Trong quá trình sản xuất và bảo quản, có rất nhiều nhân tố tác ñộng bất lợi ñến sức sống của các chủng VSV probiotic như nồng ñộ cao của các phụ phẩm lên men fermentattion by-products tr
Trang 1NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT SẢN XUẤT PROBIOTIC DẠNG
LỎNG VÀ DẠNG BỘT DÙNG TRONG CHĂN NUÔI
Trần Quốc Việt 1 , Bùi Thị Thu Huyền 1 , Dương Văn Hợp 2 , Vũ Thµnh L©m 2
.
1 Viện Chăn nuôi; 2 Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học-* i học Quốc gia Hà nội
Abstract
Investigation of the technical parameters for production of probiotics in liquid and powder form for animal production
Trần Quốc Việt 1 , Bùi Thị Thu Huyền 1 , Dương Văn Hợp 2 , Vũ Thµnh L©m 2
1
Vnational Instutute of Animal Husbandry; 2 Institute of Microbiology and Biotechnology- Hanoi National University
Total 10 strains of microorganism (4 strains of lactic bacteria: Lactobacillus fermentum-NC1;Lactobacillus Casei-NC2;Enterococcus Faecium-6H2; Lactobacillus acidophillus-C3; two strains of Bacillus: Bacillus subtilis-H4; Bacillus licheniformis-H3 and two strains of yeast: Saccharomyces cerevisiae-SC and Saccharomyces boulardi-SB were sellected to investiagate medium, fermentation time, kind of carier and storage conditions suitable in order to make probiotic preparations for monogastric animal feeding Results of the study showed that strains of microorganism had high compatibility with each others when they were fermented in the same medium Proper medium for fermentation of these strains was MT0 during 48 hours for strains of Bacillus and yeasts and 56 hours for lactic bacteria For strains: S boulardi-SB and lactic bacteria it was suitable to use mixture of dextrin and whey at ratio of 1/1 (w/w) for spray drying For Bacillus bacteria dextrin or mixture of the dextrin with whey could be used without negative effects on the viability of the selected microorganism strains The best storing method for preservation of the probiotic preparations in both liquid and powder form was to store in the cold conditions (4 o C), but in conditions of the room temperature concentration of the microorganism was still high (10 7 cfu/ml) for 45 storing days
Key words: Probiotic, medium, fermentation, preparation, viability
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Probiotic là chất bổ sung VSV sống hữu ích mà khi ñược ñưa vào cơ thể vật nuôi thông qua thức ăn hoặc nước uống với số lượng ñủ lớn sẽ ảnh hưởng có lợi ñến sức khoẻ của vật chủ ((FAO/WHO, 2001) Để có ñược những ảnh hưởng có lợi ấy, các chủng VSV trong các sản phẩm probiotic nhất thiết phải duy trì ñược sức sống cao trong quá trình sản xuất, bảo quản và lưu thông trên thị trường Trong quá trình sản xuất và bảo quản, có rất nhiều nhân tố tác ñộng bất lợi ñến sức sống của các chủng VSV probiotic như nồng
ñộ cao của các phụ phẩm lên men (fermentattion by-products) trong môi trường nuôi cấy; việc lọc và ly tâm ñể thu hoạch sinh khối; làm khô (ñông khô hoặc sấy phun)…vv (Adolfo Bucio và ctv, 2005) Tuy nhiên, những thông tin về duy trì và nâng cao sức sống của các VSV trong qúa trình chế biến, bảo quản rất hạn chế và không giống nhau trong các ñiều kiện sản xuất khác nhau Trong mỗi ñiều kiện cụ thể các nhà sản xuất cần phải tìm ra các thông số kỹ thuật tối ưu như nhiệt ñộ, công suất lên men cũng như các ñiều kiện nuôi cấy ñể sao cho vừa ñạt ñược năng suất sinh khối và hoạt tính cao của các chủng VSV probiotic (Kets và ctv, 1996; Linder và ctv, 1996; Wouters và ctv, 1998) Nghiên cứu này ñược tiến hành nhằm khảo sát các thông số kỹ thuật liên quan ñến sản xuất các chế phẩm probiotic dạng lỏng và dạng bột trên cơ sở một số chủng VSV hữu ích ñã ñược ñánh giá và lựa chọn
Trang 2II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1 Vật liệu nghiờn cứu
- Cỏc chủng vi sinh vật probiotic gồm 4 chủng vi khuẩn lactic (Lactobacillus
acidophillus-C3); hai chủng vi khuẩn Bacillus (Bacillus subtilis-H4; Bacillus licheniformis-H3) và hai chủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae-SC và Saccharomyces boulardi-SB) ủó ủược
phõn lập, tuyển chọn và ủỏnh giỏ ủặc tớnh probiotic và cỏc chủng vi sinh vật kiểm ủịnh
(Salmonella enteritidis, E coli và Shigella flexneri) ủược bảo quản tại bảo tàng giống
chuẩn vi sinh vật thuộc Viện Vi Sinh Vật và Cụng nghệ sinh học-Đại học Quốc gia Hà nội
- Cỏc vật liệu khỏc: Giỏ ủỗ, ủường gluco, K2HPO4, MgSO4, natri glutamat, pepton, cao nấm men; dextrin, tinh bột sắn, bột sữa whey
2.2 Phương phỏp nghiờn cứu
2.2.1 Nghiờn cứu khả năng tổ hợp (cựng tồn tại), lựa chọn mụi trường, xỏc ủịnh thời gian lờn men thớch hợp ủối với cỏc chủng VSV probiotic
Chuẩn bị mụi trường:
Tổng số 13 mụi trường chia thành 4 nhúm ủược ủưa vào nghiờn cứu ủể chọn ra một loại thớch hợp nhất cho mỗi loại VSV:
- Nhúm I (mụi trường phũng thớ nghiệm): Gồm MRS, thạch thường (TT) và cao malt
- Nhúm II: Mụi trường MT0 (mụi trường ủó ủược lựa chọn trong nghiờn cứu trước ủõy (Trần Quốc Việt, Dương Văn Hợp và ctv, 2006)
- Nhúm III: Gồm 3 mụi trường ủặc trưng cho nấm men (MTN1, MTN2, MTN3); 3 mụi trường ủặc trưng cho VK Bacillus (MTB1, MTB2, MTB3) và 3 mụi trường ủặc trưng cho VK Lactic (MTL1, MTL2, MTL3)
- Cỏc mụi trường thuộc nhúm III khỏc nhau về thành phần cơ chất và một số loại muối khoỏng
Lờn men cỏc chủng VSV
- Cỏc chủng VSV gồm nấm men, VK Bacillus và VK Lactic ủược lờn men riờng rẽ trong
13 loại mụi trường trong 48 giờ ở 37oC (cho vi khuẩn) và ở 30oC (cho nấm men), sau ủú kiểm tra số lượng vi sinh vật (cfu/ml) để xác định môi trường lên men thích hợp cho từng loại
- Sau khi môi trường lên men thích hợp được lựa chọn, các chủng nghiên cứu được lên men tiếp tục trong các khoảng thời gian khác nhau (24, 48, 56 và 72 giờ) Sau mỗi khoảng thời gian trên, mật độ và sức kháng VK kiểm định của các VSV được kiểm tra để xác định thời gian lên men thích hợp
Khảo sỏt khả năng tổ hợp (cựng tồn tại) của cỏc chủng VSV probiotic
Sau khi lựa chọn được môi trường và thời gian lên men thích hợp cho mỗi đối tượng (VK Lactic, Bacillus và nấm men), một môi trường mới (MTM) được tạo thành trên cơ sở thành phần của các môi trường thích hợp trên Các chủng nấm men chọn SB; các chủng
VK Lactic chọn NC1; các chủng VK Bacillus chọn H4 để lên men riêng rẽ (trên môi trường MTM), sau đó dịch lên được trộn với nhau (tỷ lệ 1/1/1 theo thể tích) Khả năng cùng tồn tại của các chủng được đánh giá trên cơ sở sự biến động mật độ của từng chủng theo thời gian (24, 48, 168 giờ)
Trang 32.2.2 Nghiờn cứu lựa chọn chất mang và chế ủộ bảo quản thớch hợp ủối với chế phẩm probiotic dạng bột
Hai loại chất mang ủược lựa chọn gồm dextrin và hỗn hợp whey và dextrin (tỷ lệ 1:1 theo khối lượng) Các chủng VSV được lên men riêng rẽ, tạo sinh khối, kiểm tra nồng độ, hòa loãng với chất mang, làm khô bằng phương pháp sấy phun, bảo quản trong túi nylon tránh
ánh sáng ở nhiệt độ phòng và trong tử lạnh (4oC) trong các khoảng thời gian khác nhau
2.2.3 Nghiờn cứu chế ủộ bảo quản thớch hợp ủối với cỏc chế phẩm probiotic dạng lỏng
Các chủng vi sinh vật được nuôi cấy riêng rẽ, kiểm tra mật độ và độ thuần khiết, sau đó
được phối trộn thành hỗn hợp và bảo quản ở các chế độ khác nhau: (i) trong bình nhựa, bình thuỷ tinh tránh ánh sáng) và (ii) ở nhiệt độ phòng và bảo quản lạnh (4oC) trong các khoảng thời gian khác nhau
III KếT quả nghiên cứu và thảo luận
3.1 Kết quả nghiên cứu về khả năng tổ hợp, môi trường và thời gian lên men thích hợp của các chủng VSV probiotic
Lựa chọn môi trường lên men thích hợp
Mỗi đối tượng VSV thuộc các giống, loài khác nhau đòi hỏi một môi trường và điều kiện lên men đặc thù Trong nghiên cứu này, 13 loại môi trường gồm các môi trường thường dùng trong phòng thí nghiệm và các môi trường được tạo nên từ những nguyên liệu sẵn có
được đưa vào khảo sát để đánh giá và lựa chọn, các kết quả ủược trỡnh bày ở cỏc bảng 1 Bảng 1 : ảnh hưởng của các môi trường lên men khác nhau đến khả năng tích luỹ sinh khối (CFU/ml) của các chủng VSV probiotic
Các chủng VSV Probiotic
Nhóm môi trường đặc trưng cho nấm men
YM 1,16 x 109 2,85 x 108 2,62 x 109 6 x 107 2 x 104 2 x 105 2 x 104
MTN1 4,8 x 108
8,86 x 107
2,8 x 108
2,09 x 109
4,2 x 106
2 x 106
2 x 106
MTN2 4 x 107 2,04 x 107 8,88 x 109 9,2 x 109 2 x 104 4,8 x 104 2 x 104
MTN3 1,3 x 107 3,6 x 107 5,1 x 109 5,1 x 108 1 x 103 8,6 x 103 3,8 x 103
Nhóm môi trường đặc trưng cho VK Bacillus
TT 8 x 107 7,2 x 108 6,58 x 1010 6,2 x 108 2 x 104 2 x 105 9,28 x 105
MTB1 8 x 108 8 x 106 4,12 x 1010 2,8 x 109 2 x 106 2 x 106 3,68 x 106
MTB2 2 x 105 2 x 105 9,36 x 1010 1,16 x 109 2 x 104 5,8 x 104 2 x 105
MTB3 2,4 x 106 8 x 104 1,79 x 1010 4 x 108 1 x 103 5,6 x 102 8,6 x 105
Nhóm môi trường đặc trưng cho VK Lactic MRS 1,16 x 109 2,85 x 109
2,62 x 109 1,8 x 109
9,2 x 109 9,2 x 109 3,8 x 109
MTL1 4,8 x 106 8,86 x 106
2,8 x 108 5,2 x 108 5,8 x 107 5,8 x 107
9,6 x 106
MTL2 4 x 105 8,04 x 106
8,88 x 109 8 x 108 5 x 105
5 x 104 8 x 105
MTL3 1,3 x 106 3,6 x 105
5,1 x 109 1,8 x 108 9,2 x 106
9,2 x 106 3,8 x 106
Môi trường đã được lựa chọn từ nghiên cứu trước
MT0 2,43 x 107 7,05 x 106
1,52 x 1010 1,46 x 109 1,95 x 108 1,94 x 108 3,87 x 107
Cỏc số liệu ở bảng 1 cho thấy, các chủng nấm men (SC và SB) phát triển mạnh ở môi trường cao malt, mật độ nấm men đạt từ 108 đến trên 109 cfu/ml Trong các môi trường
Trang 4nhưng khả năng tích luỹ sinh khối của 2 chủng nấm men này vẫn thấp hơn so với môi trường phòng thí nghiệm (YM) Trong số 3 môi trường, mội trường MTN1 tỏ ra thích hợp với sự phát triển của 2 chủng nghiên cứu (SC và SB) Khi được nuôi cấy trên các môi trường đặc trưng cho VK Lactic và Bacillus, các chủng nấm SC và SB có những đáp ứng rất khác nhau Chủng SC phát triển tốt ở môi trường MRS, phát triển khá ở môi trường Thạch thường (TT) và MTB1 và phát triển yếu ở các môi trường khác Tương tự như vậy, chủng SB phát triển tốt ở môi trường MRS, phát triển khá ở môi trường Thạch thường và phát triển yếu ở các môi trường khác Nhóm VK Bacillus có khả năng phát triển mạnh ở hầu hết các loại môi trường, kể cả các môi trường không đặc trưng cho chúng Đó là đặc tính rất quí của những chủng VK Bacillus khi chúng thực sự là những vi khuẩn hữu ích
được sử dụng như nguồn probiotic dùng trong chăn nuôi Nhóm VK Lactic tỏ ra thích hợp chỉ với môi trường đặc trưng cho chúng, đặc biệt là môi trường MRS và MTL1 Trong số
13 loại môi trường nghiên cứu, ngoại trừ các môi trường phòng thí nghiệm được sử dụng như những môi trường đối chứng, có 3 môi trường tỏ ra thích hợp đối với hầu hết các chủng nghiên cứu là MTN1; MTB1 và MT0 Một điều rất ngẫu nhiên là môi trường MT0 (môi trường được lựa chọn trong nghiên cứu trước đây (Trần Quốc Việt, Dương Văn Hợp
và ctv, 2006) lại tỏ ra thích hợp với hầu hết các chủng vi sinh vật nghiên cứu xét từ góc độ sinh khối tính bằng cfu/ml
Lựa chọn được môi trường thích hợp có ý nghĩa rất quan trọng trong việc lên men tạo ra lượng sinh khối VSV cao, nhưng chất lượng của một sản phẩm probiotic không chỉ phụ thuộc vào mật độ VSV mà phụ thuộc rất nhiều vào hoạt lực của chúng Theo Damgaard
và McLaren (2006) hoạt lực của các chủng VSV lại thay đổi nhiều theo thời gian lên men Các kết quả về thời gian lên men thích hợp đối với các chủng nghiên cứu được trình bày ở bảng 2
Bảng 2: ảnh hưởng của thời gian lên men đến sinh khối và hoạt tính của các chủng vi sinh vật probiotic
Thời gian lên men (giờ)
(cfu/ml) và hoạt
Số lượng VSV 5,8 x 106 8 x 108 7,8 x 108 7,6 x 108
SB Hoạt tính kháng
Số lượng VSV 4,9 x 106 7,8 x 107 8 x 107 7,8 x 107
Nấm
men
SC Hoạt tính kháng
Số lượng VSV 9,9 x 108 8 x 1010 9,5 x 1010 9,6 x 1010
H4 Hoạt tính enzym
Số lượng VSV 4,9 x 109 8 x 1010 2,5 x 1011 2,8 x 1011
VK
Bacillus
H3 Hoạt tính enzym
Số lượng VSV 5,8 x 105 1,5 x 107 3,8 x 108 4,0 x 108
6H2 Hoạt tính kháng
Số lượng VSV 6,8 x 106 4,3 x 107 9,5 x 107 1 x 108
NC1 Hoạt tính kháng
Số lượng VSV 4,9 x 106 7,8 x 107 6 x 108 6,3 x 108
VK
lactic
C3 Hoạt tính kháng
Trang 5Các số liệu ở bảng 2 cho thấy, mật độ VSV và hoạt tính của chúng thay đổi nhiều theo thời gian lên men Sau 24 giờ lên men, sinh khối của các chủng đều ở mức thấp từ 105 đến
106 cfu/ml và sinh khối tăng dần theo thời gian lên men Tuy nhiên, hoạt tính của mỗi chủng VSV thể hiện qua sức kháng Sighella và khả năng sản sinh enzyme không đồng thuận với sự tăng sinh khối Điều này thể hiện rất rõ ở 2 chủng VK Bacillus H4 và H3, tại thời điểm 56 giờ sau khi lên men, sinh khối cao hơn nhiều so với thời điểm 48 giờ, nhưng hoạt tính enzyme của chúng lại giảm Đối với nhóm nấm men và VK Bacillus, thời gian lên men thích hợp là 48 giờ, nhưng với nhóm VK Lactic, thời gian lên men thích hợp là từ
56 đến 72 giờ, nhưng xét về hiệu quả kinh tế thì thời gian lên men thích hợp là 56 giờ
Khả năng tổ hợp của các chủng VSV probiotic
Trong các sản phẩm probiotic đa chủng (đặc biệt là các chủng khác xa nhau về giống và loài), khả năng chung sống của chúng trong cùng một môi trường có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Mỗi chủng VSV thuộc các loài khác nhau có đặc điểm trao đổi chất khác nhau nên sức sống, sự phát triển và hoạt tính của chúng phụ thuộc rất lớn tương tác giữa chúng thông qua các hoạt động và các sản phẩm trao đổi chất Bảng 3 trình bày các kết
quả về năng suất sinh khối của các chủng VK lactic, Bacillus và nấm men khi được nuôi
cấy đồng thời trong một môi trường sau các khoảng thời gian khác nhau
Bảng 3: Năng suất sinh khối của các chủng VK Lactic, Bacillus và nấm men khi được
nuôi cấy đồng thời trong một môi trường sau các khoảng thời gian khác nhau (cfu/ml)
Thời gian sau tổ hợp (ngày) Trước khi
VK Lactic 7,9 x 1010 7,8 x 1010 5,5 x 1010 4,4 x 1010
VK Bacillus 2 x 1010 2 x 1010 9,7 x 109 8,2 x 109
Nấm men 2,6 x 108 2,6 x 108 2,4 x 108 9,2 x 107
Các kết quả ở bảng 3 cho thấy, sau khi hỗn hợp và tái phân lập trở lại trong các khoảng thời gian khác nhau, cả 3 loại VSV đều phát triển tốt, sau 7 ngày, số lượng của mỗi loại
đạt từ 108 cfu/ml trở lên Điều đó cho thấy, các chủng vi khuẩn Lactic, Bacillus và nấm men có thể phối hợp với nhau theo các tỷ lệ khác nhau mà không ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng
3 2 ảnh hưởng của sấy phun, chất mang và các điều kiện, chế độ bảo quản
đến mật độ của các chủng vi sinh vật trong các sản phẩm probiotic
Một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sức sống của các VSV probiotic là những tác động stress trong quá trình sản xuất sản phẩm, trong đó kỹ thuật làm khô đóng vai trò quyết định (Adolfo Bucio, 2005) Kỹ thuật làm khô thường được áp dụng trong sản xuất probiotic là làm khô lạnh (freeze-dried) và sấy phun Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sấy phun, chất mang và điều kiện bảo quản đến sức sống của các VSV probiotic được trình bày ở bảng 4
