3.4.Tối ưu hóa môi trường 3 bằng quy hoạch thực nghiệm Chọn quy hoạch trực giao cấp 1, 3 yếu tố ảnh hưởng: nồng độ cà chua, nồng độ nước dừa, nồng độ cao nấm men Tiến hành khảo sát
Trang 1Nghiên cứu tối ưu môi trường thay thế rẻ tiền nuôi
Lactobacillus plantarum phục vụ sản xuất chế phẩm
probiotic
Đề tài:
Trang 2Để nuôi cấy Lactobacillus plantarum thì môi trường
chuẩn là chế phẩm MRS Tuy nhiên, chế phẩm MRS rất đắt tiền làm cho chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm cao.
Do đó, em chọn đề tài “Nghiên cứu tối ưu môi
trường thay thế rẻ tiền nuôi Lactobacillus
plantarum để phục vụ sản xuất chế phẩm
probiotic”.
Trang 41 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
plantarum
- Là vi khuẩn Gram (+), không gây bệnh, không
có khả năng di động, không sinh bào tử, kỵ khí tùy tiện
- Khuẩn lạc tròn, trơn, màu trắng sữa
- Có hoạt tính probiotic, thường được sử dụng trong quá trình lên men thực phẩm
- Nhiệt độ nuôi cấy : 30°C , pH = 6,2 - 7
Trang 5Hoạt hóa giống vi khuẩn bằng môi trường
MRS trên đĩa petri
Cấy chuyển vi khuẩn từ đĩa Petri sang môi
Nuôi cấy giống trên môi trường tối ưu và so
sánh với môi trường MRS
2.1 QUY TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Trang 62.1.1.Đối tượng nghiên cứu
Giống vi khuẩn Lactobacillus plantarum được bảo
quản tại phòng thí nghiệm khoa Hóa
2.1.2 Môi trường nuôi cấy
Môi trường nhân giống cấp 1: là môi trường chế
phẩm MRS có thành phần như sau:
Pepton từ Casein 10g/l Cao thịt bò 10g/l
Cao nấm men 5g/l Glucose 20g/l
Natri – acetate 5g/l Tween 80 1ml/l
Diamon citrate 2g/l MgSO4.7H2O 0,2gl
MgSO4 0,2g/l Agar 2%
Trang 7 Môi trường thử nghiệm: gồm 3 môi
Cà chua 100g/l Đường kính 20g/l
Trang 82.2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp hoạt hóa giống vi khuẩn
Các phương pháp xác định mật độ tế bào
- Phương pháp trải đĩa đếm khuẩn lạc
- Phương pháp đo mật độ quang
Phương pháp tối ưu hóa môi trường bằng quy hoạch thực nghiệm
Trang 93 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1 Kết quả hoạt hóa chủng L.plantarum
Trang 103.2.Quan sát hình thái vi khuẩn L.plantarum
dưới kính hiển vi
Trang 113.3 Kết quả khảo sát sự sinh trưởng và phát triển
của Lactobacillus plantarum trên các môi trường
thử nghiệm
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
0h 12h 24h 36h 48h
Thời gian
OD
MT1 MT2 MT3
Trang 12Thời điểm 12h sau khi cấy giống với độ pha
loãng 10 -3
MT3 MT1 MT2
264 245
283
Trang 13 Thời điểm 36h sau khi cấy giống với độ
MT2
MT3 MT1
236
Trang 14Thời điểm 48h sau khi cấy giống với độ
110
Trang 153.4.Tối ưu hóa môi trường 3 bằng
quy hoạch thực nghiệm
Chọn quy hoạch trực giao cấp 1, 3 yếu tố ảnh hưởng: nồng độ cà chua, nồng độ nước
dừa, nồng độ cao nấm men
Tiến hành khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hưởng, kết quả như sau:
Trang 16 Khảo sát đơn biến nồng độ cà chua
Chọn khoảng biến thiên là từ 6% đến 10%
Trang 17 Khảo sát đơn biến nồng độ nước dừa
Chọn khoảng biến thiên là từ nồng độ 10% đến 16%
Trang 18 Khảo sát đơn biến nồng độ cao nấm men
Chọn khoảng biến thiên là từ nồng độ 7g/l đến 13g/l
Trang 19Bảng mức, khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng
Z2: là nồng độ yếu tố nước dừa Z3: là nồng độ yếu tố cao nấm men
Các yếu
tố ảnh hưởng
Mức các yếu tố Khoảng
biến thiên
Trang 20Ma trận thực nghiệm TYT2 3 và kết quả số lượng
khuẩn lạc của các thí nghiệm
Trang 21Phương trình hồi quy:
Sử dụng phần mềm Excel solve để tìm nghiệm tối ưu, kết quả như sau:
ymax= 10,589 ; x1 = x2 = x3 = 1
- Nồng độ cà chua : 10%
- Nồng độ nước dừa :16%
- Nồng độ cao nấm men :13%
Trang 22 Tiến hành lặp lại 3 thí nghiệm với các nồng độ tối ưu vừa tìm được, thu được kết quả như sau:
Kết quả trung bình của 3 thí nghiệm là 10,541
Tuy kết quả này có lệch với lý thuyết nhưng không đáng kể, chứng tỏ kết quả tính toán ở trên là phù hợp
Thí nghiệm TN1 TN2 TN3
Trang 233.5 Đánh giá hiệu quả của môi trường tối ưu so
với môi trường MRS:
Chênh lệch hiệu suất tạo sinh khối : 75/52 = 1,4 lần
Môi trường thay thế
75 (48h)
52 (36h)
Môi trường MRS
Trang 24So sánh hiệu quả kinh tế
- Chi phí cần thiết để pha 1 lít môi trường MRS lỏng
là: 68,2 x 3028 = 206 600 đồng
- Giá thành của môi trường thay thế vừa tìm được:
Cà chua : 10.000 đồng/kg ,
Nước dừa : 12.000 đồng/quả/600ml
Cao nấm men :1g cao nấm men có giá là 6000đTổng chi phí để pha 1 lít môi trường thay thế là :
1 000 + 3 200 + 78 000 = 82 200 (đồng)
Chênh lệch giá thành: 206 600 / 82 200 = 2,5 lần
Mặt khác, thời gian nuôi cấy trên MRS là 48h,
còn trên môi trường thay thế là 36h
Trang 25KẾT LUẬN
Từ những kết quả trên em rút ra kết luận sau:
- Chủng Lactobacillus plantarum mà em khảo sát vẫn
Trang 26KIẾN NGHỊ
- Qua kết quả nghiên cứu ở trên em có kiến nghị nên đưa môi trường rẻ tiền vừa tìm được để thay
thế cho MRS phục vụ nhân giống L.plantarum
- Nên kiểm tra lại hoạt tính probiotic của
L.plantarum sau khi nuôi trên môi trường thay
thế
Trang 28 Khảo sát đơn biến nồng độ cao nấm men
Chọn khoảng biến thiên là từ nồng độ 7g/l đến 13g/l
Trang 29Bảng mức, khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng
Z2: là nồng độ yếu tố nước dừa Z3: là nồng độ yếu tố cao nấm men
Các yếu
tố ảnh hưởng
Mức các yếu tố Khoảng
biến thiên
Trang 30Ma trận thực nghiệm TYT2 3 và kết quả số lượng
khuẩn lạc của các thí nghiệm
Trang 31Phương trình hồi quy:
Sử dụng phần mềm Excel solve để tìm nghiệm tối ưu, kết quả như sau:
ymax= 10,589 ; x1 = x2 = x3 = 1
- Nồng độ cà chua : 8%
- Nồng độ nước dừa :16%
- Nồng độ cao nấm men :13%
Trang 32 Tiến hành lặp lại 3 thí nghiệm với các nồng độ tối ưu vừa tìm được, thu được kết quả như sau:
Kết quả trung bình của 3 thí nghiệm là 10,541
Tuy kết quả này có lệch với lý thuyết nhưng không đáng kể, chứng tỏ kết quả tính toán ở trên là phù hợp
Thí nghiệm TN1 TN2 TN3
Trang 333.5 Đánh giá hiệu quả của môi trường tối ưu so
với môi trường MRS:
Chênh lệch hiệu suất tạo sinh khối : 75/52 = 1,4 lần
Môi trường thay thế
75 (48h)
52 (36h)
Môi trường MRS
Trang 34So sánh hiệu quả kinh tế
- Chi phí cần thiết để pha 1 lít môi trường MRS lỏng
là: 68,2 x 3028 = 206 600 đồng
- Giá thành của môi trường thay thế vừa tìm được:
Cà chua : 10.000 đồng/kg ,
Nước dừa : 12.000 đồng/quả/600ml
Cao nấm men :1g cao nấm men có giá là 6000đTổng chi phí để pha 1 lít môi trường thay thế là :
1 000 + 3 200 + 78 000 = 82 200 (đồng)
Chênh lệch giá thành: 206 600 / 82 200 = 2,5 lần
Mặt khác, thời gian nuôi cấy trên MRS là 48h,
còn trên môi trường thay thế là 36h
Trang 35KẾT LUẬN
Từ những kết quả trên em rút ra kết luận sau:
- Chủng Lactobacillus plantarum mà em khảo sát vẫn
Trang 36KIẾN NGHỊ
- Qua kết quả nghiên cứu ở trên em có kiến nghị nên đưa môi trường rẻ tiền vừa tìm được để thay thế cho MRS
- Nên kiểm tra lại hoạt tính probiotic của
L.plantarum sau khi nuôi trên môi trường thay
thế
Trang 383.4.Tối ưu hóa môi trường 3 bằng
quy hoạch thực nghiệm
Chọn quy hoạch trực giao cấp 1, 3 yếu tố ảnh hưởng: nồng độ cà chua, nồng độ nước
dừa, nồng độ cao nấm men
Tiến hành khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hưởng, kết quả như sau:
Trang 39 Khảo sát đơn biến nồng độ cà chua
Chọn khoảng biến thiên là từ 6% đến 10%
Trang 40 Khảo sát đơn biến nồng độ nước dừa
Chọn khoảng biến thiên là từ nồng độ 10% đến 16%
Trang 41 Khảo sát đơn biến nồng độ cao nấm men
Chọn khoảng biến thiên là từ nồng độ 7g/l đến 13g/l
Trang 42Bảng mức, khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng
Z2: là nồng độ yếu tố nước dừa Z3: là nồng độ yếu tố cao nấm men
Các yếu
tố ảnh hưởng
Mức các yếu tố Khoảng
biến thiên
Trang 43Ma trận thực nghiệm TYT2 3 và kết quả số lượng
khuẩn lạc của các thí nghiệm
Trang 44Phương trình hồi quy:
Sử dụng phần mềm Excel solve để tìm nghiệm tối ưu, kết quả như sau:
ymax= 10,589 ; x1 = x2 = x3 = 1
- Nồng độ cà chua : 8%
- Nồng độ nước dừa :16%
- Nồng độ cao nấm men :13%
Trang 45 Tiến hành lặp lại 3 thí nghiệm với các nồng độ tối ưu vừa tìm được, thu được kết quả như sau:
Kết quả trung bình của 3 thí nghiệm là 10,541
Tuy kết quả này có lệch với lý thuyết nhưng không đáng kể, chứng tỏ kết quả tính toán ở trên là phù hợp
Thí nghiệm TN1 TN2 TN3
Trang 463.5 Đánh giá hiệu quả của môi trường tối ưu so
với môi trường MRS:
Chênh lệch hiệu suất tạo sinh khối : 75/52 = 1,4 lần
Môi trường thay thế
75 (48h)
52 (36h)
Môi trường MRS
Trang 47So sánh hiệu quả kinh tế
- Chi phí cần thiết để pha 1 lít môi trường MRS lỏng
là: 68,2 x 3028 = 206 600 đồng
- Giá thành của môi trường thay thế vừa tìm được:
Cà chua : 10.000 đồng/kg ,
Nước dừa : 12.000 đồng/quả/600ml
Cao nấm men :1g cao nấm men có giá là 6000đTổng chi phí để pha 1 lít môi trường thay thế là :
1 000 + 3 200 + 78 000 = 82 200 (đồng)
Chênh lệch giá thành: 206 600 / 82 200 = 2,5 lần
Mặt khác, thời gian nuôi cấy trên MRS là 48h,
còn trên môi trường thay thế là 36h
Trang 48KẾT LUẬN
Từ những kết quả trên em rút ra kết luận sau:
- Chủng Lactobacillus plantarum mà em khảo sát vẫn
Trang 49KIẾN NGHỊ
- Qua kết quả nghiên cứu ở trên em có kiến nghị nên đưa môi trường rẻ tiền vừa tìm được để thay thế cho MRS
- Nên kiểm tra lại hoạt tính probiotic của
L.plantarum sau khi nuôi trên môi trường thay
thế