Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa

Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN:VI SINH THỰC PHẨM VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA Họ tên sinh viên: MSSV: 06125037 Khoa: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Lớp: DH06BQ Tháng 11/2008 BÙI NGỌC HẠNH Page VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA TỔNG QUAN VỀ THẠCH DỪA: Dừa loại quen thuộc người Việt Nam, sản phẩm từ dừa sử dụng nhiều lĩnh vực, đặc biệt thực phẩm Từ xưa, người biết sử dụng nước dừa loại nước giải khát, cơm dừa để làm mứt, nấu chè… Vài năm gần đây, thị trường xuất loại thực phẩm giải khát lạ, làm từ nước dừa, thạch dừa Thạch dừa (Nata-deCoco) sản xuất từ nguồn nước dừa già loại thực phẩm phổ biến thị trường Việt Nam Thạch dừa thực chất sinh khối tế bào vi khuẩn Acetobacter xylinum, mà thành phần chủ yếu cellulose Loại cellulose vi khuẩn (Bacterial cellulose – BC) Thạch dừa sản phẩm trắng thạch agar, dai, có chất hố học polysaccharide nên khơng có giá trị dinh dưỡng cao, có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hoà tiết tốt hơn, loại thực phẩm thích hợp cho người mắc bệnh béo phì 1.1 TÍNH CHẤT CỦA THẠCH DỪA: Một sản phẩm thạch dừa hồn chỉnh gồm có phần: phần phần nước Phần : • • • • Kích thước thạch dừa nên đạt : x x 2.5 (cm) Màu sắc : trắng sữa Cấu trúc : dai, Mùi vị : mang mùi trái tùy thuộc vào loại sản phẩm • • • • • • Tỷ lệ : nước 50 : 50 Nước đường có vai trị tạo vị môi trường bảo quản thạch dừa Hàm lượng đường vào khoảng 30-45% pH đạt khoảng 4.5 - 5.5 Nước phải mang mùi đặc trưng riêng sản phẩm Sản phẩm thạch dừa đạt tiêu chuẩn cần phải có thành phần dinh dưỡng Phần nước: với tỉ lệ sau : Nata de Coco's Nutrition fact: BÙI NGỌC HẠNH Page Nutrients Unit N (c) Thai RDI* Composition of coconut products (11) Ash Gram 0.5 1.6 Moisture (Water) Gram 84.4 651 Energy (Enerc) Kilo Calories 61 6.8 Protein (Procnt) Gram 50** 64.9 Fat Gram 65** 9.9 Total available CHO (Chocdf) include FIBTG Gram 300** 14.6 Dietary Gram 25 - Calcium (Ca) Milligram 800 - Phosphorus (P) Milligram 800 - Iron (Fe) Milligram 15 - Sodium (Na) Milligram 2400 14 Potassium (K) Milligram 3500 - Copper (Cu) Milligram - Zinc (Zn) Milligram 15 - Vitamin A (Retinol) µ Gram - - ß-Carotene (Cartb) µ Gram - - Total vitamin A (Retinol- Equivalent, RE) µ Gram 800 - Vitamin B1 (ThiA) Milligram 1.5 - Vitamin B2 (Ribf) Milligram 1.7 - Niacin (NIA) Milligram 20** - Vitamin C (VitC) Milligram 60 - * Percentage of Thai Recommended Daily Intake is based on a 2,000 kcal diet ** % Energy distribution from protein, total fat and carbohydrate = 10:30:60, Total Saturated BÙI NGỌC HẠNH Page fat = 10% of total energy *** Tr : trace, indicateds the amount of a nutrient which cannot be measured adequately or is judged to be nutritionally insignificant Source: Thai Food Composition Tables (1999), Institute of Nutrition, Mahidol University (INMU) BÙI NGỌC HẠNH Page 1.2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THẠCH DỪA: Nguyên liệu chính: _ Nước dừa già _ Dung dịch nước giống Acetobacter xylinum nồng độ 10-1 Nước dừa già: nước dừa dùng nước dừa từ 10-12 tháng tuổi Trung bình trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái dừa Nước dừa loại nước giải khát phổ biến chứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường, protein, lipid, vitamin khống với nồng độ lỗng Bảng : Thành phần hoá học nước dừa STT 10 11 12 13 14 Thành phần Chất khô Đường tổng số Tro K Na Ca Mg Fe Cu P S Protein Dầu béo Tỉ trọng Khối lượng 4.71 2.08 0.02 3.12 1.5 2.9 3.0 0.01 0.04 3.7 3.4 0.55 0.74 1.02 Bảng : Các vitamin có nước dừa STT BÙI NGỌC HẠNH Vitamin Page Hàm lượng (g/l) Acid ascorbic Penthothennic 0.052 Acid nicotinic 0.064 Acid folic 0.03 Riboflavin 0.00001 Dung dịch nước giống Acetobacter xylinum nồng độ 10-1: Nguồn giống sản xuất thạch dừa mua từ ống nghiệm Trường, Viện, Trung tâm Từ ống nghiệm nhân giống bình tam giác, chai theo tỷ lệ 1:10 giống sản xuất Nguyên liệu phụ: _Giấm ( acid acetic CH3COOH) 40% _ Đường (saccharose) _ S.A ( Sunfat Amon (NH4)2SO4 ) _ DAP ( DiAmonPhotphat (NH4)2HPO4 ) _ Dung dịch Na2CO3 3-5% 1.3 QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA: Sản xuất thạch dừa trình lên men bề mặt vi khuẩn Acetobacter Xylinum môi trường nước dừa già hay nước cốt dừa Các bước thực hiện: Bước 1:Chuẩn bị môi trường:  Nước dừa già thu nhận nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy Thành phần gồm: đường, protein, dầu béo, khoáng ,vitamin…hoà tan số tạp chất khác  Dùng vải lọc để loại bỏ tạp chất Vải lọc cố định rổ lọc Dịch nước dừa sau lọc thu vào thùng chứa Cặn vải lọc tách  Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP nguồn cung cấp Nitơ, khống… tao mơi trường tối ưu cho trình sinh tổng hợp sản phẩm  Môi trường sau bổ sung dinh dưỡng trùng cách đun sôi khoảng 10- 15’ để tiêu diệt vi sinh vật có mơi trường Sau làm nguội BÙI NGỌC HẠNH Page  Dùng acid acetic 40% chỉnh pH = - 3,5, chỉnh nhiệt độ đến 28-31°C (pH, nhiệt độ thích hợp cho trình lên men) Bước 2: Lên men Đổ môi trường vào dụng cụ, cấy giống theo tỷ lệ 1:10 Đậy, thau, chậu vải mỏng giấy báo Giữ nhiệt độ phòng 28-31oC vòng 48 giờ.Trong thời gian tránh khuấy động môi trường để tránh ảnh hưởng đến lớp thạch hình thành Bước 3: Thu nhận hoàn thiện sản phẩm  Dùng vợt đề vớt khối cellulose khỏi dịch lên men Sau rửa khối cellulose nước lạnh  Dùng máy cắt để cắt khối cellulose tạo miếng nhỏ, đặn  Ngâm sản phẩm dung dịch Na2CO3 3-5% 10’ để trung hồ acid acetic cịn sót bên thạch Sau xả lại nước lạnh  Đun sôi để làm sản phẩm tao độ dai cách bổ sung chất tạo dai  Ngâm đường tạo đô tăng độ cho sản phẩm  Bổ sung màu, mùi để hoàn thiện giá trị cảm quan BÙI NGỌC HẠNH Page QUI TRÌNH SẢ N XUẤ T THẠCH DỪ A nướ c dừ a già cặ n lọc Đườ ng SA, DAP bổsung dinh dưỡ ng trù ng 10 - 15 phú t m nguộ i acid acetic nh pH Giố ng lê n men 10 - 12 ngà y tá ch khố i cellulose rử a cắ t nhỏ x x 2.5 cm ngâ m Na2CO3 3-5% 10 phú t đế n pH =6-7 xảnướ c lạnh đun sô i 10 - 15 phú t đểrá o ngâ m đườ ng Dịch đườ ng 70% bổsung chấ t mà u, chấ t mù i sả n phaå m VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA: BÙI NGỌC HẠNH Page tỉ lệ1kg/1lít dịch đườ ng 2.1 Đặc điểm Acetobacter: - 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 mô tả, có nhiều lồi có ý nghĩa kinh tế - Vi khuẩn acetobacter:  Dạng hình que, tuỳ điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, thành phần môi trường nuôi cấy) mà vi khuẩn acetobacter sinh tế bào có hình thái khác biệt dạng kéo dài phình to  Kích thước thay đổi tuỳ lồi (0.3-0.6 x 1.0-8.0μm)  Có thể di động (có tiên mao đơn chu mao), khơng di động (khơng có tiên mao)  Khơng bào tử  Hiếu khí bắt buộc  Chịu độ acid cao  Vi khuẩn acetobacter có khả đồng hố nhiều nguồn thức ăn cacbon khác không sử dụng tinh bột  Tế bào đứng riêng lẽ kết thành chuỗi  Có khả tạo thành váng môi trường lỏng, khả tạo thành váng thay đổi tuỳ loại: o Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose dày o Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng o Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô nhăn nheo o Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao tạo thành váng không chắn  Acetobacter có khả đồng hố muối (NH 4)+ phân giải pepton Một số lồi địi hỏi số acid amin định acid pantothenic chất BÙI NGỌC HẠNH Page 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…là nguồn dinh dưỡng tốt cho phát triển vi khuẩn actobacter  Ngồi khả oxy hố ethanol thành acid acetic, số lồi acetobacter cịn tổng hợp vit B1, vit B2, oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng công nghiệp sản xuất vitamin C)… 2.2 Đặc điểm Acetobacter Xylinum: BÙI NGỌC HẠNH Page 10 2.2.1 Đặc điểm - Chủng Acetobacter xylinum có nguồn từ Philippin Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic Theo hệ thống phân loại nhà khoa học Bergey Acetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, Pseudomonadales, họ Pseudomonadieae, Gram âm, hiếu khí, khơng bào tử - A.xylinum loại vi khuẩn dài khoảng 2μm, đứng riêng lẽ xếp thành chuỗi, có khả tạo váng hemicellulose dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod H2SO4 - A.xylinum sinh trưởng pH < to = 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 2.2.2 Sinh lý, sinh hoá: - 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 môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung chất dinh dưỡng cần thiết Cellulose polisaccharide không BÙI NGỌC HẠNH Page 11 tan nước mà tan mơi trường kiềm, có khả hấp phụ quang phổ hồng ngoại Đó thành phần màng tế bào thực vật - Polysaccharide vi sinh vật thường tích tụ đáng kể mơi trường lỏng Vi sinh vật có khả tổng hợp oligo polysaccharide Lượng oligo polysaccharide nội bào đạt tới 60% trọng lượng khô tế bào - Tất oligo polysaccharide tổng hợp cách kéo dài chuỗi saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide Đơn vị monosaccharide thêm vào tham gia phản ứng dạng nucleotide, monosaccharide hoạt hoá thường dẫn xuất uridin diphosphat (UDP-X) với nucleotide, purin pirimidin khác - Sự tổng hợp diễn theo phản ứng sau: …X-X-X-X- + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP n nhánh (n+1) nhánh - Cơ chế trình sinh tổng hợp diễn theo tổng hợp loại polysaccharide phân nhánh chưa rõ - Người ta cho thứ tự gốc đường tính đặc trưng tham gia chúng vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào enzyme transferase - Acetobacter xylinum sống thích hợp nhiệt độ 28-32oC Ở nhiệt độ trình hình thành sản phẩm có thạch dừa tốt BÙI NGỌC HẠNH Page 12 hình 3: Con đường hình thành hệ thống cellulose từ nguồn Glucose tế bào vi khuẩn Acetobacter Xylinum Hình 4: Bacterial cellulose cellulose thực vật 2.3 Vai trò Acetobacter xylinum quy trình sản xuất thạch dừa: Đầu tiên tế bào vi khuẩn tiết chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, tiếp hình thành sợi cellulose polime hoá từ đơn phân glucose vị trí α-1,6 tác dụng enzym có bao nhầy Các sợi BÙI NGỌC HẠNH Page 13 ngày dày lên kết nối với tạo thành lớp cellulose bên bao nhầy Lớp cellulose sau khỏi tế bào hồn tồn Dung dịch mơi trường ban đầu có dạng huyền phù mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau kết lại thành khối lớn dạng gel chứa tế bào vi khuẩn Bộ khung gel mạng lưới cellulose với thành phần chủ yếu nước Nó hình thành mức tối đa 30 phút sau có tiếp xúc vi khuẩn Acetobacter xylinum với glucose oxy CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA SINH KHỐI ACETOBACTER XYLINUM • Làm tả em bé • Làm băng vết thương, gạc đắp bị bỏng • Chất bán dẫn • Vật hấp thu chất độc mơi trường • Làm thức ăn cho người gia súc • Làm giá thể ni cấy vi sinh vật thay cho mơi trường Agar • Làm gương BÙI NGỌC HẠNH Page 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lượng, 2002 Công nghệ vi sinh – tập NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh Nguyễn Đức Lượng,2002 Cơ sở vi sinh vật – tập NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh 3.http://www.glib.hcmuns.edu.vn/gsdl/collect/tiensifu/index/assoc/HASH0c 79.dir/9.pdf 4.http://www.dost-bentre.gov.vn/index.php? option=com_content&task=view&id=1107&Itemid=84 5.http://www.sinhhocvietnam.com/forum/archive/index.php?t-1894 6.http://www.dhsphue.edu.vn/view/style1.asp?topic=000000000001431 7.http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/english/cellulose/index BÙI NGỌC HẠNH Page 15 MỤC LỤC 1.TỔNG QUAN VỀ THẠCH DỪA .2 1.1.TÍNH CHẤT THẠCH DỪA 1.2.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THẠCH DỪA 1.3.QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA .6 2.VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA 2.1.ĐẶC ĐIỂM CỦA ACETOBACTER .9 2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA ACETOBACTER XYLINUM 10 2.2.1.ĐẶC ĐIỂM 11 2.2.2SINH LY, SINH HÓA 11 2.3.VAI TRÒ CỦA ACETOBACTER XYLINUM TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA 13 3.CÁC ỨNG DỤNG CỦA SINH KHỐI ACETOBACTER XYLINUM .14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 BÙI NGỌC HẠNH Page 16 ...VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA TỔNG QUAN VỀ THẠCH DỪA: Dừa loại quen thuộc người Việt Nam, sản phẩm từ... giống theo tỷ lệ 1:10 Đậy, thau, chậu vải mỏng giấy báo Giữ nhiệt độ phòng 28-31oC vòng 48 giờ .Trong thời gian tránh khuấy động môi trường để tránh ảnh hưởng đến lớp thạch hình thành Bước 3:... phú t đểrá o ngâ m đườ ng Dịch đườ ng 70% bổsung chấ t mà u, chấ t mù i sả n phaå m VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA: BÙI NGỌC HẠNH Page tỉ lệ1kg/1lít dịch đườ ng 2.1 Đặc điểm Acetobacter: