Lên men nước cà rốt bằng vi khuẩn acid lactic

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÊN MEN NƯỚC CÀ RỐT BẰNG VI KHUẨN ACID LACTIC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS HUỲNH XUÂN PHONG SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THỊ ÁI XUÂN MSSV: 3082569 Lớp: CNSHTT K34 Cần Thơ, Tháng 05/2013 PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Th.S Huỳnh Xuân Phong Nguyễn Thị Ái Xuân DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường ĐHCT LỜI CẢM TẠ Trong q trình thực đề tài, tơi nhận nhiều quan tâm, động viên, tận tình giúp đỡ từ phía Ban Giám đốc, Q Thầy Cô Viện Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Sinh học, cán phịng thí nghiệm gia đình, bạn bè Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cố vấn học tập PGS TS Nguyễn Hữu Hiệp tận tình truyền dạy giúp đỡ tơi suốt q trình học hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn TS Ngô Thị Phương Dung anh Huỳnh Xuân Phong, cán hướng dẫn, anh tận tâm bảo, giúp đỡ suốt q trình thực thí nghiệm hồn thành luận văn tốt nghiệp Cảm ơn anh Nguyễn Ngọc Thạnh anh Phạm Hồng Quang, cán phịng thí nghiệm, thường xun hướng dẫn, hỗ trợ tơi hồn thành luận văn Xin gửi lời cám ơn chân thành đến tất q Thầy Cơ tận tình truyền dạy cho tơi kiến thức hữu ích để phục vụ đề tài Xin chân thành cảm ơn bạn sinh viên khóa anh chị học viên cao học phịng thí nghiệm CNSH Thực phẩm nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình người thân động viên, khích lệ ln ủng hộ tơi mặt vật chất tinh thần suốt thời gian qua để vững tin thực đề tài nghiên cứu Kính chúc Q Thầy Cơ nhiều sức khỏe, thành đạt nhiều lĩnh vực ln có cống hiến quý báu cho nghiệp giáo dục đào tạo Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Nguyễn Thị Ái Xuân Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ TĨM LƯỢC Với mục đích để tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn, rẽ tiền giá trị dinh dưỡng cao đa dạng hóa sản phẩm chế biến có đặc tính tốt, đề tài “Sản xuất nuớc cà rốt lên men vi khuẩn acid lactic” thực qua hai giai đoạn Giai đoạn đầu tiến hành phân lập, định danh tuyển chọn dòng vi khuẩn acid lactic phân lập từ nước cà rốt lên men Kết thu dòng vi khuẩn acid lactic phân lập từ nước cà rốt lên men so sánh với dòng từ nghiên cứu Lương Phước Trường (2012) phân lập từ bột men tiêu hoá Kết tuyển chọn dòng Lactobacillus helveticus cho kết tốt (hàm lượng acid 1,46% w/v) Ở giai đoạn hai, tiến hành nghiên cứu điều kiện lên men thích hợp với chủng vi khuẩn tuyển chọn Dịch cà rốt lên men xác định tỉ lệ pha loãng dịch cà rốt 30% đường phối chế 15% (w/v) thích hợp để sản xuất nước cà rốt lên men Với mật số giống chủng ban đầu log CFU/mL sau 24 ủ 37°C sản xuất sản phẩm đảm bảo yêu cầu sản phẩm probiotic với đánh giá cao hội đồng đánh giá cảm quan Mùi, vị mật số vi khuẩn đảm bảo tồn trữ 4°C tuần đảm bảo yêu cầu sản phẩm probiotic (mật số vi khuẩn lớn log CFU/mL) Từ khóa: Lactobacillus helveticus, nước cà rốt, probiotic, vi khuẩn acid lactic Chuyên ngành Công nghệ Snh học i Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ TÓM LƯỢC i DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Sơ lược vi khuẩn acid lactic 2.1.1 Sơ lược vi khuẩn acid lactic 2.1.2 Một số giống vi khuẩn acid lactic .4 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển vi khuẩn acid lactic 2.1.4 Một số ứng dụng vi khuẩn acid lactic (LAB) 2.2 Lên men acid lactic 10 2.2.1 Cơ sở lý thuyết trình lên men acid lactic 10 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 12 2.2.3 Ý nghĩa thực tế lên men acid lactic 13 2.3 Probiotic 14 2.3.1 Giới thiệu chung 14 2.3.2 Vai trò probiotic 14 2.4 Nguyên liệu cà rốt 15 2.4.1 Giới thiệu chung cà rốt 15 2.4.2 Thành phần hóa học