Đồ án Khảo sát khả năng lên men lactic của hai chủng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus và lactococcus lactis trong dịch sữa dừa

Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN LACTIC CỦA HAI CHỦNG VI KHUẨN Lactobacillus acidophilus VÀ Lactococcus Lactis TRONG DỊCH SỮA DỪA Giáo viên hƣớng dẫn: TS. ĐÀM SAO MAI ThS. HỒ THIÊN HOÀNG Sinh viên thực hiện: BÙI THỊ THÙY DƢƠNG LÊ VĂN HƢNG TRẦN KHOA NAM Lớp : ĐHTP2 Khóa : 2006-2010 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng LỜI MỞ ĐẦU Sữa và các sản phẩm từ sữa đã từ lâu trở nên rất quen thuộc trong các thói quen tiêu dùng thực phẩm của nhiều nƣớc trên thế giới. Trong những năm gần đây, xu hƣớng đó tiếp tục lan rộng và phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam. Nổi bật nhất trong số đó là các sản phẩm sữa chua với nhiều thƣơng hiệu và mẫu mã đa dạng cho ngƣời tiêu dùng có cơ hội chọn lựa nhiều hơn. Sản phẩm sữa chua gần đây rất đƣợc ngƣời tiêu dùng đón nhận một cách nồng nhiệt do tính bổ dƣỡng và lợi ích rất rõ ràng cho sức khỏe cũng nhƣ tính tiện lợi mà nó mang lại cho ngƣời sử dụng. Từ những yêu cầu đó, nhóm chúng em chọn đề tài đồ án “Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi sinh vật Lactobacillus acidophilus và Lactococcus Lactis trong dịch sữa dừa” để nghiên cứu khả năng ảnh hƣởng của một số yếu tố ảnh hƣởng lên quá trình lên men sữa chua bằng một nguyên liệu mới. Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện và tiến hành thí nghiệm sẽ không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến quí báu của quí thầy cô và các bạn để bài báo cáo đƣợc hoàn thiện hơn. Nhóm thực hiện. Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn cô TS. Đàm Sao Mai và thầy ThS. Hồ Thiên Hoàng – Viện Công nghệ sinh học – thực phẩm, Trƣờng Đại Học Công Nghiệp Tp. HCM đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, cung cấp thông tin, kiến thức thật hữu ích cho chúng em trong quá trình nghiên cứu. Ngoài ra, chúng em cũng xin cảm ơn tới quí thầy cô, cán bộ phòng thí nghiệm Viện Công nghệ sinh hoc – thực phẩm của trƣờng và các bạn trong phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện, phƣơng tiện cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Lời cảm tạ sau cùng xin dành cho các bạn bè đồng môn, gia đình, những ngƣời đã gần gũi, chia sẻ, giúp đỡ, và đồng hành trong suốt quãng đời Đại Học. Tp. HCM, tháng 07, năm 2010. Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Tp.HCM, ngày tháng năm 2010 Giáo Viên Hƣớng Dẫn Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Tp.HCM, ngày tháng năm 2010 Giáo Viên Phản Biện Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng MỤC LỤC CHƢƠNG 1 ................................................................................................................ 1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 2 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 2 CHƢƠNG 2 ................................................................................................................ 3 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM SỮA CHUA DỪA ............... 3 2.1. Giới thiệu nguyên liệu ...................................................................................... 4 2.1.1. Sữa bột gầy ................................................................................................ 4 2.1.2. Sữa dừa .................................................................................................... 10 2.1.3. Giống VSV .............................................................................................. 14 2.2.Cơ sở của quá trình lên men ............................................................................ 17 2.2.1. Lên men lactic ......................................................................................... 17 2.2.2. Cơ chế đông tụ sữa trong sản xuất sữa chua đặc .................................... 18 2.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng quá trình lên men ................................................ 19 2.3. Giới thiệu về sản phẩm sữa chua ................................................................... 22 2.3.1. Giới thiệu ................................................................................................. 22 2.3.2. Nguồn gốc, lịch sử .................................................................................. 22 2.3.3. Các chỉ tiêu chất lƣợng sữa chua ............................................................ 23 2.3.4. Lợi ích và dinh dƣỡng của sản phẩm sữa chua dừa ................................ 24 CHƢƠNG 3 .............................................................................................................. 27 TIẾN HÀNH KHẢO SÁT ........................................................................................ 27 3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu ................................................................................. 28 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng 3.