Tiểu luận ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thực phẩm qui trình sản xuất thạch dừa

Trang 1

Bees wee ee eM KK wae

a BO CONG THUONG =:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CONG NGHE THUC PHAM

BÀI TIỂU LUẬN

MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÈ TÀI:QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA GVHD: NGUYEN THI THU SANG

SVTH: NHOM 1 LỚP: IICDTPI

Danh sách sinh viên:

Nghiêm Văn Ân 3005110004

Nguyễn Thị Huyền 3005110119

Kiều Thị Yên 3005110398

Ngô Minh Phát 3005110581

Nguyễn Minh Thư 3005110269

Nguyễn Thị Hồng Gam 3005110058 ; ỷ ỷ y y \ IN i i

TP.HCM NGAY 02 THANG 06 NAM 2014

a 2 4 Ke eS OO

Trang 2

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG

MUC LUC

PHAN 1: TONG QUAN vosssessssssssssssnessssesssssssuecssnecesscssuscssnscsssessusecanscesscsesuessnscessecesuecenscessceeseessnseesasees 3

N21 L1 8 3

IM))1 Xai 3

LÀN, 0i na 4

l2 1.1 rẽ 4

x lÍ.n.ố.ố.ố 5

$ Lợi Ích của thạc đdừ Ăn HH nh ng 7 II, NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THẠCH DÙỪA 5: 55+SccStsEezteExtrtrrterrrrerrrres 7 PM h 7

2.2 — Mỉ sinh VẬI Ă.ĂĂẶĂ SH TH TH nh Hy 12 2.3 Các nguyên liệu phụ khác -c S25 S55 SS 2S Seissieekeeree 17 PHAN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THCH D ô< se SeeEâseeE+eevrveeerteerxeserresrrvee 17 IV 01 0 lNậgGGẶG .Ả 18 2 Thuyết mình sơ đồ quy trình cơng HghỆ + 22-52 Ss+St+s‡Et+EeEtEteEtExerkrkertrrrrrrcre 18 3 các yếu tô ánh hướng đến quá trình lÊH HI€H - 2-2225 25t +EE+EeEE+EezEcxertzxeresrere 28

PHAN 3: SAN PHAM THACH DUA ocssssssssssnssssssssssessnssesssssssessnscsssscessecssscsenscessessnscsssccessecsuscsensessee 33

1 Đánh giá chất lượng sản phẩm . - + 25+ St SE StEEEEteErrkrxrrxrxerrrsrrrer 33 2 Một số hình ánh sản phẩm đang có mặt trên thị fFIFỜNg, À 5-5-5252 52©sSs+se>s+szs+ 35

PHAN 4: TAI LIEU THAM KHAO vecsssessssssssessssessssssssscssssssssesssuessnsssssesssnecssnecssesssuecssnecssssesusessneessee 36

Trang 3

PHAN 1: TONG QUAN I Giới thiệu sản phẩm

Hiện nay trên thế giới những nước trồng đừa và sản xuất các sản phẩm từ dừa nhiều

nhất như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Án Độ, Việt Nam vấn đề đang được quan

tâm là lượng nước dừa hằng năm thải ra từ các nhà máy cơm đừa nạo sấy là rất lớn và đó là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Việc tận dụng nước đừa già vào sản xuất là nhu cầu cấp thiết để giải quyết vấn đề môi trường và làm

tăng giá trị sử dụng của dừa Trong số các thành tựu đạt được, thì vấn đề sử dụng nước

dừa già đề sản xuất thạch dừa là một hướng giải quyết hiệu quả và có nhiều triển vọng

Thạch dừa (Nata de coco) được tạo thành bởi sự lên men vi khuẩn Acetobacter

xylinum trong môi trường nước dừa già và nước cốt dừa Thạch dừa là sản phẩm trắng trong như thạch agar, hơi dai, có bản chất hoá học là polysaccharide nên khơng có giá

trị dinh dưỡng cao, nhưng có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hoà

bài tiết được tốt hơn Chế phâm từ dừa này cịn có tác dụng phòng ngừa ung thư và có thé giữ cho da được mịn màng

Những năm gần đây, số lượng người mắc bệnh béo phì ở các nước phát triển đang gia tăng rất nhanh Thạch đừa -loại thực phẩm chứa ít năng lượng và có giá trị cảm quan cao- là một phương thuốc thần diệu đề giảm nguy cơ mắc bệnh béo phì

1 Dinh nghia

Thach dtra (Nata de coco) được tạo ra từ sự lên men nước dừa bởi vi khuẩn

Acetobacter xylinum trong môi trường nước dừa già có bỗ sung các chất dinh dưỡng cần thiết Đây là một trong số các loại thực phẩm 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 Thạch dừa thô là sản phẩm trắng trong như thạch agar, hơi dai, có bản chất hoá học là polysaccharide nên khơng có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng có đặc tính kích thích

nhu động ruột làm cho việc điều hoà bài tiết được tốt hơn Chế phẩm từ dừa này cịn

có tác dụng phòng ngừa ung thư và có thê giữ cho da được mịn màng

Trang 4

Hinh 1: Hinh ảnh thạch dừa thô

2 Nguồn gốc

Thạch dừa (Nata de coco) có nguồn gốc từ Philippin 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 khẩu sang Nhật Bản Hơn thế nữa,

người Nhật còn cho rằng thạch dừa có thé giúp cơ thể 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 3 Cấu trúc của thạch dừa

Bán chất của thạch đừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose Do thạch dừa

có bản chất là polysaccharide ngoại bào nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa mới chỉ ừng lại ở những nghiên cứu chế biến thành những sản phâm kẹo, jelly, các sản phẩm giải khát

-_ Hàm ẩm của thạch dừa: Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cầu trúc thạch dừa của các thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộ

môn công nghệ hố học và dầu khí trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, thì thạch dừa

là một mạng polymer sinh học, có khả năng giữ nước rất lớn Miếng thạch dừa sau khi sấy ở 90°C thì mỏng như tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc Kết quả xác định

hàm âm 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 đễ dàng tạo liên kết hidro với nước)

Trang 5

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN TH] THU SANG

xen vào nhau rât chăng chịt theo mọi phía Do trong qua trinh lén men, cac vi khuan 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 ln

ln ngậm một lượng nước đáng kê (99%) Thành phần monosaccharide chính của

thạch dừa là socboza nằm ở dạng L-socboza, thường chứa trong vi khuẩn lên men dịch trái cây Công thức cấu tạo của L-socboza là :

CH;OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH;-OH 4 Phân loại

Thạch đừa được phân thành các loại dựa trên đặc điểm của nó bao gồm:

4.1 Dựa trên tính chất của sản phẩm thì bao gồm thạch dừa thô và thạch dừa thành

phẩm

4.2 Dựa trên bao bì sản phẩm: thạch dừa đựng trong bao bì nilon và, thạch dừa đựng

trong hũ nhựa

Hình 2: phân loại thạch dừa theo bao bì chứa đựng 4.3 Dựa trên màu sắc và mùi vị

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại thạch dừa với nhiều mùi vị khác nhau

Thcạh dừa hiện nay có rất nhiều loại với các loại mùi vị độc đáo

Trang 6

Trang 7

% Lợi ích của thạch dừa

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

II, NGUYÊN LIỆU SÁN XUẤT THẠCH DUA

2.1 Nước dừa 2.1.1 Nguồn gốc

Nước dừa được thu mua chủ yếu từ các cơ sở sản xuất cơm dừa nạo say (nước

dừa là phế liệu ở các cơ sở chế biến cơm dừa nạo sấy) Ở những vùng có nhiều dừa thi

sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó rất tốt cho quá trình lên men vừa giải quyết vấn đề môi trường Tuy nhiên ở những vùng khơng có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một trong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng trong sản xuất ở quy mô công nghiệp

2.1.2 Phân loại

Nước dừa trong sản xuất thạch dừa gồm 2 loại là nước dừa già và nước dừa non

Hình 6: Hình ảnh nước dừa 2.1.3 Thành phần hóa học của nước dừa

Trung bình một trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái dừa

Nước đừa là loại nước giải khát phổ biến vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường,

protein, lipid, vitamin và khoáng nhưng với nồng độ rất thấp

Bảng 1: Thành phần hóa học của nước dừa già và nước dừa non

STT Thành phần Nước dừa già Nước dừa non

1 Tông chât răn (%) 54 6.5

Trang 8

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN TH] THU SANG 2 Đường khử (%) 0.2 44 3 Khoáng (%) 0.5 0.6 4 Protein (%) 0.1 0.01 5 Chat béo (%) 0.1 0.01 6 Acid (mg %) 60.0 120.0 7 pH 5.2 4.5 8 K(mg%) 247.0 290.0 9 Na (mg %) 48.0 42.0 10 Ca (mg %) 40.0 44.0 11 Mg (mg %) 15.0 10.0 12 P (mg %) 63 9.2 13 Fe (mg %) 79.0 106.0 14 Cu (mg %) 26.0 26.0 e Duong:

e _ Trong những tháng dau q trình chín của quả, đường có trong nước đừa chủ yếu dưới dạng đường khử (glucose và fructose) còn đường sucrose chỉ xuất hiện sau này khi trái chín dần và lượng đường khử giảm

©_ Lượng đường khử có trong nước dừa tăng đều đặn từ 1,5% đến 5 — 5,5% trong những tháng đầu của q trình chín và sau đó giảm chậm đến khoảng 2% ở giai đoạn quả chín hồn tồn Khi quả chín hồn tồn thì khoảng 90% đường tổng trong nước dira 1a sucrose

— Khoáng

e Nước dừa non chứa hầu hết các khoáng chất như: K, Na, Ca, P, Fe, Cu, S va Cl Trong số đó thì K chiếm hơn phân nửa lượng khống chất, điều này có thể giải thích là do ảnh hưởng của chế độ bón phân Kali

e - Nước dừa non giàu K và một số khoáng chất khác giữ một vai trò quan trọng

trong việc tăng sự bài tiết chất thải

Bảng 2: Các Vitamin có trong nước dừa

STT Vitamin Hàm lượng (g/l)

Trang 9

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN TH] THU SANG 1 Acid ascorbic 3 2 Penthothenic 0.052 3 Acid nicotinic 0.064 4 Acid folic 0.03 5 Riboflavin 0.00001 e Protein:

¢ - Nước dừa chứa một long rat nho protein Ham lwong alanine, arginine, cysteine va serine trong protein của nước dừa non cao hơn hàm lượng có trong sữa bị

e _ Trong nước dừa không chứa protein phức tạp nên nguy cơ gây sốc cho người

bệnh được giảm thiêu

Bảng 3: Các acid amin có trong nước dừa

STT Acid amin Hàm lượng

Trang 10

e Nuéc dừa non có chứa acid ascorbic (vitamin C) và các vitamin nhóm B ° Lượng vitamin C trong khoảng 2,2 — 3,7 mg/ml và lượng này giảm dần khi cơm dừa cứng dân

Bảng 4: Các vitamin nhóm B trong nước dừa

Vitamin nhóm B trong nước dừa

Acid nicotinic 0.64 microgram / ml Acid Pantothenic 0.52 microgram / ml Biotin 0.02 microgram / ml Riboflavin <0.01 microgram / ml

Acid Folic 0.003 microgram / ml Thiamine

Pyridoxine

¢ Chat kich thich sinh trưởng:

¢ Trong nvéc dita cé chira nhiéu chat kích thích sinh trưởng như: 1,3-

diphenieriea, hexitol, phylbcocosine, cytokininin, zeatin, ribosid, myoinositol, scyllo-

inositol, sorbitol

2.1.4 Giá trị dinh dưỡng của nước dừa

-_ Nước dừa là một thức uống bổ dưỡng, làm mát và tăng cường sinh lực cơ thé Nước dừa chứa lượng đường vừa đủ cung cấp cho co thé dưới dạng đường dễ tiêu hóa

(chủ yếu là glucose, fructose và saccarose) Nước dừa chứa nhiều đạm cần thiết cho cơ

thể dưới dạng nitơ acid amin thay thế và không thay thế Nước dừa còn chứa nhiều vitamin và chất khoáng Lượng vitamin C trong 1 trái dừa đủ cung cấp cho nhu cầu cơ thể mỗi ngày Ngoài ra nước dừa còn chứa một số vitamin nhóm B như niacin, acid pantothenic, biotin, riboflavin, acid folic, thiamin va pyridoxin tìm thay @ dang vết Nước dừa đặc biệt chứa nhiều khoáng chất như natri, kali, canxi, magié, sat, đồng, phospho, lưu huỳnh và clorua

-_ Nước dừa có nhiều tính năng chữa bệnh như:

e Nước dừa là thức uống bồ dưỡng cho người già và người bệnh, chữa suy dinh dưỡng

e _ Nước dừa chứa những hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triển

e _ Nước dừa loại trừ chất độc trong trường hợp bị ngộ độc khoáng, giúp khử trùng

và ngăn nhiễm trùng đường tiết niệu, lợi tiểu, chữa bệnh sốt mật

Trang 11

e Nước dừa có thê được tiêm vào tĩnh mạch trong các trường hợp khan cap thay

thế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ đàng được cơ

thể chấp nhận

e _ Nước dừa giúp nhanh chóng hấp thụ các loại thuốc vào cơ thê và làm các thuốc này đạt tập trung ở nồng độ cao nhất trong máu

e Nước dừa làm giảm độ acid, làm giảm sưng tay trong da day 2.1.5 Mat trai của nước dừa

Nước dừa chứa lượng Kali cao làm mắt cân bằng hệ điện phân trong tế bào, ngồi ra nước dừa cịn chứa khá nhiều đường không thích hợp cho người bị bệnh tiểu đường và béo phì

