Nghiên cứu công nghệ sản xuất dấm bằng phương pháp lên men chìm sử dụng phụ phẩm trong sản xuất rượu gạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ CÔNG THƯƠNG

VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

ĐỖ THỊ KIM LOAN

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẤM BẰNG
PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CHÌM SỬ DỤNG PHỤ
PHẨM TRONG SẢN XUẤT RƯỢU GẠO

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học thực phẩm
Mã số: 62.54.02.05

Hà Nội - 2016


Công trình được hoàn thành tại Viện Công nghiệp thực phẩm

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS Nguyễn Thị Việt Anh
2. PGS.TS Lê Đức Mạnh

Phản biện 1. PGS.TS Nguyễn Thị Minh Tú
Phản biện 2. TS Nguyễn Quang Hào
Phản biện 3. TS Phạm Hương Sơn

Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp tại
Viện Công nghiệp thực phẩm

Vào hồi …… giờ, ngày …… tháng ……. năm……

Có thể tìm hiểu luận án tại:
Thư viện Quốc gia
Thư viện Viện Công nghiệp thực phẩm


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Dấm là một loại gia vị truyền thống dùng trong chế biến các
món ăn ở nhiều nước trên thế giới. Ngày nay, dấm được sản xuất từ
nhiều loại nguyên liệu khác nhau và được sử dụng rất phổ biến trong
công nghiệp thực phẩm với mức tiêu thụ ước tính trên toàn thế giới
lên tới 3,2 tỉ lít dấm chứa 5% acid acetic mỗi năm. Trong đó, dấm
gạo là loại phổ thông, có hương vị đặc trưng, phù hợp với khẩu vị
của nhiều quốc gia, dân tộc trên thế giới, đặc biệt với văn hóa ẩm
thực của người Phương Đông. Ở Việt Nam, dấm chủ yếu được sản
xuất bằng phương pháp lên men bề mặt và một phần được pha chế từ
acid acetic tinh khiết nên hiệu suất lên men không cao và tiềm ẩn
nhiều nguy cơ mất an toàn thực phẩm.
Bên cạnh nguồn nguyên liệu quả, hạt ngũ cốc, dấm còn được
sản xuất từ một số loại phụ phẩm như: rượu vang chua, hành đỏ thứ
phẩm, mật ong thứ phẩm,…. Trong đó, nguồn dịch bã thải sau quá
trình chưng cất rượu gạo còn sót một số thành phần có giá trị như:
ethanol, đường, tinh bột, acid amin, vitamin, chất khoáng,…. và đặc
biệt là các chất thơm; thường được tận dụng làm thức ăn chăn nuôi,
men bánh mỳ, men gia súc,… Nghiên cứu tận thu nguồn phụ phẩm
trong nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm nói chung và tận dụng
dịch bã rượu từ qui trình sản xuất rượu gạo nói riêng để lên men dấm

có ý nghĩa thực tiễn, vừa đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị
trường về dấm, vừa giảm giá thành sản phẩm và góp phần giảm thiểu
ô nhiễm môi trường.
Đề tài luận án: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất dấm bằng
phương pháp lên men chìm sử dụng phụ phẩm trong sản xuất
rượu gạo” nhằm khai thác, tận dụng nguồn phụ phẩm dịch bã rượu
tạo ra sản phẩm dấm an toàn, đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng,


2
góp phần nâng cao giá trị, giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ
các qui trình sản xuất rượu gạo lên men.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Phân lập, tuyển chọn vi khuẩn acetic có khả năng sinh tổng hợp
acid cao và phù hợp với môi trường lên men sử dụng dịch bã rượu.
- Cải biến vi khuẩn acetic bằng kỹ thuật tạo đột biến ngẫu nhiên,
nhằm nâng cao khả năng sinh tổng hợp acid acetic, ứng dụng trong
lên men dấm nồng độ cao.
- Xây dựng qui trình lên men dấm nồng độ acid acetic cao từ môi
trường bổ sung dịch bã rượu bởi chủng vi khuẩn acetic đột biến, theo
phương pháp chìm, qui mô phòng thí nghiệm. Sản phẩm dấm lên
men tạo thành có sự kế thừa và phát triển nguồn chất thơm tự nhiên
từ dịch bã rượu, đạt chất lượng tốt, đảm bảo vệ sinh an toàn và đáp
ứng thị hiếu của người tiêu dùng.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
3.1. Ý nghĩa khoa học
Luận án đã đưa ra cơ sở khoa học về việc sử dụng phụ phẩm
trong sản xuất rượu gạo, kết hợp với kỹ thuật sinh học trong việc cải
biến chủng vi khuẩn acetic có khả năng sinh tổng hợp acid acetic
cao, ứng dụng trong sản xuất dấm an toàn, đáp ứng yêu cầu của

người tiêu dùng. Cụ thể như sau:
- Đã phân tích, đánh giá thành phần của dịch bã rượu tạo cơ sở cho
việc tận dụng làm nguyên liệu cho sản xuất dấm.
- Đã tuyển chọn được chủng vi sinh vật có khả năng lên men dấm từ
môi trường bổ sung dịch bã rượu và cải biến được chủng vi khuẩn
acetic mới có khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao bằng phương
pháp tạo đột biến ngẫu nhiên.


3
- Xây dựng được qui trình công nghệ sản xuất dấm từ dịch bã rượu
đạt nồng độ acid acetic và hiệu suất lên men cao theo phương pháp
lên men chìm bởi chủng vi khuẩn acetic đột biến.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xử lí hiệu quả phụ phẩm dịch bã rượu từ qui trình sản xuất rượu
gạo thành sản phẩm dấm có ích cho đời sống.
- Sản xuất được sản phẩm dấm đạt nồng độ acid cao, chất lượng ổn
định và đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Luận án đã bổ sung các kết quả nghiên cứu về vi khuẩn acetic và
ứng dụng trong lên men dấm gạo nồng độ cao; dùng làm tài liệu
tham khảo phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, giảng dạy và
trong sản xuất.
4. Những điểm mới của luận án
- Từ nguồn mẫu thu thập ở Việt Nam và Nhật Bản đã phân lập, tuyển
chọn, định tên được 04 chủng vi khuẩn acetic có khả năng sinh tổng
hợp acid acetic cao, đạt trên 8%w/w. Bằng kỹ thuật đột biến sử dụng
hóa chất NTG và tia UV đã cải biến được chủng K. saccharivorans
A2 NV120.3 có khả năng lên men acid acetic đạt trên 10%w/w.
- Luận án là công trình nghiên cứu có hệ thống về công nghệ sản
xuất dấm theo phương pháp lên men chìm sử dụng phụ phẩm của sản

xuất rượu gạo từ khâu phân lập, tuyển chọn, định tên chủng, cải biến
nâng cao hoạt tính lên men tạo acid acetic của chủng giống đến điều
kiện lên men, thu nhận sản phẩm, phân tích thành phần hương thơm
và chất lượng của sản phẩm dấm tạo thành.
5. Kết cấu của luận án
Luận án gồm 140 trang, 4 chương, 38 bảng số liệu, 39 hình và đồ
thị, 95 tài liệu tham khảo và 5 công trình có liên quan tới luận án đã
được công bố.


