Lên men nƣớc ép khóm bằng vi khuẩn acid lactic

  • Số trang: 76 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 17 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÊN MEN NƢỚC ÉP KHÓM BẰNG VI KHUẨN ACID LACTIC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS. NGÔ THỊ PHƢƠNG DUNG MẠCH TÚ UYÊN MSSV: 3082566 LỚP: CNSHTT K34 Cần Thơ, Tháng 5/2013 PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƢỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN TS. Ngô Thị Phƣơng Dung Mạch Tú Uyên DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cần Thơ, ngày tháng 5 năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học này, ngoài sự cố gắng của chính bản thân tôi còn có sự đóng góp rất quan trọng của nhiều ngƣời, mà nếu thiếu đi sự ủng hộ và giúp đỡ tận tình đó tôi sẽ không thể thành công trong công việc của mình. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS. Ngô Thị Phƣơng Dung, ngƣời đã tạo cho tôi cơ hội và chỉ dạy tận tình để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Tôi xin chân thành cảm ơn nh Hu nh uân Phong, anh Nguy n Ngọc Thạnh và anh Phạm Hồng Quang - C n ộ ph ng th nghiệm CNSH Thực ph m, qu Th y Cô và nh chị c n ộ c c ph ng th nghiệm củ Viện NC PT CNSH đã hỗ trợ, đóng góp iến và tạo điều iện thuận ợi để tôi thực hiện tốt đề tài uận văn. in đƣợc gửi ời c m ơn chân thành đến th y cố vấn Nguy n Hữu Hiệp cùng tất cả c c qu Th y Cô đã tận tình truyền ạy cho tôi iến thức hữu ch để phục vụ đề tài. in chân thành cảm ơn c c ạn sinh vi n c ng hó và c c nh chị học vi n c o học củ ph ng th nghiệm CNSH Thực ph m đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong qu trình thực hiện đề tài. Cuối c ng tôi xin ày t ng iết ơn sâu sắc đến gi đình và ngƣời thân đã động vi n, h ch ệ và uôn ủng hộ tôi về m t vật chất c ng nhƣ tinh th n trong suốt thời gi n qu để tôi vững tin thực hiện đề tài. Tôi xin nh chúc qu Th y Cô c ng c c ạn sinh vi n uôn ồi ào sức h , công t c tốt. Xin chân thành cảm ơn! C n Thơ, ngày tháng 5 năm 2013 Mạch Tú Uyên Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ TÓM LƢỢC Đề tài nhằm phân lập và tuyển chọn dòng vi khuẩn acid lactic có khả năng ứng dụng để sản xuất nước ép khóm lên men. Nghiên cứu được thực hiện để khảo sát các điều kiện để sản xuất nước ép khóm lên men như: tỉ lệ pha loãng, tỉ lệ đường phối chế, mật số giống chủng, nhiệt độ ủ, thời gian lên men và điều kiện bảo quản thích hợp. Kết quả phân lập được bốn dòng vi khuẩn từ nước khóm lên men tự nhiên và được thử nghiệm (cùng với sáu dòng được tuyển chọn trước đây) về khả năng chịu pH thấp, kết quả cho thấy tất cả các dòng vi khuẩn này đều có thể phát triển trong điều kiện pH thấp và có khả năng ứng dụng trong sản xuất nước ép khóm lên men. Trong đó dòng vi khuẩn Lactobacillus acidophilus được phân lập từ bột men vi sinh Ybio có khả năng lên men nước ép khóm tốt nhất. Xác định được qui trình lên men thích hợp với các điều kiện: dịch khóm ép nguyên chất với tỉ lệ đường phối chế 9%, lên men ở 37°C trong 36 giờ và nồng độ giống chủng là 5 log tế bào/mL. Sản phẩm được đánh giá tốt về mùi và vị, mật số vi khuẩn 8,13 log CFU/mL, đạt yêu cầu cần thiết cho sản phẩm probiotic (>6 log CFU/mL). Nhiệt độ tồn trữ sản phẩm ở 4 − 6°C trong 3 tuần vẫn đảm bảo được mùi, vị và mật số vi khuẩn. Từ khóa: khóm, Lactobacillus acidophilus, lên men, probiotic, vi khuẩn acid lactic. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ TÓM LƢỢC .....................................................................................................................i MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii DANH SÁCH BẢNG .....................................................................................................iv DANH SÁCH HÌNH .......................................................................................................v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................vi CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ............................................................................................. 1 1.1. Đ t vấn đề .............................................................................................................1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................. 2 CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................................3 2.1. Sơ ƣợc về cây khóm (dứa) ...................................................................................3 2.1.1. Cây khóm (dứa) .............................................................................................. 3 2.1.2. Nguồn gốc và phân loại cây dứa ....................................................................5 2.2. Sơ ƣợc về vi khu n acid lactic .............................................................................7 2.2.1. Vi khu n acid lactic ........................................................................................ 7 2.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự phát triển của vi khu n acid lactic ................12 2.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng của quá trình lên men ...............................................13 2.3. Tổng quan về probiotic........................................................................................ 15 2.3.1. Giới thiệu chung ........................................................................................... 15 2.3.2. Vai trò của probiotic .....................................................................................15 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 18 3.1. Phƣơng tiện..........................................................................................................18 3.1.1. Thời gi n và đị điểm ...................................................................................18 3.1.2. Nguyên vật liệu ............................................................................................. 18 3.1.3. Hóa chất – Môi trƣờng .................................................................................18 3.1.4. Dụng cụ – Thiết bị ........................................................................................ 18 3.2. Phƣơng ph p ........................................................................................................19 3.2.1. Phân lập và định danh ở mức độ giống các dòng vi khu n acid lactic.........19 3.2.2. Khảo sát khả năng chịu pH thấp của vi khu n ci ctic đƣợc phân lập ....19 3.2.3. Khảo sát khả năng ứng dụng trong sản xuất nƣớc khóm lên men bằng vi khu n acid lactic .....................................................................................................20 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ 3.2.4. Khảo sát tỉ lệ pha loãng dịch khóm và tỉ lệ phối chế đƣờng saccharose ......20 3.2.5. Khảo sát mật số giống chủng, nhiệt độ và thời gian lên men ....................... 23 3.2.6. Khảo sát nhiệt độ và thời gian tồn trữ sản ph m ..........................................25 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 26 4.1. Kết quả phân lập và định danh các dòng vi khu n acid lactic ............................ 26 4.2. Khả năng ph t triển trong môi trƣờng có pH thấp của vi khu n acid lactic .......29 4.3. Khả năng ứng dụng trong n m n nƣớc ép khóm bằng vi khu n acid lactic .....32 4.4. Tỉ lệ pha loãng dịch khóm ép và tỉ lệ phối chế đƣờng saccharose trong qui trình sản xuất dịch khóm lên men ....................................................................................... 33 4.5. Mật số giống chủng, nhiệt độ và thời gi n n m n nƣớc ép khóm ....................36 4.6. Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian tồn trữ sản ph m ......................................40 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................42 5.1. Kết luận ...............................................................................................................42 5.2. Đề nghị ................................................................................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 43 PHỤ LỤC .......................................................................................................................... Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1. Thành ph n inh ƣỡng trong 100 g khóm 4 Bảng 2. Đ c điểm hình thái của các dòng vi khu n acid lactic 29 Bảng 3. Mật số vi khu n trong môi trƣờng MRS l ng có pH thấp 29 Bảng 4. Một số chỉ tiêu sau lên men củ nƣớc khóm 32 Bảng 5. Kết quả đ nh gi cảm quan sản ph m 36 Bảng 6. Kết quả khảo sát nhiệt độ và thời gian tồn trữ sản ph m 40 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1. Cây dứa ...............................................................................................................3 Hình 2. Hình các nhóm dứa phổ biến ..............................................................................6 Hình 3. Cây phát sinh loài của LAB (Schleifer et al., 1995)...........................................8 Hình 4. Sơ đồ qu trình n m n ci ctic đồng hình (Kiều Hữu Ảnh, 1999) ............10 Hình 5. Sơ đồ quá trình lên men acid lactic dị hình (Kiều Hữu Ảnh, 1999) ................11 Hình 6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ pha loãng dịch khóm và ........................ 22 Hình 7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát mật độ giống chủng, nhiệt độ và ..................24 Hình 8. Vi khu n K2 phân lập từ nƣớc hóm ép ƣới KHV (X100) ............................ 26 Hình 9. Vi khu n K1 phân lập từ nƣớc hóm ép ƣới KHV (X100) ............................ 26 Hình 10. Hình nhuộm Gram vi khu n phân lập đƣợc ƣới KHV (X100) ....................27 Hình 11. Hình thử nghiệm phân giải CaCO3 ƣơng t nh ..............................................27 Hình 12. Hình thử nghiệm catalase âm tính ..................................................................27 Hình 13. Hình thử nghiệm oxidase âm tính ..................................................................28 Hình 14. Sự th y đổi hàm ƣợng acid lactic theo nồng độ đƣờng .................................34 Hình 15. Sự th y đổi mật số vi khu n acid lactic theo nồng độ đƣờng......................... 35 Hình 16. Hàm ƣợng acid lactic thay đổi theo thời gian, mật số giống chủng và nhiệt độ ủ ................................................................................................................................ 