Theo quan điềm dân gian thì nước dừa thuộc âm, tức là có tính giải nhiệt, làm

mát, làm mềm yếu gân cơ, hạ huyết áp Nước dừa rất có hại cho sức khỏe nếu uống nhiều và thường xuyên (3 — 4 trái/ngày) nhất là bệnh nhân suy nhược, huyết áp thấp,

người hay lạnh Lạm dụng nước dừa có thé phát sinh ra các bệnh: huyết áp thấp, cuom

nước (mắt), nhức đầu kinh niên, suy nhược thần kinh, thấp khớp, mỏi mệt gân cốt, trĩ

nội, rong kinh, lòi dom, dễ xuất huyết nội

Nước dừa chỉ có hại khi ta lạm dụng hay sử dụng vào các trường hợp bệnh cam ky dùng (trĩ, huyết áp thấp, cảm lạnh, thấp khớp, mệt tim do lanh ) Dùng nước dừa không đúng lúc cũng có hại như dùng nước dừa với đá vào buổi tối (3 yếu tố âm cộng

lại: nước dừa, lạnh, buổi tối) rất dễ bị bệnh

2.1.6 ứng dụng của nước dừa

Do thành phần hóa học có trong nước dừa rất đa đạng và có giá trị dinh dưỡng

nên nước dừa đã được sử dụng như một loại nước giải khát phô biến Cải thiện nước

dừa bằng các chất chống oxy hoá như acid ascorbic, thêm đường § — 10% và điều

chỉnh pH về 4.2 — 4.3, cho vào 0.1 — 0.15% sodium citrate hoặc sodium benzoate

Nước dừa cịn là mơi trường ni cấy vi khuẩn Một số nhà khoa học tin rằng nó khơng những thích hợp mà cịn kích thích sự tăng trưởng của vi khuẩn

Nước dừa dùng đề nuôi nam men Saccharomyces fragilis tao ra protein don bao bổ sung nguồn protein thực phẩm cho con người Dùng nước dừa để ni nắm men có ưu điểm là không cần bổ sung một số chất dinh dưỡng

Nước dừa dùng đề sản xuất thạch dừa Thạch dừa là sản phẩm hiện nay rất được

phô biến và ưa chuộng

Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó vừa rất tốt cho quá trình lên men lại vừa giải

quyết được vấn đề môi trường (nước dừa già là phế thải từ các nhà máy sản xuất cơm

dừa nạo sấy) Tuy nhiên, ở một số vùng khơng có dừa thì van dé nguyên liệu lại là một trong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp Vì vậy, vấn đề đặt ra cần phải giải quyết là môi trường lên men phải xuất phát từ những nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền, có số lượng lớn, dễ vận chuyền và mang quy mô công nghiệp, không mang tính cục bộ, địa phương, có thể tận dụng được phế phụ liệu

từ các quá trình thực phẩm khác

Trang 12

2.2 Visinh vật 2.2.1 Tên vi sinh vật

Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất thạch dừa là Acetobacter xylinum

2.2.2 Đặc điểm giống vi khuẩn Acefobacter

— Giống vi khuan Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và có thể phân lập được các vi khuẩn này từ khơng khí, đắt, nước, lương

thực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả Có khoảng 20 loài thuộc giống

Acetobacter đã được phân lập và mơ tả, trong đó có nhiều lồi có ý nghĩa kinh tế

— Vi khuan Acetobacter:

+ Dạng hình que, tuỳ điều kiện nuôi cấy (t0, thành 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 — 8.0um)

+ C6 thé di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao), hoặc khơng di động (khơng có tiên mao)

+ Không sinh nha bào tử

+ Hiếu khí bắt buộc

+ Chịu được độ acid cao

+ Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hoá nhiều nguồn thức ăn carbon

khác nhau: đường, ethanol, acid hữu cơ nhưng không sử dụng được tinh bội

+ Tế bào đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi

+ Co khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng

thay đổi tuỳ loại:

2 Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc ° Acetobacter orleanoe: tao thành váng mỏng nhưng chắc = Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo 2 Acetobacter suboxydans: tao thanh vang mong dé tan rã

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

—> Do những ưu điểm vượt trội nên Acetobacter xylinum được ứng dụng trong sản xuất thạch dừa

— Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa muối va phan giải peptone Một

số lồi địi hỏi một số vitamin nhất định như acid pantothenic, các acid amin như: valin, alanin, isoleucin, proline và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S ở dạng

muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ Do đó, các mơi trường bia, dịch tự phân nắm men, nước mach nha, nước trái cây là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter

2.2.3 Phân loại giống vi khuẩn Acefobacter

Đến nay đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại các loài vi khuẩn giống

Trang 13

e Acetobacter aceti: trực khuân ngăn, không chuyên động và chúng có thê liên kêt

với nhau thành chuỗi dài Chúng bắt màu vàng với iod, có thể sống ở nồng độ cồn khá

cao (11%) và có khả năng oxy hóa cồn tạo thành 6% acid acetic Nhiệt độ phát triển tối

ưu của chúng là 34°C Nếu nhiệt độ cao quá 40°C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo

thành hình quả lê Ta thường thấy chúng phát triển trong bia

¢ Acetobacter schutzenbachii: tre khuan kha dai, tao thanh váng dày, và khơng bền vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11.5% acid acetic do đó thường được sử dụng để làm dấm theo phương pháp nhanh (của Đức)

¢ Acetobacter suboxydans: tao thành váng mỏng, dé vỡ ra, có khả năng chuyền hố glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuân này muốn phát triển bình thường cần được cung cấp một số chất sinh trưởng như acid para-

aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic

¢ Acetobacter orleansen: tryc khuan dai trung bình không di động Gặp điều kiện

nhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra Tạo ra váng rất

dày trên môi trường dịch thé, có thé phát triển được trong môi trường 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 giấm (phương pháp của Pháp) Phát triển thích hợp ở

nhiệt độ 25 — 30°C

® Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá dày Váng có chứa cellulose nên khi gặp H;SO¿ và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh, có thể tích luỹ 4.5% acid acetic trong môi trường

¢ Acetobacter pasteurianum: tryc khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khô và

nhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc lod, có khả năng oxy hoá và tạo

6.2% acid acetic

2.2.4 ứng dụng của vi khuẩn Acetobacter

- _ Sử dụng đề làm thạch dừa

- Su dung quá trình lên men

e Nguoi Trung Hoa ngày xưa đã biết chế một loại nước giải khát gọi là “vát chè”, đây là một loại nước có hương vị thơm dùng đề pha chế thức uống giải khát trong gia

đình rất bổ dưỡng

e Tiến hành pha như sau: pha đường 6 — 7%(có chè càng tốt), thêm một ít rượu 2 — 3%, cho vào đề hở vài ngày, vi khuẩn sẽ tạo thành váng, nước hơi chua, lấy nước

