Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic từ vi khuẩn bifidobacterium longum

Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT SẢN PHẨM YAOURT PROBIOTIC TỪ VI KHUẨN BIFIDOBACTERIUM LONGUM Học viên thực : Lê Thanh Hải MSHV : 09110152 Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Đống Thị Anh Đào Bộ môn : Công nghệ Thực phẩm TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2011 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đống Thị Anh Đào Cán chấm nhận xét 1: GS.TS Dương Thanh Liêm Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Hữu Phúc Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 27 tháng 01 năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TS Dương Thanh Liêm - Chủ tịch PGS.TS Đống Thị Anh Đào - Uỷ viên PGS.TS Phạm Thị Ánh Hồng - Uỷ viên TS Lê Thị Phú - Uỷ viên TS Nguyễn Hữu Phúc - Uỷ viên TS Lê Thị Hồng Nhan - Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Lê Thanh Hải Phái : Nữ Ngày, tháng, năm sinh : 16/08/1985 Nơi sinh : Hà Nam Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm & đồ uống MSHV : 09110152 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic từ vi khuẩn Bifidobacterium longum II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Huấn luyện chủng Bifidobacterium longum chịu pH thấp  Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt có bổ sung probiotic III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/07/2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/01/2011 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Đống Thị Anh Đào CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Đống Thị Anh Đào PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn bố, mẹ gia đình tạo điều kiện thuận lợi chỗ dựa cho em suốt năm học tập Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, cảm ơn Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em năm học vừa qua Lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi tới Cô Đống Thị Anh Đào tận tình hướng dẫn giúp đỡ cho em hồn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Công nghệ Sinh học, trường Cao đẳng Kinh tế Công nghệ TPHCM bạn cao học lớp thực phẩm khoá 2008 2009 giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài tốt nghiệp Một lần em xin chân thành cảm ơn xin gửi lời kính chúc sức khoẻ đến thầy gia đình TPHCM, ngày 18 tháng 01 năm 2011 Học viên Lê Thanh Hải TÓM TẮT LUẬN VĂN Probiotic vi sinh vật sống bổ sung vào thực phẩm có tác dụng cải thiện cân hệ vi sinh vật đường ruột người Vi khuẩn Bifidobacterium probiotic điển hình thường bổ sung vào sản phẩm sữa lên men yaourt Tuy nhiên, khả sống sót Bifidobacteria yaourt thấp pH yaourt khoảng 4,2 – 4,6 Vì vậy, việc tìm giải pháp để làm tăng khả sống sót Bifidobacterium longum sản phẩm tăng khả sống sót chúng sản phẩm qua hệ tiêu hoá việc cần thiết Đề tài “Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic” nhằm giải vấn đề Vi khuẩn Bifidobacterium longum nuôi ủ môi trường MRS lỏng có bổ sung L-cystein-HCl 10% dầu khống bề mặt Cấy chuyền sang mơi trường MRS lỏng có pH giảm dần từ 6,8 xuống 3,5, với bước nhảy pH 0,5 Theo dõi xây dựng đường cong sinh trưởng chúng môi trường Đường cong sinh trưởng vi khuẩn Bifidobacterium longum mơi trường có pha thích nghi (pha lag) kéo dài khoảng – giờ, pha tăng trưởng log kéo dài khoảng – 10 Và sinh khối vi khuẩn thu từ thứ 14 – 16 Khi sinh khối cực đại, cấy chuyền sang mơi trường có pH thấp Ni cấy vi khuẩn mơi trường có pH khác nhiều lần để vi khuẩn thích nghi với mơi trường Trong thí nghiệm này, vi khuẩn Bifidobacterium longum thích nghi mơi trường MRS lỏng, pH = 4,0, môi trường MRS lỏng, pH = 3,5 mật độ tế bào vi khuẩn giảm không tăng thời gian nuôi Vì vậy, phạm vi đề tài nghiên cứu này, vi khuẩn huấn luyện tới pH = 4,0 sau ni ủ vi khuẩn mơi trường MRS lỏng, pH = 4,0 để thu sinh khối sử dụng cho thí nghiệm Bổ sung vi khuẩn Bifidobacterium longum với mật độ 109 cfu/ml vào sản phẩm yaourt so sánh mẫu yaourt: yaourt thường không bổ sung Bifidobacterium longum, yaourt bổ sung Bifidobacterium longum không huấn luyện chịu pH thấp yaourt bổ sung Bifidobacterium longum qua q trình huấn luyện thích nghi với môi trường pH thấp Đánh giá mật độ tế bào vi khuẩn sống sót, pH, độ chua, hàm lượng acid hữu đánh giá cảm quan sản phẩm thời gian bảo quản: ngày, ngày, 10 ngày, 20 ngày, 30 ngày Trong thời gian bảo quản, mật độ tế bào vi khuẩn sống sót mẫu yaourt bổ sung Bifidobacterium longum không huấn luyện chịu pH thấp mẫu yaourt bổ sung Bifidobacterium longum huấn luyện môi trường pH thấp giảm theo thời gian, pH canh trường giảm, độ chua tăng, hàm lượng acid hữu đặc biệt acid lactic acid acetic tăng đánh giá cảm quan sản phẩm cho kết khơng có khác biệt mức độ ưa thích chung sản phẩm mẫu yaourt giai đoạn đầu trình bảo quản (0 – 10 ngày) CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LÝ LỊCH KHOA HỌC I- LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: LÊ THANH HẢI Ngày sinh: 16/08/1985 Nơi sinh: Hà Nam Địa liên lạc: C42 chung cư Bình Thới, Lãnh Binh Thăng, P8, Q11, TPHCM Điện thoại liên lạc: 0982 812507 Dân tộc: Kinh Tôn giáo: Không Sức khoẻ: Tốt II- QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC: Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ 2003 đến 2008 Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Ngành học: Công nghệ Thực phẩm Tên luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu tạo chế phẩm Lactobacillus acidophilus Nơi bảo vệ: Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Người hướng dẫn: PGS.TS Đống Thị Anh Đào TRÊN ĐẠI HỌC: Cao học: Từ 2009 đến 2011 Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Tên luận văn tốt nghiệp: Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic từ vi khuẩn Bifidobacterium longum Ngày bảo vệ: 27/01/2011 Nơi bảo vệ: Đại học Bách Khoa TPHCM Người hướng dẫn: PGS.TS Đống Thị Anh Đào Trình độ ngoại ngữ: Bằng C anh văn, Toeic 690 III- HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC KỸ THUẬT Thời gian Nơi công tác 2008 – Giảng viên – Trường CĐ Kinh tế Công nghệ TPHCM Ngày 18 tháng 01 năm 2011 NGƯỜI KHAI (Họ tên chữ ký) Lê Thanh Hải i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC ĐỒ THỊ vi DANH MỤC BẢNG viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ BIFIDOBACTERIA 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Đặc điểm hình thái 1.1.3 Đặc điểm sinh lý 1.1.3.1 Dạng hô hấp 1.1.3.2 Nhiệt độ 1.1.3.3 pH 1.1.4 Đặc điểm di truyền 1.1.5 Đặc điểm sinh hóa nhu cầu dinh dưỡng Bifidobacterium 1.1.5.1 Đặc điểm sinh hoá 1.1.5.2 Nhu cầu dinh dưỡng 1.1.5.3 Chuyển hoá sắt 11 1.1.5.4 Chuyển hoá vitamin 11 1.1.5.5 Sản xuất acid amin 11 1.1.5.6 Sản xuất kháng sinh kháng khuẩn 12 1.1.6 Đặc điểm enzyme đường chuyển hoá đường hexose 12 ii 1.1.6.1 Đặc điểm enzyme 12 1.1.6.2 Con đường chuyển hoá đường hexose 12 1.1.7 Sự phân bố giống Bifidobacteria 14 1.1.7.1 Tồn ruột người 14 1.1.7.2 Tồn động vật 16 1.1.7.3 Tồn môi trường xung quanh 17 1.1.8 Lợi ích vi khuẩn Bifidobacteria 17 1.1.8.1 Tăng cường hệ miễn dịch 18 1.1.8.2 Giảm bớt triệu chứng dị ứng lactose 18 1.1.8.3 Ngăn ngừa bệnh tiêu chảy 19 1.1.8.4 Ngăn ngừa ung thư 19 1.1.8.5 Kháng lại vi khuẩn gây bệnh 20 1.1.9 Ứng dụng vi khuẩn Bifidobacteria 20 1.1.9.1 Probiotic 20 1.1.9.2 Prebiotic 21 1.1.9.3 Synbiotic 22 1.2 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM YAOURT 22 1.2.1 Cơ sở lý thuyết trình lên men lactic 22 1.2.2 Kỹ thuật sản xuất sữa chua yaourt 26 1.2.2.1 Phân loại 27 1.2.2.2 Nguyên liệu sản xuất yaourt 28 1.2.2.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất yaourt 30 1.2.2.4 Thuyết minh quy trình công nghệ 31 95 Bảng 36 Kết phân tích anova thay đổi hàm lượng acid acetic mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 30 ANOVA Table for Ngay 30 by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups ,575622 ,287811 261,65 0,0000 Within groups ,0066 ,0011 Total (Corr.) ,582222 Multiple Range Tests for Ngay 30 by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M1 10,1133 X M2 10,2933 X M3 10,7167 X 96 Đánh giá cảm quan Bảng 37 Kết đánh giá cảm quan mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày Người thử Mẫu Tổng M1 M2 M3 7 20 7 22 14 18 6 15 6 17 7 18 8 19 19 10 20 11 7 20 12 24 13 14 14 5 16 15 16 16 6 17 17 16 18 19 19 6 15 20 19 21 7 20 22 19 23 15 24 6 17 25 14 26 19 97 27 14 28 5 16 29 6 16 30 19 31 7 20 32 7 22 33 14 34 18 35 6 15 36 6 17 37 18 38 19 39 19 40 20 41 7 18 42 19 43 7 20 44 5 16 45 7 17 46 6 20 47 6 19 48 19 49 6 15 50 19 51 7 18 52 19 53 21 54 6 19 55 5 13 56 21 57 17 98 58 5 17 59 6 16 60 8 22 Tổng 366 382 326 Trung bình 6,100 6,367 5,433 Bảng 38 Kết đánh giá cảm quan mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày Người thử Mẫu Tổng M1 M2 M3 17 20 3 19 6 17 16 6 19 7 20 18 6 17 10 18 11 17 12 20 13 19 14 6 17 15 16 16 19 17 20 18 18 19 6 17 20 18 21 17 99 22 20 23 19 24 6 17 25 16 26 19 27 20 28 18 29 6 17 30 18 31 17 32 20 33 19 34 6 17 35 16 36 19 37 20 38 18 39 6 17 40 18 41 17 42 20 43 19 44 6 17 45 16 46 19 47 20 48 18 49 6 17 50 18 51 17 52 20 100 53 19 54 6 17 55 16 56 19 57 20 58 18 59 6 17 60 18 Tổng 342 360 384 Trung bình 5,700 6,000 6,400 Bảng 39 Kết đánh giá cảm quan mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 10 Người thử Mẫu Tổng M1 M2 M3 19 6 16 17 19 16 6 18 6 16 16 6 17 10 7 19 11 15 12 15 13 18 14 6 19 15 17 16 19 101 17 16 18 15 19 21 20 7 20 21 19 22 6 16 23 17 24 19 25 16 26 18 27 6 16 28 16 29 6 17 30 7 19 31 19 32 6 16 33 17 34 19 35 16 36 18 37 6 16 38 16 39 6 17 40 7 19 41 19 42 6 16 43 17 44 19 45 16 46 18 47 6 16 102 48 16 49 6 17 50 7 19 51 7 18 52 5 14 53 18 54 15 55 6 18 56 16 57 18 58 13 59 17 60 18 Tổng 318 356 358 Trung bình 5,300 5,933 5,967 Bảng 40 Kết đánh giá cảm quan mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua khơng bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 20 Người thử Mẫu Tổng M1 M2 M3 6 21 5 15 19 4 13 5 18 8 22 6 14 7 20 7 20 10 7 19 103 11 6 18 12 5 18 13 5 18 14 14 15 5 15 16 6 20 17 6 17 18 17 19 7 18 20 5 17 21 6 17 22 5 11 23 20 24 6 16 25 5 15 26 19 27 6 20 28 6 19 29 7 18 30 15 31 6 18 32 5 11 33 20 34 6 16 35 5 15 36 19 37 6 20 38 6 19 39 7 18 40 15 41 6 17 104 42 14 43 16 44 6 17 45 5 18 46 6 17 47 21 48 6 19 49 7 18 50 5 13 51 6 18 52 12 53 7 20 54 6 16 55 20 56 5 17 57 8 22 58 3 12 59 12 60 13 Tổng 369 341 316 Trung bình 6,150 5,683 5,267 Bảng 41 Kết đánh giá cảm quan mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 30 Người thử Mẫu Tổng M1 M2 M3 6 17 10 21 6 19 105 16 5 15 6 20 8 17 17 10 15 11 6 17 12 10 13 21 14 6 19 15 16 16 5 15 17 6 20 18 17 19 17 20 15 21 6 17 22 10 23 21 24 6 19 25 16 26 5 15 27 6 20 28 17 29 17 30 15 31 6 17 32 10 33 21 34 6 19 35 16 106 36 5 15 37 6 20 38 17 39 17 40 15 41 6 17 42 10 43 21 44 6 19 45 16 46 5 18 47 21 48 17 49 13 50 13 51 6 17 52 10 53 21 54 6 19 55 16 56 5 18 57 21 58 17 59 13 60 13 Tổng 356 336 306 Trung bình 5,933 5,600 5,100 107 Bảng 42 Kết phân tích anova mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày ANOVA Table for Cam quan by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 27,7333 13,8667 6,10 0,0027 Within groups 402,067 177 2,27156 Total (Corr.) 429,8 179 Multiple Range Tests for Cam quan by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M3 60 5,43333 X M1 60 6,1 X M2 60 6,36667 X Bảng 43 Kết phân tích anova mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày ANOVA Table for Cam quan by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 14,8 7,4 4,32 0,0147 Within groups 303,0 177 1,71186 Total (Corr.) 317,8 179 Multiple Range Tests for Cam quan by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M1 60 5,7 X M2 60 6,0 XX M3 60 6,4 X 108 Bảng 44 Kết phân tích anova mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 10 ANOVA Table for Cam quan by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 16,9333 8,46667 4,65 0,0108 Within groups 322,267 177 1,82072 Total (Corr.) 339,2 179 Multiple Range Tests for Cam quan by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M1 60 5,3 X M2 60 5,93333 X M3 60 5,96667 X Bảng 45 Kết phân tích anova mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua không bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 20 ANOVA Table for Cam quan by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 23,4333 11,7167 5,18 0,0065 Within groups 400,367 177 2,26196 Total (Corr.) 423,8 179 Multiple Range Tests for Cam quan by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M3 60 5,26667 X M2 60 5,68333 XX M1 60 6,15 X 109 Bảng 46 Kết phân tích anova mức độ ưa thích chung người thử mẫu sữa chua khơng bổ sung B.longum (M1), mẫu sữa chua bổ sung B.longum thường (M2) mẫu sữa chua bổ sung B.longum chịu pH thấp (M3) vào ngày 30 ANOVA Table for Cam quan by Mau Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 21,1111 10,5556 3,57 0,0302 Within groups 523,533 177 2,95782 Total (Corr.) 544,644 179 Multiple Range Tests for Cam quan by Mau -Method: 95,0 percent LSD Mau Count Mean Homogeneous Groups -M3 60 5,1 X M2 60 5,6 XX M1 60 5,93333 X ... hóa người Đề tài ? ?Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic từ vi khuẩn Bifidobacterium longum” nhằm giải vấn đề Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Mục tiêu đề tài tập trung vào vi? ??c cải thiện khả... longum sản phẩm tăng khả sống sót chúng sản phẩm qua hệ tiêu hoá vi? ??c cần thiết Đề tài ? ?Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic? ?? nhằm giải vấn đề Vi khuẩn Bifidobacterium longum nuôi ủ mơi trường... nghệ Thực phẩm & đồ uống MSHV : 09110152 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sản xuất sản phẩm yaourt probiotic từ vi khuẩn Bifidobacterium longum II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Huấn luyện chủng Bifidobacterium