ii

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh
Học trường Đại học Bách Khoa, Tp Hồ Chí Minh, đã nhiệt tình dạy dỗ trong những
năm qua, và cám ơn bộ môn đã tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành tốt
luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS. TS. Nguyễn Thúy Hương, cô đã tận
tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cám ơn chị KS. Nguyễn Thị Mỹ Hòa, người đã giúp đỡ tôi trong việc tìm kiếm
và sử dụng nguyên liệu. Chị đã giúp đỡ tôi rất nhiều về vật chất lẫn tinh thần trong quá
trình thực hiện luận văn.
Cám ơn, các cán bộ giáo viên phòng thí nghiệm 102, 108, 117, của bộ môn Công
Nghệ Sinh Học đã hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi có thể sử dụng những thiết bị và
dụng cụ thí nghiệm, hoàn thành tốt luận văn.
Cám ơn các bạn lớp HC06BSH, những người bạn đồng hành và giúp đỡ tôi trong
quá trình làm luận văn.
Cuối cùng, tôi đặc biệt cảm ơn ba mẹ đã sinh thành, dạy dỗ cho tôi có được ngày
hôm nay. Ba mẹ đã động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều về tinh thần lẫn vật chất.
Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người!
iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Probiotic là: “các vi sinh vật sống mà khi sử dụng với số lượng đủ sẽ mang lại
những lợi ích về sức khỏe cho vật chủ”. Vi khuẩn lactic bổ sung vào sản phẩm
probiotic là chủng Bifidobacterium. Sản phẩm probiotic, có khả năng cải thiện hệ tiêu
hóa và tăng cường hệ miễn dịch cho người sử dụng. Với mục tiêu đa dạng hóa các sản
phẩm probiotic, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu phát triển sản phẩm nước táo
pha sữa giàu probiotic tại công ty Kirin Acecook Viet Nam”.
Nội dung đề tài:
1. Khảo sát giống vi khuẩn B. bifium trên môi trường MRS và môi trường sữa.

DANH MỤC HÌNH IX
DANH MỤC SƠ ĐỒ IX
DANH MỤC ĐỒ THỊ X
LỜI MỞ ĐẦU XI
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1
1.1. PROBIOTIC 1
1.1.1. Khái niệm 1
1.1.2. Lịch sử phát triển 1
1.1.3. Tác dụng của sản phẩm 2
1.1.4.Một số giống vi khuẩn probiotic 5
1.2. Đặc điểm giống Bifidobacterium bifidum ………………………… ……… 6
1.2.1. Phân loại 6
1.2.2. Phân lập 6
1.2.3. Đặc điểm hình thái, tế bào 7
1.2.4. Đặc điểm sinh lý 8
1.2.5. Đặc điểm sinh hóa 9
1.2.6. Nhu cầu dinh dưỡng 9
1.2.7. Bản chất quá trình lên men 9
1.3. Đặc điểm của nguyên liệu…………………………………………………… 13
1.3.1. Thành phần và tính chất nước táo 13
1.3.2. Thành phần và tính chất sữa 15
v

1.3.3. Phản ứng tạo màu Maillard 17
1.4. Công nghệ sản xuất sản phẩm probiotic…………………………………… 19
1.4.1. Nguyên liệu 21
1.4.2. Thuyết minh qui trình 21
1.5. Tình hình sản xuất sản phẩm sữa probiotic trong và ngoài nước…………… 24
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU – PHƢƠNG PHÁP 30
2.1. Nguyên liệu và đối tượng nghiên cứu…………………………………………30

Bảng 1.2: Một số giống probitoic………………………………………………… 5
Bảng 1.3: Thành phần dinh dưỡng trong 100g nước ép táo………………………… 13
Bảng 1.4: Giá trị năng lượng có trong 100g nước táo……………………………… 14
Bảng 1.5: Hàm lượng vitamin có trong 100g nước ép táo……………………… 14
Bảng 1.6: Hàm lượng khoáng có trong 100g nước ép táo……………………………14
Bảng 1.7: Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò………………………………………… 15
Bảng 1.8: Thành phần sữa bò…………………………………………………………16
Bảng 1.9 : Một vài sản phẩm prbiotic được ưa chuộng trên thế giới hiện nay……….26
Bảng 2.1: Khảo sát điều kiện lên men……………………………………………… 37
Bảng 3.1 : Số liệu đường cong sinh trưởng trên môi trường MRS……………… 42
Bảng 3.2: Số liệu đường cong sinh trưởng trên môi trường sữa gầy (MSG1) ………44
Bảng 3.3: Số liệu kết quả khảo sát hàm lượng sữa gầy (MSG2)…………………… 49
Bảng 3.4: Số liệu kết quả khảo sát hàm lượng đường fructose……………………….51
Bảng 3.5: Số liệu kết quả khảo sát hàm lượng đường saccharose……………………52
Bảng 3.6: Số liệu kết quả khảo sát hàm lượng nước táo……………………….… 54
Bảng 3.7: Số liệu kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ………………………….56
Bảng 3.8: Số liệu kết quả khảo sát theo tỷ lệ giống………………………………… 58
Bảng 3.9: Bảng kết quả khảo sát tỉ lệ giống khô bổ sung…………………………….60
Bảng 3.10: Số liệu kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men………………… 62
Bảng 3.11: Bảng công thức pha chế ban đầu sản phẩm nước ép táo pha sữa giàu
probiotic ………………………………………………………………………………64
Bảng 3.12: Số liệu kết quả mật độ probiotic theo thời gian bảo quản…………… ….65
viii

Bảng 3.13: Điểm đánh giá chất lượng cảm quan…………………………………… 66
Bảng 3.14: Kết quả đánh giá cảm quan……………………………………………….66
Bảng 3.14: Bảng giá thành nguyên liệu sử dụng…………………….……………… 68

ix


Đồ thị 3.2.b. Đường cong sinh trưởng của B. bifidum trên MSG2………………… 46
Đồ thị 3.3. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH trong môi trường MSG1 theo thời gian 47
Đồ thị 3.4. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng acid trong môi trường MSG1 theo
thời gian, thể hiện qua thể tích NaOH 0,1N/1ml mẫu……………………………… 48
Đồ thị 3.5. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, lượng acid lactic (g/l) sinh ra đối
với tỷ lệ sữa khác nhau……………………………………………………………… 50
Đồ thị 3.6. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, lượng acid lactic sinh ra (g/l) đối
với tỷ lệ đường fructose khác nhau………………………………………………… 51
Đồ thị 3.7. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, lượng acid lactic sinh ra (g/l) đối
với tỷ lệ đường saccharose khác nhau……………………………………………… 53
Đồ thị 3.8. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, lượng acid lactic sinh ra (g/l) đối
với tỷ lệ nước táo khác nhau………………………………………………………… 55
Đồ thị 3.9. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, lượng acid lactic sinh ra trong
những điều kiện nhiệt độ khác nhau………………………………………………… 57
Đồ thị 3.10. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, thể tích NaOH 0,1N đối với tỷ lệ
giống khác nhau……………………………………………………………………….59
Đồ thị 3.11. Đồ thị mật độ tế bào theo tỉ lệ giống khô bổ sung ………………………60
Đồ thị 3.12. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi lg CFU, pH, thể tích NaOH 0,1N theo thời
gian, trong môi trường lên men……………………………………………………….63
Đồ thị 3.13. Đường cong sinh trưởng của vi khuẩn B. bifidum trong môi trường lên
men……………………………………………………………………………………63
Đồ thị 4.1. Đường chuẩn OD…………………………………………………………77
xi

LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội hiện đại, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp thực phẩm, việc ăn
uống của con người cũng theo chế độ công nghiệp. Thực phẩm công nghiệp thường
nhiều dầu mỡ, chất bảo quản, phụ gia, phẩm màu, và không đảm bảo đầy đủ dinh
dưỡng cho người sử dụng. Hậu quả là ngày càng có nhiều bệnh có liên quan đến chế
độ ăn uống như béo phì, cao huyết áp, sự suy giảm miễn dịch, bệnh về đường tiêu hóa,

ty.
Nhiệm vụ của luận văn:
 Khảo sát giống vi khuẩn B. bifium trên môi trường MRS và môi trường
sữa. Xác định thời điểm thu sinh khối tối ưu.
 Khảo sát thành phần môi trường lên men tạo sản phẩm. Xác định hàm
lượng sữa gầy, nước táo, đường fructose, saccharose bổ sung.
 Khảo sát điều kiện lên men như nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ giống.
 Tiến hành khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm, và đánh giá cảm quan về
chất lượng của sản phẩm.
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. PROBIOTIC:
1.1.1. Khái niệm:
Probiotic là những vi sinh vật sống có lợi cho sức khỏe vật chủ (con người, vật
nuôi). Theo định nghĩa của FAO/WHO, chế phẩm sinh học là: “các vi sinh vật sống
mà khi sử dụng với số lượng đủ sẽ mang lại những lợi ích về sức khỏe cho vật chủ”.
Vi khuẩn lactic và Bifidobacteria là những chủng probiotic phổ biến hiện nay,
được sử dụng như chế phẩm sinh học. Một số loài nấm men và trực khuẩn cũng có thể
mang lại lợi ích cho sức khỏe. Probiotic thường có mặt trong các sản phẩm lên men
như sữa chua, sữa chua đậu nành hoặc bổ sung vào chế độ ăn uống, thuốc … [39]
1.1.2. Lịch sử phát triển:
Tên probiotic là sự kết hợp giữa giới từ “pro” của Latin và tiếng Hy Lạp
“βιωτικός”, sau này đổi thành “βίος” ( bios: cuộc sống). Vào đầu thế kỷ 20, người ta
cho rằng chế phẩm sinh học probiotics tác động một cách tích cực đến sức khỏe người
tiêu dùng, bằng cách cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, cải thiện hệ tiêu hóa, ức chế
tác nhân gây bệnh và sản xuất chất kháng khuẩn. Ngày nay, với nhiều nghiên cứu sâu
hơn người ta đã phát hiện những cơ chế và tác dụng cụ thể của probiotic, như là giảm
viêm ruột mãn tính, phòng chống các nguyên nhân gây tiêu chảy, nhiễm trùng sinh dục

viêm ruột, … Tất cả đã được kiểm tra lâm sàng, tuy nhiên những kiểm tra này không
bao gồm cho toàn bộ nhóm lactic.
Vi khuẩn lactic giúp tăng khả năng hấp thu lactose, vì nó có khả năng sử dụng
lactose và tạo ra axit lactic. Nhờ đặc điểm này mà nhóm vi khuẩn lactic, thường có
mặt trong các chế phẩm sữa, giúp những người thiếu lactase bẩm sinh có thể uống
được sữa, và hổ trợ tiêu hóa sữa tốt hơn.
Theo những thử nghiệm gần đây thì Lactobacillus bulgaricus có khả năng chống
ung thư là vì nó liên kết với các amin dị vòng, đây là chất hình thành khi thịt bị nấu
chín. Thử nghiệm Lactobacillus bulgaricus có khả năng chống ung thư ruột kết, đã
kiểm tra trên động vật gặm nhấm, trên người thì có tác động giới hạn. Chống ung thư
ruột kết bằng cách giảm hoạt động của enzyme β-glucuronidase. Theo quan sát, thì tỷ
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
3

lệ ung thư giảm nhiều đối với người sử dụng chế phẩm probiotic so với người không
dùng.
Nghiên cứu trên động vật cho thấy hiệu quả các vi khuẩn lactic làm giảm
cholesterol, bằng cách ức chế việc tái hấp thu cholesterol vào máu.
Vi khuẩn lactic có khả năng cải thiện hệ miễn dịch, ngăn ngừa nhiễm trùng. Chúng
chống lại tác nhân gây bệnh bằng ức chế cạnh tranh. Có nhiều bằng chứng cho thấy
rằng Lactobacillus bulgaricus giúp tăng số lượng IgA trong huyết tương, tăng khả
năng cải thiện hệ thực bào, tăng lymphoT và chúng sẽ giết chết tế bào gây bệnh. Thử
nghiệm lâm sàng đã chứng minh, probiotic Lactobacillus bulgaricus giảm tỷ lệ nhiễm
trùng hô hấp, phòng ngừa tiêu chảy cấp ở người lớn và trẻ em.
Những nghiên cứu mới trong năm 2010, cho thấy sản phẩm probiotic giúp chống
lại sự nhiễm trùng thứ cấp, biến chứng của việc sử dụng kháng sinh vì khi sử dụng
nhiều kháng sinh sẽ làm hệ miễn dịch trở nên bị tắt, với tác dụng của probiotic sẽ giúp
nó hoạt động hiệu quả hơn.
Ngoài những tác dụng trên, chế phẩm probiotic sử dụng vi khuẩn lactic còn những
tác dụng khác như: chống viêm loét dạ dày, tá tràng, điều trị tiêu chảy do kháng sinh,

Lallemand
Bảo vệ chống lại vi khuẩn Listeria
monocytogenes. Giảm tỷ lệ hình thành khối
u, giảm kích thước khối u. Ức chế vi khuẩn
E. coli, Samonella.
Bifidobacterium
animalis
Chr. Hansen
Hạn chế bệnh chàm dị ứng, điều chỉnh miễn
dịch.
Lactobacillus
casei
Institut Rosell -
Lallemand
Chống Samonella, giảm viêm nhiễm, nhiễm
trùng ruột.
Bifidobaxterium
infantis
Procter &
Gramble
Cải thiện đau bụng, đầy hơi, chướng bụng,
táo bón.
[39]
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
5

1.1.4. Một số giống vi khuẩn probiotic:
Bảng 1.2: Một số giống probitoic
Lactobacillus
Bifidobacterium

B. infantis
Pediococcus
acidolactici

L. gallinarum
B. lactic
Streptococcus
thermophilus

L. gasseri
B. longum
Sporolactobacillus
inulinus

L.jonhsonii
L. paracasei
L. plantarum
L. reuteri

Trên động vật, Bifidobacterium xuất hiện ở gà, chó, heo, chuột nhưng số lượng ít
hơn Lactobaciili. Riêng ở chuột thì lượng Bifidobacterium nhiều hơn Lactobaccili.
Tùy theo tuổi thọ và chế độ ăn uống mà lượng vi sinh vật thay đổi khác nhau. Vi
khuẩns B. bifidum được tìm thấy ở hệ tiêu hóa của bò non (tăng cường khả năng hấp
thu sữa bò cho bê con). [26, 29]
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
7

1.2.3. Đặc điểm hình thái, tế bào:
Vi khuẩn Bifidobacterium, Gram (+), không di động, không sinh bào tử, có dạng
hình que, hình gậy, hình móc câu, dạng phân nhánh, … hoặc xếp hình chữ Y, chữ V,
xếp cặp, xếp chuỗi, phân nhánh hoặc đứng riêng lẻ. Chiều dài 0,5 - 1,5 µm. [33]
Tế bào Bifidobacteria không có vỏ bao,
không có hệ thống tiêm mao bao quanh. Gồm
những thành phần chính như: peptidoglycan,
polysaccharide, acid lipoteichoic. Peptidoglycan
của vi khuẩn được cấu tạo từ N-acetylmuramic,
và N-acetylglucosamine. Các chất này liên kết
với nhau tạo thành các oligosaccharide. Ngoài
ra, vách tế bào vi khuẩn Bifidobacterium còn
chứa những polysaccharide khác như glucose,
galactose, rhamnose, … liên kết với nhau. [26,
29]

Sơ đồ 1.1. Cấu trúc peptidoglycan của Bifidobacteria bifidum [29]
Hình 1.1. Tế bào B. bifidum
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
8

1.2.4. Đặc điểm sinh lý :

là độc tố ngăn cản sự hoạt động của enzym fructose-6-phosphate
phosphoketolase trong quá trình chuyển hóa đường. Một số khác, vì có mức oxi hóa
khử thấp trong quá trình chuyển hóa nên không tạo được H
2
O
2
. Đồng thời, khi có mặt
CO
2
, tính nhạy cảm với O
2
thay đổi tùy loài.

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ đồng hóa O
2
đối với Bifidobacterium ( con đƣờng màu xanh là sơ
đồ sử dụng O
2
đối với B. bifidum). [26]
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
9

Nhiệt độ tối ưu của Bifidobacterium là 37

- 41
o
C, không phát triển dưới 20
o
C và
trên 45

thì tốc độ lên men nhanh hơn. [27, 28]
1.2.7. Bản chất quá trình lên men:
Bifidobacteria sử dụng nguồn cacbon thông qua một con đường duy nhất chuyển
hóa hexoes, nhờ vào enzyme chính là enzyme fructose-6-phosphate phosphoketolase
(F-6-ppk). Enzym này cắt hexose phosphate thành erythrose-4-phosphate và acetyl
phosphate. Pentose phosphate được hình thành từ tetrose phosphate và hexose
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
10

phosphate thông qua enzyme transaldolase và transketolase. Sau đó, pentose phosphate
được phân ly thành acid acetic và acid lactic theo tỷ lệ 3:2. Cân bằng của phản ứng
thay đổi khi acid pyruvate chuyển thành acid formic và acid lactic hoặc sự khử acetyl
thành acid acetic và ethanol. Trong suốt quá trình chuyển hóa hexose không sinh CO
2
.
[29]
Trong những điều kiện tăng trưởng khác nhau về số lượng và chất lượng của
những nguồn cacbon, thì số lượng sản phẩm của quá trình chuyển hóa cũng khác nhau.

Sơ đồ 1.3. Sơ đồ chuyển hóa đƣờng hexoes của B. bifidum tạo ra lactate, acetate,
formate, ethanol. [26]
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
11 Sơ đồ 1.4. Con đƣờng chuyển hóa đƣờng hexoes của Bifidobacterium tạo ra
lactate.
Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
12


bacitracin, rifampicin, nitrofurantoin. [26, 29]
Trong môi trường có O
2
, B. bifidum có khả năng tạo H
2
O
2
là chất có khả năng
kháng khuẩn mạnh, có khả năng chống oxi hóa, là một chất bảo quản thực phẩm rất
hiệu quả.

Chƣơng 1. Tổng Quan Tài Liệu
13

1.3. Đặc điểm của nguyên liệu:
1.3.1. Thành phần và tính chất nƣớc táo:
Bảng 1.3: Thành phần dinh dƣỡng trong 100g nƣớc ép táo
Thành phần
Hàm lƣợng
Protein
0,1g
Cacbohydrat
11,3g
Chất xơ
0,2g
Đường
Sucrose
Glucose
Fructose
9,6g

1,1 (4,6 kJ)
Từ protein
0,3 (1,3kJ)
Từ Alcohol
0,0 (0,0kJ)
[44]
Bảng 1.5: Hàm lƣợng vitamin có trong 100g nƣớc ép táo
Vitamin A
1,0 IU
Vitamin C
0,9mg
Niacin
0,1mg
Choline
1,8mg
Betaine
0,1mg
[44]
Bảng 1.6: Hàm lƣợng khoáng có trong 100g nƣớc ép táo
Ca
8,0mg
Fe
0,1mg
Mg
5,0mg
P
7,0mg
K
101mg
S