CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và tính cấp thiết tiến hành nghiên cứu .1 Tình hình nghiên cứu quốc tế .2 Tình hình nghiên cứu trong nước .3 Đánh giá kết quả các công trình nghiên cứu đã công bố .4 Tính cấp thiết tiến hành nghiên cứu.2 Tổng quan kỹ thuật Spherification .3 Tổng quan về màng bao (Encapsulation) .4 Tổng quan về probiotic và Bacillus licheniformis .1 Tổng quan về probiotic .2 Tổng quan về Bacillus licheniformis .5 Tổng quan về alginate .2 Tính chất vật lí và hóa học của alginate .3 Chức năng của alginate .6 Tổng quan về ion canxi. 36 CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Phương tiện nghiên cứu .1 Địa điểm và thời gian .2 Dụng cụ, thiết bị.4 Nguyên vật liệu nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu .1 Chuẩn bị môi trường nuôi cấy .3 Phương pháp nuôi cấy vi sinh vật .4 Phương pháp định lượng vi sinh vật (Xây dựng biểu đồ tương quan giữa giá trị OD và nồng độ tế bào) .5 Phương pháp xác định đường cong tăng trưởng của Bacillus licheniformis .6 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của nồng độ natri alginate, loại muối canxi và nồng độ ion canxi đến hình dạng và kích thước của hạt gel alginate.7 Phương pháp tạo hạt gel alginate .8 Khảo sát ảnh hưởng pH và nhiệt độ của dung dịch canxi lactate đến cấu trúc của hạt gel alginate chứa B.9 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến cấu trúc của hạt gel alginate .10 Phương pháp thu thập và xử lí số liệu. 48 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .1 Nuôi cấy và định lượng vi sinh vật .1 Xây dựng biểu đồ tương quan giữa giá trị OD và nồng độ tế bào .2 Xây dựng đường cong tăng trưởng của Bacillus licheniformis.2 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na - alginate, loại muối canxi và nồng độ Ca2+ đến hình dạng và kích thước của hạt gel alginate.3 Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ dung dịch hình thành hạt gel alginate khi đã bao vi khuẩn .1 Ảnh hưởng của pH dung dịch hình thành hạt gel alginate chứa Bacillus licheniformis .2 Ảnh hưởng nhiệt độ dung dịch hình thành hạt gel alginate chứa Bacillus licheniformis .4 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến cấu trúc của hạt gel alginate. 59 18 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
61 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 68 19 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh minh họa cấu trúc hình cầu của hạt gel alginate.2 Đặc điểm cấu trúc của alginate: (A) monome alginate, (B) cấu trúc chuỗi.1 Khuẩn lạc Bacillus licheniformis sau 24 giờ .2 Khuẩn lạc Bacillus licheniformis sau 48 giờ .3 Mô phỏng pha loãng theo dãy thập phân.4 Hình ảnh mô phỏng quá trình biến dạng của giọt dung dịch Na - alginate khi rơi xuống bể muối canxi.5 Hình ảnh minh họa quá trình tạo hạt gel alginate có hoạt tính probiotic.1 Đường tương quan tuyến tính giữa OD610 và mật độ tế bào Bacillus licheniformis trên môi trường MRS .2 Đường cong tăng trưởng của Bacillus licheniformis theo thời gian trên môi trường MRS.3 Ảnh hưởng của nồng độ natri alginate đến độ nhớt của dịch gel.4 Hình ảnh minh họa hạt gel alginate có dạng giọt nước.5 Kích thước trung bình của hạt gel alginate ở các nồng độ muối khác nhau.6 Hạt gel alginate xuất hiện bọt khí ở nhiệt độ dung dịch canxi lactate 50°C.7 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến kích thước hạt gel alginate. 60 20 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số loại probiotic điển hình [40].2 Ứng dụng của alginate trong các sản phẩm thực phẩm [57].1 Ảnh hưởng của nồng độ Na - alginate, loại muối canxi và nồng độ Ca2+ đến cấu trúc của hạt gel alginate.2 Ảnh hưởng của pH đến cấu trúc của hạt gel alginate .3 Ảnh hưởng của nhiệt độ của dung dịch muối canxi lactate đến cấu trúc của hạt gel alginate.4 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến độ dai của hạt gel alginate. 59 21 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Natri alginate Na - alginate Acid dạ dày nhân tạo SGJ Bacillus licheniformis B.
licheniformis Man - Rogosa - Sharpe MRS MRS lỏng MRSB MRS thạch MRSA Gel canxi alginate CAG Đơn vị hình thành khuẩn lạc CFU (Colony Form Units) 22 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Xã hội ngày càng phát triển, nhận thức của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao, do đó con người ngày càng quan tâm hơn đến chất lượng sản phẩm tiêu dùng hằng ngày. Trong số các sản phẩm thực phẩm ngành F&B (Food and Beverage Service) phát triển mạnh thì trà sữa trân châu chính là cái tên rất nổi bật trong nhiều năm trở lại đây, được hầu hết mọi lứa tuổi yêu thích và lựa chọn. Theo thống kê dựa trên nghiên cứu gần đây của Ong và cộng sự (2021) [25] đối với các thuộc tính của trà sữa thì “trân châu” (bubbles, pearls, boba), loại topping (thạch ăn kèm) được xếp loại cao nhất chiếm tới 29% so với các loại khác (như thương hiệu, giá cả, độ ngọt…).
Khi nói đến trân châu hầu như mọi người đều biết đến như một loại topping đi kèm với thức uống lạnh và gần đây loại topping này còn được thêm vào các món tráng miệng lạnh khác như các loại bánh, sữa chua hay kem. Thị trường đồ ăn vặt đang chiếm một vị thế nhất định, người tiêu dùng sẵn sàng chi một số tiền lớn cho các sản phẩm ăn vặt vượt trên cả chi tiêu của các sản phẩm phục vụ nhu cầu thiết yếu mỗi ngày. Cùng với sự xuất hiện chi chít của các cửa hàng trà sữa lớn nhỏ hiện nay thì bài toán lớn được đặt ra ở đây chính là sự khác biệt trong dòng sản phẩm đưa ra là gì, điểm nhấn ở một ly trà sữa không chỉ nằm ở hương vị của trà sữa mà chính là topping ăn kèm. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu tạo hạt gel alginate có hoạt tính probiotic” sẽ tạo ra một loại sản phẩm trân châu dinh dưỡng có hoạt tính probiotic an toàn cho sức khỏe con người, hỗ trợ hệ tiêu hóa là mục tiêu của nghiên cứu này.
Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 23 Mục tiêu nghiên cứu “ Nghiên cứu tạo hạt gel alginate có hoạt tính probiotic” là sử dụng kỹ thuật tạo màng bao vi sinh vật có hoạt tính probiotic bằng kỹ thuật Spherification để tạo ra những hạt alginate có hoạt tính probiotic.2 Mục tiêu nghiên cứu cụ thể Nuôi cấy và thu nhận vi sinh vật có hoạt tính probiotic. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alginate, loại muối canxi và nồng độ ion Ca2+ đến cấu trúc gel của hạt gel alginate. Khảo sát ảnh hưởng pH và nhiệt độ của dung dịch hình thành hạt gel đến cấu trúc của hạt gel alginate sau khi tạo màng bao vi khuẩn Bacillus licheniformis. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến cấu trúc hạt gel alginate.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Chủng lợi khuẩn Bacillus licheniformis được cung cấp bởi Công ty cổ phần kỹ thuật Sao Mai (Khu CN Tam Phước, TP. Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, Việt Nam). Phạm vi nghiên cứu: sử dụng lợi khuẩn Bacillus licheniformis để tạo hạt gel alginate có hoạt tính probiotic được thực hiện tại phòng F07.04 - Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm, trường Đại học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh - 12 Nguyễn Văn Bảo, phường 4, quận Gò Vấp, Tp.
Hồ Chí Minh từ tháng 2/2022 đến tháng 5/2022. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Nội dung 1: Nuôi cấy và thu nhận vi sinh vật có hoạt tính probiotic. Cách tiếp cận: Phương pháp nghiên cứu tài liệu và định lượng vi sinh vật sống (CFU/mL). 24 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp nghiên cứu tài liệu và định lượng vi sinh vật sống.
Kết quả: Đề xuất thời điểm thu nhận sinh khối thông qua đường cong tăng trưởng của vi sinh vật sống (CFU/mL). Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alginate, loại muối canxi và nồng độ ion Ca2+ đến cấu trúc gel của hạt gel alginate. Cách tiếp cận: Dùng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp phân tích công cụ, kết hợp với phép thử và sai số để chọn ra loại muối và nồng độ canxi thích hợp dựa vào cấu trúc gel của hạt gel alginate. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
Kết quả: Đề nghị các công thức khảo sát. Nội dung 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH và nhiệt độ của dung dịch hình thành hạt gel đến cấu trúc gel của hạt gel alginate chứa Bacillus licheniformis. Cách tiếp cận: Dùng phương pháp phân tích công cụ để xác định cấu trúc gel của hạt gel alginate ở giá trị pH và nhiệt độ khác nhau của dung dịch nhúng gel. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Phương pháp phân tích công cụ.
Kết quả: Đề xuất pH và nhiệt độ thích hợp cho dung dịch. Nội dung 4 : Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến cấu trúc hạt gel alginate. Cách tiếp cận: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm với phương pháp dự đoán mô hình lý thuyết để chọn ra thời gian bảo quản thích hợp cho hạt gel alginate. Phương pháp nghiên cứu, kĩ thuật sử dụng: Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm với phương pháp dự đoán mô hình lý thuyết.
Kết quả: Đề xuất thời hạn sử dụng của hạt gel alginate theo mô hình và theo thực nghiệm. Ý nghĩa đề tài Ý nghĩa khoa học: bảo vệ sức khỏe cộng đồng, ổn định sự cân bằng và tăng khả năng sống sót của hệ vi sinh đường ruột. Ý nghĩa thực tiễn: tạo ra dòng sản phẩm hạt gel alginate có lợi cho sức khỏe và góp phần nâng cao ý thức sử dụng sản phẩm lành mạnh có lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng. 26 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và tính cấp thiết tiến hành nghiên cứu 1.1 Tình hình nghiên cứu quốc tế Shori (2017) đã tiến hành nghiên cứu khảo sát màng bao để cải thiện khả năng sống sót của probiotic trong dạ dày [8].
Đồng thời hiệu quả của việc tạo màng bao còn giúp ổn định cấu trúc và tăng khả năng tồn tại của vi khuẩn probiotic [26]. Trên cơ sở đó, bắt đầu đã có nghiên cứu về màng bao trong thực phẩm hàng loạt ra đời như Tanganurat (2020) đã sử dụng màng bao probiotic trong nước trái cây như thực phẩm chức năng [9].2 Tình hình nghiên cứu trong nước Bên cạnh những nghiên cứu quốc tế cũng có một số nghiên cứu trong nước thực hiện màng bao probiotic cho các sản phẩm từ nước trái cây.