Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn của vi khuẩn lactobacillus plantarum và ứng dụng trong bảo quản thịt​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH HỢP CHẤT KHÁNG KHUẨN CỦA VI KHUẨN LACTOBACILLUS PLANTARUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THỊT Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : Th.S Phạm Minh Nhựt Sinh viên thực MSSV: 105111082 : Phạm Khánh Hưng Lớp: 10DSH01 TP Hồ Chí Minh, 2014 LỜI CẢM ƠN Qua tháng thực đề tài, em học hỏi nhiều điều việc làm người nghiên cứu khoa học, cách giao tiếp ứng xử ngày, cách làm việc tập thể Tuy có thành công không tránh khỏi thất bại điều giúp em trưởng thành nhiều Với lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, em xin gửi đến thầy Ths Phạm Minh Nhựt Chính quan tâm, động viên, bảo hướng dẫn tận tình thầy giúp em nhiều bước đầu nghiên cứu khoa học Những lời khuyên, kinh nghiêm thầy không giúp em học tập, nghiêng cứu mà cịn giúp em ngày hồn thiện sống Em cảm ơn thầy! Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến chị Lê Ngọc Thùy Trang Chính lịng nhiệt tình tận tâm chị giúp em hiểu nhiều công việc người làm nghiên cứu, người động viên, giúp đỡ em suốt trình làm đồ án Em cảm ơn chị nhiều! Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường, đặc biệt thầy Ths Huỳnh Văn Thành tạo điều kiện cho em nghiên cứu, giúp đỡ em trình làm đồ án phịng thí nghiệm Em xin cảm ơn Hội đồng bảo đồ án quý thầy cô phản biện dành thời gian đọc, nhận xét góp ý cho đồ án em hoàn chỉnh Cảm ơn tập thể lớp 10DSH1 bên cạnh, giúp đỡ động viên trình thực đồ án suốt năm học qua Xin gửi lời cảm ơn đến hai em Nguyễn Thị Bích Thưởng Nguyễn Thị Dung phụ giúp động viên suốt trình làm đồ án Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người sát cánh bên con, quan tâm, ủng hộ, tạo điều kiện động viên suốt thời gian qua Con xin chân thành cảm ơn người! Tp, Hồ Chí Minh, ngày…, tháng…, năm 2014 Sinh viên Phạm Khánh Hưng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thực Các số liệu kết nghiên cứu trình bày đồ án chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nghiên cứu Tp, Hồ Chí Minh, ngày…, tháng…, năm 2014 Sinh viên, Phạm Khánh Hưng Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày nay, hịa vào xu phát triển chung xã hội, sống người ngày nâng cao, nhu cầu ngày cải thiện, nhu cầu ăn uống người nâng cao Cũng từ đó, cơng tác bảo quản thực phẩm ln mối bận tâm nước giới nói chung Việt Nam nói riêng Đặc biệt nhu cầu bảo quản sản phẩm tươi sống tránh khỏi xâm nhiễm vi sinh vật gây bệnh cho người Hiện nay, thực phẩm tiêu thụ thị trường bảo quản nhiều phương pháp khác như: phương pháp vật lý, phương pháp hóa học… đó, việc bảo quản chất hóa học sử dụng phổ biến Tuy nhiên, thiếu hiểu biết lạm dụng mục đích kinh tế, nhiều nơi sử dụng hóa chất không phép sử dụng dùng liều lượng quy định Trong đó, phương pháp vật lý thường không mang lại mùi vị, chất lượng ban đầu, đồng thời trạng thái có phần thay đổi địi hỏi quy trình cần nhiều thời gian Các phương pháp bảo quản nhiều hạn chế, đặc biệt bảo quản phương pháp hóa học làm ảnh hưởng dài lâu tới sức khỏe người môi trường Nếu chất phụ gia thực phẩm có nguồn gốc hóa học có tác dụng bảo quản tốt, ngăn chặn xâm nhiễm vi sinh vật gây ảnh hưởng đến sức khỏe hướng nghiên cứu tìm đến chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên, an toàn đặc hiệu loại vi sinh vật gây hại quan tâm Do đó, việc nghiên cứu tìm sử dụng chất có nguồn gốc sinh học để bảo quản thực phẩm ngày quan tâm phát triển Và việc tìm bacteriocin bước ngoặt lớn bảo quản thực phẩm Đây chất có nguồn gốc sinh học cho phép sử dụng bảo quản thực phẩm Vi khuẩn có khả sinh tổng hợp bacteriocin không xa lạ với chúng ta, vi khuẩn lactic, vi khuẩn người sử Đồ án tốt nghiệp dụng phổ biến thực phẩm từ hàng ngàn năm Bacteriocin hợp chất kháng khuẩn có chất peptide tổng hợp ribosome vi khuẩn Gram âm vi khuẩn Gram dương, có hoạt tính kìm hãm đặc hiệu hay ức chế mạnh mẽ đến sinh trưởng phát triển số vi khuẩn khác Ngoài bacteriocin, chủng LAB q trình sinh trưởng phát triển, LAB cịn sản sinh môi trường số hợp chất thứ cấp loại acid hữu acid lactic, acid acetic, acid propionic, ethanol, CO2, H2O2… Nhờ giá trị đặc biệt bacteriocin nói riêng hoạt chất có hoạt tính sinh học nói chung mà chế phẩm bảo quản thực phẩm mang hoạt tính sinh học ngày trọng phát triển không ngừng khẳng định vị thị trường đem lại lợi ích ngày cao Năm 2013, Lê Ngọc Thùy Trang thực nghiên cứu “Phân lập khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả sinh hợp chất kháng khuẩn vi khuẩn Lactobacillus plantarum” với mục tiêu chọn chủng vi khuẩn lactic có khả sản sinh hợp chất kháng khuẩn có tính đối kháng mạnh chủng vi khuẩn thị từ nguồn thực phẩm lên men truyền thống Kết phân lập chủng vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 từ sữa chua lên men truyền thống cho khả sinh hợp chất kháng khuẩn cao, đồng thời xác định thành phần môi trường MRS OPTSC01 tối ưu cho sản sinh hợp chất kháng khuẩn L plantarum SC01 Từ nghiên cứu thu dịch nuôi cấy L plantarum SC01 có hoạt tính kháng khuẩn cao Tuy nhiên, việc trì hoạt tính kháng khuẩn mức độ ứng dụng dịch kháng khuẩn chưa xác định Việc đánh giá hoạt tính yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn từ L plantarum SC01 điều cần thiết để làm tiền đề cho ứng dụng sau Với ý nghĩa thực tiễn ý nghĩa khoa học vậy, tiến hành thực đề tài “Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum ứng dụng bảo thịt” Nghiên cứu hy vọng làm tiền đề cho nghiên cứu việc tạo chất bảo quản thực phẩm có nguồn gốc sinh học ứng dụng trình bảo quản thực Đồ án tốt nghiệp phẩm Đề tài mang tính kế thừa thực Phịng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Mơi trường, Trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bước đầu đánh giá hiệu bảo quản thịt heo hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 - Đánh giá hiệu bảo quản thịt heo hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn L plantarum SC01 phân lập Lê Ngọc Thuỳ Trang (2013) - Đánh giá hiệu bảo quản hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 thịt heo Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan vi khuẩn lactic 1.1.1 Đặc điểm chung vi khuẩn lactic 1.1.1.1 Lịch sử phát phân bố vi khuẩn lactic Qua nhiều kỷ, nhà khoa học giới phân lập giải thích q trình sinh hóa nhiều chủng vi khuẩn lactic Năm 1780, nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhemlm Scheele lần tách acid lactic từ sữa bò lên men gọi “acid sữa” (Nguyễn Lân Dũng, 2002) Năm 1874, Blondeau công nhận acid lactic sản phẩm cuối chuỗi phản ứng trình lên men Năm 1857, Louis Pasteur chứng minh việc làm chua sữa kết hoạt động nhóm vi khuẩn đặc biệt vi khuẩn lactic Năm 1878, Joseph Lister phân lập thành công vi khuẩn lactic đặt tên Bacterium lactic (nay gọi Streptococcus lactic) (Nguyễn Thành Đạt, 2001) Từ đến nay, nhiều loại vi khuẩn lactic phân lập nghiên cứu Công nghiệp lên men để sản xuất acid lactic nói năm 1881 (Nguyễn Lân Dũng, 2002) Ngày trình lên men lactic ứng dụng quy mô lớn Do đó, chủng vi khuẩn lactic sử dụng phải có hoạt tính sinh học cao Trong đó, sử dụng nhiều số loài thuộc chi Lactobacillus Streptococcus Vi khuẩn lactic tên gọi vi khuẩn sinh acid sản phẩm q trình chuyển hóa cacbon hydrat Vi khuẩn lactic phân bố rộng rãi tự nhiên Chúng có bề mặt rau, củ, quả, thịt, cá, tôm; phân, rác, xác động vật thực vật; niêm mạc miệng niêm mạc ruột người, gia súc, gia cầm Đặc biệt, sản sản phẩm muối chua dưa cà muối, tôm chua, sữa chua, nem chua… có nhiều vi Đồ án tốt nghiệp khuẩn lactic Ngồi ra, có số lồi vi khuẩn lactic sống kí sinh thực vật, hút chất tiết từ mô (Salmen Deighton, 1998) Có thể nhắc đến số lồi sản phẩm sau: - Trong sữa sản phẩm từ sữa thường gặp L bulgarius, L helviticus, L casei, L ferment, L brevis Để tồn môi trường vi khuẩn lactic phải tổng hợp ATP từ chất lactose - Trên bề mặt thực vật, xác thực vật bị phân hủy loại rau quả, trái cây: L plantarum, L delnikii, L ferment, L brevis - Trong ruột niêm dịch người động vật có: L acidophilus, S faecalis, S bovis, S salivanius, S pyogenes 1.1.1.2 Đặc điểm hình thái Các vi khuẩn lactic khác có hình dạng kích thước khác Ngồi hình dạng kích thước tế bào vi khuẩn lactic phụ thuộc vào mơi trường, điều kiện ni cấy có mặt oxi - Giống Streptococcus có dạng tế bào hình trịn hình ovan đường kính khoảng 0,5 – 1,0 µm, xếp riêng biệt, theo cặp đôi chuỗi dài Hình 1.1 Tế bào Streptococcus - Giống Pediococcus có dạng cầu khuẩn, dạng bát cầu khuẩn hay tụ cầu khuẩn Đồ án tốt nghiệp Hình 1.2 Tế bào Pediococcus - Giống Bifidobacterium có hình dạng biến đổi, đơi có hình que, có lúc lại có hình ovan Hình 1.3 Tế bào Bifidobacterium - Giống Leuconostoc có hình dạng dài hình ovan, đường kính từ 0,5 – 0,8 µm, xếp thành chuỗi khơng tạo thành đám tập trung Hình 1.4 Tế bào Leuconostoc Đồ án tốt nghiệp D.6 Kết ức chế vi khuẩn E coli dịch vi khuẩn L plantarum sau điều chỉnh pH ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by pH Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by pH Method: 95.0 percent LSD pH 10 11 Đồ án tốt nghiệp D.7 Kết ức chế vi khuẩn Salmonella dịch vi khuẩn L plantarum sau điều chỉnh pH ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by pH Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by pH Method: 95.0 percent LSD pH 10 12 Đồ án tốt nghiệp D.8 Kết ức chế vi khuẩn S aureus dịch vi khuẩn L plantarum sau điều chỉnh pH ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by pH Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by pH Method: 95.0 percent LSD pH 10 13 Đồ án tốt nghiệp D.9 Kết ức chế vi khuẩn B subtilis dịch vi khuẩn L plantarum sau điều chỉnh pH ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by pH Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by pH Method: 95.0 percent LSD pH 10 14 Đồ án tốt nghiệp D.10 Kết ức chế vi khuẩn L monocytogenes dịch vi khuẩn L plantarum sau điều chỉnh pH ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by pH Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by pH Method: 95.0 percent LSD pH Count 10 3 3 15 Đồ án tốt nghiệp D.11 Kết ức chế vi khuẩn E coli dịch vi khuẩn L plantarum sau bổ sung chất hoạt động bề mặt ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Method: 95.0 percent LSD Chất hoạt động bề mặt Urea Tween 80 Tween 20 SDS DC EDTA 16 Đồ án tốt nghiệp D.12 Kết ức chế vi khuẩn Salmonella dịch vi khuẩn L plantarum sau bổ sung chất hoạt động bề mặt ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Method: 95.0 percent LSD Chất hoạt động bề mặt Urea Tween 80 Tween 20 SDS DC EDTA 17 Đồ án tốt nghiệp D.13 Kết ức chế vi khuẩn S aureus dịch vi khuẩn L plantarum sau bổ sung chất hoạt động bề mặt ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Method: 95.0 percent LSD Chất hoạt động bề mặt Urea Tween 80 Tween 20 SDS DC EDTA 18 Đồ án tốt nghiệp D.14 Kết ức chế vi khuẩn B subtilis dịch vi khuẩn L plantarum sau bổ sung chất hoạt động bề mặt ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Method: 95.0 percent LSD Chất hoạt động bề mặt Urea SDS Tween 80 Tween 20 DC EDTA 19 Đồ án tốt nghiệp D.15 Kết ức chế vi khuẩn L monocytogenes dịch vi khuẩn L plantarum sau bổ sung chất hoạt động bề mặt ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Chất hoạt động bề mặt Method: 95.0 percent LSD Chất hoạt động bề mặt Urea Tween 80 Tween 20 SDS DC EDTA 20 Đồ án tốt nghiệp D.16 Kết ức chế vi khuẩn E coli dịch vi khuẩn L plantarum theo thời gian khảo sát ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Method: 95.0 percent LSD Thời gian 6h 18h 24h 12h 48h 42h 36h 30h 21 Đồ án tốt nghiệp D.17 Kết ức chế vi khuẩn Salmonella dịch vi khuẩn L plantarum theo thời gian khảo sát ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Method: 95.0 percent LSD Thời gian 6h 18h 24h 48h 12h 42h 36h 30h 22 Đồ án tốt nghiệp D.18 Kết ức chế vi khuẩn S aureus dịch vi khuẩn L plantarum theo thời gian khảo sát ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Method: 95.0 percent LSD Thời gian 6h 18h 24h 48h 12h 42h 36h 30h 23 Đồ án tốt nghiệp D.19 Kết ức chế vi khuẩn B subtilis dịch vi khuẩn L plantarum theo thời gian khảo sát ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Method: 95.0 percent LSD Thời gian 6h 18h 12h 24h 48h 42h 30h 36h 24 Đồ án tốt nghiệp D.20 Kết ức chế vi khuẩn L monocytogenes dịch vi khuẩn L plantarum theo thời gian khảo sát ANOVA Table for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Source Between groups Within groups Total (Corr.) Multiple Range Tests for Tỷ lệ ức chế by Thời gian Method: 95.0 percent LSD Thời gian 6h 18h 24h 48h 12h 42h 36h 30h 25 ... cứu Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính bước đầu đánh giá hiệu bảo quản thịt heo hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum SC01 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng. .. tài ? ?Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum ứng dụng bảo thịt” Nghiên cứu hy vọng làm tiền đề cho nghiên cứu vi? ??c tạo chất bảo quản thực... hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính hợp chất kháng khuẩn L plantarum SC01 phân lập Lê Ngọc Thuỳ Trang (2013) - Đánh giá hiệu bảo quản hợp chất kháng khuẩn từ vi khuẩn Lactobacillus plantarum