Khóa luận Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men thạch dừa trên môi trường nước dừa già

iá trị sử dụng như cây dừa. Cây dừa có rất nhiều công dụng và rất hữu ích. Lá dừa dùng để lợp nhà, xơ dừa dùng làm chất đốt, dừa dùng để lấy nước, vỏ dừa dùng làm đồ mỹ nghệ… Và dừa có tác dụng nhiều mặt trong cuộc sống hằng ngày, dừa còn được đông y dùng làm thuốc phòng và trị bệnh.Ngoài ra dừa còn được dùng trong công nghệ sản xuất thực phẩm như kẹo dừa, bánh phồng dừa,… Lượng nước dừa hàng năm dùng để giải khác cũng tương đối, lượng còn lại thải ra ngoài môi trường nhất là các xí nghiệp nạo sấy cơm dừa. đó cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Do đó, việc tận dụng nước dừa già vào sản xuất là nhu cầu cấp thiết để giải quyết vấn đề môi trường và làm tăng giá trị sử dụng của cây dừa. Và đó cũng là nguyên nhân khiến em chọn đề tài này. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu quy trình sản xuất thạch dừa để giải quyết về vấn đề ô nhiễm trường và tạo thêm thu nhập cho nông dân. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 2 Hình 1. Cùi dừa và nước dừa 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Thu thập nước dừa già là phế phẩm của các xí nghiệp nạo xấy cơm dừa, cơ sở sản xuất kẹo dừa, dầu dừa,… - Nghiên cứu bổ sung các chất thêm vào môi trường nhằm tạo ra môi trường tối ưu để vi khuẩn Acetobacter xylinum có thể lên men tạo thạch dừa tốt nhất. 4. Tình hình nghiên cứu - Qua quá trình nghiên cứu các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu và tìm ra được cách để giải quyết vấn đề trên là sử dụng vi khẩn Acetobacter xylinum để lên men nước dừa già tạo ra một món ăn đó là thạch dừa. Vì vậy sản xuất thạch dừa đã giải quyết được các vấn đề đặc ra là tận dụng nước dừa già để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và tăng giá trị sử dụng của cây dừa. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Sơ lƣợc về cấu trúc và công dụng của thạch dừa 1.1.1. Cấu trúc của thạch dừa Thạch dừa được tạo thành bởi sự lên men của vi khuẩn Axetobacter xylinum trong môi trường nước dừa già và nước cốt dừa. Thạch dừa là sản phẩm trắng trong như thạch agar, hơi dai, có bản chất hóa học là Polysaccharide nên không có giá trị dinh dưỡng cao nhưng kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hòa bài tiết được tốt hơn. Chế phẩm từ dừa này còn có tác dụng phòng ngừa ung thư, giảm cân… Cấu trúc của thạch dừa: Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose. Do thạch dừa có bản chất là polysaccharide ngoại bào nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa mới chỉ dừng lại ở những nghiên cứu chế biến thành những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phẩm giải khát. Cấu trúc mạng polysaccharide của thạch dừa: Thạch dừa có cấu trúc mạng là các polysaccharide, chúng sắp xếp không theo trật tự, không theo quy luật, chúng đan xen vào nhau rất chằng chịt theo mọi phía. Do trong quá trình lên men, các vi khuẩn Acetobacter xylinum đã chuyển động hỗn loạn không theo quy luật. Đó là nguyên nhân tạo nên tính dai và chắc về mọi phía của miếng thạch. Bên cạnh đó, mạng luôn luôn ngậm một lượng nước đáng kể (99%). Thành phần monosaccharide chính của thạch dừa là socboza nằm ở dạng L-sorbose, thường chứa trong vi khuẩn lên men dịch trái cây. Công thức cấu tạo của L-socboza là : CH2OH-CO-HOCH-HCOH-HOCH-CH2OH. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 4 1.1.2. Công dụng của thạch dừa Thạch dừa là một loại thức ăn khá phổ biến, nó được dùng làm món tráng miệng dai, trong suốt và rất ngon. Thạch dừa có bản chất hóa học là polysaccharide nên không có giá trị dinh dưỡng cao nhưng có đặc tính giúp nhu động ruột tốt, ngoài ra còn giúp ngừa bệnh ung thư và làm đẹp da và giảm nguy cơ bệnh béo phì. 1.2. Vi sinh vật sử dụng trong sản xuất thạch dừa 1.2.1. Đặc điểm của 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 (nhiệt độ, 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 bào tử.  Hiếu khí bắt buộc.  Chịu được độ acid cao.  Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hoá nhiều nguồn thức ăn cacbon khác nhau 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: o Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 5 o Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc. o Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo. o Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã. o Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành váng không chắc chắn.  Acetobacter có khả năng đồng hoá muối (NH4) + và phân giải pepton. Một số loài đòi hỏi một số acid amin nhất định như acid pantothenic và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S … ở dạng muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ. Do đó bia, dịch tự phân nấm men, nước mạch nha, nước trái cây… là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát triển của vi khuẩn actobacter… Ngoài khả năng oxy hoá ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter còn tổng hợp được vitamin B1, vitamin B2, oxy hoá sorbit thành đường sorbose (dùng trong công nghiệp sản xuất vitamin C)… 1.2.2. Phân loại vi khuẩn Acetobacter Một số loài quan trọng nhất trong bảng phân loại Acetobacter của J-Frateur (năm 1950). Hình 1.1. Vi khuẩn Acetobacter Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 6 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 hoá cồn tạo thành 6% acid acetic. Nhiệt độ phát triển tối ưu của chúng là 34oC. Nếu nhiệt độ cao quá 40 o C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào và tạo thành hình quả lê. Thường thấy chúng phát triển trong bia. Hình: 1.2. Vi khuẩn Acetobacter aceti Acetobacter schutzenbachii: trực khuẩn khá dài, tạo thành ván dày, và không bền vững, có khả năng tích luỹ trong môi trường đến 11,5% acid acetic do đó thường được sử dụng để làm giấm theo phương pháp nhanh (phương pháp của Đức). Hình 1.3. Vi khuẩn Acetobacter schutzenbachii Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 7 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 anthoteric, acid nicotinic. Hình 1.4. Vi khuẩn Acetobacter suboxydans Acetobacter orleansen: trực khuẩn dài trung bình không di động. Gặp điều kiện nhiệt độ cao có thể sinh ra các tế bào dị hình kéo dài hoặc phình to ra. Tạo ra váng rất dày trên môi trường dịch thể. Có thể phát triển được có nồng độ rượu cao (10% - 12%) và làm tích luỹ đến 9,5% acid acetic. Thường được dùng trong công nghiệp chuyển rượu vang thành giấm (phương pháp của Pháp). Phát triển thích hợp ở nhiệt độ 25 - 30oC. Hình: 1.5. vi khuẩn Acetobacter orleansen Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 8 Acetobater xylinum: trực khuẩn không di động, tạo thành váng nhăn và khá dày. Váng có chứa hemicellulose nên khi gặp H2SO4 và thuốc nhuộm Iod sẽ bắt màu xanh.Có thể tích luỹ 4,5% acid acetic trong môi trường. Thường gặp loài vi khuẩn này cùng với nấm men trong “nấm chè”, còn gọi là “thuỷ hoài sâm”, một loại sản phẩm giải khát bổ dưỡng theo cách làm của nghười Trung Hoa. Đó là một loại nước chua có vị thơm dùng để pha nuớc giải khát trong các gia đình người Trung Hoa, trên mặt nước có một váng vi sinh vật dày được nuôi sống bằng nước chè và đường. Hình 1.6. Vi khuẩn Acetobacter xylinum. 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. 1.2.3. Phân lập vi khuẩn Acetobacter Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ giấm, rượu, bia, hoa quả, chuối chín, váng giấm... Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn acetobacter từ không khí, người ta pha rượu thành dung dịch 5 - 6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy một phần rượu hoà với 7 phần nước lã, đựng trong cốc Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 9 miệng rộng, giữ ở tủ ấm 30oC trong 2 - 3 ngày. Rượu sẽ đục và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng. Lấy váng mỏng này pha loãng ra, và phân lập trên môi trường thạch dĩa. Để ức chế sự phát triển của các loại nấm men Mycoderma (thường phát triển đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào môi trường phân lập 1 – 1,5% acid acetic. Do những ưu điểm vượt trội của chủng Acetobacter xylinum đã được nêu ở trên nên Acetobacter xylinum đựoc ứng dụng trong sản xuất thạch dừa. 1.2.4. Sơ lƣợc về vi khuẩn Acetobacter xylinum Hình 1.7. Vi khuẩn Acetobacter xylinum dưới kính hiển vi. Đặc điểm: Chủng Acetobacter xylinum này có nguồn từ Philippin. Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic. Theo hệ thống phân loại của nhà khoa học BergeyAcetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes, bộ Pseudomonadales  Acetobater 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. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 10  Có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt màu với thuốc nhuộm Iod và H2SO4.  Acetobacter xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5,0 nhiệt độ khoảng 28 - 32oC và có thể tích luỹ 4,5% acid acetic.  Acid acetic là sản phẩm sinh ra trong quá trình hoạt động của vi khuẩn, nhưng khi chúng vượt quá mức cho phép, chúng sẽ quay ngược trở lại làm ức chế hoạt động của vi khuẩn. Sinh lý, sinh hoá:  Acetobacter xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy. Trong tế bào vi khuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế bào. Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme. Enzyme này có thể polyme hoá glucose thành cellulose.  Acetobacter xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết. Cellulose là những polysaccharide không tan trong nước mà tan trong môi trường kiềm. Đó cũng là thành phần chính của màng tế bào thực vật. Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi trường lỏng. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các oligo và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào. Người ta cho rằng thứ tự các gốc đường và tính đặc trưng tham gia của chúng vào chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme transferase. Acetobacter xylinum sống thích hợp ở nhiệt độ 28 - 32oC. Ở nhiệt độ này quá trình hình thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 11 1.3. Giới thiệu sơ lƣợc về các giống dừa 1.3.1. Khái niệm về dừa Dừa là một loài cây trong họ Cau. Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim một lần, cuống và gân chính dài 4 – 6 m các thùy với gân cấp 2 có thể dài 60 – 90 cm; lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân; các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên thân. 1.3.2. Nguồn gốc cây dừa Nguồn gốc của loại thực vật này là chủ đề gây tranh cãi. Một số cho rằng nó có nguồn gốc từ Đông Nam Châu Á trong khi đó 1 số ít cho rằng ở vùng Tây Nam Mỹ. Và cây dừa di thực vào VN từ thế kỷ XIX và được trồng phổ biến vào thế kỷ XX chủ yếu ở các tỉnh Trung Bộ và Nam Bộ do sự du nhập dừa từ các thương thuyền của các doanh nhân người Malaysia, Philipin ra vào các cảng biển thời đó. Để thích nghi về khí hậu và đất đai nên cây dừa phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt là ở tỉnh Bến Tre. 1.3.3. Công dụng của cây dừa Dừa không chỉ là loại nước giải khát mà còn là loại quả dùng làm thuốc rất có giá trị. Theo phân tích của các nhà khoa học, cùi dừa và nước dừa có nhiều thành phần dinh dưỡng như glucoza, fructose, chất béo, protein và rất nhiều khoáng chất, vitamin… có giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh hiệu quả. Dừa có thể là vị thuốc để chữa các bệnh sau đây:  Uống nước dừa hàng ngày có tác dụng điều trị chứng viêm nhiệt, háo khát, mồ hôi ra nhiều, nước tiểu ít và đỏ. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 12  Trị bệnh mẩn ngứa, nấm da: Dập vỏ quả dừa, sắc lấy nước để rửa ngoài vết thương, có tác dụng thanh nhiệt, giải độc, sát trùng, chữa bệnh mẩn ngứa, nấm da.  Dừa già người ta lấy cơm dừa dùng để làm dầu dừa . Dầu dừa dùng bôi ngoài ra có thể chữa trị các chứng bệnh ghẻ lở, bệnh nấm, nẻ da… Hình 1.8. Nước dừa già Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 13 1.3.4. Các giống dừa ở Việt Nam 1.3.4.1. Các giống dừa uống nƣớc Dừa uống nước thuộc nhóm dừa lùn, cho trái sớm, năng suất cao, số trái trên quày nhiều, nước có vị ngọt thanh. Dừa xiêm xanh: Cho trái rất sai, khi trổ buồng chuỗi bông có màu hơi vàng, kết trái từ 20 trái trở lên trên 1 buồng. Nước uống có độ ngọt thanh, không chua, nên thường được gọi là “ dừa xiêm đường ”. Còn dừa xiêm thường, buồng lúc trổ có màu xanh đọt chuối non, có từ 20 trái trở xuống/buồng. Hiện vườn dừa mỗi tháng thu hoạch được 7 - 8 trăm trái. Giá dừa bán tại vườn hiện nay là 620.000đ/trăm vào mùa nắng. Đây là giống dừa nước dùng uống nước phổ biến nhất Việt Nam, do nước ngọt thanh và trồng nhiều nhất ở Bến Tre. Hình 1.9. Dừa xiêm xanh. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 14 Dừa xiêm lục: Được nông dân ưa chuộng vì khả năng ra trái sớm, sớm nhất trong tất cả các giống dừa lùn hiện nay. Thời gian bắt đầu ra hoa của dừa xiêm lục chỉ từ 18 - 20 tháng sau khi trồng. Màu sắc, kích thước của trái cũng giống như dừa Xiêm xanh nhưng hình dạng trái giống quả lê, dưới đáy có quầng xanh đậm và mỗi quày có hai mo nang, một mo nang to bên ngoài nằm chồng khít mo nang nhỏ bên trong. Trọng lượng trái từ 1,2 - 1,5 kg, năng suất 120 - 150 trái/cây/năm. Nước dừa Xiêm lục ngọt thanh, độ đường cao, gáo dày thích hợp cho xuất khẩu vì có khả năng bảo quản được lâu, ít bị vỡ trái trong quá trình sơ chế và vận chuyển. Hình 1.10. Dừa xiêm lục. Dừa xiêm lửa: Đây là giống dừa rất quý hiếm ở nước ta. Dừa xiêm lửa cho năng suất khá cao từ 80 - 140 trái/cây/năm, thời gian ra hoa lần đầu sau 2 - 2,5 năm trồng. Dừa xiêm lửa trái tròn, nhỏ, trọng lượng trái từ 1 - 1,2 kg, có màu cam sáng, nước có vị ngọt thanh, hàm lượng đường 6 - 7%. Đặc biệt dừa xiêm lửa lâu bị thối, có thể bảo quản được lâu hơn các giống dừa uống Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 15 nước khác trong điều kiện bình thường, ưu điểm lâu bị thối mầu, rụng cuống sau khi hái khỏi cây làm cho giống dừa này rất thích hợp cho việc sơ chế và bảo quản trong xuất khẩu. Hình 1.11. Dừa xiêm lửa. Dừa xiêm xanh ruột hồng: Hình 1.12. Dừa xiêm xanh ruột hồng Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 16 Có trái bầu tròn, màu bên ngoài vỏ giống như dừa Xiêm xanh nhưng phần vỏ dừa và một phần gáo dừa khi còn non có màu hồng phấn rất đẹp. Hoa dừa và trái dừa khi còn non cũng có cuống màu hồng, khi nảy mầm thân mầm có màu hồng đỏ đậm, nhạt dần khi mầm phát triển lớn hơn. Kích thước trái trung bình từ 1,5 - 1,8 kg, vỏ mỏng, gáo tròn. Giống dừa này cho năng suất trái từ 120 - 150 trái/cây/năm, mỗi gié mang rất nhiều hoa cái. Đây là giống dừa cho trái sớm từ 2 - 2,5 năm sau khi trồng. 1.3.4.2. Các giống dừa lấy dầu Dừa ta xanh và ta vàng: Là giống dừa lấy dầu phổ biến của Việt Nam, với hai màu chủ lực là xanh và vàng. Hơn 80% các giống dừa lấy dầu ở Việt Nam là giống dừa dâu và ta. Dừa ta là giống dừa có trái to, đáy có 3 cạnh rỏ, gáo to và cơm dừa dày. Thân cây cao, gốc to và tuổi thọ cao, phù hợp cho việc chế biến các sản phẩm có giá trị kinh tế cao như kẹo dừa, cơm dừa nạo sấy, sữa dừa, bột sữa dừa. Hình 1.13. Dừa ta xanh và ta vàng. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 17 1.3.4.3. Các giống dừa có giá trị kinh tế cao Dừa dứa: Đặc điểm nổi bật của giống Dừa dứa là không chỉ nước dừa mà các thành phần khác của cây dừa như lá, hoa, phấn, cơm và vỏ dừa đều thơm mùi lá dứa rất được ưa chuộng ở nhiều nơi trên thế giới. Trái có kích thước từ nhỏ (tương đương dừa xiêm) đến trung bình (dừa dâu) và to (như dừa ta). Năng suất từ 80 - 140 trái/cây/năm, thể tích nước từ 300 - 450 ml. Dừa dứa có 3 nhóm chính được phân biệt theo kích thước trái nhóm trái nhỏ, trái trung bình và trái to. Hương thơm của nhóm giống tỉ lệ nghịch với kích thước của nó, trái thuộc nhóm trái nhỏ có hương thơm nhất, kế đến là trái trung bình và to, nhóm trái càng to hương thơm càng giảm. Ngược lại tỉ lệ nảy mầm của nhóm giống thì tỉ lệ thuận với kích thước của nó, có nghĩa là nhóm trái càng to tỉ lệ nảy mầm càng cao (80 - 90%), nhóm trái nhỏ có tỉ lệ nảy mầm thấp nhất (từ 10 - 20%). Hình 1.14. Dừa dứa Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 18 : Còn được gọi là dừa đặc ruột hay dừa kem. Đây là giống dừa đặc sản của huyện Cầu Kè, tỉnh Trà Vinh, được rất nhiều người ưa chuộng. Đặc điểm của giống dừa Sáp là cơ mềm sền sệt, dầy, mùi thơm đặc trưng, nước ít hoặc không có nước. Dừa sáp dùng để ăn tươi, làm kem hay bánh kẹo vì cơm dừa rất béo. Trọng lượng trái dừa khô trung bình từ 1,2 - 1,5 kg, năng suất từ 40 - 80 trái/cây/năm, mỗi buồng chỉ cho khoảng 1 - 2 trái sáp. Giá một trái dừa sáp hiện nay cao gấp 20 lần so với giá trái dừa bình thường. Dừa sáp được xem là giống dừa có giá trị kinh tế cao vì tính chất đặc trưng của nó thu hút tính hiếu kỳ của khách du lịch, đồng thời vì tính hiếm của nó kết hợp với phong tục tập quán của việc cúng tế đặc sản này trong các lễ hội. Hình 1.15. Dừa sáp. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 19 Dừa lai JVA 1 (ĐG1): Hình 1.16. Dừa JVA1. Giống Dừa lai JVA1 là giống dừa lai giữa giống mẹ là lùn vàng Mã Lai và giống cha là dừa cao Bago Oshiro của Philippines. Trái tròn có kích thước từ trung bình đến lớn, dầy cơm trung bình (11 mm), hàm lượng dầu cao (65,5%). Thời gian từ khi trồng đến khi bắt đầu cho trái là 36 tháng. Năng suất trung bình từ 80 - 150 trái/ cây/ năm. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 20 1.3.4.4. Phƣơng pháp sơ chế và bảo quản Sơ chế:  Gọt vỏ  Xử lý bề mặt quả  làm khô bề mặt quả  Đóng gói Bảo quản: Trong kho lạnh (trong các container lạnh). Nếu vận chuyển bằng đường biển, nhiệt độ bên trong là 1 - 4oC. Quản lý chất lượng sản phẩm: - Kiểm tra các chỉ tiêu sản phẩm: phải khô, hàm lượng nước, chất khô không béo, SO2 trong nước dừa, cơm dừa, tổng số vi sinh vật… - Để chọn dừa xiêm ngon nên:  Lựa dừa xiêm loại quả nhỏ, da màu xanh, cùi màu trắng, vỏ bên trong xốp màu trắng, càng trắng càng ngon. Nếu vỏ xốp ngả sang màu vàng là dừa không ngon.  Nếu là dừa xiêm thật thì lượng nước vừa phải, chỉ khoảng 1 cốc thủy tinh thôi nhưng rất ngọt và mùi vị thơm mát. Không nên chọn mua quả to vì dừa xiêm chính gốc không bao giờ to, mà đó là dừa lai. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 21 1.4. Thành phần của nƣớc dừa và cùi dừa 1.4.1. Thành phần hóa học của nƣớc dừa và cùi dừa Bảng 1.1. Thành phần hóa học của nước dừa Thành phần Khối lƣợng % Chất khô 4,71 Đường tổng số 2,08 Tro 0,02 K 3,12 Na 1,5 Ca 2,9 Mg 3,0 Fe 0,01 Cu 0,04 P 3,7 S 3,4 Protein 0,55 Dầu béo 0,74 Tỉ trọng 1,02 Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 22 1.4.2. Thành phần dinh dƣỡng của nƣớc dừa và cùi dừa 1.4.2.1. Thành phần dinh dƣỡng của nƣớc dừa Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng của nước dừa. Thành phần dinh dƣỡng 100g nƣớc dừa Hàm lƣợng Tổng năng lượng 19 kcal Chất béo 0,2g Chất béo bão hoà 0,176g Chất béo chưa no 0,002g Chất béo không bão hoà đơn 0,008g Cholesterrol 0mg Sodium 105mg Potassium 250mg Tinh bột 3,71g Chất sơ 1,1g Đường 2,61g Potein 0,72g Vitamin A 0% Vitamin C 4% Calcium 2% Sắt 2% Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 23 1.4.2.2. Thành phần dinh dƣỡng của cùi dừa Bảng 1.3. Thành phần dinh dưỡng của cùi dừa. Thành phần dinh dƣỡng 100g dừa khô Hàm lƣợng Tổng năng lượng 660 kcal Chất béo 64,53g Chất béo bão hoà 57,218g Chất béo chưa no 0,706g Chất béo không bão hoà đơn 2,745g Cholesterrol 0mg Sodium 37mg Potassium 543mg Tinh bột 23,65g Chất sơ 16,3g Đường 7,35g Potein 6,88g Vitamin A 0% Vitamin C 2% Calcium 3% Sắt 18% Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 24 1.4.2.3. Các vitamin và acid amin có trong nƣớc dừa Bảng 1.4. Các vitamin có trong nước dừa. Vitamin Hàm lƣợng (g/l) Acid ascorbic 3 Pentothennic 0,052 Acid nicotinic 0,064 Acid folic 0,03 Riboflavin 0,00001  Các acid amin có trong nước dừa. Bảng 1.5. Các acid amin có trong nước dừa. Acid amin Hàm lƣợng (% khối lƣợng/ amin tổng số) Acid glutamic 14,5 Arginine 12,75 Leucine 4,18 Lysine 4,51 Proline 4,12 Aspartic 3,6 Tyrosine 2,83 Alamine 2,41 Histidine 2,05 Phenyl alanin 1,23 Senine 0,91 Cystein 1,17 Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 25 1.5. Bản chất sinh hóa của quá trình Đầu tiên các tế bào vi khuẩn sẽ tiết ra chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, tiếp đó là sự hình thành các sợi cellulose được polymer hoá từ các đơn phân glucose ở vị trí -1,6 dưới tác dụng của enzyme có trong bao nhầy. Các sợi này ngày càng dày lên và được kết nối với nhau tạo thành lớp cellulose bên trong bao nhầy. Lớp cellulose này sau đó được thoát ra khỏi tế bào hoàn toàn. Dung dịch môi trường ban đầu có dạng huyền phù mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau đó kết lại thành khối lớn hơn dạng gel chứa các tế bào vi khuẩn trong đó. Bộ khung của gel là mạng lưới cellulose với thành phần chủ yếu là nước. Nó được hình thành ở mức tối đa chỉ 30 phút sau khi có sự tiếp xúc giữa vi khuẩn Acetobacterium xylium với glucose và oxy. 1.6. Những biến động trong quá trình lên men Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: một trong những điều kiện quan trọng để có được sự hoạt động sống của vi sinh vật là độ acid của môi trường. Acetobacter xylinum là một lòai chịu acid nên môi trường được điều chỉnh về pH 3,5 - 4 bằng acid acetic nồng độ 40%. Nhận thấy 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, sucxinic), các keto acid (acid oxaloacetic, Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 26 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. 1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men Ảnh hƣởng của (NH4)2SO4 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 Acetobacter xylinum. Nhân tố (NH4)2SO4 là một trong những nhân tố ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của Acetobacter xylinum. (NH4)2SO4 là nhân tố quan trọng cung cấp nguồn nitơ cho tế bào phát triển. Để xác định được ảnh hưởng của (NH4)2SO4 tới quá trình tạo màng nhày, trước tiên cấy hai chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum.sp T7 và Acetobacter xylinum A24 trên môi trường cơ bản và thay đổi nồng độ của (NH4)2SO4 ở 8 nồng độ khác nhau: 0,25 ; 0,2; 0,15; 0,1; 0,08; 0,05; 0,03; 0,01 (%). Môi trường nuôi cấy tĩnh sau 20 ngày đem xác định độ dày của màng nhày ở các giá trị nồng độ (NH4)2SO4 khác nhau. Kết quả kiểm tra cho thấy độ dày màng tăng từ ngày thứ 5 trở đi và đạt giá trị cực đại ở ngày thứ 20. Ở giá trị nồng độ (NH4)2SO4 là 0,08% thì hàm lượng hemicellulose tạo ra là cao nhất. Kết quả này được giải thích như sau: Mỗi loài vi sinh vật có một ngưỡng hấp thụ thích hợp các chất dinh dưỡng khác nhau là khác nhau. (NH4)2SO4 là nguồn cung cấp nito cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn Acetobacter xylinum. Nồng độ (NH4)2SO4 là 0,25; 0,2; 0,15; 0,1 % có thể là cao quá đối với yêu cầu của Acertobacter xylinum do đó không hấp thụ hết lượng sulphate amone, lượng còn lại trong môi trường sẽ ức chế sự phát triển của tế bào vi khuẩn. Vì vậy, lượng hemicellulose tạo ra thấp hơn so với môi trường có nồng độ (NH4)2SO4 là 0,08%. Còn nồng độ sulphate amone là 0,05; 0,03; 0,01% có thể là thấp Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 27 hơn so với yêu cầu cho sự phát triển của vi khuẩn nên lượng hemicellulose tạo thành thấp hơn cả. Mặt khác, nitrogen còn có mặt trong nhiều thành phần cấu tạo như acid nucleic, phospholipid, một số coenzyme quan trọng như ATP, ADP, NADP, FAD và một số vitamin tham gia vào quá trình tạo thành hemicellulose. Nếu hàm lượng các chất đó quá cao hay quá thấp sẽ ảnh hưởng đến tính chất lý hoá của môi trường, vì vậy ảnh hưởng tới quá trình tạo thành hemicellulose của vi khuản Acertobacter xylinum, vì thế độ dày màng giảm so với mức 0,08%. Ảnh hƣởng của (NH4)2PO4 (NH4)2PO4 vừa là nguồn cung cấp nitrogen, vừa là nguồn cung cấp phospho cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn acertobacter xylinum. Sự ảnh hưởng của (NH4)2PO4 tương tự như ảnh hưởng của (NH4)2SO4. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khô Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành thạch dừa là 11,5 - 12 o Bx. Nếu nồng độ chất khô cao quá, vi sinh vật có thể không sử dụng hết gây lãng phí đồng thời có thể gây ức chế họat động vi sinh vật. Nếu nồng độ chất khô quá thấp sẽ không đủ để cung cấp cho quá trình sống của vi sinh vật. 1.8. Đặc tính của sản phẩm 1.8.1. Phần cái Thạch dừa được ngâm trong nước đường có bổ sung mùi của các loại trái cây như vải, nhãn, dâu,... Kích thước thạch dừa nên đạt: 1 x 2 x 2,5 (cm) Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 28 Màu sắc: trắng sữa. Cấu trúc: dai, chắc. Mùi vị: mang mùi trái cây tùy thuộc vào từng loại sản phẩm. 1.8.2. Phần nƣớc Tỷ lệ cái: nước là 50 : 50. Nước đường có vai trò tạo vị ngọt và là môi trường bảo quản thạch dừa. Hàm lượng đường vào khoảng 30 - 45%. pH đạt khoảng 4,5 - 5,5. Nước phải trong và mang mùi đặc trưng riêng của từng sản phẩm. 1.9. Đóng gói, bảo quản và kiểm tra chất lƣợng Sau khi sản xuất thạch dừa thô, trong thực tế người ta không bảo quản nguyên miếng thạch thô mà cắt ra thành viên thạch nhỏ hình vuông có kích thước từ 9 - 12mm, ép kiệt đóng bao ny lon và bao ngoài bằng bao PP, đem đến nơi sản xuất thạch dừa thành phẩm (thường là dạng thạch dừa nước đường). Tuy nhiên có thể bảo quản bằng cách ngâm miếng thạch dừa thô trong dung dịch acid acetic có độ chua cao (pH < 3) và không để miếng thạch tiếp xúc với không khí. Không nên sử dụng chất tẩy trắng có Clo hoặc sunfur như clorine, chất tẩy đường (natri hydro sunfit), meta bisunfit,.. các chất này ngấm vào viên thạch sẽ có dư lượng không cho phép, đồng thời cách bảo quản này cũng không hiệu quả. Ngoài ra, cũng không nên bảo quản bằng phèn chua vì viên thạch sẽ có hàm lượng nhôm cao, hoặc phèn thường lẩn các kim loại khác như sắt thì sản phẩm thạch thành phẩm có màu không được trắng, do đó không đạt yếu tố cảm quan và an toàn thực phẩm. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 29 Để cắt miếng thạch thô thành viên, ở Bến Tre các cơ sở cơ khí đều có thể làm được ngay các máy cắt thạch theo yêu cầu kích thước (thông thường thạch tiêu thụ trong nước có kích thước viên thạch từ 10 - 12mm lớn hơn viên thạch xuất khẩu sang Đài Loan là 8 - 10mm). Hình 1.17. Thạch dừa thành phẩm Trước khi nấu thạch thành phẩm, cần phải xả sạch nước chua trong viên thạch bằng cách ép nước chua và ngâm lại nước sạch xả nhiều lần hoặc để nguyên miếng thạch xả nước theo cách ngâm xả hoặc xả chảy tràn (cách này rất hao nước). Dù theo cách nào đi nữa cũng cần phải trung hòa chất chua bằng các chất kiềm (như sođa, sodium bicarbonate, không nên dùng NaOH) trước khi nấu thạch thành phẩm. Tất cả các công việc trên đều rất quan trọng, nhà chế biến cần có kiến thức về sử dụng hóa chất an toàn vệ sinh thực phẩm, không thể tự ý xử lý theo cách nghĩ của mình nhằm sản phẩm làm ra được an toàn, được tiêu thụ trong cơ chế thị trường cạnh tranh và nhu cầu sử dụng ngày càng hướng đến chất lượng an toàn, có lợi cho sức khỏe. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 30 Chỉ tiêu kỹ thuật của miếng thạch dừa  Từ độ dày của miếng thạch (8 – 12 mm), cùng với khoảng cách chia đều trên máy cắt thạch (tùy theo yêu cầu, có thể từ 9 – 14 mm) mà viên thạch có hình dáng vuông khác nhau.  Các viên thạch được ép để lấy bớt chất chua (đồng thời để nhẹ công vận chuyển) hoặc cứ để nguyên viên mà ngâm xả nước sạch nhằm kéo rút chất chua ra khỏi viên thạch.  Tiếp tục ngâm trong dung dịch Na2CO3 3%, ít nhất 15 phút để trung hòa chất chua ngấm trong viên thạch.  Đun sôi dung dịch này để đuổi chất carbonate thành khí carbonic dạng bọt lôi kéo các chất lơ lửng trong dung dịch.  Xả bỏ nước sau khi nấu sôi, vớt thạch, để ráo, chờ chế biến. Biện pháp khắc phục các yếu tố ảnh hưởng tới thành phẩm  Ức chế vi khuẩn và nấm men bằng cách sử dụng nồng độ đường cao. Với nồng độ đường khoảng 70 - 80 % nó sẽ tạo ra một áp suất thẩm thấu cao, sẽ hoàn toàn có thể ức chế được hoạt động của vi khuẩn và nấm men. Phương pháp bảo quản này được áp dụng đối với sản phẩm mứt thạch dừa.  Sử dụng muối natribenzoate: Với nồng độ muối sử dụng khoảng 0,05 – 0,1%, sản phẩm thạch dừa có thể giữ được phẩm chất ban đầu sau 4 tháng. Hình 1.18. Tấm lót thạch dừa được đưa vào máy hút chân không. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 31 Hình 1.19. Đóng gói sản phẩm. Hình 1.20. Thiết bị đóng gói sản phẩm. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 32 Nước dừa Chủng vi sinh vật Môi trường sản xuất Nguyên liệu sản xuất thạch dừa CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu Hình 2.1. Nguyên liệu sản xuất thạch dừa Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất thạch dừa là nước dừa già (lấy từ quả dừa khô) vào khoảng từ 10 - 12 tháng tuổi. Nước dừa: trung bình một trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái dừa. Nước dừa là loại nước giải khát phổ biến vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như: đường, protein, lipid, vitamin, và khoáng nhưng với nồng độ rất loãng. 2.1.1. Môi trƣờng sản xuất giống vi sinh vật 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. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 33 Chuẩn bị môi trường:  Nước dừa già được thu nhận ở các nhà máy sản xuất cơm dừa nạo sấy. Thành phần gồm: đường, protein, dầu béo, khoáng, vitamin… hoà tan và một số tạp chất khác.  Dùng vải lọc để loại bỏ tạp chất. Vải lọc được cố định trên rổ lọc. Dịch nước dừa sau khi lọc được thu vào thùng chứa. Cặn trên vải lọc được tách ra ngoài.  Bổ sung dinh dưỡng: SA, DAP, đường glucose là nguồn cung cấp Nitrogen, khoáng… tạo môi trường tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp sản phẩm.  Môi trường sau khi bổ sung dinh dưỡng được thanh trùng bằng cách đun sôi khoảng 10 - 45phút để tiêu diệt các vi sinh vật có trong môi trường. Sau đó làm nguội.  Dùng acid acetic 40% chỉnh về pH = 3 - 3,5; chỉnh nhiệt độ đến 28- 32 C (pH, nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men). 2.1.2. Môi trƣờng nuôi cấy - Môi trường 1: Môi trường nước dừa già Bảng 2.1. Môi trường nước dừa già. Thành phần Hàm lƣợng Acid acetic 5 ml (NH4)2SO4 – SA 8g (NH4)2PO4 2g Sucrose 20g Nước dừa già 1000 ml Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 34 - Môi trường 2: Môi trường nước cốt dừa Bảng 2.2. Môi trường nước cốt dừa. - Môi trường 3: Môi trường nước ép dứa 1 Bảng 2.3. Môi trường nước ép dứa 1. Tỉ lệ dứa/nƣớc (g/ml) 1/10 SA (%) 0,8 DAP (%) 0,6 Sucrose (%) 2 - Môi trường 4: Môi trường nước ép dứa 2 Bảng 2.4. Môi trường nước ép dứa 2 Tỉ lệ cơm dừa/nƣớc (g/ml) 1/10 SA (%) 0,6 DAP 0,6 Sucrose (%) 6 Tỉ lệ dứa/nƣớc (g/ml) 1/30 SA (%) 0,8 DAP (%) 0,6 Sucrose (%) 6 Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 35 2.1.3. Giống sản xuất Nguồn nguyên liệu chính không thể thiếu khi lên men tạo thạch dừa chính là dung dịch chứa vi khuẩn Acetobacter xylium Giống Acetobacter xylinum được nuôi trong môi trường thạch nghiêng, thành phần gồm: SA 8g DAP 2g Sucrose 20g Agar 20g Nước dừa 1000ml Các ống nghiệm chứa môi trường thanh trùng ở 121 C trong 20 phút. Cấy giống, để trong tủ ấm 3 - 4 ngày. Tiến hành nhân giống, có thể qua 1 cấp hoăc hai cấp hoặc nhiều hơn tuỳ theo qui mô sản xuất. Thành phần môi trường nhân giống như trên nhưng không có agar gọi là môi trường dịch thể. Môi trường được khử trùng ở 100 C trong 30 phút . Để nguội đến 30 C, cấy giống theo tỉ lệ 10%. Lắc hay sục khí trong thời gian 18 - 20 giờ. Sau đó giống được đưa vào sản xuất. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 36 2.2. Bố trí thí nghiệm 2.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các loại đƣờng bổ sung vào môi trƣờng nƣớc dừa đến sự hình thành thạch dừa Bảng 2.5. Khảo sát ảnh hưởng của các loại đường bổ sung vào môi trường lên men Nghiệm thức (nt) Loại đƣờng Nồng độ (%) Gl Glucose 10 S Sucrose 10 L Lactose 10 M Maltose 10 D Dextrin 10 Ga Galatose 10 ĐC Không bổ sung đường 0 Môi trường nước dừa già có bổ sung một trong các loại đường (Glucose, sucrose, lactose, maltose, dextrin, galatose) tùy theo từng nghiệm thức với tỉ lệ là 10%, pH = 5,0, hấp khử trùng ở 121oC, 1 atm, trong 15 phút. 2.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ sucrose bổ sung vào môi trƣờng nƣớc dừa già đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa Bảng 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ sucrose bổ sung vào môi trường nước dừa già đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa NT Nồng độ Sucrose (%) S0 0 S1 2,0 S2 4,0 S3 6,0 S4 8,0 S5 10,0 S6 12,0 S7 14,0 Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 37 Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose với các nồng độ khác nhau, pH = 5,0 hấp khử trùng ở 121oC, 1 atm trong 15 phút. 2.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình hình thành thạch dừa Bảng 2.7. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hình thành thạch dừa Nghiệm thức ( nt) Nhiệt độ ( t o ) T1 15 T2 20 T3 25 T4 28 – 32 T5 35 T6 40 Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose 8%, pH = 5,0. 2.2.4. Khảo sát ảnh hƣởng của pH đến quá trình hình thành thạch dừa Bảng 2.8. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hình thành thạch dừa NT pH P1 2,5 P2 3,0 P3 3,5 P4 4,0 P5 4,5 P6 5,0 P7 5,5 P8 6,0 P9 9,5 P10 7,0 P11 7,5 P12 8,0 Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 38 Môi trường nước dừa già, có bổ sung sucrose 8%, pH thay đổi từ 2,5 đến 8,0 tùy theo từng nghiệm thức thí nghiệm, hấp khử trùng ở 121oC, 1 atm trong 15 phút. 2.3. Lên men Đổ môi trường vào các dụng cụ, cấy giống theo tỷ lệ 1:10. Đậy thau, chậu bằng vải mỏng hoặc giấy báo. Giữ nhiệt độ phòng ở 28 - 32oC trong vòng 9 - 15 ngày. Trong thời gian này tránh khuấy động môi trường để tránh làm cho lớp thạch đang hình thành bị tách lớp. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 39 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hƣởng của các loại đƣờng đến sự hình thành thạch dừa trong nƣớc dừa ở pH = 5,0. Trạng thái thạch dừa tạo thành chịu ảnh hưởng nhiều của đường. Acetobacter xylinum có thể sử dụng glucose , sucrose , lactose , maltose , dextrin và galactose do đó ứng với mỗi lọai đường khác nhau mà ta sử dụng sẽ cho ra thạch dừa có trạng thái khác nhau. Bảng 3.1. Ảnh hưởng của các loại đường đến sự hình thànhnthạch dừa khi nuôi cấy Acetobacter xylinum trong nước dừa ở pH = 5,0 sau 15 ngày lên men NT Loại đƣờng Khối lƣợng thạch dừa Độ dày – Trạng thái Gl Glucose 198,50 Dày – chắc S Sucrose 193,79 Dày – chắc L M Lactose Maltose 84,50 86,35 Màng mỏng – mềm Màng mỏng – mềm D Dextrin 81,20 Màng mỏng – mềm Ga Galactose 50,45 Màng mỏng – mềm ĐC Không bổ sung đường 50,00 Màng mỏng – mềm - Từ bảng 3.1. cho thấy việc bổ sung đường vào môi trường lên men làm gia tăng khối lượng thạch dừa . - Đường galactose ít thích hợp cho quá trình lên men thạch dừa của vi khuẩn Acetobacter xylinum vì khối lượng thạch dừa tạo ra (50,45g) cao hơn đối chứng (50,00g) không đáng kể. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 40 - Khối lượng thạch dừa tạo ra sau 15 ngày lên men trong môi trường nước dừa già có bổ sung Dextrin (81,20g ); Maltose ( 86,35g ); Lactose ( 84,50g ) có cao hơn đối chứng (50,00g ). - Trong đó cho thấy khi bổ sung sucrose và Glucose vào môi trường nuôi cấy thì khả năng tạo thạch dừa của Acetobacter xylinum gia tăng đáng kể, cụ thể khi bổ sung Sucrose khối lượng thạch dừa tạo thành là 193,79 g, khi bổ sung Glucose vào môi trường lên men thì khối lượng thạch dừa tạo ra là cao nhất (198,50g ). Trạng thái của khối thạch dừa ở môi trường bổ sung Glucose và sucrose là dày và có cấu trúc chắc. 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ sucrose đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa sau 15 ngày lên men Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ sucrose đến trạng thái cấu trúc của thạch dừa sau 15 ngày lên men NT Nồng độ sucrose (%) Khối lƣợng thạch dừa (g) Trạng thái cấu trúc của thạch dừa S0 Không bổ sung đường 50,00 Trung bình – chắc S1 2,0 146,45 Trung bình – chắc S2 4,0 165,76 Trung bình – chắc S3 6,0 187,54 Trung bình – chắc S4 8,0 198,58 Dày – chắc S5 10,0 188,78 Trung bình – chắc S6 12,0 185,65 Trung bình – chắc S7 14,0 95,88 Màng mỏng Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 41 - Từ bảng 3.2. cho thấy khi bổ sung Sucrose vào môi trường nước dừa già thì quá trình lên men thạch dừa gia tăng đáng kể. Cụ thể, khi tăng nồng độ Sucrose từ 2% - 8% thì khối lượng thạch dừa tăng dần và đạt cao nhất khi bổ sung sucrose 8% vào môi trường nước dừa già để lên men thì cho năng suất tạo thạch dừa là cao nhất (198,58g ), trạng thái dày, cấu trúc chắc. Tuy nhiên khi tiếp tục tăng nồng độ Sucrose từ 10 – 14% thì khối lượng thạch dừa sau quá trình lên men lại giảm dần. Điều này cho thấy nếu bổ sung Sucrose với nồng độ quá cao sẽ dẫn đến ức chế quá trình tạo thạch dừa, làm cho cấu trúc thạch dừa long lẽo hơn, tạo màng mỏng, dễ bị mất hình dạng, mềm. - Như vậy bổ sung Sucrose 8% (s4 ) là thích hợp cho quá trình lên men tạo thạch dừa. 3.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự hình thành thạch dừa trong môi trƣờng nƣớc dừa già ở pH = 5,0 sau 15 ngày lên men Ngoài các yếu tố trên nhiệt độ lên men cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành sản phẩm. Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành thạch dừa trong môi trường nước dừa già ở pH = 5,0 sau 15 ngày lên men Nhiệt độ ( o C) Khối lƣợng trung bình (g) Trạng thái thạch dừa 15 0,00 Không phát triền 20 87,50 Màng mỏng – mềm 25 128,82 Trung bình – chắc 28 - 32 195,02 Dày – chắc 35 0,00 _ 40 0,00 _ Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 42 Từ bảng 3.3. cho thấy : - Ở 15oC Sau khi lên men lên men 15 ngày thạch dừa không thấy có sự hình thành. - Ở 20oC Sau khi lên men 15 ngày thạch dừa bắt đầu hình thành nhưng màng thạch dừa còn mỏng và mềm khối lượng đạt ( 87,50 ở NT (T2)). - Ở 25oC Sau 15 ngày lên men thì thạch dừa đã phát triển tốt hơn nhưng cấu trúc màng thạch dừa chưa chắc tuy nhiên khối thạch dừa có độ dày trung bình khối lượng đạt (128,82g). - Ở 28 – 32oC Sau 15 ngày lên men thạch dừa có cấu trúc dày và chắc,khối lượng thạch dừa đạt cao nhất (195,02g NT (T4)). - Và khi người ta tiếp tục tăng nhiệt độ đến 35 – 400 thì vi sinh vật tăng sinh nhưng không hình thành thạch dừa. - Như vậy nhiệt độ tối ưu thích hợp cho quá trình lên men tạo thạch dừa là từ 28 – 32oC. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 43 3.4. Ảnh hƣởng của pH đến sự hình thành thạch dừa khi nuôi cấy trong môi trƣờng nƣớc dừa già sau 15 ngày lên men. Độ pH ảnh hưởng nhiều đến năng suất cũng như sự hình thành sản phẩm Bảng 3.4. Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành thạch dừa pH Độ dày – Trạng thái Khối lƣợng thạch dừa sau 15 ngày lên men (g) 2,5 _ _ 3,0 _ _ 3,5 Màng mỏng – mềm 92,60 4,0 Trung bình – mềm 148,52 4,5 Dày – chắc 188,32 5,0 Dày – chắc 193,89 5,5 Dày – chắc 184,20 6,0 Dày – chắc 173,70 6,5 Trung bình – chắc 163,85 7,0 Màng mỏng – mềm 86,90 7,5 _ _ 8,0 _ _ - pH là một trong những yếu tố rất quan trọng nó ảnh hưởng nhiều đến năng suất cũng như sự hình thành thạch dừa trong quá trình lên men. - Từ bảng 3.4 cho thấy pH quá thấp (2,5 – 3,0, pH acid ) đều ảnh hưởng không tốt đến sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, đa số các vi sinh vật đều không thích hợp khi nuôi cấy ở khoảng pH này. Cho nên ở nghiệm thức p1 và p2 không hình thành thạch dừa. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 44 - Ngược lại ở pH quá cao ( từ 7,5 – 8,0; pH kiềm ) cũng không thích hợp cho Acetobacter xylinum. Kết quả là không hình thành thạch dừa. - Acetobacter xylinum sinh trưởng và hình thành thạch dừa trong khoảng pH từ 3,5 – 7,0. Khi tăng pH từ 3,5 – 5,0 khả năng hình thành thạch dừa tăng dần, cấu trúc thạch dừa chắc dần. Ở pH = 5,0 cho khả năng hình thành thạch dừa tốt nhất, khối lượng thạch dừa cao nhất ( 193,89g ) khối thạch dừa rất dày và cấu trúc chắc. Tiếp tục tăng pH từ 5,5 – 7,0 thì khả năng hình thành thạch dừa giảm dần, khối thạch dừa mỏng dần, cấu trúc mềm dần. - Như vậy: pH = 5,0 ( nghiệm thức p6 ) là thích hợp nhất cho quá trình lên men tạo thạch dừa của Acetobacter xylinum khi lên men trên môi trường nước dừa già. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 45 Nước dừa già Nhân giống Lọc Trộn đều Đun sôi 10 - 45 phút Để nguội Cho acid Axetic Cấy giống Lên men 28-32 0 trong 9-15 ngày Thạch dừa thô Nước đường Giống Môi trường 3.5. Quy trình sản xuất thạch dừa thô Hình 3.1. Quy trình sản xuất thạch dừa Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 46 3.6. Thu nhận thạch dừa thô Sau khoảng 9 - 15 dùng vợt đề vớt khối cellulose ra khỏi dịch lên men. Sau đó rửa khối cellulose bằng nước lạnh. (a) (b) Hình 3.2. Lên men thạch dừa (a,b) Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 47 Hình 3.3. Thạch dừa thô Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 48 3.7. Quy trình chế biến từ thạch dừa thô sang thạch dừa thành phẩm Hình 3.3. Quy trình chế biến từ thạch dừa thô sang thạch dừa thành phẩm. Thạch dừa thô Cắt nhỏ (1x1,5x2cm) Ngâm đường 20% Sên lửa nhẹ Ngâm đường 70-80% Để nguội Bổ sung hương trái cây Ngâm trong dd Na2CO3 3-5% trong 15phút Vô keo, dán nhãn, xuất xưởng Bổ sung Siro, hương trái cây Xả nước lạnh Vô hộp Thanh trùng Đun sôi 10-15 phút Dán nhãn, xuất xưởng Để ráo Mứt thạch dừa Cocktail Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 49 Vì thạch dừa thô chỉ là khối hemicellulose nên không mùi, không vị. Chính vì vậy cần phải chế biến để phù hợp với khẩu vị của người tiêu dùng. Dùng máy cắt để cắt khối cellulose tạo các miếng nhỏ, đều đặn. Ngâm sản phẩm trong dung dịch Na2CO3 3 - 5% trong 15 phút để trung hoà acid acetic còn sót bên trong thạch. Sau đó xả lại bằng nước lạnh. Đun sôi để làm trong sản phẩm và tao độ dai bằng cách bổ sung chất tạo dai. Ngâm đường tạo độ ngọt và tăng độ trong cho sản phẩm. Bổ sung màu, mùi để hoàn thiện giá trị cảm quan. Hình 3.4. Công đoạn lọc thạch dừa. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 50 Hình 3.5. Ngâm đường tạo độ ngọt và tăng độ trong cho sản phẩm. Hình 3.6. Bổ sung màu, mùi để hoàn thiện giá trị cảm quan. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 51 3.7. Một số sản phẩm sau khi chế biến Hình 3.7. Thạch dừa thành phẩm Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 52 Như vậy, việc sản xuất thạch dừa từ vi khuẩn Acetobacter xylinum đã giải quyết được hai vấn đề: Bảo vệ môi trường sử lý nước dừa thải ra của các nhà máy cơm dừa nạo sấy, tăng giá trị sử dụng cùa cây dừa cũng như nước dừa. với sản phẩm này đã đem lại nhiều lợi nhuận cho nông dân, nhất là những công ty sản xuất và chế biến thạch dừa với quy mô lớn. Đồng thời cũng tạo việc làm cho người dân và đưa ra thị trường những mặt hàng mới làm đa dạng hóa thị trường hơn. Vi khuẩn Acetobacter xylinum là đối tượng nghiên cứu của các nhà khoa học về đề tài ứng dụng Acetobacter xylinum vào chế tạo nên màng sinh học Bacterial cellulose. Màng Bacterial cellulose vừa có cấu trúc vừa có đặc tính cơ học rất giống với cellulose của thực vật nhưng có thêm một số tính chất hóa lý đặc biệt như: độ bền cơ học, đường kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao,độ đàn hồi lớn, khả năng thấm hút nhanh,khả năng polymer hóa lớn. Nhờ những đặc tính trên mà màng Bacterial cellulose được xem là nguồn polymer sinh học mới, thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới và được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực. Trong công nghiệp giấy màng Bacterial cellulose được dùng để sản xuất giấy điện tử chất lượng cao. Trong công nghệ môi trường đã sử dụng màng Bacterial cellulose làm màng phân tách để sử lý nước và biến đổi độ nhớt của nước. Trong công nghệ thực phẩm người ta đã sử dụng vi khuẩn Acetobacter xylinum nuôi trong môi trường nước dừa tạo màng Bacterial cellulose để sản xuất thạch dừa nói chung và làm màng nối mạch máu, trị bỏng … Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 53 Chƣơng 4: Kết Luận Và Đề Nghị 4.1. kết luận Ảnh hƣởng của các loại đƣờng 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 sucrose ở các nồng độ khác nhau cho quá trình lên men thì người ta thấy rằng sucrose ở nồng độ 10% sẽ cho khối lượng thạch dừa cao nhất. Ảnh hƣởng của nồng độ đƣờng Khi bổ sung đường sucrose có nồng độ là 8,0 là tốt nhất và sẽ cho khối lượng của thạch dừa sau 15 ngày lên men là 198,58 g có cấu trúc dày và chắc . Ảnh hƣởng của nồng độ chất khô Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành thạch dừa là 11,5-12 o Bx. Ảnh hƣởng của nhiệt độ Nhiệt độ tốt nhất để lên men là 28oC – 32oC sẽ cho khối lượng 195,02 g và có trạng thái dày và chắc Ảnh hƣởng của pH Như vậy độ pH thích hợp nhất là 5,0 do sinh khối tao ra trong khoãng này là tốt nhất. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 54 4.2. Đề nghị Vì thời gian tiến hành khóa luận tương đối ngắn, nên chưa nghiên cứu được các yếu tố khác như nồng độ chất khô, (NH4)2PO4, (NH4)2SO4,… Và các cơ chất khác bổ sung vào môi trường lên men. Cần tiến hành khảo sát các chủng vi sinh vật có khả năng lên men thạch dừa khác để tăng năng suất hình thành thạch dừa. Thêm vào thạch dừa hương thơm của các loại trái cây hay là hương hoa để tăng hương vị của thạch dừa và tạo được nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng. Khoùa luaän toát nghieäp SVTH: Traàn Thò Kim Ngoïc 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Nguyễn Đức Lượng ( 2003 ), Cơ sở vi sinh vật công nghiệp Tập 3, Thực phẩm lên men truyền thống, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM. [2] Trần Minh Tâm ( 2000), Công nghệ vi sinh ứng dụng, NXB Nông nghiệp TP HCM. [3] Trần Phú Hòa (1992 ), Nghiên cứu về thạch dừa , Luận văn tốt nghiệp. [4] Vương Thị Việt Hoa, Trương Nguyễn Quỳnh Hương, Đa dạng hoá môi trường sản xuất nata de coco từ vi khuẩn Acetobacter xylinum, Tạp chí khoa học kỹ thuật Nông Lâm nghiêp, số 2&3/ 2005, p85-88. [5] Đặng Thị Kim Nhung (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng tới khả năng tạo màng nhày của vi khuẩn Acetobacter xylinum, Những vấn đề nghiên cứu cơ bản trong khoa học dự sống, NXB Khoa học & kĩ thuật Hà Nội. [6] Nguyễn Như Phúc (1998 ), các phương pháp lên men thực phẩm truyền thống ở Việt Nam và các nước trong vùng. NXB nông nghiệp TP HCM.