Những biến động trong quá trình lên men

4. Tình hình nghiên cứu

1.6.Những biến động trong quá trình lên men

Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: một trong những điều kiện quan trọng để có được sự hoạt động sống của vi sinh vật là độ acid của môi trường. Acetobacter xylinum là một lòai chịu acid nên môi trường được điều chỉnh về pH 3,5 - 4 bằng acid acetic nồng độ 40%. Nhận thấy trong 4 ngày đầu pH tăng dần từ 3,78 đến 3,91. Sau đó giảm dần đến ngày thứ 10 thì đạt giá trị 3,35.

Các quá trình đồng hóa và dị hóa của vi sinh vật có liên quan đến việc tạo thành các acid hữu cơ như là sản phẩm trung gian và những sản phẩm cuối cùng của sự trao đổi chất. Nếu nguồn C không được vi khuẩn sử dụng hết thì có thể có sự tích lũy acid hữu cơ tương tứng trong dịch nuôi cấy. Sự tích lũy và tỷ lệ acid hữu cơ phụ thuộc vào từng chủng trong mỗi loài vi khuẩn vào thành phần của môi trường ,vào sự thông khí và các nhân tố khác. Đối với

Acetobacter xylinum việc lên men đi liền với hình thành các acid dicacboxylic không bay hơi (acid malic. fumaric, sucxinic), các keto acid (acid oxaloacetic,

26

pyruvic) như là các sản phẩm trung gian và các acid mono carboxylic bay hơi (acid propionic, acetic, đôi khi cả acid formic) như là các sản phẩm cuối cùng.

1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men Ảnh hƣởng của (NH4)2SO4

Tỉ lệ thành phần dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy có ý nghĩa quyết định đối với sự sinh trưởng và phát triển của Acetobacter xylinum. Nhân tố (NH4)2SO4 là một trong những nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của

Acetobacter xylinum. (NH4)2SO4 là nhân tố quan trọng cung cấp nguồn nitơ cho tế bào phát triển.

Để xác định được ảnh hưởng của (NH4)2SO4 tới quá trình tạo màng nhày, trước tiên cấy hai chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum.sp T7 và Acetobacter xylinum A24 trên môi trường cơ bản và thay đổi nồng độ của (NH4)2SO4 ở 8 nồng độ khác nhau: 0,25 ; 0,2; 0,15; 0,1; 0,08; 0,05; 0,03; 0,01 (%). Môi trường nuôi cấy tĩnh sau 20 ngày đem xác định độ dày của màng nhày ở các giá trị nồng độ (NH4)2SO4 khác nhau. Kết quả kiểm tra cho thấy độ dày màng tăng từ ngày thứ 5 trở đi và đạt giá trị cực đại ở ngày thứ 20. Ở giá trị nồng độ (NH4)2SO4 là 0,08% thì hàm lượng hemicellulose tạo ra là cao nhất. Kết quả này được giải thích như sau:

Mỗi loài vi sinh vật có một ngưỡng hấp thụ thích hợp các chất dinh dưỡng khác nhau là khác nhau. (NH4)2SO4 là nguồn cung cấp nito cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn Acetobacter xylinum. Nồng độ (NH4)2SO4 là 0,25; 0,2; 0,15; 0,1 % có thể là cao quá đối với yêu cầu của

Acertobacter xylinum do đó không hấp thụ hết lượng sulphate amone, lượng còn lại trong môi trường sẽ ức chế sự phát triển của tế bào vi khuẩn. Vì vậy, lượng hemicellulose tạo ra thấp hơn so với môi trường có nồng độ (NH4)2SO4

27

hơn so với yêu cầu cho sự phát triển của vi khuẩn nên lượng hemicellulose tạo thành thấp hơn cả.

Mặt khác, nitrogen còn có mặt trong nhiều thành phần cấu tạo như acid nucleic, phospholipid, một số coenzyme quan trọng như ATP, ADP, NADP, FAD và một số vitamin tham gia vào quá trình tạo thành hemicellulose. Nếu hàm lượng các chất đó quá cao hay quá thấp sẽ ảnh hưởng đến tính chất lý hoá của môi trường, vì vậy ảnh hưởng tới quá trình tạo thành hemicellulose của vi khuản Acertobacter xylinum, vì thế độ dày màng giảm so với mức 0,08%.

Ảnh hƣởng của (NH4)2PO4

(NH4)2PO4 vừa là nguồn cung cấp nitrogen, vừa là nguồn cung cấp phospho cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn acertobacter xylinum. Sự ảnh hưởng của (NH4)2PO4 tương tự như ảnh hưởng của (NH4)2SO4.

Ảnh hƣởng của nồng độ chất khô

Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành thạch dừa là 11,5 - 12o Bx. Nếu nồng độ chất khô cao quá, vi sinh vật có thể không sử dụng hết gây lãng phí đồng thời có thể gây ức chế họat động vi sinh vật. Nếu nồng độ chất khô quá thấp sẽ không đủ để cung cấp cho quá trình sống của vi sinh vật.

1.8. Đặc tính của sản phẩm 1.8.1. Phần cái 1.8.1. Phần cái

Thạch dừa được ngâm trong nước đường có bổ sung mùi của các loại trái cây như vải, nhãn, dâu,...

28

Màu sắc: trắng sữa. Cấu trúc: dai, chắc.

Mùi vị: mang mùi trái cây tùy thuộc vào từng loại sản phẩm.

1.8.2. Phần nƣớc

Tỷ lệ cái: nước là 50 : 50.

Nước đường có vai trò tạo vị ngọt và là môi trường bảo quản thạch dừa. Hàm lượng đường vào khoảng 30 - 45%.

pH đạt khoảng 4,5 - 5,5.

Nước phải trong và mang mùi đặc trưng riêng của từng sản phẩm.

1.9. Đóng gói, bảo quản và kiểm tra chất lƣợng

Sau khi sản xuất thạch dừa thô, trong thực tế người ta không bảo quản nguyên miếng thạch thô mà cắt ra thành viên thạch nhỏ hình vuông có kích thước từ 9 - 12mm, ép kiệt đóng bao ny lon và bao ngoài bằng bao PP, đem đến nơi sản xuất thạch dừa thành phẩm (thường là dạng thạch dừa nước đường). Tuy nhiên có thể bảo quản bằng cách ngâm miếng thạch dừa thô trong dung dịch acid acetic có độ chua cao (pH < 3) và không để miếng thạch tiếp xúc với không khí.

Không nên sử dụng chất tẩy trắng có Clo hoặc sunfur như clorine, chất tẩy đường (natri hydro sunfit), meta bisunfit,.. các chất này ngấm vào viên thạch sẽ có dư lượng không cho phép, đồng thời cách bảo quản này cũng không hiệu quả. Ngoài ra, cũng không nên bảo quản bằng phèn chua vì viên thạch sẽ có hàm lượng nhôm cao, hoặc phèn thường lẩn các kim loại khác như sắt thì sản phẩm thạch thành phẩm có màu không được trắng, do đó không đạt yếu tố cảm quan và an toàn thực phẩm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

29

Để cắt miếng thạch thô thành viên, ở Bến Tre các cơ sở cơ khí đều có thể làm được ngay các máy cắt thạch theo yêu cầu kích thước (thông thường thạch tiêu thụ trong nước có kích thước viên thạch từ 10 - 12mm lớn hơn viên thạch xuất khẩu sang Đài Loan là 8 - 10mm).

Hình 1.17. Thạch dừa thành phẩm

Trước khi nấu thạch thành phẩm, cần phải xả sạch nước chua trong viên thạch bằng cách ép nước chua và ngâm lại nước sạch xả nhiều lần hoặc để nguyên miếng thạch xả nước theo cách ngâm xả hoặc xả chảy tràn (cách này rất hao nước). Dù theo cách nào đi nữa cũng cần phải trung hòa chất chua bằng các chất kiềm (như sođa, sodium bicarbonate, không nên dùng NaOH) trước khi nấu thạch thành phẩm.

Tất cả các công việc trên đều rất quan trọng, nhà chế biến cần có kiến thức về sử dụng hóa chất an toàn vệ sinh thực phẩm, không thể tự ý xử lý theo cách nghĩ của mình nhằm sản phẩm làm ra được an toàn, được tiêu thụ trong cơ chế thị trường cạnh tranh và nhu cầu sử dụng ngày càng hướng đến chất lượng an toàn, có lợi cho sức khỏe.

30

Chỉ tiêu kỹ thuật của miếng thạch dừa

 Từ độ dày của miếng thạch (8 – 12 mm), cùng với khoảng cách chia đều trên máy cắt thạch (tùy theo yêu cầu, có thể từ 9 – 14 mm) mà viên thạch có hình dáng vuông khác nhau.

 Các viên thạch được ép để lấy bớt chất chua (đồng thời để nhẹ công vận chuyển) hoặc cứ để nguyên viên mà ngâm xả nước sạch nhằm kéo rút chất chua ra khỏi viên thạch.

 Tiếp tục ngâm trong dung dịch Na2CO3 3%, ít nhất 15 phút để trung hòa chất chua ngấm trong viên thạch.

 Đun sôi dung dịch này để đuổi chất carbonate thành khí carbonic dạng bọt lôi kéo các chất lơ lửng trong dung dịch.

 Xả bỏ nước sau khi nấu sôi, vớt thạch, để ráo, chờ chế biến. Biện pháp khắc phục các yếu tố ảnh hưởng tới thành phẩm

 Ức chế vi khuẩn và nấm men bằng cách sử dụng nồng độ đường cao. Với nồng độ đường khoảng 70 - 80 % nó sẽ tạo ra một áp suất thẩm thấu cao, sẽ hoàn toàn có thể ức chế được hoạt động của vi khuẩn và nấm men. Phương pháp bảo quản này được áp dụng đối với sản phẩm mứt thạch dừa.

 Sử dụng muối natribenzoate: Với nồng độ muối sử dụng khoảng 0,05 – 0,1%, sản phẩm thạch dừa có thể giữ được phẩm chất ban đầu sau 4 tháng.

31

Hình 1.19. Đóng gói sản phẩm.

32

Nước dừa

Chủng vi sinh vật

Môi trường sản xuất Nguyên liệu sản xuất thạch dừa

CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu

Hình 2.1. Nguyên liệu sản xuất thạch dừa

Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất thạch dừa là nước dừa già (lấy từ quả dừa khô) vào khoảng từ 10 - 12 tháng tuổi.

Nước dừa: trung bình một trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái dừa. Nước dừa 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 loãng.

2.1.1. Môi trƣờng sản xuất giống vi sinh vật

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 không có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một trong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng sản xuất ở quy mô công 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 chuyển 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.

33

Chuẩn bị môi trường:

 Nước dừa già được thu nhận ở các nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy. Thành phần gồm: đường, protein, dầu béo, khoáng, vitamin… hoà tan và một số tạp chất khác.

 Dùng vải lọc để loại bỏ tạp chất. Vải lọc được cố định trên rổ lọc. Dịch nước dừa sau khi lọc được thu vào thùng chứa. Cặn trên vải lọc được tách ra ngoài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP, đường glucose là nguồn cung cấp Nitrogen, khoáng… tạo môi trường tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp sản phẩm.

 Môi trường sau khi bổ sung dinh dưỡng được thanh trùng bằng cách đun sôi khoảng 10 - 45phút để tiêu diệt các vi sinh vật có trong môi trường. Sau đó làm nguội.

 Dùng acid acetic 40% chỉnh về pH = 3 - 3,5; chỉnh nhiệt độ đến 28- 32 C (pH, nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men).

2.1.2. Môi trƣờng nuôi cấy - Môi trường 1: Môi trường nước dừa già

Bảng 2.1. Môi trường nước dừa già.

Thành phần Hàm lƣợng

Acid acetic 5 ml

(NH4)2SO4 – SA 8g

(NH4)2PO4 2g

Sucrose 20g

34

- Môi trường 2: Môi trường nước cốt dừa

Bảng 2.2. Môi trường nước cốt dừa.

- Môi trường 3: Môi trường nước ép dứa 1

Bảng 2.3. Môi trường nước ép dứa 1.

Tỉ lệ dứa/nƣớc (g/ml) 1/10

SA (%) 0,8

DAP (%) 0,6

Sucrose (%) 2

- Môi trường 4: Môi trường nước ép dứa 2

Bảng 2.4. Môi trường nước ép dứa 2

Tỉ lệ cơm dừa/nƣớc (g/ml) 1/10 SA (%) 0,6 DAP 0,6 Sucrose (%) 6 Tỉ lệ dứa/nƣớc (g/ml) 1/30 SA (%) 0,8 DAP (%) 0,6 Sucrose (%) 6

35

2.1.3. Giống sản xuất

Nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu khi lên men tạo thạch dừa chính là dung dịch chứa vi khuẩn Acetobacter xylium

Giống Acetobacter xylinum được nuôi trong môi trường thạch nghiêng, thành phần gồm: SA 8g DAP 2g Sucrose 20g Agar 20g Nước dừa 1000ml

Các ống nghiệm chứa môi trường thanh trùng ở 121 C trong 20 phút. Cấy giống, để trong tủ ấm 3 - 4 ngày.

Tiến hành nhân giống, có thể qua 1 cấp hoăc hai cấp hoặc nhiều hơn tuỳ theo qui mô sản xuất. Thành phần môi trường nhân giống như trên nhưng không có agar gọi là môi trường dịch thể. Môi trường được khử trùng ở 100 C trong 30 phút . Để nguội đến 30 C, cấy giống theo tỉ lệ 10%. Lắc hay sục khí trong thời gian 18 - 20 giờ. Sau đó giống được đưa vào sản xuất.

36

2.2. Bố trí thí nghiệm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

2.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các loại đƣờng bổ sung vào môi trƣờng nƣớc dừa đến sự hình thành thạch dừa

Bảng 2.5. Khảo sát ảnh hưởng của các loại đường bổ sung vào môi trường lên men Nghiệm thức (nt) Loại đƣờng Nồng độ (%) Gl Glucose 10 S Sucrose 10 L Lactose 10 M Maltose 10 D Dextrin 10 Ga Galatose 10 ĐC Không bổ sung đường 0

Môi trường nước dừa già có bổ sung một trong các loại đường (Glucose, sucrose, lactose, maltose, dextrin, galatose) tùy theo từng nghiệm thức với tỉ lệ là 10%, pH = 5,0, hấp khử trùng ở 121o

C, 1 atm, trong 15 phút.

2.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ sucrose bổ sung vào môi trƣờng nƣớc dừa già đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa

Bảng 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ sucrose bổ sung vào môi trường nước dừa già đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa

NT Nồng độ Sucrose (%) S0 0 S1 2,0 S2 4,0 S3 6,0 S4 8,0 S5 10,0 S6 12,0 S7 14,0

37

Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose với các nồng độ khác nhau, pH = 5,0 hấp khử trùng ở 121o

C, 1 atm trong 15 phút.

2.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình hình thành thạch dừa

Bảng 2.7. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hình thành thạch dừa Nghiệm thức ( nt) Nhiệt độ ( to ) T1 15 T2 20 T3 25 T4 28 – 32 T5 35 T6 40

Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose 8%, pH = 5,0.

2.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến quá trình hình thành thạch dừa

Bảng 2.8. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hình thành thạch dừa

NT pH P1 2,5 P2 3,0 P3 3,5 P4 4,0 P5 4,5 P6 5,0 P7 5,5 P8 6,0 P9 9,5 P10 7,0 P11 7,5 P12 8,0

38

Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose 8%, pH thay đổi từ 2,5 đến 8,0 tùy theo từng nghiệm thức thí nghiệm, hấp khử trùng ở 121o

C, 1 atm trong 15 phút.

2.3. Lên men

Đổ môi trường vào các dụng cụ, cấy giống theo tỷ lệ 1:10. Đậy thau, chậu bằng vải mỏng hoặc giấy báo. Giữ nhiệt độ phòng ở 28 - 32oC trong vòng 9 - 15 ngày. Trong thời gian này tránh khuấy động môi trường để tránh làm cho lớp thạch đang hình thành bị tách lớp.

39

CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hƣởng của các loại đƣờng đến sự hình thành

thạch dừa trong nƣớc dừa ở pH = 5,0.

Trạng thái thạch dừa tạo thành chịu ảnh hưởng nhiều của đường.

Acetobacter xylinum có thể sử dụng glucose , sucrose , lactose , maltose , dextrin và galactose do đó ứng với mỗi lọai đường khác nhau mà ta sử dụng sẽ cho ra thạch dừa có trạng thái khác nhau.

Bảng 3.1. Ảnh hưởng của các loại đường đến sự hình thànhnthạch dừa khi nuôi cấy Acetobacter xylinum trong nước dừa ở pH = 5,0 sau 15 ngày lên men

NT Loại đƣờng Khối lƣợng thạch dừa Độ dày – Trạng thái

Gl Glucose 198,50 Dày – chắc S Sucrose 193,79 Dày – chắc L M Lactose Maltose 84,50 86,35 Màng mỏng – mềm Màng mỏng – mềm D Dextrin 81,20 Màng mỏng – mềm Ga Galactose 50,45 Màng mỏng – mềm

ĐC Không bổ sung đường 50,00 Màng mỏng – mềm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- Từ bảng 3.1. cho thấy việc bổ sung đường vào môi trường lên men làm gia tăng khối lượng thạch dừa .

- Đường galactose ít thích hợp cho quá trình lên men thạch dừa của vi khuẩn

Acetobacter xylinum vì khối lượng thạchdừa tạo ra (50,45g) cao hơn đối chứng (50,00g) không đáng kể.

40

- Khối lượng thạch dừa tạo ra sau 15 ngày lên men trong môi trường nước dừa già có bổ sung Dextrin (81,20g ); Maltose ( 86,35g ); Lactose ( 84,50g ) có cao hơn đối chứng (50,00g ).

- Trong đó cho thấy khi bổ sung sucrose và Glucose vào môi trường nuôi cấy thì khả năng tạo thạch dừa của Acetobacter xylinum gia tăng đáng kể, cụ