Nghiên cứu tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic cho lên men sữa chua tại Đại học Quốc gia Hà Nội

Nghiên cứu tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic cho quá trình lên men sữa chua, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và ứng dụng trong ngành thực phẩm.

• Tác giả: Đỗ Thị Thu Thủy
• Người hướng dẫn: TS. Đào Thị Lương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic cho sữa chua
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sữa chua và công nghệ sản xuất sữa chua
• 1.1.1. Lịch sử hình thành
• 1.1.2. Giá trị dinh dưỡng và vai trò của sữa chua dối với sức khỏe
• 1.1.3. Thị trường sữa chua trên thế giới và Việt Nam
• 1.2. Lên men sữa chua và vi khuẩn lactic trong lên men sữa chua
• 1.2.1. Lên men sữa chua
• 1.2.2. Các chủng vi khuẩn lactic dùng trong lên men sữa chua
• 1.2.3. Thực trạng nghiên cứu liên quan tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Nguyên vật liệu, hoá chất và thiết bị
• 2.1.1. Vi sinh vật
• 2.1.2. Hóa chất, thiết bị
• 2.1.3. Môi trường
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Hoạt hóa chủng giống
• 2.2.2. Đánh giá khả năng lên men sữa
• 2.2.3. Nghiên cứu các đặc tính probiotic của các chủng LAB
• 2.2.4. Khảo sát khả năng sinh trưởng của các chủng
• 2.2.4.1. Phân loại bằng hình thái
• 2.2.4.2. Phân loại bằng sinh học phân tử
• 2.2.5. Lựa chọn tổ hợp cho lên men
• 2.2.5.1. Lên men đa chủng
• 2.2.6. Nghiên cứu các điều kiện nuôi cấy thích hợp
• 2.2.6.1. Nghiên cứu môi trường nuôi cấy thích hợp
• 2.2.6.2. Nghiên cứu điều kiện cung cấp khí thích hợp
• 2.2.6.3. Nghiên cứu nhiệt độ nuôi thích hợp
• 2.2.6.4. Nghiên cứu pH nuôi thích hợp
• 2.2.6.5. Nghiên cứu nguồn cacbon thích hợp
• 2.2.6.6. Lựa chọn nguồn N thích hợp
• 2.2.6.7. Lựa chọn thời gian nuôi thích hợp
• 2.2.7. Thử nghiệm lên men quy mô 5 lít
• 2.2.7.1. Nghiên cứu tỉ lệ giống khởi động
• 2.2.7.2. Nghiên cứu tỉ lệ thành phần chủng trong tổ hợp
• 2.2.7.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic mang đặc tính probiotic có khả năng lên men sữa
• 3.1.1. Khả năng lên men sữa của các chủng vi khuẩn lactic
• 3.1.2. Các đặc tính probiotic của các chủng vi khuẩn lactic
• 3.1.2.1. Đặc điểm hình thái của các chủng
• 3.1.2.2. Kết quả phân loại bằng sinh học phân tử
• 3.1.3. Lựa chọn tổ hợp cho lên men
• 3.1.3.1. Lên men đơn chủng
• 3.1.3.2. Kết quả lên men đa chủng
• 3.1.4. Lựa chọn điều kiện nuôi thích hợp
• 3.1.4.1. Lựa chọn môi trường nuôi thích hợp
• 3.1.4.2. Lựa chọn điều kiện cung cấp khí thích hợp
• 3.1.4.3. Lựa chọn nhiệt độ nuôi thích hợp
• 3.1.4.4. Lựa chọn pH nuôi thích hợp
• 3.1.4.5. Lựa chọn nguồn cacbon thích hợp
• 3.1.4.6. Lựa chọn nguồn N thích hợp
• 3.1.4.7. Lựa chọn thời gian nuôi thích hợp
• 3.1.5. Kết quả thử nghiệm lên men
• 3.1.5.1. Lựa chọn tỉ lệ giống bổ sung
• 3.1.5.2. Lựa chọn tỉ lệ chủng trong tổ hợp lên men
• 3.1.5.3. Lựa chọn nhiệt độ lên men
• 3.1.5.4. Thử nghiệm lên men quy mô 5 lít
• HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic cho sữa chua

Vi khuẩn lactic probiotic đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men sữa chua. Chúng không chỉ giúp cải thiện hương vị mà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Việc tuyển chọn các chủng vi khuẩn lactic phù hợp là rất cần thiết để sản xuất sữa chua chất lượng cao. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu tìm ra các chủng vi khuẩn lactic có đặc tính probiotic tốt nhất cho sản xuất sữa chua.

1.1. Lợi ích của vi khuẩn lactic trong sữa chua

Vi khuẩn lactic trong sữa chua có nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm tăng cường hệ miễn dịch, cải thiện tiêu hóa và giảm cholesterol. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiêu thụ sữa chua probiotic có thể giúp ngăn ngừa một số bệnh đường ruột và cải thiện sức khỏe tổng thể.

1.2. Vai trò của vi khuẩn probiotic trong dinh dưỡng

Vi khuẩn probiotic không chỉ giúp tiêu hóa tốt hơn mà còn cung cấp các vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Chúng có khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh và hỗ trợ hệ miễn dịch, từ đó giúp cơ thể khỏe mạnh hơn.

II. Thách thức trong việc tuyển chọn vi khuẩn lactic cho sữa chua

Mặc dù vi khuẩn lactic có nhiều lợi ích, việc tuyển chọn chúng cho sản xuất sữa chua không phải là điều dễ dàng. Có nhiều yếu tố cần xem xét như khả năng chịu muối mật, pH và nhiệt độ. Những thách thức này cần được giải quyết để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.1. Khó khăn trong việc duy trì đặc tính probiotic

Một trong những thách thức lớn nhất là duy trì các đặc tính probiotic của vi khuẩn trong quá trình sản xuất và bảo quản sữa chua. Việc này đòi hỏi các phương pháp nuôi cấy và bảo quản phù hợp để đảm bảo vi khuẩn vẫn sống và hoạt động hiệu quả.

2.2. Tác động của môi trường đến vi khuẩn lactic

Môi trường nuôi cấy có thể ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và hoạt động của vi khuẩn lactic. Các yếu tố như pH, nhiệt độ và thành phần dinh dưỡng cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả tốt nhất trong quá trình lên men.

III. Phương pháp tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic hiệu quả

Để tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại. Các phương pháp này bao gồm phân lập, đánh giá khả năng lên men và kiểm tra các đặc tính probiotic của các chủng vi khuẩn.

3.1. Phân lập và đánh giá khả năng lên men

Quá trình phân lập các chủng vi khuẩn lactic từ các nguồn khác nhau là bước đầu tiên trong việc tuyển chọn. Sau đó, các chủng này sẽ được đánh giá khả năng lên men sữa để xác định những chủng có tiềm năng cao nhất.

3.2. Kiểm tra đặc tính probiotic của vi khuẩn

Các đặc tính probiotic như khả năng chịu muối mật, pH và khả năng ức chế vi sinh vật gây bệnh sẽ được kiểm tra để đảm bảo rằng các chủng vi khuẩn lactic được chọn có thể mang lại lợi ích sức khỏe tối ưu cho người tiêu dùng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vi khuẩn lactic probiotic trong sản xuất sữa chua

Việc ứng dụng các chủng vi khuẩn lactic probiotic trong sản xuất sữa chua không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tăng cường giá trị dinh dưỡng. Các sản phẩm sữa chua probiotic đang ngày càng được ưa chuộng trên thị trường.

4.1. Sữa chua probiotic và sức khỏe người tiêu dùng

Sữa chua probiotic đã chứng minh được nhiều lợi ích cho sức khỏe, từ việc cải thiện tiêu hóa đến tăng cường hệ miễn dịch. Người tiêu dùng ngày càng nhận thức rõ hơn về giá trị dinh dưỡng của sản phẩm này.

4.2. Thị trường sữa chua probiotic tại Việt Nam

Thị trường sữa chua probiotic tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ. Nhu cầu tiêu thụ sữa chua probiotic ngày càng tăng, tạo cơ hội cho các nhà sản xuất trong nước phát triển và mở rộng thị trường.

V. Kết luận và tương lai của vi khuẩn lactic probiotic trong sữa chua

Tuyển chọn vi khuẩn lactic probiotic cho sữa chua là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, có tiềm năng lớn trong việc cải thiện sức khỏe cộng đồng. Tương lai của ngành sản xuất sữa chua sẽ phụ thuộc vào việc phát triển các chủng vi khuẩn lactic chất lượng cao và ứng dụng công nghệ hiện đại trong sản xuất.

5.1. Tương lai của nghiên cứu vi khuẩn lactic

Nghiên cứu về vi khuẩn lactic probiotic sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành sản xuất thực phẩm. Các công nghệ mới sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

5.2. Khuyến nghị cho ngành sản xuất sữa chua

Ngành sản xuất sữa chua cần chú trọng đến việc phát triển các chủng vi khuẩn lactic nội địa, giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguồn giống nhập khẩu. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sữa chua là một sản phẩm thực phẩm lên men có giá trị dinh dưỡng cao và vai trò quan trọng trong việc tăng cường sức khỏe con người. Theo báo cáo của Viện Dinh dưỡng quốc gia, cứ 100g sữa chua cung cấp khoảng 100 kcal, gồm 3,1g đạm, 3g chất béo, 15,4g đường cùng các vitamin và khoáng chất thiết yếu như canxi, vitamin D, E. Mặc dù vậy, tỷ lệ sử dụng sữa chua trong khẩu phần ăn của người Việt Nam còn thấp, dưới 10%, trong khi ở châu Âu con số này lên tới 32%. Thị trường sữa chua Việt Nam hiện có doanh số ước tính khoảng 12-13 nghìn tỷ đồng, tăng trưởng khoảng 20% mỗi năm, nhưng nguồn giống khởi động chủ yếu nhập khẩu với chi phí cao, gây khó khăn cho ngành sản xuất trong nước.

Lên men sữa chua chủ yếu dựa vào vi khuẩn lactic (LAB) như Lactobacillus và Streptococcus, trong đó các chủng có đặc tính probiotic được ưu tiên sử dụng nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe. Nghiên cứu này nhằm tuyển chọn các tổ hợp chủng vi khuẩn lactic mang đặc tính probiotic, có khả năng lên men sữa hiệu quả, để ứng dụng làm giống khởi động trong sản xuất sữa chua tại Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các chủng vi khuẩn lactic lưu giữ tại Bảo tàng giống chuẩn Vi sinh vật Việt Nam, thực hiện trong giai đoạn 2016-2017 tại Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội. Kết quả nghiên cứu góp phần giảm chi phí sản xuất, chủ động nguồn giống và phát triển thị trường sữa chua probiotic trong nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về vi sinh vật lactic trong lên men sữa chua, bao gồm:

• Lý thuyết lên men lactic đồng hình: Quá trình chuyển hóa glucose thành axit lactic chiếm 90% sản phẩm lên men, làm giảm pH và tạo cấu trúc gel đặc trưng của sữa chua.
• Mô hình probiotic: Vi khuẩn lactic có khả năng sinh enzyme β-galactosidase, protease, bacteriocin, chịu được pH thấp và muối mật, giúp cải thiện hệ vi sinh đường ruột và tăng cường miễn dịch.
• Khái niệm về đặc tính probiotic: Bao gồm khả năng sinh axit hữu cơ, enzyme phân giải lactose và protein, khả năng kháng vi sinh vật gây bệnh, chịu được điều kiện dạ dày ruột và tính kị nước bề mặt tế bào.

Các khái niệm chính được nghiên cứu gồm: vi khuẩn lactic (LAB), enzyme β-galactosidase, protease, bacteriocin, khả năng chịu muối mật và pH thấp.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các chủng vi khuẩn lactic lưu giữ tại Bảo tàng giống chuẩn Vi sinh vật Việt Nam (VTCC). Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm trong phòng thí nghiệm và quy mô 5 lít để đánh giá khả năng lên men và đặc tính probiotic của các chủng.

• Hoạt hóa chủng giống: Cấy trên môi trường thạch MRS, ủ ở 37°C trong 48-72 giờ.
• Đánh giá khả năng lên men sữa: Thử khả năng lên men lactose bằng chỉ thị phenol red, khả năng làm đông sữa bằng enzyme ngoại bào và sinh khối.
• Nghiên cứu đặc tính probiotic: Đo khả năng sinh axit hữu cơ, enzyme β-galactosidase, protease, khả năng chịu muối mật, pH thấp, tính kị nước, kháng vi sinh vật gây bệnh và kháng kháng sinh.
• Phân loại vi khuẩn: Dựa trên hình thái học và sinh học phân tử (giải trình tự gen 16S rRNA).
• Lên men đơn chủng và đa chủng: Lựa chọn tổ hợp chủng tối ưu dựa trên pH, thời gian lên men và cảm quan sản phẩm.
• Nghiên cứu điều kiện nuôi cấy thích hợp: Môi trường, nhiệt độ, pH, nguồn carbon, nguồn nitrogen, điều kiện cung cấp khí và thời gian nuôi cấy.
• Thử nghiệm lên men quy mô 5 lít: Xác định tỷ lệ giống khởi động, tỷ lệ thành phần chủng trong tổ hợp và ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình lên men.

Cỡ mẫu gồm 8 chủng vi khuẩn lactic thuộc hai chi Lactobacillus và Streptococcus được chọn lọc từ VTCC. Phương pháp chọn mẫu là chọn các chủng có tiềm năng probiotic và khả năng lên men sữa tốt. Phân tích dữ liệu sử dụng các chỉ số pH, mật độ quang (OD600), số lượng khuẩn lạc (CFU), hoạt tính enzyme và đánh giá cảm quan theo tiêu chuẩn TCVN 7030:2002.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Khả năng lên men lactose và làm đông sữa: Tất cả 8 chủng vi khuẩn lactic đều có khả năng lên men lactose, thể hiện qua sự chuyển màu môi trường từ đỏ sang vàng sau 48 giờ. Ba chủng có khả năng làm đông sữa tốt nhất là Streptococcus thermophilus 3492 và hai chủng Lactobacillus 2991, Ca, với mật độ quang OD600 lần lượt đạt 2,09; 2,53 và 2,98, thời gian đông sữa nhanh trong vòng 10 giờ.

2. Đặc tính probiotic: Bốn chủng M01, 2991, 3492 và BH có khả năng sinh axit hữu cơ cao (từ 0,84 đến 0,92 g/l). Chủng LA có hoạt tính β-galactosidase cao nhất (218,58 nmol/phút), tiếp theo là 4045 (129,1 nmol/phút) và 2991 (76,65 nmol/phút). Chủng BH và M01 có khả năng phân giải casein tốt với vòng phân giải protease lớn (27 mm và 21 mm). Chủng 8905 có hoạt tính thấp nhất về các đặc tính này.

3. Khả năng chịu muối mật và pH thấp: Chủng LA, 3492 và Ca có thể sống sót ở nồng độ muối mật 1%, trong khi M01 và 4045 không sống sót ở nồng độ muối mật trên 0,2%. Khả năng chịu pH thấp của các chủng đạt trên 50% tỉ lệ sống sót, phù hợp với điều kiện dạ dày.

4. Lên men đa chủng và điều kiện nuôi cấy: Tổ hợp các chủng được lựa chọn dựa trên khả năng lên men nhanh, tạo pH đạt 4,3-4,5 trong thời gian dưới 9 giờ, sản phẩm có cấu trúc mịn, hương vị đặc trưng và ổn định trong 3 tuần bảo quản ở 4°C. Nhiệt độ lên men tối ưu là 42°C, tỷ lệ giống khởi động và thành phần chủng trong tổ hợp được điều chỉnh để tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy các chủng vi khuẩn lactic được tuyển chọn có khả năng lên men lactose và làm đông sữa hiệu quả, phù hợp làm giống khởi động trong sản xuất sữa chua probiotic. Hoạt tính enzyme β-galactosidase cao giúp cải thiện khả năng tiêu hóa lactose, giảm các triệu chứng không dung nạp lactose ở người tiêu dùng. Khả năng sinh protease và axit hữu cơ góp phần tạo cấu trúc gel và hương vị đặc trưng cho sữa chua.

Khả năng chịu muối mật và pH thấp của các chủng đảm bảo vi khuẩn tồn tại và phát triển trong môi trường tiêu hóa, tăng cường hiệu quả probiotic. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, các chủng này có đặc tính tương đương hoặc vượt trội, phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước.

Việc lựa chọn tổ hợp đa chủng giúp tận dụng ưu điểm của từng chủng, tạo ra sản phẩm sữa chua có chất lượng cao, ổn định và giá thành hợp lý. Các điều kiện nuôi cấy tối ưu được xác định giúp nâng cao hiệu quả sản xuất quy mô công nghiệp. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ pH theo thời gian lên men, bảng so sánh hoạt tính enzyme và khả năng chịu muối mật của các chủng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển bộ giống khởi động probiotic trong nước: Tập trung sản xuất các tổ hợp chủng Lactobacillus và Streptococcus đã được tuyển chọn, nhằm giảm chi phí nhập khẩu và chủ động nguồn giống. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do các viện nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất sữa phối hợp thực hiện.

2. Áp dụng quy trình lên men tối ưu: Sử dụng nhiệt độ 42°C, tỷ lệ giống khởi động và thành phần chủng đã được nghiên cứu để đảm bảo chất lượng sữa chua ổn định, thời gian lên men dưới 9 giờ. Các nhà máy sản xuất sữa chua cần đào tạo kỹ thuật viên và điều chỉnh quy trình sản xuất.

3. Nâng cao chất lượng sản phẩm probiotic: Tăng cường kiểm soát chất lượng vi sinh vật trong sản phẩm, đảm bảo số lượng vi khuẩn sống đạt hàng tỷ CFU/g, duy trì đặc tính probiotic trong quá trình bảo quản. Các cơ quan quản lý cần xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và giám sát chặt chẽ.

4. Khuyến khích tiêu thụ sữa chua probiotic: Tổ chức các chiến dịch truyền thông nâng cao nhận thức người tiêu dùng về lợi ích sức khỏe của sữa chua probiotic, đặc biệt là trong phòng chống các bệnh tiêu hóa và tăng cường miễn dịch. Các tổ chức y tế và dinh dưỡng phối hợp thực hiện trong vòng 1-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu vi sinh vật học và công nghệ thực phẩm: Có thể ứng dụng kết quả tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic probiotic để phát triển các sản phẩm lên men mới, nghiên cứu sâu hơn về đặc tính sinh học và ứng dụng công nghiệp.

2. Doanh nghiệp sản xuất sữa và sữa chua: Áp dụng quy trình và tổ hợp chủng vi khuẩn đã được nghiên cứu để sản xuất giống khởi động trong nước, giảm chi phí nhập khẩu, nâng cao chất lượng sản phẩm và cạnh tranh trên thị trường.

3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định về vi sinh vật sử dụng trong sản xuất sữa chua probiotic, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho người tiêu dùng.

4. Chuyên gia dinh dưỡng và y tế cộng đồng: Tham khảo các đặc tính probiotic của vi khuẩn lactic để tư vấn, khuyến khích sử dụng sữa chua probiotic trong chế độ ăn nhằm cải thiện sức khỏe tiêu hóa và miễn dịch cho cộng đồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Vi khuẩn lactic có vai trò gì trong lên men sữa chua?
   Vi khuẩn lactic chuyển hóa đường lactose thành axit lactic, làm giảm pH, tạo cấu trúc gel và hương vị đặc trưng cho sữa chua. Chúng còn có đặc tính probiotic giúp cải thiện hệ vi sinh đường ruột và tăng cường miễn dịch.

2. Tại sao cần tuyển chọn chủng vi khuẩn probiotic cho sản xuất sữa chua?
   Chủng probiotic có khả năng sinh enzyme β-galactosidase giúp tiêu hóa lactose, sinh protease tạo cấu trúc sữa chua, chịu được môi trường dạ dày ruột và kháng vi sinh vật gây bệnh, nâng cao giá trị dinh dưỡng và sức khỏe cho người tiêu dùng.

3. Làm thế nào để đánh giá khả năng lên men của vi khuẩn lactic?
   Đánh giá dựa trên khả năng lên men lactose (thay đổi màu môi trường chỉ thị), khả năng làm đông sữa (đo pH, thời gian đông), hoạt tính enzyme β-galactosidase và protease, cũng như khả năng sinh axit hữu cơ.

4. Điều kiện nuôi cấy nào là tối ưu cho vi khuẩn lactic trong sản xuất sữa chua?
   Nhiệt độ 42°C, pH môi trường khoảng 6,5-6,8, nguồn carbon như glucose hoặc lactose, nguồn nitrogen như peptone hoặc cao men, điều kiện hiếu khí nhẹ hoặc kị khí tùy chủng, thời gian nuôi cấy khoảng 24 giờ.

5. Làm thế nào để đảm bảo chất lượng sữa chua probiotic trong quá trình bảo quản?
   Bảo quản ở nhiệt độ 4°C, kiểm soát pH và số lượng vi khuẩn sống (CFU) trong sản phẩm, sử dụng tổ hợp chủng ổn định, tránh tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ cao để duy trì đặc tính probiotic và chất lượng sản phẩm.

Kết luận

• Đã tuyển chọn thành công 8 chủng vi khuẩn lactic thuộc hai chi Lactobacillus và Streptococcus có đặc tính probiotic và khả năng lên men sữa hiệu quả.
• Các chủng có khả năng sinh enzyme β-galactosidase, protease, chịu được muối mật và pH thấp, phù hợp làm giống khởi động trong sản xuất sữa chua probiotic.
• Tổ hợp đa chủng được lựa chọn giúp tối ưu hóa thời gian lên men, chất lượng sản phẩm và ổn định trong bảo quản.
• Điều kiện nuôi cấy tối ưu gồm nhiệt độ 42°C, môi trường giàu carbon và nitrogen, thời gian nuôi 24 giờ được xác định rõ ràng.
• Nghiên cứu góp phần chủ động nguồn giống probiotic trong nước, giảm chi phí sản xuất và phát triển thị trường sữa chua probiotic tại Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Đẩy mạnh sản xuất giống khởi động probiotic quy mô công nghiệp, hoàn thiện quy trình sản xuất và kiểm soát chất lượng, đồng thời phối hợp truyền thông nâng cao nhận thức người tiêu dùng về lợi ích của sữa chua probiotic.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Sữa chua là một trong những loại thực phẩm rất quan trọng và cần thiết cho cơ thể để tăng cường sức khỏe, ngăn ngừa bệnh tật, giữ một vóc dáng cân đối, gọn gàng. Rất nhiều bác sĩ, chuyên gia dinh dưỡng trên thế giới đều khuyến khích hình thành thói quen ăn sữa chua đều đặn mỗi ngày. Sữa chua là nguồn dinh dưỡng quý giá đã được sử dụng từ mấy ngàn năm nay. Vào năm 1910, nhà bác học người Nga Ilya Metchnikoff đã đoạt giải Nobel cho những khám phá về vai trò của sữa chua đối với sức khỏe con người.

Ngày 13-3-2009 tại Hà Nội, Viện Dinh dưỡng quốc gia đã tổ chức hội thảo khoa học về ―Vai trò của sữa chua trong dinh dưỡng và sức khỏe‖. Phó giáo sư - tiến sĩ, Phó viện trưởng Viện Dinh dưỡng quốc gia (NIN) Lê Thị Bạch Mai cũng cho rằng: ―Người Việt Nam nên hình thành thói quen ăn sữa chua mỗi ngày‖. Báo cáo của phó giáo sư - tiến sĩ Nguyễn Văn Hoan (trưởng phòng quản lý khoa học của Viện Dinh dưỡng quốc gia) trong buổi hội thảo cũng đã nêu bật giá trị dinh dưỡng đó. Cứ 100g sữa chua chứa khoảng 100kcal, có chất đường (15,4g), chất đạm (3,1g), chất béo (3g), canxi và một số loại vitamin như , D, E… Trong 226g sữa chua (khoảng 2 hộp) cung cấp hơn 20% protein, 30-40% canxi và một lượng vitamin, khoáng chất quan trọng khác cơ thể cần mỗi ngày.

Ngoài ra, rất nhiều lợi ích khác của sữa chua đang được tiếp tục tìm ra như giảm hiện tượng không dung nạp lactose, ngăn ngừa bệnh đường ruột, kích thích đáp ứng miễn dịch, giảm cholesterol trong máu và hạn chế các bệnh liên quan đến tim mạch [10,39,45,62]. Đặc biệt là các sản phẩm sữa chua có bổ sung các chủng vi khuẩn probiotic có khả năng kháng chất kháng sinh phối hợp điều trị kết hợp kháng sinh giúp bệnh nhân tăng cường sức đề kháng. Là thực phẩm bổ dưỡng và có nhiều lợi ích nhưng tình hình sử dụng sữa chua hiện nay trong bữa ăn của người Việt Nam vẫn còn khá thấp (<10%). Ở châu Âu sữa chua chiếm tới 32% khẩu phần ăn.

Tỷ lệ sử dụng sữa chua so với sữa tại Pháp là 80:20, ở Singapore là 70:30 hay Thái Lan đạt 50:50. Trong khi đó, tỷ lệ này ở Việt Nam chỉ 1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học – Đỗ Thị Thu Thuỷ (2017) khoảng 20:80 [85]. Tiềm năng phát triển thị trường sữa chua ở Việt nam rất cao, tuy nhiên trở ngại kìm hãm sự phát triển này ở Việt Nam là do giá thành sản phẩm còn cao so với mức thu nhập bình quân người Việt Nam. Tại Việt Nam hiện nay, có nhiều công ty sản xuất và phân phối sữa và các sản phẩm từ sữa như Vinamilk, Công ty Cổ phần sữa Quốc tế (IDP), TH milk, Công ty sữa a Vì, Hà Nội Milk.

Ngoài ra, còn có rất nhiều sản phẩm sữa chua của các thương hiệu khác như: sữa chua uống Yakult (Nhật ản), FieslandCampina (Hà Lan), sữa chua uống Yomost, Kinh Đô với sữa chua uống Well-yo, Dalatmilk với Yous cùng nhiều thương hiệu nhập khẩu khác. Tuy nhiên, tại thời điểm nghiên cứu, nguồn chủng giống khởi động trong lên men sữa chua phục vụ sản xuất của các công ty này hoàn toàn là nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao. Chưa có một sản phẩm thương mại giống khởi động nào được sản xuất trong nước. Việc chủ động giống khởi động cho lên men sữa chua là nhu cầu cần thiết với ngành sữa Việt Nam hiện nay.

Lên men sữa chua chủ yếu liên quan đến vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Streptococcus và Bifidobacterium). Trong số các đại diện thuộc Lactobacillus thì có 3 loài được nghiên cứu và sử dụng phổ biến nhất để sản xuất giống khởi động cho lên men sữa chua là L. Và để phù hợp với sự phát triển đa dạng của các sản phẩm sữa chua hiện nay, các sản phẩm sữa chua không chỉ đáp ứng về hương vị, giá trị dinh dưỡng mà còn phải cung cấp các vi sinh vật lợi khuẩn cho hệ tiêu hóa, tăng cường miễn dịch. Từ những lý do trên, với mong muốn người dân Việt Nam có thể được sử dụng nhiều sữa chua hơn, đặc biệt là sữa chua probiotic, chúng tôi thực hiện nghiên cứu này với mục tiêu là: “Chọn được những tổ hợp chủng vi khuẩn lactic có đặc tính probiotic nhằm ứng dụng cho nhân giống khởi động trong lên men sữa chua, giảm giá thành cũng như chủ động nguồn giống cho sản xuất trong nước”.

2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học – Đỗ Thị Thu Thuỷ (2017) Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1.1 Sữa chua và công nghệ sản xuất sữa chua 1.1 Lịch sử hình thành Sữa chua là một trong các loại thực phẩm lên men lâu đời và phổ biến nhất được biết đến trên thế giới. Sữa chua được phát hiện tình cờ bởi bộ tộc alkan từ hàng ngàn năm trước và đã trở thành một loại thực phẩm của Đông u. Đến những năm 1900, vai trò của vi khuẩn lactic trong lên men sữa chua thật sự được biết đến với những phát hiện của nhà sinh vật học Nga Metchnikoff (1845 – 1916). Khi làm việc tại Viện Pasteur (Pháp) ông đã nhận thấy rằng vi khuẩn L.

bulgaricus trong sữa chua là nguyên nhân về tuổi thọ dài bất thường của những người ulgaria [70]. Năm 1919, Isaac Carasso, Tây an Nha thành lập xưởng sản xuất sữa chua đầu tiên có tên là Dannon. Năm 1930, bác sĩ Minoru Shirota, Nhật ản lần đầu tiên phân lập được chủng L. ng đã sử dụng chủng vi khuẩn này lên men sữa dạng dịch và đây là bước khởi đầu cho việc thành lập công ty Yakult ở Nhật ản năm 1935.

Cho đến nay, Yakult đã có 80 năm hoạt động và có đại diện trên 40 quốc gia trên khắp thế giới [88]. Việc sử dụng sữa chua như là một nguồn cung cấp chất dinh dưỡng đã làm cho sữa chua trở thành một trong những sản phẩm sữa phát triển nhanh nhất. Sữa chua, kefir, sữa và các sản phẩm lên men từ sữa đang trong quá trình để trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu nhằm mục đích điều trị một loạt các bệnh [40]. Các protein mà sữa chua cung cấp có giá trị cao bởi các vitamin và khoáng chất được tìm thấy trong sữa và các sản phẩm từ sữa.

Chúng cung cấp một loạt các chất dinh dưỡng quan trọng như năng lượng và hàm lượng chất béo với số lượng đáng kể làm cho chúng trở thành một thực phẩm giàu dinh dưỡng. Ăn các sản phẩm sữa như sữa chua, giúp nâng cao chất lượng tổng thể của khẩu phần ăn và làm tăng khả năng hấp thu chất dinh dưỡng. Vitamin và khoáng chất có thể được bổ sung vào sữa và các sản phẩm từ sữa dành cho cho trẻ em [86]. 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học – Đỗ Thị Thu Thuỷ (2017) 1.2 Giá trị dinh dƣỡng và vai trò của sữa chua dối với sức khỏe Có thể nhận thấy sữa chua là sản phẩm của sữa nên có giá trị dinh dưỡng khá cao và cân đối: trong 100g sữa chua chứa khoảng 100 Kcal, chất đạm trung bình từ 3,1 - 5,3g, chất béo khoảng 2,3 - 2,6g, chất bột khoảng 14-15g.

Cơ cấu năng lượng trung bình của sữa chua khá cân đối, với tỷ lệ năng lượng của 3 chất Protein: Lipit: Glucose là khoảng 17: 23: 60. So với nhu cầu khuyến nghị của Viện Dinh dưỡng quốc gia cho trẻ em đến 9 tuổi là Protein: Lipit: Glucose =15: 30: 55 thì rõ ràng sữa chua là một sản phẩm cân đối về năng lượng đáp ứng tốt cho sự phát triển nhanh của trẻ [86]. Ngoài các giá trị dinh dưỡng trên thì sữa chua probiotic được coi như là một thực phẩm chức năng với một số đặc tính nổi trội như là: (i) Tăng hiệu quả sử dụng đường lactose tránh bệnh tiêu chảy do dùng các sản phẩm sữa: Trong thành phần của sữa có đường lactose là một disaccharide. Những thiếu hụt về khả năng sinh enzyme β-galactosidse thường dẫn đến bệnh tiêu chảy.

Phần lớn các vi khuẩn probiotic đặc biệt là vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Streptococcus và Bifidobacterium) có khả năng sinh enzyme β-galactosidse có khả năng thủy phân đường lactose thành đường đơn là galactose và glucose [70]. (ii) Ức chế vi sinh vật gây bệnh cho vật chủ như E. Salmonella, Staphylococcus… và các vi sinh vật gây bệnh theo một số cơ chế sau:  Cơ chế sinh ra các chất bacteriocin (bao gồm cả lantibiotic) như nisin, enteriocin, subtilisin [45].  Với số lượng lớn vi khuẩn lactic trong sữa chua (hàng trăm triệu đến hàng tỷ CFU/g sẽ tăng khả năng cạnh tranh các thành phần dinh dưỡng và vị trí bám trên nhu mô ruột của vật chủ.

 Vi khuẩn lactic trong sữa chua có thể sinh ra các thành phần hữu cơ có tác dụng ức chế vi sinh vật gây bệnh. Các vi khuẩn lactic sinh ra các thành phần axít hữu cơ như lactic, acetic, ethanol có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh [68]. 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn thạc sĩ khoa học – Đỗ Thị Thu Thuỷ (2017) (iii) Kích thích và tăng khả năng đáp ứng miễn dịch của vật chủ. Các nghiên cứu cho thấy là sự có mặt của vi khuẩn sữa chua tạo thành môi trường có pH thấp với các thành phần bacteriocin, các peptid và sinh các loại axit béo liên kết thành các mạch ngắn hay việc bám của vi khuẩn vào nhu mô ruột sẽ kích thích hệ thống miễn dịch tập nhiễm (innate immune response).

Kết quả là kích thích sự hoạt động của đại thực bào tiết ra protein miễn dịch IgA, thông qua tế bào T để sinh ra các loại cytokine khác nhau như Interferon (IFN-γ), IL-10, IL-4 [39]. (iv) Giảm pH của hệ tiêu hóa và tác dụng tích cực đến hệ vi sinh vật đường ruột theo hướng có lợi cho vật chủ. Trong hệ tiêu hóa của vật chủ có 1013-1014 tế bào vi sinh vật khác nhau. Chúng được chia thành 3 nhóm chủ yếu: nhóm có lợi cho vật chủ như lactobacilii, bifidobacterium và một số nấm men.

Nhóm có hại cho vật chủ: như Staphylococcus, Clostridium, E.coli và nhóm vừa có lợi vừa có hại như Enterococii. Sự có mặt của vi khuẩn lactic (Lactobacillus và Bifidobacterium) làm giảm pH theo hướng bất lợi cho nhóm vi sinh vật có hại do đó làm thay đổi cân bằng quần xã vi sinh vật đường ruột có lợi cho vật chủ [54]. (v) Giảm cholesterol trong máu và hạn chế các bệnh liên quan đến tim mạch. Vi khuẩn probiotic được biết có vai trò sinh ra axít hữu cơ, làm giảm axít béo, thành phần cholesterol trong máu và ức chế quá trình phát triển của các khối u, ung thư.