Download miễn phí Đồ án Nghiên cứu các điều kiện tối ưu của quá trình tạo sinh khối vi khuẩn lactic
Mục lục
mở đầu. 1
Phần 1: Tổng quan . 2
1.1. Vi khuẩn lactic . 2
1.1.1. Đặc điểm hình thái . 2
1.1.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hoá . 3
1.1.3. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic . 3
a. Nhu cầu dinh dưỡng cacbon . 3
b. Nhu cầu dinh dưỡng nitơ . 4
c. Nhu cầu vitamin . 5
d. Các chất hữu cơ khác cần cho sự phát triển của vi khuẩn lactic . 6
e. Nhu cầu các muối vô cơ . 7
1.1.4. ứng dụng của vi khuẩn lactic . 7
1.2. Quá trình tạo sinh khối vi khuẩn lactic . 8
1.2.1. Đường cong sinh trưởng . 8
1.2.2.1. Chủng giống . 11
1.2.2.2. Thành phần của môi trường nuôi cấy . 11
a. Nguồn cacbon. 11
b. Nguồn nitơ . 11
c. Nguồn muối khoáng. . 11
1.2.2.3. Điều kiện nuôi cấy . 12
a. Nhiệt độ . 12
b. pH . 12
c. Nồng độ cơ chất . 13
d. Tỉ lệ tiếp giống . 13
1.3. Thu hồi sinh khối vi khuẩn bằng các phương pháp sấy . 13
1.3.1. Sấy phun. 13
1.3.2. Phương pháp đông khô . 14
1.3.3. Phương pháp sấy chân không . 15
Phần II Vật liệu và phương pháp nghiên cứu . 16
2.1. Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị . 16
2.1.1. Nguyên liệu . 16
2.1.2. Hoá chất . 16
2.1.3. Thiết bị . 17
2.1.4. Môi trường nuôi cấy . 17
2.2. Phương pháp nghiên cứu . 18
2.2.1. Phương pháp vi sinh . 18
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
48
1/ Hoạt hoá . 18
3/ Nhuộm màu Gram . 18
4/ Kiểm tra khả năng di động . 19
5/ Xác định kiểu hô hấp . 19
6/ Xác định tỉ lệ sống sót (Phương pháp Kocch) . 19
2.2.2. Phương pháp hoá lý . 19
1/Xác định lượng sinh khối vi khuẩn lactic bằng ly tâm . 19
2/ Xác định lượng sinh khối vi khuẩn lactic bằng đo OD . 19
2.2.3. Phương pháp hoá học . 20
1/Xác định hàm lượng N tổng bằng phương pháp Kendan . 20
2/Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Grassianov . 20
3/Xác định hàm lượng axit lactic . 20
2.2.4. Phương pháp sấy thu hồi sinh khối . 20
1/ Sấy phun . 20
2/ Sấy đông khô . 20
3/ Sấy chân không . 20
2.2.5. Phương pháp toán học . 20
Phần 3 : Kết quả và thảo luận. 21
3.1. Sơ tuyển chủng giống vi khuẩn lactic dùng cho quá trình tạo sinh khối . 21
3.1.1. Kiểm tra lại đặc tính của các chủng . 22
3.1.2. Nghiên cứu khả năng tạo sinh khối của các chủng vi khuẩn lactic . 25
3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo sinh khối . 27
3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ . 27
3.2.2 ảnh hưởng của điều kiện thông khí . 29
3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn Nitơ . 30
3.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại đường và nồng độ đường . 31
3.2.5 ảnh hưởng của tỉ lệ tiếp giống . 34
3.2.6 ảnh hưởng của pH . 36
3.3.Tối ưu hoá quá trình tạo sinh khối vi khuẩn lactic. . 37
3.4. Thu hồi chế phẩm vi khuẩn lactic của chủng Lc.340 và TL6 . 43
3.4.1. Động thái quá trình tạo sinh khối. . 43
3.3.2 Thu hồi chế phẩm vi khuẩn lactic . 44
Kết luận . 46
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
vào môi trường thì tốc độ phát triển của vi sinh vật này sẽ tăng lên đến đạt cực
đại. Tuy nhiên, khi nồng độ cơ chất dư thừa, tốc độ phát triển của vi khuẩn sẽ
giảm xuống, thậm chí bị ngừng lại hoàn toàn.
d. Tỉ lệ tiếp giống [12]
Tăng tỉ lệ tiếp giống cho phép giảm pha tiềm phát. Do đó cũng có thể
xác định được nồng độ tế bào cho vào môi trường ban đầu nhằm cải thiện hiệu
suất thu hồi sinh khối.
1.3. Thu hồi sinh khối vi khuẩn bằng các phương pháp sấy
1.3.1. Sấy phun
Quá trình sấy thực hiện bằnh cách phun vật liệu (chất lỏng) thành hạt
nhỏ vào môi trường không khí nóng. Môi chất sấy (không khí nóng, khói lò
) được thổi vào và chuyển động cùng với hạt vật liệu và sấy khô vật liệu.
Nhờ quá trình phun vật liệu thành hạt nhỏ nên bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và
môi chất sấy rất lớn nên cường độ sấy cao, thời gian sấy ngắn (vài giây đến vai
chục giây).
Sấy phun gồm có 4 giai đoạn: phun vật liệu thành bụi, quá trình tiếp
xúc giữa bụi và không khí nóng, quá trình bay hơi ẩm, quá trình tách sản phẩm
ra khỏi không khí. Các giai đoạn được trình bầy như sau:
Giai đoạn 1: Phun vật liệu thành bụi
à
à M
1
2
3
S
1.Thiếu cơ chất
2.Không thiếu cơ chất
3.ức chế thừa cơ chất
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
14
Cường độ quá trình sấy phun tỷ kệ thuận với độ phân tán của vật liệu
sấyđược phun thành bụi. Ta có thể dùng một trong ba phương pháp sau để
phun chất lỏng thành bụi: ly tâm với tốc độ 2000 – 5000 v/p, dùng vòi phun
trong đó chất lỏng được đẩy bằng bơm có áp suất 200 at, dùng khí nén đẩy
chất lỏng với áp suất 2,5 – 5 at. Thiết bị sấy trong đề tài này sử dụng cách thứ
3 theo cách này thì ta dùng không khí để phun dung dịch. Trước hết không khí
qua ống phun tăng tốc rồi phun ra miêng phun, dùng bơm đưa dung dịch đến
miệng vòi, không khí có tốc độ cao sẽ thổi dung dịch văng ra thành hạt nhỏ.
Tốc độ khí ra khỏi ống phun phụ thuộc vào tỷ số áp suăt trước và sau ống
phun.
Giai đoạn 2: Sự tiếp xúc giữa bụi và không khí
Sự tiếp xúc giữa bụi và không khí phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa
vòi phun và đường không khí vào. Trong thiết bị sấy của chúng tôi, bụi được
phun trực tiếp vào không khí nóng trong buồng sấy. Đây chính là cách hay sử
dụng nhất đặc biệt đối với vật liệu nhậy cảm như vi khuẩn vì sự bay hơi nhanh,
thời gian bay hơi ngắn, tránh được sự phá huỷ bởi nhiệt độ.
Giai đoạn 3: Sự bay hưoi ẩm
Sự bay hơi ẩm gồm hai giai đoạn: ở giai đoạn đầu khi lượng ẩm trong
vật liệu nhiều, lượng ẩm khuyếch tán từ trong vật liệu ra đến bề mặt lớn hơn
lượng ẩm bốc hơi thì vận tốc bay hơi ẩm là không đổi. ở giai đoạc thứ hai, khi
lượng ẩm đến một giá trị giới hạn nào đó, lượng ẩm khuyếch tán nhỏ hơn
lượng ẩm bay hơi, thì tốc độ bay hơi giảm.
Giai đoạn 4: Tách sản phẩm khô ra khỏi không khí
Toàn bộ hỗn hợp sinh khối khô và không khí được hút sang thiết bị
tách cyclon. Trong thiết bị này, dưới tác dụng của lực ly tâm, sinh khối khô
lắng xuống dưới còn không khí đựơc bơm hút ra ngoài ở phía trên.
1.3.2. Phương pháp đông khô
Đông khô cũng là một trong những phương pháp tách ẩm ra khỏi vật
liệu để bảo quản tốt vi khuẩn. Thực chất đây là một phương pháp sấy đặc biệt,
sấy thăng hoa, ẩm từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi không thông qua trạng
thái lỏng. Vật liệu được sấy ở môi trường chân không cao < 456mHg nhiệt độ
sấy có thể đạt đạt đến –150C, nên ngăn chặn các nguy cơ phá huỷ bởi nhiệt độ,
các phân tử hợp lại với nhau khi cô đặc, không sảy ra quá trình vi sinh.
Trước khi tiến hành sấy, vật liệu được làm lạnh đông sâu nhanh nhằm
biến đổi toàn bộ nước có trong vật liệu trong trạng thái rắn, các cấu tử hoà tan
được cố định tránh trường hợp các cấu tử này được tập hợp với nhau. Khi sấy
ở áp suất rất thấp nước sẽ bay hơi, hơi ẩm thoát sang thiết bị ngưng tụ và
ngưng tụ thành nước đá. Thiết bị ngưng tụ này được làm lạnh bằng hơi nước
muối có nhiệt độ vào là -100C và ra là 400C. Trong quá trình làm lạnh sâu có
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
15
thể vi sinh vật bị chết. Để khắc phục ta phải tiến hành nhũ hoá_keo bảo vệ hỗn
dịch như: Sữa, huyết thanh, lòng trắng trứng, peptôn, muxin hay các loại
đường. Thật vậy trong quá trình làm đông khô một số lớn vi sinh vật bị chết, tỷ
lệ của những vi sinh vật sống sót còn 5% - 30%. Khi cho nước vô khuẩn vào
phẩm vật đã đông khô, thì phục hồi được môi trường chứa vi sinh vật, giữ
nguyên vẹn được toàn bộ khả năng phát triển và đặc tính trao đổi chất của vi
sinh vật.
Các chất độn trước khi làm đông khô cần có những yêu cầu sau:
Đảm bảo cho môi trường giống sau khi đông khô là một khối đặc
có chất bảo vệ giống cho khỏi bị khô quá mức
có chất trung hoà nhóm cacbonyl
Chủng làm đông khô là các chủng trưởng thành nhưng không già. Tốc
độ làm lạnh lúc đầu (từ -100C tới -200C) khoảng 1 – 30 C/phút sau đó có thể
nâng lên 100C/phút hay lớn hơn.
Khi làm khô lúc đầu giữ nhiệt độ vật liệu không quá -230C đến –250C
và cuối cùng không cao hơn –300C đến –450C. Không để làm tan băng trong
khi đông khô.
Phương pháp này có ưu điểm hơn hẳn so với các phương pháp sấy
khác là tránh được sự phân chia tế bào, khả năng sống sót cao nhưng chi phí
lại rất cao, thời gian sấy kéo dài. Do đó, không nên áp dụng phương pháp này
trong sản xuất chế phẩm vi khuẩn với quy mô lớn.
1.3.3. Phương pháp sấy chân không
Nhiệt độ sôi và áp suất hơi bão hoà là hai thông số phụ thuộc vào
nhau, áp suất giảm thì nhiệt độ sôi cũng giảm và ngược lại. Dựa trên quy tắc
này, phương pháp sấy chân không được áp dụng để sấy các vật liệu dễ bị biến
đổi ở nhiệt độ cao.
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
16
Phần II Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị
2.1.1. Nguyên liệu
- Chủng giống vi khuẩn: sử dụng 4 chủng vi khuẩn lactic của Bộ môn Công
nghệ các sản phẩm lên men với các kí hiệu sau:
+VTP : Lactococcus lactis dùng để sản xuất axit lactic
+SD16 : Lactococcus lactis sử dụng trong lên men sữa chua
+Lc.340 : Lactococcus lactis sử dụng trong sản xuất sữa chua của
Pháp
+TL6 : Lactococcus lactis ứng dụng trong lên men rau quả
- Sữa men của các xưởng sản xuất bia tại Hà Nội.
- Enzym Neutrase
2.1.2. Hoá chất
Tên Nguồn gốc
Glucoza, saccaroza Pháp
Cao thịt Pháp
Cao nấm men Pháp
CH3COONa Nga
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
17
K2HPO4 Trung Quốc
Amoni xitrat Slovaki
MgSO4.7H2O Hungari
MnSO4.4H2O Trung Quốc
Tween 80 Đức
Bromocresol tía Trung Quốc
Kali xitrat Trung Quốc
Na2HPO4 Trung Quốc
KNO3 Trung Quốc
2.1.3. Thiết bị
Tên Nhãn hiệu
Kính hiển vi OLYMPUS Model CHD, Japon
Máy đo pH (744 pH Meter) METROHM, Suisse
Máy đo OD 6300 JENWAY, Grande-Bretagne
Nồi hấp 3850M TUTTNAUER, Allemagne
Máy ly tâm Beckman ALLEGRA, Allemagne
2.1.4. Môi trường nuôi cấy
Môi trường giữ giống : Môi trường MRS (Deman, Rogosa, Sharpe, 1960),
g/l :
Glucoza 20 ; Pepton 10 ; Cao nấm men 8 ; Cao thịt 10 ; CH3COONa 2 ;
K2HPO4 2 ; (NH4)2CO3 2 ; MgSO4.7H2O 0,2 ; MnSO4.4H2O 0,04 ; Thạch 14 ;
Tween 80 1ml ; Nước 1000ml.
Thanh trùng ở 1210C trong 40 phút, pH = 6 - 6,2.
Môi trường nhân giống :
Glucoza 20 ; Pepton 10 ; Cao nấm men 8 ; Cao thịt 10 ; CH3COONa 2 ;
K2HPO4 2 ; (NH4)2CO3 2 ; MgSO4.7H2O 0,2 ; MnSO4.4H2O 0,04 ; Tween 80
1ml ; Nước 1000ml.
Thanh trùng ở 1210C trong 40 phút, pH = 6 - 6,2.
Môi trường nuôi sinh khối :
Glucoza 20 ; Cao men 6.4 ; Dung dịch nấm men thuỷ phân 20ml;
CH3COONa 2 ; K2HPO4 2 ; (NH4)2CO3 2 ; MgSO4.7H2O 0,2 ; MnSO4.4H2O
0,04 ; Tween 80 1ml ; Nước 1000ml.
Thanh trùng ở 1210C trong 40 phút, pH = 6 - 6,2.
Chuẩn bị dịch nấm men thuỷ phân :
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Thị Minh Huế
18
Sau khi rửa, men sữa được thuỷ phân trong 12h có bổ sung enzim Neutrase
(0,05%) ở 52oC. Dịch thu được đem đi lọc ở 5 oC và được bảo quản lạnh trước khi
sử dụng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp vi sinh
1/ Hoạt hoá
Quá trình hoạt hoá 4 chủng vi khuẩn lactic được tiến hành trên môi trường
MRS theo sơ đồ sau :
2/Soi tiêu bản sống[4]
Chuẩn bị một phiến kính và một lá kính tiệt trùng. Để pha loãng, trên phiến
kính, nhỏ một giọt nước cất vô trùng. Dùng que cấy lấy canh trường cho vào giọt
nước cất. Đặt lá kính sạch lên trên giọt nước tránh tạo bọt khí và tránh tràn nước ra
ngoài nhờ giấy thấm.
Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi.
3/ Nhuộm màu Gram[4]
Phương pháp nhuộm màu Gram dựa trên sự khác nhau về cấu trúc thành
tế bào của vi sinh vật. Phương pháp này cho phép phân chia vi sinh vật thành
hai nhóm : Gram (+) và Gram (-). Canh trường sử dụng phải trẻ, được nuôi cấy
sau 24 h.
Chuẩn bị tiêu bản khô của canh trường cần nghiên cứu. Nhỏ vài giọt gentian
tím lên vết bôi. Sau 2 phút, đổ dung dịch tím gentian đi. Nhỏ vài giọt Lugol lên vết
bôi, giữ trong 1 phút. Nhúng phiến kính vào dung dịch cồn tuyệt đối trong 30 giây.
Nuôi cấy ở 30oC trong 24 h
Canh trường trên môi trường thạch
nghiêng
Môi t...