Luận văn thạc sĩ Công nghệ sinh học: Thử nghiệm tảo sản phẩm bột sữa chua Probiotic

Với các thông số tối ưu trên hiệu suất thu hồi sản phẩm trên 85%, thu được sản pham bột sữa chua probiotic có chất lượng: độ am... Mục tiêu và nội dung nghiên cứu Mục tiêu chính của nghi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA -ÐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYEN THUY HƯƠNG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT

TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA NAM Độc lập - Tw do - Hanh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: HÀ DUY HỦNG -. : -55555 MSHV:10310611Ngày, tháng, năm sinh: 09/12/1986 222ccccccssss2 Nơi sinh: Vĩnh LongChuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC : Mã số : 604280I TÊN DE TÀI: THU NGHIEM TAO SAN PHAM BOT SỮA CHUA

PROBIOTICIl NHIEM VU VA NOI DUNG:

V Khảo sát hiệu qua bao vệ của Canxi-alginate lên khả năng sống sót của B.longum trong môi trường dich da day và mudi mật nhân tạo

Y Tối ưu hóa một số yếu tô ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượngsản phẩm

* Khảo sát ảnh hưởng của chế độ say phun đến chat lượng sản phẩm.* Khảo sát thời gian bảo quan sản phẩm bội

II NGÀY GIAO NHIỆM VU : 04/07/2011IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 02/07/2012V CAN BỘ HƯỚNG DAN : PGS.TS NGUYEN THUY HUONG

LỜI CẢM ON

Để hoàn thành Luận văn này, trước hết tôi xin gữi lời tri ơn sâu sắc nhất đếnPGS.TS Nguyễn Thúy Hương, bằng cả sự tận tụy, thương yêu và lòng nhiệt tâm Côđã hướng dẫn, góp ý và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện dé tài Sự độngviên, chỉ dẫn tận tinh của Cô đã giúp em vững tin hơn đối với dé tài Luận văn đãchọn.

Tôi xin chân thành cảm ơn Quy thay cô Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM và tất cả các thầy cô phụ trách phòng thínghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiệnthí nghiệm.

-Cám ơn gia đình, người thân và bạn bè đã luôn bên tôi, động viên, giúp đỡtrong quá trình học tập và nghiên cứu.

Một lân nữa, xin gửi lời tri ân chân thành và sâu sac nhât.

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2012

Hà Duy Hùng

TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨ- Tên dé tài: “Thir nghiệm tạo sản phẩm bột sữa chua probiotic”- Nội dung:

V Khảo sát hiệu qua bảo vệ của Canxi-alginate lên khả năng sống sót của B.longum trong môi trường dich da day và mudi mật nhân tạo

Y Tối ưu hóa một số yếu tô ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượngsản phẩm

* Khảo sát ảnh hưởng của chế độ say phun đến chat lượng sản phẩm.* Khảo sát thời gian bảo quan sản phẩm bội

Kết quả đạt được:Đối với chế phẩm vi gói:

e Kích thước hạt vi gói dao động từ 100 nm đến 400 nm.e Hiệu suất vi gói đạt >96% ở các nông độ alginate (2%, 2.5%, 3%).e Nông độ alginate 2.5% giúp cải thiện khả năng sống của B longum

sau 2 gi0' ủ trong dịch dạ dày va muối mật nhân tao cao hơn so với cácnông độ khác

Khao sát kha năng lên men sữa chua probiotic: Thực hiện quá trình lên

men sữa chua probiotic 2 giai đoạn: (a) giai đoạn 1 thực hiện lên men với hỗnhợp giống khởi động trong 4h ở 43°C, tỉ lệ tiếp giống 2% giống khởi động(5x10° CFU/ml); (b) giai đoạn 2 bổ sung là 2g chế phẩm vi gói /100ml sữa với tỉlệ giỗng B longum tương đương với tỉ lệ 2% giống B longum tự do (tương ứng5x10” CFU/ml) tiếp tục lên men trong 2h ở 37°C Nguyên liệu sit dụng là sữatươi tiệt trùng bổ sung 12 % đường saccharose

Say phun sữa chua probiotic: say phun sữa chua lên men với chế phẩm vigói Ca-alginate 2.5% các thông số sau: áp suất phun 2Kg/cm’, ti lệmaltodextrin/dịch sữa chua 15%, nhiệt độ dau vào 90-100°C, nhiệt độ đầu ra 45°C, lưulượng dịch phun 2cm”/giây Với các thông số tối ưu trên hiệu suất thu hồi sản

phẩm trên 85%, thu được sản pham bột sữa chua probiotic có chất lượng: độ am

8.5%, mật độ B longum 8,18x10* CFU/g Sau 6 tuân bảo quản ở nhiệt độ phòng

25°C, mật độ B longum sông sót là 6.1x 10’CFU/g

Project was performed to make spray dried probiotic yoghurt power.

Probiotic yogurt fermentation process was carried out with 2 phases: (a) 1“ phasewas inculum with 2% start culture (5x10° CFU / ml) in 4 hours at 43 °C, 2" phase

was continued fermentiation with 2% B longum (5x10° CFU / ml) in the form ofencapsulation with alginate concentration of 2.5% Raw materials used are sterilizedmilk adds 12% saccharose.

Spray dried method was carried out to make yoghurt powder from fermentedproduct in various temperature (70-110°C) The proper spray dried conditions are:spray fluid flow 2 cm’/s, spray pressure 2kg/cm’, inlet temperature 90-100°C, outlet

temperature 40-45°C In this condition, the sample achieve high recovery efficiency

85%, moisturing content 8.5%, survival rate of B longum is high 8.18x10° CFU/g

After 6 weeks of storage at room temperature 25°C, density B Jongum survival is6.1x 10’CFU/g

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan đề tài “Thit nghiệm tao sản phẩm bột sữa chua probiotic”là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Mặc dù, dé hoàn thành Luận vănnày, tôi có tham khảo thông tin trong các tải liệu thuộc danh mục, tuy nhiên các kếtquả nghiên cứu trong luận văn là chính xác, trung thực va là sản phẩm khoa học củariêng tôI.

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2012

Tác giả

Hà Duy Hùng

MỤC LỤCChương 1: Mở đầu << 5£ 5£ << S5 E E9 4 6E E9 43 #59959 55 4 520522 1Chương 2: Tong quan tai lÏỆu -5 5 2£ 5 << sS£ S9 E954 ES£s E9 eEese seseses 42.1 Sữa CHUa G5555 55095095 96 0 6.00 00 00 00 000.04 06.04004000 006.00 0000006 0066.0686 68906 42.1.1 GIới thiệu sữa chua eeccceccceccccceccececececccueceseecuceeseeaeceeaeeateceeseeaneeaaess 42.1.2 Giá trị dinh đưỡng - c2 2211111211121 1111111111111 1111111118111 1 11kg 21 tr 42.1.3 Gia tri chữa bệnh cccecceeececcceccecececeuceuececececscecacccsceeaeeateceueecaueeauess 52.1.4 Nguyên liệu và vi sinh vật trong sữa Chua ccc cccccccccceccccececeeeeeeeeeeeeeeeees 62.1.5 Cơ sở sinh hóa quá trình lên men sữa chua -.- 2 2c ‡‡‡‡‡‡s+xxssss 82.2 Probiotic và sản phẩm lên men tir Sita ccscscscesssssssescsseeccecssssssessscesssesecees 102.2.1 Giới thiệu về pro biOfiC c1 2S 11132511151 511151111111 E1 1111511101111 H kg 102.2.2 Ung dụng của probiotic trong thực phẩm chức năng 2 cszcxzs£szszs2 112.3 Bifidobacterium va sữa chua sinh học (Di0-yOEhurt) ssccscsssscecreeesseees 132.3.1 Giới thiệu về Bifidobacterium ccccccccccccccscscsesesescsvscesvstsvscsessssescesesveveveveeeeeeen 132.3.1.1 Các đặc điểm của Đj?dobqCf€TÏHIM tt SE E111 51 HH rêu 132.3.1.2 Sự phân bố của vi khuẩn Bifidobacteria - -©¿- 1 cscxcE EEE+EEzErrrrrxet 162.3.1.3 Vai trò của Bifidobacterta ieee T112 211111111 11211 211111111 kh vàn 182.3.1.4 Vi khuân Bifidobacterium longum o.ccccccccccccccecescscscsvsesceseseseseevseevsceseseseseeen 202.3.1.5 Một số nghiên cứu về tac dung của B longum ccccececcccceccsccscscsesveveseseseeeeee 212.3.2 Sữa chua sinh học (D1O-VOBUT) ccc 2 c2 221112111111 111 111111111111 1 1111k re 22

2.4 on nu hố ee 252.5 Các kỹ thuật Vi gói DFO ĐÏO ẨÍC doc G G3599 99966 9.9 9.9.9.0 00 00 999899094 6998999999996 28

2.6 Các nghiên cứu có liên quan về sữa chua probioti - 28

Chương 3 Vật liệu và phương phấpp d co œos s G s 6 S S598 99 9999999 99 6095605606 9966656 33

3.1 Nguyên vật liệu, hóa chất và môi trường s-< s- s5 s << ss sese seses=ses 33

3.2 Phương pháp nghiÊn CỨU œ5 5G 555% S9 0 6 9 9995 95 655669999 899999 9898996999966 35

3.2.1 Phương pháp nghiÊn CỨU 5555 25552 2222221111211 x55 x55 353.2.2 Kiểm tra đặc điểm sinh học của øiỐng + + sSà SE 1111511111111 11 re 353.2.3 Quy trình tạo chế phẩm vi gÓIi - 5 E32 E S11 11E111EE15E12112111.1111 181gr 36

