Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức ăn chăn nuôi Phạm Quỳnh Trang Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS. ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02 Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Trình bày tổng quan về phế thải bia; nguyên liệu phục vụ cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi. Nghiên cứu tìm ra những điều kiện tối ưu trong quá trình tách đắng trong bó nấm men bia để sản phẩm sau quá trình sấy đạt chất lượng tốt phục vụ cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi. Tìm hiểu đặc điểm của bã nấn men bia; tiển xử lý bã nấm men bia; nghiên cứu thay thế dinh dưỡng trong thức ăn chăn nuôi. Keywords. Khoa học môi trường; Bảo vệ môi trường; Tái chế; Phế thải bia; Thức ăn chăn nuôi Content 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”. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. 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 CO 2 . Ngoài CO 2 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. 1.2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU PHỤC VỤ CHO NGÀNH SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI Từ trước đến nay, chăn nuôi luôn có vai trò quan trọng đối với nền nông nghiệp nước ta, giá trị chăn nuôi chiếm tỷ trọng khá, trên 27% cơ cấu của toàn ngành và tăng trưởng mỗi năm (giai đoạn 2001 - 2009) đạt 7-8%. Theo Tổng cục Thống kê, năm 2010, tổng số đầu lợn đạt 27,3 triệu con, số lượng gia cầm hơn 300 triệu con, sản lượng thịt đạt 615 nghìn tấn. Đàn bò trong cả nước đạt gần 6 triệu con, bò sữa 128 nghìn con và đàn trâu là 2,9 triệu con. Tổng sản phẩm chăn nuôi trong nước đạt 4.006 nghìn tấn thịt, 306 nghìn tấn sữa tươi và 5,87 tỷ quả trứng. Kết thúc năm 2011, sản lượng và giá trị ngành chăn nuôi đều tăng hơn so với năm 2010. Cụ thể, thịt hơi các loại đạt 4,3 triệu tấn, tăng 7,7%; trứng gia cầm đạt 6,5 tỷ quả, tăng gần 11%; sữa tươi đạt 340 ngàn tấn, tăng 11%, đóng góp lớn vào việc ổn định giá thực phẩm trong nước và cho xuất khẩu. Xu hướng chăn nuôi trang trại, quy mô công nghiệp, công nghệ cao đang được quan tâm phát triển, trong khi đó chăn nuôi nông hộ giảm dần. Do vậy, nhu cầu về thức ăn chăn nuôi sẽ còn tăng cao hơn nữa do sự chuyển đổi phương thức chăn nuôi truyền thống sang phương thức công nghiệp. CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu Bã nấm men bia S.cerevisiae là phần nấm men dư thừa lấy sau quá trình lên men chính được thu nhận tại Công ty Cổ phần Liên hợp Thực phẩm, 267 Quang Trung, Hà Đông, Hà Nội. Bã nấm men được sử dụng là đối tượng nghiên cứu tìm ra những điều kiện tối ưu trong quá trình tách đắng trong bã nấm men bia để sản phẩm sau quá trình sấy đạt chất lượng tốt phục vụ cho ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi. 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH 2.2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu Một số hóa chất của phòng thí nghiệm Bộ môn công nghệ thực phẩm – Viện công nghệ thực phẩm: K 2 SO 4 , NaOH 30%, H 2 SO 4 đậm đặc, CuSO 4 , HCl, H 2 SO 4 0,1N, H 3 BO 3 2,5%, HClO 4 . Dụng cụ và thiết bị: - Cân phân tích - Kính hiển vi Olympus có camera kết nối máy tính - Tủ sấy Sanyo (Nhật Bản) - Nồi hấp Tomy SS325 (Nhật Bản). - Máy đo pH Orion Model 410 A (Đức). - Các thùng inox và các dụng cụ phòng thí nghiệm. - Các bình tam giác, pipet, ống nghiệm… - Bộ sàng rây Trung Quốc bao gồm bộ phần lắc và bộ rây sàng Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 45 µm Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 53 µm Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 63 µm Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 75 µm Đường kính sàng rây: 200mm kích thước lỗ 90 µm 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu Phòng thực tập Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm – Viện công nghệ thực phẩm Hà Nội. Phòng thu xử lý bã bia – Công ty cổ phần liên hiệp thực phẩm. Nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thuộc công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi Miền Bắc 2.2.3. Xử lý bã nấm men bia Nguyên liệu nấm men đưa về được xác định hàm lượng ẩm rồi đem đi lọc bằng sàng rây để loại bớt nước trước khi tách đắng. Nấm men thu được sau khi lọc được đem đi tách đắng để được nấm men tinh khiết. 2.2.4. Phương pháp vi sinh - Phương pháp xác định hình thái, kích thước tế bào và nảy chồi của nấm men trên kính hiển vi. - Phương pháp xác định số lượng tế bào chết: bằng phương pháp nhuộm xanh methylen. Các tế bào nấm men chết bắt màu xanh và được phát hiện trong buồng đếm Thoma. 2.2.5. Phương pháp lý học - Xác định độ đục (OD – optical density) của nước rửa nấm men ở mật độ quang 275 nm theo AOAC (1984). - Phương pháp xác định độ đắng theo EBC (Bishop, 1967) 2.2.6. Phương pháp phân tích hóa lý 2.2.6.1. Xác định độ ẩm bã nấm men bằng máy đo độ ẩm bằng hồng ngoại 2.2.6.2. Xác định hàm lƣợng protein thô theo phƣơng pháp Kjeldahl 2.2.6.3. Xác định pH của bã nấm men bằng máy đo pH Sử dụng máy đo pH để xác định pH của bã nấm men bia. 2.2.7. Thử nghiệm hiệu quả dinh dưỡng trên gà Phương pháp này dung để đánh giá chất lượng bột bã men bia sau khi sấy khô có khả năng thích ứng với động vật nuôi hay không, và so sánh với loại thức ăn đang bán trên thị trường. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA BÃ NẤM MEN BIA Đặc điểm của nấm men trong giai đoạn này là rất dễ bị hiện tượng tự phân nên nhà sản xuất thường tách nó ra khỏi dung dịch bia non để tránh gây mùi khó chịu cho bia. Bã nấm men bia S.cerevisiae được lấy từ đáy tank bia sau quá trình lên men chính của công ty cổ phần liên hiệp thực phẩm có hình cầu, màu kem lẫn các chấm nâu đen và được bảo quản ở nhiệt độ từ 2 0 C đến 5 0 C, thời gian bảo quản được tối đa là 4 ngày sau đó sẽ tự phân. Kích thước trung bình chiều dài từ 10 – 15 m, chiều rộng từ 2,5 – 10 m tùy thuộc vào môi trường nuôi cấy. Độ ấm của bã nấm men bia S.cerevisiae khoảng 83 -84% và có độ pH khoảng 5 đến 6. 3.2. QUY TRÌNH TIỀN XỬ LÝ BÃ NẤM MEN BIA 3.2.1. Nghiên cứu điều kiện lọc bã nấm men bia Bã nấm men sau khi được rút ra từ đáy tank lên men bia được chuyển về các tank chứa. Sử dụng nước lạnh để làm loãng sinh khối nấm men thu nhận được theo tỷ lệ 2/1. Khuấy đều và lọc qua sàng rây có các kích thước lỗ sàng khác nhau là 45, 53, 63, 75 & 90 µm và so sánh với đối chứng (không lọc). Kết quả được trình bày trên bảng 3.2. Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của quá trình lọc đến chất lƣợng của bã nấm men bia Mẫu Kích thƣớc lỗ sàng (µm) Tính chất của sinh khối nấm men sau khi lọc, lắng Tỷ lệ tế bào sống (%) Cảm quan 1 0 89,4 Sinh khối màu kem sữa, lẫn các chấm đen là cặn, tế bào già chết. 2 45 (bí, không lọc được) 3 53 98,7 Sinh khối thuần nhất màu trắng sáng. 4 63 95,4 Sinh khối màu trắng sáng, điểm một vài chấm đen 5 75 93,2 Sinh khối màu trắng sáng, lẫn 1 số chấm đen 6 90 91,6 Sinh khối màu kem sữa, lẫn nhiều chấm đen Kết quả bảng 3.2 cho thấy lọc bã men bia kích thước sàng rây 53 µm tỷ lệ tế bào sống rất cao 98,7%. Tuy nhiên, tỷ lệ nước cũng có vai trò quan trọng đến khả năng lọc. Nếu ít nước, nấm men đặc, quá trình lọc không được nhanh. Do đó học viên tiến hành xác định lượng nước cần thiết cho quá trình lọc, kết quả được trình bày ở bảng 3.3. Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ nƣớc sử dụng cho quá trình lọc bã nấm men bia Tỷ lệ nƣớc/dịch sinh khối bã nấm men bia (w/w) Thao tác lọc Đối chứng (không bổ sung nước) Lọc rất khó do sinh khối nấm men đặc 0,5/1 Lọc dễ hơn nhưng vẫn còn rất bí, tốc độ lọc chậm 1/1 Lọc thoáng hơn, nhưng vẫn còn nhiều nấm men bết lại trên mặt sàng 1,5/1 Lọc dễ, tốc đô lọc nhanh 2/1 Lọc dễ, tốc độ lọc nhanh Kết quả ở bảng 3.3 cho thấy ở tỷ lệ nước/sinh khối là 1,5/1 và 2/1, tốc độ lọc rất nhanh. Ở các tỷ lệ thấp hơn, quá trình lọc diễn ra khó với tốc độ chậm hơn. Do vậy, với mục đích thu được hiệu suất lọc cao, đồng thời tiết kiệm được lượng nước sử dụng, lựa chọn tỷ lệ nước bổ sung làm loãng sinh khối nấm men là 1,5/1. 3.2.2. Nghiên cứu phương thức rửa sinh khối nấm men bia Sau khi xác định được tỷ lệ nước/ sinh khối nấm men tối ưu là 1,5/1, để sinh khối nấm men được sạch hoàn toàn khỏi dịch bia lon, tiếp tục rửa nấm men lần thứ hai, lần thứ ba và xác định độ trong của nước rửa sau khi lắng. Kết quả được trình bày ở bảng 3.4 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng số lần rửa men đến chất lƣợng của nấm men Số lần rửa Độ trong của nƣớc sau khi rửa (OD 275 ) 1 0,19 2 0,075 3 0,054 Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy độ đục của nước rửa đã giảm đáng kể sau khi được rửa. Tuy nhiên, rửa 1 lần độ trong của nước sau khi rửa là cao nhất (OD 275 = 0,19), rửa lần thứ 2 cho độ trong là (OD 275 = 0,075), rửa lần thứ 3 cho độ trong là (OD 275 = 0,054). Rửa lần thứ 3 cho độ trong của nước sau khi rửa nấm men là cao nhất. Với tỷ lệ nước rửa/ nấm men bia là 1,5/1 để quá trình rửa đạt đươc hiệu quả về kinh tế và chất lượng nấm men bia sau quá trình rửa tác giả chọn số lần rửa bã nấm men bia là 2 lần. Do vậy có thể dừng quá trình rửa ở giai đoạn này để tiếp tục thực hiện quá trình tách đắng ở giai đoạn tiếp theo. 3.2.3. Nghiên cứu phương pháp tách đắng trong bã nấm men bia 3.2.3.1. Kết quả nghiên cứu các hợp chất đắng trong hoa houblon Trong hoa houblon, các chất nhựa đắng có giá trị nhất và nằm trong các hạt lupulin. Trong thực tế người ta vẫn chưa tìm thấy các chất này trong các loài cây khác. Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia rất lớn, chúng tạo cho bia vị đắng dịu rất đặc trưng. Ngoài ra, các chất này có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giữ cho bia có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ khá thấp ở trong bia, các chất đắng có khả năng ức chế mạnh sự phát triển của vi sinh vật. Hoa houblon chứa 15 – 21% nhựa đắng tính theo chất khô của hoa, trong đó có các chất nhựa mềm tan trong hexan chiếm 90%, còn lại là các chất nhựa cứng tan trong este và methanol. Thành phần chính của nhựa mềm là các α và β-axit đắng và các chất nhựa mềm khác. Các α và β-axit đắng có thể được coi như là các đồng phân hỗ biến, sự chuyển từ dạng cấu trúc này sang cấu trúc khác diễn ra rất nhanh. Các axit này ít tan trong nước. Ở 25 o C độ tan của humulon là 6mg/l, của lupulon là 1,5 mg/l. Độ tan tăng lên theo nhiệt độ. Các cấu tử nhựa cứng chính là: xanthohumol, isoxanthohumol và flavon. CÁC CHẤT NHỰA CỦA HOA HOUBLON (tan trong methanol và trong ete) Các chất nhựa mềm các chất nhựa cứng (tan trong methanol) (tan trong ete) Các α-axit Phần các β còn lại Các β-axit Các chất nhựa mềm khác chưa xác định Sơ đồ 3.1: Các thành phần nhựa chính của hoa huoblon 3.2.3.2. Kết quả nghiên cứu xác định phƣơng pháp tách đắng trong bã men bia Để xác định phương pháp hiệu quả tách vị đắng, chúng tôi đã sử dụng các hóa chất khác nhau để thử nghiệm. Sau đó xác định các thông số độ đục của nước rửa, tỷ lệ tế bào sống… Kết quả được trình bày ở bảng sau: Bảng 3.5. Các phƣơng pháp xử lý vị đắng của sinh khối nấm men bia TT Phƣơng pháp xử lý Độ đục của nƣớc xử lý (OD 275 nm) Độ màu của nƣớc xử lý Tỷ lệ tế bào sống (%) Độ đắng (EBU) 1 Dung dịch H 3 PO 4 0,1N 0,091 Trắng 98,0 8,9 2 Dung dịch NaOH 0,1N 0,415 Vàng 98,8 4,9 3 Dung dịch muối NaCl 0,9% 0,105 Trắng 97,9 11,8 4 Dung dịch axít axetic 1% 1,123 Trắng 94,2 12,5 5 Đối chứng (nước RO) 0,068 Trắng 99,0 13,4 Ghi chú: Nhiệt độ của quá trình xử lý là điều kiện nhiệt độ 20 o C, Nồng độ các dung dịch thí nghiệm kế thừa từ các nghiên cứu của Bishop, L. R. (1967). Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy: Độ đục của dung dịch sau khi xử lý bằng NaOH 0,1N là cao nhất (OD=0,415), màu của nước rửa có màu vàng, trong khi đó các phương pháp xử lý còn lại đều cho giá trị OD thấp hơn nhiều và màu của nước rửa là màu trắng, thay đổi rất ít so với đối chứng, xử lý bằng nước RO. Kết quả này có thể được giải thích là trong phương pháp xử lý bằng dung dịch NaOH 0,1N, thành phần isohumulones gắn trên bề mặt tế bào nấm men không bền trong dung dịch NaOH và do vậy bị tách khỏi tế bào nấm men và chuyển vào trong dung dịch [21]. Chính vì vậy, nước xử lý nấm men có màu vàng và độ đục tăng lên đáng kể. Kết quả về độ đắng của sản phẩm cuối cùng cũng cho thấy mẫu xử lý bằng NaOH 0,1N cho độ đắng thấp nhất với giá trị EBU là 4,9. Điều này càng chứng tỏ rằng dung dịch NaOH 0,1N có thể loại bỏ được thành phần isohumulones ra khỏi bề mặt tế bào nấm men, làm cho sinh khối nấm men trở nên không đắng. Hơn nữa, tỷ lệ tế bào nấm men sống sau khi xử lý lên tới 98,8% cho thấy xử lý bằng NaOH 0,1N không làm chết nấm men bia. 3.2.3.3. Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ dung dịch kiềm/ sinh khối nấm men và giá trị pH thích hợp quá trình tách vị đắng. Bã nấm men bia sau quá trình tiền xử lý, sau đó sẽ được tách đắng bằng dung dịch NaOH 0,1N ở các tỷ lệ 1:1; 2:1; 3:1và 4:1 ở nhiệt độ 20ºC trong thời gian 60 phút. Khả năng loại đắng trong quá trình xử lý được trình bày ở bảng 3.6. Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1N: sinh khối nấm men TT Tỷ lệ NaOH 0,1N:sinh khối nấm men (v/w) pH của dung dịch nấm men xử lý Tỷ lệ đắng bị loại bỏ (%) 1 1:1 7,8 64,5 2 2:1 9,0 72,0 3 3:1 10,2 89,2 4 4:1 10,8 85,4 Kết quả ở bảng 3.6 cho thấy rõ ràng là xử lý sinh khối nấm men bia ở các tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1N khác nhau đã làm cho giá trị pH trong dịch sinh khối nấm men thay đổi. Tỷ lệ dung dịch kiềm: nấm men càng lớn thì giá trị pH càng cao. Sản phẩm có vị đắng thấp nhất khi pH của dịch xử lý là 10,2, tương ứng với tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1%: nấm men là 3:1. Khi tỷ lệ này là 1:1; 2:1; thì sản phẩm vẫn còn đắng. Điều này có thể được giải thích là do khi tỷ lệ dung dịch kiềm: nấm men thấp thì pH của dung dịch xử lý thấp, lượng NaOH chưa đủ để phản ứng với thành phần isohumulones, dẫn đến hiệu quả của quá trình loại bỏ vị đắng không cao. Tuy nhiên, khi tỷ lệ dung dịch kiềm: sinh khối tăng lên 4: 1, đồng nghĩa với việc giá trị pH của phản ứng là 10,8, thì hiệu quả của quá trình tách đắng cũng không tăng mà còn giảm đi, do vậy tỷ lệ dung dịch kiềm: sinh khối là 3:1 (pH 10,2) là thích hợp nhất cho hiệu quả tách đắng. 3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độc khuấy đến hiệu quả tách đắng Trong quá trình xử lý sinh khối nấm men bia bằng NaOH, khuấy đảo có tác dụng làm tăng diện tích tiếp xúc giữa bề mặt tế bào nấm men và dung dịch NaOH 0,1N, nhờ vậy mà trong cùng một điều kiện xử lý về tỷ lệ NaOH/sinh khối (3:1), nhiệt độ (4 o C) thì hiệu quả tách đắng cao hơn ở mẫu có khuấy, đặc biệt ở các mẫu có cường độ khuấy mạnh, thể hiện bằng thời gian tách đắng giảm đi đáng kể, từ 60 phút (không khuấy) xuống còn 45 phút (khuấy 250 vòng/phút) (bảng 3.7). Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của cƣờng độ khuấy đến hiệu quả tách đắng trong quá trình xử lý sinh khối nấm men bia bằng NaOH 0,1N Tốc độ khuấy (vòng phút) Tỷ lệ dung dịch NaOH 0,1N:sinh khối nấm men Nhiệt độ xử lý ( o C) Thời gian để sản phẩm hết đắng (phút) 0 3:1 4 60 50 3:1 4 55 100 3:1 4 53 150 3:1 4 50 200 3:1 4 48 250 3:1 4 45 300 3:1 4 44 3.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả tách đắng Tiến hành thí nghiệm xử lý sinh khối nấm men bia bằng dung dịch NaOH 0,1N ở điều kiện nhiệt độ từ 4-30 o C trong thời gian từ 15 đến 45 phút, có khuấy liên tục, kết quả thu được trình bày ở bảng 3.8. Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu quả tách đắng và tỷ lệ tế bào sống của nấm men bia Nhiệt độ ( o C) Thời gian (phút) Tỷ lệ tế bào sống (%) Độ đục (OD 275nm ) Tính chất của sản phẩm cuối 4 15 99,5 0,345 Đắng 30 99,2 0,416 Hơi đắng 45 99,0 0,547 Không đắng 10 15 99,1 0,381 Đắng 30 98,7 0,474 Hơi đắng 45 98,0 0,536 Không đắng 15 15 99,0 0,401 Đắng 30 98,1 0,504 Hơi đắng 45 97,2 0,575 Không đắng 20 15 98,8 0,426 Hơi đắng 30 97,0 0,556 Không đắng 45 94,2 0,614 Không đắng 25 15 97,5 0,571 Không đắng 30 93,1 0,693 Không đắng 45 90,8 0,789 Không đắng 30 15 94,7 0,601 Không đắng 30 89,2 0,723 Không đắng 45 84,5 0,805 Không đắng Như vậy, rõ ràng là nhiệt độ và thời gian xử lý là 2 nhân tố quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến việc tách thành phần isohumulones ra khỏi sinh khối tế bào. Ở nhiệt độ thấp 4- 10 o C, phản ứng xảy ra chậm, quá trình loại vị đắng đòi hỏi nhiều thời gian (45 phút). Nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng diễn ra nhanh hơn, quá trình loại đắng thực hiện rất hiệu quả trong thời gian ngắn. Mặc dù xử lý nấm men ở điều kiện nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ tế bào sống trong sinh khối nhưng thời gian xử lý ngắn lại là yếu tố để nấm men không phải tồn tại lâu trong dung dịch kiềm. Ở điều kiện nhiêt độ 25 o C trong thời gian 15 phút, sinh khối nấm men đã được tách đắng hoàn toàn, đồng thời tỷ lệ tế bào sống cũng còn rất cao, là 97,5%. Tuy nhiên, khi xử lý ở nhiệt độ 25 o C trong thời gian dài hơn là 30 phút thì sinh khối nấm men bia bị chết nhiều hơn (6,9%). Phương pháp xử lý nấm men bằng dung dịch NaOH 0,1N ở điều kiện nhiệt độ 25 o C trong thời gian ngắn đã tỏ ra rất phù hợp ở qui mô công nghiệp vì tiết kiệm được chi phí làm lạnh và thời gian xử lý. Như vậy, điều kiện xử lý sinh khối nấm men phù hợp nhất là: sử dụng dung dịch NaOH 0,1N, tỷ lệ dung dịch/nấm men là 5:1, nhiệt độ xử lý 25 o C, tốc độ khuấy 250 vòng/phút, thời gian xử lý: 15 phút. Sơ đồ qui trình công nghệ tách đắng khỏi sinh khối nấm men bia được trình bày ở sơ đồ 3.2. Sơ đồ 3.2. Qui trình công nghệ tách đắng và thu nhận sinh khối nấm men bia NẤM MEN BIA RỬA MEN (t=2-5C,t=4h) NƯỚC NGƯNG LẠNH LY TÂM ỔN ĐỊNH pH NẤM MEN TINH KHIẾT KHIẾT LỌC NaOH 0,1N XỬ LÝ ĐẮNG (t=25C,t=15’) 3.2.6 Điều kiện nhiệt độ và thời gian cho quá trình rửa đắng và lắng sinh khối nấm men bia Xác định các điều kiện nhiệt độ và thời gian thích hợp cho quá trình rửa men, kết quả được trình bày ở bảng 3.9. Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến quá trình rửa và lắng men Nhiệt độ (ºC) Thời gian lắng (h) Độ trong của nƣớc rửa sau khi lắng (OD 275 ) Độ lắng của sinh khối nấm men 2 3 0,31 Chưa lắng chặt 4 0,18 Lắng chặt 5 0,15 Lắng rất chặt 5 3 0,38 Chưa lắng 4 0,19 Lắng 5 0,17 Lắng chặt 10 3 0,48 Chưa lắng 4 0,36 Lắng ít 5 0,30 Lắng chưa hoàn toàn 15 3 0,54 Chưa lắng 4 0,47 Chưa lắng 5 0,39 Lắng ít Kết quả ở bảng 3.9 cho thấy ở nhiệt độ càng thấp, thì sinh khối nấm men bia lắng càng nhanh. Ở nhiệt độ từ 2-5ºC, chỉ sau khi rửa 3-4 h, nấm men đã lắng chặt xuống dưới thiết bị rửa. Ở nhiệt độ cao hơn, từ 10-15ºC quá trình rửa không thuận lợi do nấm men còn lơ lửng khá nhiều , thể hiện ở giá trị OD tương đối cao từ 0,30 (nhiệt độ 10ºC) đến 0,39 (nhiệt độ 15ºC). Chính vì vậy nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình rửa và lắng. Sinh khối nấm men bia là từ 2-5ºC, thời gian là 4h. 3.2.7. Kết quả chất lượng bã nấm men sau quá trình tiền xử lý Bã nấm men sau khi được thu nhận từ công ty bia được đem đi xác định độ ẩm, protein rồi được xử lý, làm sạch nhằm thu được lượng sinh khối thuần khiết. Với sinh khối nấm men sạch đó, tác giả tiến hành xác định thành phần chất khô, pH của nguyên liệu, đồng thời phân tích hàm lượng đạm tổng số. Kết quả được trình bày ở bảng sau. Bảng 3.10. Thành phần hóa học của bã nấm men trƣớc khi lọc TT Hàm lƣợng ẩm (%) Hàm lƣợng xơ thô (%) pH 1 83,68 26,32 5,75 2 83,71 26,29 5,72 3 82,91 27,09 5,70 Trung bình 83,43 26,57 5,72 Bảng 3.11. Thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc, rửa đắng TT Hàm lƣợng ẩm (%) Hàm lƣợng xơ thô (%) Hàm lƣợng protein tổng số (%) pH 1 76,11 23,89 12,43 6,58 2 75,64 24,36 12,72 6,53 3 75,81 24,19 12,43 6,52 Trung bình 75,85 24,15 12,53 6,54 Biểu đồ 3.1. Biểu đồ thành phần hóa học của bã nấm men sau khi lọc Kết quả bảng trên cho thấy: nấm men nguyên liệu ban đầu có hàm lượng ẩm trung bình là 83,43%. Sau khi lọc hàm lượng ẩm giảm xuống còn 75,85%, hàm lượng chất xơ thô trung bình là 23,15%, hàm lượng protein tổng số chiếm khoảng 12,53% , pH của nấm men sau khi lọc cũng khá trung tính (6,10). Như vậy, nguyên liệu nấm men sau khi xử lý có chất lượng tốt. Nguyên liệu này được dùng để đem đi sấy. 3.2.8. Kết quả đánh giá chất lượng của bã nấm men bia sau khi sấy + Kết quả thành phần hóa học của bã nấm men bia sau khi sấy: Bã nấm men sấy trong hầm sấy ở nhiệt độ đầu vào 45 o C, nhiệt độ đầu ra: 90 o C, độ ẩm 86% được đem đi xác định hàm lượng ẩm, hàm lượng protein tổng số và đánh giá một số chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi, vị… Bảng 3.12. Thành phần hóa học của bã nấm men sấy hầm TT Hàm lƣợng ẩm (%) Hàm lƣợng xơ thô (%) Hàm lƣợng protein tổng số (%) 1 12,05 5,15 49,33 2 12,06 5,16 48,35 3 12,12 4,98 48,85 Trung bình 12,08 5,1 48,84 Nhận xét: Nhờ có quá trình rửa và tách đắng trong nấm men bia mà sản phẩm thu được là Bột nấm men sấy hầm có độ ẩm 12,08%, hàm lượng protein tổng số chiếm 46,84% và hàm lượng xơ thô là 5,1 %. Hàm lượng ẩm đã giảm tới mức an toàn, có thể bảo quản bột nấm men trong một thời gian dài. Màu sắc: sau khi sấy bột nấm men có màu trắng vàng. Mùi: bột nấm men có mùi thơm ngọt đặc trưng. Vị: có vị ngọt lợ của axit amin, giống vị ngọt của mì chính. Bột sau khi nghiền rất mịn. Sản phẩm dùng làm nguyên liệu sản xuất các loại thức ăn cho chăn nuôi như: Cá, lợn, gia cầm Trong khi đó cũng với chế độ sấy và bã nấm men bia sử dụng như nhau thì kết quả phân tích của sản phẩm bã nấm men bia sau khi sấy cho kết quả như sau: 75% 13% 12% Hàm lượng ẩm Hàm lượng protein Các chất khác [...]... có phối trộn với bột bã nấm men bia không qua quá trình tách đắng 3.3 NGHIÊN CỨU THAY THẾ DINH DƢỠNG TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI + Kết quả nuôi thử nghiệm gà cho ăn thức ăn có phối trộn với thành phần là bột bã nấm men bia sấy khô: Để đánh giá chất lượng sản phẩm sau quá trình nghiên cứu, học viên đã tiến hành lấy bột bã nấm men bia phối trộn với các thành phần khác để tạo thức ăn cho gà từ 15 ngày tuổi... trong bã men bia Ngoài ra, các chỉ tiêu cảm quan về màu sắc, mùi, vị của bột bã nấm men bia có qua quá trình rửa và tách đắng cho thấy đều tốt hơn so với bột bã nấm men bia không qua quá trình rửa tách đắng của công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc, kết quả này sẽ giúp cho động vật nuôi thích ứng với thức ăn có trộn với bã nấm men bia có qua quá trình rửa và tách đắng tốt hơn so với thức ăn có phối... công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc có hàm lượng protein thấp hơn so với bột bã nấm men bia có qua quá trình rửa và tách đắng là 0,74% Hàm lượng chất xơ thô trong thức ăn của công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc cao hơn so với hàm lượng chất xơ thô có trong bột bã nấm men bia đã qua quá trình rửa tách đắng Điều này chứng tỏ nhờ có quá trình rửa, lọc và tách đắng bã men bia đã giảm được hàm... tháng cho gà ăn hai loại thức ăn khác nhau được đánh giá qua đồ thị sau: Kg t Biểu đồ 3.2 : Biểu đồ tốc độ tăng trƣởng của gà ăn hai loại thức ăn khác nhau Nhận xét: Từ đồ thị cho thấy về tốc độ tăng trưởng của 2 loại gà được ăn hai loại thức ăn khác nhau là gần tương đương nhau Tuy nhiên, gà được cho ăn thức ăn có phối trộn bột bã men bia sấy khô có số cân nặng cao hơn so với gà cho ăn thức ăn phối trộn... men bia đã qua quá trình tách đắng và không qua quá trình tách đắng STT 1 3 4 Chỉ tiêu so sánh Protein (Nx6,25) Xơ thô Màu sắc Mùi Vị Đơn tính vị Kết quả Bột bã men bia qua Bột bã men bia không quá trình tách đắng qua quá trình tách đắng % 48,84 48,1 % - 5,1 Nâu vàng Thơm Ngọt lợ 6,3 nâu Ngai ngái Hơi đắng Từ bảng 3.14 cho thấy: Cùng một loại bã nấm men bia, đối với bã men bia của công ty cổ phần thức. .. lượng tăng trưởng của từng con gà được trình bày ở phụ lục) Sau 2 tháng nuôi kết quả cho thấy như sau: Bảng 3.16 Kết quả đánh giá trọng lƣợng thức ăn khác nhau Ngày Gà cho ăn thức ăn trên thị trường ( ký hiệu G1) Gà cho ăn thức ăn đã được thay đậu tương bằng bã men bia sấy khô ( ký hiệu G2) trung bình của gà sau 2 tháng cho ăn 2 loại 15 45 75 0,3 kg 0,86 kg 1,36 kg 0,3 kg 0,91kg 1,45 kg Kết quả sau hai... nấm men bia không đƣợc tách đắng của công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc STT Chỉ tiêu phân tích Phƣơng pháp 1 Protein (Nx6,25) AOAC 991,20 2 Tro tổng số AOAC 930,30 3 Xơ thô KNLTTP ( Nguồn: Công ty cổ phần thức ăn chăn nuôi miền Bắc) Đơn vị tính Kết quả % % % 48,1 9,2 6,3 Chất lượng sản phẩm sau quá trình tách đắng và chất lượng sản phẩm không qua quá trình tách đắng được thể hiện trong bảng sau: ... cho ăn bằng thức ăn chế biến từ sản phẩm bã nấm men bia sấy khô cho thấy bã nấm men bia hoàn toàn có thể thay thế được bột đậu tương trong thành phần thức ăn cho gà KIẾN NGHỊ - Tiếp tục nghiên cứu sản xuất bột nấm men với các công nghệ sấy khác nhau để thu được bột bã nấm men bia có thể phục vụ cho người - Xác định hàm lượng vitamin và khoáng còn lại sau quá trình sấy - Tiến hành xây dựng quy trình. .. lượng bã nấm men bia sau quá trình sấy có độ ẩm trung bình là 12,08% hoàn toàn có thể bảo quản tốt trong một thời gian dài , độ xơ thô trung bình là 5,1%, hàm lượng Protein trung bình là 48,58%, đặc biệt là không còn vị đắng trong sản phẩm sau khi sấy Do đó, bã nấm men bia hoàn toàn có thể sử dụng tốt để sản xuất thức ăn cho chăn nuôi  Kết quả đánh giá về dinh dưỡng trên gà nuôi: sau 2 tháng nuôi thử... được cho ăn thức ăn có trộn với bột bã nấm men bia có trọng lượng cao hơn gà ăn thức ăn trộn bột đậu tương xay là 0,05kg và trong tháng thứ hai là 0,09kg Điều này chứng tỏ khả năng thích ứng của gà với loại thức ăn có trộn với bột bã men bia sấy khô là rất tốt và bột bã men bia hoàn toàn có thể bán ra thị trường để thay thế cho bột đậu tương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ những nghiên cứu, có thể . nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức ăn chăn nuôi . CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ PHẾ THẢI. Nghiên cứu tận dụng phế thải bia sau quá trình lên men làm thức ăn chăn nuôi Phạm Quỳnh Trang Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn