ĐỀ tài NGHIÊN cứu NGUYÊN LIỆU THAY THẾ TRONG sản XUẤT THẠCH dừa

MỞ ĐẦU Thạch loại chất lỏng đông tụ thành khối, thực tế cho thấy hầu CHƯƠNG I - hết loại thạch mát tốt cho sức khỏe Thạch lên men từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nước, nước dừa khô, nước ép từ nhiều loại trái Một ví dụ điển hình lên men thạch dừa Thạch dừa (nata de coco) loại thức ăn phổ biến, có nguồn gốc từ Philippin, tạo từ lên men nước dừa vi khuẩn Acetobacter xylinum Việt Nam nuớc nhiệt đới nên môi truờng thuận lợi để phát triển loại trái nhiệt đới đặc biệt dừa Ngày xưa, trái dừa già dùng cơm dừa để làm thức ăn, vỏ dừa dùng để làm nhiên liệu đốt cháy ngày dựa vào công nghệ tiên tiến nguời ta tận dụng ln nuớc dừa già để chế biến thành thạch dừa với hình dạng khác Đây số thực phẩm thương mại ứng dụng từ cenllulose vi khuẩn Thạch lên men – loại thực phẩm chứa lượng có giá trị cảm quan cao, phương thuốc thần diệu để giảm nguy bệnh béo phì Sản phẩm tráng miệng dai, suốt ăn ngon Hơn nữa, người ta cho thạch lên men có hàm lượng chất xơ tinh cao tốt cho hệ thống tiêu hóa, có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hòa tiết tốt Thạch cung cấp lượng khơng chứa cholesterol nên giữ cho da mịn màng - Ngoài dừa đất nước ta tự nhiên ưu đãi với nhiều loại trái phong phú, bổ dưỡng với số lượng nhiều Chính mà ngành cơng nghiệp sản xuất rau nông sản phát triển mạnh như: loại nước trái đóng hộp từ rau quả, loại mứt quả, sản phẩm làm sẵn dứa ngâm đường…và với phát triển phong phú lượng phế thải rau thải nhiều gây ô nhiễm môi trường để tận dụng nguồn phế thải nghiên cứu đến vấn đề sử dụng nước ép từ phế phẩm rau để làm nguồn nguyên liệu thay nước dừa sản xuất thạch lên men  Vì sản phẩm thạch lên men có nhiều lợi ích ưa chuộng nên mong muốn khơng ngồi sản phẩm thạch dừa bổ dưỡng mà cịn có nhiều sản phẩm khác tương tự tạo đa dạng cho sản phẩm lên men thạch chất lượng dinh dưỡng hiệu bổ sung không thua Loại nguyên liệu mà muốn nghiên cứu thay cho nước dừa nước ép dứa Chúng tiến hành nghiên cứu phương pháp lên men thạch dừa để từ tìm hiểu đề quy trình cơng nghệ sơ sản xuất thạch lên men từ nước ép dứa… - Hiện dứa loại sản phẩm nông sản có diện tích trồng lớn trồng phổ biến khắp nước Dứa chế biến thành sản phẩm khác như: dứa đóng hộp, rượu dứa, rượu dứa Ngồi cịn có thức uống ngon đặc biệt mà tồn vùng trồng dứa: Dứa ăn tươi đóng hộp juiced Nó phổ biến sử dụng tráng miệng, sa lát, bổ sung cho ăn thịt trái cocktail Sự phổ biến dứa vị ngọt-chua có chứa đường 15%, malic axit citric Dứa nguồn vitamin C mangan tuyệt vời Nó nguồn vitamin B1, B2, vitamin B6, đồng chất xơ Proteinenzym bromelain dứa giúp dễ dàng tiêu hoá bữa ăn với lượng đạm cao - Từ hiệu công dụng mà dứa mang lại cho người thạch lên men từ nước dứa thức ăn có chất lượng Ngoài việc bổ sung hàm lượng dinh dưỡng cao thạch lên men từ nước dứa cịn có mùi vị dịu ngọt, thơm ngon đặc trưng Đây sản phẩm rât lý tưởng cho người đặc biệt giúp cho chị em phụ nữ có sức khỏe nhan sắc Trong đề tài chúng tơi nghiên cứu qui trình sản xuất thạch lên men - từ dứa dựa qui trình sản xuất thạch dừa, khảo sát độ ảnh hưởng nhân tố đến trình lên men: PH, nhiệt độ, độ Brix ban đầu dịch lên men, từ tìm thơng số thích hợp Đồng thời để tạo cho sản phẩm có vị hài hịa, hợp vị, tiến hành điều vị sản phẩm hàm lượng đường kem (dưới dạng siro) khác nhau: 1%, 2% không bổ sung (0%) sau trình lên men kết thúc dịch lên men làm từ tìm hàm lượng đường thích hợp CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THẠCH LÊN MEN Thạch gì? Thạch loại chất lỏng đơng tụ thành khối Có nhiều loại thạch tự nhiên nhân tạo Từ xa xưa người biết ứng dụng thạch để tạo nhiều sản phẩm phục vụ nhu cầu cho cho sức khỏe Phân loại thạch Có loại thạch: + Thạch tự nhiên: thạch nha đam + Thạch đông tụ: Agar- agar Thạch nho Thạch cà chua Thạch dứa Thạch sương sáo + Thạch lên men: Thạch nếp cẩm lên men Thạch dừa lên men Đề tài trọng việc nghiên cứu thạch lên men lợi ích mà mang lại Thạch lên men tận dụng nguồn nguyên liệu từ phụ phẩm nhà máy sản xuất sản phẩm tạo lại tốt bổ dưỡng cho người Cấu trúc thạch lên men Bản chất thạch lên men từ nước dừa màng nhày có cấu trúc hemicellulose Do thạch có chất polysaccharide ngoại bào, mạng polymer sinh học, có khả giữ nước lớn nên có khả ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Cấu trúc mạng polysaccharide thạch lên men: Thạch có cấu trúc mạng polysaccharide, chúng xếp không theo trật tự, không theo quy luật Chúng đan xen vào chằng chịt theo phía Do q trình lên men, vi khuẩn Acetobacter xylinum chuyển động hỗn loạn khơng theo quy luật Đó ngun nhân tạo nên tính dai phía miếng thạch Bên cạnh đó, mạng ln ln ngậm lượng nước đáng kể (99%) Thành phần monosaccharide thạch socboza nằm dạng Lsocboza, thường chứa vi khuẩn lên men dịch trái Công thức cấu tạo L-socboza là: CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCHCH2OH Thành phần dinh dưỡng có thạch lên men Thạch lên men có lợi cho vi khuẩn đường ruột, bổ sung vào thể chúng có vai trị thiết lập cân hệ vi sinh vật đường ruột, tăng sức đề kháng, chống nhiễm trùng, giúp tiêu hóa thức ăn hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn, góp phần điều trị rối loạn tiêu hóa Thạch lên men chứa lượng, khơng chứa cholesterol, có giá trị cảm quan cao giúp giảm nguy bệnh béo phì Thạch lên men từ loại nước trái ( dứa, cà chua, đu đủ,…) chứa hàm lượng Vitamin cao, đặc biệt Vitamin C giúp giữ cho da mịn màng II VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH LÊN MEN Giới thiệu vi sinh vật trình lên men Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi tự nhiên phân lập vi khuẩn từ khơng khí, đất, nước, lương thực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 lồi thuộc giống Acetobacter phân lập mơ tả, có nhiều lồi có ý nghĩa kinh tế Vi khuẩn Acetobacter có khả đồng hoá nhiều nguồn thức ăn cacbon khác khơng sử dụng tinh bột Có khả tạo thành váng môi trường lỏng, khả tạo thành váng thay đổi tuỳ loại Đến có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại lồi vi khuẩn trơng giống Acetobacter, đáng ý bảng phân loại Acetobacter J-Frateur-1950 Sau số lồi quan trọng nhất: • Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, khơng chuyển động chúng liên kết với thành chuỗi dài Chúng bắt màu vàng với iod, sống nồng độ cồn cao (11%) có khả oxyhố cồn tạo thành 6% acid acetic Nhiệt độ phát triển tối ưu chúng 34 0C Nếu nhiệt độ cao 40 0C gây tượng co tế bào tạo thành hình lê Thường thấy chúng phát triển bia • Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn dài, tạo thành váng dày, khơng bền vững, có khả tích luỹ mơi trường đến 11.5 % acid acetic thường sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp Đức) • Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả chuyển hố glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuẩn muốn phát triển bình thường cần cung cấp số chất sinh trưởng acid para aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic • Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình khơng di động Gặp điều kiện nhiệt độ cao sinh tế bào dị hình kéo dài phình to Tạo váng dày môi trường dịch thể Có thể phát triển có nồng độ rượu cao (10%-12%) làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic Thường dùng công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp Pháp) Phát triển thích hợp nhiệt độ 25-30oC • Acetobater xylinum: trực khuẩn khơng di động, tạo thành váng nhăn dày.Váng có chứa hemicellulose nên gặp H2SO4 thuốc nhuộm Iod bắt màu xanh.Có thể tích luỹ 4.5% acid acetic mơi trường Thường gặp lồi vi khuẩn với nấm men “nấm chè”, cịn gọi “thuỷ hồi sâm”, loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng theo cách làm nghười Trung Hoa Đó loại nước chua có vị thơm dùng để pha nuớc giải khát gia đình người Trung Hoa, mặt nước có váng vi sinh vật dày ni sống nước chè đường • Acetobacter pasteurianum: trực khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khơ nhăn nheo, váng bắt màu xanh nhuộm với thuốc Iod Có khả o xyhố tạo 6.2% acid acetic Acetobacter có khả đồng hố muối (NH4)+ phân giải pepton Một số lồi địi hỏi số acid amin định acid pantothenic chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S …ở dạng muối vô cơ, hữu hợp chất hữu Do bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây… nguồn dinh dưỡng tốt cho phát triển vi khuẩn acetobacter Đặc điểm Acetobacter xylinum lên men thạch dừa - Giống vi sinh vật sản xuất thạch lên men Acetobacter xylinum - A.xylinum loại vi khuẩn hình que dài khoảng 2μm, gram âm, đứng riêng lẽ xếp thành chuỗi, có khả di động nhờ tiên mao - Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi tự nhiên phân lập vi khuẩn từ khơng khí, đất, nước - Chịu độ acid cao - Vi khuẩn Acetobacter có khả đồng hóa nhiều thức ăn cacbon khác - Tế bào đứng riêng lẻ kết thành chuỗi - Có khả tạo váng hemicellulose dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod (vì khơng sử dụng tinh bột) H2SO4 - A.xylinum sinh trưởng điều kiện pH < 5, nhiệt độ khoảng 28-32oC tích luỹ 4.5% acid acetic - Acid acetic sản phẩm sinh trình hoạt động vi khuẩn, chúng vượt mức cho phép, chúng quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động vi khuẩn Phân lập vi khuẩn Acetobacter xylinum Vi khuẩn Acetobacter phân lập từ giấm, rượu, bia, hoa quả, chuối chín, váng giấm Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn Acetobacter từ khơng khí, người ta pha rượu thành dung dịch 5-6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, cần lấy phần rượu hoà với phần nước lã, đựng cốc miệng rộng, giữ tủ ấm 30OC 2-3 ngày) Rượu đục bề mặt xuất váng mỏng Lấy váng mỏng pha loãng ra, phân lập môi trường thạch dĩa Để ức chế phát triển loại nấm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với phát triển vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào môi trường phân lập 1-1.5% acid acetic Do ưu điểm vượt trội chủng Acetobacter xylinum nêu nên Acetobacter xylinum đựoc ứng dụng sản xuất thạch dừa Đặc điểm sinh lý, sinh hóa A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vi khuẩn, glucose kết hợp với acid béo tạo thành tiền chất nằm màng tế bào Kế ngồi tế bào với enzyme Enzyme polyme hoá glucose thành cellulose A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày mơi trường ni cấy nước dừa có bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết Cellulose polisaccharide không tan nước mà tan môi trường kiềm Đó thành phần màng tế bào thực vật pH đạt khoảng 4.5 – 5.5 Nước phải mang mùi đặc trưng riêng sản phẩm 6.3 Chất lượng dinh dưỡng thạch dừa Trong 100g thạch dừa: calo : 146; Lipid : 0.2%; Carbonhydrate : 36.1%; Ca : 12mg ; P : 2mg; Fe :0.5 mg Các phương pháp bảo quản thạch sau lên men Ức chế vi khuẩn nấm men cách sử dụng nồng độ đường cao Với nồng độ đường khoảng 70-80% tạo áp suất thẩm thấu cao, hồn tồn ức chế hoạt động vi khuẩn nấm men Phương pháp bảo quản áp dụng sản phẩm mứt thạch lên men Sử dụng muối natribenzoate: Với nồng độ muối sử dụng khoảng 0.05 – 0.1%, sản phẩm thạch giữ phẩm chất ban đầu sau tháng CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SƠ LƯỢC VỀ PHẾ LIỆU DỨA: Phế liệu dứa thu từ trình sản xuất dồ hộp dứa hay dứa sấy khô I Trong chế biến dứa, phế liệu thu dạng sau: + Hai đầu loại cắt, chiếm tỉ lệ 15-20% khối lượng + Vỏ dứa, lõi dứa, mắt dứa, miếng vụn loại trình cắt gọt để làm đồ hộp dứa nước đường, dứa đông lạnh, dứa sấy nguyên dạng, chiếm 30-40% + Bã dứa loại ép lấy dịch dứa, chiếm tỉ lệ 20-40% khối lượng dứa đem ép Ép trích ly dịch dứa: Trừ hai đầu qủa có chất dinh dưỡng, cịn vỏ, lõi, mắt, miếng vụn, bã ép lần thứ trích ly lại dịch dứa Hiệu suất ép thu hồi vỏ dứa đạt 40%, lõi 45%, mắt miếng vụn đạt 7580% Với phương pháp trích ly nước phối hợp với ép, phần bã ép lần thứ ta thu phần nước trích ly Một số tiêu dịch ép từ phần khác dứa: Hàm lượng chất Đường tổng số, khô, % % Ép từ nguyên 10-15 8-13 0.5-0.7 Ép từ vỏ 7-10 5.5-8.5 0.6-0.7 Ép từ lõi 6-9 4-8 0.2-0.3 Trích ly từ bã 5-7 4-5 0.3-0.4 Dịch dứa Độ acid, % Dịch ép từ mắt quả, miếng vụn lõi có hương vị tốt, màu sắc đẹp Nước trích ly từ bã dịch ép có chất lượng hơn, trộn thêm dịch ép từ nguyên, để sản xuất nước dứa dứa nước đường Dứa có nhiều chất dinh dưỡng, vitamin C, chất xơ pectin chất gum Thành phần dinh dưỡng 100gr dứa: Độ ẩm 81.3-91.2g Tinh chất Ether 0.03-0.29g Chất xơ 0.3-0.6g Nitrogen 0.038-0.098g Tro 0.21-0.49g Phosphorus 6.6-11.9mg Iron 0.27-1.05mg Carotene 0.003-0.055mg Thiamine 0.138mg Riboflavi 0.04mg Niacin 0.267mg Ascorbic Acid 165.2mg THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỨA DÙNG NUÔI VI KHUẨN: Những vùng có nhiều dừa sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước II dừa già vừa mang lại hiệu kinh tế cao vừa giúp giải vấn đề ô nhiễm môi trường Tuy nhiên với vùng dừa điểm hạn chế để sản xuất quy mơ cơng nghiệp Vì vậy, vấn đề đặt phải tìm nguồn nguyên liệu thay có sẵn, có số lượng lớn, dễ vận chuyển, tận dụng nguồn nguyên liệu từ trình thực phẩm khác Dứa phế phẩm từ trình sản xuất thực phẩm chứa nhiều thành phần dinh dưỡng thích hợp cho việc sản xuất thạch Ta thay nước dừa già với tỉ lệ pha lỗng thích hợp Nguồn ngun liệu khơng thể thiếu lên men tạo thạch vi khuẩn Acetobacter xylinum Tỉ lệ pha môi trường sản xuất từ nước dứa: Môi trường 1: Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/10 SA (%) 0.8 DAP (%) 0.6 Saccharose (%) Môi trường 2: Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/30 SA (%) 0.8 DAP (%) 0.6 Saccharose (%) QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH TỪ DỨA: Loại nguyên liệu mà muốn nghiên cứu thay cho nước dừa III nước ép dứa Chúng tơi tiến hành nghiên cứu phương pháp lên men thạch dừa để từ tìm hiểu đề quy trình công nghệ sơ sản xuất thạch lên men từ nước ép dứa Từ hiệu công dụng mà dứa mang lại cho người thạch lên men từ nước dứa thức ăn có chất lượng Ngồi việc bổ sung hàm lượng dinh dưỡng cao thạch lên men từ nước dứa cịn có mùi vị dịu ngọt, thơm ngon đặc trưng Chúng tơi mạnh dạn đề xuất quy trình sản xuất thạch lên men từ nước dứa sau: Thuyết minh quy trình: Bước 1: Chuẩn bị mơi trường: Phế liệu dứa thu từ nhà máy sản xuất dứa nước đường, dứa sấy thu gom rửa tiến hành ép lấy dịch Lọc để loại bỏ tạp chất phần thịt cịn sót lại dịch Nước dứa sau lọc dược cho vào thùng chứa Bổ sung chất dinh dưõng: SA, DAP, saccharose theo tỉ lệ thích hợp để tạo điều kiện tối ưu cho vi khuẩn A xylinum phát triển tạo sinh khối Môi trường sau bổ sung chất dinh dưỡng trùng từ 10-15 phút để tiêu diệt vi sinh vật nhiễm vào Sau làm nguội Dùng dung dịch acid acetic 40% để chỉnh pH = 3-3.5, chỉnh nhiệt độ đến 29300C tạo điều kiện tối thích cho q trình lên men Bước 2: Lên men: Đổ môi trường vào dụng cụ, cấy giống theo tỉ lệ 1:10 Đậy thau, chậu vải mỏng giấy báo Giữ nhiệt độ phòng 28-32 0C vòng 9-15 ngày Trong thời gian tránh khuấy động mơi trường để tránh làm cho lớp thạch dang hình thành bị tách lớp Bước 3: Thu nhận thạch thô: Sau khảng 9-15 ngày dùng vợt để vớt khối cellulose khỏi dịch lên men Sau rửa khối cellulose nước lạnh IV QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THẠCH LÊN MEN: Vì thạch lên men thơ khối lên men không mùi không vị nên phải chế biến để phù hợp với vị người tiêu dùng Quy trình chế biến thạch dừa thô: + Dùng máy cắt khối cellulose thành miếng nhỏ đặn (1x2x2.5 cm) + Ngâm sản phẩm dung dịch Na 2CO3 3-5% 15 phút để trung hồ acid acetic cịn sót bên thạch Sau xả lại nước lạnh + Đun sôi để làm sản phẩm tạo độ dai cách bổ sung chất tạo dai + Ngâm đường tạo độ tạo độ cho sản phẩm + Bổ sung màu, mùi để tăng giá trị cảm quan thạch CHƯƠNG IV KẾT LUẬN Từ quy trình cơng nghệ kết luận ngồi nước dừa nước dứa nguyên liệu tốt dùng để sản xuất thạch lên men Đây kết mà đề tài mong muốn đạt Qua việc nghiên cứu cho thấy việc tận dụng phế phẩm ngành cơng nghiệp khác tạo nhiều sản phẩm đa dạng với hiệu cao không riêng có thạch lên men mà cịn ứng dụng cho nhiều nguồn nguyên liệu phế phẩm khác Địng thời giúp giải vấn đề nhiễm môi trường phế phẩm gây Đây đề tài nghiên cứu sở lý thuyết chưa qua thực nghiệm thành công mơi trường thực nghiệm phát triển sản xuất quy mô công nghiệp phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng nước xuất TÀI LIỆU THAM KHẢO Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa Bảo quản chế biến rau (chương 14/ trang309) Nhà xuất khoa học kĩ thuật Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ Chọn lọc dịng Acetobacter xylinum thích hợp cho loại môi trường dùng sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mơ lớn Tạp chí di truyền học ứng dụng (năm 2003) Các tài liệu mạng http://tapchithucpham.com/?p=1030 http://www.scribd.com/doc/18955006/San-Xuat-Thach-Dua http://tailieu.vn/tim-kiem/tai-lieu/thach%20dua.html MỤC LỤC CHƯƠNG I MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 I SƠ LƯỢC VỀ PHẾ LIỆU DỨA: 27 II THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỨA DÙNG NI VI KHUẨN: 29 III QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH TỪ DỨA: 30 IV QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THẠCH LÊN MEN: 32 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO .35 Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa .35 Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ 35 Các tài liệu mạng 35 ... loại thạch Có loại thạch: + Thạch tự nhiên: thạch nha đam + Thạch đông tụ: Agar- agar Thạch nho Thạch cà chua Thạch dứa Thạch sương sáo + Thạch lên men: Thạch nếp cẩm lên men Thạch dừa lên men Đề. .. QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH TỪ DỨA: Loại nguyên liệu mà muốn nghiên cứu thay cho nước dừa III nước ép dứa Chúng tơi tiến hành nghiên cứu phương pháp lên men thạch dừa để từ tìm hiểu đề quy trình... nhiều dừa sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già có hiệu kinh tế cao vừa tốt cho q trình lên men lại vừa giải vấn đề môi trường (nước dừa già phế thải từ nhà máy sản xuất cơm dừa