Hai chủng vi khuẩn lên men lactic (LAB) Lactobacillus sp. L5 và Lactobacillus sp. C1 được phân lập từ nem chua và cơm mẻ thể hiện khả năng ức chế nấm mốc nhiễm bánh mì Aspergillus niger khi khảo sát in vitro. Hai chủng này được sử dụng đồng lên men với nấm men làm nổi bột nhằm kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện chất lượng bánh mì.
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học SỬ DỤNG VI KHUẨN LACTOBACILLUS SPP PHÂN LẬP TỪ THỰC PHẨM LÊN MEN TRUYỀN THỐNG ĐỂ KÉO DÀI THỜI GIAN BẢO QUẢN BÁNH MÌ Nguyễn Thái Thiên Dung*, Nguyễn Hồi Hương, Huỳnh Phương Qun Trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: thaidung@gmail.com TÓM TẮT Hai chủng vi khuẩn lên men lactic (LAB) Lactobacillus sp L5 Lactobacillus sp C1 phân lập từ nem chua cơm mẻ thể khả ức chế nấm mốc nhiễm bánh mì Aspergillus niger khảo sát in vitro Hai chủng sử dụng đồng lên men với nấm men làm bột nhằm kéo dài thời gian bảo quản cải thiện chất lượng bánh mì Kết cho thấy LAB có khả kéo dài thời gian bảo quản 7,5-8 ngày so với ngày bánh mì khơng có chất bảo quản, độ nở tốt độ giữ ẩm tốt hẳn bánh mì thường suốt trình bảo quản Đặc biệt, LAB mật độ 109 (cfu/g) giúp bánh mì kéo dài thời gian bảo quản đạt ưa thích người tiêu dùng tương đương bánh mì bảo quản Canxi propionate Từ đề nghị sử dụng hai chủng Lactobacillus sp L5 C1 sản xuất giống khởi động đồng lên men với nấm men bánh mì Từ khóa: Bột chua, chất bảo quản, lactic acid bacteria (LAB), lên men bánh mì, ức chế nấm mốc USE OF LACTOBACILLUS SPP ISOLATED FROM TRADITIONAL FERMENTED PRODUCTS TO EXTEND PRESERVATION TIME OF BREAD Nguyen Thai Thien Dung*, Nguyen Hoai Huong, Huynh Phuong Quyen Hutech – Hochiminh City University of Technology *Corresponding authour: thaidung@gmail.com ABSTRACT Two lactic acid bacteria Lactobacillus sp L5 and Lactobacillus sp C1 isolated from traditional fermented meat and fermented rice cơm mẻ displayed the inhibition against Aspergillus niger, a bread contamination mold in in vitro inhibition assay The use of these two strains to co-leaven the dough with yeast was aimed to increase the shelf-life and to improve the bread quality The results showed that these LAB strains were able to increase the storage time up to 7.5 – days, compared with days in the case of bread without preservatives, the leavening degree and the water retention were significantly better than those of bread without preservatives Specially, at a density of 109 (cfu/g), these strains prolonged the shelf-life of bread, gained the moisture content equivalent to bread preserved with calcium propionate, as well as achieved consumer preference Thus, both Lactobacillus sp L5 and C1 were proposed to be used to produce starter culture for co-fermentation with baker yeast Keywords: Fermented bread, inhibition fungi, lactic acid bacteria (LAB), sourdough, preservative TỔNG QUAN Nấm mốc ngun nhân gây hư hỏng bánh mì Thơng thường, công ty sản xuất bổ sung chất bảo quản để kéo dài thời gian bảo quản Natri benzoate Canxi propionate Các chất thể nguy gây tính kháng ảnh hưởng xấu sức khỏe [1] Bánh mì làm từ bột chua phương pháp cải thiện cảm quan kéo dài thời gian bảo quản truyền thống châu Âu, tác nhân vi khuẩn lên men lactic (LAB) [2] LAB có lịch sử lâu dài việc bảo quản thực phẩm khỏi vi sinh vật gây hư hỏng - chúng thường sử dụng trình lên men thực phẩm, sản sinh số chất chuyển hóa mang lại lợi ích cho sức khỏe thường coi an toàn (GRAS) [1] Phân lập, tuyển chọn LAB từ bột chua thực phẩm lên men truyền thống dựa vào hoạt tính kháng nấm 203 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 [2],[3],[4] bước đầu để sản xuất giống khởi động LAB đồng lên men với nấm men nhằm kéo dài thời gian bảo quản bánh mì mục tiêu nghiên cứu VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Chủng nem chua, cơm mẻ, nấm mốc Aspergillus niger phân lập từ đậu nành nhiễm mốc cung cấp Phòng Thí nghiệm Viện Khoa học Ứng dụng trường Đại học Công Nghệ TP.HCM HUTECH Nấm men Saccharomyces cerevisiae từ công ty SafInstant Natri benzoat từ nhà sản xuất Guangdong Guanghua Sci-tech Co., Ltd Canxi propionate từ nhà sản xuất Melbourne Food Ingredient Depot Phương pháp Phân lập khảo sát hình thái khuẩn lạc, tế bào đặc điểm sinh lý, sinh hóa LAB tăng sinh phân lập MRS Broth, ni cấy 370C, 24 Hình thái khuẩn lạc, đặc điểm sinh lý, sinh hóa nhuộm gram, nhuộm bào tử, khả di động, thử nghiệm catalase, lên men đường, khả sinh acid lactic khảo sát Khả ức chế nấm A.niger in vitro Môi trường sử dụng MRS Agar cải tiến (không bỏ ammonium citrate), chủng nấm Aspergillus niger đục từ mơi trường PDA cấy trước ngày đặt vào tâm đĩa, ủ 370C 24 Dùng que cấy vòng cấy vạch vi khuẩn lactic tăng sinh 24h MRS Broth cách mép đĩa 1,5cm (2 vạch chủng vi khuẩn phải nằm đối diện qua tâm đĩa đường kính) Đĩa đối chứng âm khơng ria vi khuẩn Mỗi thí nghiệm lặp lại lần ủ 370C 72 Sau đo đường kính vịng nấm tính tỉ lệ kháng nấm Khảo sát in vivo khả ức chế nấm A.niger đồng lên men vi khuẩn LAB với nấm men ;àm bột bánh mì Tăng sinh LAB phân lập MRS Broth 370C, 24 nấm A.niger PDA 3-4 ngày Sử dụng LAB mật độ 108, 109, 1010 (cfu/g) để đồng lên men bánh mì với nấm men Sinh khối thu cách ly tâm 4000 vòng 15 phút, rửa hai lần nước cất vô trùng Mỗi mẫu bánh có khối lượng tỉ lệ với 100gr bột mì số 11 Nấm cảm nhiễm với 1ml huyền phù Kỷ yếu khoa học Aspergillus niger Thí nghiệm tiến hành trường hợp: không cảm nhiễm cảm nhiễm nấm 102(bt/g) Với đối chứng bánh mì thường, bánh mì bổ sung Canxi propionate (1%), bánh mì bổ sung Natri benzoate (1%) mật độ LAB 108(cfu/g), 109(cfu/g) 1010(cfu/g) Mỗi mẫu bánh mì sau nướng đóng gói vào túi polyethylene cảm nhiễm nấm, bảo quản nhiệt độ thường Mỗi thí nghiệm lặp lại lần theo dõi ngày xuất tơ nấm sau nướng Khảo sát ảnh hưởng LAB đến chất lượng bánh mì Mức độ ưa thích sản phẩm bánh mì có bổ sung vi khuẩn Lactobacillus sp.L5 & Lactobacillus sp.C1 mật độ Sử dụng phép thử “Cho điểm thị hiếu” để đánh giá mức độ ưa thích mẫu bánh mì Người thử nhận dãy mẫu mã hóa trình bày ngẫu nhiên, yêu cầu người thử cho điểm mẫu theo thang điểm từ khơng thích đến thích Trật tự trình bày mẫu sử dụng hình vng Latin Williams (n=3) Mức độ ưa thích màu sắc, độ xốp, mùi vị bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic với bánh mì thường bánh mì có chất bảo quản Sử dụng phép thử “Cho điểm thị hiếu” để đánh giá mức độ ưa thích màu sắc, độ xốp, mùi vị mẫu bánh mì Đánh giá độ nở Đánh giá so sánh độ nở thông qua thay đổi chiều cao bề ngang bánh, đo đường kính chiều cao khối bột sau nhào sau nướng Đánh giá độ ẩm Sấy mẫu 100 – 1050C đến khối lượng không đổi Delta W% = Ws - Wt (2) Trong đó: Delta W: độ ẩm sau ngày bảo quản (%) Ws: độ ẩm sau nướng (%) Wt: độ ẩm ngày bảo quản (%) Xử lý thống kê Thí nghiệm lặp lại ba lần xử lý thống kê chương trình SAS theo Ducan, Tukey LSD KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 204 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học lượt 1,83% 1,76% sau tăng sinh 24 Phân lập LAB từ nem chua, cơm mẻ Sau phân lập chủng khiết khảo sát đặc điểm hình thái, sinh lý sinh hóa, hai Trong khảo sát kháng Aspergillus in vitro, chủng LAB gọi L5 C1 tuyển Lactobacillus sp.L5 Lactobacillus sp.C1 chọn Các chủng vi khuẩn hình có khả kháng nấm tương đương que Gram dương, không sinh bào tử, không từ khoảng 59,87-65,15% Ngoài di động, catalase âm, lên men đường glucose, chủng tạo vòng phân giải mơi lactose, sucrose xylose khơng sinh khí, trường MRS agar chứa 1% gelatin (Bảng 1), dương tính thuốc thử Uffelmann, đầy đủ đặc chứng tỏ sinh enzyme protease Enzyme điểm vi khuẩn lên men lactic thuộc chi protease làm giảm thời gian trộn, tăng độ dẻo Lactobacillus Nồng độ acid lactic sinh làm nhuyễn bột, tạo độ xốp nở tốt MRS broth chủng L5 C1 lần cho bánh mì Bảng Kết thử nghiệm chủng Lactobacillus sp.L5 & Lactobacillus sp.C1 Lactobacillus Lactobacillus sp.L5 sp.C1 𝑎 %TA 1.83 ± 0.02 1.76𝑏 ± 0.01 𝑎 D vòng 15.44 ± 2.51 14.06𝑎 ± 2.53 phân giải protein (mm) Tỷ lệ 65.15𝑎 59.87𝑎 đối kháng ± 12.00 ± 12.02 % Khi không cảm nhiễm, bánh mì thường có thời hạn sử dụng ngắn (5,5 ngày) LAB kéo dài tuổi thọ bánh mì BML5, BMC1 đến 7,5-8 ngày gần BMCa với 10 ngày Kết phù hợp với nghiên cứu trước với nhiều chủng LAB [1] Khi cảm nhiễm nấm (102bt/g), BMC1-9, BMC1-8 bảo quản lâu (5 ngày); BML5-10, BMNa, BMTL số ngày (3,5 ngày) Những bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic cịn lại BMCa số ngày bảo quản tương đương (4-5 ngày) (Bảng 2) Bảng Kết khả ức chế A.niger in vivo Mẫu Cảm nhiễm nấm A.niger 102 (bt/g) Không cảm nhiễm Mật độ (cfu/g) BML5-10 1010 3.83c ± 0.29 7.50ab ± 1.80 BML5-9 109 4.17bc ± 0.29 7.50ab ± 0.87 BML5-8 BMC1-10 108 1010 109 4.83ab ± 0.29 4.33bc ± 0.29 5.33a ± 0.58 7.50ab ± 0.50 7.67ab ± 2.08 8.00ab ± 1.32 108 5.17a ± 0.58 3.67c ± 0.29 4.67ab ± 0.29 7.33ab ± 0.76 7.83ab ± 1.76 10.00a ± 1.80 3.67c ± 0.29 5.50b ± 0.50 BMC1-9 BMC1-8 BMNa BMCa BMTL 205 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Khảo sát ảnh hưởng LAB đến chất mức độ ưa thích với bánh mì bổ sung chất bảo quản bánh mì thường với khảo lượng bánh mì Mức độ ưa thích sản phẩm bánh mì có bổ sát độ nở độ ẩm bánh mì sung mật độ khác vi khuẩn Mức độ ưa thích màu sắc, độ xốp, mùi Lactobacillus sp.L5 Lactobacillus sp.C1 vị bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic với Đối với bánh mì bổ sung Lactobacillus bánh mì thường bánh mì có chất bảo sp.L5, kết đánh giá cảm quan cho thấy quản BML5-8 BML5-10 mức độ ưa thích Điểm trung bình cảm quan tiêu (4,97-5,22đ) (Bảng 3) Tuy nhiên, mức màu sắc, độ xốp, mùi, vị khảo sát cho thấy: độ ưa thích mẫu thấp BML5-9 BMCa ưa thích (6,88đ) đồng thời (5,67đ) Đối với bánh mì bổ sung BML5 (6,85đ) ưa thích BMCa Lactobacillus sp.C1 BMC1-9 BMC1-8 BMNa ưa thích mức độ ưa thích (6,37-6,87đ) (5,52đ) (Bảng 4) Hai mẫu bổ sung vi khuẩn Riêng BMC1-10 ưa thích LAB có tính chất độ xốp, mùi vị tương (4,73đ) đương với BMTL, BMCa, cịn BMNa Như vậy, người thử ưa thích bánh mì bổ sung đánh giá thấp Điều cho thấy không vi khuẩn lactic mật độ 108 (cfu/g) 109 có khác biệt giá trị cảm quan, khẳng (cfu/g) thí nghiệm ức chế nấm in vivo định tính khả thi đề tài đề mẫu có mật độ 109 (cfu/g) số ngày bảo quản sử dụng vi khuẩn LAB để thay cho lâu hơn, mật độ 109 (cfu/g) chủng chất bảo quản lactic chọn để làm bánh mì khảo sát Bảng 3: Mức độ ưa thích bánh mì bổ sung Lactobacillus sp.L5 Mẫu Mật độ Mức độ Mẫu Mật độ Mức độ (cfu/g) ưa thích (cfu/g) ưa thích (điểm) (điểm) 10 10 𝑏 BML5-10 10 BMC1-10 10 4.97 4.73𝑏 BML5-9 109 BMC1-9 109 5.67𝑎 6.37𝑎 8 𝑎𝑏 BML5-8 10 BMC1-8 10 6.87𝑎 5.22 Bảng 4: Mức độ ưa thích màu sắc, độ xốp, mùi vị mẫu bánh mì Mẫu Mức độ u thích (điểm) Mật độ Màu sắc Độ xốp Mùi Vị Đánh giá (cfu/g) chung 𝑎 𝑏 𝑎𝑏 𝑎𝑏 6,85a BML5 10 6.72 6.33 6.63 6.68 6,30b BMC1 109 6.58𝑎 6.33𝑏 6.27𝑏𝑐 6.30𝑏 5,52c BMNa 6.07𝑐 5.38𝑐 6.32𝑏 5.68𝑏 6,88a BMCa 7.00𝑎 6.90𝑎 6.68𝑎 6.92𝑎 6,12b BMTL 6.55𝑎 6.90𝑎 6.75𝑎𝑏 6.32𝑏𝑐 Đánh giá độ nở Đánh giá độ ẩm Để đánh giá khả lên men mẫu Sau nướng, BMCa đạt độ ẩm cao có bổ sung chủng vi khuẩn lactic phân (28,74%) BMTL độ ẩm thấp lập từ nem chua cơm mẻ, thí nghiệm tiến (21,79%) BML5, BMC1, BMNa có độ ẩm hành so sánh độ nở mẫu thông qua tương đương (24,66-26,97%) Sau thay đổi chiều cao bề ngang ngày bảo quản, BMTL độ ẩm giảm nhiều bánh sau trình lên men nướng (6.46%) mẫu lại Ở BML5 Sau ủ, BMTL nở tốt (1,20:1,37cm), BMC1 độ ẩm giảm (3,06-4,02%), bánh cịn BMNa nở (0,37:0,53cm) Xét độ mềm xốp Đối với chất bảo mẫu bánh mì hồn thành, BMCa quản, BMCa (5,19%) giữ độ ẩm tốt nở tốt (2,00:1,60cm) BMNa nở mẫu BMNa (5,81%) (Bảng 5) (0,90:0,80cm) Ở BML5, BMC1 tương đương BMCa, BMTL 206 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học Bảng 5: Kết thay đổi chiều cao bề ngang mẫu bánh mì Mẫu Độ nở sau ủ Độ nở sau Độ ẩm (cm) nướng (cm) Mật độ Ngang Cao Ngang Cao W% ∆W% (cfu/g) BML5 109 4.19𝑐 1.07𝑏 0.93𝑏 1.30𝑏 1.17𝑏 24.21𝑏𝑐 BMC1 109 1.10𝑏 0.96𝑏 1.27𝑏 1.23𝑏 25.00𝑎𝑏𝑐 1.94𝑑 BMNa 0.37𝑐 0.53𝑐 0.90𝑐 0.80𝑐 26.97𝑎𝑏 5.81𝑎𝑏 𝑎 𝑐 𝑎 𝑎 BMCa 1.60 0.43 2.00 1.60 28.74𝑎 5.19𝑏𝑐 BMTL 1.37𝑎 1.50𝑎 21.79𝑐 6.46𝑎 1.20𝑏 1.40𝑏 KẾT LUẬN Chủng Lactobacillus sp L5 Lactobacillus sp C1 có khả kháng nấm in vitro in vivo Khi sử dụng vi khuẩn lactic (109 cfu/g) đồng lên men bánh mì với nấm men cho kết tốt kháng nấm chất lượng bánh mì Lactobacillus sp.C1 ức chế nấm nên kéo dài thời gian bảo quản tốt chủng Lactobacillus sp.L5 Nhưng người tiêu dùng ưa thích bánh mì bổ sung Lactobacillus sp.L5 hơn, đồng thời ưa thích bánh mì bổ sung Canxi propionate Điều cho thấy việc bổ sung vi khuẩn lactic vào bánh mì khơng ảnh hưởng đến chất lượng bánh mì thành phẩm kéo dài thời gian bảo quản TÀI LIỆU THAM KHẢO BELAL J MUHIALDIN, ZAITON HASSAN AND NAZAMID SAARI (2013) Chapter “Lactic Acid Bacteria in Biopreservation and the Enhancement of the Functional Quality of Bread” in Lactic Acid Bacteria - R & D for Food, Health and Livestock Purposes., pp: 155-172 HASSAN, Y I AND BULLERMAN, L B (2008) Antifungal activity of Lactobacillus paracasei ssp tolerans isolated from a sourdough bread culture International Journal of Food Microbiology, 121: 112-115 MAGNUSSON, J., K STROM, S ROOS, J SJOGREN, AND J SCHNURER 2003 Broad and complex antifungal activity among environmental isolates of lactic acid bacteria Fems Microbiology Letters 219(1):129-135 SJOGREN, J., J MAGNUSSON, A BROBERG, J SCHNURER, AND L KENNE (2003) Antifungal 3-Hydroxy Fatty Acids from Lactobacillus plantarum MiLAB 14 Appl Environ Microbiol 69(12):7554-755 NGUYỄN HOÀI HƯƠNG, ĐOÀN KIM NHƯ (2013) Phân lập tuyển chọn vi khuẩn lactic từ nem chua truyền thống làm giống khởi động Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 51 (5C) 376-380 207 ... Chủng Lactobacillus sp L5 Lactobacillus sp C1 có khả kháng nấm in vitro in vivo Khi sử dụng vi khuẩn lactic (109 cfu/g) đồng lên men bánh mì với nấm men cho kết tốt kháng nấm chất lượng bánh mì Lactobacillus. .. (cfu/g) số ngày bảo quản sử dụng vi khuẩn LAB để thay cho lâu hơn, mật độ 109 (cfu/g) chủng chất bảo quản lactic chọn để làm bánh mì khảo sát Bảng 3: Mức độ ưa thích bánh mì bổ sung Lactobacillus. .. ưa thích sản phẩm bánh mì có bổ sát độ nở độ ẩm bánh mì sung mật độ khác vi khuẩn Mức độ ưa thích màu sắc, độ xốp, mùi Lactobacillus sp.L5 Lactobacillus sp.C1 vị bánh mì bổ sung vi khuẩn lactic