4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Dấm ngày càng trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trên
toàn thế giới với vai trò gia vị, phụ gia trong công nghiệp thực phẩm
và có một số lợi ích đối với sức khỏe con người. Ngày nay, dấm trở
nên đa dạng về chủng loại với nguồn nguyên liệu, kỹ thuật sản xuất
khác nhau, điển hình như: dấm vang, dấm thơm, dấm táo, dấm pha
trộn, dấm chưng cất, dấm gạo, dấm hành, dấm hồng vàng,… Trong
đó, dấm gạo là loại dấm phổ thông, có hương vị đặc trưng và phù
hợp với khẩu vị của người tiêu dùng ở nhiều quốc gia, đặc biệt với
văn hóa ẩm thực của người Châu Á.
Quá trình lên men trong sản xuất dấm được thực hiện theo các
phương pháp: lên men bề mặt, dòng chảy nhỏ giọt và lên men chìm.
Trong đó, phương pháp lên men chìm là một giải pháp công nghệ
tiên tiến với nhiều ưu điểm nổi trội, được áp dụng phổ biến trong sản
xuất dấm ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là trong sản xuất dấm
nồng độ acid acetic cao. Tuy nhiên, ở Việt Nam hiện nay, sản xuất
dấm theo phương pháp lên men chìm còn nhiều hạn chế, mới đề cập
đến trong một số nghiên cứu sơ bộ và sản xuất thử nghiệm qui mô
nhỏ. Duy có nhà máy 100% vốn nước ngoài của hãng Ajinomoto sản

xuất dấm gạo lên men theo phương pháp chìm, qui mô công nghiệp
trên hệ thống dây chuyền thiết bị của Nhật.
Bên cạnh nguồn nguyên liệu quả và hạt ngũ cốc, sản xuất dấm từ
nguồn phụ phẩm không phải là vấn đề mới, được một số tác giả trên
thế giới đề cập đến như: dấm hành đỏ ở Nhật, dấm dừa ở Thái Lan,
dấm mật ong ở Tây Ban Nha,…. Tuy nhiên, việc tận dụng phụ phẩm
dịch bã rượu để lên men dấm chưa có nghiên cứu nào công bố. Đặc
biệt, dấm lên men sử dụng dịch bã rượu không những tận dụng được
các thành phần dinh dưỡng có giá trị mà còn có khả năng kế thừa và
phát triển nguồn chất thơm tự nhiên của dịch bã rượu.


5
Các nghiên cứu về phân lập, tuyển chọn vi khuẩn acetic (AAB)
trên thế giới nhằm lựa chọn các chủng có đặc tính công nghệ tốt như:
khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao, chịu được nồng độ ethanol,
chịu được acid acetic, chịu nhiệt và lên men ở nhiệt độ cao ứng dụng
có hiệu quả trong sản xuất dấm. Ở Việt Nam, vấn đề này đã được
một số tác giả nghiên cứu nhưng số lượng còn hạn chế. Việc đánh
giá, tuyển chọn các chủng AAB đáp ứng được tiêu chí công nghệ của
qui trình sản xuất dấm ít được quan tâm. Đặc biệt, việc tuyển chọn
chủng AAB phù hợp với quá trình lên men dấm sử dụng phụ phẩm
dịch bã rượu chưa có nghiên cứu trong và ngoài nước nào công bố.
Bên cạnh việc phân lập, tuyển chọn AAB có khả năng sinh tổng
hợp acid acetic cao và phù hợp với quá trình lên men dấm trong điều
kiện khắc nghiệt, ứng dụng vi sinh vật đột biến theo phương pháp
truyền thống trong chế biến thực phẩm là hướng nghiên cứu mới, đã
đạt được những thành công nhất định. Với mục đích chọn lọc nhanh
các dòng đột biến có khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao và phù
hợp lên men dấm trên môi trường sử dụng dịch bã rượu, chúng tôi

tiến hành nghiên cứu cải biến chủng AAB bằng kỹ thuật đột biến sử
dụng hóa chất NTG, tia UV và kết hợp với tạo áp lực môi trường
acid acetic. Trên cơ sở đó, xây dựng qui trình công nghệ lên men
dấm từ nguồn nguyên liệu dịch bã rượu bởi chủng vi khuẩn acetic
đột biến, thu được sản phẩm dấm an toàn và có nồng độ acid cao.
Vì vậy, “Nghiên cứu công nghệ sản xuất dấm bằng phương
pháp lên men chìm sử dụng phụ phẩm trong sản xuất rượu gạo”
với mục tiêu phân lập, tuyển chọn, định tên, cải biến vi khuẩn acetic,
lên men dấm nồng độ cao trên môi trường sử dụng phụ phẩm dịch bã
rượu theo phương pháp chìm là nghiên cứu cần thiết và có ý nghĩa
thực tiễn cao.


6
CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị
+ Nguồn mẫu phân lập vi khuẩn acetic: dịch dấm các loại, dấm bỗng,
dịch thải nhà máy rượu, quả chín lên men,.... thu thập từ một số địa
phương trong nước và từ Nhật Bản.
+ Dịch bã rượu và mẫu dấm đối chứng: dịch bã rượu thu nhận từ qui
trình sản xuất rượu gạo lên men qui mô công nghiệp với công suất
1.500 kg/mẻ, tại Viện Công nghiệp Thực phẩm. Một số mẫu dấm
nếp hoa vàng, dấm Tâm Đức loại chai thủy tinh, dấm gạo lên men
Ajinomoto loại chai PET trên thị trường được sử dụng để so sánh.
+ Hóa chất: các hóa chất môi trường, hóa chất phân tích và hóa chất
sinh học phân tử đạt tiêu chuẩn sử dụng, có nguồn gốc từ Việt Nam,
Trung Quốc, Pháp, Mỹ.
+ Thiết bị: các thiết bị thí nghiệm thông thường, máy quang phổ UVVIS T80, máy cất đạm Vapodest 10s-Gerhardt, hệ thống HPLC
AGILENT 1200 series, hệ thống GC-MS Shimadzu, GC-6890 Plushãng Agilent, máy đọc trình tự gen, hệ thống thiết bị lên men
Minifor 1 lít của hãng Lambda- Thụy Sỹ.

