Ứng dụng vi khuẩn lactic đồng lên men với nấm men sản xuất bánh mì thay thế chất bảo quản hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
----------

VŨ NGỌC YẾN LY

ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỒNG LÊN MEN
VỚI NẤM MEN SẢN XUẤT BÁNH MÌ THAY THẾ
CHẤT BẢO QUẢN HĨA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chun ngành: CƠNG NGHỆ SINH HỌC
Mã số ngành: 60420201

TP. HCM, tháng 10 năm 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
----------

VŨ NGỌC YẾN LY

ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỒNG LÊN MEN
VỚI NẤM MEN SẢN XUẤT BÁNH MÌ THAY THẾ
CHẤT BẢO QUẢN HĨA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chun ngành: CƠNG NGHỆ SINH HỌC
Mã số ngành: 60420201
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Hoài Hương

TP. HCM, tháng 10 năm 2021


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hoài Hương

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí
Minh, ngày 22 tháng 10 năm 2021
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
Họ và tên

TT

Chức danh Hội đồng

1

PGS. TS. Nguyễn Tiến Thắng

Chủ tịch

2

GVC.TS. Nguyễn Lệ Hà

Phản biện 1

3

PGS.TS. Ngô Đại Nghiệp

Phản biện 2

4

TS. Trịnh Thị Lan Anh

5

TS. San Trâm Anh

Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi luận văn đã được sửa chữa
(nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn


TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TP. HCM, ngày 08 tháng 9 năm 2021

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Vũ Ngọc Yến Ly

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 28/08/1986

Nơi sinh: Đồng Nai

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

MSHV: 1841880006

I- Tên đề tài: Ứng dụng vi khuẩn lactic đồng lên men với nấm men sản xuất bánh mì
thay thế chất bảo quản hóa học.
II- Nhiệm vụ và nội dung:
(1). Nội dụng 1: Khảo sát các đặc điểm sinh học, định danh chủng vi khuẩn lactic.
(2). Nội dung 2: Khảo sát hoạt tính sinh học của chủng LAB L5 trên mơi trường MRS
và môi trường Sữa gầy bổ sung các nồng độ glucose khác nhau  chọn mơi trường
ni cấy thích hợp nhất thay thế MRS.
(3). Nội dung 3: Khảo sát so sánh các chỉ tiêu (hóa lý, vi sinh, cảm quan) giữa các loại
bánh mì bổ sung LAB với bánh mì thường và bánh mì bổ sung chất bảo quản hóa
học calcium propionate.
(4). Nội dung 4: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và điều kiện bảo quản lên giống khởi
động và chất lượng bánh mì khi sử dụng giống khởi động đồng lên men với nấm
men.
(5). Nội dung 5: Đề nghị quy trình sản xuất và sử dụng giống khởi động để đồng lên
men nấm men bánh mì thay thế chất bảo quản hóa học.
III- Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 23 tháng 7 năm 2020
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 20 tháng 07 năm 2021
V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Hương

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sĩ “Ứng dụng vi khuẩn lactic đồng lên men
với nấm men sản xuất bánh mì thay thế chất bảo quản hóa học” là do tơi thực hiện với
sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Hoài Hương. Ngoài ra, với vai trị là người được hướng
dẫn, tơi có sử dụng một số số liệu, kết quả có liên quan trong các nghiên cứu tiền đề
của TS. Nguyễn Hoài Hương liên quan đến vi khuẩn lactic.
Tôi xin cam đoan rằng các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, các
tài liệu, thơng tin sử dụng trong Luận văn có nguồn gốc và được trích dẫn rõ ràng.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Vũ Ngọc Yến Ly


