Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xác lập điều kiện và giải pháp công nghệ tối ưu cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm

1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết 
 Từ cuối thế kỷ 19, sản phẩm thủy phân (SPTP) protein được sử dụng 
như là thực phẩm hàng ngày ở Châu Âu. SPTP protein được sử dụng rộng 
rãi như là nguồn nitơ dễ hấp thu cho nhu cầu dinh dưỡng đặc biệt, ứng dụng 
trong sản xuất các sản phẩm dinh dưỡng, chức năng cho người bệnh, người 
già và trẻ em... Những năm gần đây, SPTP được nghiên cứu ứng dụng trong 
sản xuất các sản phẩm dinh dưỡng cho người chơi thể thao, người ăn kiêng, 
bệnh nhân ung thư... Nguồn nguyên liệu để sản xuất SPTP chủ yếu từ sinh 
khối nấm men, phế liệu ngành thủy sản (như đầu cá, tôm...) và bã nấm men 
từ ngành công nghiệp rượu, bia. Đặc biệt, bã nấm men bia là một nguồn 
nguyên liệu dồi dào giàu protein còn chưa được khai thác và sử dụng hợp lý 
ở nước ta. Bã nấm men bia có hàm lượng protein cao (chiếm 51-58% lượng 
chất khô) và tỷ lệ acid amin cân đối với đầy đủ các loại acid amin cần thiết. 
Hơn nữa, tại Việt Nam, với sản lượng bia ngày càng tăng, sẽ tạo ra nguồn bã 
nấm men thải lớn khoảng 43.000 tấn/năm (tương ứng với sản lượng bia 3,5 
tỷ lít /năm - 2015). Hiện nay, bã nấm men bia chủ yếu được sấy thành dạng 
bột khô hoặc sử dụng bã nấm men ướt làm thức ăn chăn nuôi với hệ số tiêu 
hóa thấp, hơn nữa bã nấm men còn gây ô nhiễm môi trường. Để tăng hiệu 
quả sử dụng của bã nấm men bia, người ta thường thủy phân protein bã nấm 
men bia. Tuy nhiên, các kỹ thuật thủy phân protein bã nấm men bia mới dừng 
ở phương pháp tự phân và thủy phân gián đoạn bằng enzyme. Trong điều 
kiện đó, mức độ thủy phân không cao và chất lượng sản phẩm thủy phân còn 
hạn chế bởi vị đắng. Bởi vậy, xuất phát từ mục đích sử dụng hiệu quả bã nấm 
men bia để tạo sản phẩm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, chúng tôi 
tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu xác lập điều kiện và 
giải pháp công nghệ tối ưu cho quá trình thủy phân protein bã nấm men 
bia nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm”. 
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án 
 Mục tiêu: Xác lập được điều kiện và giải pháp công nghệ tối ưu cho quá 
trình thủy phân protein bã nấm men bia đạt mức độ thủy phân cao (DH) và 
độ đắng (BT) của SPTP thấp nhằm ứng dụng cho sản phẩm thực phẩm. 
 Nội dung nghiên cứu: 
2 
- Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để xử lý bã nấm men bia. 
- Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein bã nấm 
men bia: Lựa chọn chế phẩm protease, các yếu tố thủy phân, một số giải pháp 
nhằm nâng cao DH và giảm BT của SPTP. 
- Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia theo kỹ thuật thủy 
phân gián đoạn, chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục 
- Đánh giá chất lượng SPTP protein bã nấm men bia 
- Ứng dụng SPTP trong công nghệ sản xuất bánh cracker. 
3. Những đóng góp mới của luận án 
- Đã xác lập điều kiện tối ưu nhất khi thủy phân protein bã nấm men bia bằng 
mô hình tuần hoàn liên tục sử dụng thiết bị ống lồng ống. 
- Đã minh chứng bằng thực nghiệm khi dùng hai hoặc nhiều chế phẩm 
protease cùng công năng tác động lên một quá trình hoặc một cơ chất thì mức 
độ thủy phân cao hơn và BT của SPTP thấp hơn khi chúng tác động đơn lẻ. 
- Đã minh chứng được bằng thực nghiệm quá trình thủy phân protein bã nấm 
men bia trong một thiết bị đơn lẻ có thể tích nhất định thì DH thấp hơn so 
với hệ thống nhiều thiết bị mắc nối tiếp có tổng thể tích bằng thể tích của 
thiết bị đơn lẻ. 
- Kết quả nghiên cứu đã xác định được vai trò ảnh hưởng của tỷ lệ acid amin 
kỵ nước đối với độ đắng của SPTP protein bã nấm men bia, là cơ sở khoa 
học cho các nghiên cứu về protein và acid amin thuộc lĩnh vực chế biến thực 
phẩm. 
4. Bố cục luận án 
Luận án gồm 120 trang (không kể phụ lục) được chia thành các phần như 
sau: Mở đầu 2 trang, chương 1: tổng quan tài liệu 31 trang, chương 2: vật 
liệu và phương pháp nghiên cứu: 17 trang, chương 3: kết quả và thảo luận: 
51 trang, kết luận và kiến nghị 2 trang, có 37 hình vẽ và đồ thị, 50 bảng, 150 
tài liệu tham khảo và phụ lục. 
