Luận văn Nghiên cứu lên men giấm trái cây theo phương pháp lên men hồi lưu cố định vi khuẩn trên giá thể

luôn giữ ở 3-3,5% thể tích [Nodes,1986]. Để tránh hiện tƣợng tiếp tục oxy hóa đến CO2 và H2O, cần có một lƣợng rƣợu trong giấm từ 0,2-0,5% thể tích. Lƣợng rƣợu sót trong giấm có tác dụng ức chế sự tổng hợp enzyme oxy hóa acid acetic và muối acetac (Dires, 1973). 2.4.5 Các chất C, N, P và các nguyên tố vi lƣợng Để quá trình oxy hoá xảy ra nhanh trong dung dịch lên men cần bổ sung thêm một số muối khoáng: K2HPO4, KH2PO4, MgSO4.7H2O, FeCl3.6H2O, (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4,…tùy theo nhu cầu cụ thể của từng loài. Ngoài ra còn bổ sung thêm vitamin và các chất kích thích sinh trƣởng nhƣ: glucoza, cao nấm men, pepton… 2.5 Các phƣơng pháp lên men Yếu tố quan trong quyết định hiệu suất của một phƣơng pháp sản xuất acid acetic chính là bề mặt tiếp xúc giữa oxy của không khí và cơ chất. Đến thời điểm hiện tại đã có 4 phƣơng pháp sản xuất acid acetic bằng cách lên men: - Phƣơng pháp lên men chậm. - Phƣơng pháp lên men nhanh. - Phƣơng pháp lên men chìm. - Phƣơng pháp lên men hỗn hợp. 2.5.1 Phƣơng pháp lên men chậm Phƣơng pháp chậm còn gọi là phƣơng pháp Orleans hay phƣơng pháp Pháp. Phƣơng pháp này đƣợc biết đến năm 1670, khởi đầu là vùng trồng nho nổi tiếng ở nƣớc Pháp. Do ngƣời ta nhận thấy dịch vang nho để trong những thùng gỗ hở nắp dần dần bị đục, có màng phủ trên bề mặt và trở nên chua. Đây là phƣơng pháp lâu đời nhất, quá trình lên men giấm diễn ra ở bế mặt tiếp xúc giữa khối dịch lên men và không khí trong những thùng lên men đặt nằm ngang. Đễ tiến hành sản xuất giấm theo phƣơng pháp này , tiến hành nhƣ sau: đổ vào thùng 1/5 thể tích giấm tƣơi chất lƣợng cao để acid hóa, sau đó đổ thêm dịch lên men vào cho đến ½ thể tích thùng. Tiếp theo cứ mỗi chu kỳ đổ thêm dịch lên men cho đến khi đầy. Khi nào nhận thấy rƣợu đã oxy hóa gần hết lấy một phần giấm ra để đem chế biến và bảo quản, đồng thời cho tiếp dịch lên men vào để lên men tiếp. Khi lên men, vi khuẩn giấm phát triển tạo thành màng vi sinh vật trên bề mặt thoáng, khi bị chấn động (do va chạm hay quá trình đổ dịch lên men vào và tháo sản phẩm ra) nó sẽ bị phá vỡ, chìm xuống tiêu thụ cơ chất mà không tạo acid acetic. Dần dần trên bề mặt thoáng lại hình thành màng vi khuẩn mới và lại diễn ra quá trình lên men tiếp tục. Do hạn chế của bề mặt thoáng nên phƣơng pháp này có những nhƣợc điểm sau: thời gian lên men dài, nồng độ acid acetic thấp, năng suất thấp. Tuy vậy, phƣơng pháp này có ƣu điểm là giấm thơm ngon, thiết bị dễ chế tạo. 2.5.2 Phƣơng pháp lên men nhanh Phƣơng pháp này tạo đƣợc bề mặt tiếp xúc pha giữa lỏng, khí và vi sinh vật lớn nhờ bổ sung vật liệu bám trong thiết bị nên năng suất và hiệu suất cao hơn. Ở phƣơng pháp này ngƣời ta tƣới dịch lên men, bên trong có đổ đầy vật liệu bám và màng vi khuẩn mới ở trên bề mặt, không khí đi ngƣợc chiều từ dƣới lên, dịch lên men đƣợc chuyển hóa nhanh nhờ vi khuẩn. Nếu thiết bị lên men đủ cao, điều kiện vận hành đƣợc khống chế tốt thì chỉ cần cho dịch lên men qua tháp một lần đã có thể thu đƣợc giấm đặc ở đáy. Phƣơng pháp này có những ƣu và nhƣợc điểm: - Ƣu điểm: + Thời gian lên men ngắn + Thiết bị tƣơng đối đơn giản, năng suất cao, ổn định + Giấm thu đƣợc có nồng độ acid cao (có thể đến 11-12%) - Nhƣợc điểm: + Hiệu suất không cao + Phải chọn vật liệu bám phù hợp 2.5.3 Phƣơng pháp lên men chìm Ở phƣơng pháp này, không khí sục qua khối dịch lên men mãnh liệt sẽ tạo thành một thể huyền phù có pha rắn là vi khuẩn giấm, pha lỏng là dịch lên trong các thiết bị lên men có tên là acetator, dịch lên men đƣợc chuyển hoá thành giấm rất nhanh . 2.5.4 Phƣơng pháp lên men hỗn hợp Đây là phƣơng pháp lai giữa hai phƣơng pháp nhanh và chìm. Thiết bị lên men này gồm hai phần: - Phần trên nhƣ generator có đổ đầy đệm, hoạt động theo nguyên tắc lên men nhanh. - Phần dƣới (phần chứa dịch sau khi đi qua vật liệu bám) có lắp thêm bộ phận sục khí tạo thành vùng oxy hóa bổ sung nhƣ một acetator trong phƣơng pháp chìm. Khi ngừng cung cấp oxy qua bộ phận sục khí (khi ngắt điện) vẫn không ảnh hƣởng đến vi khuẩn vì lúc đó các vang thông khí trong thiết bị đƣợc mở ra và không khí đi vào nhờ thông khí tự nhiên, do đó màng vi khuẩn trên đệm vẫn không bị chết. Phƣơng pháp này khắc phục đƣợc nhƣợc điểm và phát huy ƣu điểm của hai phƣơnh pháp nhanh và chìm. 2.6 Những kỹ thuật cần chú ý khi sản xuất giấm ăn Vi khuẩn acetic thƣờng tiêu hóa rất ít các chất dinh dƣỡng. Để có đƣợc giấm có chất lƣợng cao và tránh hiện tƣợng nhạt ở phôi bào cần phải bổ sung các chất dinh dƣỡng làm nhiều lần, mỗi lần với lƣợng thấp, vì dùng với liều cao sẽ làm cho vi khuẩn phát triển mạnh, kém khả năng lên men hoặc tạo điều kiện cho các vi khuẩn khác phát triển. Nếu trƣờng hợp lên men bị yếu, thì có thể bổ sung vào môi trƣờng chất malt hoặc bia. Môi trƣờng nhân giống hoặc lên men cần đƣợc acid hóa bằng chính acid acetic nhằm kích thích giống phát triển và ức chế các vi khuẩn khác. Thiết bị lên men và các phôi bào đã vô trùng cũng cần tiến hành acid hóa bằng acid acetic 6-9%. Cách tiến hành nhƣ sau: phôi bào đã tiệt trùng bằng nồi autoclave đem xếp vào thiết bị lên men, sau đó cho dòng acid acetic 6-9% đi qua phôi bào trong một thời gian, cuối cùng thu lại phần acid đó trƣớc khi cho dịch lên men vào thiết bị. Trong quá trình lên men liên tục thì có thể không cần nhân giống lại mà hiệu suất lên men vẫn đảm bảo. [Lƣơng Đức Phẩm, 1998] 2.7 Một số nguyên nhân làm giảm chất lƣợng lên men giấm 2.7.1 Giấm bị đục và giảm độ chua Trong sản xuất giấm, thƣờng xảy ra hai quá trình oxy hóa: - Quá trình oxy hóa C2H5OH thành CH3COOH - Quá trình oxy hóa CH3COOH thành CO2 và H2O Quá trình oxy hóa C2H5OH thành CH3COOH là quá trình có lợi cho sản xuất. Quá trình oxy hóa CH3COOH thành CO2 và H2O là quá trình có hại cho sản xuất. Trong quá trình oxy hóa này có thể xảy ra hai hƣớng: oxy hóa hóa học và oxy hóa sinh học. Oxy hóa sinh học chuyển CH3COOH thành CO2 và H2O xảy ra do nấm Comdida mycoderma, Acetobacter xylinum, Acetobacter aceti gây ra. Các giống vi sinh vật này có khả năng tạo màng nhầy làm cho giấm đục và tạo cặn. Ngƣời ta khắc phục tình trạng này bằng cách cho lên men lại và trƣớc khi lên men phải vệ sinh thiết bị lên men thật sạch hoặc thanh trùng Pasteur ở nhiệt độ 60- 70 oC, hoặc cho thêm vào giấm K2S2O5 với liều lƣợng 5-15gam/100 lít giấm kết hợp với thanh trùng Pasteur để tăng độ bền của giấm. 2.7.2 Hiện tƣợng lƣơn giấm Lƣơn giấm có tên khoa học là Angiullula aceti. Chúng thuộc loại động vật nhƣ giun tròn, rất nhỏ, có màu hồng. Con đực ở tuổi trƣởng thành có kích thƣớc 1mm, con cái ở tuổi trƣởng thành có kích thƣớc 1-2 mm. Nếu nồng độ giấm < 6%, lƣơn giấm rất dễ phát triển. Nồng độ giấm cao khoảng > 9%, chúng bị ức chế và không thể phát triển đƣợc. Lƣơn giấm thƣờng sử dụng vi khuẩn acetic nhƣ nguồn dinh dƣỡng. Tuy nhiên, chúng cũng có khả năng sử dụng C2H5OH, CH3COOH, đƣờng , các chất hữu cơ chứa nitơ để phát triển. Chúng thƣờng không gây độc cho ngƣời mà chỉ gây đục giấm và làm giảm hiệu suất lên men. Để phòng ngừa lƣơn giấm phát triển, ngƣời ta thƣờng cho vào giấm thành phẩm 1-2% NaCl (muối ăn). Sau 1-2 ngày lƣơn giấm chết, ngƣời ta đem lọc hoặc đƣa nhiệt độ lên đến 40-50oC, sau đó lọc giấm để loại bỏ lƣơn giấm. 2.7.3 Bọ giấm Trong sản xuất giấm, ngƣời ta thƣờng thấy hai loại bọ giấm. Loại to, màu trắng, có kích thƣớc 0,8-1,5mm Loại nhỏ, màu nâu, có kích thƣớc 0,3-0,4mm. Ngƣời ta thƣờng dùng dầu khoáng bôi vào những nơi hay có bọ giấm. Trong trƣờng hợp có nhiều bọ giấm ở thiết bị lên men, ngƣời ta phải dùng hơi nóng để diệt chúng. 2.7.4 Ruồi giấm Ở những cơ sở sản xuất giấm, ngƣời ta thƣờng thấy có rất nhiều ruồi giấm. Ruồi giấm thƣờng có màu nâu đỏ, có kích thƣớc khoảng 2,5-3mm. Ruồi giấm thƣờng phát triển ở phần trên, phần dƣới của thiết bị lên men. Chúng làm giảm acid acetic, sinh ra những ấu trùng ăn vi khuẩn lactic và thƣờng là vật trung gian lây nhiễm các vi sinh vật gây hại giấm. Do đó cần phải hạn chế sự xuất hiện ruồi giấm bằng cách che kín cửa, đậy kín các phần hở của thiết bị lên men và vệ sinh đất khu sản xuất. 2.8 Các công đoạn sau khi thu hoạch giấm 2.8.1 Bảo quản giấm Khi quá trình lên men vẫn còn tiếp tục, nghĩa là rƣợu vẫn chƣa chuyển hóa hết thành giấm thì chƣa đƣợc nhập giấm vào kho. Các thùng giấm phải đƣợc đậy kín. Nếu để mở, các vi khuẩn tạo acid acetic và các enzyme của chúng sẽ dần dần bị oxy hóa và phân hủy. Vì vậy không đƣợc oxy lọt vào thùng giấm. 2.8.2 Lão hóa giấm Giấm đƣợc lão hóa bằng cách để lâu có mùi vị dễ chịu, nhất là khi giấm đƣợc sản xuất từ các loại nƣớc quả có mùi thơm. Trong giai đoạn lão hóa giấm, các este đƣợc hình thành và mùi chua gắt của giấm tƣơi sẽ dần biến mất. 2.8.3 Gạn trong Gạn trong giấm trƣớc khi đóng chai bằng cách lọc giấm. Trộn đều thạch, bentonit với giấm rồi để lắng trong, dùng xi phông hút phần giấm trong ở trên ra chai, thao tác làm thật chậm để cặn ở trong chai không vẫn lên. Cứ 300 lít giấm ta dùng 1kg bentonit và 5% thạch (tính theo trọng lƣợng). 2.8.4 Đóng chai và xử lý Giấm phải đƣợc lão hóa và gạn trong trƣớc khi đóng chai. Cho giấm vào đầy chai rồi nút thật kín để ngăn không khí lọt vào chai. Khử trùng giấm bằng cách làm nóng chai giấm ở nhiệt độ 65oC cho đến khi giấm trong chai đạt 60oC trong khoảng 30 phút. Nếu số lƣợng giấm lớn ta có thể dùng phƣơng pháp: khử trùng tất cả lƣợng giấm rồi để nguội đến 24oC thì đóng chai ngay. 2.8.5 Phƣơng tiện bảo quản giấm thích hợp Giấm có khả năng ăn mòn cao, thậm chí nó còn ăn mòn cả thép không gỉ nếu tiếp xúc lâu. Sắt rất dễ bị giấm ăn mòn, còn kẽm bị giấm ăn mòn và tạo ra acetat kẽm có mùi khó chịu và rất độc, ngay cả đồng cũng không nên dùng để đụng giấm vì đồng cũng tác dụng đến mùi vị của giấm. Chỉ những vật liệu nhƣ: gỗ, nhôm, thủy tinh, cao su cứng, gỗ ép hoặc giấy đã qua xử lý là có thể dùng để đựng giấm. 2.9 Khái quát nguyên liệu 2.9.1 Nguyên liệu dừa Dừa có tên khoa học là Cocos Nucifera, có hai giống chính là dừa cao và dừa lùn đƣợc trồng phổ biến ở các nƣớc Philippine, Indonesia, Malaysia, Việt Nam. Khi dừa chín có thành phần trung bình theo trọng lƣợng nhƣ sau: cơm dừa 30%, vỏ dừa 33,5%, gáo dừa 15%, nƣớc dừa 21,5%. Bảng 2.1: Thành phần hóa học của dừa (Nghiên cứu sử dụng tổng hợp cây dừa-Phạm Hoàng Hộ-NXB GD 1970) Ngoài ra trong nƣớc dừa già còn có rất nhiều acid amin và vitamin nhƣ Lysin, Histidin, Prolin, Glysin, Acid Glutamic, Acid Ascobic, Acid Penthotennic, Acid Folic, Acid Nicotinic, Riboflavin. Các chất kích thích sinh trƣởng nhƣ: Zeatin, Sorbitol, Hexitol, Phicocosine… chính thành phần phong phú của các chất kích thích sinh trƣởng này khiến nƣớc dừa trở thành môi trƣờng dinh dƣỡng thích hợp để nuôi cấy vi sinh vật. 2.9.2 Nguyên liệu saboche Saboche (Manilkara zapota, Linn Van royen hay Achras zapota Linn) còn gọi là hồng xiêm hay lồng mứt, là loại cây quen thuộc của vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới. Saboche đã trồng ở nhiều nơi, kể cả vùng đất bị nhiễm mặn, ven biển (những vùng chuyên canh nhƣ xã Vĩnh Kim, Kim Sơn, Song Thuận, Phú Phong huyện Châu Thành với diện tích Hình2.3:Nguyên liệu saboche 23000 tấn/năm). Cây có khả năng cho nhiều trái trong năm, năng suất cao (20 – 40 tấn/ha từ năm thứ 7 trở đi), mau cho trái. Thành phần % Khối lƣợng Chất khô 4.71 Đƣờng tổng 2.08 Khoáng 0.02 Protein 0.55 Béo 0.74 Quả saboche chín ăn rất ngọn, có mùi nhẹ, mát và mềm ngon, chứa nhiều loại vitamin (nhƣ vitamin A, B1, B2, C,….). Đây là thứ quả quý cho ngƣời già, trẻ em, ngƣời có bệnh dạ dày. Phần ăn đƣợc của trái saboche chứa một lƣợng dƣỡng chất (trong 100 g phân tích) nhƣ sau (Intergan et al., 1968). Baûng 2.2: Thaønh phaàn hoaù hoïc cuûa Saboâcheâ Thaønh phaàn Haøm löôïng Thaønh phaàn Haøm löôïng Phaàn aên ñöôïc 84 Laân (mg) 9 Aåm ñoä (%) 74,1 Saét (mg) 1 Naêng löôïng (calo) 96 Natrium (mg) 5 Protein (%) 0,5 Kalium (mg) 198 Lipid (%) 0,9 Vitamin A (IU) 85 Carbohydrates (%) 24,1 Vitamin B1 (mg) 0,01 Chaát xô (%) 3 Vitamin B2 (mg) 0,01 Muoái khoaùng (%) 0,4 Niacin (mg) 0,3 Calcium (mg) 32 A. ascorbic (mg) 26 Sabôchê gồm các giống: Sabôchê Xuân Đỉnh, sabôchê Thanh Hà, sabôchê quả trám, sabôchê quả nhót, sabôchê quả dài, Sabôchê Đồ Trạch (còn gọi là hồng Dăm). 2.9.3 Nguyên liệu điều Cây điều là cây hoang dại, mọc tự nhiên ở các bãi cát ven biển và trong rừng tự nhiên ở quần đảo Anti, Brasil và lƣu vực sông Amazon thuộc Nam Mỹ. Cây điều là loại cây vùng nhiệt đới có tên khoa học là Anacardium occidentale Linne thuộc họ Anacardiacedae bộ Rutates. Hình2.4: Nguyên liệu điều Quả điều có tính giải nhiệt, mùi hƣơng hấp dẫn và chứa một lƣợng vitamin dồi dào. Khi chín quả có màu vàng hoặc đỏ tùy loại. Dựa vào màu sắc của quả ta có hai loại chính là điều đỏ và điều vàng. Mỗi loại có chứa về số lƣợng các chất khác nhau.Theo nghiên cứu cho thấy các thành phần bên trong quả điều đƣợc ghi nhận nhƣ sau: Bảng 2.3: Thành phần hóa học của quả điều: Ngoài ra, điều còn chứa một số lƣợng vitamin (đặc biệt là vitamin C) và muối khoáng canxi, phospho, săt… Tuy nhiên, quả điều có vị chát và nếu xử lý không kịp thời sẽ làm biến màu dịch quả do quả điều có hàm lƣợng tanin cao. 2.9.4 Nguyên liệu trà xanh (chè): Cho đến nay nguồn gốc cây chè vẫn là một sự tranh cãi lớn và chƣa đến sự thống nhất nào về xuất xứ của cây chè. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu và khảo sát trƣớc đây cho rằng nguồn gốc cây chè là từ vùng Vân Nam Trung Quốc, nơi có nhiệt độ khí hậu nóng ẩm quanh năm (Kingdon-Ward, 1951). Cây chè có nguồn gốc từ vùng Hinh2.5: Nguyên liệu trà Đông Nam Á, trải dài từ Tây (vùng Assam, Ấn Độ) sang Đông (Trung Quốc) và kéo dài xuống phía Nam (vùng Tây Bắc, Việt Nam) (Mathews và Steplan, 1998). Thành phần Quả đỏ Quả vàng Nƣớc Tro Đƣờng Đạm Chất béo Glucid khác Tanin Cellulose Acid citric 85.92 0.44 7.74 0.88 0.33 0.86 0.42 3.36 0.20 86.83 0.51 7.26 0.52 0.27 0.98 0.48 3.34 0.16 Về phân loại thực vật, cây chè thuộc ngành thực vật hạt kín Angiospermae, lớp song tử diệp Diotyledonace, bộ chè Theales, họ chè Theaceace, chi chè Camellia, loại Sinensis. Ở Việt Nam, chè đƣợc trồng ở 34/36 tỉnh thành phố. Hợp chất EGCG trong chè có khả năng là một giải pháp ngăn chặn sự lây truyền của bệnh AIDS và làm giảm các tỉ lệ ung thƣ, tim mạch cùng các chứng viêm khớp. Ngoài ra, chè xanh còn có tác dung giảm béo. Bảng 2.4: Thành phần hóa học của trà xanh Thành phần Hàm lƣợng (%) Nƣớc Hợp chất phenol Hợp chất amin Hợp chất Alkaloid Hợp chất tinh dầu Hợp chất Nitrogen Hợp chất Pectin Các chất vô cơ Cafein 75-85 30 7-10 0,02 16-25 2-3 4-7 4-5 Ngoài ra, trà xanh còn chứa: - Các nhóm sắc tố - Vitamin: hầu hết là vitamin không tan trong nƣớc bao gồm: provitamin A, các vitamin thụôc nhóm B nhƣ B1, B2, P, C, PP. - Enzyme: + Enzyme thủy phân: amilase, protease + Enzyme oxy hóa khử: polyphenoloxydase 2.10 Chất mang vi khuẩn acetic 2.10.1 Yêu cầu đối với chất mang vi khuẩn acetic Chất mang vi khuẩn acetic là yếu tố quan trong quyết định tính hơn hẳn của phƣơng pháp nhanh so với phƣơng pháp chậm. Vì vậy yêu cầu đối với chất mang phải thích hợp với chức năng làm vật mang vi khuẩn acetic: - Có độ bền cơ học cao, diện tích bề mặt riêng lớn, độ xốp cao. - Khối lƣợng riêng tƣơng đối nhỏ. - Có tính trơ, tức không phản ứng với với dịch lên men, không khí và sản phẩm lên men, cũng nhƣ không tiết ra các chất hóa học gây độc hại đối với vi sinh vật và mùi khó chịu cho giấm. - Đủ độ nhám và xốp để màng vi khuẩn có thể bám chặt ở một chế độ thủy động lực học nhất định. - Rẻ tiền, dễ kiếm, ổn định. 2.10.2 Lựa chọn chất mang vi khuẩn - Chất mang bằng chất liệu cellulose: Trong các loại chất mang có nguốn gốc cellulose có những ƣu điểm phù hợp với điều kiện Việt Nam hiện nay nhƣ: công nghệ gia công không phức tạp, rẻ tiền, dễ kiếm (tre, bã mía, gỗ,…). Trƣớc đây, nhiều công trình nghiên cứu thử nghiệm với nhiều loại vật liệu bám chứa cellulose khác nhau nhƣ phoi gỗ, lõi ngô, tre nứa,… Bã mía là loại vật liệu bám dễ kiếm, rẽ tiền, có đầy đủ điều khiên của một loại vật liệu mang. Vì vậy nó đƣợc chọn sử dụng làm vật liệu mang trong luận văn. - Chất mang bằng chất liệu polymer: Xốp nệm là một loại polymer có đầy đủ điều kiện của một chất mang: có tính trơ tức không phản ứng với dịch lên men, khối lƣợng riêng nhỏ, có độ nhám xốp để vi khuẩn acetic có thể bám, dễ kiếm, dễ gia công.. Hình 2.5: Bã mía Hình 2.6: Xốp Chƣơng 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu Thời gian: từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2006. Địa điểm: phòng thí nghiệm vi sinh-khoa Công Nghệ Thực Phẩm-trƣờng Đại Học Nông Lâm tp.Hồ Chí Minh. 3.2 Vật liệu thí nghiệm 3.2.1 Nguyên liệu 3.2.1.1 Giống vi khuẩn lên men giấm: vi khuẩn Acetobactor aceti đƣợc cung cấp bởi phòng thí nghiệm Vi Sinh, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh. 3.2.1.2 Nƣớc dừa già và dịch nƣớc quả: a, Nƣớc dừa già đƣợc mua ở chợ Suối Tiên b, Dịch điều: Trái điều đƣợc hái trên cây và đƣợc xử lý nhƣ sau: Trái điều Tách hạt Loại tạp chất và rửa Xắt nhỏ, ép lọc Thu dịch quả Bảo quản Thí nghiệm xử lý Sơ đồ 3.1: Xử lý nguyên liệu điều c, Dịch Saboche: Trái saboche đƣợc mua từ chợ và xử lý nhƣ sau: Trái saboche Gọt vỏ, tách hạt Rửa Xắt nhỏ, xay Thu dịch xay Bảo quản Thí nghiệm xử lý Sơ đồ 3.2: Xử lý nguyên liệu saboche d, Nƣớc trà xanh: Trà xanh đƣợc mua từ chợ và đƣợc xử lý nhƣ sau: Trà xanh Tách lấy lá Rửa sạch Nấu lấy nƣớc Thí nghiệm xử lý Sơ đồ 3.3: Xử lý nguyên liệu trà 3.2.1.3 Các loại chất mang vi khuẩn: Bã mía và xốp đƣợc khử trùng qua nƣớc nóng, sấy khô. Sau đó đem ngâm với dịch cấy giống trong 1 ngày rối cho vào bình lên men một cách ngẫu nhiên. 3.2.2 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm: - Máy đo pH: 744 pH Metrolum. - Buret tự động chuẩn độ acid. - Những dụng cụ trong phòng thí nghiệm: ống nghiệm, pipet, bình tam giác, ống đong, que cấy, đĩa petri,… - Tủ sấy, nồi autoclaue, máy lắc, cân điện tử, tủ cấy vô trùng… - Thiết bị lên men hồi lƣu: + Thiết bị sục khí. [ AC 220/240v; 50Hz; 30 – 35w ] + Máy bơm FM 1200.[ AC 220/240v; 50Hz; 17/20 w ] + Bình chứa A, B: làm bằng nhự PEP có dung tích 21l/bình. Hình 3.1: Thiết bị lên men hồi lƣu Thiết bị lên men hồi lƣu bao gồm: - Bình A: chứa dịch lên men - Bình B: chứa vật liệu mang và vi khuẩn acetic, là nơi lên men giấm. - Bộ phận bơm dịch lên men và thông khí 3.2.3 Hóa chất Những hóa chất đƣợc sử dụng trong thí nghiệm: NaOH, CH3COOH, CaCO3, KH2PO4, MgSO4.7H2O, glucoza, pepton, rƣợu ethylic, agar, phenoltalin, gelatin. 3.2.4 Môi trƣờng  Môi trƣờng cấy giống: Nƣớc dừa già: 5 lít Đƣờng: 100g Cồn thực phẩm: 250ml Giống ( từ lên men chậm )  Môi trƣờng Hansen lỏng: Glucoza: 50g Pepton: 10 g KH2PO4: 3 g MgSO4: 3-5 g Nƣớc cất: 1 lít 3.3 Phƣơng pháp thí nghiệm 3.3.1 Sản xuất giấm dừa bằng phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể Nƣớc dừa già Phối chế dịch lên men Thiết bị lên men hồi lƣu Lên men Sản phẩm Vào chai Thanh trùng Thành phẩm Sơ đồ 3.4: Quy trình sản xuất giấm từ nƣớc dừa già 3.3.2 Sản xuất giấm trái cây bằng phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể Dịch trái cây Phối chế dịch lên men Lên men rƣợu Lắng tách men Lên men giấm Sản phẩm Vào chai Thanh trùng Thành phẩm Sơ đồ 3.5: Quy trình sản xuất giấm trái cây 3.4 Nội dung thí nghiệm 3.4.1 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ rƣợu bổ sung trong quá trình lên men giấm từ nƣớc dừa già. Mục đích: Xác định nồng độ rƣợu thích hợp để nồng độ acid acetic sinh ra lớn nhất. Thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên 1 yếu tố 3 lần lặp lại. Nƣớc dừa già đƣợc phối chế dịch lên men với các nồng độ rƣợu khác nhau, sau đó tiến hành lên men trong các bình lên men theo phƣơng pháp lên men có sục khí. Nồng độ rƣợu (%V) 4 6 8 10 Nồng độ acid acetic (%) - Các thông số cố định: Thể tích lên men: 10 lít Đƣờng: 2% Nồng độ acid acetic ban đầu: 0.5% Nồng độ rƣợu bổ sung: Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng PH = 5.2 - Thời gian lên men: 10 ngày - Cách lấy mẫu: 1lần/ngày - Phƣơng pháp phân tích: dựa vào phƣơng pháp chuẩn độ acid – bazơ để xác định nồng độ acid acetic trong mẫu. - Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic sinh ra. 3.4.2 Khảo sát các phƣơng pháp lên men giấm. Mục đích: xác định phƣơng pháp lên men giấm tối ƣu sử dụng cho lên men giấm trái cây. Thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên 1 yếu tố 3 lần lặp lại. Nghiệm thức tối ƣu trong thí nghiệm 1 đƣợc sử dụng trong thí nghiệm này. Nƣớc dừa già sau khi phối chế dịch lên men, cho lên men bằng những phƣơng pháp khác nhau: lên men tĩnh, lên men có sục khí, lên men theo phƣơng pháp hồi luu. Lên men tĩnh: dịch lên men đƣợc cho váo bình, đậy nắp, để nơi yên tĩnh. Lên men có sục khí: dịch lên men đƣợc cho vào bình, sục khí liên tục. Lên men theo theo phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể: dịch lên men đƣợc cho vào thiết bị lên men hồi lƣu. Phƣơng pháp lên men Lên men tĩnh Lên men có sục khí Lên men theo phƣơng pháp hồi lƣu Nồng độ acid acetic (%) - Các thông số cố định: Thể tích lên men: 10 lít Đƣờng: 2% Nồng độ acid ban đầu: 0.5% Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng pH = 5.2 - Chì tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic sinh ra 3.4.3 Khảo sát tính đa dạng của các loại chất mang vi khuẩn acetic. Mục đích: Xác định từng loại vật liệu mang phù hợp để sản xuất các loại giấm khác nhau. Thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên 1 yếu tố 3 lần lặp lại. Nghiệm thức tối ƣu trong các thí nghiệm trƣớc đƣợc sử dụng trong thí nghiệm này. Nƣớc dừa già đƣợc phối chế dịch lên men với các thông số cố định. Cho lên men trong trong thiết bị lên men hồi lƣu. Thiết bị hồi lƣu sử dụng vật liệu mang vi khuẩn: chất mang bằng chất liệu cellulose (bã mía), chất mang bằng chất liệu polymer (xốp). Chất liệu mang vi khuẩn Chất liệu bằng cellulose (bã mía) Chất liệu bằng polymer (xốp) Nồng độ acid acetic (%) - Các thông số cố định: Thể tích lên men : 10 lít Đƣờng: 2% Nồng độ acetic ban đầu: 0.5% Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng pH = 5.2 - Thời gian lên men: 8 ngày - Cách lấy mẫu: 1lần/ngày - Chỉ tiêu theo dõi: nồng độ acid acetic sinh ra, chất lƣợng giấm. 3.4.4 Thử nghiệm sản xuất giấm trái cây từ các loại dịch quả đã lên men rƣợu. Mục đích: Giảm chi phí sản xuất khi không bổ sung rƣợu ethylic vào dịch lên men. Tạo ra sản phẩm giấm có mùi đặc trƣng, giàu vitamin., giảm giá thành sản phẩm. Cách thực hiện: gồm 2 giai đoạn lên men là giai đoạn rƣợu hóa và giai đoạn giấm hóa.  Chuẩn bị dịch lên men cho giai đoạn rƣợu hóa: Dịch quả sau khi phối chế thành dịch lên men với độ Brix thích hợp, pH = 3,8.  Lên men: Bổ sung 0.1% giống Saccharomyces cereviceae vào 10 lít dịch quả ( pH = 3,8 ) để lên men rƣợu, ở nhiệt độ phòng, theo dõi quá trình giảm độ Brix trong dịch lên men. Khi độ Brix không thay đổi nữa thì lúc này quá trình lên men rƣợu kết thúc, xác nấm men lắng xuống dƣới, gạn lấy dịch trong có nồng độ rƣợu thấp. Tiếp tục đƣa dịch này vào hệ thống lên men giấm hồi lƣu thực hiện giai đoạn giấm hóa. Các thông số cố định trong các thí nghiệm lên men giấm trái cây: Thể tích lên men: 10 lít Tỷ lệ men giống: 5% Nồng độ acetic ban đầu: 0.5% Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng pH = 5.2 3.4.4.1 Thử nghiệm sản xuất giấm Saboche từ dịch saboche đã lên men rƣợu.  Chuẩn bị dịch lên men: Dịch Saboche đƣợc phối chế thành dịch lên men có độ brix thích hợp 22 0 Brix, pH = 3,8.  Len men: Bổ sung 5% giống Saccharomyces cereviceae vào 10 lít dịch đƣờng để lên men rƣợu, ở nhiệt độ phòng ( Saccharomyces cereviceae đƣợc tăng sinh trong môi trƣờng Hansen lỏng đến 5-7 triệu tế bào/ml). Cho lên men rƣợu trong thời gian 15 ngày, khi độ Brix còn 120Brix.Thu dịch trong và tiếp tục cho lên men trong thiết bị lên men hồi lƣu. - Thời gian lên men: 8 ngày, cách lấy mẫu 1 lần/ngày. - Chỉ tiêu theo dõi: hàm lƣợng acid acetic sinh ra. 3.4.4.2 Thử nghiệm sản xuất giấm điều từ dịch điều đã lên men rƣợu.  Chuẩn bị dịch lên men: Dịch điều xử lý tanin bằng gelatin với tỷ lệ 1,5g/l.Gelatin đƣợc khuấy tan trong nƣớc nóng và khuấy đều với dịch ép quả điều ở chế độ nhiệt 600C trong 5 phút.Sau đó để yên trong 20-30 phút để lắng kết tủa. Sau đó đem lọc để tách kết tủa, thu dịch phối chế dịch lên men có độ Brix 25oBrix.  Lên men: Bổ sung 5% giống Saccharomyces ceeviceae vào 10 lít dịch để lên men rƣợu ở nhiệt độ phòng. Cho lên men rƣợu trong 15 ngày, khi độ Brix còn 100Brix. Thu dịch này và tiếp tục cho lên men giấm trong thiết bị hồi lƣu. - Thời gian lên men giấm: 8 ngày, cách lấy mẫu: 1 lần/ngày. - Chỉ tiêu theo dõi: hàm lƣợng acetic sinh ra. 3.4.5 Thử nghiệm sản xuất giấm từ trà xanh Trà xanh sau khi đƣợc xử lý, phối chế dịch lên men, cho lên men trong thiết bị lên men hồi lƣu. - Các thông số cố định: Nƣớc máy 10 lít Trà xanh: 300g Đƣờng: 2% Nồng độ rƣợu: 8% Nồng độ acid ban đầu: 0.5% Nhiệt độ lên men: nhiệt độ phòng pH = 5.2 - Thời gian lên men: 8 ngày, cách lấy mẫu: 1 lần/ngày - Chỉ tiêu theo dõi: hàm lƣợng acetic sinh ra. 3.5 Xử lý số liệu Số liệu sau khi thu thập đƣợc xử lý bằng phầm mềm thống kê Statgraphics version 7.0. Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định nồng độ rƣợu bổ sung thích hợp để đạt đƣợc nồng độ acid acetic cao nhất. Nƣớc dừa già đƣợc phối chế dịch lên men với các nồng độ rƣợu khác nhau: 4%, 6%, 8%, 10%. Cho lên men trong các bình 10 lít theo phƣơng pháp có sục khí. Kết quả thu đƣợc theo bảng 4.1 Bảng 4.1:Nồng độ acid acetic thu đƣợc sau quá trình lên men Thời gian ( Ngày ) Nồng độ rƣợu (%V) 4 6 8 10 2 4 6 8 10 12 0,78 1,171 1,261 1,401 1,45 1,501 0,801 1,29 1,38 1,451 1,50 1,55 1,44 2,73 3,34 3,54 3,69 3,61 1,146 2,04 2,76 2,9 3,18 3,20 0 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 Ngày Acid acetic (%) 4% 6% 8% 10% Đồ thị 4.1: Ảnh hƣởng của nồng độ rƣợu bổ sung đến nồng độ acid acetic sinh ra Từ đồ thị ta thấy nồng độ rƣợu bổ sung vào dịch lện men: 4%, 6%, 8%, 10% là khác nhau: hàm lƣợng acid acetic tăng dần khi hàm lƣợng rƣợu bổ sung từ 4%, 6%, 10%, 8%. Điều này có thể giải thích: do bản chất quá trình lên men acetic là quá trình oxy hóa rƣợu thành acid acetic với sự tham gia của oxy phân tử. Nhƣ vậy khi tăng hàm lƣợng rƣợu etylic thì hàm lƣợng acid acetic cũng tăng nhƣng chỉ tăng nhƣng đến một giới hạn. Rƣợu ethylic khi ở nồng độ cao còn là chất sát khuẩn nên môi trƣờng có hàm lƣợng rƣợu cao sẽ ức chế sự hoạt động của vi khuẩn Acetobactor. Dựa vào kết quả bảng 4.1 và đồ thị 4.1 cho thấy nghiệm thức thu đƣợc tốt nhất ở thí nghiệm này là dịch lên men có bổ sung 8%V rƣợu ethylic. Theo kết quả xử lý thống kê cho thấy: hàm lƣợng acid acetic thu đƣợc từ ngày 2 đến ngày 12 là khác biệt có ý nghĩa. Từ ngày 2 đến ngày 10 nồng độ acid acetic tăng nhanh, tuy nhiên từ ngày 10 đến ngày 12 nồng độ acid acetic tăng rất chậm dầ và giảm. Theo lý thuyết thì nồng độ acid cao sẽ ức chế trở lại sự sinh trƣởng và phát triển của vi khuẩn. Do đó sau 8-10 ngày là ta có thể thu sản phẩm và kết thúc quá trình lên men. Kết luận: Điều kiện tốt nhất của thí nghiệm 1 là bổ sung 8%V rƣợu vào dịch lên men, sau thời gian 8-10 ngày thu đƣợc sản phẩm có nồng độ acid acetic đạt 3.54-3.69%. 4.2 Xác định phƣơng pháp lên men tối ƣu Sau khi phối chế dịch lên men với nồng độ ƣợu bổ sung 8%, tiến hành lên men giấm bằng 3 phƣơng pháp khác nhau: lên men tĩnh, lên men có sục khí, lên men theo phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể. Ta thu đƣợc nồng độ acid acetic khác nhau ở các phƣơng pháp lên men. Bảng 4.2: Nồng độ acetic theo khác phƣơng pháp lên men. Thời gian (Ngày) Nồng độ acid acetic (% ) Lên men tĩnh Lên men có sục khí Lên men theo phƣơng pháp hồi lƣu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,515 0,55 0,61 0,725 0,78 0,94 1,14 1,21 1,28 1,39 1,25 1,44 2,65 2,73 3,04 3,10 3,54 3,59 3,62 3,69 1,44 2,15 3,25 3,71 4,15 4,26 4,45 4,65 4,69 4,58 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ngày Acid acetic (%) Lên men t?nh Lên men đông Lên men h?i lƣu Đồ thị 4.2: Khảo sát các phƣơng pháp lên men Qua mối liên hệ trên đồ thị ta thấy: hiệu quả lên men acid acetic của phƣơng pháp hồi lƣu định vi khuẩn trên giá thể nhanh hơn rất nhiều so với phƣơng pháp lên men động và tĩnh. Ở phƣơng pháp hồi lƣu định vi khuẩn trên giá thể, nồng độ acid ban đầu tăng rất nhanh nhƣng sau đó tăng chậm dần và giảm do nồng độ cơ chất giảm. Ở phƣơng pháp lên men động nồng độ acid acetic có tăng nhƣng chậm hơn phƣơng pháp hồi lƣu. Ở phƣơng pháp lên men tĩnh, ban đấu nồng độ acic tăng chậm là do chƣa có sự hình thành màng vi khuẩn giấm nhƣng đến khoảng 3-4 ngày trở đi thì nồng độ acic acetic bắt đầu tăng, lý do là lúc này đã hình thành nên màng vi khuẩn giấm trên bề mặt của bình lên men. Sau 9 ngày lên men thì phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể đã đạt đƣợc nồng độ acid acetic là 4.67%, sản phẩm giấm rất trong. Phƣơng pháp lên men động, đạt đƣợc nồng độ acid acetic là 3.62%, sản phẩm giấm đục. Trong khi đó thì phƣơng pháp chậm chỉ đạt nồng độ acid acetic là 1.28%, tức là nhỏ hơn nhiều so với phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể. Để đạt đƣợc nồng độ acid acetic nhƣ phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể thì ở phƣơng pháp chậm phải mất một khoảng thời gian rất dài (khoảng 1,5 tháng). Qua đây cho ta thấy đƣợc hiệu quả của phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể so với phƣơng pháp lên men động và tĩnh: - Phƣơng pháp lên men hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể có nồng độ acid acetic tăng nhanh là do thời gian tiếp xúc của vi khuẩn với dịch lên men tăng, bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn giấm và O2 cao nên vi khuẩn giấm sử dụng cơ chất chính là C2H5OH và tạo ra sản phẩm là acid acetic .Với phƣơng pháp lên men hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể lớp vật liệu mang vi khuẩn vừa có tác dụng thông khí vừa là lớp vật liệu để cấy vi khuẩn acetic .Do vậy các tế bào vi khuẩn ít phân bố trong môi trƣờng lên men, đồng thời còn có tác dung nhƣ một lớp vật liệu lọc do đó sản phẩm lên men hồi lƣu trong hơn so với sản phẩm lên men động . - Phƣơng pháp lên men động, sản phẩm lên men bị đục do đó sau khi lên men phải trải qua công đoạn lọc trong bằng hỗn hợp thạch 5% và Bentonit 0.3%. - Phƣơng pháp lên men tĩnh, do hạn chế về bề mặt tiếp xúc giữa vi khuẩn giấm và O2 nên lƣợng acid acetic tạo ra chậm hơn nhiều so với phƣơng pháp hồi lƣu .Và chỉ đến khi màng vi khuẩn tạo ra đủ dày thì lúc này tốc độ acid acetic mới tăng nhanh. - Qua số liệu xử lý thống kê cho thấy hàm lƣợng acid acetic tăng dần từ ngày 1 đến ngày 10. Ở phƣơng pháp lên men hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể, nồng độ acid acetic tăng cao từ ngày 1 đến ngày 7, tăng chậm từ ngày 7 đến ngày 9 và giảm nhẹ vào ngày 10. Quá trình trên diễn ra là do: lúc đầu nồng độ cơ chất cao nên nồng độ acid tăng nhanh, đến ngày 7 nồng độ cơ chất giảm, đến ngày 10 thì nồng độ cơ chất không còn hoặc lúc này nồng độ acid cao ức chế hoạt động của vi khuẩn nên nồng độ acid giảm. Kết luận: Phƣơng pháp lên men hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể là phƣơng pháp tối ƣu nhất. Sản phẩm giấm trong và có nồng độ acid acetic cao.Sau 7- 9 ngày ta có thể kết thúc quá trình lên men và thu sản phẩm. 4.3 Khảo sát tính đa dạng của các loại chất mang vi khuẩn acetic. Phối chế dịch lên men từ nƣớc dừa già với nồng độ rƣợu 8% sau đó cho lên men giấm trong các thiết bị hồi lƣu chứa chất mang bằng chất liệu cenlulose (bã mía) và bằng chất liệu polymer (xốp), ta thu đƣợc kết quả về nồng độ acid acetic nhƣ sau: Bảng 4.3: Nồng độ acid acetic sinh ra. Thời gian ( Ngày ) Chất liệu chất mang Bã mía Xốp 1 2 3 4 5 6 7 1,440 2,146 3,250 3,780 4,151 4,254 4,45 1,421 2,144 3,20 3,671 4,125 4,254 4,45 0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 Ngày Acid acetic (%) Ch?t mang b?ng polymer Ch?t mang b?ng cellulose Đồ thị 4.3: Khảo sát tính đa dạng của các lọai chất mang Qua xử lý thống kê và đồ thị ta thấy nồng độ acid acetic sinh ra trong 2 quá trình lên men tƣơng đƣơng nhau. Sản phẩm giấm từ quá trình lên men sử dụng vật liệu mang bằng cellulose có đặc điểm: trong, màu vàng nhạt, có mùi giấm đặc trƣng.Sản phẩm giấm từ quá trình lên men sử dụng vật liệu mang bằng polymer có đặc điểm: giấm trong, màu trắng đặc trƣng, không có mùi lạ. Kết luận: Đối với chất mang bằng cellulose (bã mía), ta có thể sử dụng lên men các loại giấm trái cây vì giấm trái cây có màu. Còn đối với giấm tr ng ta sử dụng chất mang bằng polymer (xốp) để giấm có màu trắng đặc trƣng. Hình 4.1: Sản phẩm giấm từ 2 quá trình lên men A: Sản phẩm từ quá trình lên men sử dụng vật liệu mang bằng cellulose B: Sản phẩm từ quá trình lên men sử dụng vật liệu mang bằng polymer 4.4 Thử nghiệm sản xuất giấm trái cây từ dịch trái cây lên men 4.4.1 Sản xuất giấm điều từ dịch điều đã lên men rƣợu Dịch điều xử lý gelatin với tỷ lệ 1.5g/l, phối chế dịch để lên men rƣợu với 25 0Brix, bổ sung 5% Saccharomyces cereviceae, cho lên men rƣợu trong 15 ngày.Thu dịch, tiếp tục cho lên men giấm trong thiết bị lên men hồi lƣu. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau: Bảng 4.4: Nồng độ acid acetic từ giấm điều Thời gian (ngày) Nồng độ acetic (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 1,25 2,38 3,15 3,52 4,01 4,36 4,42 4,55 Từ bảng trên ta thấy: nồng độ acid acetic tăng dần từ ngày 1 đến ngày 8. Nồng độ acid acetic tăng nhanh trong những ngày từ 1-4, vì lý do nồng độ cơ chất lúc này còn cao. Từ ngày 4-8, nồng độ acid acetic tăng chậm dần do lúc này nồng độ cơ chất đã giảm. Đến ngày thứ 8 nồng độ acid acetc đạt đƣợc là 4.55%. Giấm điều trong, có màu nâu đỏ, mùi thơm dễ chịu, có thể sử dụng làm gia vị trong thực phẩm. Hình 4.2: Sản phẩm giấm điều Quá trình đƣợc thực hiện nhƣ sau: Dịch điều đã đƣợc xử lý Phối chế dịch lên men (Saccharomyces cerreviceae 5%) Lên men rƣợu (15 ngày) Lắng tách men Lên men giấm trong thiết bị lên men hồi lƣu Sản phẩm Vào chai Thanh trùng Thành phẩm Sơ đồ 4.1: Quy trình sản xuất giấm điều 4.4.2 Sản xuất giấm saboche từ dịch saboche đã lên men rƣợu Dịch saboche phối chế dịch lên men rƣợu với 220Brix, bổ sung 5% Saccharomyces cereviceae, cho lên men rƣợu trong 15 ngày. Sau đó thu dịch trong, cho lên men giấm trong thiết bị lên men hồi lƣu. Kết