Nghiên cứu và phát triển chế phẩm vi khuẩn lactic sử dụng trong chế biến rau quả lên men

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHẾ PHẨM VI KHUẨN LACTIC SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN RAU QUẢ LÊN MEN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ: 003687C79 ĐẶNG THỊ HƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THANH MAI HÀ NỘI 2009 MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………………… PHẦN I TỔNG QUAN………………………………………………………… 1.1 Vi khuẩn Lactic ứng dụng……………………………………………… 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu vi khuẩn Lactic…………………………….……… 1.1.2 Ứng dụng vi khuẩn lactic……………………………………………… 1.1.3 Đặc điểm vi khuẩn lactic ……………………………………………… 1.1.3.1.Hình thái, sinh lý, sinh hoá vi khuẩn lactic…………………………… 1.1.3.2.Phân loại vi khuẩn lactic………………………………………………… 1.1.3.3.Hoạt động chuyển hoá vi khuẩn lactic………………………………… 1.1.3.4.Khả kháng khuẩn vi khuẩn lactic ……………………………… 10 1.2 Rau lên men ứng dụng chế phẩm VKL rau muối chua 13 1.2.1 Tổng quan rau lên men…………………………………………… 13 1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất dưa cải bẹ muối chua truyền thống Việt Nam………………………………………………………………………………… 14 1.2.3 Cơ chế trình muối chua rau quả…………………………………… 15 1.2.4 Vi khuẩn lactic lên men rau quả……………………………………… 16 1.2.4.1.Các chủng vi khuẩn lactic khởi đầu cho trình lên men rau quả……… 16 1.2.4.2.Các yếu tố ảnh hưởng tới trình lên men lactic rau muối chua………………………………………………………………………………… 17 1.3 Quá trình tạo chế phẩm Lactic……………………………………………… 18 1.3.1 Quá trình tạo sinh khối …………………………………………………… 18 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới trình tạo sinh khối vi khuẩn lactic……… 19 1.3.2.1.Nhu cầu dinh dưỡng……………………………………………………… 19 1.3.2.2.Điều kiện nuôi cấy………………………………………………………… 21 1.3.3 Các phương pháp sấy……………………………………………………… 22 1.3.3.1.Sấy đông khô.……………………………………………………………… 22 1.3.3.2.Sấy chân không.…………………………………………………………… 23 1.3.3.3.Sấy phun.………………………………………………………………… 23 1.4.2 Chất độn cho chế phẩm……………………………………………………… 28 PHẦN II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………… 30 2.1 Vật liệu.……………………………………………………………………… 30 2.1.1 Chủng giống.………………………………………………………………… 30 2.1.2 Nguyên liệu muối dưa……………………………………………………… 30 2.1.3 Hoá chất môi trường.…………………………………………………… 30 2.1.3.1.Hoá chất.…………………………………………………………………… 30 2.1.3.2.Môi trường.………………………………………………………………… 30 2.1.4 Thiết bị …………………………………………………………………… 32 2.2 Phương pháp nghiên cứu.…………………………………………………… 33 2.2.1 Phương pháp vi sinh.……………………………………………………… 33 2.2.1.1.Hoạt hoá, làm giữ giống ………………………………………… 33 2.2.1.2.Phương pháp đếm khuẩn lạc 34 2.2.1.3.Quá trình nuôi cấy tạo sinh khối…………………………………………… 35 2.2.2 Phương pháp xác định đặc tính chủng Lactobacillus plantarum b33… 35 2.2.2.1.Quan sát hình thái khuẩn lạc ……………………………………………… 35 2.2.2.2.Quan sát hình thái tế bào phương pháp nhuộm Gram ……………… 35 2.2.2.3.Kiểm tra khả sinh khí………………………………………………… 36 2.2.3 Phương pháp hoá học.……………………………………………………… 36 2.2.3.1.Xác đinh hàm lượng đường khử phương pháp Grassianov 36 2.2.3.2.Xác định hàm lượng axit tổng số phương pháp chuẩn độ…………… 36 2.2.4 Phương pháp hoá lý……………………………………………………… 37 2.2.4.1.Xác định pH máy đo pH 37 2.2.4.2.Xác định khả sinh trưởng vi khuẩn lactic phương pháp đo OD (Optical Density) ……………………………………………………………… 37 2.2.4.3.Xác định lượng sinh khối vi khuẩn lactic ly tâm cân…………… 37 2.2.4.4.Phương pháp thu hồi chế phẩm…………………………………………… 38 2.2.4.5.Xác định độ ẩm chế phẩm…………………………………………… 40 2.2.4.6.Xác định tỷ lệ tế bào sống sót……………………………………………… 40 2.2.5 Kiểm tra khả kháng E coli St aureus chủng Lactobacillus plantarum b33 …………………………………………………………………… 40 2.2.5.1.Phương pháp nuôi đồng thời môi trường MRS lỏng……………… 40 2.2.5.2.Trong sản phẩm dưa cải bẹ muối chua…………………………………… 42 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………… 44 3.1 Kiểm tra đặc tính chủng Lactobacillus plantarum b33…………… 44 3.1.1 Đặc diểm hình thái………………………………………………………… 44 3.1.2 Kiểm tra khả sinh khí………………………………………………… 44 3.1.2 Khảo sát khả phát triển chủng nhiệt độ khác nhau………… 45 3.2 Nghiên cứu khả sinh trưởng chủng Lactobacillus plantarum b33………………………………………………………………………………… 46 3.2.1 Xác định khả sinh trưởng……………………………………………… 46 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ nuôi cấy tới khả tạo sinh khối ……………… 47 3.2.3 Ảnh hưởng chế độ đảo trộn, thông khí đến khả tạo sinh khối chủng nhiệt độ 300C…………………………………………………………… 47 3.3 Nghiên cứu chọn chế độ thích hợp cho trình sấy phun chủng Lactobacillus plantarum b33……………………………………………………… 49 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào tới đặc tính chế phẩm……………… 49 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất mang maltodextrin…………………………… 50 3.4 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tỷ lệ tế bào sống trình tạo chế phẩm Lactobacillus plantarum b33 phương pháp sấy phun………… 52 3.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ nuôi cấy…………………………………………… 52 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ tế bào……………………………………………… 53 3.5 Ứng dụng chế phẩm vi khuẩn Lactobacillus plantarum b33 muối chua dưa cải bẹ…………………………………………………………………… 54 3.5.1 Đánh giá chất lượng chủng Lb.plantarum b33 chế phẩm…………… 54 3.5.2 Khả ức chế số vi sinh vật gây độc hại chủng b33……………… 56 3.5.2.1.Nghiên cứu môi trường MRS lỏng…………………………………… 56 3.5.2.2.Nghiên cứu dưa cải bẹ muối chua…………………………………… 60 3.5.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm dưa cải bẹ………………………………… 64 3.5.3.1.Đánh giá chất lượng cảm quan…………………………………………… 64 3.5.3.2.So sánh hiệu sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic……………………… 64 3.5.4 Quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm VKL trình muối chua dưa cải bẹ………………………………………………………………………… 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………… 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 69 TÓM TẮT NỘI DUNG………………………………………………………… 73 MỞ ĐẦU Nghiên cứu ứng dụng trình lên men sản phẩm lên men nhà khoa học thực thành công vào năm cuối kỷ 19 Quá trình lên men lactic nhiều loại vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic không tham gia vào việc lên men lactic mà có khả sinh số chất có tác dụng bảo quản thực phẩm diaxetyl, axeton, peroxit, đồng thời làm tăng hương vị sản phẩm, số loài sinh chất kháng sinh bacteriocin có tác dụng ức chế tiêu diệt số vi khuẩn lợi, nấm men, nấm mốc gây hư hỏng mang mầm bệnh thực phẩm Hiện có nhiều lại sản phẩm thực phẩm giới nói chung ứng dụng vi khuẩn lactic thành công cho đặc tính riêng (phomat, sữa chua, ) Còn Châu Á, đặc biệt Việt Nam đẵ sử dụng vi khuẩn lactic từ thời xa xưa rau muối chua (cà muối, dưa chuột muối, dưa cải bẹ muối, ) Dưa cải bẹ muối chua ăn mang tính truyền thống phổ biến, tạo thành trình lên men tự nhiên hệ vi khuẩn lactic sẵn có nguyên liệu Tuy nhiên, nay, phương pháp muối chua rau cải bẹ thực cách thủ công, nghĩa trình lên men lactic hoàn toàn tự nhiên Điều dẫn đến chất lượng sản phẩm không ổn định, sản phẩm có nguy nhiễm số vi sinh vật gây bệnh Người ta tìm cách đẩy nhanh trình lên men phương pháp muối chua rau cải bẹ việc bổ sung thêm nước dưa cũ Việc bổ sung giúp trình lên men xảy nhanh nhờ hệ vi khuẩn lactic hỗn hợp có nước dưa, nhiên chưa có nghiên cứu khẳng định nước dưa cũ làm giảm nguy nhiễm tạp tăng tính ổn định cho sản phẩm dưa cải muối chua Mặt khác, sản phẩm dưa cải bẹ muối chua, hệ vi sinh vật có lợi chiếm ưu vi khuẩn lactic Chúng lên men đường có nguyên liệu thành axit lactic, làm giảm pH sản phẩm, mà có khả sinh hợp chất có tính kháng khuẩn, làm giảm nguy nhiễm vi sinh vật lạ gây hỏng sản phẩm Tuy nhiên, để nâng cao chất lượng sản phẩm, rút ngắn thời gian lên men, giảm nguy nhiễm tạp sản phẩm rau cải bẹ muối chua, cần bổ sung thêm vào sản phẩm chủng vi khuẩn lactic khiết (chế phẩm vi khuẩn lactic khiết) có khả kháng khuẩn tốt Chính vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài với tên: “Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi khuẩn lactic sử dụng chế biến rau lên men” Thực đề tài này, tiến nghiên cứu sau: - Nghiên cứu điều kiện nhiệt độ nuôi cấy thích hợp để thu hồi nhiều sinh khối chủng Lb.plantarum b33 khỏe giúp sau sấy chế phẩm tỷ lệ sống sót cao - Nghiên cứu chế độ sấy phun thích hợp cho chủng nhằm nâng cao tỷ lệ sống sót cho chế phẩm - Nghiên cứu nồng độ chất mang maltodextrin nồng độ vi khuẩn g chất mang khô tuyệt đối (CFU/g CM) để nâng cao tỷ lệ thu hồi tỷ lệ sống sót số tế bào vi khuẩn sống g chế phẩm (CFU/g CF) cho chế phẩm - Nghiên cứu khả kháng vi sinh vật gây bệnh chế biến dưa cải bẹ muối chua PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Vi khuẩn Lactic ứng dụng Từ thời xa xưa, người biết sử dụng phương pháp lên men bảo quản chế biến thực phẩm Sự lên men thực phẩm nhờ vi khuẩn Lactic mang lại nhiều lợi ích: - Kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm - An toàn mặt vi sinh cho thực phẩm - Tạo thực phẩm dễ tiêu hoá với đặc tính riêng - Phân huỷ hợp chất độc lợi cho thực phẩm, Với khả chuyển hoá đặc hiệu, vi khuẩn Laclic có mặt nhiều trình lên men sữa (có mặt sản phẩm sữa chua, bơ, phomat, ), lên men thịt (nem chua,…), lên men loại ngũ cốc rau (đặc biệt rau qủa muối chua) nhiều nước giới, đem lại lợi ích cho người tiêu dùng người sản xuất Ngày nay, việc nghiên cứu vi khuẩn có lợi nói chung vi khuẩn Lactic nói riêng nhà khoa học nước quan tâm ứng dụng vào số sản phẩm thực phẩm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu vi khuẩn Lactic Năm 1857, Pasteur chứng minh việc làm sữa chua kết hoạt động nhóm vi sinh vật đặc biệt gọi vi khuẩn lactic [12] Năm 1873, lần J.Lister phân lập thành công vi khuẩn lactic Bacterium lactis (hiện gọi Streptococcus lactic), Năm 1998, Axelsson xem xét lại vi khuẩn lactic Ông cho rằng: Vi khuẩn lactic vi khuẩn Gram dương, hô hấp yếm khí, dạng không bào tử, hình cầu que, chúng tạo axit lactic lên men hợp chất cacbonhydrat Vi khuẩn lactic nhóm vi khuẩn quan trọng trình lên men yếm khí thực phẩm, dùng lên men bột mì nhão ẩm, bia cỏ, loại sữa lên men, tinh bột sắn (để chế biến gari fufu) nhiều rau lên men (muối chua, ) Những đặc tính sinh hoá, sinh lý, sinh thái, cách phân loại, ứng dụng vi khuẩn lactic nghiên cứu kỹ viết sách tên: Lactic Acid Bacteria-Microbiological and Functional Aspects [11] Cho tới nay, có nhiều nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic Nhờ khoa học kỹ thuật đại, người miêu tả cách đầy đủ hình dáng, cấu tạo, đặc điểm sinh lý, sinh hoá vi khuẩn lactic Trong đó, công nghệ di truyền trở thành công cụ phân loại xác định hàm lượng phần trăm mol C+G chứa DNA hay sử dụng phương pháp điện di để xác định gen 1.1.2 Ứng dụng vi khuẩn lactic Việc sử dụng vi khuẩn lactic sản phẩm thực phẩm lên men ngày trở nên rộng rãi Các dạng sản phẩm lên men quen thuộc có nguồn gốc từ nguyên liệu ban đầu sữa, thịt, tinh bột, dưa chuột, bắp cải cải bẹ, Bảng 1.1 Một số sản phẩm lên men [12] Sản phẩm Bia Phomat Kefir Sữa chua Rượu cọ Bánh mì Gari Puto Chicha Xúc xích Nam I-sushi Mahewu Dưa chuột muối chua Sauerkraut Thành phần Vi sinh vật Vùng địa lý Lúa mạch Sữa Sữa Sữa Nhựa cọ Bột mì Bột sắn Gạo Ngô Thịt Thịt Cá Ngô Dưa chuột Nấm men, VKL VKL VKL, nấm men VKL Nấm men Nấm men VKL Nấm nem Nấm men VKL VKL VKL VKL VKL Toàn giới Toàn giới Đông châu âu Toàn giới Toàn giới Toàn giới Nigeria Philipphin Nam Mỹ Toàn giới Thái lan Nhật Nam Châu phi Châu âu, Bắc mỹ Cải bắp VKL Châu âu, Bắc mỹ Kimchi Oliu Nước tương, miso Tempeh Các loại rau Oliu xanh Đậu tương Đậu tương VKL VKL Nấm men, VKL Nấm mốc, VKL Toàn giới Địa trung hải Đông nam châu Indonesia Các sản phẩm sử dụng hệ vi sinh vật có sẵn nguyên liệu, cho nên, ưu điểm trội có số hạn chế trình lên men kéo dài gây nhiễm tạp trình lên men Vì nhờ tiến ngành khoa học kỹ thuật nghiên cứu sản xuất loại chế phẩm bổ sung vào trình lên men nhằm rút ngắn thời gian lên men, hạn chế nhiễm loài vi sinh vật có hại Ngày nay, axit lactic sản phẩm số sản xuất nhờ ứng dụng vi khuẩn lactic; axit lactic nguyên liệu cần thiết cho ngành công nghệ thực phẩm, công nghệ tổng hợp chất dẻo, công nghệ sản xuất thức ăn gia súc, công nghệ thuộc da, dệt [14] Ngoài ra, vi khuẩn lactic tổng hợp chất có tác dụng bảo quản thực phẩm (bacteriocins), loại kháng sinh dùng y học [11] 1.1.3 Đặc điểm vi khuẩn lactic [11] 1.1.3.1.Hình thái, sinh lý, sinh hoá vi khuẩn lactic Các vi khuẩn lactic xếp chung vào họ Lactobacteriacae Chúng không đồng mặt hình thái, giống vi khuẩn khác có hình dạng kích thước khác Ngoài hình dạng kích thước tế bào vi khuẩn lactic phụ thuộc vào môi trường, điều kiện nuôi cấy, có mặt oxy tuổi tế bào Tuy nhiên mặt sinh lý chúng lại tương đối đồng Chúng vi khuẩn Gram(+), không tạo bào tử, không di động, thu lượng nhờ phân giải hydratcacbon tiết axit lactic Chúng không chứa riboxom enzym catalaza nên không phân giải trực tiếp peroxit thành nước oxy Một đặc điểm quan trọng:là loại vi khuẩn lactic có nhu cầu chất dinh dưỡng phức tạp khác nhau, đặc biệt nhu cầu vitamin nitơ Mặc dù đường cung cấp nguồn lượng cần thiết cho chuyển hóa vi khuẩn, lactic 60 Hình 3.12 Khả kháng St.aureus chủng Lb.plantarum b33 từ sinh khối ẩm 10 Log(CFU/ml) Log (b33) Log(St.aureus) 0 12 24 36 48 T hời gian (giờ) Hình 3.13 Khả kháng St.aureus chủng Lb.plantarum b33 từ chế phẩm 10 Log(CFU/ml) Log (b33) Log(St.aureus) 0 12 24 36 48 T hời gian (giờ) 3.5.2.2.Nghiên cứu dưa cải bẹ muối chua Trước muối chua, cho dù dưa nguyên liệu rửa chứa nhiều loại vinh vật :E.coli, VKL, Cho nên trình muối chua dưa cải bẹ, E.coli, số loại VKL phát triển mạnh giai đoạn 1- chế trình muối chua dưa cải bẹ, sinh khí làm bề mặt nước muối bọt khí nhiều Chính vậy: để ức 61 chế hoạt động E.coli, từ đầu trình muối chua dưa cải bẹ, cần đưa chủng Lactobacillus plantarium b33 nhằm thúc đẩy trình lên men lactic diễn nhanh – pH giảm nhanh tới ngưỡng E.coli, bị vô hoạt, Do đó, tiến hành muối chua dưa cải bẹ theo cách bố trí thí nghiệm: Mẫu 1c: lên men tự nhiên dưa cải bẹ Mẫu 2c: bổ sung chủng lactic từ sinh khối ẩm làm chủng khởi động cho lên men dưa Mẫu 3c: bổ sung chủng lactic từ sinh chế phẩm làm chủng khởi động cho lên men dưa Tại thời điểm 0h, 24h, 48h đo pH đếm khuẩn lạc (VKL MRS, VK E.coli Endo, St aureus Baird-Parker), ta thu kết (bảng 3.9) Bảng 3.9 Kiểm tra tính kháng E.coli St.aureus chủng Lactobacillus plantarum b33 dưa cải bẹ muối chua Mẫu 1c (đối Thời gian (giờ) Chỉ số pH CFU VKL/g chứng) CFU 16 24 48 6,75 5,13 4,94 4,58 4,49 1,34E+05 2,41E+06 3,56E+06 2,83E+08 4,89E+07 3,12E+03 3,11E+04 1,70E+05 7,12E+03 2,22E+02 1,56E+02 2,32E+03 2,03E+03 3,65E+02 6,12E+01 E.coli/g CFU St.aureus/g 2c (Lsk) 3c (Lcf) pH 6,74 5,02 4,69 4,24 4,25 CFU VKL/g 4,82E+07 3,67E+08 5,39E+08 CFU E.coli/g 7,65E+03 9,98E+04 1,58E+05 7,03+02 3,5E+00 CFU St.aureus/g 9,90E+01 1,36E+02 1,49E+02 4,24E+01 4,98 4,49 4.27 pH CFU VKL/g 6,74 5,97 6,93E+07 3,19E+08 4,78E+08 7,87E+09 6,59E+08 1,98E+09 8,32E+08 62 CFU E.coli/g 5,72E+03 3,48E+04 2,39E+05 4,75E+03 5,76E+00 CFU St.aureus/g 1,24E+02 1,74E+02 1,92E+02 1,04E+02 Rõ ràng rằng: mẫu đối chứng 1b, thời điểm ban đầu (0 giờ) chứa VKL nồng độ 1,34E+05 CFU/g, E.coli nồng độ 3,12E+03 CFU/g, St.aureus nồng độ 1,56E+02 CFU/g Khả kháng E.coli nồng độ 3,12E+03 CFU/g St.aureus nồng độ 1,56E+02 CFU/g VKL nồng độ 1,34E+05 CFU/g có dưa nguyên liệu yếu (sau 48h E.coli giảm 1log St.aureus giảm 0,4log) Log CFU/g) Hình 3.14 Khả kháng E.coli St.aureus VKL từ dưa nguyên liệu Log VKL Log E.coli Log St.aureus 16 24 32 40 48 Thời gian (giờ) Khi bổ sung chủng Lb.plantarum b33 từ sinh khối ẩm (mấu 2) thời điểm bắt đầu muối dưa cải bẹ (0 giờ) VKL với nồng độ 4,82E+07 CFU/g để ức chế vi khuẩn gây bệnh dưa nguyên liệu như: E.coli nồng độ 7,65E+03 CFU/g St.aureus nồng độ 9,90E+01 CFU/g Muối chua dưa cải bẹ: Sau 24 giờ, E.coli giảm 1log, St.aureus giảm 0,5log; sau 48 giờ, E.coli giảm 3log St.aureus giảm 2log (miêu tả hình 3.15) 63 Hình 3.15 Khả kháng E.coli St.aureus VKL từ nguyên liệu sinh khối b33 ẩm Lo g (C FU/g ) 10 Log VKL Log E.coli Log St.aureus 0 16 24 32 40 48 Thời gian (giờ) Mẫu 3:bổ sung chủng Lb.plantarum b33 từ chế phẩm thời điểm bắt đầu muối dưa cải bẹ (0 giờ) VKL với nồng độ 6,93E+07 CFU/g để ức chế vi khuẩn gây bệnh dưa nguyên liệu như: E.coli nồng độ 5,72E+03 CFU/g St.aureus nồng độ 1,24E+02 CFU/g Muối chua dưa cải bẹ: Sau 24 giờ, E.coli St.aureus không giảm log cả; sau 48 giờ, E.coli giảm 3log St.aureus giảm 2log (miêu tả hình 3.16) Như vậy: Khi dùng bổ sung chủng Lb.plantarum b33 từ sinh khối ẩm hay từ chế phẩm làm vi khuẩn khởi đầu cho trình lên men muối chua dưa cải bẹ với nồng độ 107 CFU/g ức chế 3log E.coli 2log St.aureus sau 24 lên men Nhưng sau 24 lên men, dùng chủng b33 từ sinh khối ẩm ức chế 1log E.coli 0,5 log St.aureus; dùng chủng b33 từ chế phẩm không làm giảm log E.coli St.aureus 64 Hình 3.16 Khả kháng E.coli St.aureus VKL từ nguyên liệu chế phẩm L o g (C FU/g ) 10 Log VKL Log E.coli Log St.aureus 16 24 32 Thời gian (giờ) 40 48 3.5.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm dưa cải bẹ 3.5.3.1.Đánh giá chất lượng cảm quan Dựa vào đặc tính hình dáng, trạng thái, màu sắc, mùi vị sản phẩm dưa cải bẹ sau muối chua, nhận xét chất lượng sản phẩm dưa cải bẹ muối chua sau 24h sau:*Tất mẫu dưa muối có vị chua, mùi dưa muối đặc trưng, mẫu dưa lên men bổ sung chế phẩm bổ sung VKL từ sinh khối ẩm vàng sáng, thơm *Mẫu dưa lên men tự nhiên có màu vàng sẫm, nước dưa đục, mùi dưa chua khú *Mẫu dưa bổ sung chế phẩm có nước nhớt mẫu dưa bổ sung VKL từ sinh khối ẩm *Trạng thái mẫu dưa lên men có bổ sung VKL (từ sinh khối hay từ chế phẩm) giòn mẫu dưa lên men tự nhiên 3.5.3.2.So sánh hiệu sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic Chúng tiến hành thực muối chua dưa cải bẹ theo công thức thí nghiệm: Mẫu 1c: lên men tự nhiên; Mẫu 3c: lên men có bổ sung chế phẩm Lactobacillus plantarum b33 65 Tiến hành đánh giá số tiêu nhằm so sánh hiệu sử dụng chế phẩm (bảng 3.10) Bảng 3.10 Đánh giá hiệu sử dụng chế phẩm Lactobacillus plantarum b33 Chỉ tiêu đánh giá Mẫu 1c Mẫu 3c (lên men tự nhiên) (bổ sung chế phẩm) Khả ức chế E.coli nồng độ 1log 3log 1log 2log 10 CFU/g sau 48 Khả ức chế St.aureus nồng độ 102 CFU/g sau 48 Thời gian lên men tạo sản phẩm Mùi vị Chất Vị chua, mùi Vị chua cay thơm ủng cải bẹ, mùi thơm lượng cảm quan hấp dẫn Màu sắc Trạng thái Màu vàng nâu Miếng dưa Màu vàng sáng Miếng mềm, nước dưa chắc, đục nhớt dưa giòn, nước dưa Tóm lại: việc sử dụng chế phẩm muối chua dưa cải bẹ mang lại chất lượng ổn định cho sản phẩm 3.5.4 Quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm VKL trình muối chua dưa cải bẹ (hình 3.17) 66 Dưa nguyên liệu Rửa Đường Saccaroza Muối Nước Phối chế Để Định lượng Định hình Định lượng Lên men Chế phẩm Sản phẩm Hình 3.17 Qui trình công nghệ muối chua dưa cải bẹ sử dụng chế phẩm vi khuẩn Lb.plantarum b33 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A.KẾT LUẬN Sau trình thí nghiệm, thu kết sau: I Quá trình nuôi cấy tạo sinh khối sấy tạo chế phẩm Lb.plantarum b33, ta thấy: Trong nuôi cấy MRS thay thể, chủng vi khuẩn lactic mang tên Lb.plantarum b33 phát triển tốt 30oC (lượng sinh khối ẩm sinh lít canh trường sau thời gian 18h với chế độ nuôi yếm khí điều kiện thông khí đạt 150 v/p 14,69 (g/l) 42,42 (g/l)) Thực sấy phun nhiệt độ đầu vào 120oC với nồng độ chất mang 18% cho tỷ lệ thu hồi chế phẩm (TLTHCF) cao 3,7% Khi sinh khối Lb.plantarum b33 nuôi cấy 30oC nồng độ tế bào gam chất mang khô tuyệt đối dịch trước sấy từ 1,33E+09 đến 6,72E+08 CFU/g CM mang lại chế phẩm có số tế bào sống từ 3,10E+08 đến 1,80E+08 CFU/g CM với tỷ lệ sống sót cao khoảng từ 23,4% đến 26,7% II Việc ứng dụng chế phẩm vi khuẩn Lb.plantarum b33 để kiểm tra kháng vi sinh vật gây hại môi trường MRS lỏng sản phẩm dưa cải bẹ, ta thu được: Thực nuôi đồng thời vi khuẩn lactic từ chế phẩm (nồng độ 107CFU/ml) nồng độ E.coli nồng độ 102 CFU/ml St.aureus nồng độ 102 CFU/ml Trong muối chua dưa cải bẹ, bổ sung chế phẩm làm chủng khởi động cho trình lên men với nồng độ tế bào sống 107 CFU/g ức chế 3log E.coli 2log St.aureus, cho sản phẩm dưa muối giòn, vàng mùi thơm axit lactic, đạt tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm B.KIẾN NGHỊ Nghiên cứu để lựa chọn môi trường nuôi cấy thích hợp cho sinh trưởng phát triển chủng này, nhằm tìm tế bào sống khoẻ giúp chế phẩm có hoạt lực tốt tỷ lệ sống sót cao 68 Sử dụng số chất độn chất bổ trợ khác trình sấy phun thu hồi chế phẩm nhằm tạo chế phẩm có chất lượng tốt Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm Lb.plantarum b33 vào nhiều sản phẩm lên men khác 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO SÁCH TRONG NUỚC 1.Quách Đính, Nguyễn Vân Tiếp, Nguyễn Văn Thoa Công nghệ sau thu hoạch chế biến rau Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1996 2.Vũ Thị Minh Đức Thực tập vi sinh vật học Trường đại học quốc gia, Hà Nội, 2001 3.Từ Giấy, Hà Huy Khôi, Bùi Minh Đức Bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam Nhà xuất Y học, 2000 4.Lê Thanh Mai Các phương pháp kiểm tra vi sinh vật thực phẩm Bộ môn Công nghệ Sinh học-Thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học-Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Bách Khoa Hà nội 5.Lê Thanh Mai, Nguyễn Thi Hiền, Phạm Thu Thuỷ, Nguyễn Thị Thanh Hằng, Lê Lan Chi Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2004 6.Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Xuân Sâm, Tô Kim Anh Thí nghiệm hoá sinh công nghiệp Trường đại học Bách Khoa, Hà Nội, 1997 7.Nguyễn Văn Thoa, Nguyễn Vân Tiếp, Quách Đính Kỹ thuật bảo quản chế biến rau Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1986 8.Lê Ngọc Tú, Lâm Xuân Thanh, Phạm Thu Thuỷ Tô Kim Anh, Đặng Thị Thu Độc tố học an toàn thực phẩm NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2006 9.Nguyễn Hương Trà, Nguyễn Thị Hồng Hà, Nguyễn Thuỳ Châu Phân lập tuyển chọn số chủng vi khuẩn lactic sinh chất diệt khuẩn sinh học bacteriocin, 2001 10.Kỹ thuật sấy NXB Khoa học&kỹ thuật.Hà Nội, 1997 SÁCH NƯỚC NGOÀI 11.Lactic Acid Bacteria-Microbiological and Functional Aspects edited by University of Turku Turku, Finland; Atte von Wright University of Kuopio Kuopio, 70 Finland; Arthur Ouwehand University of Turku Turku, Finland Copyright © 2004 by Marcel Dekker, Inc All Rights Reserved New York • Basel 12.M.R Adams and M.O Moss Food Microbiology Second Edition Moss University of Surrey, Guildford, UK 13.Whitehead, H.R Cox, G.A The occurrence of bacteriophages in culture of lactic streptococci.NZ J Dairy Sci Technol 1935, 16, 319–320 14.Y.H.Hui George G.Khachatourians Food Biotechnology Microorganisms The center for library resources and educational, media suranable university of technology 15.Boisen, H Selection of bacterial strains for the food industry and their applications in various food products IFST Annual Symp., 1981 16.Cogan, T.M The leuconostocs: milk products In Bacterial Starter Cultures for Food; Gilliland, S.E., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1985; 25–40 17.Hugenholtz, J Citrate metabolism in lactic acid bacteria FEMS Microbiol Rev 1993, 12,165–178 18.Harvey, R.J.; Collins, E.B Role of citratase in acetoin formation by Streptococcus diacetilactis and Leuconostoc citrovorum J Bacteriol 1961, 82, 954–959 19.Cogan, T.M.; O’Dowd, M.; Mellerick, D Effects of pH and sugar on acetoin production from citrate by Leuconostoc lactis Appl Environ Microbiol 1981, 41, 1–8 20.Marshall, V.M Lactic acid bacteria: starters for flavour FEMS Microbiol Rev 1987, 46, 327–336 21.Thompson, J.; Chassy, B.M Uptake and metabolism of sucrose by Streptococcus lactis J Bacteriol 1981, 147, 543–551 22.Cerning, J Exocellular polysaccharides produced by lactic acid bacteria FEMS Microbiol Rev 1990, 87, 113–130 23.Fox, P.F.; Lucey, J.A.; Cogan, T.M Glycolysis and related reactions during cheese manufacture and ripening Crit Rev Food Sci Nutr 1990, 29, 237–253 71 24.Kandler, O Carbohydrate metabolism in lactic acid bacteria Antonie van Leeuwenhoek 1983, 49, 209–224 25.Thomas, T.D; Turner, K.W; Crow, V.L Galactose fermentation by Streptococcus lactis and Streptococcus cremoris: pathways, products and regulation J Bacteriol 1980, 144, 672–682 26.D.A.A.Mossel, J.E.L Corry, C.B Struijk and R.M Baird Essentials of the microbiology of foods John wiley & sons 27.Owen R Fennema Lactic acid bacteria Food science and Technology Marcer Dekker.2004 28.BÜCHI and Labortechnik, Training Papers Spray Drying 2006 29.Bimbenet, J.-J., Schuck, P., Roignant, M., Brule, G., and Mejean, S Heat balance of a multistage spray-dryer: principles and example of application Lait, 2002 82: p 541-551 30.Silva, J., et al Bacteriocin production by spray-dried lactic acid bacteria Letters in Applied Microbiology, 2002 34(2): p 77-81 31.Teixeira, P.M., Castro, H.P., and Kirby, R Spray drying as a method for preparing concentrated cultures of Lactobacillus bulgaricus Journal of Applied Bacteriology, 1995 78: p 456-462 32.Mauriello, G., Aponte, M., Andolfi, R., Moschetti, G., and Villani, F Spraydrying of bacteriocin-producing lactic acid bacteria Journal of Food Protection, 1999 62(773-777) 33.Kim, S.S.a.B., S.R Survival of lactic acid bacteria during spray drying of plain yogurt Journal of Food Science, 1990 55: p 1008-1010,1048 34.Johnson, J.A.C and M.R Etze Properties of Lactobacillus helveticus CNRZ32 attenuated by spray-drying, freeze-drying, or freezing Journal of Dairy Science, 1995 78(4): p 761-768 35.Fu, W.-Y and M.R Etzel Spray drying of Lactococcus lactis ssp Lactis C2 and cellular injury Journal of Food Science 1995 60: p 195-200 72 36.Carvalho, A., S., Silva, J, Ho, P., Teixeia, P., Malcata., F., X., Gibbs, P Relevant factor for the preparation of freeze-died lactic acid bacteria International Dairy Journal, 14, 835-847, Elsevier Science B.V 2004 37.Desmond, C.R., R P.; O’Callaghan, E.; Fitzgerald, G.; Stanton, C Improved survival of Lactobacillus paracasei NFBC 338 in spray-dried powders containing gum acacia J Appl Microbiol., 2002 93(6): p 1003-1011 38.Gardiner, G.E., et al Comparative Survival Rates of Human-Derived Probiotic Lactobacillus paracasei and L salivarius Strains during Heat Treatment and Spray Drying Appl Environ Microbiol., 2000 66(6): p 26052612 39.Simpson, P.J.S., C.; Fitzgerald, G F.; Ross, R P Intrinsic tolerance of Bifidobacterium species to heat and oxygen and survival following spray drying and storage Journal of Applied Microbiology, 2005 99(3): p 493-501 40.Corcoran, B.M., Ross, R.P., Fitzgerald, G., Stanton, C Comparative survival of probiotic lactobacilli spray dried in the presence of prebiotic substances Journal of Applied Microbiology, 2004 96(1024-1039) 41.Linders, L.J.M., et al Combined Influence of Growth and Drying Conditions on the Activity of Dried Lactobacillus plantarum Biotechnol.Prog., 1998 14(3): p 537-539 CÁC TRANG WEB : 42.www.ethesis.helsinki.fi/julkaisut/ela/elint/vk/koort/p olyphas.pdf 43.www.fao.org 44.www.en.wikipedia.org/wiki/Lactic_acid_bacteria 45.www.sinhvietco.com/hoidap/hoi%20dap.doc 73 TÓM TẮT NỘI DUNG Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi khuẩn lactic sử dụng chế biến rau lên men tiến hành hai nội dung sau I Quá trình nuôi cấy tạo sinh khối sấy tạo chế phẩm Lb.plantarum b33: Trong nuôi cấy MRS thay thể, chủng vi khuẩn lactic mang tên Lb.plantarum b33 phát triển tốt 30oC (lượng sinh khối ẩm sinh lít canh trường sau thời gian 18h với chế độ nuôi yếm khí điều kiện thông khí đạt 150 v/p 14,69 (g/l) 42,42 (g/l)) Thực sấy phun nhiệt độ đầu vào 120oC với nồng độ chất mang 18% cho tỷ lệ thu hồi chế phẩm (TLTHCF) cao 3,7% Khi sinh khối Lb.plantarum b33 nuôi cấy 30oC nồng độ tế bào gam chất mang khô tuyệt đối dịch trước sấy từ 1,33E+09 đến 6,72E+08 CFU/g CM mang lại chế phẩm có số tế bào sống từ 3,10E+08 đến 1,80E+08 CFU/g CM với tỷ lệ sống sót cao khoảng từ 23,4% đến 26,7% II Việc ứng dụng chế phẩm vi khuẩn Lb.plantarum b33 để kiểm tra kháng vi sinh vật gây hại môi trường MRS lỏng sản phẩm dưa cải bẹ Thực nuôi đồng thời vi khuẩn lactic từ chế phẩm (nồng độ 107CFU/ml) nồng độ E.coli nồng độ 102 CFU/ml St.aureus nồng độ 102 CFU/ml Trong muối chua dưa cải bẹ, bổ sung chế phẩm làm chủng khởi động cho trình lên men với nồng độ tế bào sống 107 CFU/g ức chế 3log E.coli 2log St.aureus, cho sản phẩm dưa muối giòn, vàng mùi thơm axit lactic, đạt tiêu vệ sinh an toàn thực phẩm 74 ABTRACT Research and development products lactic bacteria used in fermented vegetable processing is carried out following two processes: I The process of creating culture and dried biomass added products Lb.plantarum b33 contain: MRS replace the culture, lactic bacteria strains named Lb.plantarum b33 developed the best 30oC (wet weight biomass was born in liter cultivation time 18h after school with breeding mode and anaerobic conditions and gas reached 150 v/p in turn is 14.69 (g / l) and 42.42 (g / l)) Perform spray inlet 120oC temperature with high concentration with 18% of the rate of recovery of products (TLTHCF) the highest 3.7% When the biomass cultured at 30oC Lb.plantarum b33 and concentration of cells in absolute grams of dry substance with previous drying solution from 1.33E+09 to 6.72 E +08 CFU/g CM will bring a number of products living cells from 3.10E+08 to 1.80E + 08 CFU/g CM with high survival rate ranges from 23.4% to 26.7% II The application of bacterial preparations Lb.plantarum b33 to test resistance harmful microorganisms on the environment MRS liquid and fermentatively satled field cabbage product Implementation inoculated at the same time lactic bacteria from products (concentration 107CFU/ml) and the concentration of E.coli 102 CFU/ml or St.aureus concentration 102CFU/ml In fermentative satl of field cabbage product, making additional preparations for the race start fermentation with living cells the concentration of 107 CFU/g to inhibit the 3logE coli and 2log St.aureus, maked crunchy product, light yellow colour and odor of lactic acid, reaching the target of food hygiene and safety Key words: lactic bacteria, creating culture, dried spray, survival rate, inhibit harmful microorganisms ... khiết (chế phẩm vi khuẩn lactic khiết) có khả kháng khuẩn tốt Chính vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài với tên: Nghiên cứu phát triển chế phẩm vi khuẩn lactic sử dụng chế biến rau lên men Thực... ĐẦU Nghiên cứu ứng dụng trình lên men sản phẩm lên men nhà khoa học thực thành công vào năm cuối kỷ 19 Quá trình lên men lactic nhiều loại vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic không tham gia vào vi c... xuất Ngày nay, vi c nghiên cứu vi khuẩn có lợi nói chung vi khuẩn Lactic nói riêng nhà khoa học nước quan tâm ứng dụng vào số sản phẩm thực phẩm 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu vi khuẩn Lactic Năm 1857,