Các sản phẩm lên men từ vi sinh vật có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như: thực phẩm, y học, mỹ phẩm... , các sản phẩm lên men lactic chiếm một vị trí đặc biệt. Các thực phẩm tạo thành do quá trình lên men lactic rất phong phú như: thức uống lên men từ ngũ cốc, phomai, sữa chua, rau củ, xúc xích khô, chao tương…
Thức uống lên men từ ngũ cốc Boza được chứng minh là nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp cho việc sản xuất Bacteriocin từ vi khuẩn lactic acid với hoạt tính chống vi trùng gây hư hỏng thực phẩm và vi khuẩn gây bệnh. Đồng thời với sự hiện diện của acid lactic sẽ giúp ích cho việc tiêu hóa của cơ thể được dễ dàng, làm đẹp da và làm chậm quá trình lão hóa [34].
Oat là thức uống được lên men từ yến mạch, sử dụng các giống vi sinh vật
như Lactobacillus plantarum, L. paracasei, L. acidophilus được coi như là thực
phẩm chức năng cung cấp cùng lúc cả Probiotic và Prebiotic. Loại đồ uống yến mạch này không chứa sữa như vẫn có thể thay thế sữa và sữa đậu nành nhất là rất phù hợp với sức khỏe của người theo chế độ ăn chay.
Trộn 2 phần theo tỷ lệ 1 : 1
Những đồ uống lên men từ ngũ cốc có khả năng thế chỗ những vi khuẩn đường ruột có lợi bị kháng sinh phá huỷ. Hỗ trợ khả năng tiêu hoá và ngăn chặn các vi khuẩn gây bệnh, điều trị sự tăng trưởng quá nhanh của các sinh vật có hại trong ống tiêu hoá, làm giảm các triệu chứng rối loạn đường ruột kích ứng và có thể cả bệnh viêm đường ruột
Sữa chua là sản phẩm thu được khi lên men lactic sữa động vật, có nhiều ích lợi đối với sức khoẻ mỗi người, là loại sản phẩm phổ biến được nhiều người ưa thích vì có chứa các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người. Sữa chua trở thành món ăn có dinh dưỡng cao, độ hấp thụ lớn, ngoài ra nhờ vi khuẩn lactic, nên sữa chua có tác dụng chữa bệnh đường ruột, bệnh dạ dày và các bệnh về tiêu hóa nói chung. Sữa chua đặc biệt thích hợp với người già, trẻ em, người mới ốm dậy, nhất là những người mắc bệnh về tiêu hóa.
Nhờ quá trình lên men lactic, một phần protein trong sữa phân giải thành các acid amin, các chất đường bột chuyển hóa thành đường lactoza dễ tiêu hóa và các chất thơm như acetoin, diacetin cùng nhiều vi lượng quý hiếm được tạo thành, kích thích sự đáp ứng miễn dịch và làm giảm cholesterol huyết thanh. Sữa chua còn có nhiều chất bổ dưỡng và dễ hấp thụ vào máu. Vì vậy mà cơ thể người có thể hấp thụ sữa chua nhiều hơn gấp 3 lần sữa tươi, tốt cho đối tượng người bệnh trong giai đoạn phục hồi sức khỏe, suy nhược, biếng ăn...
Sữa chua vẫn giữ được và làm giàu thêm lượng chất protein trong sữa, đặc biệt là chất casein, vitamin và các loại khoáng chất cần thiết, giúp cân bằng hệ vi khuẩn, tăng cường khả năng đề kháng của cơ thể. Protein trong sữa ngăn ngừa ung thư dạ dày, đường lactose làm tăng vi khuẩn bifidobacteria trong ruột. Sữa lên men sẽ kích thích sự tiêu hóa, làm cân bằng môi trường đường ruột. Việc sử dụng sữa chua đều đặn sẽ phục hồi tính acid ở ruột non, đồng thời cũng làm giảm nguy cơ ung thư đường ruột. Calcium và sắt trong sữa chua giúp ngăn chặn bệnh thiếu máu hồng cầu, vitamin A giúp tăng cường thị giác, pepton và peptid có tác dụng kích thích chức năng gan. Bên cạnh đó, trong sữa chua có chất kháng sinh gọi là lactocidine, có khả năng chống lại các virus gây bệnh. Sữa chua còn được xem như một loại mỹ phẩm chăm sóc da hiệu quả. Acid lactic trong sữa chua với tác dụng ngăn ngừa sự
xâm nhập và kiềm chế hoạt động của các loại vi khuẩn có hại tạo nên một màng chắn an toàn bảo vệ cho da.
Sản phẩm kefir chứa nhiều chất chống oxy hóa, kháng thể, các chất chuyển hóa và là nguồn thực phẩm giàu vitamin, chất khoáng có giá trị. Nhiều nghiên cứu cho thấy quá trình lên men sữa từ những hạt kefir sống sẽ làm tăng giá trị dinh dưỡng đáng kể như vitamin B, acid folic, vitamin tan trong chất béo như A, D, E, K. Kefir kích thích quá trình tiêu hóa và sự thèm ăn, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu, tăng sức đề kháng của cơ thể đối với các yếu tố bất lợi của môi trường như chống cảm lạnh và các bệnh hay lây khác.
Lợi ích của rau cải muối chua: Nghiên cứu mới đây nhất chỉ ra rằng ăn các loại rau họ cải như cải bắp và dưa bắp cải có thể giúp giảm nguy cơ một số loại ung thư, trong đó có ung thư vú. Ăn bắp cải và món dưa bắp cải Đức khi còn trẻ sẽ giúp ngăn ngừa hữu hiệu bệnh ung thư vú. Ăn nhiều các thực phẩm chống ung thư như bắp cải và dưa bắp cải Sauerkraut cũng có tác dụng hỗ trợ ngừa ung thư ở những phụ nữ lớn tuổi.
Dưa chua có tác dụng kích thích tiêu hoá nhờ có men lactic, ăn ngon miệng hơn, tốt hơn cho cơ thể. Ngoài ra còn có phương pháp bảo quản cỏ tươi có bổ sung vi khuẩn lactic đã làm thay đổi khu hệ vi sinh vật theo chiều hướng có lợi, trong đó vi khuẩn lactic chiếm ưu thế, làm giảm đáng kể các loại vi sinh vật có hại cho quá trình bảo quản, do đó đã làm tăng giá trị dinh dưỡng của thức ăn lên.
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Vật liệu 3.1.1 Gạo lức
Gạo lức được sử dụng là gạo lức đỏ, tất cả gạo lức dùng trong suốt thời gian nghiên cứu được mua cùng một thời điểm và bảo quản ở điều kiện nơi khô ráo.
3.1.2 Giống vi sinh vật
Giống vi sinh vật Lactobacillus acidophilus được phòng thí nghiệm của
trường Đại học Bách Khoa TP.HCM cung cấp ở dạng đông khô.
Giống được nuôi cấy trên môi trường MRS của Ấn Độ sản xuất và được chuyển qua môi trường trung gian là sữa đặc.
3.2 Hóa chất, trang thiết bị và dụng cụ 3.2.1 Thiết bị
Tủ sấy, tủ cấy, tủ ủ, nồi hấp khử trùng 3.2.2 Dụng cụ
Bếp điện, ống nghiệm được đậy bằng nút bông không thấm, giá đựng ống nghiệm, pipet, erlen 150ml và 250ml, bercher, đĩa Petri, đũa khuấy, que cấy, que trang, đèn cồn, kính hiển vi, cân điện tử, ống đong…
3.2.3 Hóa chất
Môi trường MRS được sản xuất ở Ấn Độ, môi trường PCR, đường glucose, thuốc nhuộm crytal violet, iodine, fuchsin, chất chỉ thị phenolphtalein, NaOH 0,1N
3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 3.2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu
Sơ đồ 2: Bố trí nội dung nghiên cứu
3.2.2 Bố trí nội dung thí nghiệm
3.2.2.1 Khảo sát Lactobacillus acidophilus
Giống Lactobacillus acidophilus được tăng sinh trên môi trường MRS
Môi trường MRS dùng để giữ giống và tăng sinh giống.
Giống được cấy vào môi trường đặc và môi trường lỏng trong ống nghiệm ở điều kiện vô trùng.
Cấy giống đông khô vào erlen chứa môi trường MRS lỏng, lắc đều.
Tất cả môi trường được cấy giống đem vào tủ ủ ở 370C trong 24 – 48 giờ nhằm tăng sinh giống.
Khảo sát Lactobacillus
acidophilus
Khảo sát nguyên liệu gạo lức
Khảo sát các điều kiện lên men Tỷ lệ gạo : nước Tỷ lệ đường bổ sung Tỷ lệ giống Hương liệu Tạo sản phẩm
Theo dõi thời gian bảo quản
Đánh giá chất lượng sản phẩm
Phương pháp nhuộm Gram do nhà vi khuẩn học Đan Mạch Hans Christan Gram (1853 – 1938) phát minh ra từ năm 1884. Nhờ phương pháp này người ta phân biệt ra 2 nhóm vi khuẩn đó là: Vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm. Nhuộm Gram không những giúp phân biệt được vi khuẩn nhờ các đặc điểm hình thái và sự sắp xếp của tế bào mà còn cung cấp thông tin về lớp vỏ tế bào. Khi nhuộm theo phương pháp này, tế bào vi khuẩn Gram (+) có lớp vỏ tế bào dày tạo bởi peptidoglycan sẽ có màu tím, còn vi khuẩn Gram (-) có lớp vỏ tế bào mỏng hơn do có ít peptidoglycan hơn và được bao bọc bởi một màng mỏng sẽ có màu hồng [6].
Cho 1 ít giống vi sinh vật trên lame.
Cho crytal violet lên, bổ sung thêm 1 giọt iodine giúp crytal violet bám chặt vào màng tế bào vi sinh vật trong khoảng 30 giây.
Rửa nước → Rửa cồn → Rửa lại bằng nước → Cho thêm 1 giọt basic fuchsin → Rửa nước → Để khô tấm lame → Nhỏ 1 giọt dầu soi kính → Quan sát dưới kính hiển vi ở vật kính 100
Cấy chuyển giống Lactobacillus acidophilus sang môi trường trung gian sữa
Sau khi tăng sinh giống trên môi trường MRS, chuyển giống sang môi trường trung gian sữa đặc trong 10 – 12 giờ.
Dùng phương pháp đếm số khuẩn lạc để kiểm tra sự phát triển của
Lactobacillus acidophilus trên môi trường sữa [6].
3.2.2.2 Khảo sát nguyên liệu gạo lức a. Quy trình tạo sản phẩm lên men
Gạo lức
Rửa sạch
Ngâm nước trong 24 giờ
Gạn nước
Nghiền
Nấu chín với nước, khuấy đều Xay nhuyễn Lọc bằng vải vô trùng Phối trộn Hấp thanh trùng Làm nguội ở 370C Dịch gạo lức Đường Vi khuẩn
Sơ đồ 3: Qui trình tạo sản phẩm b. Giải thích quy trình b. Giải thích quy trình
Rửa: nhằm loại bỏ các chất bẩn bên ngoài hạt gạo và các hạt không đạt tiêu chuẩn.
Ngâm: Ngâm gạo trong 24 giờ, ngâm gạo với mục đích làm mềm hạt gạo. Đồng thời trong quá trình ngâm gạo, các enzym ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng, thủy phân một phần tinh bột, protein gạo và phá vỡ phần vỏ lụa màu hồng bên ngoài.
Xay: Gạo được xay với khoảng 200 – 400ml nước để phá vỡ tế bào và giải phóng các hạt tinh bột. Khi xay xong ta thu được một hỗn hợp nước và bột gạo mịn.
Nấu: Hỗn hợp được nấu với tỉ lệ gạo : nước là 1: 10. Trong quá trình nấu phải khuấy đều để tránh hiện tượng vón cục và bột gạo lức bị lắng dưới đáy nồi. Dịch gạo được nấu trong khoảng 25 – 30 phút để bột gạo chín nhừ. Nấu xong ta thu được dịch gạo lức chín sệt, màu hồng, trong, làm tăng giá trị cảm quan [7].
Xay nhuyễn: Xay nhuyễn hỗn hợp nhằm đồng hóa nước và gạo, bổ sung thêm 1 lượng nhỏ nước bị hao hụt khi nấu.
Lọc bằng vải vô trùng: Lọc có tác dụng loại bỏ những vỏ lụa nhỏ đã mềm và chín còn sót lại. Lọc để được hỗn hợp mịn, đẹp, đồng nhất, tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm. Lên men Phối trộn Đóng chai Hương liệu và màu thực phẩm Sản phẩm
Phối trộn: Trong quá trình phối trộn bổ sung thêm đường để cung cấp thêm cơ chất, đồng thời tạo vị ngọt cho sản phẩm [8].
Thanh trùng dịch gạo trước khi lên men: nhằm tiêu diệt vi sinh vật có trong dịch gạo trước khi lên men.
Sau khi để nguội dịch gạo ta thực hiện cấy giống vào dịch trong điều kiện vô trùng.
Phối trộn: Hương liệu bổ sung là hương dâu, cam, hương sữa với nồng độ 0,1 – 0,15% tạo mùi thơm cho sản phẩm, sau đó cho thêm màu dâu đỏ để tạo màu hồng tự nhiên cho sản phẩm.
3.2.2.3 Khảo sát điều kiện lên men
Trong quá trình lên men, dựa trên các chỉ tiêu pH, lượng acid lactic, lượng đường hòa tan. Chúng tôi khảo sát các điều kiện lên men sau:
Hàm lượng nước bổ sung vào dịch gạo. Hàm lượng đường bổ sung vào dịch gạo. Tỷ lệ giống vi sinh vật cấy vào dịch gạo.
Các ảnh hưởng được khảo sát bằng cách cho 1 yếu tố thay đổi trong khoảng giới hạn còn các yếu tố khác giữ nguyên.
a. Hàm lượng nước bổ sung vào dịch gạo
Tỷ lệ nước và gạo thay đổi: 1/8; 1/10; 1/12; 1/14; 1/16. Tỷ lệ đường và dịch gạo lức: 12g/100ml
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus 5% vào dịch gạo lức.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5
b. Hàm lượng đường bổ sung vào dịch gạo
Tỷ lệ đường và dịch gạo thay đổi trong khoảng: 10/100; 12/100; 14/100; 16/100 (g/ml)
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus 5% vào dịch gạo lức.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5
c. Tỷ lệ giống vi sinh vật
Tỷ lệ nước và gạo là: 1/10
Tỷ lệ đường và dịch gạo lức: 12g/100ml
Dịch gạo được thanh trùng ở 90 – 950C trong 30 phút Để nguội ở nhiệt độ phòng
Cấy giống Lactobacillus acidophilus vào dịch gạo lức với tỷ lệ thay đổi: 1%;
2%; 3%; 4%; 5%.
Lên men trong 24 giờ, 370C, pH: 5 3.2.2.4 Khảo sát hương liệu bổ sung
Các hương liệu khảo sát như: hương dâu, hương cam. Chọn màu đỏ để phù hợp với màu hồng của gạo lức.
Bổ sung thêm hương sữa nhằm hướng tới các sản phẩm Probiotic làm từ sữa trên thị trường.
3.2.2.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm
Chất lượng sản phẩm được đánh giá qua các chỉ tiêu pH, độ Brix, hàm lượng acid lactic.
Đánh giá cảm quan cho phép giải quyết những bận tâm của nhà sản xuất trong quá trình kiểm tra nguyên liệu, quá trình sản xuất, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ và kỹ thuật đến sản phẩm cuối cùng, xác định thời hạn của sản phẩm và cuối cùng là phát triển sản phẩm mới [9].
Chất lượng thực phẩm được cấu thành bởi những tính chất đặc trưng và thị hiếu của người tiêu dùng. Các phương pháp phân tích chất lượng cho phép tiếp cận hai khía cạnh của chất lượng thực phẩm thông qua việc phân tích các thuộc tính và đánh giá thị hiếu người sử dụng. Thực tế nghiên cứu thị hiếu người tiêu dùng cho thấy mức độ ưa thích chung của người tiêu dùng chỉ tỉ lệ thuận với một số tính chất
Chúng tôi đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm qua 2 phương pháp là phép thử cho điểm thị hiếu và phép thử cho điểm chất lượng.
3.2.3 Các phương pháp phân tích Đo pH: Sử dụng máy đo pH Đo pH: Sử dụng máy đo pH
Đo độ Brix: Dùng máy đo độ Brix (khúc xạ kế) có thang đo từ 0 – 32 Xác định độ chua của gạo nguyên liệu [12].
Nguyên tắc: Dùng 1 dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1N để trung hòa hết lượng acid tự do có trong mẫu với chất chỉ thị màu là phenolphtalein. Độ chua được biểu thị bằng thể tích NaOH 1N để trung hòa hết 100g mẫu thử.
Tiến hành: Cân chính xác 10g gạo, nghiền nát, lắc với 80ml nước cất trong 1 giờ, thêm nước cho đủ 100ml. Để lắng, lấy 50ml nước trong ở trên để định lượng.
Cách tính:
Xác định hàm lượng acid lactic
Nguyên tắc: Dùng dung dịch kiềm chuẩn NaOH để trung hòa lượng acid lactic có trong mẫu với phenolphtalein 1% làm chất chỉ thị.
Tiến hành: Cho 10ml dịch lên men vào erlen, bổ sung thêm 20ml nước cất trung tính, cho thêm 2 – 3 giọt phenolphtalein. Chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho đến khi có màu hồng nhạt bền vững trong 30 giây, so sánh với mẫu đối chứng là dịch chưa lên men [6].
Cách tính:
Hàm lượng acid lactic được tính theo công thức:
V: Thể tích dung dịch NaOH dùng để trung hòa 10ml dịch lên men (ml) V0: Thể tích dung dịch NaOH dùng để trung hòa 10ml mẫu đối chứng (ml)
(V – V0) x 0,1 x 90/10 = (V – V0) x 0,9
n 100 100 n x 20 ---- x --- x --- = --- 10 50 p p
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1 Một số khảo sát đặc điểm của Lactobacillus acidophilus
Giống Lactobacillus acidophilus thuần chủng do phòng thí nghiệm của trường
Đại học Bách Khoa TP.HCM cung cấp.
4.1.1 Quan sát vi thể, đại thể
Hình 13: Hình ảnh đại thể L. acidophilus
Sau khi giống Lactobacillus acidophilus được tăng sinh trên môi trường MRS
lỏng, chúng tôi tiến hành kiểm tra đặc điểm hình thái của vi sinh vật bằng phương pháp nhuộm Gram. Kết quả được quan sát dưới kính hiển vi điện tử, ở vật kính 100.