Nghiên cứu tác dụng của axit phenyllactic được sản xuất bằng phương pháp lên men tới một số vi sinh vật và chất lượng của một số sản phẩm từ dứa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        PHẠM THỊ VINH NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG CỦA AXIT PHENYLLACTIC ðƯỢC SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN TỚI MỘT SỐ VI SINH VẬT VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA MỘT SỐ SẢN PHẨM TỪ DỨA LUẬN VĂN THẠC SỸ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mã số : 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN DUY LÂM HÀ NỘI - 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong báo cáo này là trung thực và chưa được sử dụng trong các công bố khoa học nào trước đây. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện báo cáo này đã được cám ơn và các thông tin được trích dẫn trong báo cáo này đã được ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Người viết báo cáo Phạm Thị Vinh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Duy Lâm - Giám ñốc Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm - Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch và ThS. Bùi Kim Thúy, cán bộ Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch - Viện Cơ ñiện Nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, là những người ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài cũng như hoàn thiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của các thầy cô trong Khoa Công nghệ thực phẩm trường ðHNN HN, các cán bộ trong Trung tâm Nghiên cứu và Kiểm tra chất lượng nông sản thực phẩm và Bộ môn Công nghệ sau thu hoạch ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài. Qua ñây tôi xin chân thành cảm ơn gia ñình, bạn bè ñã ñộng viên, khích lệ và gúp ñỡ tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Phạm Thị Vinh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục đồ thị vi PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 3 1.2.1. Mục đích 3 1.2.2. Yêu cầu 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Giới thiệu chung về dứa …………………………………………… 4 2.2. Nghiên cứu các vấn đề về chế biến dứa cắt 9 2.3. Nghiên cứu các vấn đề về chế biến nước dứa đóng hộp 16 2.4. Giới thiệu về phenyllactic acid 21 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1. Vật liệu nghiên cứu 30 3.2. Dụng cụ và hóa chất nghiên cứu 30 3.3. Nội dung nghiên cứu 31 3.4. Phương pháp nghiên cứu 31 3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 31 3.4.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu 36 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu…………………………………………….39 PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 4.1. Ảnh hưởng của PLA tới sự phát triển của một số vi khuẩn gây bệnh và nấm mốc gây thối hỏng quả điển hình nuôi cấy trên môi trường nhân tạo (thạch đĩa) 40 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv 4.1.1. Khả năng ức chế nấm mốc của PLA trên môi trường thạch đĩa 40 4.1.2. Khả năng ức chế vi khuẩn của PLA trên môi trường thạch đĩa 43 4.2. Ảnh hưởng của PLA tới sự phát triển của vi sinh vật phát triển trong sản phẩm dứa chế biến tối thiểu 47 4.3. Ảnh hưởng của PLA tới sự phát triển của vi sinh vật trong sản phẩm nước dứa đóng chai 48 4.4. Ảnh hưởng của PLA tới chất lượng của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu 51 4.4.1. Ảnh hưởng của PLA đến màu sắc của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu.51 4.4.2. Ảnh hưởng của PLA đến độ cứng của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu.53 4.4.3. Ảnh hưởng của PLA đến hàm lượng vitamin C của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu 55 4.4.4. Ảnh hưởng của PLA đến hàm lượng axit hữu cơ tổng số của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu 56 4.4.5. Ảnh hưởng của PLA chất lượng cảm quản của sản phẩm dứa cắt 58 4.5. Ảnh hưởng của PLA tới chất lượng nước dứa đóng chai 61 4.5.1. Ảnh hưởng của PLA tới hàm lượng