Ứng dụng chủng komagataeibacter saccharivorans a2 vào quá trình lên men dấm táo mèo bằng phương pháp lên men chìm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Thị Hậu ỨNG DỤNG CHỦNG KOMAGATAEIBACTER SACCHARIVORANS A2 VÀO QUÁ TRÌNH LÊN MEN DẤM TÁO MÈO BẰNG PHƢƠNG PHÁP LÊN MEN CHÌM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phạm Thị Hậu ỨNG DỤNG CHỦNG KOMAGATAEIBACTER SACCHARIVORANS A2 VÀO QUÁ TRÌNH LÊN MEN DẤM TÁO MÈO BẰNG PHƢƠNG PHÁP LÊN MEN CHÌM Chuyên ngành : Vi sinh vật học Mã số : 60420107 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ VIỆT ANH TS PHẠM ĐỨC NGỌC Hà Nội - 2018 Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Việt Anh, người thu nhận, hướng dẫn, truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm suốt thời gian học tập viện nghiên cứu Cô theo sát, bảo cho tơi góp ý q báu để tơi hồn thành tốt cơng việc Tơi biết ơn TS Phạm Đức Ngọc bảo, hướng dẫn tơi kiến thức kĩ để tơi hồn thiện luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Th.S Bùi Thị Thúy Hà, người dạy, hướng dẫn cho từ ngày đầu tơi vào làm việc phịng, truyền đạt cho kinh nghiệm công việc sống Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy cô Khoa Sinh học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung Bộ mơn Vi sinh vật nói riêng giảng dạy trang bị cho tơi kiến thức q giá suốt khóa học Tơi xin cảm ơn tất anh chị, bạn em sinh viên học tập công tác môn Công nghệ lên men, đặc biệt sinh viên Phùng Thị Thanh Tú giúp đỡ hỗ trợ thời gian thực nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè người thân, bên, động viên cho tơi có thêm nghị lực để vượt qua khó khăn suốt thời gian qua Hà Nội, tháng 08 năm 2018 Học viên Phạm Thị Hậu Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu MỤC LỤC CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu táo mèo 1.2 Vi khuẩn Axetic Axit Bacteria (AAB) lên men dấm 1.2.1 Quá trình sinh tổng hợp axit axetic lên men dấm ……………7 1.2.2 Chủng Komagataeibacter saccharivorans_A2 11 1.3 Quy trình sản xuất 14 1.3.1 Quy trình lên men rượu 14 1.3.2 Quy trình lên men dấm 15 1.4 Đồ uống chức 23 1.4.1 Mật ong 24 1.4.2 Maltodextrin 26 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Vật liệu 28 2.1.1 Nguồn nguyên liệu 28 2.1.2 Hóa chất 28 2.2 Phương pháp 29 2.2.1 Phương pháp công nghệ vi sinh 29 2.2.2 Các phương pháp phân tích hóa lý, hóa sinh [6] 31 2.2.3 Phương pháp vi sinh 34 2.2.4 Phương pháp trùng 36 2.2.5 Phương pháp đánh giá cảm quan 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Nghiên cứu quy trình lên men dấm táo mèo từ vi khuẩn K saccharivorans A2 phương pháp lên men chìm 38 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ tiếp giống 38 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ cồn ban đầu 39 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung axid axetic 40 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đường saccharose bổ sung 41 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ cao nấm men bổ sung 42 Khảo sát ảnh hưởng glycerol 43 Khảo sát ảnh hưởng thành phần khoáng 43 Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu 3.1.8 Nghiên cứu động học trình lên men axit axetic chủng K saccharivorans A2 45 3.2 Nghiên cứu tạo sản phẩm đồ uống chức dạng bột từ dấm táo mèo 46 3.2.1 Phân tích sản phẩm dấm táo mèo 46 3.2.2 Mật ong 48 3.2.3 Nghiên cứu tạo chế phẩm đồ uống dạng bột 50 3.3 Quy trình sản xuất bột dấm táo mèo mật ong 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Chất lượng cảm quan dấm táo mèo 46 Bảng 3.2: Phân tích tiêu vi sinh nguyên liệu dấm táo mèo 47 Bảng 3.3: Thành phần hóa học dấm táo mèo 47 Bảng 3.4: Chỉ tiêu cảm quan mật ong 48 Bảng 3.5: Chỉ tiêu hóa lý mật ong 49 Bảng 3.6 : Phân tích tiêu vi sinh mật ong 50 Bảng 3.7: Ảnh hưởng tỷ lệ chất mang đến chất lượng sản phẩm 51 Bảng 3.8: Ảnh hưởng tỉ lệ mật ong đến chất lượng sản phẩm 52 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ chất khô đến chất lượng sản phẩm 53 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào đến chất lượng sản phẩm 54 Bảng 