Theo kết quả của thí nghiệm 3.1.3, tạo mẫu nguyên liệu từ sinh khối thu được từ 600ml dịch nuôi cấy cho kết quả khả quan nhất. Tuy nhiên, các mẫu nguyên liệu không chỉ cần đạt được số lượng vi sinh vật và hàm ẩm theo tiêu chuẩn mà cần giữ được chất lượng ổn định trong khi bảo quản trong thời gian dài. Thí nghiệm này tiến hành nhằm đánh giá chất lượng của các mẫu nguyên liệu dạng hạt trong quá trình bảo quản.
Mục tiêu
Đánh giá số lượng vi sinh vật và hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu trong thời gian bảo quản.
Tiến hành
Tạo các mẫu nguyên liệu như trong thí nghiệm 3.1.3. Tiến hành đông khô các mẫu nguyên liệu. Mẫu nguyên liệu sau khi lấy ra khỏi máy đông khô được bảo quản trong bao polyme có khóa để trong hộp nhựa ở nhiệt độ 4o
C. Tiến hành đo hàm ẩm và xác định số lượng vi sinh vật sống sót tại các thời điểm: Ngay sau khi lấy ra khỏi máy đông khô (0 tuần), 1 tuần, 2 tuần, 4 tuần, 8 tuần, 12 tuần.
Kết quả và nhận xét
Kết quả hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu trong quá trình bảo quản được thể hiện trong bảng 3.6:
Bảng 3.6. Hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu trong thời gian bảo quản
Thời gian Mẫu bảo quản 200ml 400ml 600ml 0 tuần 3,14% 2,46% 2,74% 1 tuần 3,64% 2,94% 3,24% 2 tuần 3,80% 3,28% 3,36% 4 tuần 4,13% 4,01% 4,22% 8 tuần 5,13% 5,04% 4,98% 12 tuần 5,43% 5,37% 5,16%
Hình 5. Đồ thị biểu diễn hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu đông khô trong thời gian bảo quản
Theo kết quả thu được ở bảng 3.6 và đồ thị ở hình 5, hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu tăng dần theo thời gian (từ 2,74% lên 5,16% với mẫu nguyên liệu tạo thành từ sinh khối của 600ml dịch nuôi cấy). Tốc độ hút ẩm của các mẫu nguyên liệu tương đương nhau, chứng tỏ tốc độ hút ẩm không phụ thuộc vào lượng sinh khối đưa vào mà chỉ phụ thuộc vào bản chất của tá được bảo vệ và điều kiện bảo
0,00% 1,00% 2,00% 3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Hàm ẩm
Thời gian bảo quản (tuần)
200ml 400ml 600ml
quản. Sau ba tháng bảo quản, hầu hết các mẫu nguyên liệu đều có hàm ẩm trên 5%, không đạt tiêu chuẩn về hàm ẩm của nguyên liệu probiotic. Nguyên nhân có thể do alginat và sữa gầy đều thân nước nên hút ẩm, đặc biệt là alginat hút ẩm mạnh và bao bì chứa nguyên liệu chưa tránh ẩm tốt. Vì vậy, cần bảo quản kín trong bao bì tránh ẩm để hạn chế tối đa sự hút ẩm của các mẫu nguyên liệu. Hàm ẩm tăng nhanh chứng tỏ trong quá trình bảo quản, mẫu tiếp xúc nhiều với ẩm và khí làm ảnh hưởng lớn tới số lượng Lactobacillus acidophilus trong các mẫu nguyên liệu. Số lượng vi sinh vật trong các mẫu nguyên liệu trong thời gian bảo quản được thể hiện trong bảng 3.7:
Bảng 3.7. Số lƣợng VSV của các mẫu nguyên liệu trong thời gian bảo quản Mẫu Thời gian bảo quản 200ml 400ml 600ml 0 tuần 1,88.109 3,15.109 6,30.109 1 tuần 1,34.109 2,16.109 4,69.109 2 tuần 6,80.108 1,20.109 3,82.109 4 tuần 3,95.108 7,53.108 2,44.109 8 tuần 1,68.108 4,35.108 1,10.109 12 tuần 4,70.107 1,18.108 5,31.108
Hình 6. Đồ thị biểu diễn số lƣợng L. acidophilus trong các mẫu nguyên liệu trong thời gian bảo quản
Theo kết quả ở bảng 3.7, số lượng vi sinh vật trong các mẫu nguyên liệu giảm dần theo thời gian. Sau 12 tuần bảo quản, mẫu nguyên liệu đông khô dạng hạt tạo thành từ sinh khối của 600ml dịch nuôi cấy có số lượng vi sinh vật giảm từ 6,3.109cfu/g xuống còn 5,31.108cfu/g. Do Lactobacillus acidophilus là vi khuẩn kị khí tùy tiện nên nồng độ oxy hòa tan có vai trò đáng kể trong việc hạn chế khả năng sống sót của L. acidophilus. Ngoài ra, sự hiện diện của oxy có thể dẫn đến phản ứng oxy hóa gây ra sự biến tính của protein và suy thoái phospholipid của vật liệu sinh học khô [20]. Đồng thời, trong quá trình bảo quản, do độ xốp cao và bề mặt xù xì của các hạt làm tăng diện tích tiếp xúc của hạt với các yếu tố bất lợi của môi trường như oxy, nhiệt độ, độ ẩm. Hàm lượng nước trong chế phẩm tăng lên khiến vi khuẩn đông khô bị hoạt hóa và nhanh chóng chết đi do tăng tốc các phản ứng sinh hóa khác nhau (như oxy hóa lipid, phản ứng enzym) và không có đủ chất dinh dưỡng để hoạt động, làm giảm số lượng vi sinh vật trong chế phẩm. Thời gian bảo quản càng dài, vi sinh vật càng chịu ảnh hưởng nhiều của các yếu tố bất lợi [3], [20]. Vì vậy, sau một thời gian bảo quản, số lượng L. acidophilus sống sót sẽ bị giảm đáng kể.
4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 S ố lƣợng vi si n h vật ( log CF U/g)
Thời gian bảo quản (tuần)
200ml 400ml 600ml
Từ đồ thị ở hình 6 có thể thấy: tốc độ giảm lượng vi sinh vật không phụ thuộc vào lượng sinh khối đưa vào để tạo mẫu nguyên liệu. Sau 12 tuần bảo quản, số lượng vi sinh vật trong mẫu nguyên liệu tạo từ 200ml dịch nuôi cấy đã giảm xuống chỉ còn 4,7.107cfu/g, không đạt tiêu chuẩn của nguyên liệu probiotic, trong khi hai mẫu nguyên liệu từ 400ml dịch nuôi cấy và 600ml dịch nuôi cấy vẫn có số lượng vi sinh vật trên 108cfu/g – đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu probiotic.
Như vậy, tạo nguyên liệu đông khô dạng hạt từ 600ml dịch nuôi cấy là thích hợp nhất vì số lượng vi sinh vật trong mẫu nguyên liệu sau đông khô tương đối lớn và có thể duy trì được đạt mức tiêu chuẩn để bảo quản và sử dụng trong thời gian dài hơn.
Vậy, sau một thời gian bảo quản, các mẫu nguyên liệu đều có hàm ẩm tăng dần và số lượng vi sinh vật giảm dần. Sau 12 tuần bảo quản, hàm ẩm của mẫu nguyên liệu tạo thành từ sinh khối của 600ml dịch nuôi cấy có hàm ẩm là 5,16% và số lượng vi sinh vật là 5,31.108
cfu/g – tuy chưa đạt tiêu chuẩn về hàm ẩm nhưng đạt tiêu chuẩn về số lượng vi sinh vật của nguyên liệu probiotic.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
I. KẾT LUẬN
Sau thời gian thực hiện, đề tài đã thu được một số kết quả như sau:
Đã khảo sát một số chỉ tiêu của nguyên liệu tạo thành khi sử dụng alginat và phương pháp vi nang hóa tạo nguyên liệu đông khô, nhận thấy: Sử dụng phối hợp alginat 2% và sữa gầy 10% tạo nguyên liệu đông khô dạng hạt cải thiện được về thể chất, độ hút ẩm so với nguyên liệu dạng bột và có tác dụng bảo vệ VSV tốt hơn khi chỉ sử dụng alginat là tá dược bảo vệ. Sử dụng sinh khối thu được từ 600ml dịch nuôi cấy để tạo nguyên liệu cho kết quả khả quan nhất, số lượng vi sinh vật trong các mẫu nguyên liệu đạt 6,30.109 cfu/g và hàm ẩm 2,74% - đạt tiêu chuẩn làm nguyên liệu probiotic.
Đã theo dõi độ ổn định của nguyên liệu đông khô trong quá trình bảo quản, nhận thấy: Hàm ẩm của các mẫu nguyên liệu tăng dần, số lượng vi sinh vật giảm dần trong thời gian bảo quản. Với mẫu nguyên liệu tạo thành từ sinh khối thu được từ 600ml dịch nuôi cấy, sau 12 tuần bảo quản, số lượng vi sinh vật còn 5,31.108cfu/g - vẫn đạt tiêu chuẩn về số lượng VSV của nguyên liệu probiotic. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
II. ĐỀ XUẤT
Vì thời gian có hạn nên khóa luận chưa thể đề cập được hết những vấn đề liên quan đến việc tạo nguyên liệu đông khô từ alginat và đánh giá được các đặc tính của nguyên liệu tạo thành. Vì vậy chúng tôi đề xuất một số hướng phát triển của đề tài như sau:
- Nghiên cứu bảo quản các mẫu nguyên liệu khi sử dụng bao bì là giấy thiếc hoặc bao bì tráng kim loại để cải thiện độ hút ẩm.
- Tiếp tục theo dõi độ ổn định của các mẫu nguyên liệu đông khô dạng hạt từ alginat 2% và sữa gầy 10% trong thời gian bảo quản về các chỉ tiêu độ ẩm và số lượng vi sinh vật.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Đỗ Quốc Cường (2009), Nâng cao chất lượng sữa chua bằng phương pháp vi gói vi khuẩn lactic, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Kĩ thuật công nghệ thành phố Hồ Chí Minh.
2. Nguyễn Lân Dũng (2000), Vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giáo dục, Việt Nam, tr. 221-228.
3. Phạm Thị Thu Hà (2011), Khảo sát ảnh hưởng của thông số thành phần tá dược và thời gian đông khô lên khả năng sống sót của vi khuẩn Lactobacillus acidophilus, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Hiệp, Bùi Tùng Hiệp, Nguyễn Văn Vinh (2009), "Bàn về khả năng sống sót của vi sinh vật trong các sản phẩm probiotics", Tạp chí dược học, 393, tr. 4-7.
5. Nguyễn Thị Hoa (2013), Khảo sát tác dụng bảo vệ vi khuẩn của alginate trong quá trình tạo nguyên liệu probiotic chứa L. acidophilus, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội.
6. Nguyễn Văn Thanh (2009), Công nghệ sinh học Dược, Nhà xuất bản Giáo dục, Việt Nam.
7. Nguyễn Lưu Hiền Trang, Nguyễn Thúy Hương (2008), Nghiên cứu nâng cao chất lượng sữa chua đậu nành bằng phương pháp vi gói vi khuẩn lactic, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh. 8. Quách Thu Trang (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp vi nang
hóa bằng alginat tới tỷ lệ sống sót của L. acidophilus, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội.
9. Phạm Văn Ty, Vũ Nguyên Thành (2006), Công nghệ sinh học, Nhà xuất bản giáo dục, tr. 129-154.
10. Đàm Thanh Xuân, Lê Ngọc Khánh, Lê Thị Thu Hiền (2012), "Nghiên cứu sử dụng tế bào vi khuẩn Lactobacillus acidophilus cố định trên chất mang
alginat trong lên men sản xuất calci lactat", Tạp chí hóa học, 50(5A), tr. 117- 121.
Tiếng Anh
11. A. Steinbüchel, K. S. Phee (2005), Polysaccharides & Polyamides in the food industry: Properties, Production & patents, Scitech Book News.
12. A. V. Rao, N. Shiwnarain, Maharaj (1989), "Survival of Microencapsulated
Bifidobacterium pseudolongum in Simulated Gastric and Intestinal Juices",
Canadian institute of food science and technology, 22(4), pp. 345-349.
13. B. De Giulio, P. Orlando, G. Barba, R. Coppola, M. De Rosa, A. Sada, P. P. De Prisco, F. Nazzaro (2005), "Use of alginate and cryo-protective sugars to improve the viability of lactic acid bacteria after freezing and freeze-drying",
World Journal of Microbiology & Biotechnology, 21, pp. 739 - 746.
14. Barry J. Fuller (2004), "Cryoprotectants: The essential antifreezes to protect life in the frozen state", CryoLetters, 25(6), pp. 375-388.
15. Blandino Ana, Macias Manuel, Cantero Domingo (1999), "Formation of calcium alginate gel capsules: Influence of sodium alginate and CaCl2 concentration on gelation kinetics", Journal of Bioscience and Bioengineering, 88(6), pp. 686-689.
16. C. Felley, P. Michetti (2003), "Probiotics and Helicobacter pylori", Best Practice & Research Clinical Gastroenterology, 7(5), pp. 785-791.
17. C. A. Morgan, N. Herman, P. A. White, G. Vesey (2006), "Preservation of micro-organisms by drying", Journal Microbiol Methods, 66(2), pp. 183- 193.
18. Cai Sha, Zhao Meng, Fang Yapeng, Nishinari Katsuyoshi, Phillips Glyn O., Jiang Fatang (2014), "Microencapsulation of Lactobacillus acidophilus
CGMCC1.2686 via emulsification/internal gelation of alginate using Ca- EDTA and CaCO3 as calcium sources", Food Hydrocolloids, 39, pp. 295- 300.
19. Carlos Ricardo Soccol, Luciana Porto de Souza, Vandenberghe Michele Rigon Spier, Adriane Bianchi Pedroni Mederios, Caroline Tiemi Yamaguishi, Juliano De Dea Lindner, Ashok Pandey, Vanete Thomaz- Soccol (2010), The potential of Probiotics, Brazil and Indian. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
20. Chan Eng-Seng, Wong Sze-Ling, Lee Peh-Phong, Lee Jau-Shya, Ti Tey Beng, Zhang Zhibing, Poncelet Denis, Ravindra Pogaku, Phan Soon-Hock, Yim Zhi-Hui (2011), "Effects of starch filler on the physical properties of lyophilized calcium–alginate beads and the viability of encapsulated cells",
Carbohydrate Polymers, 83(1), pp. 225-232.
21. Chandramouli V., Kailasapathy K., Peiris P., Jones M. (2004), "An improved method of microencapsulation and its evaluation to protect Lactobacillus spp. in simulated gastric conditions", Journal of Microbiological Methods, 56(1), pp. 27-35.
22. Dirk Haller, Jean-Michel Antoine, Stig Bengmark, Paul Enck, Ger T. Rijkers, Lenoir-Wijnkoop and Irene (2010), "Guidance for Substantiating the Evidence for Beneficial Effects of Probiotics: Probiotics in Chronic Inflammatory Bowel Disease and the Functional Disorder Irritable Bowel Syndrome", The Journal of Nutrition, 140, pp. 690S–697S.
23. FAO/WHO (2002), "Guidelines for the evaluation of probiotics in food",
Joint FAO/WHO working group report on drafting guidelines for the evaluation of probiotics in food.
24. G. Reuter (1990), "Bifidobacteria cultures as components of yoghurt like products", Bifidobacteria Microflora, 9(1), pp. 107.
25. Gombotz Wayne R., Wee Siow Fong (2012), "Protein release from alginate matrices", Advanced Drug Delivery Reviews, 64, pp. 194-205.
26. H. H. Sung (1997), "Enhancing survival of lactic acid bacteria in ice cream by natural encapsulation", Dissertation Abstracts International, 13(9), pp. 5407.
27. Hyeong-Jun Lim, So-Young Kim, Wan-Kyu Lee (2004), "Isolation of cholesterol-lowering lactic acid bacteria from human intestine for probiotic use", Journal of Veterinary Science, 5(4), pp. 391-395.
28. James W. Anderson, Stanley E. Gilliland (1999), "Effect of Fermented Milk (Yogurt) Containing Lactobacillus acidophilus L1 on Serum Cholesterol in Hypercholesterolemic Humans", The American College of Nutrition, pp. 43- 50.
29. K. M. K. Kebary, S. A. Hussein, R. M. Badawi (1998), "Improving viability of Bifidobacteria and their effect on frozen ice milk", Egyptian Journal of Dairy Science, 26(2), pp. 319-337.
