NGHIÊN cứu tạo CHẾ PHẨM VI BAO VI KHUẨN lactobacillus fermentum BẰNG PHƢƠNG PHÁP sấy PHUN hỗ TRỢ QUÁ TRÌNH lên MEN CA CAO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM VI BAO VI KHUẨN Lactobacillus fermentum BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY PHUN HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO Họ tên : Đào Thị Minh Nguyệt Ngành : Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm dinh dƣỡng ngƣời Niên khóa : 2013 – 2017 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 05 năm 2017 NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM VI BAO VI KHUẨN Lactobacillus fermentum BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY PHUN HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO Tác giả ĐÀO THỊ MINH NGUYỆT Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm dinh dưỡng người Giáo viên hướng dẫn: TS DƢƠNG THỊ NGỌC DIỆP TS VŨ THỊ LÂM AN Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 05 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực đề tài, nỗ lực cố gắng thân, tơi nhận giúp đỡ tận tình từ quý thầy cô, anh chị bạn bè Đầu tiên, xin cảm ơn ban giám hiệu trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm khoa quý thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm trang bị cho kiến thức suốt năm học Những kiến thức móng vững để tơi hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu phục vụ cho công việc thời gian tới Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Dương Thị Ngọc Diệp TS Vũ Thị Lâm An trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo cho tơi suốt q trình thực hồn thành đề tài Cảm ơn thầy cô, anh chị tập thể người phòng Thực Hành Vi Sinh, phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm khoa Công nghệ thực phẩm trường Đại học Nông Lâm giúp đỡ sở vật chất, trang thiết bị bảo thực đề tài nghiên cứu Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè ln động viên, ủng hộ tơi để tơi hồn thành đề tài Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất người Thành phố Hồ Chí Minh tháng 05 năm 2017 Đào Thị Minh Nguyệt i TÓM TẮT Lactobacillus fermentum phân lập từ hạt ca cao lên men Vi khuẩn đánh giá có tác động tốt chất lượng hạt ca cao sau lên men Việc bổ sung giống khởi động có ý nghĩa q trình lên men ca cao, nhằm hạn chế khắc phục tác động số điều kiện ảnh hưởng không tốt đối chất lượng hạt ca cao sau lên men Nhằm thuận tiện cho việc bổ sung giống khởi động lên men thực phẩm, loại chế phẩm vi sinh thường sử dụng để thay cho sinh khối tươi Sấy phun phương pháp vi bao tạo chế phẩm vi sinh ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp sản xuất loại chế phẩm vi bao Nghiên cứu tiến hành nhằm mục đích tạo chế phẩm vi bao vi khuẩn Lactobacillus fermentum phương pháp sấy phun tạo điều kiện thuận lợi cho việc bổ sung giống khởi động hỗ trợ trình lên men ca cao đạt hiệu Quá trình thực bao gồm thí nghiệm nhằm xác định loại chất vi bao (tinh bột acetate maltodextrin), tỉ lệ chất vi bao (10%, 15%, 20% 25%), nhiệt độ sấy phun đầu o o o o vào (100 C, 110 C, 120 C 130 C) thích hợp với L fementum, đảm bảo khả sống sót sau sấy phun Đồng thời, xác định tỉ lệ sống sốt vi khuẩn sau 30 ngày bảo quản Cuối so sánh khả sinh acid lactic chế phẩm sau 30 ngày bảo quản với sinh khối tươi bổ sung vào trình lên men ca cao ca cao lên men tự nhiên quy mơ phịng thí nghiệm Kết nghiên cứu cho thấy, tiến hành vi bao L fermentum với dịch tạo o màng chứa 20% maltodextrin, nhiệt độ sấy phun đầu vào 100 C tỉ lệ sống sót o vi khuẩn đạt 25,76% Sau 30 ngày bảo quản 4±1 C, tỉ lệ sống sót L fermentum chế phẩm 76,71% Khi bổ sung chế phẩm sau 30 ngày bảo quản sinh khối tươi vào trình lên men ca cao, sau ngày hàm lượng acid lactic trung bình hạt ca cao lên men tương đương 0,645% 0,654% (khơng có khác biệt ý nghĩa mặt thống kê, p < 0,05) Như vậy, chế phẩm tạo thành thay cho sinh khối tươi việc bổ sung giống khởi động trình lên men ca cao ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH BẢNG BIỂU Chƣơng MỞ ĐẦU 1.1Đặt vấn đề 1.2Mục tiêu đề tài 1.3Nội dung đề tài Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1Tổng quan ca cao 2.1.1Giới thiệu 2.1.2Thành phần hóa học hạt c 2.1.3Quy trình sản xuất hạt ca cao l 2.1.4Những biến đổi sinh hóa 2.2Vi khuẩn lactic 2.2.1Tổng quan vi khuẩn lactic 2.2.2Lactobacillus fermentum 2.3Vi bao phương pháp sấy phun 2.3.1Giới thiệu 2.3.2Phương pháp sấy phun 2.3.2.1 Nguyên lý trình sấy phun 2.3.2.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun 2.3.2.3 Ưu điểm nhược điểm phương pháp sấy phun 2.3.3Một số vật liệu vi bao 2.3.3.1 Gelatin iii 2.3.3.2 Alginate 2.3.3.3 Xanthan gum 2.3.3.4 Tinh bột acetate 2.3.3.5 Maltodextrin 2.3.3.6 Whey protein Chƣơng VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 3.2 Vật liệu nghiên cứu 3.2.1 Nguyên liệu 3.2.2 Dụng cụ thiết bị 3.2.3 Hóa chất sử dụng 3.3 Nội dung thí nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định vật liệu vi bao thích hợp 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh sấy phun đến khả sống sót L fermentum sau sấy phun 3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh L fermentum sau sấy phun 3.4.4 Thí nghiệm 4: Sự sống sót c phẩm 3.4.5 Thí nghiệm 5: Thử nghiệm 3.5 Phương pháp phân tích xử lý số liệu Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm 1: Xác định vật liệu vi bao thích hợp cho vi 4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất vi phun đến khả sống sót L fermentum sau sấy phun 4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào fermentum sau sấy phun 4.4 Thí nghiệm 4: Sự sống sót L fermentum thời 4.5 Thí nghiệm 5: Thử nghiệm khả sinh acid lactic 4.6 Kích cỡ cấu trúc bề mặt hạt chế phẩm iv Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 5.1 Kết luận 37 5.2 Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 43 v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ctv Cộng tác viên PTNT Phát triển nông thôn LM Lên men TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Thí nghiệm TNHH Trách nhiệm hữu hạn TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh MD Maltodextrin TB Tinh bột rpm Tốc độ ly tâm (vòng/phút) μm micromet mg miligam ml mililit g gam hecta vi 43 Wood B J B., and Holzapfel W H., 1995 The genera of lactic acid bacteria, Blackie Ademic and Professional, London, pp 19-48 44 Ying D Y., Phoon M C., Sanguansri L., Weerakkody R., Burgar I., and Augustin M A., 2010a Microencapsulated lactobacillus rhamnosus GG powders: relationship of powder physical properties to probiotic survival during storage Journal of Food Science, 75: 588-595 45 Young S L., Sarda X., and Rosenberg M, 1993 Microencapsulating properties of whey proteins Microencapsulation of anhydrous milk fat Journal of Dairy Science, 76: 2868-2877 46 Zhao R., Sun J., Torley P., Wang D., and Niu S 2008 Measurement of particle diameter of Lactobacillus acidophilus microcapsule by spray drying and analysis on its microstructure World Journal of Microbiology and Biotechnology, 24: 1349-1354 42 Phụ lục Công thức môi trƣờng  MRS broth Thành phần Peptone Beef Extract Yeast Extract Glucose Di-potassium Hydrogen Phosphate Sodium Acetate Di-amonium Citrate Magnesium Sulphate Manganous Sulphate Tween  MRS agar Thành phần Peptone Beef Extract Yeast Extract Glucose Di-potassium Hydrogen Phosphate Sodium Acetate Di-amonium Citrate Magnesium Sulphate Manganous Sulphate Tween Agar 43 Phụ lục Sự thay đổi mật độ vi khuẩn L fermentum nuôi cấy môi trƣờng MRS lỏng 32 10 log cfu/ml 8 12 16 20 24 28 32 36 Thời gian (giờ) Hình PL Mật độ vi khuẩn L fermentum nuôi cấy môi trường MRS lỏng 32 Phụ lục Hiệu suất thu hồi chế phẩm %H= m/mo x 100 Trong đó: H: Hiệu suất thu hồi (%) m: Khối lượng vật chất khơ có bột chế phẩm (g) mo: Khối lượng vật chất khô có vật liệu chất vi bao ban đầu (g) (Nguyễn Duy Trinh, 2008-Trích dẫn Võ Thị Ánh Tuyết, 2017) Cách tiến hành: Xác định m mo: dùng máy đo ẩm hồng ngoại xác định ẩm độ chế phẩm chất vi bao, từ tính hàm lượng vật chất khơ có Phụ lục Phƣơng pháp định lƣợng vi vật cách đếm khuẩn lạc đĩa petri Chuẩn bị mẫu: - Đĩa petri môi trường thạch MSR hấp tiệt trùng - Ống nghiệm chứa ml nước muối NaCl 0,85% tiệt trùng 44 Tiến hành: - Pha loãng mẫu Pha loãng Pha loãng mẫu lỏng đổ đĩa theo dãy thập phân - Đối với mẫu rắn: g mẫu + ml nước muối NaCl 0,85% độ pha loãng -1 10 Các bước tương tự pha loãng mẫu lỏng - Hút 1ml mẫu vào đĩa trống (chọn nồng độ thích hợp) - Đổ vào đĩa có mẫu 10-15 ml mơi trường, lắc - Thực nồng độ liên tiếp, nồng độ đĩa o - Để nguội môi trường đem ủ 37 C 24 Sau tiến hành đếm số khuẩn lạc có đĩa - Chú ý: chọn đĩa Petri có khuẩn lạc dao động từ 30 – 300 để tính kết 45 Kết đƣợc tính theo cơng thức: X= N: tổng số khuẩn lạc đếm n: số đĩa nồng độ V: thể tích dịch mẫu cấy vào đĩa (ml) d: nồng độ pha loãng (Nguyễn Minh Hiền, 2015) Phụ lục Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng acid tổng Hàm lượng acid tổng tất acid định lượng dung dịch kiềm chuẩn Những acid chủ yếu acid hữu như: acid citric, acid acetic, acid lactic, trung hịa hồn tồn kiềm mạnh có pH nên chất thị thường dùng phenolphthalein Dụng cụ: pipet 10 ml, burette 25 ml, cốc thủy tinh, bình tam giác 250 ml, giấy lọc Hóa chất: Dung dịch NaOH chuẩn 0,1 N, chất thị phenolphthalein 0,1% Tiến hành: cân xác 10g hạt ca cao lên men, dùng nước cất chuyển tồn lượng mẫu vào bình tam giác dung tích 250 ml thêm nước đến khoảng 150 ml, đun o bếp cách thủy 80 C 15 phút Làm nguội, chuyển toàn vào bình định mức 250 ml, thêm nước đến vạch, lắc kỹ, để lắng Lọc mẫu thu dịch lọc vào cốc Hút 25 ml dịch lọc vào bình tam giác dung tích 100 ml, thêm giọt phenolphtalein 0,1%, chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1N đến màu hồng nhạt bền vững 30 giây Kết quả: hàm lượng acid lactic mẫu tính % theo TCVN 4589:1988 X V ×K×V2×10 V1 × m Trong đó: V - thể tích NaOH 0,1N (ml) V1 - thể tích dung dịch hút để chuẩn (ml) V2 - dung tích bình định mức (ml) K - hệ số axit lactic: 0,009 m - lượng mẫu cân (g) 46 Phụ lục Kết thí nghiệm Phụ lục 6.1 Thí nghiệm Bảng PL 6.1.1 Mật độ vi khuẩn L fermentum trước sau sấy phun thay đổi vật liệu vi bao (cfu/g) Lần Lần Lần Bảng PL 6.1.2 Ẩm độ hiệu suất thu hồi chế phẩm vi bao thay đổi vật liệu vi bao (%) Lần Lần Lần Kết xử lý JMP  Tỉ lệ sống sót 47  Ẩm độ  Hiệu suất thu hồi Phụ lục 6.2 Thí nghiệm Bảng PL 6.2.1 Mật độ vi khuẩn L fermentum trước sau sấy phun thay đổi tỉ lệ maltodextrin bổ sung (cfu/g) Tỉ lệ MD bổ sung Lần Lần Lần 48 Bảng PL 6.2.2 Ẩm độ hiệu suất thu hồi chế phẩm vi bao thay đổi tỉ lệ maltodextrin bổ sung (%) Tỉ lệ MD bổ sung Lần Lần Lần Kết qủa xử lý JMP  Tỉ lệ sống sót  Ẩm độ 49  Hiệu suất thu hồi Phụ lục 6.3 Thí nghiệm Bảng PL 6.3.1 Mật độ vi khuẩn L fermentum trước sau sấy phun thay đổi nhiệt độ sấy đầu vào (cfu/g) Nhiệt độ sấy đầu vào Lần Lần Lần 50 Bảng PL 6.3.2 Ẩm độ hiệu suất thu hồi chế phẩm vi bao thay đổi nhiệt độ sấy đầu vào (%) Nhiệt độ sấy đầu vào Lần Lần Lần Kết xử lý JMP  Tỉ lệ sống sót  Ẩm độ 51 ...Tháng 05 năm 2017 NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM VI BAO VI KHUẨN Lactobacillus fermentum BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẤY PHUN HỖ TRỢ QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO Tác giả ĐÀO THỊ MINH NGUYỆT Khóa luận đệ trình để đáp ứng... Nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho vi? ??c sử dụng giống khởi động, hỗ trợ, nâng cao hiệu trình lên men ca cao, đề tài ? ?Nghiên cứu chế phẩm vi bao vi khuẩn Lactobacillus fermentum phương sấy phun. .. nhằm hỗ trợ trình lên men ca cao? ?? tiến hành 1.2 Mục tiêu đề tài Nghiên cứu tạo chế phẩm vi bao chứa vi khẩn Lactobacillus fermentum phương pháp sấy phun Từ đó, bước đầu khảo sát ảnh hưởng chế phẩm