Luận văn Đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn Lactobacillus trong điều kiện bảo quản

Nội dung text: Luận văn Đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn Lactobacillus trong điều kiện bảo quản

1. HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VI THỊ THU HÒA ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GIỐNG CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN LACTOBACILLUS TRONG ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.62.01.05 Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Thị Tuyết Lê NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016
2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Vi Thị Thu Hòa i
3. LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Tuyết Lê đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Dinh dưỡng - Thức ăn, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Vi Thị Thu Hòa ii
4. MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................................. v Danh mục bảng ................................................................................................................ vi Danh mục biểu đồ ........................................................................................................... vii Danh mục hình ................................................................................................................ vii Trích yếu luận văn ......................................................................................................... viii Thesis abstract ................................................................................................................... x Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 1.2. Mục đích – yêu cầu ............................................................................................. 2 1.2.1. Mục đích ............................................................................................................. 2 1.2.2. Yêu cầu ............................................................................................................... 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3 2.1. Tổng quan về Lactobacillus ............................................................................... 3 2.1.1. Đặc điểm của vi khuẩn Lactobacillus ................................................................. 3 2.1.2. Lên men lactic ở Lactobacillus ........................................................................... 4 2.1.3. Một số đặc tính probiotic của Lactobacillus ...................................................... 5 2.1.4. Vai trò của vi khuẩn Lactobacillus trong chăn nuôi ........................................... 6 2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của vi sinh vật ....................... 9 2.2.1. Yếu tố dinh dưỡng .............................................................................................. 9 2.2.2. Yếu tố vật lý ..................................................................................................... 11 2.2.3. Yếu tố hóa học .................................................................................................. 14 2.3. Biến dị ở vi sinh vật .......................................................................................... 15 2.3.1. Khái niệm ......................................................................................................... 15 2.3.2. Các dạng biến dị ............................................................................................... 16 2.4. Các phương pháp bảo quản vi sinh vật ............................................................. 17 2.4.1. Phương pháp cấy truyền vi sinh vật.................................................................. 17 2.4.2. Giữ giống vi sinh vật trong môi trường đất, cát, hạt ........................................ 19 2.4.3. Phương pháp đông khô và đông khô dịch thể trực tiếp .................................... 20 2.4.4. Bảo quản lạnh ................................................................................................... 21 2.4.5. Phương pháp bảo quản lạnh sâu ....................................................................... 21 2.5. Vai trò của sinh khối vi khuẩn lactic trong chăn nuôi ...................................... 22 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ............................................................ 23 iii
5. 3.1. Đối tượng – địa điểm – thời gian nghiên cứu ................................................... 23 3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 23 3.2.1. Đánh giá sự biến đổi về mặt hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian giữ giống:........................................................................................... 23 3.2.2. Đánh giá sự biến đổi về đặc tính sinh học của các chủng Lactobacillus .......... 23 3.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 23 3.3.1. Nguyên vật liệu ................................................................................................. 23 3.3.2. Phương pháp bảo quản, giữ giống .................................................................... 24 3.3.3. Phương pháp xác định hình thái ....................................................................... 24 3.3.4. Các phản ứng sinh hóa – Catalase Test ............................................................ 24 3.3.5. Phương pháp đánh giá khả năng phân giải protein ........................................... 25 3.3.6. Phương pháp xác định khả năng sinh axit lactic và đông vón sữa ................... 25 3.3.7. Phương pháp đánh giá sức sống của giống ....................................................... 26 3.3.8. Phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau .......................................................................................................... 26 3.3.9. Phương pháp xác định số lượng tế bào ............................................................. 26 3.4. Xử lý số liệu...................................................................................................... 27 Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 28 4.1. Đánh giá sự biến đổi hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong quá trình giữ giống .................................................................................................. 28 4.1.1. Sự biến đổi hình thái khuẩn lạc ........................................................................ 28 4.1.2. Sự biến đổi hình thái vi khuẩn .......................................................................... 30 4.2. Đánh giá sự biến đổi các đặc tính sinh học của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản giữ giống ................................................................... 32 4.2.1. Khả năng phân giải protein ............................................................................... 32 4.2.2. Khả năng đông vón sữa và sinh axit lactic của các chủng Lactobacillus ......... 35 4.2.3. Đánh giá sức sống của các chủng giống Lactobacillus trong thời gian bảo quản ............................................................................................................ 38 4.2.4. Khả năng sinh trưởng ở các mức nhiệt độ khác nhau ....................................... 39 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 50 5.1. Kết luận ............................................................................................................. 50 5.1.1. Về sự biến đổi hình thái của Lactobacillus trong thời gian bảo quản .............. 50 5.1.2. Về sự biến đổi đặc tính sinh học của Lactobacillus trong thời gian bảo quản ............................................................................................................ 50 5.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 51 5.2.1 Tồn tại ............................................................................................................... 51 5.2.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 51 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 52 iv
6. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt cs. : Cộng sự oC : Độ C h : Giờ NXB : Nhà xuất bản ST : Sinh trưởng TB : Tế bào VK : Vi khuẩn VSV : Vi sinh vật v
7. DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Hoạt độ của nước đối với một số giống vi sinh vật ..................................... 12 Bảng 4.1. Đặc điểm khuẩn lạc của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản giữ giống ............................................................................................. 29 Bảng 4.2. Hình thái vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian bảo quản ......................... 31 Bảng 4.3. Khả năng phân giải protein của các chủng vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian bảo quản .............................................................................. 32 Bảng 4.4. Khả năng sinh axit lactic của các chủng vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian bảo quản ........................................................................................ 35 Bảng 4.5. Khả năng đông vón sữa ở thời điểm 24h của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản giữ giống .............................................................. 37 Bảng 4.6. Số lượng tế bào sống (TB/ml) của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản giữ giống ............................................................................... 38 Bảng 4.7. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 30oC ........................ 41 Bảng 4.8. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 35oC ........................ 43 Bảng 4.9. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 40oC ........................ 45 Bảng 4.10. Khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở 45oC ......................... 47 vi
8. DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 2.1. Giới hạn nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật ............................................... 13 Biểu đồ 4.1. Khả năng phân giải protein của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản ...................................................................................................... 34 Biểu đồ 4.2. Khả năng sinh axit lactic của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản giữ giống ............................................................................................ 36 Biểu đồ 4.3. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 30oC .......................... 42 Biểu đồ 4.4. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 35oC .......................... 44 Biểu đồ 4.5. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 40oC .......................... 46 Biểu đồ 4.6. Khả năng sinh trưởng của Lactobacillus ở nhiệt độ 45oC .......................... 48 DANH MỤC HÌNH Hình 4.1. Đĩa petri nuôi cấy NCb ................................................................................... 31 Hình 4.2. Khuẩn lạc NCb ................................................................................................ 31 Hình 4.3. NCb qua ba lần cấy chuyển ............................................................................ 31 Hình 4.4. Hình thái một số chủng giống Lactobacillus .................................................. 32 Hình 4.5. Khả năng phân giải protein của các chủng Lactobacillus .............................. 34 Hình 4.6. Khả năng đông vón sữa của vi khuẩn Lactobacillus ...................................... 38 Hình 4.7. Đánh giá sinh trưởng trên môi trường MRS dịch thể ..................................... 40 vii
9. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Vi Thị Thu Hòa Tên Luận văn: Đánh giá chất lượng giống của một số chủng vi khuẩn Lactobacillus trong điều kiện bảo quản Ngành: Chăn Nuôi Mã số: 60.62.01.05 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Đánh giá sự biến đổi về hình thái, đặc điểm sinh trưởng và một số đặc tính sinh học của 6 chủng vi khuẩn Lactobacillus được bảo quản, giữ giống trên môi trường thạch nghiêng trong tủ lạnh (4oC) trong 90 ngày để từ đó đánh giá phẩm chất giống và đưa ra quy trình bảo quản giống phù hợp trong điều kiện phòng thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu Đề tài có 4 nội dung chính - Đánh giá sự biến đổi về mặt hình thái của vi khuẩn Lactobacillus trong thời gian giữ giống. - Đánh giá khả năng sống sót của các chủng Lactobacillus trong thời gian bảo quản. - Đánh giá khả năng sinh trưởng của các chủng Lactobacillus ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau trong thời gian bảo quản. - Đánh giá một số đặc tính sinh học của giống: + Đánh giá khả năng phân giải protein + Đánh giá khả năng sinh axit lactic và đông vón sữa Nguyên vật liệu Các chủng Lactobacillus sử dụng trong nghiên cứu: + 01 chủng Lactobacillus bulgaricus: Proc + 02 Lactobacillus acidophilus: LA, NCb + 03 Lactobacillus plantarum: LP, ND1, ND2 Tất cả các chủng giống đều được phân lập và chọn lọc mới từ các mẫu là các sản phẩm lên men. Sử dụng môi trường MRS để giữ giống. Phương pháp nghiên cứu. - Phương pháp bảo quản, giữ giống: Giống Lactobacillus được nuôi cấy trên môi trường thạch nghiêng MRS ở 37oC/48h sau đó giữ giống trong tủ lạnh (4oC). viii
10. - Phương pháp xác định hình thái: Vi khuẩn nhuộm Gram và quan sát dưới kính hiển vi quang học. - Các phản ứng sinh hóa: gồm phản ứng lên men đường, Catalase Test. - Phương pháp đánh giá khả năng phân giải protein: sử dụng phương pháp khuếch tán trên thạch, đo đường kính vòng phân giải. - Xác định khả năng sinh axit lactic bằng phương pháp chuẩn độ và đông vón sữa. - Phương pháp đánh giá sức sống của giống: Đếm số lượng tế bào sống bằng phương pháp pha loãng nồng độ. - Phương pháp đánh giá khả năng sinh trưởng ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau: xác định số lượng tế bào nuôi cấy ở các mức nhiệt độ 30, 35, 40 và 45oC ở 24-48h. Kết quả chính và kết luận - Với phương pháp bảo quản giữ giống trên môi trường thạch nghiêng ở 4oC trong 90 ngày với thời gian cấy truyền 1 tháng/lần thì khuẩn lạc và hình thái tế bào của các chủng giống nghiên cứu không có sự biến đổi so với ban đầu. - Trong số 6 chủng giống kiểm tra chỉ có 3 chủng LA, LP và Proc vẫn duy trì chất lượng giống ổn định trong suốt 90 ngày bảo quản. - Ở mức nhiệt độ thường (30-35oC): Các chủng giống có tốc độ sinh trưởng lớn nhất gồm LA, LP, NCb, Proc. Ở nhiệt độ cao (40-45oC): Các chủng giống có tốc độ sinh trưởng lớn nhất gồm LA và LP. - Chủng Lactobacillus LA là chủng giống có sức sống và đặc tính sinh học ổn định nhất trong suốt quá trình bảo quản. ix