30. Kaila Kailasapathy, James Chin (2000), "Survival and therapeutic potential of probiotic organisms with reference to Lactobacillus acidophilus and
Bifidobacterium spp", Immunology and Cell Biology, 78, pp. 80-88.
31. L. Kearney, M. Upton, A. Mc. Loughlin (1990), "Enhancing the viability of
Lactobacillus plantarum inoculum by immobilizing the cells in calcium- alginate beads", Applied and Environmental Microbiology, 56(10), pp. 3112- 3116.
32. L. R. Steenson, T. R. Klaenhammer, H. E. Swaisgood (1987), "Calcium alginate-immobilized cultures of lactic streptococci are protected from bacteriophages", Journal of Dairy Science, 70(6), pp. 1121-1127.
33. Lim Chi Ming, Raha Abd Rahim, Ho Yin Wan, Arbakariya B. Ariff (2009), "Formulation of Protective Agents for Improvement of Lactobacillus salivarius I 24 Survival Rate Subjected to Freeze Drying for Production of Live Cells in Powderized Form", Food Bioprocess Technol, 2, pp. 431-436. 34. Louis Rey, Joan C. May (2007), Freeze-Drying/Lyophilization of
Pharmaceutical and Biological Products, Drugs and the pharmaceutical sciences, America.
35. Mcfarlane G., Cummings JH (1999), "Probiotics and prebiotics: can regulating the activities of intestinal bacteria benefit health?", British Medical Journal 318, pp. 999-1003.
36. Pramod Kumar Singh, Parneet Kaur Deol, Indu Pal Kaur (2012), "Entrapment of Lactobacillus acidophilus into alginate beads for the effective treatment of cold restraint stress induced gastric ulcer", Food Funct, 3, pp. 83-90.
37. R. Vidhyalakshmi, R. Bhakyaraj, R. S. Subhasree (2009), "Encapsulation “The Future of Probiotics”", Advances in Biological Research, 3(3-4), pp. 96-103.
38. R. R. Mokarram, S. A. Mortazavi, M. B. Habibi Najafi, F. Shahidi (2009), "The influence of multi stage alginate coating on survivability of potential probiotic bacteria in simulated gastric and intestinal juice ", Food Research International, 42, pp. 1040-1045.
39. Rathore Sweta, Desai Parind Mahendrakumar, Liew Celine Valeria, Chan Lai Wah, Heng Paul Wan Sia (2013), "Microencapsulation of microbial cells", Journal of Food Engineering, 116(2), pp. 369-381.
40. Saad N., Delattre C., Urdaci M., Schmitter J. M., Bressollier P. (2013), "An overview of the last advances in probiotic and prebiotic field", LWT - Food Science and Technology, 50(1), pp. 1-16.
41. Se-Jin Kima, Seung Yong Chob, Sae Hun Kim, Ok-Ja Song, II-Shik Shin, Dong Su Cha, Hyun Jin Park (2008), "Effect of microencapsulation on viability and other characteristics in Lactobacillus acidophilus ATCC 43121", Swiss Society of Food Science and Technology, 41, pp. 493-500. 42. Sunil Sazawal, Girish Hiremath, Usha Dhingra, Pooja Malik, Saikat Deb,
Robert E Black (2006), "Efficacy of probiotics in prevention of acute diarrhoea: a meta-analysis of masked, randomised, placebo-controlled trials",
43. T. Y. Sheu, R. T. Marshall, H. Heymann (1993), "Improving survival of culture bacteria in frozen desserts by microentrapment", Journal of Dairy Science,, 76(7), pp. 1902-1907.
44. Tanja Petreska Ivanovska, Lidija Petruševska, Margita Dabevska Kostoska, Nikola Geškovski, Anita Grozdanov, Chris Stain, Trajče Stafilov, Kristina Mladenovska (2012), "Microencapsulation of Lactobacillus casei in Chitosan-Ca-Alginate microparticles using spray-drying method",
Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 31, pp. 115- 123. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
45. Vivek K. B. (2013), "Use of encapsulated Probiotics in dairy based foods",
International Journal of Food, Agriculture and Veterinary Sciences ISSN: