Sự thay đổi số lượng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men tự nhiên hạt ca cao và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic thích hợp cho quá trình lên men ca cao

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 2/2013<br /> <br /> KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU ÑAØO TAÏO SAU ÑAÏI HOÏC<br /> <br /> SỰ THAY ĐỔI SỐ LƯỢNG VI KHUẨN LACTIC TRONG QUÁ TRÌNH<br /> LÊN MEN TỰ NHIÊN HẠT CA CAO VÀ TUYỂN CHỌN CHỦNG<br /> VI KHUẨN LACTIC THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH LÊN MEN CA CAO<br /> CHANGES IN THE NUMBER OF LACTIC BACTERIA IN NATURAL FERMENTATION<br /> OF COCOA AND SELECTION OF LACTIC BACTERIAL STRAIN SUITABLE<br /> FOR COCOA FERMENTATION<br /> Võ Thị Mỹ Lộc1, Mai Thị Tuyết Nga2, Nguyễn Minh Trí<br /> Ngày nhận bài: 13/11/2012; Ngày phản biện thông qua: 11/3/2013; Ngày duyệt đăng: 15/5/2013<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu theo dõi sự thay đổi số lượng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men tự nhiên các hạt ca cao và chất<br /> lượng ca cao thành phẩm của 12 mẫu ca cao lên men. Kết quả cho thấy mẫu có chất lượng tốt nhất sau lên men (xác định<br /> bằng phương pháp cắt hạt) cũng là mẫu có số lượng vi khuẩn lactic cao nhất. Điều này cho thấy vai trò của vi khuẩn lactic<br /> trong lên men tác động đến chất lượng sản phẩm ca cao sau lên men. Ở mẫu đạt chất lượng cao nhất, vi khuẩn lactic có<br /> mặt sau 48 h lên men và tồn tại trong suốt quá trình này, nhóm vi khuẩn lactic chiếm chủ yếu thuộc loài Lactobacillus<br /> fermentum.<br /> Từ khóa: vi khuẩn lactic, ca cao, lên men tự nhiên<br /> <br /> ABSTRACT<br /> Changes in the number of lactic bacteria during natural box fermentation of cocoa were studied. The results showed<br /> that among the 12 observed samples, the one with the best quality, determined by cut test, had the highest number of<br /> lactic bacteria. This indicated the role of lactic bacteria during cocoa fermentation to the fermented product quality. In<br /> the best sample, lactic acid bacteria presented after 48 h of fermentation and the predominating strain was Lactobacillus<br /> fermentum.<br /> Key words: lactic bacteria, cocoa, natural fermentation<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Lên men ca cao là công đoạn đầu tiên trong chế<br /> biến chocolate. Ở giai đoạn này, màu sắc, hương vị<br /> và những hợp chất tiền sinh hương phát triển [8].<br /> Quá trình lên men hạt ca cao tự nhiên chịu tác động<br /> rất lớn của vi sinh vật nói chung trong đó có vi khuẩn<br /> lactic. Vi khuẩn lactic chuyển hóa glucose, fructose<br /> và citrate thành acid lactic, thúc đẩy những biến đổi<br /> sinh hóa góp phần tăng hương vị chocolate [8]. Số<br /> lượng vi khuẩn lactic cao, cùng với sự có mặt của<br /> các nhóm vi sinh khác sẽ góp phần nâng cao chất<br /> lượng ca cao sau lên men.<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> Do đó việc nghiên cứu sự thay đổi số lượng<br /> vi khuẩn lactic trong quá trình lên men hạt ca cao<br /> tự nhiên và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic cho<br /> quá trình lên men hạt ca cao là việc làm cần thiết.<br /> Kết quả của nghiên cứu này sẽ làm tiền đề cho<br /> các nghiên cứu sau về vai trò của vi khuẩn lactic<br /> đến chất lượng hạt ca cao sau lên men, đồng thời<br /> nó cũng là bước khởi đầu phục vụ cho quá trình<br /> nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này từ đó góp<br /> phần ổn định và nâng cao chất lượng ca cao sau<br /> lên men.<br /> <br /> Võ Thị Mỹ Lộc: Lớp Cao học Công nghệ Sau thu hoạch 2010 - Trường Đại học Nha Trang<br /> TS. Mai Thị Tuyết Nga, 3 TS. Nguyễn Minh Trí: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang<br /> <br /> 118 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 2/2013<br /> <br /> II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 1. Vật liệu nghiên cứu<br /> Quả ca cao được lên men là giống TD2 - quả có màu vàng sậm hoặc đỏ được thu mua ở tỉnh Đăk-Lăk.<br /> Quả được lên men sau khi thu hoạch không quá 7 ngày.<br /> 2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát:<br /> Hạt ca cao<br /> Lấy mẫu định kỳ<br /> mỗi 24 giờ<br /> <br /> Lên men<br /> <br /> Đếm và phân lập<br /> vi khuẩn lactic<br /> <br /> Làm khô tự nhiên<br /> <br /> Giữ chủng<br /> <br /> Đánh giá chất lượng<br /> Hình 1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát<br /> <br /> Ca cao lên men được lấy mẫu phân tích vi sinh sau mỗi ngày lên men (24 h) cho đến khi kết thúc quá trình<br /> lên men. Tiến hành giữ chủng vi khuẩn lactic từ các mẻ lên men ca cao có chất lượng tốt.<br /> 2.2. Lên men ca cao<br /> Đập quả, tách hạt, lên men tự nhiên trong thùng xốp, mỗi mẻ 3,5kg hạt tươi, thời gian lên men 6 ngày, đảo<br /> trộn được thực hiện 2 lần trong quá trình lên men sau 48 h và 96 h lên men.<br /> 2.3. Đánh giá chất lượng hạt ca cao<br /> Kiểm tra chất lượng hạt sau lên men theo phương pháp cắt hạt. Việc kiểm tra chất lượng hạt liên quan<br /> đến quá trình lên men có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra phân loại như sau: màu nâu hoàn toàn (lên<br /> men hoàn toàn), màu nâu một phần, màu tím một phần (lên men một phần), tím (dưới mức lên men), chai xám<br /> (không lên men), bị hư hỏng, bị mốc, hoặc nảy mầm [5].<br /> 2.4. Tiến hành đếm và phân lập vi khuẩn lactic từ ca cao lên men<br /> Chọn ngẫu nhiên 25 g hạt ca cao đang ủ lên men, pha loãng trong 225 ml dung dịch muối sinh lý vô trùng,<br /> cấy bề mặt trên đĩa thạch MRS [3], nuôi cấy ở nhiệt độ thường từ 3 - 5 ngày. Chọn ngẫu nhiên 10 khuẩn lạc<br /> trên môi trường MRS, định danh sơ bộ xác định tỷ lệ vi khuẩn lactic B%. Mật độ M của vi khuẩn lactic (CFU / g)<br /> được tính theo công thức sau [1].<br /> M (CFU / g) = (Ai x Di / V) x B<br /> Trong đó:<br /> Ai : là số khuẩn lạc trung bình / đĩa ở độ pha loãng Di<br /> Di : là độ pha loãng cấy kiểm tra<br /> V : là thể tích mẫu cấy vào mỗi đĩa (ml).<br /> 2.5. Định danh sơ bộ vi khuẩn lactic:<br /> Vi khuẩn phát triển trên môi trường MRS đặc trưng hình thành khuẩn lạc, Gram dương, catalase âm tính.<br /> 2.6. Định danh chủng vi khuẩn bằng phương pháp giải trình tự gen<br /> Sử dụng phương pháp giải trình tự gen 16S rRNA và tra cứu trên BLAST SEARCH.<br /> 2.7 Xử lý số liệu và vẽ đồ thị<br /> Xử lý số liệu và vẽ đồ thị bằng phần mềm Microsoft Excel 2007. Kết quả giữa các mẫu được so sánh bằng<br /> phân tích ANOVA, phép kiểm định Ducan. Các giá trị trung bình mang chữ cái khác nhau thì khác nhau có ý<br /> nghĩa thống kê (p < 0,05).<br /> III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN<br /> 1. Chất lượng hạt ca cao sau lên men<br /> Kết quả kiểm tra chất lượng của 12 mẫu lên men đánh giá bằng phương pháp cắt hạt. Chất lượng ca cao<br /> liên quan đến tỷ lệ các hạt lên men hoàn toàn, tỷ lệ các hạt lên men một phần, tỷ lệ các hạt dưới lên men.<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 119<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> 1.1. Tỷ lệ hạt lên men hoàn toàn:<br /> Kết quả về tỷ lệ các hạt ca cao lên men hoàn<br /> toàn được trình bày trong hình 2.<br /> <br /> Số 2/2013<br /> tỷ lệ các hạt lên men hoàn toàn chiếm 93,33%, trong<br /> khi ở mẫu 4 chỉ đạt 55%.<br /> 1.2. Tỷ lệ hạt lên men một phần, dưới mức lên men:<br /> Bên cạnh tỷ lệ % hạt lên men hoàn toàn / tổng<br /> số hạt kiểm tra (100 g), còn có một số chỉ tiêu khác<br /> như: tỷ lệ hạt ca cao lên men một phần, tỷ lệ hạt ca<br /> cao dưới mức lên men và tỷ lệ các hạt không lên<br /> men. Kết quả các tỷ lệ này được trình bày ở hình 3,<br /> hình 4 (theo thứ tự).<br /> <br /> Hình 2. Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hạt lên men hoàn toàn<br /> của 12 mẫu ca cao lên men<br /> <br /> Sau lên men chất lượng hạt ca cao cao hay<br /> thấp phụ thuộc vào tỷ lệ hạt lên men hoàn toàn /<br /> tổng số hạt kiểm tra (100 g), tỷ lệ này càng cao đồng<br /> nghĩa với chất lượng hạt ca cao sau lên men càng<br /> cao, do vậy có thể nói tỷ lệ này quyết định đến việc<br /> xếp loại chất lượng hạt ca cao sau lên men. Tỷ lệ<br /> hạt lên men hoàn toàn giữa các mẫu lên men khác<br /> nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). Ở các mẫu<br /> nghiên cứu từ mẫu 1 đến mẫu 7, chất lượng hạt ca<br /> cao còn thấp, Từ mẫu 8 đến mẫu 12, chất lượng ca<br /> cao sau lên men cao hơn, cao nhất là ở mẫu 12, có<br /> <br /> Hình 3. Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ hạt lên men một phần<br /> của 12 mẫu lên men<br /> <br /> Tỷ lệ hạt lên men một phần giữa 12 mẫu lên<br /> men khác nhau đáng kể (p