cà rốt 16 2.4.3 Lợi ích cà rốt 18 Chuyên ngành Công nghệ Snh học ii Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 19 CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 19 3.1 Phương tiện 19 3.1.1 Thời gian địa điểm 19 3.1.2 Phương tiện 19 3.2 Phương pháp nghiên cứu 20 3.2.1 Phân lập định danh mức độ giống dòng vi khuẩn acid lactic 20 3.2.2 Khảo sát khả chịu pH thấp vi khuẩn acid lactic phân lập 21 3.2.3 Khảo sát khả ứng dụng sản xuất nước cà rốt lên men vi khuẩn acid lactic 21 3.2.4 Định danh dòng vi khuẩn acid lactic có khả lên men nước ép cà rốt tốt 22 3.2.5 Khảo sát tỷ lệ pha loãng dịch cà rốt phối chế đường saccharose 23 3.2.6 Khảo sát mật số giống chủng, nhiệt độ thời gian lên men 25 3.2.7 Khảo sát nhiệt độ thời gian tồn trữ sản phẩm 27 3.2.8 Xử lý thống kê 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Phân lập định danh mức độ giống dòng vi khuẩn acid lactic 28 4.2 Khả chịu pH thấp vi khuẩn acid lactic phân lập 31 4.3 Khả ứng dụng lên men nước cà rốt vi khuẩn acid lactic 33 4.4 Kết định danh dòng vi khuẩn acid lactic tuyển chọn cho lên men nước cà rốt 34 4.5 Tỉ lệ pha loãng dịch cà rốt phối chế đường saccharose quy trình sản xuất dịch cà rốt lên men 35 4.6 Ảnh hưởng mật số giống chủng, nhiệt độ thời gian lên men 39 4.7 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian tồn trữ sản phẩm 44 Chuyên ngành Công nghệ Snh học iii Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 5.1 Kết luận 46 5.2 Đề nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 Chuyên ngành Công nghệ Snh học iv Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng Đặc điểm dòng vi khuẩn acid lactic Bảng Nhiệt độ phát triển số dòng vi khuẩn acid lactic Bảng Thành phần hóa học cà rốt 17 Bảng Thành phần vitamin muối khoáng cà rốt .17 Bảng Tỷ lệ thành phần môi trường MRS agar .20 Bảng Đặc điểm hình thái dịng vi khuẩn acid lactic .29 Bảng Mật số vi khuẩn mơi trường MRS lỏng có pH thấp 32 Bảng Một số tiêu sau lên men nước cà rốt 32 Bảng Một số tiêu sản phẩm dịch cà rốt lên men 37 Bảng 10 Kết đánh giá cảm quan nước cà rốt lên men theo tỉ lệ pha loãng nồng độ đường 40 Bảng 11 Kết khảo sát ảnh hưởng mật số giống chủng nhiệt độ, thời gian lên men 42 Bảng 12 Kết khảo sát nhiệt độ thời gian tồn trữ sản phẩm 46 Chuyên ngành Công nghệ Snh học v Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Hình Lactobacillus bulgaricus Hình Lactobacillus cacei Hình Streptococcus lactis Hình Streptococcus thermophilus Hình Pediococcus pentosaceus Hình Bifidobacterium Hình Lá cà rốt 15 Hình Củ cà rốt 16 Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ pha lỗng dịch cà rốt phối chế đường saccharose .24 Hình 10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát mật số giống chủng, nhiệt độ thời gian lên men 26 Hình 11 Khuẩn lạc vi khuẩn acid lactic 28 Hình 12 Vi khuẩn phân lập từ dịch cà rốt Trung Quốc KHV (X100) 28 Hình 13 Vi khuẩn phân lập từ dịch cà rốt Đà Lạt KHV (X100) 29 Hình 14 Hình nhuộm Gram vi khuẩn phân lập KHV (X100) 30 Hình 15 Hình thử nghiệm catalase âm tính 30 Hình 16 Khả phân giải CaCO3 dòng phân lập DLII3 .30 Hình 17 Sự thay đổi hàm lượng acid lactic theo nồng độ đường tỉ lệ pha loãng dịch cà rốt 38 Hình 18 Sự thay đổi mật số vi khuẩn acid lactic theo nồng độ đường tỉ lệ pha loãng dịch cà rốt 38 Hình 19 Hàm lượng acid thay đổi theo mật số giống chủng, thời gian lên men nhiệt độ ủ 43 Hình 20 Mật số vi khuẩn thay đổi theo mật số giống chủng, thời gian lên men nhiệt độ ủ 43 Hình 21 Kết đánh giá cảm quan sản phẩm mật số giống chủng, thời gian lên men nhiệt độ ủ 45 Chuyên ngành Công nghệ Snh học vi Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghệp Đại học Khóa 34- 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT CFU Colony forming unit KHV Kính hiển vi LAB Lactic acid bacteria Lb Lactobacillus Ln Leuconostoc MRS De Man, Rogosa and Sharpe S Streptococcus Chuyên ngành Công nghệ Snh học vii Viện NC&PT Công nghệ Snh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ 4.3 Khả ứng dụng lên men nước cà rốt vi khuẩn acid lactic Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 13 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chun ngành Cơng nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 14 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ 4.5 Tỉ lệ pha loãng dịch cà rốt phối chế đường saccharose quy trình sản xuất dịch cà rốt lên men Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 15 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chun ngành Cơng nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 16 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chun ngành Cơng nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 17 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 18 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ 4.6 Ảnh hưởng mật số giống chủng, nhiệt độ thời gian lên men Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 19 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ Multiple Range Tests for pH sau by MS_To_TIME Method: 95.0 percent LSD MS_To_TIME Count 5-37-48 7-37-48 7-30-48 7-P-48 5-30-48 3-37-48 5-P-48 5-37-36 3-P-48 7-37-24 7-30-24 5-P-36 5-37-24 7-37-36 3-30-48 7-P-24 5-30-36 Mean 2.88 2.99 2.99 3.0 3.02 3.035 3.04 3.075 3.165 3.2 3.21 3.22 3.225 3.225 3.245 3.245 3.26 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Homogeneous Groups X XX XX XX X XX XX XXX XXX XX XX X X X X X X 20 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 7-P-36 5-P-24 7-30-36 3-37-36 5-30-24 3-P-36 3-37-24 3-30-36 3-30-24 3-P-24 2 2 2 2 2 3.27 3.28 3.295 3.3 3.4 3.655 3.665 3.765 4.035 4.045 Trường Đại học Cần thơ XX XX XX XX X X X X X X ANOVA Table for HL ACID by MS_To_TIME Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 3.64488 26 0.140188 Within groups 0.044 27 0.00162963 Total (Corr.) 3.68888 53 Multiple Range Tests for HL ACID by MS_To_TIME F-Ratio 86.02 Method: 95.0 percent LSD MS_To_TIME Count Mean Homogeneous Groups 3-P-24 0.555 X 3-30-24 0.555 X 3-37-24 0.71 X 3-30-36 0.82 X 3-P-36 0.825 X 5-30-24 0.89 XX 3-37-36 0.91 XX 5-30-36 0.945 XXX 5-P-24 0.985 XXX 7-P-24 1.025 XXX 5-P-36 1.03 XX 5-37-24 1.035 XX 7-30-24 1.05 XX 5-37-36 1.07 XX 7-30-36 1.145 XX 3-30-48 1.15 XXX 7-P-36 1.185 XXX 3-P-48 1.2 XXX 7-37-24 1.23 XXX 7-37-36 1.265 XXX 5-P-48 1.31 XXX 5-30-48 1.34 XX 3-37-48 1.35 X 5-37-48 1.445 X 7-30-48 1.45 X 7-P-48 1.475 X 7-37-48 1.52 X ANOVA Table for MAT SO VK SAu by MS_To_TIME Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 12.7448 26 0.490185 315.49 Within groups 0.04195 27 0.0015537 Total (Corr.) 12.7867 53 Multiple Range Tests for MAT SO VK SAu by MS_To_TIME Method: 95.0 percent LSD MS_To_TIME Count 5-37-24 5-30-24 3-37-24 3-30-24 5-P-24 3-P-24 7-P-24 7-30-24 7-37-24 Mean 8.06 8.13 8.17 8.25 8.255 8.28 8.395 8.4 8.615 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học P-Value 0.0000 P-Value 0.0000 Homogeneous Groups X XX XX XX X X X X X 21 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 3-30-36 3-P-36 5-37-36 3-37-36 5-P-36 5-30-36 3-30-48 7-30-36 7-P-36 3-P-48 3-37-48 5-30-48 7-37-36 5-P-48 7-P-48 7-30-48 5-37-48 7-37-48 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8.65 8.885 8.97 9.03 9.05 9.085 9.265 9.27 9.285 9.285 9.315 9.36 9.36 9.37 9.405 9.42 9.43 9.535 Trường Đại học Cần thơ X X X XX XX X X X XX XX XXX XXX XXX XX X X X X ANOVA Table for HL ACID 24 by MATSO_NHIET DO 24 Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0.892511 