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này cho phép tôi gửi lời cảm ơn đến
Trường Đại học Cơng nghệ TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực
hiện luận văn này. Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Hoài
Hương đã trực tiếp hướng dẫn và tận tâm hỗ trợ tôi trong suốt thời gian thực hiện
luận văn. Đồng thời, tôi xin gửi lời cám ơn đến các bạn sinh viên khóa 2015, 2016
ngành Cơng nghệ sinh học của Viện Khoa học ứng dụng đã hỗ trợ tôi thực hiện các thí

nghiệm cho đề tài này. Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người
thân đã giúp đỡ và động viên tôi, giúp tơi vượt qua những khó khăn trong suốt q
trình thực hiện luận văn này.
Tuy nhiên, do thời gian thực hiện luận văn có hạn và những hạn chế về kinh
nghiệm, đặc biệt là những khó khăn trong tình hình dịch bệnh phức tạp, nên các kết
quả thực hiện luận văn này sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế nhất định.
Vì vậy, tơi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các q Thầy/ Cơ để giúp tơi
có thể hồn thành tốt luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Vũ Ngọc Yến Ly


iii

TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, chủng vi khuẩn lên men lactic L5 phân lập từ nem chua
được định danh thuộc lồi Lactobacillus plantarum qua phương pháp giải trình tự
gene 16S rRNA.
Dịch nuôi cấy L5 (SG0 và SG7) trong hai môi trường Sữa gầy bổ sung 2g/l
glucose (SG0) và 20g/l glucose (SG7) thể hiện khả năng ức chế nấm mốc A. niger
(một lồi nấm mốc gây hư hỏng bánh mì) in vitro, khả năng phân giải protein, tổng
hợp acid lactic và sinh khối tương đương mơi trường MRS, vì vậy được chọn để lên
men sản xuất giống khởi động L5.
Bánh mì sản xuất bằng cách đồng lên men nấm men và dịch nuôi cấy L5 trong
hai môi trường SG0 và SG7 (đặt tên là BM-SG0 và BM-SG7) có màu sắc, mùi, vị và
độ xốp được u thích hơn bánh mì được bảo quản bằng calcium propionate
(BM-CaP), đặc biệt thời gian bảo quản lên đến 6 – 6,3 ngày, cao hơn so với 3 ngày ở

bánh mì khơng chất bảo quản (BMT) và 4,6 ngày của bánh mì calcium propionate
(BM-CaP). Sau 5 ngày ở nhiệt độ phịng, BM-SG0 và BM-SG7 có mật độ mốc tối đa
<70 cfu/g thấp hơn giới hạn cho phép 100 cfu/g (quyết định 46 - QĐ/2007, Bộ Y Tế),
thấp hẳn so với BM-CaP (tối đa 233,3 cfu/g) và BMT (1300 cfu/g).
Mật độ giống khởi động SG0 và SG7 bảo quản ở 40C và -180C sau 4 tuần đều
duy trì >109 cfu/ml. Hơn nữa, bánh mì từ SG0 cho kết quả cảm quan vượt trội ngay
cả sau 4 tuần bảo quản giống khởi động. Tuy nhiên sử dụng giống khởi động SG0
sau bảo quản 2 – 4 tuần thì mật độ nấm mốc trong bánh mì sau 5 ngày ở nhiệt độ
phòng đạt ngưỡng cho phép 100 cfu/g. Từ đó đề nghị quy trình sản xuất và sử dụng
giống khởi động SG0 để đồng lên men nấm men bánh mì thay thế chất bảo quản hóa
học.


iv

ABSTRACT
In this study, lactic acid bacteria strain L5, isolated from fermented meat (nem
chua) was identified as Lactobacillus plantarum by 16S rRNA gene sequencing
method.
Its culture broths (SG0 and SG7) in two skimmed milk media, supplemented
with 2g/l glucose (SG0) and 20g/l glucose (SG7), displayed their growth inhibition
against Aspergillus niger (a mold species which usually spoils bread) in dual culture
test in vitro, the proteolytic activity, lactic acid and biomass synthesis equivalent to
those obtained in MRS medium, therefore, they were chosen as fermentative media
to produce starter culture L5.
Bread produced by co-fermenting baker yeast and L5 culture broths SG0 and
SG7 (so called BM-SG0 and BM-SG7) gained a more favorable color, taste, flavor
and texture than calcium propionate bread (BM-CaP), especially had a shelf-life up
to 6 - 6.3 days, compared to 3 days in the case of bread without preservative (BMT)
and 4.6 days for calcium propionate bread (BM-CaP). After 5 days at room

temperature, BM-SG0 and BM-SG7 had a maximal mold density of <70 cfu/g, lower
than the allowable limit of 100 cfu/g (46- QD/2007, Ministry of Health), significantly
lower than that of BM-CaP (maximum 233.3 cfu/g) and BMT (1300 cfu/g).
The density of starter culture SG0 and SG7 stored at 40C and -180C after 4
weeks both maintained >109 cfu/ml. Moreover, bread from SG0 obtained outstanding
organoleptic results even after 4 weeks of starter storage. However, using starter
culture SG0 after 2 - 4 weeks of storage, the mold density of 5 days room temperature
bread reached the allowable threshold of 100 cfu/g. Based on these results, process
flow diagrams for starter culture SG0 preparation and its use to co-ferment with baker
yeast to produce bread without chemical preservatives have been proposed.


v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
TÓM TẮT ................................................................................................................ iii
ABSTRACT .............................................................................................................. iv
MỤC LỤC .................................................................................................................. v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU ............................................................... ix
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................xii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. xiii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.............................................................................. 2
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.............................................................................. 2
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ...................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..................................................................................... 4

1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất bánh mì ..................................................4
1.1.1. Giới thiệu chung .....................................................................................4
1.1.2. Vai trị của nguyên liệu trong sản xuất bánh mì ....................................4
1.2. Tổng quan về bánh mì bột nhào chua (sour dough) .....................................7
1.2.1. Giới thiệu chung .....................................................................................7
1.2.2. Phân loại bột chua ..................................................................................7
1.2.3. Hệ vi sinh vật trong bột chua truyền thống ............................................8
1.2.4. Con đường trao đổi chất của LAB trong bột chua .................................8
1.2.5. Chuyển hóa các hợp chất nito ở LAB trong bánh mì bột nhào chua ...10


vi

1.2.6. Các loại hợp chất hương trong bột chua ..............................................12
1.2.7. Vai trò và ảnh hưởng của chất bảo quản trong sản xuất bánh mì ........12
1.3. Tổng quan về vi khuẩn lactic ......................................................................14
1.3.1. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn lactic.................................................15
1.3.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn lactic ..............................................16
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men – quá trình sinh trưởng và
phát triển của vi khuẩn lactic .........................................................................18
1.3.4. Sản phẩm trao đổi chất và ứng dụng của vi khuẩn lactic .....................19
1.3.5. Một số hợp chất kháng khuẩn do vi khuẩn sinh ra ..............................20
1.3.6. Khả năng kháng nấm của vi khuẩn lactic ............................................22
1.4. Tình hình nghiên cứu về khả năng kháng nấm và sinh tổng hợp các hợp chất
kháng khuẩn của vi khuẩn lactic ........................................................................24
1.4.1. Các nghiên cứu trong nước ..................................................................24
1.4.2. Các nghiên cứu trên thế giới ................................................................24
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 26
2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ...............................................................26
2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................26

2.1.2. Thời gian nghiên cứu ...........................................................................26
2.2. Vật liệu nghiên cứu .....................................................................................26
2.2.1. Vi sinh vật ............................................................................................26
2.2.2. Hóa chất và môi trường nuôi cấy .........................................................26
2.2.3. Dụng cụ ................................................................................................27
2.2.4. Thiết bị .................................................................................................28
2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................................29


vii

2.3.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................29
2.3.2. Bố trí thí nghiệm ..................................................................................30
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................38
2.4. Phương pháp xử lý thống kê .......................................................................39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 40
3.1. Đặc điểm sinh học, định danh chủng LAB L5 ...........................................40
3.1.1. Đặc điểm hình thái và sinh lý sinh hóa ................................................40
3.1.2. Định danh bằng phương pháp sinh học phân tử ..................................40
3.2. Khảo sát mơi trường ni cấy thích hợp thay thế MRS .............................41
3.2.1. So sánh khả năng kháng nấm Aspergillus niger của L. plantarum L5 khi
nuôi cấy trong môi trường MRS và các môi trường SG ................................42
3.2.2. Ảnh hưởng của môi trường lên mật độ LAB .......................................42
3.2.3. Khả năng sinh acid ...............................................................................43
3.2.4. Khả năng phân giải protein ..................................................................44
3.3. So sánh giữa các loại bánh mì bổ sung LAB với bánh mì thường và bánh mì
sử dụng chất bảo quản calcium propionate ........................................................45
3.3.1. Kết quả so sánh các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh giữa các loại bánh mì ......46
3.3.2. Kết quả đánh giá cảm quan ..................................................................53
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện và thời gian bảo quản đến mật độ giống

khởi động ...........................................................................................................55
3.5. So sánh bánh mì bổ sung LAB trong các điều kiện bảo quản ....................57
3.5.1. Chỉ tiêu hóa lý bánh mì sau nướng và sau các ngày bảo quản ............57
3.5.2. Đánh giá cảm quan các sản phẩm bánh mì ..........................................58
3.5.3. Khảo sát khả năng kháng nấm mốc bánh mì .......................................60
3.6. Đề xuất quy trình ........................................................................................63


viii

3.6.1. Quy trình sản xuất giống khởi động khi ni cấy L. plantarum L5 trong
mơi trường SG0 ..............................................................................................63
3.6.2. Quy trình sản xuất bánh mì lactic sử dụng giống khởi động nuôi cấy
trong môi trường SG0 đồng lên men với nấm men .......................................64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 66
1. KẾT LUẬN ..................................................................................................... 66
2. KIẾN NGHỊ ..................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 67
PHỤ LỤC ..............................................................................................................PL1


ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU

TT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

1

6-PG/PK

6phosphogluconate/phosphoketo
lase

2

BM-SG0

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0

3

BM-SG0-0
tuần

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau
24h tăng sinh

4

BM-SG0-1
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
nuôi cấy trong SG0 sau 1
tuần ở 40C

5

BM-SG0-2
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 2
tuần ở 40C

6

BM-SG0-3
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 3
tuần ở 40C

7

BM-SG0-4
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 4

tuần ở 40C

8

BM-SG0-1
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 1
tuần ở -180C

9

BM-SG0-2
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
nuôi cấy trong SG0 sau 2
tuần ở -180C

10

BM-SG0-3
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 3
tuần ở -180C

x

TT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

11

BM-SG0-4
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG0 sau 4
tuần ở -180C

12

BM-SG7

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7

13

BM-SG7-0
tuần

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau
24h tăng sinh

14

BM-SG7-1
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 1
tuần ở 40C

15

BM-SG7-2
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 2
tuần ở 40C

16

BM-SG7-3
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
nuôi cấy trong SG7 sau 3

tuần ở 40C

17

BM-SG7-4
tuần (40C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 4
tuần ở 40C

18

BM-SG7-1
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 1
tuần ở -180C

19

BM-SG7-2
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 2
tuần ở -180C

20

BM-SG7-3
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
ni cấy trong SG7 sau 3
tuần ở -180C

21

BM-SG7-4
tuần (-180C)

Bánh mì bổ sung LAB
nuôi cấy trong SG7 sau 4
tuần ở -180C


xi

TT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

22

BMT

Bánh mì khơng sử dụng
chất bảo quản

23

BM-CaP

Bánh mì sử dụng chất bảo
quản hóa học calcium
propionate

24

DG18 agar

Dichloran Glycerol Agar

25

EMP

Emden-Meyerhof-Parnas

26

LAB

Lactic Acid Bacteria

27

MRS agar

de Man, Rogosa, Sharpe Agar

28

MRS Broth

de Man, Rogosa, Sharpe Broth

29

PDA

30

SG

Sữa Gầy

31

SG0

Môi trường Sữa gầy bổ
sung 2g/l glucose

32

SG3

Môi trường Sữa gầy bổ
sung 10g/l glucose

33

SG7

Môi trường Sữa gầy bổ
sung 20g/l glucose

34

VSV

Vi sinh vật

Đường phân

Potato Dextrose Agar


xii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Một số loại bánh mì thành phẩm ................................................................. 4
Hình 1.2. Các con đường lên men dị hình bột chua điển hình bởi LAB .................... 9

Hình 1.3. Vai trị của LAB vào q trình phân giải protein trong bột chua ............. 11
Hình 1.4. Quá trình phân giải protein trong bột chua ............................................... 11
Hình 1.5. Hình ảnh vi khuẩn lactic dưới kính hiển vi ............................................... 15
Hình 2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 29
Hình 2.2. Quy trình khảo sát đặc điểm sinh học, định danh chủng LAB L5 ............ 30
Hình 2.3. Quy trình dựng đường chuẩn tế bào LAB L5 ........................................... 32
Hình 2.4. Quy trình khảo sát khả năng kháng nấm in vitro ...................................... 33
Hình 2.5. Quy trình khảo sát khả năng sinh acid của chủng LAB L5 ...................... 34
Hình 2.6. Quy trình làm bánh mì .............................................................................. 35
Hình 2.7. Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của thời gian và điều kiện bảo quản lên mật độ
giống khởi động ........................................................................................................ 37
Hình 3.1. Chỉ số pH của các loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản ........ 46
Hình 3.2. Khối lượng của các loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản ...... 48
Hình 3.3. Thể tích của các loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản ........... 49
Hình 3.4: Các mẫu bánh sau 5 ngày bảo quản .......................................................... 50
Hình 3.5. Nấm mốc trong các loại bánh mì sau 5 ngày ............................................ 51
Hình 3.6. Các mẫu bánh mì sau nướng ..................................................................... 53
Hình 3.7. Tỉ lệ sống sót L. plantarum L5 ở các điều kiện bảo quản ......................... 56
Hình 3.8. Quy trình sản xuất giống khởi động L. plantarum L5 trong SG0 ............. 63
Hình 3.9. Quy trình sản xuất bánh mì sử dụng giống khởi động từ SG0 ................. 64


xiii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Vai trò của các nguyên liệu trong sản xuất bánh mì ................................... 6
Bảng 1.2. Các nhóm protease chính của hạt lúa mì .................................................. 10
Bảng 1.3. Một số hư hỏng của bánh mì do vi sinh vật gây ra ................................... 12
Bảng 1.4. Một số hợp chất được xác định có tiềm năng kháng nấm mốc ................ 23
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát đặc điểm sinh học chủng LAB L5 ................................ 40

Bảng 3.2. Tỉ lệ ức chế nấm mốc của L. plantarum L5 sau 2 ngày ........................... 42
Bảng 3.3. Mật độ của L. plantarum L5 sau 24h........................................................ 42
Bảng 3.4. Khả năng sinh acid của L. plantarum L5 sau 24h .................................... 44
Bảng 3.5. Hoạt tính protease của L. plantarum L5 sau 24h ...................................... 44
Bảng 3.6. Giá trị pH của 4 loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản ........... 46
Bảng 3.7. Khối lượng của 4 loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản ......... 47
Bảng 3.8. Thể tích của 4 loại bánh mì sau nướng và sau 5 ngày bảo quản .............. 48
Bảng 3.9. Thời gian xuất hiện tơ mốc của các loại bánh mì ..................................... 50
Bảng 3.10. Mật độ nấm mốc trong bánh mì sau 5 ngày bảo quản ............................ 52
Bảng 3.11. Kết quả đánh giá cảm quan sau nướng giữa các loại bánh mì ............... 53
Bảng 3.12. Mật độ GKĐ trong SG0 và SG7 sau thời gian bảo quản ở 40C và
-180C.......................................................................................................................... 55
Bảng 3.13. Giá trị pH của các loại bánh mì sau nướng và sau thời gian bảo quản .. 57
Bảng 3.14. Kết quả đánh giá cảm quan bánh mì SG0, SG7 làm từ giống khởi động
sau 1 tuần bảo quản ................................................................................................... 59
Bảng 3.15. Kết quả đánh giá cảm quan bánh mì SG0, SG7 làm từ giống khởi động
sau 2 tuần bảo quản ................................................................................................... 59
Bảng 3.16. Kết quả đánh giá cảm quan bánh mì SG0, SG7 làm từ giống khởi động
sau 3 tuần bảo quản ................................................................................................... 59
Bảng 3.17. Kết quả đánh giá cảm quan bánh mì SG0, SG7 làm từ giống khởi động
sau 4 tuần bảo quản ................................................................................................... 60


xiv

Bảng 3.18. Mật độ nấm mốc trong bánh mì được sản xuất từ SG0, SG7 sau thời gian
bảo quản giống khởi động ở 40C và -180C................................................................ 61


1

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Bánh mì là một trong những loại thực phẩm phổ biến ở Việt Nam cũng như trên
thế giới. Tùy thuộc vào nguyên liệu và cách chế biến mà bánh mì có nhiều chủng loại,
hình thái khác nhau. Mặc dù đa dạng nhưng tất cả các loại bánh mì đều có thời hạn
sử dụng khá ngắn, ngun nhân chính là do sự phát triển của các lồi nấm gây hư
hỏng như Aspergillus spp., Fusarium spp. và Penicillium spp.. Ngoài thiệt hại về kinh
tế, nấm mốc cũng là nguồn độc tố gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng [24].
Để ngăn chặn điều này, chất bảo quản đã được sử dụng trong quá trình sản xuất.
Calcium propionate và Sodium benzoate là hai chất bảo quản thông dụng thường
được sử dụng trong sản xuất bánh mì, trong đó calcium propionate được sử dụng rộng
rãi với ngưỡng nồng độ cho phép nhỏ hơn 0,3%. Tuy nhiên, ở nồng độ 4%, acid
propionic gây ra sự xuất hiện của các khối u ở chuột [32] và tiềm ẩn nguy cơ phát
triển nấm có tính kháng thuốc [28]. Điều này cho thấy mối nguy hiểm liên quan đến
việc sử dụng các chất bảo quản vượt ngưỡng cho phép.
Cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học, xu hướng sử dụng vi khuẩn hoặc
các chất chuyển hóa của vi khuẩn để thay thế cho các chất bảo quản hóa học đang
ngày càng được quan tâm và phát triển. Vi khuẩn lactic (Lactic Acid Bacteria - LAB)
có lịch sử lâu đời trong việc bảo quản thực phẩm khỏi các vi sinh vật (VSV) gây hư
hỏng đồng thời có thể sản sinh ra một số chất chuyển hóa có lợi cho sức khỏe như
acid lactic, acid acetic, diacetyl, hydrogen peroxide, bacteriocin và reuterin, ...do đó
LAB được coi là an tồn (Generally Recognized As Safe – GRAS) [28]. Cùng với
việc ngăn chặn sự phát triển của VSV gây hư hỏng, LAB cũng đồng thời kéo dài thời
hạn bảo quản của bánh mì [27, 31, 35]. Do đó, việc sử dụng LAB vào trong q trình
sản xuất đang là hướng nghiên cứu có tính ứng dụng cao, mang lại hiệu quả kinh tế
và sự an toàn cho người sử dụng.


2

Xuất phát từ thực tiễn trên, học viên tiến hành thực hiện đề tài “Ứng dụng vi
khuẩn lactic đồng lên men với nấm men trong sản xuất bánh mì thay thế chất bảo
quản hóa học”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Ứng dụng LAB đồng lên men với nấm men trong sản xuất bánh mì thay thế chất
bảo quản hóa học.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
(1).

Nội dụng 1: Khảo sát các đặc điểm sinh học, định danh chủng vi khuẩn lactic.

(2).

Nội dung 2: Khảo sát hoạt tính sinh học của chủng LAB L5 trên môi trường
MRS và môi trường Sữa gầy bổ sung các nồng độ glucose khác nhau  chọn
môi trường nuôi cấy thích hợp nhất thay thế MRS.

(3).

Nội dung 3: Khảo sát so sánh các chỉ tiêu (hóa lý, vi sinh, cảm quan) giữa
các loại bánh mì bổ sung LAB với bánh mì thường và bánh mì bổ sung chất
bảo quản hóa học calcium propionate.

(4).

Nội dung 4: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và điều kiện bảo quản lên
giống khởi động và chất lượng bánh mì khi sử dụng giống khởi động đồng
lên men với nấm men.

(5).

Nội dung 5: Đề nghị quy trình sản xuất và sử dụng giống khởi động để
đồng lên men nấm men bánh mì thay thế chất bảo quản hóa học.

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài chứng minh LAB từ thực phẩm lên men truyền thống có thể ứng dụng
trong bảo quản sinh học, cụ thể là bảo quản thực phẩm chống mốc, trong nghiên cứu
này là kéo dài thời gian bảo quản bánh mì thay thế chất bảo quản hóa học, ngồi ra
cịn cải thiện cảm quan sản phẩm bánh mì.


3

4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài cung cấp các số liệu về quá trình lên men thu sinh khối giống khởi động
LAB và sử dụng dịch nuôi cấy vào lên men bánh mì cùng với nấm men thay thế chất
bảo quản hóa học calcium propionate.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất bánh mì
1.1.1. Giới thiệu chung
Bánh mì là loại thực phẩm thường được chế biến từ nguyên liệu chính là lúa mì
(hoặc các loại ngũ cốc thay thế), nấm men và các thành phần khác, trải qua quá trình
lên men tạo độ nở, độ xốp sau đó được mang đi nướng hoặc hấp.

a)

b)

Hình 1.1. Một số loại bánh mì thành phẩm
a) bánh mì thơng dụng; b) bánh mì thanh long
1.1.2. Vai trị của ngun liệu trong sản xuất bánh mì
Để làm bánh mì cần các nguyên liệu quan trọng như bột, men và nước, ... mỗi
nguyên liệu sử dụng đều có vai trị riêng trong các cơng đoạn để tạo ra sản phẩm bánh
mì có cấu trúc và hương vị mong muốn.
1.1.2.1. Bột mì
Bột mì là loại bột phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất bánh mì, đây là
thành phần giữ vai trị quyết định các đặc tính riêng của sản phẩm bánh mì. Trong bột
chứa protein, tinh bột, một số loại carbohydrate khác, chất xơ, chất béo, nước và một
lượng nhỏ vitamin, khoáng chất và enzyme.


5

- Gliadin và glutenin là 2 loại protein cơ bản có trong bột mì. Trong q trình
chuẩn bị bột nhào, gluten (hỗn hợp của gliadin và glutenin) tác động với nước tạo
thành một mạng lưới dính và đàn hồi bằng các liên kết yếu như liên kết hydro, liên
kết ion và liên kết kỵ nước. Mạng lưới này góp phần vào đặc tính giữ khí của bột
nhào lên men, điều này sẽ quyết định đến cấu trúc và thể tích bánh tạo thành.
- Tinh bột: nguồn tạo ra đường – cơ chất cho nấm men sử dụng
- Khoáng và vitamin: cung cấp dinh dưỡng cho VSV lên men
- Enzyme: trong bột có đầy đủ các hệ enzyme, tuy nhiên trong sản xuất cần đặc
biệt lưu ý protease và amylase. Protease bột mì có hoạt độ mạnh ở 45 - 470C và
pH = 4,5 - 5,6, hoạt tính protease quá cao sẽ làm cho gluten bị vụn nát từ đó giảm
chất lượng bột nhào. Amylase thuỷ phân tinh bột thành đường lên men được, giúp

cho bột nhào lên men nhanh và tăng chất lượng bánh.
1.1.2.2. Nấm men
Saccharomyces cerevisiae là loại men phổ biến nhất được sử dụng trong sản
xuất bánh mì. Chức năng chính của nấm men là chuyển hóa các loại đường có thể lên
men (glucose, fructose, sucrose và maltose) trong điều kiện yếm khí tạo ra CO 2 làm
tăng thể tích khối bột nhào. Bên cạnh đó, các sản phẩm của q trình lên men được
tích lũy trong khối bột sẽ tạo nên các hương vị đặc trưng cho bánh mì thành phẩm.
Ngồi ra, nấm men cũng giúp chuyển hóa những chất có cấu trúc phức tạp trong bột
mì thành những chất đơn giản giúp dễ tiêu hóa. Vì vậy, nấm men có vai trị rất quan
trọng trong lên men bánh mì.
1.1.2.3. Nước
Nước tương tác với gluten tạo thành bột nhào, là thành phần được sử dụng để
hòa tan muối, đường và hỗ trợ sự phân tán của các tế bào nấm men. Ngồi ra, nước
cịn tham gia vào phản ứng thủy phân tinh bột và đường sucrose, hồ hóa tinh bột khi
nướng.
1.1.2.4. Đường
Đường là cơ chất cho nấm men sử dụng trong quá trình lên men. Đường cũng
hoạt động như chất chống dẻo, tương tác với tinh bột làm giảm tính nhão và giảm


6

hiện tượng thối hóa tinh bột. Ngồi một lượng ít đường có sẵn trong bột, đường sẽ
được tạo ra thêm bởi enzyme amylase có trong bột và enzyme invertase của nấm men.
1.1.2.5. Muối
Muối natri clorua được coi là một thành phần quan trọng trong sản xuất bánh
mì, giúp ổn định mạng lưới gluten, điều hòa hoạt động nấm men do đó kiểm sốt thể
tích bánh. Một lượng nhỏ muối trong bột nhào sẽ giúp cải thiện hương vị và hỗ trợ
hoạt động của amylase, giúp cung cấp đủ đường làm cơ chất cho nấm men sử dụng.
1.1.2.6. Chất béo

Chất béo có thể được sử dụng trong sản xuất bánh mì dưới dạng bơ, sữa. Đây là
một thành phần không bắt buộc nhưng có thể làm yếu mạng lưới gluten giúp bánh
mềm hơn và là chất tạo nhũ tương làm bền cấu trúc lỗ khí.
Bảng 1.1. Vai trị của các ngun liệu trong sản xuất bánh mì
TT
1

Ngun liệu

Thành phần

Vai trị

Bột mì

1.1

Protein
Gluten (gliadin và
glutenin)

Tác động với nước tạo thành
mạng lưới dính và đàn hồi bằng
liên kết và tương tác yếu trong quá
trình tạo bột nhào

1.2

Tinh bột

Nguồn tạo ra cơ chất cho nấm men
sử dụng

1.3

Khoáng và vitamin

Cung cấp dinh dưỡng cho VSV
lên men

1.4

Enzyme amylase

Amylase thuỷ phân tinh bột thành
đường lên men được.
Protease phân giải cấu trúc protein
gluten.

Enzyme protease
2

Nấm men
(Saccharomyces
cerevisiae)

Lên men đường trong điều kiện
yếm khí tạo ra CO2 làm tăng thể
tích bột nhào

3

Nước

Tương tác với gluten tạo bột nhào.
Hòa tan muối, đường, phân tán
nấm men, tham gia vào phản ứng
thủy phân tinh bột và đường
sucrose, hồ hóa tinh bột khi nướng


7

TT

Nguyên liệu

Thành phần

Vai trò

4

Đường

Cơ chất cho nấm men sử dụng.
Tương tác với tinh bột giảm tính
nhão và giảm hiện tượng thối hóa
tinh bột.

5

Muối (NaCl)

Ổn định mạng lưới gluten
Điều hịa hoạt động nấm men giúp
kiểm sốt thể tích bánh, cải thiện
vị.
Hỗ trợ hoạt động amylase cung
cấp đường cho nấm men.

6

Chất béo (bơ, sữa)

Làm yếu mạng lưới gluten giúp
bánh mềm hơn.
Chất tạo nhũ tương làm bền cấu
trúc lỗ khí.

1.2. Tổng quan về bánh mì bột nhào chua (sour dough)
1.2.1. Giới thiệu chung
Bột nhào chua hay thường gọi là bột chua – là hình thức lâu đời nhất và truyền
thống nhất của bánh mì men [21]. Trước khi khám phá ra nấm men, bột chua là lựa
chọn duy nhất để làm ra bánh mì men.
Bột chua là hỗn hợp gồm bột và nước trải qua quá trình lên men bởi nấm men
và LAB, được sử dụng như một tác nhân men để sản xuất các sản phẩm bánh mì [7,
18].
Bánh mì bột chua có hương vị tuyệt vời hơn nhờ vi khuẩn lên men xâm nhập từ
khơng khí hoặc bổ sung vào 2 - 5% sản phẩm lên men của mẻ trước. Trong quá trình

chuẩn bị nướng bánh mì, một khối bột nhào xốp nên có mật độ vi khuẩn lactic vào
khoảng 108 – 109 cfu/g, cịn nấm men thì 106 – 107 cfu/g, để có thể làm acid hóa giúp
lên men khối bột và làm nở bột [10].
1.2.2. Phân loại bột chua
Dựa trên quan điểm công nghệ, bột chua được chia thành 3 loại như sau [7]:
-

Loại I: bột chua truyền thống – được đặc trưng bởi quá trình lên men tự phát,
sử dụng một phần sản phẩm của quá trình lên men trước làm giống khởi động.