2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp vi sinh và sinh học phân tử
- Phân lập AAB trên môi trường GYC: glucose 1%, cao nấm men
1%, ethanol 3%, CaCO3 2% và agar 1,5% theo phương pháp pha
loãng thông thường.
- Sàng lọc AAB trên môi trường YEC (hoặc YEB): cao nấm men
1%, ethanol 4%, CaCO3 2% (hoặc Bromecresol green 0,002%) và
agar 1,5% theo kiểu cấy chấm điểm và đục lỗ.
- Tuyển chọn AAB có khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao trên
môi trường cơ bản YGEA (1% cao nấm men, 1% glucose, 6%


7
ethanol và 0,6% acid acetic) và trên môi trường lên men sử dụng
20% dịch bã rượu, bổ sung cao nấm men 1%, saccarose 1%, bổ sung
ethanol đạt 6%Vol. và acid acetic đạt 0,6%.
- Định tên AAB dựa vào trình tự đoạn gen mã hóa 16S rRNA
- Phương pháp tạo đột biến AAB bằng hóa chất NTG và NTG kết
hợp với tia UV
- Phương pháp xác định một số đặc tính cơ bản của AAB
2.2.2. Phương pháp công nghệ
- Nghiên cứu lên men dấm trên qui mô bình tam giác 1000ml (200ml
dịch), lắc 150 vòng/phút.
- Nghiên cứu và thử nghiệm lên men dấm trên hệ thống thiết bị lên
men Minifor 1 lít của hãng Lambda- Thụy Sỹ.
2.2.3. Phương pháp hóa lí
- Xác định nồng độ ethanol bằng thiết bị Dujiadin-Salleron.
- Xác định độ nhớt của dịch bằng nhớt kế Ostwald.
- Định lượng một số đường tự do trong dịch bã rượu và acid hữu cơ
trong dấm bằng phương pháp HPLC-RID và HPLC-PDA tương ứng.

- Xác định các hợp chất bay hơi trong dịch bã rượu và dấm bằng
phương pháp GC-MS.
- Xác định hàm lượng methanol theo AOAC 972.11 trên hệ thống
GC-FID (detector ion hóa ngọn lửa).
2.2.4. Phương pháp hóa học
- Xác định hàm lượng acid tổng số bằng chuẩn độ acid-bazơ
- Xác định tinh bột theo phương pháp thủy phân bằng acid
- Xác định hàm lượng nitơ tổng số theo AOAC 2001.11
- Xác định hàm lượng aldehyde theo TCVN 1051-71
2.2.5. Phương pháp phân tích cảm quan
Theo phép thử cho điểm thị hiếu với thang đo 9 điểm.


8
2.2.6. Phương pháp toán học
- Qui hoạch thực nghiệm bậc hai và tối ưu hóa hàm mong đợi trên
phần mềm Design Expert phiên bản 8.0.6.
- Xử lí số liệu theo phương pháp phân tích phương sai ANOVA sử
dụng phần mềm Statical Analysis Systems (SAS) 9.1.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu thành phần dịch bã thải từ qui trình sản xuất
rượu gạo
3.1.1. Phân tích một số thành phần cơ bản của dịch bã rượu
Đã xác định được một số thành phần dinh dưỡng có giá trị như:
tinh bột 1,78±0,14%; protein thô 3,52±0,43%; ethanol 0,26±0,08%;
đường có khả năng lên men 3,27±0,62 g/l bao gồm: saccarose 1,36 ±
0,74 g/l; glucose 1,09 ± 0,14 g/l; maltose 0,58 ± 0,15 g/l; maltotriose
0,25± 0,12 g/l;…. Bên cạnh đó, một số chỉ tiêu liên quan đến vấn đề
vệ sinh và an toàn thực phẩm của dịch bã rượu cũng được xác định:
hàm lượng aldehyde 30,8± 2,7 mg/l; thành phần methanol không tìm

thấy; tổng số vi sinh vật hiếu khí 7,4×104 CFU/ml, tổng số nấm mennấm mốc 1,6×104 CFU/ml.
3.1.2. Phân tích thành phần hợp chất bay hơi của dịch bã
Kết quả phân tích GC-MS cho thấy, thành phần hợp chất bay hơi
của dịch bã rượu bao gồm: acid acetic, ethyl acetate, benzeneethanol,
ethyl lactate, 2-3-Butanediol, 1-ethoxy-Propane, 2-methyl-Propanoic
acid, ethyl succinate, caffeine, propanoic acid, ….; chúng có vai trò
quan trọng trong tạo hương thơm của dịch bã rượu. Lên men dấm sử
dụng phụ phẩm từ qui trình sản xuất rượu gạo không những tận dụng
được các thành phần dinh dưỡng có giá trị mà còn có khả năng kế
thừa và phát triển nguồn chất thơm tự nhiên từ quá trình lên men
rượu gạo.


9
3.2. Phân lập và tuyển chọn AAB cho lên men dấm từ môi
trường sử dụng dịch bã rượu
3.2.1. Phân lập các chủng AAB
Đã phân lập được 65 chủng AAB trên 68 mẫu thu thập từ các địa
phương khác nhau của Việt Nam và Nhật Bản.
3.2.2. Sàng lọc các chủng AAB
Từ 65 chủng phân lập, đã sàng lọc được 12 chủng AAB, ký hiệu:
M1, A2, A4, M3, M5, M8, M11, M12, M18, M27, M29, M32 có khả
năng sinh tổng hợp acid cao trên môi trường YEB và YEC.
3.2.3. Tuyển chọn AAB sinh tổng hợp acid acetic cao
Từ 12 chủng AAB sàng lọc, đã tuyển chọn được 04 chủng AAB
có khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao trên môi trường YGEA
theo kiểu lên men lắc, bổ sung dần ethanol đến 9%Vol.; cụ thể như
sau: chủng A2 đạt 8,34±0,05 %w/w acid acetic; chủng A4 đạt
8,12±0,06 % w/w acid acetic; chủng M3 đạt 8,00±0,07 %w/w acid
acetic; chủng M5 đạt 8,38±0,03 % w/w acid acetic.

3.2.4. Định tên chủng AAB có khả năng sinh tổng hợp acid cao
Đã định tên đến cấp độ loài 04 chủng AAB có khả năng sinh tổng
hợp acid acetic cao: K. saccharivorans A2, K. saccharivorans A4, K.
europaeus M3 và A. pomorum M5.
3.2.5. Một số đặc điểm của các chủng AAB đã tuyển chọn
- Đã xác định một số đặc điểm hình thái tế bào và khuẩn lạc, đặc tính
sinh lí, sinh hóa của 04 chủng đã tuyển chọn: K. saccharivorans A2,
K. saccharivorans A4, K. europaeus M3 và A. pomorum M5
- Đã đánh giá khả năng chịu nồng độ ethanol và acid acetic của 04
chủng AAB: chủng K. saccharivorans A2 có dấu hiệu phát triển yếu
trên môi trường chứa 12% (Vol.) ethanol và môi trường chứa 10%
(w/w) acid acetic; K. europaeus M3 có khả năng chịu ethanol đến
12% (Vol.) nhưng không chịu được acid đến 8% (w/w); chủng K.


10
saccharivorans A4 và A. pomorum M5 chỉ chịu được nồng độ
ethanol đến 10%(Vol.), nồng độ acid acetic đến 8%(w/w).
- Kết quả đánh giá khả năng chịu nhiệt và sinh tổng hợp acid acetic ở
các nhiệt độ khác nhau cho thấy: 04 chủng AAB đều phát triển tốt và
sinh tổng hợp acid acetic cao nhất ở 30°C; ở nhiệt độ trên 35°C, khả
năng lên men acid acetic của chủng K. saccharivorans A4 thấp hơn
03 chùng còn lại; ở nhiệt độ 40°C-45°C, các chủng phát triến yếu
hoặc không phát triển được.
3.2.6. Lựa chọn chủng vi khuẩn acetic phù hợp với quá trình lên
men dấm gạo trên môi trường sử dụng dịch bã rượu
- Từ 04 chủng AAB, đã tuyển chọn được chủng K. saccharivorans
A2 có khả năng sinh acid acetic cao và phù hợp với quá trình lên
men dấm trên môi trường sử dụng dịch bã rượu: đạt 5,64±0,25%
(w/w) acid acetic và hiệu suất lên men 84, 42±3,77% ở 30°C.

- Đã xác định được điều kiện thích hợp nhất cho quá trình lên men
dấm sử dụng dịch bã rượu bởi chủng K. saccharivorans A2: nồng độ
ethanol ban đầu đạt 6 % (Vol.), nồng độ acid đầu đạt 6 g/l (theo acid
acetic), nồng độ cao nấm men bổ sung 0,75g/l, nhiệt độ 30oC, thời
gian lên men 7 ngày, lắc 150v/ph trong bình tam giác 1000ml, dấm
có hàm lượng acid acetic 5,90±0,12 %(w/w).
- Đã cải thiện qui trình lên men dấm từ tận dụng dịch bã rượu trên
thiết bị Minifor của Lambda theo phương pháp bổ sung dần ethanol
đến 9% Vol. bởi chủng K. saccharivorans A2; với điều kiện ban đầu
đã lựa chọn, quá trình lên men dấm đạt nồng độ acid acetic trung
bình 8,11±0,23% (w/w) với hiệu suất lên men 82,19±2,28% và thời
gian lên men 5 ngày (hình 3.11).
- Thành phần một số hợp chất bay hơi chính liên quan đến chất
lượng hương thơm của dấm gạo lên men sử dụng dịch bã rượu bởi
chủng K. saccharivorans A2 đã được xác định, bao gồm:


11
phenylethyl alcohol, hexadecanoic acid ethyl ester, butanoic acid

Nồng độ ethanol (%Vol.)

7,00

8,28

6,00

6,00

8,00
6,78

4,25

5,00
4,00

2,00

0

12

24

4,00
1,50
1,10 0,90
0,80

1,00

0,60

0,00

36

6,00

5,00

1,80

2,10

1,00

7,00

4,92
3,48 2,30

2,80

7,26 7,77 8,10

5,97

3,30

3,00

9,00

48

60

3,00

2,00
0,25

0,60
72

Nồng độ cồn (% v/v)
Nồng độ acid (% acid acetic)

0,40 0,30
84
96 108

1,00
0,00
0,00

Nồng độ acid (% a. acetic)

ethyl ester, phenylethyl acetate,…..

120

Thời gian (h)

Hình 3.11. Sự biến đổi nồng độ ethanol và acid acetic trong quá trình lên
men dấm

3.3. Cải biến AAB bằng kỹ thuật đột biến ngẫu nhiên
3.3.1.Khảo sát ảnh hưởng của NTG, UV đến tỉ lệ tế bào chết

Kết quả khảo sát đã xác định được các mốc thời gian cho xử lí tạo
đột biến bởi NTG là 40, 60, 80, 100, 120, 140 phút; xử lí tạo đột biến
kết hợp NTG và UV là 60, 80, 100, 120 phút với tỉ lệ tế bào chết cao.
3.3.2. Đánh giá khả năng sinh acid của các dòng đột biến
- Sau quá trình xử lí đột biến bằng hóa chất NTG, đã sàng lọc và lựa
chọn được dòng đột biến K. saccharivorans A2 N140.7 có khả năng
sinh tổng hợp acid acetic cao hơn chủng gốc K. saccharivorans A2
17% trên môi trường YGEA.
- Kết quả xử lí đột biến tích lũy bởi NTG và tia UV đối với chủng K.
saccharivorans A2 N140.7 đã sàng lọc được dòng đột biến K.
saccharivorans A2 NV120.3 có khả năng lên men acid acetic cao
trên môi trường YGEA, tăng 16 % so với K. saccharivorans A2
N140.7 và tăng 26% so với chủng K. saccharivorans A2.
3.3.3. Một số đặc tính của chủng đột biến


12
- Chủng đột biến K. saccharivorans A2 NV120.3 có khả năng phát
triển mạnh hơn so với K. saccharivorans A2 trên môi trường 7-11 %
Vol. ethanol và trên môi trường 6-10% w/w acid acetic.
- Khả năng chuyển hóa trong lên men dấm của chủng đột biến K.
saccharivorans A2 NV120.3 mạnh hơn so với chủng tự nhiên K.
saccharivorans A2: chủng đột biến có khả năng tạo acid acetic đạt
5,73 % (w/w) và ethanol sót 0,4 % (Vol.) với hiệu suất 88,93 %;
trong khi đó, chủng tự nhiên lên men đạt 4,32 % (w/w) acid acetic và
ethanol sót 1,5 % Vol. với hiệu suất 80,25 % trong 72 giờ lên men
đầu tiên. Đồng thời, xác định thời điểm bắt đầu bổ sung ethanol
trong quá trình lên men là 24 giờ, liều lượng dự kiến 0,5%/8 giờ/lần.
3.3.4. Xác định động học quá trình lên men dấm trên môi trường
bổ dung dịch bã rượu