chất khô hòa tan tổng số của sản phẩm nước dứa đóng chai 61 4.5.2. Ảnh hưởng của PLA tới hàm lượng vitamin C của sản phẩm nước dứa đóng chai 62 4.5.3. Ảnh hưởng của PLA tới hàm lượng axit hữu cơ tổng số của sản phẩm nước dứa đóng chai 64 4.5.4. Ảnh hưởng của PLA tới chất lượng cảm quan của sản phẩm nước dứa đóng chai 65 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 68 5.1. Kết luận 68 5.2. Đề nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 I. Tài liệu tiếng Việt 69 II. Tài liệu tiếng Anh 70 PHỤ LỤC……………………………………………………………………73 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CNSTH: Công nghệ sau thu hoạch Enzim PPO: Enzim polyphenol oxidaza MAP: Bao gói khí quyển cải biến TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam PLA: Axit phenyllactic Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Đường kính vòng tròn ức chế của chế phẩm PLA đối với nấm mốc gây hại……………………………………………………………………….40 Bảng 4.2. Đường kính vòng tròn ức chế của chế phẩm PLA đối với vi khuẩn gây bệnh…………………………………………………………………… 44 Bảng 4.3. Chất lượng cảm quản của dứa cắt với các nồng độ PLA khác nhau trong quá trình bảo quản…………………………………………………… 59 Bảng 4.4. Chất lượng cảm quản của nước dứa đóng chai do tác động của bổ sung PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản………………66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1: Khả năng ức chế của PLA đối với nấm mốc gây hại 42 Hình 4.2: Khả năng ức chế P.digitatum của PLA………………………… 43 Hình 4.3: Khả năng ức chế A. niger của PLA……………………………….43 Hình 4.4: Khả năng ức chế của PLA đối với vi khuẩn gây bệnh 45 Hình 4.5: Khả năng ức chế E.Coli của PLA……….………………… 46 Hình 4.6: Khả năng ức chế S.typhi của PLA……………………………… 46 Hình 4.7. Ảnh hưởng của PLA có các nồng độ khác nhau tới tổng số vi khuẩn hiếu khí của sản phẩm dứa chế biến tối thiểu trong quá trình bảo quản…….47 Hình 4.8. Tổng số vi khuẩn hiếu khí (log cfu/g) của nước dứa đóng chai với các nồng độ PLA khác nhau trong thời gian bảo quản………………………49 Hình 4.9. Sự biến đổi độ sáng của dứa chế biến tối thiểu do tác động của PLA ở các nồng độ PLA khác nhau trong quá trình bảo quản………………51 Hình 4.10. Sự biến đổi màu sắc của dứa chế biến tối thiểu do tác động của PLA khác nhau trong quá trình bảo quản……………………………………52 Hình 4.11. Sự thay đổi độ cứng của dứa chế biến tối thiểu do tác động của PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản 54 Hình 4.12. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của dứa cắt do tác động của PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản 55 Hình 4.13. Sự thay đổi hàm lượng axit hữu cơ tổng số của dứa cắt do tác động của PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản 57 Hình 4.14. Sự thay đổi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số của nước dứa đóng chai do tác động của bổ sung PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản………………………………………………………………61 Hình 4.15. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của nước dứa đóng chai do tác động của bổ sung PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản………… 63 Hình 4.16. Sự thay đổi hàm lượng axit hữu cơ tổng số của nước dứa đóng chai do tác động của bổ sung PLA ở các nồng độ khác nhau trong quá trình bảo quản…………………………………………………………………… 64 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 1 PHẦN 1. MỞ ðẦU 1.1. ðặt vấn ñề Cây dứa là loại cây ăn quả có nguồn gốc nhiệt đới được trồng ở nhiều nơi trên thế giới. Theo tổ chức Nông lương thế giới (FAO), có hơn 80 quốc gia trồng dứa (chủ yếu tập trung ở Châu Á) với tổng sản lượng đạt trên dưới 13 triệu tấn hàng năm. Ở Việt Nam, dứa là loại cây trồng phổ biến khắp cả nước và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Về mặt dinh dưỡng, quả dứa được xem là “hoàng hậu” trong các loại quả. Ngoài ra, dứa có chứa enzym bromelin giúp tiêu hoá tốt và chống ung thư. Vì vậy mà dứa có thị trường tiêu thụ rất phát triển. Dứa thường được chế biến thành dứa cắt, dứa cắt, mứt dứa, dứa hộp và nước dứa. Rau quả tươi được chế biến tối thiểu thường phải qua các công đoạn bóc vỏ, cắt gọt, rửa sạch, bỏ lõi, cắt tạo hình và bao gói mà không phải qua khâu nấu chín [34]. Các biện pháp ổn định trạng thái cơ lý và vi sinh vật khác nhau được áp dụng ở một số công đoạn nhằm duy trì chất lượng và đảm bảo các yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm. Việc duy trì chất lượng các sản phẩm đã qua chế biến tối thiểu, đặc biệt là chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm là hết sức cần thiết mặc dù gặp khó khăn lớn do sự biến đổi chất lượng và sự phát triển của vi sinh vật diễn ra nhanh [28]. Việc khắc phục và giải quyết các khó khăn này chính là khâu quan trọng và quyết định sự thành công của các công nghệ chế biến tối thiểu. Nước quả đóng hộp bị hư hỏng do vi sinh vật là hiện tượng phổ biến nhất trong số các loại đồ hộp hư hỏng. Các nguyên nhân gây hư hỏng đồ hộp do vi sinh vật: do tính axit của sản phẩm, thanh trùng không đủ chế độ, làm nguội không thích hợp, do mối ghép bị hở hoặc có thể do nhiễm vi sinh vật gây hư hỏng trước thanh trùng…. Trong đó tính axit là một yếu tố quan trọng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 2 ảnh hưởng tới sự hư hỏng do vi sinh vật của các sản phẩm nước quả. Hiện nay, thực phẩm tiêu thụ trên thị trường đang được bảo quản bằng nhiều phương pháp như: phương pháp hoá học, vật lý. Tuy nhiên, các phương pháp bảo quản này có nhiều hạn chế. Bảo quản thực phẩm bằng phương pháp hoá học thường ít được chấp nhận vì nhiều chất bảo quản làm ảnh hưởng lâu dài tới sức khoẻ cộng đồng mà phải trải qua một thời gian dài sử dụng sản phẩm người ta mới đánh giá được tính độc hại của nó. Chính điều này đã thúc đẩy sự ra đời của nhiều hợp chất sinh học mới có hoạt tính ức chế vi sinh vật từ nhiều nguồn khác nhau [22]. Gần đây, một hợp chất sinh học mới được phát hiện và nghiên cứu ứng dụng trong thực phẩm có tên là Phenyllactic axit (PLA) [30]. Quá trình sản xuất PLA được biết đến thông qua hai con đường chính là hóa học và sinh học. Quá trình sinh tổng hợp PLA bằng con đường sinh học tỏ ra có nhiều ưu điểm bởi nó là phương pháp thân thiện với môi trường và sản phẩm tạo ra lại hoàn toàn an toàn với người sử dụng, do vậy dễ dàng được người tiêu dùng chấp nhận [17]. PLA được chứng minh là có phổ kháng vi sinh vật khá rộng và rất an toàn đối với con người [21]. Do đó, việc ứng dụng PLA trong bảo quản thực phẩm bắt đầu được quan tâm. Chủ trì thực hiện đề tài cấp nhà nước: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm axit Phenyllactic từ vi khuẩn lactic phục vụ bảo quản nông sản và thực phẩm”, năm 2010 Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã nghiên cứu sản xuất được chế phẩm PLA từ quá trình lên men của vi khuẩn lacitc. Để đánh giá khả năng ức chế các vi khuẩn, nấm mốc gây thối hỏng trên nông sản thực phẩm của chế phẩm PLA sản xuất được và thử nghiệm bảo quản một số nông sản thực phẩm bằng PLA ở qui mô phòng thí nghiệm, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tác dụng của axit phenyllactic ñược sản xuất bằng phương pháp lên men tới một số vi sinh vật và chất lượng của một số sản phẩm từ dứa”. [...]... Công ngh s n xu t PLA b ng phương pháp lên men vi sinh v t Quá trình s n xu t PLA ñư c bi t ñ n thông qua hai con ñư ng chính là hóa h c và sinh h c Quá trình t ng h p b ng phương pháp hoá h c thông qua quá trình kh c a k m, hydrochloric axit và azlactone ho c quá trình hydrogen hoá dư i s xúc tác c a Raney-N ho c h p kim c a Pd-C [18] Tuy nhiên, vi c s n xu t PLA theo phương pháp này còn nhi u h n ch... c y vi sinh v t và l a ch n ch ng vi sinh v t thích h p thì vi c l a ch n công ngh lên men t i ưu ñ ñ t s n lư ng PLA cao ñ ng th i gi m th i gian cũng như giá thành s n xu t ñóng vai trò h t s c quan tr ng Wanmeng và cs (2009) ñã s d ng phương pháp lên men gián ño n ch ng Lactobacillus sp SK007 có b sung dinh dư ng là 100 g/l axit phenylpyruvic và 500 g/l glucose sau 2 gi m t l n và ñi u ch nh pH... tiêu c m quan, hóa h c, v t lý và vi sinh v t thì ch tiêu v vi sinh v t là quan tr ng nh t, ñ c bi t là các s n ph m v nư c qu Vi sinh v t chính là nguyên nhân gây suy gi m giá tr kinh t và giá tr dinh dư ng th c ph m, gây th i h ng th c ph m hay th m chí là tác nhân gây b nh nguy hi m cho con ngư i (nhi m ñ c và ng ñ c th c ph m) Phương pháp s d ng ñ tiêu di t và h n ch vi sinh v t ñư c s d ng trong... n hóa thành phenylpyruvic axit, r i t ñó PLA ñư c t o ra nh s ho t hóa c a enzym D-PLA dehydrogenase [38] Do v y, s n lư ng PLA ñư c t o ra ph thu c r t nhi u vào thành ph n và ñi u ki n môi trư ng nuôi c y c a vi sinh v t và ch ng vi sinh v t sinh PLA Kamata cùng c ng s ñã ñ c p trong Patent No.61103896 v vi c s d ng nh ng ch ng ñ t bi n c a Brevibacterium lactofermentum ñ s n sinh ra PLA v i s n lư... ch a h p ch t kháng vi sinh v t như tinh d u Qu có ch a axit h u cơ v i s lư ng v a ñ làm cho pH= 4,6 ho c th p hơn Chính pH th p hơn và lo i axit c a b n thân là nh ng y u t nh hư ng chính ñ n h vi sinh v t gây h i B i v y, vi sinh v t gây th i h ng trên qu c t ch y u là n m men, n m m c và m t s ít là vi khu n b i tính axit c a qu m t ph n nào c ch ñư c kh năng phát tri n c a vi khu n gây h i, trong... ng t và gây nh hư ng t i môi trư ng Ngư c l i v i phương pháp hóa h c thì quá trình sinh t ng h p PLA b ng con ñư ng sinh h c t ra có nhi u ưu ñi m b i nó là phương pháp thân thi n v i môi trư ng và s n ph m t o ra l i hoàn toàn an toàn v i ngư i s d ng, do v y d dàng ñư c ngư i tiêu dùng ch p nh n quá trình này PLA ñư c s n sinh ra b i m t s loài vi sinh v t thông qua quá trình lên men Nhi u nghiên. .. benzoat cho vào nư c qu benzoic), còn axit sorbic ch c n v i t l 0,1% (tính theo axit t l 0,05 - 0,1% 2.4 Gi i thi u v phenyllactic axit 2.4.1 B n ch t c a phenyllactic axit B o qu n th c ph m b ng phương pháp sinh h c ngày càng ñư c quan tâm nhi u hơn trong nh ng năm g n ñây b i yêu c u gi m thi u s d ng hóa ch t b o qu n không an toàn c a ngư i tiêu dùng B o qu n sinh h c, nghĩa là s d ng vi sinh v t... trong ñó có ch t di t khu n sinh h c bacteriocin Ph m Th Ng c Lan và ñ ng tác gi t i Vi n Công ngh sinh h c ñã phân l p ñư c ch ng LactobacillusTn 143 sinh bacteriocin có tác d ng c ch s phát tri n c a B subtilis, B cereus, Sarcina luteria và Salmonella Ch ng Tn 143 có nhi u ñ c ñi m và tính ch t c a ch ng thu c gi ng Enterococci Lê Thanh Bình và ñ ng tác gi c a Vi n Công ngh sinh h c ñã xác ñ nh ñư c... ph m như ch tiêu c m quan, hóa h c, v t lý và vi sinh v t thì ch tiêu v vi sinh v t là quan tr ng nh t, ñ c bi t là các s n ph m v nư c qu Vi sinh v t chính là nguyên nhân gây suy gi m giá tr kinh t và giá tr dinh dư ng th c ph m, gây th i h ng th c ph m hay th m chí là tác nhân gây b nh nguy hi m cho con ngư i (nhi m ñ c và ng ñ c th c ph m) S hư h ng do vi sinh v t cũng là m t nhân t quan tr ng d... s phát tri n c a n m men và n m m c Nh ng vi sinh v t làm h ng rau c t ph i k ñ n là vi khu n Pseudomonads spp, còn ñ i v i các s n ph m qu thì n m men, n m m c là nguyên nhân ñi n hình gây hư h ng s n ph m Vi c gi m lư ng n m men, n m m c ban ñ u, cũng như làm ch m quá trình phát tri n c a chúng b ng vi c b o qu n nhi t ñ th p < 50 C, tác ñ ng ñ n tu i th c a s n ph m [16] H vi sinh v t gây h i trên . tổng sản lượng dứa chế biến) [5]. Những sản phẩm dứa xuất khẩu chủ yếu của Vi t Nam là dứa hộp và nước dứa, dứa tươi xuất khẩu rất ít. Trước đây, Vi t Nam xuất khẩu sản phẩm dứa hộp và nước dứa. của PLA tới hàm lượng vitamin C của sản phẩm nước dứa đóng chai 62 4.5.3. Ảnh hưởng của PLA tới hàm lượng axit hữu cơ tổng số của sản phẩm nước dứa đóng chai 64 4.5.4. Ảnh hưởng của PLA tới. và thử nghiệm bảo quản một số nông sản thực phẩm bằng PLA ở qui mô phòng thí nghiệm, chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu tác dụng của axit phenyllactic ñược sản xuất bằng phương pháp lên