Nghiên cứu tính chất bề mặt và tính chất kết lắng của nấm men saccharomyces

Nghiên cứu tính chất bề mặt và tính chất kết lắng của nấm men saccharomyces Nghiên cứu tính chất bề mặt và tính chất kết lắng của nấm men saccharomyces Nghiên cứu tính chất bề mặt và tính chất kết lắng của nấm men saccharomyces luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Trần kim Thoa Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học công nghệ thực phẩm 2004 - 2006 Hà Nội 2006 ngành : Công nghệ thực phẩm nghiên cứu tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men saccharomyces Trần kim thoa Hà nội 2006 Mục lục Trang Lời cám ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng biểu, sơ đồ Danh mục hình vẽ đồ thị Mở đầu Chương 1: Tổng quan. 1.1 Giíi thiƯu chung vỊ nÊm men vµ nÊm men Saccharomyces 1.1.1 Sơ lược nấm men 1.1.1.1 Đặc điểm hình thái cấu trúc nấm men 1.1.1.2 Sinh sản chu kỳ sống cđa nÊm men………………………… 1.1.2 Giíi thiƯu chung vỊ nÊm men Saccharomyces 10 1.1.2.1 Sơ qua đặc điểm sinh lý, sinh hoá 10 1.1.2.2 Nhìn lại cấu tạo tế bào 11 1.1.2.3 Cấu tạo thành tế bào nÊm men Saccharomyces……………… 12 1.2 TÝnh chÊt bỊ mỈt cña nÊm men……………………………… 13 1.2.1 Sù kÕt dÝnh cña nÊm men. 13 1.2.1.1 Tương tác hoá lý 14 1.2.1.2 Tương tác học 14 1.2.1.3 Tương tác đặc hiệu 15 1.2.2 Khái quát tính chất bề mặt nấm men 15 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng ®Õn tÝnh chÊt bỊ mỈt cđa nÊm men… 16 1.2.3.1 Thành phấn hoá học bề mặt tế bào 16 1.2.3.2 Trạng thái sinh lý tế bào 17 1.2.3.3 Thành phần môi trường 17 1.2.3.4 Điều kiện nuôi cấy 17 1.3 Tính chất kết lắng nÊm men Saccharomyces………… 18 1.3.1 Kh¸i niƯm……………………………………………………… 18 1.3.2 Cơ chế trình kết lắng 20 1.3.2.1 Các lực liên quan đến tương tác tế bào 21 1.3.2.2 Các giả thuyết trình kết lắng nấm men 22 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất kết lắng nấm men 25 1.3.3.1 Thành phần cấu trúc thành tế bào 25 1.3.3.2 Tính chất di truyền 26 1.3.3.3 Khả tạo keo 27 1.3.3.4 Điều kiện thành phần môi trường 29 1.3.3.5 Đặc điểm sinh lý tế bào nấm men 34 1.3.3.6 Tính chất bề mặt 36 1.4 1.4.1 Nhũ tương thực phẩm tính chất nhũ hoá nấm men Saccharomyces 37 Nhũ tương thực phẩm 37 1.4.1.1 Sự hình thành nhũ tương 38 1.4.1.2 Độ bền nhũ tương 38 1.4.1.3 Tác nhân phá vỡ độ bền nhũ tương 41 1.4.2 Tính chất nhũ hoá nấm men 42 1.4.2.1 Tương tác hạt nhũ tương tế bào vi sinh vật 42 1.4.2.2 Tác động thành phần bề mặt tế bào nấm men dung dịch nhũ tương Chương 2: Vật liệu phương pháp nghiên cứu 43 45 2.1 Vật liệu, hóa chất thiết bị nghiên cứu 45 2.1.1 Đối tượng hóa chất. 45 2.1.1.1 Nguồn vi sinh vËt……………………………………………… 45 2.1.1.2 Hãa chÊt……………………………………………………… 45 2.1.2 C¸c thiÕt bị sử dụng 46 2.2 Môi trường 46 2.2.1 Môi trường Hansen 46 2.2.2 Môi trường hoạt hóa 47 2.2.3 M«i tr­êng cÊp 2…………………………………………… 47 2.2.4 M«i tr­êng cÊp 47 2.3 Phương pháp nghiên cứu 47 2.3.1 Phương pháp vi sinh 47 2.3.1.1 Phân lập vi sinh vật 47 2.3.1.2 Xây dựng đường cong sinh trưởng nấm men …………… 48 2.3.1.3 Nu«i cÊy nÊm men…………………………………………… 49 2.3.1.4 Đếm số lượng tế bào sử dụng buồng đếm Thomas…………… 50 2.3.1.5 Nhuém mµu xanh metylen…………………………………… 51 2.3.1.6 Xác định độ kết lắng nấm men 52 2.3.2 Phương pháp hóa lý 53 2.3.2.1 Xác định mật độ tế bào phương pháp quang phổ hấp thụ 53 2.3.2.2 Test MATS 54 2.3.2.3 Phương pháp xác định độ bền nhũ tương 55 Chương 3: Kết thảo luËn………………………… 57 3.1 57 3.1.1 3.1.2 TÝnh chÊt bÒ mặt số chủng nấm men Xây dựng đường cong sinh tr­ëng cña mét sè chñng nÊm men Saccharomyces nghiên cứu. Tính chất bề mặt số chđng nÊm men Saccharomyces 57 59 3.1.3 C¸c u tè ảnh hưởng đến tính chất bề mặt nấm men 62 3.1.3.1 ảnh hưởng trạng thái sinh lý tế bào. 62 3.1.3.2 ảnh hưởng pH 63 3.1.3.3 ảnh hưởng trình khuấy trộn 65 3.2 Xác định tính chất kết lắng yếu tố ảnh hưởng đến trình kết lắng nÊm men …………………………… 66 3.2.1 TÝnh chÊt kÕt l¾ng cđa chủng nấm men nghiên cứu 66 3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất kết lắng nấm men 69 3.2.2.1 ảnh hưởng trạng thái sinh lý tế bào nấm men 69 3.2.2.2 ảnh hưởng nhiệt ®é……………………………………… 71 3.2.2.3 ¶nh h­ëng cđa pH…………………………………………… 72 3.2.2.4 ảnh hưởng loại đường 73 3.2.2.5 ảnh hưởng nồng độ etylic 75 3.2.2.6 ảnh hưởng trình khuấy trộn. 76 3.3 ứng dụng tính chất bề mặt vào công nghệ thực phẩm 77 3.3.1 Mối quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng 77 3.3.1.1 ảnh hưởng trạng thái sinh lý tế bào 79 3.3.1.2 ảnh hưởng pH 80 3.3.1.3 ảnh hưởng trình khuấy trộn 81 3.4 Tác dụng nấm men đến độ bền nhị t­¬ng …………… 82 KÕt ln……….…………………………………………………… 86 TriĨn väng đề nghị 87 Tài liệu tham khảo Phụ lục Luận văn cao học Trần Kim Thoa Mở đầu Tính chất kỵ nước vi sinh vật đà nghiên cứu từ năm 1924 Trong thời kỳ này, Mudd cộng đà phát phân bố vi sinh vật bề mặt phân cách dầu nước Trong 50 năm tiếp theo, đề tài không thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu từ năm 70 trở lại đây, tượng gắn kết vi sinh vật bề mặt, tế bào động vật thực vật ngày quan tâm nghiên cứu nhiều lĩnh vực y tế, xử lý ô nhiễm công nghiệp thực phẩm Trong công nghiệp thực phẩm, tượng quan tâm nghiên cứu nhằm tìm hiểu chất trình tạo màng sinh học chế gắn kết vi sinh vật gây bệnh Cho đến nay, người ta công nhËn vi sinh vËt cã nh÷ng tÝnh chÊt hãa lý (tính kỵ nước, ưa nước, axit-bazơ Lewis ) phụ thuộc vào thành phần thành tế bào chúng [4] Do tồn tương tác vi sinh vật có mặt thực phẩm phần tử khác có khả tham gia tương tác hóa lý Điều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thực phẩm làm thay đổi cấu trúc khả hấp thụ chất thơm Có nhiều độ bền nhũ tương bị ảnh hưởng tương tác nấm men hạt nhũ Cụ thể đà có nghiên cứu khẳng định nấm men giống tác nhân nhũ hóa sinh học [8, 10] cấu tạo hóa thành tế bào nấm men có chứa mannoprotein, photphomannoprotein chÊt thĨ hiƯn ho¹t tÝnh nhị hãa sinh häc cao Các hạt nhũ tích điện âm bị kết hợp giọt có mặt nấm men có bề mặt tích điện âm ngược lại Tuy nhiên để khẳng định xác kết luận cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu đến mức độ phân tử Nấm men dẫn xuất nấm men Saccharomyces đÃ, sử dụng rộng rÃi nhiều công nghệ sản xuất thực phẩm bao gồm sản phẩm đồ uống lên men, sản phẩm sữa, sản phẩm bánh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn cao học Trần Kim Thoa mỳ, thức ăn gia súc Nhất các trình sản xuất đồ uống lên men nấm men đóng vai trò tác nhân lên men chuyển hóa từ đường glucoza thành rượu etylic CO tham gia tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm Tuy nhiên có mặt nấm men nhiều sản phẩm thực phẩm cuối điều không mong muốn đặc biệt sản phẩm đồ uống lên men rượu, bia cider cần phải tách chúng khỏi sản phẩm cách hiệu yêu cầu công nghệ nhiều nhà khoa học nhà sản xuất quan tâm nghiên cứu [11, 15] Trước tình hình đó, việc nghiên cứu tính chất kết lắng nấm men đóng vai trò quan trọng Do với mục đích tìm hiểu vai trò tác động nấm men Saccharomyces đến sản phẩm thực phẩm đà tiến hành: Nghiên cứu tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Saccharomyces ứng dụng sản phẩm thực phẩm Nội dung nghiên cứu bao gồm: Xác định tính chất bề mặt số chủng nấm men Saccharomyces Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tính chất bề mặt nấm men Xác định tính chất kết lắng nấm men Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tính chất kết lắng nấm men Tìm hiểu liên quan quan tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Nghiên cứu ảnh hưởng tính chất bề mặt nấm men đến ổn định nhũ tương thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn cao häc TrÇn Kim Thoa Ch­¬ng 1: Tỉng quan Giíi thiƯu chung vỊ nÊm men nấm men Saccharomyces 1.1 Sơ lược nấm men Nấm men (Yeast, Levure) tên gọi thông thường nhóm nấm có vị trí phân loại không thống có chung đặc điểm [1] sau đây: - Nói chung, tồn trạng thái đơn bào - Đa số sinh sôi nảy nở theo lối nảy chồi, có hình thức phân cắt tế bào - Nhiều loại có khả lên men ®­êng - Thµnh tÕ bµo cã chøa mannan - ThÝch nghi với môi trường chứa đường cao, có tính axit cao NÊm men ph©n bè rÊt réng r·i tù nhiên môi trường có chứa đường, có pH thấp chẳng hạn hoa quả, rau d­a mËt mÝa, rØ ®­êng, mËt ong, ®Êt ruéng mía, đất vườn ăn quả, đất có nhiễm dầu mỏ Rất nhiều loại nấm men ứng dơng réng r·i nhiỊu c«ng nghiƯp thùc phÈm rượu, bia, nước giải khát lên men, sản xuất men bánh mì, sản xuất protein sinh khối phục vụ chăn nuôi, cao nấm men, gây hương nước chấm, sản xuất chất béo, lipit nấm men, sản xuất enzym amilaza, invectaza, lactaza, uricaza, polygalacturonaza, s¶n xuÊt ergosterol, axit ribonucleic, riboflavin (vitamin B ), c¸c axit amin nh­ nizin, xixtein, metionin Tuy nhiên bên cạnh loại nấm men có lợi có nấm men có hại cho sản xuất làm nhiễm trình công nghệ gây hư hỏng sản phẩm thực phẩm tươi sống đà chễ biến Có khoảng 13 15 loài nấm men có khả gây bệnh cho người động vật chăn nuôi, đáng ý Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn cao học TrÇn Kim Thoa loài Candida albicans, Cryptococcus neoformans, Tripchosporon cutaneun, Trichosporon capitatun 1.1.1 Đặc điểm hình thái cấu tróc cđa nÊm men NÊm men lµ vi sinh vËt điển hình cho nhóm nhân thật (eucaryot) [1] Tế bào nÊm men th­êng lín gÊp 10 lÇn so víi vi khuẩn Hình 1.1: Hình dạng tế bào sinh dưỡng mét sè lo¹i nÊm men [9] (a) Saccharomyces cerevisiae (b) Schizosaccharomyces pombe (c) Nadsonia sp (d) Sterigmatomyces halophilus (e) Trigonopsis variablis (f) Oosporidium margaritiferum Tuỳ loại nấm men mà tế bào có dạng hình cầu hay hình trứng, hình ôvan (Saccharomyces cerevisiae) (Hình 1.1-a), hình chanh tây (Nadsonia sp.) (Hình 1.1-c), hình elíp, hình mũ phớt, hình mụn cơm, hình thổ, hình liềm, hình thuôn (Oosporidium margaritiferum) (Hình 1.1-f), hình thoi, hình Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn cao học Trần Kim Thoa cung nhọn, hình tam giác (Trigonopsis variablis) (Hình 1.1-e), hình thoi, hình kéo dài Schizosaccharomyces pombe) (Hình 1.1-b), hình mũ sắt, hình óc chó (Sterigmatomyces halophilus) (Hình 1.1-d), hình bán cầu, hình thận, hình lưỡi liềm, hình thấu kính, hình elíp dài, hình lê, hình kim phần phụ, hình suốt có hình phụ, hình bán cầu có dìa hẹp, hình lưỡi trai hình ống dài Pichia [26] Có loại nấm men có khuẩn ty khuẩn ty giả [1] Khuẩn ty giả chưa thành sợi rõ rệt mà nhiều tế bào nối với thành chuỗi dài Có loại tạo thành váng nuôi cấy môi trường dịch thể Thành tế bào nấm men dày khoảng 25 nm (chiếm 25% khối lượng khô tế bào) Đa số nấm men có thành tế bào cấu tạo glucan mannan Một số nấm men cã thµnh tÕ bµo chøa kitin vµ mannan Trong thành tế bào nấm men có chứa khoảng 10% protein (tính theo khối lượng khô), số protein có phần enzim Trên thành tế bào thấy lượng nhỏ lipit Vi si dng polyme Mannoprotein, protein β-glucan, protein β-glucan, kitin Khoảng không gian thành tế bào màng tế bào chất Màng t bo cht Hình 1.2: Cấu tạo thành tế bào nấm men [24] Thành tế bào có cấu tạo hai lớp với tỷ lệ glucan mannan khác nhau, glucan (chiếm 70 % lượng chất khô