báo cáo sơ bộ tìm hiêủ vai tro ̀ cuả vi khuẩn lactic trong quá trình sản xuất mắm tôm chua

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC    BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Sơ bộ tìm hiểu vai trò của vi khuẩn lactic trong quá trình sản xuất mắm tôm chua Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS. Lương Đức Phẩm Cố vấn Viện Công nghệ sinh học TS. Nguyễn Văn Giang Khoa Công nghệ sinh học Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Sinh viên thực hiện : Chu Đức Hà Lớp : CNSH - K51 “Khóa luận đệ trình Khoa CNSH, Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội là một phần yêu cầu của trình độ đại học ngành Công nghệ sinh học". HÀ NỘI - 2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này em xin bày tỏ sự biết ơn vô cùng sâu sắc tới thầy PGS. TS. Lương Đức Phẩm – Nghiên cứu viên cấp cao thuộc Viện Công nghệ Sinh học – Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam và thầy TS. Nguyễn Văn Giang – Trưởng BM. Công nghệ Vi sinh & Sinh học phân tử – Khoa Công nghệ Sinh học – ĐH Nông nghiệp Hà Nội về những hướng dẫn tận tình, chu đáo bên cạnh những kiến thức xã hội bổ ích khác. Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ quý báu, nhiệt tình của tập thể cán bộ thuộc: 1. Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi sinh – Khoa Công nghệ Sinh học. 2. Phòng thí nghiệm Công nghệ Môi trường – Khoa Tài nguyên & Môi trường. 3. Phòng thí nghiệm BM. Vi sinh vật & Truyền nhiễm – Khoa Thú Y. 4. Phòng thí nghiệm BM. Di truyền & Giống – Khoa Chăn nuôi & Nuôi trồng thủy sản. là những nơi em đã tiến hành khóa luận tốt nghiệp của mình. Cuối cùng, em xin cám ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong BM. Công nghệ Vi sinh & Sinh học phân tử - Khoa Công nghệ Sinh học – ĐH Nông nghiệp Hà Nội. Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Sinh viên Chu Đức Hà i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii TÓM TẮT viii PHẦN I MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích – Yêu cầu 1 1.2.1. Mục đích 1 1.2.2. Yêu cầu 1 PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1. Sơ lược về nguồn nguyên liệu tôm ở Việt Nam 3 2.1.1. Nguồn lợi và tình hình thương mại tôm ở Việt Nam 3 2.1.2. Đặc điểm phân loại học và sinh vật học của tôm 5 2.2. Sơ lược về sản phẩm mắm tôm chua truyền thống Việt Nam 9 2.2.1 Giá trị dinh dưỡng của mắm tôm chua truyền thống Việt Nam 9 2.2.2. Các phương thức sản xuất mắm tôm chua truyền thống 10 2.2.2.1 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Bắc 10 2.2.2.2 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Trung: 11 2.2.2.3 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Nam: 11 2.3. Cơ sở khoa học trong sản xuất mắm tôm chua – Lên men lactic 13 2.3.1. Quá trình lên men lactic 13 2.3.2. Vi khuẩn lactic 14 2.4. Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 25 2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 25 2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 26 PHẦN III VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1. Vật liệu nghiên cứu 28 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 28 3.1.2. Hóa chất 28 3.1.3. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 29 3.1.4. Môi trường cơ bản sử dụng cho nghiên cứu 30 3.2. Địa điểm nghiên cứu 31 ii 3.3. Thời gian nghiên cứu: 15/02/2010 – 31/07/2010 31 3.4. Phương pháp nghiên cứu 32 3.4.1. Các thí nghiệm 32 3.4.2. Phương pháp nghiên cứu 37 PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42 4.1. Kết quả phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng sinh acid lactic từ mắm tôm chua 42 4.1.1. Thí nghiệm 1.1 – Phân lập các chủng vi khuẩn trên môi trường MRS dựa theo khả năng sinh acid lactic 42 4.2. Kết quả tìm hiểu đặc tính sinh học của các chủng VK sinh acid lactic 43 4.2.1. Thí nghiệm 2.1. Tìm hiểu đặc điểm hình thái học khuẩn lạc của các chủng lựa chọn 43 4.2.2. Thí nghiệm 2.2. Đặc điểm hình thái học tế bào của 2 chủng đã phân lập 46 4.2.3. Thí nghiệm 2.3. Hoạt tính catalase của 2 chủng NB1 và NB5 47 4.2.4. Thí nghiệm 2.4. Xác định kiểu lên men của 2 chủng nghiên cứu 47 4.2.5. Thí nghiệm 2.5. Hoạt tính protease của các chủng nghiên cứu 48 4.2.6. Thí nghiệm 2.6. Khả năng đồng hóa các loại đường của 2 chủng NB1 và NB5 48 4.2.7. Sơ bộ định danh cho các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn 48 4.3. Kết quả tìm hiểu một số điều kiện nuôi cấy VK lactic đã tuyển chọn 49 4.3.1. Thí nghiệm 3.1. Xác định đường cong sinh trưởng của VK lactic phân lập từ nguồn mắm tôm chua 50 4.3.2. Khả năng sinh acid lactic của các chủng VK lactic phân lập từ mắm tôm chua 52 4.3.3. Tìm hiểu khả năng sinh bacterioxin của VK lactic phân lập từ mắm tôm chua 59 4.3.4. Tìm hiểu ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ đến sự sinh trưởng của các chủng nghiên cứu 61 4.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ muối đến sự sinh trưởng của 2 chủng NB1 và NB5 62 4.4. Kết quả tìm hiểu tác dụng kháng khuẩn của VK lactic phân lập từ mắm tôm chua 63 4.4.1. Thí nghiệm 4.1. Tìm hiểu tác dụng kháng khuẩn đơn loài của VK lactic phân lập từ mắm tôm chua 64 4.5. Kết quả tìm hiểu quá trình lên men trong quy trình sản xuất mắm tôm chua ở quy mô phòng thí nghiệm 66 4.5.1. Thí nghiệm 5.1. Tìm hiểu sự thay đổi các giá trị cảm quan của mắm tôm chua trong quá trình sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm 67 4.5.2. Thí nghiệm 5.2. Tìm hiểu phương pháp làm mắm tôm chua cải tiến trên quy mô phòng thí nghiệm 70 4.6. Phác thảo, đề xuất một quy trình sản xuất mắm tôm chua dựa trên kết quả thu được 72 4.6.1. Các hạn chế của quy trình lên men mắm tôm chua truyền thống 72 4.6.2. Biện pháp khắc phục đề nghị 73 4.6.3. Quy trình sản xuất mắm tôm chua đề nghị 73 PHẦN V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 76 5.1. Kết luận 76 5.2. Đề nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 iii PHỤ LỤC 81 iv DANH MỤC VIẾT TẮT VSV Vi sinh vật VK Vi khuẩn. LB Lauria Broth MRS de Man, Rogosa and Sharpe. TB Trung bình R Số lần nhắc lại CT Công thức v DANH MỤC BẢNG ĐỀ TÀI: 1 Bảng 2.1: Tóm tắt đặc điểm địa lý và khí hậu của Việt Nam (Phạm Thược, 1995) 3 Bảng 2.2: Phân loại khoa học của tôm 6 Bảng 4.1: Kết quả phân lập 6 chủng VK từ mắm tôm chua 42 Bảng 4.2: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc của 2 chủng NB1 và NB5 44 Bảng 4.3: Khả năng đồng hóa các loại đường của 2 chủng NB1 và NB5 48 Bảng 4.4: Đặc điểm phân loại học 2 chủng NB1 và NB5 49 Bảng 4.5: Khả năng sinh trưởng của 2 chủng VK lactic xác định qua trị số đo OD- 620 nm 50 Bảng 4.6: Kết quả theo dõi sự hình thành vòng tròn hoạt tính sinh acid lactic của 2 chủng NB1 và NB5 54 Bảng 4.7: Mức độ acid hóa môi trường của 2 chủng NB1 và NB5 56 Bảng 4.8: Kết quả định lượng khả năng sinh acid lactic của 2 chủng NB1 và NB5 58 Bảng 4.9: Khả năng sinh bacterioxin của 2 chủng NB1 và NB5 61 Bảng 4.10: Kết quả đo OD620 nm khi nuôi cấy NB1 và NB5 ở các nhiệt độ khác nhau 62 Bảng 4.11: Kết quả đo OD620 nm khi nuôi cấy NB1 và NB5 ở các nồng độ muối khác nhau 63 Bảng 4.13: Hoạt tính ức chế khuẩn của 2 chủng NB1 và NB5 64 Bảng 4.14: Kết quả đo các giá trị cảm quan trong quá trình lên men mắm tôm chua. 68 Bảng 4.15: Nguyên liệu lên men mắm tôm chua quy mô phòng thí nghiệm 71 Bảng 4.16: Kết quả xác định các giá trị cảm quan trong quá trình lên men mắm tôm chua theo công thức cải tiến 71 vi DANH MỤC HÌNH ĐỀ TÀI: 1 Hình 2.1: Đại diện họ Penaoidae 6 Hình 2.3: Ảnh chụp tế bào của Lactobacillus sp 15 Hình 2.4: Ảnh chụp tế bào của Leuconostoc sp 16 Hình 2.5: Ảnh chụp tế bào của Pediococcus sp 16 Hình 2.6: Ảnh chụp tế bào của Streptococcus sp 17 Hình 2.7: Ảnh chụp tế bào của Bifidobacterium sp 17 Hình 4.1: Hình thái khuẩn lạc của chủng NB5 45 Hình 4.3: Ảnh chụp tiêu bản nhuộm tế bào của chủng NB1 46 Hình 4.4: Ảnh chụp tiêu bản nhuộm tế bào của chủng NB5 46 Hình 4.5: Vòng tròn hoạt tính sinh acid lactic hình thành xung quanh khuẩn lạc chủng NB1 55 Hình 4.6: Vòng tròn hoạt tính sinh acid lactic hình thành xung quanh khuẩn lạc chủng NB5 55 Hình 4.7: Vòng tròn hoạt tính sinh acid lactic khuếch tán trên lỗ thạch của chủng NB1 57 Hình 4.8: Vòng tròn hoạt tính sinh acid lactic khuếch tán trên lỗ thạch của chủng NB5 57 Hình 4.9: Khả năng sinh bacterioxin của chủng NB1 kháng Bacillus sp 60 Hình 4.10: Khả năng sinh bacterioxin của chủng NB1 kháng Pseudomonas sp. 61 Hình 4.11: Vòng tròn kháng khuẩn của chủng NB1 với Bacillus sp 65 Hình 4.12: Vòng tròn kháng khuẩn của chủng NB1 với Staphylococcus “vàng” 65 Hình 4.13: Vòng tròn kháng khuẩn của chủng NB5 với E.Coli 65 Hình 4.14: Sự khác nhau giữa màu sắc tôm của 3 công thức lên men sau 5 ngày 68 Hình 4.15: Sự khác nhau giữa màu sắc dịch mắm của 3 công thức lên men sau 10 ngày 69 Hình 4.16: Lọ mắm tôm chua được lên men theo công thức cải tiến 72 vii TÓM TẮT Mắm tôm chua là một món ăn đặc sản truyền thống, mang đậm đà bản sắc dân tộc của Việt Nam. Đây là một món ăn đã có từ lâu đời, được làm từ nguồn nguyên liệu tôm phong phú ở Việt Nam. Bên cạnh những giá trị văn hóa và tinh thần mà nó mang lại, mắm tôm chua còn cung cấp đầy đủ dinh dưỡng, có khả năng bổ sung cho hệ tiêu hóa những VSV có lợi, tăng cường khả năng tiêu hóa của cơ thể và tránh một số bệnh ở người. Chính vì vậy, từ 3 nguồn mẫu mắm tôm chua thu thập được, chúng tôi đã tiến hành phân lập và đánh giá thành công 2 chủng VK lactic NB 1 thuộc chi Streptococcus và NB 5 thuộc chi Lactobacillus. Qua đó, chúng tôi bước đầu tìm hiểu các đặc tính sinh acid lactic và khả năng sinh bacterioxin của chúng. Bên cạnh đó, tìm hiểu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường (nhiệt độ nuôi cấy, nồng độ muối) đối với sự sinh trưởng của 2 chủng NB 1 và NB 5 cũng giúp chúng tôi có thể xác định được điều kiện nuôi cấy phù hợp. Sau đó, chúng tôi đã thử nghiệm thành công phương pháp lên men mắm tôm chua trên quy mô phòng thí nghiệm. Đây là phương pháp lên men có bổ sung dịch nuôi cấy 2 chủng NB 1 và NB 5 . Kết quả cho thấy, mắm tôm chua được lên men theo phương pháp cải tiến bổ sung 10 % dịch nuôi cấy đã rút ngắn thời gian lên men, các giá trị cảm quan đạt yêu cầu. Từ đó, chúng tôi đã mạnh dạn đề xuất phương pháp lên men mắm tôm chua cải tiến bằng cách bổ sung dịch nuôi cấy 2 chủng NB 1 và NB 5. viii PHẦN I MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trong các thức ăn cổ truyền nổi tiếng của dân tộc ta, tôm chua có giá trị dinh dưỡng cao và thơm ngon đặc biệt. Tôm chua được xem là một đặc sản của Việt Nam. Thực chất tôm chua là một sản phẩm lên men lactic, làm từ các nguyên liệu tôm, cơm nếp, muối ăn và gia vị. Nó là một thức ăn thường thấy ở các tỉnh phía Nam. Từ Huế trở vào, tỉnh nào cũng muối tôm chua, nhưng tôm chua ở Huế là thơm ngon hơn cả. Tuy là một đặc sản nhưng từ trước đến nay, mắm tôm chua chưa được nghiên cứu kỹ và phát triển thành sản phẩm công nghiệp mà chỉ được sản xuất ở quy mô gia đình với sản lượng khiêm tốn. Nước ta có nguồn lợi tôm rất lớn, tôm ngoài tiêu thụ trong nước còn được xuất khẩu ra nước ngoài dưới dạng tôm lạnh đông. Sản lượng tôm tuy lớn nhưng thực tế lượng tôm có đủ phẩm chất để làm lạnh đông chiếm một tỷ lệ không quá 40 % sản lượng tôm nói trên. Số tôm còn lại phải xếp vào thứ phẩm, chất lượng bị giảm đi rất nhiều trong quá trình bảo quản và chuyên chở. Lượng tôm không đủ tiêu chuẩn để xuất khẩu lạnh đông, cũng như phân phối tươi được đưa vào các sản phẩm tôm chế biến, trong đó có mắm tôm chua. Với lợi thế ở thời gian bảo quản dài, dễ dàng cho việc lưu thông và phân phối, hương vị thơm ngon, sản phẩm tôm chua nếu được đầu tư cho nghiên cứu và sản xuất có thể trở thành mặt hàng đáng giá trong tương lai. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Sơ bộ tìm hiểu vai trò của vi khuẩn lactic trong quá trình sản xuất mắm tôm chua.” 1.2. Mục đích – Yêu cầu 1.2.1. Mục đích Bước đầu tìm hiểu cơ sở khoa học trong công nghệ sản xuất mắm tôm chua và mạnh dạn đề xuất một quy trình công nghệ cho sản phẩm này ở quy mô công nghiệp. 1.2.2. Yêu cầu 1 [...]... này là enzyme tripsin và pepsin 2.2 Sơ lược về sản phẩm mắm tôm chua truyền thống Vi ̣t Nam 2.2.1 Giá trị dinh dưỡng của mắm tôm chua truyền thống Vi ̣t Nam 9 Mắm tôm chua là một món ăn có t ̀ lâu đời, được làm t ̀ nguồn nguyên liệu tôm phong phú Mắm tôm chua là một thứ mắm hấp dẫn có thể ăn kèm với nhiều món khác nhau Mắm tôm chua là một sản phẩm truyền... dụng nhằm tạo ra các chế phẩm vi sinh nhằm thúc đẩy quá trình làm mắm tôm chua, tăng chất lượng và thời gian bảo quản của sản phẩm, t ̀ đó cũng hình thành các quy trình sản xuất mắm tôm chua theo công nghệ hiện đại 2.2.2.1 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Bắc Nhìn chung, tôm tươi được muối chua với cơm nếp, muối ăn và các loại gia vi (gồm có ớt,... men lactic Trong quy trình làm mắm tôm chua nói chung có nhiều quá trình chuyển hóa xảy ra; nhưng đặc trưng và quyết định nhất đến chất lượng của mắm tôm chua – cũng là bản chất của quá trình làm mắm tôm chua, đó là quá trình lên men lactic với sự tham gia của VK lactic 2.3.1 Quá trình lên men lactic Lên men lactic là quá trình chuyển hóa đường thành acid lactic. .. chén tôm, 1 chén muối rang, 1 chén thính gạo tẻ, 1 thìa đường, 1 chén gia vi (tỏi, riềng, gừng), 1 chén rượu nhỏ Trước khi gài nén, người ta dùng lá ổi rải lên b ̀ mặt tôm Sau 18 – 20 ngày tôm chua bắt đầu ăn được Màu của thính làm cho màu của tôm chua thành phẩm tối đi [29], [30] 2.2.2.3 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Nam: Tôm rửa sạch, bỏ đầu (tránh... ngoài Phương pháp muối tôm chua trong dân gian, tùy địa phương có những điểm khác nhau nhưng nhìn chung tôm được muối với muối ăn (muối rang, dạng bột), gia vi (gồm có tỏi, ớt, riềng non …) 2.2.2.4 Quy trình sản xuất chung Như vậy, chúng tôi tổng kết ra quy trình sản xuất mắm tôm chua theo công thức chung như sau: 12 2.3 Cơ sơ khoa học trong sản xuất mắm tôm chua. .. vi khuẩn hiếu khí trong nước: Pseudomonas liquefacciens sp …  Nhóm vi khuẩn yếm khi trong nội tạng (đầu tôm) : Clostridium sp., Escherichia coli, Samonella Các vi khuẩn này tham gia vào quá trình ươn thối ở tôm Mặt khác, đầu tôm là nơi chứa cơ quan nội tạng, trong đó có bộ máy tiêu hóa Hai enzyme protease thuộc hệ VSV trên ảnh hưởng đến quá trình làm mắm tôm chua. .. rằng, trong cơ thịt của tôm chứa khoảng 70 – 80 % nước [5], [6] Hàm lượng nước thay đổi phụ thuộc vào giống, loài tôm và tình trạng dinh dưỡng của tôm (nghĩa là phụ thuộc vào điều kiện thức ăn …) Trong giai đoạn đẻ trứng, tôm thường trải qua giai đoạn nhịn đói nhiều lần, làm giảm số năng lượng dự trữ trong mô cơ, và dẫn đến làm tăng hàm lượng nước trong. .. là các VK lactic) , giúp tăng cường sự tiêu hóa và tránh một số bệnh ở người 2.2.2 Các phương thức sản xuất mắm tôm chua truyền thống Trước đây, ở nước ta chỉ có hai cách làm mắm tôm chua truyền thống – hay còn gọi là muối tôm chua, một ở Huế và một ở Đồng Hới Hiện nay, do ngh ̀ sản xuất mắm tôm chua đã được mở rộng và phát triển rộng khắp cả nước,... với quy trình công nghệ khác nhau Tựu chung lại, người ta chia các quy trình sản xuất mắm tôm chua truyền thống thành 3 miền: Miền Bắc (đại diện là Thái Bình), Miền Trung (đại diện là Huế), Miền Nam (đại diện là ở đồng bằng Sông Cửu Long) Hiện nay, bên cạnh 3 công thức làm mắm tôm chua truyền thống đại diện cho 3 miền Bắc – Trung – Nam, người ta cũng... của mùa [6] e Hệ vi sinh vật và enzyme Các loài thủy sản nói chung và tôm nói riêng đều có hệ vi sinh vật tự nhiên khá cao do chúng sống trong môi trường nước Người ta thấy rằng, tôm có lượng vi sinh vật cao nhưng ít hơn cá do có vỏ chitosan bảo vệ Trong quá trình nghiên cứu, người ta phân loại các nhóm vi sinh vật cư trú trong tôm chủ yếu bao gồm [6], . thành mặt hàng đáng giá trong tương lai. Do đó, chúng tôi thực hiện đ ̀ tài: Sơ bộ tìm hiểu vai tro của vi khuẩn lactic trong quá trình sản xuất mắm tôm chua. ” 1.2. Mục. tôm chua truyền thống 10 2.2.2.1 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Bắc 10 2.2.2.2 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền Trung: 11 2.2.2.3 Quy trình sản xuất mắm tôm chua miền.  BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Sơ bộ tìm hiểu vai tro của vi khuẩn lactic trong quá trình sản xuất mắm tôm chua Giáo vi n hướng dẫn : PGS.TS. Lương Đức Phẩm Cố vấn Vi n