Nghiên Cứu Một Số Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Sản Xuất Chao Bằng Bacillus Subtilis

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG ********* NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CHAO BẰNG BACILLUS SUBTILIS Giảng viên hướng dẫn: Ths BÙI ANH VÕ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 12/2009 TÓM TẮT Chao thực phẩm sản xuất từ đậu hũ Ở Việt Nam, chao thực phẩm quen thuộc Chao giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà thực phẩm bổ, giàu dinh dưỡng Quy trình sản xuất chao sử dụng phổ biến có thời gian sản xuất đợt sản phẩm từ 4-6 tháng, thời gian kéo dài đặc điểm hệ enzyme nấm mốc Bằng cách thay vai trò nấm mốc vi khuẩn Bacillus subtilis ta có khả rút ngắn thời gian chi phí sản xuất, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ pH đến phát triển B subtilis giai đoạn cấy giống ảnh hưởng nồng độ muối lên thay đổi cấu trúc đậu hủ giai đoạn làm chín, nhằm cung cấp thông tin xây dựng quy trình sản xuất chao B subtilis Những kết đạt được: - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ pH đến sinh trưởng hoạt tính enzyme proteae Bacillus subtilis Dựa vào kết mật độ vi khuẩn hoạt tính enzyme protease mẫu đậu hủ (có pH từ - 9) cấy giống ủ nhiệt độ không đổi (từ nhiệt độ phòng đến 51oC) ngày ta xác định pH đậu hủ thích hợp sản xuất tử 6-7 nhiệt độ thích hợp sản xuất nhiệt độ phòng (khoảng 30oC) - Khảo sát ảnh hưởng dung dịch ngâm đến thời gian làm chín chao Dựa vào kết quan sát thay đổi cấu trúc đánh giá cảm quan mẫu đậu hủ ngâm dung dịch muối có nồng độ từ tới 11% ta xác định mẫu nhâm dung dịch muối nồng độ 5% có thời gian ủ ngắn 18-23 ngày (nhỏ so với thời gian phổ biến 4-6 tháng) - Xác định thời gian bảo quản thành phẩm Dựa vào giá trị pH đánh giá cảm quan mẫu chao đặt nhiệt độ phòng ta xác định thời gian mẫu chao bị biến chất sử dụng 22 ngày iii MỤC LỤC CHƯƠNG Trạng tựa TRANG Lời cảm tạ i Tóm tắt ii Mục lục iii Danh sách chữ viết tắt v Danh sách hình vi Danh sách bảng vii MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích 1.3 Yêu cầu 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu vể chao 2.1.1 Phân loại 2.1.2 Thành phần hóa học 2.1.3 Hệ vi sinh vật 2.2 Phương pháp sản xuất chao 2.2.1 Nguyên liệu 2.2.2 Quy trình sản xuất đậu hủ 10 2.2.3 Quy trình sản xuất chao 14 2.3 Vi khuẩn Bacillus subtilis 18 2.3.1 Phân loại 18 2.3.2 Đặc điểm 18 2.4 Enzyme Protease 20 2.4.1 Phân loại 20 2.4.2 Protease từ vi khuẩn B subtilis 20 2.4.3 Ứng dụng subtilisin từ vi khuẩn B subtilis 22 iv VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 23 3.1 Địa điểm thời gian thực 23 3.2 Vật liệu 23 3.3 Phương pháp 27 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ pH đến tăng trưởng B subtilis 36 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính protease B subtilis 40 4.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch muối lên thời gian làm chín chao 42 4.4 Kiểm nghiệm vi sinh mẫu chao 45 4.5 Xác định thời gian bảo quản chao 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Kiến nghị 47 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT B subtilis Bacillus subtilis E coli Escherichia coli CFU Colony Forming Unit CDU Casein Digestion Unit CDU/ml đơn vị đo hoạt tính enzyme protease mg miligram tphòng nhiệt độ phòng (khoảng 30oC) vi DANH SÁCH CÁC BẢNG TRANG Bảng 2.1 Thành phần hóa học chao Bảng 2.2 Thành phần hóa học hạt đậu nành Bảng 2.3 Thành phần axit amin đậu nành Bảng 2.4 Thành phần hydrat cacbon đậu nành Bảng 2.5 Thành phần chất khoáng hạt đậu nành Bảng 2.6 Thành phần vitamin hạt đậu nành Bảng 3.1 Các nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phát triển 27 B subtilis môi trường đậu hũ Bảng 3.2 Các nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng pH đến phát triển 31 B subtilis môi trường đậu hũ Bảng 3.3 Các nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch muối đến 32 thời gian làm chín chao Bảng 3.4 Các nghiệm thức thời gian bảo quản chao 35 Bảng 4.1 Số lượng khuẩn lạc đếm thí nghiệm 36 Bảng 4.2 Giá trị mật độ vi khuẩn (CFU/ml) thí nghiệm 37 Bảng 4.3 Số lượng khuẩn lạc đếm thí nghiệm 38 Bảng 4.4 Giá trị mật độ vi khuẩn (CFU/ml) thí nghiệm 39 Bảng 4.5 Độ hấp thụ quang dung dịch thử thật 275nm 40 Bảng 4.7 Thời gian làm chín chao(ngày) 41 Bảng 4.8 Số lượng khuẩn lạc đếm thí nghiệm 45 Bảng 4.9 Giá trị mật độ vi khuẩn (CFU/ml) thí nghiệm 45 Bảng 4.10 Thời gian bảo quản chao(ngày) 46 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH TRANG Hình 1: Chao đỏ Hình 2: Chao trắng Hình 3: Chao nâu Hình 4: Cọng mang bọc bào tử với bọc bào tử nấm Mucor Hình 5: B subtilis nhuộm gram 19 Hình 6: Đậu hủ ngày say cấy giống 41 Hình 7: Đậu hủ ngày say cấy giống 41 Hình 9: Chao sau 20 ngày làm chín 44 viii Chương 1: Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề Chao sản phẩm sản xuất từ đậu hũ Ở Việt Nam, chao thực phẩm quen thuộc Chao thường sử dụng ăn chay đánh nhuyễn thành nước chấm dùng số nướng Chao giúp ta ăn ngon miệng, dễ tiêu hóa mà thực phẩm bổ, giàu dinh dưỡng thành phần acid amin, peptit, este chất béo…Đặc biệt chao nguồn cung cấp vitamin B12 quan trọng cho người ăn chay hòan toàn không ăn thực phẩm có nguồn gốc từ động vật Các quy trình sản xuất chao phổ biến sử dụng giống vi sinh vật nấm mốc Nấm mốc có hoạt tính enzyme ngoại bào không cao phần lớn enzyme liên kết với màng sợi nấm, để giải phóng enzyme cần có phân tử muối dung dịch ngâm làm yếu liên kết enzyme màng sợi nấm Mà nồng độ muối dung dịch ngâm có ảnh hưởng lớn đến trình thay đổi cấu trúc trình thủy phân phân lipid protein đậu hũ Nồng độ muối cao độ cứng độ đàn hồi đậu hũ cao (BeiZhong Han,2003) thời gian làm chín dài, chi phí dùng sản xuất tăng lên Nồng độ muối ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme Nồng độ muối cao (>14%) hoạt tính enzyme bắt đầu giảm làm tăng thời gian thực trình thùy phân lipid protein Do để giảm thời gian sản xuất nồng độ muối thấp tốt Nhưng nồng độ muối thấp ([...]... được coi là một nguyên liệu quan trọng, để sản xuất dầu thực vật và sản xuất các loại sản phẩm lên men Trước khi sản xuất chao ta cần nguyên liệu là đậu hũ Đậu hũ là một sản phẩm được sản xuất từ đậu nành Đậu hũ có nhiều dạng khác nhau , chính vì thế mà cũng có tên gọi khác nhau, nhưng nói chung chia làm 3 loại: mềm, cứng và lụa Trong đó đậu hũ mềm được sản xuất nhiều ở nước ta Trung Quốc sản xuất cả 3... trong đó có 79 gen quy định các protein thiết yếu tham gia vào quá trình biến dưỡng Một nửa số gen quy định các protein tham gia vào quá trình chuyển tải thông tin, một phần năm chịu trách nhiệm tổng hợp vách tế vào và phân chia tế bào, một phần mười tham gia quá trình trao đổi chất Trong điều kiện môi trường khắc nghiệt về nhiệt độ, pH, thiếu chất dinh dưỡng B subtilis có khả năng hình thành bào tử có... protein và các axit béo có trong hạt đậu với NaOH 13 Mục đích của quá trình này để hòa tan protein và các chất có trong hạt đậu vào nước Tử đó, tiến hành lọc tách dung dịch protein ra khỏi phần không hòa tan Sau đó kết tủa và ép thành bánh 2.2.3 Quy trình sản xuất chao [1] Giải thích quy trình 2.2.3.1 Định hình bánh đậu làm chao Trong sản xuất chao người ta sử dụng CaSO4 làm tác nhân đông tụ sữa CaSO4 có... spp bị ức chế tồn tại dưới dạng bào tử số lượng không có sự thay đổi nhiều theo thời gian ít có khả năng gây ngộ độc hoặc hư hỏng chao Các vi khuẩn thuộc nhóm lactic cũng bị ức chế sinh trưởng nhưng số lượng tăng nhanh theo thời gian, là nguyên nhân chủ yếu gây hỏng chao làm chao bị chua và có mùi hôi 6 2.2 Quy trình sản xuất chao [1] 2.2.1 Nguyên liệu Đậu nành là một loại hạt rất giàu protein Đậu nành... dạng về chủng loại, subtilisin đã và đang được nghiên cứu ứng dụng vào nhiều lĩnh vực công nghiệp với những tính năng phù hợp Rất nhiều sản phẩm thương mại của subtilisin được đưa ra thị trường , chúng chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp các chất tẩy rửa, thuộc da và cả trong y dược học do subtilisin có khả năng hoạt động trong phổ pH rộng và nhiệt độ cao Một số thương phẩm subtilisin trên thị... với sản xuất bằng giống thuần chủng thì 2 giống thuộc chi Mucor là Actinomucor elegant và Actinomucor taiwanecis được sử dụng phổ biến nhất Hình 4 Cọng mang bọc bào tử với 1 bọc bào tử nấm Mucor Ngoài ra trong chao còn có sự hiện diện một số loài vi khuẩn Những vi khuẩn này có nguồn gốc chủ yếu từ đậu hũ dùng làm nguyên liệu như: E.coli, Bacillus spp,… Trong môi trường muối nồng độ >8%, các vi khuẩn Bacillus. .. khoảng 18–24 giờ thấy xuất hiện khuẩn ty trắng Nuôi tiếp 3 – 4 ngày có giống trung gian 15 Giống bào tử Cho giống trung gian vào bột mì đã rang chín với tỷ lệ một bột mì, một giống trung gian Dùng tay trộn đều, ray qua để lấy bột có bào tử và khuẩn ty Như vậy, ta có bột bào tử giống dùng trong sản xuất 2.2.3.3 Nuôi mốc Nuôi mốc là giai đoạn quan trọng nhất trong quy trình sản xuất chao Sự phát triển của... Nhật sản xuất nhiều loại đậu hũ lụa 2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất đậu hũ [1] Quy trình công nghệ phương pháp xay ướt 9 Giải thích quy trình công nghệ 2.2.2.1 Giai đoạn ngâm hạt Trong phương pháp xay ướt, hạt đậu phải qua giai đoạn ngâm Ngâm hạt nhằm mục đích làm hạt đậu hút nước và trương lên Khi đó các phân tử nước có tính lưỡng cực sẽ tác động lên các phân tử protein, lipit, gluxit Quá trình. .. ra qua 2 giai đoạn: 10 - Giai đoạn đầu xảy ra quá trình solvat hóa, ở giai đoạn này các liên kết trong hạt đậu chưa bị phá vỡ - Giai đoạn 2 xảy ra khi các phân tử nước tiếp tục tác động và phá vỡ liên kết các phân tửtrong hạt đậu và chuyển chúng sang trạng thái dịch thể keo linh động nằm trong các tế bào hạt đậu Có 3 yếu tố ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình ngâm là thời gian ngâm, lượng nước ngâm và... than gia quá trình xúc tác như: protease trung tính của Bacillus hoặc colagenase … - Protease nhóm 4: bao gồm các loại protease có 2-cacboxyl trong trung tâm hoạt động như: pepsin, renin, protease acid của vi sinh vật … 19 2.4.2 Protease từ vi khuẩn Bacillus (Subtilisin): Subtilisin là một protease kiềm (International Union of Biochemitry and Molecular Biology 1992) chia thành hai nhóm chính là: subtilisin ... 36 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ pH đến tăng trưởng B subtilis 36 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ pH đến hoạt tính protease B subtilis 40 4.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch muối lên thời gian làm chín chao 42... nành coi nguyên liệu quan trọng, để sản xuất dầu thực vật sản xuất loại sản phẩm lên men Trước sản xuất chao ta cần nguyên liệu đậu hũ Đậu hũ sản phẩm sản xuất từ đậu nành Đậu hũ có nhiều dạng... mềm sản xuất nhiều nước ta Trung Quốc sản xuất loại, Nhật sản xuất nhiều loại đậu hũ lụa 2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất đậu hũ [1] Quy trình công nghệ phương pháp xay ướt Giải thích quy trình