Quy trình chế biến thạch dừa

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 khuẩn Acetobacter xylinum

THÀNH VIÊN NHÓM FOREVER THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGUYỄN KIM HUỆ

PHẠM NGỌC MAI

NGUYỄN KHẮC DUY (LEADER)

NGUYỄN THỊ THẢO

LÝ THÁI DƯƠNG

NGUYỄN THỊ TƯỜNG VY

NGUYỄN THỊ THANH THÚY

NGUYỄN THÁI PHONG

LÊ THANH NGỌC

LÝ THÙY TRANG

MỤC LỤC

I.TỔNG QUAN 03

1)Sản phẩm 03

2)Nguyên liệu 04

3)Bản chất sinh hóa của quá trình sản xuất 07

4)Vi sinh vật sử dụng trong quá trình 07

II.QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA 12

1)Quy trình sản xuất thạch dừa thô 12

2)Quy trình chế biến thạch dừa 14

III.THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUY TRÌNH 15

1)Quy mô thủ công: 15

2)Quy mô công nghiệp: 15

IV TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG .15

1)Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sản phẩm 15

2)Các yếu tố ảnh hưởng 17

V.TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

I.TỔNG QUAN.

1)Sản phẩm

a)Giới thiệu:

- 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 khuẩn Acetobacter xylinum.

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 ngon

- 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 kiêng 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 thể 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

b)Cấu trúc của thạch dừa:

- Bản chất của thạch dừa là một màng nhầy 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 dừng lại ở những nghiên cứu chế biến thành những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phẩm giải khát

- 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 khuẩn Acetobacter xylinum chuyển 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 kể (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.

2)Nguyên liệu

a)Nguyên liệu :

Nguyên liệu chính trong sản xuất thạch dừa là 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

Bảng 1: Thành phần hóa học của nước dừa

STT Thành phần Khối lượng

Bảng 2: Các vitamin có trong nước dừa

1 2 3

Acid ascorbic Penthothennic Acid nicotinic

3 0.052 0.064

4 5

Acid folic Riboflavin

0.03 0.00001

Bảng 3: Các acid amin có trong nước dừa

(% khối lượng/ amin tổng số) 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Acid glutamic Arginine Leucine Lysine Proline Aspartic Tyrosine Alamine Histidine Phenyl alanin Senine Cystein

14.5 12.75 4.18 4.51 4.12 3.6 2.83 2.41 2.05 1.23 0.91 1.17

Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già vào khoảng 11 -12 tháng tuổi Ở thời điểm này nước dừa già nhiều dinh dưỡng khó sử dụng làm thức ăn hay thức uống Nước dừa già khô là phế phẩm trong quá trình sơ chế cơm dừa hoặc cơm dừa nạo sấy Do đó, sử dụng nguồn nguyên liệu này không những giải quyết dược mối lo ngại cho các nhà sản xuất giảm nguy cơ làm ô nhiễm môi trường mà còn sản xuất được sản phẩm có giá trị sử dụng cao từ nước dừa

Lượng đường khử, protein và pH trong nước dừa ở các trái có độ chín tăng dần

của thành phố San Pablo (Anzaldo, 1975) :

( Bảng 4)

Tuổi Tháng

Đường khử g/100 ml

Protein g/100 ml pH 4

5 6 7 8 9

2.20 2.25 2.39 2.56 2.63 2.89

0.104 0.210 0.262 0.356 0.504 0.512

4.90 4.87 4.92 4.92 5.17 5.40

b)Thành phần môi trường sản xuất :

-Môi trường 1: môi trường nước dừa già:

Acid acetic (NH4)2SO4 - SA (NH4)2PO4 Saccharose Nước dừa già

5 ml 8g 2g 20g

1000 ml -Môi trường 2: môi trường nước cốt dừa:

Tỉ lệ cơm dừa/nước

SA DAP Saccharose

1/10 (g/ml) 0.6 (%) 0.6 (%)

6 (%) -Môi trường 3 : môi trường nước ép dứa

Tỉ lệ dứa/nước SA DAP Saccharose

1/10 (g/ml) 0.8 (%) 0.6 (%)

2 (%)

3)Bản chất sinh hóa của quá trình sản xuất.

- Quá trình hình thành cellulose được nhà bác học Muhlethaler sử dụng kính hiển vi điện tử để nghiên cứu và cho rằng: Đầu tiên các tế bào vi khuẩn sẽ tiết ra chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, tiếp đó là sự hình thành các sợi cellulose được polime hoá từ các đơn phân glucose ở vị trí α-1,6 dưới tác dụng của enzym có trong bao nhầy Các sợi này ngày càng dày lên và được kết nối với

nhau tạo thành lớp cellulose bên trong bao nhầy Lớp cellulose này sau đó được thoát ra khỏi tế bào hoàn toàn

- Dung dịch môi trường ban đầu có dạng huyền phù mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau đó kết lại thành khối lớn hơn dạng gel chứa các tế bào vi khuẩn trong

đó Bộ khung của gel là mạng lưới cellulose với thành phần chủ yếu là nước Nó được hình thành ở mức tối đa chỉ 30 phút sau khi có sự tiếp xúc giữa vi khuẩn

Acetobacterium xylium với glucose và oxy.

4)Vi sinh vật sử dụng trong quá trình.