có tế bào) hợp chất cao phân tử có chứa D-glucoza polysacarit phân nhánh có liên kết 1,6 1,3 mannan hợp chất cao phân tử D-manoza ph©n tư th­êng chøa tõ 200 - 400 gèc manoza, mannan Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 73 Luận văn cao học Trần Kim Thoa Kết phù hợp điều kiện tối ưu cho nấm men sinh trưởng phát triển với điều kiện công nghệ có sử dụng nấm men tác nhân lên men lẽ trình lên men thường có pH giảm dần tác nhân thúc đẩy trình kết lắng nấm men 3.2.2.4 ảnh hưởng loại đường Theo kết nghiên cứu Speers R A cộng [15] khả kết lắng nấm men bị ảnh hưởng phân tử đường loại nồng độ đường có mặt từ 500 mM trở nên tiến hành nghiên cứu cách bổ sung 500 mM loại số glucoza, fructoza, mannoza, galactoza, sacaroza vào môi trường đệm axetat để khảo sát ảnh hưởng chúng đến khả kết lắng chủng nấm men N28 Nb4 lựa chọn nghiên cứu Kết nghiên cứu thực tế thu thể bảng 100.0 100.0 90.0 90.0 80.0 80.0 70.0 70.0 60.0 KC Mannoza Fructoza Galactoza Glucoza Sacaroza 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 Độ kết lắng (%) Độ kết lắng (%) A3.15, A3.16 (phụ lục 3) hình 3.10 60.0 KC Mannoza Fructoza Galactoza Glucoza Sacaroza 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0.0 30 60 90 120 150 180 Thêi gian (phót) Chđng N28 30 60 90 120 150 180 Thêi gian (phót) Chủng Nb4 Hình 3.10: ảnh hưởng loại đường đến khả kết lắng nấm men Báo cáo kết nghiên cứu tác giả Speers R A [15] kết luận chủng nấm men Saccharomyces đường có tác dụng kìm hÃm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 74 Luận văn cao học Trần Kim Thoa định trình kết lắng, cụ thể mantoza mannoza loại đường có khả kìm hÃm tốt đường sacaroza glucoza tác động đến trình đường galactoza fructoza dường vô hoạt Và theo nghiên cứu Dengis B P cộng [11] đặc biệt chủng nấm men lên men chìm S.carlbergensis tác động ảnh hưởng thể rõ chủng nấm men lên men S.cerevisiae Kết nghiên cứu thực tế cho thấy ảnh hưởng phân tử đường đến tính chất kết lắng chủng lựa chọn giống với nghiên cứu đà có trước So sánh khả kết lắng hai chủng N28 Nb4 cho thấy đường mannoza có tác dụng kìm hÃm tốt số loại đường sử dụng nghiên cứu tác dụng kìm hÃm thể chủng Nb4 Khi có mặt đường mannoza độ kết lắng chủng N28 độ kết lắng giảm từ 76,5 % (mẫu KC) xuống 60,4 % (mẫu có đường mannoza) đối víi chđng Nb4 gi¶m tõ 79,3 % (mÉu KC) xng 49,2 % (mẫu có đường mannoza) mức độ giảm rõ ràng so với chủng N28 Trong kìm hÃm loại đường lại (với trường hợp glucoza sacaroza): có đường glucoza 66,7 % 69,7 % độ kết lắng tương ứng chủng N28 chủng Nb4, có đường sacaroza 68,3 % 71,2 % độ kết lắng tương ứng chủng N28 chủng Nb4 Trong ảnh hưởng không đáng kể (với trường hợp galactoza fructoza): có đường fructoza 73,3 % 77,0 % độ kết lắng tương ứng chủng N28 chủng Nb4, có galactoza 72,2 % 75,9 % độ kết lắng tương ứng chủng N28 chủng Nb4 Vậy rút kết luận phân tử đường có tác dụng kìm hÃm trình kết lắng chủng nấm men với mức độ tăng dần fructoza, galactoza, sacaroza, glucoza, mannoza Ngoài ra, kìm hÃm thể rõ chủng nấm men S.carlsbergensis Nb4 so với chủng S.cerevisiae N28 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 75 Luận văn cao học TrÇn Kim Thoa 3.2.2.5 ảnh hưởng nồng độ etylic Nghiên cứu có tác dụng khảo sát ảnh hưởng nồng độ etylic đến khả kết lắng hai chủng nấm men lựa chọn nghiên cứu N28 Nb4 Vì tiến hành nghiên cứu xác định ®é kÕt l¾ng cđa hai chđng sau bỉ sung cồn tuyệt nồng độ khác nhau: 2%v/v, 4%v/v, 6%v/v, 8%v/v 10%v/v Kết thu thể hiƯn b¶ng 100.0 100.0 90.0 90.0 80.0 80.0 70.0 70.0 60.0 KC 50.0 %v/v %v/v 40.0 %v/v 30.0 %v/v Độ kết lắng (%) Độ kết lắng (%) A3.17, A3.18 (phụ lục 3) hình 3.11 60.0 KC %v/v 50.0 %v/v 40.0 %v/v %v/v 30.0 10 %v/v 10 %v/v 20.0 20.0 10.0 10.0 0.0 0.0 30 60 90 120 150 180 30 60 90 120 Thêi gian (phót) Thêi gian (phót) Chđng N28 Chđng Nb4 150 180 H×nh 3.11: ảnh hưởng của etylic đến khả kết lắng nấm men Kết thể hình 3.11 cho thấy etylic có tác dụng thúc đẩy trình kết lắng nấm men chủng nÊm men nỉi S.cerevisiae N28, sè liƯu cho ta thÊy độ kết lắng chủng tăng từ 76,5 % (mÉu KC) ®Õn 85,9 % (mÉu 10 %v/v) Trong chủng nấm men chìm Nb4 có độ kết lắng tăng dần từ 79,3 % (mẫu KC) đến 85,6 % (mẫu 10 %v/v) Và kết phù hợp với nghiên cứu trước mức độ ảnh hưởng etylic đến khả kết lắng nấm men Saccharomyces đặc biệt chủng lên men rõ so với chủng lên men chìm Dengis cộng [11] Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 76 Luận văn cao học Trần Kim Thoa Ngoài ra, theo số liệu thu thể hình 3.11 rõ ràng nồng độ etylic tăng độ kết lắng nấm men tăng theo 3.2.2.6 ảnh hưởng trình khuấy trộn Chúng tiến hành nghiên cứu việc kiểm tra ảnh hưởng yếu tố khuấy trộn đến khả kết lắng chủng nấm men nghiên cứu cách tạo thu sinh khối chủng N28 Nb4 điều kiện nuôi cấy nấm men không (mẫu KC) có kết hợp trình lắc Tiến hành lắc dịch nuôi cấy nấm men tốc độ 50 v/p, 100 v/p, 150 v/p 200 v/p Kết thu thể bảng A3.19, A3.20 (phụ lục 3) 100.0 100.0 90.0 90.0 80.0 80.0 70.0 70.0 60.0 KC 50.0 50 v/p 100 v/p 40.0 150 v/p 30.0 200 v/p Độ kết lắng (%) Độ kết lắng (%) hình 3.12 60.0 KC 50.0 50 v/p 40.0 100 v/p 150 v/p 30.0 20.0 20.0 10.0 10.0 0.0 200 v/p 0.0 30 60 90 120 150 180 30 60 90 120 Thêi gian (phót) Thêi gian (phót) Chđng N28 Chủng Nb4 150 180 Hình 3.12: ảnh hưởng trình khuấy trộn đến khả kết lắng nấm men Kết thí nghiệm cho thấy chủng nấm men Saccharomyces chịu ảnh hưởng mạnh mẽ điều kiện nuôi cấy có khuấy trộn hay gọi nuôi cấy lắc Sinh khối nấm men thu sau trình nuôi cấy lắc có khả kết lắng hẳn sinh khối nấm men nuôi cấy điều kiện không lắc: Độ kết lắng chủng N28 nuôi cấy không lắc 76,5 %, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 77 Luận văn cao häc TrÇn Kim Thoa lắc 50 v/p 73,5 %, lắc 100 v/p 71,3 %, lắc 150 v/p 67,0 % lắc 200 v/p 64,6 %; độ kết lắng chủng Nb4 nuôi cấy không lắc 79,3 %, lắc 50 v/p 76,4 %, lắc 100 v/p 73,4 %, lắc 150 v/p 69,8 % lắc 200 v/p 67,1 % Rõ ràng tốc độ khuấy trộn tăng chủng nấm men kết lắng Nói cách khác trình khuấy trộn yếu tố kìm hÃm khả kết lắng nấm men Các nghiên cứu để xác định tính chất kết lắng cđa nÊm men cho chóng ta thÊy dé kÕt l¾ng chủng nấm men Saccharomyces có đặc điểm chung phụ thuộc vào ảnh hưởng trạng thái sinh lý nấm men, nhiệt độ, pH, có mặt phân tử đường, nồng độ etylic trình khuấy trộn Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến khả kết lắng chủng nấm men lên men S.cerevisiae chủng nấm men lên men chìm S.carlsbergensis có khác tính chất bề mặt chúng khác Các chủng nấm men bị kìm hÃm mạnh mẽ có mặt etylic, chủng nấm men chìm lại bị ức chế có mặt phân tử đường loại mà biểu rõ kìm hÃm phân tử đường mannoza 3.3 øng dơng tÝnh chÊt bỊ mỈt cđa nÊm men vào công nghệ thực phẩm 3.3.1 Mối quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Bằng phương pháp XPS (X-ray photoelectron spectroscopy: quang phổ điện tử) mà Amory cộng [7] đà chứng minh chủng nấm men lên men S.cerevisiae có bề mặt kị nước rõ độ âm điện bề mặt lại chủng nấm men lên men chìm S.carlsbergensis nên tương tác đặc hiệu không đặc hiệu trình kết lắng tế bào nấm men khác Dựa vào nghiên cứu tính chất bề mặt tính Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 78 Luận văn cao học Trần Kim Thoa chất kết lắng nấm men tìm mối quan hệ tính chất bề mặt tính chất kị nước với tính chất kết lắng nấm men yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tính