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................... 28 3.1.2. Thời gian nghiên cứu .............................................................................. 28 3.1.3. Nguyên liệu ............................................................................................. 28 3.1.4. Hoá chất .................................................................................................. 29 3.1.5. Dụng cụ ................................................................................................... 30 3.2. Nội dung bố trí thí nghiêm ............................................................................. 31 3.2.1. Quy trình sản xuất tại phòng thí nghiệm ................................................ 31 3.2.2. Thuyết minh quy trình ............................................................................. 31 3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................................... 33 CHƢƠNG 4 .............................................................................................................. 35 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ......................................................................................... 35 4.1. Xét tỉ lệ nguyên liệu bột sữa dừa và bột sữa gầy = 1:1 .................................. 36 4.1.1. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 35oC .......................................................... 36 4.1.2. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 40oC .......................................................... 39 4.1.3. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 45oC .......................................................... 42 4.1.4. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 50oC .......................................................... 44 4.1.5. Kết quả chọn điều kiện tỉ lệ giống và nhiệt độ lên men tại tỉ lệ nguyên liệu là 1:1 .................................................................................................................. 46 4.2. Xét tỉ lệ nguyên liệu bột sữa dừa và bột sữa gầy = 1:3 .................................. 47 4.2.1. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 35oC .......................................................... 47 4.2.2. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 40oC .......................................................... 50 4.2.3. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 45oC .......................................................... 52 4.2.4. Kết quả khảo sát tại nhiệt độ 50oC .......................................................... 54 4.2.5. Kết quả chọn điều kiện tỉ lệ giống và nhiệt độ lên men tại tỉ lệ nguyên liệu là 1:3 .................................................................................................................. 56 4.3. Phân tích tìm điều kiện tối ƣu hóa ................................................................. 57 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng CHƢƠNG 5 .............................................................................................................. 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 59 5.1. Kết luận .......................................................................................................... 60 5.1.1. Vấn đề đã làm đƣợc ................................................................................ 60 5.1.2. Vấn đề cần khắc phục ............................................................................. 60 5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 60 BẢNG PHỤ LỤC ..................................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 79 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Áp suất thẩm thấu của một số thành phần trong sữa……………………...7 Bảng 2.2: Thành phần axit amin của sữa……………………………………………..8 Bảng 2.3: Các chỉ tiêu cảm quan của sữa bột (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5538 : 2002)................................................................................................................11 Bảng 2.4: Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa bột (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5538 : 2002)...........................................................................................................................11 Bảng 2.5: Hàm lƣợng kim loại nặng của sữa bột (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5538 : 2002)................................................................................................................11 Bảng 2.6: Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5538 : 2002)...........................................................................................................................12 Bảng 2.7: Thành phần hóa học của cơm dừa (USDA, 1995)…………………….....13 Bảng 2.8: Thành phần hóa học của sữa dừa (USDA, 1995)………………………..14 Bảng 2.9: Thành phần của bột sữa dừa……………………………………………...14 Bảng 2.10: Tiêu chuẩn vi sinh của sữa dừa (theo Tiêu chuẩn về các sản phẩm từ dừa APCC, 1994)………………………………………………………………………...15 Bảng 2.11: Chỉ tiêu hóa học của bột sữa dừa..............................................................15 Bảng 2.12: Chỉ tiêu vi sinh của bột sữa dừa...............................................................16 Bảng 2.13: Chỉ tiêu cảm quan của bột sữa dừa..........................................................16 Bảng 2.14: Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7030 : 2002)................................................................................................................24 Bảng 2.15: Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa chua (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7030 : 2002)................................................................................................................25 Bảng 2.16: Hàm lƣợng kim loại nặng của sữa chua (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7030 : 2002)....................................................................................................25 Bảng 2.17: Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua (Theo tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7030 : 2002)................................................................................................................25 Bảng 3.1: Thành phần dinh dƣỡng trong sữa bột ít béo NUTRIMAX.......................29 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Cấu tạo một micelle casein…………………………………………….....10 Hình 2.2: Lactobacilus acidophilus……………………………………………………….17 Hình 2.3: Lactococcus lactis……………………………………………………………….19 Hình 2.4: Sơ đồ tóm lƣợc chuyển hóa các chất trong quá trình lên men…………..22 Hình 3.1: Sơ đồ qui trình sản xuất tại phòng thí nghiệm…………………………...30 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm…………………………………………………...32 Hình 3.3: Cấu trúc của sữa chua dừa sau khi lên men ở các điều kiện tối ƣu……..33 Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng 1 CHƢƠNG 1 GIỚI THIỆU Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng 2 1.1. Đặt vấn đề Sữa là thực phẩm tự nhiên có giá trị dinh dƣỡng hoàn hảo. Sữa chứa hầu hết các chất dinh dƣỡng cần thiết cho con ngƣời nhƣ: protein, lipid, các vitamin, các muối khoáng…Từ sữa, có thể làm ra nhiều sản phẩm bổ dƣỡng và rất đƣợc ƣa chuộng nhƣ: bơ, phômai, sữa chua… Yaourt hay sữa chua là một sản phẩm đƣợc lên men từ sữa, là loại thực phẩm có tác dụng tốt đối với cơ thể và đƣợc dùng rất phổ biến. Do trong quá trình lên men, acid lactic tạo ra có khả năng ngăn chặn bệnh ung thƣ và hạn chế vi sinh vật hoạt động phân giải lipid, protein giúp bảo quản sữa. Sản phẩm sẽ có độ tiêu hóa cao bởi các chất đã chuyển sang dạng cơ thể dễ hấp thụ, đặc biệt là đối với ngƣời già và trẻ em. Hơn nữa, Việt Nam là một nƣớc nhiệt đới, trong đó cây dừa là một đặc sản của Việt Nam với sản lƣợng dồi dào và phong phú. Kết hợp hai yếu tố trên lại ta có sản phẩm sữa chua dừa. Đây là sản phẩm rất có lợi cho sức khỏe nhƣ: trong sữa dừa chứa chất béo bão hoà tốt cho bệnh nhân tim mạch, tăng cƣờng sức đề kháng, tốt cho trẻ nhỏ… Để đa dạng hóa sản phẩm và đáp ứng nhu cầu thị hiếu, chúng em kết hợp hai yếu tố trên, bên cạnh tác dụng làm tăng hàm lƣợng vitamin và khoáng chất, còn tạo hƣơng vị đặc trƣng, hấp dẫn hơn cho sản phẩm. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Xuất phát từ những yêu cầu trên, mục đích khảo sát của đề tài là tập trung vào các yếu tố ảnh hƣởng lên quá trình lên men của hai chủng vi sinh vật đƣợc sử dụng phổ biến trong các quá trình lên men lactic trong công nghiệp sản xuất sữa chua là Lactobacillus acidophilus và Lactococcus Lactis, từ đó tạo ra các đặc trƣng lên sản phẩm và khảo sát các yếu tố để tối ƣu cho quá trình lên men đó. Các yếu tố ảnh hƣởng lên quá trình lên men khảo sát bao gồm:  Ảnh hƣởng của tỉ lệ nguyên liệu bột sữa gầy và bột sữa dừa sử dụng.  Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên quá trình tạo sữa chua.  Ảnh hƣởng của tỉ lệ men giống sử dụng trong quá trình lên men. Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng 3 CHƢƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM SỮA CHUA DỪA Khảo sát khả năng lên men của hai chủng vi khuẩn GVHD: TS. Đàm Sao Mai GVH L.acidophilus và Lactococcus lactis trong dịch sữa dừa ThS. Hồ Thiên Hoàng 4 2.1. Giới thiệu nguyên liệu 2.1.1. Sữa bột gầy Là sản phẩm đƣợc tạo thành từ nguyên liệu sữa bò tƣơi đƣợc qua công nghệ đồng hóa để tách bớt hàm lƣợng béo và sau đó đem đi sấy phun. Sữa bột có đầy đủ thành phần dinh dƣỡng nhƣ sữa bò tƣơi nhƣng hàm lƣợng béo thay đổi. Khi sữa bột đƣợc pha với nƣớc theo tỷ lệ đƣợc khuyến cáo, thì dịch sữa này cùng sẽ có đƣợc thành phần và tính chất gần nhƣ tƣơng tự với sữa bò tƣơi ban đầu. 2.1.1.1.Tính chất lí hoá  Độ acid chung Ngƣời ta thƣờng biểu thị độ acid chung bằng độ Thorner (0T). Nó cho biết lƣợng ml NaOH 0,1N dùng để trung hoà acid tự do có trong trong 100ml sữa.