Nghiên cứu quy trình thủy phân tế bào nấm men thu nhận beta glucan từ bã men bia khô

c sản phẩm SP2. 
3.3. Nghiên cứu loại bỏ α-glucan 
Theo như nghiên cứu của Andriy Synytsya và ctv., (2008) thì α-glucan có khả năng sẽ 
được loại bỏ bằng enzyme α-amylase. Quá trình thủy phân loại bỏ protein sử dụng nồng độ 
enzyme protease 15 U/ml. Kết quả nghiên cứu với 05 nồng độ enzyme khác nhau lần lượt: 1 
U/ml; 2 U/ml; 3 U/ml; 5 U/ml và 7 U/ml và kết quả thu được như Hình 4 (n=5). 
.000
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
5 U/ml 10 U/ml 15 U/ml 20 U/ml
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 (
%
/V
C
K
)
Nồng độ enzyme
Protein (% VCK) Glucan tổng (% VCK) Beta glucan (% VCK)
.000
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
1 U/ml 2 U/ml 3 U/ml 5 U/ml 7 U/ml
H
àm
 l
ư
ợ
n
g
 (
%
/V
C
K
)
Nồng độ enzyme
α-glucan (% VCK) Glucan tổng (% VCK) β-glucan (% VCK)
Hình 4. Đồ thị thể hiện kết quả loại bỏ α-glucan trong SP3
Trong đồ thị Hình 4, kết quả nghiên cứu 
với năm nồng độ enzyme khác nhau lần lượt: 
1 U/ml; 2 U/ml; 3 U/ml; 5 U/ml và 7 U/ml. 
Khi sử dụng enzyme α-amylase để loại bỏ 
α-glucan đạt hiệu quả khá cao từ sản phẩm 
SP2, α-glucan chiếm 4,14 (%) xuống còn ở 
mức 0,5%. Nồng độ enzyme thích hợp cho 
quá trình này là 3 U/ml. Sau quá trình loại bỏ 
α-glucan được sản phẩm SP3 và trong SP3 vẫn 
còn chứa β-glucan, một ít protein và béo.
3.4. Nghiên cứu loại bỏ béo thô
Trong sản phẩm SP3, thành phần béo chiếm 
khoảng 12%, đây là lượng rất lớn có khả năng sẽ 
gây ảnh hưởng cho quá trình tinh chế β-glucan. 
Do đó, cần phải rửa béo để tiến hành sử dụng 
phương pháp lọc. Hiện nay, nhóm thực hiện sử 
dụng phương pháp rửa béo bằng ethanol và kết 
quả thu được hàm lượng béo trong sản phẩm 
SP4 còn lại khá thấp chỉ đạt 1,54% so với lúc 
chưa chiết béo 12,3%.
Bảng 2. Kết quả các chỉ tiêu hóa học của các sản phẩm trong quá trình tách chiết.
Thành phần 
hóa học Ẩm (%)
Protein 
(%VCK)
Lipid
(%VCK)
Tro 
(%VCK)
Carbohydrate 
(%VCK)
SP1 80,95 ± 0,09 20,63 ± 0,87b 22,56 ± 0,27c 7,11± 0,85 42,30 ± 0,38a
SP2 80,95 ± 0,09 3,60 ± 0,34a 13,30 ± 1,17b 5,47 ± 0,15 62,97 ± 0,42b
SP3 90,14 ± 0,33 3,41 ± 0,87a 12,30 ± 2,18b 5,11 ± 0,49 78,15 ± 6,54c
SP4 95,14 ± 0,47 3,11 ± 0,41a 1,54 ± 0,47 4,87 ± 0,23 90,15 ± 6,54d
Ghi chú: các ký tự khác nhau trong cùng một cột cùng một chỉ tiêu chỉ mức độ khác biệt có ý nghĩa 
(p < 0,05), số liệu thể hiện là giá trị trung bình và sai số chuẩn (SD), n=5.
Bảng 3. Kết quả các chỉ tiêu glucan của các sản phẩm trong quá trình tách chiết.
Thành phần 
hóa học Glucan tổng (%VCK) α-glucan (%VCK) β-glucan (%VCK)
SP1 35,60 ± 1,73a 5,56 ± 0,63b 30,04 ± 1,59a
SP2 41,15 ± 1,12b 4,14 ± 0,33a 37,01 ± 2,54b
SP3 54,63 ± 2,09c 0,51 ± 0,05b 54,12 ± 2,47c
SP4 68,28±1,93d 0,58 ± 0,06c 67,7 ± 1,25d
Ghi chú: các ký tự khác nhau trong cùng một cột cùng một chỉ tiêu chỉ mức độ khác biệt có ý nghĩa 
(p < 0,05), số liệu thể hiện là giá trị trung bình và sai số chuẩn (SD), n=5.
93TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
Theo Bảng 2 và 3 thì khi hàm lượng các 
protein và α-glucan sau khi xử lý sẽ giảm đi thì 
hàm lượng của β-glucan sẽ tăng lên trong quá 
trình tinh sạch sản phẩm. Hàm lượng protein 
giảm đáng kể (khoảng 6 lần) dần theo thứ tự 
SP1 > SP2, kéo theo hàm lượng carbohydrate 
tăng theo 1,5 lần (Bảng 2). Đồng thời thu nhận 
được hàm lượng β-glucan đạt 67,7%.
IV. THẢO LUẬN
Trong nghiên cứu của Xiao-Yong Liu và 
ctv., (2008), hàm lượng mannanprotein trong 
nấm men trước xử lý protein là 40% và glucan 
chiếm 60%. Sau khi thủy phân bằng enzyme 
protamex ở điều kiện 55OC, pH = 7,5, thời 
gian 5 giờ cho hàm lượng mannanprotein giảm 
đáng kể 0,27% mannan và 2,99% protein, hàm 
lượng β-glucan tăng lên 93,12%. Protease 
loại bỏ mananprotein theo cơ chế phá hủy 
phức chất giữa mannan và protein làm cho 
mannan và protein hòa tan trong dung dịch. 
Riêng β-glucan không tan được giữ lại. Tương 
tự trong nghiên cứu của Asif Ahmad và ctv., 
(2009) khi enzyme protease tỏ ra hiệu quả 
trong loại bỏ protein trong lúa mạch khi cho 
hàm lượng protein thấp nhất so với các phương 
pháp trích ly acid, base và nước nóng. Ở Hình 
3, nồng độ enzyme 15 U/ml và 20 U/ml cho 
khả năng thủy phân protein cao nhất, lúc đó 
hàm lượng protein chỉ còn dưới 5%, thấp nhất 
3,60 ± 0,34 % ở 15 U/ml (Bảng 2). Tuy nhiên, 
hàm lượng glucan ở 20 U/ml lại giảm dưới 
40% so với 15 U/ml. Tỉ lệ nghịch với hàm 
lượng protein thì hàm lượng glucan tổng số và 
β-glucan cao nhất ở nồng độ 15 U/ml lần lượt 
là 41,15 ± 1,12 (%) và 37,01 ± 2,54 (Bảng 3).
Đối với thí nghiệm thủy phân α-glucan, 
theo nghiên cứu của Andriy Synytsya và ctv., 
(2008), enzyme α-amylase có khả năng thủy 
phân α-glucan. Theo đó, với 2 mẫu nấm sò và 
nấm bào ngư Nhật, Andriy Synytsya và ctv., 
(2008) nhận thấy sau khi xử lý α-glucan bằng 
α-amylase ở điều kiện nồng độ 1/500 (v/v) ở 
pH = 7 trong 30 phút thì hàm lượng tinh bột 
(α-glucan) thấp nhất chỉ phát hiện hàm lượng 
hầu như không có và chỉ theo dạng vết so với 
nguyên liệu ban đầu là 1,2-2,6%. Tương tự 
đối với nguyên liệu lúa mạch, sau khi xử lý 
α-amylase (40OC/3 giờ) trong phương pháp 
enzyme khi so sánh với các phương pháp 
trích ly acid, base và nước nóng. Phương 
pháp enzyme cho hàm lượng tinh bột thấp 
nhất (Asif Ahmad và ctv., 2009). Do đó, trong 
Hình 4, nồng độ enzyme thích hợp cho quá 
trình này là 3 U/ml. Sau quá trình loại bỏ 
α-glucan được sản phẩm SP3 và trong SP3 
vẫn còn chứa β-glucan, một ít protein và béo 
(Bảng 2 và 3).
