Đề tài Cây dừa và công nghệ sản xuất Thạch dừa

MỤC LỤC TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ THẠCH DỪA Khái niệm “Nata de coco is a chewy, translucent, jelly-like food products produced by the bacterial fermentation of coconut water.” (Nguồn: Thạch dừa là một sản phẩm thực phẩm dạng khối đông, trong mờ, dai được sản xuất bằng cách dùng vi khuẩn lên men nước dừa. Nguồn gốc Thạch dừa, còn gọi là Nata de coco, là một loại thức ăn phổ biến, có nguồn gốc từ Philippin, được tạo ra từ sự lên men nước dừa bởi vi khuẩn Acetobacter xylinum. Nata trong tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là kem, coco là dừa; do đó nata de coco có nghĩa là kem dừa hay thạch dừa. Đây là một trong số các loại thực phẩm thương mại đầu tiên ứng dụng từ cellulose vi khuẩn. Hình 1.1 Thạch dừa Sản phẩm thạch dừa là một món ăn tráng miệng dai, trong suốt và rất ngon, đặc biệt là khi được trộn chung với các món ăn như trái cây, xirô… Năm 1992, thạch dừa bắt đầu được giới thiệu ở Nhật bản như một sản phẩm thực phẩm ăn kiêng do thạch dừa cung cấp ít năng lượng và không chứa cholesterol… Trong thạch dừa có hàm lượng chất xơ cao rất tốt cho hệ thống tiêu hoá do đó có thể giúp cơ thể chống lại bệnh ung thư ruột kết. Cấu trúc thạch dừa Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là cellulose. Cấu trúc mạng polysaccharide sắp xếp không theo trật tự, không theo quy luật đan xen vào nhau rất chằng chịt theo mọi phía do trong quá trình lên men các vi khuẩn Acetobacter xylinum chuyển động hỗn loạn không theo quy luật. Đó là nguyên nhân tạo nên tính dai và chắc về mọi phía của miếng thạch. Cấu trúc mạng polymer sinh học của thạch dừa có khả năng giữ nước rất lớn. Miếng thạch dừa sau khi sấy ở 900C thì mỏng như tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc. Kết quả xác định hàm ẩm của thạch dừa là 99%, thể hiện rõ đặc tính háo nước của thạch dừa, do chuỗi polymer của mạng thạch dừa chứa các nhóm – OH nên rất dễ dàng tạo liên kết hydro với nước. CÂY DỪA Đặc điểm sinh học và sinh thái cây dừa Dừa có tên khoa học là Cocos Nucifera Linnaeus, thuộc ngành Hiển hoa bí tử, nhóm Đơn tử diệp Monocotyledon, thuộc bộ tộc Cocoideae, bộ Spacidiflorales, họ dừa Palmaceae, chi Cocos, loài Nucifera Linnaeus. Hình 1.2 Cây dừa Dừa là cây thân cột tròn to, suông, không nhánh, có nhiều sẹo do lá rụng để lại, có thể cao trên 20m. Lá to hình lông chim mọc thành chùm ở ngọn cây. Phát hoa được 1 mo bao lấy, hoa được mang trên 1 gié đặc biệt to gọi là buồng. Hoa đơn phái đồng chu, hoa đực riêng, hoa cái riêng trên 1 cây. Quả gồm vỏ ngoài màu lục hay vàng nhạt tùy từng giai đoạn quả chín; vỏ giữa màu nâu có nhiều sợi; vỏ trong cứng với 3 lỗ phía gốc. Nước dừa có nhiều vitamin và chất khoáng, nước dừa đặc lại phần ngoài tạo thành cùi dừa màu trắng chứa nhiều dầu béo. Dừa là cây công nghiệp đặc trưng của vùng khí hậu nhiệt đới có nhiệt độ trung bình 20.40C, thích nghi với các điều kiện thổ nhưỡng (đất cát, đất thịt, đất laterit trên đồi, đất san hô, đất phèn mặn…) nhưng dừa ưa mọc ở đất phù sa và đất cát pha dọc các con sông lớn, ở nơi đất sét gần biển, dừa không phát triển được. Điều kiện sinh thái để dừa phát triển tốt nhất và cho năng suất cao nhất là đất trồng có độ cao nhỏ hơn 300m so với mặt nước biển, pH 5 – 8, nhiệt độ 27 – 290C, độ ẩm không khí 80 – 90%, lượng mưa 1300 – 2300 mm/năm, thời gian chiếu sáng khoảng 2000 – 2700 h/năm. Hình 1.3 Quả dừa Phân loại Phân loại giống dừa có thể dựa vào các tính trạng của quả, của hoa tự hoặc của cây. Nhưng sự phân loại theo đặc điểm tính trạng di truyền như cách thụ phấn hoa được sử dụng phổ biến nhất. Theo cách phân loại này thì dừa được chia làm 2 giống: dừa cao (dị hoa thụ phấn) và dừa lùn (tự giao) Dừa cao: có đặc điểm là thụ phấn chéo, thân to khỏe và ra hoa muộn, chậm ra quả (6 đến 9 năm sau khi ươm mới có quả), số lượng quả ít, quả có kích thước trung bình và to, cơm dừa dày, hàm lượng dầu cao (65 – 70%), xơ dừa chất lượng tốt. Cây cao từ 15 đến 20m, tính chống chịu tốt, có thể sống lâu đến 80 hay 90 năm. Dừa lùn: biểu hiện cơ quan dinh dưỡng giảm thiểu như thân mảnh, cao tối đa 12m, lá nhiều nhưng ngắn. Cây ra quả rất sớm (khoảng 3 hay 4 năm), ra nhiều buồng hoa nên cho nhiều quả, quả nhỏ và chín sớm. Quả dừa lùn thường có màu sắc đặc trưng cho từng giống khác nhau như dừa 3 màu: xanh lục, vàng, đỏ ở châu Á. Cơm dừa mỏng, phải tốn rất nhiều quả để chế biến 1 tấn cơm dừa khô so với dừa cao và chất lượng cơm chỉ đạt trung bình hoặc khá, hàm lượng dầu thấp nên không có hiệu quả kinh tế. Cây có sức chống chịu kém, dễ bị sâu bệnh gây hại, sống không lâu bằng dừa cao. Ngoài ra còn có loại dừa lai là giống lai giữa dừa lùn và dừa cao (lai tự nhiên và lai nhân tạo). Các giống lai thường mang nhiều đặc điểm tốt hơn giống Cao và Lùn là cho trái sớm, năng suất cao, chất lượng cơm dừa tốt, hàm lượng dầu cao và tính chống chịu tốt đối với điều kiện môi trường khắc nghiệt. Dừa cao thường để lấy dầu, dừa lùn thường để uống nước. Ngoài ra còn có một số giống dừa đặc biệt đặc trưng cho từng địa phương như Macapuno (Philippines), Spicata (Ấn Độ), Aurantica… Hình 1.4 Giống dừa cao West Coast Tall, dừa lùn, giống dừa lai (Hybrid Variety) Phân bố Dừa được tìm thấy ở những nơi trên thế giới nằm giữa 20 vĩ độ Bắc và 20 vĩ độ Nam so với đường xích đạo. Dừa thường mọc ở những bờ cát biển nơi có điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của chúng như không khí ẩm, nhiệt độ 27-300C, đất dẫn và tháo nước tốt, có nhiều lỗ thông khí và có nguồn nước ngầm ngọt cung cấp chất dinh dưỡng cho cây. Không ai thực sự biết nguồn gốc của cây dừa và có nhiều giả thuyết về xuất xứ của cây dừa nhưng đa số đều công nhận là dừa có nguồn gốc ở Đông Nam Á và các đảo Thái Bình Dương khu vực từ bán đảo Malaysia tới New Guinea và Mélanésie. Từ đây theo đường biển dừa được phân bổ sang Đông Phi, qua Ấn Độ Dương đến Tây Phi, cuối cùng mới đến các nước và đảo Trung Mỹ, Nam Mỹ. Hình 1.5 Sự phân bố dừa trên thế giới Các nước trồng dừa chính: Vùng Đông Nam Á và Nam Á: Việt Nam, Thái Lan, Cambodia, Philippines, Indonesia, Malaysia, India, Sri Lanka… Vùng Thái Bình Dương và châu Mỹ: Papua New Guinea, Vanuatu, Samoa, Palau, Fiji, Solomons, Kiribati, Federated States of Micronesia… Châu Phi: Madagascar, Mozambique… Châu Mỹ: Panama, Brazil… Diện tích trồng dừa trên thế giới ngày một tăng do công nghệ sau thu hoạch của nhiều nước đã làm ra những sản phẩm đa dạng và có chất lượng từ dừa, điển hình là các nước Phillipine, Malaysia, Thái Lan, Ấn Độ, Sri Lanka. Cây dừa ở Việt Nam Nước ta có khí hậu nhiệt đới và nhiều sông ngòi nên rất thuận lợi cho dừa phát triển. Ở miền Bắc nước ta, dừa được trồng ở tỉnh Thanh Hóa và Quảng Bình. Dừa còn có ở dọc bờ biển Trung Bộ (Phú Yên…). Dừa phân bố ở các tỉnh vùng châu thổ sông Cửu Long chiếm tới 90% diện tích trồng dừa ở miền Nam (các tỉnh Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh, Bến Tre, Vĩnh Long, Tiền Giang…). Một số giống dừa thường gặp ở Việt Nam Dừa cao Dừa Ta: thân cao, trái dài gần tròn, màu xanh hoặc vàng, cơm dừa dày 1,1¸1,2cm, hàm lượng dầu khá cao thường dùng để lấy cùi, lấy dầu. Dừa Lửa: thân cao, trái từ trung bình đến to, từ đỏ sáng đến đỏ sậm Dừa Bị (dừa Bung): loại dừa cho trái to nhất, tỉ lệ đậu trái thấp (1¸2 trái/buồng). Xơ dừa màu đỏ hoe, rất dày, gáo nhỏ. Dừa lùn Dừa Ta lùn Dừa Lùn (vàng, xanh, đỏ) Dừa Ẻo: dừa lùn, cho trái nhiều, trái rất nhỏ, màu đỏ nâu, thường dùng để giải khát. Dừa Tam Quan (nếp): dừa lùn trái dài, ít trái, cỡ trái trung bình, trồng nhiều ở Tam Quan, tỉnh Bình Định. Lúc nhỏ, trái có màu trắng vàng, sau đổi thành vàng nâu hay vàng ngà. Dừa nước rất ngọt nên được dùng để giải khát. Dừa Xiêm: có xuất xứ từ Thái Lan. Hàng năm cho trái trung bình từ 14¸15 buồng/cây, mỗi buồng có 12¸18 trái. Trái nhỏ tròn, vỏ xanh, cơm mỏng, nước ngọt, thường dùng để giải khát. Dừa lai Dừa Dâu (xanh, vàng, đỏ): dừa lai, nhiều hơn dừa ta 5¸15 trái/buồng, cỡ trái trung bình (nhỏ hơn dừa Ta), gáo to, có thể dùng để giải khát khi cơm dừa còn mỏng. Dừa Xiêm lai Trong đó đáng lưu ý là dừa Dâu xanh, Dâu vàng, Ta xanh, Ta vàng là các giống dừa có nhiều triển vọng cho sản xuất các sản phẩm từ dừa, còn để giải khát chỉ có thể là dừa Xiêm, Lửa, Dâu non, Ẻo, Tam Quan. Giá trị kinh tế từ dừa Cây dừa Cây dừa rất dễ trồng, chỉ qua chăm sóc lúc đầu đến khi trưởng thành thì thu được nhiều hoa lợi từ các thành phần của nó trong đời sống hàng ngày cũng như trong việc kinh doanh mua bán. Cây dừa giữ đất, tạo bóng mát và khung cảnh làng quê yên bình êm ả là địa điểm du lịch được nhiều người yêu thích. Tàu hủ dừa Tàu hủ dừa là phần lõi trắng ở ngọn, nơi mọc ra bẹ và lá dừa Chế biến thực phẩm: Việt Nam: cắt nhỏ làm món ăn như làm dưa, xào thịt, hầm thịt… Philippines: cho thêm muối, gia vị, hầm trong chảo đến khi nhừ rồi nhúng vào bột gạo và trứng làm lớp bao bên ngoài rất ngon. Thân dừa Thân cây dừa nhiều năm tuổi được dùng làm cột, gỗ xẻ xây nhà, làm cầu, bè... Thân có thể được đục ở giữa làm ống cống tháo nước vào ruộng rẫy, thân chẻ đôi dùng làm máng xối dẫn nước thay máng tôn rất bền. Gỗ từ thân dừa còn được làm vật liệu trang trí nội thất như bàn, tủ, giường, ghế, cửa… hay các đồ thủ công mỹ nghệ đẹp và có giá trị. Bẹ Bẹ dừa là phần phát triển từ thân và lá dừa mọc 2 bên bẹ. Bên ngoài bẹ bao lớp vỏ dai được tách ra làm dây yếm dừa rất chắc làm dây gàu tát nước, làm dây kết lá dừa làm nhà. Bẹ dừa, buồng dừa, mo dừa, lá dừa phơi khô làm củi đun rất tốt. Lá Lá dừa khô dùng để lợp nhà vừa rẻ tiền, nhẹ, bền, mát mẻ chứ không nóng như mái tôn. Lá dừa còn được dùng để gói bánh, trang hoàng nhà cửa, đan bao, giỏ, rổ đựng đồ rất là tiện lợi. Gân lá được vót làm tăm xỉa răng; nhuộm màu làm chiếu, làm chổi quét sàn, quét sân. Nếu có thêm sự khéo léo thì các đồ vật làm từ lá dừa có thể phục vụ du lịch và xuất khẩu như lều tranh lợp lá dừa, chiếu, giỏ, rổ nhiều màu, có hoa văn và có tính mỹ thuật cao. Hoa tự Hoa dừa có thể dùng để nuôi ong rất khả quan. Người ta trích nhựa hoa tự tươi là một thứ nước ngọt chứa 12 – 15% đường dùng điều chế siro dừa, đường thô hoặc đường kết tinh, nước giải khát lên men, dấm và rượu pha chế (coconut toddy), rượu cất (arrack)… Siro dừa: cô đặc nhựa không lên men đến 75 – 80% đường, lọc được sản phẩm vàng óng, vị thơm ngon. Đường thô: cô đặc đến 12 – 15% trọng lượng nhựa, đường tinh luyện còn 10% trọng lượng nhựa. Nhựa hoa dừa lên men tự nhiên đến 5 – 8% rượu etylic làm nước giải khát lên men, chưng cất nhựa lên men thu được rượu có nồng độ đậm đặc khác nhau gọi là “arrack”. Nhựa hoa tự lên men cũng được dùng để chế biến dấm: phun nhựa lên men vào miệng thùng chứa bằng gỗ hình chóp đáy đục lỗ, chứa chất độn lõi ngô. Một luồng khí thổi từ đáy thùng ngược chiều với dòng chảy của nhựa để thúc đẩy quá trình oxy hóa. Khi dấm đạt nồng độ sau 2 – 3 tuần phải để 3 – 6 tháng lắng cặn hoặc lọc, thanh trùng rồi mới đóng chai. Rễ Rễ dừa dùng làm thuốc thông tiểu tiện, thay rễ chay ăn trầu. Rễ dừa để sắp rã thì đào lên làm củi. Vỏ dừa: vỏ dừa khô dùng để đốt thay củi hay dùng đánh bóng sàn nhà. Xơ dừa Xơ dừa tách ra từ vỏ quả dừa, dài khoảng 30 cm, đường kính 0,5 mm dùng để bên dây thừng, dây cáp, làm thảm chùi chân, đan võng, lưới đánh cá, làm bàn chải… Xơ dừa còn được dùng làm composite làm đệm ghế ngồi