37 Hình 17. Mật số vi khu n ci ctic th y đổi theo thời gian, mật số giống chủng và nhiệt độ ủ ....................................................................................................................... 38 Hình 18. Điểm cảm qu n th y đổi theo mật số giống chủng, nhiệt độ ủ và thời gian lên men ................................................................................................................................ 39 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT HL Hàm lƣợng KHV Kính hiển vi LAB Lactic acid bacteria MRS De Man, Rogosa and Sharpe NT Nghiệm thức Viện NC&PT CNSH Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học L. Lactobacillus S. Streptococcus E. Escherichia B. Bifidobacterium Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Cuộc sống hiện đại cùng với sự phát triển của xã hội đã ẫn đến những yêu c u đối với nhu c u thiết yếu của cuộc sống ngày càng c o, đ c biệt là nhu c u ăn uống. Con ngƣời không chỉ đơn thu n à qu n tâm đến việc ăn no h y hông mà mối quan tâm hàng đ u hiện nay là thức ăn có ngon và tốt cho sức kh e của họ không. Hiểu đƣợc tâm lý chung củ ngƣời tiêu dùng hiện nay, các nhà khoa học c ng nhƣ c c chuy n gi inh ƣỡng luôn muốn tạo ra các sản ph m thực ph m tốt cho sức kh e và có giá trị inh ƣỡng về m t sinh học, các sản ph m này đƣợc gọi chung là sản ph m “pro iotic” (chế ph m sinh học). Pro iotic đƣợc định nghĩ à “những vi sinh vật không gây bệnh có khả năng tồn tại s u qu trình ti u hó có t c động tích cực đến sức kh e và sinh lý của vật chủ”. Hiện nay có nhiều sản ph m probiotic sử dụng cho ngƣời, vật nuôi, cây trồng đƣợc sản xuất và sử dụng ƣới dạng l ng ho c dạng bột. Vi khu n acid lactic là nhóm vi sinh vật đƣợc sử dụng rộng rãi trong các sản ph m pro iotic nhƣ sữa chua, nem chua, rau cải muối chu ,… Những sản ph m này không chỉ ng để ăn uống mà còn ng để chữa bệnh đƣờng ruột, dạ dày, do vi khu n acid lactic có khả năng tạo ra kháng sinh giúp ngăn ch n, tiêu diệt các vi khu n gây bệnh. Hiện nay, các sản ph m pro iotic thƣờng đƣợc sử dụng là dạng sữa lên men và yogurt. Tuy nhiên, nhiều ngƣời tiêu dùng không dung nạp đƣợc lactose c ng nhƣ hàm ƣợng cholesterol trong các sản ph m từ sữa. Từ đó, nƣớc tr i cây đƣợc đề nghị là một môi trƣờng tốt cho sự lên men tạo các sản ph m probiotic (Mattila-Sandholm et al., 2002). Nƣớc tr i cây à môi trƣờng tốt cho sự phát triển các vi khu n và các sản ph m probiotic. Trái cây và rau cải là những thực ph m có lợi cho sức kh e bởi chúng chứa nhiều chất chống oxy hóa, vitamin, chất xơ và ho ng. Hơn nữa, chúng không chứa bất k chất gây dị ứng cho ngƣời tiêu dùng. Ở nƣớc ta hiện n y, hóm (h y c n đƣợc gọi là dứa) là một trong những loại tr i cây đƣợc trồng phổ biến. Khóm giàu vitamin, enzyme và chất khoáng rất tốt cho sức kh e củ con ngƣời. Ngoài r nƣớc ép hóm à môi trƣờng thích hợp cho vi khu n Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ acid lactic phát triển tạo nên sản ph m probiotic mới giúp ngƣời tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn hơn đối với các chế ph m probiotic. Xuất phát từ những vấn đề tr n, đề tài “L n m n nƣớc ép khóm bằng vi khu n ci ctic” đƣợc thực hiện. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Phân lập, tuyển chọn một số dòng vi khu n acid lactic và khảo s t điều kiện sản xuất nƣớc khóm lên men bằng vi khu n aicd lactic. Để thực hiện mục ti u tr n, đề tài đƣợc thực hiện thông qu c c ƣớc sau: - Phân lập và định danh ở mức độ giống các dòng vi khu n acid lactic. - Khảo sát khả năng chịu pH thấp của vi khu n ci ctic đƣợc phân lập. - Khảo sát khả năng ứng dụng trong sản xuất nƣớc khóm lên men bằng vi khu n acid lactic. - Khảo sát tỉ lệ pha loãng dịch khóm và tỉ lệ phối chế đƣờng saccharose. - Khảo sát mật số giống chủng, nhiệt độ và thời gian lên men. - Khảo sát nhiệt độ và thời gian tồn trữ sản ph m. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Sơ lƣợc về cây khóm (dứa) 2.1.1. Cây khóm (dứa) Dứ à cây ăn quả nhiệt đới. Ở nƣớc ta hiện nay dứa là một trong ba loại cây ăn quả hàng đ u: chuối, dứa, cam quýt. Dứ đƣợc trồng ở nhiều vùng trong cả nƣớc. Quả dứa có thể ăn tƣơi, chế biến thành các sản ph m xuất kh u. Dứa thích hợp với điều kiện nhiệt độ và độ m cao, sợ rét và sƣơng muối. trong điều kiện thích hợp có thể sinh trƣởng qu nh năm. Dứa là loại cây ăn quả không kén đất. V ng g , đồi, đất dốc 20º trở xuống hay những loại đất nghèo inh ƣỡng đều có thể trồng đƣợc dứa. Ở Đồng bằng Sông Cửu Long, tr n đất phèn, dứa là cây mở đƣờng cho các loại hoa màu và cây trồng h c nhƣ chuối, mía, c m, đậu,… Hình 1. Cây dứa (Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/D%E1%BB%A9a, ngày 31/12/2012) Trồng dứa nhanh cho thu hoạch. Sau 1 – 2 năm có thể đạt 10 – 20 tấn/h . Đƣợc thâm canh tốt, một ha có thể cho thu hoạch 30 – 35 tấn quả. Nhiều nơi tiến hành xử lý cho ra hoa trái vụ, éo ài đƣợc thời gian thu hoạch và cung cấp sản ph m (Đƣờng Hồng Dật, 2003). Ở nƣớc ta, dứa đƣợc trồng từ Bắc đến Nam, diện tích trồng cả nƣớc hiện khoảng 40.000 ha với sản ƣợng khoảng 500.000 tấn trong đó 90% à ph N m. C c tỉnh trồng dứa nhiều ở miền Nam là Kiên Giang, Tiền Giang, Cà Mau, C n Thơ, Long An,… miền Bắc có Thanh Hóa, Ninh Bình, Tuyên Giang, Phú Thọ,… miền Trung có Nghệ An, Quảng N m, Bình Định,… Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ Quả dứ đƣợc x m à “hoàng hậu” của các loài quả vì hƣơng vị thơm ngon và giàu inh ƣỡng. Trong quả dứa Cayen có 11 – 15% đƣờng tổng số, 0,6% acid. Quả dứa chứa nhiều vitamin (A, B1, B2, C) và nhiều chất khoáng. Bảng 1. Thành phần dinh dƣỡng trong 100 g khóm Thành ph n Giá trị Energy 202 kJ (48 kcal) Carbohydrates 12,63 g + Sugars 9,26 g + Dietary fiber 1,4 g Fat 0,12 g Protein 0,54 g Thiamine (B1) 0,079 mg Riboflavin (B2) 0,031 mg Niacin (B3) 0,489 mg Pantothenic acid (B5) 0,205 mg Vitamin B6 0,110 mg Folate (B9) 15 μg Vitamin C 36,2 mg Calcium 13 mg Iron 0,28 mg Magnesium 12 mg Manganese 0,9 mg Phosphorus 8 mg Potassium 115 mg Zinc 0,10 mg (http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods/show/2364?fg=Fruits+and+Fruit+Juices&man=&lfacet=&format =&count=&max=25&offset=225&sort=&qlookup=, ngày 31/12/2012) Ngoài ra, trong quả dứa còn có enzyme bromelin là enzyme giúp tiêu hóa rất tốt, đƣợc chiết xuất và ứng dụng nhiều trong công nghiệp. Sản ph m phụ của công nghiệp chế biến dứ đƣợc dùng làm nguyên liệu lên men chế biến thức ăn gi súc. L dứa có thể dùng lấy sợi (Đƣờng Hồng Dật, 2003). Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ 2.1.2. Nguồn gốc và phân loại cây dứa Dứ à cây ăn quả nhiệt đới, nguồn gốc ở Nam Mỹ (Brazil, Argentina, Paraguay). Hiện nay trên thế giới, cây dứ đƣợc trồng h u hết c c nƣớc nhiệt đới và một số nƣớc á nhiệt đới tƣơng đối m nhƣ đảo Hawaii, Đài Lo n. Dứa có thể trồng tới vĩ tuyến 38º Bắc, trong đó c c nƣớc Châu Á chiếm trên 60% sản ƣợng dứa cả thế giới. C c nƣớc trồng nhiều là Philippines, Thái Lan, Malaysia, Hawaii, Brazil, Mexico, Cuba, Úc, Nam Phi.  Phân loại khoa học của cây dứa Giới (regnum): Plantae Bộ (ordo): Poales Họ (familia): Bromeliaceae Phân họ (subfamilia): Bromelioideae Chi (genus): Ananas Loài (species): A. comosus Dứa là loại cây ăn quả nhiệt đới nổi tiếng. Hoa tập hợp quanh một trục lớn thành bông ngắn, mỗi hoa mọc ở kẽ một lá bắc màu tím, b u ƣới, quả mọng. Quả dứa là một quả phức, ph n ăn đƣợc gồm trục hoa và các lá bắc mọng nƣớc, còn quả thật nằm trong các mắt dứa. Ở Việt Nam hiện có các nhóm dứa phổ biến (Đƣờng Hồng Dật, 2003):  Nhóm ứ C y n (Ananas comosus cayenne): L một t ở đ u chóp , ng m ng ài, hông có g i ho c có sâu, ản rộng 6,5 cm và có thể ài hơn 100 cm, màu x nh thẫm, có ăng đ ở giữ , mỗi cây có hoảng 60 – 80 . Chồi ngọn to, chồi cuốn hiếm g p, chồi thân từ 1 – 3 c i. Ho hoảng 150 c i/ph t ho , màu x nh nhạt với iến sắc đ t . Quả có ạng hình trụ, mắt rất nông, quả n ng ình quân 1,5 – 2,0 g, có quả đạt 5 – 7 g. Thịt quả ém vàng, õi nh , nhiều nƣớc, t ngọt, ém thơm hơn ứ Queen (Tr n Thế Tục và V Minh Hải, 2000). - Ƣu điểm: Là oại cây trồng có hả năng th ch nghi rộng, ph t triển tốt tr n nhiều oại đất, nhất à đất phèn cho năng suất c o, hiệu quả inh tế ớn. - Nhƣợc điểm: Cây ị héo. C c giống trồng ở Việt N m o gồm: C y n Lâm Đồng, C y n Trung Quốc, Cayen Th i L n, C y n Vr i An n s (GF449) và đ c iệt à giống Long Định 2 đã Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ đƣợc Bộ Nông nghiệp và Ph t triển Nông thôn Việt N m công nhận và đ ng đƣợc x m à giống ứ C y n chủ đạo trong sản xuất ứ ở c c tỉnh Ki n Gi ng, Thành phố Hồ Ch Minh và uy n hải N m Trung Bộ (Nguy n Minh Châu, 2007).  mép Nhóm ứ Qu n (Ananas comosus queen): Bản . M t trong củ phiến hẹp, cứng, nhiều g i ở có đƣờng vân trắng chạy song song th o chiều ài Ho có màu x nh hồng, quả có nhiều mắt, hố mắt sâu, v cứng . vận chuyển. Thịt quả màu vàng, t nƣớc và có hƣơng vị hấp ẫn. - Ƣu điểm: Không én đất, hệ số nhân giống tự nhi n c o (nhiều chồi n ch), phổ th ch nghi rộng, hả năng chống chịu tốt, thịt quả gi n, màu sắc đẹp và th ch hợp cho ăn tƣơi. - Nhƣợc điểm: Quả é, hối ƣợng trung ình quả từ 500 – 900 g. Dạng quả hơi u ục, hố mắt sâu n n hông th ch hợp cho chế iến đồ hộp. Đại iện à c c giống: Ho Phú Thọ, Khóm Ki n Gi ng, N Ho , Th n Lo n, Cốc Lếu, Tây Phủ Qu . Hình 2. Hình các nhóm dứa phổ biến a. Dứa Cayen b. Dứa Queen c. Dứa Spanish (Nguồn: http://baigiang.violet.vn/present/showprint/entry_id/549197, ngày 31/12/2012)  Nhóm ứ Sp nish (Ananas comosus Spanish hay Ananas comosus sousvar red Spanish): L hẹp, ài, mềm, x nh thẫm, ở giữ có ăng nâu đ , mép lá cong có gai ho c hông g i, hơi ngả về ph đ y quả. Ho ƣng. Chồi ngọn to và ài, chồi cuốn nhiều và mọc s t t, có hoảng 70 – 80 trên 1 phát hoa, hoa tự có màu đ nhạt. Quả hình Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 trụ, n ng 0,8 – 1,2 g, Trường Đại học Cần Thơ ch thƣớc to hơn so với nhóm Qu n nhƣng é hơn C y n. Khi ch n, v quả có màu nâu đ , sẫm hơn nhiều so với quả C y n và c ng có hình ạng cân đối, hơi hình trụ. Thịt quả có màu vàng trắng hông đều, mắt quả sâu, vị hơi chu nhƣng nhiều nƣớc hơn ứ Qu n. Nhóm này có chất ƣợng ém nhất, đƣợc trồng âu đời và tập trung ở T m Dƣơng (tỉnh Vĩnh Phúc). - Ƣu điểm: Chịu óng m t, hả năng th ch ứng rộng. - Nhƣợc điểm: Thịt quả vàng nhạt, có chỗ trắng, vị chu , hƣơng ém thơm và nhiều nƣớc n n hông th ch hợp àm nguy n iệu cho công nghiệp. C c giống ứ Sp nish trồng phổ iến ở nƣớc t o gồm ứ T (Ananas Comosus Spanish hay Ananas Comosus sousvar Red Spanish) và ứ Mật (Ananas Comosus sousvar singapor Spanish) đƣợc trồng nhiều ở Nghệ An (Tr n Thế Tục và V Minh Hải, 2000). 2.2. Sơ lƣợc về vi khuẩn acid lactic 2.2.1. Vi khuẩn acid lactic Thuật ngữ vi khu n ci ctic (“ ctic ci ct ri ”, LAB) đ u ti n đƣợc sử dụng để chỉ những vi sinh vật có nguồn gốc từ sữ và s u đó đƣợc mở rộng để chỉ những vi khu n từ thực ph m lên men và các quá trình lên men. Những nghiên cứu về LAB bắt nguồn từ nghiên cứu củ List r (1873), đã phân ập đƣợc chủng vi khu n “Bacterium lactis”. Theo khóa phân loại Bergey (1957), LAB thuộc chi Clostridium – lớp L cto ci c , chúng đƣợc chia thành hai họ lớn là Steptococceae và Lactobacilleae. Theo những nghiên cứu g n đây cho thấy LAB gồm khoảng 20 giống h c nh u, trong đó qu n trọng là các giống: Aerococcus, Carnobacterium, Enterrococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Retragenococcus, Vagococcus, Weissella (Hình 3). Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ Hình 3. Cây phát sinh loài của LAB (Schleifer et al., 1995) Vi khu n acid lactic (LAB) giữ vai trò quan trọng trong rất nhiều sản ph m lên m n. Đ c tính của vi khu n acid ctic à Gr m ƣơng, oxy s âm t nh, catalase âm tính, hình que hay hình c u, không tạo bào tử. Chúng chủ yếu sinh ra lactate bằng lên men carbohyrate (bao gồm glucose và lactose). Chúng không có chứa haemin (cytochrom , c t s ) nhƣng chúng có thể sinh trƣởng trong điều kiện có oxy. Loài vi khu n này là kỵ khí không bắt buộc và lên men bắt buộc. Vi khu n acid lactic có yêu c u về inh ƣỡng c o nhƣng hả năng tổng hợp acid amin và vitamin là rất hạn chế. Không thành viên nào của loài này có thể phát triển trong môi trƣờng nghèo muối khoáng với glucose và muối ammoni. H u hết chúng yêu c u một số ƣợng lớn vitamin (riboflavin, thiamine, acid folic, biotin và những vitamin khác), acid amin, purine và pyridine. Theo Guarner và Schaafsma (1998), Schrezenmier và de Vrese (2001), một trong những tiêu chu n của sản ph m probiotic là khả năng sống sót của vi sinh vật sau quá Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ trình tiêu hoá. Trong hệ thống tiêu hoá, pH của dịch dạ dày rất thấp, khoảng 1 – 2 cho n n đ số vi sinh vật đều khó tồn tại ở khoảng pH này. Tuy nhiên, các vi sinh vật c ng chỉ chịu đựng ở mức pH thấp này trong dạ dày khoảng 1 – 2 giờ và s u đó sẽ di chuyển xuống ruột già, có giá trị pH g n trung t nh hơn. Vi khu n acid lactic là một trong những nhóm vi sinh vật quan trọng trong lên men thực ph m. Chúng tạo nên mùi vị, kết cấu cho sản ph m, c ng nhƣ ảo vệ thực ph m bằng sự ức chế của acid lactic và các chất kháng vi sinh vật. LAB đƣợc sử dụng trong lên men sản xuất sữ chu , phô m i, ơ, m, xúc x ch, r u cải muối chu , rƣợu, thịt n m n,… Khu n lạc của vi khu n acid lactic tròn nh , trong bóng, màu trắng đục ho c màu vàng kem; ho c khu n lạc có đƣờng nh to hơn, tr n nổi, trắng đục đ c biệt khu n lạc t a ra mùi chua của acid (Kandler and Weiss, 1986). Chúng thƣờng sống ở những nơi sản xuất sữa (Lactobacillus brevis, L. bulgaricus, L. casei, L. fermentum) và trong màng nh y ruột củ ngƣời và động vật (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium, Enterococcus faecalis, Streptococcus salivarius, S. bovis, S. pyogenes, S. pneumoniae). Vi khu n acid lactic có một số ƣợng lớn hệ thống vận chuyển để t ch y inh ƣỡng từ môi trƣờng. Những hệ thống này định vị ở màng tế bào chất. Qu trình tr o đổi chất ch nh à đƣờng phân và chu trình pentose phosphate. Trong hệ vi khu n ctic, NADH đƣợc oxy hóa thành NAD+. Từ con đƣờng này, LAB chuyển đổi pyruvate thành lactate với việc sử dụng lactate dehydrogenase. Có hai kiểu tr o đổi chất carbohydrate là homofermentative (lên men đồng hình) và heterofermentative (lên men dị hình). L n m n đồng hình: Vi khu n ci ctic n m n đƣờng theo chu trình Embden- M y rhorf, chúng có nzym c r oxy s đủ để làm cho pyruvate không bị phân giải sâu hơn, th y vào đó nó nhận đƣợc hydro tách ra và chuyển tới pyruv t để hình thành các sản ph m acid lactic. Acid lactic là sản ph m chính, chỉ một ph n nh pyruvate bị khử carbon và chuyển thành các sản ph m phụ khác. Nhóm này bao gồm Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus và Pediococcus. C6H12O6 → Lên men dị hình: Vi khu n acid 2CH3CHOHCOOH + 22,5 Kcal ctic hông có đủ các enzym cơ ản để thực hiện chu trình Embden-Meyerhorf với andolase và trizaphosphate izomerase. Th y vào đó Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 9 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ chúng đi th o con đƣờng pentose phosphate và tiếp tục chuyển hó th o c c hƣớng khác nhau tạo ra acid lactic và các sản ph m nhƣ CO2, ethanol, acid acetic. Nhóm này bao gồm Leuconostoc, Oenococcus, Weissella và một vài loài Lactobacilli. 2.2.2. Quá trình sinh tổng hợp của vi khuẩn lên men acid lactic Acid lactic tồn tại rộng rãi trong tự nhi n và đóng v i tr qu n trọng trong nhiều ngành công nghiệp khác nh u nhƣ: chế biến thực ph m, y ƣợc, thuộc da,... Tu theo chủng vi khu n acid lactic sử dụng trong sản xuất mà có hai kiểu lên men acid lactic là n m n đồng hình và lên men dị hình. Trong kiểu r ci n m n đồng hình thực tế chỉ sinh ctic. Để lên men công nghiệp, ngƣời t thƣờng dùng các giống Lactobacillus delbrueckii và Lactobacillus bulgaricus. Trong qu trình giải glucose giống nhƣ n m n đồng hình, sự phân n m n rƣợu tới gi i đoạn tạo thành pyruvate (th o con đƣờng Embden-Mayerhoff-Parnas). S u đó, nhờ ct t hy rog n s , pyruv t đƣợc khử bởi NADH2 (coenzyme khử này đƣợc tạo thành do sự tách H2 của glyceraldehyde-3-P trong qu trình đƣờng phân) để tạo thành acid lactic. Sự n m n ci ctic đồng hình đƣợc biểu di n th o sơ đồ sau: Hình 4. Sơ đồ quá trình lên men acid lactic đồng hình (Kiều Hữu Ảnh, 1999) Trong sự lên men acid lactic dị hình, nhiều sản ph m h c nh u đƣợc tạo thành. Các tác nhân gây lên men acid lactic dị hình là Lactobacillus brevis và Leuconostoc mensenteroides. Quá trình lên men acid lactic dị hình xảy ra khi vi khu n gây lên men thiếu enzym cơ ản của sự đƣờng phân à đƣợc chuyển ho o s và trioso isom r s . Khi đó, g ucos th o con đƣờng pentosophosphate từ glucose-6-phosph t đến xilulose-5-phosph t . S u đó, ƣới tác dụng của enzyme pentosophosphate cetolase mà xilulose-5-phosphate bị phân ly tạo thành glyceraldehyde-3-phosphate và acetyl phosphate. Acetyl phosphate có thể đƣợc chuyển hoá tiếp tục thành ethanol ho c acid Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 10 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 34 Trường Đại học Cần Thơ acetic tu theo hệ enzyme của từng vi sinh vật. Còn glyceraldehyde-3-phosphate thì bị khử H2 để chuyển thành acid lactic giống nhƣ trƣờng hợp n m n ci ctic đồng hình. Sự lên men acid lactic dị hình đƣợc ứng dụng trong lên men thức ăn gi súc và muối chua rau quả.  Sơ đồ quá trình lên men acid lactic dị hình xảy r th o sơ đồ Hình 5. Hình 5. Sơ đồ quá trình lên men acid lactic dị hình (Kiều Hữu Ảnh, 1999) Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 11 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học
- Xem thêm -