quy trinh san xuat thach dua

Giới thiệu sản phẩm Hiện nay trên thế giới những nước trồng dừa và sản xuất các sản phẩm từ dừa nhiềunhất như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam…vấn đề đang được quantâm là

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN

MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA

GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG

Danh sách sinh viên:

MỤC LỤC

PHẦN 1: TỔNG QUAN 3

I. Giới thiệu sản phẩm 3

1 Định nghĩa 4

2 Nguồn gốc 4

3 Cấu trúc của thạch dừa 4

4 Phân loại 5

5 Lợi ích của thạch dừa 7

II NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THẠCH DỪA 7

2.1 Nước dừa 7

2.2 Vi sinh vật 12

2.3 Các nguyên liệu phụ khác 17

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THẠCH DỪA 18

1 Sơ đồ quy trình công nghệ 18

2 Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ 19

3 các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 29

PHẦN 3: SẢN PHẨM THẠCH DỪA 34

1 Đánh giá chất lượng sản phẩm 34

2 Một số hình ảnh sản phẩm đang có mặt trên thị trường 36

PHẦN 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

PHẦN 1: TỔNG QUAN

I Giới thiệu sản phẩm

Hiện nay trên thế giới những nước trồng dừa và sản xuất các sản phẩm từ dừa nhiềunhất như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam…vấn đề đang được quantâm là lượng nước dừa hằng năm thải ra từ các nhà máy cơm dừa nạo sấy là rất lớn và

đó là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Việc tận dụngnước dừa già vào sản xuất là nhu cầu cấp thiết để giải quyết vấn đề môi trường và làmtăng giá trị sử dụng của dừa Trong số các thành tựu đạt được, thì vấn đề sử dụng nướcdừa già để sản xuất thạch dừa là một hướng giải quyết hiệu quả và có nhiều triển vọng.Thạch dừa (Nata de coco) được tạo thành bởi sự lên men vi khuẩn Acetobacterxylinum trong môi trường nước dừa già và nước cốt dừa Thạch dừa là sản phẩm trắngtrong như thạch agar, hơi dai, có bản chất hoá học là polysaccharide nên không có giátrị dinh dưỡng cao, nhưng có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hoàbài tiết được tốt hơn Chế phẩm từ dừa này còn có tác dụng phòng ngừa ung thư và cóthể giữ cho da được mịn màng

Những năm gần đây, số lượng người mắc bệnh béo phì ở các nước phát triển đanggia tăng rất nhanh Thạch dừa -loại thực phẩm chứa ít năng lượng và có giá trị cảmquan cao- là một phương thuốc thần diệu để giảm nguy cơ mắc bệnh béo phì

1 Định nghĩa

Thạch dừa (Nata de coco) được tạo ra từ sự lên men nước dừa bởi vi khuẩnAcetobacter xylinum trong môi trường nước dừa già có bổ sung các chất dinh dưỡngcần thiết Đây là một trong số các loại thực phẩm thương mại đầu tiên ứng dụng từcellulose vi khuẩn Sản phẩm thạch dừa là một món ăn tráng miệng dai, trong suốt vàrất Thạch dừa thô là sản phẩm trắng trong như thạch agar, hơi dai, có bản chất hoá học

là polysaccharide nên không có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng có đặc tính kích thíchnhu động ruột làm cho việc điều hoà bài tiết được tốt hơn Chế phẩm từ dừa này còn

có tác dụng phòng ngừa ung thư và có thể giữ cho da được mịn màng

Hình 1: Hình ảnh thạch dừa thô

2 Nguồn gốc

Thạch dừa (Nata de coco) có nguồn gốc từ Philippin Hiện nay, không chỉ ngườidân ở Philippine mà người dân ở các nước khác trên thế giới cũng rất thích món ăn nàyđặc biệt là người Nhật Bản

Năm 1992, thạch dừa bắt đầu được giới thiệu ở Nhật Bản như một sản phẩm thựcphẩm ăn kiệng 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 ungthư 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

3 Cấu trúc của thạch dừa

Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose Do thạch dừa

có bản chất là polysaccharide ngoại bào nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vựckhác nhau Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa mới chỉ dừng lại ở những nghiêncứu chế biến thành những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phẩm giải khát

- Hàm ẩm của thạch dừa: Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cấu trúc thạchdừa của các thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộmôn công nghệ hoá học và dầu khí trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, thì thạch dừa

là một mạng polymer sinh học, có khả năng giữ nước rất lớn Miếng thạch dừa sau khisấy ở 900C thì mỏng như tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc Kết quả xác địnhhàm ẩm của thạch dừa là 99%, thể hiện rõ bản chất háo nước của thạch dừa (do chuỗipolymer của mạng thạch dừa chứa các nhóm –OH nên rất dễ dàng tạo liên kết hidrovới nước)

- Cấu trúc mạng polysaccharide của thạch dừa: Thạch dừa có cấu trúc mạng làcác 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 khuẩnAcetobacter xylinum đã chuyển động hỗn loạn không theo quy luật Đó là nguyênnhân tạo nên tính dai và chắc về mọi phía của miếng thạch Bên cạnh đó, mạng luônluôn ngậm một lượng nước đáng kể (99%) Thành phần monosaccharide chính củathạch dừa là socboza nằm ở dạng L-socboza, thường chứa trong vi khuẩn lên men dịchtrái cây Công thức cấu tạo của L-socboza là:

CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2-OH

4 Phân loại.

Thạch dừa được phân thành các loại dựa trên đặc điểm của nó bao gồm:

4.1 Dựa trên tính chất của sản phẩm thì bao gồm thạch dừa thô và thạch dừa thànhphẩm

4.2 Dựa trên bao bì sản phẩm: thạch dừa đựng trong bao bì nilon và, thạch dừa đựngtrong hũ nhựa

Hình 2: phân loại thạch dừa theo bao bì chứa đựng

4.3 Dựa trên màu sắc và mùi vị

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại thạch dừa với nhiều mùi vị khác nhau.Thcạh dừa hiện nay có rất nhiều loại với các loại mùi vị độc đáo

Hình 3: Thạch dừa hương cam

hình 4: Thạch dừa hương dứa

Hình 5: Thạch dừa hương dâu

5 Lợi ích của thạch dừa

Trong thạch dừa có hàm lượng chất xơ cao rất tốt cho hệ thống tiêu hoá Thạch dừacung cấp ít năng lượng và không chứa cholesterol

II.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THẠCH DỪA

2.1.1 Nguồn gốc

Nước dừa được thu mua chủ yếu từ các cơ sở sản xuất cơm dừa nạo sấy (nướcdừa là phế liệu ở các cơ sở chế biến cơm dừa nạo sấy) Ở những vùng có nhiều dừa thìsản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi

nó rất tốt cho quá trình lên men vừa giải quyết vấn đề môi trường Tuy nhiên ở nhữngvùng không có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một trong những điểm hạn chế dẫnđến khó ứng dụng trong sản xuất ở quy mô công nghiệp

2.1.2 Phân loại

Nước dừa trong sản xuất thạch dừa gồm 2 loại là nước dừa già và nước dừa non

Hình 6: Hình ảnh nước dừa

2.1.3 Thành phần hóa học của 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 thấp

Bảng 1: Thành phần hóa học của nước dừa già và nước dừa non

 Lượng đường khử có trong nước dừa tăng đều đặn từ 1,5% đến 5 – 5,5% trongnhững tháng đầu của quá trình chín và sau đó giảm chậm đến khoảng 2% ở giai đoạnquả chín hoàn toàn Khi quả chín hoàn toàn thì khoảng 90% đường tổng trong nướcdừa là sucrose.

− Khoáng

 Nước dừa non chứa hầu hết các khoáng chất như: K, Na, Ca, P, Fe, Cu, S và Cl.Trong số đó thì K chiếm hơn phân nửa lượng khoáng chất, điều này có thể giải thích là

do ảnh hưởng của chế độ bón phân Kali

 Nước dừa non giàu K và một số khoáng chất khác giữ một vai trò quan trọngtrong việc tăng sự bài tiết chất thải

Bảng 2: Các Vitamin có trong nước dừa

Bảng 3: Các acid amin có trong nước dừa

 Nước dừa non có chứa acid ascorbic (vitamin C) và các vitamin nhóm B.

 Lượng vitamin C trong khoảng 2,2 – 3,7 mg/ml và lượng này giảm dần khicơm dừa cứng dần

Bảng 4: Các vitamin nhóm B trong nước dừaVitamin nhóm B trong nước dừa

ThiaminePyridoxine

 Chất kích thích sinh trưởng:

 Trong nước dừa có chứa nhiều chất kích thích sinh trưởng như: diphenieriea, hexitol, phylbcocosine, cytokininin, zeatin, ribosid, myoinositol, scyllo-inositol, sorbitol

1,3-2.1.4 Giá trị dinh dưỡng của nước dừa

- Nước dừa là một thức uống bổ dưỡng, làm mát và tăng cường sinh lực cơ thể.Nước dừa chứa lượng đường vừa đủ cung cấp cho cơ thể dưới dạng đường dễ tiêu hóa(chủ yếu là glucose, fructose và saccarose) Nước dừa chứa nhiều đạm cần thiết cho cơthể dưới dạng nitơ acid amin thay thế và không thay thế Nước dừa còn chứa nhiềuvitamin và chất khoáng Lượng vitamin C trong 1 trái dừa đủ cung cấp cho nhu cầu cơthể mỗi ngày Ngoài ra nước dừa còn chứa một số vitamin nhóm B như niacin, acidpantothenic, biotin, riboflavin, acid folic, thiamin và pyridoxin tìm thấy ở dạng vết.Nước dừa đặc biệt chứa nhiều khoáng chất như natri, kali, canxi, magiê, sắt, đồng,phospho, lưu huỳnh và clorua

- Nước dừa có nhiều tính năng chữa bệnh như:

 Nước dừa là thức uống bổ dưỡng cho người già và người bệnh, chữa suy dinhdưỡng

 Nước dừa chứa những hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triển

 Nước dừa loại trừ chất độc trong trường hợp bị ngộ độc khoáng, giúp khử trùng

và ngăn nhiễm trùng đường tiết niệu, lợi tiểu, chữa bệnh sốt mật

 Nước dừa dùng hiệu quả trong chữa trị bệnh thận và sỏi bóng đái, bệnh tả, diệtgiun, sán, lãi…

 Nước dừa có thể được tiêm vào tĩnh mạch trong các trường hợp khẩn cấp thaythế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ dàng được cơthể chấp nhận.

 Nước dừa giúp nhanh chóng hấp thụ các loại thuốc vào cơ thể và làm các thuốcnày đạt tập trung ở nồng độ cao nhất trong máu

 Nước dừa làm giảm độ acid, làm giảm sưng tấy trong dạ dày

2.1.5 Mặt trái của nước dừa

Nước dừa chứa lượng Kali cao làm mất cân bằng hệ điện phân trong tế bào,ngoài ra nước dừa còn chứa khá nhiều đường không thích hợp cho người bị bệnh tiểuđường và béo phì

Theo quan điểm dân gian thì nước dừa thuộc âm, tức là có tính giải nhiệt, làmmát, làm mềm yếu gân cơ, hạ huyết áp Nước dừa rất có hại cho sức khỏe nếu uốngnhiều và thường xuyên (3 – 4 trái/ngày) nhất là bệnh nhân suy nhược, huyết áp thấp,người hay lạnh Lạm dụng nước dừa có thể phát sinh ra các bệnh: huyết áp thấp, cườmnước (mắt), nhức đầu kinh niên, suy nhược thần kinh, thấp khớp, mỏi mệt gân cốt, trĩnội, rong kinh, lòi dom, dễ xuất huyết nội…

Nước dừa chỉ có hại khi ta lạm dụng hay sử dụng vào các trường hợp bệnh cấm

kỵ dùng (trĩ, huyết áp thấp, cảm lạnh, thấp khớp, mệt tim do lạnh…) Dùng nước dừakhông đúng lúc cũng có hại như dùng nước dừa với đá vào buổi tối (3 yếu tố âm cộnglại: nước dừa, lạnh, buổi tối) rất dễ bị bệnh

2.1.6 Ứng dụng của nước dừa

Do thành phần hóa học có trong nước dừa rất đa dạng và có giá trị dinh dưỡngnên nước dừa đã được sử dụng như một loại nước giải khát phổ biến Cải thiện nướcdừa bằng các chất chống oxy hoá như acid ascorbic, thêm đường 8 – 10% và điềuchỉnh pH về 4.2 – 4.3, cho vào 0.1 – 0.15% sodium citrate hoặc sodium benzoate

Nuớc dừa còn là môi trường nuôi cấy vi khuẩn Một số nhà khoa học tin rằng nókhông những thích hợp mà còn kích thích sự tăng trưởng của vi khuẩn

Nước dừa dùng để nuôi nấm men Saccharomyces fragilis tạo ra protein đơn bào

bổ sung nguồn protein thực phẩm cho con người Dùng nước dừa để nuôi nấm men có

ưu điểm là không cần bổ sung một số chất dinh dưỡng

Nước dừa dùng để sản xuất thạch dừa Thạch dừa là sản phẩm hiện nay rất đượcphổ biến và ưa chuộng

Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nướcdừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó vừa rất tốt cho quá trình lên men lại vừa giảiquyết được vấn đề môi trường (nước dừa già là phế thải từ các nhà máy sản xuất cơmdừa nạo sấy) Tuy nhiên, ở một số vùng không có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là mộttrong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng sản xuất ở quy mô công nghiệp Vìvậy, vấn đề đặt ra cần phải giải quyết là môi trường lên men phải xuất phát từ nhữngnguồn 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

2.2 Vi sinh vật

2.2.1 Tên vi sinh vật

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

2.2.2 Đặc điểm giống vi khuẩn Acetobacter

− Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãitrong tự nhiên và có thể phân lập được các vi khuẩn này từ không khí, đất, nước, lươngthực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 loài thuộc giốngAcetobacter 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 (to, thành phần môi trường nuôi cấy)

mà các vi khuẩn Acetobacter có thể sinh ra các tế bào có hình thái khác biệt dạng kéodài 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 carbonkhác nhau: đường, ethanol, acid hữu cơ… 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 vángthay 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 vángkhông chắc chắn

→ Do những ưu điểm vượt trội nên Acetobacter xylinum được ứng dụng trongsản xuất thạch dừa

− Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa muối và phân giải peptone Một sốloài đòi hỏi một số vitamin nhất định như acid pantothenic, các acid amin như: valin,alanin, isoleucin, proline… và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S… ở dạng muối vô

cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ Do đó, các môi trường bia, dịch tự phân nấm men,nước mạch nha, nước trái cây… là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vikhuẩn Acetobacter

2.2.3 Phân loại giống vi khuẩn Acetobacter

Đến nay đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại các loài vi khuẩn giốngAcetobacter, nhưng đáng chú ý nhất là bảng phân loại Acetobacter của J-Frateur vàonăm 1950 Theo cách phân loại này, acetobacter có các loài quan trọng sau:

 Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, không chuyển động và chúng có thể liên kếtvới nhau thành chuỗi dài Chúng bắt màu vàng với iod, có thể sống ở nồng độ cồn khácao (11%) và có khả năng oxy hóa 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 tạothành hình quả lê Ta thường thấy chúng phát triển trong bia

 Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành váng dày, và khôngbền vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11.5% acid acetic do đó thườngđược sử dụng để làm dấm theo phương pháp nhanh (của Đức)

 Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyểnhoá glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose Loại vi khuẩn này muốnphát 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 kiệnnhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra Tạo ra váng rấtdày trên môi trường dịch thể, có thể phát triển được trong môi trường có nồng độ rượucao (10% – 12%) và làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic Thường được dùng trong côngnghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp) Phát triển thích hợp ởnhiệt độ 25 – 300C

 Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá dày.Váng có chứa cellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh, cóthể tích luỹ 4.5% acid acetic trong môi trường

 Acetobacter pasteurianum: trực khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khô vànhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc Iod, có khả năng oxy hoá và tạo6.2% acid acetic

2.2.4 Ứng dụng của vi khuẩn Acetobacter

- Sử dụng để làm thạch dừa

- Sử dụng quá trình lên men

 Người Trung Hoa ngày xưa đã biết chế một loại nước giải khát gọi là “vát chè”,đây là một loại nước có hương vị thơm dùng để pha chế thức uống giải khát trong giađình rất bổ dưỡng

 Tiến hành pha như sau: pha đường 6 – 7%(có chè càng tốt), thêm một ít rượu

2 – 3%, cho vào để hở vài ngày, vi khuẩn sẽ tạo thành váng, nước hơi chua, lấy nướcđem dùng, váng để lại cho lên men mẻ mới nhưng không cần phải cho rượu, chỉ cầncho thêm nước đường vào

 Làm dấm ăn (acid acetic): nước dừa bổ sung thêm đường cho đạt tới nồng chấtkhô 15%, đây là môi trường lý tưởng để lên men rượu và từ đó lên men dấm

 Ngoài khả năng oxy hoá ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter còntổng hợp được vitamin B1, B2, oxy hóa sorbic thành đường sorbose (dùng trong côngnghiệp sản xuất vitamin C)…

2.2.5 Phân lập giống vi khuẩn Acetobacter

Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ dấm, rượu, bia, hoa quả, chuối

chín, váng giấm Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn acetobacter từ không khí, người tapha rượu thành dung dịch 5 – 6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy mộtphần rượu hòa với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 300C trong

2 – 3 ngày Rượu sẽ đục và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng Lấy váng mỏng nàypha 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

2.2.6 Giống Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic Quá trình lên men acetic được coi làquá trình lên men dấm nhưng thực chất là một quá trình oxy hóa A xylinum là loài vikhuẩn tạo được BC nhiều nhất trong tự nhiên Một tế bào A xylinum có thể chuyểnhoá 108 phân tử glucose thành cellulose trong 1 giờ

2.2.7 Nguồn gốc

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.

2.2.8 Đặc điểm

- A.xylinum là loại vi khuẩn hình que thẳng hoặc hơi cong dài khoảng 2μm, đứng

riêng lẻ hoặc xếp thành chuỗi, có khả năng di chuyển nhờ tiên mao Chúng là vi khuẩnhiếu khí bắt buộc, vì vậy chúng tăng trưởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trường lỏng vàmôi trường khí

- Khi phát triển trên môi trường nuôi cấy, các tế bào được bao bọc bởi chất nhầytạo thành váng nhăn khá dày, bắt màu xanh với thuốc nhuộm Iod và acid sulfuric (dophản ứng của hemicellulose)

- Acetobacter xylinum có thể tích lũy 4,5% acid acetic, sinh trưởng ở pH thấphơn 5 Acid acetic sinh ra do quá trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng sinh

ra quá mức giới hạn cho phép sẽ ức chế lại chính hoạt động của chúng

- Trên môi trường thiếu thức ăn hoặc môi trường đã nuôi cấy lâu, A xylinum dễdàng sinh ra những tế bào có hình thái đặc biệt: tế bào có thể phình to hoặc kéo dài,đôi khi lại có dạng phân nhánh

- A xylinum có khuẩn lạc nhỏ, tròn, bề mặt nhầy và trơn bóng, phần giữa khuẩnlạc lồi lên, dày hơn và sẫm màu hơn các phần chung quanh, rìa mép khuẩn lạc nhẵn.Sau 5 ngày nuôi cấy, đường kính khuẩn lạc đạt từ 2 – 5 mm Khi nuôi cấy trong môi

trường thạch, lúc còn non, A xylinum phát triển thành ừng tế bào riêng lẻ, nhầy vàtrong suốt Khi già, các tế bào dính với nhau thành từng cụm mọc theo đường cấy.

- Trong môi trường lỏng, sau 24h nuôi cấy sẽ xuất hiện một lớp đục trên bề mặt,phía dưới có những sợi tơ nhỏ hướng lên Sau 36 – 48h, hình thành một lớp trong vàngày càng dày

Hình 7: vi khuẩn Acetobacter xylinum

2.2.9 Sinh lý, sinh hóa

Acetobacter xylinum là vi sinh vật hiếu khí bắt buộc, cho phản ứng catalasedương tính; có khả năng oxy hoá tiếp tục ethanol thành acid acetic CH3COOH,CO2và

H2O; chuyển hoá được glucose thành acid, glycerol thành dihydroxyaceton,tổnghợpđược cellulose nhưng không có khả năng sinh trưởng trên môi trường Hoyer và khôngtạo sắc tố nâu

Theo Hestrin (1947), pH tối ưu để A xylinum phát triển là 4,5 và nó khôngphát triển ở 370C ngay cả trong môi trường dinh dưỡng tối ưu Theo Bergey, nhiệt độtối 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 lênđến 10%

Nguồn carbohydrate mà A xylinum sử dụng cho khả năng tạo sinh khối cao làglucose, fructose, mannitol, sorbitol; hiệu suất sẽ thấp hơn khi sử dụng glycerol,lactose, sucrose, maltose; và hiệu suất bằng 0 nếu sử dụng sorbose, mannose,cellobiose, erythritol, ethanol và acetat

Một số đặc điểm khác:

Bảng 5: đặc điểm sinh hóa của A.xylinumSTT Đặc điểm sinh hóa của

A.xylinum

1 Oxy hóa ethanol thành acid Acid acetic tạo ra sẽ kết hợp với

acetic CaCO3 làm vòng sáng rộng hơn

Sinh khối không phát triển

-4 Chuyển hóa glucose thành acid Vòng sáng xung quanh khuẩn lạc +

5 Chuyển hóa glycerol thành

-7 Kiểm tra tổng hợp cellulose Váng vi khuẩn xuất hiện mà lam +

2.2.10.Cơ chế tổng hợp

- A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy Trong tế bào vikhuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tếbào Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme Enzyme này có thểpolyme hoá glucose thành cellulose

- A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bổsung các chất dinh dưỡng cần thiết Cellulose là những polisaccharide không tan trongnước mà tan trong môi trường kiềm Đó cũng là thành phần chính của màng tế bàothực vật

- Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môitrường lỏng Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide Lượng cácoligo 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 chuỗisaccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide Đơn vịmonosaccharide 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:

- Acetobacter xylinum sống thích hợp ở nhiệt độ 28-32oC Ở nhiệt độ này quátrình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất.

2.2.11.Một số biến đổi trong quá trình lên men

- Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: một trong những điều kiện quan trọngtrong để có được sự hoạt động sống của vi sinh vật là độ aicd của môi trường

- Acetobacter xylinum là một loài chịu aicd nên môi trường được điều chỉnh về

pH 3.5-4 bằng acid acetic 40% Nhận thấy trong 4 ngày đầu pH tăng dần từ 3.78 tới3.91 sau đó giảm dần đến ngày thứ 10 thì đạt giá trị là 3

- Các quá trình đồng hóa, dị hóa của vi sinh vật có liên quan đến việc tạo thànhcác aicd hữu cơ như là sản phẩm trung gian và 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 cơphụ thuộc vào từng chủng mỗi loài vi khuẩn, vào thành phần môi trường, vào sự thôngkhí và các thành phần khác Đối với Acetobacter xylinum việc lên men đi liền với hìnhthành acid dicaboxylic không bay hơi (acid malic, fumaric ) các acid oxaloacetic,pyruvic như là các sản phẩm trung gian và các acid mono cacboxylic bay hơi như làsản phẩm cuối cùng

2.3 Các nguyên liệu phụ khác

Các nguyên liệu phụ khác được sử dụng trogn sản xuất thạch dừa như: đường,

SA, acid acetic…………

PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THẠCH DỪA

1 Sơ đồ quy trình công nghệ

2 Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ

Nước dừa già

Tách khốicellulose

Lọc

Thanh trùng

10-45 phútLàm nguội

Chỉnh pH

Lên men 10 – 12ngày

Để ráo

Đun sôi 10 – 15phút

Xả nước lạnhNgâm Na2CO3

(3-5% trong 10

Ngâm đường dịchđường

Bổ sung chất màu,chất mùiSản phẩm

Thạch dừa thô