Công nghệ lên men truyền thống Giấm

MỤC LỤC
Chương 1 Giới thiệu
1.1 Lòch sử...........................................................................................................3
1.2 Tổng quan về giấm........................................................................................4
1.2.1 Phân loại giấm......................................................................................4
1.2.2 Thành phần dinh dưỡng của giấm.........................................................5
Chương 2 Tác nhân vi sinh vật
2.1 Đặc điểm hình thái........................................................................................8
2.2 Đặc điểm sinh trưởng....................................................................................8
2.3 Phân loại........................................................................................................9
2.4 Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm.................................10
2.5 nh hưởng của các điểu kiện môi trường dinh dưỡng tới quá trình lên men
axetic .....................................................................................................................12
2.5.1 nh hưởng của oxy.............................................................................12
2.5.2 nh hưởng của nhiệt độ......................................................................13
2.5.3 nh hưởng của các nguồn C, N, P và các nguyên tố vi lượng............13
Chương 3 Bản chất sinh hóa...................................................................................14
Chương 4 Kỹ thuật sản xuất axit axetic
4.1 Những yêu cầu kỹ thuật..............................................................................16
4.1.1 Nồng độ axetic....................................................................................16
4.1.2 Nồng độ rượu......................................................................................16
4.1.3 Nhiệt độ...............................................................................................16
4.1.4 Độ thoáng khí......................................................................................16
4.2 Quá trình làm giấm......................................................................................17
4.3 Các phương pháp lên men...........................................................................18
4.3.1 Phương pháp lên men chậm................................................................18
4.3.2 Phương pháp lên men nhanh...............................................................19
4.3.3 Phương pháp lên men chìm.................................................................20
4.3.4 Phương pháp kết hợp...........................................................................20
4.4 Phương pháp nâng cao nồng độ axit axetic trong dòch lên men...................20
4.4.1 Phương pháp chưng cất........................................................................21

4.4.2 Phương pháp chưng cất bằng muối......................................................21
4.4.3 Phương pháp chưng cất- trích ly..........................................................21
4.4.4 Phương pháp chưng cất chân không....................................................21
Chương 5 Biến động sinh hóa
5.1 Biến động vi sinh vật...................................................................................22
- 1 -
5.2 Biến động hóa học.......................................................................................23
5.3 Một số dạng hư hỏng axit axetic.................................................................23
5.3.1 Giấm bò đục và giảm độ chua..............................................................23
5.3.2 Hiện tượng lươn giấm..........................................................................24
5.3.3 Bọ giấm...............................................................................................24
5.3.4 Ruồi giấm............................................................................................24
Chương 6 Một số ứng dụng quan trọng của axit axetic
6.1 Ứng dụng trong chế biến mủ cao su............................................................25
6.2 Ứng dụng axit axetic trong công nghệ thực phẩm.......................................25
6.3 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm......................................................26
Tài liệu tham khảo..................................................................................................27
- 2 -
Chương 1: GIỚI THIỆU
Giấm là rượu đã bò chua
Giấm là dung dòch nước chứa 3% axid axetic. Giấm có thể tính tuổi từ năm 1000
trước công nguyên và đời xưa dùng giấm là nước uống Jessus.
1.1 Lòch sử [8]
Ứng dụng của giấm làm gia vò đã được hàng thế kỉ. Giấm được dùng như vò thuốc,
tác nhân phá hủy và chất bảo quản. Vào thời trung nguyên, những nhà luyện kim đổ
giấm lên trên chì để tạo chì axetate.
Thời kì Phục hưng, làm giấm là nghề đem lại lợi nhuận ở Pháp. Nước này đã sản
xuất gần 150 loại giấm có mùi vò từ việc bổ sung tiêu, cỏ ba lá, hoa hồng, thìa là, và
mâm xôi. Sản xuất giấm cũng được phát triển ở Anh, sinh lời đến nỗi năm 1693 Nghò
viện thiết lập thuế trên giấm – bia. Vào thời kì đầu ở Mỹ, sản xuất giấm rượu táo là

