BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THỬ NGHIỆM TẠO THỨC UỐNG PROBIOTIC TỪ
NƯỚC CAM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG
Sinh viên thực hiện : BÙI NHỰT TRƯỜNG
MSSV: 107111193 Lớp: 07DSH4
TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2011
1
Ngày nay, ngành công nghiệp đồ uống đang có những bước phát triển lớn với
nhiều dạng sản phẩm đa dạng hơn cho ra thị trường, nhằm đáp ứng nhu cầu của con
người. Thị hiếu hiện nay đặt ra là sản phẩm thức uống không những giúp thỏa mãn
nhu cầu giải khát đơn thuần, mà còn đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng, giá trị của thực
phẩm chức năng như nâng cao sức đề kháng, chống oxi hóa, hỗ trợ tiêu hóa …
Sự lên men của vi khuẩn lactic trong thực phẩm góp phần làm tăng giá trị dinh
dưỡng của thực phẩm, hầu hết các dạng sản phẩm này đều không chứa cồn, có vị
chua ngọt nhẹ giàu dinh dưỡng và năng lượng. Một trong những thành tựu lớn nhất
của công nghệ sinh học hiện nay có thể kể đến probiotic là chế phẩm chứa những “vi
sinh vật thân thiện” có lợi cho sức khỏe của con người được sử dụng như một dạng
thực phẩm từ rất lâu ví dụ như sữa chua men sống, Amazake truyền thống của người
Nhật, Kunumzaki, hoặc sử dụng dưới dạng thương phẩm cốm vi sinh, viên nén …
Những “ vi sinh vật thân thiện này” sau khi thâm nhập vào cơ thể người, chúng cư
ngụ trong hệ tiêu hóa và một số niêm mạc, chúng có vai trò làm hạn chế sự xâm nhập
của các vi khuẩn có hại vào ruột, cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột đồng thời nâng
cao khả năng chuyển hóa dinh dưỡng và đào thải bã tốt hơn, điều này giúp nâng cao
khả năng đề kháng của cơ thể trước sự tấn công của những vi sinh vật cơ hội gây các
bệnh tiêu chảy, nhiễm trùng tiết niệu, viêm ruột hay hội chứng ruột kích thích…
Ngoài ra chế phẩm probiotic an toàn và tự nhiên phần lớn không có hại gì cho sức
khỏe [17].
Các sản phẩm có chứa probiotic đã được sử dụng tại rất nhiều nước trên toàn thế
giới như Mỹ, Nhật, Châu Âu… Probiotic được bổ sung vào rất nhiều sản phẩm như
thực phẩm thông thường: sữa chua để ăn, sữa chua lỏng để uống, nước trái cây…đến
các thực phẩm bổ sung dành cho người bệnh và dưới dạng thuốc không cần kê toa
như viên nén, hay dạng bột…
Đã có nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học về sản phẩm thức uống Probiotic
lên men từ cà chua, nước ép bắp cải, gạo lức, malt, chanh dây … gặt hái được những
thành công bước đầu, góp phần làm đa dạng hóa các dạng thực phẩm lên men cho
con người [8,9,10,11,12].
Cam là loại cây ăn quả được trồng phổ biến ở nước ta, cam cho quả quanh năm
và được sử dụng làm thức uống từ rất lâu. Nghiên cứu cho thấy nước cam có nhiều
2
chất dinh dưỡng hơn các loại nước hoa quả khác như táo, dứa, nho và mận … Nước
cam chứa nhiều vitamin C, nhóm B6, kali, folate, thiamin… giúp cơ thể điều hòa thân
nhiệt, nâng cao đề kháng, tái sản xuất tế bào, chống oxi - hóa… Trên thị trường hiện
nay cũng có nhiều mặt hàng sản phẩm đồ uống được chế biến từ cam đã và đang
khẳng định vị thế trên thị trường. Tuy nhiên dạng sản phẩm nước cam bổ sung
probiotic vẫn còn khá xa lạ trên thị trường hiện nay [18].
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế, việc tạo ra một dạng thức uống probiotic từ
nước cam hứa hẹn sẽ mang lại một dạng thức uống có lợi cho sức khỏe, đáp ứng thị
hiếu tiêu dùng và góp phần làm đa dạng hóa các sản phẩm probiotic thức uống.
1.1 Nội dung đề tài
Chúng tôi tiến hành khảo sát nhằm tìm ra những điều kiện lên men tốt nhất cho
Lactobacillus acidophilus trong môi trường nước ép cam có bổ sung đường và nước,
tiến hành tối ưu hóa thực nghiệm tạo sản phẩm thức uống probiotic có giá trị dinh
dưỡng và cảm quan thích hợp. Bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất thức uống
probiotic từ nước ép cam.
1.2 Giới hạn đề tài
Đề tài chỉ thử nghiệm trong điều kiện quy mô nhỏ ở phòng thí nghiệm chưa thử
nghiệm ở quy mô lớn.
Do điều kiện trang thiết bị và thời gian thực hiện đề tài quá ngắn nên chưa thể
tiến hành khảo sát, lập đường cong sinh trưởng của L.acidophilus trong môi trường
trung gian nước cam ép pha loãng có bổ sung đường sucrose và cao nấm men.
3
2.1 Giới thiệu chung về Probiotic
Probitotic trong tiếng Hy Lạp cổ có nghĩa là “vì sức sống”. Kể từ lúc được phát
hiện ra vào đầu thế kỷ 20 bởi nhà bác học đoạt giải nobel người Nga Elie
Matchnikoff đến nay probiotic đã được coi như một loại “thần dược” tự nhiên. Khái
niệm về probiotic phát triển theo nhiều thời gian. Lily và Stillwell (1965) đã trước
tiên mô tả probiotic như một dạng hỗn hợp được tạo thành bởi một động vật nguyên
sinh có tác động thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác. Sau đó, Parker (1974) đã
áp dụng khái niệm này cho mảng chăn nuôi gia súc là “sự ảnh hưởng tốt đối với cơ
thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột của nó”. Khái
niệm “probiotic” được ứng dụng để mô tả “cơ quan và chất” mà góp phần vào cân
bằng hệ vi sinh vật ruột.
Định nghĩa chung này sau đó được làm chính xác hơn bởi Fuller (1989), ông
định nghĩa probiotic như “một chất bổ trợ thức ăn chứa vi sinh vật sống có lợi đến vật
chủ bằng việc cải thiện cân bằng hệ vi sinh vật ruột của nó”. Khái niệm này sau đó
được phát triển xa hơn nhờ Havenaar va Huis Int Veld (1992) “ probiotic là một hoặc
nhiều sự kết hợp các vi sinh vật sống, ảnh hưởng có lợi đến vật chủ bằng việc hoàn
thiện hệ vi sinh vật đường ruột”.
Vi khuẩn Bifidobacterium và vi khuẩn Lactobacillus có trong hệ vi sinh đường
ruột tiêu biểu cho probiotic. Hai loại vi khuẩn này từ lâu đã được Nhật bản và châu
Âu sử dụng trong kỹ nghệ sản xuất sữa chua lên men. Tại Hoa Kỳ, trên 60% Yogurt
có chứa Bifidobacterium và Lactobacillus. Trong kỹ nghệ Yogurt, các probiotic
thường được thấy sử dụng: Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve,
Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Lactobacillus acidophilus và
Lactobacillus casei.
Qua các nghiên cứu về probiotic thì Bifidobacteria và Lactobacilli là 2 chi được
sử dụng rộng rãi nhất nhờ khả năng lên men sinh acid mạnh trên nhiều loại cơ chất
khác nhau. Bên cạnh đó nấm men S.cerevisia , một vài vi khuẩn E.coli và Bacillus
spp cũng là những dạng được sử dụng.
Điều đáng quan tâm nữa là muốn đạt hiệu quả khi sử dụng các chế phẩm
probiotic thì lượng vi sinh vật có lợi này phải tồn tại được trong hệ tiêu hóa ở một số
lượng nhất định. Trở ngại thường gặp phải là acid của dịch vị tiêu hóa có thể hủy diệt
4
tới 90% probiotic đã được ăn vào do đó cần tiêu thụ một số lượng thật lớn probiotic
để bù đắp số probiotic mất mát. Tiêu chí để đánh giá một chế phẩm probiotic được sử
dụng hiệu quả cho cơ thể gồm:
Có khả năng sống sót qua đường tiêu hóa nghĩa là chịu được acid và
dịch tiêu hóa dạ dày.
Có khả năng kết dính trên bề mặt biểu mô ruột và tồn tại lâu dài trong
đường tiêu hóa người.
Có hoạt tính đối kháng chống lại các vi sinh vật gây bệnh như
Escherichia coli, Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Helicobacter
pylori
Kích thích miễn dịch nhưng không gây viêm.
Kháng đột biến và kháng ung thư (Mattila et al, 2002).
2.2 Cơ chế hoạt động của probiotic
2.2.1 Bám kết trên biểu mô ruột
Trước hết muốn đến được biểu mô ruột chúng phải vượt qua được dạ dày, tức là
phải có khả năng chịu được pH thấp và các men tiêu hóa, sau đó là gắn vào các vị trí
của biểu mô, vi khuẩn probiotic sẽ tạo thành một lớp “đệm” vi khuẩn nằm trên các
biểu mô ruột, cạnh tranh thức ăn và vị trí dính bám đối với những vi sinh vật.
2.2.2 Sinh các chất kháng vi sinh vật
Khả năng tổng hợp các chất kháng vi sinh vật như bacterioxin, acid lactic,
H2O2… Quan trọng hơn cả là khả năng sinh bacteriocin của probiotic, bacteriocin là
nhóm peptide hoặc protein được tổng hợp nhờ Ribosome và có hoạt tính
kháng vi sinh vật rất cao (Cotter et al., 2005).
Các loài vi sinh vật có hoạt tính Probiotic được trình bày ở bảng 2.1