3.11: Ảnh hưởng tốc độ bơm nhập liệu đến chất lượng sản phẩm 55 Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Táo mèo Hình 1.2:Cơ chế lên men axit axetic Louis Pasteurs[21] Hình 1.3: Sơ đồ q trình chuyển hóa ethanol thành axit axetic AAB[17] Hình 1.4: Phản ứng ezim xảy trình sinh tổng hợp axit axetic từ ethanol [17] Hình 1.5: Q trình oxy hóa ethanol đồng hóa acetate qua màng tế bào chất 10 Hình 1.6: Vị trí phân loại chủng K saccharivorans A2 số loài thuộc chi Komagataeibacter [3] 12 Hình 1.7: Hình thái khuẩn lạc chủng K saccharivorans A2[3] 13 Hình 1.8: Hình thái tế bào chủng K saccharivorans A2[3] 13 Hình 1.9: Mơ hình thiết bị lên men axit axetic theo phương pháp chìm[10] 17 Hình 1.10: Sản phẩm mật ong 24 Hình 2.1: Máy sấy phun 31 Hình 3.1: Ảnh hưởng tỷ lệ tiếp giống tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2 (%) 38 Hình 3.2: Ảnh hưởng nồng độ cồn ban đầu tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2 (%) 39 Hình 3.3: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung axit axetic tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2(%) 40 Hình 3.4: Ảnh hưởng nồng độ đường saccharose bổ sung tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2(%) 41 Hình 3.5: Ảnh hưởng nồng độ cao nấm men tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2(%) 42 Hình 3.6: Ảnh hưởng nồng độ glycerol tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2 (%) 43 Hình 3.7: Ảnh hưởng nồng độ MgSO4.7H2O tới hàm lượng axit tạo thành (%)44 Hình 3.8: Ảnh hưởng nồng độ KH2PO4 khả sinh axit chủng K saccharivorans A2 (%) 44 Hình 3.9: Ảnh hưởng nồng độ (NH4)2HPO4 tới khả sinh axit chủng K saccharivorans A2(%) 45 Hình 3.10:Thí nghiệm lên men axit axetic với điều kiện tối ưu 46 Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AAB Axetic Axit Bacteria AcDH Enzyme aldehyde Dehydrogenase AHA Axit alpha hydroxy AlDH Enzyme alcohol dehydrogenase ATP Adenosine triphosphat K Komagataeibacter PQQ Pyrroloquinoline quinone TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VSTP Vệ sinh thực phẩm YEA Extract agar Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu MỞ ĐẦU Táo mèo có nguồn gốc vùng ôn đới ẩm phía Bắc, xuống đến Việt Nam thấy phân bố rải rác vùng núi giáp biên giới với Trung Quốc, có tên khoa học Docynia indica (thuộc chi Docynia) Táo mèo mọc núi đá với độ cao 1000m, năm mùa, quanh năm hấp thụ sương gió núi trời Táo mèo với thành phần polyphenol, vitamin (C-B) kali cao so với dạng táo khác, có cơng dụng điều trị chứng rối loạn tiêu hóa, kháng khuẩn, cường tim, làm giãn động mạch vành, chống rối loạn nhịp tim, hạ áp, bảo vệ tế bào gan, tăng cường miễn dịch, trấn tĩnh an thần, chống co thắt, ức chế trình ngưng tập tiểu cầu, điều chỉnh rối loạn lipit máu, xơ vữa động mạch, huyết áp cao [3, 4] Trong số sản phẩm ngành công nghiệp thực phẩm, dấm ăn thuộc nhóm sản phẩm hàng đầu mức tiêu thụ Dấm làm từ táo mèo khuyến cáo có tác dụng tốt cho hệ tuần hồn máu, phòng chống bệnh tăng huyết áp, chống viêm họng, giảm béo, giảm hàm lượng cholesterol, hỗ trợ trình tiêu hóa, hỗ trợ an thần, tạo giấc ngủ tốt ngăn chặn q trình lão hóa, giảm q trình hình thành phát triển tế bào ung thư Dấm táo mèo có nguồn gốc hữu lên men chủng komagataeibacter saccharivorans A2, có khả chịu nồng độ ethanol cao, nồng độ axit cao, chịu nhiệt tới 40oC có khả sinh tổng hợp axit axetic cao Mật ong sản phẩm tốt người biết tới từ lâu Các nghiên cứu cho thấy mật ong có lợi cho sức khỏe có nhiều thành phần hữu nên thể chuyển hóa dễ dàng đường cung cấp cho thể ảnh hưởng tiêu cực đến mức độ glucose máu Hiện tại, dùng phổ biến hộ gia đình sử dụng nhiều dạng thực phẩm chức Mật ong sử dụng rộng rãi toàn giới, làm thức ăn bổ dưỡng cho người lớn trẻ nhỏ, chữa viêm loét dày hành tá tràng, thuốc ho Dấm táo mật ong sản phẩm thực phẩm có nhiều cơng dụng tốt Dấm táo chua nên khó uống, kết hợp với giọt mật ong, có vị Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu Bảng 3.2: Phân tích tiêu vi sinh nguyên liệu dấm táo mèo TT Tên tiêu Đơn vị tính Giới hạn Kết tối đa