Chọn giống vi khuẩn và khảo sát một số điều kiện lên men acetic để làm giấm trái cây

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM TP.HCM

NGUYEÃN TRÖÔNG BAÛO TRAÂN

CHOÏN GIOÁNG VI KHUAÅN VAØ KHAÛO SAÙT

MOÄT SOÁ ÑIEÀU KIEÄN LEÂN MEN ACETIC

ÑEÅ LAØM GIAÁM TRAÙI CAÂY

Chuyeân ngaønh : Vi sinh vaät hoïc

Maõ Soá : 60 42 40

LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ SINH HOÏC

NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN KHOA HOÏC:

TS. TRÒNH THÒ HOÀNG

Thaønh phoá Hoà Chí Minh – 2007

LÔØI CAÛM ÔN

Em xin chaân thaønh caûm ôn COÂ- TIEÁN SÓ TRÒNH THÒ HOÀNG- ñaõ

taïo ñieàu kieän vaø taän tình chæ baûo ñeå em hoaøn thaønh luaän vaên naøy.

Em voâ cuøng caûm ôn CAÙC THAÀY COÂ KHOA SINH HOÏC

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM ñaõ truyeàn nhöõng kieán thöùc quyù baùu

trong suoát quaù trình em hoïc taïi tröôøng.

Em xin chaân thaønh caûm ôn CAÙC THAÀY COÂ VAØ CAÙC BAÏN

PHOØNG THÍ NGHIEÄM BOÄ MOÂN VI SINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC

KHOA HOÏC TÖÏ NHIEÂN ñaõ giuùp ñôõ vaø taïo ñieàu kieän toát cho em trong

suoát thôøi gian em thöïc hieän ñeà taøi.

Toâi xin caûm ôn CAÙC BAÏN HOÏC VIEÂN CAO HOÏC KHOAÙ 15

cuøng ÑOÀNG NGHIEÄP BAÏN BEØ ñaõ ôû beân caïnh giuùp toâi hoaøn thaønh

luaän vaên naøy.

Con voâ cuøng bieát ôn BA MEÏ vaø MOÏI NGÖÔØI TRONG GIA

ÑÌNH maõi maõi laø choã döïa vöõng chaéc vaø aám aùp cho con.

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Trong các loại thực phẩm lên men thì giấm ăn là loại gia vị, thực phẩm

phổ biến và phần lớn các gia đình Việt Nam đều sử dụng. Giấm sử dụng trong

che biến thực phẩm hàng ngày, bảo quản thực phẩm, làm gia vị chế biến thực

phẩm. Ngoài ra, giấm được dùng như bài thuốc chữa nấc cục, buồn nôn, tàn

nhang, lở loét, các vết cắn của chó, bò cạp, rết hay côn trùng.

Ở Việt Nam, quá trình “lên men” acetic rất quen thuộc với nhân dân

thông qua việc nuôi giấm trong gia đình. Giấm được tạo ra bằng phương pháp

lên men dân gian từ các nguyên liệu như chuối, dứa, nước dừa, rượu ngũ cốc,

rượu trái cây. Nước ta có rất nhiều loại trái cây, có thể sử dụng các loại trái

cây này để làm giấm.

Do đó, đề tài “Chọn giống vi khuẩn và khảo sát một số điều kiện lên

men acetic để làm giấm trái cây” rất có ý nghĩa đối với sản xuất và đời sống.

2. Mục đích của đề tài nghiên cứu

 Tìm điều kien để vi khuẩn sinh acetic acid sinh trưởng mạnh.

 Tìm biện pháp tối ưu để tăng hiệu suất lên men acetic trong thời gian

ngắn, tạo ra những sản phẩm giấm trái cây thơm ngon và có giá trị dinh

dưỡng cao.

3. Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp nghiên cứu tài liệu nhằm xây dựng tổng luận nghiên cứu:

Thu thập tài liệu, nghiên cứu, phân tích, tổng hợp những tài liệu về

những nội dung có liên quan đến đề tài.

 Phương pháp thực nghiệm, chứng minh.

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Các loại giấm thông dụng và một số vấn đề về giấm trái cây

1.1.1. Sơ lược lịch sử lên men acetic. [12], [31], [32]

Từ đầu thế kỷ XIV ở Pháp đã có những cơ sở công nghiệp sản xuất giấm.

Đến năm 1786 người ta đã bắt đầu để ý đến vai trò cua oxy và nhấn mạnh

độ thoáng khí ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ tạo thành giấm .

Năm 1822 Person đã chú ý đến 1 lớp màng mỏng phát triển trên bề mặt

giấm và ông đặt tên Mycoderma (là 1 loài vi khuẩn hiếu khí ).

Từ năm 1837 đến 1838 Turpin và Kiizing đã nhấn mạnh quá trình lên men

acetic là do vi sinh vật và đặt tên vi sinh vật đó là Ulviva acetic.

Năm 1862 đến 1868, nhà bác học người Pháp Louis Pasteur khám phá ra

được bản chất của quá trình lên men này. Ông miêu tả được vi khuẩn sinh

acid acetic hiện diện trong màng mỏng của giấm, và chứng minh được quá

trình lên men giấm thực chất là quá trình chuyển hóa rượu thành acid acetic

trong điều kiện có oxy và ông đặt tên vi khuẩn này là Mycoderma aceti.

Năm 1901 M.W Bejerinck phân lập thuần khiết được vi khuẩn lên men

acetic và gọi là vi khuẩn Acetobacter.

Ngày nay ứng dụng của quá trình lên men acetic, người ta đã sản xuất

nhiều loại giấm khác nhau, thường là giấm ăn chứa khoảng 3% acid acetic.

1.1.2. Các loại giấm thông dụng [28], [42].

- Giấm cồn “Spirit vinegar”: là sản phẩm của quá trình lên men chua,

dung dịch cồn nguyên chất được pha loãng, có bổ sung các muối vô cơ và

chất dinh dưỡng.

- Giấm vang “Wine vinegar” : là sản phẩm của quá trình lên men chua

dịch rượu vang nho.

- Giấm gạo “Rice vinegar”: là sản phẩm của quá trình lên men chua dịch

bột gạo đã được chuyển hoá thành đường rồi thành rượu.

- Giấm mạch nha “Malt vinegar” là sản phẩm của quá trình lên men chua

dịch tinh bột đã được chuyển hoá thành malt.

- Ngoài ra giấm còn được làm từ các loại nước trái cây khác : nước ép

thơm, nước ép trái điều, nước dừa. Từ rượu vang các loại: vang dứa, vang

sơri, vang mít…

1.1.3. Thành phần của giấm ăn [28], [42].

Bên cạnh acetic acid và ethanol, giấm còn chứa các sản phẩm thứ cấp,

có vai trò quan trọng trong việc tạo mùi vị… Những thành phần này có nguồn

gốc từ nguyên liệu hay được bổ sung trong khi lên men, tạo thành do vi khuẩn

Acetic hoặc do mối tương tác giữa các sản phẩm tạo thành. Trong giấm còn

có những hợp chất không giải thích được nguồn gốc.

Trong giấm chứa nhiều amino acid (ví dụ giấm cồn có 18 loại amino acid),

nguồn gốc amino acid được tạo ra chủ yếu từ sự tự phân của vi khuẩn

Acetic.

Các hợp chất bay hơi: Trong giấm có chứa nhiều hợp chất bay hơi khác

nhau như ethylacetate, aldehyt, ethylformate…

1.1.4. Nguyên liệu sử dụng để làm giấm [12], [24]

Ethanol là nguyên liệu trực tiếp để lên men tạo acid acetic. Ngòai ra còn

dùng dung dịch chứa đường như: mật rỉ đường, mật ong, các loại trái cây có

chứa đường (nho, lê, đào, táo, chuối,mận,dứa…) hay tinh bột đã qua quá trình

đường phân.

 Nguyên liệu có bột  Đường  Rượu  acid acetic.

 Nguyên liệu có đường  Rượu  acid acetic.

 Nguyên liệu có rượu  acid acetic.

Các muối khoáng, nguồn Nitơ dễ đồng hóa (muối Amon) hết một lượng

ít acid acetic để tạo pH ban đầu thích hợp cho vi khuẩn họat động lên men.

Nồng độ rượu thích hợp là 6-15%. Khi hết rượu vi khuẩn có thể oxy hóa

acid acetic thành CO2 và H2O theo phương trình:

CH3COOH + 2O2  CO2 + H2O

Vì thế trong quá trình lên men bao giờ cũng phải đảm bảo hàm lượng

ethanol tối thiểu là 0,3-0,5% .

1.1.5. Đặc điểm 1 số loại trái cây sử dụng để làm giấm

I.1.5.1. Đặc điểm của dứa. [9] ,[29]

Dứa có tên khoa học là Ananas Comonus thuộc họ Bromeliace (lớp

thứ Một lá mầm ), là cây ăn quả nhiệt đới có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới

Châu Mỹ- Braxin hay Paragoay, do đó thích hợp nhiệt độ cao và độ ẩm cao.

Dứa là loại cây không kén đất vì chúng có thể sinh trưởng trên các vùng gò

đồi, dốc (20 độ trở xuống), nghèo dinh dưỡng như đất phèn ở Đồng bằng

Sông Cửu Long, đất đá vôi, đất vàng đỏ ở ở các tỉnh miền Bắc. Sau 1-2 năm

trong dứa có thể cho năng suất 10-12 tấn/ha, thậm chí là 30-35 tấn/ha.

Hàm lượng đường trong dứa trung bình từ 8-12%, có nơi trồng giống tốt

và chăm sóc tốt tỷ lệ đường đạt đến 15-16% (trong đó 66% đường dưới dạng

saccaroz và 34% dưới dạng fructoz và glucoz ).

Dứa có độ acid khoảng 0,6% (trong đó có tới 87% acid citric).

Hàm lượng chất tro chiếm 0,4-0,6% trọng lượng (chủ yếu là kali, magie

và canxi).

Trong dứa có chứa nhiều vitamin C : 24-28mg/100g.

Trong dứa có enzym Bromelin có tác dụng tiêu hoá rất tốt.

Dứa cung cấp năng lượng đáng kể cho cơ thể con người: 1kg trái dứa cho

400-420 calo hoặc 150ml nước dứa cung cấp 100-150 calo.

Bảng 1.1 : Thành phần dinh dưỡng của dứa

Thành phần Hàm lượng

Nước (%) 54,3

Protein(%) 0,5

Acid hữu cơ (g%) 0,6

Glucid (g%) 3,9

Tro (g% ) 0,2

Muối khoáng (mg%)

Ca

P

Fe

9,0

10,2

0,3

Vitamin (mg%)

B1

B2

PP

C

0,05

0,01

0,1

14

1.1.5. Đặc điểm của nho. [9], [29]

Nho là loại cây ăn trái có giá trị dinh dưỡng và kinh tế cao, được nhập

vào Việt Nam vào đầu của thập niên 70 thế kỉ trước và ngày càng được trồng

phổ biến ở một số vùng của nước ta.

Thành phần dinh dưỡng của nho được trình bày ở bảng sau

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của nho

Thành phần Hàm lượng

Nước (%) 85%

Đường tổng số g/100g trái cây 16,8

Acid malic g/100g trái cây 1,0

Protein g/100g trái cây 0,5

Chất tro g/100 g trái cây 0,4

Thiamin (B1) g 160-450

Riboflavin (B2) g 3-60

Acid panthothenic 0,5-1,4

Pyridoxin (B6) mg 0,16-0,5

Nicotinamit (PP) mg 0,68-2,6

Acid p-amiobenzoic g 15-92

1.1.6. Các tác nhân gây hại giấm [18], [20], [24], [28].

Giấm dễ bị hỏng trong thời gian bảo quản do nhiều nguyên nhân

 Giấm chưa đạt chất lượng dễ bị oxy hóa quá mức tạo thành CO2 và

H2O làm giấm bị giảm độ chua và vẩn đục.

 Các vi sinh vật làm hư giấm như nấm men thuộc giống Candida.

 Các sinh vật làm hư giấm như: lươn giấm, ruồi giấm, bọ giấm…

 Lươn giấm có tên là Anguila aceti, là loại sâu phổ biến trong

sản xuất giấm. Nó có dạng giống giun tròn, có thể nhìn thấy

bằng kính lúp. Chúng xúât hiện trong thùng lên men giấm và

trong dung dịch rượu trước khi lên acid hóa. Con đực trưởng

thành dài 1mm, con cái dài 1-2mm. Lươn giấm sinh sản và

phát triển mạnh ở nồng độ giấm thấp, ở nồng độ acid cao từ

9-10% chúng bị ưc chế nhưng không hoàn toàn ngưng sinh

sản, với nồng độ cao hơn chúng mới chết. Lươn giấm sống

bằng cách ăn vi khuẩn acetic, một phần rượu, acid acetic,

đạm, các khoáng hòa tan làm giảm độ chua của giấm. Lươn

giấm không độc đối với nguời, nhưng với số lượng lớn, chúng

làm vỡ màng giấm, làm vẩn đục giấm và giấm không ngon.

Lươn giấm có trong giấm là do không vệ sinh sạch sẽ trong

quá trình lên men.

 Ruồi giấm : làm giảm acid, sinh ấu trùng, có thể ăn vi khuẩn

Acetic.

 Vi khuẩn Lactic:Vi khuẩn Lactic tạo mùi khó chịu và làm mất

màu giấm, giảm độ chua. Có 3 cách chống vi khuẩn lactic:

o Lọc và tiệt trùng rượu đã lên men.

o Bổ sung giấm ngon vào dịch trước khi lên men

tạo độ chua ban đầu để hạn chế vi khuẩn lactic.

o Bổ sung SO2 vào giấm.

 Giấm chuyển thành màu đen: do 3 nhân tố là tannin,sắt và

các men oxy hóa. Khắc phục tannin và sắt bằng cách thông

khí và lọc. Một số men oxy hóa cũng làm thay đổi màu

giấm, khắc phục bằng cách thanh trùng Pasteur.

1.1.7. Các tiêu chuẩn về thực phẩm của giấm ăn. [26], [28], [42]

Giấm ăn là loại thực phẩm không độc đối với người và không có vi

sinh vật gây bệnh. Một mẫu giấm phải đạt các tiêu chuẩn sau:

 Trạng thái cảm quan tốt: giấm trong suốt hoặc hơi đục (nếu

nguyên liệu là tinh bột), màu trắng trong (giấm rượu, nước

dừa…) hoặc có màu vàng nhạt đến nâu (giấm bia, rượu vang, rỉ

đường, trái cây…). Mùi vị chua dịu, có thể có mùi của nguyên

liệu như rượu, bia, rỉ đường…Nếu giấm có nhiều mùi vị của

nguyên liệu thì sự lên men chưa đạt, giấm chóng hỏng.

 Không có lươn giấm.

 Không chứa acid vô cơ tự do.

 Không có kim loại nặng.

 Không chứa phẩm màu.

 Không chứa chất sát trùng.

 Không chứa hơn 2% ethanol.

1.1.8. Bảo quản giấm ăn. [28], [42]