Luận văn Vi bao probiotics trong sữa chua bằng kỹ thuật sấy phun (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Vi bao probiotics trong sữa chua bằng kỹ thuật sấy phun (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VI BAO PROBIOTICS TRONG SỮA CHUA BẰNG KỸ THUẬT SẤY PHUN GVHD: ThS. LÊ HOÀNG DU SVTH: PHẠM ĐÌNH HÀ MSSV: 11116024 S K L 0 0 3 9 1 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2015-11116024 VI BAO PROBIOTICS TRONG SỮA CHUA BẰNG KỸ THUẬT SẤY PHUN GVHD: ThS LÊ HOÀNG DU SVTH: PHẠM ĐÌNH HÀ MSSV: 11116024 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015
3. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phạm Đình Hà MSSV: 11116024 Nghành: Công nghệ thực phẩm Lớp: 11116024 1.Tên khóa luận: VI BAO PROBIOTICS TRONG SỮA CHUA BẰNG KỸ THUẬT SẤY PHUN. 2.Nhiệm vụ khóa luận: Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưỡng đến việc vi bao Probiotic trong sữa chua như: khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun, nồng độ chất bao đến mật độ và tỷ lệ sống của vi sinh vật. Tạo ra bột vi bao ở các điều kiện tối ưu sau đó khảo sát trong môi trường giá lập dạ dày, muối mật. 3.Ngày giao nhiệm vụ khóa luận:02/2015 4.Ngày hoàn thành khóa luận:15/07/2015 5.Người hướng dẫn:ThS Lê Hoàng Du Phần hướng dẫn:Toàn bộ khóa luận Nội dung và yêu cầu của khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi Trưởng Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm. Tp.HCM, Ngày .Tháng .Năm 2015 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH i SVTH:Phạm Đình Hà
4. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du ii SVTH:Phạm Đình Hà
5. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du iii SVTH:Phạm Đình Hà
6. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du iv SVTH:Phạm Đình Hà
7. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du v SVTH:Phạm Đình Hà
8. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du vi SVTH:Phạm Đình Hà
9. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du vii SVTH:Phạm Đình Hà
10. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du viii SVTH:Phạm Đình Hà
11. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du ix SVTH:Phạm Đình Hà
12. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn đầu tiên thì em xin gửi đến trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM và Khoa Công Nghệ Hóa Học Và Thực Phẩm đã tạo ra một chuyên đề nghiên cứu trong học kỳ cuối của khóa học để em có thể hiểu biết rõ hơn về quy cách nghiên cứu đề tài của các nhà khoa học hay các kỹ sư chuyên môn. Lời Cảm ơn thứ hai em xin chân thành gửi đến Thầy Lê Hoàng Du, người thầy đã hướng dẫn và động viên em trong suốt thời gian em tiến hành đồ án, thực sự em cảm ơn thầy rất nhiều vì lúc đầu em dường như chưa biết hướng đi thế nào thì thầy đã gợi ý hướng dẫn và trao dồi cho em những kiến thức vô cùng bổ ích, thầy luôn kiểm soát và chỉ dẫn những lúc em làm sai hướng trong quá trình nghiên cứu của em. Lời cảm ơn thứ ba xin được gửi đến cha mẹ, anh chị trong gia đình, cha mẹ và anh chị là nơi cung cấp cho con cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình làm đồ án của con, nhiều lúc con gặp khó khăn về tinh thần và nản chí thì cha mẹ và anh chị đã động viên cho con để con biết đứng dậy. Thực sự con cảm ơn cha mẹ và em cảm ơn anh chị rất nhiều. Và lời cảm ơn cuối cùng xin được gửi đến bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã cho chúng em mượn phòng thí nghiệm vi sinh và các phòng thí nghiệm khác và các dụng cụ thí nghiệm để chúng em tiến hành và hoàn thành đồ án của mình. Cám ơn các bạn trong lớp công nghệ thực phẩm khóa 11, khóa 12, 13 và các bạn lớp công nghệ môi trường khóa 11 đã có những lần giúp đỡ trong quá trình làm đồ án của tôi. Cuối cùng một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người rất nhiều. Thành phố Hồ Chí Minh Ngày 2/7/2015 Phạm Đình Hà x SVTH:Phạm Đình Hà
13. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định. Ngày tháng năm 2015 Ký tên xi SVTH:Phạm Đình Hà
14. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành vi bao Lactobacillus Casei (L.Casei ) trong sữa chua bằng kỹ thuật sấy phun với hai chất bao gelatin và isolate soy protein với các khảo sát sau: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất vi bao và tỷ lệ sống sót của vi sinh vật. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất bao đến hiệu suất vi bao và tỷ lệ sống sót của vi sinh vật. Khảo sát khả năng bảo vệ vi sinh vật của chất bao ở các điều kiện: môi trường giá lập dạ dày và môi trường muối mật. Thực nghiệm cho thấy trong các nhiệt độ khảo sát (1000C; 1100C; 1200C; 1300C; 1400C) thì 1100C và 1200C là 2 nhiêt độ cho tỷ lệ sống của L.Casei cao ứng với hai chất bao gelatin và isolate soy protein, tỷ lệ sống của hai chất bao gelatin và isolate soy protein tương ứng lần lượt là: 70.00(%); 51.11 (%). Trong nghiên cứu này chúng tôi cũng tiến hành khảo sát của nồng độ chất bao ( 0.5%;1%;1.5%;2%;2.5% ) và kết quả thực nghiệm cho thấy ở nồng độ chất bao: 1.5% cho kết quả vi bao tốt nhất tương ứng với chất bao gelatin: tỷ lệ sống so với ban đầu: 87.78 (%); isolate soy protein tỷ lệ sống : 75.56 (%). Ngoài ra chúng tôi cũng tiến hành thêm khảo sát trong môi trường giá lập dạ dày và giá lập muối mật thì thấy việc vi bao với hai chất bao giúp bảo vệ vi sinh vật rất nhiều dường như sau thời gian 120 phút tỷ lệ sống của vi sinh vật probiotics ở hai chất bao nằm trong khoảng 35%-50% so với ban đầu, còn đối với tế bào tự do không được vi bao thì < 2%. xii SVTH:Phạm Đình Hà
15. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN x LỜI CAM ĐOAN xi TÓM TẮT ĐỒ ÁN xii MỤC LỤC xiii DANH SÁCH BẢNG BIỂU xvi DANH SÁCH HÌNH ẢNH xvii LỜI MỞ ĐẦU xix CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1. KHÁI NIỆM,VAI TRÒ VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA PROBIOTIC. 1 1.1.1. Định nghĩa Probiotic. 1 1.1.2. Lợi ích của probiotics 1 1.1.3. Cơ chế tác dụng của probiotics 2 1.1.3.1. Cạnh tranh vị trí bám dính và chất dinh dưỡng với vi sinh vật gây bệnh 2 1.1.3.2. Sản xuất các hợp chất kháng khuẩn 2 1.1.3.3. Cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột 2 1.2. LACTOBACILLUS CASEI VARIETY RHAMNOSUS 3 1.2.1. Khái quát về chủng L. Casei. 3 1.2.2. Vai trò của Lactobacillus Casei đối với hệ tiêu hóa. 4 1.3. KỸ THUẬT VI BAO 5 1.3.1. Định nghĩa Vi Bao. 5 1.3.2. Vi bao probiotics. 6 1.3.3. Đặc Điểm của vi Bao-vi gói. 7 1.3.4. Nguyên liệu cho kỹ thuật vi bao. 9 1.3.4.1. Gelatin. 9 1.3.4.2. Isolate soy protein. 10 1.3.4.3. Các hợp chất vi bao khác. 13 1.3.5. Các phương pháp vi bao phổ biến hiện nay. 13 1.3.6. Phương pháp Vi bao bằng kỹ Thuật sấy Phun . 13 xiii SVTH:Phạm Đình Hà
16. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du 1.3.7. Tình hình nghiên cứu trong nước. 16 1.3.8. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. 17 1.4. SỮA CHUA VÀ BỘT SỮA CHUA. 17 1.4.1. Thành phần dinh dưỡng, các đặc điểm của sữa chua. 17 1.4.1.1. Tính chất vật lý của sữa chua. 18 1.4.1.2. Giá trị dinh dưỡng của sữa chua. 19 1.4.2. Quy trình sản xuất sữa chua. 21 1.4.3. Quy Trình Sản Xuất Bột Sữa Chua. 22 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 24 2.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN. 24 2.2. VẬT LIỆU 24 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu. 24 2.2.2. Phụ gia và hóa chất. 24 2.2.3. Thiết bị: 25 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26 2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu. 26 2.3.2. Bố trí thí nghiệm. 27 2.3.2.1. Khảo sát nồng độ vi bao. 27 2.3.2.2. Khảo sát nhiệt độ sấy phun. 27 2.3.2.3. Khảo sát các đặc tính của bột sữa chua trong giá lập dạ dày và muối mật 27 2.4. Các phương pháp thực hiện. 27 2.4.1. Phương pháp xác định tổng số vi sinh vật. 27 2.4.2. Phương pháp pha chế môi trường MRS 28 2.4.3. Phương xác định khả năng kháng môi trường giá lập acid dạ dày (SGJ). 29 2.4.4. Phương pháp xác định khả năng kháng môi trường muối mật (SIJ). 29 2.4.5. Phương pháp xác định phân bố kích thức hạt. 29 2.4.6. Phương pháp xác định cấu trúc bề mặt. 29 2.4.7. Phương pháp xử lý thống kê. 29 2.4.8. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến bột vi bao 30 2.4.9. Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất bao đến bột vi bao. 31 xiv SVTH:Phạm Đình Hà
17. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du 3.1. Vi bao bằng gelatin. 32 3.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ và tỷ lệ sống của vi sinh vật. 32 3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất bao đến mật độ và tỷ lệ sống của vi sinh vật. 34 3.1.3. Khả năng tồn tại của vi sinh vật trong môi trường giá lập dạ dày (SGJ). 36 3.1.4. Khảo sát bột vi bao Gelatin trong môi trường giá lập muối mật (SIJ). 39 3.2. Vi bao bằng chất bao isolate soy protein. 42 3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ và tỷ lệ sống của vi sinh vật. 42 3.2.2. Ảnh hưởng nồng độ chất bao đến mật độ và tỷ lệ sống của vi sinh vật 45 3.2.3. Khả năng tồn tại của vi sinh vật trong môi trường giá lập dạ dày (SGJ). 47 3.2.4. Khả năng tồn tại của vi sinh vật trong môi trường giá lập muối mật (SIJ). 50 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53 4.1. Kết luận 53 4.2. Đề Nghị. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 55 xv SVTH:Phạm Đình Hà
18. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 :Thành Phần Isolate Protein 11 Bảng 1.2 :Thành phần dinh dưỡng của sữa chua trong (100g) 19 Bảng 1.3: Một số loại Vitamin có mặt trong sữa chua (trong 100g) 20 Bảng 2.1:thành phần môi trường MRS 25 Bảng3.1 : Mật Độ và tỷ lệ sống sót của bột vi bao Gelatin sau khi sấy phun. 32 Bảng 3.2 : Mật độ và tỷ lệ sống sót của bột vi bao Gelatin tại các nồng độ chất bao. 34 Bảng3.3 : Mật độ và tỷ lệ sống của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong dịch dạ dày (SGJ). 37 Bảng 3.4 : Mật độ và tỷ lệ sống của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong môi trường chứa muối mật (SIJ). 40 Bảng 3.5: Mật độ và tỷ lệ sống của của bột vi bao bằng Isolate soy protein tại các ngưỡng nhiệt độ khác nhau. 42 Bảng 3.6 : Mật độ và tỷ lệ sống của L.Casei tại các nồng chất bao Isolate soy protein khác nhau. 45 Bảng 3.7: Mật độ và tỷ lệ sống của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong dịch dạ dày (SGJ). 47 Bảng 3.8: Mật độ và tỷ lệ sống của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong môi trường muối mật. 50 xvi SVTH:Phạm Đình Hà
19. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.2:Tỷ lệ thành phần các acid amin cơ bản của Gelatin 10 Hình1.3: Máy sấy Phun 14 Hình 1.4: Sơ Đồ quy trình Sấy Phun. 14 Hình1.4: một sản phẩm sữa chua trên thị trường 18 Hình 1.5: Quy trình sản xuất sữa chua Yaourt 21 Hình 1.6: Quy trình sản xuất bột sữa chua 22 Hình 2.1: Quy trình khảo sát nhiệt độ sấy phun 30 Hình:3.1.a-Mật độ L.Casei sau khi sấy phun 32 3.1.b-Tỷ lệ sống của L.Casei so với ban đầu 32 Hình:3.2.a-Mật độ L.Casei tại các nồng độ chất bao. 34 3.2.b-Tỷ lệ sống của L.Casei tại các nồng độ chất bao so với ban đầu. 34 Hình 3.3: Phân bố kích thước hạt vi bao gelatin 35 Hình: 3.4.a-Mật độ vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong dịch dạ dày. 37 3.4.b-Tỷ lệ sống sót của vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong dịch dạ dày. 37 Hình 3.5: cấu trúc bề mặt hạt vi bao Gelatin (Sem) 39 Hình:3.6.a-Mật độ vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong môi trường muối mật. 40 3.6.b-Tỷ lệ sống của vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao gelatin trong môi trường muối mật. 40 Hình:3.7.a-Mật độ L.Casei được vi bao bằng chất bao Isolate soy protein tại các nhiệt độ sấy phun. 43 3.7.b-Tỷ lệ sống L.Casei. trong bột vi bao Isolate soy protein tại các nhiệt độ sấy phun so với ban đầu. 43 Hình:3.8.a-Mật độ L.Casei tại các nồng độ chất bao Isolate soy protein. 45 3.8.b-Tỷ lệ sống L.Casei tại các nồng độ chất bao Isolate soy protein so với ban đầu. 45 Hình 3.9: Phân bố kích thước hạt Isolate soy protein (μm) 46 Hình: 3.10.a-Mật độ vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong dịch dạ dày. 48 xvii SVTH:Phạm Đình Hà
20. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du 3.10.b-Tỷ lệ sống của vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong dịch dạ dày. 48 Hình 3.11: bề mặt hạt bao Isolate soy protein 49 Hình:3.12.a-Mật độ vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong môi trường muối mật. 50 3.12.b-Tỷ lệ sống của vi sinh vật của tế bào tự do và bột vi bao Isolate soy protein trong môi trường muối mật. 50 Hình 3.13: kích thước và cấu trúc bề mặt hạt bao Isolate soy protein 52 xviii SVTH:Phạm Đình Hà
21. Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD:ThS Lê Hoàng Du LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề. Probiotics là những vi sinh vật sống khi được đưa trực tiếp vào cơ thể với một lượng đầy đủ sẽ có lợi về mặt sức khỏe cho người sử dụng. Chúng đã được chứng minh mang lại nhiều lợi ích sức khỏe cho người sử dụng như giúp cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, kháng khuẩn, cải thiện quá trình chuyển hóa lactose, giảm cholesterol trong huyết thanh, kích thích hệ thống miễn dịch, đặc tính chống ung thư, chống tiêu chảy, cải thiện bệnh viêm ruột Tuy nhiên số lượng tế bào probiotics tự do giảm đáng kể khi tiếp xúc với môi trường dạ dày - ruột của con người, với số lượng nhỏ hơn 106 CFU/g chúng không mang lại lợi ích sức khỏe cho người sử dụng. Từ lâu con người đã biết dùng những phương pháp khác nhau để vi bao vi sinh vật probiotics nhằm mục đích tạo ra một lớp màng bao quang tế bào vi sinh vật để giúp chúng hạn chế chịu sự ảnh hưởng của các điều kiện như nhiệt độ, acid, muối mật Một số phương pháp được sử dụng như: sấy phun, nhũ tương, nhũ hóa, ép đùn, vi gel Trong đó nổi trội nhất đó là phương pháp sấy phun, với phương pháp này có thể tạo ra được sản phẩm có kích thước hạt vi bao nhỏ và đồng đều đồng thời sản xuất được số lượng lớn ở quy mô công nghiệp, vì những hạt vi bao có kích thước nhỏ nên khi được bỏ vào sữa chua không làm thay đổi cấu trúc cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm. Một số chất bao giúp tạo màng được sử dụng như: gelatin, isolate soy protein, Alginate Những chất bao này được sử dụng phổ biến vì nó rẻ, dễ tìm và một đặc tính quan trọng là không độc hại và có thể giúp bảo vệ tế bào vi sinh vật trong những điều kiện cực đoan. Vì những lý do đó, chúng tôi tiến hành vi bao vi sinh vật Lactobacillus Casei bằng hai chất bao gelatin và isolate soy protein bởi kỹ thuật sấy phun. 2. Mục tiêu đề tài. Mục tiêu đề mà chúng tôi thực hiện là nhằm để xác định hiệu quả của việc vi bao bởi chất bao gelatin và isolate soy protein bằng kỹ thuật sấy phun đồng thời tìm ra nhiệt độ sấy phun và nồng độ sấy phun tối ưu nhằm tăng hiệu suất vi bao và tăng tỷ lệ sống của vi sinh vật trong những môi trường giá lập dạ dày và muối mật. 3. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu đề tài. Đối tượng nghiên cứu: đối tượng vi sinh vật lactobacillus Casei Variety rhamnosus, phương pháp nghiên cứu là phương pháp sấy phun. xix SVTH:Phạm Đình Hà