trong ôtô, làm đệm ghế quay, làm bàn ghế cho học sinh. Bã còn lại sau khi tách xơ dừa ra khỏi vỏ gồm những chất xốp có tính kết dính, độ ẩm cao được phơi khô làm phân bón. Vỏ gáo Ở quy mô gia đình, gáo dừa được chụm làm củi hay tạo thành những đồ mỹ nghệ có hình dạng đẹp mắt như bình điếu hút thuốc, bộ bình tách trà, làm gáo múc nước, chậu, bình cắm hoa, chén ăn, con thú… Gáo dừa đốt thành than gáo dừa làm thuốc pháo, làm nhiên liệu chạy ôtô, xuồng máy thay một phần xăng, than đá. Ở quy mô công nghiệp, gáo dừa được dùng sản xuất than hoạt tính rất tốt. Vỏ gáo dừa nghiền nhỏ mịn dùng làm chất trợ dung trong công nghiệp bột khuôn và thảm ép, loại bột này trộn với cao su để sản xuất loại vải hồ lát nền nhà và bậc thang. Cơm dừa Cơm dừa tươi được dùng chủ yếu để sản xuất copra, cơm dừa mài và sữa dừa. Từ copra chế biến bột khô dừa, dầu dừa có ứng dụng rất lớn trong nhiều lĩnh vực cuộc sống. Cơm dừa khô (copra): dùng chế biến dầu dừa với chất lượng và ứng dụng khác nhau tùy thuộc vào chất lượng copra thu được. Cơm dừa mài: cho vào bánh, kẹo, kem… rất thơm ngon và được ưa chuộng. Sữa dừa có thể được dùng trực tiếp hay pha loãng với nước để nấu càri, làm bánh kẹo, món tráng miệng. Sữa dừa còn được dùng trong sản xuất bánh nướng và làm gia vị cho thực phẩm. Bột sữa dừa sấy phun là sản phẩm đi từ sữa dừa để dễ đóng gói, vận chuyển, bảo quản và dễ dàng pha thành sữa dừa để sử dụng vào các mục đích đã nói trên. Dầu dừa Dầu dừa được ép từ cơm dừa tươi hay cơm dừa khô. Dầu dừa thu được từ 2 cách trên có tính chất và ứng dụng khác nhau. Dầu dừa được ép từ cơm dừa tươi có qua giai đoạn sữa dừa (còn gọi là Virgin coconut oil) có màu trắng và độ acid rất thấp có thể dùng ăn ngay sau khi khử mùi hoặc dùng trong chế biến thực phẩm: làm dầu ăn, chế biến bơ, magarine, mỡ thực vật (sau khi thủy hóa 1 phần). Dầu dừa được ép từ cơm dừa khô thường có màu vàng hoặc hơi nâu do nhiệt độ trong máy ép tương đối cao. Độ acid tùy thuộc vào chất lượng cơm dừa khô (copra) và có thể lên tới trên 5% nếu cơm dừa khô không được sấy, bảo quản và vận chuyển tốt. Dầu dừa trường hợp này phải được trung hòa, tẩy màu và khử mùi nếu dùng trong chế biến thực phẩm. Dầu dừa tinh luyện được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo, chocolate, kem, dược phẩm, mỹ phẩm (dầu massage, dầu mọc tóc…), … Dầu dừa có điểm nóng chảy thấp khoảng 23 – 260C nên ở những nước nhiệt đới, dầu dừa thường có dạng lỏng. Khối lượng riêng của dầu ép từ copra là 0,925 g/cm3 ở 150C, chỉ số xà phòng hóa đặc biệt cao và chỉ số iod rất thấp (8¸10) chứng tỏ trong dầu dừa có nhiều acid béo no mạch ngắn (C6 - C14). Khô dầu Tùy theo phương pháp ép dầu mà có các loại khô dầu có thành phần và phẩm chất khác nhau. Hiện nay có 2 loại khô dầu trên thị trường: khô dầu ép và khô dầu chiết xuất. Khô dầu ép có dạng vẩy, màu nâu sẫm thu được từ quá trình ép copra liên tục trong các máy ép cơ giới, ép một hay nhiều lần, lượng dầu còn lại khoảng 5%. Khô dầu chiết xuất có dạng vón cục, màu nâu nhạt là khô dầu ép 1 lần được trích ly dầu bằng dung môi, hàm lượng dầu còn lại dưới 1%. Khô dầu được dùng làm phân bón, thức ăn gia súc. Súc vật ăn khô dầu dừa thì chóng béo, mỡ chắc do đó khô dầu dừa thích hợp dùng cho gia súc đòi hỏi béo chắc. Thành phần dinh dưỡng của khô dầu dừa: Nước: 6 – 12% Cellulose: 11 – 15% Chất béo: 0,7 – 8% Đạm: 19 – 22,7% Tro: 5 – 8% Vitamin (B1, B2, acid nicotinic, acid pantotenic…): 300 U.I/kg QUẢ DỪA Cấu tạo Quả dừa là loại quả hạch một hạt: chỉ có một hạt được bao trong nội quả bì cứng (vỏ quả trong gọi là gáo) và trung quả bì mềm (vỏ quả giữa gọi là xơ). Màu sắc, hình dạng và độ lớn quả của mỗi giống có khác nhau. Đối với giống dừa phổ biến thì quả hình trứng; khi già chín hơi nổi gờ, nặng 1 – 1.5 kg, dung tích trung bình 4 – 5 lít. Hình 1.6 Quả dừa non và quả dừa già Phần quả Ngoại quả bì (vỏ ngoài) Vỏ ngoài là lớp biểu bì nhẵn, có sáp bao phủ bên ngoài quả. Vỏ ngoài bóng láng khi quả còn non còn khi quả già chín thì màu vỏ chuyển sang màu sậm rồi nâu sậm. Màu sắc vỏ là một đặc điểm để phân loại giống dừa. Trung quả bì (vỏ giữa, xơ dừa) Xơ dừa được hình thành từ các mô nạc ở trong hoa cái và trái non. Xơ dừa được cấu tạo chủ yếu từ cellulose, hemicellulose, lignin, chất keo và các thành phần hòa tan được trong nước. Trong xơ dừa chứa hàm lượng lignin cao nên xơ có màu trắng khi quả còn non, khi quả chín khô thì xơ bị mất nước và chuyển sang màu nâu và dai. Ngoài ra trong xơ dừa còn chứa tanin làm cho vỏ quả bị biến màu khi gọt ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của dừa. Nội quả bì (vỏ trong, gáo) Thành phần chủ yếu gáo dừa là cellulose và lignin. Khi quả còn non thì gáo mềm và có màu trắng. Từ tháng thứ 6 tính từ lúc ra hoa thì gáo sẽ bắt đầu khô và trở nên cứng. Vào tháng thứ 12 thì gáo có màu đen, rất cứng và có 3 cạnh dọc nổi gờ. Trên gáo về phía cuống quả có 3 mắt mầm che 3 lỗ mầm của quả trong đó 1 trong 3 lỗ mầm có chứa phôi mầm. Phần hạt Vỏ hạt Vỏ hạt là lớp màng mỏng bao bọc phần thịt quả (cơm dừa) và dính chặt vào gáo dừa. Khi quả chín khô thì lớp vỏ hạt có màu nâu và trở nên rất mỏng. Nội nhũ đặc (phôi nhũ, cùi, cơm dừa) là sản phẩm của sự kết hợp của một trong hai nhân cực trong tiểu noãn với một nhân cực của hạt phấn. Nội nhũ lỏng (nước dừa) là sản phẩm của sự kết hợp của một nhân cực còn lại trong tiểu noãn với một nhân cực của hạt phấn. Nước dừa chiếm đến ¾ lòng gáo. Phôi mầm: chỉ có một phôi thẳng nằm trong phôi nhũ dưới một trong 3 lỗ mầm của quả. Phôi luôn nằm cạnh điểm cuống gắn quả vào. Thành phần hóa học Bảng 1.1 Thành phần trung bình của một quả dừa lúc chín (% theo trọng lượng quả) Thành phần % trọng lượng Vỏ 33.33 Gáo 15 Nước dừa 21.66 Cơm dừa 30 (nước 15, dầu 10, bã 5) Sự phát triển của quả Ở pha đầu tiên gọi là pha lỏng, sau khi thụ phấn, túi phôi lớn rất nhanh ở trung tâm tạo thành xoang ở giữa quả. Thể tích quả tăng dần cho đến khi cơm dừa hình thành thì ngưng, thường vào tháng thứ 6, thứ 7. Cơm dừa lúc đầu còn mềm, sau đó cứng dần nhờ tẩm cellulose vào vách tế bào. Hiện tượng này bắt đầu từ vùng đối diện với cuống và lan dần ra toàn bộ thể tích gáo. Khi quả chín hoàn toàn thì sẽ tự rụng xuống đất, nếu gặp điều kiện độ ẩm và nhiệt độ thích hợp sẽ nẩy mầm. Lúc nẩy mầm, phần chính giữa của phôi dài ra, đưa chồi mầm ló ra khỏi quả và phần bên trong phát triển một khối xốp gọi là mọng (haustorium). Mọng lớn rất nhanh, có nhiệm vụ hút chất dinh dưỡng trong cơm để nuôi cây con. Mọng choán đầy gáo sau 6 tuần. Bề mặt mọng được cấu tạo bởi các tế bào có chứa enzyme giúp tiêu hóa lipid, protein, carbohydrate có trong cơm dừa để nuôi mầm và cây con. Khi ta thấy mầm ló ra khỏi vỏ, ta nói là trái nẩy mầm để dễ khảo sát nơi vườn ươm nhưng thật sự quá trình nẩy mầm đã tiến hành từ khi phôi bắt đầu phân hóa. Ta gọi là cây con khi mầm bắt đầu phát triển lá và rễ. Thời kỳ này quả không còn đủ dưỡng chất để nuôi cây, do đó cây cần có thêm dưỡng chất do môi trường bên ngoài cung cấp (nước và ánh sáng) để tăng trưởng. NGUYÊN LIỆU NƯỚC DỪA Nước dừa của một vài loại như dừa Xiêm, Tam Quan… dùng để uống nước rất ngọt và mát, cung cấp cho cơ thể nhiều chất khoáng. Nước dừa dùng trong công việc bếp núc: nước dừa dùng để nấu canh với khoai, sắn, mít, bí ngô… hay nấu xôi nếp rất ngon. Nước dừa già thắng thành kẹo hay nước mật dùng để kho thịt, cá hay cho muối vào làm thành một loại nước mắm. Nước dừa còn được dùng chế biến thạch dừa. Đây là một món ăn rất có lợi cho sức khỏe. Người ta cũng có thể sản xuất dấm từ nước dừa. Giá trị dinh dưỡng Nước dừa là một thức uống bổ dưỡng, làm mát và tăng cường sinh lực cơ thể. Nước dừa chứa lượng đường vừa đủ cung cấp cho cơ thể dưới dạng đường dễ tiêu hóa (chủ yếu là glucose, fructose và saccarose). Nước dừa chứa nhiều đạm cần thiết cho cơ thể dưới dạng nitơ acid amin thay thế và không thay thế. Nước dừa còn chứa nhiều vitamin và chất khoáng. Lượng vitamin C trong 1 trái dừa đủ cung cấp cho nhu cầu cơ thể mỗi ngày. Ngoài ra nước dừa còn chứa một số vitamin nhóm B như niacin, acid pantothenic, biotin, riboflavin, acid folic, thiamin và pyridoxin tìm thấy ở dạng vết. Nước dừa đặc biệt chứa nhiều khoáng chất như natri, kali, canxi, magiê, sắt, đồng, phospho, lưu huỳnh và clorua. Nước dừa có nhiều tính năng chữa bệnh như: Nước dừa là thức uống bổ dưỡng cho người già và người bệnh, chữa suy dinh dưỡng Nước dừa chứa những hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triển. Nước dừa loại trừ chất độc trong trường hợp bị ngộ độc khoáng, giúp khử trùng và ngăn nhiễm trùng đường tiết niệu, lợi tiểu, chữa bệnh sốt mật. Nước dừa dùng hiệu quả trong chữa trị bệnh thận và sỏi bóng đái, bệnh tả, diệt giun, sán, lãi… Nước dừa có thể được tiêm vào tĩnh mạch trong các trường hợp khẩn cấp thay thế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ dàng được cơ thể chấp nhận. Nước dừa giúp nhanh chóng hấp thụ các loại thuốc vào cơ thể và làm các thuốc này đạt tập trung ở nồng độ cao nhất trong máu. Nước dừa làm giảm độ acid, làm giảm sưng tấy trong dạ dày. Thành phần hóa học Thành phần các chất trong nước dừa Bảng 2.1 Thành phần nước dừa già và nước dừa non Mature Coconut Water Nước dừa già Tender Coconut Water Nước dừa non Total solids% 5.4 6.5 Reducing sugars % 0.2 4.4 Minerals % 0.5 0.6 Protein % 0.1   0.01 Fat % 0.1   0.01 Acidity mg % 60.0   120.0     pH 5.2 4.5 Potassium mg% 247.0     290.0     Sodium mg% 48.0    42.0   Calcium mg% 40.0    44.0   Magnesium mg % 15.0    10.0   Phosphorous mg% 6.3  9.2 Iron mg% 79.0    106.0     Copper mg% 26.0    26.0   Source: Satyavati Krishnankutty (1987) Đường Trong những tháng đầu quá trình chín của quả, đường có trong nước dừa chủ yếu dưới dạng đường khử (glucose và fructose) còn đường sucrose chỉ xuất hiện sau này khi trái chín dần và lượng đường khử giảm. Lượng đường khử có trong nước dừa tăng đều đặn từ 1,5% đến 5 – 5,5% trong những tháng đầu của quá trình chín và sau đó giảm chậm đến khoảng 2% ở giai đoạn quả chín hoàn toàn. Khi quả chín hoàn toàn thì khoảng 90% đường tổng trong nước dừa là sucrose. Khoáng Nước dừa non chứa hầu hết các khoáng chất như: K, Na, Ca, P, Fe, Cu, S và Cl. Trong số đó thì K chiếm hơn phân nửa lượng khoáng chất, điều này có thể giải thích là do ảnh hưởng của chế độ bón phân Kali. Nước dừa non giàu K và một số khoáng chất khác giữ một vai trò quan trọng trong việc tăng sự bài tiết chất thải. Protein Nước dừa chứa một lượng rất nhỏ protein. Hàm lượng alanine, arginine, cysteine và serine trong protein của nước dừa non cao hơn hàm lượng có trong sữa bò. Trong nước dừa không chứa protein phức tạp nên nguy cơ gây sốc cho người bệnh được giảm thiểu. Bảng 2.2 Thành phần amino acid trong nước dừa Amino Acid Composition of Coconut Water (% of total protein) Alanine 2.41 Arginine 10.75 Aspartic acid 3.60 Cystine 0.97 - 1.17 Glutamic acid 9.76 - 14.5 Histidine 1.95 - 2.05 Leucine 1.95 - 4.18 Lysine 1.95 - 4.57 Proline 1.21 - 4.12 Phenylalanine 1.23 Serine 0.59 - 0.91 Tyrosine 2.83 - 3.00 Source: Pradera et al, 1942 Vitamins Nước dừa non có chứa acid ascorbic (vitamin C) và các vitamin nhóm B. Lượng vitamin C trong khoảng 2,2 – 3,7 mg/ml và lượng này giảm dần khi cơm dừa cứng dần. Bảng 2.3 Các vitamin nhóm B trong nước dừa Vitamins of B Group in Coconut Water Nicotinic acid 0.64 microgram / ml Pantothenic acid 0.52 microgram / ml Biotin 0.02 microgram / ml Riboflavin < 0.01 microgram / ml Folic acid 0.003 microgram / ml Thiamine Trace Pyridoxine Trace Source: The Wealth of India (1950) Chất kích thích sinh trưởng: Trong nước dừa có chứa nhiều chất kích thích sinh trưởng như: 1,3-diphenieriea, hexitol, phylbcocosine, cytokininin, zeatin, ribosid, myoinositol, scyllo-inositol, sorbitol. Mặt trái của nước dừa Nước dừa chứa lượng Kali cao làm mất cân bằng hệ điện phân trong tế bào, ngoài ra nước dừa còn chứa khá nhiều đường không thích hợp cho người bị bệnh tiểu đường và béo phì. Theo quan điểm dân gian thì nước dừa thuộc âm, tức là có tính giải nhiệt, làm mát, làm mềm yếu gân cơ, hạ huyết áp. Nước dừa rất có hại cho sức khỏe nếu uống nhiều và thường xuyên (3 – 4 trái/ngày) nhất là bệnh nhân suy nhược, huyết áp thấp, người hay lạnh. Lạm dụng nước dừa có thể phát sinh ra các bệnh: huyết áp thấp, cườm nước (mắt), nhức đầu kinh niên, suy nhược thần kinh, thấp khớp, mỏi mệt gân cốt, trĩ nội, rong kinh, lòi dom, dễ xuất huyết nội… Nước dừa chỉ có hại khi ta lạm dụng hay sử dụng vào các trường hợp bệnh cấm kỵ dùng (trĩ, huyết áp thấp, cảm lạnh, thấp khớp, mệt tim do lạnh…). Dùng nước dừa không đúng lúc cũng có hại như dùng nước dừa với đá vào buổi tối (3 yếu tố âm cộng lại: nước dừa, lạnh, buổi tối) rất dễ bị bệnh. Ứng dụng của nước dừa Do thành phần hóa học có trong nước dừa rất đa dạng và có giá trị dinh dưỡng nên nước dừa đã được sử dụng như một loại nước giải khát phổ biến. Cải thiện nước dừa bằng các chất chống oxy hoá như acid ascorbic, thêm đường 8 – 10% và điều chỉnh pH về 4.2 – 4.3, cho vào 0.1 – 0.15% sodium citrate hoặc sodium benzoate. Nuớc dừa còn là môi trường nuôi cấy vi khuẩn. Một số nhà khoa học tin rằng nó không những thích hợp mà còn kích thích sự tăng trưởng của vi khuẩn . Nước dừa dùng để nuôi nấm men Saccharomyces fragilis tạo ra protein đơn bào bổ sung nguồn protein thực phẩm cho con người. Dùng nước dừa để nuôi nấm men có ưu điểm là không cần bổ sung một số chất dinh dưỡng . Nước dừa dùng để sản xuất thạch dừa. Thạch dừa là sản phẩm hiện nay rất được phổ biến và ưa chuộng. Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó vừa rất tốt cho quá trình lên men lại vừa giải quyết được vấn đề môi trường (nước dừa già là phế thải từ các nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy). Tuy nhiên, ở một số vùng không có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một trong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng sản xuất ở quy mô công nghiệp. Vì vậy, vấn đề đặt ra cần phải giải quyết là môi trường lên men phải xuất phát từ những nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền, có số lượng lớn, dễ vận chuyển và mang quy mô công nghiệp, không mang tính cục bộ, địa phương, có thể tận dụng được phế phụ liệu từ các quá trình thực phẩm khác. VI SINH VẬT Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất thạch dừa là Acetobacter xylinum. Đặc điểm giống vi khuẩn Acetobacter Giống vi khuẩn Acetobacter thuộc họ Pseudomonadieae, phân bố rộng rãi trong tự nhiên và có thể phân lập được các vi khuẩn này từ không khí, đất, nước, lương thực thực phẩm, dấm, rượu, bia, hoa quả… Có khoảng 20 loài thuộc giống Acetobacter đã được phân lập và mô tả, trong đó có nhiều loài có ý nghĩa kinh tế. Vi khuẩn Acetobacter: Dạng hình que, tuỳ điều kiện nuôi cấy (t0, thành phần môi trường nuôi cấy) mà các vi khuẩn Acetobacter có thể sinh ra các tế bào có hình thái khác biệt dạng kéo dài hoặc phình to ra. Kích thước thay đổi tuỳ loài (0.3 – 0.6 x 1.0 – 8.0μm). Có thể di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao), hoặc không di động (không có tiên mao). Không sinh nha bào tử. Hiếu khí bắt buộc. Chịu được độ acid cao. Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hoá nhiều nguồn thức ăn carbon khác nhau: đường, ethanol, acid hữu cơ… nhưng không sử dụng được tinh bột. Tế bào đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi. Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng, khả năng tạo thành váng thay đổi tuỳ loại: Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc. Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc. Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo. Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã. Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành váng không chắc chắn. → Do những ưu điểm vượt trội nên Acetobacter xylinum được ứng dụng trong sản xuất thạch dừa. Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa muối và phân giải peptone. Một số loài đòi hỏi một số vitamin nhất định như acid pantothenic, các acid amin như: valin, alanin, isoleucin, proline… và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S… ở dạng muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ. Do đó, các môi trường bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây… là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter Ứng dụng của vi khuẩn Acetobacter Sử dụng để làm thạch dừa Sử dụng quá trình lên men Người Trung Hoa ngày xưa đã biết chế một loại nước giải khát gọi là “vát chè”, đây là một loại nước có hương vị thơm dùng để pha chế thức uống giải khát trong gia đình rất bổ dưỡng. Tiến hành pha như sau: pha đường 6 – 7%(có chè càng tốt), thêm một ít rượu 2 – 3%, cho vào để hở vài ngày, vi khuẩn sẽ tạo thành váng, nước hơi chua, lấy nước đem dùng, váng để lại cho lên men mẻ mới nhưng không cần phải cho rượu, chỉ cần cho thêm nước đường vào. Làm dấm ăn (acid acetic): nước dừa bổ sung thêm đường cho đạt tới nồng chất khô 15%, đây là môi trường lý tưởng để lên men rượu và từ đó lên men dấm. Ngoài khả năng oxy hoá ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter còn tổng hợp được vitamin B1, B2, oxy hóa sorbic thành đường sorbose (dùng trong công nghiệp sản xuất vitamin C)… Phân loại vi khuẩn Acetobacter Đến nay đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại các loài vi khuẩn giống Acetobacter, nhưng đáng chú ý nhất là bảng phân loại Acetobacter của J-Frateur vào năm 1950. Theo cách phân loại này, acetobacter có các loài quan trọng sau: Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, không chuyển động và chúng có thể liên kết với nhau thành chuỗi dài. Chúng bắt màu vàng với iod, có thể sống ở nồng độ cồn khá cao (11%) và có khả năng oxy hóa cồn tạo thành 6% acid acetic. Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 340C. Nếu nhiệt độ cao quá 400C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê. Ta thường thấy chúng phát triển trong bia. Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành váng dày, và không bền vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11.5% acid acetic do đó thường được sử dụng để làm dấm theo phương pháp nhanh (của Đức). Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng, dễ vỡ ra, có khả năng chuyển hoá glucose thành acid gluconic hay sorbic thành sorbose. Loại vi khuẩn này muốn phát triển bình thường cần được cung cấp một số chất sinh trưởng như acid para-aminopenzoic, acid panthoteric, acid nicotinic. Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình không di động. Gặp điều kiện nhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra. Tạo ra váng rất dày trên môi trường dịch thể, có thể phát triển được trong môi trường có nồng độ rượu cao (10% – 12%) và làm tích luỹ đến 9.5% acid acetic. Thường được dùng trong công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp). Phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25 – 300C. Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá dày. Váng có chứa cellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh, có thể tích luỹ 4.5% acid acetic trong môi trường. Acetobacter pasteurianum: trực khuẩn ngắn, váng vi khuẩn có dạng khô và nhăn nheo, váng bắt màu xanh khi nhuộm với thuốc Iod, có khả năng oxy hoá và tạo 6.2% acid acetic. Phân lập Acetobacter Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ dấm, rượu, bia, hoa quả, chuối chín, váng giấm... Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn acetobacter từ không khí, người ta pha rượu thành dung dịch 5 – 6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy một phần rượu hòa với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 300C trong 2 – 3 ngày. Rượu sẽ đục và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng. Lấy váng mỏng này pha loãng ra, và phân lập trên môi trường thạch dĩa. Để ức chế sự phát triển của các loại nấm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào môi trường phân lập 1 – 1.5% acid acetic. Giống Acetobacter xylinum Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic. Theo hệ thống phân loại của nhà khoa học Bergey thì Acetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, bộ Pseudomonadales, họ Pseudomonadieae. A.xylinum là loại vi khuẩn hình que dài khoảng 2μm, gram âm, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi, có khả năng di động nhờ tiên mao Có khả năng tạo váng cellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod và H2SO4 Hình 2.1 Vi khuẩn A. xylinum A.xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5, nhiệt độ khoảng 28 – 32oC và có thể tích luỹ 4.5% acid acetic Acid acetic là sản phẩm sinh ra trong quá trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng vượt quá mức cho phép, chúng sẽ ức chế ngược hoạt động của vi khuẩn. QUY TRÌNH SẢN XUẤT 10 – 45’ Giống Lọc Phối trộn Đun sôi Để nguội Cấy giống Lên men Syrup DAP, SA Nguyên liệu Nhân giống A. acetic 40% 28 – 320C, 8 – 10 ngày Thu sinh khối Rửa Na2CO3 3–5% Cắt nhỏ Trung hòa Nước Rửa Đun sôi Để ráo Thạch dừa thô Nước lạnh Bã QUY TRÌNH Phối trộn Đóng gói Thanh trùng Ngâm đường 20% Ngâm đường 70-80% Sên lửa nhẹ Để nguội Thạch dừa thô Phối trộn Đóng gói Mứt Thạch dừa Sên lửa nhẹ Để nguội Hương trái cây Coctail Thạch dừa Phối trộn Đóng gói Thanh trùng Ngâm đường 20% Sên lửa nhẹ Để nguội Thạch dừa Syrup THUYẾT MINH QUY TRÌNH Nguyên liệu Nguyên liệu được sử dụng chủ yếu là nước dừa già thu nhận từ các nhà máy cơm dừa nạo sấy. Do nước dừa là môi trường lý tưởng với các thành phần dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi sinh vật nên không thể tồn trữ nước dừa trong điều kiện bình thường, nhiều ngày mà chỉ có thể tiếp nhận mỗi ngày với số lượng vừa đủ để sản xuẩt. Tuy nhiên, để đảm bảo nguồn nguyên liệu cho sản xuất lâu dài thì cần có chiến lược về nguyên liệu dự trữ. Ngoài ra, có thể sản xuất thạch từ các nguồn nguyên liệu khác từ rau quả như nước dứa (Sản phẩm gọi là Nata de pina), hỗn hợp nước dứa – nước dừa… Lọc Quá trình lọc nhằm loại bỏ bớt tạp chất không tan nhằm chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo đạt hiệu quả cao. Bổ sung syrup và các chất dinh dưỡng Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP, đường glucose và nguồn cung cấp Nitrogen, khoáng… tạo môi trường tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp sản phẩm. Đun sôi – làm nguội Môi trường sau khi bổ sung dinh dưỡng được thanh trùng bằng cách đun sôi khoảng 10 – 45 phút để tiêu diệt các vi sinh vật có trong môi trường, sau đó làm nguội. Cấy giống Dùng acid acetic 40% chỉnh về pH = 3 – 3.5, chỉnh nhiệt độ đến 28 – 32°C tạo điều kiện thích hợp cho quá trình lên men. Cấy giống theo tỷ lệ 1:10. Lượng giống dự trữ phải lớn hơn lượng giống cần cho sản xuất. Đậy khay lên men nhằm tránh nhiễm vi sinh vật từ ngoài vào. Thông thường giống sẽ được cấy vào “nước cái” (mother liquor), sau đó dùng nước cái trộn với nguyên liệu đã xử lý. Lên men Phòng lên men được điều chỉnh ở nhiệt độ 28 – 320C, nuôi trong vòng 8 – 10 ngày. Trong thời gian này tránh khuấy động môi trường để tránh làm cho lớp thạch đang hình thành bị tách lớp. Môi trường xung quanh khu vực lên men phải đảm bảo vệ sinh sạch sẽ, khô ráo. Thu sinh khối Sau khoảng 8 – 10 ngày dùng vợt để vớt khối cellulose ra khỏi dịch lên men. Sau đó rửa khối cellulose bằng nước lạnh. Cắt nhỏ Khối cellulose sẽ được cắt nhỏ thành những khối lập phương nhỏ vừa có mục đích tạo hình sản phẩm vừa với mục đích chuẩn bị cho các giai đoạn tiếp theo (tăng diện tích tiếp xúc với môi chất) Trung hòa Sử dụng Na2CO3 để trung hòa lượng acid còn lại trong khối thạch, đưa về pH trung tính Sên lửa nhẹ Tạo điều kiện thuận lợi để đường ngấm vào trong thạch, đồng thời tạo sự đồng nhất trong dung dịch bên ngoài Đóng gói Bao bì sử dụng để đóng gói thạch dừa rất đa dạng tùy theo hình thái sản phẩm tạo thành: bao plastic, keo thủy tinh, hộp nhựa… NHỮNG BIẾN ĐỔI CHÍNH Biến đổi hóa học Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: Một trong những điều kiện quan trọng để vi khuẩn Acetobacter xylinum sống được chính là độ acid của môi trường. Acetobacter xylinum là một loài chịu acid nên môi trường cần được điều chỉnh về pH 3.5 – 4 bằng acid acetic 40%. Trong 4 ngày đầu, pH tăng dần từ 3.78 đến 3.91, sau đó giảm dần đến ngày thứ 10 thì đạt giá trị 3.35 Các quá trình đồng hóa và dị hóa của vi sinh vật có liên quan đến việc tạo thành các acid hữu cơ như là sản phẩm trung gian và những sản phẩm cuối cùng của sự trao đổi chất. Nếu nguồn C không được vi khuẩn sử dụng hết thì có thể có sự tích lũy acid hữu cơ tương tứng trong dịch nuôi cấy. Sự tích lũy và tỷ lệ acid hữu cơ phụ thuộc vào từng chủng trong mỗi loài vi khuẩn, vào thành phần của môi trường, vào sự thông khí và các nhân tố khác. Đối với Acetobacter xylinum việc lên men đi liền với hình thành các acid dicacboxylic không bay hơi (acid malic, fumaric, succinic), các keto acid (acid oxaloacetic, pyruvic) như là các sản phẩm trung gian và các acid mono carboxylic bay hơi (acid propionic, acetic, đôi khi cả acid formic) như là các sản phẩm cuối cùng. Biến đổi sinh học và hóa sinh A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy. Trong tế bào vi khuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào. Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme. Enzyme này có thể polymer hoá glucose thành cellulose. A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày nếu môi trường nuôi cấy (nước dừa) có bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết. Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường lỏng. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các oligo và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào. YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Ảnh hưởng của (NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 Tỉ lệ thành phần dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy có ý nghĩa quyết định đối với sự sinh trưởng và phát triển của A. xylinum. (NH4)2SO4 là nhân tố quan trọng cung cấp nguồn nitrogen, (NH4)2HPO4 là nguồn cung cấp nitrogen và phospho cho vi sinh vật phát triển. Ảnh hưởng của các loại đường Trạng thái thạch dừa tạo thành chịu ảnh hưởng nhiều của loại đường sử dụng. Acetobacterium xylinum có thể sử dụng glucose, sucrose, lactose, maltose và galactose. Ứng với mỗi loại đường khác nhau mà ta sử dụng sẽ thu được thạch dừa có trạng thái khác nhau. Bảng 3.1 Ảnh hưởng đường đến sự hình thành thạch trong nước dừa ở pH = 5.0 Đường Độ dày – Trạng thái Khối lượng thạch dừa sau 15 ngày lên men (g) Glucose Saccharose Lactose Maltose Galactose Không bổ sung đường Dày – chắc Dày – chắc Màng mỏng – mềm Màng mỏng – mềm Màng mỏng – mềm Màng mỏng – mềm 198.50 193.79 84.50 86.35 50.45 50.00 Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977) Dựa vào bảng nghiên cứu trên ta thấy khi sử dụng glucose cho quá trình lên men sẽ cho khối lượng thạch dừa cao nhất và trạng thái thạch dừa thu được cũng rất tốt. Tuy nhiên khi người ta làm thí nghiệm sử dụng saccharose ở các nồng độ khác nhau cho quá trình lên men thì người ta thấy rằng saccharose ở nồng độ 10% sẽ cho khối lượng thạch dừa cao nhất. Trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng saccharose do giá thành rẻ và cho năng suất khá cao. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành thạch dừa là 11.5-12oBx. Nếu nồng độ chất khô cao quá, VSV có thể không sử dụng hết gây lãng phí đồng thời có thể gây ức chế hoạt động VSV, tạo sản phẩm phụ không mong muốn như: acid acetic, acid pyruvic, acid malic… Nếu nồng độ chất khô quá thấp sẽ không đủ để cung cấp cho quá trình trao đổi chất của VSV. Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lên men là 28 – 320C Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự hình thành thạch dừa ở pH = 5 Nhiệt độ (0C) Trạng thái thạch dừa Khối lượng trung bình sau 15 ngày lên men (g) 15 20 25 28 – 32 35 40 Không phát triền Màng mỏng – mềm Trung bình – chắc Dày – chắc Đặc sệt , không tạo thạch Đặc sệt , không tạo thạch 0.00 87.50 128.82 195.02 0.00 0.00 Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977) Giá trị pH ảnh hưởng nhiều đến sự hình thành thạch. Giá trị pH tối ưu là 4.5 – 5 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của pH sự tạo thành thạch pH Độ dày – Trạng thái Khối lượng thạch dừa sau 15 ngày lên men (g) 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 Không tạo thạch Không tạo thạch Màng mỏng – mềm Trung bình – mềm Dày – chắc Dày – chắc Dày – chắc Dày – chắc Trung bình – chắc Màng mỏng – mềm Không tạo thạch Không tạo thạch _ _ 92.60 148.52 188.32 193.89 184.20 173.70 163.85 86.90 _ _ Nguồn : Adapted from Lapuz et al. (1967) and Ramos (1977) MỘT SỐ DẠNG SẢN PHẨM THẠCH DỪA CÁC DẠNG SẢN PHẨM THẠCH DỪA Fruit jelly (nước quả đông) Dairy products, yogurt, normal temperature milk fruit grain of fruitpulp series (Các sản phẩm từ sữa, yogurt, các sản phẩm nước quả) Ice cream Baked products (các loại bánh nướng) Canned beverage (Nước uống đóng lon) Milk tea Catering and cuisine Sausage and other meat products and seasoning (Xúc xích và các sản phẩm và gia vị từ thịt) Jam product series (Một số loại mức) THÀNH PHẦN Bảng 4.1 Nata de coco’s Nutrition Chất dinh dưỡng Unit Thai RDI* Cấu tạo của sản phẩm dừa N (c) 2 (11) 1 Ash Gram 0.5 1.6 Moisture (Water) Gram 84.4 651 Energy (Enerc) Kilo Calories 61 6.8 Protein (Procnt) Gram 50** 64.9 Fat Gram 65** 9.9 Total available CHO (Chocdf) include FIBTG Gram 300** 14.6 Dietary Gram 25 - Calcium (Ca) Milligram 800 - Phosphorus (P) Milligram 800 - Iron (Fe) Milligram 15 - Sodium (Na) Milligram 2400 14 Potassium (K) Milligram 3500 - Copper (Cu) Milligram 2 - Zinc (Zn) Milligram 15 - Vitamin A (Retinol) µ Gram - - ß-Carotene (Cartb) µ Gram - - Total vitamin A (Retinol- Equivalent, RE) µ Gram 800 - Vitamin B1 (ThiA) Milligram 1.5 - Vitamin B2 (Ribf) Milligram 1.7 - Niacin (NIA) Milligram 20** - Vitamin C (VitC) Milligram 60 - CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CHUNG Thành phần Hàm lượng đường chung 20.1 ± 1% khối lượng Hàm lượng SO42-      0% khối lượng Hàm lượng kim loại nặng Theo đúng quy định của Bộ Y tế Các chỉ tiêu vi sinh Bacillus (vi sinh vật gây đục) Không có E. Coli (Định tính)                  Không có Tụ cầu vàng (Định tính) Không có Cl. perrfigens                        Không có Nấm men, nấm mốc                     Không có MỘT SỐ SẢN PHẨM TRÊN THỊ TRƯỜNG Thạch dừa với các dạng bao bì khác nhau: Thạch dừa trong cốc nhựa Thạch dừa trong keo thủy tinh Thạch dừa trong hộp kim loại Thạch dừa dạng túi nhỏ Thạch dừa được đóng lon với các loại nước trái cây khác nhau như nước vải, nước dứa, nước xoài và với syrup, dùng như món ngọt hoặc món tráng miệng. Pudding có chứa thạch dừa: thường được bổ sung hương trái cây như vải, xoài, chôm chôm, táo, nho, dứa… Hỗn hợp thạch dừa dạng nước quả đông HƯỚNG PHÁT TRIỂN MỘT DẠNG SẢN PHẨM TIỀM NĂNG Người ta đang nghiên cứa phát triển dòng sản phẩm mới: phức hợp thạch – monascus (the Monascus – nata complex) nhằm kết hợp khả năng hạ cholesterol của monacolin K vào sản phẩm ăn kiêng. Cấu trúc mềm riêng biệt và số lượng sợi thớ có màu của thạch nếu được cải thiện thì có thể áp dụng và cung cấp nhiều ứng dụng trong thực phẩm. Do hình thành cấu trúc 1 đến 4 β- glucan, thạch khó để nhuộm với những nhóm hydroxyl. Hình 5.1 Thạch dừa sau khi lên men phụ Cơ sở khoa học Nấm mốc Monascus purpureus sản xuất hệ sợi đỏ và nhuộm màu phù hợp nhờ một môi trường nuối cấy rắn, và được dùng ở phương Đông cách đây nhiều thế kỷ để làm màu và hương thực phẩm và đồ uống. Chất nhộm được sản xuất từ M. purpureus rất bền và phù hợp để dùng như một phụ gia thực phẩm. Hơn nữa, nấm Monascus trong quá trình trao dổi chất sinh ra một số chất có khả năng chữa bệnh như là monacolin K (mevinolin) Monacolin K (mevinolin) là một chất trao đổi chất quan trọng của Monascus, có thể hạn chế tổng hợp cholesterol, mang lại nhiều ích lợi cho người bị tim mạch. Trong quá trình sinh tổng hợp cholesterol, acid mevalonic được hình thành từ 3 – hydroxy – 3 methylglutaryl CoA (HMG-CoA) nhờ HMG-CoA reductase xúc tác. Monacolin K có cấu trúc tương tự HMG-CoA và hoạt động như một chất ức chế sự cạnh tranh HMG-CoA nên sẽ làm giảm sinh tổng hợp cholesterol. ® Người ta đang nghiên cứu dòng sản phẩm mới nhằm đưa monacolin K vào sản phẩm thạch để tận dụng những tính năng có lợi. Sản xuất thạch Monascus phức Khối thạch được lên men trong monascus trong nước thịt có chứa Monascus ở nhiệt độ 260C trong 6 ngày. Sau khi lên men, hệ sợi monascus xâm nhập vào mạng lưới mao quản của thạch. Phức được định hình và có màu sáng. Cấu trúc của thạch phức Monascus Cấu trúc mao quản của thạch (ca. 0.5 – 1mm) rộng hơn đường kính của hệ sợi Monascus (ca. 0.1mm – 0.5 mm). Nhờ đó nấm Monascus có thể mở rộng hệ sợi theo cấu trúc mau quản của thạch dẫn đến cấu trúc mạng lưới tăng trưởng thêm nữa. Sau khi lên men, cấu trúc mới bao gồm mạng lưới hệ sợi chính đã được hình thành. Tuy nhiên, hệ sợi của M.purpureus có thể không tăng trưởng tốt bên ngoài khối thạch. Cấu trúc xốp của thạch cần thiết cho sự phát triển ban đầu của M.purpureus, và ảnh hưởng đến hình dạng của khối thạch phức Monascus. Điều kiện lên men Nguồn carbon, nguồn nitrogen và pH có thể đến ảnh hưởng đến khả năng nhuộm của Monascus purpureus. Nguyên tố vô cơ có hàm lượng nhỏ (Ca, K, Zn và Mn) không thể hiện bất kỳ ảnh hưởng rõ rệt trên sự nhuộm màu. Sự nhuộm màu đỏ tại trung tâm được diễn ra thấp hơn trên bề mặt. Sau 12 ngày lên men, khối thạch Monascus mang màu đỏ trên bề mặt, và tại tâm khối thạch đã xuất hiện màu đỏ nhạt TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lượng, “Cơ sở vi sinh vật công nghiệp, Tập 3 – Thực phẩm lên men truyền thống”, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2003.  V.Thirupathi, P.Rajam, L.Narayanan, “Value added products from Coconut”, Science tech Entrepreneur, May 2007. “Fermentation of Monascus purpureus”, National Taiwan University www.en.wikipedia.com