đem dùng, váng để lại cho lên men mẻ mới nhưng không cần phải cho rượu, chỉ cần cho thêm nước đường vào

e Lam dam an (acid acetie): nước đừa bô sung thêm đường cho đạt tới nông chất khô 15%, đây là môi trường lý tưởng đề lên men rượu và từ đó lên men dam

e Ngoai kha nang oxy hoá ethanol thanh acid acetic, mét s6 loai Acetobacter còn tong hợp được vitamin BI, B2, oxy hóa sorbic thành đường sorbose (ding trong cong nghiệp sản xuất vitamin C)

2.2.5 Phân lập giống vi khudn Acetobacter

Trang 14

Vi khuan Acetobacter c6 thé duge phan lap tir dam, rugu, bia, hoa qua, chudi

chín, váng giấm 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, chi can lấy một

phần rượu hòa với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 30°C trong 2—3 ngay Ruou sé duc va trén bé mặt xuất hiện một váng mỏng Lấy váng mỏng này pha loãng ra, và phân lập trên môi trường thạch dĩa

Đề ức chế sự phát triển của các loại nắm men M4ycoderma (thường phát triển đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn 4cefobacfer), người ta bổ sung vào môi trường phan lap 1 — 1.5% acid acetic

2.2.6 Gidng Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic Quá trình lên men acetic được coi là quá trình lên men dấm nhưng thực chat là một quá trình oxy hóa A xylinum là lồi vi

khuẩn tạo được BC nhiều nhất trong tự nhiên Một tế bào A xylinum có thể chuyền

hoa 108 phan tu glucose thanh cellulose trong | gio 2.2.7 Nguồn gốc

Ching Acetobacter xylinum nay có nguồn tir Philippin Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic Theo hệ thống phân loại của nha khoa hoc Bergey thi Acetobacter xylinum thudc: lop Schizommycetes, b6 Pseudomonadales, ho

Pseudomonadieae

2.2.8 Đặc điểm

- A.xylinum là loại vi khuẩn hình que thắng hoặc hơi cong dài khoảng 2um, đứng riêng lẻ hoặc xếp thành chuỗi, có khả năng di chuyển nhờ tiên mao Chúng là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, vì vậy chúng tăng trưởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trường lỏng và mơi trường khí

- Khi phát triển trên môi trường nuôi cấy, các tế bào được bao bọc bởi chất nhày

tạo thành váng nhăn khá dày, bắt màu xanh với thuốc nhuộm Iod va acid sulfuric (do

phản ứng của hemicellulose)

- Acetobacter xylinum cé thé tich lity 4,5% acid acetic, sinh trưởng ở pH thấp hon 5 Acid acetic sinh ra do quá trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng sinh ra quá mức giới hạn cho phép sẽ ức chế lại chính hoạt động của chúng

- _ Trên môi trường thiếu thức ăn hoặc môi trường đã nuôi cấy lau, A xylinum dé

dàng sinh ra những tế bao có hình thái đặc biệt: tế bào có thé phình to hoặc kéo dai,

đơi khi lại có dạng phân nhánh

- A xylinum cé khuẩn lạc nhỏ, tròn, bề mặt nhay va tron bong, phan giữa khuẩn

lạc lồi lên, dày hơn và sẫm màu hơn các phần chung quanh, ria mép khuẩn lạc nhẫn

Sau 5 ngày nuôi cây, đường kính khuẩn lạc đạt từ 2 — 5 mm Khi nuôi cấy trong môi trường thạch, lúc còn non, A xylinum phát triển thành ừng tế bào riêng lẻ, nhầy và trong suốt Khi già, các tế bào dính với nhau thành từng cụm mọc theo đường cấy

Trang 15

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA b GVHD:NGUYEN THI THU SANG >

Hinh 7: vi khuan Acetobacter xylinum 2.2.9 Sinh ly, sinh hoa

Acetobacter xylinum 1a vi sinh vat hiéu khi bat budc, cho phan tng catalase dương tính; có khả năng oxy hoa tiếp tục ethanol thành acid acetic CH;COOH,CO; và

H;O; chuyên hoá được glucose thành acid, glycerol thanh dihydroxyaceton,tonghop được cellulose nhưng khơng có khả năng sinh trưởng trên môi trường Hoyer và không

tạo sắc tố nâu

Theo Hestrin (1947), pH tối ưu đề A xylinum phát triển là 4,5 và nó khơng

phát triển ở 37C ngay cả trong môi trường dinh dưỡng tối ưu Theo Bergey, nhiệt độ tối uu dé A xylinum phát triển 1a 25 — 30°C Con theo Marcormide (1996) thi A xylinum có thê phát triển ở pH từ 3 — 8, nhiệt độ là 12 — 35°C và nồng độ cthanol lên đến 10%

Nguồn carbohydrate mà A xylinum sử dụng cho khả năng tạo sinh khối cao là

ølucose, fructose, mannitol, sorbitol; hiệu suất sẽ thấp hơn khi sử dụng glycerol, lactose, sucrose, maltose; và hiệu suất bằng 0 nếu sử dụng sorbose, mannose, cellobiose, erythritol, ethanol và acetat

Một số đặc điểm khác:

Bảng 5: đặc điểm sinh hóa của A.xylinum

STT Đặc điêm sinh hóa của Hiện tượng Kết quả

A.xylinum

1 Oxy hoa ethanol thanh acid Acid acetic tao ra sé két hop với

acetic CaCO; lam vòng sáng rộng hơn +

và tạo lớp cặn đục rõ

2 Catalasa Sủi bọt khí +

3 Sinh trưởng trên môi trường Sinh khối không phát triển -

Trang 16

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG Hoyer

4 Chuyên hóa glucose thành acid | Vòng sáng xung quanh khuan lac + 5 Chuyên hóa glycerol thành Vòng CuO xuất hiện xung quanh +

dihydroxyaceton khuẩn lạc

6 Kiểm tra khả năng sinh sắc tố Không thấy sắc tổ nâu -

nau

7 Kiểm tra tong hgp cellulose Vang vi khuan xuat hién ma lam +

2.2.10.Cơ chế tổng hợp

- A.xylinum hap thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vi khuẩn, glucose nay sé két hop voi acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào Kế đó nó được thốt ra ngồi tế bào cùng với một enzyme Enzyme này có thể polyme hoa glucose thanh cellulose

- A.xylinum tao nên lớp cellulose dày là do môi trường ni cấy nước dừa có bổ 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 màng tế bào

thực vật

- Polysaccharide cua vi sinh vat thường được tích tụ đáng kế trong các môi trường lỏng Vi sinh vật có khả năng tơng hợp các oligo và polysaccharide Lượng các oligo va các polysaccharide nội bào có thé đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào

- _ Tất cả các oligo va polysaccharide được tổng hợp bằng cách kéo dài chuỗi saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide Đơn vị monosaccharide được thêm vào tham gia phan tg 6 dang nucleotide,

monosaccharide được hoạt hoá thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP-X) nhưng đôi khi cũng với các nucleotide, purin và các pirimidin khác

- _ Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:

X-X-X-X- + UDP-X = .X-X-X-X-X + UDP

nnhanh (n+1) nhánh

- Co ché quá trình sinh tổng hợp diễn ra theo sự tổng hợp các loại polysaccharide phân nhánh hiện chưa rõ

-_ Người ta cho rằng thứ tự các gốc đường và tính đặc trưng tham gia của chúng vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme transferase

- Acetobacter xylinum séng thích hợp ở nhiệt độ 28-32°C Ở nhiệt độ này quá

trình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất

2.2.11.Một số biến đổi trong quá trình lên men

- _ Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: một trong những điều kiện quan trọng

Trang 17

- Acetobacter xylinum là một loài chịu aicd nên môi trường được điêu chỉnh vê

pH 3.5-4 bang acid acetic 40% Nhận thấy trong 4 ngày dau pH tăng dần từ 3.78 tới

3.91 sau đó giảm dần đến ngày thứ 10 thì đạt giá trị là 3

-_ Các q trình đồng hóa, dị hóa của vi sinh vật có liên quan đến việc tạo thành

các aicd hữu cơ như là sản phẩm trung gian và sản phẩm cuối cùng của sự trao đôi

chất Nếu nguồn C không được vi khuẩn sử dụng hết thì có thể có sự tích lũy acid hữu

cơ phụ thuộc vào từng chủng mỗi loài vi khuẩn, vào thành phần môi trường, vào sự thơng khí và các thành phần khác Đối với Acetobacter xylinum việc lên men đi liền với hình thành acid dicaboxylic không bay hoi (acid malic, fumaric ) cac acid

oxaloacetic, pyruvic như là các sản phẩm trung gian và các acid mono cacboxylic bay hơi như là sản phẩm cuối cùng

2.3 Các nguyên liệu phụ khác

Các nguyên liệu phụ khác được sử dụng trogn sản xuất thạch dừa như: đường,

SA, acid acetic

PHAN 2: CONG NGHE SAN XUAT THACH DUA

Trang 18

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA

1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Nước dừa già

Lọc Bồ sung đường SA, DAP Thanh trùng 10-45 phút Làm nguội Acid acetic Chinh pH

Giống Lên men 10 - 12

ngày Thạch dừa thô Tách khối cellulose Rửa Cắt nhỏ 1x2x2,5 em Ngâm Na;CO; (3-5% trong 10

2 Thuyết mình sơ đồ quy trình cơng nghệ 2.1 Ngun liệu

GVHD:NGUYEN TH] THU SANG

Trang 19

QUI TRINH SAN XUẤT THẠCH DỪA _ GVHD:NGUYEN THI THU SANG

- Nguyén liéu duge str dung chu yêu là nước dừa già thu nhận từ các nhà máy cơm dừa nạo sấy Do nước dừa là môi trường lý tưởng với các thành phần dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi sinh vật nên không thẻ tồn trữ nước dừa trong điều kiện

bình thường, nhiều ngày mà chỉ có thể tiếp nhận mỗi ngày với số lượng vừa đủ đề sản

xuất Tuy nhiên, để đảm bảo nguồn nguyên liệu cho sản xuất lâu dài thì cần có chiến lược về nguyên liệu dự trữ

-_ Ngoài ra, có thể sản xuất thạch từ các nguồn nguyên liệu khác từ rau quả như

nước dứa (Sản phẩm gọi là Nata de pina), hỗn hợp nước dứa — nước dừa

Hình §: Nước dừa 2.2 Lọc

4 Mục đích: tách phần lớn các tạp chất thơ cịn nằm trong nước dừa sau khi được

chuyển tới nơi sản xuất thạch dừa Quá trình này nhằm mục đích chuẩn bị cho các quá

trình tiếp theo

Nước dừa sau khi thu hoạch không thật sự tỉnh khiết mà vướng phài nhiều tạp

chất thô như xơ dừa, cơm dừa Quá trình lên men của Acetobacter xylinum chủ yếu biến đồi từ đường glucose thành cellulose nên việc xuất hiện các thành phần khác cũng gây khó khăn cho quá trình lên men, nguy cơ nhiễm khuẩn sẽ rất cao Quy trình lọc tách các tạp chất thô chuẩn bị cho quy trình lên men sau này

Biến đổi: trong quá trình lọc chỉ xảy ra các biến đôi về vật lý: sự thay đơi tỷ

trọng do có sự tách pha rắn khỏi pha lỏng và dịch lọc trong hơn

- Nguyên tắc: dùng áp suất đê 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 dịch lọc này 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 để ngăn tạp

Trang 20

chât là được

Hình 9: Thiết bị lọc

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

xuất

2.3 Bố sung dưỡng chất

- Mục đích: bổ sung nguồn nitơ, cacbon, cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển và sinh tổng hợp sản phẩm

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

- Phương pháp: bé sung chat dinh dưỡng gồm (NÑH,);SO¿, (NH4);HPO¿ và Saccharose

với tỷ lệ thành phần như trong môi trường MT5 vào phối trộn với dịch lọc trong thiết

bị tiệt trùng

2.4 Thanh trùng làm nguội

+ Mục đích:

e_ Tiệt trùng: Tiêu diệt hệ vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm, các vi sinh vật khác và vô hoạt các enzyme có trong dung dịch, chuẩn bị cho quá trình lên men

Tạo điều kiện hòa tan tốt chất đinh dưỡng vào dịch lọc

Làm nguội: đưa dung dịch nước dừa về nhiệt độ thích hợp cho Acetobacter xylinum

phát triển (28-32°C) + Biến đổi:

e Hóa học: quá trình tiệt trùng sẽ làm biến đổi một số thành phần hóa học của nước đừa, ví dụ như mất một số vitamin

Trang 21

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG e Sinh học: vô hoạt enzyme va tiéu diét vi sinh vật

Thiét bi: thiét bi gia nhiét (vo ao )

Hinh 10: Thiét bi gia nhiét

2.5 Chỉnh pH

- Mục đích:

e_ Đưa pH mơi trường về pH thích hợp cho Acetobacter xylinum phat triển vì Acetobacter xylinum phát triển ở pH acid (pH = 3.5 - 4.5)

e Sát trùng mơi trường: vì trong khoảng pH này, một số vi sinh vật hoại sinh

không phát triên được

- Thiết bị: thiết bị rót thơng thường

- Phương pháp: ứng với mỗi lượng môi trường, lượng acid cần cho đã được tính toán sẵn Sau khi cho acid, có thé kiểm tra điều chỉnh pH bằng phương pháp lấy mẫu đem

thử hoặc sử dụng đầu dò pH

2.0 Quá trình lên men:

- Mục đích: thu nhận sản phNm trao đổi chat bac 1 ma san phNm can thu nhận chính là cellulose của Acetobacter xylinum — đây là mục đích chính của quy trình trong cơng nghệ lên men thạch dừa

- Biến đồi:

e Sinh học: sự gia tăng số lượng tế bào vi khuẩn trong giai đoạn đầu và quá trình

trao đổi chất nhằm tạo sản phẩm ngoại bào của vi khuẩn

Trang 22

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA - GVHD:NGUYEN THI THU SANG

e Hóa lý: có sự tạo thành gel — chính là bao nhây của vi sinh vật bên trong chứa các sợi cellulose

e_ Vật lý: có quá trình tỏa nhiệt làm tăng nhiệt độ của quá trình lên men

e Hoa sinh: day la biến đồi quan trọng của quá trình lên men, Acetobacter

xylinum sẽ sử dụng cơ chất là đường glucose có sẵn trong mơi trường đề tạo thành cellulose theo so sau:

đ c' â*>

glucose-6-phosphate & phosphoriucomutase ———_f>

glucose- | -phosphate

agg UOP-2lucose pyrochospholyase

UDP-glucose HH cellulose synthase —f>

cellulose

Trong thực tế, môi trường nước dừa già không chứa hàm lượng glucose cao mà lại chứa hàm lượng lớn saccharose Khi đó, Acetobacter xylinum sé chuyén hoa chung vé glucose rồi tiếp tục biến đôi theo sơ đồ trên

e ˆ Cơ chế tạo thành sản phâm có thê tóm tắt như sau:

ø _ Đầu tiên các tế bao Acetobacter xylinum sẽ tiết ra enzyme invertase dé thuy phan duong saccharose thanh glucose va fructose

o Sau dé lai tiét enzym isomerase dé thực hiện phản ứng đồng phân hóa, chuyển fructose thanh glucose

Trang 23

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA _ _ GVHD:NGUYEN TH] THU SANG

o Cung voi qua trinh dong phân hoá, vi khuân tiệt ra chât nhây bao boc xung quanh chúng, đồng thời hap thu glucose và thực hiện các quá trình chuyên hóa tạo thành ba sản phẩm trung gian 1a glucose-6-phosphase, glucose-1-phosphase, UDP- glucose (Uridine diphospho-glucose) dưới tác dụng lần lượt của ba enzyme la glucokinase, phosphoglucomutase va UDP-glucopyrophospholyase:

glucose glucose-6-phosphate CH30H CH2O®) OQ OH OOH OH OH HO HO OH OH Mg** ATP ADP glucosekinase

Phản ứng chuyền hóa glucose thành glucose-6-phosphase dưới tác dụng của enzyme glucokinase - 0 "` joo 0 H 0 ¡ phosphoglucosemutase n —————* OH H ũ OH H OH Glucose-6-P Glucose-1-P

Phản ứng đồng phân hóa glucose-6-phosphase thành glucose-I-phosphase nhờ enzyme phosphoglucomutase

Trang 24

4 " 0 N

o Oo uridina

¬=

0 ‘a? 4 UDP-glucosepy rapho: pholyase

“N ao ũ NW P „⁄ Oo 0 = 62 9 - “TT” uy »Z Ñ\ ũ ũ \ uridina 2N PP ù o oY ũ Urydine triphosphate th

Phản ứng chuyền hóa glucose-1-phosphase thành UDP- glucose nhờ enzyme UDP- glucopyrophospholyase

e_ Công thức phân tử Uridine:

Tiếp theo các UDP-glucose các được polyme hóa thành các sợi cellulose dưới tác dụng của enzyme cellulose synthase trong bao nhay Cac sgi này sẽ được đưa ra ngoài

và kết hợp với nhau tạo thành một khối gel rắn chắc nồi lên trên bề mặt môi trường

nuôi cấy

Trang 25

- Thiét bi: vi Acetobacter xylinum là

- Phương pháp: lên men tĩnh, có hoặc

vi sinh vật hiếu khí nên chọn thiết

bị lên men bề mặt (vi du: cuvet)

không bồ sung cơ chat Vì can thu

nhận sản phảm ở dạng một khối cellulose, khối này được hình

thành sau một thời gian nhất định,

vì vậy khơng thể lên men liên tục

Hình 11: thùng lên men

2.7.Cắt nhỏ

Mục đích: chuẩn bị

Cắt miếng thạch thô thành những miếng nhỏ hơn, kích thước 1 x 1.5 x 2.5 cm

Tạo thành hình dạng thật cho sản phẩm

Biến đồi: có sự biến đối về vat lý, hình dạng của sản phẩm bị thu nhỏ lại cho

phù hơp với sản xuất Chú ý rằng, trong quá trình này cần thực hiện vô trùng đề tránh nhiễm phải vi sinh vật trở lại cho sản phẩm

-_ Nguyên tắc: dùng hệ thống dao cắt liên tục, khi cho sản phẩm thạch dừa thô vào, hệ thống này sẽ tự động cắt nhỏ nguyên liệu

Thiết bị: hệ thống dao cắt liên hợp có thê được sử dụng để cắt nguyên liệu thạch dừa thô Tuy nhiên, trong sản xuất người ta dùng các hệ thống liên hợp nhau, đồng thời dùng với mục đích khác

Trang 26

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG Hình 12: cắt nhỏ thạch dừa Hình 13: thiết bị cắt nhỏ thạch dừa 2.8 Ngâm Na;CO; (3-5%, 15ph)

- Muc dich: Trung hoa acid acetic du

Khi tách miếng thạch dừa ra khỏi môi trường lên men, nó vẫn con lẫn rất nhiều

acid acetic cho vao lic dau dé chinh pH, sy ton tại của acid này trong sản phẩm là bat

lợi vì nó tạo mùi va vị khơng thích hợp Chính vì vậy cần dùng Na2CO3 để trung hòa

-_ Biến đối: Quá trình này xảy ra những biến đổi hóa học

CH;:COOH+Na;CO: > CH;:COONa + CO; + H;O

Trang 27

-_ Thiêt bị và thông sô: dùng những khay lớn chứa đựng sản phâm thạch dừa thơ sau đó cho dung dịch và ngâm trong vòng 10 phút Na;CO; dùng 3-5 % thích hợp nhất

- _ Phương pháp: vì khi ngâm phải tốn thời gian nên đề thực hiện quá trình này ta dùng phương pháp ngâm và rửa gián đoạn Cũng dùng những khay lớn sau đó xếp thạch dừa thô vào, cho dung dịch Na;CO; vào qua hệ thống ống dẫn Sau thời gian

ngâm ta đem miếng thạch rửa lại với nước lạnh

2.9 Xã nước lạnh

- Mục đích: q trình này nhằm mục đích chuẩn bị, sau khi rửa lại bằng Na2CO3, xả

lại khối bằng nước lạnh nhằm loại hết những hóa chất cịn dính trên nguyên liệu

- Biến đôi: khi rửa lại bằng nước, hầu như khơng có những biến đồi gì đáng kê liên

quan tới nguyên liệu

- Thiết bị và thông số: trong sản xuất, người ta có thể rửa nguyên liệu bằng 1 hệ thống ống phun liên tục khi cho nguyên liệu thạch dừa chạy trên băng chuyền

Hình 14: xả nước lạnh vào thạch dừa 2.10 Đun sôi

- Mục đích:

e Chế biến: dùng nhiệt độ cao tác động lên khối nguyên liệu, làm khối nguyên liệu trong hơn, đẹp hơn Đã có thể sử dụng được thạch dừa này làm thực phẩm nhưng chất lượng không cao đo không có mùi vị

¢ Bao quan: trong quá trình gia nhiệt, ta đã tiêu diệt 1 phần các vi sinh vật có

trong thạch dừa

e Biến đổi: nhiệt độ tăng cao Trong thực tẾ, người ta còn bổ sung chất tạo dai

trong công đoạn này (ví dụ như CMC ), các chất này sẽ liên kết các “dây” cellulose

vào nhau làm cho cấu trúc chặt chẽ hơn

Trang 28

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA ; GVHD:NGUYEN TH] THU SANG

e Thiét bi va thong so: Dùng các bình lớn rôi cho nguyên liệu vào, nâng nhiệt độ

lên cao Có thể dùng các nồi gia nhiệt trực tiếp hay dùng hệ thống trao đồi nhiệt trực

tiếp hay gián tiếp 2.11 Ngâm đường

- Mục đích: hoàn thiện sàn phẩm Thạch dừa thô là 1 khối trong, không mùi,

không vị nên dù đã thành sản phẩm nhưng ta không thể đem nó ra bán ngồi thị trường được Mục đích ngâm đường làm tăng độ ngọt của sản phẩm, tăng mức độ cảm quan của sản phẩm thạch

- Biến đổi: quá trình biến đổi chủ yếu là biến đổi vật lý, sự chênh lệch Gradiant

nồng độ giữa phía trong và phía ngồi khối thạch dừa làm cho các phân tử đường khếch tán từ ngồi mơi trường vào sản phẩm

- Thiết bị: thực hiện quá trình này trong bổn ngâm, có gia nhiệt Mục đích của gia

nhiệt làm cho các phân tử đường có động lực mạnh hơn, khuếch tán mạnh hơn và tốt

hơn vào thạch đừa Mặt khác, bồn này cần có 1 hệ thống trao đồi nhiệt nhằm làm

nguội nhanh sản phẩm

- Thông số công nghệ: dùng dung dịch nước đường hàm lượng từ 70-80% là thích

hợp cho q trình thẩm thấu và khuếch tán vào khối nguyên liệu, nhiệt độ gia nhiệt lên

tới khoảng 60-70°C, nhiệt độ cao giúp gia tăng quá trình khuếch tán nhưng nếu quá cao các phân tử đường sẽ bị phá huỷ

2.12 Bồ sung syrup, hương trái cây

- Mục đích: hồn thiện sản phẩm, mặc đù đã bồ sung đường nhưng đề tăng thêm mức độ hấp dẫn, giá trị cảm quan cho sản phẩm người ta bổ sung thêm các loại hương liệu và syrup

- Biến đổi: cũng chủ yếu là sự biến đổi về mặt vật lý do sự thâm thấu của các cầu tử mùi và màu

2.13 Đóng gói

- Mục đích: bảo quản sản phẩm

- Thiết bị: thạch dừa thành phẩm có thê được đóng trong những túi nhựa hay những hộp nhựa trong

- Thông số: tùy vào năng suất của nhà máy mà nhà sản xuất có thể chọn những thiết bị có cơng suất tương đương

3 các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

3.1 Anh hưởng của hàm lượng nước dừa trong môi trường lên men

Trang 29

Bảng 6: Ảnh hưởng hàm lượng nước dừa già trong môi trường lên men đên san pham

tạo thành

Hàm lương | pH cudictia Khối lượng Khốilượng | Tÿlệ | Dé day

nước dừa già ( quá trình lên | thach tong (khô của thạch | chất khô _ thạch

(%) men (g) (g) (%) (cm) 0 2.08 24.52 0.68 2.77 0.744 10 2.83 31.20 0.90 2.88 0.954 30 3.18 44.46 1.26 2.83 1.34 50 3.37 60.61 2.33 3.84 1.86 70 3.46 63.12 2.50 3.96 1.96 90 3.48 69.87 2.98 4.27 2.02 100 3.50 72.02 3.18 4.30 2.15

3.2 Ánh hướng của nguồn Nitơ

-_ Nguồn Nitơ sử dụng cho quá trình lên men có thể là (NH„);HPO¿ hoặc (NH.);SOu a

- Nông độ (NH¿);SO¿ và (NH¿);HPO¿ ảnh hưởng trực tiêp đên sự phát triên của

A xylinum và khả năng tông hợp cellulose cũng như độ dày của màng cellulose tạo thành

- _ Nồng độ của muối amoni quá cao: vi khuẩn không sử dụng hết, lượng muối dư

sẽ ức chế ngược trở lại sự phát triển của tế bào vi khuẩn Do đó ảnh hưởng đến hoạt

tính của vi khuẩn, lượng cellulose sinh tổng hợp được sẽ thấp

- Néng d6 mudi amoni quá thấp: lượng nitơ cung cấp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của A xylinum không đủ, hiệu suất sinh tông hợp cellulose không cao

-_ Mặt khác Nitơ cịn có mặt trong nhiều thành phần như: acid nucleic,

phospholipid, một số coenzyme quan trọng như ATP, ADP, NADP, FAD và một số

vitamin tham gia vào quá trình tạo cellulose Nếu hàm lượng các chất này quá thấp hay quá cao sẽ ảnh hưởng tới tính chất hóa lý của mơi trường Vì vậy, ảnh hưởng tới quá trình tạo thành màng cellulose của A xylinum

Tóm lại: Phải bổ sung một lượng muối cân đối, vừa đủ vào dịch lên men, tạo điều kiện

tối ưu cho A xylinum sinh trưởng và phát triển, có như thế cellulose thu được mới nhiều và dày hơn — (NH4)2HPO4 còn là nguồn cung cấp Phospho cho A xylinum:

Trang 30

Bảng 7: Ảnh hưởng của nông độ (NH„);HPO¿ đên sự hình thành thạch dừa

Nông độ (NHa);HPO¿ (%) an cael sade cartes

0.0 110.0 0.1 128.70 0.2 [35:50 0.3 148.65 0.4 168.20 0.5 210.35 0.6 178.90 0.7 174.85 0.8 170.45 0.9 163.90 1.0 150.40

3.3 Ảnh hưởng của nguồn Cacbon

- Do ham lượng đường trong môi trường nước dừa già không cao nên ta phải bổ sung thêm đường đề đảm bảo nhu cầu sinh trưởng, phát triển và sinh tong hợp sản Phẩm của A xylinum

- A, xylinum có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau như: lactose,

maltose, dextrin, galactose, saccharose, trong đó lên men đường glucose là tốt nhất

Ứng với mỗi loại đường, khả năng lên men của A xylinum là khác nhau nên sự tổng

hợp cellulose cũng không giống nhau

- Khi sir dung glucose cho quá trình lên men sẽ cho khối lượng thạch dừa cao

nhất và trạng thái thạch dừa thu được cũng rất tốt Tuy nhiên khi người ta làm thí

nghiệm sử dụng saccharose ở các nồng độ khác nhau cho quá trình lên men thì người ta thấy rằng saccharose ở nồng độ 10% sẽ cho khối lượng thạch dừa cao nhất Trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng saccharose đo giá thành rẻ và cho năng suất khá cao

