Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhân chitin

- Phương pháp sinh học VI KHUẨN LACTIC Lịch sử nghiên cứu về vi khuẩn lactic Đặc điểm của vi khuẩn lactic .
- Hình thái, sinh lí, sinh hóa của vi khuẩn lactic [39].
- Phân loại vi khuẩn lactic .
- Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tạo sinh khối của vi khuẩn lactic Nhu cầu dinh dưỡng Điều kiện nuôi cấy Quá trình lên men lactic của vi khuẩn lactic .
- Tài liệu Tiếng Anh PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 1LỜI CAM ĐOAN Tôi là Ngô Thị Bích Ngọc xin cam đoan nội dung trong quyển luận văn này với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhận chitin ”là công trình nghiên cứu và sáng tạo do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.
- Xuất phát từ những yêu cầu và mục đích trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài " Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhận chitin".
- ¾ Nghiên cứu kết hợp sử dụng chế phẩm protease và vi khuẩn lactic nhằm tăng khả năng khử khoáng và khử protein vỏ tôm.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 9.
- Để loại bỏ protein người ta sử dụng vi khuẩn sinh protease hay chế phẩm protease để loại protein, vi khuẩn lactic hay Bacillus [56, 54] để loại khoáng.
- Sử dụng vi khuẩn sinh protease hay chế phẩm protease để loại bỏ protein ra khỏi phần vỏ của phế liệu tôm Theo nghiên cứu của Jo, chủng Serratia marcescans FS-3 có thể khử tới 84% protein sau 7 ngày lên men.
- Tuy vậy, một số các tác giả đã tìm cách dùng phương pháp sinh học hoàn toàn để lên men đồng thời vi khuẩn sinh protease và vi khuẩn tạo axit lactic để loại protein và khoáng đồng thời và đã cho hiệu quả khá cao Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP .
- Năm 1873, lần đầu tiên J.Lister phân lập thành công vi khuẩn lactic đầu tiên Bacterium lactics (hiện nay gọi là Streptococcus lactic).
- Năm 1998, Axelsson đã xem xét lại vi khuẩn lactic.
- Người ta cũng tìm thấy vi khuẩn lactic trong đất, trên bề mặt thực vật (chủ yếu là rau quả và các loại hạt) chúng sống từ các chất sinh trưởng tiết ra từ mô cây, trên da, trong tuyến nước bọt, ở niêm mạc và hệ tiêu hóa (nhất là ở đoạn ruột chuối) của người và một số gia súc, gia cầm.
- Đây là một đặc tính quý báu của vi khuẩn lactic hiện đang được đẩy mạnh, khai thác và đã ứng dụng có hiệu quả [37].
- 1.5.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic 1.5.2.1.
- Các vi khuẩn lactic được xếp chung vào họ Lactobacteriacae.
- Chúng đều là các vi khuẩn gram.
- Phân loại vi khuẩn lactic Nhóm vi khuẩn lactic rất đa dạng bao gồm nhiều giống khác nhau.
- Tùy thuộc vào hình dạng tế bào mà người ta chia vi khuẩn lactic thành dạng hình cầu và hình que.
- Dựa vào sản phẩm sinh ra trong quá trình lên men, người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm: nhóm vi khuẩn lên men lactic điển hình (đồng hình) và nhóm vi khuẩn lên men lactic không điển hình (dị hình.
- Vi khuẩn lên men lactic đồng hình sản sinh 85- 90% axit lactic.
- Vi khuẩn lên men lactic dị hình sản sinh 50% lactic, 25% etylic, 25% axit axetic, CO2 và một số chất khác [23].
- Do tạo nhiều axit lactic trong quá trình lên men nên chỉ có nhóm vi khuẩn lên men lactic đồng hình là có ý nghĩa về mặt công nghiệp.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP .
- Nhu cầu dinh dưỡng cacbon Vi khuẩn lactic có thể sử dụng được rất nhiều loại hydratcacbon, từ các hexoza ( glucoza, fructoza, manoza, galactoza), các đường đôi (saccaroza, lactoza, maltoza) cho đến các polysaccarit (tinh bột, dextrin).
- Nguồn năng lượng quan trọng nhất cho vi khuẩn lactic là monosaccarit và disaccarit.
- Các loại vi khuẩn khác nhau đòi hỏi nguồn cacbon khác nhau.
- Nhu cầu dinh dưỡng Nitơ Phần lớn vi khuẩn lactic không thể tự sinh tổng hợp được các hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ.
- Chỉ có một số ít loài vi khuẩn lactic có khả năng sinh tổng hợp các chất nitơ hữu cơ từ nguồn nitơ vô vơ.
- Nhưng nếu trong môi trường chứa quá nhiều các axitamin và protein thì nó sẽ ức chế quá trình trao đổi chất của vi khuẩn lactic, do các hợp chất này tạo thành hệ keo bám Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 29lên bề mặt tế bào, làm giảm bề mặt trao đổi chất của tế bào với môi trường dinh dưỡng [37.
- Tuy nhiên, đa số các loài vi khuẩn lactic không có khả năng sinh tổng hợp vitamin.
- Nhu cầu vitamin của vi khuẩn lactic cũng có thể thay đổi, nó phụ thuộc vào môi trường và điều kiện nuôi cấy.
- Nên hiện nay người ta sử dụng các muối xitrat, dẫn xuất của axit oleic, làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quản các chủng vi khuẩn lactic.
- Nên người ta thường sử dụng axit axetic dưới dạng các muối axetat đế làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.
- Nhu cầu các muối vô cơ khác Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic rất cần các muối vô cơ.
- Mangan không chỉ có tác dụng kích thích sự sinh trưởng của tế bào mà còn kích thích khả năng sinh tổng hợp bacteriocin của vi khuẩn lactic [43].
- Mangan tham gia vào việc Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 30ổn định riboxom và kéo dài pha tĩnh của vi khuẩn lactic.
- Magie kích thích vi khuẩn lactic lên men các loại đường.
- 1.5.2.3.2 Điều kiện nuôi cấy ● Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn.
- Nhiệt độ nuôi cấy quá cao hay quá thấp đều có thể gây ức chế các enzym, làm đình trệ các phản ứng trao đổi chất và do đó ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn.
- Khoảng nhiệt độ phát triển của vi khuẩn lactic khá rộng.
- Đặc biệt vi khuẩn lactic là vi khuẩn yếm khí tùy tiện.
- Nhưng trong quá trình nuôi cấy với mục đích thu hồi sinh khối, vi khuẩn lactic vẫn cần hô hấp để sinh trưởng và phát triển.
- Ảnh hưởng của pH Sống trong môi trường lỏng, vi khuẩn chịu tác động của ion H+ và OH- trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự trao đổi chất và phát triển của vi khuẩn.
- Nếu pH không thích hợp, vi khuẩn lactic có thể bị ức chế, phát triển kém hay bị tiêu diệt.
- Chính vì vậy, trong quá trình lên men lactic khi axit lactic tích lũy đủ lớn thì ức chế luôn cả hoạt động của vi khuẩn lactic (pH< 3.8).
- Các vi khuẩn lactic khác nhau sẽ thích hợp với khoảng pH khác nhau.
- Màng tế bào của vi khuẩn Gram.
- Vi khuẩn lactic có thể bị ức chế nếu nồng độ muối > 5% .Tuy nhiên, một số loài có khả năng chịu được nồng độ muối cao hơn.
- Có thể tăng khả năng chịu áp suất thẩm thấu của vi khuẩn lactic nếu bổ sung ion K+, gluxit hoặc axit amin.
- 1.5.3 Quá trình lên men lactic của vi khuẩn lactic Để thực hiện việc trao đổi chất và năng lượng, vi khuẩn lactic buộc phải tiến hành quá trình lên men lactic.
- Tùy từng loại, từng nhóm vi khuẩn lactic khác nhau mà quá trình lên men lactic xảy ra theo phương thức lên men đồng hình hay lên men dị hình hoặc kết hợp cả hai phương thức trên.
- Lên men lactic dị hình Các vi khuẩn lactic dị hình thiếu các enzym chủ yếu của con đường EMP, đó là aldolaza và trioxophotphatizomeraza.
- Sử dụng 6 chủng vi khuẩn lactic Lactobacillus plantarum NCDN4, BNC1, LTM1, MT1,G3 và BC51 được cung cấp bởi Phòng vi sinh- Viện Công nghiệp Thực phẩm.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 372.2.2 Môi trường MRS + CaCO3 dùng để định tính khả năng sinh axit của vi khuẩn lactic.
- 2.2.3 Môi trường thạch + sữa gầy dùng để định tính xác định hoạt tính protease của vi khuẩn lactic.
- Thạch agar 15g - Sữa gầy 10g - Nước cất 1lít - pH =7 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp xác định định tính khả năng sinh axit của vi khuẩn lactic Cấy chấm điểm vi khuẩn lactic lên môi trường MRS có bổ sung CaCO3.
- Tỷ lệ đường kính vòng tròn phân giải và đường kính khuẩn lạc thể hiện khả năng sinh axit mạnh hay yếu của vi khuẩn [2].
- 2.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng axit lactic Hút dịch nuôi cấy chủng vi khuẩn lactic tại các thời điểm khác nhau, pha loãng với nước cất.
- Vi khuẩn lactic nuôi cấy trên môi trường MRS lỏng ở 300C trong 24 giờ sau đó ly tâm thu lấy dịch trong.
- 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu động học sinh trưởng và khả năng tích tụ axit lactic Chủng vi khuẩn lactic được nuôi cấy tĩnh trong môi trường MRS lỏng ở 300C.
- 2.3.5 Phương pháp quan sát hình thái tế bào * Phương pháp: Nhuộm Gram * Tiến hành Nuôi vi khuẩn lactic cần nghiên cứu trong môi trường MRS lỏng 24 giờ.
- Vi khuẩn gram.
- sẽ bắt màu tím, vi khuẩn gram.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 39.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 40.
- 2.3.10 Phương pháp lên men bằng vi khuẩn lactic ♣ Lên men khảo sát sự ảnh hưởng của nguồn cacbon PLT được lên men bởi hai chủng L.
- Tính kết quả: Số lượng tế bào vi khuẩn trong 1ml dịch nuôi cấy được tính theo công thức: X = Trong đó.
- X : Số khuẩn lạc có trong 1ml huyền phù ban đầu - C1, C2: Số khuẩn lạc đếm được trên 2 hộp petri ở độ pha loãng đã chọn - d : Độ pha loãng  Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 44CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic 3.1.1 Đặc điểm hình thái Để kiểm tra 6 chủng Lactobacillus plantarum đã nêu trên chúng tôi tiến hành quan sát hình dáng tế bào bằng cách nhuộm Gram và soi bằng kính hiển vi điện tử độ phóng đại 1000 lần và đã thu được kết quả trên hình 1.1.
- 3.1.2 Khả năng sinh axit lactic Với mục đích tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic có khả năng tích tụ axit cao, 6 chủng vi khuẩn lactic được tiến hành nuôi cấy chấm điểm trên môi trường thạch MRS+ CaCO3 ở 300C trong 48 giờ.
- 3.1.3 Đặc điểm hoạt tính phân giải protein (hoạt tính protease) Hình 3.3- Hoạt tính protease của 6 chủng 6 chủng vi khuẩn lactic tuyển chọn được nuôi cấy trên môi trường MRS lỏng ở 300C trong 24 giờ sau đó ly tâm thu lấy dịch trong.
- 3.2 Nghiên cứu động học sinh trưởng của hai chủng NCDN4 và BNC1 Để theo dõi xác định quá trình sinh trưởng của hai chủng vi khuẩn lactic, chúng tôi tiến hành nuôi cấy ở 300C như đã nêu ở phần vật liệu và phương pháp nghiên cứu.
- Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 49khuẩn, pha log là thời điểm vi khuẩn sinh trưởng tốt nhất.
- Ở nồng độ rỉ đường lớn hơn 20% (w/w) thì quá trình khử khoáng không tăng đáng kể do lúc này lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho vi khuẩn lactic hoạt động để sinh axit lactic đã ở mức bão hòa.
- Điều này có thể giải thích là do khi tăng lượng vi khuẩn lactic thì axit lactic được tạo ra càng nhiều làm giảm thành phần canxiphotphat và canxi cacbonat trong phế liệu tôm.
- Tuy nhiên, quá trình này chậm dần khi tăng tỷ lệ vi khuẩn lactic.
- Ở tỷ lệ giống 20% (v/w), sau 7 ngày lên men hàm lượng các chất kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn lactic được tích lũy càng nhiều.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 54Những thành phần này đã làm giảm khả năng tạo axit của vi khuẩn lactic.
- Hơn nữa, ở nồng độ vi khuẩn quá cao sẽ xảy ra sự cạnh tranh chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi khuẩn lactic.
- Chính vì vậy, tỷ lệ vi khuẩn lactic so với phế liệu tôm là 15% (v/w) được chọn để tiếp tục các thí nghiệm tiếp theo.
- 3.4.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ NaCl tới hiệu suất khử khoáng Vi khuẩn lactic có khả năng phát triển tốt trong môi trường có muối NaCl.
- Điều này có thể giải thích là do khi bổ sung vào môi trường lên men lượng NaCl 2% (w/w) đã ức chế các vi khuẩn gây thối rữa giúp thuận lợi cho vi khuẩn lactic sinh trưởng và phát triển để sinh axit tạo điều kiện cho quá trình khử khoáng.
- Khi tăng lượng NaCl lên thì không những ức chế vi khuẩn thối rữa mà còn ức chế sự phát triển của vi khuẩn lactic khiến cho hiệu suất khử khoáng giảm dần.
- Hiệu suất khử khoáng.
- Ban đầu Chỉ lên men Phương thức Phương thức Từ kết quả bảng 3.5 nhận thấy quá trình lên men PLT nhờ vi khuẩn lactic L.
- Quá trình lên men lactic được thực hiện với các thông số đã tối ưu cho điều kiện thanh trùng với hy vọng là quá trình xử lí bằng neutrase trước đó và pH thấp của môi trường lên men hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic nhiễm tạp. Sau 7 ngày lên men, ta đem xác định hàm lượng protein theo phương pháp Buire, và hàm lượng khoáng bằng phương pháp đốt tro.
- Điều này có thể giải thích là do sự phát triển của vi khuẩn lactic bị hạn chế bởi sự phát triển của các vi sinh vật tự nhiên có sẵn.
- 3.8 Đề xuất quy trình thu chitin từ PLT Từ những kết quả nghiên cứu trên, chúng tôi đã đề xuất quy trình sản xuất chitin ứng dụng vi khuẩn Lactobacillus plantarum NDCN4 như sau.
- Trong quá trình lên men vi khuẩn lactic sẽ sử dụng đường để sinh trưởng và phát triển, bổ sung muối có tác dụng ức chế các vi khuẩn gây thối.
- Vi khuẩn lactic phát triển tạo ra axit lactic, axit lactic này sẽ phân hủy canxi còn lại trong phế liệu tôm.
- Đã xác định được các điều kiện phù hợp của quá trình lên men phế liệu tôm bằng vi khuẩn Lactobacillus plantarum NCDN4.
- Xây dựng được quy trình khử khoáng và khử protein bằng cách sử dụng kết hợp vi khuẩn Lactobacillus plantarum NCDN4 và chế phẩm enzym Neutrase.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6413.
- Thắng, V.H., "Vai trò của nhóm vi khuẩn lactic trong quá trình chế biến nem chua".
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6526.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6636.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6747.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6856.
- Ngô Thị Bích Ngọc - 2009 Luận văn thạc sĩ khoa học Viện CNSH&CNTP 6966

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt