sinh khối và ứng dụng của vi khuẩn lactobacillus acidophilus

TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: SINH KHỐI VÀ ỨNG DỤNG CỦA VI KHUẨN LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Lâm Đoàn LỜI MỞ ĐẦU Trong đời, hẳn nghe qua từ “Chế phẩm sinh học” hẳn khơng người có nhiều kiến thức hiểu biết Có thể phân vân chưa hiểu hết vấn đề như: Chế phẩm sinh học gì? Chế phẩm sinh học có tác dụng gì? Probiotic sử dụng hiệu để phòng bệnh cho người gia súc, gia cầm Nhiều vi sinh sử dụng để sản xuất chế phẩm ứng dụng hiệu nhằm kiểm sốt trùng gây hại cho trồng vi khuẩn Bacillus thuringiensis, nấm beauveria bassiana, metarrhizium anisopliae, virut NPV,… chế phẩm vi sinh sử dụng để làm phân bón vi sinh nhằm phân giải chất hữu làm giàu cho đất, phân giải lân khó tiêu thành lân dễ tiêu để trồng hấp thu Tuy nhiên, việc sử dụng chế phẩm ni thuỷ sản mẻ Vậy kết luận mục đích việc sử dụng chế phẩm sinh học nhằm cải thiện bổ sung chức vi sinh vật hệ tiêu hoá vật chủ để giúp vật chủ hay ăn chóng lớn, tiết kiệm chi phí đầu vào, giảm bệnh tật Các chủng loại chế phẩm sinh học: • Nhóm 1: gồm vi sinh vật sống vi khuẩn thuộc nhóm Bacillus, tactobacillus,… thường trộn vào thức ăn để kích thích tiêu hố, giúp tăng trưởng,… • Nhóm 2: gồm vi sinh vật có tính đối kháng cạnh tranh thức ăn với vi sinh vật gây bệnh vi khuẩn Bacillus spp đùng xử lý chất thải hữu khí độc mơi trường ao ni • Nhóm 3: gồm vi sinh vật cải thiện chất lượng môi trường vi khuẩn Nitrosomonas sp, Nitrobacter,… Được dùng xử lý nước ao nuôi đáy Tiểu luận sâu vào tìm hiểu chủng vi khuẩn nhóm có tên Lactobacillus acidophilus I, Giới thiệu chung 1, Lịch sử - Lactobacillus acidophilus lần phân lập Moro (1900) từ phân trẻ sơ sinh qua phẫu thuật Ơng mơ tả đặc điểm trao đổi chất, phân loại chức vi - khuẩn Năm 1906 Metchnikoff xuất “The prologation of life optinistic studies” Ông chứng minh vi khuẩn lactic yogurt bulgarian nhân tố chống lại thối rữa ruột lão hóa Tuy nhiên sau người ta khám phá chủng vi khuẩn khơng thể sống sót qua dày ruột Do người ta nhanh chóng thay chúng vi khuẩn chủng L Acidophilus probiotic ruột Họ thấy nhiều vi khuẩn Lactobacillus lên men đồng hình dị hình sống ruột, miệng âm đạo chiếm ưu số lồi Lactobacillus lên men đồng hình tạo thành nhóm gọi phức hợp Lactobacillus acidophilus 2, Đặc điểm - Lactophillus acidophilus ( vi khuẩn yêu sữa- tiếng La-tinh) - chi Lactobacillus, khuẩn gram dương Chúng có dạng trực khuẩn dài chịu nhiệt Tế bào hình que, đầu tròn, kích thước 0,6 - 0,9 x 1,5-6 µm đứng riêng rẻ, xếp thành đôi hay - thành chuỗi ngắn, không di động, không sinh bào tử Phát triển thuận lợi điều kiện pH thấp ( 5.0), nhiệt độ 37ºC, L acidophilus sinh sản cách chia đôi hay trực phân Lactobacillus acidophiluslà dạng probiotic sử dụng thường xuyên Là vi khuẩn có lợi trú ruột, âm đạo, phân người động vật Chúng có khả sinh Bacteriocin chất - có hoạt tính ức chế vi khuẩn gậy bệnh đường ruột Lactobacillus acidophilus có khả lên men loại đường: glucose, fructose, galactose, mannose không lên men xylose, arabinose, rannose, glycerol, mannitol, sorbitol, inositol Cho phản ứng: methyl red (+), indol (-), VP (-), citrate, khả đơng vón - sữa(+) Hình ảnh: ( Nguồn: Internet) II, Quy trình sản xuất thu nhận sinh khối vi khuẩn Lactocillus acidophilus 1, Sơ đồ trình sản xuất Quá trình sản xuất thu nhận sinh khối vi khuẩn lactobacillus acidophilus Nguyên liệu Xử lý nguyên liệu Giống VSV Nhân giống Thanh trùng Lên men Ly tâm Lọc Sấy Đóng gói Thành phẩm 2,Thuyết minh quy trình: 2.1 Chuẩn bị mơi trường: - Thành phần nguyên liệu (mật rỉ đường): nước 20%, chất khô chiếm 80 – 85% Trong chất khơ có 60% đường 40% chất phi - đường Xử lý nguyên liệu : Mục đích: loại bỏ tạp chất khơng mong muốn vi sinh vật tạp nhiễm, thủy phân dịch đường thành đường đơn, chuẩn bị cho - trình acid hóa Biến đổi: Hóa học: giảm nồng độ chất khơ Vật lý: giảm độ nhớt Hóa lý: tăng độ hòa tan chất Thực q trình:pha loãng, pha dịch lên men, trùng - dịch Pha loãng với nước theo tỉ lệ Vmật rỉ : Vnước = 1:3 Sau cho lượng acid sunfuric đậm đặc vào ( lượng acid : 5% khối lượng dung dịch) Trong giai đoạn này, ta đun dung dịch đến 90-95 oC - Sau ta tiến hành ly tâm thu dịch Tiếp tục thêm nước để đạt dung dịch có nồng độ đường từ 15- - 22%.Đây nồng độ đường thích hợp cho trình lên men Thêm dung dịch NaHCO3 đến dung dịch đạt pH = 6.0 - 7.0 Ly tâm thu dịch trong: Mục đích chuẩn bị cho q trình lên men, loại bỏ tạp chất giữ lại chất hòa tan, tách pha rắn khỏi pha lỏng, tăng độ tron giảm khối lượng - riêng dung dịch Thanh trùng môi trường: Mục đích: tiêu diệt ức chê vi sinh vật hoạt tính enzyme - mơi trường tạo điều kiện cho giống phát triển Chú ý: chế độ trùng dao động khoảng 80 – 90 0C 30 đến 60 phút - Tránh giảm giá trị dinh dưỡng môi trường 2.2 Nhân giống lactobacillus: - Yêu cầu: số lượng tế bào môi trường phải lên giá trị cao nhất, thời gian ngắn nhất, với chi phí thấp, đảm bảo giống khiết ( tránh hư hỏng trình lên men sản phẩm không đạt yêu - cầu) Tiến hành nhân giống: Cấy giống vào lượng canh trường xác định cho vào môi trường dinh dưỡng xử lý nhiệt sau điều chỉnh nhiệt độ thích hợp Giữ nhiệt độ thời gian nuôi cấy - không đổi suốt giai đoạn Trong PTN: + Giống nhân bình cầu nhiệt độ 37 – 40 0C, cho canh trường lỏng vào, tỷ lệ 5% thể tích Giữ 40 – 45 0C, sau – 10h - giống đạt yêu cầu đung nhân tiếp tục thể tích lớn Trong phân xưởng + Vi khuẩn lactic nuôi cấy riêng phân xưởng nhân giống Khi lượng giống đảm bảo số lượng tế bào ( khoảng x10 tế bào/1 ml), tiến hành lên men 2.3 Lên men - Mục đích: Thơng qua hoạt động sống vi sinh vật điều kiện thích hợp để chuyển hóa đường đạm tăng sinh khối Nồng độ dịch lên men là: 15 – 22 % - Quá trình lên men gồm pha điển hình: + Pha tạo sinh khối • Sự tạo thành sinh khối phát triển khoảng 12-18 đầu sau bắt đầu lên men Sử dụng hết khoảng 25% nguồn cacbon, gần tất nguồn Nitơ + Pha tạo thành Acid lactic: • Tốc độ tạo sinh khối chậm lại Lúc acid lactic bắt đầu tích tụ dịch lên men với hàm lượng ngày tăng dần Tốc độ tổng hợp trung bình 0.8-1 g/lit.giờ Khi bắt đầu acid lactic carbohydrate mơi - trường sử dụng gần hết Lactobacillus vi khuẩn hiếu khí, nên vi sinh vật nhiễm dễ phát triển sinh enzyme khác, làm giảm hoạt lực enzyme sinh tổng hợp acid lactic Mặt khác, cớ chất cho vào nhiều lần, thông số công nghệ thiết bị lên men thay đổi, khó điều khiển Hiệu suất tổng hợp acid lactic không cao - Phương pháp thích hợp lên men tĩnh, lên men tĩnh có bổ sung chất Tuy nhiên, kiểm soát vi sinh vật nhiễm thơng số cơng nghệ lên men liên tục cho suất sản lượng acid lactic cao - Nhiệt độ trình lên men: 32 – 370C - pH trình lên men trì 5,5 – 6,0 - Lượng khơng khí đưa vào dung dịch lên men/1 phút Thông thường thời gian lên men : 24 – 48 2.4 Lọc Mục đích: thu nhận sinh khối vi khuẩn Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc thùng quay 2.5 Ly tâm - Mục đích: Tách pha rắn lỏng sau kết tinh nhằm tạo điều kiện - - thuận lợi cho trình sấy Pha rắn: gồm acid lactic kết tinh lắng xuống, thu acid - lactic ẩm Pha lỏng: gồm nước acidlactic khơng kết tinh hòa tan vào ta - gọi nước Phần nước đưa kết tinh lại Thiết bị: Sử dụng thiết bị ly tâm ngang để tách pha rắn lysine pha lỏng nước 2.6 Sấy - Mục đích: thu chế phẩm dạng hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho - trình bảo quản Thông số kỹ thuật Độ ẩm acid lactic sau sấy – 12% Thời gian sấy khoảng Nguyên lý làm việc: +Sử dụng vi song sản xuất sản sinh vi song để thực làm nóng nguyên liệu cần sấy tác động vào nguyên tử nước nguyên liệu dung môi, nhận lượng biến thành nhiệt bay để đạt mục đích sấy nguyên liệu diệt khuẩn 2.7 Đóng gói: - Mục đích: acid lactic sau làm nguội đưa thiết bị phân loại vào thiết bị đóng gói để phân riêng hạt có kích thước giống thuận lợi cho trình phân phối bảo quản sản phẩm sau - Máy đóng gói túi 10kg tạo điều kiện thuận lợi cho trình bảo quản vận chuyển sử dụng - Bảo quản nhiệt độ – oC Lưu ý: Nếu muốn bảo quản lâu dài ta cho canh trường lỏng vào ly tâm lạnh để tách sinh khối, sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để tách ẩm nghiền rây để thu chế phẩm dạng hạt Giống đơng khơ bảo quản 0C bảo tồn hoạt tính ban đầu thời gian năm - Thành phẩm: + Chỉ tiêu chất lượng: + Tỉ lệ sống sót: 60 – 70% + Độ ẩm: – 12 % + Kích thước hạt: tùy theo mục đích nhỏ tốt, khoảng – mm + Màu sắc hạt: vàng nhạt Khơng có Oxy, có mặt Oxy nhanh chóng làm hư sản phẩm III, Ứng dụng vi khuẩn, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus - Lactobacillus acidophilus loại probiotic tự nhiên có miệng, đường tiêu hóa âm đạo người động vật Kết hợp với vi khuẩn khác, lactobacillus acidophilus góp phần giữ cho ruột chúng khỏe mạnh Nhiều nghiên cứu cho thấy L.acidophilus có hiệu điều trị nhiễm trùng âm đạo có tác dụng probiotic hữu ích điều trị tieu chảy, IBS (hội chứng ruột kích thích), táo bón, không dung lạp lactose tăng cường miễn dịch Sản phẩm chứa L.acidophilus thông dung sản phẩm từ sữa (sữa lên men, yogurt); viên nang, viên nén viên nhai, bột; thuốc đạn dung cho âm - đạo, dung dịch lỏng Một số bác sĩ thường kê L.acidophilus với đơn thuốc kháng sinh họ Mặc dù thuốc kháng sinh có thê giúp điều trị bệnh nhiễm trùng vi khuẩn chúng giết vi khuẩn lành mạnh không lành mạnh Nên việc bổ sung cần thiết khơng bổ sung đến tháng để thiết lập lại hệ thực vật ruột khỏe mạnh Ở nhiều nước, thức ăn lên men có chứa L.acidophilus ăn phần bình thường chế độ ăn hàng ngày - Hiện nay, L.acidophilus nghiên cứu khả làm giảm cholesterol đặc tính chống ung thư nó, đặc biệt ung thư đại - tràng Bên cạnh việc tạo cảm giác sức khỏe sử sụng L.acidophilus để điều trị ngăn ngừa triệu chứng khác nhau: + Giúp chữa bệnh tiêu chảy, bao gồm bệnh tiêu chảy nhiễm trùng đường tiêu hóa tiêu chảy virus rota trẻ em chứng tiêu chảy du lịch Nó giúp ngừa trị bệnh tiêu chảy sử dụng thuốc kháng sinh, chống lại lồi khuẩn có hại khuẩn clostridium dificile gây tiêu chảy + Giúp ngăn chặn loại virus, vi khuẩn gây nhiễm trùng eczema (bệnh viêm da dị ứng), trị mụn trị nhiễm trùng âm đạo Nó làm giảm triệu chứng bệnh Lyme, mề đay giúp tăng - cường hệ miễn dịch Có tác dụng giảm độ cholesterol máu, giúp chữa bệnh cholesterol cao Lợi khuẩn hoạt động cách hấp thu cholesterol cao Lợi khuẩn hoạt động cách hấp thu cholesterol từ hệ tiêu hóa sử dụng lượng cholesterol để tạo màng tế bào cho mình, từ - giảm lượng cholesterol vào máu Một tác dụng khác L.acdophilus chống tái phát bênh ung thư niêm mạc bàng quang, Tuy nhiên, nhà nghiên cứu chua khẳng định tác - dụng lợi khuẩn L.acidophilus Lactobacillus acidophilus chất bổ sung an tồn bổ ích mà thường sử dụng cho sức khoẻ dày-ruột Khuyến cáo bổ sung cho L acidophilus sau điều trị kháng sinh Nhiều nghiên cứu cho thấy vi khuẩn góp phần vào hệ thống miễn dịch khỏe mạnh, có hiệu điều trị dạng bệnh tiêu chảy táo bón, số trường hợp nhiễm trùng âm đạo Các nghiên cứu cho thấy L acidophilus làm giảm cholesterol, làm giảm khó chịu dày triệu chứng xảy với IBS Một số thực phẩm chứa lactobacillus acidophilus, bổ sung cách tốt để đảm bảo liều chuẩn cho ruột khỏe mạnh ... khoảng – mm + Màu sắc hạt: vàng nhạt Khơng có Oxy, có mặt Oxy nhanh chóng làm hư sản phẩm III, Ứng dụng vi khuẩn, sinh khối vi khuẩn Lactobacillus acidophilus - Lactobacillus acidophilus loại probiotic... trường sử dụng gần hết Lactobacillus vi khuẩn hiếu khí, nên vi sinh vật nhiễm dễ phát triển sinh enzyme khác, làm giảm hoạt lực enzyme sinh tổng hợp acid lactic Mặt khác, cớ chất cho vào nhiều... tiêu chảy sử dụng thuốc kháng sinh, chống lại lồi khuẩn có hại khuẩn clostridium dificile gây tiêu chảy + Giúp ngăn chặn loại virus, vi khuẩn gây nhiễm trùng eczema (bệnh vi m da dị ứng) , trị mụn