Đề tài Phân lập vi khuẩn lactobacillus thuần từ tự nhiên để sản xuất măng tre lên men chua

TRƯỜNG ðẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TNTN PHÒNG THÍ NGHIỆM ________________ ðỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG PHÂN LẬP VI KHUẨN Lactobacillus THUẦN TỪ TỰ NHIÊN ðỂ SẢN XUẤT MĂNG TRE LÊN MEN CHUA Chủ nhiệm ñề tài: Ths. NGUYỄN VĂN CHƯƠNG Long Xuyên, tháng 12 năm 2008 i TÓM LƯỢC Lactobacillus là một trong những giống quan trọng nhất của vi khuẩn axit lactic và ñược dùng trong sản xuất các sản phẩm lên men chua trong thực phẩm, trong sản xuất chế phẩm sinh học cho vật nuôi. Chúng cư ngụ trong ñường ruột và bảo vệ cơ thể các vi sinh vật gây bệnh. Mục tiêu chính của nghiên cứu là phân lập và chọn dòng vi khuẩn axit lactic thuần chủng cho hiệu suất lên men cao từ môi trường nước măng chua Nhằm tìm ra quy trình chế biến măng phù hợp với việc bổ sung chủng vi khuẩn lactic thuần vừa phân lập và tìm ra biện pháp bảo quản phù hợp với sản phẩm này, nghiên cứu ñược tiến hành qua các thí nghiệm sau: Bước 1 :Phân lập vi khuẩn axit lactic từ nước măng chua trên môi trường agarose MRS. Khảo sát các dòng vi khuẩn ñã phân lập ñược trên ñường lactose 4% ñể chọn dòng tối ưu nhất Khảo sát các dòng vi khuẩn ñã chọn trên các lọai ñường như ñường saccharose 4%, lactose 4%, glucose 4%, fructose 4%, thốt lốt 4%. Bước 2: Khảo sát ảnh hưởng của cách xử lý nguyên liệu, liều lượng LAB thuần sử dụng tối ưu, công thức phối chế gia vị , ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến khả năng lên men lactic. Bước 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thanh trùng và ñiều kiện bảo quản tối ưu. Kết quả thí nghiệm cho thấy: -Dòng LX1 là dòng LAB tối ưu nhất, có khả năng sinh axit tổng số cao nhất là 3.89% và thời gian ngắn nhất sau 4 ngày lên men trên môi trường ñường lactose 4%. -ðường thích hợp cho dòng LX1 là saccarose 4% dùng bổ sung cho quá trình lên men -Luộc măng ở 100oC trong thời gian 20 phút, cho sản phẩm sau khi luộc có màu sắc và ñộ giòn tốt nhất, hàm lượng xianua giảm thấp nhất. -Với công thức phối chế tối ưu : 0,1 % vi khuẩn + 3 % ñường + 2 % muối ở nhiệt ñộ lên men 25oC cho sản phẩm tốt nhất về cảm quan và thời gian lên men ngắn nhất. Nhiệt ñộ lên men là 37oC trong thời gian là 4 ngày là tối ưu nhất -Tỷ lệ 14 % ñường: 2 % muối: 1 % nước chua trong dịch phối chế tạo sản phẩm sau ñiều vị có mùi vị tốt nhất. -Với thời gian thanh trùng là 10 phút ở 75oC giúp sản phẩm bảo quản ñược trong 4 tuần ở nhiệt ñộ thấp 5 – 10oC). - Bảo quản ở nhiệt ñộ phòng ( 5 -10oC) có chất bảo quản là kali sorbat 0.1% là tốt nhất. ii MỤC LỤC TÓM LƯỢC.................................................................................................................................. i MỤC LỤC................................................................................................................................... iii DANH SÁCH BẢNG ...............................................................................................................viii DANH SÁCH HÌNH .................................................................................................................. ix CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU CHUNG .......................................................................................... .1 1.Giới thiệu ............................................................................................................................ 1 2. Vấn ñề nghiên cứu ............................................................................................................ .1 3. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................................... .1 CHƯƠNG II:LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................................... .2 1. Giới thiệu nguyên liệu....................................................................................................... .2 2. Cơ sở của quá trình lên men lactic ..................................................................................... 4 2.1. ðịnh nghĩa quá trình lên men lactic ............................................................................. 4 2.2. axit lactic ..................................................................................................................... 4 2.3. Vi khuẩn lactic ............................................................................................................. 4 2.3.1. ðặc ñiểm chung .................................................................................................. 5 2.3.2. Phân loại............................................................................................................. .5 2.4. Nấm men ..................................................................................................................... .6 2.5. Nấm mốc ..................................................................................................................... .6 2.6. Cơ chế của quá trình lên men lactic ............................................................................. 7 2.7. ðiều kiện của quá trình lên men lactic......................................................................... 7 2.7.1. Các cấu tử môi trường......................................................................................... 7 2.7.2. Các nhân tố bên ngoài ......................................................................................... 7 3. Cơ sở lý thuyết của quá trình muối chua rau quả.............................................................. .8 4.Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình muối chua rau quả.................................................... .9 4.1.Hàm lượng ñường ......................................................................................................... 9 4.2. ðộ axit và ñiều kiện không khí .................................................................................... 9 4.3. Nhiệt ñộ........................................................................................................................ 9 iii 4.4. Nồng ñộ muối............................................................................................................... 9 4.5. pH của môi trường ..................................................................................................... 10 5. Một số hiện tượng xảy ra trong quá trình muối chua..................................................... .10 5.1.Biến màu ..................................................................................................................... 10 5.2.Tăng ñộ nhớt ............................................................................................................... 10 5.3. Nổi váng trắng........................................................................................................... .10 5.4. Thay ñổi cấu trúc....................................................................................................... .10 5.5. Thay ñổi thành phần dinh dưỡng .............................................................................. .11 6. Các phương pháp bảo quản rau quả muối chua .............................................................. .11 6.1. Bảo quản ở nhiệt ñộ thường ...................................................................................... .11 6.2. Bảo quản bằng cách thanh trùng ............................................................................... .11 6.3. Bảo quản bằng hóa chất ............................................................................................ .11 6.4. Bảo quản lạnh............................................................................................................ .11 6.5. Bảo quản bằng phương pháp kết hợp........................................................................ .11 CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................. .12 1. Phương tiện ..................................................................................................................... .12 1.1. ðịa ñiểm nghiên cứu ................................................................................................. .12 1.2. Thời gian thực hiện ................................................................................................... .12 1.3. Thiết bị và dụng cụ.................................................................................................... .12 1.4. Hóa chất .................................................................................................................... .12 1.5. Nguyên liệu ............................................................................................................... .12 2. Phương pháp thí nghiệm ................................................................................................. .12 2.1.Thu thập mẫu.............................................................................................................. .12 2.2. Phân tích thành phần nguyên liệu ............................................................................. .12 3.Các thí nghiệm ................................................................................................................. .13 3.1.Qui trình phân lập vi khuẩn axit lactic ....................................................................... .13 3.2.Thí nghiệm 1:Kiểm tra khả năng lên men ñường lactose của vi khuẩn Lactic......... .13 3.2.1.Mục ñích: ......................................................................................................... .13 iv 3.2.2.Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... .13 3.2.3.Thực hành thí nghiệm ....................................................................................... .14 3.3.Thí nghiệm 2:Kiểm tra khả năng lên men ñường lactose, saccharose, thốt lốt, fructose, glucose của các dòng vi khuẩn.................................................................................. .14 3.3.1.Mục ñích ........................................................................................................... .14 3.3.2.Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... .15 3.3.3.Thực hành thí nghiệm ....................................................................................... .15 3.3.4.Sơ ñồ sản xuất chung ........................................................................................ .15 3.3.5.Giải thích qui trình ............................................................................................ .16 3.4. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian chần ñến màu sắc, cấu trúc và sự giảm hàm lượng xianua trong măng. ........................................................................................ .16 3.4.1. Mục ñích .......................................................................................................... .16 3.4.2. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. .16 3.4.3.Thực hành thí nghiệm ...................................................................................... .17 3.5. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của công thức phối chế ñến quá trình lên men .............. .17 3.7.1 Mục ñích ........................................................................................................... .17 3.5.2.Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... .17 3.5. 3.Phương pháp tiến hành..................................................................................... .18 3.6. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến khả năng lên men ................. .18 3.6.1. Mục ñích .......................................................................................................... .18 3.6.2. Bố trí thí nghiệm .............................................................................................. .18 3.6.3. Phương pháp tiến hành..................................................................................... .18 3.7. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ ñường: muối trong dịch phối chế ñến hương vị của sản phẩm sau khi lên men ................................................................................... .19 3.7.1.Mục ñích ........................................................................................................... .19 3.7.2.Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... .19 3.7.3.Phương pháp tiến hành...................................................................................... .19 3.8. Thí nghiệm 7: Khảo sát thời gian bảo quản ............................................................. .20 3.8.1.Mục ñích ........................................................................................................... .20 v 3.8.2.Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... .20 3.8.3. Phương pháp tiến hành..................................................................................... .21 3.9. Phân tích, ñánh giá chất lượng măng chua thành phẩm............................................ .21 3.10. Phân tích thống kê................................................................................................... .21 CHƯƠNG IV : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................... .22 1.Kết quả thu các mẫu nước măng chua và phân lập vi khuẩn lactic ................................. .22 2.Phân lập các dòng vi khuẩn lactic .................................................................................... .22 3.Kết quả Kiểm tra khả năng lên men ñường lactose của vi khuẩn Lactic ........................ .26 4.Kết quả kiểm tra khả năng lên men 05 loại ñường lactose, saccharose, glucose, ñường thốt lốt, và fructose.................................................................................................................... .27 5.Kết quả phân tích thành phần măng chua ñiền trúc ......................................................... .28 6. Kết quả thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian chần ñến màu sắc, cấu trúc và sự giảm hàm lượng xianua trong măng ......................................................................................... .29 7.Kết quả thí nghiệm 4: ảnh hưởng của công thức phối chế ñến quá trình lên men……….29 7.1.Ảnh hưởng của lượng vi khuẩn lactic bổ sung ñến quá trình lên men của sản phẩm. 30 7.1.1. Ảnh hưởng của lượng vi khuẩn lactic bổ sung ñến mật số vi khuẩn lactic (CFU/ml) trong thời gian lên men ............................................................................................ .30 7.1.2. Ảnh hưởng của lượng vi khuẩn lactic bổ sung ñến sự sản sinh axit tổng số (%, tính theo axit lactic) trong thời gian lên men lên men........................................................ .30 7.1.3. Ảnh hưởng của lượng vi khuẩn lactic bổ sung ñến giá trị cảm quan của sản phẩm................ .......................................................................................................................... .31 7.2. Ảnh hưởng của lượng ñường bổ sung ñến quá trình lên men của sản phẩm ............ .31 7.2.1. Ảnh hưởng của lượng ñường bổ sung ñến mật số vi khuẩn lactic (CFU/ml) trong thời gian lên men ............................................................................................................. .31 7.2.2. Ảnh hưởng của lượng ñường bổ sung ñến sự sản sinh axit tổng số theo thời gian lên men .............................................................................................................................. .31 7.2.3. Ảnh hưởng của lượng ñường bổ sung ñến giá trị cảm quan của sản phẩm ..... .32 7.3. Ảnh hưởng của lượng muối bổ sung ñến quá trình lên men của sản phẩm .............. .32 7.3.1. Ảnh hưởng của lượng muối bổ sung ñến mật số vi khuẩn lactic (cfu/ml) trong thời gian lên men....................................................................................................................... .32 vi 7.3.2. Ánh hưởng của lượng muối bổ sung ñến sự sản sinh axit tổng số (%, tính theo axit lactic) trong thời gian lên men ........................................................................................... .33 7.3.3. Ánh hưởng của lượng muối bổ sung ñến giá trị cảm quan của sản phẩm ............. .33 8. Kết quả thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến khả năng lên men..... ....... .34 9. Kết quả thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ ñường: muối trong dịch phối chế ñến hương vị của sản phẩm sau khi lên men............................................................................. .34 10. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng ñến khả năng bảo quản sản phẩm ..................... .35 10.1. ðánh giá về màu sắc, cấu trúc sản phẩm sau khi thanh trùng................................. .35 10.2. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng và ñiều kiện bảo quản ñến sự thay ñổi lượng axit tổng số trong quá trình bảo quản ............................................................................. .36 11. Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm......................................................................... .37 12. Kết quả phân tích thành phần măng chua thành phẩm.................................................. .38 CHƯƠNG V :KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ............................................................................... .39 1. Kết luận ........................................................................................................................... .39 2. ðề nghị ............................................................................................................................ .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ CHƯƠNG A PHỤ CHƯƠNG B vii DANH SÁCH BẢNG Bảng1: Thành phần dinh dưỡng của măng tre (trong 100 g phần ăn ñược) ................................ 3 Bảng 2: Hàm lượng axit xianhydric ở măng tươi và măng chế biến ........................................... 3 Bảng 3 : ðộ pH của các mẫu nước măng chua .......................................................................... 22 Bảng 4: Kết quả phân lập các dòng vi khuẩn............................................................................. 25 Bảng 5 : Kết quả thống kê axit tổng số theo thời gian lên men của dòng LX1 trên 05 lọai ñường lactose 4%, saccarose 4%, glucose 4% va thốt lốt 4% ................................................... 26 Bảng 6 : Kết quả thống kê axit tổng số theo thời gian lên men của 12 dòng vi khuẩn và một dòng ñối chứng trên ñường lactose 4%...................................................................................... 27 Bảng 7 :Kết quả phân tích thành phần măng tre ñiền trúc ......................................................... 28 Bảng 8: Kết quả thống kê ảnh hưởng của cách xử lý nguyên liệu ñến màu sắc, cấu trúc và hàm lượng xianua của măng ...................................................................................................... 28 Bảng 9:Kết quả kiểm tra mật số vi khuẩn lactic sinh ra theo thời gian lên men ñược trình bày ở bảng sau ........................................................................................................................... 29 Bảng 10:Kết quả kiểm tra mật số vi khuẩn lactic sinh ra theo thời gian lên men ñược trình bày ở bảng sau .......................................................................................................................... 31 Bảng 11:Kết quả kiểm tra mật số vi khuẩn lactic sinh ra theo thời gian lên men ñược trình bày ở bảng sau ......................................................................................................................... 32 Bảng 12: Kết quả thống kê ảnh hưởng của tỷ lệ muối: