Made in Vietnam" với giá thành cạnh tranh, phục vụ thị trường nội địa và hướng tới xuất khẩu.

6.2. Hướng nghiên cứu cải tiến chủng và tối ưu hóa quy mô lớn

Để đưa quy trình từ phòng thí nghiệm ra sản xuất công nghiệp, các hướng nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào hai mảng chính. Thứ nhất là cải tiến chủng: sử dụng các kỹ thuật gây đột biến hoặc kỹ thuật di truyền để tạo ra các chủng Moniliella có khả năng chuyển hóa glucose thành Erythritol với hiệu suất cao hơn, đồng thời giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn. Thứ hai là tối ưu hóa quy mô lớn: nghiên cứu các hệ thống lên men công nghiệp (bioreactor), tối ưu hóa các thông số như tốc độ khuấy, lưu lượng sục khí, và phát triển các phương pháp lên men tiên tiến như fed-batch (tiếp liệu) để khắc phục vấn đề đường dư thừa và duy trì năng suất cao trong thời gian dài.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm và bảo vệ sức khỏe, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm thấp năng lượng, không gây tăng đường huyết và hỗ trợ phòng chống các bệnh lý như béo phì, tiểu đường, sâu răng ngày càng gia tăng. Erythritol là một rượu đường 4 carbon (polyol) có vị ngọt thanh tự nhiên tương đương 60–70% đường sucrose, cung cấp mức năng lượng rất thấp (khoảng 0,2 cal/g so với 2,0 cal/g của các polyol khác), có chỉ số đường huyết bằng 0 ($GI=0$) và sở hữu khả năng chống oxy hóa tế bào.

Erythritol có thể được tổng hợp bằng phương pháp lên men vi sinh vật. Trong số các vi sinh vật có khả năng tích lũy erythritol, nấm men đen thuộc chi Moniliella được đánh giá là đối tượng nghiên cứu triển vọng nhờ các đặc tính công nghệ:

1. Sinh trưởng nhanh ở trạng thái đơn bào trong pha lỏng dưới điều kiện hiếu khí và vi hiếu khí, tương thích với công nghệ lên men chìm.
2. Kích thước tế bào tương đối lớn (3–5 $\times$ 5–10 $\mu m$), tạo thuận lợi cho các công đoạn phân tách, lọc và ly tâm thu hồi sản phẩm.
3. Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao, sinh trưởng tốt ở nồng độ glucose lên đến 60%, giúp hạn chế nguy cơ nhiễm tạp trong quá trình lên men công nghiệp.

Khóa luận tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm men Moniliella có khả năng sinh tổng hợp đường Erythritol" do sinh viên Bùi Thị Thương (Khoa Công nghệ Sinh học, Viện Đại học Mở Hà Nội) thực hiện tại Trung tâm Hóa sinh công nghiệp và Môi trường thuộc Viện Công nghiệp Thực phẩm (hoàn thành tháng 05/2015). Nghiên cứu tập trung vào 3 nhiệm vụ chính:

1. Khảo sát đặc điểm hình thái và đánh giá khả năng sinh trưởng, tích lũy erythritol của các chủng nấm men đen Moniliella từ nguồn lưu trữ giống.
2. Tuyển chọn các chủng nấm men có hoạt lực sinh tổng hợp erythritol cao nhất.
3. Tối ưu hóa các yếu tố dinh dưỡng (nguồn carbon, nồng độ glucose, tỷ lệ giống, nồng độ yeast extract, muối khoáng, vitamin) và các yếu tố công nghệ môi trường (nhiệt độ, pH, thời gian lên men, điều kiện lắc).

Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trên 17 chủng nấm men đen Moniliella được phân lập từ các nguồn tự nhiên và thực phẩm lên men (hoa, dầu ăn, nem chua, tương...) tại nhiều địa phương như Hà Nội, Ninh Bình, Lạng Sơn, Quảng Nam, Bình Thuận, Nghệ An.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ chế sinh tổng hợp

Khóa luận hệ thống hóa cơ sở phân loại học của chi Moniliella (bao gồm 12 loài đã được công bố: M. acetoabutans, M. byzovii, M. carnis, M. dehoogii, M. fonsecae, M. megachiliensis, M. mellis, M. nigrescens, M. oedocephalis, M. pollinis, M. spathulata, M. suaveolens).

Về mặt hóa sinh, nấm men Moniliella biến đổi glucose thành erythritol thông qua con đường Pentose Phosphate (sự oxy hóa apotomic cắt ngắn 1 nguyên tử carbon của mạch glucose-6-phosphate để tạo thành erythrose-4-phosphate). Dưới tác dụng của enzyme erythrose-4-phosphate kinase và erythrose reductase (ER), phân tử erythritol được hình thành và giải phóng ra dịch ngoại bào, đồng thời tạo ra năng lượng dưới dạng $NADP^+$ và $NADPH$.

Glucose → Glucose-6-phosphate → Con đường Pentose Phosphate → Erythrose-4-phosphate

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu triển khai đồng bộ các phương pháp vi sinh vật học, hóa lý và hóa sinh phân tích:

• Phương pháp giữ giống: Lưu trữ ngắn hạn trên môi trường thạch nghiêng Malt 21°BX (cấy chuyển định kỳ 12–24 ngày); lưu trữ dài hạn trong dung dịch glycerin 50% ở nhiệt độ -20°C.
• Môi trường nuôi cấy và lên men:
  • Môi trường GYU 20: Glucose 200 g/l, Yeast extract 10 g/l, Urê 1 g/l.
  • Môi trường Yeast Malt Broth bổ sung 20% Glucose (YM + 20% Glucose): Peptic digest 5 g/l, Yeast extract 3 g/l, Malt extract 3 g/l, Dextrose 10 g/l + Glucose 200 g/l.
• Đo mật độ sinh trưởng: Đo độ hấp thụ quang học (OD) tại bước sóng $\lambda = 610\text{ nm}$ bằng máy đo quang phổ Model 80-2088. Mật độ tế bào được tính toán kết hợp hệ số pha loãng: $\text{Mật độ tế bào} = (n + 1) \times OD_{610}$.
• Định tính erythritol bằng sắc ký lớp mỏng (TLC): Pha động gồm hệ dung môi Ethyl acetate : 2-butanol : Nước theo tỷ lệ thể tích $6 : 3 : 1$. Thuốc thử hiện màu gồm hỗn hợp $NaIO_4\ 1%$ và $KMnO_4\ 1%$ (tỷ lệ $1 : 1$), đối chứng với các mẫu chuẩn Erythritol 1%, Glycerol 1% và Glucose 1%.
• Định lượng đường sót bằng phương pháp Graxianop: Dựa trên phản ứng khử của đường với kali ferixianua $K_3[Fe(CN)_6]$ trong môi trường kiềm $KOH$, sử dụng chỉ thị xanh methylen: $$4K_3[Fe(CN)_6] + 4KOH + CH_2OH(CHOH)_4CHO \rightarrow 4K_4[Fe(CN)_6] + COOH(CHOH)_4COOH + 2H_2O$$ Hàm lượng đường được tính theo công thức: $X = \frac{a}{V_b} \times n \times 1000\text{ (g/l)}$.
• Xử lý dịch lên men: Sử dụng than hoạt tính (3%) và bột trợ lọc Diatomite (2%) gia nhiệt ở 80°C trong 10 phút để khử màu và loại bỏ protein tạp trước khi phân tích.

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu và Tổng quan tài liệu

Chương này tổng quan về nhu cầu thực phẩm chức năng, tính chất lý hóa của erythritol ($C_4H_{10}O_4$, nhiệt độ sôi 121°C, độ ngọt 60–70% sucrose, bền nhiệt và pH) và tiềm năng của nấm men đen Moniliella. Tác giả phân tích lịch sử phân loại chi Moniliella, các bằng sáng chế quốc tế về lên men erythritol (như sáng chế của Jungbunzlauer Austria AG, Nikken Chemicals Co.), cấu trúc vách tế bào chứa melanin, cơ chế sinh sản nảy chồi đa cực/hai cực/đơn cực, cùng các yếu tố môi trường tác động đến sự phát triển của vi sinh vật.

Đối tượng, vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết danh mục 17 chủng nấm men đen Moniliella thuộc bộ sưu tập giống của Viện Công nghiệp Thực phẩm, bao gồm:

• M. acetoabutans (TBY 76, TBY 2)
• M. byzovii (TBY 2041.1, TBY 2038.1, TBY 1932)
• M. megachileiensis (TBY 3425, TBY 3469, TBY 2127.3, TBY 2125.1, TBY 2044.1, TBY 325)
• M. nigrescens (TBY 2092.1)
• M. spathulata (TBY 1320.1)
• M. suaveolens (TBY 615)
• M. dehoogii (TBY 348, KFP 211)
• M. carnis (KFP 246)

Chương này cũng mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị hóa chất, thiết bị tiệt trùng, phương pháp nuôi cấy mẻ kín, kỹ thuật pha chế bản mỏng silica gel và quy trình chuẩn độ ferixianua.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương thực nghiệm tập trung vào các kết quả khảo sát và tối ưu hóa điều kiện lên men:

• Đặc điểm hình thái: Trên môi trường thạch (Glucose 20%, cao nấm men 1%, urê 0,1%, agar 2%), khuẩn lạc chuyển màu từ trắng sang xanh xám, oliu và nâu đen theo thời gian. Soi kính hiển vi ở độ phóng đại $40\times$ cho thấy tế bào có hình cầu, hình elip và chủ yếu là hình que, kích thước 3–5 $\times$ 5–10 $\mu m$.
• So sánh môi trường lên men: Khảo sát 6 chủng nấm men trên 2 môi trường GYU 20 và YM + 20% Glucose (ở 30°C, lắc 150 vòng/phút trong 5 ngày). Kết quả cho thấy môi trường GYU 20 vượt trội hơn nhờ hàm lượng yeast extract cao ($10\text{ g/l}$ so với $3\text{ g/l}$) kết hợp nguồn nitơ từ urê.
• Tuyển chọn chủng tiềm năng: Kết hợp kết quả đo $OD_{610}$ và phân tích sắc ký bản mỏng TLC đối với 17 chủng, tác giả đã chọn ra 2 chủng có khả năng sinh trưởng và tích lũy erythritol cao nhất:
  • Moniliella byzovii TBY 2038.1
  • Moniliella megachileiensis TBY 3425

STT	Tên chủng nghiên cứu	Nguồn gốc phân lập	Đặc điểm hình thái	Đánh giá tích lũy Erythritol qua TLC
1	Moniliella byzovii TBY 2038.1	Hoa muống biển (Mũi Kê Gà, Phan Thiết)	Khuẩn lạc tròn, chuyển nâu đen, tế bào que/elip	Vệt sản phẩm đậm, mật độ sinh khối cao nhất
2	Moniliella megachileiensis TBY 3425	Hoa trúc đào vàng (Bãi Lữ, Nghệ An)	Khuẩn lạc tròn, xám đen, tế bào que	Vệt sản phẩm rõ nét, sinh trưởng tốt

• Ảnh hưởng của nguồn carbon: Khảo sát 4 nguồn đường (Glucose, Fructose, Maltose, Galactose) ở nồng độ 200 g/l. Đường Glucose cho giá trị mật độ quang cao nhất ở cả 2 chủng ($OD_{610}$ của TBY 2038.1 đạt 4,83; TBY 3425 đạt 4,16). Kém nhất là Galactose.
• Ảnh hưởng của nồng độ Glucose: Khảo sát từ 10% đến 70% Glucose. Nấm men sinh trưởng tối ưu trong khoảng 10–40% Glucose (đạt đỉnh tại 40%). Cả 2 chủng vẫn duy trì khả năng phát triển ở nồng độ đường 60%, nhưng bị ức chế rõ rệt ở 70% do áp suất thẩm thấu quá cao. Lượng đường sót sau 5 ngày lên men ở nồng độ 40% là 22,5% (TBY 2038.1) và 25,0% (TBY 3425).
• Ảnh hưởng của tỷ lệ giống tiếp: Khảo sát các mức 0,5%, 1%, 2%... cho thấy tỷ lệ tiếp giống 1% cho mật độ tế bào đạt tối ưu, cân bằng giữa nguồn cơ chất và sinh khối.
• Ảnh hưởng của nồng độ Yeast extract: Mức bổ sung 1% (10 g/l) đem lại mật độ tế bào cao nhất ($OD_{610}$ của TBY 2038.1 đạt 4,57; pH môi trường giảm 1,1 đơn vị do quá trình trao đổi chất).
• Ảnh hưởng của muối vô cơ và vitamin: Bổ sung các muối ($MgSO_4$, $KH_2PO_4$, $CaCl_2\cdot 2H_2O$, $ZnSO_4$) không tạo ra sự chênh lệch lớn về sinh khối so với môi trường cơ bản GYU 20. Bổ sung vitamin ($B_1$, $B_2$, Biotin) kích thích mạnh sự phát triển của chủng TBY 3425, nhưng chủng TBY 2038.1 lại thích nghi kém khi bổ sung thêm vitamin ngoài.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH:
  • Nhiệt độ tối ưu: 28–30°C. Ở 30°C, mật độ tế bào của TBY 2038.1 đạt cao gấp 4,45 lần so với ở 25°C.
  • pH ban đầu tối ưu: 5,0–6,0 (gần với pH tự nhiên của môi trường GYU 20). Ở pH 3, nấm men sinh trưởng rất kém.
  • Điều kiện nuôi cấy: Lắc 150 vòng/phút, thời gian lên men thích hợp từ 3–5 ngày.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Nghiên cứu đã xác lập các thông số môi trường và điều kiện công nghệ thích hợp cho sự sinh trưởng và sinh tổng hợp erythritol của 2 chủng nấm men đen tiềm năng:

