Đề tài Sản xuất thạch dừa
THẠCH DỪA
ĐỀ TÀI
SẢN XUẤT THẠCH DỪA
Giáo viên thꢀc hiꢀn
Sinh viên thꢀc hiꢀn
:
:
2
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
I.1. Giới thiệu.............................................................................................................4
I.2. Cấu trúc của thạch dừa......................................................................................4
II.1. Vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa ..............................................................6
II.1.1. Đặc điểm giống vi khuẩn Acetobacter. ..........................................................6
II.1.2. Phân loại vi khuẩn Acetobacter .....................................................................7
II.1.3. Phân lập Acetobacter......................................................................................8
II.1.4. Giống Acetobacter xylinum ............................................................................8
II.2. Bản chất sinh hoá của quá trình....................................................................10
II.3. Nguyên liệu trong sản xuất thạch dừa. .........................................................10
II.3.1. Nguyên liệu chính.........................................................................................10
Bảng 2 : Thành phần hoá học của nước dừa............................................................11
Bảng 3 : Các vitamin có trong nước dừa..................................................................11
II.3.2. Thành phần môi trường sản xuất...............................................................12
II.4. Quy trình sản xuất thạch dừa........................................................................13
Thuyết minh quy trình :.........................................................................................14
II.4.1. Chuẩn bị giống để sản xuất: .......................................................................14
II.4.2. Chuẩn bị môi trường ....................................................................................14
II.4.3. Lên men.........................................................................................................15
II.4.4. Thu nhận thạch dừa thô...............................................................................15
II.5. Quy trình chế biến thạch dừa ........................................................................15
II.6. Bảo quản thạch dừa........................................................................................16
II.8.1. Ảnh hưởng của (NH4)2SO4..........................................................................17
II.8.2. Ảnh hưởng của (NH4)2PO4 .........................................................................18
II.8.3. Ảnh hưởng của các loại đường...................................................................18
II.8.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô...............................................................19
II.8.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ...............................................................................19
II.8.6. Ảnh hưởng của pH ......................................................................................20
II.9.1. Kiểm tra sản phẩm thô..................................................................................20
Phần cái....................................................................................................................20
II.9.2. Kiểm tra sản phẩm chế biến .......................................................................21
II.9.2.1.Phần cái.......................................................................................................21
II.9.2.2. Phần nước..................................................................................................21
3
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THẠCH DỪA
I.1. 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
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 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.
I.2. 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 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.
- Hàm ẩm của thạch dừa: Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cấu trúc thạch
dừa của các thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh
Tuyết bộ môn 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 khi sấy ở 900C thì mỏng như tờ giấy, bề mặt
láng bóng và rất dai chắc. Kết quả xác định hàm ẩm của thạch dừa là 99%,
thể hiện rõ bản chất háo nước của thạch dừa ( do chuỗi polymer của mạng
thạch dừa chứa các nhóm –OH nên rất dễ dàng tạo liên kết hidro với nước).
- 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,
4
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
chúng đan xen vào nhau rất chằng chịt theo mọi phía. Do trong quá trình lên
men, các vi khuẩn Acetobacter xylinum đã 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 : CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2OH.
5
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
CHƯƠNG II : SẢN XUẤT THẠCH DỪA.
II.1. Vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa
Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất thạch dừa là Acetobacter xylinum.
II.1.1. Đặc điểm 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:
o Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc.
o Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc.
o Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo.
o Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã.
o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành
váng không chắc chắn.
6
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
➢ Acetobacter có khả năng đồng 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..
➢ Ngoài khả năng oxy hoá ethanol 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)…
II.1.2. 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.
7
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Thường được dùng trong công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm
(phương pháp của Pháp). Phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25-30oC.
➢ 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
gọilà “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.
II.1.3. 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.
II.1.4. Giống Acetobacter xylinum
a/ 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
8
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Bergey thì Acetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, bộ
Pseudomonadales, họ Pseudomonadieae.
- A.xylinum là loại vi khuẩn hình que dài khoảng
2μm, gram âm, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành
chuỗi, có khả năng di động nhờ tiên mao.
- Có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt
màu với thuốc nhuộm Iod và H2SO4.
- A.xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5, nhiệt độ
khoảng 28-32oC và có thể tích luỹ 4.5% acid
Hình1. Vi khuẩn A. xylinum
acetic.
- Acid acetic là sản phẩm sinh 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.
b/ Sinh lý, sinh hoá
- 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
9
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
(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
-
Cơ chế quá trình sinh tổng hợp diễn ra theo sự tổng hợp các loại
polysaccharide phân nhánh hiện chưa rõ.
- Người ta cho rằng thứ tự các gốc đường và tính đặc trưng tham gia của chúng
vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme transferase.
- Acetobacter xylinum sống thích hợp ở nhiệt độ 28-32oC. Ở nhiệt độ này quá
trình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất.
II.2. Bản chất sinh hoá của quá trình
➢
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 -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.
II.3. Nguyên liệu trong sản xuất thạch dừa.
II.3.1. Nguyên liệu chính
- 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.
10
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Bảng 2 : Thành phần hoá học của nước dừa
STT
1
Thành phần
Khối lượng
4.71
2.08
0.02
3.12
1.5
Chất khô
2
Đường tổng số
3
Tro
K
4
5
Na
6
Ca
2.9
7
Mg
3.0
8
Fe
0.01
0.04
3.7
9
Cu
10
11
12
13
14
P
S
3.4
Protein
Dầu béo
Tỉ trọng
0.55
0.74
1.02
Bảng 3 : Các vitamin có trong nước dừa
STT
Vitamin
Hàm lượng (g/l)
1
2
3
4
5
Acid ascorbic
Penthothennic
Acid nicotinic
Acid folic
3
0.052
0.064
0.03
Riboflavin
0.00001
Bảng 4 : Các acid amin có trong nước dừa.
STT
Acid amin
Hàm lượng
(% khối lượng/ amin tổng số)
1
2
3
4
Acid glutamic
Arginine
Leucine
14.5
12.75
4.18
Lysine
4.51
11
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
5
6
Proline
Aspartic
Tyrosine
Alamine
Histidine
Phenyl alanin
Senine
4.12
3.6
7
2.83
2.41
2.05
1.23
0.91
1.17
8
9
10
11
12
Cystein
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.
Xuất phát từ yêu cầu đó, nhóm nghiên cứu của cô Vương Thị Việt Hoa,
Trương Nguyễn Quỳnh Hương, khoa công nghệ thực phẩm trường đại học Nông
Lâm TPHCM đã tiến hành nghiên cứu, đa dạng hoá các môi trường sản xuất thạch
dừa từ A.xylinum. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ta có thể thay thế nước dừa già
bằng nước dứa hoặc nước cố dừa với những tỉ lệ pha loãng thích hợp.
- Nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu khi lên men tạo thạch dừa chính là
dung dịch chứa vi khuẩn A. xylinum.
II.3.2. Thành phần môi trường sản xuất.
- môi trường 1 : môi trường nước dừa già
- môi trường 2 : môi trường nước cốt dừa
Tỉ lệ cơm dừa/nước (g/ml) 1/10
Acid acetic
(NH4)2SO4 - SA
(NH4)2PO4
5 ml
8g
SA (%)
0.6
0.6
6
2g
DAP
Saccharose
20g
Saccharose (%)
Nước dừa già
1000 ml
12
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
- Môi trường 3 : môi trường nước ép dứa 1
Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/10
- Môi trường 4: môi trường nước ép dứa 2
Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/30
SA (%)
0.8
0.6
2
SA (%)
0.8
0.6
6
DAP (%)
DAP (%)
Saccharose (%)
Saccharose (%)
II.4. Quy trình sản xuất thạch dừa
Quy trình chung :
Nguyeân
lieäu
Loïc
Nöôùc
ñöôøng
DAP,
SA
Troän ñeàu
Ñun soâi 10 – 45’
Ñeå nguoäi
Giống
Cho acid acetic
Caáy gioáng
Nhân giống
Leân men 28 -
320C trong 9 – 15
Thạch
dừa thô
13
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Thuyết minh quy trình :
II.4.1. Chuẩn bị giống để sản xuất:
➢
Giống Acetobacter xylinum được nuôi trong môi trường thạch nghiêng,
thành phần gồm:
SA
8g
2g
DAP
Saccharose 20g
Agar
20g
Nước dừa
1000ml
➢
➢
➢
Các ống nghiệm chứa môi trường thanh trùng ở 121C 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
100C trong 30 . Để nguội đến 30C, cấy giống theo tỉ lệ 10%. Lắc hay sục
khí trong thời gian 18- 20 giờ. Sau đó giống được đưa vào sản xuất.
II.4.2. 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. Có thể sử dụng các nguyên liệu thay thế đã trình
bày ở phần trên.
❖ 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.
❖ Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP, đường glucose là nguồn cung cấp Nitơ,
khoáng… tao 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 10-45’ 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 28-32C
(pH, nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men).
14
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
II.4.3. 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.
II.4.4. Thu nhận thạch dừa thô
❖ Sau khoảng 9-15 dùng vợt đề vớt khối cellulose ra khỏi dịch lên men.
Sau đó rửa khối cellulose bằng nước lạnh.
II.5. Quy trình chế biến thạch dừa
Thaïch döøa thoâ
Ngaâm ñöôøng
70-80%
Ngaâm
ñöôøng 20%
Caét nhoû
(1x1.5x2cm)
Seân löûa nheï
Ñeå nguoäi
Ngaâm trong dd
Na2CO3
3-5% trong 15’
Bổ sung hương
Bổ sung nước siro,
hương trái cây
Xaû nöôùc laïnh
Ñun soâi 10 – 15’
Ñeå raùo
trái cây
Voâ keo, daùn nhaõn
xuaát xöôûng
Voâ hoäp
Thanh truøng
Möùt
thaïch döøa
Daùn nhaõn
xuaát xöôûng
Cocktail
thạch dừa
15
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Vì thạch dừa thô chỉ là khối hemicellulose nên không mùi, không vị. Chính vì vậy
cần phải chế biến để phù hợp với khẩu vị của người tiêu dùng.
Quy trình chế biến thạch dừa được trình bày trong sơ đồ phía trên.
❖ Dùng máy cắt để cắt khối cellulose tạo các miếng nhỏ, đều đặn.
❖ Ngâm sản phẩm trong dung dịch Na2CO3 3-5% trong 15’ để trung hoà
acid acetic còn sót bên trong thạch. Sau đó xả lại bằng nước lạnh.
❖ Đun sôi để làm trong sản phẩm và tao độ dai bằng cách bổ sung chất tạo
dai.
❖ Ngâm đường tạo đô ngọt và tăng độ trong cho sản phẩm.
❖ Bổ sung màu, mùi để hoàn thiện giá trị cảm quan.
II.6. Bảo quản thạch dừa
- 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.
II.7. 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 VSV 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 , pyruvic) như là các
16
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
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.
II.8. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men.
II.8.1. Ảnh hưởng 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 A. xylinum. Nhân tố (NH4)2SO4 là một trong
những nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự phát trinể của A. 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,
Đặng Thị Kim Dung - trường ĐH Sư phạm HN 2 đã tiến hành như sau: trước tiên
cấy hai chủng vi khuẩn A.xylinum.sp T7 và A. 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 A. 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 là 0.08%. Còn nồng độ sulphate amone là 0.05, 0.03,
0.01% có thể là thấp hơn so với yêu cầu cho sự phát triển của vi khuẩn nên lượng
hemicellulose tạo thành thấp hơn cả.
Mặt khác, nitơ 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
17
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
hưởng tới quá trình tạo thành hemicellulose của vi khuản acertobacter xylinum, vì
thế độ dày màng giảm so với mức 0.08%.
II.8.2. Ảnh hưởng của (NH4)2PO4
(NH4)2PO4 vừa là nguồn cung cấp nitơ, 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
II.8.3. Ảnh hưởng của các loại đường
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 5. Ảnh hưởng của các loại đường khác nhau đến sự hình thành
thạch dừa trong nước dừa ở pH = 5.0
Khối lượng thạch dừa sau
Đường
Độ dày – Trạng thái
15 ngày lên men (g)
198.50
Glucose
Sucrose
Dày – chắc
Dày – chắc
193.79
Lactose
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
84.50
Maltose
86.35
Dextrin
81.20
Galactose
50.45
Không bổ sung đường
50.00
Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977)
Dựa vào bảng nghiên cứu trên ta thấy khi sử dụng glucose cho quá trình lên
men sẽ cho khối lượng thạch dừa cao nhất và trạng thái thạch dừa thu được cũng rất
tốt. Tuy nhiên khi người ta làm thí nghiệm sử dụng sucrose ở các nồng độ khác
nhau cho quá trình lên men thì người ta thấy rằng sucrose ở nồng độ 10% sẽ cho
khối lượng thạch dừa cao nhất.Trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng
sucrose do giá thành rẻ và cho năng suất khá cao.
18
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Bảng 6 : Ảnh hưởng của nồng độ sucrose đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa
Khối lượng thạch dừa sau
Nồng độ sucrose (%)
Độ dày – Trạng thái
15 ngày lên men (g)
112.08
2.0
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Dày – chắc
4.0
146.45
6.0
165.76
8.0
187.54
10.0
198.58
12.0
14.0
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Màng mỏng
188.78
185.65
Không bổ sung đường
95.88
Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977)
II.8.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô
Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành thạch dừa là 11.5-12oBx. Nếu
nồng độ chất khô cao quá ,VSV có thể không sử dụng hết gây lãng phí đồng thời có
thể gây ức chế họat động VSV.Nếu nồng độ chất khô quá thấp sẽ không đủ để cung
cấp cho quá trình sống của VSV.
II.8.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ngoài các yếu tố trên nhiệt độ lên men cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành
sản phẩm.
Bảng 9 : Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành
thạch dừa trong nước dừa ở pH = 5.0
Khối lượng trung bình sau
Nhiệt độ (oC)
Trạng thái thạch dừa
15 ngày lên men (g)
15
20
Không phát triền
Màng mỏng – mềm
Trung bình – chắc
Dày – chắc
0.00
87.50
128.82
195.02
0.00
25
28-32
35
Đặc sệt , no nata
Đặc sệt , no nata
40
0.00
19
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
Như vậy nhiệt độ tối ưu thích hợp cho quá trình lên men tạo thạch dừa là 28 – 320C.
II.8.6. Ảnh hưởng của pH
Độ pH ảnh hưởng nhiều đến năng suất cũng như sự hình thành sản phẩm.
Bảng 10 : Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành thạch dừa
Khối lượng thạch dừa sau
pH
Độ dày – Trạng thái
15 ngày lên men (g)
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
No nata formation
No nata formation
Màng mỏng – mềm
Trung bình – mềm
Dày – chắc
_
_
92.60
148.52
188.32
193.89
184.20
173.70
163.85
86.90
_
Dày – chắc
Dày – chắc
Dày – chắc
Trung bình – chắc
Màng mỏng – mềm
No nata formation
No nata formation
_
Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977)
Trong khoảng pH 4.5 đến 6 thì lượng sinh khối BC tạo ra là tương đối cao.
II.9. Kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm
II.9.1. Kiểm tra sản phẩm thô
Phần cái
❖ Trong điều kiện tối ưu pH = 5.0 , t = 28-32oC , 1 lít nước được bổ sung
100g đường , 5g (NH4)2HPO4 , 8 ml acid acetic băng thu được 483g
thạch dừa thô.
❖ Độ ẩm thạch dừa thu được vào khoảng 96-98.6%.
Như vậy yêu cầu đối với thạch dừa sau lên men là phải đạt được :
➢
➢
Cấu trúc : độ dày (1.5-3 cm), dai , chắc.
Màu sắc : trắng ngà.
20
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
II.9.2. Kiểm tra sản phẩm chế biến
II.9.2.1.Phần cái
❖ Thạch dừa được ngâm trong nước đường có bổ sung mùi của các loại
trái cây như vải , nhãn , dâu , ...
❖ Kích thước thạch dừa nên đạt : 1 x 2 x 2.5 (cm)
❖ Màu sắc : trắng sữa.
❖ Cấu trúc : dai,chắc.
❖ Mùi vị : mang mùi trái cây tùy thuộc vào từng loại sản phẩm.
II.9.2.2. Phần nước
❖ 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.
II.9.3. Chất lượng dinh dưỡng của thạch dừa
Calo : 146
Lipid : 0.2%
Ca : 12mg
Fe :0.5 mg
Carbonhydrate : 36.1%
P : 2mg
trong 100g thạch dừa
21
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
THẠCH DỪA
[1] Nguyễn Đức Lượng, Cơ sở vi sinh vật công nghiệp Tập 3 , Thực phẩm lên men
truyền thống, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2003.
[2], Nguyễn Như Phúc, Các phương pháp lên men thực phẩm truyền thống ở Việt
Nam và các nước trong vùng, NXB nông nghiệp TPHCM, 1998.
[3], Trần Minh Tâm, Công nghệ vi sinh ứng dụng, NXB Nông nghiệp TP HCM,
2000.
[4] Trần Phú Hòa , Nghiên cứu về thạch dừa , Luận văn tốt nghiệp, 1992.
[5], Vương Thị Việt Hoa, Trương Nguyễn Quỳnh Hương, Đa dạng hoá môi trường
sản xuất nata de coco từ vi khuẩn Acetobacter xylinum, Tạp chí khoa học kỹ thuật
Nông Lâm nghiêp, số 2&3/ 2005, p85-88.
[6], Đặng Thị Kim Nhung, Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng tới
khả năng tạo màng nhày của vi khuẩn Acetobacter xylinum, Những vấn đề nghiên
cứu cơ bản trong khoa học dự sống, NXB Khoa học & kĩ thậut Hà Nội, 2003, p975-
979.
[7], Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết, Khảo sát cấu
trúc của thạch dừa, Kỉ yếu hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 8-phân ban công
nghệ thực phẩm, Tháng 4 năm 2002.
22
CBGD : Nguyễn Thuý Hương
21 trang
22/12/2024
10
Bạn đang xem tài liệu "Đề tài Sản xuất thạch dừa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_tai_san_xuat_thach_dua.doc