3.2.4 Khao sát khả năng sống B longum trong dịch da day và muối mật nhân tạo 37

3.2.5 Khảo sát khả năng lên men của chế phẩm vi gói nhân tạo - 38

3.2.6 Say phun sữa chua probiOofiC 2-1113 EE13 1E 1111211121111 E111 re 403.3 Phương pháp phan tich o5 55 55 55% 9 99 966 9.9999 95 9698869998089 989889899999969696 44Chương 4 Kết quả và thao luậnn - << << s2 se 5 << SE £se sES seeseSeseses 474.1 Kiểm tra đặc điểm sinh học của ØÏỐ ng s- <2 se s << =s=s se ses=seses 474.2 Đặc điểm của chế phẩm Vi gói <5 << se =5 sescssseeseseses 504.3 Kha năng sống của B Jongum trong dịch dạ dày va muối mật nhân tạo 52

4.3.1 Khả năng sống của B longum trong dich da dày nhân tạo (pH 2) 52

4.3.2 Khả năng sống của B Jongum trong muối mật nhân tạo 54

4.3.3 Kha năng sống của B longum trong dịch da day và muỗi mật nhân tao 56

4.4 Khảo sát khả năng lên men sữa chua probiotic với chế phẩm Vi gói 58

4.4.1 Khao sát quá trình lên men sữa chua probiotic với dạng tự do 58

4.4.2 Khảo sat quá trình lên men sữa chua probiotic với chế phẩm vi gói 60

4.5 Say phun sữa chua pFObiOÍC < << 2©S£ 5< Ss se SE sesEseseseseseses 614.5.1 Khao sát tỉ lệ maltodextrin / dịch sữa chua cc c2 CC c1 c2 614.5.2 Khao sát nhiệt độ không khí dau vào - +: 2t cv krren 644.5.3 Khảo sát nhiệt độ không khí đầu ra . - +5 2 SxEES2EEEEEEEsEeEserrrees 674.5.4 Khao sát lưu lượng dịch phun .- 5 - 2222222313212 1EE11xEx+2 694.6 Theo dõi điều kiện bảo quản sản phẩm bột sữa chua probiotic 73Chương 5 Kết luận và kiẾn nghị, 2 << 5< 5< << 2s se e5 s seseseseses 76TÀI LIEU THAM KHẢO A1 211121151151 55 11111115155 115 151151111 E hang 70

DANH MỤC BANGBảng 1.1 Thanh phân hóa học của các loại sữa chua + + 2S kcx St vEEEvEsEsxersered 5Bang 1.2 Anh hưởng của sự lên men đến các vitamin nhóm B trong sữa bởi giỗngkhởi động sữa chua ce 5Bảng 1.3 Một số tính chất của vi khuẩn lactic được sử dụng trong sản xuất yaourt 7Bang 1.4 Các loài Bifidobacteria tồn tại trong hệ ruột người -: 17Bang 1.5 Các loài Bifidobacteria tồn tại trong hệ đường ruột động vật 17Bảng 2.1 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nồng độ cani-alginate đối vớiB longum trong môi trường dich da dày nhân fạo - - c c2 2x2 37Bảng 2.2 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nồng độ cani-alginate đối vớiB longum trong môi trường mudi mật nhân tạO - ee E1 1S SE EEEEEEskekekred 38Bảng 2.3 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nồng độ cani-alginate đối vớiB longum trong môi trường dịch da day và muối mật nhân tạo - 5 scs +: 38Bảng 2.4 Bồ trí nghiệm thức khảo sat ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống B longum đếnchất lượng sản phẩm - + k s E1 E1115125E1 E111 11111111111 10111111111 T1Ẹ 11111111 tu 39Bảng 2.5 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống B longum đếnchất lượng sản phẩm - + k s E1 E1115125E1 E111 11111111111 10111111111 T1Ẹ 11111111 tu 39Bảng 2.6 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ maltodextrin / dịch sữachua đến chất lượng bột sữa chua sây phun - + S3 SE SE EEEES1125EE2EEESEpktet 42Bảng 2.7 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào đến chấtlượng bột sữa chua sấy phun - - 5 T1 3E 111111112111 1E1 1E 1111111111011111121 1H tri 43Bảng 2.8 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đầu ra đến chấtlượng bột sữa chua sấy phun - - 5 T1 3E 111111112111 1E1 1E 1111111111011111121 1H tri 43Bảng 2.9 Bồ trí nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng dịch phun đến chấtlượng bột sữa chua sấy phun - - 5 T1 3E 111111112111 1E1 1E 1111111111011111121 1H tri 44Bảng 4.1 Mật độ tế bào vi khuẩn B Jongum do bằng phương pháp OD 49Bảng 4.2 Hiệu suất vi gói B /ongum với Ca-alginafe -ccccsc ng eerưyg 52Bảng 4.3 Ảnh hưởng của dich dạ dày (pH=2) lên B longum vi gói ở các nông độ

alginate khác nhau - C2 1010101111130 11 1111111111111 11 10111111 1 vs nư n 53

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của muối mật nhân tạo lên B /ongưm vi gói ở các nông độalginate khác nhau - C2 1010101111130 11 1111111111111 11 10111111 1 vs nư n 55Bảng 4.5 Ảnh hưởng của dich da dày và muối mật nhân tạo lên B longum vi gói 6các nồng độ alginate khác nhau c2 2 2E SE 2EEEEE E3 EE1111111117EE111111 107 1 11 te 56

Bang 4.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ giống B /ongum đến pH trong quá trình lên men 58

Bang 4.7 Mat độ B longum sau quá trình lên men sữa chua . - - 59

Bang 4.8 Anh hưởng cua tỉ lệ giống B Jongum đến quá trình lên men 60

Bang 4.9 Tương quan giữa tỉ lệ maltodextrin/dich sữa chua và các chỉ tiêu 62

Bảng 4.10 Tương quan giữa nhiệt độ không khí đầu vào và các chỉ tiêu 65

Bảng 4.11 Tương quan giữa nhiệt độ không khí dau ra và các chỉ tiêu 68

Bang 4.12 Tương quan giữa lưu lượng dịch phun và các chỉ tiêu -: 70

Bang 4.13 Tương quan giữa mật độ B /ongum và thời gian bảo quản 73

DANH MỤC BIEU DOBiểu đồ 4.1 Ảnh hưởng của dịch da dày(pH=2) lên B longum vi gói ở các nồng độalginate khác nhau C27 11101011111 1011111 11111111 1111111011111 11 kh HH nhờn 53Biéu đô 4.2 Anh hưởng cua mudi mật nhân tạo lên B jongum vi gÓ1 ở các nông độalginate khác nhau C27 11101011111 1011111 11111111 1111111011111 11 kh HH nhờn 55Biểu đồ 4.3 Anh hưởng của dich da dày va muối mật nhân tao lên B longum vi góiở ba nông độ alginate khác nhau 2 + s13 5EEEEE SE S311 EEEEE XE E151 181111111111 Ee 57Biểu đồ 4.4 Mật độ B /ongum sau quá trình lên men - + s SE c‡E‡+vEvEerrvea 59

Biéu đô 4.5 Tương quan giữa tỉ lệ maltodextrin/dich sữa chua và hiệu suất thu hồi 62

Biểu đô 4.6 Tương quan giữa tỉ lệ maltodextrin/dich sữa chua và độ âm 63

Biéu đồ 4.7 Tương quan giữa ti lệ maltodextrm/dịch sữa chua va mật độ probiotic 64

Biéu đồ 4.8 Tương quan giữa mat độ B longum và nhiệt độ sây đầu vào 65

Biểu đô 4.9 Tương quan giữa hiệu suất thu hỏi và nhiệt độ sây đâu vào 66

Biéu đô 4.10 Tương quan giữa độ âm và nhiệt độ sấy đầu vảo -ccccsccse: 67Biéu đồ 4.10 Tương quan giữa mật độ B jongum và nhiệt độ sây đầu ra -s¿ 69Biểu đô 4.11 Tương quan giữa mật độ Ø Jongum và lưu lượng dich phun 70

Biểu đô 4.12 Tương quan giữa độ 4m và lưu lượng dịch phun 5c c5: 71Biéu đồ 4.13 Tương quan giữa mật độ B longum và thời gian bảo quản 73

MỤC LỤC HÌNHHình 1.1 So đồ chuyển hĩa đường thành acid lactiC c2 SE SE test 8Hình 1.2 Sinh tong hợp các chất tạo hương từ citrafe - SE sen 9Hình 1.3 Sinh tong hop acetaldehyde ở một số vi khuẩn lactic ưa nhiệt - 10Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm S2 1 Sẻ ềT 1E E1 E5 E1 12121 12t rryu 35Hình 3.2 Sơ dé tạo hạt vi gĩi canxi aÏøinafe - - s SE 1x11 11 1E 111181112111 kEgrưyt 36Hình 3.3 Quy trình khảo sát khả năng bảo vệ của canx1-algeInafte - - 37Hình 3.4 Sơ đồ lên men sữa chua probiotic với chế phẩm vi gĩi - c5: 40Hình 3.5 Quy trình chế tạo bột sữa chua probiotic với chế phẩm Vi gĩi 41Hình 4.1 Hình ảnh vi khuẩn Ư longum - - 5c SE SE 11121111211 181811 grryg 47Hình 4.2 Hình anh vi khuẩn Streptococcus thertmophhiÏis - 5c rét 47Hình 4.3 Hình anh vi khuẩn Lactobacillus bu]gđriCMs c5 Street 48Hình 4.4 Hình anh hạt vi gĩi với độ phĩng đại 100 lần eect 50Hình 4.5 Câu trúc hạt vi 201 được chụp TEM - CC 11121111 vào 51Hình 5.1 Quy trình thử nghiệm tạo bột sữa chua prblofIc cccccceeeeeeeeeeenes 75

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Các sản phẩm lên men từ sữa như sữa chua đã được nhiều dân tộc trên thếgiới sử dụng rất lâu đời Các sản phẩm này có chứa các vi sinh vật có lợi cho cơ thểnhư các chi Lactobacilli, Biñdobacteria giúp cân băng hệ vi sinh vật đường ruột,kiểm soát các vi khuân có hại và ngăn ngừa bệnh tật (Gismondo, 1999)

Ngày nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nhận thức của conngười dan được nâng cao, người tiêu dùng ngày càng nhận thức được mối liên hệgiữa thực phẩm ăn hăng ngày và sức khỏe của bản thân, do đó họ càng quan tâmđến sản phẩm vừa mang tính chất thực phẩm vừa mang tính ngăn ngừa và chữabệnh như các sản phẩm probiotic

Vậy “probiotic là gì ?” Probiotic được định nghĩa là “những vi sinh vật sốngmà khi sử dụng với số lượng thích hợp sẽ mang lại những lợi ích cho vật chủ”(FAO/WHO, 2001) Probiotic là những vi sinh vật có mặt ở trong ruột, giup duy trìvà kiểm soát các vi sinh vật gây hại có trong ruột (Fuller, 1989; 1991; Goldin, 1998;Gismondo, 1999) Trong các sản phẩm probiotic thì sữa chua và các thức uống từsữa chiếm vị trí dẫn đầu trong các sản phẩm chức năng có chứa probiotic

Việc bổ sung probiotic vào các sản phẩm sữa và sữa chua được xem là mộttrong những cách hiệu quả nhăm đưa probitic vào khẩu phan ăn hàng ngày makhông gây ảnh hưởng đến chất lượng và cảm quan sản phẩm Theo Adolfsson,Meydani và Russell, 2004 thì sữa chua là loại thực phẩm lý tưởng, phố biến nhất

giúp mang các vi sinh vật probiotic và có thể chứa ít nhất 10” tế bào sốngLactobacilli hoặc Bifidobacteria /ml (FAO/WHO, 2003).

1.2 Dat van déHoạt tính của probiotic trong thực phẩm phụ thuộc rất lớn vào số lượngprobiotic được bổ sung vào, nhiệt độ bảo quản, thời gian lưu trữ, đặc tính của thực

phẩm dùng dé bổ sung va sự có mặt của oxI, HạO; (HomayyounI, Ehsani, Azizi,

Yarmand và Razavi, 2006) và sự hiện hiện của các chất hỗ trợ như prebiotic,

hydrocollids, các chất dinh dưỡng (cystein, protein sữa ) Hoạt tính của probioticphải được duy trì trong suốt thời gian sản xuất và bảo quản cũng như chịu đựngđược môi trường acid da dày và muối mật trong đường ruột Tuy nhiên, để có tácdụng chữa bệnh, vi khuẩn probiotic phải duy trì ở số lượng > 10 tế bao/g (Ishibashi,Shimamura, 1993) tại thời điểm tiêu thụ và người tiêu dùng phải tiêu thụ hơn 100g/ngày sản phẩm probiotic (Lourens-Hatting và Viljoen, 2001; Akin, 2007).

Sữa chua là sản phẩm giàu dinh dưỡng nhờ lên men sữa với S thermophilusvà L bulgaricus, 2 dòng vi khuẩn nay được xem như là các probiotic tự nhiên cósẵn trong sữa chua, giúp cho sữa chua có giá trị ngăn ngừa và chữa bệnh (Gilliland,

1991) Tuy nhiên hoạt tính của các probiotic tự nhiên đó thường không cao; do đó,để làm tăng giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị ngăn ngừa chữa bệnh và vì lợi íchsức khỏe của người tiêu dùng các nhà khoa học nghiên cứu bồ sung các chủng vikhuẩn probiotic có hoạt tính cao như Lactobacilus acidophilus, Bifidobacteriumlongum, Bifidobacterium bifidum vào sữa chua dé tạo ra sản phẩm sữa chua sinhhọc (Lourens-Hattingh va Viljoen, 2001) hay còn gọi là sữa chua probiotic.

Hiện nay việc b6 sung probiotic vào sữa chua đang được quan tâm va pháttriển mạnh mẽ trên thế giới và ở trong nước, các dòng sữa chua hoặc sữa chuaprobiotic hiện nay thường được sử dụng ở dạng bán rắn hoặc dạng lỏng, tuy nhiênthời hạn sử dụng của sữa chua hoặc sữa chua probiotic thì ngắn, 1-2 ngày ở điềukiện thông thường (25-30 °C) và khoảng 5-7 ngày ở 7 °C (Salji, 1987), dẫn đến khókhăn trong việc đóng gói, vận chuyền, bảo quản, làm cho giá thành sản phẩm tăngcao và khó thương mại hóa Giai pháp làm tăng thời gian sử dụng của sữa chua vasữa chua probiotic là giảm lượng nước chứa trong sản phẩm, bang cách sử dụng cácphương pháp: đông khô, sây phun, sấy vi sóng mục đích chính là bảo quản sảnphẩm dưới dạng bột có chất lượng cao ma không cần bảo quản lạnh, làm tăng thờigian sử dụng và thuận lợi cho thương mại hóa.

Trong khi đó, việc nghiên cứu chế tạo bột sữa chua probiotic ở Việt Nam vẫncòn bỏ ngỏ, do đó nghiên cứu này hướng đến mục tiêu tạo ra chế phẩm probioticđược vi gói dé lên men tạo sữa chua probiotic và tiên tới say khô sản phâm bang

phương pháp sây phun để tạo ra sản phẩm bột sữa chua probitic ở quy mô phòng thíngiệm nhằm tạo tiền đề cho việc phát triển các dòng sản phẩm sữa chua dạng bột ởViệt Nam.

1.3 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu nhằm tạo sản phẩm bột sữa chua probiotic sửdụng vi khuẩn Bifidobacterium longum kết hop với Lactobacilus bulgaricus vaStreptococus thermophilus truyền thong trong sữa chua với các nội dung như sau:

- Khảo sát nông độ alginate để bảo toàn hoạt tính probiotic và bảo vệ cácchủng probiotic trong điều kiện sây phun

- Sử dụng chế phẩm vi gói probiotic để lên men sữa chua, khảo sát tỉ lệ, điềukiện lên men tối ưu

- Tiến hành đánh giá chat lượng sản phẩm được lên men bằng chế phẩm vi201 probiotic.

- Khảo sát chế độ sấy phun nhăm tao ra bột sữa chua probiotic có hoạt tinh

cao.

- Tién hành đánh giá chất lượng, cảm quan san phẩm sau khi hoàn nguyên

CHƯƠNG 2: TONG QUAN TAI LIEU2.1 Sữa chua va sữa chua probiotic

2.1.1 Giới thiệu sữa chua

Sữa chua (yaourt) là sản phẩm lên men từ sữa dạng bán rắn chứa nhiều dinhdưỡng giàu protein nhờ lên men với S thermophilus và L bulgaricus Sản phẩmyaourt được người tiêu dùng trên khắp thé giới chấp nhận rộng rãi nhờ hương vị đặctrưng Thời hạn sử dụng của sữa chua tương đối ngăn, 1-2 ngày ở điều kiện thông

thường (25-30°C) và khoảng 5-7 ngày ở 7°C (Salji và cộng sự 1987).

Giá trị của sữa chua được đánh giá thông qua số lượng và hoạt tính của vikhuẩn còn sống trong thời gian sử dụng và vượt qua điều kiện acid trong da daycũng như là các tác động của enzyme và muối mật trong ruột non Dé dam bảo hoạttính các sản phẩm sữa chua phải có mức độ tối thiểu vi khuẩn S thermophilus và L

bulgaricus hoạt động (Anonymous, 1983b) là 10° tế bào sống.Bên cạnh có giá tri dinh dưỡng cao, sữa chua còn có gia tri ngăn ngừa vachữa bệnh Cac đặt tính giá tri cảm quan của sữa chua do có chứa các carbonyl,thành phần chính là acetaldehyde, acetone, acetoin, diacetyl va ethanol được tạo ra

nhờ vi khuẩn sữa chua pH thấp tao ra môi trường bat lợi cho su phát triển của cácvi sinh vật gây bệnh ngoại trừ nâm và mốc (Gilliland, 1991)

2.1.2 Giá trị dinh dưỡng

Theo Hargrove và Alforrd (1980), McDonough va cộng sự (1982), sử dụngsữa chua giúp gia tăng hấp thu chất dinh dưỡng do tăng khả năng tiêu hóa protein.Chất béo trong sữa cũng dé tiêu hóa hơn nhờ vào các phản ứng tiền tiêu hóa trongquá trình lên men Sữa chua cung cấp lượng protein, carbohydrate, calcium và cácvitamin B cao hơn sữa không lên men Thành phần hóa học của sữa được trình bảyở bang 1.1 Lượng amino acid tự do của sữa chua (213,5mg/100g) cao hơn của sữađã được acid hóa đến pH 4,6 (80mg/100g) Ảnh hưởng của quá trình lên men củacác chủng giống vi khuẩn đối với vitamin nhóm B trong sữa (Rao và Shahani, 1987)thé hiện ở bảng 1.2 Thanh phan dinh dưỡng của bột sữa chua có chứa ít đường

lactose, do quá trình phân giải đường lactose; tăng cường các đáp ứng miễn dịch,

làm giảm lượng cholesterol, làm tăng lượng khoáng hòa tan va gia tri sinh học cólợi (Walter, 1996).

Bảng 1.1 Thanh phân hóa học của các loại sữa chuaThành phần Sữa chua Sữa chua Sữa chua(tính trên 100g) béo ít béo trai cayNước (g) 81,9 84,9 77Tổng chat ran (g) 18,1 15,1 23,0Chat béo (g) 3,0 0,8 0,7Protein (g) 5,7 5.1 4.1Lactose (g) 7,8 7,5 =Canxi (mg) 200 190 150Photpho (mg) 170 160 120Na (mg) 80 83 64K (mg) 280 250 210Kém (mg) 0,7 0,6 0,5

(Kumar, P., va Mishra, 2004)Bảng 1.2 Anh hưởng của sự lên men đến các vitamin nhóm B trong sữa bởi

giống khởi động sữa chua Vitamin

Giông

Biotin Bà; Folate NiacinS thermophilus Giam Giam Tang GiamL bulgaricus Giam Giam Giam Giam

(Kumar, P., va Mishra, 2004)

2.1.3 Gia tri chữa bệnh

Kết hop các chủng vi khuẩn có hoạt tinh probiotic cao như: Lactobacillusacidophilus và Bifidobacterium spp với giỗng vi khuẩn lên men sữa chua truyềnthống làm tăng giá trị chữa bệnh (Tamime và Robinson, 1999) Sữa chua được báocáo có tác dụng hypocholesterolaemic làm giảm cholesterol huyết (Mann, 1977) và

có tác dụng chống ung thư (Reddy, 1983; Shahani, 1983) Các thử nghiệm cho thaymức cholesterol trong máu người tình nguyện giảm mạnh khi dùng nhiều sản phẩmsữa chua (Mann, 1977; Kaul va Mathur, 1982) Các tinh chat trên có được là do sựcó mặt và hoạt động của các chủng giống vi khuân trong quá trình lên men sữa chua(Gilliland, 1991).

Việc giảm cholesterol trong máu là do hydroxymethyl glutarte kiềm chế sựtổng hợp cholesterol trong cơ thể, giúp làm giảm lượng cholesterol trong máu.Ngoài ra, hoạt tính chống chất gây ung thư hoặc chống ung thư được tìm thấy ởnhiều chủng vi khuẩn sinh acid lactic Theo Gilliland (1991), hoạt tính chống ungthư vẫn còn trong sữa đông tụ bởi vì nó được kết hợp với thành tế bào của giốngkhởi động nên ngay cả sau khi xử lý nhiệt, hoạt tính đó vẫn được giữ lại

2.1.4 Nguyên liệu và vỉ sinh vật trong sữa chuaSữa chua có thể được sản xuất từ sữa tươi, sữa cô đặc, sữa bột dưới dạng sữahoàn nguyên hoặc sữa tái chế Sữa tươi sử dụng trong sản xuất yaourt phải có chấtlượng tốt Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:

- Tổng số tế bảo vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt- Không chứa thể thực khuẩn

- Không chứa các enzyme- Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tay rửa và vệ sinhdụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa (Lê Văn Việt Mẫn, 2004)

Hai chỉ tiêu hóa lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo vàhàm lượng chất khô không béo Lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu chỉnh nhờquá trình chuẩn hóa để phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm Còn lượng chất khôkhông béo — theo quy định của WHO/FAO — không được thấp hơn 8,2% Trong quatrình lên men sữa chua, người ta sử dụng 2 nhóm vi khuẩn là cầu khuẩnStreptococcus thermophilus và trực khuân Lactobacillus bulgaricus Một sô tínhchất của hai loài này thé hiện trong bảng 1.3

Các nhà khoa học cho rang có sự tương tác sinh học giữa S thermophilus và L.bulgaricus trong qua trình lên men sữa giúp cho sự sinh trưởng cua cả hai loài trở

nên tốt hon so với quá trình lên men riêng lẻ Thông thường, tỷ lệ giữa S.thermophilus và L bulgaricus trong sản pham sữa chua là 1:1 hoặc 2:1.

Trong quá trình lên men, dau tiên vi khuẩn S thermophilus phát triển một cáchnhanh chong, sử dụng các amino acid do L bulgaricus sinh ra, dé tạo thành acidlactic, làm giảm pH đến mức tối ưu cho sự sinh trưởng của L bulgaricus Acidlactic được tạo thành và một it acid formic kích thích sự sinh trưởng của L.bulgaricus S thermophilus bị ức ché ở pH 4,2 — 4,4; trong khi đó L bulgaricuschịu được pH trong khoảng 3,5 — 3,8 Sau khoảng 3h lên men, số lượng của hai loàibằng nhau Theo Hamann và Marth (1983), pH của sữa chua thương mại thườngtrong khoảng 3,7 — 4,3.

Bảng 1.3 Một số tính chat của vi khuẩn lactic được sử dụng trong sản xuất yaourt

„ Streptococcus | LactobacillusTinh chat

thermophilus | bulgaricus

- Nhiệt độ sinh trưởng (°C)

+ Tối thiêu 20 22+ Tối ưu 40 40 -45

+ Tối đa 50 52

- Sinh tổng hợp acid lactic+ Nông độ lactacte (%) trong sữa sau 24h 0,9 2,5lên men ở nhiệt độ độ tối ưu

+ Dạng đông phân của acid lactic L (4+) D (-)- Chuyén hoa citrate Không Không- Sinh tong hop acetaldehyde Vết Có- Sinh tong hợp diacetyl vet Vết- Sinh tổng hop polysaccharide ngoại bao Có Có

(Lê Văn Việt Mẫn, 2004)Khả năng sinh tổng hợp của polysaccharide ngoại bảo của vi khuẩn lactic sẽ ảnhhưởng có lợi đến cấu trúc của yaourt truyền thông và yaourt dạng khuây Kết quanghiên cứu thực nghiệm cho thấy polysaccharide do vi khuẩn lactic sinh ra sẽ kết

hợp với các thành phan protein trong sữa, từ đó làm tăng độ nhớt và ồn định cautrúc cho sản phẩm( Lê Văn Việt Mẫn, 2004).

2.1.6 Cơ sở sinh hóa quá trình lên men sữa chua

Bản chất của quá trình lên men sữa chua là quá trình lên lactic đồng hình Lênmen lactic đồng hình là quá trình lên men trong đó các sản phẩm acid lactic tạo rachiếm 90% tổng số các sản phẩm lên men và một lượng nhỏ acid acetic, aceton, di-acetyl

Phương trình chung biéu diễn quá trình lên men:

C¿H;O¿ ———> 2CH3CHOHCOOH + 21,8.10”J

Trong quá trình lên men lactic đồng hình, glucose được chuyển hoá theo chutrình Embden-Mayerhoff, vi khuan sử dung cho chu trình này tat cả các loại enzymealdolase, còn hydro tách ra khi dehydro hoá triozophophate và được chuyển đếnpyruvate Vì trong vi khuân lên men lactic đồng hình không có enzyme cacboxylasecho nên acid pyruvic không phân huỷ nữa mà tiếp tục khử thành acid lactic theo sođô chuyền hoá ở hình 1.1

Glucose!Glucose — 6 — photphate

|Fructose — 6 — photphate

|Fructose —1,6 — photphate

Tả” —TM.

Photpho dioxyaceton - Photphoglyceraldehyde

|Acid — 1,3 — diphotphoglyceric

|Acid pyruvic

!Acid lactic

Hình 1.1 Sơ đồ chuyển hóa đường thành acid lactic (Lê Văn Việt Man, 2004).

Trong quá trình lên men lactic, ngoài sản phẩm acid lactic, acid lactic, ethanol,

trong dich lên men xuất hiện các hợp chất khác như: acetadehyde, acid acetic,aceton, di-acetyl Chung là sản phẩm trung gian hoặc là sản phẩm phụ của quatrình lên men Hàm lượng của chúng trong dịch lên men thường rất thấp Một sốhợp chất trong nhóm này thường rất dễ bay hơi Chúng đóng vai trò quan trọngtrong việc hình thành nên mùi, vị đặc trưng cho sản phẩm lên men lactic Đáng chúý nhất là diacetyl va acetaldehyde (Lê Văn Việt Man, 2004)

Ở giai đoạn dau của quá trình lên men, diacetyl trong môi trường sẽ tăng dan rồisau đó sẽ giảm dan vào giai đoạn cuối, đặc biệt khi hàm lượng citrate giảm dan.Một phan diacetyl sẽ được chuyên hóa thành acetoin va 2,3 butanediol Quá trìnhsinh tong hợp diacetyl liên quan đến sự chuyền hóa citrate

Acetate CO; COza

Citrate a Oxaloacetate ay Pyruvate eee Acetaldehyde-TPP

⁄ Acetyl-CoA

( CoASH+TPP

Acetolactate

|

2,3 Butanediol : Acetoin Dyacetyl

NAD(P) NAD(P)H NAD(P)* NAD(P)H

Hình 1.2 Sinh tông hợp các chat tạo hương từ citrate (Lê Văn Việt Man, 2004).Acetaldehyde được tổng hợp từ các sản phẩm của quá trình chuyển hóa glucosevà một số acid amin như alamine, lysine và serine Riêng Lactobacillus bulgaricuscó thé chuyển hóa threonine thành acetaldehyde nhờ enzyme threonine aldolase:

Nhiéu loại vi khuẩn lactic có khả năng sinh tong hop acetaldehyde Ngược lại,một số chủng thuộc giống Leuconostoc lại có khả năng sử dụng và chuyển hóaacetaldehyde Đây là hợp chất quan trọng quyết định đến mùi vị đặc trưng của cácsản phâm lên men từ sữa như yaourt, bo

Tỷ lệ hàm lượng diacetyl/acetaldehyde ảnh hưởng lớn đến giá trị cảm quan củayaourt và bơ Tỷ lệ này phụ thuộc vào thành phan các chủng vi sinh vật sử dụngtrong tô hợp giống và các thông số kỹ thuật của quá trình lên men như nhiệt độ, pHdau, lượng cấy giống

Threonine aldolaseThreonine - Acetaldehyde + glycine

Từ những năm 1908, Metchnikoff dé xuất sử dụng sữa lên men với Lactobacillidé tăng tuổi tho, tăng cường sức khoẻ cho mọi người, cho đến nay các nghiên cứuđã chỉ ra mối quan hệ giữa các vi sinh vật đường tiêu hóa với lợi ích sức khỏe củacon người, với việc sử dụng nhiều sản phẩm sữa chua giúp cân bằng hệ vi sinh vậtđường và giúp người tiêu dùng có hệ tiêu hoá khoẻ mạnh Nhiéu báo cáo khoa họccho thay các yếu tổ tiêu cực như stress, chế độ ăn kiêng, chế độ dinh dưỡng ảnhhưởng đến sự tương tác giữa các chủng vi sinh vật đường ruột, dẫn đến tác động cóhại cho sức khỏe Trong những năm gan đây, nhiều chủng vi khuẩn probiotic đượcbổ sung trong các loại thực phẩm đặc biệt làm từ sữa Một trong những sản phẩm

làm từ sữa phổ biến nhất có chứa các vi khuẩn Lactobacillus acidophilus vaBifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum còn sông, gọi là sữa chua sinhhọc (bio-yogurt) Dé có được số lượng vi sinh vật sống thích hợp, thường gọi là“lượng tối thiểu có giá trị chữa bệnh”, người tiêu dùng cần phải sử dụng thườngxuyên để duy trì hiệu quả của probiotic Rybka và Kailasapathy (1995) cho rang nênsử dụng hơn 100g sữa chua sinh học mỗi ngày có chứa hon 10° CFU/ml (AnalieLourens-Hattingh, 2001).

Lợi ích của việc tiêu thụ sữa lên men đã gây tranh cãi từ rất lâu, các nghiên cứutiễn hành gan đây đã giúp hiểu rõ hơn về các tác dụng điều trị và nó được công nhậnlà lành mạnh Tiêu thụ các sản phẩm probiotic giúp duy trì sức khỏe tốt, phục hồisinh lực cơ thể, và trong cuộc chiến chống bệnh đường ruột và các bệnh tật khác.Nhiều bai báo khoa học chú ý đến việc nghiên cứu sử dung L acidophilus vaBifidobacterium như một chủng loại dùng trong thực phẩm

Theo Hughes va Hoover (1991), vi khuẩn probiotic như Bifidobacteria vaLactobacilli có đặc tinh đối khang Ca L acidophilus va B longum có khả năng gâyức chế đối với các tác nhân gây bệnh truyền qua thực phẩm Một số nghiên cứu chothay có sự kiểm soát phòng ngừa các bệnh nhiễm trùng đường ruột qua sữa có chứaL acidophilus hay B longum hoặc cả hai (Analie Lourens-Hattingh, 2001).

[15].Các gia trị chữa bệnh của các probiotic có thé kế đến như:

- Kiểm soát các vi sinh vật đường ruột bang các cơ chế như: tạo ra các chất ức

chế hoặc kháng khuẩn như: acid hữu cơ, hydrogen peroxide, bacteriocin, kháng sinhvà phân cắt các acid trong mật: hoạt động như đối kháng cạnh tranh (khu vực sốngva chất đinh dưỡng), kích thích hệ miễn dịch

- Giam dung nạp đường lactose.- Giảm mức cholesterol trong huyết thanh.- Hoạt tính chống ung thư

2.2.2 Ung dụng của probiotic trong thực phẩm chức năngViệc tiêu thu vi khuẩn probiotic qua các sản phẩm thực phẩm là một cách lý

tưởng dé tái lập sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột San phẩm từ sữa được xem

như là một phương tiện lý tưởng dé vận chuyển vi khuẩn probiotic vào ông da dày —ruột ở người Chất nên sử dụng thường xuyên là phô mai, yaourt, kem và nhữngthực pham từ sữa khác Ngoài ra, trái cây, rau, đậu và ngũ cốc cũng có thé sử dụnglà chất mang probiotic tốt vì chúng chứa đựng chất dinh dưỡng như chất khoáng,vitamin, xơ sợi và chất chống oxy hóa Sự phát triển của những sản phẩm nước tráicay probiotic khác nhau đã được nghiên cứu Prado và cộng sự (2008) đã miêu ta vềsự đa dạng của nước giải khát probiotic không phải từ sữa.

Để một chủng vi khuẩn được xem là probiotic thì chủng đó phải có những đặctính sau: phải là vi sinh vật cư trú thông thường trong bộ máy tiêu hóa của người,sống sót được qua bộ máy tiêu hóa trên với số lượng lớn, có thể gắn lên một vị tríthích hợp, và có các tác động có lợi khi ở trong hệ tiêu hóa Dé sống sót, chủng visinh vật phải chịu điều kiện 6 da dày (pH 1,0 — 4,0), chịu được mudi mật ở ruột non,chịu được tác động của các enzyme ở hệ tiêu hóa (Iysozyme) và chất chuyển hóađộc được tao ra qua quá trình tiêu hóa Theo Gilliland (1979) 2 dong vi khuẩn lênmen sữa chua truyền thống Lactobacillus bulgaricus va Streptococcusthermophilus, không thuộc hệ vi sinh vật ban địa ở đường ruột, không chịu đượcmuối mật và không thể sống sót đi đến ruột Tuy nhiên trong quá trình lên men 2dòng vi khuẩn nay hình thành các chất chuyên hóa giúp kiềm chế các mâm bệnh vàtăng cường hấp thu, tiêu hoá lactose (Analie Lourens-Hattingh, 2001)

Các nghiên cứu cho rang không ít hơn một triệu tế bào sống/ml sản phẩmprobiotic phải hiện diện để đảm bảo hoạt tính của probiotic đến người tiêu dùng

Theo Speck (1978) mật độ vi khuẩn cần thiết tại thời điểm sử dụng là 10° —10°CFU/g sản phẩm probiotic, do đó cần số lượng tế bào cao trong sản phẩm đã lên

men và khả năng chịu đựng được acid cao dé đảm bảo số lượng tế bào sống caotrong suốt quá trình bao quản va tiêu thụ Ngoài ra, các chủng vi khuẩn được lựachọn phải có khả năng lên men sữa tương đối nhanh khi chỉ sử dụng một chủng haykết hợp với các chủng khác (Analie Lourens-Hattingh, 2001)

Hughes va Hoover (1991) thống kê có khoảng 80 sản phẩm chứaBifidobacterium có mặt tại các siêu thị trên thé giới Hầu hết những sản phẩm nay

có nguồn gốc từ sữa bao gồm cả sữa, sữa lên men, đồ uống, bơ, phomai làm từ sữa,sữa bột, bánh quy, thực phẩm sức khỏe, kem va các món tráng miệng từ sữa.

Một vài sản phâm được bổ sung probiotic có chứa inulin hoặc oligofructose là“các nhân tố bifido” (“bifidogenic factors”), cũng được gọi là prebiotic Các vikhuẩn bifido gặp khó khăn trong việc nhân lên trong sản phẩm do nhạy cảm với oxyvà chịu đựng acid kém nhưng khi có bổ sung prebiotic vào thực phẩm sữa đảm bảosự hiện điện số lượng lớn vi khuẩn bifido trong suốt thời hạn sử dụng thông thườngcủa sản phẩm sữa Các prebiotic là những đường phức mà con người không théchuyên hóa trực tiếp nhưng lại là nguồn cung cấp carbohydrate cho hệ vi sinhđường ruột Cac oligosacchride, như là fructo-oligosacchride, lactulose, raffinose,stachyose và các đơn phan inulin, được su dung như “prebiotic” hoặc “bifidogenicfactor’ (Analie Lourens-Hattingh, 2001).

2.3 Bifidobacterium va sữa chua sinh học (bio-yoghurt)2.3.1 Giới thiệu về Bifidobacterium

Bifidobacteria là vi khuân Gram dương, không di động, ky khí bắt buộc va đượcphân loại như sau:

* Đặc điềm hình thái:Vi khuan Bifidobacterium không di động, không sinh bào tử, hình que với nhiềudang khác nhau như dạng cong, dang móc câu, dạng hình cây gậy đánh gôn, dangphân nhánh và cũng thường xuất hiện ở dạng chữ “Y”

Các tế bào vi khuẩn Bifidobacteria thường đứng riêng lẻ, xếp thành cặp hoặcxếp thành hình chữ V, kích thước tế bao vi khuân khoảng 0,5 - 1,3 pm

Bifidobacterium có dạng hình que chẻ đôi hoặc que phân nhánh và đưới điềukiện tăng trưởng khác nhau thì các tế bào ở nhiều hình dạng khác nhau Khi sử dụngN-Acetyl D-Glucosamine, acid aspartic, acid glutamic, serine và Ca” trong môitrường nuôi cây sẽ anh hưởng đến hình dang của tế bao vi khuan Bifidobacteria.

Tế bào Bifidobacteria không có vỏ bao va không có hệ thống tiêm mao baoquanh Vách tế bào được cấu thành bởi 3 thành phần chính là peptidoglycan(murein), polysaccharide, acid lipoteichoic Peptidoglycan của vi khuẩnBifidobacteria được câu tạo từ acid N-Acetylmuramic và N-Acetylglucosamine.Các phân tử này kết hop với nhau tạo thành chuỗi oligopeptide Ngoài ra, vách tếbào vi khuẩn Bifidobacteria còn chứa nhiều polysaccharide gồm các phân tử đườngglucose, galactose, rhamnose liên két voi nhau

Bifidobacteria cư trú trong ruột của cơ thé người và động vật Chúng đóng vaitrò quan trọng trong việc kiểm soát pH ở đường ruột và kết tràng Chúng được pháthiện từ phân trẻ sơ sinh còn bú sữa mẹ Lượng vi khuẩn này phô biến trong đườngruột, tính ôn định của chúng liên quan đến tuổi tác, tuổi cảng lớn thi lượng vi khuẩncàng giảm Lượng vi khuẩn Bifidobacteria trong cơ thé bị tác động nhiều bởi cácyếu tô như thức ăn, nước uống, sử dụng khang sinh và tình trạng cơ thé

Bifidobacteria là vi sinh vật ky khí bắt buộc Tuy nhiên, tính nhạy cảm với oxythay đổi tùy theo loài và các giống khác nhau của mỗi loài Một số loài có thé chịu

được oxy khi có sự hiện diện cua CO) Bifidobacteria có nhiều đạng hô hấp khác

nhau, bao gôm:- Tăng trưởng hiếu khí không có sự tích lũy HạO;: một dong vi khuẩn B.bifidum chịu được điều kiện hiếu khí, tạo thành một lượng nhỏ H;O; bởi quá trìnhoxy hóa NADH.

- Tăng trưởng giới hạn với sự tích lũy HO»: sự tích lũy H;O; là một độc tố đốivới enzyme fructose-6-phosphate phosphoketolase trong quá trình chuyển hóađường của giống Bifidobacteria

- Tăng trưởng không có sự tích lũy H;O;: một số dòng vi khuẩn Bifidobacteriacó mức oxy hóa khử thấp trong quá trình chuyển hóa các chat và không tạo H;O;

Nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng của vi khuẩn Bifidobacteria là 33°C — 41°C.Tế bào không tăng trưởng ở nhiệt độ dưới 20°C và trên 46°C Tuy nhiênBifidobacterium thermacidophilum có khả năng phát triển ở nhiệt độ 49,5°C Phanlớn các chủng có nguồn gốc từ động vật đều có khả năng phát triển ở nhiệt độ 45°C.Riêng các chủng có nguôn gốc từ người thì không có kha năng phát triển ở nhiệt độnày.

pH tối ưu cho sự tăng trưởng của vi khuẩn này là 6,5 — 7,0 Tế bào vi khuẩnBifidobacteria không tăng trưởng ở pH thấp hơn 4,5 và cao hon 8,0 Ngoại trừBifidobacterium thermacidophilum có thé tăng trưởng ở pH 4,0 Bifidobacterium làloài chịu được acid nhưng không là vi sinh vat ưa acid.

Tế bao cho phản ứng âm tinh với indol, không tham gia phản ứng phân giảiGelatin, Catalase, Oxydase, va phan ứng khử nitrate Tuy nhiên, loài B indicum vàB asteroides cho pha ứng dương tính với catalase, oxidase va phan ứng khử nitrate.Tuy nhiên, loài B indicum va B asteroides cho phan ứng dương tinh với catalasekhi chúng tang trưởng được trong không khí.

Hoạt tính phân giải ure hầu như chỉ được tim thay ở các chủng của loài B breve,B magnum và B subtile.

Bifidobacteria là vi khuẩn hóa di dưỡng, có khả năng lên men nhiều nguồncacbon Sản phẩm chính của quá trình nay chủ yếu là acid lactic và acid acetic vớitỷ lệ 2:3 và một số sản phần phụ là acid formic, ethanol, acid succinic, acid butytic,acid propionic không tạo CO; Hau hết các loài Bifidobacterium đều có théchuyên hóa được các nguồn đường lactose, sucrose, galactose và giới hạn một sốloài không lên men được manitol va sorbitol Vi khuẩn Bifidobacteria có nhu caudinh dưỡng phức tạp và luôn cần nhiều vitamin khác nhau Quá trình sinh trưởng vàphát triển của vi khuẩn Bifidobacteria không cần CO, nhưng nếu môi trường cóthêm CO; thì sự tăng trưởng có thé tăng lên

Hai nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự tăng trưởng của Bifidobacteria là:- Nhân tố tăng trưởng: threonm, dịch chiết nằm men, cistein, peptone, maltoseva alpha glycerolphosphate.

- Nhân tố bifido (những cơ chất thích hợp cho sự phát triển của Bifidobacteria):N-acetyl Glycosamine, fructo-olygosaccharide, lactoferrin, lactulose, oligoholoside,polyholoiside (raffinose, stachyose va innulin), transgalactosylate-oligosaccharide,xylo-olygosaccharide.

Sắt và một số ion kim loại hoa trị 2 rất cần thiết cho sự tăng trưởng của nhóm vikhuẩn bifido Sự hiện diện của sat có thé làm hạn chế sinh trưởng của các loài sinh

vật khác Vi khuan Bifidobacteria có khả năng chuyền hóa sắt từ Fe”” thành sắt liên

kết ở bề mặt tế bao và liên quan đến quá trình sản sinh acid acetic của B bifidumqua trung gian các Ferroenzyme.

Vi khuẩn Bifidobacteria có khả năng sản xuất nhiều loại vitamin khác nhau bao

gồm: vitamin Bl, vitamin Bó, acid folic và acid nicotinic Loài B breve và B

infantis sản xuat lượng cao acid nicotinic và vitamin H, loài B bifidum va B.infantis có thé tao ra lượng lớn các vitamine BI, B9, acid nicotinic Hau hết vikhuẩn Bifidobacteria có nguồn gốc từ người luôn cần nguén vitamin B2 va acidphathotenic cho sự tăng trưởng.

B thermophilum, B adolescentis, B dentium, B animalis và B infantis có khảnăng tao ra một SỐ lượng lớn amino acid như alamine, valine, acid aspartic Đặcbiệt, B bifidum có thể tạo ra 150mg/I threonine (Matteuzzi và cộng sự, 1978)

Năm 1997, Crociani phát hiện khi có sự hiện diện của acid aminosobutiric (tiềnchất của isoleucine) thì các chủng B thermophilum đều có khả năng tạo ra rất nhiềusản phẩm isoleucine va valine

Chartensis và cộng sự (1998) cho biết có mười sáu chủng Bifidobacteria đều cókhả năng sản xuất ra bacteriocin Phần lớn chúng đều kháng với kanamycine,aztreonam, cefoxitin, amikacine, gentamycine, acid fusidic Nhung chúng dé bi tonthương với penicilline, choloramphenicol, erythromycin, bacitracine, rifampicine vànitrofurantocine.

2.3.1.2 Sự phân bố của vi khuẩn BifidobacteriaBifidobacteria t6n tại ở cả người và động vật Sự phân bố của chúng được trìnhbày cụ thể trong bảng 1.4, 1.5

Ngoài ra Bifidobacteria còn được phân lập từ các sản phẩm bơ sữa, kim chi va mộtsố sản phẩm lên men truyền thống khác (Leathy và cộng sự, 2005).

Bảng 1.4 Các loài Bifidobacteria tôn tại trong hệ ruột ngườiNơi cư trú Các loài BifidobacteriaTrẻ sơ sinh B breve, B infatis

Trẻ so sinh va người | B bifidum, B catenulatum, B longum, B.trưởng thành pseudocatenulatum

Người trưởng thành | B adolescentis, B angulatum, B dentium

Lỗ sâu răng B denticolens, B dentium, B inopinatumDa dày tiết acid HCI | 8 denticolens, B dentium, B inopinatum, B infatis, B

longumAm dao B breve, B dentium, B longum

(Leathy và cộng sự, 2005).Bang 1.5 Các loài Bifidobacteria ton tại trong hệ đường ruột động vatNơi cư trú Các loài Bifidobacteria

Dạ cỏ bò B merycium, B ruminatium, B pseudolongum, B pseudolongum

subsp Globosum, B thermophilum, B boumBo con B bifidum, B breve, B infatis, B longum, B pseudolongum, B.

pseudolongum subsp Globosum, B thermophilum, B.animalisCừu con B pseudolongum, B pseudolongum subsp Globosum

Tho B cuniculi, B magnum, B saaculare, B thermophilum, B.

pseudolongum subsp Globosum, B thermophilum, B animalisGa B gallinarum, B pullorum, B pseudolongum, B pseudolongum

subsp Globosum, B thermophilumOng mat B asteroides, B conryneforme, B indicumChuột B pseudolongum, B pseudolongum subsp Globosum, B animalisHeo B choerinum, B pseudolongum subsp Globosum, B suis, B.

thermophilum, B boum

(Kumar & Mishra, 2004)2.3.1.3 Vai trò của Bifidobacteria

Hệ đường ruột đóng vai quan trọng trong việc vận chuyền, hap thu các chất đinhdưỡng Thành phân vi sinh vật bản địa trong đường ruột là hàng rào bảo vệ chốnglại nhân tố gây hại Chính vì thế, probiotic tác động một cách trực tiếp hoặc giántiếp đến hệ thống miễn dịch của vật chủ

Bifidobacterium chiêm khoảng 90% tổng số vi sinh có ở trẻ sơ sinh bú sữa me.số lượng Bifidobacterium giảm ở người trưởng thành, nhưng luôn chiếm số lượngkhoảng 3-6% tong vi sinh trong phan Su hién dién cua Bifidobacteria trong héthống đường ruột gan liền với lợi ich sức khỏe của vat chủ

* Tăng cường hệ miễn dịch: hoạt động của hệ vi sinh vật có lợi đóng vai troquan trọng trong sự phát triển và kích thích hệ thống miễn dịch đường ruột.Bifidobacteria được xem là phương thức chữa bệnh bang probiotic, giúp xây dựngvà kích thích hệ thống miễn dich dé chống lại các tác nhân gây hai Các nghiên cứucho thấy:

- B infatis kích thích sự sinh san cytokine để tăng cường đáp ứng miễndich Cytokine là protein trung gian liên quan để tat cả các mặt của hệ điều hòamiễn dịch Khả năng tăng cường tạo cytokine phụ thuộc vào các chủng khác nhau

- B bifidum kích thích miễn dịch cùng với sự kết hợp với một số vi khuẩnlên men lactic.

- B lactic có thé làm tang chức năng miễn dich tự nhiên thông qua việc bổsung vào chế độ ăn

- Biñdobacteria có khả năng hoạt hóa tế bao lympho và đại thực bào, kíchthích sự tạo kháng thê

* Giảm bớt triệu chứng di ứng lactose: triệu chứng khó tiêu lactose thường xuấthiện ở những người bị viêm ruột mãn tính hay cấp tính và những người phẫu thuậtruột Các triệu chứng bao gồm phân lỏng, bụng sưng phù, đau bụng, buôn nôn vàday hoi Lactose có trong sữa tươi khó được tiêu hóa hon lactose trong các sảnphâm sữa lên men, nhờ enzyme lactase có khả năng chuyên hóa lactose B longum

được chứng minh là có khả nang probiotic và có tác dụng làm giảm triệu chứng diung lactose.

Bifidobacteria làm giảm triệu chứng dị ứng lactose bang cách trực tiếp cung cấpB-galactodasidase và gián tiếp làm giảm pH của môi trường để kích thích sự tăngtrưởng của hệ vi sinh vật đường ruột nhăm tao ra B-galactodasidase

* Ngăn ngừa bệnh tiêu chảy: trong ruột gia con người, các vi sinh vật cùng ton

tại trong một hệ cân bang không thay đôi Khi hệ nội cân bằng này bi rỗi loạn sẽ

gây ra bệnh tiêu chảy, triệu chứng thường gặp là sự viêm cấp tính Hệ vi sinh vật cóích trong đường ruột sẽ bảo vệ vật chủ tránh khỏi những tác nhân gây bệnh nhờ vàosự hình thành ranh giới màng nhảy Những vi sinh vật bản địa giúp ngăn ngừa sựhình thành tập đoàn những vi khuẩn gây bệnh bằng cách trực tiếp cạnh tranh nhữngchất đinh dưỡng thiết yếu hoặc những vị trí trên biểu mô với những vi khuẩn gâybệnh Nhờ khả năng tạo ra những hợp chất kháng khuẩn và những acid béo bay hơimà Bifidobacteria có thé tạo ra môi trường không thuận lợi đối với sự tăng trưởngcủa những vi sinh vật gây bệnh đường ruột Bifidobacteria có thể tiết ra vài nhân tốức chế, có hoạt tính kìm hãm vi khuẩn gây bệnh tiềm tàng Gram âm và Gramdương.

