MỞ ĐẦU Nấm men là một nguồn thức ăn bổ sung có giá trị cao và không cholesterol. Hàm lượng protein trong nấm men đạt từ 40 – 60%, với axit amin không thay thế gần giống protein của động vật [5,10,15]. Hệ số hấp phụ của protein này cũng rất cao. Hàm lượng vitamin trong nấm men với hoạt tính cao hơn gấp 2 – 3 lần so với vitamin tổng hợp [,15].
Nấm men còn cung cấp vitamin B tự nhiên phong phú, chứa nhiều enzym kích tố có ảnh hưởng tốt tới quá trình trao đổi chất, nhưng không gây độc hại cho cơ thể [5,10,]. Thành phần khoáng trong nấm men rất đa dạng với tỷ lệ phù hợp với nhu cầu và khả năng hấp thu, chuyển hóa của cả người và động vật. Ở Việt Nam, nấm men bia thu được từ các nhà máy bia rất lớn. Ước tính trung bình cứ 1000 lít bia thu được 1,5 kg nấm men khô, trong đó chứa khoảng 700g protein [4,15].
Năm 2005 sản lượng bia của cả nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu tấn sinh khối nấm men thải ra. Đến năm 2010 sản lượng bia của cả nước đạt 2,5 tỷ lít và nấm men thải ra là 30 triệu tấn [15]. Như vậy, lượng protein có chất lượng cao từ nấm men thải ra của quá trình sản xuất bia nếu tận dụng được là không nhỏ. Tuy nhiên, nấm men thải ra từ các nhà máy bia chỉ một phần nhỏ được bán cho các hộ chăn nuôi gia súc sử dụng làm thức ăn trực tiếp, còn lại được thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm môi trường.
Trong khi đó, ngành thức ăn chăn nuôi phải nhập khẩu hàng triệu tấn khô đậu tương và các nguyên liệu giàu đạm khác (chiếm 60 – 70% nhu cầu của ngành), riêng khô đậu tương năm 2006 đã nhập 1,7 triệu tấn [13]. Việc nghiên cứu chế biến và sử dụng bột nấm men còn rất ít và hiện nay ở Việt Nam chỉ sử dụng nấm men bia thải ở dạng tươi nên lượng sử dụng không được nhiều, chỉ thường sử dụng làm thức ăn gia súc mà khả năng tiêu hóa không cao [13]. Việc bảo quản khó khăn của phụ phẩm này là cản trở chính cho việc sử dụng. Xuất phát từ tình hình thực tế trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức ăn chăn nuôi”.
7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Phạm Quỳnh Trang_CHK18 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1. TỔNG QUAN VỀ PHẾ THẢI BIA Quá trình sản xuất bia thải ra rất nhiều loại phế liệu: phế liệu hạt, mầm malt, bã malt, cặn protein, nấm men bia và CO2. Ngoài CO2 là nguồn phế liệu có thể tái sử dụng để tăng chất lượng bia thì bã malt, mầm malt và nấm men bia là nguồn phế liệu có ý nghĩa quan trọng trong thực phẩm và thức ăn gia súc cả về số lượng và giá trị dinh dưỡng. Bã nấm men bia là một phế phẩm của sản xuất, được nằm lại trong các thùng lên men và các hầm chứa sau khi lên men chính và lên men phụ.
Men bia có giá trị dinh dưỡng cao và chữa bệnh tốt. Tổng quan về nấm men bia a. Đặc tính Đặc điểm hình thái Tế bào nấm men có hình dạng và kích thước đa dạng, phụ thuộc vào giống, loài. Tế bào nấm men thường có hình ovan hoặc hình cầu, khi nấm men già có hình ovan dài hoặc hình sợi [5].
Tùy vào chủng nấm men mà tế bào có kích thước khác nhau. So với các vi sinh vật khác tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn: đường kính khoảng 7µm và chiều dài từ 8 – 12µm [5]. Đặc điểm cấu tạo Tế bào nấm men là tế bào có nhân thật được cấu tạo từ các thành phần chủ yếu sau: - Thành tế bào [5,7] Thành tế bào nấm men dày khoảng 15 – 25nm, có độ bền chắc, có nhiều lỗ nhỏ li ti đường kính khoảng 3,6nm để chất dinh dưỡng có thể đi qua. Trong thành tế bào có chứa 10% protein (tính theo khối lượng chất khô), trong số protein này có một phần là các enzym.
Trên thành tế bào còn thấy một lượng lipit nhỏ. 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Phạm Quỳnh Trang_CHK18 Thành tế bào được cấu tạo gồm có ba lớp: Lớp trong cùng có cấu tạo từ β – Glucan không tan trong kiềm, lớp giữa cấu tạo từ β – Glucan hòa tan, lớp ngoài cùng được cấu tạo từ mannanphosphoryl, ngoài ra còn có kitin. Mannan là hợp chất cao phân tử của D – mananoza, rất phân nhánh. Thường mannan liên kết với protein theo tỷ lệ 2:1 tạo thành hợp chất polyme peptidomannan – có vai trò trong việc kết lắng của nấm men vì có khả năng gắn với ion Ca2+ nhờ nhóm phosphat hoặc nhóm cacboxyl của nó.
Glucan là hợp chất cao phân tử của D – glucoza có cấu trúc phân nhánh góp phần tạo nên độ cứng cho thành tế bào. Giữa lớp ngoài cùng và lớp giữa có chứa các enzym: invertaza, phosphataza, β – glucosidaza, proteaza… Kitin là hợp chất cao phân tử của N – acetylglucosamin thường tập trung ở phía bầu mô, rất bền vững, không bị phá hủy nên có tác dụng bảo vệ chồi khi chồi còn non. Hàm lượng của chúng trong tế bào khoảng 1%. - Màng nguyên sinh chất Màng nguyên sinh chất nằm sát tế bào, chiều dày không quá 0,1nm, thành phần chủ yếu là: protein, phospholipit, enzym permeaza [5].
Đây là một màng bán thấm điều chỉnh sự thấm qua tế bào các chất dinh dưỡng cần thiết và có lợi cho tế bào (đường đơn giản, nitrogen, phosphorous…) đồng thời thải ra ngoài các chất cặn bã (CO2, rượu, axit…). - Nguyên sinh chất Nguyên sinh chất là hệ keo được cấu tạo chủ yếu từ protein, hydratcacbon, lipit, chất khoáng, nước và các hợp chất khác nữa [5]. Nước trong tế bào chất chiếm tới 90% ở dạng tự do để hòa tan các chất trước khi tham gia vào các phản ứng trao đổi chất và dạng liên kết [5]. Nguyên sinh chất thường có màu xám và có thể thay đổi trong quá trình sinh trưởng, phát triển của nấm men.
Lúc tế bào còn non, nguyên sinh chất tương đối đồng nhất, càng về già nguyên sinh chất càng không đồng nhất do xuất hiện nhiều không bào, các giọt chất béo, các hạt polyphosphat và lipoit [5]. Nguyên sinh chất có nhiệm vụ hòa tan các chất dinh dưỡng và liên kết các cơ quan với nhau, là nơi xảy ra các phản ứng sinh hóa nội bào. 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Phạm Quỳnh Trang_CHK18 - Nhân Tế bào nấm men có nhân thật, nhân thường có hình bầu dục hoặc hình cầu. Nhân tế bào nấm men được bao bọc bởi một vỏ có có hai màng: Màng phía trong có tác dụng giới hạn nhân, màng phía ngoài liên hệ mật thiết với mạng lưới nội chất.
Trong nhân chứa AND, ARN và 16 đôi nhiễm sắc thể [5]. - Mạng lưới nội chất Ở nấm men mạng lưới nội chất có chiều dày khoảng 40 – 50 µm [6,7]. Trên bề mặt của chúng có định vị nhiều loại enzym khác nhau. Mạng lưới nội chất có vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và đồng hóa thức ăn ở tế bào nấm men.
- Không bào Trong mỗi tế bào nấm men có một hoặc nhiều không bào [5]. Không bào có tính thẩm thấu cao, là nơi tích lũy các sản phẩm trao đổi chất trung gian, các enzym thủy phân, enzym oxy hóa – khử, các polyphosphat, lipit, các hợp chất trung gian của tế bào có phân tử lượng thấp và các ion kim loại [5,6]. Ngoài tác dụng của một kho dự trữ, không bào còn có chức năng điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào. - Ty thể Ty thể được xem như nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động.
Ty thể chứa nhiều enzym khác nhau như: oxydaza, xytocromoxydaza, peroxydaza, phosphataza… [7]. Ty thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từ khoảng 30% chất béo và 60 – 70% protein, trong số protein này có khoảng 25 – 75% ở dạng protein cấu trúc [5]. - Bộ máy Golgi Có vai trò trong việc đào thải các sản phẩm dị hóa và có liên quan đến quá trình sinh tổng hợp các bộ phận của thành tế bào. Ứng dụng Nấm men được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: sản xuất rượu, bia, sản xuất men bánh mỳ, sản xuất các chế phẩm enzym, sản xuất protein đơn bào, sản xuất dược phẩm, sản xuất thực phẩm dinh dưỡng, sản xuất thức ăn gia súc… 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Phạm Quỳnh Trang_CHK18 Với hàm lượng cao về protein cùng những chất có giá trị như: vitamin và các chất khoáng, nấm men đóng vai trò quan trọng như là một nguồn bổ sung các chất dinh dưỡng có giá trị vào thức ăn cho người và cho gia súc [10].
Những sản phẩm chế biến từ nấm men cũng được ứng dụng rộng rãi trong y dược do nó có thể tăng cường sức khỏe cho con người, tăng khả năng chịu đựng và chống đỡ các bệnh truyền nhiễm, giảm sự mệt nhọc khi làm việc quá sức [7]. Ngoài ra nấm men là một nguồn cung cấp protein đáng kể cho sản phẩm bột dinh dưỡng trẻ em, góp phần khắc phục tình trạng thiếu protein và năng lượng trường diễn ở trẻ nhỏ [11]. Trong công nghiệp thực phẩm, nấm men được sử dụng trong công nghiệp sản xuất bia, rượu, nấm men bánh mỳ để tăng cường mùi vị, giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Người ta cũng dùng nấm men để để điều trị một số bệnh thiếu chất dinh dưỡng hoặc bệnh phá hoại cân bằng trao đổi chất ở trong cơ thể.
Đặc biệt nếu chiếu các tia tử ngoại vào nấm men người ta sẽ thu được vitamin D – dùng để ngăn chặn bệnh còi xương ở trẻ em. Một số phân tích cho biết trong mỗi gam nấm men khô đã chiếu tia tử ngoại thường chứa đến 10. Nấm men còn được dùng để sản xuất các chế phẩm trong công nghiệp dược và hóa chất như: vitamin, enzym, axit nucleic, glutation, các dịch protein hòa tan, các dịch nước chiết của nấm men… [7]. Đây là là những chế phẩm có vai trò quan trọng, không những phục vụ cho mục đích nâng cao sức khỏe của con người mà còn là nguồn nguyên liệu thiết yếu trong ngành công nghệ sinh học.
Thành phần dinh dưỡng của nấm men Người ta chia các hợp chất trong tế bào nấm men ra thành nước và các chất khô gồm: protein, gluxit, lipit, tro, vitamin, nguyên tố vi lượng và một số chất có hoạt tính sinh học.