Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu quá trình lên mem axit lactic từ lõi ngô

Chia sẻ: Nguyen Thien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

79
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngô là nguồn lương thực quan trọng của con người và là nguồn thức ăn chính trong chăn nuôi. Lõi ngô cung cấp hàm lượng xenlluloza cao để sao khi thủy phân tạo quá trình lên men axit lactic.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu quá trình lên mem axit lactic từ lõi ngô

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N TH THANH HÀ NGHIÊN C U QUÁ TRÌNH LÊN MEN AXIT LACTIC T LÕI NGÔ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH TH C PH M VÀ Đ U NG MÃ S : 60.54.02 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng – Năm 2012
Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS TRƯƠNG TH MINH H NH Ph n bi n 1: ............................................................................. Ph n bi n 2: ............................................................................. Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày …...… tháng …...… năm 2012 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin-H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm h c li u, Đ i h c Đà N ng
1 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài Axit lactic là m t axit h u cơ không màu, có hương v nh , ñư c hình thành do quá trình lên men t nhiên trong các s n ph m như: Phô mai, s a chua, nư c tương, s n ph m th t và rau mu i chua. Axit lactic ñư c ng d ng nhi u trong công nghi p th c ph m, công nghi p nh và trong y t . Trong y h c và dư c h c, axit lactic ñ ch a b nh ñư ng ru t, ph u thu t ch nh hình, ng d ng trong nha khoa, lactac canxi là lo i dư c ph m b sung canxi dư i d ng d h p thu cho cơ th . Trong công nghi p nh , axit lactic dùng làm dung môi công nghi p trong s n xu t sơn, vecni, nhu m và thu c da. Trong nh ng năm g n ñây, ý th c v v n ñ môi trư ng ñã ñư c nâng cao, xu hư ng nghiên c u hi n nay là các nhà khoa h c ñang t p trung ñ nghiên c u ch t o ra các lo i v t li u có kh năng phân hu hoàn toàn trong ñi u ki n môi trư ng t nhiên sau khi h t niên h n s d ng. Hàng lo t v t li u m i ñư c phát hi n, nghiên c u và ñưa vào ng d ng th c ti n, trong s ñó ñáng chú ý m t trong s polyme ñó ph i k ñ n polylactic axit (PLA). PLA là m t lo i polyeste m ch th ng, thu c nh a nhi t d o, s n ph m c a quá trình trùng ngưng axit lactic, m t lo i nguyên li u ñư c ñìêu ch t : tinh b t (s n, ngô,..), r ñư ng b ng phương pháp lên men ho c t ng h p qua quá trình ñư ng hóa. PLA ñư c xem là s l a ch n thích h p ñ thay th ch t d o có ngu n g c t d u m vì nó có kh năng phân h y và ñ c tính th p. Axit lactic ñư c s n xu t t ngu n cơ ch t giàu cacbon như ñư ng, s a, r ñư ng…. t nhi u ngu n nguyên li u khác nhau, và ph th i nông nghi p ñang ñư c các nhà nghiên c u ñang quan tâm
2 t i vì nó là ngu n ph ph m kh ng l và r ti n, như h t mít, rơm r , bã s n, bã ngô, cám mì, r ñư ng, bã mía, lõi ngô..., axit lactic dùng làm nguyên li u trong công ngh lên men, nh m làm h giá thành cho s n ph m. Axit lactic th t s có ý nghĩa không ch v m t kinh t mà còn trong ñ i s ng. Ngô ñư c coi là ngu n lương th c quan tr ng c a con ngư i và là ngu n th c ăn chính trong chăn nuôi, ngoài ra ngô còn ñư c dùng làm th c ph m s ch, giàu dinh dư ng ñáp ng cho tiêu th hàng ngày c a con ngư i. nư c ta trong nh ng năm g n ñây, di n tích ngô có s thay ñ i theo chi u hư ng tích c c, năng su t ngô liên t c tăng vì th s n lư ng ngô cũng không ng ng tăng. Năm 2000 nư c ta có di n tích tr ng ngô là 730,2 ngàn hecta v i năng su t trung bình là 27,5 t /ha, năm 2004 là 991,1 ngàn hecta v i năng su t trung bình là 34,6 t /ha, ñ n năm 2008, di n tích tr ng ngô c a nư c ta là 1125,9 ngàn hecta v i năng su t là 40,2 t /ha, năm 2010 di n tích tr ng ngô c a nư c ta là 1126,9 ngàn hecta v i s n lư ng 4060,8 nghìn t n [34]. Đăk Lăk hi n là m t trong nh ng t nh có di n tích, s n lư ng ngô lai l n nh t nư c v i t ng di n tích ngô hàng năm kho ng 120.000 ha và s n lư ng ñ t trên 520.000 t n ngô h t [33]. D ki n, trong th i gian t i t nh Đăk Lăk s tăng di n tích cây ngô lên kho ng 140.000 ha v i s n lư ng kho ng 600.000 t n và tr thành t nh có di n tích và s n lư ng ngô nhi u nh t nư c nên ñây cũng là ngu n lõi ngô th i ra r t nhi u [33]. Hi n nay, lư ng lõi ngô th i ra h u như không ñư c t n d ng ñ có giá tr cao, sau thu ho ch ngư i nông dân ch gi i phóng nguyên li u b ng cách ñ t ngay trên ñ ng ru ng t o ra nh ng ch t ñ c có h i như CO2, b i ….ñi u này gây ô nhi m môi trư ng r t l n và gây lãng phí ngu n nguyên li u có
3 ngu n g c t th c v t này, nên vi c t n d ng lõi ngô trong s n xu t mang ý nghĩa r t l n cho cu c s ng, v a tăng giá tr kinh t ñ ng th i gi i quy t ñư c v n ñ ô nhi m môi trư ng ñang là v n ñ nan gi i hi n nay. Lõi ngô v i thành ph n chính là xenluloza 32,3-45,6%; 39,8% hemixenluloza - ch y u là pentosan, và lignin 6,7-13,9% [17], lõi ngô cung c p hàm lư ng xenlluloza cao ñ sau khi th y phân t o ñi u ki n cho quá trình lên men axit lactic. Hi n nay, vi c s d ng ph li u, ph th i trong s n xu t nông nghi p ñ i v i nư c ta còn r t m i m và là hư ng ñi ñang ñư c các nhà khoa h c l a ch n, trong ñó công ngh lên men axit lactic t ph ph m nông nghi p là m t hư ng ñi m i giúp thu nh n ñư c s n ph m mong mu n và gi i quy t ñư c v n ñ môi trư ng. Nên chúng tôi quy t ñ nh ch n ñ tài “Nghiên c u quá trình lên men axit lactic t lõi ngô” ñ ñem l i l i ích cho ngành nông nghi p nư c nhà. 2. M c ñích nghiên c u - Xác ñ nh thành ph n hóa h c c a lõi ngô. - Xây d ng quy trình k thu t lên men axit lactic b ng vi khu n Lactobacillus plantarum t d ch th y phân lõi ngô. 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u - S d ng lõi ngô ñư c thu mua các h gia ñình t i Phư ng Khánh Xuân – Thành Ph Buôn Ma Thu t – T nh ĐăkLăk. - Lên men axit lactic t d ch th y phân lõi ngô qui mô phòng thí nghi m. 4. Phương pháp nghiên c u - Phương pháp hóa lý - Phương pháp hóa h c
4 - Phương pháp vi sinh - Phương pháp toán h c 5. Ý nghĩa khoa h c c a ñ tài - S d ng các phương pháp khoa h c, thi t b hi n ñ i ñ nghiên c u quá trình lên men axit lactic t lõi ngô. - Phân tích và xác ñ nh hàm lư ng xenluloza có trong lõi ngô, thành ph n d ch lên men và xác ñ nh hàm lư ng axit lactic b ng các phương pháp phân tích hi n ñ i. 6. Ý nghĩa th c ti n c a ñ tài - Nghiên c u giúp nâng cao ñư c giá tr s d ng lõi ngô, t ñó mang l i l i ích kinh t cho ngư i nông dân. - H giá thành s n ph m axit lactic. - Nghiên c u này giúp tái s d ng ph ph m lõi ngô nên có ý nghĩa r t l n trong vi c gi i quy t v n ñ ô nhi m môi trư ng. - M r ng ng d ng công ngh vi sinh trong công nghi p th c ph m và m t s lĩnh v c khác. - Tăng ngu n thu nh p cho ngư i nông dân cũng như nhà s n xu t. Gi m lư ng axit lactic ngo i nh p, ch ñ ng s n xu t, ti t ki m ngo i t . 7. K t c u c a lu n văn Lu n văn 77, g m 35 hình, 9 b ng. Ngoài ph n m ñ u, k t lu n và ki n ngh , danh m c, tài li u tham kh o, lu n văn g m các ph n chính sau: Chương 1 – T ng quan tài li u Chương 2 – Nguyên li u và phương pháp nghiên c u. Chương 3 – K t qu và th o lu n
5 CHƯƠNG 1 T NG QUAN 1.1. Cây ngô và ph ph m t cây ngô 1.2. Gi i thi u chung v lõi ngô 1.2.1. Xenluloza [51] 1.2.2. Lignin [51] 1.2.3. Hemixenluloza [51] 1.3. Quá trình ti n x lý và th y phân lõi ngô b ng axit 1.3.1. Quá trình ti n x lý lõi ngô 1.3.2. Quá trình th y phân lõi ngô 1.4. T ng quan v quá trình lên men lactic 1.4.1. Gi i thi u v axit lactic [52]. 1.4.2. Vi sinh v t lên men axit lactic [50] 1.4.3. Các y u t nh hư ng t i quá trình lên men lactic [11][54] 1.4.4. Các giai ño n ch y u c a quá trình lên men lactic [46] 1.4.5. Gi i thi u v ch ng vi khu n Lactobacilus plantarum và Lactobacillus casei. 1.4.5.1. Ch ng vi khu n Lactobacillus plantarum [57] 1.4.5.2. Ch ng vi khu n Lactobacillus casei [58] 1.4.6. ng d ng c a axit lactic 1.5. Tình hình nghiên c u quá trình lên men axit lactic t nguyên li u giàu xenluloza Vi t Nam và trên th gi i. 1.5.1. Nh ng nghiên c u ngoài nư c 1.5.2. Nh ng nghiên c u trong nư c
6 CHƯƠNG 2 Đ I TƯ NG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 2.1. Đ i tư ng nghiên c u 2.1.1. Lõi ngô 2.1.2. Ch ng vi khu n L. plantarum và L. casei 2.1.3. Hóa ch t nghiên c u 2.1.4. Thi t b thí nghi m 2.2. Phương pháp nghiên c u 2.2.1. Phương pháp hoá lý 2.2.2. Phương pháp ti n x lý nguyên li u và th y phân lõi ngô 2.2.3. Phương pháp lên men axit lactic [30] 2.2.4. Phương pháp x lý sau lên men ñ ñ nh lư ng axit lactic [13] [30]. 2.2.5. Phương pháp vi sinh v t 2.2.6. Phương pháp ñi u ch nh n ng ñ ñư ng trong d ch th y phân lõi ngô ñ lên men [30]
7 CHƯƠNG 3 K T QU VÀ TH O LU N 3.1. Kh o sát m t s thành hóa h c c a lõi ngô nguyên li u trư c khi x lý Trư c khi ti n hành th c hi n vi c nghiên c u quá trình lên men axit lactic t lõi ngô, chúng tôi ti n hành xác ñ nh m t s thành ph n hóa h c c a lõi ngô như xenluloza, lignin, ñ m.... K t qu ñư c th hi n b ng 3.1. B ng 3.1. M t s thành ph n hóa h c c a lõi ngô nguyên li u Thành ph n % Xenluloza 44% Lignin 11,2% Đ m 12,6% T k t qu th hi n b ng 3.1 cho th y, lõi ngô nguyên li u ch a hàm lư ng xenluloza khá cao so v i t l chung c a các lo i lõi ngô trên th gi i [17] [19]. Hàm lư ng xenluloza s nh hư ng tr c ti p ñ n hàm lư ng ñư ng thu ñư c sau quá trình th y phân, hàm lư ng xenluloza càng cao thì hàm lư ng ñư ng càng nhi u. Hàm lư ng lignin 11,2%, so v i hàm lư ng lignin có trong lõi ngô trên th gi i 6,7- 24,5%. Như v y, lõi ngô nguyên li u có th ñư c xem là ngu n nguyên li u ti m năng cho vi c s n xu t axit lactic. 3.2. Kh o sát quá trình ti n x lý nguyên li u Lõi ngô sau khi ñư c xác ñ nh thành ph n hóa h c s ñư c ñem ñi ti n x lý trong dung d ch H2SO4 0,5%, trong 30 phút [30]. Sau ñó ñư c ñem ñi xác ñ nh hàm lư ng xenluloza, lignin và ñ m. K t qu ñư c th hi n b ng 3.2.
8 B ng 3.2. M t s thành ph n hóa h c c a lõi ngô sau ti n x lý Thành ph n % Xenluloza 74% Lignin 10,8% Đ m 8% K t qu trên cho th y % c a xenluloza ñã thay ñ i ñáng k so v i nguyên li u ñ u, t c quá trình x lý ñã hòa tan các h p ch t khác như lignin, hemixenluloza ñ chuy n hóa thành xenluloza, hàm lư ng lignin thay ñ i không ñáng k . Đ m c a lõi ngô gi m sau do quá trình ti n x lý làm gi m ñi kh năng gi nư c c a các c u trúc trong lõi ngô, ñi u này t o ñi u ki n thu n l i cho quá trình th y phân sau này. Vì th chúng tôi ti n hành x lý toàn b lõi ngô nguyên li u theo phương pháp trên ñ ph c v cho quá trình nghiên c u ti p theo. 3.3. Kh o sát quá trình th y phân lõi ngô. Lõi ngô sau khi x lý s ñư c ñưa ñi th y phân v i H2SO4 15%. V i t l 1:10 (W/v), nhi t ñ 1210C, th i gian 90 phút. Sau khi th y phân ñem ñi trung hòa NaOH 15% l c tách bã thu ñư c d ch sau khi th y phân. Sau khi thu ñư c d ch th y phân chúng tôi ti n hành xác ñ nh hàm lư ng ñư ng kh c a d ch th y phân b ng phương pháp so màu s d ng axit dinitrosalycilic (DNS) ñã ñư c trình bày m c 2.1.3 ph l c 2. Đ xác ñ nh n ng ñ ñư ng tôi ti n hành xây d ng ñư ng chu n ñư ng glucoza ñ t ñư ng chu n này ta tính toán ñư c n ng ñ ñư ng d a vào phương trình ñư ng chu n.
9 K t qu xây d ng ñư ng chu n ñư c trình bày m c 3.1 ph l c 3 và ñ th hình 3.3 sau : 1.8 y = 3.2233x 1.6 R2 = 0.9997 1.4 1.2 1 OD 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 N ng ñ ñư ng (g/l) Hình 3.1. Đư ng chu n ñư ng glucoza D a vào phương trình ñư ng chu n và k t qu ño OD c a d ch ñư ng th y phân chúng tôi xác ñ nh ñư c n ng ñ ñư ng c a d ch th y phân. K t qu ño n ng ñ ñư ng c a 3 m u ñư c th hi n b ng 3.3 sau: B ng 3.3. K t qu ño n ng ñ d ch ñư ng sau khi th y phân M u OD (x) N ng ñ ñư ng g/l (y) y = 3,2233x 1 1,253 38,87 2 1,199 37,19 3 1,178 36,54 K t qu trung bình 37,53 Như v y, d ch th y phân c a chúng tôi thu ñư c có n ng ñ d ch ñư ng là 37,53 g/l, hi u su t c a quá trình th y phân là 74,04% [m c 2.3 ph l c 2] so sánh v i các công trình nghiên c u trên th gi i thì hàm lư ng ñư ng chúng tôi thu ñư c là khá cao.
10 * Kh o sát lư ng bã sau th y phân Sau khi th y phân bã thu ñư c trên gi y l c ñư c ñem ñi r a s ch, s y khô ñ n kh i lư ng không ñ i ñem v i ñi cân, v i 50g cơ ch t lõi ngô sau khi th y phân thu ñư c 12,8g bã. Sau ñó chúng tôi ti n hành xác ñ nh hàm lư ng xenluloza và ñ m. K t qu ñư c th hi n b ng 3.3. B ng 3.4. M t s thành ph n hóa h c c a bã Thành ph n T l (%) Đ m 8% xenluloza 34% V i k t qu th hi n b ng 3.4 trên ta th y, hàm lư ng xenluloza trong bã còn khá cao nên chúng tôi ti p t c ti n hành kh o sát quá trình th y phân xenluloza trong bã ñ xem hi u su t tái s d ng c a bã. Quá trình th y phân ñư c ti n hành 10g bã trong 100ml H2SO4 15%, th y phân nhi t ñ 1210C, th i gian 90 phút. K t qu thu ñư c d ch ñư ng có n ng ñ ñư ng kh là 3,04 g/l, n ng ñ ñư ng kh này r t th p so v i lư ng xenluloza trong bã thu ñư c. Theo k t qu nghiên c u b ng 3.4 và m t s công trình nghiên c u [24] t n d ng bã ngô sau quá trình th y phân ch y u là thành ph n xenluloza khó th y phân và m t s thành ph n khác. Nên lư ng bã này không th tái s d ng mà nó ch có th s d ng cho m c ñích khác ít có giá tr kinh t hơn [55]. 3.4. Kh o sát quá trình chu n b gi ng vi khu n lactic 3.4.1. Quá trình ho t hóa ch ng gi ng vi khu n Môi trư ng ñ nuôi c y vi khu n Lactobacillus casei và vi khu n Lactobacillus plantarum là môi trư ng MRS agar c a Merck,
11 Đ c. Đây là môi trư ng có pha ch s n, ñư c trình bày m c 1.2 ph l c 1. Ch ng vi khu n Lactobacillus casei và ch ng Lactobacillus plantarum d ng ñông khô, ho t hóa môi trư ng trên. C y chuy n o 2 c p và gi nhi t ñ 0 C. M c ñích t o ñi u ki n thu n l i cho quá trình lên men. Hình 3.5. Ch ng L. plantarum Hình 3.6. Ch ng L.casei ho t hóa 3.4.2. L a ch n ch ng vi khu n ñ tham gia vào quá trình lên men lactic Ch ng gi ng vi khu n sau khi ho t hóa, c y chuy n nhân gi ng c p 1 thì ti n hành lên men trong 2 môi trư ng: + Ti n hành c y 2 ch ng vi khu n vào môi trư ng MRS l ng nhi t ñ 370C, 48 gi ñ xác ñ nh năng l c lên men c a hai ch ng vi khu n b ng cách ño pH môi trư ng lên men. + Ti n hành lên men 2 ch ng vi khu n vào môi trư ng d ch th y phân lõi ngô có n ng ñ ñư ng 5 % ñã b sung thành ph n dinh dư ng ñã trình bày m c 1.3 ph l c 1 và h p ti t trùng. Quá trình lên men ñư c th c hi n ñi u ki n nhi t ñ 370C, th i gian 48 gi , pH = 6 [2][30]. Sau ñó ti n hành xác ñ nh hàm lư ng axit lactic t o thành ñ xác ñ nh năng l c lên men c a hai ch ng vi khu n. K t qu ñư c th hi n b ng 3.5 và 3.6 sau:
12 B ng 3.5. pH môi trư ng MRS lên men c a hai ch ng vi khu n Lactobacillus plantarum và Lactobacillus casei Môi trư ng MRS Ch ng L. plantarum Ch ng L. casei pH 4,25 4,75 B ng 3.6. Hàm lư ng axit lactic c a hai ch ng vi khu n L. plantarum và L. casei lên men trong môi trư ng d ch th y phân Ch ng L. plantarum Ch ng L. casei Hàm lư ng axit lactic (g/l) 12,83 11,64 Qua k t qu b ng 3.5 và 3.6 ñ u cho th y năng l c sinh axit lactic c a ch ng L. plantarum ñ u cao hơn ch ng L. casei. K t qu c a b ng 3.5, tôi th y pH c a môi trư ng lên men ch ng vi khu n L. plantarum có pH = 4,25 th p hơn pH c a môi trư ng lên men ch ng vi khu n L. casei có pH = 4,75. Đi u này ch ng t môi trư ng lên men c a ch ng vi khu n L. plantarum s n sinh axit lactic nhi u hơn môi trư ng lên men c a ch ng L. casei. K t qu c a b ng 3.6, tôi th y vi khu n L. plantarum cho hàm lư ng axit lactic là 12,83 g/l cao hơn hàm lư ng axit lactic mà vi khu n L. casei sinh ra là 11,64 g/l khi lên men trong môi trư ng d ch th y phân lõi ngô. Đi u này cho th y c hai ch ng vi khu n ñ u có kh năng sinh axit lactic trong môi trư ng d ch th y phân lõi ngô, như v y môi trư ng d ch th y phân lõi ngô cũng là môi trư ng t t cho quá trình lên men lactic. Tuy nhiên, vi khu n L. plantarum s n sinh ra hàm lư ng axit lactic cao hơn. K t qu trên cũng ñúng theo nghiên c u c a tác gi Adesolcan[12] ñã nghiên c u kh năng s n xu t axit lactic c a 6 ch ng vi khu n khác nhau ñã cho th y ch ng vi khu n L. plantarum
13 là ch ng có kh năng lên men cao nh t. Nên chúng tôi quy t ñ nh ch n ch ng vi khu n L. plantarum làm ch ng vi khu n ñ ti n hành lên men axit lactic. 3.4.3. Kh o sát quá trình nhân ch ng gi ng vi khu n 3.4.3.1. Nuôi c y và nhân gi ng ch ng vi khu n Lactobacillus plantarum Ch ng vi khu n L. plantarum sau khi ho t hóa s ñư c ti n hành nhân gi ng c p 1 trong môi trư ng MRS có thành ph n ñã ñư c trình bày m c 1.2 ph l c 1 nhi t ñ 300C, th i gian 48 gi , sau ñó ñem ñi b o qu n nhi t ñ 00C ñ ph c v cho nghiên c u. Sau khi nhân gi ng c p 1 chúng tôi ti n hành nhân gi ng c p 2 ch ng vi khu n L. plantarum trong môi trư ng d ch th y phân lõi ngô, quá trình nhân gi ng này nh m m c ñích là t o ñi u ki n cho ch ng vi khu n thích nghi d n v i môi trư ng lên men t o ñi u ki n cho quá trình lên men ñ t hi u qu hơn. 3.4.3.2. Xác ñ nh s lư ng t bào vi sinh v t trong môi trư ng lên men Trong nghiên c u, ñ ñáp ng ñư c s lư ng t bào vi khu n cho quá trình lên men, chúng tôi ti n hành xác ñ nh s lư ng t bào vi khu n trong d ch lên men b ng cách xác ñ nh gián ti p s lư ng vi khu n thông qua phương pháp ñ nh lư ng t bào b ng phương pháp ño m t ñ quang [57]. Ti n hành pha loãng vi khu n ñã nuôi c y môi trư ng lên men trong nư c c t nhi u ñ pha loãng khác nhau thành nhi u b c pha loãng b c 10 liên ti p sao cho ñ pha loãng và m t ñ t bào vi khu n thích h p ñ xu t hi n các khu n l c riêng l trên b m t
14 th ch. Ti n hành ñ m s khu n l c m c trên ñĩa th ch suy ra s lư ng t bào/ml d ch nuôi c y. Qua 48 gi k t thúc quá trình 300C, chúng tôi ñ m s lư ng khu n l c m c trên các ñĩa th ch. m c ñ pha loãng 107 trên 2 ñĩa petri chúng tôi ñ m ñư c s khu n l c m c trên 2 ñĩa theo th t t ng ñĩa là: 86 và 102. Chúng tôi xác ñ nh ñư c m t ñ t bào ch ng vi khu n L. plantarum trong môi trư ng nuôi c y m c pha 7 9 loãng 10 là I = 9,4x10 CFU/ml [m c 2.2 ph l c 2]. K t qu này ñ m b o cho quá trình lên men ñ t hi u qu vì I > 3,1x109 CFU/ml [27]. K t qu c a vi c ño OD tương ng v i s lư ng t bào ñ m ñư c m i ñ pha loãng khác nhau ñư c trình bày b ng 3.7. B ng 3.7. K t qu ño OD tương ng v i m t ñ t bào ch ng L. plantarum M c pha S lư ng t bào STT OD loãng (CFU/ml) 1 104 0,361 ….. 2 105 0,218 ….. 3 106 0,187 2,62x109 4 107 0,139 9,4x109 5 108 0,098h 15x109 T k t qu b ng 3.7, chúng tôi ti n hành xây d ng ñư ng chu n s lư ng t bào gi ng v i tr c tung là ñ ñ c (OD620nm), tr c hoành là s lư ng t bào gi ng. Tìm phương trình bi u di n ñư ng chu n d ng: y = a.x + b v i y = OD620nm; x = s lư ng t bào gi ng (CFU/ml), t phương trình chúng tôi có th ñ nh lư ng m t ñ t bào m t cách gián ti p thông qua vi c ño m t ñ quang OD bư c sóng 620 nm.
15 3.5. Nghiên c u các y u t nh hư ng ñ n quá trình lên men. D ch ñư ng sau khi ñi u ch nh v n ng ñ kh o sát 5% (g/100 ml), chúng tôi ti n hành b sung thành ph n dinh dư ng như ñã trình bày m c 1.3 ph l c 1, ti p ñ n là h p thanh trùng và lên men. 3.5.1. Nghiên c u nh hư ng c a t l gi ng ñ n quá trình lên men. C ñ nh n ng ñ ñư ng 5%, nhi t ñ 370C, pH = 6, th i gian 72h. Ti n hành chu n b 7 m u thí nghi m v i t l gi ng khác nhau 2 – 8%, m t ñ t bào là 9,4x109 t bào/ ml. K t qu thí nghi m ñư c th hi n hình 3.11 sau : 20 Hàm lư ng axit lactic (g/l) 18 16 14 12 10 8 2 3 4 5 6 7 8 T l gi ng % (v/v) Hình 3.11. nh hư ng c a t l gi ng ñ n quá trình lên men axit lactic Qua k t qu c a hình 3.11 trên ta th y khi t l gi ng tăng thì hàm lư ng axit lactic cũng tăng dao ñ ng t 11,88 – 18,76 (g/l), ñ t c c ñ i là t l gi ng 6% thì hàm lư ng axit thu ñư c cao nh t 18,76%, có nghĩa là khi t l gi ng tăng thì hàm lư ng axit lactic cũng tăng theo nhưng ñ n m t giá tr nh t ñ nh thì hàm lư ng axit lactic gi m có nghĩa là t l gi ng tăng trong m t gi i h n nh t ñ nh s s n sinh ra lư ng axit lactic cao, nhưng n u vư t qua gi i h n ñó
16 thì hàm lư ng axit s gi m. N u t l gi ng b sung vào quá ít thì s không ñ cho quá trình lên men, th i gian lên men s kéo dài, t n th i gian và năng lư ng. Ngư c l i, n u t l gi ng nhi u áp su t th m th u gi m, t bào vi sinh v t b c ch ñ ng th i t l gi ng nhi u s t o s c nh tranh dinh dư ng trong giai ño n sinh trư ng, s n ph m axit lactic sinh ra s th p, và làm tăng chi phí cho quá trình nhân gi ng ñ ng th i s gây c ch m t s quá trình lên men sinh ra các s n ph m ph . Vi c tìm ra t l gi ng thích h p cho quá trình lên men r t là c n thi t. Qua k t qu nghiên c u c a chúng tôi t l gi ng 6% chúng tôi cũng thu ñư c hàm lư ng axit lactic cao nh t g n ñúng v i nghiên c u c a tác gi Shadi Bolourian [27] ñã nghiên c u r ng t l gi ng Lactobacillus plantarum 5% cho vào quá trình lên men lactic là t t nh t. 3.5.2. Nghiên c u nh hư ng c a n ng ñ ñư ng ñ n quá trình lên men. Thí nghi m ñư c ti n hành v i các ñi u ki n như sau: T l gi ng b sung là 6%, pH = 6, th i gian 72h, nhi t ñ 370C, kh o sát các n ng ñ ñư ng khác nhau 1 – 7%. K t qu thí nghi m ñư c th hi n hình 3.12 sau: 18 17 à lư n a it la tic(g/l) 16 g x c 15 14 13 Hm 12 11 10 2 3 4 5 6 7 8 N ng ñ ñư ng (%)
17 Hình 3.12. nh hư ng c a n ng ñ ñư ng ñ n quá trình lên men axit lactic Qua k t qu hình 3.12 tôi th y th y n ng ñ ñư ng càng tăng thì hàm lư ng axit lactic càng tăng, nhưng n u n ng ñ ñư ng càng cao thì hàm lư ng axit lactic l i gi m. Khi n ng ñ ñư ng tăng t 1 -5% thì hàm lư ng axit lactic cũng dao ñ ng t 10,74 – 17,50 (g/l), n ng ñ ñ t 5% thì hàm hàm lư ng axit lactic m c cao nh t , khi n ng 6 – 8% thì hàm lư ng axit lactic gi m. Đi u này cho th y khi n ng ñ ñư ng cao quá thì s không thích h p cho vi khu n ho t ñ ng, s c ch quá trình sinh trư ng và phát tri n c a vi khu n lactic. Vì th , c n ph i ñi u ch nh n ng ñ ñư ng phù h p ñ t o ñi u ki n thu n l i cho quá trình lên men. Trong nghiên c u nh hư ng c a n ng ñ ñư ng ñ n quá trình lên men lactic thì chúng tôi th y n ng ñ ñư ng 5% là thu ñư c hàm lư ng axit lactic cao nh t là 17,5%. K t qu này g n ñúng v i nghiên c u v i tác gi Xueliang Shen Liming Xia khi nghiên c u s n xu t axit lactic t m t s ph ph m nông nghi p, trong ñó có lõi ngô, ông cho r ng hàm lư ng glucoza 6% là thích h p [28]. 3.5.3. Nghiên c u nh hư ng c a nhi t ñ ñ n quá trình lên men. Thí nghi m ñư c ti n hành kho ng nhi t ñ 34- 400C ñ xác ñ nh nhi t ñ t t nh t cho quá trình lên men. V i các ñi u ki n c ñ nh n ng ñ ñư ng 5%, t l gi ng 6%, th i gian 72h. K t qu thí nghi m ñư c th hi n hình 3.12 sau:
18 20 Hàm lư ng axit lactic (g/l) 18 16 14 12 10 8 34 35 36 37 38 39 40 Nhi t ñ lên men (ñ C) Hình 3.13. nh hư ng c a nhi t ñ ñ n quá trình lên men axit lactic Đ th hình 3.13 cho ta th y, kho ng nhi t ñ 340C ñ n 380C hàm lư ng axit lactic tăng theo chi u tăng c a nhi t ñ , nhưng khi nhi t ñ tăng ñ n 390C thì gi m. V i nhi t ñ kho ng 34 – 380C thì hàm lư ng axit lactic thu ñư c tăng d n t 10,14 – 18,18 g/l, ñ n nhi t ñ 39 - 400C thì hàm lư ng axit lactic gi m t 18,18 g/l xu ng 17,08 – 15,22 g/l, ñi u này cho th y nhi t ñ thích h p cho vi c t o thành axit lactic là 380C, nhi t ñ này hàm lư ng axit lactic thu ñư c là cao nh t. Trong nghiên c u c a chúng tôi thì nhi t ñ thích h p ñ mà ñ mà sinh ra hàm lư ng axit lactic cao nh t là 380C thu ñư c hàm lư ng là 18,18g/l. Đây là hàm lư ng cũng tương ñ i cao so v i các nghiên c u ñi trư c. So v i m t s tài li u nư c ngoài mà chúng tôi tham kh o thì nhi t ñ ngư i ta thu ñư c hàm lư ng axit lactic cao nh t cũng n m trong kho ng 35 – 390C [26][28][30]. 3.5.4. Nghiên c u nh hư ng c a th i gian ñ n quá trình lên men. Quá trình ñư c ti n hành t l gi ng b sung 5%, pH = 6, n ng ñ ñư ng 5%, nhi t ñ 380C, các m c th i gian 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96 và 108 gi . Các k t qu ñư c th hi n m c 3.4 ph l c 3 và ñư c bi u di n ñ th 3.14 sau: