NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PROBIOTICS DẠNG GEL

Về chỉ tiêu vi sinh vật: Ở các sản phẩm probiotics A và probiotics A + CTG Số lượng Bacillus subtilis giảm nhiều nhất ở sản phẩm probiotics + pectin.. Đối với sản phẩm probiotics B và pr

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHOA CHĂN NUÔI THÚ Y

****************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM

BỘ GIÁO DỤC và ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CHĂN NUÔI – THÚ Y

****************

TRẦN HOÀNG ANH

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM

PROBIOTICS DẠNG GEL

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư Ngành Chăn Nuôi

Giáo viên hướng dẫn

ThS TÔ MINH CHÂU

Tháng 8/2010

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ tên sinh viên thực tập: Trần Hoàng Anh

Đã hoàn thành luận văn theo đúng yêu cầu của giáo viên hướng dẫn và các ý kiến nhận xét, đóng góp của hội đồng chấm thi tốt nghiệp Khoa Chăn Nuôi Thú Y ngày ………

Giáo viên hướng dẫn

ThS TÔ MINH CHÂU

LỜI CẢM ƠN

 Xin chân thành cảm ơn

Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM

Ban Chủ Nhiệm cùng toàn thể quý thầy cô khoa Chăn nuôi Thú y đã tận tình chỉ dạy và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

 Kính dâng lòng biết ơn đến

Cha mẹ, dì dượng, anh chị em trong gia đình những người đã hy sinh thật nhiều để con có ngày hôm nay

 Xin chân thành biết ơn

ThS Tô Minh Châu đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn Công ty TNHH TM & Sản Xuất thuốc Thú – Y Gấu Vàng tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực tập và hoàn thành khóa luận tốt ngiệp

 Xin gửi lòng cảm ơn đến

Các bạn tập thể lớp Chăn nuôi 32 và các bạn Lan, Ngân, Thưởng, Phong, Trinh đã sát cánh cùng tôi trong suốt quá trình học tập và giúp tôi rất nhiều để tôi có thể hoàn thành tốt khóa luận

Các anh Sơn, Sĩ Phòng vi sinh Công ty TNHH TM & Sản Xuất thuốc Thú –

Y Gấu Vàng đã tận tình hướng dẫn tôi suốt quá trình thực tập

Chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm probiotics dạng gel”

được tiến hành tại phòng vi sinh Công ty TNHH TM và Sản Xuất Gấu Vàng từ tháng 05/02/2010 đến tháng 01/7/2010

Đề tài nghiên cứu trên hai sản phẩm probiotics A và probiotics B

Các chất đông đặc tạo gel gồm: natri carboxymethyl cellulose (CMC), pectin, natri alginate

Qua việc khảo sát độ nhớt của sản phẩm bằng phương pháp đo độ nhớt dung dịch và số lượng vi sinh vất còn sống trong chế phẩm bằng phương pháp đếm khuẩn lạc trên thạch đĩa trong 60 ngày

Về chỉ tiêu độ nhớt: đối với sản phẩm probiotics A + CTG, thì natri alginate giảm độ nhớt ít hơn so với sản phẩm chứa pectin và CMC

Ở sản phẩm probiotics B + CTG thì natri alginate cũng giảm độ nhớt theo thời gian ít hơn so với các sản phẩm probiotics B + pectin, CMC

Về chỉ tiêu vi sinh vật: Ở các sản phẩm probiotics A và probiotics A + CTG

Số lượng Bacillus subtilis giảm nhiều nhất ở sản phẩm probiotics + pectin

thấp nhất là ở probiotics + natri alginate Ở Sản phẩm không chứa chất tạo gel giảm

ít nhất

Số lượng nấm men Sac cerevisiae có số lần giảm giảm nhiều nhất là ở sản

phẩm probiotics + natri alginate ít nhất ở sản phẩm probiotics + CMC Sản phẩm không chứa chất tạo gel giảm ít nhất

Đối với sản phẩm probiotics B và probiotics B + CTG thì số lượng Bacillus subtilis sản phẩm probiotics B có số lần giảm ít nhất, số lần giảm giảm của

probiotics + pectin là nhiều nhất, số lần giảm của probiotics + natri alginate là ít hơn

so với số lần giảm ở các sản phẩm chứa chất tạo gel

Số lượng nấm men Sac cerevisiae của probiotics B có số lần giảm ít nhất,

số lần giảm của probiotics + natri alginate là nhiều nhất và số lần giảm của probiotics + CMC có số lần giảm ít nhất trong các sản phẩm chứa chất tạo gel

Probiotics B có số lượng Lac acidophilus giảm ít nhất, số lần giảm nhiều

nhất là probiotics B + CMC, probiotics + natri alginate có số lần giảm ít hơn so với các sản phẩm chứa chất tạo gel

MỤC LỤC

XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC HÌNH x

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích 2

1.3 Yêu cầu 2

Chương 2 3

TỔNG QUAN 3

2.1 KHÁI QUÁT VỀ PROBIOTICS 3

2.1.2 Tiêu chí chọn vi khuẩn làm probiotics 4

2.1.3 Tác dụng của probiotics 4

2.1.3.1 Công dụng của probiotics lên động vật 4

2.1.3.2 Lợi ích của probiotics 5

2.1.4 Cơ chế hoạt động của probiotics 6

2.1.4.1 Tác dụng kháng khuẩn probiotics 6

2.1.4.2 Ảnh hưởng của chế phẩm sinh học lên biểu mô đường ruột 6

2.1.4.3 Ảnh hưởng của chế phẩm sinh học lên miễn dịch 6

2.1.5 Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotics ở Việt Nam 6

2.1.6 Một số vi sinh vật hiện được dùng phổ biến trong chế phẩm probiotics 7

2.1.7 Các chế phẩm đang được sử dụng trong thí nghiệm 8

2.2 ĐẠI CƯƠNG VỀ BACILLUS SUBTILIS 8

2.2.1 Lịch sử phát triển 8

2.2.2 Phân loại và đặc điểm 9

2.2.2.1 Phân loại 9

2.2.2.2 Đặc điểm phân bố 9

2.2.2.3 Đặc điểm hình thái 9

2.2.2.4 Đặc điểm nuôi cấy 10

2.2.2.5 Đặc điểm sinh hóa 10

2.2.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng Bacillus subtilis trong nông nghiệp 11

2.3 ĐẠI CƯƠNG VỀ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE 12

2.3.1 Đặc điểm chung của nấm men 12

2.3.2 Đặc điểm của Saccharomyces cerevisiae 12

2.3.3 Sự thích nghi của Saccharomyces cerevisiae 14

2.3.4 Sinh sản 14

2.3.5 Sự sinh trưởng và phát triển 15

2.3.6 Đặc điểm môi trường nuôi cấy 16

2.3.7 Vai trò của nấm men 16

2.3.8 Sử dụng nấm men trong nông nghiệp 17

2.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ VI KHUẨN LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS 17

2.4.1 Lịch sử phát hiện 17

2.4.2 Phân loại 18

2.4.3 Đặc điểm hình thái 18

2.4.4 Đặc điểm nuôi cấy 19

2.4.5 Môi trường nuôi cấy 19

2.4.5.1 Nhu cầu dinh dưỡng 19

2.4.6 Ứng dụng của vi khuẩn lactic 20

2.4.6.1 Trong công nghiệp 20

2.4.6.2 Trong nông nghiệp và môi trường 20

2.4.6.3 Trong y dược 21

2.4.6.4 Trong bảo quản về chế biến thực phẩm 21

2.5 KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ CHẤT ĐÔNG TỤ TẠO GEL DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM 21

2.5.1 Khái quát về pectin 21

2.5.1.1 Nguồn gốc và cấu tạo 21

2.5.1.2 Tính chất của pectin 22

2.5.1.3 Phân loại pectin 23

2.5.1.4 Cơ chế tạo gel của pectin 24

2.5.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel 25

2.5.2 Khái quát về natri alginate 27

2.5.2.1 Nguồn gốc và cấu tạo 27

2.5.2.2 Tính chất của natri alginate 28

2.5.2.3 Độ nhớt của natri alginate 28

2.5.2.4 Tính chất tạo gel của natri alginate 29

2.5.2.5 Cơ chế tạo gel 29

2.5.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng 30

2.5.2.7 Công dụng của Natri alginate 30

2.5.3 Khái quát về natri carboxymethyl cellulose (CMC) 30

2.5.3.1 Thành phần cấu tạo 30

2.5.3.2 Tính chất của CMC 31

2.5.3.3 Ứng dụng CMC 32

Chương 3 34

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 34

3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành 34

3.2 Vật liệu nghiên cứu 34

3.3 Nội dung 34

3.4 Các chỉ tiêu khảo sát và phương pháp nghiên cứu 34

3.4.1 Kiểm tra độ pH bằng phương pháp đo pH 35

3.4.2 Kiểm tra độ nhớt của sản phẩm bằng phương pháp đo độ nhớt của dung dịch 35

3.4.7 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 39

3.4.7.1 Sản xuất chế phẩm probiotics mẫu 39

3.4.7.2 Thí nghiệm khi sử dụng chất tạo gel 41

3.4.7.3 Phương pháp đánh giá kết quả 44

3.8 Phương pháp xử lý số liệu 44

Chương 4 45

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45

4.1 Sản xuất chế phẩm 45

4.1.1 Quan sát vi thể 45

4.1.2 Khảo sát số lượng B subtilis, Lac acidophilus, Sac cerevisiae trong môi trường tăng sinh và môi trường sản xuất 47

4.2 Nồng độ và tỷ lệ các chất tạo gel sau khi cảm quan 47

4.3 Khảo sát về pH sản phẩm 49

4.3 Khảo sát độ nhớt của sản phẩm thí nghiệm 50

4.4 Khảo sát số lượng vi sinh vật trong thời gian 60 ngày 51

4.4.1 Số lượng vi khuẩn B subtilis trong các sản phẩm probiotics A + CTG trong thời gian khảo sát 51

4.4.2 Số lượng nấm men Sac cerevisiae trong các sản phẩm probiotics A + CTG trong thời gian khảo sát 52

4.4.3 Số lượng bình quân của vi khuẩn B subtilis trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 54

4.4.4 Số lượng nấm men Sac cerevisiae trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 54

4.4.5 Số lượng vi khuẩn Lac acidophilus trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 55

Chương 5 58

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

5.1 KẾT LUẬN 58

5.2 ĐỀ NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 62

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các phản ứng sinh hóa của B subtilis (Theo Holt, 1992) 11 

Bảng 3.1 Cảm quan các nồng độ, tỷ lệ của CTG/probiotics 42 

Bảng 4.1 Số lượng vi khuẩn của ba loài vi khuẩn trong hai môi trường tăng sinh và sản xuất 47 

Bảng 4.2 Nồng độ và tỷ lệ sử dụng chất tạo gel 47 

Bảng 4.3 pH của sản phẩm probiotics mẫu đối chứng 49 

Bảng 4.4 pH của các sản phẩm probiotics A + CTG 49 

Bảng 4.5 pH của các sản phẩm probiotics B + CTG 49 

Bảng 4.6 Độ nhớt của các sản phẩm probiotics A + CTG 50 

Bảng 4.7 Độ nhớt của các sản phẩm probiotics B + CTG 50 

Bảng 4.8 Số lượng vi khuẩn B subtilis trong các sản phẩm probiotics A + CTG trong thời gian khảo sát 51 

Bảng 4.9 Số lượng nấm men Sac cerevisiae trong các sản phẩm probiotics A + CTG trong thời gian khảo sát 52 

Bảng 4.10 Số lượng của vi khuẩn B subtilis trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 54 

Bảng 4.11 Số lượng nấm men Sac cerevisiae trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 55 

Bảng 4.12 Số lượng vi khuẩn Lac acidophilus trong các sản phẩm probiotics B + CTG trong thời gian khảo sát 56 

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 Bacillus subtilis 10 

Hình 2.2 Saccharomyces cerevisiae 13 

Hình 2.3 Vòng đời của nấm men 15 

Hình 2.4 Lactobacillus acidophilus 18 

Hình 2.5 Cấu tạo của một đơn vị chuỗi pectin 22 

Hình 2.6 HMP (Hight Methoxyl Pectin) 23 

Hình 2.7 LMP (Low Methoxyl Pectin) 23 

Hình 2.8 Tảo Ascophyllum nodosum 27 

Hình 2.9 Hình cấu tạo phân tử natri alginate 27 

Hình 3.1 Nhớt kế Ostwald Φ 0,8 35 

Sơ đồ 3.1 Sản xuất chế phẩm 39 

Sơ đồ 3.2 Quá trình thí nghiệm 43 

Bảng 3.2 Tổng số lượng mẫu kiểm tra 44 

Hình 4.1 (a) Tế bào vi khuẩn B subtilis ở độ phóng đại x1000, (b) Khuẩn lạc B subtilis 45 

Hình 4.2 (a) Tế bào nấm men Sac cerevisiae ở độ phóng đại X 400 46 

Hình 4.3 (a) Tế bào vi khuẩn Lac acidophilus ở độ phóng đại x 1000 (b) Khuẩn lạc Lac Acidophilus 46 

Hình 4.4 Sản phẩm probiotics B + CTG 48 

Hình 4.5 Sản phẩm probiotics A + CTG 48 

Các biện pháp đã được sử dụng như cải tạo giống vật nuôi, cải tạo tiểu khí hậu chuồng nuôi nâng cao quản lý nhắm đạt được hiệu quả cao nhất, ngoài ra hiện nay việc sử dụng các chế phẩm vi sinh cũng không nằm ngoài mục đích trên Probiotics thường được dùng cho việc cân bằng hệ vi sinh vật tiêu hóa, tiêu hóa tốt hơn các chất dinh dưỡng hay để cải thiện ô nhiễm môi trường, Công nghệ vi sinh

đã chọn lựa vào tạo ra nhiều loại chế phẩm từ các vi khuẩn có lợi như Bacillus spp., Lactobacillus spp., Saccharomyces spp.,…Đó là nhóm vi khuẩn có khả năng sinh

enzyme, kháng sinh mặt khác chúng còn cung cấp protein, vitamin để bổ sung vào khẩu phần vật nuôi Vì thế việc sử dụng các chế phẩm ngày càng được phổ biến rộng hơn và được phát triển với nhiều mục đích hơn

Việc nghiên cứu để tạo ra các chế phẩm có nhiều công dụng và chất lượng để mang lại hiệu quả cao hơn được những nhà nghiên cứu quan tâm

Xuất phát từ các yêu cầu trên, được sự đồng ý của khoa chăn Nuôi Thú Y, bộ môn Vi Sinh trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM, với sự hướng dẫn của ThS Tô Minh Châu sự giúp đỡ của Công ty TNHH TM & Sản Xuất thuốc Thú - Y Gấu

Vàng tôi thực hiện đề tài này”Nghiên cứu sản xuất chế phẩm probiotics dạng gel”

 Độ nhớt của chất tạo gel theo thời gian

 Số lượng vi sinh vật còn sống trong chế phẩm

Đo độ nhớt và khảo sát số lượng vi sinh vật trong thời gian 60 ngày

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 KHÁI QUÁT VỀ PROBIOTICS

Parker (1974) áp dụng khái niệm tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật ruột của sinh vật chủ

Van De Kerkove (1979) Barrows và Deam (1985), Lestradet (1995) cho rằng probiotics được sử dụng như một liệu pháp trong việc chữa trị bệnh tiêu chảy hay như là cách phòng bệnh ở người và động vật để giảm đến mức tối thiểu sự phát triển của vi sinh vật đường ruột, sự kháng lại liệu pháp sinh học và sự di căn của chứng viêm dạ dày ruột

Faller (1989) định nghĩa probiotics như là một thức ăn bổ sung vi sinh vật sống có tác động có lợi đến động vật chủ thông qua việc cải tiến cân bằng vi sinh vật của nó

“Probiotics được định nghĩa như là sự nuôi cấy riêng lẻ hay hỗn hợp các vi sinh vật sống mà có ảnh hưởng có lợi cho sinh vật chủ bằng cách cải thiện những đặc tính của vi sinh vật bản địa

Và Tannooktal (2000) định nghĩa probiotics hiện tại là “vi sinh vật sống mà

đi ngang qua vùng ruột và làm lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng

2.1.2 Tiêu chí chọn vi khuẩn làm probiotics

Việc nhận ra rằng ngăn ngừa hoặc giảm nguy cơ bị bệnh thích hợp hơn là để đến lúc phải điều trị bệnh, một cách tiếp cận nhanh chóng đạt được sự công nhận là khái niệm probiotics, một khái niệm chung chỉ phần bổ sung dinh dưỡng chứa một hoặc nhiều chủng vi sinh vật (đặc biệt là vi khuẩn hoặc là nấm men) mà khi đưa vào

cơ thể con người có một tác động có lợi bằng việc cải thiện hệ vi sinh vật nội sinh (Markowitz và Bengmark, 2002) So với các đặc điểm như giá thành đắt, tính chất hóa học và sự xâm hại ruột của kháng sinh, thì ưu điểm của probiotics là an toàn, không hề đắt, tự nhiên và phần lớn không có bất cứ ảnh hưởng có hại nào

Các vi sinh vật được chọn làm probiotics phải đáp ứng về các tiêu chuẩn về

an toàn, chức năng và tiêu chuẩn công nghệ

Chủng vi sinh vật phải có những đặc điểm phù hợp với công nghệ để có thể đưa vào sản xuất

Có khả năng sống và không biến đổi chức năng khi đưa vào sản phẩm

Không gây mùi vị khó chịu cho sản phẩm

Có khả năng sống sót khi đi qua đường tiêu hóa (dạ dày – ruột non) nếu được

sử dụng qua đường này

Các vi khuẩn sống phải đi đến được nơi tác động của chúng

Có khả năng thực hiện chức năng trong môi trường nơi chúng được định hướng.(Nguyễn Văn Thanh, Trần Cát Đông, 2006)

2.1.3.2 Lợi ích của probiotics

a/ Nâng cao chất lượng tăng trưởng của vật nuôi

Thông qua kiểm soát của bệnh và tăng khả năng tiêu hóa cho vật nuôi

b/ Cải thiện sử dụng nguồn thực phẩm

Đạt được bằng cách tăng hiệu quả của các quá trình tiêu hóa hiện có và / hoặc bằng cách thúc đẩy quá trình tiêu hóa các chất trước đây không tiêu

c/ Giảm rối loạn đường ruột

thực phẩm

d/ Cải thiện sức khỏe

Làm tăng sức đề kháng các bệnh hoặc bằng cách đối kháng trực tiếp hay bằng cách kích thích miễn dịch

e/ Thiết lập và tái thiết lập hệ vi sinh vật đường ruột có lợi

Tham gia thành lập hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh ở động vật chưa trưởng thành, tái thiết lập hệ vi sinh vật đường ruột sau khi sử dụng thuốc kháng sinh

2.1.4 Cơ chế hoạt động của probiotics

2.1.4.1 Tác dụng kháng khuẩn probiotics

Tiết ra các chất kháng khuẩn, probiotics vi khuẩn sản xuất một loạt các chất

ức chế được cho cả Gram - và Gram +, chúng bao gồm các axit hữu cơ hydrogen proxide và bacteriocin Những hợp chất này có thể làm giảm hữu hiệu số lượng vi sinh vật vi khuẩn gây bệnh và sản sinh độc tố Điều này xảy ra thông qua việc giảm

pH qua việc sản xuất các acid béo chuỗi ngắn, dễ bay hơi, chủ yếu là acetace,

propionic và butyric Và tất nhiên, thông qua sản xuất acid lactic (Bifidobacterium, Latobacillus, Streptococcus) dẫn đến việc giảm pH

Cạnh tranh với các tác nhân gây bệnh để ngăn ngừa sự ảnh hưởng của chúng đến đường ruột

Cạnh tranh cho các chất dinh dưỡng cần thiết đối với loài vi khuẩn gây bệnh

2.1.4.2 Ảnh hưởng của chế phẩm sinh học lên biểu mô đường ruột

Đẩy mạnh sự liên kết giữa các tế bào biểu mô tạo thành một rào cản chức năng

Tăng cường sản xuất của các phân tử phòng thủ như mucins

2.1.4.3 Ảnh hưởng của chế phẩm sinh học lên miễn dịch

Chống viêm cho đường tiêu hóa

Chuyển đổi trong phản ứng miễn dịch để giảm dị ứng

Giảm sản xuất các chất viêm

2.1.5 Tình hình nghiên cứu và sử dụng probiotics ở Việt Nam

Việt Nam hiện nay đang đẩy mạnh việc nghiên cứu để sản xuất probiotics

Năm 2001, Phạm Minh Hằng, Nguyễn Chí Quốc, Đậu Ngọc Hào đã nghiên

cứu một số đặc tính trợ sinh học (probiotics) của B subtilis trong phòng bệnh đường tiêu hóa của gà và ghi nhận B subtilis có khả năng ức chế sự sinh trưởng và phát triển của E coli invitro Gà được ăn chế phẩm có số lượng B subtilis là 106 CFU/g có thể ổn định hệ vi sinh vật đường tiêu hóa, đặc biệt là E coli Vi khuẩn Bacillus subtilis có thể tồn tại trong chế phẩm với thời gian bảo quản là 6 tháng

Năm 2002 Tạ Thị Vịnh và cộng tác viên đã nghiên cứu sử dụng chế phẩm

Vitom 3 (B subtilis chủng VKPMV - 7092) để phòng trị bệnh phân trắng cho heo

con, ghi nhận rằng Vitom 3 có tác dụng kích thích tăng trọng, phòng bệnh heo con phân trắng, tỷ lệ mắc bệnh giảm 11 %, tỷ lệ khởi bệnh 100 % và không có heo bị tái phát

Tăng Thị Rít, Nguyễn Thị Bích Thủy, Quan Quốc Đăng và Nguyễn Kinh Trinh (2004) đã tổng hợp chế phẩm sinh học SH bổ sung vào thức ăn tôm sú

Penacea monodon nhằm kích thích tăng trưởng và tăng sức đề kháng bệnh đốm

trắng Kết quả khi bổ sung tỷ lệ trên 1 % chế phẩm vào thức ăn của tôm giúp tôm tăng trọng hơn 10 % và tỷ lệ tôm sống sót trên 80 % giảm bệnh đốm trắng xuống 20

% sau 30 ngày so với lô không có bổ sung chế phẩm

2.1.6 Một số vi sinh vật hiện được dùng phổ biến trong chế phẩm probiotics

 Vi khuẩn lên men tạo acid lactic: Lactobacillus, Streptococcus,

Bifidobacteria

 Vi khuẩn thuộc giống Bacillus

 Vi khuẩn quang tổng hợp phi lưu huỳnh tím họ Rhodospiraceae với 3 giống Rhodospirillumi, Rhodococcus, Rhodopseudomonas

 Nấm men gia súc với các loại Sac.cerevisiae, Sac.boulardii, Sac heterogenicus, Candida utilis, Endomycopsis…

 Vi tảo: Spirulina, Chlorella

( Tô Minh Châu, 2000)

2.1.7 Các chế phẩm đang được sử dụng trong thí nghiệm

khuẩn đầu tiên được nghiên cứu

Năm 1941, tổ chức y học Nari của Đức phát hiện Bacillus subtilis trong phân

ngựa Lúc đầu nó được sử dụng để phòng bệnh lị cho các binh sĩ Đức chiến đấu ở Bắc Phi

Năm 1949 - 1957, việc ứng dụng và điều trị được Henry, Albot và các cộng

sự thực hiện bằng cách tách chủng thuần khiết của B subtillis Thuốc subtillin ra

đời được gọi là “Subtilusthera pie” để điều trị các chứng viêm ruột, viêm đại tràng, chống tiêu chảy do rối loạn tiêu hóa (Tô Minh Châu, 2000)

Theo Morikawa (2006) Bacillus subtilis enzym vi khuẩn tiết ra như"

amylase, protease , pullulanase , chitinase , enzyme xylanase , lipase Các men này được sản xuất thương mại và sản xuất enzyme này chiếm khoảng 60 % tổng thương mại sản xuất các enzyme công nghiệp "

2.2.2 Phân loại và đặc điểm

2.2.2.2 Đặc điểm phân bố

Vi khuẩn Bacillus subtilis thuộc nhóm vi sinh vật bắt buộc ở đường ruột,

chúng được phân bố rộng rãi trong tự nhiên như: nước, không khí, cỏ khô và phần

lớn cư trú trong đất,…Bacillus subtilis hiện diện trong đất với một số lượng phổ

biến là 106 - 107 CFU/g Vi khuẩn này có thể chịu đựng các điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt và những thay đổi bất lợi của môi trường sống Thông thường có khoảng 60

% số lượng Bacillus subtilis trong đất tồn tại ở trạng thái bào tử (Nguyễn Thanh

Thủy, 2006)

2.2.2.3 Đặc điểm hình thái

Bacillus subtilis là trực khuẩn nhỏ, hai đầu tròn, G+, kích thước 0,5 – 0,8 μm

và 1,5 – 3 μm, đứng riêng lẻ hay tạo chuỗi ngắn, di động, có 8 – 12 chiên mao, sinh bào tử hình bầu dục nhỏ hơn tế bào vi khuẩn và nằm giữa tế bào Kích thước bào tử

khoảng 0,8 – 1,8 μm Bào tử B subtilis phát triển bằng cách nảy chồi do sự nứt của

vỏ, không kháng acid, có khả năng chịu nhiệt, chịu ấm, tia tử ngoại, phóng xạ…(Tô Minh Châu, 2000)

Hình 2.1 Bacillus subtilis

2.2.2.4 Đặc điểm nuôi cấy

 Vi khuẩn hiếm khí, nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển là 37 0C

 Thạch khoai tây: phát triển đều, màu vàng lấm tấm hạt

2.2.2.5 Đặc điểm sinh hóa

Một số dòng gây dung huyết trên thạch máu ngựa và thỏ do có khả năng sinh heamolysine

Lên men không sinh hơi các loại đường: glucose, maltose, mannitol,

saccharose, arabinose, xylose

Bảng 2.1 Các phản ứng sinh hóa của B subtilis (Theo Holt, 1992)

Phân giải tinh bột + Arabinose + Xylose + Saccharose + Manitol + Glucose + Lactose - Maltaso +

2.2.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng Bacillus subtilis trong nông nghiệp

Trong 1971, Trần Minh Hùng, Lê Thị Ba, Nguyễn Văn Hùng đã nghiên cứu

sản xuất chế phẩm Bacillus subtilis dạng viên nuôi cấy trên môi trường đậu tương,

cua đồng,…hấp thu bằng tinh bột tan Chế phẩm này dùng cho heo uống, kết quả

heo sau khi sử dụng chế phẩm Bacillus subtilis tăng trọng nhanh

coli – subtly (Escherichia coli - B subtilis) đã làm giảm tải bệnh tiêu chảy do E coli gây ra ở heo so với phương pháp điều trị bằng kháng sinh, kết quả heo tăng

trọng tốt

2.3 ĐẠI CƯƠNG VỀ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

2.3.1 Đặc điểm chung của nấm men

Nấm men (Yeast, Levure) là tên gọi thông thường của một nhóm nấm có vị

trí phân loại không thống nhất nhưng có chung các đặc điểm sau:

 Tồn tại ở trạng thái đơn bào

 Cấu tạo hoàn chỉnh, hình trứng hay bầu dục, kích thích 3 – 5 x 5 – 10 μm

 Cấu tạo gồm vỏ, màng tế bào chất, nhân, không bào và những giọt mỡ, hạt glycogen và votulin

 Đa số sinh sôi theo lối nảy chồi, cũng có khi theo hình thức phân cắt tế bào

 Nhiều loại có khả năng lên men đường

Nấm men rất giàu protein, vitamin (B) sinh khối nấm men chứa khoảng 80

% nước, 20 – 25 % chất khô, trong đó cacbon từ 40 – 45 %, photpho và kali chiếm

95 – 97 % trong tổng lượng tro, còn lại là Ca, Mg, S, Cl, Fe, P và một lượng nhỏ nguyên tố Mn, Zn, Mo, Co,…Protein chiếm 40 – 60 % trong lượng tế bào nấm men, trong đó có khoảng 40 acid amin bao gồm các acid amin không thay thế (Tô Minh Châu, 2000)

2.3.2 Đặc điểm của Saccharomyces cerevisiae

Sac cerevisiae được dịch nghĩa là “ nấm đường” chúng được tìm thấy trong

tự nhiên, phát triển trên da nho và nhiều trái cây khác (Volk Tom and Anne Galbraith, 2002)

Theo Kreger Van Rij (1984), nấm men có 3 lớp, 7 họ và 60 giống gồm 500 loài

Nấm men được phân loại như sau

Saccharomyces cerevisiae nằm trong giới nấm, được phân bố rộng rãi nhất

Những lý do để phân loại loài này bởi vì ở thành tế bào có chitin, không có peptidoglycan và lipid của nó được liên kết bởi các cầu nối với phospholipit ở màng

tế bào chất Sử dụng DNA để tổng hợp protein, có riboxom lớn Thể đơn bội có n =

17 nhiễm sắc thể, thể lưỡng bội có n = 34 (Volk Tom and Anne Galbraith, 2002)

Có khả năng lên men rất nhiều loại đường như glucose, fructose, galactose maltose, rượu etsand, glycerin như nguồn cacbon, sử dụng axid amin và muối amon như nguồn N (Nguyễn Đức Lượng, 1996)

Cấu tạo cơ bản của tế bào Saccharomyces cerevisiae

 Thành tế bào: cấu tạo gồm lypoprotein, mannaprotein

 Màng nguyên sinh chất: chủ yếu là lipoprotein chứa nhiều canxi và men permease

 Nhân hình bầu dục hay hình tròn nằm gần không bào trung tâm

 Các cơ quan khác: thể golgi, ty thể, riboxome, không bào, các hạt mỡ

2.3.3 Sự thích nghi của Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae đã thích nghi theo cách: nó có thể phá vỡ các thức

ăn của nó thông qua sự hô hấp hiếu khí và lên men kị khí Chúng có thể sống trong

môi trường thiếu oxy trong một thời gian Sac.cerevisiae còn có khả năng sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính mà rất ít Ascomycota khác có thể có được cả 2 quá trình

này (Volk Tom and Anne Galbraith, 2002)

2.3.4 Sinh sản

Saccharomyces cerevisiae có cả sinh sản hữu tính và vô tính

 Sinh sản bằng cách nẩy chồi

Trên tế bào nấm men trưởng thành (tế bào mẹ) sẽ mọc ra 1, 2 hay vài chồi con Chồi sẽ nhận một phần nhân và tế bào chất từ tế bào mẹ chuyền sang Chồi con lớn dần, khi chồi con gần bằng chồi mẹ sẽ tạo ra vách ngăn với tế bào mẹ và tách khỏi tế bào mẹ phát triển thành tế bào nấm men mới Ở nơi chồi con đó được tách khỏi tế bào mẹ sẽ không bao giờ tạo ra chồi non mới mà nó sẽ tạo ra một vết sẹo

Trong những điều kiện nuôi cấy không thuận lợi chồi con không tách khỏi tế bào mẹ mà trưởng thành ngay trên tế bào mẹ, sau đó chồi này lại nẩy chồi tiếp Cứ

 Sự tạo bào tử túi

Đầu tiên hai tế bào dinh dưỡng đơn bội kết hợp nhau, ví dụ tế bào a và tế bào

α Sau đó xảy ra chuyển nhân giao và chất nhân giao tạo tế bào lưỡng bội 2n Hợp

tử nẩy chồi phát triển thành các tế bào lưỡng bội khác Tế bào lưỡng bội chuyển thành túi bào tử (ascus) Nhân bên trong túi phân chia hai lần, lần đầu giảm nhiễm

để tạo thành bốn bào tử 1n Khi nang vỡ các bào tử được giải phóng ra ngoài phát triển thành tế bào nấm men mới (Lê Xuân Phương, 2001)

Hình 2.3 Vòng đời của nấm men 2.3.5 Sự sinh trưởng và phát triển

Sự sinh trưởng và phát triển của nấm men gồm 5 quá trình:

 Giai đoạn tiềm phát ( Latent phage): Số lượng tế bào không thay đổi, nhưng hình thái và kích thước tế bào thay đổi

 Giai đoạn logarit (Exponential phage): Số lượng tế bào tăng theo cấp số nhân, hình thái và kích thước tế bào khá điển hình

 Giai đoạn chậm dần (Retardation phage) sự thay đổi mạnh của thành phần dịch lên men Tốc độ sinh trưởng của tế bào giảm dần, số lượng tế bào tăng không đáng kể, số lượng tế bào nảy chồi thưa thớt, số lượng chết tăng

 Giai đoạn ổn định (Stationary phage): Được bắt đầu khi số lượng tuyệt đối của tế bào nấm men trong dịch lên men không phát triển nữa, tốc độ sinh sản của tế bào bằng tốc độ chết của tế bào

 Giai đoạn chết (Declining phage): Tốc độ chết cao hơn tốc độ sinh sản Vì vậy số lượng tế bào giảm dần (Nguyễn Ngọc Hải, 1994)

2.3.6 Đặc điểm môi trường nuôi cấy

Môi trường nuôi cấy phải đầy đủ chất dinh dưỡng và được tiệt trùng

Môi trường nuôi cấy nấm men là môi trường Marlin, môi trường Hansen, môi trường Sabouraud

Trên môi trường thạch đĩa Sabouraud: mọc khuẩn lạc tròn, trắng bề mặt trơn

và lồi

Trên môi trường thạch nghiêng: vết mọc theo hình cấy và lan rộng ra hai bên

Nấm men tạo bào tử sau 4 - 5 ngày nuôi cấy trên môi trường thạch mạch nha

Sự hình thành sợi giả ở nấm men thường thấy sau 4 - 5 ngày nuôi cấy trên môi trường thạch dextro khoai tây (Nguyễn Thành Đạt, 2005)

2.3.7 Vai trò của nấm men

Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên và nó có vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vật chất Do hầu hết quá trình trao đổi chất của hầu hết các nấm men đều không sản sinh ra các chất độc hại cho người và động vật, cho nên chúng không những được dùng nhiều trong công nghiệp chế biến thực phẩm như sản xuất rượu, làm nở bột mì, chế tạo các sản phẩm lên men rượu

2.3.8 Sử dụng nấm men trong nông nghiệp

Nấm men sử dụng trong công nghiệp phải đảm bảo các điều kiện sau:

 Không sinh độc tố có hại cho gia súc

 Tốc độ phát triển nhanh, sinh khối cao

 Tế bào có kích thước lớn, dễ thu hoạch

 Sinh khối tế bào chứa nhiều protein và vitamin

 Nấm men sử dụng được nhiều nguồn nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm là phụ phế phẩm của các ngành công nghiệp khác

 Sử dụng được đạm vô cơ chuyển thành đạm hữu cơ của tế bào (Tô Minh

Châu, 2000)

2.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ VI KHUẨN LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS

2.4.1 Lịch sử phát hiện

Năm 1900, Lactobacillus acidophilus lần đầu được phân lập bởi Moro từ

phân của trẻ sơ sinh đã qua phẫu thuật

Năm 1906 với bài thảo luận xuất sắc của Eli Metchnikoff “The prolongation

of the like optimistic studies” Ông đã chứng minh rằng vi khuẩn lactic trong yoghurt bulgarian như là nhân tố chống lại sự thối rữa ruột và sự lão hóa Có rất

nhiều Lactobacillus lên men đồng hình và dị hình sống trong ruột, miệng và âm đạo nhưng chiếm ưu thế nhất trong số đó là sáu loài Lactobacillus lên men đồng hình tạo thành nhóm gọi là phức hợp Lactobacillus acidophilus

Năm 1986 Sherword đã sử dụng Lac acidophilus trị tiêu chảy do loạn

khuẩn, rối loạn tiêu hóa, táo bón và các bệnh do tác dụng phụ của kháng sinh gây ra

Cơ sở của việc điều trị rối loạn tiêu hóa là do sự giảm pH trong đường ruột và vi khuẩn này có khả năng sinh kháng sinh nizin

 Trực khuẩn, G+, kích thước trung bình 0,6 – 0,9 μm x 1,5 – 6 μm

 Đứng riêng lẻ hay xếp thành chuỗi ngắn

 Không di động, không sinh bào tử, không giáp mô

 Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển: 37 – 40 0C, là loại vi khuẩn hiếu khí,

pH thích hợp 5,5 (Tô Minh Châu, 2000)

2.4.4 Đặc điểm nuôi cấy

Vi khuẩn mọc tốt trong môi trường canh có 2 % glucose, nước chiết nấm men, và tween 80, sau 48h/37 0C làm đục canh và lắng cặn

Trong môi trường sữa tạo cụm bông đều đặn, mịn lượng acid lactic sinh ra trên 200 0T

Có thể mọc trên môi trường có 2 % NaCl hoặc 2 % muối mật

Không mọc trên môi trường khoai tây Môi trường MacConkey mọc không

ổn định

Trong môi trường thạch sâu khuẩn lạc nhỏ và có hình dạng không ổn định Trên môi trường thạch MRS: Khuẩn lạc khô, đường biên không đều, tâm khuẩn lạc lồi

Trên môi trường canh MRS: chỉ đục dưới đáy ống nghiệm

Lac acidophilus có khả năng lên men đường glucose, fructose, galactose,

mannose, maltose, lactose

Không lên men: xylose, cerabinose, lamnose, glycerol, mannitol sorbitol Các phản ứng sinh hóa: methyl red (+), indol (-), VP (-), citrate (-),

catalase (-), khả năng đông vón sữa (+) ( Tô Minh Châu, 2000)

2.4.5 Môi trường nuôi cấy

2.4.5.1 Nhu cầu dinh dưỡng

Lactobacillus acidophilus là loài vi hiếu khí nên có thể phát triển trong điều

kiện hiếu khí và trong điều kiện nuôi cấy tĩnh, ở điều kiện kị khí thì sự phát triển thích hợp hơn Phát triển mạnh trong môi trường agar ở điều kiện khí chuẩn (5 %

CO2, 10 % H2, 85 % N2)

Nhu cầu dinh dưỡng của Lac acidophilus phản ánh bản chất khó nuôi của

những vi khuẩn lactic này Môi trường nuôi cấy chuẩn thường rất giàu acid amin và vitamin như peptone, trypton, dịch chiết nấm men, dịch chiết thịt, sorbitol, tween 80

(monooleat), sodium acetate và muối magie kích thích sự tăng trưởng Môi trường nuôi cấy tăng sinh thường sử dụng là MRS lỏng (Deman, Logasa và Sharpe) (Nguyễn Đức Duy Anh, 2007)

2.4.5.2 Môi trường sản xuất

Trước khi lên men, sữa phải được thanh trùng để loại bỏ những vi sinh vật tạp nhiễm có trong sữa Người ta thường sử dụng phương pháp Pasteur để thanh trùng, người ta cấy vi khuẩn lactic vào sữa, lượng giống cho vào từ 5 – 10 % Sau một thời gian lên men thì sữa có độ chua khá cao thường là 90 – 120 0T và đông vón lại

2.4.6 Ứng dụng của vi khuẩn lactic

Vi khuẩn lactic được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, môi trường, y dược và nhiều nhất là trong chế biến bảo quản thực phẩm

2.4.6.1 Trong công nghiệp

Vi khuẩn lactic được sử dụng để lên men thu acid lactic Có vị chua dễ chịu

và có đặc tính bảo quản nên có thể làm gia vị đối với các loại nước uống nhẹ, tinh dầu, dịch quả, mứt Chúng được dùng để acid hóa rượu vang và hoa quả nghèo acid, ngoài ra còn được sử dụng trong công nghiệp thuộc da, dệt, nhuộm, sơn và chất dẻo

