Tài liệu Nghiên cứu bổ sung probiotic vào dịch ép từ trái điều

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM ---------- BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BỔ SUNG PROBIOTIC VÀO DỊCH ÉP TỪ TRÁI ĐIỀU Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THÙY GIANG NGUYỄN THU KIỀU Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS. ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO BIÊN HÒA, 12/2012 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian theo học tại Trường Đại Học Lạc Hồng, được sự chỉ dạy tận tình của Thầy Cô giáo trong trường, đặc biệt là các thầy cô giáo đang công tác giảng dạy tại Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm, đã truyền đạt và giúp chúng em hiểu biết về chuyên ngành Thực Phẩm nói riêng và Ngành Công Nghệ Hóa Thực Phẩm nói chung. Thời gian qua chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên Cứu Bổ Sung Probiotic Vào Dịch Ép Từ Trái Điều” tại khu liên hợp phòng thí nghiệm Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm Trường Đại Học Lạc Hồng. Sau 5 tháng nghiên cứu nhờ sự giúp đỡ của Thầy Cô và các Bạn đề tài của chúng tôi đã hoàn thành xong. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến: Các Thầy Cô giáo đang công tác tại Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm Trường Đai Học Lạc Hồng đã chỉ dạy cho chúng tôi những kiến thức về chuyên môn và kinh nghiệm quý báu về chuyên ngành Thực Phẩm trong suốt thời gian qua. Đặc biệt là Cô PGS.TS. Đống Thị Anh Đào đã hướng dẫn trực tiếp và chỉ bảo về chuyên môn giúp chúng tôi hoàn thành đề tài. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các Thầy, Cô là cán bộ phòng thí nghiệm đã tạo những điều kiện thuận lợi và sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè để chúng tôi có thể hoàn thành tốt đề tài. Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn hẹp và thời gian còn hạn chế nên chúng tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong Quý Thầy Cô và các Bạn đóng góp ý kiến để đề tài chúng tôi được tốt hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Nguyễn Thị Thùy Giang Nguyễn Thu Kiều MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các từ viết tắt Danh mục bảng Danh mục sơ đồ Danh mục hình Phần mở đầu ......................................................................................................... 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN .................................................................................... 3 1.1 Tổng quan về cây điều ............................................................................... 3 1.1.1 Giới thiệu chung về cây điều ............................................................. 3 1.1.2 Điều kiện sinh trưởng và đặc điểm của cây điều ............................... 3 1.2 Thành phần hóa học của trái điều ........................................................................4 1.3 Hiện trạng trái điều ở Việt Nam ...........................................................................5 1.4 Tổng quan về probiotic .............................................................................. 6 1.4.1 Lịch sử và định nghĩa về probiotic ................................................... 6 1.4.2 Giới thiệu nhóm vi khuẩn sử dụng làm probiotic ......................................7 1.4.3 Cơ chế tác động của vi khuẩn probiotic ......................................................8 1.4.4 Vai trò của probiotic .......................................................................... 9 1.5 Vi khuẩn Lactobaciius acidophilus ........................................................... 9 1.5.1 Hình dạng ........................................................................................ 10 1.5.2 Đặc điểm sinh lý ......................................................................................... 11 1.5.3 Đặc điểm sinh sản ...................................................................................... 11 1.5.4 Các ứng dụng của vi khuẩn L. acidophilus ............................................ 12 1.6 Tổng quan các nghiên cứu về trái điều và các sản phẩm liên quan ........ 13 1.6.1 Tổng quan các nghiên cứu về trái điều và probiotic ........................ 13 1.6.2 Một số sản phẩm từ trái điều ............................................................ 16 Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 18 2.1 Nguyên liệu ................................................................................................ 18 2.1.1 Trái điều ........................................................................................... 18 2.1.2 Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus ................................................ 18 2.1.3 Đường saccharose ............................................................................ 19 2.2 Các thiết bị, dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu .......................... 21 2.3 Quy trình dự kiến bổ sung probiotic vào dịch ép từ trái điều ..................... 22 2.3.1 Quy trình công nghệ ......................................................................... 22 2.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ .................................................... 23 2.4 Sơ đồ nghiên cứu ......................................................................................... 28 2.5 Các phương pháp phân tích ......................................................................... 29 2.6 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm ....................................................... 31 2.7 Các thí nghiệm khảo sát .......................................................................................... 31 2.7.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ........................................................................................................... 31 2.7.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ........................................................................................................... 32 2.7.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến hiệu suất tách tanin ........................................................................................................... 33 2.7.4 Khảo sát hàm lượng đường bổ sung vào sản phẩm nước giải khát .... 33 2.7.5 Khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng ........................................ 34 2.7.6 Khảo sát điều kiện lên men tạo sản phẩm probiotic ........................... 35 2.7.6.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường bổ sung ................ 35 2.7.6.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men ....................... 36 2.7.6.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men .......... 37 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 39 3.1 Kết quả khảo sát trên nguyên liệu ............................................................... 39 3.1.1 Đường chuẩn của polyphenol theo nồng độ acid gallic .................... 39 3.1.2 Đường chuẩn của acid tanic .............................................................. 40 3.1.3 Hiệu suất ép ...................................................................................... 41 3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ........... 41 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ......... 43 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến hiệu suất tách tanin ......... 44 3.5 Khảo sát hàm lượng đường bổ sung vào nước giải khát từ trái điều .......... 45 3.6 Khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng sản phẩm ....................................... 46 3.7 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm nước giải khát từ trái điều .................... 48 3.8 Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Lactobacillus acidophilus ....................... 48 3.8.1 Quan sát vi thể - đại thể .................................................................. 48 3.8.2 Tăng sinh giống trên môi trường MRS ........................................... 49 3.8.3 Xây dựng đường cong sinh trưởng của Lactobacillus acidophilus trong môi trường dịch ép điều .......................................................... 50 3.9 Khảo sát điều kiện lên men ......................................................................... 50 3.9.1 Khảo sát hàm lượng đường bổ sung ........................................................ 50 3.9.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men ........................... 52 3.9.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men ...................... 53 3.10 Kết quả khảo sát trong sản phẩm ................................................................. 54 3.10.1 Hàm lượng polyphenol trong sản phẩm .......................................... 54 3.10.2 Hàm lượng tanin trong sản phẩm .................................................... 54 3.10.3 Hiệu suất tách tanin ......................................................................... 55 3.11 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm probiotic điều .................................... 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DNA: Deoxyribonucleic acid FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ Chức Lương Thực Và Nông Nghiệp Liên Hiệp Quốc) IgA: Immunoglobulin A. ISO: International Organization for Standardization (Tổ Chức Tiêu Chuẩn Hóa Quốc Tế) L: Lactobacillus LAB: Lactic Acid Bacteria (vi khuẩn sản xuất acid lactic) MRS: Deman, Rogosa, Sharpe STT: Số thứ tự TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam WHO: World Health Organization (Tổ Chức Y Tế Thế Giới) DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng có trong 100g thịt quả điều tươi ......................... 5 Bảng 1.2: Các giống khác nhau của vi khuẩn lactic ..............................................................8 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cảm quan .............................................................................. 20 Bảng 2.2: Chỉ tiêu hóa lý đường tinh luyện ............................................................. 20 Bảng 2.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước giải khát ............................................ 31 Bảng 3.1: Kết quả khảo sát trên nguyên liệu ........................................................... 39 Bảng 3.2: Kết quả xác định hàm lượng tanin trong nguyên liệu và trong sản phẩm ................................................................................................................................... 40 Bảng 3.3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ................................................................................................................................... 41 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ................................................................................................................................... 43 Bảng 3.5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến hiệu suất tách tanin ................................................................................................................................... 44 Bảng 3.6: Kết quả khảo sát hàm lượng đường bổ sung vào nước giải khát từ trái điều Bảng 3.7: Kết quả khảo nhiệt độ và sát thời gian thanh trùng sản phẩm ................. 46 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hàm lượng vitamin C ở 900C ................................................................................................................................... 46 Bảng 3.9: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm nước giải khát từ trái điều ............. 48 Bảng 3.10: Kết quả phân tích ảnh hưởng của hàm lượng đường đến lượng acid lactic ................................................................................................................................... 50 Bảng 3.11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến lượng acid lactic ........................ 52 Bảng 3.12: Kết quả khảo sát nhiệt độ lên men đến lượng acid lactic ......................... 53 Bảng 3.13: Kết quả khảo sát hàm lượng tanin trong sản phẩm (g/100g sản phẩm) ................................................................................................................................... 55 Bảng 3.14: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm probiotic điều ............................... 55 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ gia nhiệt ................................... 32 Sơ đồ 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian gia nhiệt .................................. 32 Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian làm lạnh .................................. 33 Sơ đồ 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng đường bổ sung vào nước giải khát ........................................................................................................................... 34 Sơ đồ 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nhiệt độ và thời gian thanh trùng nước giải khát ........................................................................................................................... 34 Sơ đồ 2.6: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường ............................................ 36 Sơ đồ 2.7: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của pH ..................................................................... 37 Sơ đồ 2.8: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................ 38 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hình ảnh trái điều ....................................................................................................3 Hình 1.2: Hình ảnh về cây điều ở Việt Nam .........................................................................4 Hình 1.3: Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus .................................................................. 10 Hình 1.4: Chế biến giấm ăn từ trái điều ...................................................................... 16 Hình 1.5: Các sản phẩm từ trái điều trên thị trường Thái lan .................................... 16 Hình 1.6: Các sản phẩm từ trái điều trên thị trường Brazil.............................................. 17 Hình 2.1: Hình ảnh về trái điều ................................................................................ 18 Hình 2.2: Hình ảnh khuẩn lạc của vi khuẩn lactobacillus acidophilus ................... 18 Hình 2.3: Cấu tạo của đường Saccharose ................................................................ 19 Hình 2.4: Đường tinh luyện Biên Hòa ..................................................................... 21 Hình 2.5: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến “sản phẩm probiotic điều” và “nước giải khát từ trái điều” ..................................................................................................................... 22 Hình 2.6: Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................................... 28 Hình 3.1: Đồ thị tương quan tuyến tính giữa OD và nồng độ acid galic ................. 39 Hình 3.2: Đồ thị tương quan tuyến tính giữa OD và nồng độ acid tanic ................. 40 Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ........................ 42 Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến hiệu suất tách tanin ....................... 43 Hình 3.5: Ảnh hưởng của thời gian làm lạnh đến hiệu suất tách tanin ....................... 44 Hình 3.6: Mức độ ưa thích hàm lượng đường của sản phẩm nước giải khát .............. 45 Hình 3.7: Khảo sát thời gian thanh trùng ở nhiệt độ 900C ......................................... 47 Hình 3.8: Hình dạng khuẩn lạc Lactobacillus acidophilus ......................................... 49 Hình 3.9: Hình nhuộm Gram vi khuẩn Lactobacillus acidophilus .............................. 49 Hình 3.10: Đường cong sinh trưởng của L. acidophilus trong môi trường dịch ép điều ................................................................................................................................... 50 Hình 3.11: Biểu đồ tương quan giữa hàm lượng đường và hàm lượng acid lactic, độ Brix và số lượng vi khuẩn lactic .......................................................................................... 51 Hình 3.12: Biểu đồ tương quan giữa hàm lượng acid lactic, độ Brix và số lượng vi khuẩn lactic với pH ................................................................................................................ 52 Hình 3.12: Biểu đồ tương quan giữa hàm lượng acid lactic, độ Brix và số lượng vi khuẩn lactic với nhiệt độ ....................................................................................................... 53 1 LỜI MỞ ĐẦU Từ xưa vấn đề sức khỏe của con người được xem là mục tiêu hàng đầu trên Thế giới và Việt Nam cũng không ngoại lệ. Bên cạnh việc thực phẩm phải đảm bảo tốt cho sức khỏe còn có thể giúp cải thiện một phần những khiếm khuyết về chức năng của hệ tiêu hóa ở người ví dụ ở một số người không hấp thụ được các sản phẩm có nguồn gốc từ sữa, xuất phát từ mục đích đó nhiều nhà khoa học đã bắt tay vào nghiên cứu tạo ra những sản phẩm có khả năng giúp khắc phục những khiếm khuyết đó bằng việc tạo ra những sản phẩm mang tính sinh học và được gọi chung là probiotic.  Tính cấp thiết của đề tài Điều có tên khoa học là Anacardium Occidentale L. Ở Việt Nam điều được trồng nhiều ở nhất là ở các tỉnh Đồng Nai, Bình Phước, … Việc khai thác và thu hoạch điều hiện nay chỉ dừng lại ở phần hạt còn thịt quả bị thải bỏ gây ô nhiễm môi trường và lãng phí.  Mục tiêu của đề tài Nhằm khắc phục ô nhiễm môi trường, tận dùng nguồn nguyên liệu rẻ tiền và tăng thêm thu nhập cho người trồng điều, giúp đa dạng hóa sản phẩm nước uống, tạo ra một loại thức uống tốt cho sức khỏe bằng việc bổ sung vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa. Vì vậy chúng tôi thực hiện nghiên cứu sản phẩm probiotic với đề tài “nghiên cứu bổ sung probiotic vào dịch ép từ trái điều”.  Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc Các nghiên cứu trong nước: - Nghiên cứu của Lê Hà Vân Thư (2008) bước đầu nghiên cứu tạo sản phẩm đồ uống lên men lactic từ cơ chất gạo lức. - Huỳnh Ngọc Minh Trang (2011) “Thử nghiệm tạo thức uống giàu probitic từ sơ ri”. Các nghiên cứu nước ngoài: - Ana Lúcia Fernandes Pereira và cộng sự đã tiến hành tối ưu điều kiện sinh trưởng của L. casei trong dịch ép từ trái điều. 2 - Kyung Young Yoon và cộng sự đã sử dụng dịch ép từ củ khoai tây để làm cơ chất lên men lactic từ 4 loài vi khuẩn lactic là L. acidophilus LA9, L. plantarum C3, L. casei A4 và L. delbrueckii D7.  Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: trái điều, vi khuẩn lactobacillus acidophilus. Phạm vi nghiên cứu: Trái điều lấy ở Xuân Lộc (Đồng Nai), vi khuẩn lactobacillus acidophilus do trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh cung cấp.  Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp hóa lý: - Phương pháp xác định hàm ẩm [TCVN 5613 – 91]. - Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng [TCVN 4594 – 88]. - Phương pháp xác định pH. - Phương pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan. - Phương pháp xác định hàm lượng tanin [ISO 9648:1988]. - Phương pháp xác định hàm lượng vitamin C [TCVN 4715 – 89]. - Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol [Folin – Ciocalteau]. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm: - Phương pháp đánh giá chất lượng thực phẩm [TCVN 3215 – 79]. - Phép thử thị hiếu. Phương pháp xử lý số liệu: - Xử lý số liệu bằng phần mềm excel. - Phần mềm StatGraphics 3.0, phân tích ANOVA.  Bố cục đề tài Chương 1: Tổng quan. Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu. Chương 3: Kết quả và thảo luận. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây điều 1.1.1 Giới thiệu chung về cây điều Điều hay còn gọi là đào lộn hột (tên khoa học: Anacardium Occidentale L). Loài (species): A. occidentale Chi (genus): Anacardium Họ (familia): Anacardiaceae Bộ (ordo): Sapindales Hình 1.1: Hình ảnh trái điều Điều là một loại cây công nghiệp dài ngày. Cây có nguồn gốc từ Đông Bắc Brazil, ở đây trái điều được gọi bằng tiếng Bồ Đào Nha là Caju, cây điều được gọi là Cajueiro. Ngày nay nó được trồng khắp các khu vực khí hậu nhiệt đới. Có nguồn gốc ở Brazil nhưng các nước trồng nhiều nhất lại là Ấn Độ, Việt Nam, Tanzanai, Mozambic. Cây điều được trồng nhiều ở miền Nam nhưng lại không có ở miền Bắc. Phổ biến trồng ở các tỉnh: Bình Dương – Bình Phước (82.000ha), Đồng Nai (35.000ha), Bà Rịa – Vũng Tàu (20.000ha), Tây Ninh (10.000ha), Bình Thuận, ... 1.1.2 Điều kiện sinh trƣởng và đặc điểm của cây điều 1.1.2.1 Điều kiện sinh trƣởng Điều phát triển ở vùng nóng ẩm và nửa khô hạn. Cây không chịu được giá rét, dưới 7 – 80C cây ngừng sinh trưởng. Do đó, cây điều ở nước ta chỉ phát triển tốt ở miền Nam, Tây Nguyên, miền Trung, Duyên Hải Trung Bộ, trong đó diện tích ở Đông Nam Bộ chiếm 70% diện tích toàn quốc. Cây điều trồng được trên ba nhóm đất chính là: đất đỏ vàng (76%), đất xám (20%) và đất cát biển (4%). Từ sau năm 1999 Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn đã cho phép trồng khu vực hoá 10 giống điều như: PN1, LG1, MH4/5, MH5/4, … Được nhân giống bằng phương pháp ghép, cho năng suất khoảng 2 – 3 tấn/ha ở nhiều tỉnh Đông Nam Bộ. 4 1.1.2.2 Đặc điểm của cây điều Điều là một loại cây nhiệt đới, xanh quanh năm, cao 6 – 14m thân ngắn cành dài, lá đơn nguyên hình trứng tròn đều, hoa nhỏ mọc thành chùy. Quả thật là một loại quả khô hình quả thận, nặng 5 – 9g, dài 2 – 3cm, vỏ cứng có màu xám, mặt hõm vào. Cuống quả phình to bằng quả trứng màu vàng, đỏ gọi là quả giả. Người ta thường có cảm tưởng phần cuống quả phình ra là quả, quả thật đính vào là hạt, do đó mà có tên đào lộn hột (tức đào có hột nằm ngoài quả). Hình 1.2: Hình ảnh về cây điều ở Việt Nam 1.2 Thành phần hóa học của trái điều Gồm có quả thật và quả giả. Quả thật gồm có vỏ và nhân, quả giả là do phần cuống phình to tạo thành. Quả thật chiếm 10% trọng lượng cả quả. Vỏ là lớp vỏ bao quanh nhân, vỏ chiếm 69%, nhân chiếm 26% trọng lượng quả thật. Thành phần chủ yếu của vỏ là cardol và anacardic. Trong 100g nhân hạt có 45g lipit, 26g gluxit, 21g protein, 2,5% muối khoáng và nhiều vitamin A1, B1, B2, B6, PP, E. Quả giả (cuống phình to) chiếm 90% trọng lượng cả quả. Trong quả giả có 85 – 90% nước, 7 – 13% gluxit, 0,7 – 0,9% protit, 0,2% chất khoáng và 0,1% lipit, vitamin C với hàm lượng cao (261,5mg trong 100g phần ăn được), nhiều gấp 5 – 6 lần so với quả cam, 8 lần so với quả quýt, chứa nhiều vitamin B1, B2 và một lượng nhỏ các muối vô cơ: canxi, photpho, sắt, ... 5 Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng có trong 100g thịt quả điều tươi [13] Thành phần Đơn vị Hàm lƣợng Hàm ẩm % 84,4 – 88,7 Protein g 0,101 – 0,162 Chất béo g 0,05 – 0,5 Carbohydrate g 9,08 – 9,75 Tổng xơ g 0,4 – 1,0 Tro g 0,19 – 0,34 Canxi mg 0,9 – 5,4 Phosphorus mg 6,1 – 21,4 Sắt mg 0,19 – 0,71 Thiamine mg 0,023 – 0,03 Riboflavin mg 0,13 – 0,4 Niacin mg 0,13 – 0,539 Vitamin C mg 147 – 372 1.3 Hiện trạng trái điều ở Việt Nam Trái điều là phần thường không sử dụng được, sẽ bị vứt bỏ sau khi đã thu hoạch hạt, tạo ra mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên ở một số nơi trái điều được sử dụng như một món ăn dân dã. Nông dân ở các tỉnh như Bình Phước, Đồng Nai, … đã sản xuất được cồn khô từ phế phẩm của trái điều. Nhưng chỉ áp dụng ở quy mô sản xuất nhỏ, lẻ. Các nhà khoa học thuộc Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã nghiên cứu, lựa chọn được quy trình kỹ thuật bảo quản kéo dài tuổi thọ của quả điều tươi sau khi thu hoạch, hạn chế thấp thiệt hại cho bà con nông dân. Quả điều tươi sau khi thu hoạch dễ bị hư hỏng và thối rữa nhanh trong vòng một ngày đầu do các loại nấm men và nấm mốc, nên phải được bảo quản kịp thời. Theo các 6 nhà khoa học, quả điều tươi sau khi thu hái, rửa cẩn thận bằng nước sạch, tránh dập nát, trầy xước, loại bỏ quả sâu, thối, quá xanh hoặc quá chín sẽ được bảo quản bằng cách ngâm trong dung dịch muối ăn NaCl 9% . Bằng phương pháp này, quả điều tươi được bảo quản 4 – 5 ngày, với chất lượng sau bảo quản tương đương với nguyên liệu ban đầu. Thời gian bảo quản này đủ an toàn để kịp vận chuyển quả điều đến cơ sở chế biến và chuẩn bị cho các khâu chế biến tiếp theo. Hoặc chuyển đến kho bảo quản lạnh đông. 1.4 Tổng quan về probiotic 1.4.1 Lịch sử và định nghĩa về probiotic 1.4.1.1 Lịch sử về probiotic Từ probiotic có nguồn gốc từ Hi Lạp có nghĩa là “cho cuộc sống”. Tuy nhiên định nghĩa về probiotic đã phát triển nhiều theo thời gian. Và hiện nay theo định nghĩa của FAO/WHO: “Probiotic là những vi thể sống mà với số lượng được kiểm soát hợp lý sẽ giúp bồi bổ sức khỏe cho người tiếp nhận” [6]. Probiotic được dùng để chỉ những vi sinh vật có lợi cho người và động vật do Dr.Eli Metchinikoff, một nhà khoa học người Nga đạt giải Nobel năm 1908, đưa ra khi ông nghiên cứu về vai trò của những vi khuẩn có lợi trong đường ruột. Cũng vào thời điểm đó, Henry Tissier, một bác sĩ khoa nhi người Pháp, đã quan sát trong phân những đứa trẻ bị tiêu chảy có một số lượng ít vi khuẩn lạ, hình Y, là những vi khuẩn “Bifidobacteria” ngược lại chiếm số lượng lớn trong những đứa trẻ khỏe mạnh. Và ông cho rằng những con vi khuẩn này có khả năng chống lại bệnh tiêu chảy giúp khôi phục hệ thống vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh. Lily và Stillwell (1965) lần đầu tiên đã mô tả probiotic như hỗn hợp được tạo thành bởi một động vật nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của một đối tượng khác. Sau đó parker (1974) đã áp dụng khái niệm này đối với thức ăn gia súc có ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột của nó. Năm 1992, Fuller định nghĩa probiotic là chế phẩm ảnh hưởng có lợi cho vật chủ theo hướng cải thiện cần bằng đường ruột và loại trừ các yếu tố bất lợi đến sự tiêu hóa hấp thu các chất dinh dưỡng truyền thống [8]. 7 1.4.1.2 Định nghĩa về probiotic Định nghĩa probiotic hiện tại đơn giản hơn: probiotic là những vi sinh vật sống, chủ yếu là vi khuẩn lactic và L. acidophilus có lợi cho sức khỏe được ăn vào qua đường miệng cùng với các chất dinh dưỡng truyền thống khác trong thức ăn. Như vậy probiotic được định nghĩa: “Probiotic là một hay hỗn hợp nhiều vi khuẩn mà khi cung cấp cho người hay động vật thì mang lại những hiệu quả có lợi cho vật chủ bằng cách tăng cường các đặc tính của vi sinh vật trong hệ tiêu hóa”. Một định nghĩa mới đây nhưng chưa phải là cuối cùng “Probiotic là vi sinh vật sống mang lại hiệu quả về sức khỏe cho vật chủ” (Guarner và Schaafsma, 1998). Tuy nhiên tất cả những định nghĩa này đều có chung những điểm cơ bản sau: - Probiotic là những vi sinh vật sống. - Khi các probiotic được cung cấp với liều lượng thích hợp thì mang lại những hiệu quả mong muốn. 1.4.2 Giới thiệu nhóm vi khuẩn sử dụng làm probiotic [14], [15] Dòng vi khuẩn phổ biến là vi khuẩn sinh acid lactic (LAB). LAB đóng vai trò rất quan trọng đối với sức khỏe, được sử dụng nhiều trong công nghiệp. LAB là những vi khuẩn Gram dương, thường không di động, không sinh bào tử, các phản ứng catalase âm, oxydase âm, nitratreductase âm. Những vi khuẩn này có khả năng sinh tổng hợp chất cần cho sự sống rất yếu. Không có khả năng tổng hợp nhân heme của các porphyrine, bình thường chúng không có cytochrome. Vì vậy, chúng được xếp vào nhóm vi khuẩn kỵ khí tùy nghi (vi hiếu khí). LAB có nhu cầu dinh dưỡng phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ và sự tích lũy các sản phẩm chuyển hóa cuối. Chúng đòi hỏi các vitamin như: thiamin, biotin, acid pantotemic, acid nicotic và các acid amin. Do đó, trong môi trường nuôi cấy LAB thường bổ sung thêm nước chiết giá, nước chiết cà chua, cao nấm men, cao thịt, … Nhóm vi khuẩn này rất đa dạng gồm nhiều giống khác nhau. Tế bào của chúng có dạng hình cầu như: Streptococcus, Lactococcus, Entercoccus, Leuconostoc, Pediococcus, hoặc hình que như Lactobacillus. 8 Bảng 1.2: Các giống khác nhau của vi khuẩn lactic [8] Giống Tế bào Kiểu lên men DNA GC% Hình dạng Sắp xếp Streptococcus Cầu Chuỗi Lactic đồng hình 34 – 46 Leuconostoc Cầu Chuỗi Lactic dị hình 36 – 43 Pediococcus Cầu Tứ cầu Lactic đồng hình 34 – 42 Lactobacillus Que Chuỗi Lactic đồng hình và dị hình 32 – 53 1.4.3 Cơ chế tác động của vi khuẩn probiotic Các cơ chế tác động của vi khuẩn probiotic lên cơ thể con người như: tạo cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột bằng khả năng ức chế, cạnh tranh với các vi khuẩn có hại trong ruột, làm thay đổi hệ vi sinh vật nội tại theo hướng có lợi. Khả năng này được các nhà khoa học giải thích dựa trên khả năng cạnh tranh vị trí bám dính trên niêm mạc, tranh giành thức ăn và việc tạo ra môi trường acid, các chất kháng khuẩn, ức chế các vi sinh vật khác. Chúng còn tăng cường khả năng dung nạp sữa do tạo men lactase. Ngoài những cơ chế trên, nhiều nghiên cứu đã và đang khám phá ra những hoạt động tiềm năng có lợi cho sức khỏe của nhóm vi sinh vật này như: làm tăng cường khả năng miễn dịch do ức chế sự bám dính của vi khuẩn gây bệnh, sản xuất kháng thể tại chỗ do kích thích làm tăng số tế bào sản xuất IgA. Những vi khuẩn này có thể sản sinh ra các hợp chất chống khuẩn, biến đổi các độc tố hoặc hấp thụ độc tố, chống sự hình thành ung thư do khả năng cạnh tranh với các vi khuẩn tạo acid amin trong ruột và hạn chế sự hình thành những sản phẩm đồng hóa gây ung thư. Đồng thời, chúng cũng làm giảm cholesterol trong máu, cải thiện hệ vi sinh vật hoạt động đường ruột, tăng cường hệ thống miễn dịch, loại 9 bỏ bệnh táo bón, tiêu chảy, tăng và cân bằng estrogen, phòng chống bệnh loãng xương tránh những bệnh viêm nhiễm. 1.4.4 Vai trò của probiotic Tăng “thành bảo vệ” miễn dịch, một số có khả năng kích thích cả miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệu, cùng với việc sinh ra IgA ở màng nhầy. - Kìm hãm sự phát triển của các vi khuẩn, virus, nấm có hại. - Có khả năng xâm chiếm đường ruột, bám vào màng nhầy ruột. - Có khả năng chịu được acid dạ dày, chịu được muối mật. - Sinh ra các chất chống vi sinh vật gây bệnh như Samonella, Escherichia coli, Clostridium, … Phòng và chữa một số bệnh đường tiêu hóa: tiêu chảy, táo bón, ung loét dạ - dày, … - Giảm triệu chứng dị ứng, triệu chứng không dung nạp được lactose. - Ngăn chặn ung thư đường ruột, ung thư ruột kết. Theo các nhà nghiên cứu, các vi khuẩn probiotic khống chế sự tăng cholesterol bằng các cơ chế chủ yếu sau: Các vi khuẩn này phát triển trong hệ thống đường ruột, chúng hấp thụ một - lượng cholesterol có mặt trong đó. Một phần cholesterol kết gắn vào tế bào của vi khuẩn. - Tăng chuyển hóa cholesterol thành chất khác và giảm sự hấp thu của chất này vào cơ thể. - Giảm sự hấp thu cholesterol của ruột và tăng sự bài tiết của phân. - Giới hạn sự biến đổi cholesterol thành acid mật cho gan dự trữ. 1.5 Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus L. acidophilus lần đầu tiên được phân lập bởi Moro (1990) từ phân của trẻ sơ sinh đã qua phẫu thuật. Ông đã mô tả được các đặc điểm trao đổi chất, phân loại cũng như chức năng của vi khuẩn này. Năm 1906 Metchnikoff xuất bản cuốn “The problongation of life optimistic studies”. Ông chứng minh rằng vi khuẩn lactic trong yaourt bulgarian như là nhân tố 10 chống lại sự thối rữa ruột và sự lão hóa. Tuy nhiên sau đó người ta phát hiện ra rằng chủng vi khuẩn này không thể sống sót khi qua dạ dày và ruột. Do đó người ta nhanh chóng thay thế chủng vi khuẩn này bằng chủng L. acidophilus như là một probiotic trong ruột. Họ thấy rằng có rất nhiều vi khuẩn L. actobacillus lên men đồng hình và dị hình sống trong ruột, miệng và âm đạo nhưng chiếm ưu thế nhất trong số đó là 6 loài L. actobacillus lên men đồng hình tạo thành nhóm gọi là phức hợp L. acidophilus . 1.5.1 Hình dạng L. acidophilus thuộc họ vi khuẩn lactic. Chúng có dạng trực khuẩn dài và chịu nhiệt. Tế bào hình que, đầu tròn, kích thước 0,6 – 0,9 1,5 – , đứng riêng lẻ, xếp thành đôi hay thành chuỗi ngắn, không di động, không sinh bào tử, tế bào non bắt màu Gram dương khi nhuộm, tế bào già trở thành Gram âm. Vi khuẩn hiếu khí, nhiệt độ thích hợp là 370C, không phát triển ở 20 – 220C và 43 – 480C. Hình 1.3: Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus Trên môi trường nước ép hay nước chiết nấm men khuẩn lạc có dạng tròn, nhỏ ở giữa dày và đục hơn ở mép ngoài. Trong môi trường thạch sâu khuẩn lạc nhỏ có hình dạng không ổn định. Trên môi trường thạch nghiêng thì khuẩn lạc khô, phát triển kém và giới hạn theo vết cấy. L. acidophilus là một dạng probiotic được sử dụng thường xuyên nhất. Là vi khuẩn có lợi cư trú trong ruột, âm đạo, trong phân người và động vật. Chúng có khả năng sinh Bacteriocin là chất ức chế các vi khuẩn gây bệnh đường ruột.