SẢN XUẤT THẠCH DỪA

THẠCH DỪA
A. TỔNG QUAN
- Hiện nay trên thế giới những nước trồng dừa và sản xuất các sản phẩm từ dừa nhiều nhất
như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam…vấn đề đang được quan tâm 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 dụng nước dừa già
vào sản xuất là nhu cầu cấp thiết để giải quyết vấn đề môi trường và làm tăng giá trị sử
dụng của dừa. Trong số các thành tựu đạt được, thì vấn đề sử dụng nước dừa 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 Acetobacter xylinum
trong môi trường nước dừa già và nước cốt dừa. Thạch dừa 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 thích nhu 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.
- Những năm gần đây, số lượng người mắc bệnh béo phì ở các nước phát triển đang gia
tăng rất nhanh. Thạch dừa -loại thực phẩm chứa ít năng lượng và có giá trị cảm quan cao-
là một phương thuốc thần diệu để giảm nguy cơ mắc bệnh béo phì.
I/. Thành phần của trái dừa - Ứng dụng.
- Dừa là cây thuộc họ Palmas, bộ Spadiciflorales. Cây dừa thường ra hoa từ năm 7-12
tuổi sau khi trồng. Từ thụ phấn đến khi trái chín là 12-13 tháng. Khi chín, trái dừa
nặng 1.2-2kg.
Bảng 1 : Thành phần và khối lượng các bộ phận trên trái dừa nặng 1,2kg.
STT Bộ phận Trọng lượng (kg) % khối lượng
1 Vỏ 0.4 33
2 Gáo 0.18 12
3 Nước dừa 0.26 25
4
Cơm dừa
- dầu dừa
- bã dừa

- ẩm
0.36
0.12
0.06
0.18
30
1/ Vỏ dừa: gồm xơ và bụi xơ. Xơ dừa dùng để se chỉ hay đan lưới, xoắn hay tẩm cao su làm
nệm giường, bọc ghế, thảm, màng lọc không khí, chất cách nhiệt…Nhưng hiệu quả kinh tế
kém khi triển khai ở qui mô lớn.
1
2/ Gáo dừa: nằm dưới lớp vỏ, hình cầu, có bề dày 3-5mm. Thành phần chính của gáo dừa là
lignin, cellulose, pentosan giống như gỗ. Được ứng dụng làm chất đốt (cháy đều, không
khói).
3/ Cơm dừa: chất rắn màu trắng, bề dày khoảng 10mm, bên ngoài có một lớp vỏ nâu mỏng.
Cơm dừa được ứng dụng làm thực phẩm dưới nhiều dạng sản phẩm khác nhau (cơm dừa
khô, cơm dừa nạo sấy, sữa dừa đóng hộp…).
4/ Nước dừa: trung bình một trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái
dừa. Nước dừa là loại nước giải khát phổ biến vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường,
protein, lipid, vitamin, và khoáng nhưng với nồng độ rất loãng.
Bảng 2 : Thành phần hoá học của nước dừa
STT Thành phần Khối lượng
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14
Chất khô
Đường tổng số
Tro
K
Na
Ca
Mg
Fe
Cu
P
S
Protein
Dầu béo
Tỉ trọng
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 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
Riboflavin
3
0.052
0.064
0.03
0.00001
2
Bảng 4 : Các acid amin 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
II/.VI SINH VÂT TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA
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 (t
0
, 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.
3
o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành váng

không chắc chắn.
 Acetobacter có khả năng đồng hoá muối (NH
4
)
+
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 B
1
, vit B
2
, oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng trong
công nghiệp sản xuất vit C)…

2/ Phân loại vi khuẩn A cetobacter
- 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 schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành ván dày, và không bền
vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11.5%acid acetic do đó thường
được sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp của Đức).
 Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyển hoá
glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose. Loại vi khuẩn này muốn
phát triển bình thường cần được cung cấp một số chất sinh trưởng như acid para
aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic.
 Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình không di động. Gặp điều kiện

nhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra. Tạo ra
váng rất dày trên môi trường dịch thể. Có thể phát triển được có nồng độ rượu
cao (10%-12%) và làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic. Thường được dùng trong
công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp). Phát triển
thích hợp ở nhiệt độ 25-30
o
C.
 Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá
dày.Váng có chứa hemicellulose nên khi gặp H
2
SO
4
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 aceti: Trực khuẩn ngắn, không di động, thường xếp thành từng
chuỗi dài. Váng cùa vi khuẩn bắt đầu màu vàng khi nhuộm bằng thuốc nhuộm
Iod, chúng có thể phát triển trong môi trường có nồng độ rượu khá cao 11% và
có thể tích luỹ đến 6% acid acetic trong môi trường, phát triển thích hợp nhất ở
nhiệt độ 34
o
C.
 Acetobacter pasteurianum: hình dạng tương tự như loại trên nhưng váng vi
khuẩn có dạng khô và nhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc Iod.
4
3/ Phân lập

- 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 30
O
C 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.
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 Bergey thì
Acetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, bộ Pseudomonadales, họ
Pseudomonadieae.
- A.xylinum là loại vi khuẩn dài khoảng 2μm, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi, có
khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod và H
2
SO
4
.
- A.xylinum sinh trưởng ở pH < 5. t
o
= 28-32
o
C và có thể tích luỹ 4.5% acid 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.
Xylos Corporation’s core technology is new
and clearly unique. The Company’s core
technology is based on a biosynthesized
form of cellulose. This type of cellulose,
synthesized by the bacterium Acetobacter
xylinum, has distinct advantages over
traditional sources of cellulose and also
possesses special characteristics not found
in synthetic polymeric materials.
b/ Sinh lý, sinh hoá
5
- A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy. Trong tế bào vi khuẩn,
glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào.
Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme. Enzyme này có thể
polyme hoá glucose thành cellulose.
- A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung
các chất dinh dưỡng cần thiết. Cellulose là những polisaccharide không tan trong
nước mà tan trong môi trường kiềm. Đó cũng là thành phần chính của màng tế bào
thực vật.
- Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường
lỏng. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các oligo
và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào.
- Tất cả các oligo và polysaccharide được tổng hợp bằng cách kéo dài chuỗi
saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide. Đơn vị
monosaccharide được thêm vào tham gia phản ứng ở dạng nucleotide,
monosaccharide được hoạt hoá thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP-
X) nhưng đôi khi cũng với các nucleotide, purin và các pirimidin khác.

- Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:
…X-X-X-X- + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP
n nhánh (n+1) nhánh
- 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 28-32
o
C. Ở nhiệt độ này quá trình
hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất.
6
B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.
I. 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 1l
 Các ống nghiệm chứa môi trường thanh trùng ở 121°C trong 20 phút.
 Cấy giống , để trong tủ ấm 3- 4 ngày.
 Tiến hành nhân giống, có thể qua 1 cấp hoăc hai cấp hoặc nhiều hơn tuỳ theo qui
mô sản xuất. Thành phần môi trường nhân giống như trên nhưng không có Agar
gọi là môi trường dịch thể. Môi trường được khử trùng ở 100°C trong 30 . Để
nguội đến 30°C, cấy giống theo tỉ lệ 10%. Lắc hay sục khí trong thời gian 18- 20
giờ. Sau đó giống được đưa vào sản xuất.
II.Sản xuất :
a. Chuẩn bị dụng cụ : thau, chậu nhựa hay thuỷ tinh.Tất cả dụng cụ trước khi sử

dụng phải được khử trùng.
b. Qui trình sản xuất:
7