Công nghệ sản xuất acid acetic

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU CNSH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACETIC ACID

GVHD:
Người thực hiện:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG


KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU CNSH

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACETIC ACID

Người hướng dẫn:
Người thực hiện:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020
MỤC LỤC
Trang bìa………………………………………………………………………...1
2

Trang phụ bìa…………………………………………………………………....2
Mục lục……………………………………………………………………….....3
Danh mục hình/ Sơ đồ quy trình…………………………………………………
4
PHẦN 1: TỔNG QUAN………………………………………………………...5
1.1. Nguyên liệu sản xuất……………………………………………………….5
1.2. Giống vi sinh vật…………………………………………………………...7
1.2.1. Đặc điểm………………………………………………………………….7
1.2.2. Điều
kiện
sinh
trưởng……………………………………………………..8
1.2.3. Một số vi khuẩn thuờng sử dụng trong sản xuất acetic acid………………
8
1.3. Các
yếu
tố
ảnh
hưởng
đến
q
trình
lên
men……………………………..10
1.3.1. Oxy
khơng
khí…………………………………………………………...10
1.3.2. Nhiệt độ…………………………………………………………..……..10
1.3.3. Nồng
độ

acetic
acid……………………………………………………...10
1.3.4. Nồng độ rượu…………………………………………………………....10
1.3.5. Các
chất
C,
N,
P
và
các
nguyên
tố
vi
lượng……………………………..11
PHẦN 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT…………………………………………11
2.1. Sơ đồ quy trình…………………………………………………………….11
2.2. Giải thích quy trình cơng nghệ…………………………………………….13
2.2.1. Quy trình sản xuất acetic acid……………………………………………
13
2.2.2. Các phương pháp lên men giấm chính…………………………………..13
2.2.2.1. Phương pháp lên men chậm………………………………………
13
2.2.2.2. Phương pháp lên men nhanh……………………………………..15
2.2.2.3. Phương pháp lên chìm kiểu hiện đại……………………………..17
2.2.3. Lão hoá…………………………………………………………………..19
PHẦN 3: SẢN PHẨM…………………………………………………………19
3.1. Chất lượng giấm thành phẩm……………………………………………...19
3.2. Một số nguyên nhân làm giảm chất lượng lên men acetic acid……………
19
3.2.1. Giấm bị đục và giảm độ chua……………………………………………

19
3.2.2.
Giấm
chuyển
màu
đen…………………………………………………...20
3.2.3. Lươn giấm (trùng giấm) …………………………………………………
20
3


3.2.4. Bọ giấm………………………………………………………………….21
3.2.5. Ruồi giấm………………………………………………………………..21
3.3. Phân loại sản phẩm trên thị trường…………………………………………
22
TÀI
LIỆU
THAM
KHẢO……………………………………………………...24

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC SƠ ĐỒ QUY TRÌNH
Sơ
đồ
quy
trình
sản
acid…………………………………………….12

4

xuất

acetic


Phần 1: Tổng quan
- Acetic acid (giấm) là sản phẩm của q trình chuyển hố rượu ethylic

(ethanol) thành acetic acid dưới tác dụng của vi khuẩn Acetobacter với
các loại rượu: rượu vang, rượu bia, nước ép hoa quả. Màu sắc và hương
vị của giấm phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu làm ra nó. [3]
- Tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu ban đầu sẽ có cho nhiều loại giấm

khác nhau như: giấm quả, giấm gạo, giấm mật, giấm nước dừa, giấm
rượu. [3]
- Quá trình lên men acetic theo phương pháp truyền thống có thể được

thực hiện trong điều kiện bình thường, thiết bị đơn giản. [3]

Hình 1.1. Giấm [5]
1.1. Nguyên liệu sản xuất
- Nguyên liệu để sản xuất acetic acid bằng phương pháp lên men có thể là

nguyên liệu chứa đường, cũng có thể là nguyên liệu chứa tinh bột hoặc
nguyên liệu chứa cồn. [3]
- Dựa vào nguyên liệu lên men giấm người ta chia ra 3 nhóm nguyên liệu

chính sau: [3]

+ Nguyên liệu chứa tinh bột: gạo, ngô, lúa mì, đại mạch…

5

Hình 1.2. Nguyên liệu chứa tinh bột [6]


+ Nguyên liệu chứa đường: mật ong, nho, táo…

Hình 1.3. Nguyên liệu chứa đường [7]
+ Nguyên liệu chứa cồn.
- Đối với nguyên liệu chứa tinh bột, quá trình sản xuất phải trải qua ba

giai đoạn chuyển hoá: [3]
+ Giai đoạn 1: Chuyển tinh bột thành đường dưới tác dụng của

enzyme amylase.
+ Giai đoạn 2: Chuyển đường thành rượu dưới tác dụng của nấm

men.
+ Giai đoạn 3: Oxy hoá rượu thành acetic acid với sự tham gia của vi

khuẩn acetic.
- Đối với các loại nguyên liệu chứa đường thì quá trình sản xuất giấm chi

trải qua giai đoạn 2 và 3. [3]
- Trường hợp giấm được sản xuất từ nguyên liệu chứa cồn thì quá trình

sản xuất giấm thực hiện đơn giản nhất, chi thực hiện giai đoạn 3. [3]
- Trong thực tế hiện nay, để nâng cao chất lượng của giấm người ta dùng

các dịch ép trái cây để lên men, tạo ra sản phẩm giấm có chất lượng
thơm ngon. Để tạo môi trường dinh dưỡng ban đầu cho quá trình lên
6


men được thuận lợi, trong thành phần của môi trường người ta còn bơ
sung thêm đường, muối khống, muối amoni và một ít acetic acid để tạo
pH thích hợp cho vi khuẩn Acetobacter hoạt động tốt. [3]
•

Ví dụ nguồn ngun liệu chứa đường: nho
a. Nguồn gốc

Nho là một loại quả mọng lấy từ các loài cây thân leo thuộc chi Nho (Vitis).
Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng có màu đen, lam, vàng, lục,
đỏ tía hay trắng. Khi chín, quả nho có thể ăn tươi hoặc được sấy khô để làm nho
khô, cũng như được dùng để sản xuất các loại rượu vang, thạch nho, nước quả,
dầu hạt nho, làm giấm… [16]

Hình 1.4. Nho - Nguyên liệu sản xuất acetic acid [8]
b. Thành phần hoá học có trong quả nho [17]
- Nước: 70 – 80%
- Đường: 10 – 25% (chủ yếu là glucose, fructose và saccharose)
- Acid hữu cơ: 0.5 – 1.7% (chủ yếu là tartaric và malic acid)
- Protein: 0.1 – 0.9%
- Pectin: 0.1 – 0.3%
+ Khoáng: 0.1 – 0.5%
+ Vitamin: C, B1, B2…
+ Các hợp chất màu: màu chính là anthocyanin

7


+ Các hợp chất thô và một số hợp chất khác
1.2. Giống vi sinh vật
- Chủng vi khuẩn tham gia quá trình lên men acetic acid có nhiều loại

nhưng gọi chung là Acetobacter hay vi khuẩn acetic. Vi khuẩn acetic rất
phô biến trong tự nhiên, hiện diện trên bề mặt lá, hoa, quả… đây chính
là điều kiện thuận lợi để sản xuất giấm bằng con đường lên men theo
phương pháp truyền thống. [1], [3]
1.2.1.

Đặc điểm

- Vi khuẩn actic là vi khuẩn gram âm, không sinh bào tử. Tế bào có dạng

hình elip đến hình que, thẳng hoặc hơi cong, đứng một mình thành cặp
hoặc thành ch̃i có dạng khơng chuyển động và dạng chuyển động. [3]
- Vi khuẩn acetic có màng nhày, một số có khả năng di động nhờ tiêm

mao. Trên môi trường đặc, vi khuẩn acetic phát triển thành những khuẩn
lạc tròn, đều đặn, đường kính trung bình 3nm. Trên môi trường lỏng, vi
khuẩn acetic chi phát triển trên bề mặt môi trường tạo thành những lớp
màng dày mỏng khác nhau. [3]
1.2.2.

Điều kiện sinh trưởng

- Vi khuẩn acetic phát triển tốt trên môi trường nước bia, các môi trường

có chứa cao nấm men, glucose, ethanol hay mannitol. [3]
- Vi khuẩn acetic có khả năng tạo váng (thường gọi là con giấm) trong

nồng độ rượu cao từ 10 – 12%, lên men ở nhiệt độ khoảng 25 – 32°C,
pH 5.4 – 5.8. [3]
- Các loài vi khuẩn acetic là những lồi hiếu khí mạnh. Trong điều kiện

mơi trường đầy đủ và lượng oxy được cung cấp liên tục, chúng có thể
tăng sinh khối sau 12 giờ, gấp 17 triệu lần so với sinh khối ban đầu. [3]
- Tính chất đặc trưng của vi khuẩn acetic là khả năng oxy hóa rượu

ethylic thành acetic acid ở pH 4.5. [3]
- 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, rượu ethylic và
các acid hữu cơ làm nguồn C, muối amoni làm nguồn N. Trong quá trình
phát triển vi khuẩn acetic có nhu cầu đối với một số amino acid như
valine, alanine, proline, isoleucine. Một số chất kích thích sinh trưởng

8


như nicotinic acid, folic acid và biotine... có vai trò quan trọng trong
sinh trưởng của vi khuẩn acetic. [3]
1.2.3.

Một số vi khuẩn thường sử dụng trong sản xuất acetic acid

Các giống vi khuẩn thường được sử dụng trong sản xuất acetic acid là:
- Acetobacter aceti: có khả năng phát triển trên môi trường có nồng độ

rượu khá cao (11%), có khả năng tích lũy 6% acetic acid. Nhiệt độ phát
triển thích hợp ở 34°C. Nếu nhiệt độ cao quá 43°C sẽ gây ra hiện tượng
co tế bào và tạo thành hình quả lê. Thường phát triển trên bia. [1], [3]

Hình 1.5. Acetobacter aceti [9]

- Acetobacter xylinum: có thể oxy hóa rượu tạo 4.5% acetic acid trong

mơi trường, ngồi ra còn có khả năng oxy hóa tiếp acetic acid thành CO 2
và H2O. [1], [3]
- Acetobacter pasteurianum: có khả năng chịu nồng độ cồn thấp hơn

Acetobacter aceti. Trong điều kiện môi trường phát triển thuận lợi,
chúng có khả năng tạo được 5 – 6% acetic acid. [1], [3]
- Acetobacter orleaneuse: trong dịch nước cấy Acetobacter orleaneuse

thường tạo ra một lớp váng rất mỏng trên bề mặt. Váng vi khuẩn thường
rất chắc, vi khuẩn này chịu đựng được lượng cồn đến 12%, trong điều
kiện lên men thích hợp, chúng có thể tạo ra được 9.5% acetic acid. [1],
[3]
- Acetobacter schiitzenbachii: vi khuẩn này khi phát triển ở môi trường

lỏng, chúng tạo ra lớp màng dày nhưng không chắc. Ở các nước trên thế
9


giới, người ta thường sử dụng chúng để sản xuất giấm theo phương pháp

lên men chìm. Trong điều kiện mơi trường thuận lợi, chúng có khả năng
tạo được 11 – 12% acetic acid. [1], [3]
- Acetobacter curvum: về cơ bản vi khuẩn này giống Acetobacter

schiitzenbachii. Trong môi trường lên men thuận lợi, vi khuẩn này có
thể tạo ra được 10 – 11% acetic acid. Vi khuẩn Acetobacter curvum tạo
váng rất chắc trên bề mặt môi trường. Nhiệt độ lên men tối ưu của vi
khuẩn này là 35 - 37°C. [1], [3]
- Acetobacter suboxydans: vi khuẩn Acetobacter suboxydans có khả năng

chịu đựng được nồng độ cồn rất cao. Nhiệt độ lên men thích hợp của vi
khuẩn này là 28 – 30°C. Vi khuẩn này cần lượng oxy rất nhiều cho quá
trình chuyển hóa cồn thành acetic acid và cho quá trình phát triển, do đó
trong quá trình lên men cần phải thơng khí liên tục. Nếu mơi trường có
thêm một lượng nhỏ các chất dinh dưỡng cần thiết (như glucose), vi
khuẩn này có thể chuyển hóa hoàn toàn cồn thành acetic acid. Lượng
acetic acid tạo được từ quá trình lên men có thể lên đến 13%. Thời gian
lên men xảy ra rất nhanh. [1], [3]
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men
1.3.1.

Oxy khơng khí

- Oxy là một yếu tố quan trọng cho quá trình lên men giấm. [3]
- Q trình oxy hóa chi xảy ra khi trong mơi trường vi khuẩn được tiếp

xúc với khơng khí. Càng được thống khí khả năng oxy hóa càng tốt,
năng suất càng cao. [3]
- Ở phương pháp lên men chậm do bề mặt tiếp xúc giữa tế bào và khơng

khí bị hạn chế bởi sự bao phủ bề mặt dịch lên men của lớp váng giấm và
độ dày lớp dung dịch nên quá trình lên men kéo dài 3 - 5 tuần, nồng độ
giấm thu được 3 – 7%. [3]
- Phương pháp lên men chìm do khơng khí được thơi trực tiếp vào dung

dịch lên men nên quá trình oxy hóa xảy ra rất nhanh, thời gian ngắn 48
giờ, nồng độ giấm 7 – 14%. [3]
1.3.2.

Nhiệt độ

- Acetobacter thuộc nhóm ưa ấm, nhiệt độ thích hợp cho chúng hoạt động

là từ 25 - 32°C. [3]

10


- Ở nhiệt độ thấp, quá trình lên men xảy ra chậm, khi nhiệt độ thấp hơn

6°C, các hoạt động sống của vi khuẩn sẽ bị ngừng. [3]
- Nhiệt độ cao ức chế hoạt động và đến mức độ nào đó sẽ đình chi sự sinh

sản của tế bào làm tăng sự tôn thất của vi khuẩn và hiệu suất của quá
trình lên men giảm do sự bay hơi của acetic acid và rượu ethylic. [3]
1.3.3.

Nồng độ acetic acid

Trong sản xuất giấm, ban đầu người ta thường cho vào một lượng giấm nhất

định để acid hóa môi trường nhằm để ngăn cản sự phát triển của các loại vi sinh
vật không mong muốn, đưa vào dịch lên men một lượng tế bào nhất định, kích
thích sự phát triển của các vi khuẩn sản xuất acetic acid. Độ acid ban đầu
thường từ 2 - 6%. Nồng độ acid cao sẽ hạn chế sự sinh trưởng của vi khuẩn và
giảm khả năng lên men. Nồng độ acetic acid trên 8% sẽ ức chế hoạt động của vi
khuẩn. [3]
1.3.4.

Nồng độ rượu

- Nồng độ rượu rất quan trọng đối với quá trình lên men, nồng độ rượu sử

dụng thích hợp khoảng 10 - 13% sẽ thúc đẩy quá trình lên men. [3]
- Nếu nồng độ rượu cao hơn 14% sẽ làm cho rượu không được oxy hóa

hoàn toàn để chuyển thành acetic acid và năng suất lên men giảm. [3]
- Nếu nồng độ rượu quá thấp acetic acid tạo ra sẽ bị oxy hóa tiếp tục tạo

thành CO2 và H2O gây hiện tượng mất giấm. Để tránh hiện tượng này,
trong sản xuất giấm cần giữ lại lượng rượu sót trong sản phẩm từ 0.2 –
0.5%, lượng rượu sót có tác dụng ức chế sự tông hợp enzyme oxy hóa
acetic acid và muối acetate. [3]
1.3.5.

Các chất C, N, P và các nguyên tố vi lượng

- Để tạo điều kiện cho vi khuẩn hoạt động tốt, thúc đẩy nhanh quá trình

oxy hóa rượu thành acetic acid, trong thành phần mơi trường dịch lên
men ngồi nước, rượu, acetic acid cần bơ sung một số muối khống như

(NH4)2SO4, KH2PO4, CaHPO4, FeCl3... tùy thuộc vào nhu cầu dinh
dưỡng của từng giống vi khuẩn acetic. [3]
- Ngồi ra, trong mơi trường dinh dưỡng cũng cần bô sung thêm các

vitamin, chất kích thích sinh trưởng như peptone, cao nấm men... [3]

Phần 2: Công nghệ sản xuất

11


2.1. Sơ đồ quy trình

Rượu trắng

Nước

Trộn đều

Đường

Lê

Lã

Đó

Dá

12

Sản


2.2. Giải thích quy trình cơng nghệ
2.2.1.

Quy trình sản xuất acetic acid

Quy trình sản xuất acetic acid gồm các giai đoạn sau:
- Chuẩn bị môi trường: [1]
+ Môi trường cần thiết để lên men giấm là ethanol, oxy, nguồn

cacbon, nitơ, các chất khoáng: K, Mg, Ca, Fe, P, S… [1]
+ Nồng độ rượu thích hợp cho lên men acetic là 10 - 13%, trường

hợp cao hơn sẽ ức chế giống vi khuẩn acetic phát triển và một phần
rượu không bị oxy hóa thành giấm, còn trường hợp rượu quá thấp
sẽ xảy ra hiện tượng oxy hóa triệt để biến giấm thành CO 2 và nước.
[1]
+ Nguồn cacbon ở đây có thể là đường, nguồn nitơ là các acid amin,

peptone hoặc muối amon. Các chất khống dùng ở dạng muối vơ
13


cơ hoặc hợp chất hữu cơ. Nước mạch nha, bia, nước hoa quả, dịch
nấm men… là những nguồn dinh dưỡng rất tốt đối với vi khuẩn
acetic. Nhưng sử dụng các nguồn này phải cẩn thận, vì dùng với
liều lượng cao sẽ làm cho vi khuẩn phát triển mạnh, kém khả năng

lên men hoặc tạo điều kiện cho các vi sinh vật khác phát triển. [1]
+ Trong sản xuất người ta thường dùng môi trường có thành phần

như sau: cứ 100L cồn tuyệt đối thêm 25g superphosphate, 25g
ammonium sulfate, 0,9g kali cacbonat (potassium carbonate), 500g
glucose hoặc dịch đường thủy phân từ tinh bột tương đượng với
lượng đường glucose. Có thể dùng saccharose thay cho glucose.
Nước pha thành 800 – 1000L môi trường. [1]
+ Môi trường nhân giống hoặc lên men cần được acid hóa bằng chính

acetic acid nhằm kích thích giống phát triển và ức chế các vi khuẩn
khác. [1]
- Lên men. [1]
- Hoàn thành sản phẩm. [1]
2.2.2.

Các phương pháp lên men giấm chính:

- Phương pháp lên men chậm. [1]
- Phương pháp lên men nhanh. [1]
- Phương pháp lên men chìm kiểu hiện đại. [1]
2.2.2.1. Phương pháp lên men chậm:
- Còn gọi là phương pháp Orican hoặc phương pháp Pháp. [1]
- Dùng nước hoa quả làm nguyên liệu với giống Acetobacter orleameuse.

[1]
- Phương pháp này cho hiệu suất thấp, thời gian dài, thích hợp cho cơng

việc làm giấm ở gia đình hoặc sản xuất giấm ở quy mô nhỏ trong các xí
nghiệp dùng “rượu lại”, dịch đường, nước hoa quả hoặc bia hỏng, rượu

vang kém phẩm chất,… cho lên men. [1]

14


- Dụng cụ sử dụng: thùng gỗ lên men có dung tích 250 - 300 lít, phía trên

có lỡ thơng khí được che lưới chắn để tránh cơn trùng xâm nhập. [3]

Hình 2.2. Thùng lên men bằng gỗ sồi [10]

•

Hình 2.1. Thùng gỗ lên men chậm [3]
Tiến hành lên men:
- Cho 1/5 acetic acid vào thùng lên men có dung tích 250 – 300L, tiếp tục

thêm vào nước ép nho sao cho tồn bộ khối lượng đạt 2/3 thể tích thùng
lên men. Mục đích cho acetic acid vào trước là để tạo điều kiện cho vi
khuẩn lên men phát triển, mặt khác để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát
triển, không bị nhiễm tạp chất. [2]
- Lên men ở nhiệt độ 23- 34°C (nhiệt độ thường). Sau một thời gian trên

bề mặt sẽ thường xuất hiện một lớp váng trắng, đó là lớp tế bào vi
khuẩn. Quá trình oxy hóa xảy ra chậm và kết thúc sau vài tuần. Khi
kiểm tra rượu còn lại 0.3 - 0.5% sẽ lấy giấm ra, cho dịch dinh dưỡng
mới vào. Nếu để lâu, chất lượng giấm bị giảm nhanh do quá trình oxy
hóa giấm xảy ra tiếp tục làm giảm độ acid. Giấm thu được thường có
15

nồng độ acetic acid đạt 5 - 6 %. Muốn để lâu phải đem đi thanh trùng.
[2]
- Trong quá trình sản xuất nếu lên men liên tục khơng nghi thì có thể

không phải nhân giống lại. Ở các thùng lên men chậm khi đạt được độ
chua của giấm cần thiết, người ta rút dịch ra khỏi thùng và lại cho thêm
dịch mới. Trong khi thao tác không làm vỡ váng cái giấm. [1]
- Quy trình làm giấm này tuy chậm nưng liên tục và cho giấm ngon. [3]
2.2.2.2. Phương pháp lên men nhanh:
- Còn gọi là phương pháp Đức, thực hiện theo quy mô công nghiệp. [1]
- Nguyên liệu lên men là bột ngô, bột ngô được xem như là chất mang,

giữ vi sinh vật trong quá trình lên men, nhờ đó mà vi sinh vật không đi
theo vào sản phẩm cuối cùng. [2]
- Giống vi khuẩn là Acetobacter schiitzenbachii hoặc Acetobacter curvum

được nhiễm vào phôi. [1]
- Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là làm tăng diện tích tiếp xúc

với khơng khí làm cho q trình lên men xảy ra nhanh hơn. [2]
- Phương pháp lên men nhanh với chủng thuần khiết có nhiều ưu điểm:

quá trình lên men ngắn ngày, dễ kiểm tra, giá thành hạ. [1]
- Thiết bị máy móc:
+ Sử dụng các thùng lên men bằng gỡ hình trụ (generator) tới 10m3

hoặc lớn hơn, chiều cao từ 2.5 đến 6m, đường kính từ 1.2 đến 3m.
Ti lệ đường kính so với chiều cao khoảng ½ là thích hợp nhất,
trong đó đặt các phoi bào gỡ giẻ. Phía trên thùng có một lỡ cho

dịch mơi trường vào và một lỡ cho khơng khí thốt ra. Dưới là một
miếng gỗ có nhiều lỗ tròn để phân phối đều dịch mơi trường. Phía
dưới là những vật liệu xốp đã được thanh trùng. Dưới cùng là một
tấm sàn có nhiều lỡ nhỏ cho dịch dấm thốt ra và phân phối đều
khơng khí. [1], [2]
+ Các thùng lên men nhanh chứa các phoi bào đã tẩm acetic acid cho

phun mù dịch rượu nhạt chảy từ trên xuống và thơi khí từ đưới lên
liên tục, không phải nhân giống lại mà hiệu suất men vẫn đảm bảo.

16


Ở đây cần chú ý q trình thơi khí phải liên tục khơng được gián
đoạn. [1]

•

Tiến hành lên men:

Hình 2.3. Sơ đồ quy trình lên men bằng phương pháp lên men nhanh [11]
- Trong quá trình lên men nhanh có thể dùng hệ vi khuẩn acetic thuần
khiết tự nhiên, có nghĩa là lúc đầu tạo điều kiện cho một số lồi cùng
một nhóm nhiễm từ khơng khí phát triển ln luôn ở môi trường acetic
acid. Nhưng trong sản xuất còn dùng các chủng thuần khiết và thu được
hiệu quả cao. Các chủng thường dùng là Acetobacter schiitzenbachii
hoặc Acetobacter curvum 86 và 96. [1]
- Trước khi cho lên men ở thùng lớn cần phải nhân giống ở bình tam giác
và thùng nhỏ. Trong bình tam giác có dịch đường nồng độ 5 - 6 °Bx và 3

- 5% rượu. [1]
- Thùng nhân giống có cấu tạo giống thùng lên men nhưng nhỏ hơn. Các

phoi bào đã vô trùng trong thùng nhân giống được acid hóa bằng acetic
acid 6 - 9%. Cách làm như sau: trong thùng nhỏ xếp các phoi bào đã
được nấu sơ bộ để diệt trùng, rồi tẩm ướt phoi bào bằng dung dịch acetic
acid. [1]
- Thanh trùng thùng có phoi bào ở nồi hấp 1atm trong 30 phút. Làm nguội
tới 30°C, cấy giống từ bình tam giác sang. Sau khi cấy giống người ta đô

vào thùng nhân giống hỗn hợp 6% acetic và 3% rượu ethylic. Nuôi ở
30°C khoảng 5 - 7 ngày. [1]
- Sau đó chuyển dịch giống sang thùng lên men. [1]

17


- Trước khi cấy chuyền giống, thùng lên men được rửa sạch, xếp phoi bào

và cho hơi nóng đi qua, rồi thấm ướt phoi bào bằng dung dịch acetic 6%,
hấp ở 70°C trong 15 phút. [1]
- Ta dùng acetic acid có nồng độ 3 - 5% chảy qua lớp phôi bào hay lõi bắp

có mục đích thanh trùng vừa có tác dụng acid hóa vật liệu chất mang để
vi sinh vật giống dễ thích nghi trong q trình lên men. [2]
- Sau đó, dùng nước cất rửa qua và cho giống vi khuẩn acetic acid vào, vi

khuẩn acetic acid sẽ bám vào phoi bào hay lõi bắp. [2]
- Tiếp đó ta cho dòng môi trường đi từ trên xuống qua hệ thống phân phối

dạng phun, môi trường sẽ được phân phối đều khắp vật liệu, cồn sẽ thẩm
thấu vào tế bào vi khuẩn và cung cấp khí bằng hệ thống thơi khí từ dưới
lên tạo điều kiện để vi khuẩn lên men tốt nhất, vi khuẩn oxy hóa rượu
thành axit acetic sẽ thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài và theo dung
dịch xuống đáy thiết bị lên men, ta thu sản phẩm từ đáy thiết bị lên men.
[2]
- Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ 24 - 37°C, thời gian lên

men từ 8 - 10 ngày. Trong trường hợp dịch lên men cuối cùng chứa
lượng acetic acid thấp, ta tiến hành tái lên men bằng cách bơm chúng
ngược trở lại từ trên xuống. [1]
- Phương trình oxy hóa rượu thành acetic acid trong tế bào:

CH2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O + 117 Kcal
- Phản ứng xảy ra trong tế bào vi khuẩn, muốn phản ứng xảy ra,

CH2H5OH và O2 phải được thẩm thấu trong tế bào. Khi đó các enzyme
có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxy hóa rượu thành CH 3COOH.
CH3COOH được tạo thành sẽ thoát khỏi tế bào và tan trong dịch mơi
trường. [2]
2.2.2.3. Phương pháp lên men chìm kiểu hiện đại:
- Ngày nay, sử dụng phô biến trong sản xuất giấm là phương pháp lên

men chìm. Lên men chìm được sử dụng trong cơng nghiệp sản xuất
giấm vì cho sản lượng lớn và thời gian lên men ngắn. [3]
- Các nồi lên men đặc biệt được thơng khí mạnh (reactor), có thể thay thế

từng phần dịch dinh duỡng cũng như được thơng khí đầy đủ. Sau khi
etanol được chuyển thành acetic acid thì cũng được rút bớt phần lớn và
đưa dịch mới vào nồi lên men tiếp tục. [1]

18


- Với phương pháp lên men như vậy gần như là lên men bán liên tục. [1]
- Các chủng Acetobacter suboxydans thích hợp với phương pháp lên men

này, chúng có thể chuyển hóa toàn bộ etanol thành acetic acid với điều
kiện là nồng độ cồn 12% trong môi trường có thêm một ít glucose và
sục khí rất mạnh. Lên men ở 28 - 32°C khoảng 2 ngày. [1]
- Thiết bị máy móc: trong các nhà máy, hệ thống thiết bị sản xuất giấm

gồm một thùng lên men đặc biệt (acetator) và một hệ thống để kiểm soát
nhiệt độ của quá trình tạo giấm, có thể ở dạng ống xoắn ruột gà. Thùng
lên men được cấu tạo có hệ thống giữ cho hỡn hợp liên tục quay, đa
khơng khí vào hỡn hợp để cung cấp đủ oxy tạo điều kiện cho các vi
khuẩn hoạt động. [3]

Hình 2.4. Sơ đồ thiết bị lên men chìm [12]

Hình 2.5. Thiết bị lên men chìm [3]
19


- Phương pháp lên men chìm có ưu điểm là khi mỡi mẻ giấm được thực

hiện thì tất cả ngun liệu rượu đều được chuyển thành acetic acid.
Trong khi các phương pháp truyền thống khác, quá trình lên men diễn ra
chậm hơn và còn để lại một lượng rượu trong giấm thành phẩm. Nồng
độ acetic acid khi sản xuất theo phương pháp này có thể đạt đến 13%.
[3]

2.2.3. Lão hoá:
- Lão hóa là thời gian mà giấm hình thành, hồn thiện bên trong thùng lên

men, các thay đôi thời gian phụ thuộc vào hóa chất, tính chất vật lý và
cảm quan. [2]
- Màu của giấm dao động từ màu vàng → nâu→ đen trong q trình lão

hóa do sự tích tụ của các hợp chất, chủ yếu là melanoidins, từ các phản
ứng xúc tác của các emzyme không như đường xuống cấp, tính axit và
phản ứng Maillard là phản ứng hóa nâu trong điều kiện có protein,
đường và nước. [2]
- Độ nhớt: Các tính chất chảy của giấm được xác định bởi lực hấp dẫn cụ

thể và về số lượng trọng lượng phân tử cao melanoidins, một lớp không
đồng nhất của biopolymers đã hình thành và tích lũy trong q trình lão
hóa. [2]

Phần 3: Sản phẩm
.1. Chất lượng giấm thành phẩm
-

-

Giấm thành phẩm phải có hai nồng độ acetic acid: 6 và 9%, dịch trong
suốt, không bị mờ đục, có cặn, dịch nhày và lươn giấm. [1]
Màu sắc: không màu hoặc màu vàng nhẹ. [1]
Mùi vị: mùi đặc trưng của giấm làm từ rượu, không có mùi chua hắc
hoặc mùi kim loại hay mùi vị lạ. [1]
Không có acid vô cơ hoặc acetic acid chưng cất từ gỗ, đặc biệt là không
được phép có muối kim loại nặng. Cho phép NaCl trong giấm với nồng

độ < 2. [1]

.2. Một số nguyên nhân làm giảm chất lượng lên men acetic acid
.2.1.

Giấm bị đục và giảm độ chua

- Trong quá trình oxy hóa rượu thành giấm đôi khi gặp hiện tượng oxy

hóa sâu sắc acetic acid tới CO2 và nước. Giấm bị vẩn đục là do nhiễm
20


các nấm men tạo màng thuộc giống Candida mycoderma thường là
Mycoderma vini gây ra. Ngoài ra, còn có thể do nhiễm các vi khuẩn
acetic khác như Acetobacter xylinum, Acetobacter aceti... chúng dễ oxy
hóa acetic acid. Acetobacter xylinum phát triển trong giấm tạo thành
màng nhày trên bề mặt, làm cho giấm thành phẩm có cặn nhày,
Acetobacter aceti làm giấm bị vẩn đục. [3]
- Khi cho môi trường vào thùng lên men phân bô không đều, tạo cho khối

phoi bào có những vùng có độ acid thấp, đây chính là điều kiện cho các
vi sinh vật tạp dần phát triển. Khi nhiễm khuẩn, các chất lỏng này lên
men bị oxy hóa, chuyển thành CO2 và nước, làm giảm lượng giấm. [3]
→ Biện pháp khắc phục: cho lên men lại và vệ sinh thiết bị trước khi lên
men thật sạch hoặc thanh trùng Pasteur ở nhiệt độ 60 - 70 °C, hoặc cho
thêm vào giấm K2S2O5 với liều lượng 5 - 15g/100 lít giấm kết hợp với
thanh trùng Pasteur để tăng độ bền của giấm. Có thể cho giấm vào các
thùng chứa được đậy kín. [3]
- Ngồi ra, một số nước quả và nước dừa có chứa vi khuẩn lactic, nhất là

trong nước dừa. Loại vi khuẩn này rất yếm khí và thường cộng sinh với
Mycoderma vini. Chúng tồn tại trong cả hai điều kiện yếm khí và hiếu
khí. Vi khuẩn lactic tạo mùi khó chịu và làm mất màu giấm. Nó cũng
khiến giấm không đủ chua và làm giảm sản lượng giấm. [3]
→ Biện pháp khắc phục: dùng chất đường lắng trong dung dịch đã lên
men, lọc và tiệt trùng rượu đã lên men, tăng độ chua lên ít nhất 1% bằng
cách cho giấm ngon vào rượu đã lên men. [3]
.2.2.

Giấm chuyển màu đen

Giấm bị chuyển màu đen do 3 nhân tố: tanin, sắt và men oxy hóa. [3]
- Tanin có ở trong các thùng gỗ mới hoặc trong các nguyên liệu đã được

dùng để sản xuất giấm. Ví dụ, loại giấm làm từ quả vối rừng có thể chứa
một hàm lượng lớn tanin làm đen giấm. [3]
- Sắt khi tiếp xúc với giấm thì bị ăn mòn và tạo nên tanat sắt. Chi cần một

phần sắt so với 10.000 phần giấm là đã đủ để làm cho giấm bị đen. [3]
- Thơng khí và lọc là cách chữa đối với tanin và sắt. [3]
- Một số men oxy hóa cũng làm đôi màu giấm nhưng có thể chữa được

bằng cách tiệt trùng theo phương pháp Pasteur. [3]
.2.3.

Lươn giấm (trùng giấm)

21

- Trong thùng lên men và giấm thành phẩm hay gặp một loại giun tròn

nhỏ, có màu hồng gọi là lươn giấm Angiullula aceti. Con đực trưởng
thành dài tới 1mm, con cái 1 - 2mm. [3]

Hình 3.1. Lươn giấm [3]
- Lươn giấm phát triển mạnh trong nồng độ giấm thấp (6% acetic acid).

Còn ở nồng độ cao (9 - 10%) chúng bị ức chế, nhưng khơng hồn tồn
ngừng sinh sản, ở nồng độ 12% chúng còn sống được 1.5 tháng, nồng độ
cao hơn chúng bị chết. [3]
- Lươn giấm thường sử dụng vi khuẩn acetic như nguồn dinh dưỡng,

ngoài ra chúng cũng có thể sử dụng rượu, acetic acid, đường, các chất
nitrogen và các chất khoáng hòa tan để phát triển. Chúng không độc cho
người, nhưng gây đục giấm và làm giảm độ chua của giấm. [3]
- Để tránh hiện tượng lươn giấm cần bảo đảm vệ sinh thiết bị làm giấm,

các vật liệu phụ như vỏ bào, lõi bắp..., hạn chế sự nhiễm trùng giấm qua
quả hư hỏng, rượu, nước, nước quả, ruồi giấm... [3]
→ Biện pháp khắc phục: cho vào 1 - 2% muối ăn, sau 1 - 2 ngày lươn
giấm chết, đem lọc hoặc nâng nhiệt độ dung dịch giấm lên 40 - 50°C rồi
lọc để loại bỏ lươn giấm. Lươn giấm là sinh vật hiếu khí do đó có thể
tiêu diệt chúng bằng cách đóng kín các thùng chứa giấm. [3]
.2.4.

Bọ giấm

- Bọ giấm làm thay đôi chất lượng của giấm. Trong sản xuất giấm, người

ta thường thấy hai loại bọ giấm: [3]
+ Loại to, màu trắng, có kích thước 0.8 – 1.5mm.

22


+ Loại nhỏ, màu nâu, có kích thước 0.3 – 0.4mm.

→ Biện pháp khắc phục: bơi dầu khống vào xung quanh các lỡ thơng
khí. Khi thiết bị lên men bị nhiễm nhiều bọ giấm có thể sử dụng hơi
nước và nước nóng để tiêu diệt chúng. [3]
.2.5.

Ruồi giấm

- Ruồi giấm thường phát triển ở phần trên và phần dưới của thiết bị lên

men, chúng thường có màu nâu đỏ, có kích thước khoảng 2.5 – 3mm.
Ruồi giấm là vật trung gian lây nhiễm trùng giấm và các loại vi sinh vật
gây hại giấm khác. [3]

Hình 3.2. Ruồi giấm [13]
→ Biện pháp khắc phục: để kiểm soát ruồi giấm, có thể dùng lưới chắn
các cửa sô, cửa ra vào khu vực sản xuất và đảm bảo nghiêm ngặt chế độ
vệ sinh xung quanh khu vực sản xuất. [3]
.3. Phân loại sản phẩm trên thị trường

Tùy theo nhu cầu sử dụng giấm khác nhau mà người ta chia:

23

- Giấm dùng để nấu nướng: chứa acetic acid 4 - 5%, có vị nồng, thơm dịu,

tẩy mùi tanh của cá, giúp tươi thịt, hải sản (giấm trắng, giấm rượu,…).

[4]

Hình 3.3. Giấm trắng [14]

- Giấm ăn với cơm và rau trộn: độ acetic acid 3 - 4%, vị ngọt, thơm, thích

hợp cho trộn rau, nước chấm, ăn với phở, mì quảng, điểm tâm (giấm
Balsamic). [4]

Hình 3.4. Giấm Balsamic [15]

24


- Giấm bảo vệ sức khỏe: độ acetic acid khoảng 1 - 2%, khẩu vị khá ngon,

mỗi khi làm về mệt hoặc học hành mệt mỏi thì pha giấm với đường,
thêm đá lạnh vào uống sảng khoái, giải khát, rất tốt cho sức khỏe. [4]

Hình 3.1. Các loại giấm trên thị trường [18]

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lương Đức Phẩm – Giáo Trình Cơng Nghệ Lên Men – NXB Giáo dục
Việt Nam – 2010.

[2]. Lê Ngọc Tú, Lê Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức
Lợi, Lưu Duẩn – Giáo trình Hóa sinh cơng nghiệp – NXB Khoa học và Kỹ
thuật Hà Nội – 2002.
[3]. Giáo trình lên men thực phẩm –
/>nmenthucpham.pdf
[4]. Quy trình sản xuất giấm – />[5]. />
25