BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Thảo Nguyên

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG TỪ BÃ ĐẬU NÀNH (OKARA) VÀ CÁM
GẠO BẰNG CÔNG NGHỆ VI SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh-2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HỒ CHÍ MINH

Trần Thị Thảo Nguyên

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG TỪ BÃ ĐẬU NÀNH (OKARA) VÀ CÁM
GẠO BẰNG CÔNG NGHỆ VI SINH

Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 60 42 01 07

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ CHIẾN PHƯƠNG




MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
Danh mục các sơ đồ
Danh mục các đồ thị
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................... 4
1.1. Thực phẩm chức năng .......................................................................... 4
1.2. Nguyên liệu sử dụng trong đề tài.......................................................... 4
1.2.1. Bã đậu nành (Okara) ......................................................................... 4
1.2.2. Cám gạo ............................................................................................ 6
1.2.3. Chất xơ và vai trò của chất xơ trong bã đậu nành và cám gạo ......... 7
1.2.4. Những nghiên cứu và ứng dụng của bã đậu nành và cám gạo ......... 9
1.3. Các chủng vi sinh vật sử dụng trong đề tài ........................................... 11
1.3.1. Nấm Linh chi .................................................................................. 11
1.3.2. Bacillus amyloliquefaciens và Bacillus natto ................................. 16
1.4. Sấy chân không ..................................................................................... 21
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ............................................. 23
2.1. Vật liệu .................................................................................................. 23
2.1.1. Hóa chất .......................................................................................... 23


2.1.2. Thiết bị và dụng cụ ......................................................................... 25
2.1.3. Các môi trường nghiên cứu đã sử dụng .......................................... 26

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 79
PHỤ LỤC ......................................................................................................... 1


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ba

Bacillus amyloliquefaciens

Bn

Bacillus natto

CMC

Carboxymethyl cellulose

CMCase

Enzyme carboxymethyl cellulase

CP

Môi trường cá peptone

CFU/ml (g)

Số đơn vị khuẩn lạc trong 1ml hoặc 1g mẫu


Mật độ quang học
Sản phẩm


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần bã đậu nành (100g)……………………………………6
Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của cám gạo……………………………...7
Bảng 1.3. Điều kiện cần thiết cho sự phát triển của nấm Linh chi…………..13
Bảng 1.4. Thành phần hoạt chất cơ bản và hoạt tính dược lý trong nấm Linh
chi………………………………………………………………..14
Bảng 2.1. Đường glucose chuẩn……………………………………………..33
Bảng 2.2. Đường chuẩn tyrosine…………………………………………….36
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm định lượng enzyme amylase…………………...38
Bảng 2.4. Chỉ tiêu và giới hạn vi sinh trong ngũ cốc và sản phẩm chế biến từ
ngũ cốc…………………………………………………………..54
Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái vi khuẩn Ba và Bn……………………………59
Bảng 3.2. Kết quả mật độ tế bào theo thời gian……………………………..60
Bảng 3.3. Sự biến thiên hoạt tính CMCase của nấm sợi Linh chi theo thời
gian………………………………………………………………62
Bảng 3.4. Sự biến thiên hoạt tính protease của Ba, Bn theo thời gian………63
Bảng 3.5. Sự biến thiên hoạt tính amylase của Ba, Bn theo thời gian………65
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân xơ…………………………67
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân protein……………………68
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát khả năng thủy phân tinh bột……………………69
Bảng 3.9. Kết quả phân tích chỉ tiêu dinh dưỡng sản phẩm…………………71
Bảng 3.10. Kết quả định lượng Ba tổng số và bào tử Ba trong sản phẩm…..74
Bảng 3.11. Hoạt tính enzyme có trong 1g sản phẩm………………………...75
Bảng 3.12. Kết quả kiểm tra vệ sinh an toàn toàn thực phẩm……………….75
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát…………………………………………………76
Bảng 3.14. Các tham số đặc trưng…………………………………………...76



DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1.1.Quy trình thu nhận bã đậu nành từ công nghệ sản xuất sữa………5
Hình 2.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm……………………………………………36


DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1. Đường cong sinh trưởng của Ba, Bn trên môi trường sữa đậu nành
......................................................................................................................... 60
Đồ thị 3.2. Sự biến thiên hoạt tính CMCase của nấm sợi Linh chi theo thời
gian .................................................................................................................. 63
Đồ thị 3.3. Sự biến thiên hoạt tính enzyme protease của Ba, Bn theo thời gian
......................................................................................................................... 64
Đồ thị 3.4. Sự biến thiên hoạt tính enzyme amylase của Ba, Bn theo thời gian
......................................................................................................................... 65
Đồ thị 3.5. Hàm lượng Nformol theo thời gian và tỉ lệ giống Ba sử dụng ......... 68
Đồ thị 3.6. Hàm lượng tinh bột theo thời gian và tỉ lệ giống Ba sử dụng....... 70
Đồ thị 3.7. Kết quả phân phối tần suất ............................................................ 76


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Bã đậunành (okara)và cám gạo là hai nguồn phụ phế phẩm dồi dào của
ngành công nghiệp chế biến sữa đậu nành và xay xát gạo ở nước ta. Trong hai
loại phụphế phẩm này còn chứa rất nhiều thành phần dinh dưỡng,theo Vander
và cộng sự[32], hàm lượng protein trong bã đậu nành chiếm 25,4-25,8%, xơ
thô chiếm 52,8-58,1% cùng một lượng lớn lipid và carbonhydrate. Cám gạo

natto (Bn) trong các môi trường dịch thể và khảo sát hoạt tính các enzyme
cellulase của nấm sợi Linh Chi, amylase và protease của Ba, Bn.
- Khảo sát khả năng thủy phân cellulose của bã đậu nành và cám gạo
thông qua việc nuôi sinh khối tơ nấm Linh chi trên hai nguyên liệu nói trên.
- Khảo sát khả năng thủy phân tinh bột và protein của bã đậu nành và
cám bằng việc nuôi vi khuẩn Ba, Bn trên hai nguyên liệu đó.
- Tạo sản phẩm dạng bột.
- Định tính các HCSH của sinh khối tơ nấm Linh chi trong sản phẩm .
- Định lượng các chất trong sản phẩm: cellulose, protein (NTS, NNH3,
NNH2), đường tổng, đường khử.
- Định lượng vi sinh vật.
- Xác định hoạt tính enzyme cellulase, amylase, protease.
- Đánh giá an toàn vệ sinh thực phẩm.
- Đánh giá cảm quan sản phẩm.
4. Đối tượng nghiên cứu
Các chủng nấm Linh chi, Ba, Bndo phòng thí nghiệm Công nghệ biến
đổi Sinh học – Viện Sinh học nhiệt đới TP.HCM cung cấp.
Bã đậu nành mua tại công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk.
Cám gạo mua loại cám mịn lấy ngay sau khi xay, tại nhà máy xay lúa
Bảy Đạm, Long An.
5. Ý nghĩa của đề tài


3
Tận dụng được các phụ phế phẩm công nghiệp để chế biến được các loại
sản phẩm có giá trị gia tăng cao, có thể làm thực phẩm chức năng góp phần
bảo vệ sức khỏe con người.
6. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài
Dự kiến thời gian: từ11/2013 đến tháng 08/2014.
Địa điểm thực hiện đề tài: phòng thí nghiệm Công nghệ biến đổi Sinh



5
1.2.1.1. Giới thiệu về bã đậu nành
Bã đậu nành hay còn được gọi là
okara hoặc soy-pulp (okara đã trở thành
thuật ngữ quốc tếđể gọi bã đậu nành) là
phần bãvà các chất dinh dưỡng khác
không tan trong nước còn lại sau khi đã
tách khỏi dịch các chất tan hoặc huyền
phù trong nước, của công nghiệp sản
Hình 1.1. Bã đậu nành dạng bột

xuất sữa đậu nành hay đậu hũ [9].

Bã đậu nành có màu trắng hay trắng ngà, thường nằm trên mặt lưới lọc
sữa đậu nành, sau sấy khô có màu vàng, chứa một lượng lớn protein (chiếm
khoảng 50% protein tinh chất), carbohydrate, lipid, có cả calci, sắt, riboflavin
[9].
Quy trình thu nhận bã đậu nành từ công nghệ sản xuất sữa đậu nành.
Hạt đậu nành
Ngâm nước nóng đối lưu
(5 phút, 85-900C)
Thải bỏ nước

Bóc vỏ
Nghiền
Trích ly
Dịch sữa


%Tinh bột

19,91
25,4-28,4

8,37
9,3-10,9

9,53
3,8-5,3

2,82
52,8-58,1

1.2.2. Cám gạo
1.2.2.1. Giới thiệu về cám gạo

Hình 1.2. Cám gạoHình 1.3. Lớp cám trong hạt lúa[36]


7
Trong qui trình xay xát và chế biến gạo, sau khi thu được sản phẩm
chính là gạo thì còn một sản phẩm phụ chiếm khoảng 65% chất dinh dưỡng
của gạo, có giá trị sử dụng khá cao nhưng giá thành lại rất thấp đó chính là
cám gạo.
Cám gạo là hỗn hợp các lớp vỏ ngoài của hạt gạo và lớp aleurone thường
có dạng bột, mềm và mịn.
Hàng năm trên thế giới có khoảng 40–45 triệu tấn cám gạo được sản
suất, trong đó 90% là nằm ở châu Á[36], [37].
1.2.2.2. Thành phần dinh dưỡng của cám gạo

có cả hai loại chất xơ này.
Trong bã đậu nành hàm lượng xơ không tan chiếm đa số, các xơ tan thì
chiếm với hàm lượng thấp. Chất xơ trong cám gạo có thể từ lớp aleurone,


8
những lớp vỏ bên ngoài của cám gạo và cũng có thể từ các chất bẩn trên vỏ
gạo (cellulose, lignin và silica)[41].
Xơ không tan:chủ yếu là cellulose, ngoài ra còn có hemicellulose,
lignin, cutin…Chất xơ không hòa tan có đặc tính thẩm thấu nước trong
ruột,trương lên tạo điều kiện cho chất bã thải dễ thoát ra ngoài.
• Cellulose: là polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật, được
cấu tạo bởi các β-D glucose-pyranose, các thành phần này liên kết với nhau
bởi liên kết glucose. Cellulose không tan trong nước (cả nước nóng và nước
lạnh), tan trong acid và kiềm. Khi đun sôi với acid sulfuric đậm đặc, cellulose
sẽ chuyển thành glucose còn khi thủy phân trong điều kiện nhẹ nhàng sẽ tạo
nên disaccharide cellobiose.Cellulose không có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng
của người vì không tiêu hóa được ở ống tiêu hóa.

Hình 1.4. Cellulose[45]
• Hemicellulose: là nhóm polysaccharide không tan được trong nước,
chỉ tan được trong dung dịch kiềm. Hemicellulose cũng là thành phần của
thành tế bào thực vật và tồn tại chủ yếu ở các phần như vỏ hạt, bẹ ngô, cám,
rơm rạ, trấu. Khi thủy phân hemicellulose sẽ thu được các monosaccharide
thuộc nhóm hexose (như manose, galactose) và nhóm pentose (như arabinose,
xilose).


9


dụng bã đậu nành như:
Vũ Văn Độ và các cộng tác viên nghiên cưu dùng nấm sợi của các loại
nấm lớn (Linh chi – Ganoderma lucidum, Bào ngư – Pleurotus florida) xử lý
okara để chế biến bánh biscuit, trà túi lọc…[7].
Lê Chiến Phương và các cộng tác viên (2004) xử lý okara bằng nấm mốc
Mucor và vi khuẩn Lactic[16].
Ngô Đại Nghiệp dùng Asp.oryzae chế biến okara thành tương xay.
Lại Mai Hương và các cộng tác viên dùng enzyme kết hợp với phương
pháp cơ học xử lý cellulose trong okara để sản xuất chế phẩm giàu chất xơ bổ
xung vào một số thực phẩm [9].
Và vẫn chưa có sản phẩm nào trong các sản phẩm nêu trên được triển
khai ở quy mô sản xuất thử.
Riêng cám gạo,hiện nay trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu,
thử nghiệm và sản xuất tạo các sản phẩm thực phẩm chức năng như BioBran
MGN-3 hay Lentinplus, nhờ các loại enzyme từ nấm Đông cô (Shiitake
mushroom) thủy phân các polysaccharide thành hemicellulose arabinoxylan
có hoạt tính miễn dịch, phòng chống ung thư hiệu quả[24],[25],[39].


11

Hình1.7. Sự thủy phânpolysaccharide từ cám gạo bởi các enzyme của nấm
Đông cô[39]

1.3. Các chủng vi sinh vật sử dụng trong đề tài
1.3.1. Nấm Linh chi
1.3.1.1. Hệ thống phân loại

Ngành: Mycota
Ngành phụ: Basidiomycota



13
hạch, phân nhánh rất mạnh tràn ngập khắp giá thể. Lúc này, thường có hiện
tượng hình thành bào tử vô tính màng dày dễ rụng và khi gặp điều kiện thuận
lợi sẽ cho ra hệ sợi song hạch tái sinh. Tiếp sau đó là giai đoạn phân hóa hệ
sợi: các hệ sợi nguyên thủy hình thành các sợi cứng màng dài, ít phân nhánh
bện kết lại thành cấu trúc bó được cố kết bởi các sợi bện phân nhánh rất
mạnh. Từ đó hình thành các mầm nấm màu trắng mịn vươn dài thành các trụ
tròn mập. Phần đỉnh trụ bắt đầu xòe tán, lớp vỏ láng đỏ cam xuất hiện. Tán
lớn dần hình thành bào tầng và phát tán bào tử đảm liên tục cho đến khi nấm
già sẫm màu, khô tóp và lụi dần trong vòng 3-4 tháng[17].
 Điều kiện sinh trưởng và phát triển của nấm Linh chi
Bảng 1.3. Điều kiện cần thiết cho sự phát triển của nấm Linh chi[4].
Yếu tố
Nhiệt độ
Ẩm độ
pH
Ánh sáng
C/N

Nuôi tơ
20-35oC
55-60%
4,5-6
Không cần
25/1

Ra quả thể
20-35oC