3.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô

- _ Nồng độ chất khơ thích hợp cho quá trình hình thành cellulose là 12 — 13° Bal

Trang 31

dinh dưỡng cho vi khuân trao đôi chât duy trì hoạt động sơng và sinh tông hợp cellulose

3.5 Ảnh hưởng của pH

-_ pH của môi trường lên men ảnh hưởng đến sự phát triển và hiệu quả sinh tổng hợp cellulose của A xylinum

Bảng 8: Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men

Khả năng phát triển (ngày) Thạch tạo thành (sau 13 ngày)

ph 1 ñ 3 4 Khối lugng (g) Độ dày (em)

3.0 — — — - / / 3.5 — 7 + ~—— 63.83 1.99 4.0 + ++ ae +++ 71.85 2.06 4.5 + + + H+ 59.09 1.75 5.0 + + + ++ 55.94 1.69 45 — + + + 43.40 1.39 6.0 — - $ ạ / / 6.5 — - + # / / 70 = = Ps - / /

( : không phát triển, +: phat trién, /: khơng hình thành)

Độ pH ảnh hưởng nhiều đến năng suất cũng như sự hình thành sản phẩm - Theo kết quả của bảng trên ta thấy, ở pH < 3.0 và pH > 7.0 hầu như A xylinum

không phát triên được Chúng phát triển nhanh nhất trong khoảng pH = 3.5 - 4.5, khối

lượng và độ dày thạch tạo thành cũng cao nhất pH lên men phù hợp nhất là 4.0 - Dưới đây là giản đồ ảnh hưởng của pH đến độ dày thạch tạo thành theo nguồn

Trang 32

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG 32 38 4 pH

- Két qua cé thé khac nhau đơi chút, có thể là do thành phần môi trường lên men

nhưng ta có thé thấy thạch tạo thành tốt nhất khi pH môi trường trong khoảng 3.5—4.5

3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ

-_ Ngoài các yếu tố trên nhiệt độ lên men cũng ảnh hưởng đáng kế đến sự hình thành sản phẩm

-_ Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men thạch dừa là 28 —- 32oC Ở nhiệt độ này

thạch tạo thành có khối lượng cao và dày chắc Ở khoảng nhiệt độ 20 — 25oC thì thạch

mỏng và mềm hơn Nhiệt độ quá thấp (< 20oC), thạch không hình thành hoặc nếu có

thì tốc độ tông hợp cũng rất chậm Nhiệt độ cao hơn (> 35oC) môi trường lên men trở

nên đặc sệt và ta cũng không thu được thạch dừa

Bảng 9: sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới trạng thái thạch dừa

Trang 33

PHAN 3: SAN PHAM THACH DUA 1 Đánh giá chất lượng sản phẩm

1.1, Mô tả sản phẩm

- Sản phẩm thạch dừa có màu trắng trong, hơi đục, dai, mềm và có mùi thơm do

các thành phần bồ sung vào thạch dừa thô khi chế biến

1.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 1.2.1 Chỉ tiêu vật lý

Thạch dừa bản chất là m ột khối gel, có cấu

trúc mạng là các polysaccharide đan xen vào nhau rât chăng chịt, không theo một trật tự hay quy luật

nào Do đó nó tạo nên một cấu túc dai chắc, có

khả năng giữ nước tôt và không tan trong nước Thạch dừa có hình dạng những khối vng, kích thước l x2 x 2.5 em

Pad | ` zZ

Hình 15: Miêng thạch dừa

1.2.2 Chỉ tiêu hóa học:

Dinh dưỡng: trong thạch dừa có chứa các loại vitamin và khoáng chất như E, BI,

Bó, B12, FORLIC, kẽm, sắt

Bang10: Thanh ph an dinh dưỡng thạch dừa

Trang 34

QUI TRINH SAN XUAT THACH DUA GVHD:NGUYEN THI THU SANG Chat béo (% w/wNm) 1.55 Kali (mg) 757.00 Duong (% w/w Nm) 80.22 Sat (mg) 3.00 Tro (% w/w Nm) 2.68 Đồng (mg) 0.40 Vitamin A (ug) Khơng có Clo (mg) 44.00 Vitamin C (mg) Khơng có Kém (mg) 2.30 Vitamin E (mg) 0.50 Photpho (mg) 305.00 Vitamin BI (mg) 0.16 Biotin (ug) 12.00 Vitamin B2 (mg) 0.02 Folic acid (ug) 176.00 Vitamin B6 (mg) 029 Niacin (mg) 1.10

Pantothetic acid

Vitamin B12 (mg) 0.30 (mg) 0.60

Độc tố: nước dừa ban đầu không chứa các độc tố nên yêu cầu sản pham không được chứa độc tơ, trong quy trình sản xuât không nhiêm phải độc tô từ môi trường chê biến

Phụ gia: trong quá trình chế biến, có bồ sung them đường, acid, và các chất phụ gia nên yêu cầu sản phẩm không ch ứa dư lượng các chất phụ gia và bảo quản vượt quá giới hạn cho phép

1.2.3 Chỉ tiêu vi sinh:Môi trường chứa thạch dừa có chứa đường và các loại vitamin, khống chất thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc và vi sinh vật do đó mà cần chú

ý vân đề đảm bảo an toàn vi sinh cho thực phẩm thạch dừa

+ Bacillus (vi sinh vật gây đục): khơng có + E.coli (định tính): khơng có

+ Staphylococcus: khong có

+ Nắm men, nắm mốc: khơng có

Nếu trong quá trình lên men, thiếu acid acetic, pH môi trường sẽ không đủ để ức chế mốc và làm cho vi khuẩn phát trién

1.2.3 Chỉ tiêu bao bì:

Bao bì dù là túi nhựa, hộp nhựa hoặc thủy tinh thì yêu cầu phải đảm bảo sạch sẽ,

Trang 35

2 Một số hình ánh sản phẩm đang có mặt trên thị trườn;

" Thạch dừa minh châu

" Thạch dừa thanh bình

OH

Cá

Trang 36

PHAN 4: TAI LIEU THAM KHAO

TAI LIEU TREN SACH BAO - TẠP CHÍ ;

[1] Nguyén Đức Lượng, Cơ sở vi sinh vật công nghiệp Tập 3 , Thực phâm lên men truyện thông, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2003

[2] Vương Thị Việt Hoa, Trương Nguyễn Quỳnh Hương, Đa dạng hố mơi trường

sản xuât nata de COCO từ vi khuân Acetobacter xylinum, Tạp chí khoa học kỹ thuật

Nông Lâm nghiép, s6 2&3/ 2005, p85-88

[3] Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết, Khảo sát cấu

trúc của thạch dừa, Ki yếu hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 8-phân ban công nghệ thực phẩm, Tháng 4 năm 2002

TAI LI EU TREN INTERNET

[4l http://www.sciencedirect.com

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	15,6 MB