Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn lactic ứng dụng trong lên men hành tím

LƠI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Liêu Ba – môn Vi sinh – Hóa sinh – Sinh học phân tử, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, người tận tình hướng dẫn, hỗ trợ, động viên dìu dắt suốt trình thực đồ án môn học Tôi xin cảm ơn thầy cô giáo Viện công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm, người hết lòng truyền thụ kiến thức suốt thời gian học tập mái trường Bách Khoa thân yêu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô quản lý phòng thí nghiệm, anh/chị, bạn, em phòng thí nghiệm Vi sinh – hóa sinh – sinh học phân tử, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ nhiều trình làm thí nghiệm .Và cuối xin gửi lời cảm ơn tới người thân yêu gia đình, bạn bè động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành khóa học Hà Nội, tháng năm 2016 Sinh viên Diệp Thị Phương KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC Lời cảm ơn Ký hiệu, chữ viết tắt Mục lục Mở đầu LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nước nông nghiệp, năm gần đặt thành tựu đáng kể không lĩnh vực sản xuất lương thực mà phát triển nhiều loại rau màu gia vị, nhiều vùng chuyên canh hình thành khắp nước, sản xuất sản phẩm đặc trưng vùng miền góp phần lớn vào phát triển nông nghiệp nước nhà Hành tím đặc sản Vĩnh Châu Hành tím có vị cay đầm, không hắc, có màu tím vỏ lụa đậm mượt Hành tím có chứa 415-1.917mg chất chống oxy hóa, hành hoa chứa 270-1.187mg chất chống oxy hóa Một thành phần hành tím quercetin, có tác dụng ngăn ngừa lão hóa Nhờ chứa nhiều chất chống oxy hóa nên hành tím có tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư mạnh mẽ Các quercetin allicin hành chứng minh giúp giảm viêm, có lợi cho phòng điều trị ung thư Hành tím bổ máu chứa nhiều chất sắt mà sắt lại tham gia vào trình tạo máu, vận chuyển oxy từ phổi đến tế bào Trong hành tím có hàm lượng phenoplast cao, có tác dụng tích cực vào trình lọc, thải độc cho gan nên hạn chế nguy mắc ung thư gan, chứa nhiều chất xơ nên giúp phòng chống chứng táo bón Sản lượng hành tím nhiều, công dụng tốt có tính mùa vụ, khó bảo quản tươi nên hành tím Vĩnh Châu chưa thể phát huy tiềm vốn có Do cần có biện pháp bảo quản, chế biến hợp lý để đảm bảo chất lượng, nâng cao giá trị kinh tế loại nông sản đặc biệt Sử dụng vi khuẩn lactic để lên men hành tím biện pháp chế biến hợp lý để kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao giá trị kinh tế loại nguyên liệu Vì vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài “Phân lập tuyển chọn vi khuẩn lactic ứng dụng lên men hành tím” Đề tài triển khai với nội dung bao gồm: - Phân lập tuyển chọn vi khuẩn lactic Nghiên cứu đặc tính chủng lựa chọn thích hợp cho lên men hành tím Khảo sát trình lên men hành tím Xây dựng quy trình lên men hành tím CHƯƠNG I Tổng quan tài liệu 1.1 Thực phẩm lên men 1.1.1 Định nghĩa thực phẩm lên men Thực phẩm lên men xem thực phẩm chịu ảnh hưởng hoạt động hệ vi sinh vật hay enzym làm thay đổi tính chất hóa sinh, gây biến đổi đáng kể cho thực phẩm Mặc dù vậy, nhà sinh học khái niệm lên men mô tả chuyển hóa, biến đổi lượng vi khuẩn, chất hữu thường xảy với carbonhydrat oxy hóa phần hợp chất hữu hoạt động chất nhận điện tử Với định nghĩa này, tất trình tạo ethanol hay axit hữu từ vi khuẩn lactic gọi lên men Ta quan tâm đến lên men rau củ nhờ vi khuẩn lactic tiến hành trình lên men lactic 1.1.2 Lợi ích thực phẩm lên men Các thực phẩm lên men tạo nên đóng góp quan trọng chế độ ăn uống người nhiều quốc gia góp phần nâng cao hiệu kinh tế Bảo quản thực phẩm: Zhang cộng (2010) nghiên cứu ứng dụng pectocin 31-1 (Lactobacillus pentosus 31-1 phân lập từ Xuan Wei Ham lên men truyền thống Trung Quốc) nhằm bảo quản thịt heo 40C Kết 15 ngày bảo quản, thịt heo có màu sắc, cấu trúc, mùi tốt bảo quản lạnh[26] Tăng khả tiêu hóa nhờ sử dụng chủng vi khuẩn lactic bổ sung sản phẩm probiotic: thực phẩm bổ dưỡng sữa chua yakul…[22] Lactobacillus nhóm vi khuẩn lactic sử dụng nhiều lĩnh vực probiotic[23] Điều chỉnh miễn dịch, giảm cholesterol, ngăn ngừa ung thư: Lactobacillus acidophillus sinh enzyme lactase giúp phân giải đường sữa Làm giảm phát triển u bướu, có khả trung hòa hiệu ngăn chặn chất gây ung thư Làm giảm cholesterol máu[21] Phá hủy độc tính thành phần không mong muốn nguyên liệu: Sharma Kapoor (1996) chứng minh trình lên men tìm thấy để không gây thay đổi hàm protein, lipid tro, làm giảm đáng kể hàm lượng carbohydrate Sự thay đổi axit amin glycine, lysine arginine giảm đáng kể trình lên men Quá trình lên men làm giảm đáng kể chất ức chế enzym acid phytic [34] Hàm lượng tannin báo cáo để làm giảm trình lên men axit lactic tự nhiên kê theo EL Hag cộng sự(2002) [35], lúa miến theo Abdel-Haleem cộng (2008)[36] Nâng cao giá trị dinh dưỡng tăng cường đặc tính cảm quan)[36] Làm phong phú thêm sản phẩm với chất chuyển hóa vi sinh vật mong muốn L-acid lactic hay amino acid[32,33] Tạo sản phẩm cho thị trường tiêu thụ 1.1.3 Hệ vi sinh vật thực phẩm lên men Vi khuẩn lactic sử dụng phổ biến loại vi sinh vật dùng để bảo quản thực phẩm Nhiều kết nghiên cứu vi sinh vật học định danh vi sinh vật phân lập từ nguồn khác Pho mát lên men sữa lên men nhờ vi khuẩn lactic Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Pediocccus cerevisiae, Streptococcus thermophilus, Streptococcus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus citrovorum, Bifidobacterium bifidus)[38] Vi khuẩn lactic phân lập từ cà chua lên men tự nhiên điều kiện yếm khí có tên gọi Leuconostoc mensenteroides, L brevis, Streptococcus Sp)[39] Vi khuẩn Lactobacillus delbrueckii Lactobacillus paracasei tìm thấy trình lên men kim chi chịu trách nhiệm hương vị, trình chín trình axit hóa sản phẩm[40] Một nghiên cứu đánh giá kháng thuốc kháng sinh sản xuất amin hữu Lactobacillus spp chủng phân lập từ kim chi [41] Còn nhiều nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic vào sản phẩm thực phẩm làm cho thực phẩm có tính ổn định, an toàn sinh học mặt cảm quan có nhiều ưu việt sản phẩm thực phẩm lên men lactic tự nhiên Tuy nhiên nghiên cứu trực tiếp vi khuẩn lactic ứng dụng chế biến, bảo quản rau củ hạn chế 1.2 Lên men rau Lên men rau củ (muối chua rau củ quả) trình có từ lâu đời giúp bảo quản nguyên liệu thực vật mà giữ giá trị dinh dưỡng Vi khuẩn lactic nấm men hai tác nhân lên men Tây bán cầu (châu Âu Mỹ); khí phương Đông lại sử dụng lượng lớn nấm mốc Những nghiên cứu gần chứng minh lên men lactic mang tính an toàn sinh học ngày ứng dụng rộng rãi lên men thực phẩm nói chung lên men rau nói riêng 1.2.1 Qúa trình lên men rau củ Muối chua rau củ nhằm mục đích sau: bảo quản nguyên liệu, làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan rau hỗ trợ tiêu hóa Trong trình muối chua rau củ phải tạo điều kiện tối ưu để phát triển vi khuẩn lactic đồng thời hạn chế tối đa tác dụng vi khuẩn gây hư hỏng, thối rữa Hiện có nhiều sản phẩm rau muối chua sử dụng rộng rãi Việt Nam giới Muối chua rau tiến hành theo quy trình sau: Lựa chọn rau củ Xử lý sơ Phơi nắng Cho thêm đường, muối, nước Lên men Muối chua 1.2.2 Các giai đoạn hoạt động vi sinh vật lên men Quá trình lên men lactic rau muối chua phân làm giai đoạn: Giai đoạn thứ Do muối gây áp suất thẩm thấu lớn nên đường chất dinh dưỡng khác có nguyên liệu khuếch tán vào dung dịch nước muối bắt đầu có hoạt động vi khuẩn lactic số vi sinh vật khác: nấm men Saccharomyces ceriviceae chuyển phần đường thành rượu ethylic khí CO 2, CO2 bay lên bề mặt nước muối thấy xuất bọt khí Những bọt khí tạo số vi sinh vật có khả sinh khí vi khuẩn lactic Trong giai đoạn vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides hoạt động mạnh, chủng chuyển đường thành acid lactic, acid acetic…giá trị pH giảm dần kìm hãm phát triển loài vi khuẩn không cần thiết vi khuẩn gram âm Lượng axit lactic giai đoạn nhỏ ([...]... tỷ lệ giống vi khuẩn D5 khác nhau Từ kết quả thí nghiệm đưa ra tỷ lệ giống thích hợp lên men 21 Chương III Kết quả và thảo luận 3.1 Phân lập vi khuẩn lactic Với mục đích phân lập vi khuẩn là tìm kiếm và tuyển chọn được các chủng vi khuẩn lactic có khả năng ứng dụng vào thực tế lên men rau củ nói chung và hành tím nói riêng nên chọn nguồn phân lập từ rau chua, nem chua, tôm chua và men vi sinh Trên... luận: chủng vi khuẩn lactic D5 có các đặc tính: là vi khuẩn lành tính, phát triển tối ưu ở nhiệt độ 37, pH 6, kháng được vi khuẩn có hại rất thích hợp để ứng dụng trong lên men hành tím 28 3.4 Khảo sát quá trình lên men hành tím Lên men rau củ quả thông thường sử dụng vi khuẩn lactic có sẵn trong nguyên liệu hoặc trong tự nhiên Tiến hành đồng thời thí nghiệm lên men gừng thông thường và lên men có bổ... phẩm lên men trong nước nên em tiến hành bổ sung chủng vi khuẩn lactic vào vi c lên men hành tím đạt hiệu quả về chất lượng, kinh tế, rút ngắn thời gian lên men 1.4 1.4.1 Giới thiệu về nguyên liệu hành tím Thành phần củ hành tím Hành là một loại cây rau gia vị được sử dụng phổ biến hằng ngày Có 2 loại hành: hành lá và hành củ Hành lá được sử dụng tươi còn hành củ thì được dùng tươi hoặc chế biến Hành. .. 4 – 8 đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu của vi khuẩn ứng dụng trong lên - men rau quả đặc biệt là lên men hành tím Xây dựng được quy trình lên men hành tím có sử dụng chủng khởi động là 2% giống, 6% đường, 3% muối, lượng nước gấp 2 lần nguyên liệu cho kết quả sản - phẩm như mong muốn Ý kiến đề xuất Tìm điều kiện tối ưu cho chủng vi khuẩn để sử dụng chủng như một chủng khởi - động sản xuất trong công... trường thạch LB chứa chủng vi khuẩn kiểm định được đổ lên trên bề mặt thạch MRS Đĩa peptri này tiếp tục được nuôi cấy ở 37 trong 24 giờ rồi kiểm tra sự hình thành vòng ức chế vi khuẩn kiểm định Khảo sát quá trình lên men hành Quy trình muối chua hành tím thông thường Củ hành tím Làm sạch đất cát Bóc vỏ Rửa sạch 2.4 Dung dịch muối(3%), đường(%) Cho vào dụng cụ lên men Lên men Sản phẩm Bảo quản Thuyết... men có bổ sung chủng vi khuẩn lactic với mỗi loại lên men thực hiện 3 mẫu Điều kiện thí nghiệm: đường 6%, muối 3%, tỷ lệ nước so với nguyên liệu là 2; lên men ở nhiệt độ phòng Thông số Lên men thông thường Bổ sung chủng lactic Thời gian 5 ngày 3 ngày Hương thơm Chua nhẹ Chua Rõ rệt hơn Dịch lên men Bị váng, mốc, sủi bọt Bình thường Kết luận: sử dụng chủng lactic trong lên men hành tím là cần thiết 3.4.1... tạo thành phức chất với protein, tannin, flavonoide, polysaccharide Phản ứng này làm gia tăng màu của anthocyan, bền hơn trong chế biến và tồn trữ[5,11] Trong củ hành có hàm lượng đường khá cao nên rất thích hợp cho quá trình lên men lactic 1.4.2 Công dụng củ hành tím Chống nhiễm khuẩn: Củ hành có tính kháng khuẩn rất tốt nhờ có các quercetin và allicin Tác dụng thanh trùng đường hô hấp của hành tím. .. hành sau quá trình rửa sạch được xếp vào các dụng cụ lên men, đổ dung dịch muối đường, sao cho lượng dung dịch ngập các củ hành Lên men : củ hành được lên men ở điều kiện yếm khí với nhiệt độ là 30°C trong thời gian 3 ngày 20 2.4.1 Bảo quản : bảo quản trong ngăn mát tủ lạnh trong điều kiện nhiệt độ là 4°C Khảo sát nồng độ muối Tiến hành lên men hành tím trong điều kiện kỵ khí với các thông số sau:... đưa ra nồng độ đường thích hợp lên men 2.4.3 Khảo sát tỷ lệ nước Tiến hành lên men hành tím trong điều kiện kỵ khí với các thông số sau: Cố định nhiệt độ (300C), hàm lượng muối (3%), giống vi khuẩn D5 (2%), hàm lượng đường (6%) với các tỷ lệ nước khác nhau Từ kết quả thí nghiệm đưa ra tỷ lệ nước thích hợp lên men 2.4.4 Khảo sát tỷ lệ giống Tiến hành lên men hành tím trong điều kiện kỵ khí với các thông... nước còn lại chứng tỏ vi khuẩn lactic kém hoạt động tại tỷ lệ nước này Tuy nhiên tiết kiệm chi phí sản xuất, dễ dàng lựa chọn thiết bị đựng, tiết kiêm không gian nhà xưởng mà sản phẩm vẫn có mùi vị hài hòa, cấu trúc giòn thì nên chọn tỷ lệ là 1.5% Quy trình lên men hành tím 3.5 Củ hành tím Làm sạch đất cát Bóc vỏ Rửa sạch Dung dịch muối(3%), đường(%) Cho vào dụng cụ lên men giống 2(%) Lên men Sản phẩm