nền tảng của nông nghiệp và kinh tế hộ gia đình, được giá gấp 3 lần rượu táo thô
truyền thống.
Sự chuyển từ rượu hay nước trái cây sang giấm là quá trình hóa học trong đó rượu
ethylic bò oxy hóa tạo axid axetic.
Về mặt lòch sử, nhiều phương pháp khác đã được dùng để tạo giấm. Ở phương pháp
chậm, tự nhiên vại rượu táo để mở đặt trong nhiệt độ phòng. Suốt khoảng vài tháng,
nước trái cây lên men thành rượu và sau đó bò oxy hóa thành acid acetic.
Phương pháp Orleans (Pháp) được gọi là phương pháp liên tục. Nước trái cây được
thêm đònh kì vào những mẻ giấm nhỏ và trữ trong thùng gỗ. Khi nước trái cây chua, ta
sẽ vớt ra ở trên thùng
Cả phương pháp chậm và liên tục đều đòi hỏi vài tháng để sản xuất giấm. Trong
sản xuất giấm thương mại hiện nay, phương pháp thông thường và phương pháp lên
men chìm được ứng dụng. Những phương pháp này dựa trên mục tiêu pha trộn nhiều
oxy đến mức có thể vào sản phẩm rượu
- 3 -
1.2. Tổng quan về giấm[6]
1.2.1.Phân loại dấm
Giấm có thành phần giấm cất (chưng) và giấm pha chế
-Giấm cất (cũng gọi là giấm gạo) lấy lương thực, đường làm nguyên liệu
chính, thông qua việc ủ vi sinh vật lên men. Thành phần dinh dưỡng của nó có axit
axetic, đường, axit hữu cơ, vitamin, muối vô cơ… rất tốt cho việc trao đổi chất cơ thể.
Còn giấm pha chế (giấm hóa học) thì lấy axid axetic tinh của thành phần hóa học làm
nguyên liệu chính , thêm H
2
O pha loãng mà thành, không có thành phần dinh dưỡng
khác. Nếu sử dụng axit axetic công nghiệp để làm giấm dùng pha chế để ăn đối với cơ
thể là có hại.
Giấm cất ở Châu Á có lòch sử lâu đời hơn 2000 năm nhiều chủng loại. Do
hoàn cảnh đòa lý, nguyên liệu không giống nhau, giấm ăn ở các nước cũng không
giống nhau. Phát triển dần theo nhu cầu người ta đã chia theo hiệu lực và công dụng

của giấm từ loại đơn thuần gia vò phát triển thành loại dùng để nấu nướng, loại làm
ngon cơm, loại giữ sức khỏe và loại nước uống
+ Loại nấu nướng: độ axit axetic 5% vò nồng thơm dòu, vốn có tác dụng
tẩy mùi tanh, giúp tươi thòt. Đối với thòt, cá, hải sản…vô cùng thích hợp. Nếu như dùng
giấm trắng cất, vẫn không thể ảnh hưởng màu sắc thức ăn vốn có
+ Loại ngon cơm: Độ axit axetic 4%, vò khá ngọt thích hợp để trộn thức
ăn, nước chấm như trộn dưa chuột, điểm tâm…có tác dụng tươi giòn. Loại giấm này có
giấm gạo hoa hồng, giấm gạo cất và giấm làm ngon cơm
+ Loại bảo vệ sức khỏe: Độ axid axetic khá thấp khoảng 3%. Khẩu vò
khá ngon, mỗi buổi sáng sớm hay sau khi ăn uống 1 thìa là tốt, có thể tăng cường thân
thể và tác dụng phòng chống bệnh, loại giấm này có hơn 10 loại.
+ Loại nước uống: độ axit acetic 1%. Trong quá trình lên men thêm
đường, trái cây… hình thành trào lưu là nước uống axit amin. Loại thức uống này từ
giấm gạo có vò chua ngọt, dễ uống, thường cho thêm nước trái cây như táo, lê… cho
thêm đá và gas CO
2

- 4 -
1.2.2.Thành phần dinh dưỡng của giấm:
Có acit amin phong phú: 18 loại acit amin cơ thể người không tổng hợp được
trong giấm đều có, có 8 loại acit amin thực vật cung cấp.
Do giấm có vò ngọt nên giấm trở nên điều hợp ngũ vò giúp cho cơ thể hấp thụ
và tiêu hóa thức ăn.
Hàm lượng acit hữu cơ trong giấm khá nhiều, giá trò thức ăn của giấm gạo càng
cao. Axit hữu cơ lấy axit axetic là thành phần chính còn có hơn 10 loại axit lactic, axit
gốc xeton, axit citric, axit axetic…Một số axit hữu cơ này cũng là kết quả của việc tổng
hợp và phân giải trong quá trình quá trình trao đổi chất từ 3 loại chất dinh dưỡng lớn
protid, mỡ, đường trong quá trình phản ứng sinh học cung cấp năng lượng cho cơ thể.
Việc tổng hợp axit hữu cơ làm vò axit của thức ăn chua càng thanh, dòu ngọt, lưu lại
lâu trong miệng (giấm hóa học không có chất hữu cơ vào miệng chua, nếm sẽ lưu vò

đắng) làm giấm càng có vò tươi và ngon. Hơn nữa giấm mà có nhiều axit hữu cơ có thể
tăng sự ngon miệng, giúp tiêu hóa. Trong nấu nướng thêm 1 chút giấm, trong giấm có
axit hữu cơ có thể làm thành phần dinh dưỡng trong thức ăn được chế biến làm cơ thể
càng dễ hấp thụ.
Trong giấm có vitamin B1, B2, C … bắt nguồn từ kết quả trao đổi chất vi sinh
vật trong quá trình lên men thức ăn và nguyên liệu. Một số sinh tố dinh dưỡng loại
này là thành phần tạo thành men phụ của một số men trong quá trình trao đồi chất cơ
thể, có tác dụng quan trọng trong cuộc sống của con người.
Muối vô cơ trong giấm vô cùng phong phú Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P… một số
khoáng chất lấy từ nguyên liệu giấm, đồ chứa thức ăn trong quá trao đổi chất hay tăng
thên do người gia công thêm vào. Như muối có tác dụng điều hòa ngũ vò, làm cho
giấm càng thêm mùi vò, có tác dụng quan trọng cân bằng môi trường axit kiềm trong
cơ thể. Sắt là 1 thành phần tạo thành hồng huyết cầu giúp việc vận chuyển O
2
và tạo
máu cho cơ thể
Nguyên tố vi lượng Ca, Fe, Cu, P… giúp quá trình sinh lý chống già yếu và quá
trình sinh trưởng ở tuổi dậy thì hoặc là thành phần không thể thiếu trong việc trao đổi
chất
- 5 -
Giấm đối với cơ thể người có 20 chức năng
1. Đẩy lùi và trừ bệnh tật : có acid hữu cơ nhiều xúc tiến thay thế đường và
làm cho acid lactic và acid acetic tồn trữ trong cơ bắp gây nên việc phân giải
các chất gây mệt mỏi nên hết bệnh
2. Điều tiết độ kiềm acid dòch thể, duy trì tương đối ổn đònh của môi trường
trong cơ thể: theo các nhà dinh dưỡng học phân tích dấm là loại thực phẩm
tính kiềm sinh lý, qua sự thay thế trao đổi chất trong cơ thể sản sinh phản
ứng tính kiềm. Do cơ thể mỗi ngày dùng một lượng lớn thức ăn tính acid như
: thòt, cá, trứng… uống một chút dấm có thể trung hòa phản ứng tính acid, từ
đó duy trì cân đối acid kiềm trong môi trường cơ thể

3. Giúp tiêu hóa, lợi cho hấp thụ : thức ăn chua có thể nâng cao độ acid dòch dạ
dày, các chất trong dấm cũng như acid amin… có thể kích thích trung khu
thần kinh não của người làm cho bộ máy tiêu hóa tiết ra giúp tăng cường
chức năng tiêu hóa của dạ dày. Đồng thời dấm có khả năng làm hòa tan các
chất dinh dưỡng muối vô cơ phosphat, Fe, Ca… trong thức ăn càng nhiều, nó
có khả năng phòng chống sự phá hoại của vitamin C. Ở đây không những
nâng cao giá trò dinh dưỡng của thức ăn, lại có lợi cho tiêu hóa và hấp thụ
4. Phòng già yếu : dấm có khả năng ức chế và hạ thấp trong cơ thể hình thành
loại mỡ oxi hóa có tác dụng trì hoãn cơ thể già yếu
5. Diệt khuẩn kháng độc : có tính diệt khuẩn mạnh, ức chế khả năng của vi
trùng, ví dụ như vi trùng que bệnh thương hàn, vi trùng qua đại tràng… gặp
dấm điều bò tiêu diệt hoặc ngừng phát triển
6. Phòng trò cao huyết áp và sơ cứng động mạch : Đông y có tác dụng tàn
huyết làm cho mạch máu chảy bình thường, huyết áp ổn đònh. Tây y nơi
dấm có thể xúc tiến bài tiến ion Na, ức chế sự dư thừa muối trong cơ thể, từ
đó ổn đònh huyết áp. Nói chung dấm đối với huyết áp và sơ động mạch có
tác dụng trò liệu rất tốt
7. Tăng cường chức năng bài tiết của thận, phòng ngừa sỏi thận trong cơ thể.
Nước tiểu của con người thường mang tính acid, dễ dàng làm muối trong
- 6 -
nước tiểu kết tinh thành sỏi, dấm có thể làm nước tiểu biến thành kiềm tính,
có thể phòng chống sỏi đồng thời làm hòa tan sỏi thận tính acid
8. Phòng trò bệnh béo phì : theo nghiên cứu dấm chứa acid amoni, ngoài việc
thúc đẩy mỡ chuyển hóa nhiều trong cơ thể người thành năng lượng tiêu hao
của cơ thể còn có thể làm cho việc trao đổi chất của chất dinh dưỡng như
protid, đường hấp thụ vào… tiến hành thuận lợi, do đó có tác dụng phòng
giảm béo phì tốt
9. Diệt kí sinh trùng như giun đũa, giun kim
10.Kháng ung thư
11.Làm đẹp da : không những ức chế sắc tố da, giảm vết nhăn ở người già mà

có thể tăng tuần hoàn máu cho da thay tế bào già, co rút lỗ chân lông lại,
làm cho da vừa mòn vừa láng
12.Làm tỉnh rượu : các chất acid trong dấm có thể cùng hấp thụ acid acetic cồn
trong cơ thể người, phát sinh phản ứng hình thành acid acetic làm giảm độc
tính cồn đối với thần kinh nhờ đó đạt được công hiệu làm tỉnh rượu
- 7 -
Chương 2 :TÁC NHÂN VI SINH VẬT
Vi khuẩn Acetobacter là tác nhân chính của quá trình lên men acetic nên còn
được gọi là vi khuẩn acetic. Đây là những vi khuẩn phổ biến trong tự nhiên, có trên bề
mặt lá, quả, hoa, tạo acid acetic từ rượu etylic.
2.1Đặc điểm hình thái
- Vi khuẩn actic là vi khuẩn gram âm, không sinh bào tử.
- Về hình dạng tế bào vi khuẩn acetic là trực khuẩn hình que tới elip, kích thước
tế bào 0.6-0.8 µm/ 1-3 µm. Các tế bào đứng tách riêng rẽ, 1 số xếp 2 tế bào, 1
số khác xếp thành chuỗi dài. Một số loại đặc biệt có tế bào hình cầu, có loại
hình chỉ. Tùy điều kiện pH môi trường, nhiệt độ nuôi 1 số loài có thể có dạng
hình bán nguyệt. Nhiều loài vi khuẩn acetic khi phát triển trên môi trường thiếu
thức ăn hay môi trường đã nuôi cấy lâu (môi trường già) dễ sinh ra hình thái
đặc biệt (tế bào phình to hay kéo dài ra) có thể phân nhánh.
- Vi khuẩn acetic có khả năng tạo bào tử và màng nhày, một số có khả năng di
động nhờ tiên mao, 1 số không có khả năng này
- Trên môi trường đặc chúng phát triển thành những khuẩn lạc tròn, đều đặn,
đường kính trung bình 3 nm.
- Trên môi trường lỏng vi khuẩn actic chỉ phát triển trên môi trường tạo thành
những lớp màng dày mỏng khác nhau. Một số loài tạo thành màng dày như sứa
(0.5mm), nhẵn và trơn, khi lắc chúng chìm xuống đáy bình và thay vào đó 1 lớp
màng mỏng mới lại tiếp tục phát triển. Dung dòch dưới màng bao giờ cũng trong
suốt. Khi nuôi cấy màng người ta thấy có sợi cellulose giống như ở trong sợi
bông. Loại 2 có màng mỏng như giấy celophan, 1 số khác trên bề mặt của
màng không nhẵn mà nhăn nheo, 1 số nữa tạo màng mỏng dễ vỡ bám trên

thành bình và dung dòch nuôi không trong.
2.2Đặc điểm sinh trưởng
– Vi khuẩn acetic phát triển tốt trên môi trường nước bia, các môi trường có chứa
cao nấm men, glucose, rượu etylic hay manitol.
- 8 -
– Phát triển tốt trong điều kiện hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ 25-30
o
C, pH 5,4-5,8.
– Tính chất đặc trưng của vi khuẩn acetic là khả năng oxy hóa rượu etylic thành
acid acetic ở pH 4.5.
- Ngoài ra còn thực hiện quá trình oxy hóa acid acetic, oxy hóa lactate, chuyển
glucose thành gluconate, oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khác
(các loại đường và dẫn xuất của chúng) để tạo thành các hợp chất ketone, hay
các acid hữu cơ tương ứng.
- Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn acetic đối với nguồn C, N và chất sinh trưởng
cũng rất đa dạng. Vi khuẩn acetic sử dụng đường, etylic và các acid hữu cơ làm
nguồn C, muốâi amon làm nguồn N.
- Trong quá trình phát triển vi khuẩn acetic có nhu cầu đối với 1 số acid amin như
valin, alanin, prolin, isolosine
- Một số chất kích thích sinh trưởng như acid nicotine, acid amin, folic và biotin…
có vai trò quan trọng trong sinh trưởng của vi khuẩn acetic.
- Một số vi khuẩn acetic có khả năng tổng hợp poly saccaride phân tử lớn như
cellulose, tinh bột, dextran… và người ta ứng dụng khả năng này trong sản xuất
công nghiệp. Một số loài tổng hợp được những sợi cellulose giống như bông A.
xylimum, acetigenum, viizingianum
2.3 Phân loại
Năm 1950 Frateur chính thức đưa ra khóa phân loại mới dựa trên tiêu chuẩn
- Khả năng tạo catalase
- Khả năng tổng hợp các keto từ các rượu bậc cao như glycerol,manitol, sorbitol
- Khả năng oxy hóa acetate thành CO

2
và H
2
O
- Khả năng oxy hóa glucose thành acid gluconic
- Khả năng sử dụng muối amon làm nguồn nitơ và sử dụng rượu etylic làm nguồn
cacbon
- Tạo sắc tố nâu
- Tổng hợp cellulose
Trên cơ sở này, Frateur chia vi khuẩn acetid làm 4 nhóm
- 9 -
Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn acetic theo Frateur
Tên nhóm Vi khuẩn đại diện Đặc điểm
Subosydans Acetobacter subosydaz,
Acetobacter melanogennum
Không co khả năng oxy hóa
acid acetic thành CO
2
và H
2
O
Mezoxydans
Acetobacter aceti, Acetobacter
xylinum, Acetobacter mezoxydan
Có đầy đủ các đặc điểm trên
Oxydans
Acetobacter ascendans
Acetobacter ransens
Actobacter lovaniens
Không có khả năng tạo các

hợp cất keto
Peroxydans
Acetobacter peroxydans
Acetobacter paradoxum
Không chứa catalase, không
oxy hóa glucose
2.4 Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm
Để quá trình lên men giấm đạt hiệu quả cao, lựa chọn những chủng vi khuẩn thỏa
điều kiện
1. Phải oxy hoá etylic tốt nhất
2. Tạo giấm có nồng độ acid acetic cao, chòu được độ cồn và acid cao
3. Các tính chất ban đầu được giữ nguyên trong suốt quá trình lên men
4. Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống đơn giản không tốn
kém nhiều phù hợp với điều kiện Việt Nam
Người ta thường sử dụng những giống sau[3]:
- A. aceti:
Trực khuẩn ngắn có dạng hình que kích thước 0,4-0,8 và 1-1,2 µm, không di
động thường xếp thành chuỗi dài. Gram âm, màu vàng với thuốc nhuộm iod. Chúng
tạo thành khuẩn lạc to, sáng trên gellatin với dòch lên men chứa 10% đường
saccharose, tạo thành màng dày nhẵn, không được nâng lên theo thành bình, có khả
năng phát triển trên môi trường có nồng độ rượu khá cao (11%), có khả năng tích lũy
- 10 -