3.2.1 Kết quả nghiên cứu hình thái của các chủng nấm men
Các chủng này được cấy vào môi trường cấp 1 (dịch chiết malt), nuôi ở 30oC trong vòng 24h. Tiến hành quan sát hình dạng của tế bào nấm men trên tiêu bản vi sinh vật sống với kính hiển vi có độ phóng đại 40 lần.
Sau khi quan sát hình thái tế bào các chủng nấm men, đặc điểm hình thái của các chủng nấm men được thể hiện ở bảng 3.4:
Bảng 3.4 Đặc điểm hình thái của các chủng nấm men
STT Tên chủng Hình thái tế bào
1 Nấm men rượu
S. cerevisiae 7012
Hình cầu, hình trứng;
Có kích thước lớn nhất trong 4 chủng nấm men nghiên cứu; 2 Nấm men rượu S. cerevisiae 7028 Hình bầu dục, hình trứng; Kích thước nhỏ; 3 Nấm men S. boulardii CNCM I-745 Hình trứng, hình ô-van; Có kích thước nhỏ nhất trong bốn chủng nấm men;
4 Nấm men bia S.cerevisiae
SafAle BE-134
Hình bầu dục, hình trứng; Kích thước nhỏ;
57
3.2.2 Kết quả nghiên cứu khả năng sinh trưởng của các chủng nấm men trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành men trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành
Các chủng nấm men sau khi hoạt hóa 24h trong môi trường nhân giống cấp 1, được chuyển sang môi trường cấp 2; Sau đó tiến hành xác định mật độ tế bào tại các thời điểm 0h, 2h, 4h, 6h, …. để theo dõi tốc độ và khả năng sinh trưởng. Mật độ tế bào của các chủng nấm men trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành được thể hiện ở hình 3.1:
Hình 3.1 Khả năng sinh trưởng của các chủng trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành theo thời gian
Từ hình 3.1 cho thấy, với cùng mật độ tế bào ban đầu như nhau, cả 4 chủng nấm men đều có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt trong môi trường dịch thủy phân bã đậu nành. Mật độ tế bào nấm men đều tăng từ thời điểm 2 giờ đến thời điểm 16 giờ, sau đó mật độ tế bào giữ ổn định trong khoảng 14 giờ tiếp theo và sau giờ thứ 28 mật độ tế bào giảm dần.
Trong 4 chủng nấm men nghiên cứu với cùng điều kiện môi trường dịch thủy phân bã đậu nành, ta thấy chủng nấm men S. boulardii CNCM I-745 có tốc độ sinh trưởng nhanh và mật độ tế bào cao hơn các chủng còn lại. Từ giai đoạn cân bằng, mật độ tế bào nằm trong khoảng 5.107 - 6.107 CFU/ml. Như vậy, chủng nấm men S. boulardii CNCM I-745, là một probiotic có thể sinh trưởng, phát triển tốt và duy trì một lượng lớn tế bào trong dịch thủy phân bã đậu nành.
58 Đây là một ưu điểm rất có lợi cho mục đích sử dụng chủng để lên men dịch thủy phân bã đậu nành tạo đồ uống probiotic.
3.2.3 Kết quả nghiên cứu khả năng lên men của các chủng nấm men trên môi trường dịch thủy phân bã đậu trên môi trường dịch thủy phân bã đậu
a. Đánh giá khả năng lên men của các chủng nấm men dựa vào lượng CO2 thoát ra
Tiến hành lên men cùng điều kiện với 4 chủng nấm men và theo dõi khả năng lên men thông qua lượng CO2 thoát ra theo thời gian ở mỗi bình. Kết quả được thể hiện ở hình 3.2:
Hình 3.2 Lượng CO2 thoát ra của các chủng nấm men theo thời gian lên men Từ hình 3.2, dựa vào lượng CO2 thoát ra cho thấy 4 chủng nấm men đều có khả năng lên men trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành. Lượng CO2 thoát ra tăng nhanh từ giờ thứ 4 đến giờ thứ 10 sau đó lượng CO2 thoát ra tăng chậm dần.
Khi so sánh về khả năng sinh trưởng chủng nấm men S. cerevisiae 7012 luôn có mật độ tế bào thấp nhất trong 4 chủng, nhưng bình được lên men bởi chủng này có lượng CO2 giải phóng ra cao ngang với hai chủng S. cerevisiae
7028, S. cerevisiae SafAle BE-134. Cho thấy chủng S. cerevisiae 7012 cũng có khả năng lên men tốt trên dịch thủy phân bã đậu nành.
