Phân lập, tuyển chọn xác định một số điều kiện nuôi cấy của các giống vi sinh vật sinh enzyme nattokinase ứng dụng lên men natto

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  - NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CỦA CÁC GIỐNG VI SINH VẬT SINH ENZYME NATTOKINASE ỨNG DỤNG LÊN MEN NATTO Hà Nội - Năm 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY CỦA CÁC GIỐNG VI SINH VẬT SINH ENZYME NATTOKINASE ỨNG DỤNG LÊN MEN NATTO Mã SV : 620703 Khóa : 62 Ngành : Cơng nghệ sau thu hoạch Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Minh ThS Lê Minh Nguyệt Địa điểm thực tập: Bộ môn vi sinh vật khoa môi trường khoa công nghệ thực phẩm Hà Nội - Năm 2021 THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN THỰC HIỆN KHÓA LUẬN Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Minh Phương Tel: 0778624996 MSV:620703 Email: nguyenphuong02047802@gmail.com Địa liên hệ: Ngõ 37 An Đào, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Lớp: K62CNSTHA - Khoá 62 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Minh ThS Lê Minh Nguyệt Địa điểm thực tập: Bộ môn vi sinh vật – Khoa môi trường Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Minh Phương LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp, bên cạnh nỗ lực thân, em nhận nhiều giúp đỡ từ bạn bè, Học viện thầy cô, để em hồn thành đề tài nghiên cứu “ Phân lập, tuyển chọn xác định số điều kiện nuôi cấy giống vi sinh vật sinh enzyme Nattokinase ứng dụng lên men Natto” Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất thầy giáo, cô giáo khoa Công nghệ thực phẩm khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện cho em học hỏi làm việc suốt thời gian vừa qua đặc biệt em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo PGS TS Nguyễn Thị Minh ThS Lê Minh Nguyệt người hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cơ, cán quản lý phịng thí nghiệm Bộ mơn Vi sinh vật bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài Cuối em xin bày tỏ lòng biết đến gia đình, bạn bè người thân ln bên động viên, giúp đỡ em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Trong trình nghiên cứu cịn nhiều hạn chế, thiếu sót em mong nhận góp ý thầy để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2021 Sinh viên Nguyễn Thị Minh Phương i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết q trình nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp “Phân lập, tuyển chọn xác định số điều kiện nuôi cấy giống vi sinh vật sinh enzyme Nattokinase ứng dụng lên men Natto” em thực hiện, số liệu trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng, kết trình bày khóa luận thu thập từ trình thực nghiên cứu chưa cơng bố nghiên cứu trước Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nội dung trình bày khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Thị Minh Phương ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii I MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Yêu cầu II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan đậu tương 2.1.1 Giới thiệu chung đậu tương 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng đậu tương 2.1.3 Lợi ích đậu tương 2.1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ đâu tương giới Việt Nam 2.2 Tổng quan Natto 10 2.2.1 Giới thiệu chung Natto 10 2.2.2 Thành phần dinh dưỡng, tính chất Natto 10 2.2.3 Vai trò Natto đời sống 11 2.2.4 Ứng dụng Natto 13 2.2.5 Tình hình sản xuất, tiêu thụ chế biến Natto giới Việt Nam 13 2.3 Tổng quan vi sinh vật lên men Natto 14 iii 2.3.1 Giới thiệu chủng vi sinh vật lên men Natto 14 2.3.2 Cơ sở khoa học sản xuất Natto nhờ lên men vi sinh vật 17 2.3.3 Tình hình nghiên cứu, sử dụng vi sinh vật lên men Natto giới Việt Nam 17 III ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Đối tượng nghiên cứu 19 3.1.1 Đối tượng 19 3.1.2 Môi trường 19 3.1.3 Nguyên