Các chế phẩm Lactobacilli và Bifidobacteria có khả năng giúp phòng ngừa bệnhtiêu chảy B longum làm giảm lượng Clostridium có kha năng giúp phòng ngừabệnh tiêu chảy B /ongum làm giảm lượng Clostridium trong phân va làm giảm

bệnh tiêu chảy do erythromycin gây ra Khi dùng hỗn hợp B longum vaLactobacillus acidophilus thì sẽ làm giảm những thay đổi về sinh thái của hệ vi sinhđường ruột do sử dung clindamycin Khi bổ sung B bifidum va Streptococcusthermophilus vào thực phâm có thé làm giảm tỷ lệ mắc phải bệnh tiêu chảy ở trẻ sơsinh.

* Ngăn ngừa ung thư: các nhà nghiên cứu đã nhận thay ở Bifidobacteria có tínhkháng đột biến và kháng ung thư Những động vật bi ung thư kết tràng khi được chosử dụng B Jongum như một chế phẩm dễ hòa tan thì có thể giảm được bệnh ung thudo sự tăng chất azoxymethane gây ra Ngày nay, ung thư sắc tố (colorectal cancer —

CRC) là bệnh phố biến nhất ở các nước phương tây Việc thay đối khẩu phan ănhàng ngày cũng có tác dụng làm giảm nguy cơ bị ung thư Nhân tố quan trọng øópphan vào việc giảm tác nhân ung thư bang cách sử dụng chế pham probiotic Sựthay đồi hệ vi sinh đường ruột dẫn đến việc gia tăng hoạt động của các enzyme ÿ-glucuronidase, azoreductase, urease và nitroreductase, các enzym này biến đôi cáctác nhân tiền ung thư và vi thé có thé làm gia tăng nguy cơ CRC.

Cơ chế ngăn chặn đột biến có thé bao gdm một hoặc nhiều hoạt động sau:- Tăng cường đáp ứng miễn dịch của vật chủ

- Kết nói và phân hủy trực tiếp các tác nhân gây ung thư tiềm tang.- Thay đổi hệ vi sinh gây ra các tác nhân ung thư

- Thay đồi môi trường hóa lý trong kết trang.- Tạo ra các chất kháng ung thư

* Kháng lại vi khuẩn gây bệnh: Bifidobacteria có khả năng kháng vi khuẩn gâybệnh đường ruột như vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy và có tính kháng vi khuẩn gâybệnh đường ruột như vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy và có tính kháng với các vi sinhvật bệnh khác Các nghiên cứu đã chứng minh sự hiện diện cua vi khuẩnBifidobacteria sẽ làm giảm đáng kề số lượng Clostridium

B longum có khả nang khang Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes,Campylobater jejuni và Bacterioides vulgatus B breve và B pseudocatenulatum cókhả năng bảo vệ chuột không chết khi tiêm độc tố shiga được sản xuất bởi E ColiO157:H7 vào cơ thể chuột

2.3.1.4 Vi khuẩn Bifidobacterium longum- Được cho là một trong những vi khuẩn có ý nghĩa va quan trong nhất trong sốvi khuẩn cho cơ thể người Được phân lập từ những nguồn khác nhau như ở biểumô ruột, dạ dày, phân, âm đạo của người và một sỐ động vật khác như ong(Tomotari, 1990), B longum, giúp duy tri quá trình tiêu hoá, kìm hãm sự phát triểncủa vi khuẩn có hại và tăng cường hệ miễn dịch (Bmn, 1999) Một lợi ích khác nữalà ngăn ngừa và làm giảm triệu chứng tiêu chảy bao gồm cả tiêu chảy liên quan đếnkháng sinh, giảm nhiễm trùng đường muội B longum có khả năng chống các vi

khuẩn Salmonella, Tryphirium, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni vàBacteroides vulgates, gây bệnh đường ruột (J Singh va cộng sự, 1997) B longumcó khả năng làm giảm triệu chứng táo bón, nhờ lam mềm phân, giảm triệu chứng diứng đường lactose Ngoài ra B Jongum kích thích hệ miễn dịch, ngăn ngừa viêm dadị ứng, viêm âm đạo, nhiễm trùng đường tiết niệu ở phụ nữ, làm giảm cholesteroltrong máu (Seung Hee Baek và cộng sự, 2005).

2.3.1.5 Một số nghiên cứu về tác dụng của B longumNhiều nghiên cứu về chức năng của B Jongum đôi với sức khoẻ con người chothay B longum cư trú trong ruột với số lượng lớn sẽ tác động làm giảm dị ứng vớithức ăn và bệnh viêm ruột ở trẻ em.

J Singh và cộng sự (1997), nghiên cứu tác động của B longum đỗi với hệ tiêuhoá ở trên chuột bi ung thư ruột kết quả cho thấy B /ongưm có thé làm giảm khảnăng ung thư ruột kết băng cách kìm hãm quá trình sinh chất gây ung thư, ngănchặn các khối u phát triển và lây lan Hơn nữa khi dùng kết hợp với inulin, fructo-oligosaccharides (FOS) và galacto-dioligosaccharides (GOS) hoặc với chất xơ sẽlam gia tăng gấp đôi hiệu quả của B longum chong sự phát triển của ung thư

I R Rowlandd và cộng sự (1998), nghiên cứu tac dụng của B /ongum va inulinđối với sự trao đôi chat của vi khuẩn ruột kết va qua trình sản sinh chất ung thu batthường ở chuột Kết quả sử dụng kết hợp B /ongum với inulin ảnh hưởng tốt đếnchức năng sinh lý của manh tràng và hoạt động trao đổi chat của vi khuẩn đườngruột, làm giảm nguy cơ tạo khối u và ton thương ruột kết

Kazuyoshi Namba (2010), chứng minh hiệu quả của B jongum BB536 trongviệc phòng ngừa bệnh nhiễm trùng virus ở người cao tuổi B longum BB536 kíchthích hệ miễn dịch của cơ thể giúp làm giảm khả năng nhiễm trùng virus ở ngườicao tuổi như nhiễm virus cúm

J.Z Xiao, S Kondo va cộng sự (2006) đã kiểm tra hiệu quả của yogurt có bổsung B /oneum BB536 trong việc điều trị cho những người bị hen với phan hoa ởNhật Bản (Japanese cedar pollinosis- JCPsis) Thí nghiệm tiễn hành với 40 người cótiền sử bệnh hen với phân hoa ở Nhật Bản Chọn ngẫu nhiên và chia thành 2 nhóm,

nhóm 1 sử dụng yogurt bố sung B /ongum BB536 (2x100g/ ngày), nhóm 2 sử dụngyogurt không bổ sung B Jongum BB536 Thí nghiệm trong 14 tuần, triệu chứng củanhững người được theo dõi hăng ngày và tiến hành lây máu để kiểm tra các thôngsố có liên quan đến bệnh hen JCPsis ở tuần 4, 9, 14 Kết quả, nhóm 1 triệu chứngbệnh JCPsis giảm rõ rệt so với nhóm 2.

2.3.2 Sa chua sinh học (bio-yogurt)Sữa chua sinh học (bio-yogurt) là sữa chua có chứa các vi sinh vat probioticsống, sự hiện diện của chúng có thê mang lại các tác động có lợi cho sức khỏe Sản

phẩm tiêu biểu như AB-yoghurt, có chứa L acidophilus va Bifidobacterium cùngvới các vi khuẩn khởi động của sữa chua

Quy trình sản xuất AB-yogurt giống như với sữa chua truyền thống, ngoại trừ sựkết hợp với giống probiotic khởi động Sữa đã đồng hóa, xử lý nhiệt được cây giốngkhởi động ở 45°C hoặc 37°C và ủ lần lượt ở 3,5h hay 9h Giống probiotic có thểđược thêm vao cùng lúc với giống sữa chua truyền thống trước quá trình lên menhoặc sau quá trình lên men (Analie Lourens-Hattingh, Bennie C Viljoen, 2001).

Sữa chua sinh học, chứa L acidophilus và B bifidum (AB-yogurt) là chất mangtiềm năng, qua đó người sử dụng có thể uống vào các tế bào probiotic Kurmann vaRasic (1991) dé nghi dé dat duoc cac tac động chữa bệnh tối ưu, lượng probiotictrong sản phẩm tối thiểu >10° CFU/ml Các con số này là cần thiết, tuy nhiên có thểkhác nhau giữa các loài, và thậm chí giữa các giống trong cùng loài Các tác giảkhác quy định >10’ và 10° CFU/ml là các mức can thiết Davis va cộng sự (1971);Rybka và Kailasapathy (1995) cũng cho răng tiêu chuẩn này được xem như “lượngtối thiểu có gia tri chữa bệnh” Theo Tamine và cộng sự (1995), một người nên sửdụng khoảng 10° tế bao probiotic sống một ngày Tiêu thụ thường xuyên 400-500g

AB-yaourt trong một tuần, chứa 10° tế bào sống/mL sẽ có thé đạt được các con số

này Hiệp hội đồ uống chứa vi khuẩn sinh acid lactic và sữa lên men của Nhật Bản

đã đưa ra tiêu chuẩn trong đó cần tối thiểu 10’ tế bao vi khuẩn bifido sống/ml hiện

diện trong các sản phẩm sữa Hiệp hội sữa chua quốc gia của Mỹ (NYA) đưa ra tiêu

chuẩn chỉ định 10” CFU/g vi khuẩn sinh acid lactic tại thời điểm sản xuất[(AnalieLourens-Hattingh, Bennie C Viljoen, 2001).15 |.

