quy trình sản xuất thạch dừa

Cụ thể ở những vùng có nhiều dừa thì quá trình sản xuất thạchdừa từ nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao, bởi nó vừa tốt cho quátrình lên men khi cân bằng thành phần dinh

Trang 1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1

I Giới thiệu chung về nước dừa 1

1 Đặc điểm và cấu tạo của trái dừa 1

2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của nước dừa 3

3 Sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa lí theo độ tuổi thu hoạch của nước dừa 6

3.1 Độ pH, hàm lượng chất khô hòa tan và độ đục 6

3.2 Hàm lượng acid Ascorbic, đường tổng, đường khử 6

3.3 Hàm lượng protein và lipid trong nước dừa 7

3.4 Hàm lượng khoáng trong nước dừa 8

CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN NGUYÊN PHỤ LIỆU 10

I Nước dừa 10

1 Chỉ tiêu vật lí và hóa lí 10

2 Chỉ tiêu cảm quan và độ tuổi thu hoạch 10

3 Chỉ tiêu vi sinh 10

II Phụ liệu 11

1 Nước 11

2 Đường saccharose 14

2.1 Thành phần hóa học chính 14

2.2 Tiêu chí lựa chọn đường 15

3 DAP 16

3.1 Đặc điểm trạng thái và tính chất 16

3.2 Tiêu chí chọn DAP 16

4 Natri benzoate 17

4.1 Chỉ tiêu cảm quan 17

4.2 Chỉ tiêu hóa học 18

5 Acid acetic 18

6 Sunphat amon ([NH4]2SO4) 19

7 Acid citric 20

8 Hương liệu tổng hợp 21

8.1 Tính chất của các loại hương liệu 21

8.2 Hương dừa ( Coconut flavor) 22

9 Sodium carbonate anhydrous Na2CO3 23

9.1 Trạng thái, tính chất 23

Trang 2

9.2 Tiêu chí lựa chọn 23

10 Magnesium sulphate heptahydrate MgSO4.7H2O 24

10.1 Tính chất 24

10.2 Chỉ tiêu lựa chọn 24

11 Peptone 24

11.2 Tiêu chí lựa chọn 24

12 Cao nấm men 24

12.2 Chỉ tiêu lựa chọn 24

CHƯƠNG 3: VI SINH VẬT VÀ TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN GIỐNG 26

I Vi khuẩn Acetobacter 26

1 Đặc điểm của Acetobacter 26

2 Phân loại Acetobater 26

II Vi khuẩn Acetobacter xylinum 28

1 Đặc điểm hình thái 29

2 Đặc điểm sinh lí – sinh hóa 30

2.1 Bacterial cellulose (BC) 30

2.2 Vai trò của cellulose đối với A.xylinum: 31

2.3 Quá trình tổng hợp sản phẩm: 32

2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo màng của vi khuẩn 34

III Tiêu chí chọn giống nuôi cấy 37

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 39

I SƠ ĐỒ KHỐI 39

II THUYẾT MINH QUY TRÌNH 40

1 Quá trình lọc 40

1.1 Mục đích công nghệ 40

1.2 Các biến đổi của nguyên liệu 40

1.3 Thiết bị sản xuất 40

1.4 Thông số công nghệ 41

2 Phối trộn 42

Trang 3

2.5 Cách tiến hành khuấy trộn 43

3 Thanh trùng 43

3.4 Thiết bị và thông số công nghệ 45

4 Chỉnh pH 46

5 Quá trình nhân giống 47

5.2 Biến đổi của nguyên liệu 47

5.3 Cách thức tiến hành nhân giống 47

6 Lên men 50

6.2 Biến đổi của nguyên liệu trong quy trình chế biến 50

6.3 Cách tiến hành 52

6.4 Thiết bị 52

7 Tách khối cellulose và rửa 52

8 Tạo hình 54

8.5 Các yếu tố ảnh hưởng 55

9 Trung hòa 55

9.2 Các biến đổi nguyên liệu 55

Trang 4

9.3 Thiết bị 56

10 Làm sạch 56

11 Gia nhiệt 57

11.3 Thiết bị 58

12 Quá trình ngâm đường 58

12.1 Chuẩn bị dịch syrup 58

12.1.2 Lọc syrup 60

12.2 Quá trình ngâm đường 63

13 Quá trình chiết rót, đóng gói 64

65

14 Quá trình thanh trùng 65

15 Quá trình dán nhãn, hoàn thiện 66

CHƯƠNG 5: MÔ TẢ VÀ TIÊU CHÍ CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM THẠCH DỪA 68

I MÔ TẢ SẢN PHẨM 68

Trang 5

II TIÊU CHÍ CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM 68

1 Cảm quan 68

2 Thành phần dinh dưỡng 69

3 Chỉ tiêu vi sinh 69

4 Các chỉ tiêu hóa lý 70

5 Hàm lượng kim loại nặng 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

Trang 6

PHỤ LỤC HÌNH

Hình 1 Buồng dừa và hoa dừa 1

Hình 2 Cấu tạo trái dừa 2

Hình 3 Trái dừa 2

Hình 4 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng K, Na, Ca trong nước dừa ( mg/l) theo tháng tuổi thu hoạch từ 8-12 tháng 8

Hình 5 Phân tử đường saccharose 14

Hình 6.Công thức cấu tạo của natri benzoate 16

Hình 7.Công thức cấu tạo của acid Citric 19

Hình 8 Vi khuẩn Acetobacter Xylinum 28

Hình 9 Quá trình hình thành cellulose 30

Hình 10 Các phản ứng hoá học trong quá trình tổng hợp cellulose 32

Hình 11 Cơ chế sinh tổng hợp cellulose 33

Hình 12 Ảnh hưởng của pH đến độ dày của màng BC 35

Hình 13 Thiết bị lọc ép dạng khung bản 41

Hình 14 Thiết bị khuấy trộn dạng mái chèo 43

Hình 15 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng 45

Hình 16 Thiết bị giữ nhiệt dạng ống xoắn 45

Hình 17 Thiết bị chỉnh pH 46

Hình 18 Bồn giữ giống 50

Hình 19 Các biến đổi quan trọng trong quá trình lên men của vi khuẩn Acetobacter xylinum 51

Hình 20 Khay lên men thạch dừa 52

Hình 21 Băng tải lưới 53

Hình 22.Thiết bị rửa phun 53

Hình 23 Máy cắt thạch dừa 55

Hình 24 Bồn ngâm Na2CO3 56

Hình 25 Thiết bị rửa dạng băng tải có thanh gạt 57

Hình 26 Nồi nấu thạch dừa 58

Hình 27 Nồi nấu syrup 60

Hình 28 Thiết bị lọc khung bản 61

Hình 29 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng 62

Hình 30 Thiết bị ngâm đường 63

Hình 31 Thiết bị chiết rót 65

Hình 32 Thiết bị thanh trùng Tunnel 66

Hình 33 Thiết bị dán nhãn 67

Hình 34 Sản phẩm thạch dừa 68

Trang 7

PHỤ LỤC BẢNG

Bảng 1 Trọng lượng quả và các bộ phận của trái dừa qua các tháng trồng 2

Bảng 2.Thành phần hóa học của nước dừa 4

Bảng 3 Các acid amin có trong nước dừa 4

Bảng 4 Lượng đường khử và protein có trong nước dừa vào các giai đoạn khác nhau.5 Bảng 5 Hàm lượng vitamin và chất khoáng trong nước dừa 5

Bảng 6 Độ pH, hàm lượng chất khô hòa tan, độ đục của nước dừa 6

Bảng 7 Hàm lượng acid ascorbic, đường tổng, đường khử của nước dừa 7

Bảng 8.Hàm lượng protein và lipid của nước dừa 7

Bảng 9 Hàm lượng các chất khoáng của nước dừa theo thời gian trồng ( mg/l) 8

Bảng 10 Một số thông số vật lý và hóa lý của nước dừa 9

Bảng 11 Tiêu chuẩn vi sinh lựa chọn nước dừa 9

Bảng 12 Một số chỉ tiêu nước theo QCVN 01:2009/BYT 10

Bảng 13 Các chỉ tiêu hóa lí của nước uống ở Châu Âu ( trích từ bảng quy định số 80/778/ EEC 12

Bảng 14 Các chỉ tiêu của đường trắng (TCVN-6995:2001 về đường trắng) 14

Bảng 15 Chỉ tiêu cảm quan đường saccharose 15

Bảng 16 Các chỉ tiêu chất lượng của DAP 16

Bảng 17 Chỉ tiêu cảm quan của Natri benzoate 16

Bảng 18 Chỉ tiêu hóa học của Natri benzoate 17

Bảng 19 Chỉ tiêu chất lượng của acid acetic 18

Bảng 20 Thành phần Sunphat amon 18

Bảng 21 Chỉ tiếu chất lượng của Ammonium sulphate 18

Bảng 22 Chất lượng acid citric sử dụng trong thực phẩm được quy định theo TCVN 5516-1991 19

Bảng 23 Chỉ tiêu hóa - lý của acid citric 20

Bảng 24 Chỉ tiêu lựa chọn hương dừa 22

Bảng 25 Tiêu chuẩn lựa chọn Na2CO3 22

Bảng 26 Tiêu chí lựa chọn MgSO4.7H2O 23

Bảng 27 Tiêu chí lựa chọn Peptone 23

Bảng 28 Chỉ tiêu lựa chọn của cao nấm men 24

Bảng 29 Sự khác biệt giữa các loài Acetobacter 27

Bảng 30 Ảnh hưởng của pH đến quá trình phát triển của A.xylinum 34

Bảng 31 Trạng thái thạch dừa phụ thuộc nhiệt độ 35

Bảng 32 Thành phần dinh dưỡng của một số môi trường nuôi cấy chủng vi sinh vật Acetobacter xylinum BHN2 36

Bảng 33 Khả năng tạo màng của Acetobacter xylinum BHN2 trong các môi trường khác nhau 37

Bảng 34 Thành phần môi trường nuôi cấy với vi khuẩn Acetobacter xylinum BHN2.37 Bảng 35 Thành phần môi trường sau phối trộn 43

Bảng 36 Môi trường hoạt hóa vi khuẩn Acetobacter xylinum BHN2 49

Bảng 37 Thành phần dinh dưỡng của thạch dừa 69

Trang 8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

I Giới thiệu chung về nước dừa

1 Đặc điểm và cấu tạo của trái dừa

Cây dừa có tên khoa học là Cocos nucifera L, thuộc ngành Hiển hoa bí tử, nhóm Đơn tử diệp, bộ Spacidiflorales, họ Palmae, chi Cocos, loài Nucifera Đặc điểm

của bộ này là thân tròn, suông, không nhánh, có mô bao lấy phát hoa Hoa được mangtrên một gié to, gọi là buồng, hoa đực riêng, hoa cái riêng nhưng trên cùng một cây

Trái dừa là một trái nhân cứng đơn mầm, bao gồm một gáo cứng bao bọc phầncơm dừa bên trong; nhân bên ngoài là lớp xơ dừa dày Cấu tạo cắt ngang trái dừa già

từ ngoài vào trong gồm có hai phần, là lớp biểu bì và hạt Phía ngoài là lớp biểu bìnhẵn, có sáp; kế đến là lớp trung bì (vỏ trái dừa) chứa xơ màu nâu, trong cùng là lớp

gỗ màu vàng nâu rất cứng, gọi là lớp nội bì (vỏ trái trong hay gáo dừa) Dưới lớp nội

bì là hạt dừa Cấu tạo của hạt dừa như sau: bên ngoài và vỏ hạt (lớp màng mỏng màunâu đỏ, dính chặt vào gáo); bên trong chứa phôi nhũ (còn gọi là cơm dừa) trắng bóng,dày 1 - 2 cm và nước dừa, có màu trắng đục, chiếm ¾ lòng gáo

Hình 1 Buồng dừa và hoa dừa

Một trái dừa khi chín có thành phần trung bình như sau (tính theo phần trămkhối lượng trái): cơm dừa chiếm 30%, vỏ dừa chiếm 33,5%, gáo dừa chiếm 15% vànước dừa chiếm 21%

Trang 9

Hình 2 Cấu tạo trái dừa

Hình 3 Trái dừa Bảng 1 Trọng lượng quả và các bộ phận của trái dừa qua các tháng trồng

(g)

Xơ dừa(g)

Gáo dừa(g)

Cơm dừa(g)

Nước dừa(ml)Tháng thứ 8 2642 ± 329 1248 ± 152 303 ± 28 296 ± 71 767 ± 71Tháng thứ 9 2486 ± 384 1169 ± 321 238 ± 40 352 ± 67 600 ± 113Tháng thứ 10 2326 ± 385 1002 ± 156 270 ± 48 471 ± 77 565 ± 129Tháng thứ 11 1931 ± 151 658 ± 62 202 ± 15 511 ± 26 541 ± 64Tháng thứ 12 1808 ± 157 663 ±65 195 ± 19 507 ± 44 446 ± 55

2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của nước dừa

Trang 10

Đối với quả dừa tươi thì thành phần quan trọng nhất là nước dừa Một trái dừatrung bình có chứa 300 ml nước, chiếm 21-25% trọng lượng trái dừa Nước dừa cóchứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường, protein, lipid, vitamin và các khoáng chất vớinồng độ rất loãng.

Hiện nay tại Việt Nam và một số quốc gia, nguồn nguyên liệu chính để sản xuấtthạch dừa là nước dừa Tùy theo giống dừa, tuổi của quả dừa mà các thành phần hóahọc trong nước dừa có khác nhau Lượng đường khử tổng và protein trong nước dừatăng lên khi dừa càng chín (cao nhất là vào tháng thứ 9, sau đó giảm dần) Đường ởđây có thể là glucose, sucrose hay sorbitol

Việc chọn lựa nguyên liệu nước dừa để làm môi trường nuôi cấy tạo thạch dừadựa trên rất nhiều lí do Cụ thể ở những vùng có nhiều dừa thì quá trình sản xuất thạchdừa từ nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao, bởi nó vừa tốt cho quátrình lên men khi cân bằng thành phần dinh dưỡng hợp lí cho vi khuẩn lên men pháttriển và giải quyết được vấn đề môi trường khi nước dừa già là phế thải từ các nhà máysản xuất sản xuất cơm dừa nạo sấy

Do đó, việc tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền, phế phụ liệu từ các quátrình sản xuất thực phẩm khác sẽ là một lựa chọn tối ưu, đem lại hiệu quả kinh tế caocho quá trình sản xuất thạch dừa

Bảng 2 Thành phần hóa học của nước dừa

ST Thành phần % khối lượng

Trang 11

Chất khôĐường tổng sốTroKNaCaMgFeCuPSProteinDầu béo

Tỷ trọng

4,712,080,023,121,52,93,00,010,043,73,40,550,741,02

Bảng 3 Các acid amin có trong nước dừa

Đường khử tổng (g/100g) Protein

Trang 12

2,252,392,562,632,892,79

0,210,2620,3560,5040,5120,512

Bảng 5 Hàm lượng vitamin và chất khoáng trong nước dừa

( μgg /ml) Khoáng vi lượng

Hàm lượng( μgg /ml)Acid Ascorbic

KNaCaMgFeCuSP

3,121,502,093,000,010,043,403,70

Ngoài ra, trong nước dừa còn có một số chất kích thích sinh trưởng như Diphenyl Urea, Hexitol, Phyllococosine, Ribosid, Myo-imisitol, Sorbitol,cylleeinositol, Zeatin… Hoạt tính chung của nước dừa là do tác dụng tổng hợp củatừng loại hợp chất có trong nước dừa Các chất này tương đối chịu nhiệt, vì vậy nướcdừa còn phát huy tác dụng tốt sau quá trình thanh trùng

1,3-3 Sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa lí theo độ tuổi thu hoạch của nước dừa

3.1 Độ pH, hàm lượng chất khô hòa tan và độ đục

Bảng 6 Độ pH, hàm lượng chất khô hòa tan, độ đục của nước dừa

Hàm lượngchất khô hòatan ( g/100ml)

Độ đục

Tháng thứ 8 5.6 ± 0.27 6.01 ± 0.46 0.65 ± 0.08

Trang 13

Độ đục nước dừa tăng dần theo độ tuổi, ở tháng thứ 8 là thấp nhất ( 0.65 0A) vàtháng thứ 12 là cao nhất ( 0.9 0A) Do độ đục tỉ lệ thuận với độ tuổi của quả dừa có thểgiải thích là do khi dừa càng già thì hàm lượng lipid càng cao do đó độ đục tăng lên.

3.2 Hàm lượng acid Ascorbic, đường tổng, đường khử

Hàm lượng Acid ascorbic cao sẽ làm cho nước dừa có vị chua, do đó cần chọnthời gian thích hợp để thu hoạch tùy theo mục đích ứng dụng Hàm lượng đường tổngtrong nước dừa cũng có vai trò quan trọng đến mục đích sử dụng Hàm lượng đườngcao giúp vị ngọt tăng lên

Bảng 7 Hàm lượng acid ascorbic, đường tổng, đường khử của nước dừa

Chỉ tiêu Acid ascorbic

( mg/ ml)

Đường tổng( g/100ml)

Đường khử( g/100ml)Tháng thứ 8 6.85 ± 0.6 10.04 ± 1 8.02 ± 0.71

Trang 14

nước dừa lại giảm theo độ tuổi, cao nhất ( 10.04%) ở tháng thứ 8 và thấp nhất ( 4.56%)

ở tháng 12 Do vậy, nước dừa càng về già thì độ ngọt càng giảm đi Và hàm lượngđường khử trong nước dừa cao nhất ở tháng thứ 8 và thấp nhất ở tháng thứ 12

3.3 Hàm lượng protein và lipid trong nước dừa

Hàm lượng protein và lipid trong nước dừa cũng đóng vai trò rất quan trọng,chúng cung cấp được một phần acid amin cần thiết cho cơ thể Lipid cao cũng đóngvai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng từ nước dừa Kết quả ở bảng dướicho thấy hàm lượng protein trong nước dừa tăng dần theo độ tuổi và dao động từ 4.1 –8.8 g/100 ml

Bảng 8.Hàm lượng protein và lipid của nước dừa

Chỉ tiêu Protein ( g/100 ml) Lipid ( g/100 ml)

3.4 Hàm lượng khoáng trong nước dừa

Hình 4 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng K, Na, Ca trong nước dừa ( mg/l) theo tháng

tuổi thu hoạch từ 8-12 tháng

Trang 15

Bảng 9 Hàm lượng các chất khoáng của nước dừa theo thời gian trồng ( mg/l)

Hàm lượng K trong nước dừa rất cao từ 1609-1894 mg/l, cao nhất ở tháng thứ 8

và thấp nhất ở tháng thứ 12 Trong khi đó hàm lượng Na lại tăng dần theo độ tuổi từ158-346 mg/l Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Ca dao động từ 221-289 mg/l Sựhiện diện của Ca trong nước dừa với hàm lượng cao cho thấy đây là nguồn bổ sung Cađáng kể cho người sử dụng Đặc biệt ở các tháng tuổi thứ 11 và 12 hàm lượng này đạtgiá trị cao nhất Do đó, nước dừa ở giai đoạn này có thể sử dụng trực tiếp hoặc làmnguyên liệu để sản xuất các sản phẩm bổ sung Ca

CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN NGUYÊN PHỤ LIỆU

1 Chỉ tiêu vật lí và hóa lí

Bảng 10 Một số thông số vật lý và hóa lý của nước dừa

Thông số vật lý và hóa lý Giá trị

Tỉ trọng (250C) (g/100ml) 1,028

Chỉ số peroxide (POV) Không phát hiện

Trang 16

Bảng 12 Một số chỉ tiêu nước theo QCVN 01:2009/BYT

STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giới hạn tối đa cho phép

Trang 17

Mức caonhất chophép

Trang 18

14 Nitrite mg/l 0.1

Không pháthiện bằngphươngpháp cảmquan

Trang 19

 Giúp hoàn thiện vị ngọt cho sản phẩm.

 Là nguồn Carbon cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật giống

II.1 Thành phần hóa học chính

- Đường saccharose: là một loại đường đôi thuộc nhóm Oligo saccharide, là

disaccharide của glucose và fructose Saccharose được tạo thành từ một gốc

α−glucose và một gốc β−fructoseliên kết với nhau bằng liên kết 1,2- glycoside

Hình 5 Phân tử đường saccharose

- Saccharose có dạng bột kết tinh mịn màu trắng, không mùi với vị ngọt dễ chịu

- Độ nhớt dung dịch đường tăng khi nồng độ đường tăng và giảm khi nhiệt độtăng

- Saccharose tan tốt trong nước, nhiệt độ càng cao độ tan càng tăng

- Nguồn saccharose chủ yếu trong dinh dưỡng người là đường mía và đường củcải

II.2 Tiêu chí lựa chọn đường

Bảng 14 Các chỉ tiêu của đường trắng (TCVN-6995:2001 về đường trắng)

Chỉ tiêu Đường cát trắng hạng IHàm lượng saccharose, % CK 99.62

Bảng 15 Chỉ tiêu cảm quan đường saccharose

Hình dạng Dạng tinh thể tương đối đều, tươi khô, không vón cục

Mùi vị Mùi vị cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt,

không có mùi lạ

Trang 20

Màu sắc Tất cả tinh thể đều là trắng óng ánh Khi pha trong dung dịch

nước thì thu được dung dịch đường trong suốt

3 DAP

3.1 Đặc điểm trạng thái và tính chất

 Dạng hạt tinh thể màu trắng, điểm nóng chảy là 155℃, hòa tan trong nước dễdàng, không hòa tan trong rượu, tạo thành monoamonium phosphate khi tiếpxúc với không khí

 Là chất dinh dưỡng cung cấp cho vi khuẩn Acetobacter xylynum trong quá trình

lên men

 Tùy thuộc vào tổng hàm lượng dinh dưỡng (N + P2O5) %, DAP được chia thành

2 loại như sau:

 Loại đặc biệt, tổng hàm lượng dinh dưỡng (N + P2O5) là 64 % Ký hiệu:DAP 18-46 hoặc DAP 16-48, trong đó 18 hoặc 16 là hàm lượng nitơ tổng;

46 hoặc 48 là hàm lượng phospho hữu hiệu

 Loại 1: tổng hàm lượng dinh dưỡng (N + P2O5) là 61 % Ký hiệu: DAP

16-45, trong đó 16 là hàm lượng nitơ tổng; 45 là hàm lượng phospho hữu hiệu

Bảng 16 Các chỉ tiêu chất lượng của DAP

Chỉ tiêu

MứcLoại đặc biệt18-46 hoặc 16-48

Loại 116-45Hàm lượng nitơ tổng, tính theo nitơ (N), %, không 18 (16) 16

Trang 21

nhỏ hơnHàm lượng phospho pentoxit P2O5, %, không nhỏ

- Là muối natri của của acid benzencarboxylic ( phenylcarboxylic)

- Công thức hóa học: C7H5NaO2

 Công thức cấu tạo:

Bảng 17 Chỉ tiêu cảm quan của Natri benzoate

Tên chỉ tiêu Đặc điểmTrạng thái Bột tinh thể, dạng mảnh hay hạt

Mùi vị Không có mùi lạ

4.2 Chỉ tiêu hóa học

Bảng 18 Chỉ tiêu hóa học của Natri benzoate

Các hợp chất clo hữu cơ, %

Kim loạiChìHàm lượng C7H5NaO2, %

CKAsen (As)

≤ 0,07

≤ 2mg/kg

≥99 (tính theo chế phẩm khô)

≤ 3mg/kg

Trang 22

5 Acid acetic

 Acid Acetic (thực phẩm):

- Công thức phân tử: CH3COOH

- Khối lượng phân tử: 60,05

- Nhiệt độ sôi: 118,2 0C

- Dạng lỏng, trong suốt, mùi đặc trưng, mùi gắt, vị chua

- Tan trong nước, rượu, ete, benzene, cồn, ester, aceton và cloroform Ở nhiệt độdưới 160C, acid acetic với hàm lượng nước dưới 1% trông giống như nước đá,thường gọi là acid băng Là một acid yếu, có đầy đủ tính chất của một acid

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, acid acetic được sử dụng theo mã phụ giathực phẩm E260, nó được sử dụng như một gia vị điều chỉnh vị chua và là một phụ giathực phẩm được phê chuẩn để sử dụng trong EU, Hoa Kỳ và Úc và New Zealand

 Tác dụng:

- Làm dưa giấm các loại rau quả: dưa chuột, củ cải đường, cải bắp, hành…

- Tẩy rửa và muối các loại fillet cá

- Dùng trong công nghiệp hoá chất (tổng hợp acetone, acetylcenlulose, dungmôi hữu cơ, dược phẩm) cao su, sơn, thuốc nhuộm, thực phẩm, tẩy vải

Bảng 19 Chỉ tiêu chất lượng của acid acetic

Trang 23

N 20,8 - 21

 Đặc điểm trạng thái

- Sunphat amon có dạng tinh thể màu trắng hay xám trắng, xám xanh lục

- Nếu bảo quản phân lâu ở điều kiện nhiệt độ, ẩm độ cao (300C) Sunphat amon

dễ bị mất đạm ở dạng NH3 Kết quả vừa bị mất N (tạo mùi khai nơi lưu giữ) vừalàm tăng độ chua tự do của phân

Bảng 21 Chỉ tiếu chất lượng của Ammonium sulphate

Tên chỉ tiêu Giới hạn (%)Hàm lượng N (% khối lượng) ≥ 21

Hàm lượng acid tự do ≤0,03Hàm lượng sắt (Fe) ≤0,007Hàm lượng Asen (As) ≤0,00005

 Tạo đường nghịch đảo, tăng vị cho sản phẩm

Hình 7.Công thức cấu tạo của acid Citric

 CTCT: C6H8O7

 Khối lượng phân tử: 192.123 g/mol

 Khối lượng riêng: 1.665 g/cm³

 Nhiệt độ nóng chảy: 1530C

Trang 24

3 Mùi Dung dịch acid Citric trong nước cất nồng độ

khối lượng 20g/ dm3 không có mùi

Bảng 23 Chỉ tiêu hóa - lý của acid citric

Hàm lượng acid citric Không thấp hơn 99.5%

Độ hòa tan

Rất dễ tan trong etanol, dễtan trong nước, ít tan trong

eteHàm lượng nước

- Dạng khan, % khối lượng, không

- Dạng ngậm một phân tử nước, %

Hàm lượng tro sulfat, % khối

Hàm lượng oxalat, mg/kg, không

Hàm lượng sulfat, mg/kg, không

Trang 25

Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn

8 Hương liệu tổng hợp

8.1 Tính chất của các loại hương liệu

Hương liệu thực phẩm hiện nay đã và đang được sử dụng khá phổ biến trong cácngành công nghiệp chế biến thực phẩm cũng như trong cuộc sống hằng ngày, chúng cótác dụng tạo nên các mùi vị, màu sắc đặc trưng khác nhau cho các món ăn, thức uống.Bên cạnh hương liệu tự nhiên là các loại hương liệu được chiết xuất bằng hóa chất và

lẽ dĩ nhiên chúng cần trải qua quy trình kiểm tra gắt gao cũng như độ an toàn đảm bảosức khỏe người tiêu dùng

 So sánh các loại hương liệu thực phẩm

Như đã nói, hương liệu thực phẩm gồm 2 loại cơ bản là loại có nguồn gốc tự nhiên(tinh chất) và loại được tổng hợp từ các loại hóa chất, những giá trị của của hai loạihương liệu này có đặc điểm hoàn toàn khác biệt

- Đối với loại có nguồn gốc tự nhiên, chúng thường được chưng cất từ các

nguyên liệu chính gốc tự nhiên (trái cây, ca cao, cà phê…) và phải trải qua mộtquá trình lâu dài, nghiêm ngặt để cho ra sản phẩm cuối cùng, chính vì vậy đây

là loại hương liệu có chất lượng tốt nhất và an toàn cho sức khỏe nhất, đồngthời khả năng tạo hương vị cũng rất tốt Để tạo nên một lượng hương liệu thựcphẩm tự nhiên đôi khi phải tiêu tốn một lượng nguyên liệu rất lớn, chúng sẽ bịtiêu hao đáng kể trong quá trình chưng cất nên giá thành thường đắt hơn rấtnhiều so với loại còn lại

- Về hương liệu thực phẩm tổng hợp: chúng được tạo nên từ các loại axit hữu cơ

được phép sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, trải qua quá trình chiếttách sẽ cho ra sản phẩm cuối cùng có màu sắc và hương vị rất giống với sảnphẩm tự nhiên, tuy vậy chúng không thể đạt được chất lượng và độ an toàn caonhư hương liệu tự nhiên Giá thành rẻ chính là lý do chúng được sử dụng phổbiến trong công nghiệp chế biến bánh kẹo, thức uống, thực phẩm đóng hộp…

Trang 26

- Dạng bột, màu trắng.

- Tan tốt trong nước.

- Tỉ khối ( ở 40 0C): 0,908 – 0,921

- Chỉ số khúc xạ: 1,448 – 1,45.

- Hương dừa là hỗn hợp chứa nhiều thành phần từ các chất như: whole milk

powder, maltodextrine, corn starch, nonalactone, octolactone, vanillin, dextrose,anti – caking agent

 Trạng thái: dạng bột hay các hạt nhỏ màu trắng

 Không tan trong nước, có khả năng hấp thụ nước, hấp thụ độ ẩm trong khôngkhí dần dần trở thành một hydrate

Trang 27

- Dạng tinh thể màu trắng, có mùi, vị đắng, dễ tan trong nước.

- Tan 710 g/L trong nước ở 20°C, tan được trong alcohol và glycerol

- Peptone có dạng bột, màu vàng nâu, có khả năng hòa tan trong nước.

- Còn được gọi là cao thịt, nó có chứa các chất đạm hữu cơ, đường, muối khoáng

và các vitamin

- Được sử dụng làm môi trường cung cấp các nguồn dinh dưỡng cần thiết cho sự

phát triển của vi khuẩn Acetobacter

Trang 28

12.1 Tính chất

- Bột màu vàng đỏ hay vàng nâu, không hòa tan trong nước nhiều nhưng lại háp

thụ ẩm một cách dễ dàng

- Cao nấm men giàu protein, có thể lên tới 70% nên là một thành phần cần thiết

cho việc sử dụng của vi khuẩn Acetobacter

Trang 29

CHƯƠNG 3: VI SINH VẬT VÀ TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN GIỐNG

I Vi khuẩn Acetobacter

1 Đặc điểm của Acetobacter

- Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và

được phân lập từ dấm, rượu, hoa quả

- Có hơn 20 loài đã được phân lập và mô tả và trong đó có nhiều loài có giá trị

kinh tế cao

- Hình dạng - kích thước

 Hình que (0.3-0.6 x 1-8 m)

 Có (hoặc không có) tiên mao đơn hoặc chu mao

- Sinh lý - sinh hóa

 Hiếu khí bắt buộc, có thể sống trong môi trường acid

 Không sinh bào tử

 Có khả năng đồng hóa các nguồn carbon trừ tinh bột

 Tế bào đứng riêng lẻ hoặc kết thành từng chuỗi

 Có khả năng tạo váng trên môi trường lỏng

 Có khả năng đồng hóa muối (NH4)+ và phân giải pepton

 Ngoài khả năng thủy phân ethanol thành acid acetic, một số loài

Acetobacter còn có khả năng tổng hợp vitamin B1, B2, oxi hóađường sorbit thành đường sorbose trong công nghiệp sản xuấtvitamin C

2 Phân loại Acetobater

- Acetobacter schutzenbachii:

 Trực khuẩn, khá dài

 Tạo váng dày và không bền vững

 Có khả năng tích lũy trong môi trường 11.5% acid acetic

 Do đó, được dùng trong công nghiệp sản xuất giấm (ở Đức)

- Acetobacter soboxydans:

 Tạo váng mỏng, dễ vỡ

 Có khả năng chuyển hóa glucose thành acid gluconic và sorbit thànhsorbose

Trang 30

 Cần cung cấp các acid như acid para aminopenzoic, acid panthoteric,acid nicotinic để chúng có thể sinh trưởng tốt.

- Acetobacter orleansen:

 Trực khuẩn, dài trung bình không di động,

 Tạo váng rất dày trên môi trường dịch thể,

 Ở nhiệt độ cao, tế bào vi khuẩn có thể kéo dài hoặc phình to

 Có thể phát triển ở nồng độ rượu cao (10 - 12%) và tích lũy được9.5% acid acetic

 Được dùng trong công nghiệp sản xuất giấm từ rượu vang (ở Pháp)

- Acetobacter xylinum:

 Trực khuẩn, có thể di động hoặc không

 Tạo váng nhăn, dày và chắc

 Váng bắt màu xanh khi gặp H2SO4 và I2

 Có thể tích lũy 4.5% acid acetic

 Được dùng trong công nghiệp sản xuất thạch dừa

 Trực khuẩn, ngắn, không di động và xếp thành từng chuỗi dài

 Tạo váng khô, nhăn nheo và bắt màu xanh khi gặp I2

Trang 31

Bảng 29 Sự khác biệt giữa các loài Acetobacter

Dựa vào những ưu điểm vượt trội mà Acetobacter xylinum được chọn làm giống để

sản xuất thạch dừa và một số ứng dụng khác dùng trong y học và mỹ phẩm

II Vi khuẩn Acetobacter xylinum

Acetobacter Xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic có nguồn gốc từ Philippines, là

loài vi khuẩn tạo được nhiều bacterial cellulose nhất trong tự nhiên Một tế bào

A.xylinum có thể chuyển hóa 108 phân tử glucose thành cellulose trong 1 giờ.

Theo khóa phân loại của Bergey, A.xylinum thuộc:

Trang 32

 Lớp Schizomycetes.

 Bộ Pseudomonadales.

 Họ Pseudomonadaceae.

1 Đặc điểm hình thái

A.xylinum có dạng hình que, thẳng, kích thước khoảng 2µm thay đổi tùy loại Các

tế bào đứng riêng lẻ hoặc xếp thành chuỗi (các chuỗi ngắn từ 6 – 8 tế bào), có thể di

động hoặc không, không sinh bào tử, gram (-) A.xylinum là loài hiếu khí bắt buộc do

đó chúng tăng trưởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trường lỏng và môi trường khí

Hình 8 Vi khuẩn Acetobacter Xylinum

Khi phát triển trên môi trường nuôi cấy, các tế bào được bao bọc bởi chất nhầy tạothành váng nhăn khá dày, bắt màu xanh với thuốc nhuộm iod và acid sulfuric

Trên môi trường thiếu thức ăn hoặc môi trường đã nuôi cấy lâu, A xylinum dễ dàng

sinh ra những tế bào có hình thái đặc biệt: tế bào có thể phình to hoặc kéo dài, đôi khilại có dạng phân nhánh

2 Đặc điểm sinh lí – sinh hóa

Acetobacter xylinum là vi sinh vật hiếu khí bắt buộc, cho phản ứng Catalase dương

tính Nó có khả năng oxy hoá tiếp tục ethanol thành acid acetic CH3COOH, chuyển

Trang 33

hoá được glucose thành acid, glycerol thành dihydroxyaceton, tổng hợp được cellulosenhưng không có khả năng sinh trưởng trên môi trường Hoyer và không tạo sắc tố nâu.

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

triển ở 370C ngay cả trong môi trường dinh dưỡng tối ưu Theo Bergey, nhiệt độ tối ưu

để A xylinum phát triển là 25 – 300C Còn theo Marcormide (1996) thì A xylinum có

thể phát triển ở pH từ 3 – 8, nhiệt độ là 12 – 350C và nồng độ ethanol lên đến 10%.Bản thân nó có thể tích lũy 4,5% acid acetic (sản phẩm sinh ra trong quá trình hoạt

động của A xylinum), tuy nhiên khi nồng độ của sản phẩm tăng lên quá cao thì chúng

lại bị ức chế ngược

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

glucose, fructose, mannitol, sorbitol; hiệu suất sẽ thấp hơn khi sử dụng glycerol,lactose, sucrose, maltose

Acetobacter xylinum không sinh độc tố.

2.1 Bacterial cellulose (BC)

Sự tổng hợp lớp màng cellulose ngoại bào của vi khuẩn A xylinum được nhà

bác học Brown báo cáo lần đầu tiên vào năm 1886 Tuy nhiên đến nửa sau thế kỉ XX,các nhà khoa học mới thực sự nghiên cứu rộng rãi về BC

BC có cấu trúc hóa học tương tự như cấu trúc của cellulose thực vật (plantcellulose - PC), là chuỗi polymer của các nhóm glucose liên kết với nhau qua cầu nối

 - 1,4 – glucan Các chuỗi glucan liên kết với nhau bằng liên kết Valder waals tạo nênlớp các chuỗi glucan Lớp này chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, sau đó lớp này sẽ liênkết với nhau bằng liên kết hydro tạo thành các sợi cơ bản Các sợi cơ bản liên kết vớinhau tạo thành vi sợi, rồi sau đó tạo thành các bó và các sợi

Hình 9 Quá trình hình thành cellulose

Trang 34

So với PC thì BC có độ polymer hóa cao hơn và kích thước nhỏ hơn, BC có độpolymer hóa từ 2000 – 6000, có trường hợp lên đến 16000 hay 20000 Trong khi đó,khả năng polymer hóa của PC chỉ từ 13000 – 14000.

 Một số tính chất của BC:

 Độ tinh sạch: độ tinh sạch tốt hơn rất nhiều so với các cellulose khác,

có thể phân hủy sinh học, tái chế hay phục hồi hoàn toàn

 Độ bền cơ học: có độ bền tinh thể cao, sức căng lớn, trọng lượng thấp,

ổn định về kích thước và hướng

 Tính hút nước: có khả năng giữ nước đáng kể (lên đến 99%), có tínhxốp, ẩm độ cao, có thể chịu được một thể tích đáng kể trên bề mặt (lựcbền cơ học cao)

2.2. Vai trò của cellulose đối với A.xylinum:

Theo Costeron (1999), trong môi trường tự nhiên, vi khuẩn có khả năng tổng hợpcác polysaccharide ngoại bào để hình thành nên lớp vỏ bảo vệ bao quanh tế bào, vàmàng BC là một ví dụ như thế Hệ thống lưới polymer làm cho các tế bào có thể bámchặt trên bề mặt môi trường và làm cho tế bào thu nhận chất dinh dưỡng dễ dàng hơn

so với khi tế bào ở trong môi trường lỏng không có mạng lưới cellulose Một số nhà

khoa học còn cho rằng cellulose được tổng hợp bởi A xylinum còn đóng vai trò tích

trữ và có thể được sử dụng khi vi sinh vật này thiếu nguồn dinh dưỡng Sự phân hủycellulose đuợc xúc tác bởi enzyme exo – hay endo – glucanase, sự hiện diện cả hai loại

enzyme này được phát hiện trong dịch nuôi cấy một vài chủng A xylinum Nhờ vào

tính dẻo và tính thấm nước của lớp cellulose mà các tế bào vi khuẩn kháng lại đượcnhững thay đổi không thuận lợi trong môi trường sống như giảm lượng nước, thay đổi

pH, xuất hiện các chất độc và các vi sinh vật gây bệnh Có những ghi nhận rằngcellulose bao quanh tế bào vi khuẩn bảo vệ chúng khỏi tia cực tím Khoảng 23% số tế

bào A xylinum được bao bọc bởi BC sống sót sau 1giờ xử lí bằng tia cực tím Khi tách

BC ra khỏi tế bào, khả năng sống của chúng giảm đáng kể, chỉ còn 3%

Khi nuôi cấy vi khuẩn A xylinum trong môi trường có nguồn dinh dưỡng đầy

đủ (chủ yếu là carbohydrate, vitamin B1, B2, B12… và các chất kích thích sinhtrưởng), chúng sẽ thực hiện quá trình trao đổi chất của mình bằng cách hấp thụ dinh

Trang 35

dưỡng từ môi trường bên ngoài vào cơ thể, một phần để cơ thể sinh trưởng và pháttriển, một phần để tổng hợp cellulose và thải ra môi trường Ta thấy các sợi tơ nhỏphát triển ngày càng dài hướng từ đáy lên bề mặt trong môi trường nuôi cấy.

Đầu tiên các tế bào Acetobacter xylinum sẽ tiết ra enzyme invertase để thủy phân đường saccharose thành glucose và fructose Để thực hiện phản ứng đồng phân hóa, A Xylinum tiết enzyme isomerase, chuyển hóa fructose thành glucose

Vi khuẩn tiết ra chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, đồng thời hấp thu glucose vàthực hiện các quá trình chuyển hóa tạo thành ba sản phẩm trung gian là glucose-6-phosphase, glucose-1-phosphase, UDP-glucose (Uridine diphospho-glucose) dưới tác

dụng lần lượt của ba enzyme là glucokinase, phosphoglucomutase và

UDP-glucopyrophospholyase:

Trang 36

Hình 10 Các phản ứng hoá học trong quá trình tổng hợp cellulose

Tương tự như các thực vật, vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo vàpolysaccharide nội bào, lượng oligo và polysaccharide nội bào đạt tới 60% khối lượngkhô tế bào, còn polysaccharide ngoại bào có thể vượt nhiều lần khối lượng của vi sinhvật Thành tế bào cũng chứa một lượng lớn polysaccharide Tất cả các oligo vàpolysaccharide được tổng hợp bằng cách thêm một đơn vị monosaccharide vào chuỗisaccharide có trước Đơn vị monosaccharide tham gia phản ứng dưới dạng nucleotide,monosaccharide được hoạt hóa thường là dẫn xuất của uridin – diphosphat (UDP – X,

đối với A.xylinum thì X là glucose) nhưng đôi khi là các nucleotide purin và pyrimidin

khác Sự tổng hợp diễn ra theo phản ứng chung sau:

…X-X-X-X + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP

Từ đó hình thành nên các sợi cellulose và các sợi này sẽ được đưa ra bên ngoài

tế bào, kết hợp với nhau tạo thành các váng cellulose

Trang 37

Hình 11 Cơ chế sinh tổng hợp cellulose

2.4.1 Hàm lượng các chất

 Nguồn Carbon:

- Là một trong những thành phần quan trọng của môi trường nuôi cấy vi sinh vật

Nguồn carbon mà A.xylinum có thể sử dụng như: glucose, fructose, glycerol, saccharose…Tuy nhiên, A.xylinum không sử dụng được tinh bột.

- Hàm lượng đường của nước dừa là không cao do đó cần bổ sung đường vào để

đảm bảo cơ chất cung cấp cho quá trình sinh trưởng, phát triển và lên men của

vi khuẩn

- Tuy nhiên, trong môi trường chứa quá nhiều đường dẫn đến áp suất thẩm thấu

tăng, gây ức chế vi sinh vật Do đó cần cân nhắc và lựa chọn nồng độ thích hợp

 Nguồn Nitơ:

- Trong công nghiệp lên men người ta chủ yếu sử dụng nguồn nitơ vô cơ như

(NH4)2HPO4 và (NH4)2SO4

Trang 38

- Nếu nồng độ NH4 quá cao, vi khuẩn không sử dụng hết gây lãng phí Mặt kháckhi nồng độ quá cao có thể gây ức chế vi sinh vật Tuy nhiên nếu nồng độ NH4+quá thấp khiến cho vi khuẩn không đủ chất dinh dưỡng để sinh trưởng tốt, ảnhhưởng đến năng suất quá trình lên men.

 Hàm lượng khoáng và các yếu tố sinh trưởng:

Tuy chỉ cần một lượng rất nhỏ so với hai thành phần vừa nêu trên nhưngkhoáng và yếu tố sinh trưởng lại rất cần thiết cho vi khuẩn

2.4.2 Yếu tố môi trường

 pH:

- A.xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH nằm trong khoảng 4 đến 5,5 và đạt giá trị

cao nhất ứng với pH = 4,5 Nếu pH quá thấp (pH <3) hay quá cao (pH>7) thì

hầu như A.xylinum không phát triển, điều này ảnh hưởng đến việc sinh trưởng

(g)

Độdày(cm)

Định dạng
Số trang	77
Dung lượng	5,62 MB