bước đầu nghiên cứu quy trình sản xuất chiết xuất nấm men ứng dụng làm phụ gia thực phẩm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƢỞNG CẤP TRƢỜNG BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHIẾT XUẤT NẤM MEN ỨNG DỤNG LÀM PHỤ GIA THỰC PHẨM Mã số đề tài Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơng nghệ sinh học TP Hồ Chí Minh, tháng 4/2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƢỞNG CẤP TRƢỜNG BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHIẾT XUẤT NẤM MEN ỨNG DỤNG LÀM PHỤ GIA THỰC PHẨM Mã số đề tài Thuộc nhóm ngành khoa học: Cơng nghệ sinh học Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thanh Tâm Nữ: Nguyễn Đình Huy Nam Trần Thu Hương Nữ Phạm Thị Nguyệt Nữ Cún Tắc Sầu Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Công nghệ sinh học Ngành học: Công nghệ sinh học Năm thứ: 4/Số năm đào tạo:4 Người hướng dẫn: ThS Như Xuân Thiện Chân TP Hồ Chí Minh, tháng 4/2014 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ Phần 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 1.2 1.3 1.4 Tổng quan phụ gia thực phẩm 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại Giới thiệu chiết xuất nấm men 1.2.1 Định nghĩa: 1.2.2 Nguyên liệu chế sản xuất 1.2.3 Thành phần dinh dưỡng 1.2.4 Ứng dụng 11 Tổng quan nấm men 12 1.3.1 Lịch sử nấm men 12 1.3.2 Phân loại nấm men 12 1.3.3 Cấu tạo thành phần hóa học 12 1.3.4 Sự sinh trường phát triển Saccharomyces cerevisiae 15 1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng nấm men 17 1.3.6 Các phương pháp phá vỡ tế bào nấm men 19 Giới thiệu enzyme protease 29 1.4.1 Định nghĩa phân loại 29 1.4.2 Nguồn thu nhận 30 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng enzyme 31 1.4.4 Ứng dụng 34 Phần 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1 Vật liệu nghiên cứu 36 2.1.1 Địa điểm thí nghiệm 36 2.1.2 Ngun liệu hóa chất thí nghiệm 36 2.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 36 2.1.4 Môi trường nuôi cấy nấm men 37 2.2 2.3 Phương pháp nghiên cứu 38 2.2.1 Quy trình sản xuất 38 2.2.2 Sơ đồ nghiên cứu 40 Bố trí thí nghiệm 42 2.3.1 Khảo sát nguyên liệu nấm men 42 2.3.2 Khảo sát môi trường nuôi cấy thời gian thu sinh khối nấm men 42 2.3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tự phân nấm men 43 2.3.4 Khảo sát trình tự phân nấm men kết hợp bổ sung enzyme 51 2.3.5 Khảo sát trình tự phân kết hợp bổ sung muối ethanol 58 2.3.6 Khảo sát q trình tự phân kết hợp lạnh đơng 64 2.3.7 So sánh hiệu phương pháp phá vỡ tế bào 66 2.3.8 Khảo sát q trình đặc nhiệt 67 2.3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm 67 Phần 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 69 3.1 Khảo sát nguyên liệu nấm men 70 3.2 Khảo sát môi trường thời gian nuôi cấy nấm men 70 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tự phân nấm men 72 3.4 3.3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ nấm men/nước 72 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 75 3.3.3 Ảnh hưởng pH 77 3.3.4 Ảnh hưởng thời gian 78 3.3.5 Quy hoạch thực nghiệm trình tự phân 80 Khảo sát trình tự phân nấm men kết hợp bổ sung enzyme 81 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ enzyme Alcalase trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 81 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 83 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng pH trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 85 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 86 3.4.5 Quy hoạch thực nghiệm trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 88 3.5 3.6 Khảo sát trình tự phân kết hợp bổ sung muối ethanol 89 3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối đến trình tự phân 89 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ethanol đến trình tự phân 91 3.5.3 Quy hoạch thực nghiệm 92 Khảo sát trình tự phân kết hợp phương pháp vật lí 93 3.6.1 Khảo sát q trình lạnh đơng 93 3.6.2 Khảo sát q trình lạnh đơng kết hợp tự phân 95 3.7 So sánh hiệu phương pháp phá vỡ tế bào 96 3.8 Khảo sát q trình đặc nhiệt 96 3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm 98 Phần 4: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 99 4.1 Kết luận 100 4.2 Kiến nghị 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 PHỤ LỤC i DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần chiết xuất nấm men 10 Bảng 1.2: Thành phần vitamine chiết xuất nấm men 10 Bảng 1.3: Thành phần acid amin chiết xuất nấm men 10 Bảng 1.4: Các thành phần vách tế bào nấm men 13 Bảng 2.1: Phương pháp khảo sát thành phần nấm men 42 Bảng 2.2: Bố trí thí nghiệm khảo sát môi trường thời gian nuôi cấy 43 Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ nấm men/ nước 45 Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ 46 Bảng 2.5: Bố trí thí nghiệm khảo sát pH 47 Bảng 2.6: Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian 48 Bảng 7: Điều kiện thí nghiệm q trình tự phân 50 Bảng 8: Kế hoạch bố trí thí nghiệm q trình tự phân 50 Bảng 2.9: Bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ enzyme Alcalase 52 Bảng 2.10: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 53 Bảng 2.11: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng pH 54 Bảng 2.12: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian 55 Bảng 13: Điều kiện thí nghiệm q trình tự phân kết hợp bổ sung enzyme 57 Bảng 14: Kế hoạch bố trí thí nghiệm tự phân có bổ sung enzyme 57 Bảng 2.15: Bảng bố trí thí nghiệm nồng độ muối 59 Bảng 2.16: Bảng bố trí thí nghiệm nồng độ ethanol 61 Bảng 17: Điều kiện thí nghiệm q trình tự phân kết hợp bổ sung muối ethanol 62 Bảng 18: Kế hoạch bố trí thí nghiệm tự phân kết hợp bổ sung muối ethanol 63 Bảng 2.19: Bảng bố trí thí nghiệm lạnh đơng-rã đơng 65 Bảng 2.20: Bố trí thí nghiệm kết hợp lạnh đơng q trình tự phân 65 Bảng 21: So sánh hiệu phương pháp phá vỡ tế bào nấm men 66 Bảng 2.22: Bố trí thí nghiêm q trình đặc 67 Bảng 2.23: Đánh giá thành phần có sản phẩm chiết xuất nấm men cô đặc 68 Bảng 3.1: Kết hàm lượng thành phần nguyên liệu nấm men 70 Bảng 3.2: Số tế bào nấm men 1ml dịch nuôi cấy theo phương pháp đo độ đục (*109 cfu/ml) 70 Bảng 3.3: Ảnh hưởng tỉ lệ nấm men/nước đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 72 Bảng 4: Ảnh hưởng tỉ lệ nấm men/nước đến hàm lượng thu hồi chất khô dịch tự phân 74 Bảng 3.5: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 75 Bảng 3.6: Ảnh hưởng pH đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 77 Bảng 3.7: Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 78 Bảng 8: Kết quy hoạch thực nghiệm 80 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ enzyme Alcalase đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 81 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin dịch tự phân có bổ sung enzyme 83 Bảng 3.11: Ảnh hưởng pH đến hàm lượng acid amin dịch tự phân có bổ sung enzyme 85 Bảng 12: Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng acid amin dịch tự phân có bổ sung enzyme 86 Bảng 13: Kết quy hoạch thực nghiệm 88 Bảng 3.14: Ảnh hưởng nồng độ muối đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 89 Bảng 3.15: Ảnh hưởng nồng độ ethanol đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 91 Bảng 3.16: Kết quy hoạch thực nghiệm 92 Bảng 3.17: Kết q trình lạnh đơng – rã đơng 93 Bảng 3.18: Kết thí nghiệm lạnh đông kết hợp tự phân 95 Bảng 19: So sánh hiệu phương pháp phá vỡ tế bào nấm men 96 Bảng 3.20: Kết trình cô đặc nhiệt 96 Bảng 3.21: Đánh giá thành phần có sản phẩm chiết xuất nấm men đặc 98 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Chiết xuất nấm men dạng bột Hình 1.2: Sự phát triển nấm men 16 Hình 3.1: Biểu đồ thể ảnh hưởng môi trường thời gian nuôi cấy đến số tế bào nấm men 71 Hình 3.2: Biểu đồ thể ảnh hưởng tỉ lệ nấm men/nước đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 73 Hình 3.3: Biểu đồ thể ảnh hưởng tỉ lệ nấm men/nước đến hàm lượng chất khô dịch tự phân 74 Hình 3.4: Biểu đồ thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 76 Hình 3.5: Biểu đồ thể ảnh hưởng pH đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 77 Hình 3.6: Biểu đồ thể ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 79 Hình 3.7: Biểu đồ thể ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 82 Hình 3.8: Biểu đồ thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin dịch tự phân có bổ sung enzyme 84 Hình 3.9: Biểu đồ thể ảnh hưởng pH đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 85 Hình 3.10: Biểu đồ thể ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 87 Hình 3.11: Biểu đồ thể ảnh hưởng nồng độ muối đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 90 Hình 3.12: Biểu đồ thể ảnh hưởng nồng độ ethanol đến hàm lượng acid amin dịch tự phân 91 Hình 3.13:Biểu đồ thể hàm lượng acid amin sau q trình lạnh đơng – rã đơng 94 Hình 3.14:Biểu đồ thể ảnh hưởng q trình lạnh đơng kết hợp tự phân đến hàm lượng acid amin 95 Hình 3.15: Biểu đồ thể ảnh hưởng nhiệt độ cô đặc đến sản phẩm chiết xuất nấm men 97 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: “Bước đầu nghiên cứu quy trình sản xuất chiết xuất nấm men ứng dụng làm phụ gia thực phẩm” - Sinh viên thực hiện: STT HỌ VÀ TÊN MSSV KHOA KHÓA Nguyễn Thị Thanh Tâm Nguyễn Đình Huy Trần Thu Hương Phạm Thị Nguyệt Cún Tắc Sầu 1053012672 1153010295 1153010335 1153010554 1053010645 CNSH CNSH CNSH CNSH CNSH 2010-2014 2011-2015 2011-2015 2011-2015 2010-2014 SỐ NĂM ĐÀO TẠO 4 4 - Người hướng dẫn: ThS Như Xuân Thiện Chân Mục tiêu đề tài: Xây dựng quy trình sản xuất chiết xuất nấm men hồn thiện với thơng số tối ưu, từ tạo thành sản phẩm dùng để tăng cường vị cho ăn cung cấp chất dinh dưỡng vitamin, khoáng, acid amin thiết yếu cho người tiêu dùng Để đạt mục tiêu đề ra, dự định nghiên cứu q trình sau:  Ni cấy nấm men để thu sinh khối  Khảo sát phương pháp phân giải tế bào nấm men phương pháp tự phân, phương pháp sử dụng enzyme, kết hợp phương pháp…để thu lượng protein nội bào cao  Tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm Tính sáng tạo: Sản phẩm chiết xuất nấm men mẻ với người tiêu dùng Hiện nay, nước chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu quy trình sản xuất chiết xuất nấm men hồn thiện GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Bảng 4.22: Bảng anova thí nghiệm q trình thủy phân hồn tồn protein SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxviii GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Bảng 4.23: Bảng kết thí nghiệm q trình thủy phân hồn tồn protein Nghiệm thức Hàm lượng acid amin D/C 3.433c A 3.433c B 3.467c C 3.783b D 4.100a E 3.983a F 4.133a  Kết luận Chúng chọn nghiệm thức D với nịng độ enzyme alcalase 0.5% cho q trình xử lí enzyme sau Tất thí nghiệm áp dụng nồng độ enzyme SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxix GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Phụ lục IV: Bảng thống kê anova thí nghiệm Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian môi trƣờng nuôi cấy nấm men Thí nghiệm 2: Khảo sát q trình tự phân nấm men Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxx GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxi GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Khảo sát ảnh hƣởng pH SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxii GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Khảo sát ảnh hƣởng thời gian SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxiii GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Thí nghiệm 3: Khảo sát trình tự phân kết hợp xử lí enzyme Khảo sát ảnh hƣởng enzyme alcalase SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxiv GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxv GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Khảo sát ảnh hưởng pH SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxvi GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Khảo sát ảnh hƣởng thời gian SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxvii GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Thí nghiệm với muối SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxviii GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Thí nghiệm với ethanol SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xxxix GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Thí nghiệm lạnh đông – rã đông SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xl GVHD: ThS Như Xuân Thiện Chân Lanh đông kết hợp tự phân SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xli GVHD: ThS Như Xn Thiện Chân Thí nghiệm đặc SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tâm - MSSV: 1053012672 Trang xlii ... xuất chiết xuất nấm men hoàn thiện, ứng dụng để sản xuất phụ gia tự nhiên giàu dinh dưỡng, thông qua đề tài ? ?Bước đầu nghiên cứu quy trình sản xuất chiết xuất nấm men ứng dụng làm phụ gia thực phẩm? ??... lượng sản phẩm Tính sáng tạo: Sản phẩm chiết xuất nấm men mẻ với người tiêu dùng Hiện nay, nước chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu quy trình sản xuất chiết xuất nấm men hoàn thiện 4 Kết nghiên cứu: ... CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƢỞNG CẤP TRƢỜNG BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHIẾT XUẤT NẤM MEN ỨNG DỤNG LÀM PHỤ GIA THỰC PHẨM Mã số đề tài Thuộc