Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng của một số thông số công nghệ lên sự phát triển sinh khối saccharomyces cerevisiae NBRC104019 ở thiết bị lên men 15 lít

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí – Cơng nghệ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Dung Lớp: Công nghệ thực phẩm 48C Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Bộ môn: Công nghệ thực phẩm Huế, 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ Khoa Cơ khí – Cơng nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Dung Lớp: Công nghệ thực phẩm 48C Thời gian thực hiện: 11/2018 – 03/2019 Địa điểm thực tập: Trung tâm nghiên cứu ứng dụng thông tin KH&CN tỉnh Quảng Trị Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Bộ mơn: Cơng nghệ thực phẩm Huế, 2019 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp mong muốn, nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn, hỗ trợ quý thầy cơ, gia đình bạn bè suốt thời gian thực khóa luận Nay cho phép tơi gửi lời cảm ơn chân thành đến: Trước hết PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy, người trực tiếp hướng dẫn đề tài Trong suốt q trình thực khóa luận, tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kinh nghiệm, giúp giải vấn đề nảy sinh q trình làm khóa luận hồn thành khóa luận định hướng đặt ban đầu Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trường Đại học Nơng Lâm Huế, Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ anh chị cơng tác Phịng thí nghiệm thuộc Trung tâm ứng dụng thông tin KH&CN Quảng Trị nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình làm khóa luận Nhân tơi xin cảm ơn gia đình bạn tập thể lớp Công Nghệ Thực Phẩm K48 ln bên tơi động viên khích lệ, giúp đỡ, chia sẻ thời gian qua để tơi hoàn thành đề tài Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ q báu q thầy cơ, bạn bè, gia đình Kính chúc tất người sức khỏe thành công Huế, tháng năm 2019 Sinh viên Nguyễn Thị Dung DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Các thiết bị sử dụng 19 Bảng 3.2: Thành phần môi trường Hansen 20 Bảng 3.3 Mật độ tế bào nấm men S cerevisiae NBRC104019 nuôi cấy ban đầu ứng với thể tích canh trường nhân giống cấp bổ sung 23 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Thiết bị lên men 15 lít .19 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xây dựng đường cong sinh trưởng nấm men S cerevisiea NBRC 104019 22 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng mật độ tế bào ban đầu lên phát triển sinh khối S cerevisiae NBRC104019 .24 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ lên phát triển sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian ni cấy 25 Hình 3.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy lên phát triển sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian ni cấy 26 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm sát ảnh hưởng nồng độ oxy lên phát triển sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian ni cấy 27 Hình 3.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nuôi cấy điều kiện tối ưu để thu nhận lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 cao 28 Hình 4.1 Đồ thị đường cong sinh trưởng S cerevisiae NBRC104019 .30 Hình 4.2: Biểu đồ thể ảnh hưởng mật độ giống cấp ban đầu lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 32 Hình 4.3: Biểu đồ thể ảnh hưởng nhiệt độ lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 33 Hình 4.4: Biểu đồ thể ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 35 Hình 4.5: Biểu đồ thể ảnh hưởng nồng độ oxy lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 .36 Hình 4.6 Đồ thị đường cong sinh trưởng S cerevisiae NBRC104019 .37 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AND: Axit Deoxyribonucleic ARN: Axit Ribonucleic ATC: Axit Tricarboxylic CFU: Colony Forming Unit FAO: Food and Agriculture Organization   (tổ chức lương thực nông nghiệp liên hiệp quốc) WHO: The Healthy World Organization (tổ chức y tế giới) MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU .1 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung đề tài gồm: .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 2.1 Tổng quan nấm men 2.1.1 Đặc điểm chung nấm men 2.1.2 Phân loại nấm men 2.1.3 Vai trò nấm men 2.2 Nấm men S cerevisiae 2.2.1 Đặc điểm sinh học nấm nem S cerevisiae 2.2.2 Đặc điểm hình thái kích thước tế bào 2.2.3 Cấu tạo tế bào 2.2.4 Sự sinh sản nấm men S cerevisiae .6 2.2.5 Tính chất sinh lý, sinh hóa 2.2.6 Sinh trưởng phát triển nấm men 2.3 Giới thiệu probiotic 2.3.1 Lịch sử probiotic 2.3.2 Tiêu chí chọn lựa vi sinh vật probiotic 10 2.3.3 Cơ chế tác động probiotic 11 2.3.4 Vai trò probiotic 12 2.3.5 Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu probiotic 13 2.4 Lên men sản xuất sinh khối 13 2.4.1 Giống vi sinh vật .13 2.4.2 Nhân giống vi sinh vật .13 2.4.3 Lên men 14 2.4 Những nghiên cứu ứng dụng nấm men 15 2.4.1 Ở nước 15 2.4.2 Ở nước 16 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .18 3.1 Đối tượng nghiên cứu 18 3.2 Nội dung nghiên cứu 18 3.3 Thiết bị, hóa chất sử dụng 19 3.3.1 Thiết bị 19 3.3.2 Môi trường .20 3.4 Phương pháp nghiên cứu 20 3.4.1 Phương pháp vi sinh 20 3.4.2 Phương pháp vật lí 22 3.4.3 Phương pháp toán học .22 3.4.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm thực nội dung nghiên cứu 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Đường cong sinh trưởng nấm men S cerervisiae NBRC104019 30 4.2 Kết khảo sát ảnh hưởng mật độ giống cấp ban đầu lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian nuôi cấy .31 4.3 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian nuôi cấy .33 4.4 Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian nuôi cấy 34 4.5 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ oxy lên lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian nuôi cấy .35 4.6 Kết xác định thời gian ni cấy điều kiện thích hợp để thu nhận lượng sinh khối S cerevisiae NBRC104019 cao .37 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 5.1 Kết luận 39 5.2 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Mặc dù hiểu biết người nấm men tính chất 150 năm nay, nấm men sử dụng từ thời xa xưa để làm bánh mì sản phẩm lên men truyền thống khác loại thức uống chứa cồn Nấm men loại nấm đơn bào, sinh sản phương thức nảy chồi tự phân đôi tế bào Nấm men phân bố rộng rãi tự nhiên, mơi trường có chứa đường, có pH thấp, chẳng hạn hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, mật ong, Nấm men Saccharomyces cerevisiae loại vi sinh vật sản xuất với quy mơ lớn giới Ngày nấm men S cerevisiae ứng dụng rộng rãi lĩnh vực thực phẩm lên men rượu, bia, bánh mỳ, Và đặc biệt năm gần đây, chủng nấm men S cerevisiae ứng dụng nhiều chăn nuôi chế biến thức ăn giàu tinh bột từ phế phụ phẩm công nghiệp, sản xuất sinh khối giàu protein vitamin từ nguồn nguyên liệu phong phú, sản xuất chế phẩm probiotic sử dụng lĩnh vực: chăn nuôi, thủy sản, trồng trọt, bảo vệ mơi trường sức khỏe Với xu hướng đó, việc nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển giống nấm men S cerevisiae điều kiện khác nhằm thu lượng sinh khối cao việc cần thiết Chính vậy, tơi tiến hành “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít ” 1.2 Mục tiêu đề tài - Mục tiêu chung: Khai thác tiềm probiotic chủng Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 việc sản xuất chế phẩm sinh học - Mục tiêu cụ thể: Cung cấp số thông số công nghệ quy trình sản xuất chế phẩm probiotic chủng Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 quy mô pilot Phụ lục 2: Kết khảo sát ảnh hưởng mật độ tế bào gieo cấy ban đầu lên lượng sinh khối S cerevisiae thu sau thời gian nuôi cấy ANOVA Log CFU/ml Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square F Sig .002 001 123.886 000 000 000 002 Lg CFU/mL Duncan Subset for alpha = 0.05 CFU/mL N 1×108 9.283 2×10 9.313 3×10 9.316 Sig 1.000 397 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Phụ lục 3: Kết ảnh hưởng nhiệt độ lên lượng sinh khối S cerevisiae thu sau thời gian nuôi cấy ANOVA Lg CFU/ml Between Groups Within Groups Total Sum of Squares df Mean Square F Sig .037 019 878.197 000 000 000 037 Lg CFU/ml Duncan Subset for alpha = 0.05 C N 25 9.164 35 9.270 30 9.318 Sig 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed o Phụ lục 4: Kết ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy lên lượng sinh khối S cerevisiae thu sau thời gian nuôi cấy ANOVA Lg CFU/ml Between Groups Within Groups Total Sum of Squares df Mean Square F Sig .026 013 702.833 000 000 000 026 Lg CFU/ml Duncan Subset for alpha = 0.05 Vòng/phút N 100 9.194 200 9.281 150 9.324 Sig 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Phụ lục 5: Kết ảnh hưởng nồng độ oxi lên lượng sinh khối S cerevisiae thu sau thời gian nuôi cấy ANOVA Log CFU/ml Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square F Sig .027 013 399.814 000 000 000 027 Log CFU/ml Duncan Subset for alpha = 0.05 % N 50 9.204 100 9.317 150 9.322 Sig 1.000 314 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Phụ lục 6: Kết khảo sát thời gian nuôi cấy điều kiện thích hợp để thu nhận lượng sinh khối S cerevisiae cao ANOVA Lg CFU/ml Between Groups Within Groups Total Sum of Squares df Mean Square 3.874 553 000 16 000 3.874 23 F 2.954E Sig .000 Lg CFU/ml Duncan Giờ 12 28 16 24 20 Sig N 3 3 3 3 8.286 Subset for alpha = 0.05 8.378 8.704 9.046 9.118 9.302 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 9.335 9.342 066 Phụ lục 7: Một số thiết bị sử dụng trình thực đề tài Hình 7.1: Lị vi sóng Hình 7.3: Tủ ấm Hình 7.6: Máy đo pH Hình 7.2: Máy li tâm Hình 7.4: Tủ lạnh Hình 7.5: Nồi hấp khử trùng Hình 7.7 Cân phân tích Hình 7.8: Máy lắc Hình 7.10: Tủ cấy Hình 7.12: Máy vortex Hình 7.9: Máy đếm khuẩn lạc Hình 7.11: Thiết bị lên men 15 lit Hình 7.13: Tủ âm sâu Hình 7.14: Tủ sấy Hình 7.15: Kính hiển vi Phụ lục 8: Một số hình ảnh trình thực đề tài Hình 8.1: Hoạt hóa giống Hình 8.2: Bắt khuẩn lạc giữ giống thạch nghiêng Hình 8.3: Ni giống cấp Hình 8.4: Giống cấp Hình 8.5: Ni cấy bình lên men Hình 8.6: Cài đặt thơng số cơng nghệ cho bình lên men Hình 8.7: Lấy mẫu bình lên men Hình 8.9: Mẫu sau ly tâm Hình 8.8: Tran đĩa Hình 8.10: Sinh khối thu sau loại bỏ canh trường Hình 8.11: Đếm khuẩn lạc máy đếm Hình 8.12: Sinh khối sau sấy Hình 8.13: Sinh khối thu sau li tâm dịch bình lên men Hình 8.14: Nhuộm gram quan sát tê bào nấm men kính hiển vi Phụ lục 9: Một số hình ảnh khuẩn lạc thu đĩa peptri CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Dung Lớp: Công nghệ thực phẩm 48C Tên đề tài: “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít” Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Những nội dung chỉnh sửa theo yêu cầu Hội đồng bảo vệ: Về hình thức: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Về nội dung: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Thừa Thiên Huế, ngày 30 tháng 03 năm 2019 Xác nhận Chủ tịch hội đồng Xác nhận Giáo viên hướng dẫn Sinh viên (Ký ghi rõ họ tên) PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy Trường Đại Học Nông Lâm Huế Cô ̣ng hòa xã hô ̣i chủ nghĩa Viêṭ Nam Khoa Cơ khí – Công nghê ̣ Đô ̣c lâ ̣p – tự – hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Dung Mã số sinh viên: 14L1031040 Lớp: Cơng nghê ̣ thực phẩm 48C Khoa: Cơ khí – Cơng nghệ Khóa: 2014 – 2019 1) Tên đề tài: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít 2) Nô ̣i dung: Phần 1: Mở đầu Phần 2: Tổng quan nghiên cứu Phần 3: Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu Phần 4: Kết nghiên cứu thảo luận Phần 5: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 3) Ngày giao nhiêm ̣ vụ: Ngày 05/11/2018 4) Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 20/03/ 2019 5) Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy 6) Ngày bảo vệ: Thơng qua môn Ngày … tháng … năm 2019 Trưởng mơn Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Đỗ Thị Bích Thủy ... khí – Cơng nghệ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công nghệ lên phát triển sinh khối Saccharomyces cerevisiae NBRC104019 thiết bị lên men 15 lít Sinh viên... nghiên cứu khả sinh trưởng phát triển giống nấm men S cerevisiae điều kiện khác nhằm thu lượng sinh khối cao việc cần thiết Chính vậy, tơi tiến hành ? ?Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng số thông số công. .. nghiệm ảnh hưởng tốc độ cánh khuấy lên phát triển sinh khối S cerevisiae NBRC104019 thu sau thời gian ni cấy 26 Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm sát ảnh hưởng nồng độ oxy lên phát triển sinh khối