trường Đh bà rịa - vũng tàu
TRANSCRIPT
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
TàuTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA HOÁ HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐINH THỊ BÍCH PHƯỢNG
THỬ NGHIỆM NUÔI CẤY NẤM MEN RHODOTORULA SP. TRONG
MÔI TRƯỜNG LỎNG, TRÍCH LY β-CAROTENOID TỪ SINH KHỐI
NẤM MEN RHODOTORULA SP. BẰNG DẦU THỰC VẬT
ĐỀ TÀI KHOA HỌC
Ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Người hướng dẫn
CN. PHẠM THỊ HỮU HẠNH
Vũng Tàu, Năm 2012
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
TàuLỜI MỞ ĐẦU
Để đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng ngày càng cao của xã hội, ngành Công nghệ thực
phẩm luôn nổ lực tìm ra những nguồn dưỡng chất mới có lợi với cơ thể con người. Do đó,
Công nghệ thực phẩm đã trở thành một ngành quan trọng bởi tính thiết thực mà nó đem
lại. Sự phát triển ngành Công nghệ thực phẩm cũng kéo theo sự phát triển của ngành sinh
học, môi trường, y dược...
Carotenoid là tiền sắc tố của Vitamin A, Vitamin A có vai trò quan trọng đối với
sức khỏe của con người và vật nuôi. Nhưng khác với thực vật, con người và vật nuôi
không thể tự tổng hợp được nguồn sắc tố này mà phải được đưa vào bằng con đường
thức ăn. Do đó việc bổ sung carotenoid từ thiên nhiên là rất cần thiết.
Trong các nguồn carotenoid được sản xuất hiện nay, carotenoid có nguồn gốc từ vi
sinh vật được quan tâm hàng đầu bởi hiệu quả kinh tế mà nó đem lại. Trong số đó, các
nhà khoa học đã chứng minh sinh khối nấm men Rhodotorula sp. có chứa carotenoid khá
cao, ngoài ra còn có thể thu nhận được thêm protein, lipid đáng kể.
Nhằm mục đích khảo sát, đánh giá khả năng thích nghi của nấm men Rhodotorula
sp. trong môi trường lỏng, khả năng thu nhận β-carotenoid từ sinh khối nấm men
Rhodotorula sp. nên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Thử nghiệm nuôi cấy nấm
men Rhodotorula sp. trong môi trường lỏng, trích ly β-carotenoid từ sinh khối nấm
men Rhodotorula sp. bằng dầu thực vât” được đặt ra các nhiệm vụ cụ thể sau:
- Nghiên cứu môi trường thích hợp để nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp. đạt
được hiệu suất cao.
- Nghiên cứu dung môi để trích ly β-carotenoid từ nấm men Rhodotorula sp.
đạt hiệu suất cao mà không ảnh hưởng đến tính chất của β-carotenoid.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
TàuLỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, em xin chân thành cảm ơn sự hổ trợ
kinh phí của Ban giám hiệu trường đại học Bà Rịa-Vũng Tàu giúp em có điều kiện nghiên
cứu và phát triển đề tài.
Em cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Khoa, quý Thầy, Cô giảng dạy đã quan tâm, giúp
đỡ, cố vấn cho em những kiến thức chuyên môn.
Em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Thị Hữu Hạnh đã tạo điều kiện giúp đỡ và định
hướng cho em trong quá trình tìm hiểu tài liệu và hoàn thành bài báo cáo này.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Minh Nhựt quản lí phòng
thí nghiệm của khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm đã hỗ trợ, giúp đỡ em rất nhiều
trong quá trình thực hiện đề tài.
Tuy nhiên, trong quá trình làm đề tài và hoàn thành báo cáo em không tránh khỏi
những sai sót và khuyết điểm, kính mong sự góp ý của quý thầy cô để em hoàn thiện
mình hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
……………., ngày …..tháng ….. năm 2012
Sinh viên thực hiện
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA HỌC & CNTP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
------o0o------
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI KHOA HỌC
Họ và tên sinh viên: Đinh Thị Bích Phượng MSSV: 0852020075
Ngày, tháng, năm sinh: 02/07/1987 Nơi sinh: Đồng Tháp
Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. TÊN ĐỀ TÀI: Thử nghiệm nuôi cấy nấm men Rhodotorola sp. trong môi trường
lỏng, trích ly β-carotenoid từ sinh khối nấm men Rhodotorula sp. bằng dầu thực vật.
2. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Nghiên cứu môi trường thích hợp để nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp. đạt được
hiệu suất cao.
Nghiên cứu dung môi để trích ly β-carotenoid từ nấm men Rhodotorula sp. đạt
hiệu suất cao mà không ảnh hưởng đến tính chất của β-carotenoid.
3. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 30/02/2012
4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/05/2012
5. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CN. Phạm Thị Hữu Hạnh
Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày.....tháng.....năm2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
MỤC LỤC
Nhiệm vụ đồ án Lời mở đầu Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các bảng Danh mục sơ đồ và hình Danh mục các chữ viết tắt CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................1 1.1 ........................................................................................................................ Nấ
m men Rhodotorula sp .......................................................................................... 1 1.1.1...................................................................................................................... Ph
ân loại ............................................................................................................... 1 1.1.2...................................................................................................................... Đặ
c điểm hình thái.................................................................................................1 1.1.3...................................................................................................................... Đặ
c diểm sinh lý....................................................................................................1 1.1.4...................................................................................................................... Đặ
c điểm sinh hóa .................................................................................................3 1.1.5...................................................................................................................... Kh
ả năng sinh tổng hợp carotenoid của Rhodotorula sp.........................................4 1.2 ........................................................................................................................ Đặ
c tính carotenoid ...................................................................................................7 1.3 ........................................................................................................................ Cá
c lý thuyết cơ bản ..................................................................................................8 1.3.1...................................................................................................................... Trí
ch ly.................................................................................................................. 8 1.3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly....................................................... 8 1.3.1.2 Điều kiện chọn dung môi ................................................................................. 9 1.3.2...................................................................................................................... Sấ
y........................................................................................................................ 9 1.3.3...................................................................................................................... Ly
tâm.................................................................................................................... 9 1.4 ........................................................................................................................ Cá
c yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp .................. 10 1.4.1...................................................................................................................... Ản
h hưởng của nguồn giống .................................................................................. 10
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
1.4.2...................................................................................................................... Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy....................................................................... 10
CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................. 12 2.1 Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 12 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 12 2.1.2 Dụng cụ và hóa chất.......................................................................................... 12 2.2 Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 13 2.2.1 Sơ đồ nuôi cấy nấm men ở môi trường lỏng...................................................... 13 2.2.2 Thuyết minh quy trình....................................................................................... 13 2.2.2.1 Nấm men Rhodotorula sp............................................................................... 13 2.2.2.2 Tăng sinh ....................................................................................................... 14 2.2.2.3 Chuẩn bị môi trường ...................................................................................... 14 2.2.2.4 Hấp ................................................................................................................ 14 2.2.2.5 Cấy giống....................................................................................................... 14 2.2.2.6 Sục Khí .......................................................................................................... 14 2.2.2.7 Ly tâm............................................................................................................ 14 2.2.2.8 Thu sinh khối nấm men Rhodotorula sp ......................................................... 14 2.3 Nội dung thí nghiệm ............................................................................................ 14 2.3.1 Thí nghiệm 1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ cấy giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT1........................................................................................ 15 2.3.2 Thí nghiệm 2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ cấy giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT2........................................................................................ 15 2.3.3 Thí nghiệm 3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ cấy giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT3........................................................................................ 16 2.3.4 Thí nghiệm 4. Khảo sát lượng sinh khối thu được của nấm men Rhodotorula sp. ở cả 3 môi trường.......................................................................................................... 17 2.4 Sơ đồ quy trình trích ly β-carotenoid.................................................................... 17 2.5 Thuyết minh quy tình........................................................................................... 18 2.5.1 Nguyên liệu....................................................................................................... 18 2.5.2. Sấy................................................................................................................... 18 2.5.3. Trích ly ............................................................................................................ 18 2.5.4. Dịch trích ......................................................................................................... 18 2.5.5. Ly tâm.............................................................................................................. 18 2.6. Nội dung thí nghiệm ........................................................................................... 18 2.6.1. Thí nghiệm 5. Khảo sát tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng đến quá trình trích ly của dung môi dầu đậu nành tinh luyện ............................................ 18 2.6.2. Thí nghiệm 6. Khảo sát tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng đến quá trình trích ly của dung môi dầu hướng dương tinh luyện ..................................... 19 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 21
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
3.1.Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT1...... 21 3.2. Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT2..... 22 3.3. Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng tế bào của nấm men ở MT3..... 23 3.4. Thu nhận sinh khối nấm men trên các môi trường lỏng ....................................... 25 3.5. Xác định tỉ lệ dung môi: mẫu thích hợp cho quá tình trích ly β-carotenoid ......... 27 3.6. Xác định thời gian và nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly β-carotenoid ...... 29 3.6.1. Dung môi dầu nành .......................................................................................... 29 3.6.2. Dung môi dầu hướng dương............................................................................. 30 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 31 4.1. Kết luận .............................................................................................................. 31 4.2. Đề nghị ............................................................................................................... 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 2
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
TÓM LƯỢC
Đề tài “ Thử nghiệm nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp. trong môi trường lỏng,
trích ly β-carotenoid từ sinh khối nấm men Rhodotorula sp. bằng dầu thực vật. ” được
tiến hành và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm khoa Hóa học và Công nghệ thực
phẩm, trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu. Với mục đích là khảo sát các vấn đề sau:
Quá trình nuôi:
Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống: 10%,15%, 20% và thời gian nuôi 24 giờ, 36
giờ, 48 giờ, 60 giờ, 72 giờ, 78 giờ, 84 giờ đến lượng tế bào của nấm men ở MT1, MT2,
MT3.
Kết quả cho lượng tế bào tốt nhất ở tỉ lệ giống 15%, thời gian nuôi 72 giờ với cả
MT1, MT2, MT3.
Quá trình trích ly:
Khảo sát quá trình trích ly bằng dung môi dầu nành và dầu hướng dương tinh luyện:
- Tỉ lệ dung môi: mẫu là: 9:1, 10:1, 11:1.
- Khảo sát Nhiệt độ là 70°C, 80°C, 90°C.
- Thời gian trích ly 90 phút, 120 phút 150 phút, 180 phút.
Kết quả thu hồi β-carotenoid tốt nhất ở cả 2 loại dung môi là tỉ lệ 10:1, nhiệt độ
80°C với thời gian là 120 phút.
Từ những yếu tố trên mục đích cuối cùng là nghiên cứu môi trường thích hợp để
nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp., nghiên cứu dung môi để trích ly β-carotenoid từ nấm
men Rhodotorula sp. đạt hiệu suất cao mà không ảnh hưởng đến tính chất của β-
carotenoid.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Giới hạn nhiệt độ của một số loài Rhodotorula sp. .......................................2
Bảng 1.2. Khả năng đồng hóa carbon của Rhodotorula sp ...........................................4
Bảng 1.3. Các nghiên cứu về khả năng tổng hợp carotenoid và βCR của nấm men
Rhodotorula sp. theo phương pháp nuôi cấy chìm ....................................................... 6
Bảng 1.4. Sắc tố carotenoid do Rho. glutinis DBVPG 3853 tổng hợp được sau 120 giờ
trên môi trường nước ép nho ở các nhiệt độ khác nhau ............................................. 10
Bảng 3.1. Số lượng tế bào Rhodotorula sp. thu được ở các thời gian khác nhau của MT1
.................................................................................................................................. 21
Bảng 3.2. Số lượng tế bào Rhodotorula sp. thu được ở các thời gian khác nhau của MT2
.................................................................................................................................. 22
Bảng 3.3. Số lượng tế bào Rhodotorula sp. thu được ở các thời gian khác nhau của MT3
.................................................................................................................................. 23
Bảng 3.4. Lượng sinh khối nấm men Rhodotorula sp. trên các môi trường lỏng ........ 26
Bảng 3.5. Hàm lượng βCR thu được của dầu nành..................................................... 27
Bảng 3.6. Hàm lượng βCR thu được của dầu hướng dương ...................................... 27
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH
Sơ đồ
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ nuôi cấy nấm men ở môi trường lỏng.............................................. 13
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ trích ly βCR .................................................................................... 17
Sơ đồ 4.1. Sơ đồ nuôi cấy chính của nấm men ở môi trường lỏng.............................. 32
Sơ đồ 4.2. Sơ đồ chính của quá trình trích ly βCR..................................................... 33
Biểu đồ
Biểu đồ 1. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở MT1................ 21
Biểu đồ 2. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở MT2................ 23
Biểu đồ 3. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở MT3................ 24
Biểu đồ 4. So sánh 3 đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở cả 3 môi
trường đối với điều kiện tốt nhất ................................................................................ 25
Biểu đồ 5. Lượng sinh khối Rhodotorula sp. trên các môi trường lỏng ...................... 26
Biểu đồ 6. Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi: mẫu đến hiệu suất thu hồi
βCR bang dầu nành và dầu hướng dương .................................................................. 28
Biểu đồ 7.Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi
βCR của dung môi dầu đậu nành ............................................................................... 29
Biểu đồ 8. Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi
βCR của dung môi dầu hướng dương......................................................................... 30
Hình
Hình 1.1. quá trình tổng hợp βCR, torulene và torularhodin từ acety CoA của
Rhodotorula sp ............................................................................................................ 5
Hình i.1. Máy lắc ngang
Hình i.2. Máy ly tâm
Hình i.3. Bể điều nhiệt
Hình i.4. Máy đo quang
Hỉnh i.5. Nuôi nấm men Rhodotorula sp. trong các môi trường lỏng
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Hình i.6. Môi trường lỏng chứa nấm men sau thời gian nuôi 72 giờ
Hình i.7. Sinh khối sau khi ly tâm
Hình i.8. Sinh khối sau khi sấy
Hình i.9. : Mẫu dầu hướng dương chứa βCR sau khi trích ly
Hình i.10 : Mẫu dầu hướng dương chứa βCR sau khi trích ly
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
TàuDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CFU : đơn vị hình thành khuẩn lạc
DM : dung môi
Dầu HD : dầu hướng dương
Dầu ĐN : dầu đậu nành
NĐT : nhiệt độ thường
MT : môi trường
OD : mật độ quang
βCR : β-carotenoid
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
TàuTÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Tú Anh (2003) – “Sinh tổng hợp sinh khối Rhodotorula giàu protein
– carotenoid” – Báo cáo tổng kết nghiệm thu đề tài chương trình vườn ươm
sáng tạo khoa học kỹ thuật trẻ - Sở khoa học công nghệ .
[2]. Nguyễn Trọng Cẩn và cộng sự (1998) – “ Công nghệ enzyme”. NXB Nông
Nghiệp TP.HCM
[3]. Phạm Xuân Hưng (2003) – “Khảo sát các thành phần sinh hóa trong sinh
khối nấm men Rhodotorula sp., và thử nghiệm bổ sung bột dinh dưỡng trẻ em”-
Đại học khoa học Tự Nhiên.
[4]. Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự (2010). “Công nghệ chế biến thực phẩm”.
NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM.
[5]. Huỳnh Thị Nga (2011) – “Nghiên cứu quá trình chiết rút astaxanthin từ
phế liệu tôm bằng dầu thực vật” Đồ án tốt nghiệp – Trường Đại Học Bà Rịa -
Vũng Tàu.
[6]. Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2001) – “Nghiên cứu đặc điểm sinh học và khả
năng tạo sinh khối từ rỉ đường của chủng nấm men phân lập trên bề mặt lá dăm
bụt tại Việt Nam” Luận văn Thạc Sỹ – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM.
[7]. Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2011) – “Nghiên cứu tuyển chọn Rhodotorula
có khả năng sinh tổng hợp β-carotenoid trên môi trường bán rắn làm thức ăn bổ
sung cho gà đẻ trứng ” Luận văn Tiến Sỹ – Trường Đại Học Bách Khoa
TP.HCM.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu[8]. Hoàng Thị Thảo Nhi (2009) – “Nghiên cứu khả năng sinh tổng hợp
Carotenoid của nấm men Rhodotorula sp.CBS10104 trên lõi bắp theo kỹ thuật
nuôi cấy bán rắn”. Luận văn tốt nghiệp - Đại học Tôn Đức Thắng.
[9]. Nguyễn Thị Việt Oanh (2008) – “Nghiên cứu nuôi cấy phối hợp nấm mốc
Monascus với nấm men Rhodotorula theo phương pháp lên men bề mặt”– Luận
văn tốt nghiệp - Đại học mở TP.HCM.
[10]. Lương Đức Phẩm (2006) – “ Nấm men công nghiệp” – Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật.
[11]. Lê Ngọc Quang (2001) – “Nghiên cứu khả năng tạo sinh khối của nấm
men Rhodotorula sp.” – Luận văn tốt nghiệp - Đại Học Kỹ Thuật TP.HCM.
[12]. Giáo trình thực hành vi sinh vật học (2010), Trường Đại Học Bà Rịa –
Vũng Tàu, Khoa CN Thực phẩm.
[13]. Trương Vĩnh (2010) - “Lý thuyết và thực hành thống kê”, Vũng Tàu.
[14]. Kelly C.E. and Harmon A.W., 1972 : Fish. Bull, page 111-113.
[15]. Meyers. P. and Thibodeaux P., 1983 J Aquaricultule & Aquatic Sceinces,
III (4), page 64-70.
[16]. Yuan, J.P and Chen,” Purification of trans – astaxanthin from a high –
yielding astaxanthin ester product strain of the microalga Haematococcus
pluvilis”, J. Agric. Food, 2000, page 443-448.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
PHỤ LỤC 1
1. Các môi trường lỏng nghiên cứu: [3]
Nấm men Rhodotorula sp. được nhân giống trong 3 môi trường lỏng
Môi trường 1:
Saccharose 30g
Cao nấm men 1g
Urea 0,1g
(NH4)2SO4 0,5g
KH2PO4 2g
MgSO4.7H2O 0,2g
MnSO4 0,02g
CuSO4.5H2O 0,01g
- Thêm nước dừa cho đủ 1 lít, chỉnh pH 5,0.
- Thêm vài giọt dầu chống bọt.
- Hấp khử trùng ở 121°C trong 20-30 phút.
Môi trường 2:
Glucose 45g
Cao nấm men 1,5g
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
NH4NO3 0,286g
KH2PO4 0,75g
MgSO4 0,4g
CaCl2 0,4g
- Thêm nước dừa cho đủ một lít, chỉnh pH 5,0.
- Hấp khử trùng ở 121°C trong 20-30 phút.
Môi trường 3:
Saccharose 30g
Cao nấm men 1g
Urea 0,1g
(NH4)2SO4 0,5g
KH2PO4 2,0g
MgSO4.7H2O 0,1g
MnSO4 0.02g
CuSO4.5H2O 0,01g
CH3COOH 0,4g
- Thêm nước dừa cho đủ 1 lít, chỉnh pH 5,0.
- Hấp khử trùng ở 121°C trong 20-30 phút.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Các môi trường sẽ được tiến hành trong phòng thí nghiệm phải đảm bảo điều
kiện thuận lợi và tránh sự lây nhiễm từ bên ngoài. Để làm được điều đó thì trước khi
nuôi cấy cần khử trùng dụng cụ và hấp khử trùng môi trường.
2. Phương pháp xác định trực tiếp số lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu: [12]
2.1. Cấu tạo buồng đếm hồng cầu:
Buồng đếm hồng cầu là một phiến kính dày hình chữ nhật, giữa là phần lõm
phẳng, tại đây có kẻ một lưới gồm 400 hình vuông nhỏ có diện tích tổng cộng là 1mm2.
Ô trung tâm được khoanh tròn và có 25 ô vuông lớn, mỗi ô vuông lớn có 16 ô vuông
nhỏ. Vì thế diện tích 1 ô vuông nhỏ là 1/400 mm2 và một ô vuông lớn là 1/25 mm2.
2.2. Cách tiến hành:
Lắc mạnh dịch huyền phù tế bào, nhỏ một giọt lên bề mặt buồng đếm kề với cạnh lame
nhờ một pipep Pasteur. Dịch huyền phù sẽ đi thẳng vào buồng đếm nhờ cơ chế mao
dẫn. Buồng đếm được chuẩn bị đúng khi chỉ có vùng không gian nằm giữa lame và
buồng đếm được điền bởi dịch huyền phù tế bào. Còn các rãnh xung quanh thì không bị
dính ướt.
Di chuyển nhẹ nhàng khung đếm để dịch huyền phù tràn đầy các khoang. Khi đó dịch
nằm trong khoang có độ dày khoảng 0,1mm.
Đặc buồng đếm lên bàn kính hiển vi.
Điều chỉnh cường độ ánh sáng để có thể quan sát rõ ràng cả tế bào lẫn các đường kẻ.
Tùy thuộc vào số lượng tế bào mà có thể chọn cách đếm tất cả các tế bào có trong ô
trung tâm hay chỉ đếm các tế bào có trong một số các ô vuông lớn đại diện.
Bắt đầu đếm tế bào sau khi nhỏ giọt từ 3-5 phút, phải đếm các tế bào nằm trên đường
kẻ nhưng không được lặp lại khi chuyển qua đếm tế bào trên một ô kế cận.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
2.2.3. Cách tính:
Thể tích dịch chứa trong ô trung tâm (gồm 25 ô vuông lớn hay 400 ô vuông nhỏ) là
1x0,1 = 0,1 mm2 (vì diện tích tổng cộng của ô trung tâm là 1mm2).
Tuy nhiên, chỉ cần đếm số tế bào trên 5 ô vuông lớn đại diện (các ô có đánh dấu X
chẳng hạn) cho 25 ô vuông lớn trên ô trung tâm. Khi đó, số lượng tế bào trong 1ml mẫu
nghiên cứu được tính bằng công thức sau:
N = [(a/b) x 400/0,1] x 103 x 10n
Trong đó:
- N: số lượng tế bào trong 1ml mẫu nghiên cứu (CFU/ml)
- a: số tế bào trong 5 ô vuông lớn (80 ô vuông nhỏ)
- b: số ô vuông nhỏ trong 5 ô vuông lớn (16 x 5 = 80 ô vuông nhỏ)
- 400: tổng số ô vuông nhỏ trong ô trung tâm
- 0,1: thể tích dịch tế bào
- 103: số chuyển mm3 thành ml (1000mm3 = 1ml)
- 10n: độ pha loãng mẫu
3. Phương pháp xác định hàm lượng β-carotene: [5 ,14, 15, 16]
Cân chính xác 1g sinh khối nấm men Rhodotorula sp. sau khi đã sấy khô (độ ẩm
5,998%) vào erlen 250ml, cho dầu vào theo tỉ lệ thí nghiệm 3. Hỗn hợp trên được cho
vào bể điều nhiệt ở thời gian và nhiệt độ yêu cầu thí nghiêm 4 (lưu ý: là bể điều nhiệt
đã được đưa đến nhiệt độ như yêu cầu rồi). Sau khi trích ly ta tiến hành ly tâm ở 3000
vòng/phút để lấy được dịch trích không bị cặn. Xác định thể tích dung dịch dầu chứa
βCR, hút 3ml đem đi đo quang (tùy thuộc mức độ đậm đặc của dịch trích mà pha loãng
cho phù hợp). Dung dịch sau khi pha loãng được đem đi đo độ hấp thụ màu trên máy đo
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
quang phổ ở bước sóng 487nm (cuvet thạch anh 1cm) để xác định hàm lượng βCR
(dung dịch so sánh là 2 loại dung môi tương ứng: dầu đậu nành và dầu hướng dương).
Hàm lượng βCR được tính theo công thức của Chen và Meyer:
Y =
Trong đó:
Y là hàm lượng βCR thu được (μg/g)
A là độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 487nm
D là hệ số pha loãng
V là thể tích dung dịch dầu chứa βCR thu được
W là khối lượng mẫu ban đầu đem đi chiết
E là hệ số tắt quang của các loại dầu ở bước sóng 487nm
+ Dung môi dầu đậu nành ở bước sóng 487nm là 2145
+ Dung môi dầu hướng dương ở bước song 487nm là 2290
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Hình i.1:Máy lắc ngang Hình i.2: Máy ly tâm
Hình i.3: Bể điều nhiệt Hình i.4: Máy đo quang
Thành phẩm:
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Hình i.5: Nuôi nấm men Rhodotorula sp. Hình i.6: Môi trường lỏng chứa nấm men
trong môi trường lỏng sau thời gian nuôi 72h
Hình i.7: Sinh khối sau khi ly tâm Hình i.8: Sinh khối sau khi sấy
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Hình i.9: Mẫu dầu hướng dương chứa Hình i.10 : Mẫu dầu hướng dương chứa
βCR sau khi trích ly βCR sau khi trích ly
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 1 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nấm men Rhodotorula sp.: [3, 6, 7]
1.1.1. Phân loại :
Theo Harrison, nấm men Rhodotorula sp. có phân loại như sau:
Giới Fungi
Ngành Basidiomycota
Lớp Urediniomycetes
Bộ Sporidiales
Họ Sporidiobolaceae
Giống Rhodotorula
1.1.2. Đặc điểm hình thái:
Tế bào nấm men Rhodotorula sp. có nhiều hình dạng khác nhau tùy loài và tùy
điều kiện nuôi cấy. Dạng thường gặp là dạng tròn, dạng trứng, elip, hình dài hoặc hình
gậy.
Khuẩn lạc phát triển nhanh, láng, mềm, nhẵn bóng có ánh kim hay không ánh kim,
đôi khi xù xì, ướt và nhầy nhớt. Chúng có màu kem tới hồng, đỏ tươi, cam hoặc vàng.
Mép khuẩn lạc không có răng cưa.
Thành tế bào nấm men có nhiều lớp. Theo Marquardt (1962), thành tế bào nấm
men Rhodotorula sp. có 3 lớp. Lớp trong cùng và ngoài cùng mỏng lớp giữa dày 130-
1000 A°. Thành tế bào cấu tạo từ các polysaccharide bền với sự thủy phân bởi dung dịch
KOH.
Kích thước tế bào Rhodotorula sp. dao động trong khoảng 2-5 μm chiều rộng và
khoảng 5-10μm chiều dài. Kích thước này cũng thay đổi ở các loài khác nhau, ở các giai
đoạn khác nhau và cả ở các điều kiện nuôi cấy khác nhau.
1.1.3. Đặc điểm sinh lý:
Quá trình sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. chịu ảnh hưởng của rất nhiều
yếu tố như nguồn cacbon, nguồn nitrogen, pH, nhiệt độ, hàm lượng oxy, khoáng....
Các yếu tố vật lý:
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 2 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Đối với phương pháp lên men chìm thì nhiệt độ là yếu tố cần chú ý nhất vì hầu hết
nấm men đều rất mẫn cảm với nhiệt độ. Ngoài ra nhiệt độ cao còn làm vô hoạt rRNA và
phá hủy tế bào. Với nấm men Rhodotorula sp. thì nhiệt độ nuôi cấy phải từ 4-35°C
bảng1.1.
Bảng 1.1. Giới hạn nhiệt độ của một số loài Rhodotorula sp.[3]
STT Loài tmax(°C) Tmin(°C) Top(°C)
1 R.glutinis
Giống 59
Giống 60
29
33
31
7
11
9
26
33
29
2 R.graminis1410 29 4 28
3 R.minuta
Giống 62
Giống 539
33
30
17
18
28
28
4 R.mucilaginosa
Giống 63
Giống 65
Giống 75
34
34
34
10
7
10
34
32
32
5 R.pilimanae 32 8 32
Ngoài ra các yếu tố khác cũng ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình sinh trưởng và
phát triển của nấm men Rhodotorula sp. như độ ẩm, áp lực, sức căng bề mặt, tia bức xạ,
ánh sáng mặt trời…
Các yếu tố hóa học:
Các yếu tố hóa học bao gồm pH môi trường, thế oxy hóa khử, các hợp chất diệt
khuẩn,… trong đó pH được quan tâm nhiều nhất. Nấm men Rhodotorula sp. phát triển tốt
nhất trong khoảng pH 3,5-6,0.
Nguồn cacbon (C) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo năng lượng cho tế bào
đồng thời còn cung cấp hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp các chất xây dựng tế
bào. Nồng độ C quá cao cũng ức chế sự phát triển của vi sinh vật.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 3 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Các chất khoáng: nấm men rất cần các chất khoáng vì chất khoáng tham gia xúc
tác cho các phản ứng sinh học xảy ra trong tế bào. Ngoài nguồn phospho, nấm men còn
cần các loại khoáng như Mg2+
, Mn2+
, Na+,….
Vitamin: một số loài vi sinh vật cần được bổ sung các vitamin, cung cấp coenzyme
cho các phản ứng sinh hóa trong tế bào. Thường vitamin được đưa vào môi trường nuôi
cấy dưới dạng cao nấm men hoặc nấm men tự phân. Do đó, nếu ta chọn cao nấm men là
nguồn N thì không cần bổ sung các vitamin.
1.1.4. Đặc điểm sinh hóa:[3,11]
Nấm men Rhodotorula sp. có một số đặc tính sinh hóa như sau:
- Không lên men các loại đường như: D-galactose, mantose, α-trehalose và nhiều
loại đường khác nhưng chúng lại sử dụng các loại đường này để cung cấp nguồn carbon
cho việc xây dựng tế bào.
- Tạo ra enzyme urease.
- Đồng hóa DBB (Diazonium Blue B).
- Không tạo thành hợp chất loại tinh bột.
- Không tạo ra acid acetic.
- Không đồng hóa được inositol, đây là nét đặc trưng cơ bản nhất của Rhodotorula
sp. khác với các giống nấm men Cryptococus, Candida.
- Khả năng sinh tổng hợp sắc tố β-carotenoid.
- Có khả năng tích lũy lipid từ 40-80% sinh khối khô.
Giống nấm men Rhodotorula sp. còn được gọi là vi sinh vật sắc tố carotenoid
(carotengensis). Các sắc tố carotenoid chính trong nấm men Rhodotorula sp. là: β-
carotene, torulahodin và torulene. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng sinh
tổng hợp sắc tố carotenoid trên từ nhiều các nguồn cơ chất khác nhau với các phương
pháp nuôi cấy khác nhau như: nuôi cấy gián đoạn, bán liên tục, lên men dịch thể, lên men
bán rắn,…..chỉ từ giống Rhodotorula sp. hay nuôi cấy kết hợp với một chủng vi sinh vật
khác như: nấm men, nấm mốc, vi khuẩn.
Khả năng đồng hóa các hợp chất carbon của Rhodotorula sp. được trình bày trong
bảng 1.2
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 4 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Bảng 1.2. Khả năng đồng hóa carbon của Rhodotorula sp.
STT Loại hợp chất carbon Khả năng đồng hóa
1 Inositol -
2 Galactose +
3 Xylose +
4 Arabinose +
5 Rhamnose +
6 Saccharose +
7 Salicin +
8 Tinh bột +
9 maltose +
10 Lactose -
11 Rafinnose +
12 Methanol -
13 Ethanol +
1.1.5. Khả năng sinh tổng hợp carotenoid của Rhodotorula sp.:[6,7]
Khả năng hình thành sắc tố carotenoid là một đặc điểm sinh lý quan trọng dùng để
phân loại giống Rhodotorula sp.. Carotenoid hình thành được kết hợp với màng tế bào và
chỉ tồn tại bên trong tế bào. Các sắc tố carotenoid ở Rhodotorula sp. có khả năng hấp thu
ánh sáng ở bước sóng rộng từ 450÷550 nm. Cường độ màu của nấm men sinh sắc tố tăng
lên rất nhiều so với giống men trắng khi chúng sống ở các vùng địa lý có tia cực tím
mạnh. Tuy nhiên, khi cường độ phóng xạ quá cao, các carotenoid không còn khả năng che
chở tế bào.
Perrier V. và cộng sự (1995) khi khảo sát thành phần các sắc tố có trong 13 chủng
Rhodotorula sp. đã tìm thấy từ 1 đến 10 sắc tố thuộc nhóm carotenoid. Kết quả của
nghiên cứu này cho thấy sắc tố β-carotene luôn hiện diện trong các chủng Rhodotorula sp.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 5 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
khảo sát và tác giả cũng đưa ra đã kết luận rằng β-carotene là sắc tố chính của
Rhodotorula sp.
Trên cơ sở thành quả nghiên cứu của Simpson và Goodwin, Frengova G.I. và
Beshkova D.M. (2009) đã khái quát được toàn bộ con đường sinh tổng hợp carotenoid ở
một số giống nấm men trong đó có giống Rhodotorula sp. đi từ acetyl-CoA. Theo đề nghị
này, toàn bộ quá trình sinh tổng hợp carotenoid ở nấm men Rhodotorula sp.diễn ra theo 3
giai đoạn như hình 1.1. Đây là giai đoạn tổng hợp carotenoid từ phytoene, phytoene được
chuyển thành lycopene. Lycopene được xem là tiền chất để tổng hợp nên -carotene và
torulene, sau đó torulene sẽ tham gia quá trình khử và oxi hoá nhờ sự xúc tác của enzyme
oxidase để hình thành nên torularhodin.
Hình 1.1. Quá trình tổng hợp beta-carotene, torulene và torularhodin từ acetyl CoA của Rhodoturula
sp.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 6 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Bảng 1.3. Các nghiên cứu về khả năng sinh tổng hợp carotenoid và βCR của nấm men
Rhodotorula sp. theo phương pháp nuôi cấy chìm [7]
STT Tên nấm men Carotenoid
tổng
β-carotenoid Tài liệu tham
khảo
mg/l mg/g % carotenoid
1 Rho. glutinis
var glutinis 7,37 0,63 100
Costa và cộng
sự, 1987
2 Rho. lactose
28 2,66 - Martelli và cộng
sự, 1992
3 Rho. rubra
6,03 1,26 - Martin và cộng
sự, 1993
4 Rho. aurantiaca CBS
317 - 0,10 60
Perrier và cộng
sự, 1995
5 Rho. glutinis 22.P
8,4 0,27 16 Frengova và
cộng sự, 1994
6 Rho. rubra NRRL. Y
15596 1,91 0,13 -
Shih và Hang,
1996
7 Rho. gracilis ATCC
90950 - 0,54
Govindaswamy
và cộng sự, 1999
8
Rho. glutinis
DBVPG 3853 4,99 0,83 16
Buzzini và cộng
sự, 2000 (trên
môi trường
CGM ở 25oC)
9
Rho. glutinis
DBVPG 3853 6,9 - 12
Buzzini và cộng
sự, 2001 (nuôi
gián đoạn)
10 Rho. glutinis
DBVPG 3853 8,2 - 14
Buzzini và cộng
sự, 2001
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 7 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
(nuôi bán liên
tục)
11 Rho. rubra GED2
12,1 - 46,6 Frengova và
cộng sự, 2003
12 Rho. rubra GED5
19,2 - 31,67 Frengova và
cộng sự, 2004
13 Rho. glutinis K 50T
- - 35 Bong K. Kim và
cộng sự, 2004
14 Rho. rubra GED 8
13,37 0,498 51,1 Frengova và
cộng sự, 2006
1.2. Đặc tính carotenoid: [4,7]
Carotenoid có thể kết tinh ở dạng tinh thể. Tinh thể carotenoid có hình dạng, kích
thước khác nhau như hình kim dài, hình khối lăng trụ đa diện, dạng lá hình thoi, hay dạng
kết tinh vô định hình…. Nhiệt độ nóng chảy cao 130-220°C.
Độ hòa tan tùy thuộc vào loại dung môi. Chúng không tan trong nước, tan trong
dầu thực vật, tan trong các dung môi chứa Chlor như chloroform, dichlormethan…. Hầu
như tất cả carotenoid đều tan trong chất béo ngoại trừ: bixin tan trong nước nhờ có nhóm
carboxyl, astaxanthin tan trong nước nhờ nhóm ketoenol, crocine thì được ester hóa bởi
các chất đường.
Ổn định trong môi trường kiềm nhạy cảm trong môi trường acid.
Ngày nay, số lượng carotenoid tìm thấy trong thiên nhiên lên đến 700 loại với
những màu sắc khác nhau như kem, vàng, đỏ. Carotenoid được tổng hợp từ các tiền chất
isoprenoid (C5), hợp chất này sau đó chuyển thành geranyl diphosphat (C20). Sau đó,
chuỗi phân tử 20 nguyên tử carbon này liên kết đuôi – đuôi để tạo thành chuỗi C40. Do
đó các carotenoid còn được gọi là tetraterpenoid.
Do có hệ thống nối đôi liên hợp, carotenoid rất dễ bị oxi hóa, hydro hóa làm màu
sắc thay đổi. Carotenoid tinh khiết rất bền khi ở dạng huyền phù hoặc dung dịch với dầu
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 8 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
thực vật, đặc biệt khi trong dung dịch có sự hiện diện của α-tocoferol. Phản ứng tạo
peroxyd của chất béo cũng làm tăng cường phản ứng phân hủy carotenoid.
Ngoài ra, màu của carotenoid còn bị thay đổi bởi các tác nhân khác như: không
khí, nhiệt độ, ion kim loại, ánh sáng, tác dụng của enzyme…. Vì vậy, carotenoid cần bảo
quản trong khí trơ hoặc trong chân không ở nhiệt độ thấp, bao bì nên kín đồng thời tránh
ánh sáng.
1.3. Các lý thuyết cơ bản: [5,9]
1.3.1. Trích ly:
Trích ly là quá trình hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử có trong mẫu nguyên
liệu bằng cách cho nguyên liệu tiếp xúc với dung môi. Động lực của quá trình trích ly là
sự chênh lệch nồng độ của cấu tử ở trong dung môi. Đây là quá trình truyền khối.
Quá trình trích ly β-carotenoid từ nấm men Rhodotorula sp.sẽ được sử dụng dung
môi là dầu thực vật không làm ảnh hưởng đến hoạt tính của β-carotenoid sau trích ly.
1.3.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly:
Kích thước của nguyên liệu:
Kích thước nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và
dung môi sẽ càng lớn. Do đó việc trích ly các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ trở
nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, nếu kích thước nguyên liệu quá nhỏ thì chi phí cho quá trình
nghiền xé nguyên liệu sẽ gia tăng.
Tỉ lệ khối lượng giữa nguyên liệu và dung môi:
Với cùng một lượng nguyên liệu, nếu ta tăng lượng dung môi sử dụng thì hiệu suất
trích ly sẽ tăng cao. Đó là do sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên
liệu và trong dung môi sẽ càng tăng. Tuy nhiên, nếu lượng dung môi sử dụng quá lớn thì
sẽ làm loãng dịch trích. Như vậy, ta cần xác định tỉ lệ phù hợp giữa khối lượng nguyên
liệu và dung môi.
Nhiệt độ trích ly:
Khi tăng nhiệt độ, các cấu tử sẽ chuyển động nhanh hơn, do đó sự hòa tan và
khuyếch tán của cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ được tăng cường. Ngoài ra, khi
nhiệt độ tăng, độ nhớt của dung môi sẽ giảm, dung môi sẽ dễ dàng xuyên qua lớp nguyên
liệu và làm cho diện tích tiếp xúc bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi sẽ tăng lớn. Tuy
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 9 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
nhiên, việc tăng nhiệt độ trích ly sẽ làm tăng chi phí năng lượng cho quá trình, đồng thời
có thể xảy ra một số phản ứng hóa học không mong muốn trong dịch trích.
Thời gian trích ly:
Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ gia tăng. Tuy nhiên,
nếu thời gian trích ly quá dài thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ không tăng thêm đáng kể.
1.3.1.2. Điều kiện chọn dung môi:
Dung môi sử dụng phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Phải có tính hòa tan chọn lọc tức là hòa tan tốt trong chất cần tách mà không hòa
tan hoặc hòa tan rất ít trong các chất khác. Đây là tính chất cơ bản không thể thiếu của
dung môi.
- Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch.
- Không phá hủy thiết bị.
- Không biến đổi thành phần khi bảo quản.
- Không độc hại khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy.
- Rẻ tiền, dễ kiếm có thể sử dụng ở quy mô công nghiệp.
- Dung môi phải được tách ra sau quá trình chiết bằng phương pháp chưng cất hoặc
sấy, sau khi tách không để lại mùi và gây độc cho sản phẩm.
Hiện tại chưa có dung môi nào thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên tùy theo điều kiện
mà ta chọn dung môi thích hợp.
1.3.2. Sấy:
Bản chất: là quá trình sử dụng nhiệt độ để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu.
Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi
(evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation). Trong quá trình sấy, mẫu nguyên liệu thường
ở dạng rắn, tuy nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy cũng có thể ở dạng lỏng hoặc huyền phù.
Sản phẩm thu được sau quá trình sấy luôn ở dạng rắn hoặc dạng bột.
1.3.3. Ly tâm:
Bản chất: là quá trình sử dụng lực ly tâm để phân riêng các cấu tử có khối lượng
riêng khác nhau, thường là tách pha rắn ra khỏi pha lỏng nhờ lực ly tâm.
Sau quá trình ly tâm ta thu được hai pha là pha lỏng (có thể là dung môi hoặc dung
dịch) và pha rắn là các tinh thể được tách ra.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 10 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Sau quá trình ly tâm hỗn hợp được tách riêng biệt chủ yếu thay đổi trạng thái,
không biến đổi hóa học, hóa lý và hóa sinh đáng kể tuy nhiên chất lượng sản phẩm sau
quá trình ly tâm được tăng lên do tách được tạp chất hòa tan không phải dạng tinh thể.
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp.: [2,7]
1.4.1. Ảnh hưởng của nguồn giống:
Trong công nghệ lên men, chủng giống vi sinh vật là vấn đề rất quan trọng. Đặc
biệt với nấm men Rhodotorula sp. là giống có khả năng sinh tổng hợp carotenoid không
giống nhau giữa các chủng giống (xem bảng 1.3). Khả năng này phụ thuộc rất nhiều vào
đặc tính di truyền của chủng giống dùng trong nghiên cứu.
Ngoài đặc tính di truyền của chủng giống, quá trình nuôi cấy vi sinh vật còn phụ
thuộc nhiều vào các yếu tố dinh dưỡng và điều kiện nuôi cấy.
1.4.2. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy:
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nấm men Rhodotorula sp. thường phát triển ở nhiệt độ 25 ÷ 30oC và khoảng nhiệt
độ thích hợp là 27 ÷ 28oC. Ở nhiệt độ 30
oC, nếu có chiếu sáng vào cuối giai đoạn tăng
trưởng của pha log sẽ làm tăng lượng β-carotenoid đồng thời giảm lượng torulene và
torularhodin. Khi hạ nhiệt độ từ 30oC xuống 25
oC hàm lượng βCR thu được tăng cao. Ở
nhiệt độ 40oC, nấm men Rhodotorula sp. hầu như không phát triển. Sau đây là một kết
quả minh hoạ:
Bảng 1.4. Sắc tố carotenoid do Rho. glutinis DBVPG 3853 tổng hợp được sau 120 giờ trên môi
trường nước ép nho ở các nhiệt độ khác nhau [7]
Nhiệt
độ
(oC)
Carotenoid tổng
(mg/l )
Carotenoid tổng
(g/g tế bào khô)
Các sắc tố carotenoid
(% carotenoid tổng)
-
carotene
Torulene Torularhodin
25 4,99 831,7 16,0 18,0 60,1
30 5,95 915,4 9,3 9,4 78,9
35 5,08 736,2 5,9 9,8 78,7
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 11 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
- Ảnh hưởng của pH
Giống như các vi sinh vật khác pH thích hợp cho sự phát triển của nấm men
Rhodotorula sp. khác nhau tùy từng loài, chủng. Giá trị pH thích hợp cho Rhodotorula sp.
thông thường ở khoảng pH hơi acid từ pH 5 đến 6. Tuy nhiên, giá trị pH này còn phụ
thuộc vào thành phần môi trường và nhiệt độ nuôi cấy.
- Ảnh hưởng của ánh sáng
Ánh sáng có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng hình thành β-carotenoid cũng như
thành phần β-carotenoid của nấm men. Toàn bộ quá trình sinh tổng hợp sắc tố β-
carotenoid của nấm men có thể chia thành 3 giai đoạn: giai đoạn cảm ứng ánh sáng (tối
thiểu 12 giờ), giai đoạn tổng hợp các enzyme (giai đoạn này xảy ra trong tối) và giai đoạn
tổng hợp β-carotenoid phụ thuộc vào ánh sáng.
- Ảnh hưởng của oxi
Quá trình tổng hợp β-carotenoid rất cần đến sự tạo thành của các hợp chất có tính
oxi hóa cao do đó rất cần oxi. Không khí đóng vai trò rất quan trọng, có liên quan đến sự
hình thành sắc tố ở nấm men và các vi sinh vật khác. Không khí còn có vai trò trong việc
phân chia thành từng vùng của sắc tố trong quá trình sinh tổng hợp β-carotenoid của tế
bào sinh vật. Như vậy, quá trình sinh trưởng của Rhodotorula sp. rất cần đến không khí,
vì ngoài việc cung cấp oxi giúp tế bào hô hấp nó còn giữ vai trò quan trọng trong quá
trình sinh tổng hợp β-carotenoid của nấm men.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 12 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu:
2.1.1. Đối tượng:
- Giống nấm men nghiên cứu: nấm men Rhodotorula sp..
- Nguồn giống từ giống chuẩn phòng thí nghiệm vi sinh của Khoa Hóa & CNTP của
trường Đại Học Bà Rịa - Vũng Tàu. Sau đó, được chúng tôi nuôi cấy trên đĩa petri và ống
nghiệm, cấy giữ giống định kì 2 tuần/lần.
2.1.2. Dụng cụ và hóa chất:
Dụng cụ:
- Đĩa petri, ống nghiệm
- Tủ cấy
- Máy lắc ngang
- Nồi hấp
- Máy đo pH
- Máy ly tâm
- Tủ sấy
- Bể ổn nhiệt
- Máy đo quang phổ
Hóa chất:
- Các hóa chất sử dụng trong 3 môi trường nuôi cấy nấm men mua tại cửa hàng hóa
chất và thiết bị PTN Hóa Nam.
- Dừa được mua tại vựa dừa ở chợ Vũng Tàu.
- Dung môi dầu hướng dương và dung môi dầu nành mua tại siêu thị Co.opmart.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 13 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
2.2. Phương pháp nghiên cứu:
2.2.1. Sơ đồ nuôi cấy nấm men ở môi trường lỏng:
Nấm men Rhodotorula sp. Môi trường
Tăng sinh Hấp
Cấy giống
D1 D2 D3
T1,2,3,4,5,6,7 T1,2,3,4,5,6,7 T1,2,3,4,5,6,7
Sục khí
Ly tâm 3000 vòng/phút (15÷20 phút)
Thu sinh khối nấm men Rhodotorula sp.
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ nuôi cấy nấm men ở môi trường lỏng
2.2.2. Thuyết minh quy trình:
2.2.2.1. Nấm men Rhodotorula sp.:
Nguồn giống sử dụng phải là loại nấm men Rhodotorula sp. thuần, đã được cấy giữ
giống sau một 2 tháng.
Giống phải được bảo quản ở điều kiện thích hợp như tủ cấy hoặc bảo quản mát để
đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 14 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
2.2.2.2. Tăng sinh:
Giống được tăng sinh trong môi trường lỏng trên máy lắc 120 vòng/phút, nhiệt độ
30±2°C trong 24 giờ.
Trong thời gian tăng sinh cũng cần sục khí liên tục.
2.2.2.3. Chuẩn bị môi trường:
Môi trường phải đảm bảo dưỡng chất để cho nấm men có thể phát triển được tốt
nhất.
2.2.2.4. Hấp:
Hấp để tạo môi trường có tính đồng nhất và có thể tiêu diệt được những vi sinh vật
tồn tại trong môi trường gây ảnh hưởng xấu đến quá trình nuôi cấy nấm men sau này.
Hấp khử trùng ở nhiệt độ 121°C và khoảng thời gian là 20-30 phút.
2.2.2.5. Cấy giống:
Giống sau khi hoạt hóa thì được hút vào môi trường đã được chuẩn bị trước.
Lưu ý: quá trình cấy giống được tiến hành nhanh và trong phòng cấy nhằm hạn chế
sự lây nhiễm.
2.2.2.6. Sục khí:
Sục khí nhằm cung cấp một lượng O2 cần thiết cho quá trình hô hấp của nấm men.
Phải khử trùng các vòi sục khí bằng cồn, lắp các vòi sục khí vào các erlen có chứa
500ml môi trường lỏng, điều chỉnh tốc độ sục khí cho đều nhau ở các bình. Sục khí liên
tục trong thời gian nuôi.
2.2.2.7. Ly tâm:
Sau khi nuôi cấy nấm men Rhodotorula sp., đạt hiệu suất cao nhất thì tất cả canh
trường lỏng được đem đi ly tâm ở tốc độ 3000 vòng/phút trong khoảng 15-20 phút.
Quá trình ly tâm nhằm giúp cho việc tách sinh khối nấm men Rhodotorula sp. ra
khỏi môi trường còn thừa và để thu sinh khối dễ dàng hơn.
2.2.2.8. Thu sinh khối nấm men Rhodotorula sp.:
Sau quá trình này ta sẽ thu được một lượng đáng kể sinh khối nấm men
Rhodotorula sp. Thu sinh khối dạng sệt. Và cần bảo quản ở điều kiện vô trùng tránh bị
nhiễm (có thể bảo quản lạnh).
2.3. Nội dung thí nghiệm:
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 15 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
2.3.1. Thí nghiệm 1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng
tế bào của nấm men ở MT1.
Mục đích: nhằm xác định tỉ lệ giống cần thiết để tiến hành cấy và thời gian nuôi cụ
thể để thu được lượng sinh khối cao.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của
hai nhân tố D và T của nấm men Rhodotorula sp. và 3 lần lập lại. [4]
Với D: tỉ lệ cấy giống ở 3 mức độ khác nhau (%).
D1 = 10%, D2 = 15%, D3 = 20%.
Với T: thời gian nuôi cấy ở 7 mức độ khác nhau (giờ).
T1 = 24 giờ, T2 = 36 giờ, T3 = 48 giờ, T4 = 60 giờ,
T5 = 72 giờ, T6 = 78 giờ, T7 = 84 giờ.
Số đơn vị thí nghiệm: 3 × 3 × 7 = 63
Cách tiến hành: sau khi tăng sinh và chuẩn bị xong môi trường thì tiến hành cấy
giống. Giai đoạn cấy giống được tiến hành trong tủ cấy của phòng thí nghiệm vi sinh để
tránh sự lây nhiễm. Giống sẽ được hút theo từng tỉ lệ ở trên và cho vào môi trường lỏng
đã chuẩn bị. Sau đó, khi nuôi được 24 giờ thì tiến hành đếm và cứ cách 12 giờ đếm lại
một lần bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu.
Ghi nhận kết quả:
Ghi nhận kết quả và tính lượng nấm men được tạo thành bằng phương pháp đếm
trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu (phần 2 phụ lục 1).
2.3.2. Thí nghiệm 2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng
tế bào của nấm men ở MT2.
Mục đích: nhằm xác định tỉ lệ giống cần thiết để tiến hành cấy và thời gian nuôi cụ
thể để thu được lượng sinh khối cao.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của
hai nhân tố D và T của nấm men Rhodotorula sp. và 3 lần lập lại. [4]
Với D’: tỉ lệ cấy giống ở 3 mức độ khác nhau (%).
D’1 = 10%, D’2 = 15%, D’3 = 20%.
Với T’: thời gian nuôi cấy ở 7 mức độ khác nhau (giờ).
T’1 = 24 giờ, T’2 = 36 giờ, T’3 = 48 giờ, T’4 = 60 giờ,
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 16 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
T’5 = 72 giờ, T’6 = 78 giờ, T’7 = 84 giờ.
Số đơn vị thí nghiệm: 3 × 3 × 7 = 63
Cách tiến hành: sau khi tăng sinh và chuẩn bị xong môi trường thì tiến hành cấy
giống. Giai đoạn cấy giống được tiến hành trong tủ cấy của phòng thí nghiệm vi sinh để
tránh sự lây nhiễm. Giống sẽ được hút theo từng tỉ lệ ở trên và cho vào môi trường lỏng
đã chuẩn bị. Sau đó, khi nuôi được 24 giờ thì tiến hành đếm và cứ cách 12 giờ đếm lại
một lần bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu.
Ghi nhận kết quả:
Ghi nhận kết quả và tính lượng nấm men được tạo thành bằng phương pháp đếm
trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu (phần 2 phụ lục 1).
2.3.3. Thí nghiệm 3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến số lượng
tế bào của nấm men ở MT3.
Mục đích: nhằm xác định tỉ lệ giống cần thiết để tiến hành cấy và thời gian nuôi cụ
thể để thu được lượng sinh khồi cao.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của
hai nhân tố D và T của nấm men Rhodotorula sp. và 3 lần lập lại. [4]
Với D”: tỉ lệ cấy giống ở 3 mức độ khác nhau (%).
D”1 = 10%, D”2 = 15%, D”3 = 20%.
Với T”: thời gian nuôi cấy ở 7 mức độ khác nhau (giờ).
T”1 = 24 giờ, T”2 = 36 giờ, T”3 = 48 giờ, T”4 = 60 giờ,
T”5 = 72 giờ, T”6 = 78 giờ, T”7 = 84 giờ.
Số đơn vị thí nghiệm: 3 × 3 × 7 = 63
Cách tiến hành: sau khi tăng sinh và chuẩn bị xong môi trường thì tiến hành cấy
giống. Giai đoạn cấy giống được tiến hành trong tủ cấy của phòng thí nghiệm vi sinh để
tránh sự lây nhiễm. Giống sẽ được hút theo từng tỉ lệ ở trên và cho vào môi trường lỏng
đã chuẩn bị. Sau đó, khi nuôi được 24 giờ thì tiến hành đếm và cứ cách 12 giờ đếm lại
một lần bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu.
Ghi nhận kết quả:
Ghi nhận kết quả và tính lượng nấm men được tạo thành bằng phương pháp đếm
trực tiếp trên buồng đếm hồng cầu(phần 2 phụ lục 1) .
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 17 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
2.3.4. Thí nghiệm 4. Khảo sát lượng sinh khối thu được của nấm men Rhodotoru sp.
ở cả 3 môi trường.
Mục đích: nhằm xác định lượng sinh khối thu được của cả 3 môi trường để biết
được môi trường nào cho sinh khối cao nhất trong 3 môi trường.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của
một nhân tố A của nấm men Rhodotorula sp. và 3 lần lập lại. [4]
Với A: môi trường nuôi nấm men Rhodotorula sp.
A1 = MT1, A2 = MT2, A3 = MT3.
Số đơn vị thí nghiệm: 3 ×3 = 9
Cách tiến hành: sau khi đã xác định được tỉ lệ giống 15% và thời gian nuôi 72 giờ,
ta sẽ tiến hành nuôi ở 3 môi trường xem môi trường nào cho sinh khối nhiều nhất và chọn
ra môi trường cho sinh khối cao nhất tiến hành nuôi chính thức để thu sinh khối.
2.4. Sơ đồ trích ly β-carotenoid.
Nguyên liệu
Sấy
Trích ly
K1 K2 K3
M1,2,3 M1,2,3 M1,2,3
N1,2,3,4 N1,2,3,4 N1,2,3,4
Dịch trích
Ly tâm
β-carotenoid trong dầu
Sơ đồ 2.2: Sơ đồ trích ly β-carotenoid
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 18 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
2.5. Thuyết minh quy trình.
2.5.1. Nguyên liệu:
Nguyên liệu lúc này là lượng sinh khối nấm men Rhodotorula sp. sau khi nuôi và
ly tâm.
Nguyên liệu phải được bảo quản ở môi trường tiệt trùng để tránh những vi sinh vật
gây hại phát triển làm giảm chất lượng của carotenoid khi trích ly.
2.5.2. Sấy:
Mục đích của sấy là giúp cho việc trích ly được dễ dàng hơn.
Carotenoid được bảo quản tốt trong cấu trúc và được cố định hàm lượng.
2.5.3. Trích ly:
Mục đích của việc trích ly là tách β-carotenoid ra khỏi sinh khối nấm men
Rhodotorula sp..
Trong giai đoạn này ta sử dụng dung môi là dầu thực vật để giúp cho quá trình tách
chiết được dễ dàng hơn mà không làm mất đi hoạt tính ban đầu của βCR.
2.5.4. Dịch trích:
Sau quá trình trích ly ta sẽ thu được một lượng β-carotenoid tan trong dầu.
Dịch trích lúc này sẽ có màu đỏ cam đậm và dung dịch sệt hơn so với dầu trước
trích ly.
2.5.5. Ly tâm:
Mẫu sau khi trích ly được đem đi ly tâm để tách lượng sinh khối còn sót lại sau khi
trích ly dễ làm ảnh hưởng đến chất lượng và hàm lượng βCR trong dầu.
2.6. Nội dung thí nghiệm:
2.6.1. Thí nghiệm 5. Khảo sát tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng
đến quá trình trích ly của dung môi dầu nành tinh luyện.
- Mục đích: tìm ra tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian trích ly để đạt hiệu suất
thu hồi cao.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba nhân tố, 3
lần lập lại và được khảo sát ở mức độ như sau. [4]
Với K: là tỉ lệ dung môi: mẫu.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 19 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
K1 = 9:1, K2 = 10:1, K3 = 11:1.
Với M: nhiệt độ trích ly ở 3 mức độ khác nhau (°C).
M1 = 70°C, M2 = 80°C, M3 = 90°C.
Với N: thời gian trích ly ở 4 mức độ khác nhau (phút).
N1 = 90 phút, N2 = 120 phút, N3 = 150 phút, N4 = 180 phút .
Số đơn vị thí nghiệm: 4×3 ×3 × 3 = 108
Cách tiến hành:
Ta tiến hành làm từng thí nghiệm một ở các tỉ lệ của dung môi: mẫu, các khoảng
nhiệt độ và các khoảng thời gian như đang khảo sát.
Dung dịch sau khi trích ly sẽ được tiến hành đo OD.
Và được tính theo công thức của phương pháp đo quang để có được kết quả sau
cùng (phần 3 phụ lục 1).
Lưu ý: ta tiến hành trích ly ở bể điều nhiệt.
Ghi nhận kết quả:
2.6.2. Thí nghiệm 6. Khảo sát tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng
đến quá trình trích ly của dung môi dầu hướng dương tinh luyện.
- Mục đích: tìm ra tỉ lệ dung môi: mẫu, nhiệt độ và thời gian trích ly để đạt hiệu suất
thu hồi cao.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với ba nhân tố, 3
lần lập lại và được khảo sát ở mức độ như sau. [4]
Với K: là tỉ lệ dung môi: mẫu.
K’1 = 9:1, K’2 = 10:1, K’3 = 11:1.
Với M: nhiệt độ trích ly ở 3 mức độ khác nhau (°C).
M’1 = 70°C, M’2 = 80°C, M’3 = 90°C.
Với N: thời gian trích ly ở 4 mức độ khác nhau (phút).
N’1 = 90 phút, N’2 = 120 phút, N’3 = 150 phút, N’4 = 180 phút .
Số đơn vị thí nghiệm: 4×3 ×3 × 3 = 108
Cách tiến hành:
Ta tiến hành làm từng thí nghiệm một ở các tỉ lệ của dung môi: mẫu, các khoảng
nhiệt độ và các khoảng thời gian như đang khảo sát.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 20 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Dung dịch sau khi trích ly sẽ được tiến hành đo OD.
Và được tính theo công thức của phương pháp đo quang để có được kết quả sau
cùng (phần 3 phụ lục 1).
Lưu ý: ta tiến hành trích ly ở bể điều nhiệt.
Ghi nhận kết quả:
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 21 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến lượng tế bào của nấm men ở MT1.
Bảng 3.1. Số lượng tế bào Rhodotorula sp.thu được ở các thời gian khác nhau của MT1
(CFU/ml)
Thời
gian
Tỉ lệ giống đối với môi trường nuôi cấy
10% 15% 20%
24h 0,0044.1015
0,0862.1015
0,059.1015
36h 0,08225.1015
0,1727.1015
0,118.1015
48h 9,98.1015
17,6.1015
13,4.1015
60h 19,97.1015
35,2.1015
26,73.1015
72h 69,3.1015
162,5.1015
82,4.1015
78h 34,7.1015
81,25.1015
41,2.1015
84h 0,0376.1015
0,09.1015
0,0455.1015
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 20 40 60 80 100
Số l
ượ
ng
tế b
ào n
ấm
men
(×
10
5C
FU
/ml)
Thời gian (giờ)
Môi trường 1
10%
15%
20%
Biểu đồ 1. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở môi trường 1
Dựa vào bảng 3.1 và biểu đồ 1, chúng tôi nhận thấy rằng MT1 ở tỉ lệ 10% số lượng
tế bào cao nhất là 72 giờ (69,3.1015
CFU/ml), 15% số lượng tế bào cao nhất là 72 giờ
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 22 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
(162,5.1015
CFU/ml) và 20% tế bào cao nhất ở 72 giờ (82,4.1015
CFU/ml). Số lượng tế
bào nấm men thấp nhất của cả 3 tỉ lệ là 24h.
Khi tỉ lệ nấm men 10% thì thời gian để nấm men phát triển cực đại sẽ dài hơn so
với tỉ lệ giống cao. Nhưng do lượng nấm men thấp nên khi kết thúc quá trình nuôi thì
lượng dinh dưỡng trong môi trường vẫn còn chưa được tận thu triệt để. Còn khi chọn tỉ lệ
20% thì do tỉ lệ quá cao làm cho quá trình sinh trưởng của nấm men trong môi trường sẽ
rất mạnh nên thời gian sinh trưởng của nấm men sẽ bị rút ngắn lại (tức là rút ngắn pha
log), điều này có ảnh hưởng không tốt đến quá trình hình thành sắc tố βCR. Chính vì vậy
mà ta thấy với tỉ lệ 15% là tỉ lệ vừa đủ để nấm men hấp thu hết dưỡng chất trong môi
trường mà thời gian hình thành βCR cũng vừa đủ.
3.2. Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến lượng tế bào của nấm men ở MT2.
Bảng 3.2. Số lượng tế bào Rhodotorula sp. thu được ở các thời gian khác nhau của MT2
(CFU/ml)
Thờigian Tỉ lệ giống đối với môi trường nuôi cấy
10% 15% 20%
24h 0,00567.1015
0,0532.1015
0,0169.1015
36h 0,1135.1015
0.106.1015
0,0339.1015
48h 9,9.1015
12,6.1015
11,8.1015
60h 19,8.1015
75,3.1015
23,5.1015
72h 16,8.1015
107.1015
76.1015
78h 8,42.1015
53,5.1015
34,8.1015
84h 0,00925.1015
0,0593.1015
0,0384.1015
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 23 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
Số l
ượ
ng
tế b
ào n
ấm
men
(×
10
5
CF
U/m
l)
Thời gian (giờ)
Môi trường 2
10%
15%
20%
Biểu đồ 2. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở môi trường 2
Dựa vào bảng 3.2 và biểu đồ 2, chúng tôi nhận thấy rằng MT2 có số lượng tế bào
nấm men cao nhất là 60h đối với tỉ lệ giống 10% (19,8.1015
CFU/ml), còn 72 giờ 15%
(107.1015
CFU/ml) và 20% (76.1015
CFU/ml).
Ở MT2 sự phát triển của nấm men ở 3 tỉ lệ không đồng đều. Tỉ lệ 10 % không ổn
định tỉ lệ này phát triển nhanh ở 60 giờ nhưng lại giảm nhanh yếu tố này có thể là do
thành phần môi trường, trong môi trường có đường glucose mà đường glucose được nấm
men hấp thụ trực tiếp nên thời gian phát triển sẽ nhanh hơn.
3.3. Xác định tỉ lệ giống, thời gian nuôi đến lượng tế bào của nấm men ở MT3.
Bảng 3.3. Số lượng tế bào Rhodotorula sp.thu được ở các thời gian khác nhau của MT3
(CFU/ml)
Thời
gian
Tỉ lệ giống đối với môi trường nuôi cấy
10% 15% 20%
24h 0,0227.1015
0,0268.1015
0,0214.1015
36h 0,045.1015
0,0536.1015
0,0428.1015
48h 9,67.1015
22,5.1015
7,5.1015
60h 37,7.1015
78,3.1015
29,6.1015
72h 51,1.1015
104.1015
59,3.1015
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 24 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
78h 11,7.1015
47,7.1015
31,3.1015
84h 0,0272.1015
0,0449.1015
0,0239.1015
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100
Số
lư
ợn
g t
ế b
ào
nấ
m m
en
(×
10
5
CF
U/m
l)
Thời gian (giờ)
Môi trường 3
10%
15%
20%
Biểu đồ 3. Đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở môi trường 3
Dựa vào bảng 3.3 và biểu đồ 3, chúng tôi nhận thấy rằng MT3 có số lượng tế bào
nấm men cao nhất là 72h với tỉ lệ giống 10% (51,1.1015
CFU/ml), 15% (104.1015
CFU/ml)
và 20% (59,3.1015
CFU/ml).
Trong 3 tỉ lệ giống thì tỉ lệ 15% là cho lượng tế bào nấm men cao nhất. Tuy ở cùng
điều kiện nuôi cấy, thành phần môi trường và thời gian nuôi nhưng ở tỉ lệ 15% thì giai
đoạn phát triển diễn ra từ từ không nhanh nhưng cũng không quá chậm chính điều này rất
có lợi cho quá trình sinh tổng hợp sắc tố βCR.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 25 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Biểu đồ 4. So sánh 3 đường cong sinh trưởng của nấm men Rhodotorula sp. ở 3 môi trường
với điều kiện tốt nhất
Dựa vào bảng 3.1, 3.2, 3.3 và biểu đồ 4, cả 3 môi trường đều ở tỉ lệ 15% thì
khoảng thời gian thu được lượng tế bào nấm men là 72 giờ MT1 là 1,625.1017
CFU/ml,
MT2 là 1,07.1017
, MT3 là 1,04.1017
. Môi trường 1 cho lượng tế bào cao nhất.
So sánh giữa MT1 và MT2 ta thấy rằng MT1 lượng nấm men nhiều hơn vì cơ chất
chính trong MT1 là saccharose mà nấm men phải qua quá trình thủy phân saccharose mới
sử dụng được lúc này nấm men sẽ hấp thụ từ từ dẫn đến quá tình phát triển chậm sẽ kéo
dài pha log giúp lượng sinh khối sẽ tăng lên. Trong khi cơ chất MT2 là glucose sẽ được
hấp thụ trực tiếp nó sẽ giúp nấm men phát triển tốt nhưng chính vì phát triển tốt nó sẽ rút
ngắn pha log mà điều này lại không tốt cho quá trình hình thành sắc tố βCR vì chính tế
bào nấm men sẽ ức chế lẫn nhau khi trong môi trường không còn chất dinh dưỡng.
Còn giữa MT1 và MT3 mặt dù giống nhau về thành phần và cơ chất chính là
saccharose nhưng chỉ có điều MT3 lại thiếu vi khoáng hơn MT1. Mà cụ thể là thiếu
MgSO4.7H2O khoáng chất này tham gia vào các phản ứng sinh hóa trong tế bào nấm men.
3.4. Thu nhận sinh khối Rhodotorula sp. trên các môi trường lỏng.
Kết quả được ghi nhận ở trong bảng 3.4
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 26 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Bảng 3.4. Lượng sinh khối Rhodotorula sp. trên các môi trường lỏng
Môi trường lỏng Lượng sinh khối
Rhodotorula sp. (g/l)
MT1 19,56
MT2 17,85
MT3 14,17
Từ bảng 3.4 ta có được biểu đồ 5 biểu diễn lượng sinh khối Rhodotorula sp. trên
các môi trường lỏng
Biểu đồ 5. Lượng sinh khối Rhodotorula sp. trên các môi trường lỏng
Qua bảng 3.4 và biểu đồ 5, chúng tôi nhận thấy 3 môi trường lỏng cho lượng sinh
khối tốt: MT1 thu được 19,56 g/lít, MT2 thu được 17,85 g/lít, MT3 thu được 14,17 g/lít.
Dựa vào kết quả bảng 3.4 chứng tỏ cả 3 môi trường đều có thể làm môi trường để
nhân sinh khối Rhodotorula sp. Tuy nhiên, môi trường 1 cho lượng sinh khối lớn nhất
(19,56 g/l), điều này do các thành phần trong môi trường đầy đủ dưỡng chất cần thiết và
điều cơ bản là do cơ chất Saccharose dễ dàng đồng hóa, tạo điều kiện cho nấm men
Rhodotorula sp. sinh trưởng và phát triển nhanh chóng.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 27 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
3.5. Xác định tỉ lệ dung môi: mẫu thích hợp cho quá trình trích ly β-carotene.
Kết quả trích ly βCR bằng dầu nành được thể hiện trong bảng 3.5 và dầu hướng
dương bảng 3.6.
Bảng 3.5. Hàm lượng βCR thu được của dầu đậu nành (µg/g)
Nhiệt
độ (°C)
Tỉ lệ
DM:Mẫu
Thời gian (phút)
90 phút 120 phút 150 phút 180 phút
70°C
9:1 97,7 ± 0,1 101,73 ± 0,34 94,45 ± 0,71 93,15 ± 0,34
10:1 98,1 ± 0,1 103,47 ± 0,61 100,73 ± 0,06 96,65 ± 0,02
11:1 96,35 ± 0,3 101,1 ± 0,36 96,51 ± 0,26 92,71 ± 0,06
80°C
9:1 97,09 ± 0,12 109,43 ± 0,29 99,83 ± 0,3 96,37 ± 0,33
10:1 105,13 ± 0,4 119,6 ± 1,2 105,17 ± 0,39 98,9± 0,35
11:1 100,1 ± 0,11 106,71 ± 0,3 98, 78 ± 0,16 94, 53 ± 0,36
90°C
9:1 101,7 ± 0,6 101,49 ± 0,4 96,26 ± 0,23 92,87 ± 0,37
10:1 110,27 ± 0,23 103,05 ± 0,17 97,71 ± 0,31 94,09 ± 0,8
11:1 106,01 ± 0,5 103,82 ± 0,19 95,28 ± 0,44 92,41 ± 0,63
Bảng 3.6. Hàm lượng βCR thu được của dầu hướng dương (µg/g)
Nhiệt
độ
Tỉ lệ
DM:Mẫu
Thời gian
90 phút 120 phút 150 phút 180 phút
70°C
9:1 104,19 ± 0,01 107,25 ± 0,06 104,54 ± 0,6 97,5 ± 0,45
10:1 107,34 ± 0,07 109,28 ± 0,1 115,98 ± 0,25 100,78 ± 0,51
11:1 101,88 ± 0,01 105,97 ± 0,03 101,86 ± 0,4 96,46 ± 0,8
80°C
9:1 104,15 ± 0,5 110,44 ± 0,02 107,5 ± 0,21 98,5 4± 0,05
10:1 108,2 ± 0.05 123,54 ± 0,01 115,2 ± 0,1 108,23 ± 0,18
11:1 106,9 ± 0,05 111,94 ± 0,5 107,89 ± 0,6 101,19 ± 0,65
90°C
9:1 106,07 ± 0,02 110,38 ± 0,4 102,13 ± 0,49 97,02 ± 0,24
10:1 109,08 ± 0,01 113,96 ± 0,5 106,88 ± 0,7 99,57 ± 0,96
11:1 107,65 ± 0,1 109,19 ± 0,08 101,66 ± 0,01 96,17 ± 0,3
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 28 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
95
100
105
110
115
120
125
9:01 10:01 11:01
Hàm
lư
ợn
g β
CR
(μ
g/g
)
Tỉ lệ dung môi:mẫu
Dầu ĐN
Dầu HD
Biểu đồ 6. Biều đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi: mẫu đến hiệu suất thu hồi βCR
bằng dầu nành và dầu hướng dương
Dựa vào bảng 3.5, bảng 3.6 và biểu đồ 6 cho thấy: dầu đậu nành thu hồi βCR cao
nhất ở tỉ lệ 10:1 (119,6µg/g), kế đến là tỉ lệ 9:1 (109,43 µg/g) và cuối cùng là tỉ lệ 11:1
(106,71 µg/g). Còn đối với dầu hướng dương thì tỉ lệ cao nhất là 10:1 (123,54 µg/g), tiếp
theo là tỉ lệ 11:1 (111,94 µg/g) và cuối cùng là 9:1 (110,44 µg/g).
Ta thấy rằng khi tỉ lệ dung môi: mẫu tăng từ 9:1 đến 10:1 thì hiệu suất thu hồi βCR
tăng. Do ở tỉ lệ dung môi thấp thì lượng dung môi không đủ ngập để hòa tan hoàn toàn β-
carotenoid trong nguyên liệu nên hiệu số trích ly thấp. Nhưng khi lượng dung môi vừa đủ
để trích ly thì sẽ thu được toàn bộ βCR trong sinh khối nấm men. Tiếp tục tăng tỉ lệ dung
môi: mẫu thì hiệu suất thu hồi β-carotenoid giảm xuống do lượng dung môi nhiều sẽ làm
cho dịch trích loãng nên hiệu suất thu hồi thấp.
Mẫu tốt nhất của dầu đậu nành và dầu hướng dương được chọn gửi đi phân tích tại
trung tâm phân tích Hóa sinh Case. (phần 4 mục lục 1)
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 29 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
3.6. Xác định thời gian và nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly βCR.
3.6.1. Dung môi dầu nành.
Biểu đồ 7. Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi βCR
của dung môi dầu đậu nành
Dựa vào bảng 3.5 và biểu đồ 7 cho ta thấy hiệu suất thu hồi cao nhất ở 70°C với
120 phút (103,47 µg/g), ở 80°C với 120 phút (119,6 µg/g), ở 90°C với 90 phút
(110,27µg/g).
Khi tỉ lệ dung môi: mẫu là 10:1 thì ở nhiệt độ khác nhau, thời gian khác nhau sẽ
cho hiệu suất thu hồi βCR cũng khác nhau. Khi nhiệt độ tăng từ 70°C đến 80°C thì nồng
độ và hiệu suất βCR tăng do nhiệt độ cao làm tăng độ hòa tan β-carotenoid từ nguyên liệu
vào dung môi, làm giảm độ nhớt nên tăng hệ số khuyết tán và tăng tốc độ quá trình trích
ly. Tuy nhiên, với sản phẩm có nhiều nối đôi như β-carotenoid thì khi nhiệt độ tăng lên
90°C thì hiệu suất thu hồi β-carotenoid giảm nhanh vì nhiệt độ cộng thêm sự kéo dài của
thời gian là tác nhân thúc đẩy quá trình oxy hóa hợp chất β-carotenoid, do đó làm giảm
hiệu suất thu hồi β-carotenoid.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 30 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
3.6.2. Dung môi dầu hướng dương.
90
95
100
105
110
115
120
125
130
Hà
m lư
ợn
g β
CR
(μ
g/g
)
90 120 150 180
Thời gian (phút)
Dầu Hướng Dương
70°C
80°C
90°C
Biểu đồ 8. Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi βCR
của dung môi dầu hướng dương
Dựa vào bảng 3.6 và biểu đồ 8 cho ta thấy hiệu suất thu hồi cao nhất ở 70°C với
150 phút (115,98 µg/g), ở 80°C với 120 phút (123,54 µg/g), ở 90°C với 120 phút (113,96
µg/g).
Khi tỉ lệ dung môi: mẫu là 10:1 thì ở nhiệt độ khác nhau, thời gian khác nhau sẽ
cho hiệu suất thu hồi βCR cũng khác nhau. Khi nhiệt độ tăng từ 70°C đến 80°C thì nồng
độ và hiệu suất βCR tăng do nhiệt độ cao làm tăng độ hòa tan β-carotenoid từ nguyên liệu
vào dung môi, làm giảm độ nhớt nên tăng hệ số khuyết tán và tăng tốc độ quá trình trích
ly. Khi nhiệt độ càng thấp thì thời gian trích ly càng dài. Nhiệt độ cao thì thời gian trích ly
sẽ rút ngắn lại.
Tuy nhiên, với sản phẩm có nhiều nối đôi như β-carotenoid thì khi nhiệt độ tăng
lên 90°C thì hiệu suất thu hồi β-carotenoid giảm nhanh vì nhiệt độ cộng thêm sự kéo dài
của thời gian là tác nhân thúc đẩy quá trình oxy hóa hợp chất β-carotenoid, do đó làm
giảm hiệu suất thu hồi β-carotenoid.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 31 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
4.1. Kết luận.
Từ kết quả nghiên cứu thực tế, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau:
Giai đoạn nuôi cấy:
MT 1:
+ Lượng sinh khối khô: 19,56 g/l
+ Số lượng tế bào ở 72h: 1,625 × 1017
CFU/ml
MT 2:
+ Lượng sinh khối khô: 17,85 g/l
+ Số lượng tế bào ở 72h: 1,07 × 1017
CFU/ml
MT 3:
+ Lượng sinh khối khô: 14,17 g/l
+ Số lượng tế bào ở 72h: 1,04 × 1017
CFU/ml
Cả 3 môi trường cùng có tỉ lệ giống đạt mật độ tế bào cao nhất là 15% vì với lượng
giống phù hợp giúp cho tế bào trong môi trường phát triển tốt mà không sợ lượng giống
quá nhiều hoặc quá ít đảm bảo với lượng dưỡng chất trong môi trường.
Trong cùng điều kiện nuôi cấy thì môi trường 1 cho tế bào nấm men cao nhất
(162,5.1015
CFU/ml) so với môi trường 2 và 3.
Thời gian nuôi để số lượng tế bào đạt giá trị cực đại là 72h.
Trong giai đoạn đầu của quá trình nuôi thì lượng tế bào tăng nhanh. Nhưng khi
nuôi được 72h thì lượng tế bào lại giảm xuống.
Hàm lượng dinh dưỡng của môi trường nuôi cấy ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh
trưởng và phát triển của nấm men.
Trong quá trình nuôi phải đảm bảo các điều kiện cần thiết và cần tránh sự lây
nhiễm các vi sinh vật từ bên ngoài.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 32 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
Sơ đồ nuôi cấy chính thức của nấm men Rhodotorula sp. ở môi trường lỏng là:
Nấm men Rhodotorula sp. Môi trường
Nhân giống Hấp
Cấy giống (15%)
Sục khí (72h)
Ly tâm 3000vòng/phút(15÷20phút)
Thu sinh khối nấm men Rhodotorula sp.
Sơ đồ 4.1: Sơ đồ nuôi cấy chính của nấm men ở môi trường lỏng.
Giai đoạn trích ly:
- Khi trích ly βCR bằng các loại dung môi khác nhau thì thông số cho quá trình trích
ly là khác nhau.
- Đối với dung môi là dầu đậu nành thông số thích hợp cho quá trình trích ly βCR
như sau: tỉ lệ dung môi: mẫu là 10:1, ở nhiệt độ 80°C và thời gian 120 phút (119,6 μg/g)
hoặc tỉ lệ 10:1 ở nhiệt độ 90°C trong vòng 90 phút (110,27 μg/g).
- Đối với dung môi là dầu hướng dương thông số thích hợp cho quá trình trích ly
βCR như sau: tỉ lệ dung môi: mẫu là 10:1, ở nhiệt độ 80°C và thời gian 120 phút (123,54
μg/g) hoặc tỉ lệ 9:1 ở nhiệt độ 70°C trong vòng 150 phút (115,98μg/g).
- Dựa vào biểu đồ 6 ta thấy rằng hiệu suất trích ly của dầu hướng dương cao hơn dầu
nành ở các tỉ lệ dung môi: mẫu 9:1, 10:1, 11:1 điều này chứng tỏ rằng dung môi dầu
hướng dương tốt hơn dung môi dầu nành đối với quá trình trích ly βCR từ nấm men
Rhodotorula sp.
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 33 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
- Hiệu suất thu hồi βCR không những phụ thuộc vào tỉ lệ dung môi: mẫu mà còn
phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ trích ly. Khi tăng nhiệt độ và thời gian chiết thì hiệu
suất thu hồi tăng tuy nhiên khi tăng nhiệt độ quá cao thì hàm lượng βCR giảm vì βCR bị
phân hủy nhanh ở nhiệt độ cao.
- Hiệu suất của quá trình trích ly βCR từ sinh khối nấm men Rhodotorula sp. bằng
dung môi dầu thực vật có sự tương tác qua lại giữa tỉ lệ dung môi: mẫu, thời gian và nhiệt
độ trích ly.
- Khi thời gian trích ly càng tăng thì các phân tử βCR khuyết tán càng nhiều vì thế
hiệu suất trích ly sẽ tăng.
- Khi nhiệt độ và thời gian tăng đến một giá trị nhất định thì sau đó nếu tiếp tục tăng
thì hàm lượng βCR sẽ giảm do chúng bị phá hủy ở nhiệt độ cao.
- Ngoài những yếu tố trên, hiệu suất của quá trình chiết βCR còn phụ thuộc vào bản
chất của dung môi trích ly.
Quy trình trích ly đề xuất như sau:
Sơ đồ 4.2: Sơ đồ chính của quá trình trích ly β-carotenoid
Β-Carotenoid
trong dầu β-Carotenoid
trong dầu
Nguyên liệu
Tỉ lệ DM: Mẫu là 10:1
Thời gian: 120 phút
Sấy (độ ẩm 5 – 6%)
Ly tâm
Trích ly
Dịch trích
Trườ
ng Đ
H B
à Rịa
- V
ũng
Tàu
Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT
Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 34 Khoa Hóa học – Công Nghệ thực phẩm
4.2. Đề nghị:
Thông qua kết quả nghiên cứu thực tế của đề tài bước đầu đã thu được những kết
quả tốt. Đây có thể là một tiền đề nghiên cứu có ích cho các bạn sinh viên khóa sau có
nhu cầu tìm hiểu, nghiên cứu để đề tài ngày một sâu rộng hơn. Dưới đây, là một số hướng
có thể nghiên cứu và phát triển của đề tài:
- Nghiên cứu sử dụng Rhodotorula sp. làm chất màu bổ sung trực tiếp hay gián tiếp
vào thực phẩm và dược phẩm cho người.
- Khảo sát ảnh hưởng các loại dung môi khác nhau đến hiệu suất trích ly carotenoid
từ sinh khối nấm men Rhodotorula sp.
- So sánh hiệu suất khác (trích ly carotenoid bằng cách sử dụng enzyme thủy phân
hoặc phương pháp HPLC).
- Cần nghiên cứu tối ưu hóa các thông số cho quá trình trích ly β-carotenoid để tìm
ra thông số tối ưu cho quá trình này.
- Nghiên cứu các thông số kỹ thuật cần thiết và thiết bị sản xuất theo quy mô lớn để
đưa sản phẩm từ phòng thí nghiệm vào sản xuất công nghiệp.