59
b. So sánh khả năng lên men của các chủng nấm men dựa vào thành phần của dịch sau lên men
Bảng 3.5 Thành phần của dịch lên men sau 24 giờ bởi các chủng nấm men
Các chỉ tiêu của dịch sau lên men bởi các
chủng nấm men S. Boulardii CNCM I- 745 S. cerevisiae 7012 S. cerevisiae 7028 S. cerevisiae Safale Be-134 Hàm lượng đường khử còn lại, mg/100ml 646 ± 1,5 a 519 ± 1,3b 519 ± 2,9b 517 ± 4,6b Hàm lượng protein hòa tan, mg/100ml 455 ± 2,1 a 444 ± 3,8b 435 ± 3,2c 445 ± 4,9b
Hàm lượng axit amin và peptit mạch ngắn, mg/100ml 363 ± 2,6a 351 ± 4,9b 347 ± 6,4b 348 ± 6,3b Hàm lượng polyphenol, mg GAE/100ml 20,2 ± 0,09 19,9 ± 0,24 19,5 ± 0,11 19,7 ± 0,39 Độ chua, mg/100ml 560 ± 6,1 515 ± 20,0 518 ± 15,4 511 ± 6,13 pH của dịch 3,96 ±0,2 3,98 ± 0,2 3,96 ± 0,2 3,98 ± 0,2 Độ rượu, % v/v 1,06 1,18 1,15 1,15
Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng cho biết sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05)
Từ bảng 3.5, xét về hàm lượng protein hòa tan, axit amin, lượng đường khử, hàm lượng polyphenol thì dịch bã đậu nành sau lên men bởi chủng nấm men
S. boulardii CNCM I-745 có hàm lượng cao hơn các chủng còn lại.
Xét về độ rượu thì chủng nấm men S. boulardii CNCM I-745 cho dịch có độ rượu thấp nhất trong 4 chủng. Do đặc tính là chủng probiotic nên nấm men S. boulardii CNCM I-745 thiên về tăng mật độ tế bào, tạo sinh khối, sinh một số sản phẩm thứ cấp.
Đối với 3 chủng còn lại S. cerevisiae 7012, S. cerevisiae 7028 và S. cerevisiae SafAle BE-134 đều cho dịch lên men có hàm lượng protein hòa tan, axit amin, lượng đường khử, hàm lượng polyphenol tương đương nhau.
60 Bảng 3.6 Các thành phần khác của dịch trước và sau lên men 24 giờ
Chỉ tiêu của dịch
Trước lên men
Sau lên men
S. Boulardi i CNCM I-745 S. cerevisia e7012 S. cerevisia e7028 S. cerevisia eSafale Be-134 Hàm lượng isoflavone, mg/100ml 5,67 5,89 5,78 5,77 5,96 Tổng aglycone 4,77 5,88 5,75 5,73 5,93 Daidzein 0,94 1,25 1,23 1,22 1,27 Glycitein 0,29 0,48 0,45 0,48 0,46 Genistein 3,54 4,12 4,07 4,03 4,20 Hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa(mgVTMC/100m l) 0,60±0,0 4 1,03±0,0 2 0,95±0,0 1 0,83±0,0 2 1,00±0,0 2
Từ bảng 3.6, nhận thấy hàm lượng isoflavone của dịch sau lên men bởi cả 4 chủng đều tăng lên so với dịch trước khi lên men. Và hàm lượng isoflavone aglycone cũng tăng lên so với trước lên men. Điều này có thể do các chủng nấm men lên men được bã đậu, tiết ra β-glucosidase (Bhatia, Mishra, & Bisaria, 2002), và giúp chuyển đổi sinh học isoflavone glucoside trong bã đậu thành aglycones, và giúp tăng khả dụng sinh học của isoflavone.
Trong dịch sau lên men của 4 chủng đều có hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa (hoạt tính quét gốc tự do DPPH) tăng so với dịch trước lên men. Trong 4 dịch lên men, dịch được lên men bởi chủng S. boulardii có hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Kết quả này phù hợp với kết quả của Angela Capece và cộng sự [47].
Trong dịch trước lên men có lượng peptit mạch ngắn có hoạt tính sinh học, một số oligosaccarit, hàm lượng polyphenol nhất định là những chất có khả năng chống oxy hóa. Sự phân giải protein trong bã đậu nành đã được chứng minh là
61 giải phóng các peptit có hoạt tính sinh học, là chất chống oxy hóa (JiménezEscrig và cộng sự, 2010; Nishibori và cộng sự, 2017). Và phần lớn các isoflavone trong bã đậu nành tồn tại dưới dạng liên hợp glycoside, sau quá trình lên men đã chuyển hóa tăng hàm lượng isoflavone aglycones có hoạt tính sinh học cao hơn, do đó góp phần làm tăng hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa. Kết quả này phù hợp với kết quả của Chua và cộng sự, 2017, khi nghiên cứu dịch nước whey đậu nành lên men bởi chủng Saccharomyces cerevisiae, dạng isoflavone glucosides đã được thủy phân và chuyển thành isoflavone aglycones, nồng độ aglycones tăng tương ứng với hoạt tính chống oxy hóa [48].
Như vậy, qua quá trình lên men đã chuyển hóa, làm tăng giá trị sử dụng của bã đậu nành, cải thiện chức năng có lợi cho sức khỏe của đồ uống lên men từ bã đậu.
3.2.4 Kết quả đánh giá cảm quan dịch lên men của từng chủng nấm men men
Để lựa chọn chủng nấm men thích hợp đưa vào lên men tạo sản phẩm đồ uống từ dịch thủy phân bã đậu nành, việc đánh giá cảm quan dịch lên men của từng chủng nấm men là một yếu tố quan trọng. Có hai tính chất cảm quan nổi bật của dịch là mùi thơm và vị chua, được hội đồng chọn ra để đánh giá cảm quan.
Tiến hành đánh giá cảm quan 5 mẫu bao gồm: 4 mẫu dịch lên men tương ứng với 4 chủng nấm men, và 1 mẫu là dịch thủy phân bã đậu nành trước lên men.
Sử dụng phép thử cho điểm để đánh giá cảm quan về mùi thơm và vị chua của các mẫu, quy ước mẫu:
Mẫu A: Dịch lên men với chủng S. cerevisiae 7012 Mẫu B: Dịch lên men với chủng S. cerevisiae 7028
Mẫu C: Dịch lên men với chủng S. cerevisiaeSafale be 134 Mẫu D: Dịch lên men với chủng S. boulardii CNCM I-745 Mẫu E: Dịch thủy phân bã đậu nành trước lên men.
a. Đánh giá cảm quan về mùi thơm
Tiêu chí đánh giá: Mùi thơm.
Hội đồng cảm quan: 30 người (độ tuổi từ 20 đến 50). Thang 6 điểm: từ 0 đến 5 điểm
62 Sau khi nếm thử, người thử sẽ đánh giá cường độ của mùi thơm thông qua một điểm số tương ứng với một thuật ngữ mô tả cường độ đã được quy định sẵn. Sau khi có kết quả đánh giá cảm quan, tiến hành thu thập và xử lý số liệu, phân tích phương sai sự khác nhau có ý nghĩa (chi tiết dưới phụ lục 2, bảng 4.7).
Kết quả đánh giá cảm quan với tiêu chí mùi thơm:
Bảng 3.7 Kết quả đánh giá cảm quan về mùi thơm của 5 mẫu
Mẫu A B C D E
Tổng điểm 129 85 110 94 41
Điểm trung bình 4,30a 2,83d 3,67b 3,13c 1,37e
Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng cho biết sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Nhận xét:
Từ kết quả bảng 3.7 cho thấy mùi thơm của từng mẫu là khác nhau có nghĩa. Trong đó, với thang điểm trung bình 3 – 4 thì các mẫu A, C, D tương ứng dịch lên men của các chủng S. cerevisiae 7012, S. cerevisiae Safale be 134, S. boulardii CNCM I-745 có mùi thơm được chất nhận. Còn mẫu B, E có mùi không thơm, hoặc mùi không được chấp nhận.
Mùi không mong muốn của bã đậu là do một lượng lớn chất “green leaf volatiles” (GLV), điển hình là aldehyd C6, hexanal có mùi đậu ngái, khó chịu. Trong quá trình lên men, các aldehyde không mong muốn có thể được oxy hóa bởi ALDH tạo thành axit béo hoặc được giảm bởi nấm men tạo thành alcohol. Lipase trong nấm men và trong đậu nành có thể phá vỡ lipit trong bã đậu nành và tăng lượng axit béo tự do, sau đó có thể được chuyển hóa một phần bởi nấm men thông qua con đường oxy hóa để tạo ra methyl ketone, alcohols và lactones. Mặt khác, proteinase và peptidase trong nấm men có thể phá vỡ protein trong bã đậu. Những axit amin sau đó có thể bị phân huỷ, tạo ra alcohol và ester [33].
Sau quá trình lên men, các enzym trong nấm men và các chất trung gian trao đổi chất có thể phản ứng với các tiền chất hương thơm trong bã đậu để tạo ra nhiều loại chất bay hơi mong muốn. Kết quả phân tích các thành phần dễ bay hơi trong mẫu sau lên men thu được 1 số chất: 1-butanol, 3-methyl- thành phần tạo mùi chuối; phenylethyl alcohol- mùi thơm của hoa hồng, hoa nhài; otanoic axid, ethyl ester có mùi trái cây ngọt;… Các hợp chất này giúp cải thiện mùi rõ rệt.
63 Như vậy, cho thấy nấm men có vai trò giúp khắc phục các khuyết điểm về mùi của bã đậu, đồng thời tạo ra mùi thơm đặc biệt hơn cho sản phẩm.
Từ kết quả đánh giá cảm quan thu được mẫu dịch lên men bởi chủng nấm men S. cerevisiae 7012 có mùi thơm đặc biệt giống mùi lúa nếp, mùi hoa quả lên men, mùi thơm dễ chịu, được ưa thích nhất.
b. Đánh giá cảm quan về vị chua
Tiêu chí đánh giá: Vị chua.
Hội đồng cảm quan: 30 người (độ tuổi từ 20 đến 50). Thang 6 điểm: từ 0 đến 5 điểm
Sau khi nếm thử, người thử sẽ đánh giá cường độ của vị chua thông qua một điểm số tương ứng với một thuật ngữ mô tả cường độ đã được quy định sẵn. Sau khi có kết quả đánh giá cảm quan, tiến hành thu thập và xử lý số liệu, phân tích phương sai sự khác nhau có ý nghĩa (chi tiết dưới phụ lục 2, bảng 4.8).
Kết quả đánh giá cảm quan với tiêu chí vị chua:
Bảng 3.8 Kết quả đánh giá cảm quan về vị chua của 5 mẫu
Mẫu A B C D E
Tổng điểm 116 77 102 96 91
Điểm trung bình 3,87a 2,57d 3,40bc 3,20bc 3,03bc
Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng cho biết sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Quá trình lên men rượu luôn tạo ra các axit hữu cơ bao gồm: axetic, lactic, xitric, pyruvic và succinic nhưng nhiều hơn cả là axetic và lactic, tạo nên vị chua của sản phẩm lên men [35]. Cả 5 mẫu được nhận xét là có vị chua nhiều hơn ngọt, do lượng đường trong dịch tương đối thấp. Tuy nhiên, trong 5 mẫu thì vị chua của mẫu A tương ứng dịch lên men bởi chủng nấm men S. cerevisiae 7012 hài hòa hơn cả, hậu vị dễ chịu, được ưa thích nhất.
Như vậy, trong cả hai thí nghiệm đánh giá cảm quan tiêu chí mùi thơm và vị chua của dịch sau lên men bằng phương pháp cho điểm thì mẫu A - dịch lên men bởi chủng nấm men S. cerevisiae 7012 đều được yêu thích nhất trong 5 mẫu.
3.2.5 Thảo luận kết quả chọn chủng nấm men thích hợp
64 - Chủng có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trên môi trường dịch thủy phân bã đậu nành;
- Quá trình lên men chuyển hóa, tăng thêm các chất hòa tan dễ tiêu hóa, có lợi, có hoạt tính chống oxi hóa cao,…
- Quá trình lên men đem lại hương vị tốt, hài hòa cho sản phẩm;
Từ các kết quả thu được ở trên cho thấy:
- Cả 4 chủng nấm men đều có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt trong môi trường dịch thủy phân bã đậu nành. Trong đó, chủng nấm men S. boulardii
CNCM I-745 là chủng probiotic, có tốc độ sinh trưởng nhanh và mật độ tế bào cao hơn các chủng còn lại.
- Trong dịch sau lên men, xét về hàm lượng protein hòa tan, axit amin, lượng đường khử, hàm lượng polyphenol thì dịch bã đậu nành sau lên men bởi chủng nấm men S. boulardii CNCM I-745 có hàm lượng cao hơn các chủng còn lại.
- Hàm lượng isoflavone của dịch sau lên men bởi cả 4 chủng đều tăng lên so với dịch trước khi lên men. Và hàm lượng isoflavone aglycone cũng tăng lên so với trước lên men, giúp tăng khả dụng sinh học của isoflavone.
- Trong dịch sau lên men của 4 chủng đều có hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa (hoạt tính quét gốc tự do DPPH) tăng so với dịch trước lên men. Trong đó, dịch lên men bởi chủng S. boulardii có hàm lượng chất có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất.
- Về tiêu chí cảm quan, trong dịch thủy phân bã đậu nành có những hợp chất mùi không mong muốn, có mùi đậu ngái, khó chịu; Sau quá trình lên men, các enzym trong nấm men và các chất trung gian trao đổi chất phản ứng với các tiền chất hương thơm trong bã đậu để tạo ra nhiều loại chất bay hơi mong muốn, giúp khắc phục các khuyết điểm về mùi của bã đậu, đồng thời tạo ra mùi thơm đặc biệt hơn cho sản phẩm.
- Cả hai thí nghiệm đánh giá cảm quan tiêu chí mùi thơm và vị chua của dịch sau lên men bằng phương pháp cho điểm thì mẫu dịch lên men bởi chủng nấm men S. cerevisiae 7012 được yêu thích nhất trong 4 mẫu.