chất bề mặt nấm men tác động đến tính chất kết lắng chủng nấm men Tổng hợp kết thu bảng A3.3 3.2 đưa vào bảng 3.3 sau: Bảng 3.3: Quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng cđa sè chđng nÊm men TÝnh chÊt bỊ mỈt (%) Chủng nấm men Tính chất kết Độ kị nước Độ ưa axit Độ ưa bazơ lắng (%) N28 30,6 17,4 4,3 76,5 N®2 28,7 16,5 2,7 64,6 7067 28,1 14,1 4,0 63,5 7069 28,0 14,7 4,7 63,2 7070 27,7 12,9 4,9 61,6 Nb3 25,9 15,8 5,8 72,2 Nb4 26,4 17,0 5,1 79,9 Nb8 25,5 13,2 6,1 67,3 Nb12 25,2 13,4 6,5 66,0 S.cerevisiae S.carlsbergensis Quan sát kết thấy nhìn chung tính chất kết lắng chủng nấm men nghiên cứu tăng theo độ kị nước không thấy rõ quan hệ tính chất kết lắng với độ ưa axit hay độ ưa bazơ Và theo kết thu phần nghiên cứu tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men tất yếu tố ảnh hưởng đến tính chất bề mặt ảnh hưởng đến tính chất kết lắng nấm men Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 79 Luận văn cao häc TrÇn Kim Thoa 3.3.1.1 ảnh hưởng trạng thái sinh lý tế bào Biểu diễn số liệu thu bảng A3.4, A3.9 A3.10 (phụ lục 3) hình 3.13 (%) 100 100 (%) 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 21h 24-27h 33h 21h 24-27h 33h §é kÕt dÝnh víi C §é kÕt dÝnh víi E §é kÕt dÝnh víi C §é kÕt dÝnh víi E Độ kết dính với H Độ kết lắng Độ kết dính với H Độ kết lắng Chủng N28 Chủng Nb4 Hình 3.13: Trạng thái sinh lý tế bào ảnh hưởng đến quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Chúng nhận thÊy ti nÊm men cµng nhiỊu (tøc lµ thêi gian thu hồi sinh khối chậm) nấm men có độ kết dính với dung môi kị nước H dung môi ưa axit E tăng độ kết lắng chủng nấm men tăng theo NÕu thu sinh khèi ë 21 h (pha ph¸t triĨn logarit), 24 27 h (đầu pha phát triển cân b»ng vµ cuèi pha logarit) vµ ë 33 h (pha phát triển cân bằng) độ kết dính với H chủng N28 tăng tương ứng 24,8 %; 25,6 % 26,7 % chủng Nb4 tăng tương ứng 21,7 %; 22,4 % 23,5 % Bên cạnh đó, độ kết lắng chủng N28 tăng dần với giá trị 66,9 %; 77,2 % 82,6 %, chủng Nb4 tăng lên theo giá trị 73,8 %; 80,1 % vµ 85,8 % KÕt luËn nµy phù hợp với thuyết lectin kết Dengis B P Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 80 Luận văn cao học Trần Kim Thoa cộng [7] Speers A cộng [15] đưa tính kị nước chủng nấm men tăng độ kết lắng chủng tăng theo 3.3.1.2 ảnh hưởng pH ảnh hưởng pH đến tính chất bề mặt tính chất kết lắng chủng nấm men đà nghiên cứu mục 3.1.3.2 3.2.2.3 thu số liệu bảng A3.4, A3.13 A3.14 (phụ lục 3) Biểu diễn đồng thời kết đồ thị hình 3.14 100 (%) 100 (%) 90 90 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 pH = 3,0 pH = 4,5 §é kÕt dÝnh víi C §é kÕt dÝnh víi H pH = 6,0 §é kÕt dÝnh víi E §é kÕt l¾ng pH = 3,0 §é kÕt dÝnh víi C §é kÕt dÝnh víi H Chđng N28 pH = 4,5 pH = 6,0 §é kết dính với E Độ kết lắng Chủng Nb4 Hình 3.14: pH ảnh hưởng đến quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Trong số giá trị pH lựa chọn để đưa lên biểu diễn đồ thị hình 3.17 3,0; 4,5 6,0 độ kết dính chủng nÊm men víi dung m«i H ë pH = 4,5 lµ tèt nhÊt (cđa chđng N28 lµ 26,5 % vµ chủng Nb4 22,7 %) nhiên độ kết lắng chủng nấm men pH = 3,0 lại cao Điều mâu thuẫn với kết Dengis B P cộng [7] vµ Speers A vµ céng sù [15] mµ cã tác dụng khẳng định thêm tính chất kết lắng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 81 Luận văn cao häc TrÇn Kim Thoa nấm men chịu tác động tính chất kị nước nấm men mà chịu ảnh hưởng yếu tố công nghệ khác, trường hợp ảnh hưởng pH pH thấp (= 3,0) làm thành phần protein bề mặt tế bào biến tính tế bào nấm men có xu hướng lắng xuống vdo mà cac chủng nấm men lại kết lắng tốt pH Tại pH = 6,0 tính chất kết dính với H chủng nấm men pH = 4,5 nên độ kết lắng nấm men pH thấp pH = 4,5 3.3.1.3 ảnh hưởng trình khuấy trộn Các kết nghiên cứu ảnh hưởng trình khuấy trộn đến tính chất bề mặt tính chất kết lắng chủng nấm men đà đưa vào bảng A3.6, A.19 3.20 (phụ lục 3) Chúng tổng hợp lại kết biểu diễn hình 3.15 sau: (%) 100.0 (%) 90.0 100.0 90.0 80.0 80.0 70.0 70.0 60.0 60.0 50.0 50.0 40.0 40.0 30.0 30.0 20.0 20.0 10.0 10.0 0.0 0.0 KC 100 v/p §é kÕt dÝnh víi C §é kÕt dÝnh víi H 200 v/p KC 100 v/p 200 v/p §é kÕt dÝnh víi E §é kÕt dÝnh víi C §é kết dính với E Độ kết lắng Độ kết dính với H Độ kết lắng Chủng N28 Chủng Nb4 Hình 3.15: Quá trình khuấy trộn ảnh hưởng đến quan hệ tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 82 Luận văn cao học Trần Kim Thoa Kết thu hoàn toàn phù hợp với kết nghiên cứu Dengis B P vµ céng sù [7] vµ Speers A vµ céng [15], trình khuấy trộn làm giảm độ kết dính với dung môi H hay đồng thời làm giảm khả kết lắng chủng nấm men 3.3.2 Tác dụng nấm men đến độ bền nhũ tương Theo nghiên cứu tác giả Barriga A T J vµ céng sù [8] vµ Cameron R D, vµ céng sù [10] vµ cho thÊy nÊm men không chất tạo nhũ mà thân chÝnh lµ mét chÊt nhị hãa sinh häc Së dÜ nÊm men cã tÝnh chÊt nµy lµ thµnh phần hóa học bề mặt nấm men có chứa nhiều mannoprotein, phosphomannoprotein chất có tính nhũ hóa sinh häc rÊt cao Tuy nhiªn nghiªn cøu më đầu,, thực nghiên cứu ban đầu liên quan đến tính chất làm bền nhũ tương chủng nấm men Trong nghiên cứu tiến hành tạo nhũ tương với chất tạo nhũ SDS, CTAB Tweens 80 có nồng độ chất tạo nhũ từ 0,2 ữ % dầu có nồng độ 10% thực nghiên cứu độ bền nhũ tương theo phương pháp 2.3.2.3 Kết thu nồng độ chất béo ảnh hưởng đến độ bền nhũ tương, nồng độ chất tạo nhũ lớn nhũ tương bên nồng độ chất tạo nhũ lớn lớp rào cản hình thành giọt nhũ giọt nhũ lớn làm cho giọt nhũ khó tập hợp lại với trì trạng thái lơ lưng khiÕn cho giät nhị t­¬ng bỊn h¬n ë nång độ chất tạo nhũ 0,6 % nồng độ chất béo 10 % đà tạo nhũ tương bền [4] Do đó, nghiên cứu tiến hành dung dịch nhũ tương có nồng độ chất tạo nhũ 0,6 % nồng độ chất béo 10 % Kết nghiên cứu ảnh hưởng nấm men đến cấu trúc nhũ tương (có nồng độ chất béo 10 %) làm từ chất tạo nhũ tích điện âm SDS, tích điện dương CTAB không tích điện Tweens 80 (được đua vào với nồng độ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 83 Luận văn cao học TrÇn Kim Thoa 0,6 %) pH = 4,5 quan sát khoảng thời gian h thể hình 3.17, 3.18, 3.19 3.20 Mẫu KC Nhũ tương làm từ chất tạo nhũ không tích điện Tweens 80 Nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích Nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện dương CTAB điện âm SDS Hình 3.16: ảnh chụp nhũ tương có nấm men sau h Nấm men có khả kết dính với hạt nhũ dung dịch nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện dương CTAB tốt nên tạo hạt nhũ có kích thước to dần nên dịch trở nên dần tượng phân lớp kết phù hợp với kết phương pháp đo mật độ quang OD 620 giảm nhanh đưa chủng N28 vào OD 620 gi¶m tõ 1,620 ë mÉu KC xuèng 0,824 h, đưa chủng Nb4 vào OD 620 gi¶m tõ 1,620 ë mÉu KC xuèng 0,846 ë h Điều có nghĩa độ bền nhũ tương trường hợp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 84 Luận văn cao học Trần Kim Thoa Khả kết dính chủng nấm men dung dịch nhũ tương làm từ chất tạo nhũ không tích điện Tweens 80 với dung dịch nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện dương CTAB theo quan sát kích thước hạt nhũ nhỏ có tăng dần theo thời gian Tương ứng với kết đo mật độ quang: đưa chủng N28 vào OD 620 giảm từ 1,534 mẫu KC xuống 1,426 h, đưa chủng Nb4 vào OD 620 giảm từ 1,534 mẫu KC xuống 1,411 h Kết khiến nhận thấy độ bền nhũ tương trường hợp cao trường hợp dung dịch nhũ tương OD làm từ chất nhũ hóa tích điện d­¬ng CTAB 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 KC N28 Nb4 Thêi gian (h) Hình 3.17: Sự thay đổi mật độ quang dung dịch nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện dương CTAB Đối với dung dịch nhũ tương làm từ chất nhũ hóa tích điện âm SDS chủng nấm men dường không kết dính với hạt nhũ Kết ảnh chụp cho thấy kích thước hạt nhũ tương đối đồng phù hợp với kết đo mật độ quang: đưa chủng N28 vào OD 620 không giảm mà tăng từ 1,604 mẫu KC lên 1,793 9h, tương tự đưa chủng Nb4 vào OD 620 tăng từ 1,604 mẫu KC đến 1,793 9h Như vậy, kết luận trường hợp nàydung dịch nhũ tương bền Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội OD 85 Luận văn cao häc TrÇn Kim Thoa 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 KC N28 Nb4 Thêi gian (h) Hình 3.18: Sự thay đổi mật độ quang dung dịch nhũ tương làm từ chất OD tạo nhũ không tÝch ®iƯn Tweens 80 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 KC N28 Nb4 Thời gian (h) Hình 3.19: Sự thay đổi mật độ quang dung dịch nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện âm SDS Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 86 Luận văn cao học Trần Kim Thoa Kết luận Các chủng nấm men Saccharomyces nghiên cứu có tính kỵ nước tính ưa axit Trong chủng nấm men lên men S.cerevisiae thể tính kỵ nước rõ chủng nấm men lên men chìm S.carlsbergensis Tính chất bề mặt nấm men bị biến đổi yếu tố công nghệ trạng thái sinh lý tế bào, pH, trình nuôi cấy có kết hợp khuấy trộn thay đổi Các chủng nấm men Saccharomyces có khả kết lắng giai đoạn cuối pha logarit chịu tác động yếu tố công nghệ nhiệt độ, pH, trạng thái sinh lý tế bào, có mặt loại đường, etylic trình nuôi cấy có kết hợp khuấy trộn Tuy nhiên tính chất bề mặt khác mà yếu tố ảnh hưởng đến khả kết lắng chủng nấm men lên men S.cerevisiae chủng nấm men lên men chìm S.carlsbergensis khác nhau: - Khả kết lắng chủng nấm men lên men S.cerevisiae bị ức chế etylic - Khả kết lắng chủng nấm men lên men chìm S.carlsbergensis bị ức chế có mặt loại ®­êng NÕu bỊ mỈt cđa chđng nÊm men thĨ tính kị nước rõ khả kết lắng chủng tốt ngược lại Nấm men có tác dụng làm tăng độ bền nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện âm SDS, ảnh hưởng đến độ bền nhũ tương làm từ chất tạo nhũ không tích điện Tweens 80 làm giảm độ bền nhũ tương làm từ chất tạo nhũ tích điện dương CTAB pH = 4,5 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 87 Luận văn cao học TrÇn Kim Thoa triển vọng đề nghị Xây dựng phương trình toán học thể mối liên hệ tính chất bề mặt, tính chất kết lắng với yếu tố công nghệ Nghiên cứu tính chất nhũ hóa sinh học chủng nấm men Saccharomyces ứng dụng tính chất sản phẩm thực phẩm nhũ hóa Nghiên cứu chất mối tương tác nấm men chất dung dịch nhũ tương sản phẩm đồ uống lên men ảnh hưởng nấm men đến khả giữ chất thơm số sản phẩm thực phẩm đặc biệt sản phẩm đồ uống lên men Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ... tính chất kết lắng nấm men Nghiên cứu yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tính chất kết lắng nấm men Tìm hiểu liên quan quan tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men Nghiên cứu ảnh hưởng tính chất. .. nấm men Saccharomyces ứng dụng sản phẩm thực phẩm Nội dung nghiên cứu bao gồm: Xác định tính chất bề mặt số chủng nấm men Saccharomyces Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tính chất bề mặt nấm men Xác... kết lắng nấm men đóng vai trò quan trọng Do với mục đích tìm hiểu vai trò tác động nấm men Saccharomyces đến sản phẩm thực phẩm đà tiến hành: Nghiên cứu tính chất bề mặt tính chất kết lắng nấm men