quả thu đƣợc: Bảng 4.5: Nồng độ acid acetic từ giấm saboche Thời gian ( Ngày ) Nồng độ acetic (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 1,46 2,23 2,62 3,15 3,75 4,37 4,82 5,11 Nồng độ acid acetic tăng rất nhanh. Đến ngày thứ 8 nồng độ acid acetic đạt 5.11%, lúc này có thể kết thúc quá trình lên men và thu sản phẩm. Giấm saboche có màu nâu sẫm, trong, có mùi thơm đặc trƣng của saboche, dùng làm gia vị trong thực phẩm. Hình 4.3: Sản phẩn giấm saboche Quy trình thực hiện: Dịch saboche đã đƣợc xử lý Phối chế dịch lên men (Saccharomyces cerreviceae 5%) Lên men rƣợu (15 ngày) Lắng tách men Lên men giấm trong thiết bị lên men hồi lƣu Sản phẩm Vào chai Thanh trùng Thành phẩm Sơ đồ 4.2: Quy trình sản xuất giấm saboche 4.5 Sản xuất giấm trà xanh Trà xanh mua từ chợ, xử lý, phối chế dịch lên men với nồng độ rƣợu bổ sung 8%, cho lên men trong thiết bị hồi lƣu. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau: Bảng 4.6: Nồng độ acid acetic từ giấm trà Thời gian ( Ngày ) Nồng độ acetic (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 1,21 1,74 2,22 2,76 3,47 4,29 4,38 4,51 Đối với phƣơng pháp lên men chậm nồng độ acid acetic đạt đƣợc rất ít sau thời gian dài lên men. Đối với phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể nồng độ acid acetic đạt đƣợc 4.51% sau 8 ngày lên men. Sản phẩm giấm trà có màu vàng đậm, mùi thơm, có thể sử dụng trong thực phẩm. Giấm trà còn đƣợc dùng để chữa m ột số bệnh trong dân gian. Hình 4.4: Sản phẩm giấm trà Quy trình nhƣ sau: Nƣớc trà xanh Phối chế dịch lên men (8% rƣợu) Lên men giấm trong thiết bị lên men hồi lƣu Sản phẩm Vào chai Thanh trùng Thành phẩm Sơ đồ 4.3: Quy trình sản xuất giấm từ trà Hình 4.5: Các sản phẩm giấm Chƣơng 5. KẾT QUẢ VÀ ĐỀ NGHỊ 1 KẾT LUẬN Từ những kết quả nghiên cứu trên có thể rút ra những kết luận 1. Xác định đƣợc nồng độ rƣợu thích hợp cho quá trình lên men giấm từ nƣớc dừa già là 8%. 2. Phƣơng pháp lên men tối ƣu là phƣơng pháp lên men hồi lƣu, sản phẩm giấm sinh ra có nồng độ acid acetic cao và chất lƣợng tốt. 3. Sử dụng chất mang có chất liệu bằng cellulose hay polymer đều cho nồng độ acid acetic tƣơng đƣơng nhau. Tuy nhiên, đối với chất mang bằng chất liệu cellulose (bã mía),sản phẩm giấm rất trong nhƣng không có màu trắng đặc trƣng của giấm dừa; đối với chất mang bằng chất liệu polymer (xốp), sản phẩm giấm trong và có màu trắng đặc trƣng của giấm dừa. 4. Bằng phƣơng pháp hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể chúng tôi đã sản xuất đƣợc một số giấm trái cây có mùi thơm đặc trƣng, giàu vitamin nhƣ: giấm điều, giấm saboche, giấm trà. 2 ĐỀ NGHỊ 1. Khảo sát thêm nhiều loại dịch trái cây (sơri, xoài,…) để lên men giấm nhằm đa dạng hóa sản phẩm. 2. Khảo sát một số loại chất mang khác nhƣ: xơ mƣớp, hột xoài - phế phẩm của công nghệ xoài s ấy -, lõi bắp… 3. Nghiên cứu kỹ ảnh hƣởng của chất mang bằng polymer đến giấm thành phẩm. 4. Tiến hành thử nghiệm ở quy mô lớn hơn có thể áp dụng trong quy mô công nghiệp. TÀI LIỆU THAM KHẢO I.TIẾNG VIỆT 1. Nguyễn Lân Dũng và ctv, 1978. Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật học. Nxb Khoa học - Kỹ thuật 2. Quách Đĩnh và ctv, 1996. Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả. Nxb Khoa học - Kỹ thuật. 3. Vƣơng Thị Việt Hoa, 2003. Giáo trình thực tập vi sinh thực phẩm. Trƣờng đại học Nông Lâm. 4. Phạm Hoàng Hộ, 1970. Nghiên cứu sử dụng tổng hợp cây dừa. Nxb Giáo dục. 5. Nguyễn Đức Lƣợng, 2002. Công nghệ vi sinh, tập 2. Nxb Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh. 6. Bộ Nông Nghiệp, 2000. Dinh dưỡng ứng dụng và chế biến thực phẩm. Nxb Nông nghiệp Hà Nội. 7. Lê Văn Nhƣơng, 1990. Nghiên cứu công nghệ lên men sản xuất giấm năng suất cao. Nxb Nông nghiệp Hà Nội. 8. Lƣơng Đức Phẩm, 1998. Công nghệ vi sinh. Nxb Nông nghiệp Hà Nội. 9. Trần Thị Thanh, 2001. Công nghệ vi sinh. Nxb Giáo dục 10. Đồng Thị Thanh Thu. Sinh hóa ứng dụng. Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Thành Phố Hồ Chí Minh. 11. Lê Ngọc Tú, 1977. Tận dụng phế liệu của công nghệ thực phẩm. Nxb Khoa học - kỹ thuật. 12. Một số đề tài liên quan đến giấm. II. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 13. Abrini.J và ctv, 1992. Growth and acetic acid production inhibition. Sarfactant Biotechol.lett. 14. Agency.D. 1998. In the present of growth stimulating nutrients acetic acid production. P. Patent JPN. Number 76631. 15. Ebner. H. 1985. Process for the production of Vinegar. P.paten. Number 4583078 16. 17. PHỤ LỤC Phụ lục 1: Ảnh hƣởng của nồng độ rƣợu bổ sung vào dịch lên men đến hàm lƣợng acid acetic tạo thành Analysis of variance ( ACETIC 4 ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 1.0665163 5 .2133033 2668.144 .0000 Within groups .0009593 12 .0000799 ----------------------------------------------------------------------- ----- Total (corrected) 1.0674756 17 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở nồng độ ruợu bổ sung 4%. Multiple range analysis for ACETIC4.NDACE4 by ACETIC4.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 2 3 .7766667 X 4 3 1.1720000 X 6 3 1.2630000 X 8 3 1.4040000 X 10 3 1.4466667 X 12 3 1.5020000 X ---------------------------------------------------------------------- Analysis of variance ( ACETIC 6 ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 1.1349705 5 .2269941 3387.972 .0000 Within groups .0008040 12 .0000670 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 1.1357745 17 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở nồng độ ruợu bổ sung 6%. Multiple range analysis for ACETIC6.NDACE6 by ACETIC6.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 2 3 .8020000 X 4 3 1.2900000 X 6 3 1.3800000 X 8 3 1.4510000 X 10 3 1.5100000 X 12 3 1.5500000 X Analysis of variance ( ACETIC 8 ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 11.152228 5 2.2304456 20074.010 .0000 Within groups .001333 12 .0001111 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 11.153561 17 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở nồng độ ruợu bổ sung 8%. Multiple range analysis for ACETIC8.NDACE8 by ACETIC8.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 2 3 1.4400000 X 4 3 2.7400000 X 6 3 3.3366667 X 8 3 3.5366667 X 12 3 3.6100000 X 10 3 3.6800000 X ----------------------------------------------------------------------- Analysis of variance ( ACETIC 10 ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 9.7154978 5 1.9430996 18379.292 .0000 Within groups .0012687 12 .0001057 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 9.7167664 17 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở nồng độ ruợu bổ sung 10%. Multiple range analysis for ACETIC10.NDACE10 by ACETIC10.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 2 3 1.1460000 X 4 3 2.0400000 X 6 3 2.7633333 X 8 3 2.9100000 X 10 3 3.1800000 X 12 3 3.2100000 X ----------------------------------------------------------------------- Phụ lục 2: So sánh các phƣơng pháp lên men Analysis of variance ( ACETIC TINH ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 2.8362323 9 .3151369 16986.682 .0000 Within groups .0003710 20 .0000186 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 2.8366033 29 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở phƣơng pháp lên men tĩnh Multiple range analysis for ACETICT.NDACET by ACETICT.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 1 3 .5153333 X 2 3 .5533333 X 3 3 .6116667 X 4 3 .7253333 X 5 3 .7846667 X 6 3 .9436667 X 7 3 1.1436667 X 8 3 1.2180000 X 9 3 1.2836667 X 10 3 1.3936667 X Analysis of variance ( ACETIC DONG ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 21.101932 9 2.3446591 152580.852 .0000 Within groups .000307 20 .0000154 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 21.102239 29 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở phƣơng pháp lên men động. Multiple range analysis for ACETICD.NDACED by ACETICD.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 1 3 1.2510000 X 2 3 1.4410000 X 3 3 2.6516667 X 4 3 2.7313333 X 5 3 3.0410000 X 6 3 3.1100000 X 7 3 3.5440000 X 8 3 3.5910000 X 9 3 3.6210000 X 10 3 3.6940000 X Analysis of variance ( ACETIC HOI ) ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- Between groups 34.513816 9 3.8348684 9956.387 .0000 Within groups .007703 20 .0003852 ------------------------------------------------------------------------- ------- Total (corrected) 34.521519 29 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở phƣơng pháp lên men hồi lƣu cố định vi khuẩn trên giá thể. Multiple range analysis for ACETICH.NDACEH by ACETICH.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 1 3 1.4416667 X 2 3 2.1520000 X 3 3 3.2533333 X 4 3 3.7120000 X 5 3 4.1516667 X 6 3 4.2643333 X 7 3 4.4883333 X 10 3 4.5833333 X 8 3 4.6556667 X 9 3 4.6933333 X Phụ lục 3: Khảo sát tính đa dạng các loại chất mang (thí nghiệm 3) Bảng Anova phân tích phƣơng sai trong thí nghiệm 3 Analysis of Variance for ACETIC3.NDACE - Type III Sums of Squares ------------------------------------------------------------------------- ------- Source of variation Sum of Squares d.f. Mean square F-ratio Sig. level ------------------------------------------------------------------------- ------- MAIN EFFECTS A:ACETIC3.NGAY 50.163469 6 8.3605782 350.995 .0000 B:ACETIC3.NLIEU .004006 1 .0040063 .168 .6892 INTERACTIONS AB .1824936 6 .0304156 1.277 .2996 RESIDUAL .6669503 28 .0238197 ------------------------------------------------------------------------- ------- TOTAL (CORRECTED) 51.016920 41 Bảng trắc nghiệm LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic trong các ngày lấy mẫu ở thí nghiệm 3. Multiple range analysis for ACETIC3.NDACE by ACETIC3.NGAY ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count LS Mean Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- 1 6 1.4315000 X 2 6 1.9785333 X 3 6 3.2305000 X 4 6 3.7265000 X 5 6 4.1381333 X 6 6 4.2541333 X 7 6 4.4511667 X Bảng LSD so sánh trung bình độ biến thiên hàm lƣợng acid acetic ở 2 quá trình lên men với các chất liệu mang khác nhau. Multiple range analysis for ACETIC3.NDACE by ACETIC3.NLIEU ------------------------------------------------------------------------- ------- Method: 95 Percent LSD Level Count LS Mean Homogeneous Groups ------------------------------------------------------------------------- ------- B 21 3.3060143 X X 21 3.3255476 X ----------------------------------------------------------------------- B: Chất liệu mang là bã mía X: Chất liệu mang là xốp Phụ lục 4: Phƣơng pháp xác định độ chua. Định nghĩa: Độ chua bao gồm các loại acid có trong thực phẩm. Các acid này hoặc có sẵn tự nhiên trong thực phẩm (acid hữu cơ trong quả, trong sữa…) hoặc đƣợc cho vào thực phẩm với mục đích chế biến hoăc các acid sinh ra trong quá trình chuyển hóa thực phẩm. Nguyên lý: Dùng một dung dịch kiềm chuẩn (KOH hay NaOH) để trung hòa hết các acid có trong thực phẩm, với phenoltalin là chỉ thị màu. Cách tiến hành: Lấy chính xác 10 ml dung dịch mẫu thử cho vào bình định mức 50 ml, cho thêm nƣớc cất vừa đủ 30 ml. Lấy dịch thử cho vào bình tam giác, cho thêm 2 giọt phenoltalin chuẩn độ với NaOH 0,1 N cho đến khi d ịch thử có màu hồng nhạt bền vững. Tính kết quả: Độ acid theo phấn trăm (%X) tính bằng công thức X = k * n * 100/V Trong đ ó: n = s ố ml NaOH 0,1N sử dụng để chuẩn độ 30 ml dịch thử. V = thể tích mẫu thử. k = hệ số loại acid (acid acetic k = 0,006).