1. TỔNG QUAN 
Tổng quan các vấn đề nghiên cứu của luận án được trình bày chi tiết về các phần: 
1.1. Tổng quan về bã nấm men bia 
1.1.1.Nấm men sử dụng trong sản xuất bia 
1.1.2.Thành phần hóa học của bã nấm men bia 
1.1.3.Thành phần bất lợi của bã nấm men bia 
3 
1.1.4.Tình hình tận thu bã nấm men bia 
1.2. Tổng quan về sản phẩm thủy phân 
1.2.1. Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein 
1.2.2. Hàm lượng acid amin trong sản phẩm thủy phân protein 
1.2.3. Nguyên nhân gây đắng của sản phẩm thủy phân protein 
1.3. Tác nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein 
1.3.1.Tác nhân thủy phân protein 
1.3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thủy phân và BT của SPTP 
1.4. Tác nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein 
1.4.1.Giải pháp xử lý bã nấm men bia 
1.4.2.Giải pháp kỹ thuật thủy phân protein bã nấm men bia bằng chế phẩm 
protease 
1.5. Định hướng nghiên cứu 
 Từ tổng quan tài liệu có thể thấy rằng mặc dù đã có nhiều nghiên cứu quá 
trình thủy phân protein bã nấm men bia.Tuy nhiên, còn những vấn đề chưa 
được đề cập tới một cách sâu sắc như: 
 Đã có nhiều nghiên cứu cho việc xử lý loại các α và β-acid đắng trong 
hoa houblon bám trên bề mặt tế bào bã nấm men bia bằng NaOH. Tuy nhiên, 
hàm lượng α và β-acid đắng này sẽ khác nhau tùy vào từng công nghệ sản 
xuất bia và đời men được xả bỏ. Do đó, khảo sát nồng độ NaOH và thời gian 
ngâm để xử lý loại α và β-acid đắng này, đối bã nấm men bia sử dụng trong 
luận án là cần thiết. 
 Đã có nhiều nghiên cứu lựa chọn điều kiện thích hợp cho quá trình thủy 
phân protein bã nấm men bia, nhưng chủ yếu trên đối tượng nấm men nổi. 
chưa có nghiên cứu nào đề cập đến cùng một lúc hai mục tiêu là DH lớn nhất 
và độ đắng của SPTP thấp nhất trên đối tượng nấm men chìm. Vì vậy, lựa 
chọn điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia là 
cần thiết. 
 Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu tối ưu quá trình thủy phân protein bã nấm 
men bia theo kỹ thuật thủy phân gián đoạn, nhưng chỉ thực hiện tối ưu với 
một mục tiêu là hiệu quả thủy phân. Đồng thời, chưa có nghiên cứu tối ưu 
quá trình thủy phân chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục protein bã nấm 
men bia. Do đó, cả ba kỹ thuật thủy phân gián đoạn, chảy tràn liên tục và 
tuần hoàn liên tục được thực hiện nghiên cứu trong luận án này. 
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
4 
2.1. Vật liệu và hóa chất thiết bị 
2.1.1 Vật liệu 
 Bã nấm men bia (SBY) được thu nhận sau quá trình lên men chính tại 
Nhà máy bia Sài Gòn – Hà Nội, Khu công nghiệp vừa và nhỏ Từ Liêm, Hà 
Nội. Vật liệu làm bánh cracker (của Công ty cổ phần Green Việt Nam, Thanh 
Xuân Trung Hà Nội). 
2.1.2 . Hóa chất và thiết bị nghiên cứu. 
 Các chế phẩm protease thương mại của hãng Novo Nordisk Đan Mạch. 
Hóa chất trong phân tích của hãng Sigma và Merck (Đức). Thiết bị nghiên 
cứu chính được thiết kế và chế tạo là hệ thống thiết bị thủy phân gián đoạn, 
chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp xử lý và thủy phân protein 
bã nấm men bia. 
2.2.1.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện xử lý bã nấm men bằng NaOH 
2.2.1.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein bã 
nấm men bia 
2.2.1.3 Thủy phân protein bã nấm men bia 
2.2.2. Cô đặc sản phẩm thủy phân protein bã nấm men bia 
2.2.3. Bước đầu thử nghiệm sản xuất bánh cracker có bổ sung SPTP. 
2.3. Các phương pháp phân tích 
2.3.1. Xác định tỷ lệ tế bào sống sót của bã nấm men bia 
2.3.2. Xác định độ ẩm bã nấm men bia và SPTP sau cô đặc 
2.3.3. Xác định nồng độ chất khô của SPTP sau cô đặc 
2.3.4. Xác định độ tro của bã nấm men bia và SPTP sau cô đặc 
2.3.5. Xác định chỉ tiêu vi sinh của SPTP sau cô đặc 
2.3.6. Xác định độ đắng của bã nấm men bia sau quá trình rửa: Bằng phương 
pháp đo quang theo tiêu chuẩn quốc tế. 
2.3.7. Xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp Kjelhdal 
2.3.8. Xác định hàm lượng acid amin theo phương pháp Ninhydrin 
2.3.9. Xác định thành phần acid amin theo phương pháp sắc ký lỏng cao áp 
2.3.10. Đánh giá hiệu quả phá vỡ tế bào bã nấm men bia (TEM và SEM) 
2.3.11. Xác định hàm lượng acid nucleic trong các mẫu SPTP 
2.4. Phương pháp cảm quan 
2.4.1. Đánh giá độ đắng của SPTP theo phương pháp cảm quan cho điểm 
2.4.2. Đánh giá cảm quan mẫu bánh cracker theo phương pháp khảo sát thị hiếu 
người tiêu dùng. 
5 
2.4. Phương pháp toán học 
2.5.1. Tính toán mức độ thủy phân 
2.5.2.Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia 
Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia với hai hàm mục tiêu 
là mức độ thủy phân lớn nhất và độ đắng của sản phẩm thủy phân nhỏ nhất 
bằng phần mềm Design – Expert 10.0 để xây dựng quy hoạch trực giao – 
central composite orthogonal design (CCOD), thiết lập bề mặt đáp ứng và tối 
ưu hóa theo hàm mong đợi. Ma trận thực nghiệm bao gồm 27 thí nghiệm 
(cho trình thủy phân gián đoạn và chảy tràn liên tục) và 50 thí nghiệm (quá 
trình thủy phân tuần hoàn liên tục). Với khoảng chạy của 4 yếu tố khả sát là 
nhiệt độ (40 – 90oC), pH (6 -9), tỷ lệ E/S (5 – 10 U/g), thời gian (6 – 9h), 
riêng quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục có thêm yếu tố cài đặt biến tần 
của bơm chạy tuần hoàn (40 – 80%). 
2.5. Phương pháp thống kê 
Tất cả các thí nghiệm được thực hiện 3 lần để lấy giá trị trung bình. Kết quả 
được xử lý thống kê với mức ý nghĩa α = 0,05. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để xử lý và thủy phân 
protein bã nấm men bia. 
3.1.1. Điều kiện xử lý bã nấm men bằng NaOH 
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian rửa đến độ đắng của nước 
rửa (a) và tỷ lệ sống sót của tế bào (b) 
 Theo Hình 3.1 cho thấy, thời gian ngâm 30 phút là thích hợp đáp ứng 
tiêu chí tỷ lệ sống sót tế bào và độ đắng của nước rửa cao. Sau quá trình rửa 
3,65 3,76 3,94 4,02
10,18 12,67
14,98 16,54
25,66
30,02
32,13 35,59
27,14
31,48 33,57 36,62
0
10
20
30
40
20 30 45 60
Đ
ộ
 đ
ắn
g 
củ
a 
n
ư
ớ
c 
rử
a 
b
ã 
n
ấm
 m
en
b
ia
 (
B
U
)
Thời gian rửa (phút)
ĐC NaOH 0,05N
NaOH 0,1N NaOH 0,15N
96,94 96,88
96,84
96,56
96,18 95,97 92,26
88,61
91,01 89,86 85,12
80,04
0
20
40
60
80
100
120
20 30 45 60Tỷ
 lệ
 s
ố
n
g 
só
t 
củ
a 
tế
 b
ào
 (
%
)
Thời gian rửa (phút)
ĐC NaOH 0,05N
 NaOH 0,1N NaOH 0,15N a b 
6 
lần 2, bã nấm men được thực hiện rửa lần 3 và 4 bằng nước lạnh 4oC. Kết 
quả độ đắng của nước rửa lần 2, lần 3 và lần 4 bã nấm men bia thấp hơn so 
với trước khi xử lý (dịch bia thu được sau khi ly tâm bã nấm men bia) lần 
lượt là 18% (34,74BU so với 30,02 BU), 87% (34,74BU so với 4,64BU) và 
99% (34,74BU so với 0,1BU). Như vậy, lựa chọn được điều kiện xử lý bã 
nấm men bia bằng NaOH như sau: Bã nấm men bia được rửa lần 1 bằng 
nước lạnh 4oC, 30 phút, lần 2 bằng dung dịch NaOH 0,1N, 4oC, 30 phút, lần 
3 bằng nước lạnh 4oC, 30 phút. Kết quả loại đắng đạt được sau quá trình 
rửa lần 3 là 99% và tỷ lệ sống sót của tế bào là 98,53% ± 0,48. 
3.1.2. Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein 
bã nấm men bia 
3.1.2.1. Lựa chọn chế phẩm protease 
a. Ảnh hưởng của pH đến DH và BT của sản phẩm thủy phân: 
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH đến DH (a) và BT (b) trong quá trình thủy phân 
protein bã nấm men bia bằng 3 chế phẩm protease 
 Kết quả nghiên cứu ở Hình 3.3a chỉ ra rằng, khi sử dụng chế phẩm 
Alcalase, DH đạt cao nhất 22,35% ở pH 8,0. Xem xét BT của SPTP trên Hình 
3.3b ta thấy, sử dụng chế phẩm Flavourzyme cho độ đắng thấp nhất 27,02 
µmol quinine/l và đạt được với khoảng pH rộng hơn 7,0 – 7,5. 
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH và BT 
Từ kết quả nghiên cứu trong Hình 3.4, khi chỉ sử dụng chế phẩm 
Flavourzyme có khoảng nhiệt độ thích hợp cho cả DH và BT của SPTP rộng 
hơn so với hai chế phẩm còn lại 50 ÷ 55oC, DH đạt 18,68% và BT của SPTP 
12,59
14,73
18,86
18,35
15,34
16,34
19,11
22,35 17,9614,86
15,52
19,57
16,38
13,95
0
5
10
15
20
25
6 6,5 7 7,5 8,0 8,5
M
ứ
c 
đ
ộ
 t
h
ủ
y 
p
h
ân
 (
D
H
, %
)
pH
Flavourzyme Alcalase
Neutrase
56,77
52,56
27,02
26,94
34,70
50,25
45,33
32,77
46,62
61,64
57,35
46,72
53,45 62,13
0
10
20
30
40
50
60
70
6 6,5 7 7,5 8,0 8,5Đ
ộ
 đ
ắn
g 
củ
a 
SP
TP
 (
B
T,
 µ
m
o
l/
l)
pH
Flavourzyme Alcalase
Neutrase a b 
7 
27,66 µmol quinine/l. Với chế phẩm Alcalase, nhiệt độ thích hợp cho DH đạt 
cao và BT của SPTP thấp đều là 550C, còn chế phẩm Neutrase là 50oC. 
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH (a) và BT (b) trong quá trình thủy phân 
bã nấm men bia bằng 3 chế phẩm protease 
 Như vậy, DH bằng chế phẩm Alcalase là cao nhất, kế tiếp là Neutrase và 
cuối cùng là Flavourzyme. Trong khi đó, BT của SPTP bằng chế phẩm 
Flavourzyme là thấp nhất, tiếp đến là Alcalase và cao nhất là Neutrase. 
Chứng tỏ, chế phẩm Flavourzyme có hiệu quả làm giảm BT của SPTP protein 
bã nấm men bia. Do đó, để đạt được mục tiêu DH cao và BT của SPTP thấp, 
tác giả loại Neutrase và lựa chọn hai chế phẩm Alcalase và Flavourzyme cho 
các nghiên cứu tiếp theo. 
3.1.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ bã nấm men bia/nước đến mức độ 
thủy phân và độ đắng của sản phẩm thủy phân 
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bã nấm men bia/nước đến DH và BT của SPTP 
12,74
18,55
18,68
13,97
19,21 22,43
20,85
17,3614,69
19,68
16,52
14,47
0
5
10
15
20
25
45 50 55 60 65
M
ứ
c 
đ
ộ
 t
h
ủ
y 
p
h
ân
 (
D
H
,%
)
Nhiệt độ (0C)
Flavourzyme Alcalase
Neutrase
39,31
27,24 27,66
38,15
46,98
32,63
37,67
51,54
67,83
46,11
58,45 68,27
0
20
40
60
80
45 50 55 60 65
Đ
ộ
 đ
ắn
g 
củ
a 
SP
TP
(B
T,
 µ
m
o
l/
l)
Nhiệt độ (0C)
Flavourzyme Alcalase
Neutrase
15,02
18,93 19,1717,53
22,75 22,96
34,73 27,45
27,12
50,88
32,61
32,49
0
10
20
30
0
20
40
60
1:1 1:1,5 1:2
Đ
ộ
 đ
ắn
g 
củ
a 
SP
TP
 (
B
T,
µ
m
o
l/
l)
M
ứ
c 
đ
ộ
 t
h
ủ
y 
p
h
ân
 (
D
H
, %
)
Tỷ lệ bã nấm men bia/nước (w/w)
Mức độ thủy phân (%) Flavourzyme Mức độ thủy phân (%) Alcalase
Độ đắng của SPTP Flavourzyme Độ đắng của SPTP Alcalase
 a b 
8 
 Theo kết quả trên Hình 3.5, khi tăng tỷ lệ BNMB/N từ 1: 1 đến 1: 1,5 DH 
đều tăng và BT của SPTP đều giảm với cả hai loại chế phẩm protease. Tại tỷ 
lệ BNMB/N là 1: 1,5 (tương ứng 20% w/w) DH đạt lớn nhất cho quá trình 
thủy phân bằng chế phẩm Alcalase và Flavourzyme, với giá trị lần lượt là 
22,75% và 18,93%; tương ứng BT của SPTP đạt thấp nhất lần lượt là 32,61 
µmol quinine/l và 27,45 µmol quinine/l. Do đó, để đạt được DH cao nhóm 
nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ BNMB/N là 1: 1,5 cho các nghiên cứu tiếp theo. 
3.1.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme/protein bã nấm men bia (E/S) 
đến mức độ thủy phân và độ đắng của sản phẩm thủy phân 
 (a) 
 (b) 
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến DH và BT của Flavourzyme(a) và Alcalase 
(b) 
Với chế phẩm Flavourzyme tỷ lệ E/S 7,2U/g cho BT của SPTP thấp nhất 
15,04 µmol quinine/l nhưng DH cao nhất ... 7,52 µmol 
quinine/l và 59,62% và 7,86 µmol quinine/l, chênh lệch không quá 5%. Sau 
khi tối ưu hóa quá trình thủy chảy tràn liên tục protein bã nấm men bia, với 
tỷ lệ E/S sử dụng của chế phẩm Flavourzyme tăng 33% từ 7,5 U/g (trước tối 
ưu) lên 10 U/g (sau tối ưu). Giá trị DH và BT của SPTP sau tối ưu lần lượt 
đạt 59,62% và 7,86 µmol quinine/l, tương ứng tăng 8,4% và giảm 34,7% so 
với trước khi tối ưu. Như vậy, kết quả DH và BT của SPTP đạt được sau tối 
ưu quá trình thủy phân chảy tràn liên tục protein bã nấm men bia có ý nghĩa 
lớn. 
Bảng 3.15. Kết quả điều kiện tối ưu của kỹ thuật thủy phân gián đoạn và chảy tràn 
liên tục 
Kỹ thuật thủy phân 
Nhiệt 
độ 
(oC) 
pH 
Tỷ lệ E/S 
(U/g) 
Thời gian 
(giờ) 
DH (%) BT (µmol/l) 
Gián đoạn 52 7,5 8,5 9 40,81 ± 0,44 16,37 ± 0,13 
Chảy tràn liên tục 51 7,5 10 9 59,62 ± 0,27 7,86 ± 0,33 
 Kết quả trong Bảng 3.15, ở điều kiện thủy phân tối ưu, trên hệ thống thủy 
phân chảy tràn liên tục có DH cao hơn 18,8% và BT của SPTP giảm 52% so 
với hệ thống thủy phân gián đoạn. Một lần nữa khẳng định, hiệu quả là cao 
khi dòng bã nấm men bia được di chuyển liên tục trong quá trình thủy phân, 
làm tăng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất. Đồng thời, tác giả đã 
18 
minh chứng được bằng thực nghiệm quá trình thủy phân protein bã nấm men 
bia trong một thiết bị có thể tích nhất định thì DH thấp hơn và độ đắng của 
SPTP cao so với hệ thống nhiều thiết bị mắc nối tiếp có tổng thể tích bằng 
thể tích của thiết bị đơn lẻ. 
3.2.3. Tối ưu hóa quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục 
 Kết quả thí nghiệm quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục có mức độ 
thủy phân (DH) Y1 và độ đắng (BT) Y2, có phương trình hồi qui biểu diễn 
các yếu tố như sau: Y1 = 68,61 + 1,11A – 0,79B + 0,6C + 0,66D + 2,26E – 0,31AB 
+ 0,03AC – 0,2AD – 0,23AE - 0,04BC - 0,54BD – 0,61BE - 0,07CD – 0,25CE – 
0,31DE – 8,79A2 – 7,49B2 - 2,86C2 - 2,45D2 – 4,7E2 (3.5) 
Y2 = 7,86 – 1,13A + 0,84B – 0,87C – 0,49D – 1,84E + 0,38AB - 0,26AC + 0,27AD + 
0,59AE – 0,54BC .+ 0,37BD + 0,09BE - 0,11CD + 0,34CE + 0,42DE + 3,96A2 + 2,21B2 
+ 1,05C2 + 0,37D2 + 1,45E2 (3.6) 
 (a) (b) 
Hình 3.22. Bề mặt đáp ứng của nhiệt độ và pH đến DH thủy phân (a) và BT của 
SPTP (b) bằng kỹ thuật thủy phân tuần hoàn liên tục 
Bảng 3.19. Kết quả DH và BT trước và sau tối ưu quá trình thủy phân tuần hoàn liên 
tục 
Mẫu SPTP 
Nhiệt độ 
(oC) 
pH 
Tỷ lệ 
E/S 
(U/g) 
Thời 
gian 
(giờ) 
% biến 
tần 
 của bơm 
DH (%) 
BT 
(µmol/l) 
Kết quả tối ưu 51 7,5 8,0 8 65 68,79 7,23 
Kiểm chứng lại 51 7,5 8,0 8 65 65,83 ± 0,56 7,47 ± 0,41 
Trước tối ưu 
(mục 3.1.3.3) 
52,5 7,5 7,5 9 80 60,78 ± 1,45 9,21 ± 0,43 
19 
 Theo kết quả nghiên cứu được biểu diễn ở Hình 3.22 và Bảng 3.19, DH 
và BT của SPTP giữa mô hình tối ưu và thí nghiệm thực nghiệm là phù hợp 
68,79%, 7,23 µmol quinine/l và 65,83% và 7,47 µmol quinine/l, chênh lệch 
không quá 5%.Với tỷ lệ E/S sử dụng của chế phẩm Flavourzyme tăng từ 7,5 
U/g (trước tối ưu) lên 8 U/g (sau tối ưu) tăng 6,6%, thời gian thủy phân giảm 
11%. Giá trị DH và BT của SPTP sau tối ưu lần lượt đạt 65,83% và 7,47 
µmol quinine/l, tương ứng tăng 5% và giảm 19 % so với trước khi tối ưu. So 
với kết quả tối ưu quá trình thủy phân gián đoạn và chảy tràn liên tục, giải 
pháp nâng cao DH và chất lượng sản phẩm thủy phân bằng kỹ thuật thủy 
phân tuần hoàn liên tục đạt hiệu quả cao (Bảng 3.20). 
Bảng 3.20. Kết quả điều kiện tối ưu của các kỹ thuật thủy phân 
Kỹ thuật thủy phân 
Nhiệt 
độ 
(oC) 
pH 
Tỷ lệ 
E/S 
(U/g) 
Thời 
gian 
(giờ) 
% biến 
tần 
 của bơm 
DH (%) BT (µmol/l) 
Gián đoạn 52 7,5 8,5 9 40,81 ± 0,44 16,37 ± 0,13 
Chảy tràn liên tục 51 7,5 10 9 59,62 ± 0,27 7,86 ± 0,33 
Tuần hoàn liên tục 51 7,5 8,0 8 65 65,83 ± 0,56 7,47 ± 0,41 
 Theo kết quả ở Bảng 3.20, tỷ lệ E/S của chế phẩm Flavourzyme được sử 
dụng là thấp nhất trong quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục đạt giá trị 8 
U/g, kế tiếp là quá trình thủy phân gián đoạn đạt 8,5 U/g, cao nhất là trong 
quá trình thủy phân chảy tràn liên tục cần 10 U/g. Khi DH tăng và BT của 
SPTP giảm lần lượt là 6 % và 5% (so với kỹ thuật chảy tràn liên tục), là 25 
% và 54% (so với kỹ thuật gián đoạn) thì tỷ lệ E/S của Flavourzyme sử dụng 
giảm 6% (so với kỹ thuật chảy tràn liên tục) và 20 % (so với kỹ thuật gián 
đoạn). Như vậy, kết quả nghiên cứu của luận án đã đề xuất được qui trình 
thủy phân protein bã nấm men bia thu được sản phẩm thủy phân có độ thuần 
khiết cao, là quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục protein bã nấm men bia. 
3.3. Tổng hợp và đánh giá kết quả phân tích chất lượng sản 
phẩm thủy phân protein bã nấm men bia 
3.3.1. Kết quả xác định thành phần acid amin trong các mẫu 
sản phẩm thủy phân bằng phương pháp HPLC 
 Kết quả xác định thành phần acid amin trong mẫu SPTP trên hệ thống 
thủy phân tuần hoàn liên tục có giá trị cao nhất đạt 8,95 mg/ml, kế tiếp là 
20 
7,84 mg/ml (chảy tràn liên tục) và 4,49 mg/ml (gián đoạn). Hàm lượng acid 
amin kỵ nước giảm đáng kể từ 42,32% (gián đoạn) xuống 32,07% (tuần hoàn 
liên tục). Tổng kết các kết quả xác định thành phần acid amin trong các mẫu 
thủy phân nghiên cứu được biểu diễn ở Hình 3.24. 
Hình 3.24. Kết quả DH, BT và tỷ lệ acid amin kỵ nước trong các mẫu SPTP 
Chú thích: M1. Tuần hoàn liên tục - tối ưu; M2. Tuần hoàn liên tục - tự phân tuần hoàn liên 
tục; M3. Chảy tràn liên tục tối ưu; M4. Tuần hoàn liên tục - tự phân gián đoạn; M5. Chảy 
tràn liên tục - tự phân Chảy tràn liên tục; M6. Chảy tràn liên tục - tự phân gián đoạn; M7. 
Tuần hoàn liên tục - không có giai đoạn sốc nhiệt + tự phân; M8. Chảy tràn liên tục -không 
có giai đoạn sốc nhiệt + tự phân; M9. Gián đoạn tối ưu; M10. Gián đoạn - có giai đoạn sốc 
nhiệt + tự phân; M11. Gián đoạn - không có giai đoạn sốc nhiệt + tự phân 
Các kết quả nghiên cứu được tập hợp ở Hình 3.24, trong các mẫu sản phẩm 
thủy phân, tỷ lệ acid amin kỵ nước tăng khi độ đắng tăng, có nghĩa là độ đắng 
tỷ lệ thuận với tỷ lệ các acid amin kỵ nước trong SPTP. Mặt khác, kết quả 
nghiên cứu cũng đưa ra được mối liên hệ giữa độ đắng của sản phẩm thủy 
phân tỷ lệ nghịch với mức độ thủy phân. Từ kết quả nghiên cứu ở Hình 3.24 
và Hình 3.25, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng, đã xác định được vai trò của 
hàm lượng acid amin kỵ nước đối với độ đắng của sản phẩm thủy phân 
protein bã nấm men bia, là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu về protein và 
acid amin thuộc lĩnh vực chế biến thực phẩm. 
3.3.2. Kết quả phân tích chất lượng và chỉ tiêu vi sinh của sản 
phẩm thủy phân 
 Tiến hành phân tích chất lượng và chỉ tiêu vi sinh vật của các mẫu SPTP 
bằng các kỹ thuật thủy phân khác nhau được thể hiện ở bảng 3.27, với mục 
7,47 7,81 7,86
11,47 11,63
14,82 15,29 16,14 16,37 16,41
19,55
65,83
60,78 59,62
53,18 52,77
46,36 45,19
41,25
40,81 40,37
33,8132,07 33,70 33,80
37,63 37,78
41,05 41,64 42,16
42,32 42,75
46,09
0
10
20
30
40
50
60
70
80
M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 M 6 M 7 M 8 M 9 M 10 M 11
B
T 
(μ
m
o
l/
l)
, D
H
 v
à 
tỷ
 lệ
 a
ci
d
 a
m
in
 k
ỵ 
n
ư
ớ
c 
(%
)
Các mẫu sản phẩm thủy phân
Độ đắng của SPTP (µmol/l) Mức độ thủy phân (%) Tỷ lệ acid amin kỵ nước
(%)
21 
đích đánh giá SPTP đạt chất lượng để ứng dụng trong công nghiệp thực 
phẩm. 
Bảng 3.27. Phân tích chất lượng và chỉ tiêu vi sinh của SPTP bằng các kỹ thuật thủy 
phân 
Các chỉ tiêu 
Đơn 
vị 
Gián 
đoạn 
Chảy tràn 
liên tục 
Tuần hoàn 
liên tục 
Tiêu chuẩn xác định 
Hàm lượng Nitơ 
tổng 
g/100g 
6,05 ± 
1,02 
10,23 ± 0,73 
11,97± 
0,58 
Kjelhdal 
Độ ẩm % 45 45 45 Theo mục 2.3.2 
Muối NaCl g/100g 
1,75 ± 
0,85 
1,86 ± 0,76 1,88 ± 1,14 
TCVN 4836 – 2: 
2009 
pH 2% 
7,48 ± 
0,94 
7,47 ± 0,65 7,49 ± 0,97 
Tro tổng g/100g 
5,87 ± 
0,86 
10,6 ± 1,13 11,5 ± 0,74 Theo mục 2.3.4 
Tổng số vi sinh vật 
hiếu khí 
CFU/g 8,5 x 103 7,6 x 103 2,5 x 103 TCVN 4884: 2005 
Coliforms CFU/g KPH KPH KPH TCVN 6848: 2007 
Sallmonella /25g KPH KPH KPH TCVN 4829: 2005 
B. Cereous CFU/g KPH KPH KPH TCVN 4992: 2005 
E. Coli CFU/g KPH KPH KPH TCVN 7924 - 2: 2008 
KPH: Không phát hiện (dưới ngưỡng phát hiện của phương pháp thử) 
Bảng 3.28. Đánh giá chất lượng của sản phẩm thủy phân bằng kỹ thuật tuần hoàn 
liên tục với sản phẩm chiết xuất nấm men thương mại 
Các thông số 
Sản phẩm men chiết 
xuất hãng Angel 
Sản phẩm thủy phân theo kỹ thuật 
tuần hoàn liên tục trong luận án 
Ngưỡng 
Kết 
quả 
Đơn vị Kết quả Đơn vị 
Hàm lượng 
protein tổng 
≥ 7,0 10,99 g/100g 12,01 g/100g 
Độ ẩm 30 - 35 32,33 % 45 % 
Muối NaCl 8 - 12 9,42 % 1,95 % 
pH 2% 5 - 6,5 5,15 7,02 
Tổng số vi sinh 
vật hiếu khí 
≤ 1x104 < 10 CFU/g 2,3 x 103 CFU/g 
Coliforms ≤ 30 < 30 MPN/100 g KPH CFU/g 
Sallmonella KPH KPH KPH /25 g 
B. Cereous KPH CFU/g 
E. Coli KPH CFU/g 
22 
 Theo Bảng 3.27, kết quả hàm lượng nitơ tổng của mẫu SPTP bằng kỹ 
thuật thủy phân tuần hoàn liên tục là lớn nhất (11,97g/100g), kế tiếp là kỹ 
thuật thủy phân chảy tràn liên tục (10,23 g/100g), cuối cùng là kỹ thuật thủy 
phân gián đoạn (6,05g/100g). Hàm lượng tro tổng cũng giảm tương tự giống 
với hàm lượng nitơ tổng. Đặc biệt, kết quả phân tích ở Bảng 3.27 cho thấy 
chỉ tiêu vi sinh vật của SPTP bằng kỹ thuật thủy phân gián đoạn, chảy tràn 
liên tục, tuần hoàn liên tục đều đạt chất lượng an toàn thực phẩm. Theo kết 
quả Bảng 3.28 cho thấy, so với sản phẩm chiết xuất nấm men thương mại 
của hãng Angel, thì kết quả phân tích của mẫu SPTP bằng kỹ thuật thủy phân 
tuần hoàn liên tục đạt chất lượng an toàn thực phẩm. 
Bảng 3.29. Kết quả phân tích hàm lượng kim loại và VTM của SPTP bằng kỹ thuật 
tuần hoàn liên tục 
Hàm lượng các chỉ tiêu Đơn vị 
Kết 
quả 
Hàm lượng các chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 
Tro tổng g/100g 11,7 Asen mg/kg KPH 
Lipit g/100g 0,07 Vitamin B2 mg/100g 3,6 
Cadimi mg/kg KPH Vitamin B6 mg/100g 2,4 
Chì mg/kg 0,009 Vitamin B1 mg/100g 3,3 
Thủy Ngân mg/kg KPH 
 Hơn nữa, khi quy về cùng độ ẩm 45%, hàm lượng protein tổng của mẫu 
SPTP theo kỹ thuật tuần hoàn liên tục của luận án cao hơn khoảng 25,6% so 
với sản phẩm chiết xuất nấm men của hãng Angel. Ngoài ra, trong bản phân 
tích chất lượng sản phẩm của luận án, chúng tôi còn xác định thêm một số 
chỉ tiêu được tổng hợp ở Bảng 3.29. Kết quả Bảng 3.29 thấy rằng, hàm lượng 
tro tổng cao, tức SPTP có nhiều khoáng chất. Trong đó hàm lượng kim loại 
nặng trong SPTP đạt tiêu chuẩn cho phép đối với SPTP. Hàm lượng vitamin 
nhóm B không nhiều, có thể trong quá trình thủy phân đã bị tổn thất. 
3.4. Ứng dụng sản phẩm thủy phân trong công nghệ thực phẩm 
 Sau khi đã chứng minh được tính an toàn của SPTP, chúng tôi tiến 
hành làm 3 mẫu bánh theo công thức làm bánh cracker của công ty cổ phần 
thực phẩm Green Việt Nam. SPTP protein bã nấm men bia dùng để bổ sung 
đã được cô đặc chân không đến nồng độ chất khô 55%, % SPTP bổ sung quy 
về nồng độ 100% và được tính theo khối lượng bột mỳ, % SPTP là 1%. SPTP 
23 
được bổ sung vào giai đoạn nhào bột. Các mẫu làm bánh được biểu diễn ở 
bảng 3.31. 
Bảng 3.31. Kết quả phân tích số liệu đánh giá các tính chất cảm quan bánh cracker 
M1 ĐTB M4 ĐTB M5 ĐTB M6 ĐTB Mtt ĐTB 
M1.B 7,3a M4.B 7,21a M5.B 7,37a M6.B 7,33a Mtt.B 7,85a 
M1.C 7,21a M4.A 6,5b M5.A 7,01a,b M6.A 6,28b Mtt.A 7,27b 
M1.A 6,73b M4.C 6,25c M5.C 6,83b M6.C 6,17b Mtt.C 6,75c 
Chú thích: Mẫu A. Không bổ sung sản phẩm thủy phân, phủ muối; Mẫu B và mẫu C 
có bổ sung sản phẩm thủy phân, tương ứng có phủ muối và phủ muối + đường. 