liệu thiết bị 19 3.2 Phạm vi nghiên cứu 19 3.3 Nội dung nghiên cứu 19 3.4 Phương pháp nghiên cứu 20 3.4.1 Xác định đặc điểm chủng vi sinh vật lên men Natto 20 3.4.2 Xác định nhân sinh khối tối ưu vi sinh vật 26 3.5 Đánh giá chất lượng chế phẩm vi sinh lên men 27 3.6 Đánh giá tiềm sản xuất Natto từ vi sinh vật theo điều kiện xác định 28 3.6 Phương pháp xử lý số liệu 30 IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 4.1 Đặc điểm chủng vi sinh vật sử dụng lên men Natto 31 4.1.1 Kết phân lập đặc điểm chủng vi sinh vật sử dụng lên men Natto 31 4.1.2 Khả phân giải enzyme amylase protease chủng vi sinh vật 36 4.1.3 Hoạt tính enzyme Nattokinase chủng vi sinh vật 39 iv 4.1.4 Khả thích ứng nhiệt độ chủng vi sinh vật 40 4.1.5 Khả thích ứng pH chủng vi sinh vật 41 4.1.6 Khả đối kháng vi sinh vật gây bệnh 43 4.1.7 Khả kháng kháng sinh chủng vi sinh vật 44 4.4.8 Mức độ an toàn sinh học chủng vi sinh vật tuyển chọn 44 4.1.9 Hình thái chủng vi sinh vật tuyển chọn 45 4.2 Điều kiện nhân sinh khối tối ưu 49 4.3 Điều kiện sản xuất chế phẩm vi sinh 49 4.3.1 Xác định tỷ lệ phối trộn thích hợp 50 4.3.2 Xác định tỷ lệ tiếp giống thích hợp 50 4.4 Đánh giá chất lượng chế phẩm vi sinh 51 4.5.Hiệu tiềm sản xuất Natto từ vi sinh vật chọn 51 V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 Phụ lục 62 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng có 100g đậu tương luộc…………………… ….5 Bảng 2.2 Diện tích, suất sản lượng đậu tương Việt Nam từ 2008–2018 Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng có 100g Natto 11 Bảng 2.4: Bảng thành phần môi trường phân giải enzyme amylase, protease… 22 Bảng 3.1 Tỉ lệ bột gạo bột đậu nành môi trường nuôi cấy …………… …….26 Bảng 4.1 Các chủng vi sinh vật phân lập được……………………………………….………….32 Bảng 4.2 Hoạt tính enzyme chủng vi sinh vật 37 Bảng 4.3 Hoạt tính enzyme Nattokinase kết tủa (g) 39 Bảng 4.4.a Khả thích ứng với nhiệt độ chủng VSV…………… 40 Bảng 4.4.b Ảnh hưởng nhiệt độ đến khối lượng kết tủa enzyme 41 Bảng 4.5.a Khả thích ứng pH chủng vi sinh vật 42 Bảng 4.5.b Ảnh hưởng pH đến khối lượng kết tủa enzyme 43 Bảng 4.6 Khả đối kháng vi sinh vật gây bệnh VSV………………… 43 Bảng 4.7 Khả kháng kháng sinh chủng VSV…………………… 44 Bảng 4.8 Đặc điểm sinh học chủng VSV tuyển chọn…………… 47 Bảng 4.9 Thông số kỹ thuật phù hợp cho lên men thu sinh khối……………… 49 Bảng 4.10 Tỷ lệ phối trộn chất mang bột gạo bột đậu tương 50 Bảng 4.11 Tỷ lệ tiếp giống vi sinh vật .50 Bảng 4.12 Chất lượng chế phẩm vi sinh……………………………………… 51 Bảng 4.13 Hoạt độ enzyme sản phẩm Natto ……………………………… 51 Bảng 4.14 Đánh giá cảm quan sản phẩm Natto……………………………….…52 Bảng 4.15 Đánh giá cảm quan sản phẩm Natto hoàn thành cảm quan viên mẫu N.M1C3 53 Bảng 4.16 Đánh giá cảm quan sản phẩm Natto hoàn thành cảm quan viên mẫu N N21 53 Bảng 4.17 Đánh giá cảm quan sản phẩm Natto hoàn thành cảm quan viên mẫu N.M5C3 54 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 4.1 Một số chủng VSV phân lập 36 Hình 4.2 Vòng phân giải enzyme protease số chủng vi sinh vật 37 Hình 4.3 Vịng phân giải enzyme amylase số chủng vi sinh vật 37 Hình 4.4 Thí nghiệm đánh giá độ an toàn chủng vi sinh vật tuyển chọn thực vật………………………………………………………………………45 Hình 4.5 Hình thái chủng VSV tuyển chọn………………………………….46 Hình 4.6 Hình thái chủng N.M1C3 48 Hình 4.7 Tế bào khuẩn lạc chủng N.M1C3 48 Hình 4.8 Hình thái chủng N.N21 48 Hình 4.9 Tế bào khuẩn lạc chủng N.N21 48 Hình 4.10 Hình thái chủng N.M5C3 48 Hình 4.11 Tế bào khuẩn lạc chủng N.M5C3 48 vii sinh vật giảm tăng % tiếp giống chất không đủ để vi sinh vật phát triển 4.4 Đánh giá chất lượng chế phẩm vi sinh Chế phẩn vi sinh sau nhân giống tiến hành kiểm tra chất lượng Kết thể bảng 4.11 Bảng 4.12 Chất lượng chế phẩm vi sinh Mật độ VSV hữu Mật độ VSV tạp ích (109 CFU/ml) (103 CFU/ml) STT Chủng VSV N.M1C3 0,63 0,76 N.N21 0,95 0,43 N.M5C3 0,87 0,46 TCVN >1,0x108