Bảng 14: ảnh hưởng của sấy phun, chất mang và điều kiện bảo quản đến sinh khối của các chủng VSV probiotic (cfu/g)
Thời gian bảo quản sau sấy phun (ngày thứ) Chất mang Trước khi
Vi khuẩn Lactic (NC1)
Trang 6DT 7,2 x 10 20 x 10 10 x 10 6 x 10 3,7 x 10 2 x 10
DT + W1 7,2 x 109 30 x 107 26 x 107 23 x 107 20 x 107 18 x 107
DT + W2 7,2 x 109 30 x 107 22 x 107 18 x 107 15 x 107 10 x 107
Vi khuẩn Bacillus (H4)
DT1 7,2 x 109 3 x 109 2,8 x 109 2,5 x 109 2,3 x 109 2 x 109
DT2 7,2 x 109 3 x 109 1,8 x 109 1,1 x 109 8,6 x 108 4,3 x 108
DT + W1 7,2 x 109 3,4 x 109 3,2 x 109 2,9 x 109 2,7 x 109 2,5 x 109
DT + W2 7,2 x 109 3,4 x 109 2,8 x 109 2,4 x 109 2,2 x 108 4,3 x 108
Nấm men (SB)
DT1 6 x 109 3,4 x 108 2 x 108 8 x 107 5,2 x 107 3,6 x 107
DT2 6 x 109 3,4 x 108 2 x 107 6 x 106 2,7 x 105 1,8 x 105
DT + W1 4 x 109 2,8 x 108 2 x 108 1,4 x 108 1 x 108 0,5 x 108
DT + W2
4 x 109
2,8 x 108
8 x 107
5,1 x 107
3 x 107
1,8 x 107
DT = Dextrin; W = Whey; 1 : Bảo quản trong túi nylon, tránh ánh sáng ở 4 o C; 2 : Bảo quản trong túi nylon, tránh ánh sáng ở nhiệt độ phòng
Nhìn chung, số lượng VSV giảm rất nhiều (từ 1000 đến xấp xỉ 2000 lần) và mức giảm rất khác nhau giữa VK Lactic, Bacillus và nấm men Vi khuẩn Lactic (chủng NC1) bị giảm
số lượng nhiều nhất (từ 7,2 x 109 xuống 20 x 107), sau đến nấm men (chủng SB) và mức giảm thấp nhất quan sát thấy ở VK Bacillus (chủng H4) Nhiều báo cáo đề cập đến tính nhậy cảm cao, sức sống kém của các VK Lactic dưới tác động của nhiệt độ cao trong quá trình chế biến (Gardiner và ctv, 2000; Adolfo Bucio, 2005; Damgaard và ctv, 2006)) So với hai chủng NC1 và SB, chủng VK H4 tỏ ra có sức chịu đựng tốt hơn trong quá trình sấy phun Điều này rất dễ hiểu, vì những VK Bacillus thuộc nhóm vi khuẩn sinh bào tử, rất dễ thích nghi với những thay đổi của môi trường sống và có thể tồn tại lâu dài trong những điều kiện không thuận lợi (Alexopoulos và ctv, 2004; Duc và ctv, 2004; Jadamus
et al, 2002) Kết quả ở bảng 4 cũng cho thấy, chất mang không ảnh hưởng nhiều đến sức sống của các chủng VSV trong quá trình sấy phun, nhưng theo thời gian bảo quản, số lượng VSV giảm khá nhiều và ảnh hưởng của chất mang đến sự giảm số lượng VSV theo thời gian bảo quản rất khác nhau giữa các loại VSV Đối với chủng NC1, ở cùng một điều kiện và chế độ bảo quản, số lượng VK sau 45 ngày bảo quản đạt 7 x 107 cfu/g khi chất mang là hỗn hợp Dextrin và Whey, cao hơn 5 lần so với chất mang là dextrin, tương tự như vậy đối với chủng nấm men (SB), nhưng sự khác biệt này không quan sát thấy ở chủng VK Bacillus, mật độ của chủng H4 sấy phun với chất mang là Dextrin sau 45 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường không khác nhau so với khi sấy phun với chất mạng là whey
và dextrin Các kết quả trên cho thấy, khi sấy phun riêng rẽ từng chủng trước khi hỗn hợp
để tạo ra sản phẩm probiotic đa chủng dạng bột, chất mang thích hợp cho VK Lactic và nấm men SB là hỗn hợp dextrin và whey (tỷ lệ 1/1 theo khối lượng) Đối với VK Bacillus vì khả năng thích ứng cao nên có thể sử dụng hoặc dextrin hoặc hỗn hợp dextrin và whey
để làm chất mang Trong một nghiên cứu tương tự, Trần Quốc Việt, Dương Văn Hợp và ctv (2006) đã thông báo, chất mang thích hợp cho sản xuất sản phẩm probiotic đang chủng dạng bột là hỗn hợp sữa whey và tinh bột sắn theo tỷ lệ 1/1
Khác với các sản phẩm probiotic dạng bột, các chủng VSV trong các sản phẩm probiotic đa chủng dạng lỏng vẫn sinh trưởng và phát triển Trong quá trình đó, mỗi loại VSV đều sử dụng các chất dinh dưỡng có trong môi trường và sản sinh ra các sản phẩm trao đổi trung gian Những yếu tố đó tạo nên tính không đồng nhất của môi trường theo thời gian bảo quản và ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm Các kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo quản đến khả năng cùng tồn tại của các chủng VSV probiotic được trình bày ở bảng 5
Bảng 5: ảnh hưởng của các điều kiện và thời gian bảo quản đến khả năng tồn tại của các chủng vi sinh vật
Trang 7Thời gian bảo quản (ngày thứ) Chế độ
bảo quản
Loại
Lactic 5,9 x 1010 4,4 x 109 9,6 x 108 4,6 x 108
Bacillus 1,0 x 1010 2,0 x 108 1,2 x 108 7,6 x 107
BN2
Nấm men 1,6 x 108 5,2 x 107 4,4 x 107 1,0 x 107
Lactic 5,9 x 1010 1,8 x 109 1,0 x 109 1,0 x 108
Bacillus 1,0 x 1010 6,0 x 108 4,7 x 108 2,0 x 108
BTT2
Nấm men 1,6 x 108 1,6 x 107 1,0 x 107 5,8 x 106
Lactic 5,9 x 1010 2,9 x 1010 2,5 x 1010 1,4 x 1010
Bacillus 1,0 x 1010 8,1 x 109 7,2 x 109 6,7 x 109
BN1
Nấm men 1,6 x 108 1,0 x 108 8,8 x 107 8,2 x 107
Lactic 5,9 x 1010 4,2 x 1010 1,9 x 1010 1,5 x 1010
Bacillus 1,0 x 1010 9,2 x 109 7,8 x 109 7,5 x 109
BTT1
Nấm men 1,6 x 108 1,0 x 108 9,2 x 107 8,3 x 107
BN = Bình nhựa tránh ánh sáng; BTT =Bình thuỷ tinh tránh ánh sáng
1: Bảo quản lạnh (4oC); 2: Bảo quản ở nhiệt độ thường
Các số liệu ở bảng 5 cho thấy, sau 30 ngày bảo quản số lượng nấm men giảm mạnh nhất
ở tất cả các điều kiện và chế độ bảo quản, sau đến là VK Lactic Vi khuẩn Bacillus vẫn tỏ
ra có ưu thế hơn, tốc độ giảm sinh khối thấp hơn nhiều so với VK Lactic và nấm men So với bảo quản ở nhiệt độ thường, bảo quản lạnh ở 4oC làm cho sự giảm số lượng các chủng VSV theo thời gian chậm hơn nhiều Tuy nhiên, trong điều kiện không được bảo quản lạnh, việc bảo quản ở nhiệt độ thường (trong cả bình nhựa và bình thuỷ tinh) trong thời gian 30 ngày vẫn đảm bảo giữ được mật độ VSV tối thiểu ở mức trên 107 cfu/ml Đó là mật độ đảm bảo cho một sản phẩm probiotic phát huy được tác dụng (Gardiner và ctv, 2000)
IV Kết luận và đề nghị
4 1 Kết luận
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, một số kết luận được rút ra như sau:
1 Các chủng VSV hữu ích đã được tuyển chọn thuộc 3 nhóm: vi khuẩn lactic (đại
diện là L fermentum-NC1; VK Bacillus (đại diện là Bacillus subtilis-H4) và nấm men (đại diện là Saccharomyces boulardi-SB) đều có tính tương thích cao với
nhau, cho phép tạo nên nhiều dạng tổ hợp phục vụ cho sản xuất sản phẩm
probiotic
2 Môi trường thích hợp cho một sản phẩm probiotic đa chủng dạng lỏng gồm các chủng VK Lactic (6H2, NC1, C3, Đ7), Bacillus (H4) và nấm men (SB) là MT0 Thời gian lên men thích hợp (đảm bảo thu được sinh khối cao và hoạt tính tốt) là
từ 48 giờ đối với VK Bacillus và nấm men và 56 giờ đối với các VK Lactic
3 Đối với nấm men (S Boulardii) và các VK Lactic, khi sấy phun riêng rẽ nên sử
dụng chất mang là hỗn hợp dextrin và whey theo tỷ lệ 1/1 (theo khối lượng) Đối với VK Bacillus (chủng H4) có thể sử dụng hoặc dextrin hoặc hỗn hợp dextrin và whey theo tỷ lệ như trên
4 Phương pháp bảo quản thích hợp đối với sản phẩm probiotic đa chủng dạng lỏng
là đựng trong các lọ/bình nhựa hoặc thuỷ tinh trong điều kiện nhiệt độ 4oC Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ thường, mật độ các VSV vẫn đạt 107 cfu/ml trong
Trang 8thời gian 30 ngày Đối với các sản phẩm probiotic đa chủng dạng bột, đựng trong túi nylon tránh ánh sáng ở nhiệt độ thường có thể bảo quản được 45 ngày
4.2 Đề nghị
Cho được sản xuất thử
Tài liệu tham khảo
1 Alexopoulos C, Georgoulakis I.E., A.Tzivara., S.K Kritas, A Stochu and S.C
Kyriakis 2004 Field evaluation of the effecacy of a probiotic containing Bacillus
licheniformis and Bacillus subtilis spores on the helth status and performace of sows and
their litters J Anim Physiol A Anim Nutr 88 381-392
2 Adoflo Bucio., Ralf Hartemink., Johan W Schrama., Johan Verreth and Frank M
Rombouts 2005 Survival of Lactobacillus Plantarum 44a after spraying and drying in
feed and during exposure to gastrointestinal tract fluids in vitro J Gen Appl Microbiol
51 221-227
3 Damgaard and Mclaren 2006 Probiotics for pigs www.pigsite
4 Gardiner G.E., O’Sullivan E., Kelly J., Auty M.A.E., Fitzgerald G.F 2000
Comparative Survival Rates of Human-Derived Probiotic Lactobacillus paracasei and L
salivarius Strains during Heat Treatment and Spray Drying Applied and Environmental
Microbiology Vol 66 No6 2605-2612
5 FAO/WHO 2001 Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including
Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria Report of a Joint FAO/WHO Expert
Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. Argentina October 2001
6 , E P W., Teunissen, P J M., and de Bont, J A M 1996 Effect of
compatible solutes on survival of lactic acid bacteria subjected to drying Appl
Environ Microbiol., 62, 259–261.
7 Linders, L J M., Meerdink, G., and van’t Riet, K 1996 Influence of
temperature and drying rate on the dehydration inactivation of Lactobacillus
plantarum Food Bioprod Process., 74c, 110–114.
8 Wouters, P C., Glaasker, E., and Smelt, J P P M 1998 Effects of high
pressure on inactivation kinetics and events related to proton efflux in
Lactobacillus plantarum Appl.Environ Microbiol., 64, 509–514