Đã xác định động học của quá trình lên men dấm bởi chủng đột
biến trên thiết bị Minifor 1 lit theo phương án bổ sung dần ethanol
bắt đầu tại thời điểm 24 giờ với liều lượng 0,5%Vol./8 giờ/lần đến 80
giờ (tổng hàm lượng ethanol bổ sung đến 10% Vol.) và thực hiện quá
trình lên men cho đến khi nồng độ ethanol sót không lớn hơn 0,5%.
Đồng thời, đã xác định được thời gian lên men dấm là 120 giờ, với
7,0

12,00

6,0

10,00

5,0

8,00

4,0

4,00

2,0

pH

6,00

3,0

2,00

1,0
0,0

0,00
0

8 16 24 32 40 48 56 64 72 80 88 96 104 112 120
Thời gian lên men (giờ)

Ethanol (% v/v)

OD

Acetic acid (%)

pH

Hình 3.2. Động học quá trình lên men dấm sử dụng dịch bã rượu

Nồng độ acid (% a.acid)

Nồng độ ethanol (%Vol.)
Tốc độ phát triển VSV (OD)

nồng độ acid acetic đạt 10,20% (w/w) và hiệu suất đạt 93,56%.


13

3.3.5. Thử nghiệm lên men dấm trên môi trường bổ sung dịch bã
rượu theo phương pháp lên men chìm
Kết quả thử nghiệm lên men dấm (5 mẻ) theo phương pháp chìm
bởi chủng K. saccharivorans A2 NV120.3 trên môi trường sử dụng
dịch bã rượu, trong thiết bị Minifor 1 lít như sau: quá trình lên men
ổn định, dịch dấm có nồng độ acid acetic cao trung bình đạt 10,19 ±
0,16% (w/w) và hiệu suất lên men 93,45 ± 1,42%.
3.3.6. Đánh giá thành phần các acid hữu cơ của dấm gạo lên men
từ dịch bã rượu
Thành phần các acid hữu cơ sinh tổng hợp trong quá trình lên
men dấm gạo trên môi trường sử dụng dịch bã rượu bởi chủng đột
biến K. saccharivorans A2 NV120.3 chủ yếu là acid acetic, chiếm
99,99% tổng số các acid hữu cơ và một lượng rất nhỏ acid oxalic; kết
quả thành phần các acid có sự tương đồng với dấm gạo Ajinomoto.
3.4. Nghiên cứu xây dựng qui trình sản xuất dấm lên men từ môi
trường tận dụng dịch bã rượu bởi chủng AAB đột biến.
3.4.1. Nghiên cứu tỉ lệ bổ sung dịch bã rượu thích hợp
Lựa chọn được phương án sử dụng 20% dịch bã rượu cho lên
men, dấm sản phẩm có hàm lượng acid acetic cao nhất đạt 9,28 ±
0,09% (w/w) với hiệu suất 85,13 ±0,84%; đồng thời, hương thơm
của dấm có mức độ ưa thích cao nhất và quá trình sản xuất thuận lợi.
3.4.2. Nghiên cứu điều kiện thanh trùng dịch lên men
Chế độ thanh trùng dịch trước lên men: 100°C/30ph, có khả năng
tiêu diệt các vi sinh vật tạp nhiễm đạt mức qui định ≤ 10 CFU/ml và
kết quả quá trình lên men dấm đạt 9,28±0,18 % (w/w) acid acetic.
3.4.3. Nghiên cứu điều kiện nhân giống sinh khối thích hợp
Điều kiện kỹ thuật nhân giống sinh khối thích hợp đối với chủng
K. saccharivorans A2 NV120.3 là: môi trường YEG, tỉ lệ tiếp giống
8%, thời gian chuyển giống 22-24 giờ, nhiệt độ nuôi 300C.

14
3.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thành phần môi trường
đến quá trình lên men
3.4.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường bổ sung
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường saccaroza bổ
sung trong khoảng 4g/l - 20g/l đến quá trình lên men dấm bởi chủng
K. saccharivorans A2 NV120.3 thể hiện ở bảng 3.17.
Bảng 3.17. Ảnh hưởng nồng độ đường bổ sung đến quá trình lên men dấm

Nồng độ đường
bổ sung (g/l)
4
8
12
16
20

Nồng độ acid (%
acid acetic)
8,32 ± 0,24D
8,92 ± 0,09C
9,66 ± 0,16A
9,44 ± 0,17AB
9,18 ± 0,12BC

Hiệu suất lên men (%)
76,32 ± 2,22D
81,82 ± 0,84C
88,61 ± 1,46A

86,59 ± 1,59AB
84,21 ± 1,11BC

Nồng độ đường bổ sung vào môi trường 12-16 g/l thì quá trình
lên men dấm đạt hàm lượng acid acetic cao 9,44 - 9,66%(w/w) và
hiệu suất lên men đạt 86,59 - 88,61%. Vì vậy, lựa chọn hàm lượng
đường saccaroza bổ sung vào dịch lên men 12 g/l.
3.4.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid acetic ban đầu
80,00

10,50
84.02±1.68 B 88.74±1.35 A
82.08±1.09 B
81.19±1.71 B
74.80±1.36 C 10,00
9.44±0.12 B
9.16±0.18 BC

40,00
20,00

9,50

9.94±0.15 A

60,00

8.68±0.18 D

8.76±0.16 CD

9,00
8,50
8,00

0,00

7,50
0,4
0,6
0,9
Hiệu suất lên men (%)
Nồng độ acid acetic cuối (% )

1,2
1,4
Nồng độ acid acetic đầu (%)

Nồng độ acid acetic cuối (%)

Hiệu suất lên men (%)

100,00

Hình 3.24. Ảnh hưởng nồng độ acid ban đầu đến quá trình lên men dấm

Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic ban đầu trong khoảng 0,41,4% đến quá trình lên men dấm bởi chủng K. saccharivorans A2
NV120.3 thể hiện trên hình 3.24 cho thấy: một lượng acid acetic ban

15
đầu tạo điều kiện kích thích hoạt động của AAB, với nồng độ acid
acetic trong khoảng 0,6-1,2% quá trình lên men dấm đạt hàm lượng
acid acetic và hiệu suất lên men cao. Vì vậy, lựa chọn khoảng acid
acetic ban đầu 0,6-1,2 % cho khảo sát tối ưu.
3.4.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của cao nấm men bổ sung
Cao nấm men là nguồn dinh dưỡng hữu cơ hiệu quả nhất đối với
quá trình lên men dấm của AAB. Nồng độ cao nấm men bổ sung
khoảng 0,4 – 1,6 g/l có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình sinh tổng
hợp acid acetic và hiệu suất lên men dấm (hình 3.25).
9,80

88.06±1.10 A

88,00
86,00
84,00

9,60
82.92±1.68 B
80.91±0.95 B

83.84±1.39 B
82.74±0.84 B
9.60±0.12 A

82,00
80,00
78,00

9.04±0.18 B

9.14±0.15 B

9,40
9,20

9,00
9.02±0.09 B 8,80

8.82±0.10 B

8,60

76,00

8,40

74,00

8,20
0,40
0,75
1,00
Hiệu suất lên men (%)
Nồng độ acid acetic cuối (% )

1,25

Nồng độ acid acetic cuối (%)

Hiệu suất lên men (%)

90,00

1,60

Nồng độ cao nấm men (g/l)

Hình 3.25. Ảnh hưởng của cao nấm men đến quá trình lên men dấm

Trong đó, hàm lượng cao nấm men bổ sung 1,00 g/l thì quá trình
lên men dấm đạt hiệu quả cao với nồng độ acid acetic đạt 9,60± 0,12
% (w/w) và hiệu suất lên men đạt 88,06 ± 1,10 %. Tuy nhiên, để tiết
kiệm tối đa chi phí sử dụng cao nấm men trong sản xuất mà vẫn đạt
hiệu quả lên men cao, lựa chọn khoảng nồng độ cao nấm men 0,751,25 g/l để nghiên cứu tối ưu.
3.4.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của glycerol
Ảnh hưởng của hàm lượng glycerol 0-1g/l đến quá trình lên men
bởi chủng K. saccharivorans A2 NV120.3. thể hiện trong bảng 3.18
cho thấy: nồng độ glycerol 0,5-1 g/l thì hiệu quả của quá trình lên
men đạt cao nhất với hàm lượng acid acetic trong khoảng 9,00-


16
9,18%w/w, hiệu suất lên men đạt 82,56 - 84,21%. Vì vậy, lựa chọn
nồng độ glycerol bổ sung 0,5g/l cho quá trình lên men dấm.
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến quá trình lên men dấm

Nồng độ glycerol Nồng độ acid (% w/w Hiệu suất lên men
bổ sung (g/l)

acid acetic)
(%)
0
8,00 ± 0,21C
73,38 ± 1,93C
0,3
8,50 ± 0,23B
77,97 ± 2,08B
0,5
9,00 ± 0,12A
82,56 ± 1,10A
A
0,7
9,18 ± 0,26
84,21 ± 2,40A
A
1,0
9,16 ± 0,03
84,02 ± 0,32A
3.4.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của các thành phần khoáng chất
MgSO4.5H2O, KH2PO4, (NH4)H2PO4 được lựa chọn là nguồn bổ
sung khoáng chất cho quá trình lên men dấm bởi chủng K.
saccharivorans A2 NV120.3. Kết quả khảo sát đã lựa chọn được
hàm lượng chất khoáng bổ sung vào môi trường lên men như sau:
MgSO4 .5H2O 0,50 g/l; KH2PO4 1,50 g/l và (NH4)H2PO4 1,00 g/l.
3.4.5. Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho lên men dấm gạo
3.4.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol ban đầu
Quá trình lên men dấm với nồng độ ethannol ban đầu (Vol.): 6%,
7%, 8%, 9% và bổ sung dần đến 10% với liều lượng 0,5% /lần ở một
số thời điểm từ 24 h đến 80 h. Kết quả thể hiện trong bảng 3.22

Bảng 3.22. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đầu đến quá trình lên men dấm

Nồng độ ethanol ban đầu
(% Vol.)
6
7
8
9

Nồng độ acid
acetic (%w/w)
9,03 ± 0,44A
9,33 ± 0,44A
7,48 ± 0,27B
5,31 ± 0,20C

Hiệu suất lên men
(%)
82,80 ± 4,04A
85,55 ± 4,04A
68,61 ± 2,48B
48,74 ± 1,85C

Nồng độ ethanol ban đầu 6% -7%, quá trình lên men dấm có nồng
độ acid acetic lớn nhất 9,03-9,33% và hiệu suât lên men đạt 82,8085,55%. Tuy nhiên, bổ sung dần thêm ethanol trong quá trình lên
men tạo ra sự phức tạp và tăng chi phí sản xuất. Vì vậy, lựa chọn


17
nồng độ ethanol bổ sung ban đầu trong dịch trước lên men đạt

7%Vol..
3.4.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của của nhiệt độ lên men
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men trong khoảng từ
25-35°C đến quá trình lên men dấm bởi chủng K. saccharivorans A2
NV120.3 thể hiện trên hình 3.26:
95,00

10,00

Hiệu suất lên men (%)

90,00

9,50

9.00±0.21 B
85,00
80,00
75,00

8.94±0.16 B

8.78±0.14 B

9,00
8.74±0.03 B
87.33±2.82 A
82.01±2.12 B 80.17±1.00 B
80.54±1.63 B
82.56±3.63 B

8,50

70,00

Nồng độ acid acetic (%)

9.52±0.18 A

8,00
25
27
Hiệu suất lên men (%)
Nồng độ acid acetic (% )

30

33
35
Nhiệt độ lên men (°C)

Hình 3.26. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men dấm

Nhiệt độ lên men tăng từ 27°C đến 30°C thì khả năng sinh tổng
hợp acid acetic và hiệu suất lên men tăng dần, nhiệt độ tiếp tục tăng
từ 30°C đến 33°C thì hàm lượng acid acetic và hiệu suất lên men
giảm dần. Để xác định được nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình lên
men lựa chọn khoảng nhiệt độ 27-33°C cho nghiên cứu tối ưu
3.4.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của của nồng độ oxy hòa tan
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan đến
quá trình lên men dấm bởi chủng K. saccharivorans A2 NV120.3

trong thiết bị Minifor 1 lít thể hiện trong hình 3.27. Với nồng độ oxy
hòa tan 3 mg/l - 6 mg/l thì hàm lượng acid và hiệu suất lên men dấm
tăng dần, nồng độ oxy 6mg/l- 7mg/l thì hiệu quả giảm đáng kể. Điều
này cho thấy nồng độ oxy hòa tan ảnh hưởng đến sự phát triển của
AAB và quá trình lên men dấm. Để lựa chọn được nồng độ oxy hòa


18
tan thích hợp nhất cho quá trình lên men dấm trên thiết bị lên men
chìm Minifor 1 lít, chúng tôi lựa chọn khoảng giá trị nồng độ oxy
83.47±1.14A 80.91±0.55AB
90,00
10,00
78.70±1.10B
74.48±1.38C
80,00 68.61±1.16D
68.80±0.55D
9.10±0.12A
8,00
70,00
8.58±0.18B
8.82±0.06AB
60,00
8.12±0.15C
7.48±0.18D
7.50±0.06D 6,00
50,00

Nồng độ acid acetic (%)

Hiệu suất lên men (%)

hòa tan 3-7mg/l cho nghiên cứu tối ưu.

40,00
30,00
20,00

4,00
2,00

10,00
0,00

0,00
2,00
3,00
5,00
Hiệu suất lên men (%)
Nồng độ acid acetic (% )

6,00

7,00
8,00
Nồng độ oxy hòa tan (mg/l)

Hình 3.27. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan đến quá trình lên men dấm

3.4.6. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình lên men dấm gạo

3.4.6.1. Thiết lập mô hình và kiểm định ý nghĩa thống kê
Qui hoạch thực nghiệm được thiết lập theo kiểu kế hoạch hóa bậc
hai tâm xoay (CCOD) với 4 yếu tố đầu vào: nồng độ oxy hòa tan A,
nhiệt độ lên men B, nồng độ cao nấm men bổ sung C và nồng độ
acid acetic ban đầu D; mỗi yếu tố tiến hành tại 5 mức. Hàm lượng
acid acetic trong dấm Y1 (%w/w) và hiệu suất lên men Y2 (%) được
biểu diễn bằng mô hình bậc 2 như sau:
Y1 = 10,66 - 0,40A + 0,21B + 0,022C + 0,12D - 0,041AB + 0,019AC - 0,034AD +
0,019BC - 0,079BD + 0,026CD - 0,97A2 - 0,74B2 - 0,43C2 - 0,23D2 ; (3.1)
Y2 = 95,16 - 3,55A + 1,85B - 1,84C + 1,05D - 0,37AB + 0,26AC - 0,30AD +
0,12BC - 0,70BD + 0,21CD - 8,64A2 - 6,57B2 - 3,77C2 - 2,08D2 ; (3.2)

Xét ảnh hưởng của từng yếu tố (các yếu tố khác giữ ở mức trung
bình) đến quá trình lên men cho thấy: nồng độ oxy hòa tan (A) và
nhiệt độ lên men (B) ảnh hưởng lớn nhất đến hàm lượng acid acetic
trong dấm Y1 và hiệu suất lên men Y2; ngược lại, nồng độ acid đầu
(D) là yếu tố ảnh hưởng ít nhất đến quá trình lên men (hình 3.28).


19
Perturbation

Perturbation
100

11

C
A
10

D
C
B

D

95

B
A

90

D

C
D
A

CB

B

9

Y2

85

8

A

Y1

80

75

7

70

6
-1.000

-1.000

-0.500

0.000

0.500

-0.500

0.000

0.500

1.000

1.000

Deviation from Reference Point (Coded Units)

Deviation from Reference Point (Coded Units)

Hình 3.28. Ảnh hưởng của các yếu tố A, B, C, D đến hàm Y1 và Y2

3.4.6.2. Tối ưu hóa và kiểm chứng mô hình
Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp chập mục tiêu theo thuật
toán hàm mong đợi trên phần mềm Design Expert 8.0.6. Kết quả như
sau: với nồng độ oxy hòa tan 4,6mg/l; nhiệt độ lên men 31°C; nồng
độ cao nấm men bổ sung 1g/l; nồng độ acid ban đầu 0,9% (w/w) thì
hàm lượng acid acetic và hiệu suất lên men lớn nhất theo dự đoán lần
lượt là 10,70% (w/w) và 95,44%.
Thực nghiệm ở điều kiện tối ưu đã xác định để kiểm chứng lại mô
hình; kết quả, hàm lượng acid acetic lớn nhất trong dịch dấm đạt
10,66 ± 0,07% (w/w) và hiệu suất lên men đạt 95,16 ± 0,67%. Như
vậy, không có sự khác biệt giữa thực nghiệm và dự đoán trên phần
mềm; mô hình hoàn toàn phù hợp với thực tế sản xuất.
3.4.7. Nghiên cứu điều kiện thanh trùng dịch dấm
Lựa chọn được chế độ thanh trùng dấm gạo nồng độ cao: 85°C/12
phút; vừa tiêu diệt vi sinh vật đạt yêu cầu, vừa giữ được màu sắc và
hương vị đặc trưng của dấm trong quá trình bảo quản.
3.4.8. Hoàn thiện qui trình sản xuất dấm
Đã xây dựng qui trình sản xuất dấm gạo lên men trên môi trường
bổ sung dịch bã rượu theo phương pháp chìm trong thiết bị Minifor 1

lit bởi chủng K. saccharivorans A2 NV120.3 (hình 3.34). Quá trình
lên men dấm kéo dài 5 ngày, đạt nồng độ acid acetic 10,66 ± 0,07%
(w/w) và hiệu suất lên men 95,16 ± 0,67%.


20
Dịch bã
Nước/ Dịch
bã = 4/1
Glycerol
0,5 g/l
Muối
khoáng

Phối chế với
nước
Pha chế môi
trường
Thanh trùng MT
100°C/20ph

Đường
12g/l
Cao nấm
men: 1g/l

Làm nguội nhanh
đến 31°C
Acid
acetic

99,6%

Bổ sung ethanol
trong khoảng từ 40
đến 80 giờ LM;
0,5%Vol./lần/8 giờ

Bổ sung ethanol đến
7%, acid acetic 0,9%;
giống VK acetic 10%
10%
Lên men: 31°C;
4,6mg/l O2, 120giờ
Thanh trùng dấm:
85°C/12 phút
Lọc dấm

ethanol
99,9%

Nhân giống cấp
2: 100 ml/YEG
Nhân giống cấp
1: 8 ml/YEG
Chủng
NV120.3

Tàng trữ
Lọc tinh

Dấm thành phẩm

Hình 3.34. Sơ đồ qui trình sản xuất dấm gạo lên men từ dịch
bã rượu


21
3.5. Đánh giá chất lượng dấm gạo lên men nồng độ cao
3.5.1. Phân tích một số thành phần hóa học cơ bản
Một số thành phần cơ bản của dấm gạo lên men trên môi trường
sử dụng dịch bã rượu được phân tích và đánh giá cùng với dấm gạo
Tâm Đức, Ajinomoto thể hiện trong bảng 3.32
Bảng 3.32. Thành phần cơ bản của một số sản phẩm dấm

Thành phần

Dấm thí
nghiệm

Acid tổng số (%w/w acid
10,66 ± 0,07
acetic)
Acid vô cơ (Định tính)
Âm tính
Ethanol (%Vol.)
0,1 ± 0,08
Aldehyde (mg/l)
7,04 ± 0,04
Methanol (mg/l)
KPH

Dấm Tâm
Đức

Dấm
Ajinomoto

3,74 ± 0,03

4,98 ± 0,05

Âm tính
0
6,37 ± 0,07
KPH

Âm tính
0
8,65 ± 0,08
KPH

Kết quả cho thấy, dấm thí nghiệm có hàm lượng acid acetic cao
đạt 10,66 ± 0,07% w/w; acid vô cơ và methanol không phát hiện thấy
trong tất cả các mẫu dấm; hàm lượng aldehyde trong khoảng 6,378,65 mg/l, thấp hơn nhiều so với chỉ tiêu aldehyde của rượu mùi và
rượu trắng [TCVN7043-7044. 2009]. Như vậy, sản phẩm dấm thí
nghiệm của chúng tôi được đánh giá an toàn.
3.5.2. Phân tích chất lượng hương thơm của dấm
Kết quả phân tích GC-MS mẫu dấm gạo lên men trên môi trường
sử dụng dịch bã rượu D1, D2 và mẫu dấm Ajinomoto DAji cho thấy,
một số lượng lớn các hợp chất dễ bay hơi trong các mẫu dấm, bao

gồm: acid, ester, aldehyde, cetone, ketone, ether và một số hợp chất
tạp chức khác. Trong đó, acetic acid, ethyl acetate và isobutyric acid
là những thành phần chiếm tỉ lệ lớn nhất trong cả 3 mẫu dấm gạo:
với tổng số 97,78% trong mẫu D1; 95,11% trong mẫu D2 và 98,61%
trong mẫu DAji. Trong đó, mẫu dấm đối chứng lên men trên môi
trường không bã D0 có thành phần chủ yếu là acid acetic với tỉ lệ
79,28%; các hợp chất thơm khác hầu như không thấy xuất hiện.


22
Căn cứ vào kết quả phân tích các hợp chất dễ bay hơi của dịch bã
rượu B1, B2 và của mẫu dấm gạo lên men D1, D2 tương ứng cho
thấy, một số chất thơm như: acetic acid, ethyl acetate, isobutyric
acid, phenylethyl alcohol đã được kế thừa từ nguồn chất thơm của
dịch bã rượu và được phát triển trong quá trình lên men. Ngoài ra,
xuất hiện một số hợp chất dễ bay hơi khác như: propanoic acid,
acetic oxide, 2.4.5-Trimethyl-1.3-dioxolane, acetaldehyde diethyl
acetal. Trong đó, một số cấu tử chất thơm này cũng xuất hiện trong
một số loại dấm thơm của Ý, dấm vang đỏ của Pháp và Tây Ban Nha
3.5.3. Đánh giá chất lượng cảm quan của dấm
Chất lượng cảm quan: màu sắc, hương thơm, vị chua, mùi vị khó
chịu, mức độ ưa thích chung của dấm gạo thí nghiệm được đánh giá
cùng với mẫu dấm gạo Ajinomoto, dấm gạo Tâm Đức theo phép thử
cho điểm thị hiếu (bảng 3.35).
Bảng 3.35. Điểm đánh giá mức độ ưa thích về một số chỉ tiêu chất lượng
cảm quan của các mẫu dấm

Chỉ tiêu cảm
quan

Ajinomoto
Màu sắc
6,27 ±0,78b
Hương thơm
7,57±0,63a
Vị chua
7,17 ±0,99a
Mùi vị khó chịu 5,43 ±0,94a
Mức độ ưa thích
7,73 ±0,69a
chung

Các mẫu dấm
Thí nghiệm
6,93 ±0,91a
7,53±0,57a
7,33 ±0,84a
5,30 ±0,92a

Tâm Đức
6,30 ±0,75b
6,60±0,62b
7,03 ±0,96a
5,37 ±0,76a

F0,01 LSD0,01
6,3
24,5
0,7
0,1

0,56
0,41
0,63
0,60

7,77 ±0,73a 6,87 ±0,78b 17 0,50

Kết quả cho thấy, chất lượng cảm quan của dấm gạo lên men từ
môi trường bổ sung 20% dịch bã rượu bởi chủng đột biến K.
saccharivorans A2 NV120.3 được đánh giá có mức độ ưa thích
tương đương với dấm gạo Ajinomoto của Nhật và có mức độ ưa
thích cao hơn dấm gạo Tâm Đức.


23
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án đã đạt được một số kết quả sau:
1. Đã tuyển chọn và định tên được 04 chủng vi khuẩn acetic có
khả năng sinh tổng hợp acid acetic cao, đạt trên 8,0%w/w: K.
saccharivorans A2, K. saccharivorans A4, K. europaeus M3, A.
pomorum M5. Trong đó, lựa chọn được chủng K. saccharivorans A2
phù hợp với lên men dấm trên môi trường sử dụng dịch bã rượu đạt
8,11±0,23 % (w/w) acid acetic và hiệu suất lên men 82,19±2,28 %
với tổng nồng độ ethanol bổ sung 9% Vol.
2. Đã cải biến chủng bằng kỹ thuật đột biến ngẫu nhiên và sàng
lọc được chủng đột biến K. saccharivorans A2 NV120.3 có khả năng
sinh tổng hợp acid acetic cao hơn 26% so với chủng tự nhiên K.
saccharivorans A2 khi lên men dấm sử dụng dịch bã rượu.
3. Đã đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên

men và xác định được điều kiện tối ưu của quá trình lên men dấm
nồng độ cao trên môi trường sử dụng 20% dịch bã rượu theo phương
pháp chìm như sau: nồng độ oxy hòa tan 4,6 mg/l; nhiệt độ lên men
31°C; nồng độ cao nấm men bổ sung 1,0 g/l; hàm lượng acid acetic
ban đầu 0,9%. Khi đó, quá trình lên men dấm đạt 10,69% (w/w) acid
acetic và hiệu suất đạt 95,36% với tổng nồng độ ethanol là 10% Vol.
4. Đã xây dựng được qui trình công nghệ lên men dấm nồng độ
cao từ môi trường sử dụng dịch bã rượu theo phương pháp lên men
chìm trên hệ thống lên men Minifor 1 lít của hãng Lambda- Thụy Sỹ.
5. Đã xác định được một số thành phần hợp chất tạo hương thơm
của dấm gạo lên men trên môi trường bổ sung 20% dịch bã rượu:
acetic acid, ethyl acetate, isobutyric acid, phenylethyl alcohol,
propanoic acid,…. Đánh giá được một số chỉ tiêu chất lượng và mức
độ ưa thích về chất lượng cảm quan của dấm gạo thí nghiệm, dấm
gạo Ajinomoto và dấm gạo Tâm Đức.