Acid lactic là một chất hóa học được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, hóa chất, dệt may và thực phẩm (Wee et al., 2006). Do đó, nhu cầu sử dụng acid lactic ngày càng tăng. Acid lactic có thể được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học và phương pháp lên men. Tuy nhiên, vì các vấn đề liên quan đến môi trường nên phương pháp tổng hợp hóa học không được ưa chuộng nữa. Thay vào đó là sản xuất acid lactic thông qua quá trình lên men lactic bởi các vi sinh vật có khả năng sử dụng các nguồn carbohydrate khác nhau. Trong đó, nhóm vi khuẩn lactic đóng vai trò chính trong quá trình sản xuất acid lactic. Tuy nhiên, vi khuẩn lactic thường được nuôi cấy chủ yếu trên môi trường MRS (De Man, Rogosa và Sharpe) với giá thành khá cao. Trong đó, chi phí của cao nấm men chiếm khoảng 38% tổng chi phí sản xuất acid lactic và điều này đã làm tăng giá thành của acid lactic (Juturu & Wu, 2016). Thực tế cho thấy, trong số nhiều nguồn nitơ, chiết xuất nấm men là nguồn tốt nhất do hàm lượng nitơ cao, giàu acid amin và vitamin. Chính vì vậy, đây là yếu tố không chỉ làm tăng sinh khối mà còn tạo ra sự chuyển hóa acid lactic ở mức độ cao. Do đó, điều quan trọng là phải tìm các giải pháp thay thế bằng nguồn nitơ rẻ tiền hơn. Các nghiên cứu trước đây đã nỗ lực tìm kiếm một số nguồn nitơ có giá trị kinh tế hơn để thay thế một phần hoặc toàn bộ chiết xuất nấm men trong môi trường sản xuất lactic như trong nghiên cứu của Safari et al. (2012) (thủy phân từ vây cá ngừ), Li et al. (2013) (thủy phân từ hạt bông), Izaguirre et al. (2020) (thủy phân từ chất thải rắn hữu cơ).

Hình ảnh minh họa

Men bia đã qua sử dụng hay còn được gọi là bã men bia là một trong những sản phẩm phụ chiếm khối lượng khá lớn trong ngành công nghiệp sản xuất bia. Bã men bia chiếm khoảng 1,5-2,5% tổng sản lượng bia và là một nguồn cung cấp các thành phần có giá trị (Bekatorou et al., 2015). Chiết xuất men bia đã được chứng minh là giàu protein, chứa nhiều acid amin thiết yếu cũng như khoáng chất và vitamin nhưng lại ít chất béo và đạm (Vieira et al., 2016). Bên cạnh đó, chiết xuất men bia còn được biết đến là một nguồn đầy hứa hẹn của các thành phần có nhiều hoạt tính sinh học như phenolic, flavonoid, carotenoid và peptide (Vieira et al., 2018). Hiện nay, có nhiều phương pháp để thu nhận chiết xuất nấm men. Trong đó, phương pháp tự phân bởi các enzyme nội bào của nấm men phổ biến hơn nhưng diễn ra chậm, năng suất thấp và có nguy cơ hư hỏng do nhiễm vi sinh vật. Quá trình thẩm thấu (plasmolysis) bổ sung chất xúc tác như muối vô cơ hoặc dung môi hữu cơ làm cho sản phẩm chứa nhiều muối và có mùi khó chịu. Ngoài ra, thủy phân bằng acid, kiềm cũng được thực hiện nhưng lại tạo ra các sản phẩm chứa các hợp chất gây ung thư. Quá trình thủy phân bằng enzyme được cho là tốt hơn so với quá trình thủy phân bằng acid nhưng chi phí enzyme cao và có thể không ly giải hoàn toàn tế bào. Bên cạnh đó, còn có các phương pháp phá hủy cơ học bằng sóng siêu âm, nghiền hạt và xử lý áp suất cao.

Nhìn chung, mỗi phương pháp điều có ưu nhược điểm nhất định và có liên quan đến chất lượng cũng như thành phần của chiết xuất nấm men. Do đó, tùy thuộc vào mục đích sản xuất và điều kiện mà lựa chọn phương pháp phá vỡ tế bào cho phù hợp. Trong nghiên cứu này, dịch thủy phân được thu từ men bia bằng phương pháp xử lí ở nhiệt độ cùng với áp suất cao và đánh giá hiệu quả của dịch thủy phân thông qua sự gia tăng mật số vi khuẩn và khả năng hình thành acid lactic.

Qua quá trình nghiên cứu, kết quả thu được dịch thủy phân thu nhận từ bã men bia bằng phương pháp thủy phân có hàm lượng protein là 74,45%, carbohydrate và chất béo là 0%. Bổ sung 10% (v/v) dịch thủy phân thu nhận từ nấm men bia bằng phương pháp xử lý nhiệt có khả năng sử dụng thay thế nguồn đạm thương mại của môi trường MRS thông qua hiệu quả phát triển và lên men của vi khuẩn lactic. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin để có thể định hướng ứng dụng nguồn đạm từ dịch thủy phân nấm men trong các quá trình lên men vi sinh vật.