Đang tải... (xem toàn văn)
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.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM NGUYỄN TRƯƠNG BẢO TRÂN CHỌN GIỐNG VI KHUẨN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN LÊN MEN ACETIC ĐỂ LÀM GIẤM TRÁI CÂY Chuyên ngành : Vi sinh vật học Mã Số : 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRỊNH THỊ HỒNG Thành phố Hồ Chí Minh – 2007 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn CÔ- TIẾN SĨ TRỊNH THỊ HỒNG- đã tạo điều kiện và tận tình chỉ bảo để em hoàn thành luận văn này. Em vô cùng cảm ơn CÁC THẦY CÔ KHOA SINH HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM đã truyền những kiến thức quý báu trong suốt quá trình em học tại trường. Em xin chân thành cảm ơn CÁC THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN PHÒNG THÍ NGHIỆM BỘ MÔN VI SINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt cho em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn CÁC BẠN HỌC VIÊN CAO HỌC KHOÁ 15 cùng ĐỒNG NGHIỆP BẠN BÈ đã ở bên cạnh giúp tôi hoàn thành luận văn này. Con vô cùng biết ơn BA MẸ và MỌI NGƯỜI TRONG GIA ĐÌNH mãi mãi là chỗ dựa vững chắc và ấm áp 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, q uá 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 đíc h 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 thơng 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 cơng nghiệp sản xuất giấm. Đến năm 1786 người ta đã bắt đầu để ý đến vai trò cua oxy và nhấn mạnh độ thống 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 ơng đặt tên Mycoderma (là 1 lồi vi khuẩn hiếu khí ). Từ năm 1837 đến 1838 Turpin và Kiizing đã nhấn mạnh q 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 q trình lên men này. Ơng miêu tả được vi khuẩn sinh acid acetic hiện diện trong màng mỏng của giấm, và chứng minh được q trình lên men giấm thực chất là q trình chuyển hóa rượu thành acid acetic trong điều kiện có oxy và ơng 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 q 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 thơng dụng [28], [42]. - Giấm cồn “Spirit vinegar”: là sản phẩm của q trình lên men chua, dung dịch cồn ngun chất được pha lỗng, có bổ sung các muối vơ cơ và chất dinh dưỡng. - Giấm vang “Wine vinegar” : là sản phẩm của q 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 e thanol, 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 phâ n 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 CO 2 và H 2 O theo phương trình: CH 3 COOH + 2O 2 CO 2 + H 2 O 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 c ó 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 v à 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%) B 1 B 2 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 (B 1 ) g 160-450 Riboflavin (B 2 ) g 3-60 Acid panthothenic 0,5-1,4 Pyridoxin (B 6 ) 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 CO 2 và H 2 O 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 SO 2 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] Giấm thu được sau khi lên men gọi là giấm tươi, giấm có ít hoặc nhiều vẩn đục do chứa vi khuẩn acetic và các chất phân hủy từ nguyên liệu ban đầu nên cần được xử lý trước khi tiêu thụ. Phương pháp thanh trùng Pasteur Các loại giấm sản xuất từ rượu vang, dịch ép trái cây thường tạo tủa ở đáy chai sau 1 thời gian bảo quản. Người ta thanh trùng bằng cách đun sôi ở 75 o - 80 o C trong 30-40 giây,nếu thanh trùng ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng đến mùi vị và giấm bị đục. Sử dụng chất chống oxy hóa (Sulfit). SO 2 là tác nhân chống oxy hóa được phép sử dụng trong bảo quản thực phẩm với hàm lượng thấp hơn 10mg/l SO 2 được thêm vào dạng khí hoặc K 2 SO 3 ngay trước khi đóng chai. SO 2 có tác dụng làm giảmvận tốc oxy hóa các chất có gốc aldehyt, aceton tự do trong giấm. Màu và sự khử màu Các chất màu có trong giấm có nguồn gốc từ nguyên liệu sử dụng ban đầu hoặc các chất tạo ra trong quá trình lên men. Ví dụ: màu vàng do caramen hoặc những chất màu khác cho phep sử dụng trong thực phẩm. Giấm làm từ nguyên liệu tự nhiên đôi khi cần có màu như màu đỏ của giấm làm từ vang đỏ có ý nghĩa cảm quan. Ở một số nước giấm được bán sau khi đã qua khử màu bằng than hoạt tính. Đóng chai và bảo quản sản phẩm Giấm thành phẩm dùng trong gia đình được chứa trong chai nhựa hoặc chai thủy tinh và bảo quản bằng cách gắn xi trên nắp chai. Giấm sử dụng trong chế biến bảo quản thực phẩm được chứa trong những thùng có dung tích lớn và kín. Trong gia đình, có thể bảo quản những lọ giấm bằng cách cho cào vài tép tỏi hoặc 1 ít m uối ăn. [...]... đổ thêm dịch lên men vào cho đến khi đầy thùng Thường dịch lên men là hỗn hợp của rượu vang và acid tạo nên dung dịch có nồng độ từ 1-2% acid, 2-4% rượu Vi khuẩn Acetobacter phát triển trên bề mặt chất lỏng và “cái giấm hình thành chứa chứa 1 lượng lớn vi khuẩn Acetobacter Sở dĩ ngươi ta cho acetic acid trước là để tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển, mặt khác là để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát... và Hromatka phát hiện ra vào năm 1949 Trong phương pháp chìm không khí được sục qua khối dịch lên men mãnh liệt và tạo thành 1 thể huyền phù có pha rắn là Acetobacter và pha lỏng là dịch lên men trong các nồi lên men đặc biệt Trong nồi lên men dịch rượu etylic được chuyển thành acid acetic khá nhanh Để lên men, dịch lên men đưa vào thiết bị gồm 6-12% rượu etylic cộng 1-3% acid acetic Thời gian 1 chu... quản giấm ở điều kiện thóang mát, tránh ánh sáng mặt trời và nhiệt độ cao Giấm đã qua lọc bảo quản được lâu hơn 1.2 Vi khuẩn lên men sinh Acid Acetic 1.2.1 Đặc điểm chung [13], [30], [37], [42], [47],[50] Vi khuẩn sinh acetic acid là những vi sinh vật Gram âm, hiếu khí bắt buộc, có hình que và rất phổ biến trong tự nhiên Chúng sử dụng oxygen làm chất nhận điện tử cuối cùng trong chuỗi hô hấp Vi khuẩn. .. cuối năm 2006 Đây là giống đầu tiên thuộc họ Acetobacteraceae được biết đến như chủng gây bệnh cho người khi được phân lập từ bệnh nhân bị u hạch mãn tính 1.3 Cơ chế của quá trình lên men Acetic và 1 số phương pháp lên men 1.3.1 Cơ chế của quá trình lên men acetic [2], [12] Acid acetic thu nhận từ nhiều phương pháp: Chưng cất gỗ, tổng hợp hóa học hay sinh học lên men Lên men acetic thực chất là quá... và 3% rượu etylic để thu được dấm 8-9% Dịch lên men được chuyển từ trên xuống và không khí được chuyển từ dưới lên Phản ứng sinh học được thực hiện trong khối tế bào cố định, dịch lên men được chuyển hóa nhanh thành acid acetic nhờ vi khuẩn Khi hầu hết rượu etylic được oxy hóa thành acid acetic người ta thường để trong dung dịch lên men khỏang 0,2-0,5% rượu etylic để tránh quá trình oxy hóa ngược làm. .. acid pyruvic acid 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự lên men. [12] 1.3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ acid Trong quá trình lên men acetic, nồng độ acid ảnh hưởng rất quan trọng đến sự lên men Nếu nồng độ acid acetic đạt 8% sẽ ức chế họat động của vi khuẩn và nếu nồng độ đạt acid acetic từ 12-14% sẽ ức chế hoàn toàn vi khuẩn 1.3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ rượu Nồng độ rượu trong môi trường lên men là 6-7%... trọng và là nhân tố điều chỉnh quá trình lên men Theo cơ chế của quá trình oxy hóa, lượng không khí cung cấp cho quá trình lên men là tương đối lớn Trong thực tế càng thóang khí năng suất càng cao( có giới hạn do năng suất của chủng vi khuẩn) 1.3.2.5 Ảnh hưởng của nguồn C.N P và các nguyên tố vi lượng Để quá trình oxy hóa xảy ra nhanh, trong dịch lên men ngòai acid acetic, rượu etylic, dung dịch lên men. .. đối với các chủng vi khuẩn sinh acetic acid phân lập tại Indonesia 1.2.3.7 Giống Swaminathania Loganathan và Nair 2004 Các chủng Swaminathania phân lập từ cây lúa hoang mọc ở khu vực sinh thái ngập mặn Loganathan và Nair (2004) xác định giống Swaminathania dựa vào khả năng sinh acetic acid từ ethanol và vị trí phân loại của các chủng thuộc giống này trên cây phát sinh được xây dựng dựa vào trình tự 16S... nhiễm Quá trình lên men diễn ra chậm chạp do sự thâm nhập hạn chế của oxy qua bề mặt dung dịch bị che phủ một lớp cái dấm Thường quá trình kết thúc sau 5 tuần nuôi cấy Lúc đó nồng độ dịch lên men vào để lên men tiếp Trong quá trình lên men do bị chấn động( va chạm )” cái dấm” chìm xuống và tiêu thụ 1 lượng cơ chất mà không tạo thành acid acetic Đây là nguyên nhân giảm độ acid trong giấm thành phẩm... lọai vi khuẩn khác Nếu trong môi trường không có rượu thì vi khuẩn tiếp tục oxy hóa acid acetic để thu nhận năng lượng dùng trong sự sống Vì thế đây là 1 quá trình có hại Vi c sử dụng acid acetic bởi vi khuẩn dấm gọi là sự quá oxy hóa và acid acetic bị mất đi theo phản ứng: CH3COOH + 2O2 =2CO2 +2H2O Trong sản xuất người ta thường giữ lại độ rượu trong môi trường là 0,3-0,5% Sự quá oxy hóa phụ thuộc vào . DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM NGUYỄN TRƯƠNG BẢO TRÂN CHỌN GIỐNG VI KHUẨN VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN LÊN MEN ACETIC ĐỂ. 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