Người ta cũng khang định rang chỉ các sản phẩm sữa với vi sinh vật sống là cócác tác động có lợi cho sức khỏe Tuy nhiên, trong trường hợp chịu đựng lactose,điều trị viêm da dày cấp tính và diéu trị candidiase, probiotic thé hiện tác động cólợi tương tự ở dạng sống va không sống

2.3.2.2 Sức song L acidophilus va Bifidobacterium trong sữa chua sinh họcSức sống của vi khuẩn probiotic trong sản phẩm lên men sữa phụ thuộc vao cácyếu tố khác như chủng vi khuẩn được sử dụng, tương tác giữa các chủng vi khuẩn,điều kiện nuôi cấy, thành phan hóa học của môi trường lên men (ví dụ như nguôncarbohydrate), độ pH, lượng chất khô của sữa, các chất đinh dưỡng có sẵn, chấtkích thích tăng trưởng va chất ức chế, nồng độ đường (áp suất thẩm thấu ), oxy hòatan (đặc biệt là cho Bifidobacterium sp), tỉ lệ cây giỗng, nhiệt độ ủ, thời gian lênmen và nhiệt độ bao quản (Analie Lourens-Hattingh, Bennie C Viljoen, 2001).

Khi pH trong sữa chua giảm đến 3,6 thì sinh trưởng của Bifidobacteria bị ức chếdo sự tang trưởng của chúng bi chậm lại dưới pH 5,0 Theo Martin và Chou (1992)cho rang pH 5,5 - 5,6 là tối thiểu cho sự sống sót của vài loài/chủng vi khuẩn

Bifidobacterium Nhìn chung, hầu hết các chủng vi khuẩn Bifidobacterium rat nhạy

cam với pH dưới 4,6 Vi thế để ngăn chặn sự suy giảm của mật độ vi khuẩnBifidobacterium pH của sản phẩm phải được duy trì trên 4,6 (Tamime va Robinson,

1985; Modler và cộng sự, 1990; Laroia một Martin, 1991a) [15].Theo Kneifel và cộng sự, 1993 có sự tương tác giữa L acidophilus và B bifidummà kết quả làm cho 2 chủng vi khuẩn phát triển tốt hơn Các nghiên cứu củaSamona và Robinson (1994) chỉ ra răng tốc độ tăng trưởng và số lượng

Bifidobacterium sé bi giảm khi có sự hiện diện của các vi sinh vật sữa chua trong

quá trình lên men cũng như ở giai đoạn bảo quản B bifidum dựa vào vi khuẩn sinhacid lactic khác để đảm bảo sự tăng trưởng của nó vì các chủng này thiếu hoạt độngphân giải protein, chúng có thể được nuôi băng cách thêm vào casein thủy phânhoặc bang nuôi cấy chung với các loài thủy phân protein như Lactobacilli, ví du như

L acidophilus Do đó, L acidophilus, chủng sống cộng sinh tuyệt vời với vi khuẩnBifidobacterium, cung cấp các chất kích thích tăng trưởng can thiết Hai loài đượcsử dụng trong một ty lệ nhất định, ví dụ 7x10” — 8x10” CFU/ml với vi khuẩnacidophilus và 4x10 - 5x10” CFU/ml với vi khuẩn Bifidobacteria trong sữa chuaABI(Analie Lourens-Hattingh, Bennie C Viljoen, 2001).

Nhiệt độ cũng là một yếu tổ quan trọng liên quan đến việc thực hiện ủ lên men.Thông thường, sữa chua được lên men ở nhiệt độ 43°C (nhiệt độ tối ưu cho vi khuẩnkhởi động tạo acid lactic), tuy nhiên, nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển củaBifidobacterium là 37°C Kneifel và cộng sự (1993) cho răng nhiệt độ ủ thấp hon(37 — 40°C) sẽ thích hợp cho tốc độ sinh trưởng và sức sống của các chủngprobiotic.

Tăng cường sức sống của của L acidophilus va Bifidobacterium bang cách kiêmsoát qua trình sản xuất và điều kiện bảo quan, lựa chọn các chung probiotic khởiđộng Sử dụng lượng giống cao đảm bảo lượng tế bào và sức sống của vi khuẩnprobiotic cao trong suốt quá trình lên men và bảo quản Varnam và Sutherland(1994) khuyến nghị lượng giống cấy vào khoảng 10 — 20%

Tăng khả năng sinh trưởng của vi khuẩn probiotic băng cách bổ sung một sốchất như: casein, fructose cystein, acid hydrolysates, tryptone, whey proteinconcentrate va whey protein Saxena, Mital va Garg, (1994) cho rang bổ sungcasein va fructose vào sữa kích thích sự phát triển của L Acidophilus Dave va Shah(1998) đã nghiên cứu các ảnh hưởng của cystein, acid hydrolysates, tryptone, wheyprotein concentrate và whey protein đến khả năng sống sót của vi khuẩn sữa chuavà vi khuẩn probiotic trong sữa chua Bồ sung các oligosaccharide vào sữa chuasinh học (bio-yogurt) dé tăng cường số lượng Bifidobacterium không chỉ trong ruộtkết ma còn trong suốt thời hạn sử dụng sản phẩm (Analie Lourens-Hattingh, BennieC Viljoen, 2001).

2.4 Bột sữa chuaMặc dù sữa chua là sản phẩm lên men từ sữa giàu dinh dưỡng, có lợi cho sứckhoẻ người tiêu dùng tuy nhiên thời hạn sử dụng của sữa chua ngăn, 1-2 ngày ở

điều kiện thông thường (25-30°C) và khoảng 5-7 ngày ở 7°C (Salji và cộng sự1987) điều này gây trở ngại cho việc vận chuyển và thương mại hóa Ngoài ra sữachua cân được duy trì ở 2-4°C để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, ngăn ngừa sựphát triển quá mức của các chủng vi sinh vật va làm tăng giá thành sản phẩm.

Băng cách làm giảm lượng nước giúp làm tăng thời gian sử dụng của sữa chua,một trong biện pháp loại nước là làm khô bang phương pháp: đông khô, say phun,say chân không ở dạng bột khô sữa chua dé dang đóng gói, bảo quan va vậnchuyền, điều này giúp làm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành Mục đích chính củaquá trình làm khô là giúp sữa chua có thời gian sử dụng lâu hơn, có chất lượng caohơn, nhất là không can bảo quản lạnh Dé quá trình say khô hiệu quả hơn cần thựchiện quá trình cô đặc trước băng cách loại bỏ huyết thanh sữa hoặc làm bay hơinước trong sữa chua.

Bột sữa chua cũng có giá tri dinh dưỡng va khả năng chữa tri và phòng ngừanhiều bệnh khác nhau Hoạt tính chống ung thư liên quan đến hoạt động của cácgiống vi khuẩn khởi động ngay cả sau khi say khô Dé đảm bảo các lợi ích sức khoẻcủa người tiêu dung, sản phẩm bột sữa chua có số lượng tối thiểu hơn 10° CFU/gvào ngày hết hạn Nếu được bảo quản lạnh ở 4°C, thời gian sử dụng bột sữa chua cóthé được 1-2 năm, sau 1 năm bảo quản, bột thường có chứa số lượng vi khuẩn tongsố 10° CFU/g Bột sữa chua được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩmvà mỹ phẩm (Kumar & Mishra, 2004)

Say phun sữa chuaPhương pháp sây phun thường được sử dụng trong công nghiệp để sấy cácsản phẩm sữa bột bởi vì phương pháp này cho phép chuẩn bị để tạo nên sản phẩmồn định và thiết thực Tuy nhiên, các hương vi, đặc tính của sữa chua mat trong quatrình sấy phun Ngoài ra say phun làm thay đổi hoàn toản hình thái (kích thước,hình dang ) của các hạt trong quá trình say và duy trì các hợp chất dé bay hơi vabảo vệ các khoáng chất có liên quan đến tính xốp và tính toàn vẹn của hạt vi gói(Perez Silva và cộng sự 1997).

Say phun là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng củanhiệt Trong quá trình sây phun, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tánđo:

+ Chênh lệch độ âm giữa bé mặt và bên trong vật liệu.+ Chênh lệch áp suất hơi riêng phan của nước tại bé mặt vật liệu va môitrường xung quanh.

Quá trình say phun gồm ba giai đoạn cơ bản sau:+ Giai đoạn phun sương là giai đoạn phân tán dòng nhập liệu thành nhữnghạt sương nhỏ li ti vào trong buông sấy

+ Giai đoạn trộn nguyên vật liệu cần say với không khí nóng, khi đó sẽ diễnra quá trình bốc hơi nước trong nguyên vật liệu

+ Giai đoạn thu hồi sản phẩm sau say từ dong khí thoát ra nhờ cyclon thu hồisản phẩm

Ưu điểm của say phun:+ Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng va tác nhân sấy trong thiết bị rat ngăn,do đó nhiệt độ của mẫu nguyên liệu đem say không tăng quá cao Nhờ đó, sự tonthất các hợp chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ có trong mẫu là không đáng kể

+ Sản phẩm sấy phun thu được là những hạt nhỏ có hình dạng và kích thướctương đối đồng nhất Tý lệ khối lượng giữa các cấu tự không bay hơi trong sảnphẩm tương tự trong mẫu lỏng ban đâu

+ Thiết bị sấy phun trong thực tế sản xuất thường có năng suất cao và làmviệc theo nguyên tắc liên tục Điều này góp phần làm hiện đại hóa các quy trình sảnxuất công nghiệp

Nhược điểm của quá trình sấy phun:+ Sản phẩm thu được bị giới hạn, không thể sử dụng mẫu nguyên liệu có độnhớt quá cao hoặc sản phẩm thu được có tỷ trọng cao

+ Mỗi thiết bị sấy phun thường được thiết kế để sản xuất một số sản phẩmvới những tính chat và chỉ tiêu đặc thu riêng.