Với số liệu từ Bảng 2 và 3, khi hàm lượng 
các thành phần tạp chất giảm đi và được loại 
bỏ thì hàm lượng β-glucan trong sản phẩm đạt 
độ tinh sạch càng cao. Hàm lượng β-glucan 
cao nhất là SP3 với hàm lượng 54,12 ± 2,47 
(Bảng 3) sau khi xử lý α-glucan. α-Glucan 
giảm từ 4,14 đến 0,51% tương ứng với hàm 
lượng β-glucan tăng đáng kể khoảng 1,5 lần. 
Khi khi sản phẩm được tách béo thì hàm 
lượng β-glucan đạt 67,7%.
Theo Silke C. Jaehrig và ctv., (2007), 
quá trình xử lý protein theo phương pháp 
enzyme cho thấy sự khác biệt đáng kể khi so 
sánh giữa trước và sau khi xử lý với enzyme 
Savinase khi hàm lượng protein giảm gần 9 
lần, tỉ lệ nghịch với hàm lượng β-glucan theo 
khối lượng khô tăng gần gấp đôi. Cũng theo 
Stefan Freimund và ctv., (2003) thì vách tế 
bào sau khi xử lý bằng enzyme protease trong 
5 giờ, ở 45OC/ pH = 10,5 thu phần cặn thì hàm 
lượng protein xác định cho thấy hiệu quả của 
protease khi kết quả cho thấy lượng protein 
chỉ còn 5%. Nghĩa là protease đã thủy phân 
hết 75% hàm lượng protein trong vách tế bào 
và β-Glucan được tinh sạch lên đến 92%. 
V. KẾT LUẬN
Phương pháp enzyme cho hiệu quả tinh 
sạch sản phẩm β-glucan khi loại bỏ phần lớn 
hàm lượng protein, α-glucan và béo trong 
mẫu. Trong đó, nồng độ enzyme protease và 
α-amylase sử dụng lần lượt là 15 U/ml và 3 U/
ml. Đồng thời loại bỏ béo bằng Ethanol 960. 
Kết quả là hàm lượng β-glucan cuối cùng tính 
94 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
theo vật chất khô là 67,7 ± 1,52%. Từ đó, đã xây 
dựng được qui trình thu nhận β-glucan đạt mức 
>60% bằng enzyme (Hình 5).
Hình 5. β-glucan thu nhận từ bã men bia
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
Đỗ Phương Thảo, 2017. Câu chuyện thoái vốn Nhà 
Nước và diện mạo mới cho ngành bia Việt Nam. 
Báo cáo ngành bia.
Tài liệu tiếng Anh
Andriy Synytsya, Katerina Mícková, Alla Synytsya, 
Ivan Jablonsky, Jirí Spevácekc, Vladimír 
Erban, Eliška Kováríková, Jana Copíková, 
2009. Glucans from fruit bodies of cultivated 
mushrooms Pleurotus ostreatus and Pleurotus 
eryngii: Structure and potential prebiotic activity; 
Carbohydrate Polymers, 76, 548–556.
Artūras Javmen, Saulius Grigiškis, Raimonda 
Gliebutė, 2012. β-glucan extraction from 
Saccharomyces cerevisiae yeast using 
Actinomyces rutgersensis 88 yeast lyzing 
enzymatic complex; BIOLOGIJA, 58(2),51-59.
Asif Ahmad, Faqir Muhammad Anjum, Tahir 
Zahoor, Haq Nawaz & Ahmad Din, 2009. 
Physicochemical and functional properties 
of barley β-glucan as affected by different 
extraction procedures; International Journal of 
Food Science and Technology, 44, 181–187.
Clare Kerby and Frank Vriesekoop, 2017. An 
Overview of the Utilisation of Brewery By-
Products as Generated by British Craft Breweries; 
Beverages, 3, 24, 1-12
Freimund S., Sauter M., Kappeli O. and Dutler H., 
2003. A new non-degrading isolation process 
for 1,3-β-D-glucan of high purity from baker’s 
yeast Saccharomyces cerevisiae, Carbohydrate 
Polymers, 54, 159–171.
Kim K.S. and Yun H.S., (2006). Production 
of soluble-glucan from the cell wall of 
Saccharomyces cerevisiae; Enzyme and Microbial 
Technology, 39, 496–500.
Liu D., Zeng X.A., Sun D.W., Han Z., 2013. Disruption 
and protein release by ultrasonication of yeast 
cells, Innovative Food Science and Emerging 
Technologies, 18, 132–137.
Suphantharika, P. Khunrae, P. Thanardkit, C. Verduyn, 
2003. Preparation of spent brewers yeast β-glucans 
with a potential application as an immunostimulant 
for black tiger shrimp, Penaeus monodon. 
Bioresource Technology, 88, 55-60.
Meena D.K., Das P., Kumar S., Mandal S.C., Prusty 
A.K., Singh S.K., Akhtar M.S., Behera B.K., Kumar 
K., Pal A.K. and Mukherjee S.C., 2013. Beta-glucan: 
an ideal immunostimulant in aquaculture (a review)”, 
Fish Physiology and Biochemistry, 39, 431-457.
Milic T.V., Rakin M. and Marinkovic S.S., 2007. 
Utilization of baker’s yeast (Saccharomyces 
cerevisiae) for the production of yeast extract: effects 
of different enzymatic treatments on solid, protein 
and carbohydrate recovery”, Journal of the Serbian 
Chemical Society, 72(5), 451–457. 
Stefan Freimunda, Martin Sautera, Othmar Kappelib, 
Hans Dutler, 2003. A new non-degrading isolation 
process for 1,3-β-D-glucan of high purity 
from baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae, 
Carbohydrate Polymers, 54, 159–171.
Stefan Kwiatkowski, Ursula Thielen, Phyllis Glenney 
and Colm Moran, 2009. A Study of Saccharomyces 
cerevisiae Cell Wall Glucans, The Institute of 
Brewing & Distilling, 115(2), 151-158.
Thammakiti S., Suphantharika M., Phaesuwan T. and 
Verduyn C., 2004. Preparation of spent brewer’s 
yeast β-glucans for potential applications in the food 
industry”, International Journal of Food Science 
and Technology, 39, 21–29.
Wenger M.D., DePhillips P., and Bracewell D.G., 2008. 
A Microscale Yeast Cell Disruption Technique 
for Integrated Process Development Strategies”, 
Biotechnology Progress, 24, 606-614.
Xiao-Yong Liua, Qiang Wang, Steve W. Cuic, Hong-
Zhi Liu, 2008. A new isolation method of 
β-D-glucans from spent yeast Saccharomyces 
cerevisiae”, Food Hydrocolloids, 22, 239–247.
Yong-guang Bi, Yu-min Li, 2015. Optimization of 
Enzymatic Extraction Barley Polysaccharides 
Orthogonal Test Method”, International 
Symposium on Material, Energy and Environment 
Engineering, 121-124.
Zhu F., Du B., Xu B., 2016. A critical review 
on production and industrial applications of 
betaglucans, Food Hydrocolloids, 52, 275-288.
Hình 5. β-glucan thu nhận từ 
bã men bia 
0,51% tương ứng với hàm lượng β-glucan tăng đáng kể khoảng 1,5 lần. Khi khi sản phẩm được 
tách béo thì hàm lượng β-glucan đạt 67,7%. 
Theo Silke C. Jaehrig và ctv., (2007), quá trình xử lý protein theo phương pháp enzyme cho 
thấy sự khác biệt đáng kể khi so sánh giữa trước và sau khi xử lý với enzyme Savinase khi hàm 
lượng protein giảm gần 9 lần, tỉ lệ nghịch với hàm lượng β-glucan theo khối lượng khô tăng gần 
gấp đôi. Cũng theo Stefan Freimund và ctv., (2003) thì vách tế bào sau khi xử lý bằng enzyme 
protease trong 5 giờ, ở 45OC/ pH = 10,5 thu phần cặn thì hàm lượng protein xác định cho thấy 
hiệu quả của protease khi kết quả cho thấy lượng protein chỉ còn 5%. Nghĩa là protease đã thủy 
phân hết 75% hàm lượng protein trong vách tế bào và β-Glucan được tinh sạch lên đến 92%. 
V. KẾT LUẬN 
Phương pháp enzyme cho hiệu quả tinh sạch sản phẩm β-
glucan khi loại bỏ phần lớn hàm lượng protein, α-glucan và béo 
trong mẫu. Trong đó, nồng độ enzyme protease và α-amylase 
sử dụng lần lượt là 15 U/ml và 3 U/ml. Đồng thời loại bỏ béo 
bằng Ethanol 960. Kết quả là hàm lượng β-glucan cuối cùng 
tính theo vật chất khô là 67,7 ± 1,52%. Từ đó, đã xây dựng 
được qui trình thu nhận β-glucan đạt mức >60% bằng enzyme 
(Hình 5). 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tài liệu tiếng Việt 
Đỗ Phương Thảo, 2017. Câu chuyện thoái vốn Nhà Nước và diện mạo mới cho ngành bia Việt Nam. Báo cáo ngành 
bia. 
Tài liệu tiếng Anh 
Andriy Synytsya, Katerina Mícková, Alla Synytsya, Ivan Jablonsky, Jirí Spevácekc, Vladimír Erban, Eliška 
Kováríková, Jana Copíková, 2009. Glucans from fruit bodies of cultivated mushrooms Pleurotus ostreatus and 
Pleurotus eryngii: Structure and potential prebiotic activity; Carbohydrate Polymers, 76, 548–556. 
Artūras Javmen, Saulius Grigiškis, Raimonda Gliebutė, 2012. β-glucan extraction from Saccharomyces cerevisiae 
yeast using Actinomyces rutgersensis 88 yeast lyzing enzymatic complex; BIOLOGIJA, 58(2),51-59. 
Asif Ahmad, Faqir Muhammad Anjum, Tahir Zahoor, Haq Nawaz & hmad Din, 2009. Physicochemical and 
functional properties of barley β-glucan as affected by different extraction procedures; International Journal of 
Food Science and Technology, 44, 181–187. 
95TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
OPTIMIZATION OF YEAST CELLS HYDROLYSATION TO OBTAIN 
BETA-GLUCAN FROM SPENT BREWER’S YEAST RESIDUE
Pham Duy Hai1*, Nguyen Quoc Cuong1, Ly Huu Toan1, Nguyen Van Nguyen1
ABSTRACT
β-glucan is a natural compound that stimulates non-specific immunity in aquatic animals. Among 
various sources of β-glucan, Saccharomyces cerevisiae is considered a rich and affordable source 
of β-glucan from beverage industry. Many methods of extraction have been applied to obtain the 
highest quantity of purified β-glucan. In this study, enzyme method was used to purify β-glucan 
from other components in spent brewer’s yeast residue. Two kinds of hydrolyzing enzymes, protease 
PA 3000 and α-amylase Licuamil, were tested on the capacity to degrade protein and α-glucan 
molecule respectively, after cell wall destruction step. The results showed that protein content after 
hydrolysation decreased about 6 times. Optimal concentration of protease was 15 U/ml. In addition, 
optimal α-amylase concentration was 3 U/ml when α-glucan content dropped about 8 times. This 
treatment has lead to the final β-glucan content as high as 67.70 % on dry weight basis.
Keywords: β-glucan, enzyme method, hydrolysation, spent brewer’s yeast residue.
Người phản biện: TS. Nguyễn Hoàng Nam Kha
Ngày nhận bài: 15/5/2019
Ngày thông qua phản biện: 26/6/2019
Ngày duyệt đăng: 28/6/2019
1 Research Center for Aqua-Feed Nutrition and Fishery Post-Harvest Technology, Research Institute for Aquaculture No.2 
*Email: duyhaipp@gmail.com