nghiên cứu nguyên liệu thay thế trong sản xuất thạch dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
…………
BÁO CÁO
SEMINAIR CHUYÊN NGÀNH
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU NGUYÊN LIỆU THAY THẾ
TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA
GVHD: NHƯ XUÂN THIỆN CHÂN
SV: LÊ NHI PHA 30700365
PHẠM MAI THANH PHỤNG 30700386
ĐOÀN ĐẶNG TRÚC NGÂN 30700307
PHẠM THỊ MINH THÙY 30700511
MAI THỊ HOA LÝ 30700281
Tp HCM, Ngày….. tháng ….. năm ….
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BÁO CÁO
SEMINAIR CHUYÊN NGÀNH
CHỦ ĐỀ:
NGHIÊN CỨU NGUYÊN LIỆU THAY THẾ
TRONG SẢN XUẤT THẠCH DỪA
GVHD: NHƯ XUÂN THIỆN CHÂN

SV: LÊ NHI PHA 30700365
PHẠM MAI THANH PHỤNG 30700386
ĐOÀN ĐẶNG TRÚC NGÂN 30700307
PHẠM THỊ MINH THÙY 30700511
MAI THỊ HOA LÝ 30700281
Tp. Hồ Chí Minh, ngày…… tháng …….năm…….

MỤC LỤC
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU.....................................................................................................................4
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU....................................................................................6
CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................................................25
I. SƠ LƯỢC VỀ PHẾ LIỆU DỨA:.........................................................................................25
II. THÀNH PHẦN MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỨA DÙNG NUÔI VI KHUẨN:.................27
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH TỪ DỨA:...............................................................28
IV. QUY TRÌNH CHẾ BIẾN THẠCH LÊN MEN:..............................................................30
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN............................................................................................................32
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................................33
1. Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa..........................................................33
2. Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ..............................................................................33
3. Các tài liệu trên mạng..........................................................................................................33
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
- Thạch là loại chất lỏng đã được đông tụ thành khối, thực tế cho thấy hầu hết các loại
thạch đều rất mát và tốt cho sức khỏe. Thạch có thể lên men từ nhiều nguồn nguyên liệu
khác nhau như nước, nước dừa khô, nước ép từ nhiều loại trái cây. Một ví dụ điển hình đó là
lên men thạch dừa. 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. Việt Nam
là một nuớc nhiệt đới nên là môi truờng thuận lợi để phát triển các loại trái cây nhiệt đới đặc
biệt là cây dừa. Ngày xưa, khi trái dừa già thì dùng cơm dừa để làm thức ăn, vỏ dừa dùng để
làm nhiên liệu đốt cháy thì ngày nay dựa vào công nghệ tiên tiến nguời ta đã có thể tận dụng
luôn nuớc dừa già để chế biến thành món thạch dừa với những hình dạng khác nhau. Đây là
một trong số các thực phẩm thương mại đầu tiên ứng dụng từ cenllulose vi khuẩn. Thạch lên
men – loại thực phẩm chứa ít năng lượng và có giá trị cảm quan cao, là phương thuốc thần
diệu để giảm nguy cơ bệnh béo phì. Sản phẩm là một món tráng miệng dai, trong suốt và ăn
rất ngon. Hơn thế nữa, người ta còn cho rằng thạch lên men có hàm lượng chất xơ tinh cao
rất tốt cho hệ thống tiêu hóa, có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hòa bài
tiết được tốt hơn. Thạch cung cấp ít năng lượng và không chứa cholesterol nên có thể giữ
cho da được mịn màng.

- Ngoài cây dừa thì đất nước ta cũng rất được tự nhiên ưu đãi với nhiều loại trái cây phong
phú, bổ dưỡng với số lượng nhiều. Chính vì vậy mà ngành công nghiệp sản xuất rau quả
nông sản phát triển mạnh như: các loại nước trái cây đóng hộp từ rau quả, các loại mứt quả,
các sản phẩm làm sẵn như dứa ngâm đường…và với sự phát triển phong phú như vậy thì
lượng phế thải rau quả thải ra cũng rất nhiều gây ô nhiễm môi trường và để tận dụng nguồn
phế thải này chúng tôi nghiên cứu đến vấn đề sử dụng nước ép từ phế phẩm rau quả để làm
nguồn nguyên liệu thay thế nước dừa trong sản xuất thạch lên men.
 Vì sản phẩm thạch lên men có rất nhiều lợi ích và đang rất được ưa chuộng nên chúng tôi
mong muốn không chỉ ngoài sản phẩm thạch dừa bổ dưỡng mà sẽ còn có nhiều sản phẩm
khác tương tự tạo sự đa dạng cho sản phẩm lên men thạch nhưng chất lượng dinh dưỡng và
hiệu quả bổ sung không hề thua kém. Loại nguyên liệu mà chúng tôi muốn nghiên cứu thay
thế cho nước dừa ở đây chính là nước ép dứa... Chúng tôi tiến hành nghiên cứu phương pháp
lên men thạch dừa để từ đó tìm hiểu và đề ra quy trình công nghệ sơ bộ sản xuất ra thạch lên
men từ nước ép dứa…
- Hiện nay dứa là loại sản phẩm nông sản có diện tích trồng lớn và được trồng phổ biến
trên khắp cả nước. Dứa được chế biến thành các sản phẩm khác nhau như: dứa đóng hộp,
rượu dứa, rượu dứa ngọt. Ngoài ra còn có một thức uống ngon ngọt đặc biệt mà chỉ tồn tại
trong vùng trồng dứa: Dứa được ăn tươi hoặc đóng hộp hoặc juiced. Nó phổ biến được sử
dụng trong món tráng miệng, sa lát, như là một bổ sung cho các món ăn thịt và trái cây
cocktail. Sự phổ biến của dứa là do vị ngọt-chua của nó có chứa đường 15%, và malic và axit
citric quả. Dứa là một nguồn vitamin C và mangan tuyệt vời. Nó cũng là một nguồn vitamin
B1, B2, vitamin B6, đồng và chất xơ. Protein-enzym
bromelain trong dứa có thể giúp dễ dàng tiêu hoá một bữa
ăn với lượng đạm cao.
- Từ những hiệu quả và công dụng mà dứa mang lại cho
con người thì thạch lên men từ nước dứa chính là thức ăn
rất có chất lượng. Ngoài việc bổ sung hàm lượng dinh
dưỡng cao thì thạch lên men từ nước dứa còn có mùi vị dịu
ngọt, thơm ngon rất đặc trưng. Đây cũng sẽ là một sản phẩm rât lý tưởng cho mọi người đặc
biệt giúp cho chị em phụ nữ có được sức khỏe và nhan sắc.

- Trong đề tài này chúng tôi sẽ nghiên cứu qui trình sản xuất thạch lên men từ dứa dựa trên
qui trình sản xuất thạch dừa, và khảo sát độ ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình lên
men: PH, nhiệt độ, độ Brix ban đầu của dịch lên men, từ đó tìm ra thông số thích hợp. Đồng
thời để tạo cho sản phẩm có vị hài hòa, hợp khẩu vị, chúng tôi cũng tiến hành điều vị sản
phẩm ở các hàm lượng đường kem (dưới dạng siro) khác nhau: 1%, 2% và không bổ sung
(0%) sau khi quá trình lên men kết thúc và dịch lên men đã được làm trong từ đó tìm ra hàm
lượng đường thích hợp.
CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THẠCH LÊN MEN
1. Thạch là gì?
Thạch là một loại chất lỏng đã được đông tụ thành khối. Có rất nhiều loại thạch trong tự
nhiên cũng như nhân tạo. Từ xa xưa con người đã biết ứng dụng thạch để tạo ra nhiều sản
phẩm phục vụ nhu cầu cho mình và cho sức khỏe.
2. Phân loại thạch.
Có 3 loại thạch:
+ Thạch tự nhiên: thạch nha đam
+ Thạch đông tụ: Agar- agar
Thạch nho Thạch cà chua

Thạch dứa Thạch sương sáo
+ Thạch lên men:

Thạch nếp cẩm lên men Thạch dừa lên men
Đề tài này chúng tôi chú trọng việc nghiên cứu thạch lên men và những lợi ích mà nó
mang lại. Thạch lên men tận dụng những nguồn nguyên liệu từ phụ phẩm của các nhà máy
sản xuất nhưng sản phẩm tạo ra lại rất tốt và bổ dưỡng cho con người.
3. Cấu trúc thạch lên men.
Bản chất của thạch lên men từ nước dừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose.
Do thạch có bản chất là polysaccharide ngoại bào, là một mạng polymer sinh học, có khả
năng giữ nước rất lớn nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

Cấu trúc mạng polysaccharide của thạch lên men: Thạch có cấu trúc mạng là các
polysaccharide, chúng sắp xếp không theo trật tự, không theo quy luật. Chúng đan xen vào
nhau rất chằng chịt theo mọi phía. Do trong quá trình lên men, các vi 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 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.
4. Thành phần dinh dưỡng có trong thạch lên men.
Thạch lên men có lợi cho vi khuẩn đường ruột, khi bổ sung vào cơ thể chúng có vai trò
thiết lập cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, tăng sức đề kháng, chống nhiễm trùng, giúp
tiêu hóa thức ăn và hấp thu chất dinh dưỡng tốt hơn, góp phần điều trị rối loạn tiêu hóa.
Thạch lên men chứa ít năng lượng, không chứa cholesterol, có giá trị cảm quan cao giúp
giảm nguy cơ các bệnh béo phì.
Thạch lên men từ các loại nước trái cây ( dứa, cà chua, đu đủ,…) còn chứa hàm lượng
Vitamin rất cao, đặc biệt là Vitamin C giúp giữ cho da được mịn màng.
II. VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT THẠCH LÊN MEN
1. Giới thiệu vi sinh vật trong quá trình lên men.
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 có khả năng đồng hoá nhiều nguồn thức ăn cacbon khác nhau
nhưng không sử dụng được tinh bột.
Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng thay đổi tuỳ
loại.
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 34
0
C. Nếu nhiệt độ cao quá 40
0
C 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 váng 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 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.
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
acetobacter...
2. Đặc điểm của Acetobacter xylinum trong lên men thạch dừa.

- Giống vi sinh vật trong sản xuất thạch lên men là Acetobacter xylinum.
- 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
- 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.
- Chịu được độ acid cao.
- Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa nhiều thức ăn cacbon khác nhau.
- Tế bào đứng riêng lẻ hoặc kết thành từng chuỗi.
- Có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod (vì không sử
dụng được tinh bột) và H
2
SO

4
- A.xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5, nhiệt độ khoảng 28-32oC 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.
3. Phân lập vi khuẩn Acetobacter xylinum.
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. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa.
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.
5. Bản chất sinh hóa của quá trình lên men.
Bản chất của quá trình này sự lên men acid acetic. Ở điều kiện tối ưu, 1 lit nước dừa (chứa
khoảng 110g saccharose) sẽ tạo thành khoảng 483g thạch dừa thô, chưa qua xử lý với độ ẩm
khoảng 96-98%
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 α-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.
III. QUY TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH LÊN MEN.
1. Sơ lược về nguyên liệu chính trong sản xuất thạch dừa.
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.
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). Vì vậy, 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.
2. Quy trình lên men thạch dừa.
2.1 Sơ lược về quy trình lên men nước dừa.