Nghiên cứu chọn lọc giống vi khuẩn khởi động lên men phomat có hương vị đặc trưng

Ảnh hưởng của mật độ giống tới thời gian đông tụ sữa .... Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng đông tụ sữa .... Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới thời gian đông tụ sữa chủng VNC1Error!. Ảnh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN VĂN LÂM

NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC GIỐNG

VI KHUẨN KHỞI ĐỘNG LÊN MEN PHOMAT CÓ HƯƠNG VỊ ĐẶC TRƯNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

NGUYỄN VĂN LÂM

NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC GIỐNG

VI KHUẨN KHỞI ĐỘNG LÊN MEN PHOMAT CÓ HƯƠNG VỊ ĐẶC TRƯNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC THỰC NGHIỆM

MÃ SỐ: 60.42.01.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn La Anh

PGS.TS Nguyễn Quang Huy

Nội – 2015

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ rất tận tình của cơ quan, thầy cô hướng dẫn, các thầy cô giáo, bạn

bè, đồng nghiệp và gia đình

Tôi xin gửi tình cảm chân thành tới và lòng biết ơn sâu sắc tới:

- Thầy giáo PGS TS Nguyễn Quang Huy – Chủ nhiệm khoa Sinh học , Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

- Cô giáo PGS.TS Nguyễn La Anh – Trưởng Bộ môn công nghệ sinh học vi sinh, Viện Công nghiệp Thực phẩm

- Khoa Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên , Đại học Quốc gia

Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

- Các cán bộ nghiên cứu thuộc Bộ môn Công nghệ sinh học vi sinh, Viện Công nghiệp Thực phẩm đã cung cấp vật liệu, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu

- Các thành viên trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên và tạo mọi điều kiện trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Lâm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU Error! Bookmark not defined.

1.1 Giới thiệu chung về phomat Error! Bookmark not defined.

1.1.1 Phomat Error! Bookmark not defined.

1.1.2 Phân loại phomat Error! Bookmark not defined.

1.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ phomat trên thế giới và Việt NamError! Bookmark not defined.

1.2 Công nghệ sản xuất phomat Error! Bookmark not defined.

1.2.1 Quy trình sản xuất phomat Error! Bookmark not defined.

1.2.2 Vai trò của vi khuẩn lactic trong sản xuất phomat Error! Bookmark not defined.

1.2.2.1 Quá trình chuyển hóa lactose Error! Bookmark not defined.

1.2.2.2 Quá trình chuyển hóa axit lactic Error! Bookmark not defined.

1.2.2.3 Quá trình chuyển hóa citrate Error! Bookmark not defined.

1.2.2.4 Quá trình phân giải lipit và chuyển hóa axit béo Error! Bookmark not defined.

1.2.2.5 Quá trình phân giải protein Error! Bookmark not defined.

1.3 Giống khởi động cho sản xuất phomat Error! Bookmark not defined.

1.3.1 Các nhóm vi khuẩn lactic khởi động Error! Bookmark not defined.

1.3.1.1 Các chủng vi khuẩn lactic ưa ấm Error! Bookmark not defined.

1.3.1.2 Các chủng vi khuẩn lactic ưa nhiệt Error! Bookmark not defined.

1.3.1.3 Các chủng khởi động “thủ công” Error! Bookmark not defined.

1.3.2 Chức năng cần thiết của giống khởi động công nghiệp Error! Bookmark not defined.

1.3.2.1 Sản xuất axit Error! Bookmark not defined.

1.3.2.2 Tổng hợp exopolysaccharide (EPS) Error! Bookmark not defined.

1.3.2.3 Khả năng tạo hương Error! Bookmark not defined.

1.3.3 Kết hợp chủng vi khuẩn ưa ấm và ưa nhiệt trong sản xuất phomatError! Bookmark not defined 1.3.4 Tình hình nghiên cứu tạo giống khởi động sản xuất phomat ở Việt NamError! Bookmark not defined CHƯƠNG 2 - NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined.

2.1 Nguồn sữa và chủng vi sinh vật nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.2 Hóa chất Error! Bookmark not defined.

2.3 Thiết bị Error! Bookmark not defined.

2.4 Môi trường Error! Bookmark not defined.

2.4.1 Môi trường MRS Error! Bookmark not defined.

2.4.2 Môi trường thử citrate Error! Bookmark not defined.

2.4.3 Môi trường thử hoạt tính protease ngoại bào Error! Bookmark not defined.

2.4.4 Môi trường thử khả năng đông tụ sữa Error! Bookmark not defined.

2.5.1 Phương pháp vi sinh Error! Bookmark not defined.

2.5.2 Phương pháp bảo quản giống Error! Bookmark not defined.

2.5.3 Xác định mật độ tế bào Error! Bookmark not defined.

2.5.3.1 Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đo độ đục Error! Bookmark not defined.

2.5.3.2 Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp trang cấy Error! Bookmark not defined.

2.5.4 Phương pháp kiểm tra khả năng đông tụ sữa Error! Bookmark not defined.

2.5.5 Phương pháp xác định kiểu len men Error! Bookmark not defined.

2.5.6 Phương pháp kiểm tra phổ nhiệt độ sinh trưởng Error! Bookmark not defined.

2.5.7 Phương pháp xác định khả năng phát triển ở phổ pH Error! Bookmark not defined.

2.5.8 Phương pháp kiểm tra khả năng sử dụng citrate Error! Bookmark not defined.

2.5.9 Phương pháp định lượng EPS Error! Bookmark not defined.

2.5.10 Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng số phenol - axit sunfuricError! Bookmark not defined 2.5.11 Phương pháp xác định độ axit Error! Bookmark not defined.

2.5.13 Phương pháp kiểm tra khả năng sử dụng nguồn cacbon Error! Bookmark not defined.

2.5.14 Phương pháp kiểm tra hoạt tính enzym Error! Bookmark not defined.

2.5.15 Phương pháp cảm quan Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO

LUẬN Error! Bookmark not defined

3.1 Nghiên cứu đặc điểm của giống khởi động cho sản xuất phomatError! Bookmark not defined.

3.1.1 Khả năng đông tụ sữa Error! Bookmark not defined.

3.1.2 Đánh giá khả năng tạo EPS và lên men citrate Error! Bookmark not defined.

3.1.3 Khả năng tạo hương thơm của các chủng LAB trên phomat tươiError! Bookmark not defined.

3.2 Tuyển chọn chủng giống, định tên và lập hồ sơ chủng giống Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Định tên chủng Error! Bookmark not defined.

3.2.2 Khả năng sử dụng các nguồn đường Error! Bookmark not defined.

3.2.3 Phổ hoạt tính enzym Error! Bookmark not defined.

3.3 Phối hợp các chủng giống trong lên men đông tụ sữa làm phomatError! Bookmark not defined.

3.3.1 Ảnh hưởng của mật độ giống tới thời gian đông tụ sữa Error! Bookmark not defined 3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng đông tụ sữa Error! Bookmark not defined.

3.3.3 Phối hợp các chủng giống trong lên men đông tụ sữa làm phomatError! Bookmark not defined 3.3.4 Động học của hỗn hợp chủng trên môi trường sữa Error! Bookmark not defined 3.3.5 Đặc tính của phomat làm từ hỗn hợp chủng Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.

Kết luận Error! Bookmark not defined Kiến nghị Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Phân loại phomat theo độ ẩm và cấu trúc Error! Bookmark not defined

Bảng 1.2 Sản lượng phomat thế giới giai đoạn 2000-2020Error! Bookmark not defined

Bảng 1.3 Mô tả vị và ngưỡng giá trị của vị của một số axit amin của phomat

Cheddar (ủ chín 6 tháng) Error! Bookmark not defined

Bảng 2.1 Phiếu đánh giá tiêu chí cảm quan của mẫu phomatError! Bookmark not defined

Bảng 3.1 Thống kê kiểu hình lên men của các chủng vi khuẩn lacticError! Bookmark not defined Bảng 3.2 Danh sách các chủng vi khuẩn lactic làm đông sữa nhanhError! Bookmark not defined Bảng 3.3 Hàm lượng EPS được các chủng vi khuẩn lactic tổng hợpError! Bookmark not defined Bảng 3.4 Cảm quan hương thơm của các mẫu phomat Error! Bookmark not defined

Bảng 3.5 Khả năng sử dụng đường Error! Bookmark not defined

Bảng 3.6 Phổ hoạt tính enzym Error! Bookmark not defined

Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả năng sinh trưởngError! Bookmark not defined

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng Error! Bookmark not defined

Bảng 3.9 Phối hợp tỷ lệ giống VNC1/VNC53 Error! Bookmark not defined

Bảng 3.10 Kết quả cảm quan các mẫu phomat tươi sử dụng bộ chủng kết hợp với

các tỷ lệ giống khác nhau Error! Bookmark not defined

Bảng 3.11 Kết quả phối hợp các chủng giống trong lên men sữaError! Bookmark not defined Bảng 3.12 Đánh giá cảm quan các mẫu kết hợp chủngError! Bookmark not defined

Bảng 3.13 Đặc tính của sữa lên men bởi hỗn hợp chủngError! Bookmark not defined.

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Các loại phomat Error! Bookmark not defined

Hình 1.2 Thống kê tiêu thụ và giá trị các loại sản phẩm sữa năm 2013 của Việt

Nam Error! Bookmark not defined

Hình 1.3 Các bước chính trong sản xuất phomat Error! Bookmark not defined

Hình 1.4 Các con đường lên men hexose (glucose) chính ở vi khuẩn lacticError! Bookmark not defined

Hình 1.5 Các con đường chuyển hóa lactate trong giai đoạn ủ chín phomatError! Bookmark not defined

Hình 1.6 Con đường tiềm năng tổng hợp succinate của các chủng Lactobacillus

Error! Bookmark not defined

Hình 1.7 Các con đường chuyển hóa citrate của các chủng Cit+ thuộc Lactococcus

và Leuconostoc sp Error! Bookmark not defined

Hình 1.8 Các con đường chuyển hóa axit béo tự do Error! Bookmark not defined

Hình 1.9 Khái quát các con đường chuyển hóa protein tạo hương ở các sản phẩm

sữa lên men Error! Bookmark not defined

Hình 3.1 Hình ảnh đánh giá khả năng lên men citrate của một số chủng vi khuẩn

lactic Error! Bookmark not defined

Hình 3.2 Hình ảnh điện di Sản phẩm PCR đoạn gen 16S rADN của 3 chủng LABError! Bookmark not defined Hình 3.1 Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới thời gian đông tụ sữa chủng VNC1Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới thời gian đông tụ sữa chủng VNC53Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Ảnh hưởng của mật độ tế bào tới thời gian đông tụ sữa chủng VNY3Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự đông tụ sữa bởi chủng VNC1Error! Bookmark not defined

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự đông tụ sữa bởi chủng VNC53Error! Bookmark not defined

Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian đông tụ của VNY3Error! Bookmark not defined

Hình 3.7 Hình ảnh một số mẫu phomat tươi Error! Bookmark not defined

Hình 3.8 Các mẫu sữa sau khi đông tụ và gia nhiệt Error! Bookmark not defined

Hình 3.9 Sự thay đổi mật độ tế bào của hỗn hợp chủng VNC1, VNC53Error! Bookmark not defined

Hình 3.10 Sự thay đổi mật độ tế bào của hỗn hợp chủng VNC1, VNY3Error! Bookmark not defined

BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Phomat là một sản phẩm chế biến từ sữa, đã có từ rất lâu đời và được sử dụng rộng rãi khắp thế giới đặc biệt là các nước phương Tây Phomat được khám phá rất tình cờ từ một người du mục Ả Rập về khả năng đông sữa bằng dạ dày cừu

Phomat là một dạng thực phẩm giàu dinh dưỡng, có hàm lượng protein cao với đầy

đủ các axit amin không thay thế, vitamin A, B2, B12 và chất khoáng: kẽm, photpho, canxi

… vì vậy là thực phẩm lý tưởng khi kết hợp nhiều loại thức ăn khác giúp tăng hương vị, đem lại lợi ích về mặt sức khỏe: bảo vệ răng, chống loãng xương, ngăn ngừa ung thư và được các chuyên gia dinh dưỡng đánh giá cao

Sản lượng phomat trên toàn thế giới liên tục tăng qua các năm Năm 2013, sản lượng phomat đạt khoảng 20 triệu tấn/năm và chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ tại các nước phát triển Ở Việt Nam, sản phẩm này mới được biết đến trong thời gian gần đây mà lý do quan trọng nhất cho sự khác biệt này là thói quen ăn uống Khi xã hội ngày càng hiện đại, việc giao lưu với thế giới trở lên dễ dàng, nhu cầu tìm hiểu những thực phẩm bổ dưỡng tăng cao thì phomat đã được chú ý và sử dụng nhiều hơn Tuy nhiên hầu hết phomat được nhập khẩu và mức tiêu thụ còn khiêm tốn Một trong những nguyên nhân là do sản phẩm chưa hợp với thị hiếu của người Việt Nam và giá thành cao Tuy nhiên, cùng với đà tăng trưởng kinh tế thì nhu cầu về các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng, tốt cho sức khỏe như phomat đang tăng cao Như vậy có thể thấy nhu cầu về sữa và các sản phẩm từ sữa trong đó có phomat ở Việt Nam là rất lớn

Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa nói chung và phomat nói riêng, điều quan trọng là tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và ổn định Giống khởi động

là một trong các yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của phomat Các sản phẩm giống khởi động đã được thương mại hóa thường là sự kết hợp của một hoặc vài chủng vi

khuẩn lactic thuộc các chi Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Leuconostoc Các

vi khuẩn này góp phần tạo nên các đặc điểm đặc trưng về cấu trúc, hương vị và chất

lượng của phomat

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1 Nguyễn La Anh, Đặng Thu Hương, Dương Văn Khải, Quách Thị Việt (2013),

“Hợp tác nghiên cứu công nghệ sản xuất thực phẩm chức năng từ vi khuẩn

probiotics”, Đề tài nghị định thư với Thái Lan

2 Nguyễn La Anh, Đặng Thu Hương, Dương Văn Khải (2010), “Báo cáo đề

tài nhánh: Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm lactic dùng cho tôm chua”,

Đề tài cấp nhà nước KC 07, 12/06-10, 51tr

3 Nguyễn La Anh , Đinh Mỹ Hằng , Vũ Quỳnh Hương , Nguyễn Hương Giang,

Nguyễn Thị Lộc (2003), “Đặc điểm chủng vi khuẩn Lactobacillus plantarum

có ứng dụng trong công nghệ sản xuất nước CVAS ”, Tuyển tập báo cáo tại

Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc năm 2003, pp 159-161

4 Công ty Cổ phần chứng khoán Bảo Việt (2009), Báo cáo phân tích công ty cổ

phần sữa Việt Nam – Vinamilk, Hà Nội

5 Công ty Cổ phần Phân tích và Dự báo thị trường Việt Nam (2010), Chuyên đề thị

trường sữa 2010, Hà Nội

6 Nguyễn Thị Hồng Hà , Lê Thiên Minh, Nguyễn Thùy Châu (2003), “Nghiên

cứu công nghệ sản xuất chế phẩm vi khuẩn lactic probiotic ”, Tuyển tập báo

cáo tại Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc năm 2003, pp 251-255

7 Nguyễn Hoài Hương, Dương Thúy Vy, Trần Linh Châu, Đoàn Kim Như

(2011), “Phân lập tuyển chọn vi khuẩn lactic từ nem chua truyền thống làm

giống khởi động nem chua probiotic”, Kỷ yếu hội nghị Khoa học Môi trường

và Công nghệ sinh học năm 2011, pp 149-155

8 Trần Thị Ngọc Mai (2010), “Nghiên cứu ổn định giống Kefir cho sản xuất sữa

chua”, Kỷ yếu Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần thứ 1 ISS_ HUTECH, pp

507 - 514

9 Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng (2002), Công nghệ chế biến sữa và các sản

phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

10 Lâm Xuân Thanh (2002), Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm

từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

11 Ngân hàng TMCP Việt Nam Thịnh Vượng (2014), Báo cáo ngành thực phẩm

12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9633:2013 ISO 27205:2010 (2013), Sản phẩm sữa

lên men – Giống vi khuẩn khởi động – Tiêu chuẩn nhận dạng

13 Đinh Huy Sơn (2014), Nghiên cứu tuyển chọn chủng giống khởi động cho lên

men pho mát, Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Vi sinh vật học, Trường Đại

học khoa học tự nhiên, Hà Nội

Tiếng Anh

14 Atasoy, A.F (2007), “Determination of pH change kinetics during different

stages of Kashar Cheese manufacturing from raw and pasteurized milk with addition of Thermophilic, Mesophilic and mix Thermophilic culture”,

Sanliurfa Vocational High School Department of Food Technology Harran University 63010, Sanliurfa, Turkey

15 Bassyouni, R.H., Walla S Abdel-all, Mostafa G Fadl, Saed Abdel-all and

Zeinat kamel (2012), “Characterization of Lactic Acid Bacteria Isolated from

Dairy Products in Egypt as a Probiotic”, Life Science Journal, 9(4), pp 2924 –

2933

16 Bulut, C (2003), Isolation and molecular characterization of lactic acid bacteria

from cheese, Izmir Institute of Technology, Turkey

17 Carroll, R (2002), Home Cheese Making Recipes for 75 Home made Cheese,

3rd Edition, Kindle Edition

18 Christensen J.E., Dudley E.G., Pederson J.A., and Steele J.L (1999), “Peptidases

and aminoacid catabolism in lactic acid bacteria” Ant Leeuwenhoek, 76, pp

217–246

19 Cogan T M., Barbosa M., Beuvier e., Branchi-Salvodari B., Cocconcelli P.S.,

FernandesbI., Gomez J., Gomez R., Kalantzopoulos G., Ledda A., Medina M., Rea M C: and Rodriguez E (1997), “Characterization of the lactic acid

bacteria in artisanal dairy products”, International of Dairy Research, 64, pp

409 – 421

20 Condron, R., Patricia Desmarchelier, Rod Dyson, Doug Eddy, Martyn Kink

(2009), Microbiological risk assessment of raw milk cheeses Food Standards

Australia, New Zealand

21 Dias B and Weimer B (1998), “Conversion of methionine to thiols by