I. II. III. IV. V.
Bản chất thạch dừa Nguyên liệu trong sản xuất thạch dừa Quy trình sản xuất thạch dừa Bảo quản thạch dừa Ứng dụng
Bản chất thạch dừa
Là quá trình oxy hóa với sự tham gia của vi khuẩn tạo váng trên môi trường nước dừa già hoặc nước cốt dừa trong điều kiện hảo khí.
Nguyên liệu trong sản xuất thạch dừa
Môi trường Chủng vi sinh vật Nước dừa
Nước dừa: Dừa được sử dụng sản xuất nata là nước dừa già vào khoảng 11-12 tháng tuổi. 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.
STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Thành phần Chất khô Đường tổng số Tro K Na Ca Mg Fe Cu P S Protein Dầu béo Tỉ trọng
Khối lượng 4.71 2.08 0.02 3.12 1.5 2.9 3.0 0.01 0.04 3.7 3.4 0.55 0.74 1.02
Bảng 1: Thành phần hoá học của nước dừa
STT 1 2 3 4 5
Vitamin Acid ascorbic Penthothennic Acid nicotinic Acid folic Riboflavin
Hàm lượng (g/l) 3 0.052 0.064 0.03 0.00001
Bảng 2 : Các vitamin có trong nước dừa
STT
Acid amin
Hàm lượng (% 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
Bảng 3 : Các acid amin có trong nước dừa.
Chủng vi sinh vật : Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất thạch dừa là Acetobacter xylinum. 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, trong đó có nhiều loài có ý nghĩa kinh tế.
Vi khuẩn Acetobacter Dạng hình que, tuỳ điều kiện nuôi cấy (nhiệt độ, 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). 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.
Một số loại 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.
Acetobacter xylinum
Đặc điểm của Acetobacter xylinum 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 seudomonadales, Phọ 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 28-32 độ C và có thể tích luỹ 4.5% acid acetic.
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.
Hình1. Vi khuẩn A. xylinum
Chuẩn bị giống để sản xuất Giống Acetobacter xylinum được nuôi trong môi trường thạch nghiêng, thành phần gồm: SA 8g DAP 2g Saccharose 20g Agar 20g Nước dừa 1000ml Các ống nghiệm chứa môi trường thanh trùng ở 121°C trong 20 phút. Cấy giống , để trong tủ ấm 3- 4 ngày. Tiến hành nhân giống, có thể qua 1 cấp hoăc hai cấp hoặc nhiều hơn tuỳ theo qui mô sản xuất. Nếu thành phần môi trường nhân giống như trên nhưng không có Agar gọi là môi trường dịch thể. Môi trường được khử trùng ở 100°C trong 30 phút. Để nguội đến 30°C, cấy giống theo tỉ lệ 10%. Lắc hay sục khí trong thời gian 18- 20 giờ. Sau đó giống được đưa vào sản xuất.
Thành phần môi trường sản xuất nata de coco
Quy trình sản xuất thạch dừa
Giai đoạn 1: nước dừa t h ạ ch t h
ai đoạn 2: thạch thô n a t a de c o c
Giai đoạn 1: nước dừa thạch thô
Nguyeân lieäu Loïc Nöôùc ñöôøng
Troän ñeàu Ñun soâi 10 – 45’ Ñeå nguoäi
Giống
Cho acid acetic
Nhân giống
Caáy gioáng
Leân men 28 -320C trong 9 – 15 ngaøy
Thạch dừa thô
DAP, SA
Giai đoạn 2: thạch thô nata de coco
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.
Ứng dụng _ Thức uống giải khát , fast food. _ Làm màng trị vết bỏng. _ Làm giá thể nuôi cấy vi sinh vật thay cho môi trường agar. _ Làm gương ….
I. Giới thiệu: 1. Định nghĩa:
•Laø quaù trình oxy hoùa röôïu thaønh acid axetic döôùi taùc duïng cuûa vi khuaån. Trong coâng nghieäp thöôøng goïi laø leân men giaám. Giaám laø dung dòch nöôùc chöùa 3% axid axetic. Giaám coù theå tính tuoåi töø naêm 1000 tröôùc coâng nguyeân vaø ñôøi xöa duøng giaám laø nöôùc uoáng Jessus.
2. Lịch sử : ÖÙng duïng cuûa giaám laøm gia vò ñaõ ñöôïc haøng theá kæ. Giaám ñöôïc duøng nhö vò thuoác, taùc nhaân phaù huûy vaø chaát baûo quaûn. Vaøo thôøi trung nguyeân, nhöõng nhaø luyeän kim ñoå giaám leân treân chì ñeå taïo chì axetate. Thôøi kì Phuïc höng, laøm giaám laø ngheà ñem laïi lôïi nhuaän ôû Phaùp. Nöôùc naøy ñaõ saûn xuaát gaàn 150 loaïi giaám coù muøi vò töø vieäc boå sung tieâu, coû ba laù, hoa hoàng, thìa laø, vaø maâm xoâi. Saûn xuaát giaám cuõng ñöôïc phaùt trieån ôû Anh, sinh lôøi ñeán noãi naêm 1693 Nghò vieän thieát laäp thueá treân giaám – bia.
+ Giấm cất (cuõng goïi laø giaám gaïo) laáy löông thöïc, ñöôøng laøm nguyeân lieäu chính, thoâng qua vieäc uû vi sinh vaät leân men. Thaønh phaàn dinh döôõng cuûa noù coù axit axetic, ñöôøng, axit höõu cô, vitamin, muoái voâ cô… raát toát cho vieäc trao ñoåi chaát cô theå. + Giấm pha chế (giaám hoùa hoïc) thì laáy axid axetic tinh cuûa thaønh phaàn hoùa hoïc laøm nguyeân lieäu chính , theâm H2O pha loaõng maø thaønh, khoâng coù thaønh phaàn dinh döôõng khaùc. Neáu söû duïng axit axetic coâng nghieäp ñeå laøm giaám duøng pha cheá ñeå aên ñoái vôùi cô theå laø coù haïi.
4. Thành phần Coù axit amin phong phuù: 18 loaïi axit amin cô theå ngöôøi khoâng toång hôïp ñöôïc trong giaám ñeàu coù, coù 8 loaïi axit amin thöïc vaät cung caáp. Do giaám coù vò ngoït neân giaám trôû neân ñieàu hôïp nguõ vò giuùp cho cô theå haáp thuï vaø tieâu hoùa thöùc aên. Haøm löôïng acit höõu cô trong giaám khaù nhieàu, giaù trò thöùc aên cuûa giaám gaïo caøng cao. Axit höõu cô laáy axit axetic laø thaønh phaàn chính coøn coù hôn 10 loaïi axit lactic, axit goác xeton, axit citric, axit axetic… Ngoaøi ra, trong giaám coù vitamin B1, B2, C …, Muoái voâ cô trong giaám voâ cuøng phong phuù Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P…
5. Chöùc naêng : Thứ gia vị chua này đóng vai trò khá quan trọng trong chế biến món ăn. Ăn các món bún thêm chút dấm làm dậy mùi thơm của món ăn. Pha nước chấm không thể thiếu dấm. Dấm được chế biến từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau như ngô, cao lương, đại mạch, gạo tẻ, hoa quả... Thời gian gần đây, các nhà nghiên cứu còn phát hiện ra nhiều công dụng khác của dấm trong chữa bệnh, làm đẹp.
-Bôi dấm vào vết đốt của muỗi, rệp sẽ giảm sưng và ngứa. - Cho chút dấm vào nồi cháo đường vị ngọt sẽ đậm hơn. - Người bị say xe uống một cốc nước ấm pha dấm sẽ thấy dễ chịu hơn. - Cho một ít dấm vào nước tắm, sau khi tắm xong người sẽ thấy dễ chịu, hết mệt mỏi. - Dấm sao với rau răng ngựa có thể trị bệnh trĩ đỏ, trĩ trắng. - Cho chút dấm vào tương đậu nành, tương đậu sẽ có mầu sắc đẹp hơn, ngon hơn. - Cho một hai giọt dấm vào kem đánh răng sẽ tẩy hết được vết han khói thuốc giúp răng trắng sạch. Nhưng sau khi tẩy cao răng phải xúc miệng thật sạch.
II. Baûn chaát cuûa quaù trình leân men acetic : 1.Nguyeân lieäu leân men axetic: _ Röôïu etylic _Tinh boät hoaëc ñöôøng Oxy hoùa (vi khuaå n)
Etylic
Tinh boät
Đường hoùa
Đöôøn g
Acid acetic
Rượu hoùa
Röôïu
Oxi hoùa
Acid acetic
2. Taùc nhaân leân men laø vi khuaån axetic:
Hieän nay ngöôøi ta ñaõ tìm ra hôn 20 loaøi vi khuaån acetic goïi chung laø Acetobacter laø tröïc khuaån khaù lôùn thuoäc loaøi hieáu khí baét buoäc, nhieät ñoä thích hôïp laø 30 -330C. Trong töï nhieân chuùng phaân boá raát roäng raõi trong khoâng khí vaø rau quaû.
Vieäc nghieân cöùu vi khuaån do pasteur thöïc hieän töø naêm 1862. khi oâng duøng kính hieån vi quan saùt maøng moûng xuaát hieän treân röôïu vang chua. Moät soá vi khuaån ñieån hình: - Acetobarter axeti axeti. - Acetobacter kutzingianum. - Acetobacter
Acetobarter pasteurianum
3. Cô cheá phaûn öùng leân men acetic Söï leân men acetic laø quaù trình laø quaù trình oxy hoùa röôïu etylic thaønh acid acetic döôùi taùc duïng cuûa vi khuaån nhoùm acetobacter trong ñieàu kieän hieáu khí. Phöông trình toång quaùt: C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O + 117 Kcal Phaûn öùng xaûy ra trong teá baøo cuûa vi khuaån. Muoán phaûn öùng ñöôïc xaûy ra, C2H5OH vaØ O2 phaûi ñöôïc thaåm thaáu vaøo trong teá baøo. Khi ñoù caùc enzyme oxy hoùa coù trong teá baøo cuûa vi khuaån tham gia
O2 CH3COOH
CH3COOH
CH3COOH
C H OH C 2H5OH 2
5
Moâi tröôøng
Teá baøo
Moâi tröôøng
Hình 3.1 Quaù trình oxy hoùa röôïu thaønh acid acetic
chuyeån hoùa thöïc chaát laø 1 söï söû duïng cô chaát. ÔÛ ñaây NADPH2 xuaát hieän ñöôïc chuyeån hoùa qua chuoãi hoâ haáp ñeå thu naêng löôïng, song cô chaát khoâng bò phaân giaûi hoaøn toaøn do vaäy quaù trình cuõng coøn ñöôïc goïi laø söï oxy hoùa khoâng hoaøn toaøn. Loaïi chuyeån hoùa naøy coù theå traûi qua nhieàu böôùc. Caùc phaûn öùng ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát giaám aên nhôø A. suboxidans ydrogenase CH 3CH 2OH alcoholdeh →CH 3CHO + 2 H
öï hydrate hoùa acetaldehyde seõ dieãn ra 1 loaïi H2 laàn t
CH 3CH (OH ) 2 aldehydehy CH 3COOH + 2 H drogenase → Hidro ñöôïc NADP nhaän vaø qua caùc citochrome ñöôïc chuyeån ñeán O2 laø chaát nhaän ñieän töû cuoái cuøng
III. Nhöõng ñieàu kieän caàn cho leân men acetic: 1.Nguyeân lieäu: Nhö ñaõ noùi nguyeân lieäu tröïc tieáp laø röôïu etylic. Caùc nguyeân lieäu khaùc ñeàu qua chuyeån hoùa taïo röôïu etylic tröôùc khi leân men acetic. Hieän nay ngöôøi ta duøng nöôùc eùp traùi caây ñeå leân men daám, coù saûn phaåm thôm ngon. Ngoaøi ra coøn caàn caùc chaát dinh döôõng nhö: ñöôøng, muoái khoaùng, chaát coù nitô deã ñoàng hoùa ( muoái amon ), löôïng ít acid acetic taïo pH acid ban ñaàu, thích hôïp cho vi khuaån leân men.
2. Noàng ñoä a.acetic: Trong quaù trình leân men noàng ñoä a.acetic taïo ra coù aûnh höôûng ñeán söï leân men cuûa vi khuaån. Khoaûng 8% thì vi khuaån hoaït ñoäng yeáu, töø 12 – 14% vi khuaån bò ñình chæ hoaït ñoäng.
3.Nhieät ñoä leân men: phuø hôïp laø 30-340C. 4.Thoaùng khí: Leân men axetic laø leân men hieáu khí do vaäy raát caàn oxy vaø söï thoaùng khí. Quaù trình oxy hoùa chæ xaûy ra khi vi khuaån tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khoâng khí. Tính trung bình cöù 1kg röôïu khan caàn 2,3m3 khoâng khí. Trong ñieàu kieän yeám khí thì vi khuaån axetic seõ söû duïng chaát dinh döôõng maø khoâng taïo ra giaám.
IV. KYÕ THUAÄT SAÛN XUAÁT GIAÁM: Coù 2 phöông phaùp chính: Phöông phaùp leân men chaäm Phöông phaùp leân men nhanh
Röôïu traéng Nöôùc
Troän ñeàu
Gioáng vi sinh vaät
Leân men Saûn phaåm Baûo quaûn Laõo hoùa Ñoùng chai
Ñöôøng
1.Phöông phaùp leân men chaäm ( coøn goïi laø orleand hay phaùp) Ñaây laø phöông phaùp thuû coâng laâu ñôøi, chuû yeáu saûn xuaát daám töø röôïu vang. Dòch leân men pha theo tæ leä: 4% röôïu: axetic 2% hay röôïu 3%: a.axetic 3%. Dòch leân men cho vaøo thuøng goã vaø cho leân men trong khoâng khí, treân beà maët seõ taïo maøng vi khuaån axetic. Quaù trình leân men keát thuùc sau vaøi tuaàn khi noàng ñoä röôïu coøn 0,3 – 0,5% thì laáy giaám ra vaø cho dòch leân men môùi vaøo. Saûn xuaát theo phöông phaùp naøy giaám thôm ngon nhöng toác ñoä leân men chaäm.
Nöôùc eùp nho
Axit axetic
Thuøng goã 250-300l
Leân men
Saûn phaåm
Acetobact er orleaneus e
2. Phöông phaùp leân men nhanh :( phöông phaùp Ñöùc )
Ngöôøi ta cho dòch men chaûy lieân tuïc qua thuøng hình truï cao 6-9m. Trong thuøng coù chöùa voû daêm baøo goã, hoaëc than goã, than coác, loõi baép… ñeå saùt truøng duïng cuï vaø acid hoùa moâi tröôøng suõng nhö ñöa vi khuaån vaøo ngöôøi ta thöôøng duøng giaám môùi saûn xuaát ñeå traùng qua duïng cuï tröôùc khi cho dòch leân men chaûy qua. Moâi tröôøng ñöôïc ñöa töø treân xuoáng, chaûy qua lôùp chaát mang coù chöùa caùc teá baøo vi khuaån. Coàn seõ thaåm thaáu vaøo teá baøo vi khuaån, khoâng khí ñöôïc ñöa töø döôùi ñaùy thieát bò leân treân, thaåm thaáu vaøo trong teá baøo vi khuaån. Vi khuaån tieán haønh quaù trình oxy hoùa röôïu thaønh CH3COOH seõ thaåm thaáu qua maøng teá baøo ra ngoaøi vaø theo dung dòch xuoáng ñaùy thieát bò leân men. Ngöôøi ta thu nhaän töø ñaùy thieát bò leân men.
nhieät ñoä 24-37oC. Thôøi gian leân men keùo daøi 8-10 ngaøy. Trong tröôøng hôïp dòch leân men cuoái cuøng chöùa löôïng axit acetic thaáp, ngöôøi ta tieán haønh taùi leân men baèng caùch bôm chuùng ngöôïc laïi töø treân xuoáng Thuøng leân men coù loã thoâng hôi, thoaùng khí. Theo phöông phaùp naøy saûn phaåm coù noàng ñoä a.acetic 9% vaø toác
Trong quaù trình saûn xuaát giaám ta phaûi ñeà phoøng nhöõng vi sinh vaät coù haïi, nhö: vi khuaån axetic dai ( acetobacter xylinum ) vaø moät soá naám coù khaû naêng oxy hoùa a.axetic thaønh CO2 vaø H2O laøm toån thaát giaám. Ngoaøi ra coøn coù “löôn giaám” do loaøi ruoài giaám mang vaøo laøm ñuïc giaám, taïo muøi khoù chòu.
acetobacter xylinum
IV. Phöông phaùp naâng cao noàng ñoä axit axetic trong dòch leân men : Haøm löôïng axit axetic coù trong dòch leân men thöôøng khoâng cao, trong khoaûng 510%. Axit axetic coù trong dòch leân men thöôøng laãn vôùi caùc chaát khaùc, do ñoù, dòch sau leân men chæ coù theå söû duïng ñeå cheá bieán thöïc phaåm. Trong nhieàu nghaønh caàn söû duïng axit axetic, ngöôøi ta yeâu caàu haøm löôïng axit axetic trong dung dòch phaûi cao vaø coù ñoä tinh khieát. Chính vì theá vieäc naâng cao haøm löôïng axit axetic trong dung dòch leân men vaø laøm saïch axit axetic laø vieäc laøm raát caàn thieát.
Nhöõng phöông phaùp ñeå naâng cao haøm löôïng vaø tinh cheá axit axetic 1. Phöông phaùp chöng caát: Muïc ñích söû duïng phöông phaùp naøy ñeå nhaän axit axetic coù haøm löôïng cao hôn. Phöông phaùp naøy raát ñôn giaûn vaø deã thöïc hieän. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy thöôøng tieâu hao nhieàu naêng löôïng vaø haøm löôïng axit axetic thöôøng khoâng cao
2. Phöông phaùp chöng caát baèng muoái: Ngöôøi ta söû duïng moät caáu töû coù khaû naêng phaân ly maïnh laøm thay ñoåi traïng thaùi caân baèng loûng-hôi. Trong chöng caát coù söï tham gia cuûa muoái CaCl2 hoaëc CH3COONa, hieäu suaát thu nhaän axit axetic thöôøng raát cao Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm: Toán ít naêng löôïng Saûn phaåm ñaït ñoä tinh khieát cao Tuy nhieân, phöông phaùp naøy cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm: Phaûi hoaøn nguyeân caáu töû phaân ly neân toán thieát bò vaø naêng löôïng cho quaù trình naøy Gaây aên moøn thieát bò
3. Phöông phaùp chöng caát- trích ly :
- Phöông phaùp naøy ñöôïc thöïc hieän treân cô sôû nhöõng caáu töû phaân ly coù ñoä bay hôi nhoû hôn caáu töû ñaõ coù trong hoãn hôïp. Caáu töû phaân ly naøy seõ keát hôïp vôùi moät caáu töû coù trong dung dòch taïo ra moät hoãn hôïp khoù bay hôi vaø thoaùt ra ôû döôùi ñaùy thaùp chöng caát. Caáu töû phaân ly caàn coù tính chaát hoøa tan choïn loïc vaø khoâng ñöôïc hoøa tan caáu töû caàn taùch. Ñaëc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy nhö sau: - Söû duïng moät caáu töû trung gian ñeå laøm thay ñoåi ñoä bay hôi töông ñoái cuûa caùc caáu töû trong hoãn hôïp - Ngöôøi ta thöôøng thu hoài caáu töû phaân ly ñeå söû duïng laïi - Caùc caáu töû phaân ly coù tính choïn loïc cao, neân trong quaù trình chöng caát caàn choïn ñuùng chaát phaân ly
4. Phöông phaùp chöng caát chaân khoâng:
Phöông phaùp naøy raát phöùc taïp. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø thu nhaän ñöôïc saûn phaåm coù chaát löôïng cao
1. CAO VĂN PHÁT 2. HỒ THANH SANG 3. HỨA QUANG VINH 4. LƯU THỊ TỊNH TÂM 5. PHẠM CÔNG TUÂN 6. NGUYỄN KiỀU DiỄM 7. LƯU VŨ ĐAN PHƯỢNG 8. NGUYỄN THỊ MỸ THÔNG 9. PHẠM THỊ THẢO NGUYÊN 10.PHAN THỊ HỒNG NGỌC