2.4.6.2 Trong nông nghiệp và môi trường

Vi khuẩn lactic có khả năng hạn chế sự phát triển của Fusarium, loại nấm gây bệnh quan trọng trong nông nghiệp Nấm Fusarium khi phát triển sẽ làm cây

yếu đi và đây là cơ hội gây bệnh cho cây trồng

Chế phẩm EM (Effective Microorganism) hay chế phẩm vi sinh hữu hiệu nó

2.4.6.3 Trong y dược

Vi khuẩn lactic được sử dụng trong y học để chữa bệnh đường ruột, dùng trong phẫu thuật chỉnh hình, nha khoa, bệnh phụ khoa

2.4.6.4 Trong bảo quản về chế biến thực phẩm

Trong bảo quản và chế biến thực phẩm vi khuẩn lactic được sử dụng để làm dưa chua, làm chua quả mà không làm mất màu tự nhiên của quả dùng sản xuất tương, đậu phụ hay lên men sữa chua

2.5 KHÁI QUÁT VỀ MỘT SỐ CHẤT ĐÔNG TỤ TẠO GEL DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM

2.5.1 Khái quát về pectin

2.5.1.1 Nguồn gốc và cấu tạo

a/ Nguồn gốc

Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các ester methyl của chúng Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây Trong thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở thành tế bào chủ yếu ở dạng kết hợp với polysaccharide araban, dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào (Lê Ngọc Tú, 2001)

b/ Cấu tạo

Các chất pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D - galacturonic C6H10O7 liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 - glucoside Trong đó một số gốc acid có nhóm thế methoxyl (-OCH3) Chiếu dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn

vị acid galacturonic (Lê Ngọc Tú, 2001)

Hình 2.5 Cấu tạo của một đơn vị chuỗi pectin

Phân tử lượng của các loại pectin thay đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử galacturonic và thường thay đổi trong phạm vi từ 10000 – 100000

Pectin được xem là một trong những phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này được chứng minh bởi hàm lượng ADI cho phép

là “không xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Experts Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở Liên minh châu Âu, và GRAS (Generally Regarded)

2.5.1.2 Tính chất của pectin

Pectin thuộc nhóm chất đông tụ, được xem là một trong những phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất

 Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

 Pectin tinh chế có dạng bột trắng màu xám nhạt

 Là một chất keo hút nước và dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

 Đặc tính của pectin là khi có mặt acid và đường nó có khả năng tạo đông (tạo gel)

 Chỉ số ester hóa (DE) thể hiện mức độ ester hóa của pectin là phần trăm

về số lượng của các gốc acid galacturonic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galacturonic co trong phân tử ( Lý Nguyễn Bình , 2008)

2.5.1.3 Phân loại pectin

a/ Theo % nhân methoxyl có trong phân tử:

 HMP (Hight Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số metholxyl cao (HMP): MI

> 7 % trong phân tử pectin có trên 50 % các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50

%)

Hình 2.6 HMP (Hight Methoxyl Pectin)

 LMP (Low Methoxyl Pectin) nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng từ 3 – 5 %, trong phân tử pectin có dưới 50 % các nhóm acid bị ester hóa (DE < 50 %)

Hình 2.7 LMP (Low Methoxyl Pectin)

b/ Theo khả năng hòa tan trong nước:

Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): pectin hòa tan là polysacharide cấu tạo bởi các yếu tố acid galacturonic trong đó một số acid có chứa nhóm thế methoxyl

Pectin không hòa tan (protopectin) : là dạng kết hợp của pectin với araban (polysacharide ở thành tế bào) (Bùi Đức Lợi, Nguyễn Thị Thanh, 1975)

2.5.1.4 Cơ chế tạo gel của pectin

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hóa khác nhau mà có cơ chế tạo gel khác nhau:

 HMP (Hight Methoxyl Pectin): tạo gel bằng liên kết hydro

Đk tạo gel: (Đường) > 50 %, PH: 3 – 3,5, (Pectin): 0,5 – 1 %

Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân

tử pectin trong dung dịch

Ion H + được thêm vào làm trung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel

Hàm lượng pectin 1 % trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1 – 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ

Ứng dụng: mứt quả nghiền, nước quả đông

 LMP (Low Methoxyl Pectin): tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+

Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1 % miễn là chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định, Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không thêm đường và acid

Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm –COO –cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị hai hoặc đặc biệt là Ca2+

2.5.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel

 Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel, nếu phân tử pectin quá ngắn thì sẽ không tạo được gel, nếu phân tử quá dài thì gel tạo thành rất cứng

 Mức độ methoxyl hóa quy định cơ chế tạo gel, tùy thuộc vào chỉ số methoxyl cao (> 7%) hoặc thấp (3% - 5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp của chúng

sẽ khác nhau trong việc tao gel

b/ Nước

Nước là dung môi để pectin có thể trương nở và khuyếch tán tạo nên dung dịch đồng thể Nước đóng vai trò quan trọng giúp pectin định hướng và sắp xếp lại mạch phân tử của chúng Thông thường khi độ ẩm của dung dịch tạo keo tăng lên thì quá trình keo hóa diễn ra càng nhanh

không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau và tạo mạng

Lượng đường trong hỗn hợp pectin-đường- acid thường phải lớn hơn 50 % thì mới có khả năng tạo gel

d/ Acid

Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH < 4

Trong môi trường có H+, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và trở thành dạng trung hòa điện dễ tạo đông tụ Hơn nữa, ion H+ sẽ thay thế các ion kim loại (nếu có) trong nhóm cacboxyl của phân tử pectin và chuyển dạng muối pectat (không tạo đông) thành dạng pectin (có tạo đông)

Nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao

Mức độ taọ gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ acid rồi sẽ

được trung hòa điện tích

Pectin thường: làm tăng độ nhớt, tạo đông ở pH 3,1 – 3,4 nồng độ đường

> 60 %(Lê Ngọc Tú, 2001)

2.5.1.6 Ứng dụng

Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần có sự

ổn định của nhiều pha

Pectin methyl hóa thấp có thể tạo trong môi trường không đường, dùng làm màng bao