Bài tiểu luận môn vi sinh thực phẩm Đề tài thạch dừa

Định nghĩa Thạch dừa Nata de coco là một loại thức ăn phổ biến, có nguồn gốc từ Philippin, được tạo ra từ sự lên men nước dừa bởi vi khuân Acetobacter xylinum.. Bên cạnh đó, mạng luôn l

CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

Doc lap — Tw do — Hạnh phúc

BO CONG THUONG TRUONG DAI HOC CONG NGHIEP THANH PHO HO CHi MINH

- [By -

A

INDUSTRIAL

L [= UNIVERSITY OF HOCHIMINH CITY

BÀI TIỂU LUẬN

Môn : VI SINH THỰC PHẨM

THẠCH DỪA Bùi Hồng Quân DHDDI7A

6 Phạm Công Thùy Dương Cao Ngọc Bảo

Nguyễn Nhật Linh Dương Thị Kim Ngân Trần Nguyễn Phi Nhung Ngô Trung Hiếu

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023

1 LOC ieee cece cc ccccceeecececccccccceeeussuauseseececcececeeeeutttttsesssecesecausauaececsesaeeecceteescaueeeeensa 12

3 Quá trình tiệt trùng — làm nguỘi: Q20 2222211121122 1 22111811553 1811 111 12x re 13

4 Quá trinh chỉnh pH: 2 2 22112112221 121 11511511111 1511 11 1110111811111 1011 611111111 khay 14 h9 ái 020 1 15

6 Quá trình cắt nhỏ c1 S11 1112111151111 111121111211112121111211112 11111 1tr 17

7 Quá trình ngâm Na C03 (3.5%, 15ph) - c1 n1 11111110111 111 0110111111011 ke 18

§ Quá trình xả nước lạnh - 2: 222 0222112011131 11131111311 1131 1111111111111 1111111111 x2 18

10 Quá trình ngâm đường L0 221211121122 112111011121 2111 111112111111 ng HH ty 20

1 Những biến động quá trình lên men: 2-5 S E 2 8E1821271271211217111E11 c1 re 23

2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: 2 22 1222222222222 x2 23

3 _ Thạch dừa Minh Tâm cccccccccccccccesccesevecessesseettsetttessccseeauenaaeess 26

PHAN 1: Téng quan vé thach dira

I- Giới thiệu sản phẩm

1 Định nghĩa

Thạch dừa (Nata de coco) là một loại thức ăn phổ biến, có nguồn gốc từ Philippin,

được tạo ra từ sự lên men nước dừa bởi vi khuân Acetobacter xylinum Đây là một trong số các loại thực phâm thương mại đầu tiên ứng dụng từ cellulose vi khuẩn Sản phẩm thạch dừa là một món ăn tráng miệng dai, trong suốt và rất ngon

[CITATION Ton11 \1 1066 |

Hiện nay, không chỉ người dân ở Philippine mà người dân ở các nước khác trên

thế giới cũng rất thích món ăn này đặc biệt là người Nhật Bản Năm 1992, thạch dừa bắt đầu được giới thiệu ở Nhật bản như một sản phẩm thực phẩm ăn kiệng cho các cô gái trẻ Năm 1993, thạch dừa từ Philippine được xuất khâu sang Nhật Bản

[CITATION Ton11 \1 1066 |

Hơn thế nữa, người Nhật còn cho rằng thạch dừa có thê giúp cơ thế con người chống lại bệnh ung thư ruột kết Trong thạch dừa có hàm lượng chất xơ cao rất tốt cho hệ thống tiêu hoá Thạch dừa cung cấp ít năng lượng và không chứa cholesterol.[CITATION Tỏn11 \I 1066 ]

Hinh I : Thạch dừa thô

2 Cau tric cia thạch dừa

Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose Do thạch dừa có bản chất là polysaccharide ngoại bảo nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa mới chỉ đừng lại ở những nghiên cứu chế biến thành những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phâm giải khát

Ham ấm của thạch đừa: Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cấu trúc thạch dừa của các thây cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộ môn công nghệ hoá học và dầu khí trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, thi thạch dừa là một mạng

polymer sinh học, có khả năng giữ nước rất lớn Miếng thạch đừa sau khi say 6 900 C thi

mỏng như tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc Kết quả xác định hàm ấm của thạch

dừa là 99%, thể hiện rõ bản chất háo nước của thạch dừa ( do chuỗi polymer của mạng

thạch dừa chứa các nhóm —OH nên rất dễ dàng tạo liên kết hidro với nước) [ CITATION

côn12 \ 1066 ]

