Có nhiều nghiên cứu khẳng định khi tăng nhiệt độ đầu vào sẽ ảnh hƣởng đến sức sống của vi sinh vật (Mauriello và c.s., 1999) [74]. Tuy nhiên theo Kim và c.s., (1990) không có sự tƣơng quan rõ ràng về khả năng bất hoạt vi sinh vật bởi nhiệt độ không khí đầu vào và đây chỉ là yếu tố tác động nhỏ. Bởi vì mức độ bất hoạt vi khuẩn trong quá trình sấy phun phụ thuộc vào sự kết hợp giữa thời gian và nhiệt độ sấy [51]. Các nhà khoa học khác lại báo cáo rằng nhiệt độ không khí đầu ra tăng làm giảm sức sống của vi sinh vật sau khi sấy phun (Kim và c.s., 1990; Lian và c.s., 2002). Thông số này bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ không khí đầu vào, tốc độ lƣu lƣợng không khí, tốc độ tạo sản phẩm, thành phần của nguyên liệu và kích thƣớc hạt phun (Boza và c.s., 2004; Santivarangkna và c.s, 2008). Tuy nhiên, rất khó để tính toán cho vấn đề tối ƣu hóa các biến này và điều này có thể dẫn đến sự thay đổi lớn trong khả năng tồn tại của vi sinh vật đã sấy khô (Roelans và c.s., 1990) [74].
Janning và c.s., (1994) cho rằng hai yếu tố chính ảnh hƣởng đến khả năng tồn tại của vi sinh vật trong quá trình sấy là do nhiệt độ và sự mất nƣớc. Nhƣng để biết chính xác yếu tố nào gây hại nhiều hơn thì chƣa chứng minh đƣợc vì 2 yếu tố này diễn ra đồng thời. Trong sấy phun, giống khởi động acid lactic đƣợc sấy trong dòng không khí nóng, bởi thế sự bất hoạt của tế bào diễn ra ở nhiệt độ cao có thể diễn ra đồng thời với bất hoạt do mất nƣớc [74].
a. Bất hoạt do nhiệt
Kể từ khi nhiệt độ cao đƣợc nghiên cứu chủ yếu nhƣ là một nguyên nhân để gây chết hoặc làm giảm số lƣợng vi sinh vật trong thực phẩm sấy khô, đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến việc xác định thành phần nào quan trọng bên trong tế bào bị tổn thƣơng để gây nên bất hoạt tế bào [86].
Đào Thị Minh Châu Luận văn Thạc Sĩ Sinh Học
33
hại của các đại phân tử DNA, RNA và protein hoặc các siêu phân tử nhƣ màng và các ribosome từ tác động của nhiệt. Nhƣng để xác định chính xác thành phần quan trọng nào hoặc trình tự các sự việc diễn ra trong quá trình phá hủy thì rất khó bởi vì nhiệt độ đồng thời ảnh hƣởng không chỉ riêng các phân tử mà còn ảnh hƣởng đến cấu trúc của tế bào. Khi tế bào chết kéo theo sự biến tính của thành phần tế bào và thành phần tế bào then chốt sẽ biến tính trƣớc tiên. Theo Santivarangkna và c.s., (2008), dƣới nhiệt độ 640C (nhiệt độ gây nguy hiểm cho tế bào) cấu trúc màng và bên trong tế bào vẫn còn giữ nguyên vẹn. Tuy nhiên từ 650C trở lên, ribosome và protein bị biến tính đồng thời với giai đoạn chết của tế bào [86].
b. Bất hoạt do loại nƣớc
Bất hoạt do yếu tố loại nƣớc đối với các giống khởi động acid lactic có thể xảy ra trong suốt thời gian sấy tại nhiệt độ sinh lý hoặc ở nhiệt độ cực thấp (đông khô) hoặc rất cao (sấy phun).
Tế bào vi khuẩn chứa từ 70-95% là nƣớc và các phân tử nƣớc đóng góp vào sự ổn định của protein, DNA và lipid cũng nhƣ thay đổi trật tự cấu trúc đáp ứng lên tế bào. Do đó việc loại nƣớc có ảnh hƣởng rất lớn đến sinh lý của tế bào (Potts, 1994). Khi các tế bào bị sấy khô có hàm lƣợng nƣớc thấp, các thành phần cấu trúc nên tế bào cũng bị biến đổi [85]. Màng tế bào chất đƣợc coi là thành phần nhạy cảm nhất trong quá trình mất nƣớc, bởi vì nó mất đi một số thành phần nội màng khi màng tế bào bị hƣ hỏng [81].
Ngƣời ta ƣớc tính rằng có khoảng 80% các phản ứng sinh lý của sinh vật phụ thuộc chủ yếu vào sự chuyển động của các liên kết nƣớc (Webb, 1960). Việc loại bỏ các phân tử nƣớc tự do dƣờng nhƣ có ít nhiều tác dụng bất lợi đến khả năng tồn tại của các tế bào (Santivarangkna và c.s., 2007b) . Bên cạnh đó, trong suốt quá trình sấy khô, các tế bào có khuynh hƣớng tiếp xúc với một thể tích không khí và do đó quá trình oxy hoá lipid có thể xảy ra (Teixeira và c.s., 1996). Kết quả của quá trình oxy hóa lipid có thể dẫn đến việc thay đổi tính chất vật lý trong cấu trúc và động lực học của màng (In
Đào Thị Minh Châu Luận văn Thạc Sĩ Sinh Học
34
‗t Veld và c.s., 1992; Borst và c.s., 2000). Trong khi chỉ ghi nhận có sự thay đổi nhỏ các acid béo xuất hiện trong quá trình sấy đông khô hay sấy chân không (Brennan và c.s, 1986) [86].
Mặc dù có những ƣu điểm nổi bật, nhƣng nhiệt độ cao trong quá trình sấy phun ảnh hƣởng rất nhiều đối với sức sống của vi sinh vật và đây chính là điều khó khăn cho quá trình sản xuất các sản phẩm bột có hoạt tính probiotic nhƣ sữa chua probiotic.
D , sử dụ là việc cần thiết trong trƣờng hợp này nhằm bảo
CHƯƠNG 2
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Đào Thị Minh Châu Luận văn Thạc Sĩ Sinh Học
35
2.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN
Địa điểm: phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học, Khoa kỹ thuật Hóa học, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Tp.HCM.
Thời gian: tháng 7 năm 2011 đến tháng 5 năm 2012