Thông số khảo sát	Điều kiện tối ưu xác định	Ghi chú thực nghiệm
Môi trường cơ bản	GYU 20	Tốt hơn rõ rệt so với YM + 20% Glucose
Nguồn carbon	Glucose ($C_6H_{12}O_6$)	Cho mật độ quang $OD_{610}$ cao nhất (4,16 – 4,83)
Nồng độ Glucose	10% – 40% (tối ưu tại 40%)	Chịu được áp suất thẩm thấu lên đến 60%
Nồng độ Yeast extract	1% (10 g/l)	Cung cấp đủ protein và amino acid
Tỷ lệ giống cấy	1% thể tích	Đảm bảo cân bằng dinh dưỡng và thời gian pha lag
Nhiệt độ lên men	28°C – 30°C (tối ưu tại 30°C)	Sinh khối giảm mạnh ở nhiệt độ < 28°C hoặc > 35°C
pH ban đầu	5,0 – 6,0	Phù hợp pH tự nhiên, giảm công đoạn hiệu chỉnh
Chế độ nuôi cấy	Lắc 150 vòng/phút, thời gian 3–5 ngày	Duy trì nồng độ oxy hòa tan cho hô hấp hiếu khí

Đóng góp của đề tài

1. Sàng lọc nguồn giống bản địa: Khảo sát toàn diện 17 chủng nấm men đen Moniliella phân lập từ nhiều vùng sinh thái tại Việt Nam, chứng minh khả năng sinh tổng hợp polyol/erythritol và khả năng chịu nồng độ đường cao (60%).
2. Tuyển chọn chủng ưu việt: Xác định được 2 chủng Moniliella byzovii TBY 2038.1 và Moniliella megachileiensis TBY 3425 có hoạt lực chuyển hóa vượt trội.
3. Đề xuất công nghệ: Nhận diện hiện tượng nồng độ đường sót cao (22,5–25%) khi lên men mẻ ở nồng độ cơ chất 40%, từ đó đề xuất định hướng áp dụng phương thức lên men tiếp giống và tiếp liệu liên tục (fed-batch) cho sản xuất công nghiệp.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:

  • Nghiên cứu dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm trong bình tam giác (lên men bình lắc), chưa tiến hành trên hệ thống bioreactor có kiểm soát tự động oxy hòa tan ($DO$) và cấp liệu.
  • Lượng đường glucose sót lại sau quá trình lên men mẻ ở nồng độ 40% còn cao (22,5–25%), gây lãng phí cơ chất nếu ứng dụng ở quy mô lớn.
  • Chưa tiến hành quy trình kết tinh, tinh sạch sâu để thu hồi tinh thể erythritol thương phẩm và tính toán hiệu suất thu hồi thực tế ($g\text{ erythritol}/g\text{ glucose}$).

• Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Nghiên cứu quy trình lên men bán liên tục hoặc lên men tiếp liệu liên tục (fed-batch culture) nhằm kiểm soát nồng độ cơ chất, tăng cường hiệu suất chuyển hóa và giải quyết triệt để lượng đường sót.
  • Tối ưu hóa công nghệ thu hồi, tinh chế và kết tinh erythritol từ dịch lên men bằng than hoạt tính, trao đổi ion và kết tinh lạnh.
  • Nghiên cứu các biện pháp gây đột biến hoặc tối ưu hóa di truyền nhằm tạo ra các chủng Moniliella đột biến có năng suất sinh tổng hợp erythritol cao hơn.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu này cung cấp giá trị tham khảo cho:

• Sinh viên, học viên ngành Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm: Tham khảo quy trình thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa môi trường vi sinh vật đa yếu tố (One-factor-at-a-time).
• Nghiên cứu viên về vi sinh vật công nghiệp: Cung cấp dữ liệu về đặc tính hình thái, sinh lý và khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao của các loài Moniliella bản địa tại Việt Nam.
• Cán bộ kỹ thuật phòng thí nghiệm hóa sinh: Tham khảo chi tiết các quy trình phân tích kết hợp giữa đo quang phổ mật độ tế bào ($OD_{610}$), sắc ký lớp mỏng định tính polyol (hệ dung môi Ethyl acetate : 2-butanol : Nước) và phương pháp chuẩn độ hóa học Graxianop xác định đường khử.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hai chủng nấm men nào được tuyển chọn là tốt nhất và nguồn gốc phân lập của chúng từ đâu?

Hai chủng có khả năng sinh trưởng và sinh tổng hợp erythritol cao nhất là:

• Moniliella byzovii TBY 2038.1: Phân lập từ mẫu hoa muống biển tại Mũi Kê Gà, Phan Thiết (thu thập tháng 08/2012).
• Moniliella megachileiensis TBY 3425: Phân lập từ mẫu hoa trúc đào vàng tại Bãi Lữ, Nghệ An (thu thập tháng 07/2013).

2. Vì sao môi trường GYU 20 lại cho hiệu quả sinh trưởng tốt hơn môi trường Yeast Malt (YM) bổ sung 20% glucose?

Môi trường GYU 20 chứa hàm lượng yeast extract cao ($10\text{ g/l}$ so với chỉ $3\text{ g/l}$ ở môi trường YM), cung cấp phong phú các acid amin, protein (50–75%) và chất kích thích sinh trưởng. Đồng thời, GYU 20 được bổ sung thêm urê ($1\text{ g/l}$), cung cấp nguồn nitơ vô cơ dễ hấp thụ giúp đẩy nhanh quá trình tổng hợp protein và enzyme chuyển hóa đường.

3. Nấm men Moniliella có thể chịu được nồng độ đường glucose tối đa là bao nhiêu?

Nấm men đen Moniliella có khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao và sinh trưởng tốt ở nồng độ glucose lên đến 60%. Khoảng nồng độ tối ưu cho sinh khối là 10–40% (đạt cực đại ở 40%). Tuy nhiên, khi nồng độ glucose tăng lên mức 70%, sự sinh trưởng của nấm men bị ức chế mạnh do áp suất thẩm thấu quá lớn tác động lên màng tế bào.

4. Tác giả đã sử dụng những phương pháp nào để phân tích định tính và định lượng sản phẩm lên men?

• Định tính erythritol: Sử dụng sắc ký lớp mỏng (TLC) với hệ dung môi chạy gồm Ethyl acetate : 2-butanol : Nước ($6 : 3 : 1$), hiện màu bằng dung dịch $NaIO_4\ 1% : KMnO_4\ 1%$ ($1 : 1$), đối chứng với mẫu Erythritol chuẩn 1%.
• Định lượng đường sót: Áp dụng phương pháp Graxianop, chuẩn độ đường khử bằng dung dịch kali ferixianua $K_3[Fe(CN)_6]\ 1%$ trong môi trường kiềm $KOH$, sử dụng chất chỉ thị màu xanh methylen.

5. Việc bổ sung khoáng vô cơ và vitamin có thực sự cần thiết cho quá trình nuôi cấy nấm men Moniliella không?

• Muối khoáng: Việc bổ sung các muối ($MgSO_4$, $KH_2PO_4$, $CaCl_2$, $ZnSO_4$) không làm tăng đáng kể mật độ sinh khối so với môi trường GYU 20 nguyên bản, do đó việc bổ sung thêm khoáng là không cần thiết.
• Vitamin: Các vitamin ($B_1$, $B_2$, Biotin) kích thích sinh trưởng mạnh đối với chủng M. megachileiensis TBY 3425, nhưng lại không có tác dụng tích cực trên chủng M. byzovii TBY 2038.1.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Bùi Thị Thương đã nghiên cứu thực nghiệm có hệ thống về đặc tính sinh học và điều kiện lên men của các chủng nấm men đen Moniliella lưu trữ tại Viện Công nghiệp Thực phẩm. Đề tài đã lựa chọn thành công 2 chủng tiềm năng (M. byzovii TBY 2038.1 và M. megachileiensis TBY 3425) có khả năng sinh tổng hợp erythritol và chịu được nồng độ đường cao tới 60%. Các điều kiện nuôi cấy tối ưu đã được xác lập (môi trường GYU 20, glucose 40%, yeast extract 1%, tỷ lệ giống 1%, nhiệt độ 30°C, pH 5,0–6,0, lắc 150 vòng/phút trong 3–5 ngày). Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ cho các nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất đường chức năng erythritol ở quy mô lớn hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề hàng đầu là hàm lượng dinh dư&ng cao, khả năng cung cấp nhiều năng lượng thì bây giờ yêu cầu với thực phàm đã có nhiều thay đối. đó là sự thay đối đa dạng về nhóm đối tượng cũng như đa dạng về nhu cầu chức năng với các nhóm thực phẩm. Đã có nhiều người chuyền hướng tìm cho mình các loại thực phàm không có hoặc có ít dinh dường, các loại thực phẩm thấp năng lượng. Một số khác lại có nhu cầu sứ dụng thực phám đế phòng và chữa bệnh.

Thực phấm chức năng được ra đời từ đó. Thực phẩm chức năng được định nghĩa là một loại thực phẩm có chứa các hoạt tính sinh học có khả năng phòng chống bệnh tật, tăng cường sức khỏe dựa trên cơ sở cua quá trình dinh dưỡng. Đường chức năng là một bộ phận quan trọng trong nhóm thực phẩm chức nàng, dược tập trung nghiên cứu nhiều trọng những năm gần dây do có nhiêu đặc tính có lợi cho sức khóe như: chống béo phì, tiếu đường, sâu răng, kích thích tiêu hóa. Trong dó Erythritol dược các nhà nghiên cứu chú ý hơn cà vì có thế được săn xuất bằng phương pháp lên men từ vi sinh vật, sản phấm có nhiều đặc tính ưu việt, có hương vị thơm ngon cùa đường kính saccarose, thanh mát, lại có nhiều hoạt tính sinh học có lợi cho sức khóe và đặc biệt là thấp năng lượng hơn các loại đường khác [10], Đường Erythritol có thê được tích lũy bới nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau như là thực vật, vi khuấn, nam men.

Với những đặc tính phù hợp như khá năng sinh sản nhanh trong diều kiện hiếu khí, vi hiếu khí, phát triền dạng đơn bào trong môi trường lòng, kích thước khá lớn, thuận lợi cho công nghệ thu hồi sán phẩm.nấm men đen Moniliella là đối tượng đang rất được chú ý khai thác trong quá trình sản xuất đường Erythritol. Trong đó lên men là yếu tố quyết định đến hiệu suất cùa cà quá trình và tối ưu hóa các kiện len men làm tăng khả năng sinh trưởng của nam men là nhiệm vụ quan trọng hàng đau. Xuất phát từ thực tể trên, đề tài tốt SV; Bùi Thị Thương 1 K18-LỚP Ỉ1.CNSH nghiệp với tên gọi "Nghiên cún điền kiện sinh trưởng và phát triển của các chủng nấm men Moniliella có khá năng sinh tống hợp đường Erythritol ” đã ra đời. Thư viện Viện Đại học Mờ Hà Nội SV; Bùi Thị Thưong K18-LỚP Ỉ1.

Nấm men đen Moniliella. Giói thiệu chung về nấm men đen Moniliella. Con người biết đến nấm men đen vào khoáng cuối the ki XIX. Là một nhóm phân loại không đồng nhất, thành tế bào có melanine và sinh sản bàng phương thức nảy chồi.

Tuy nhiên, nấm men đen là một loại nấm rất khó đề nhận dạng. Vì vậy những hiểu biết về chúng còn chưa hoàn chình. Nấm men đen Moniliella là một chi rát đặc biệt về mặt phân loại và tiến hóa trong giới nấm và có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế. Moniliella là nhóm đối tượng được đặc biệt quan tâm vì hiệu suất chuyến hóa đường đế tạo Erythritol tương đối cao, đây là nhóm vi sinh vật có nhiều đặc điềm có lợi khi sứ dụng trong quy mô công nghiệp.

Nồi bật trong chi Moniỉiella là loài Moniliella pollinis, đã được sừ dụng ở rất nhiều nước trên the giới như Mỹ, Đức, Nga đế sàn xuất Erythritol trên quy mô công nghiệp. Chi Moniliella lần đầu tiên được miêu tã năm 1996 với 2 loài là M. Lịch su tìm kiếm và phân loại. Đ;1| học Mơ Hà Nộị Chi Moniliella lan đầu tiên được miêu tả năm 1966 với hai loài là M.

Tiếp theo hai loài M.mellis, được miêu tả bởi von Arx(1972) và Rao & de Hoog(1975). Sau đó tố hợp mới Moniliella pollinis được đề nghị cho M.