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

a)Đặc điểm của giống vi khuẩn Acetobacter:

- Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi trong

tự nhiên và có thể 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, trong đó có nhiều loài có ý nghĩa kinh

tế

-Vi khuẩn 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 1.0-8.0μm)

• Có thể di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao), hoặc không di động (không 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 cacbon

khác nhau nhưng không sử dụng được tinh bột

• Tế bào đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi

• Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng thay đổi tuỳ loại:

- Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc.

- Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc.

- Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo.

- Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã.

- Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành

váng không chắc chắn

hoá muối (NH4)+ và phân giải pepton Một số loài đòi hỏi một số acid amin nhất định như acid pantothenic và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S …ở dạng muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ Do đó bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây…là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát

triển của vi khuẩn actobacter

thành acid acetic, một số loài acetobacter còn tổng hợp được vit B1, vit B2,

oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng trong công nghiệp sản xuất vit C)

…

b)Phân loại vi khuẩn Acetobacter:

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

trông giống Acetobacter, nhưng đáng chú ý nhất là bảng phân loại

Acetobacter của J-Frateur-1950 Sau đây là một số loài quan trọng nhất:

• Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, không chuyển động và chúng có thể liên

kết 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 oxyhoá cồn tạo thành 6% acid acetic Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 340C Nếu nhiệt độ cao quá

400C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê Thường thấy chúng phát triển trong bia

• Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành ván dày, và không

bền vững, có khả năng tích luỹ 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)

• Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyển

hoá glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuẩn 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: trực khuẩn dài 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 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 chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp) Phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25-300C

• Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá

dày.Váng có chứa hemicellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh Có thể tích luỹ 4.5% acid acetic trong môi trường Thường gặp loài vi khuẩn này cùng với nấm men trong “nấm chè”, còn gọi là “thuỷ hoài sâm”, một loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng theo cách làm của nghười Trung Hoa Đó là một loại nước chua có vị thơm dùng để pha nuớc giải khát trong các gia đình người Trung Hoa, trên mặt nước có một váng vi sinh vật dày được nuôi sống bằng nước chè và đường

• Acetobacter pasteurianum: trực khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khô và

nhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc Iod Có khả năng o xyhoá và tạo 6.2% acid acetic

c)Phân lập Acetobacter:

- Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ giấm, rượu, bia, hoa quả, chuối 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, chỉ cần lấy một phần rượu hoà với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ

ở tủ ấm 30OC trong 2-3 ngày Rượu sẽ đục và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng Lấy váng mỏng này pha loãng ra, và phân lập trên môi trường thạch dĩa

- Để ức chế sự phát triển của các loại nấm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào

môi trường phân lập 1-1.5% acid acetic

Do những ưu điểm vượt trội của chủng Acetobacter xylinum đã được nêu ở

trên nên Acetobacter xylinum đựoc ứng dụng trong sản xuất thạch dừa.

d)Giống Acetobacter xylinum:

- Đặc điểm :

Chủng Acetobacter xylinum này có nguồn từ

Philippin Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi

khuẩn acetic Theo hệ thống phân loại của nhà

khoa học Bergey thì Acetobacter xylinum

thuộc: lớp Schizommycetes, bộ

Pseudomonadales, họ Pseudomonadieae.

Hình1 Vi khuẩn A xylinum

hình que dài khoảng 2μm, gram âm, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi, có khả năng di động nhờ tiên mao

hemicellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod và H2SO4

kiện pH < 5, nhiệt độ khoảng 28-320 C và có thể tích luỹ 4.5% acid acetic

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

- Sinh lý, sinh hóa:

• A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế

bào vi khuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme Enzyme này có thể polyme hoá glucose thành cellulose

• A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi 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 của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường lỏng Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide Lượng các oligo và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào

• Tất cả các oligo và 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 phản ứng ở dạng 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

n nhánh (n+1) nhánh

ra theo sự tổng hợp các loại

polysaccharide phân nhánh hiện chưa rõ

gốc đường và tính đặc trưng tham gia của chúng vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme transferase

thích hợp ở nhiệt độ 28-320C Ở nhiệt độ này quá trình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất

II.QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA.

1.Quy trình sản xuất thạch dừa thô:

Thuyết minh quy trình :

Chuẩn bị giống để sản xuất :

- Giống: Các vi khuẩn Acetobacter xylinum.

- Nhân giống:

 Giống Acetobacter xylinum được nuôi trong môi trường thạch nghiêng,

thành phần gồm:

SA 8 g

DAP 2 g

Saccharose 20 g

Agar 20 g

Nước dừa 1000 ml

 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 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

Chuẩn bị môi trường :

- Nguyện liệu: 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 Có thể sử dụng các nguyên liệu thay thế đã trình bày ở phần trên

- Lọc: 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 Ngoài ra còn có thể sử dụng thiết bị lọc (lọc khung bản) trong môi trường công nghiệp để đạt năng suất cao

- Trộn đều: Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP, đường glucose là nguồn cung cấp Nitơ, khoáng… khuấy trộn đều bằng máy khuấy trộn (hoặc các dụng cụ khuấy trộn thủ công khác) để tạo môi trường tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp sản phẩm

- Đun: Môi trường sau khi bổ sung dinh dưỡng được thanh trùng bằng cách đun sôi khoảng 10-45’ để tiêu diệt các vi sinh vật có trong môi trường

- Làm nguội: Sau khi đun đạt yêu cầu thì tiến hành 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)

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 28-320C 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

Thu nhận thạch dừa khô :

- Sau khoảng 9-15 ngày dùng vợt đề vớt khối cellulose ra khỏi dịch lên men Sau

đó rửa khối cellulose bằng nước lạnh