Cấu trúc mạng polysaccharide của thạch dừa: Thạch dừa có cấu trúc mạng là các polysaccharide, chúng sắp xếp không theo trật tự, không theo quy luật, chúng đan xen vào nhau rất chằng chịt theo mọi phía Do trong quá trình lên men, các vi khuân Acetobacter xylinum đã chuyên động hỗn loạn không theo quy luật Đó là nguyên nhân tạo nên tính dai và chắc về mọi phía của miếng thạch Bên cạnh đó, mạng luôn luôn

ngậm một lượng nước đáng kế (99%).[CITATION Tón11 \ 1066 ]

Thành phần monosaccharide chính của thạch dừa là socboza nằm ở dạng Lsocboza, thường chứa trong vi khuân lên men dich trái cây Công thức cấu tạo của L-socboza là :

CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2OH

3 Lợi ích của thạch dừa

- - Thạch dừa có lợi cho sức khỏe vì nó giau chất xơ, ít calo,không chứa cholesterol tốt cho hệ tiêu hóa Để giảm lượng đường có trong thạch dừa, sản pham được

ngâm trong nước trước khi tiêu thụ

- _ Thạch dừa chứa nhièu chất xơ rất tốt cho hệ tiêu hóa nên cí thể giúp cho cơ thé chống lại bệnh ung thư ruột kết

- _ Thạch dừa được sử dụng nhiều trông các món tráng miệng, đỗ uống và siro, bánh kẹo, kem, mứt và thạch Nó chủ yêu được sử dụng trong đô uông và siro vì nó làm

4

tăng hương vicuar sản phâm với hương vị độc đáo của nó và nó có thể được trộn với bất kì loại siro nào.[ CITATION thạ21 \I 1066 ]

I- NGUYEN LIEU

1 Nước dừa

Dừa là cây thuộc họ Palmas, bộ Spadiciflorales Cây dừa thường ra hoa từ năm 7 — 12

tuôi sau khi trồng Từ thụ phần đến khi trái chín là 12 -13 tháng Khi chín trái dừa nặng 1.2 — 2 kg.[ CTTATION côn12 \ 1066 ]

phế liệu tại các cơ sở chế biến cơm dừa nạo sây)

¢ Ở những vùng có nhiều dừa, sản xuất thạch dừa từ nước đừa già cho hiệu quả kinh tế rất cao vì rất tốt cho quá trình lên men và giải quyết vẫn đề môi trường

¢ Trung binh mét qua dira chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng của quả dừa

® Nước dừa là loại nước giải khát được nhiều người ưa thích vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như đường, đạm, lipid, vitamin và khoáng chất nhưng với nồng độ rất loãng.[ CITATION Gia21 \I 1066 ]

Nước dừa chính là nguyên liệu chính để sản xuất thạch dừa Thạch dừa là một sản phâm rất phô biến và được ưa chuộng hiện nay Ở những vùng có nhiều dừa, sản xuất thạch đừa từ nước dừa già rất kinh tế vì vừa rất tốt cho quá trình lên men, vừa giải quyết được vấn đề môi trường (nước dừa già là chất thải) chất thải từ các nhà máy sản xuất cơm đừa nạo sấy) Tuy nhiên, ở một số vùng không có dừa thì vấn đề nguyên liệu là một trone những hạn chế khiến việc áp dụng sản xuất ở quy mô công nghiệp

rất khó khăn Vì vậy, vấn để cần giải quyết là môi trường lên men phải từ nguồn

5

nguyên liệu sẵn có, rẻ, số lượng lớn, đễ vận chuyến và quy mô công nghiệp, không cục bộ , tại địa phương, có thể tận dụng các sản phẩm phụ từ các quá trình thực pham khac.[ CITATION Gia21 \I 1066 ]

Bảng 1: Thành phần và khối lượng các bộ phận trên trai dita nang 1.2 kg

% 0.4

0.18 0.26 0.36 0.12 0.06 0.18

Nam trong khoang bén trong quả đừa có chứa các thành phần như đường, đạm, chất chống ôxi hóa, các vitamin và khoảng chất, chúng là nguồn cung cấp và tạo ra cân bằng điện giải đẳng trương tốt cũng như là nguồn thực phẩm bô dưỡng Trung bình một trái

dừa có chứa 300ml nước, chiếm khoảng 22% trọng lượng trái dừa.[ CITATION Kho \I

1066 ]

Đường: trong nước dừa non ban đầu chủ yếu đường tổn tại ở dạng glucose và fructose Trong những tháng đầu của quá trình trưởng thành, lượng đường sẽ tăng từ 1.5% lên khoảng 5 — 5.5% đường glucose và fructose giảm dần và hàm lượng đường saccharose

ngày cảng tăng lên Trong nước dừa giả có các loại đường khử (glucose và fructose) và

đường không khi (saccharose) Ở nước dừa già thì đường saccharose chiếm khoảng 90% tông lượng đường.[ CITATION Kho \ 1066 ]

Hàm lượng đường tổng trong nước dừa già chỉ khoảng 4%, do đó cần cung cấp nguồn carbon trong quá trình lên men

Trong đó A xulinum có khả năng sử dụng cơ chất là cả 3 loại đường trên để tạo thành cầu trúc thạch cho sản pham

Hợp chất chứa nitơ: protein chiếm khoảng 0.1%, acid amin có hàm lượng nhỏ, không cân

đối nên không đủ lượng nguồn nitơ cho 4 xylinum sử dụng, do đó trong quá trình lên

men phải cung cấp thêm nguồn Nitơ cho ví khuẩn.[ CITATION Kho \I 1066 ]

Vitamin: trong nước dừa già thì vitamin nhóm B có mặt khá đầy đủ nhưng hàm lượng rất

nhỏ, một số tổn tại ở dạng vết, tuy nhiên cũng đủ đề cung cấp cho vi sinh vật hoạt động

Khoáng: nước dừa giàu khoáng chất, có hầu hết các chất khoáng cần thiết cho cơ thê

Hàm lượng kali và magiê tương tự dịch tế bảo của người nên thường được dùng cho bệnh nhân tiêu chảy Tổ chức Y tế Thế giới khuyến khích cho trẻ em tiêu chảy uống nước dừa

2 Vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa

2.1 Đặc điểm giống vi khuẩn Acetobacter:

- Giống vị khuân Acetobacter thuộc họ PseudomonadIeae, phân bô rộng rãi trong ty nhiên và có thế phân lập được các vi khuẩn này từ không khí, đất, nước, lương thực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả Có khoảng 20 loài thuộc giống Acetobacter đã được phân lập và mô tả, trone đó có nhiều loài có ý nghĩa kinh tế.[ CITATION côn12 \I 1066 ] -Vi khuan Acetobacter :

- Dang hinh que, tuy diéu kién nudi cay (t°, thanh phần môi trường nuôi cấy) mà các vi khuẩn acetobacter có thể sinh ra các tế bào có hình thái khác biệt dạng kéo dài hoặc phình

to ra

- Kích thước thay đổi tuỳ loài (0.3-0.6 x 1.0-8.0jum)

- Có thê di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao), hoặc không di động (không có tiên mao)

- Không sinh nha bảo tử

- Hiếu khí bắt buộc

- Chịu được độ acid cao

- Vi khuan Acetobacter cé khả năng đồng hoá nhiều nguén thie 4n cacbon khac nhau nhưng không sử dụng được tinh bột

- Tế bảo đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi

- Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng thay đối tuỳ loại:

o Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc

o Acetobacter orleanoe: tao thanh vang mỏng nhưng chắc

o Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo

o Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã

o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành váng không chắc chan

- Acetobacter có khả năng đồng hoá muối (NH¡)' và phân giải pepton Một số loải đòi hỏi

một số acid amin nhất định như acid pantothenic và các chất khoáng K, Mp, Ca, Fe, P, 5 ở đạng, muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ Do đó bia, dịch tự phân nắm men, nước mạch nha, nước trái cây là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi khuẩn Actobacter [ CITATION cén12 \I 1066 ]

- Ngoai kha nang oxy hoa ethanol thanh acid acetic, mét sé loai Acetobacter con tong

hop dugc vit Bi, vit Bz, oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng trong céng nghiép san xuất vít C)

Hình 3: Vi khuân Acetobacter

2.2, Phan loai vi khuan Acetobacter: ¬

- Đên nay đã có nhiêu tác giả đê cập đên vẫn đề phân loại các loài vi khuân trông giong

Acetobacter, nhung đáng chú ý nhất là bảng phân loại Acetobacter của J-Frateur-1950 Sau đây là một số loài quan trọng nhất:

- Acetobacter schutzenbachii: Trực khuẩn khá dài, tạo thành váng dày, và không bền vững, có khả năng tích lũy trong môi trường đến 11.5% acid acetic do đó thường được sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp của Đức).[ CITATION

côn12 \ 1066 ]

- Acetobacter suboxydans: Tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyên hoá ølucose thành acid øluconic hay sorbic thành sorbose Loại ví khuân này muốn phát triển bình thường cần được cung cấp một số chất sinh trưởng như acid para aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic | CITATION c6n12 \I 1066 |

- Acetobacter orleansen: Trực khuẩn dải trung bình không di động Gặp điều kiện nhiệt

độ cao có thể sinh ra các tế bảo dị hình kéo dài hoặc phinh to ra Tạo ra váng, rất dày trên môi trường dịch thể Có thể phát triển được có nồng độ rượu cao (10%-12%) và làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic Thường được dùng trong công nghiệp chuyên rượu vang thành

giám (phương pháp của Pháp) Phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25-30°C.[ CITATION côn12 \ 1066 ]

- Acetobacter xylinum: Trực khuân không di động, tạo thành váng nhăn và khá dày Váng

có chứa hemicellulose nên khi gặp H;SO¿ và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh.Có thể tích luỹ 4.5% acid acetic trong môi trường Thường gặp loài vi khuân này cùng với nấm men trong “nắm chè”, còn gọi là “thuý hoài sâm”, một loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng theo cách làm của người Trung Hoa Đó là một loại nước chua có vị thơm dùng dé pha nước giải khát trong các gia đình người Trung Hoa, trên mặt nước có một vang vi sinh vat dày được nuôi sống bằng nước chè và đường.[ CITATION côn12 \I 1066 ]

- Acetobacter aceti: Trực khuẩn ngắn, không di động, thường xếp thành từng chuỗi dài

Vang cua vi khuan bat dau mau vàng khí nhuộm bằng thuốc nhuộm Iod, ching cé thé phat trién trong môi trường có nồng độ rượu khá cao 11% và có thể tích luy dén 6% acid acetic trong mdi trường, phát triển thích hợp nhất ở nhiệt độ 34°C.[ CITATION côn12 \I

1066 ]

- Acetobacter pasteurianum: Hinh dạng tương tự như loại trên nhưng váng vi khuẩn có dạng khô và nhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc lod

2.3 Phan lap vi khuan Acetobacter:

Vi khuân Acetobacter có thể được phân lập từ giám, rượu, bia, hoa quả, chuối chín, váng

giám Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn Acetobacter từ không khí, người ta pha rượu thành

dung dịch 5-6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy một phần rượu hòa với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 30°C trong 2-3 ngày Rượu sẽ đục

và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng Lấy váng móng nảy pha loãng ra, và phân lập

trên môi trường thạch dĩa.[ CITATION côn!12 \ 1066 ]

Đề ức chế sự phát triển của các loại nắm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter), người ta bố sung vào môi trường phân lập 1-

1.5% acid acetic Do những ưu điểm vượt trội của chung Acetobacter xylinum da duoc nêu ở trén nén Acetobacter xylinum duoc ung dụng trong san xuất thạch dừa

[ CITATION cén12 \1 1066 |

2.4 Giéng vi khuan Acetobacter xylinum:

* Đặc điểm:

Ching Acetobacter xylinum này có nguồn từ Philippin Acetobacter xylinum thuộc nhóm

vi khuân acetic Theo hệ thống phan loai cua nha khoa hoc Bergey thi Acetobacter xylinum thuéc: lop Schizommycetes, b6 Pseudomonadales, ho Pseudomonadieae

- A.xylinum là loại vi khuẩn đài khoảng 2m, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi, có khả

năng tao vang hemicellulose kha day, bắt mảu với thuốc nhuộm Iod và H;SO

- A.xylinum sinh trưởng ở pH < 5 t°= 28-32°C và có thê tích lũy 4.5% acid acetic Acid

acetic là sản phâm sinh ra trong quá trình hoạt động của vi khuân, nhưng khi chúng vượt quá mức cho phép, chúng sẽ quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động của vi khuẩn

[ CHTATION côn12 \ 1066 |

* Sinh lý, sinh hóa:

Acetobacter xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vi khuẩn, glucose này sẽ kết hop voi acid béo tạo thành một tién chat nam trén mang té bao

Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme Enzyme này có thể polyme

hoá glucose thành cellulose

Acetobacter xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bố sung các chất dinh dưỡng cần thiết Cellulose là những polisaccharide không tan trong nước mà tan trong môi trường kiềm Đó cũng là thành phần chính của mảng tế bào thực vật.[ CITATION côn12 \ 1066 ]

10

Polysaccharide của vị sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường lỏng VỊ sinh vật có khả năng tổng hop cac oligo va polysaccharide Luong cac oligo va cac polysaccharide néi bao co thé dat tới 60% trọng lượng khô của tế bào Tất cả các oligo va polysaccharide được tông hợp bằng cách kéo đài chuỗi saccharide có trước nhờ vảo việc thém vao don vi monosaccharide Don vi monosaccharide duoc thém vao tham gia phan ứng ở đạng nucleotide, monosaccharide được hoạt hoá thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP-X) nhưng đôi khi cũng với các nueleotide, purin và các pirimidin khác

Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:

PHAN 2: QUY TRINH CONG NGHE SAN XUAT THACH DUA

Sơ đồ công nghệ sản xuất

H

lên men 10-12 ngày

Cit nho 1x 2x 2.5 cm

| Dun soi 10-15 phiut

- Mục đích: tách phân lớn các tạp chất thô còn nằm trone nước đừa sau khi được chuyên tới nơi sản xuất thạch dừa Quá trình này nhằm mục đích chuân bị cho các quá trình tiếp theo

12

Nước dừa sau khi thu hoạch không thật sự tinh khiết mà vướng phải nhiều tạp chất thô như xơ dừa, cơm đừa Quá trình lên men của Acetobacter xylinum chu yéu bién déi tir

đường glucose thanh cellulose nên việc xuất hiện các thành phân khác cũng gây khó khăn cho quá trình lên men, nguy cơ nhiễm khuân sẽ rất cao Quy trình lọc tách các tạp chất

thô chuân bị cho quy trình lên men sau này

- Biến đổi: trong quá trình lọc chỉ xảy ra các biến đổi về vật lý: sự thay đôi tỷ trọng do có

sự tách pha rắn khỏi pha long va dich loc trong hon

- Nguyên tắc: dùng áp suất để đây dung dịch qua màng lọc, phần cặn sẽ bị màng lọc ngăn lại, phần nước dừa sẽ đi qua được màng lọc và được gọi là dịch lọc Phần địch lọc nay sau đó sẽ được dẫn đến thiết bị thanh trùng

- Thiết bị: Nước dừa thu nhận về lẫn các tạp chất phần lớn là xơ dừa và mạc dừa, việc lọc các thành phần này không quá phức tạp nên không cần đầu tư thiết bị hiện đại, chỉ cần thiết bị thùng chứa lớn, có lớp lưới lọc chắc chắn và các lỗ lọc đủ nhỏ dé ngăn tạp chất là được

- Phương pháp: Bơm nước dừa vào bồn lọc bằng cửa đỉnh và tháo dịch lọc ra bằng cửa đáy Quá trình có thể thực hiện liên tục hoặc gián đoạn tủy thuộc vào quy mô

2 Bé sung dinh dưỡng

- Mục đích: bổ sung nguồn nitơ, cacbon, cung cấp dinh đưỡng cho vi sinh vật phát triển

và sinh tổng hợp sản phẩm

- Thiết bị: bình chứa và thiết bị rót thông thường

- Phương pháp: bô sung chất dinh dưỡng gồm (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 và Saccharose với tỷ lệ thành phần như trong môi trường MTS vào phối trộn với dịch lọc trong thiết bị

tiệt trùng

3 Quá trình tiệt trùng — làm nguội:

- Mục đích:

13