Nghiên cứu phối hợp các chủng vi khuẩn LACTIC ưa ẩm và ưa nhiệt để lên men pho mát

Để tài: “Nghiên cứu phôi hợp chùng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đê lên men pho-mát ” LỜI CAM DOAN Tơi xin cam đoan, khóa luận kết quà nghiên cứu làm việc tơi, nội dung nghiên cứu kết q trình bày khóa luận trung thực, rõ ràng Ncu có van đề xày ra, tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội, ngày 25 tháng nảm 2015 Tác giã khóa luận Hồng Thu Trang Thư viện Viện Đại học Mờ Hà Nội Hoàng Thu Trang - Lớp KSCNSH 11-01 Page i Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” LỜI CẢM ƠN Đe hồn thành khóa luận tốt nghiệp cùa mình, em vô biết ơn tập thể thây cô giáo Khoa Công nghệ Sinh học - Viện Đại học Mở Hà Nội nhiệt tình giáng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập Em xin gửi lời câm ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyền La Anh - Chú nhiệm môn Công nghệ Sinh học Vi sinh Viện Công nghiệp Thực phẩm, người tận tình chì bảo hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cám ơn tới anh chị cán bộ, nghiên cứu viên - Bộ môn Công nghệ Sinh học Vi sinh, Viện Công nghiệp Thực phâm giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu Cuối em xin chân thành cãm ơn gia đình, bạn bè động viên, khuyến khích em suốt q trình học tập đê hồn thành khóa luận trên, Tnư viện Viện Đại học Mở Hà’Nội Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2015 Hoàng Thu Trang Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page ii Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” MỤC LỤC LÒI CAM ĐOAN i LÒI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT V DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIẾU .vii LỜI MỞ ĐÀU 1.1 Giói thiệu phân loại pho-mát 1.2 Vi khuẩn lactic sản xuất pho-mát 1.2.1 Các chủng lactic đóng vai trò khởi động (SLAB) 1.2.2 Các chủng lactic khơng đóng vai trị khởi động (NSLAB) 1.3 Giống khỏi động sản xuất pho-mát 1.3.1 Các nhóm vi khuân lactic khới động công nghiệp sàn xuất pho-mát 1.3.2 Kct hợp chúng vi khuân ưa ấm ưa nhiệt sán xuất pho-mát II Thư-việfì-Vi-ệD-Đại-lwG MỚHà-Nội 1.4 Cơng nghệ sản xuất pho-mát 12 1.5 Tinh hình sản xuất, tiêu thụ pho-mát giói Việt Nam 15 Chng - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 18 2.1 Hóa chất thiết bị 18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Thiết bị 18 2.2 Nguồn sữa chủng vi sinh vật 18 2.3 Môi trường 19 2.3.1 Môi trường MRS 19 2.3.2 Môi trường giữ giống 20 2.3.3 Nước muối pha loãng 20 2.4 Phưong pháp nghiên cứu 20 2.4.1 Phương pháp vi sinh 20 Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page Ui Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” 2.4.2 Phương pháp xác định mật độ te bào 21 ỉ Xác định mật độ tế hào hang phương pháp đem buồng đem hồng cầu „ 21 2.4.2 2.4.2.2 Xác định mật độ tế bào phương pháp đo độ đục(OD) 22 2.4.2.3 Xác định mật độ tế bào phương pháp trang cay 23 2.4.3 Phương pháp xác định độ axit 23 2.4.4 Phương pháp định lượng exopolysaccharide 24 2.4.5 Phương pháp xác định hàm lượng dường tống số phenol - axit sunfuric 25 2.4.6 Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH 25 2.4.7 Phương pháp sản xuất pho-mát tươi 26 2.4.8 Đánh giá hương cùa pho-mát tươi 28 Chuông - KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 3.1 Xây dụng đường cong sinh trưởng hai chủng ưa nhiệt 29 3.2 Mối tưong quan mật độ tế bào mật dộ quang 30 3.3 Khả dông tụ sữa chủng vi khuẩn lactic ưa nhiệt 31 3.3.1 Ảnh hưcẲig yủầ Mát đồ M Ố-ì^kíAấMăt^đơíigìụ sớả: 31 3.3.2 3.4 Anh hường nhiệt độ tới đông tụ sữa 32 Phối họp chủng ưa ấm ưa nhiệt lên men đông tụ sữa 34 3.4.1 Tỷ lệ mật độ tế bào chúng hỗn hợp 34 3.4.2 Động học chủng giống kết hợp 36 3.5 Đặc tính pho-mát làm từ sữa lên men bỏi hỗn họp chủng 37 Chuông - KÉT LUẬN - KIẾN NGHỊ .38 4.1 Kết luận .39 4.2 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHÁO 40 Tài liệu Tiếng Việt 40 Tài liệu nưóc ngồi 40 Tài liệu web 44 Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page iv Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” DANH MỤC CHŨ VIÉT TÁT CFU co DPPH EPS FAA Colony Forming Unit (mật độ tế bào) Carbon dioxide 2,2 - diphenyl - - picrylhydrazyl Exopolysaccharide Free amino acid FAO Tố chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc h2 Hydrogenium LAB MRS NSLAB OD SLAB WHO Lactic acid bacteria Medium Resolusion Spectrograph Non starter lactic acid bacteria Optical Density (mật độ tế bào) Starter lactic acid bacteria Tố chức Y tế Thế giới Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page V Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Một số chế phấm giống khới động gồm hồn hợp chúng ưa ấm ưa nhiệt 12 Hình 2: Sơ đồ sản xuất pho-mát Cheddar (a) Emmental (b) 14 Hình 3: Tinh hình sán xuất pho-mát giới từ năm 1990 - 2010 15 Hình 4a), 4b): Đường cong sinh trướng cùa chủng VNY3 (a) VNY4 (b) 29 Hình 5: Đường tuyến tính OD mật độ tế bào CFU/ml chúng VNY3 30 Hình 6: Đường tuyến tính OD mật độ tế bào CFUZml cùa chủng VNY4 30 Hình 7: Ảnh hướng cúa mật độ tế bào đến thời gian đông tụ chúng VNY3 42°c 31 Hình 8: Ánh hướng cùa mật độ tế bào đến thời gian đông tụ cùa chúng VNY4 42°c .' 32 Hình 9: Ảnh hướng cứa nhiệt độ tới thời gian đông tụ VNY3 33 Hình 10: Ánh hưởng cúa nhiệt độ tới thời gian đông tụ VNY4 33 x Thư vịêiỊỹiện Đại hoc MO' Hà Nội Hình 11: Các mầu sữa sau đông tụ gia nhiệt 35 Hình 12: Kết quà động học chủng giống kết hợpVNCl:VNY3 tỳ lệ 106:106 CFU/ml 36 Hình 13: Pho-mát làm từ chủng kết hợp 37 Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page vi Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát ” DANH MỤC BẢNG BIÉU Băng I: Phân loại pho-mát theo độ ấm Bảng 2: Các giống khởi động cùa số loại pho-mát Bàng 3: Các nước xuất khấu pho-mát lớn giới (2008-2012) 16 Bàng 4: Đặc điểm chúng vi khuẩn lên men pho-mát 19 Bảng 5: Khả sử dụng số nguồn cacbon cùa chủng giống 19 Bâng 6: Tiêu chí đánh giá cảm quan pho-mát 28 Băng 7: Ket quà phối hợp chúng giống lên men sữa .34 Báng 8: Đánh giá cảm quan mầu pho-mát kết hợp chủng 35 Báng 9: Đặc tính pho-mát làm từ chùng kết hợp 37 Thư viện Viện Đại học Mở Hà Nội Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH 11-01 Page vii Để tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát” LỜI MỞ ĐÀU Cùng với phát triển cùa kinh tế, sống người cài thiện, sữa trớ thành thực phẩm quen thuộc gia đình Việt Ngồi sữa chua, bơ váng sữa pho-mát sàn phẩm chế biến từ sữa nhiều người the giới ưa chuộng có xu hướng phố biến rộng rãi Việt Nam Pho-mát thực phẩm giàu dinh dưỡng, có hàm lượng protein cao với đầy dú axit amin không thay the, chứa nhiều vitamin như: Vitamin A, riboflavin, vitamin B vitamin D chất khoáng: kẽm, photpho, canxi Pho-mát mang lại nhiều lợi ích sức khóe như: báo vệ răng, chống loãng xương, ngăn ngừa ung thư Vi khuan lactic coi vi sinh vật an toàn ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực sàn xuất bào quản thực phấm Trong ngành công nghiệp sản xuất pho-mát, vi khuân lactic với vai trị giơng khới động sử dụng nhăm tạo lập đặc điếm đặc trưng cám quan, cấu trúc dinh dưỡng cho sản phẩm Hơn nữa, hệ enzyni cua vi' khuẩn íàổtic cÉỈÀg gẰ$ tfch cực chuyển hóa sản phẩm thủy phân protein từ sữa thành hợp chất có hoạt tính sinh học Các giống khới động thương mại hóa thường kết hợp cùa một, hai vài chúng vi sinh vật thuộc chi Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc Hiện nay, Việt Nam nghiên cứu giống khới động ứng dụng cho sàn xuất mát chưa tiến hành nhiều, có số báo cáo tuyển chọn chúng vi khuẩn lactic có tiềm giống khới động cho sán xuất pho-mát Tuy nhiên, việc kết hợp chùng ưa ấm ưa nhiệt nhằm tạo chúng giống khởi động cho lên men sữa sản xuất pho-mát chưa tiến hành Ke thừa kết nghiên cứu tuyến chọn chủng vi khuẩn lactic làm giống khới động cho sản xuất pho-mát thực đề tài: “Nghiên cứu phối hợp chủng vi khuẩn lactic ưa ấm ưa nhiệt đế lên men pho-mát" Hoàng Thu Trang - Lớp KSCNSH ì ì -01 Page I Đẻ tài: “Nghiên cứu phối hợp chúng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt để lên men pho-mát” Mục tiêu đề tài: Xây dựng chúng giống khới động gồm chúng ưa ấm ưa nhiệt ứng dụng cho sàn xuất pho-mát Nội dung nghiên cứu: s Khào sát đông tụ sữa chùng vi khuẩn lactic ưa nhiệt 'T Phối họp chúng ưa ấm ưa nhiệt lên men đông tụ sữa J Động học cùa trình lên men sữa bời hỗn hợp chủng giống Thư viện Viện Đại học Mớ Hà Nội Hồng Thu Trang - Lớp KS CNSH ì -01 Page Đẻ tài: “Nghiên cứu phối hợp chúng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt để lên men pho-mát” CHƯƠNG - TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu phân loại pho-mát Theo định nghĩa FAO/WHO, pho-mát (phô mai) sản phâm ran bán rắn, dạng tươi qua ú chín, thu bang cách làm đông tụ sữa nguyên liệu từ sữa: sữa gầy, sữa tách béo, cream, whey cream, nhờ hoạt động cúa enzym rennet tác nhân đơng tụ thích hợp khác làm tách phan nước khói quện sữa đơng [36] Pho-mát xuất từ sáu nghìn năm trước Cơng ngun Hau hết nhà nghiên cứu cho pho-mát có nguồn gốc từ khu vực Trung Đông, dạng sơ khai lại dạng khác sữa bị hóng Pho-mát khám phá người du mục À Rập [15, 32] Nhờ hương vị đặc biệt giá trị dinh dưỡng cao, pho-mát sàn xuất nhiều nơi the giới từ phịng bếp gia đình trang trại, nhà máy quy mô công nghiệp Người ta sử dụng nhiều nguồn sữa dể làm pho-mát sữa bò, cừu, dê hay chí sữa ngựa Việc phát cách ù chín pho-mát với phương pháp tiệt trùng Pasteur mang lại hiệu cao trình bão quân tạo hương vị hấp dẫn cho loại thực phấm giàu dinh dưỡng Hiện có nghìn loại pho-mát sản xuất giới Pho-mát cung cấp nhiều chất đạm, hàm lượng canxi cao chat dinh dưỡng doi Các protein, chất béo pho-mát dạng thể dề hấp thụ, có đầy đù axitamin khơng thay thế, vitamin, chất khoáng Trong pho-mát chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino axit), lipit 30%, muối khống, vitamin (A, Bl, B2, c ) Ngồi ra, pho-mát cịn có chất kẽm tốt cho não, da hệ miễn dịch Khoảng 30 gram loại pho-mát vàng có khống gram chất dạm 200 miligram chất canxi, bang với lượng chất đạm có 200 gram sữa [2, 31] Pho-mát không chi mang lại giá trị dinh dưỡng cao mà việc sàn xuất pho- mát cịn góp phần làm đa dạng sản phẩm từ sữa, tạo đầu cho nguồn sữa tươi từ làm tăng doanh thu cho ngành cơng nghiệp sửa góp phần phát triển kinh tế xã hội Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH J1-01 Page Đẻ tài: “Nghiên cứu phối hợp chúng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt để lên men pho-mát” đông tụ sữa nhanh so với sữa có mật độ tiếp giống 3,02xl05 CFU/ml Ở mật độ 3,2x1 o6 CFU/ml sữa đông tụ sau lên men, mật độ 3,02x1 o5 CFU/mI sữa đạt pH đông tụ 4,82 sau 10 lên men Khác với chúng VNY3, đầu chúng VNY4 thích nghi với mơi trường tốt, pH giảm dần Sau giờ, mật độ 1,28x10° CFU/ml, pH cúa sữa giảm mạnh, đông tụ thời điếm 8h pH đạt 4,35 với mật độ tế bào giảm xuống 10 lan thời gian lên men kéo dài hơn, pH thời điếm đông tụ 14 đạt 4,2 Hình 8: Ánh hường mật độ tế bào đến thịi gian đơng tụ cùa chúng VNY4 ă 42"C Thời gian đông tụ hai mật độ chủng VNY4 chênh lệch cùa chùng VNY3 chi Điều cho thay, chung VNY4 mật độ tiếp giống ban đầu có ảnh hưởng tới thời gian đông tụ nhiều so với chủng VNY3 Từ kết trên, lựa chọn mật độ tiếp giống vào sữa dự kiến x o6 CFU/ml hai chúng VNY3, VNY4 đề tiến hành thí nghiệm 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới khả đông tụ sữa Đánh giá ánh hưởng nhiệt độ tới khả đông tụ sữa chùng VNY3 nhiệt độ 30°C, 37°c, 42°c với mật độ ban đầu 3,02x1 o6 CFU/ml Kết quà cho thấy, 42°c sữa dông tụ thời gian ngán pH giâm mạnh, thời điểm đông tụ 4,91 Tiếp theo 37°c đông tụ sau 11 cuối 19 30°C Trong đầu cá ba dãi nhiệt độ pH giảm không đáng kề, tiếp Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH J1-01 Page 32 Đẻ tài: “Nghiên cứu phối hợp chúng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt để lên men pho-mát” theo chúng thích nghi dần với nhiệt độ Ớ 30°C chúng phát triển chậm, khã sinh axit thời gian lên men sữa dài gấp lần so với 37°c 42°c Ành hưởng nhiệt độ tới thịi gian đơng tự sữa -»-30oC c -«-37oC 10 11 12 13 14 15 1G 17 18 19 20 -*-12oC '1’liời gian (giừ) Hình 9: Ánh hưịng cùa nhiệt (lộ tói thịi gian dơng tụ VNY3 Nhiệt độ ánh hường rõ ràng đen kha đông tụ sữa cúa chùng VNY4 Với lb s'] W1 íịọc A1 p' ụ Tù 01 _’ mật độ 1.28x10 CFU/ml, chúng phát triên tôt Ở42"c 37°c, thời gian đông tụ 10 pH giảm nhanh chóng Trong 30°C VNY4 thời gian lên men kéo dài tới gan ngày, pH thời điếm đơng tụ 23 4,34 Hình 10: Ánh hưởng cùa nhiệt độ tói thịi gian dơng tụ cùa VNY4 Hoàng Thu Trang - Lớp KS CNSH ì -01 Page 33 Đẻ tài: “Nghiên cứu phối hợp chúng vi khuân lactic ưa ấm ưa nhiệt để lên men pho-mát” Kết tương ứng với đặc điếm chúng ưa nhiệt Mặc dù 42°c thích họp cho hai chúng VNY3, VNY4 sinh trường, kết hựp với chủng ưa ấm nhiệt độ mà chủng ưa ấm không phát triển Do đó, phối hợp chúng ưa ấm ưa nhiệt, lựa chọn nhiệt độ lên men 37°c 3.4 Phối họp chúng ưa ấm ưa nhiệt lên men đông tụ sữa Ke thừa kết quà khảo sát hai chùng giống ưa am VNC1, VNC53 dã tiến hành trước cho thấy: Nhiệt độ phát triến 37°c, mật độ tiếp giống ban đầu dự kiến IxlO6 CFU/ml tối ưu Mầu pho-mát làm từ kết hợp chùng VNC1 VNC53 với tý lệ: lxio6:lxio4 CFU/mI riêng chúng VNClvới mật độ IxlO6 CFU/ml cho chất lượng cảm quan tốt Việc sừ dụng chủng VNC1 VNC53 với tỷ lệ 1X106:1X 1()4 CFU/ml làm giám chi phí săn xuất giống khới động Do đó, sứ dụng hồn hợp chúng VNC1/VNC53 tỷ lệ Ix 10*71 X 104 CFUZml riêng chủng VNC1 với mật độ 1X1 o6 CFU/ml để tiến hành thí nghiệm kết hợp chúng ưa ấm ưa nhiệt 3.4.1 Tỷ lệ mật độ tế bậo chủng hỗn họp Dựa vào thông tin trên, tiến hành thí nghiệm kết hợp chùng ưa ấm VNC1 VNC53 với chủng ưa nhiệt VNY3, VNY4 để lên men sữa Tỷ lệ mật độ tế bào chúng kết quà bảng dưới: Báng 7: Kết phối họp chủng giong lên men sữa Mầu MI M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 Tỳ lệ dự kiến VNC1/VNC53/VNY3/VNY4 io7io7io7o 1O71O71O’/O 10