Các sản phẩm bánh cracker được tiến hành cảm quan theo phương pháp cho 
điểm thị hiếu bởi 60 người với 4 tính chất là màu vàng (M1), vị ngọt (M4), 
vị mặn (M5), hậu vị (M6) và cảm quan tổng thể (Mtt). Kết quả xử lý số liệu 
bằng phân tích phương sai một yếu tố trên phần mềm XLSTAT cho từng tính 
chất cảm quan của bánh cracker. Mục đích của nghiên cứu này nhằm tìm ra 
những tính chất cảm quan khác nhau có nghĩa giữa các mẫu bánh A, B và C. 
Kết quả sau đánh giá cảm quan, mẫu bánh B (có bổ sung 1% sản phẩm thủy 
phân và có phủ muối) đạt giá trị cảm quan tổng thể cao nhất (7,85) và cao 
hơn giá trị cảm quan tổng thể của mẫu bánh A (7,27) (không có bổ sung sản 
phẩm thủy phân). Giữa các mẫu bánh chỉ có tính chất cảm quan M4 (vị ngọt) 
và M6 (hậu vị) là có sự sai khác giữa các mẫu bánh A, B, C. Với công thức 
làm bánh cracker tại Công ty cổ phần thực phẩm Green Việt Nam, tính toán 
được hàm lượng acid amin 0,64g/100g bánh. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Kết luận 
Với kết quả nghiên cứu của luận án có thể rút ra một số kết luận sau: 
1. Đã xác định được điều kiện xử lý bã nấm men bia để loại các chất đắng 
tồn dư của hoa houblon bằng dung dịch NaOH 0,1N. Độ đắng giảm 99% so 
với trước khi xử lý. 
2. Đã xác lập được điều kiện sử dụng hỗn hợp hai chế phẩm Flavourzyme + 
Alcalase cho hiệu quả cao hơn khi sử dụng đơn lẻ. Mẫu thủy phân bằng hỗn 
hợp Flavourzyme + Alcalase có mức độ thủy phân tăng 22% và độ đắng của 
sản phẩm thủy phân giảm 14,3% so với mẫu chỉ thủy phân bằng Alcalase. 
24 
3. Tối ưu quá trình thủy phân protein bã nấm men bia trên 3 hệ thống được 
thiết kế chế tạo theo tiêu chí mức độ thủy phân cao nhất và độ đắng sản phẩm 
thủy phân thấp nhất. 
- Ở điều kiện tối ưu, mức độ thủy phân và độ đắng của sản phẩm thủy phân 
bằng hệ thống thủy phân gián đoạn và chảy tràn liên tục đạt được lần lượt là: 
40,81% ± 0,44 và 16,37 ± 0,13 μmol quinine/l và 59,62 % ± 0,27 và 7,86 ± 
0,33 μmol quinine/l. Điều đó, đã minh chứng được bằng thực nghiệm quá 
trình thủy phân protein bã nấm men bia trong một thiết bị đơn lẻ có thể tích 
nhất định thì mức độ thủy phân thấp hơn và độ đắng của sản phẩm thủy phân 
cao hơn so với hệ thống nhiều thiết bị mắc nối tiếp có tổng thể tích bằng thể 
tích của thiết bị đơn lẻ. 
- Hệ thống thủy phân tuần hoàn liên tục là tối ưu nhất. Điều kiện tối ưu là: 
51oC, pH 7,5, tỷ lệ E/S (của Flavourzyme) 8,0 U/g, mức cài đặt biến tần của 
bơm 65% và thời gian thủy phân 8 giờ. Ở điều kiện này: 
 Mức độ thủy phân đạt được 65,83 % ± 0,56, tăng 6 % (so với hệ thống 
thủy phân chảy tràn liên tục) và tăng 25 % (so với hệ thống thủy phân 
gián đoạn). 
 Độ đắng của sản phẩm thủy phân đạt được 7,47 ± 0,41 μmol quinine/l, 
giảm 5% (so với hệ thống thủy phân chảy tràn liên tục) và giảm 54% 
(so với hệ thống thủy phân gián đoạn). 
4. Đã tìm được mối liên quan tỷ lệ thuận giữa độ đắng và tỷ lệ acid amin kỵ 
nước của sản phẩm thủy phân. 
5. Đã ứng dụng sản phẩm thủy phân protein bã nấm men bia trong sản xuất 
bánh cracker mặn với tỷ lệ bổ sung 1% và kết quả đánh giá cảm quan cho 
thấy chất lượng của bánh này có mức độ ưa thích cao hơn so với mẫu bánh 
đối chứng. 
Kiến nghị 
1. Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng của sản phẩm thủy phân từ bã nấm men bia 
trong chế biến snack, tương cà, sốt spagetti... 
2. Ứng dụng thực tiễn hệ thống thủy phân protein bã nấm men bia ở quy mô 
công nghiệp cho các nhà máy bia tại Việt Nam, nhằm nâng cao giá trị gia 
tăng của bã nấm men bia và giảm thiểu tác hại đến ô nhiễm môi trường của 
ngành công nghiệp sản xuất bia.