Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp đại học chuyên ngành Công nghệ Sinh học (Khoa Công nghệ Sinh học – Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên) của tác giả Phạm Thị Hương (2015), do ThS. Bùi Tuấn Hà hướng dẫn, nghiên cứu về đề tài: "Phân lập và đánh giá khả năng lên men bánh mì của nấm men từ bánh men rượu truyền thống".
Bối cảnh thực tiễn được tác giả xác định xuất phát từ vai trò của bánh mì trong đời sống hiện đại. Ban đầu là nguồn lương thực chính tại các quốc gia châu Âu sản xuất từ lúa mì, bánh mì sau khi du nhập vào Việt Nam đã trở thành một loại thức ăn nhanh tiện lợi, đa dạng về chủng loại và mùi vị. Trong quy trình công nghệ sản xuất bánh mì, nấm men đóng vai trò trung tâm trong việc chuyển hóa cơ chất bột đường, giải phóng khí $CO_2$ làm nở khối bột nhào, tạo độ xốp và hình thành hương vị đặc trưng cho sản phẩm thành phẩm (Francisca và cs, 1999). Chủng vi sinh vật được ứng dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae (Lê Xuân Phương, 2001). Tại Việt Nam, các cơ sở sản xuất bánh mì chủ yếu sử dụng các dòng men khô nhập khẩu. Trong khi đó, bánh men rượu truyền thống của các địa phương chứa hệ vi sinh vật tự nhiên rất phong phú gồm nấm mốc, vi khuẩn và nấm men (Nguyễn Văn Hiệu, 1992), mang đặc tính sinh học thích nghi cao với điều kiện khí hậu bản địa. Việc khai thác, phân lập các chủng nấm men thuần khiết từ nguồn bánh men rượu truyền thống để tuyển chọn dòng có hoạt lực lên men tốt ứng dụng vào sản xuất bánh mì là vấn đề có ý nghĩa khoa học và giá trị ứng dụng thực tế.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 3 nội dung:
- Phân lập và đánh giá đặc điểm hình thái nấm men từ các loại bánh men rượu truyền thống thu thập trên thị trường.
- Nghiên cứu điều kiện tăng sinh của các chủng nấm men phân lập được trên môi trường dinh dưỡng Hansen.
- Đánh giá khả năng lên men của chủng nấm men phân lập trong quy trình công nghệ sản xuất bánh mì.
Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu đặt ra:
- Xác định quy trình và phương pháp phân lập nấm men từ các loại bánh men rượu khác nhau trên thị trường.
- Nắm vững kỹ thuật pha chế môi trường Hansen và xác định các thông số tăng trưởng của nấm men.
- Kiểm tra, đánh giá định lượng và định tính khả năng lên men của các chủng nấm men trên cơ chất bột mì.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: 6 mẫu bánh men rượu truyền thống thu thập từ các hộ gia đình và cơ sở bán lẻ thuộc 4 tỉnh miền Bắc, bao gồm 2 mẫu men lá (huyện Ba Bể và huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn), 1 mẫu men thuốc Bắc (tỉnh Bắc Ninh) và 3 mẫu men thường (chợ Đồng Quang - Thái Nguyên và tỉnh Thanh Hóa).
- Chủng đối chứng: Men bánh mì thương mại Mauripan do Công ty AB Mauri Việt Nam sản xuất.
- Nguyên liệu phối trộn: Bột mì Hoa Ngọc Lan của Công ty TNHH sản xuất bột mì VIMAFLOUR.
- Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Công nghệ vi sinh, Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
- Thời gian tiến hành: Từ ngày 18/12/2014 đến ngày 25/5/2015.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng
Khóa luận dựa trên cơ sở lý thuyết vi sinh vật học về nấm men thuộc chi Saccharomyces, loài Saccharomyces cerevisiae, lớp Ascomycetes. Quá trình lên men bánh mì xảy ra trong điều kiện kỵ khí, nấm men dị hóa glucose thành ethanol và khí carbon dioxide theo phương trình sinh hóa:
$$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{nấm men}} 2C_2H_5OH + 2CO_2 + Q$$
Khí $CO_2$ sinh ra được giữ lại trong mạng lưới gluten đàn hồi của khối bột nhào, làm tăng thể tích khối bột và tạo cấu trúc xốp rỗng sau khi nướng. Về mặt phân loại học, tác giả áp dụng khóa phân loại nấm men của Kurtzman và Fell (1998) dựa trên các chỉ tiêu: kiểu sinh sản sinh dưỡng (nảy chồi nhiều hướng), sinh sản hữu tính (hình thành bào tử túi), khả năng đồng hóa urea và lên men các loại đường đơn, đường đôi.
Tiêu chuẩn nguyên liệu bột mì được đối chiếu theo Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT (chỉ tiêu cảm quan, lý - hóa với độ ẩm không quá $14%$, độ chua không quá $4^\circ\text{N}$, hàm lượng gluten khô không thấp hơn $7 - 8%$) và Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT của Bộ Y tế về giới hạn vi sinh vật trong lương thực, thực phẩm.
| Chỉ tiêu vi sinh vật trong bột mì |
Giới hạn tối đa (CFU/g) |
| Tổng số vi khuẩn hiếu khí |
$10^6$ |
| Coliforms |
$10^3$ |
| Escherichia coli |
$10^2$ |
| Nấm mốc |
$10^2$ |
Về thành phần hóa học của bột mì, khóa luận tổng hợp số liệu kỹ thuật theo phân hạng bột:
| Loại bột mì |
Độ ẩm (%) |
Protein (%) |
Gluxit (%) |
Lipid (%) |
Cellulose (%) |
Độ tro (%) |
Nhiệt lượng (cal) |
| Thượng hạng |
14,0 |
10,8 |
73,6 |
0,9 |
0,2 |
0,5 |
354,4 |
| Loại I |
14,0 |
11,0 |
72,9 |
1,1 |
0,3 |
0,7 |
354,3 |
| Loại II |
14,0 |
11,5 |
71,3 |
1,4 |
0,8 |
1,0 |
352,5 |
| Loại thô |
14,0 |
11,8 |
69,6 |
1,5 |
1,6 |
1,5 |
347,7 |
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Khóa luận triển khai các nhóm phương pháp thực nghiệm vi sinh và công nghệ thực phẩm:
- Phương pháp phân lập và thuần khiết giống: Mẫu bánh men được nghiền mịn trong cối sứ, hòa tan 1g mẫu trong 9ml nước cất vô trùng, cấy ria trên môi trường thạch đĩa Hansen có bổ sung kháng sinh Streptomycin ($0,015\text{ g/l}$) nhằm ức chế vi khuẩn tạp nhiễm, ủ ở $30^\circ\text{C}$ trong 24 - 48 giờ. Các khuẩn lạc đặc trưng (kích thước lớn, màu trắng đục hoặc trắng sữa, bề mặt khô hoặc bóng nhẵn) được cấy chuyển sang môi trường mới để làm sạch và tách dòng thuần.
- Phương pháp quan sát hình thái: Quan sát đại thể khuẩn lạc sau 24 - 48 giờ nuôi cấy; cố định tế bào và nhuộm đơn bằng dung dịch xanh methylen, quan sát vi thể dưới kính hiển vi quang học ở vật kính dầu $\times 100$ để ghi nhận kích thước, hình dạng tế bào và hiện tượng nảy chồi.
- Phương pháp kiểm tra đặc tính sinh hóa:
- Định tính khả năng lên men các nguồn đường (Glucose, Fructose, Maltose, Saccharose, Lactose): Sử dụng ống Durham đặt ngược trong môi trường chứa dịch chiết cao nấm men $0,5%$ và đường thử nghiệm $1%$, cấy $0,1\text{ ml}$ dịch huyền phù tế bào nấm men mật độ $10^7\text{ tế bào/ml}$, ủ ở $30^\circ\text{C}$ trong 24 giờ; phản ứng dương tính xác định khi có bọt khí tích tụ trong ống Durham.
- Kiểm tra hoạt tính enzyme urease: Cấy nấm men trên môi trường thạch nghiêng Christensen có bổ sung phenol red $0,2%$ và urea $2%$, nuôi ở $26^\circ\text{C}$ trong 7 ngày; môi trường chuyển sang màu đỏ sẫm nếu nấm men có enzyme urease phân giải urea.
- Đo hoạt lực sinh khí $CO_2$ trên đường Glucose $1%$ và Maltose $1%$: Xác định chiều cao cột khí tích tụ trong ống Durham ($40 \times 6\text{ mm}$) tại các thời điểm 6, 8, 10, 12 và 14 giờ ủ ở $30^\circ\text{C}$.
- Phương pháp theo dõi động học sinh trưởng: Nuôi cấy nấm men trong môi trường Hansen lỏng trên máy lắc $200\text{ vòng/phút}$ ở 5 dải nhiệt độ ($26^\circ\text{C}, 28^\circ\text{C}, 30^\circ\text{C}, 32^\circ\text{C}, 34^\circ\text{C}$), đo mật độ quang học (OD - Optical Density) ở bước sóng $600\text{ nm}$ định kỳ 8 giờ một lần trong 72 giờ.
- Phương pháp thử nghiệm sản xuất bánh mì và đánh giá chất lượng:
- Thu sinh khối nấm men tươi: Ly tâm dịch nuôi cấy tăng sinh (sau 24 giờ ở $30^\circ\text{C}$) ở tốc độ $3000\text{ vòng/phút}$ trong 10 phút tại $25^\circ\text{C}$, rửa sinh khối bằng dung dịch $NaCl\ 0,9%$.
- Phối trộn bột nhào: Công thức chuẩn tính trên 50g bột mì ($100%$) gồm $1%$ muối ($0,5\text{ g}$), $2%$ men tươi ($1,0\text{ g}$), $3%$ đường ($1,5\text{ g}$), $3%$ dầu ăn ($1,5\text{ g}$) và $60%$ nước ($30\text{ ml}$).
- Chế độ ủ và nướng: Ủ bột lần 1 ở $30^\circ\text{C}$ trong 2 giờ $\rightarrow$ nhào tạo hình $\rightarrow$ lên men kết thúc ở $30^\circ\text{C}$ trong 2 giờ $\rightarrow$ rạch mặt bánh, phun ẩm bề mặt $\rightarrow$ nướng ở $220^\circ\text{C}$ trong 15 - 20 phút.
- Xác định thể tích riêng của bánh: Đo thể tích ổ bánh dựa trên nguyên lý choán chỗ hạt mè khô theo Mallock và cộng sự (1930): Thể tích $V = V_1 - V_2$ ($cm^3$), thể tích riêng $= V / m$ ($cm^3/g$).
- Đánh giá cảm quan và độ ổn định khối lượng: Đánh giá theo thang điểm 4 chỉ tiêu (Màu sắc 1-5 điểm, Cấu trúc 2-5 điểm, Mùi 1-5 điểm, Vị 2-5 điểm) và cân khối lượng bánh sau khi nướng 1 giờ, 24 giờ, 48 giờ và 72 giờ bảo quản.
Thành phần môi trường nuôi cấy
| Tên môi trường |
Thành phần hóa chất (tính cho 1 lít nước cất) |
Mục đích sử dụng |
| Hansen thạch (pH = 6) |
Glucose 50g, Pepton 10g, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 3g, $KH_2PO_4$ 3g, Agar 20g, Streptomycin 0,015g |
Phân lập và giữ giống nấm men |
| Hansen lỏng (pH = 6) |
Glucose 50g, Pepton 10g, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 3g, $KH_2PO_4$ 3g |
Nuôi tăng sinh thu sinh khối và khảo sát sinh trưởng |
| Christensen |
Pepton 1g, NaCl 5g, $KH_2PO_4$ 2g, Glucose 5g, Agar 20g, Phenol red 0,2% (6ml), Urea 2% (100ml) |
Kiểm tra hoạt tính enzyme urease |
| Thử lên men đường |
Cao nấm men 5g, Nguồn đường thử nghiệm (Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Saccharose) 10g |
Định tính khả năng đồng hóa và lên men đường |
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1. Mở đầu
Phần mở đầu nêu rõ tính cấp thiết của việc tìm kiếm nguồn nấm men bản địa phục vụ công nghệ chế biến thực phẩm. Tác giả khẳng định bánh men rượu truyền thống của Việt Nam là nguồn dự trữ di truyền vi sinh vật phong phú chưa được khai thác triệt để trong sản xuất bánh mì thương phẩm. Khóa luận xác lập 3 mục tiêu trọng tâm, 3 yêu cầu kỹ thuật và phân tích ý nghĩa của đề tài đối với công tác đào tạo kỹ năng thực nghiệm sinh học cũng như khả năng chuyển giao thực tiễn sản xuất.
Phần 2. Tổng quan tài liệu
Phần tổng quan cung cấp hệ thống lý luận học thuật toàn diện về:
- Lịch sử phát triển và phân loại bánh mì (bánh mì không nở, bánh mì nở bằng phương pháp hóa học, bánh mì nở bằng phương pháp vi sinh vật; bánh mì trắng và bánh mì đen).
- Phân tích vai trò công nghệ của từng hợp phần nguyên liệu: gluten trong bột mì tạo khung nhớt đàn hồi khi nhào trộn 15 - 20 phút (hàm lượng protein $12%$ là tối ưu cho giữ khí); muối ($1 - 2,5%$) làm chặt mạng protein; đường tạo cơ chất lên men ban đầu và tham gia phản ứng Maillard tạo màu vỏ bánh; phụ gia bảo quản Kali sorbate (tối đa cho phép $2000\text{ mg/kg}$).
- Động học các quá trình hóa lý, sinh hóa và vi sinh khi nướng bánh: hoạt động của hệ enzyme $\beta$-amylase (hoạt động tối thích ở $60 - 62^\circ\text{C}$, mất hoạt tính ở $82 - 84^\circ\text{C}$) và $\alpha$-amylase (tối thích $71 - 75^\circ\text{C}$, mất hoạt tính ở $97 - 98^\circ\text{C}$); sự hồ hóa cục bộ của tinh bột ở $40 - 97^\circ\text{C}$ và sự đông tụ biến tính protein ở $50 - 70^\circ\text{C}$ giúp cố định khung ruột bánh.
- Hệ vi sinh vật trong bánh men rượu truyền thống: nấm mốc (Aspergillus oryzae, Rhizopus, Mucor rouxii, Penicillium, Amylomyces rouxii), nấm men (Saccharomyces cerevisiae, men dại Pichia, Candida), giả nấm men (Endomycopsis fibuliger) và vi khuẩn lactic, acetic.
- Đặc tính sinh học của nấm men: cấu trúc thành tế bào glucan-mannan dày 25nm, màng tế bào chất dày 0,1nm, số lượng ty thể từ 1 đến 50 hạt (kích thước $0,2 - 7,5\ \mu\text{m}$), nhân tế bào đường kính $2\ \mu\text{m}$; cơ chế chuyển hóa carbohydrate theo con đường đường phân (EMP) và chu trình Krebs; hình thức sinh sản vô tính nảy chồi và hữu tính hình thành túi 4 bào tử đơn bội.
- Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước (Phan Thị Cẩm Quyên, 2012; Đỗ Thị Yến Phương, 2012) và quốc tế (A. Maruf và cs, 2011 tại Malaysia; B. Boboye và cs, 2009 tại Nigeria) về phân lập nấm men từ cơm rượu, cơm mẻ và trái cây phục vụ làm nở bột bánh mì.
Phần 3. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày chi tiết danh mục trang thiết bị (máy đo pH, máy đo quang phổ, box cấy vô trùng, máy ly tâm, tủ ấm, máy lắc, tủ sấy, lò nướng), nguồn gốc 6 mẫu bánh men, quy trình pha chế các loại môi trường Hansen, Christensen, quy trình vô trùng và các công thức tính toán toán học cho thực nghiệm vi sinh, thử nghiệm làm bánh mì và kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Phần 4. Kết quả và thảo luận
Từ 6 mẫu bánh men rượu truyền thống, tác giả đã phân lập và làm sạch thuần khiết được 12 chủng nấm men. Kết quả quan sát đại thể và vi thể được tác giả tổng hợp chi tiết:
| Chủng phân lập |
Nguồn gốc mẫu men |
Đặc điểm hình thái khuẩn lạc (môi trường Hansen thạch) |
Hình dạng tế bào (vật kính $\times 100$) |
| BB1 |
Men lá Ba Bể (Bắc Kạn) |
Méo, màu trắng đục, viền răng cưa, bề mặt nhẵn, khô |
Tế bào hình elip dài |
| BB2 |
Men lá Ba Bể (Bắc Kạn) |
Tròn, màu trắng sữa, bề mặt nhẵn, trơn bóng, rìa nguyên, nhìn nghiêng hơi lồi |
Tế bào hình elip |
| BT1 |
Men lá Bạch Thông (Bắc Kạn) |
Tròn, màu kem đục, rìa nguyên, bề mặt nhẵn, có tấm |
Tế bào hình oval bé |
| BT2 |
Men lá Bạch Thông (Bắc Kạn) |
Tròn, màu trắng đục, bề mặt nhẵn, khô |
Tế bào hình oval lớn |
| BBM1 |
Men lá Ba Bể mẫu 2 (Bắc Kạn) |
Tròn, màu trắng sữa, bề mặt bóng nhẵn, rìa nguyên |
Tế bào hình cầu bé |
| BBM2 |
Men lá Ba Bể mẫu 2 (Bắc Kạn) |
Méo hình bầu dục, bề mặt nhẵn bóng, màu trắng sữa |
Tế bào hình cầu lớn |
| ĐQTN1 |
Men thường Đồng Quang (Thái Nguyên) |
Tròn, màu trắng sữa, rìa nguyên, bề mặt khô |
Tế bào lớn hình quả chanh Châu Âu |
| ĐQTN2 |
Men thường Đồng Quang (Thái Nguyên) |
Tròn, màu trắng sữa, rìa nguyên, bề mặt nhẵn bóng |
Tế bào hình cầu lớn |
| BN1 |
Men thuốc Bắc (Bắc Ninh) |
Tròn, màu trắng sữa, kích thước lớn, bề mặt nhẵn, rìa nguyên |
Tế bào hình cầu bé |
| BN2 |
Men thuốc Bắc (Bắc Ninh) |
Méo, rìa nguyên, màu trắng đục, bóng nhẵn bề mặt |
Tế bào hình oval |
| TH1 |
Men thường (Thanh Hóa) |
Tròn, màu trắng sữa, rìa nguyên, bề mặt trơn, ướt |
Tế bào hình oval lớn |
| TH2 |
Men thường (Thanh Hóa) |
Tròn, màu trắng đục, rìa nguyên, bề mặt khô |
Tế bào hình cầu lớn |
Nội dung thảo luận của chương tập trung vào:
- Sự phân bố và mật độ tế bào nảy chồi của 12 dòng phân lập.
- Kết quả thử nghiệm sinh hóa: Cả 12 chủng đều có phản ứng urease âm tính (không làm đổi màu chỉ thị trên môi trường Christensen), có khả năng lên men tốt glucose, fructose, maltose, saccharose nhưng không đồng hóa lactose, phù hợp với các đặc tính sinh lý của chi Saccharomyces.
- Hoạt lực sinh khí $CO_2$: Động học giải phóng khí trong ống Durham ở cơ chất glucose và maltose theo các mốc thời gian 6h, 8h, 10h, 12h và 14h cho phép sàng lọc được các chủng có tốc độ sinh khí nhanh tương đương hoặc tiệm cận với chủng men đối chứng thương mại Mauripan.
- Động học sinh trưởng: Khảo sát giá trị mật độ quang OD600 ở các mức nhiệt độ $26^\circ\text{C}, 28^\circ\text{C}, 30^\circ\text{C}, 32^\circ\text{C}, 34^\circ\text{C}$ trong 72 giờ nuôi cấy chỉ ra dải nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng sinh khối nấm men là $28 - 32^\circ\text{C}$, trong đó đỉnh sinh trưởng đạt cực đại tại khoảng thời gian 24 - 48 giờ.
- Đánh giá khả năng làm nở bột nhào và chất lượng bánh mì: Phân tích thể tích riêng ($cm^3/g$), kết quả cho điểm cảm quan về màu sắc vỏ bánh, độ xốp ruột bánh, mùi thơm, vị sau khi nướng và theo dõi mức độ suy giảm khối lượng bánh do mất nước qua các mốc 24h, 48h, 72h bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Phần 5. Kết luận và đề nghị
Chương kết luận khẳng định tính khả thi của việc phân lập và sử dụng nấm men từ bánh men rượu truyền thống làm men nở bánh mì, đồng thời kiến nghị tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về quy trình công nghệ tạo chế phẩm khô.
Kết quả và đóng góp nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu chính
- Phân lập thành công 12 chủng nấm men thuần: Từ 6 mẫu bánh men rượu truyền thống thu thập tại Bắc Kạn, Bắc Ninh, Thái Nguyên và Thanh Hóa, đề tài đã phân lập và làm sạch được 12 chủng nấm men thuần khiết ký hiệu BB1, BB2, BT1, BT2, BBM1, BBM2, ĐQTN1, ĐQTN2, BN1, BN2, TH1, TH2.
- Xác định đặc điểm hình thái và định danh sơ bộ: 12 chủng nấm men mang các dạng hình thái tế bào đặc trưng (hình elip, hình elip dài, hình oval bé, hình oval lớn, hình cầu bé, hình cầu lớn và hình quả chanh châu Âu). Căn cứ theo khóa phân loại Kurtzman & Fell (1998), với đặc điểm sinh sản nảy chồi, không có enzyme urease (urease âm tính), lên men mạnh các loại đường glucose, fructose, maltose, saccharose và không lên men lactose, các chủng phân lập được định danh sơ bộ thuộc chi Saccharomyces.
- Xác định điều kiện tăng thái sinh trưởng: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nuôi cấy trên môi trường Hansen lỏng xác định khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và tích lũy sinh khối của các chủng là $28 - 32^\circ\text{C}$ (ở điều kiện lắc $200\text{ vòng/phút}$).
- Khảo sát hoạt lực lên men bột mì và chất lượng bánh thành phẩm: Đã định lượng được hoạt lực sinh khí $CO_2$ trên môi trường glucose $1%$ và maltose $1%$ trong 14 giờ; sản xuất thử nghiệm thành công bánh mì quy mô phòng thí nghiệm bằng sinh khối men tươi phân lập ($2%$ phối trộn), đo đạc thể tích riêng, đánh giá điểm cảm quan (màu vàng nâu, cấu trúc xốp nở đồng đều, mùi thơm đặc trưng) và theo dõi độ hao hụt khối lượng trong 72 giờ bảo quản so với dòng đối chứng Mauripan.
Đóng góp so với các công trình trước đây
- Mở rộng phạm vi khảo sát nguồn nấm men bản địa từ các dạng bánh men đặc thù vùng miền phía Bắc (men lá Ba Bể, men lá Bạch Thông, men thuốc Bắc Bắc Ninh) so với các nghiên cứu trước đây vốn chủ yếu tập trung vào cơm rượu hoặc cơm mẻ khu vực Đồng bằng sông Cửu Long (Phan Thị Cẩm Quyên, 2012; Đỗ Thị Yến Phương, 2012).
- Xây dựng hệ thống dữ liệu thực nghiệm đồng bộ từ khâu phân lập vi sinh vật học, khảo sát đặc tính sinh hóa, theo dõi động học sinh trưởng đến quy trình thử nghiệm làm bánh mì thực tế và đánh giá chất lượng sản phẩm bằng phương pháp đo thể tích riêng choán chỗ hạt mè.
Kiến nghị và đề xuất của tác giả
- Tiến hành định danh chính xác các chủng nấm men triển vọng đến mức độ loài bằng các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại (giải trình tự vùng gen 18S rRNA hoặc 26S rDNA D1/D2, ITS).
- Nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy quy mô bán công nghiệp và thử nghiệm công nghệ sấy tạo chế phẩm men khô (xác định chất mang, nhiệt độ sấy, độ ẩm tồn dư và tỷ lệ sống của tế bào) để nâng cao khả năng bảo quản và ứng dụng đại trà.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo
- Hạn chế về phương pháp định danh: Nghiên cứu dừng lại ở mức độ định danh sơ bộ theo khóa phân loại hình thái và sinh hóa truyền thống của Kurtzman và Fell (1998), chưa áp dụng kỹ thuật giải trình tự gen sinh học phân tử để xác định chính xác danh tính loài và biến dị di truyền của các chủng.
- Hạn chế về dạng chế phẩm: Khảo sát lên men bánh mì mới thực hiện trên dạng sinh khối nấm men tươi thu sau ly tâm phòng thí nghiệm, chưa hoàn thiện quy trình sấy tạo dạng men khô thương phẩm để so sánh độ bền sinh học khi bảo quản dài ngày.
- Hạn chế về quy mô mẫu: Số lượng mẫu ban đầu gồm 6 mẫu bánh men tại 4 tỉnh; thử nghiệm làm bánh mì tiến hành ở quy mô nhỏ (50g bột mì/mẻ) trong điều kiện phòng thí nghiệm.
- Hướng nghiên cứu mở rộng: Tiếp tục mở rộng địa bàn thu thập các loại bánh men cổ truyền độc đáo; nghiên cứu công nghệ sấy bảo toàn hoạt tính nấm men và thử nghiệm phối trộn các chủng men bản địa nhằm tạo hương vị bánh mì đặc trưng.
Giá trị tham khảo
Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho:
- Sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Công nghệ Thực phẩm, Vi sinh vật học thực phẩm thực hiện các đề tài nghiên cứu về phân lập, tuyển chọn và đánh giá hoạt tính vi sinh vật từ nguồn gốc tự nhiên.
- Cán bộ kỹ thuật và nghiên cứu viên quan tâm đến quy trình chuẩn pha chế các môi trường chuyên dụng (Hansen thạch/lỏng, Christensen), phương pháp đo động học sinh khí $CO_2$ bằng ống Durham và kỹ thuật đo thể tích riêng bánh mì bằng phương pháp choán chỗ hạt mè khô theo nguyên lý Mallock.
- Các đơn vị sản xuất thực phẩm lên men tìm kiếm giải pháp khai thác nguồn vi sinh vật bản địa phục vụ chế biến bánh nướng truyền thống và công nghiệp.
Câu hỏi thường gặp
1. Mục đích chính của việc phân lập nấm men từ bánh men rượu truyền thống để làm bánh mì là gì?
Nhằm khai thác nguồn vi sinh vật bản địa phong phú trong các loại bánh men truyền thống (men lá, men thuốc Bắc, men thường), tuyển chọn các chủng nấm men có hoạt lực lên men đường và làm nở bột tốt để ứng dụng vào công nghệ sản xuất bánh mì, hướng tới việc đa dạng hóa nguồn giống và đánh giá khả năng thay thế men thương mại nhập khẩu.
2. Môi trường nuôi cấy nào được sử dụng để phân lập và khảo sát sinh trưởng của nấm men trong đề tài?
Tác giả sử dụng môi trường Hansen thạch (Glucose 50g/l, Pepton 10g/l, $MgSO_4\cdot 7H_2O$ 3g/l, $KH_2PO_4$ 3g/l, Agar 20g/l, bổ sung Streptomycin 0,015g/l, pH = 6) để phân lập và môi trường Hansen lỏng (không bổ sung agar và kháng sinh) để nuôi tăng sinh thu sinh khối cũng như khảo sát động học sinh trưởng ở dải nhiệt độ $26 - 34^\circ\text{C}$.
3. Khóa phân loại nào và những chỉ tiêu sinh hóa nào được tác giả sử dụng để định danh các chủng nấm men?
Đề tài áp dụng khóa phân loại nấm men của Kurtzman và Fell (1998), kết hợp quan sát hình thái tế bào, kiểu sinh sản nảy chồi, kiểm tra hoạt tính enzyme urease trên môi trường Christensen và thử nghiệm khả năng đồng hóa, lên men 5 loại đường (Glucose, Fructose, Maltose, Saccharose, Lactose) bằng ống Durham.
4. Phương pháp xác định thể tích riêng của bánh mì sau khi nướng được tiến hành như thế nào?
Thể tích bánh mì được đo bằng phương pháp choán chỗ hạt mè khô theo Mallock và cs (1930). Bánh mì được đặt vào ống đong, đổ đầy hạt mè khô rồi ghi nhận thể tích $V_1$; sau đó lấy bánh ra và đọc thể tích hạt mè còn lại $V_2$. Thể tích bánh là $V = V_1 - V_2\ (cm^3)$, thể tích riêng được tính bằng thương số giữa thể tích $V$ và khối lượng ổ bánh ($cm^3/g$).
5. Tổng cộng có bao nhiêu chủng nấm men được phân lập và hình thái tế bào của chúng ra sao?
Có 12 chủng nấm men thuần khiết được phân lập từ 6 mẫu bánh men tại 4 tỉnh (Bắc Kạn, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Thanh Hóa). Hình thái tế bào quan sát ở vật kính $\times 100$ gồm các dạng: hình elip dài (BB1), hình elip (BB2), hình oval bé (BT1), hình oval lớn (BT2, BN2, TH1), hình cầu bé (BBM1, BN1), hình cầu lớn (BBM2, ĐQTN2, TH2) và hình quả chanh châu Âu lớn (ĐQTN1).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Hương đã thực hiện hoàn chỉnh quy trình phân lập, làm sạch và xác định đặc tính hình thái, sinh hóa của 12 chủng nấm men từ 6 mẫu bánh men rượu truyền thống thuộc các tỉnh Bắc Kạn, Bắc Ninh, Thái Nguyên và Thanh Hóa. Nghiên cứu đã cung cấp các số liệu thực nghiệm định lượng về động học sinh khí $CO_2$, đường cong sinh trưởng ở các mức nhiệt độ $26 - 34^\circ\text{C}$ và đánh giá trực tiếp khả năng làm nở khối bột nhào trên cơ chất bột mì so với chủng đối chứng thương mại Mauripan. Các kết quả đạt được tạo cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc bảo tồn, khai thác nguồn gen vi sinh vật bản địa phục vụ công nghệ sinh học lên men thực phẩm tại Việt Nam.