0.111564 150.99 Within groups 0.00665 0.000738889 Total (Corr.) 0.899161 17 Multiple Range Tests for HL ACID 24 by MATSO_NHIET DO 24 P-Value 0.0000 Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean Homogeneous Groups 3-30 0.555 X 3-P 0.555 X 3-37 0.71 X 5-30 0.89 X 5-P 0.985 X 7-P 1.025 XX 5-37 1.035 XX 7-30 1.05 X 7-37 1.23 X ANOVA Table for HL ACID 36 by MATSO_NHIET DO 36 Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0.4024 0.0503 18.07 Within groups 0.02505 0.00278333 Total (Corr.) 0.42745 17 Multiple Range Tests for HL ACID 36 by MATSO_NHIET DO 36 Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 3-30 0.82 3-P 0.825 3-37 0.91 5-30 0.945 5-P 1.03 5-37 1.07 7-30 1.145 7-P 1.185 7-37 1.265 P-Value 0.0001 Homogeneous Groups X X XX XX XX XX XX XX X ANOVA Table for HL ACID 48 by MATSO_NHIET DO 48 Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0.2537 0.0317125 23.20 Within groups 0.0123 0.00136667 Total (Corr.) 0.266 17 P-Value 0.0000 Multiple Range Tests for HL ACID 48 by MATSO_NHIET DO 48 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 22 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean Homogeneous Groups 3-30 1.15 X 3-P 1.2 X 5-P 1.31 X 5-30 1.34 X 3-37 1.35 X 5-37 1.445 X 7-30 1.45 X 7-P 1.475 X 7-37 1.52 X ANOVA Table for HL ACID by THOI GIAN Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 2.09627 1.04814 Within groups 1.59261 51 0.0312277 Total (Corr.) 3.68888 53 Multiple Range Tests for HL ACID by THOI GIAN Method: 95.0 percent LSD THOI GIAN Count 24 18 36 18 48 18 Mean 0.892778 1.02167 1.36 F-Ratio 33.56 P-Value 0.0000 F-Ratio 1.27 P-Value 0.2885 Homogeneous Groups X X X ANOVA Table for HL ACID by NHIET DO Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 0.175493 0.0877463 Within groups 3.51339 51 0.06889 Total (Corr.) 3.68888 53 Multiple Range Tests for HL ACID by NHIET DO Method: 95.0 percent LSD NHIET DO Count Mean Homogeneous Groups 30 18 1.03833 X p 18 1.06556 X 37 18 1.17056 X Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 23 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ 4.7 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian tồn trữ sản phẩm Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 24 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chun ngành Cơng nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 25 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Trường Đại học Cần thơ 26 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 34-2013 Trường Đại học Cần thơ ANOVA Table for CAM QUAN by NHIET DO_ TH?I GIAN Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 83.1348 11 7.55771 373.62 Within groups 0.97096 48 0.0202283 Total (Corr.) 84.1058 59 P-Value 0.0000 Multiple Range Tests for CAM QUAN by NHIET DO_ TH?I GIAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean Homogeneous Groups X 32-4 0.94 X 32-3 1.268 X 32-2 1.65 X 32-1 2.19 X 20-4 2.45 X 20-3 2.81 X 20-2 3.07 X 20-1 3.46 X 4-4 4.073 XX 4-3 4.21 XX 4-1 4.37 X 4-2 4.4 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 27 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học ... vi khuẩn acid lactic - Khảo sát khả chịu pH thấp vi khuẩn acid lactic phân lập - Khảo sát khả ứng dụng sản xuất nước cà rốt lên men vi khuẩn acid lactic - Định danh dịng vi khuẩn có khả lên men. .. lược vi khuẩn acid lactic 2.1.1 Sơ lược vi khuẩn acid lactic Vi khuẩn acid lactic có tên gọi đầy đủ vi khuẩn acid lactic (Lactic acid bacteria – LAB) đóng vai trị quan trọng số thực phẩm lên men. .. giống, dòng vi khuẩn acid lactic phân lập xong từ loại cà rốt Trung Quốc, cà rốt Đà Lạt Sở dĩ, phân lập vi khuẩn acid lactic từ nước cà rốt để so sánh khả ứng dụng vào nước cà rốt lên men với nguồn