Tài liệu Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm công nghệ sản xuất bacterial cellulose

BỘ CÔNG THƢƠNG 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC 
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 
BACTERIAL CELLULOSE 
 GVHD: Nhóm: 
 TKB: 
 Phòng: 
STT HỌ VÀ TÊN MSSV 
1 
2 
3 
TP.HCM - 2015 
1 
MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 3 
PHẦN 1.TỔNG QUAN .................................................................................................. 4 
I.Giới thiệu về thạch dừa ................................................................................................. 4 
1.1.Khái niệm .................................................................................................................. 4 
1.2.Nguồn gốc ................................................................................................................. 4 
1.3. Phân loại ................................................................................................................... 4 
1.4.Cấu trúc của thạch dừa .............................................................................................. 5 
II.Nguyên liệu nƣớc dừa ................................................................................................. 5 
2.1.Nguồn gốc, phân loại ................................................................................................ 5 
2.2.Giá trị dinh dƣỡng ..................................................................................................... 6 
2.3.Thành phần hóa học .................................................................................................. 6 
2.4.Tác hại của nƣớc dừa ................................................................................................ 8 
2.5.Ứng dụng của nƣớc dừa ............................................................................................ 8 
III. Vi sinh vật ................................................................................................................. 9 
3.1.Acetobacter ............................................................................................................... 9 
3.1.1.Đặc điểm sinh lý ..................................................................................................... 9 
3.1.2.Phân loại ............................................................................................................... 10 
3.1.3.Ứng dụng của vi khuẩn Acetobacter .................................................................... 10 
3.1.4.Phân lập Acetobacter ............................................................................................ 11 
3.2.Giống Acetobacter xylinum .................................................................................... 11 
3.2.1.Nguồn gốc ............................................................................................................ 11 
3.2.2.Hình thái Đặc điểm sinh lý ................................................................................. 11 
3.2.3.Đặc điểm sinh lý, sinh hóa ................................................................................. 11 
3.2.4.Tiêu chí chọn giống .............................................................................................. 12 
3.2.5.Cơ chế tổng hợp ................................................................................................... 13 
PHẦN 2. SƠ ĐỔ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ LÊN MEN THẠCH DỪA ................ 14 
I.Quy trình công nghệ ................................................................................................... 14 
II.Thuyết minh quy trình ............................................................................................... 15 
2.1.Quá trình lọc ............................................................................................................ 15 
2 
2.2.Quá trình bổ sung cơ chất ....................................................................................... 16 
2.3.Quá trình tiệt trùng làm nguội ................................................................................. 16 
2.4.Quá trình lên men .................................................................................................... 17 
2.5.Quá trình cắt thạch .................................................................................................. 18 
2.6.Quá trình trung hòa acid .......................................................................................... 18 
2.7.Quá trình đóng gói .................................................................................................. 19 
2.8.Quá trình thanh trùng .............................................................................................. 19 
III.Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men ........................................................... 20 
3.1.Ảnh hƣởng của hàm lƣợng nƣớc dừa rong môi trƣờng lên men............................. 20 
3.2.Ảnh hƣởng của nguồn Nitơ ..................................................................................... 20 
3.3.Ảnh hƣởng của nguồn Cacbon ................................................................................ 21 
3.4.Ảnh hƣởng của nồng độ chất khô ........................................................................... 22 
3.5.Ảnh hƣởng của pH .................................................................................................. 22 
3.6.Ảnh hƣởng của nhiệt độ .......................................................................................... 22 
PHẦN 3: SẢN PHẨM THẠCH DỪA ......................................................................... 23 
I.Đánh giá chất lƣợng sản phẩm .................................................................................... 23 
1.1.Mô tả sản phẩm ....................................................................................................... 23 
1.2.Chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng sản phẩm ................................................................... 23 
II.Ứng dụng ................................................................................................................... 24 
III.Một số loại sản phẩm hiện có trên thị trƣờng .......................................................... 25 
IV.Hƣớng phát triển một dạng sản phẩm tiềm năng ..................................................... 26 
Tài liệu tham khảo ......................................................................................................... 27 
3 
LỜI MỞ ĐẦU 
Bacterial cellulose (BC) là hợp chất tƣơng hợp sinh học, không độc hại, có nhiều 
tính chất độc đáo với cấu trúc siêu mịn, xốp nên có nhiều ứng dụng ở nhiều lĩnh vực 
trong thực tế. Một trong những lĩnh vực quan trọng đó là ngành thực phẩm. 
Trong cuộc sống hiện đại, số lƣợng ngƣời bị mắc các chứng béo phì và các bệnh về 
tiêu hóa ngày một tăng cao. Đó là hậu quả của việc sử dụng “fast food” – thức ăn 
nhanh và những loại thực phẩm quá nhiều chất béo. Do đó, vấn đề đặt ra là phải có 
một loại thực phẩm năng lƣợng thấp, không lipid, lại giúp kích thích sự tiết thực để 
hạn chế phần nào các nguy cơ mắc các bệnh trên, mà vẫn phải thơm ngon, hấp dẫn đối 
với ngƣời tiêu dùng. Thạch dừa là một ví dụ điển hình. 
Thạch dừa đƣợc tạo thành bởi sự lên men vi khuẩn Acetobacter Xylinum trong 
môi trƣờng nƣớc dừa già và nƣớc cót dừa. Thạch dừa là sản phẩm trắng trong nhƣ 
thạch agar, hơi dai, có bản chất hóa học nhƣ polysaccharide nên không có giá trị dinh 
dƣỡng cao, nhƣng có đặc tính kích thích nhu động ruột làm cho việc điều hòa bài tiết 
tốt hơn. Thạch dừa còn có tác dụng phòng ngừa ung thƣ và có thể giữ cho da đƣợc 
mịn màng. 
Thuận lợi của việc sản xuât thạch dừa theo phƣơng pháp lên men truyền thống 
chính là ƣu điểm của công nghệ sản xuất vi sinh: tốc độ sinh sản nhanh, trang thiết bị 
đơn giản, ít tốn mặt bằng và nhân công, tƣơng ứng giá thành rẻ Tuy nhiên, điểm hạn 
chế của nó là phụ thuộc vào nguyên liệu, dẫn đến khó ứng dụng sàn xuất ở quy mô 
công nghiệp. Môi trƣờng nƣớc dừa già là nguyên liệu thƣờng dùng để sàn xuất thạch 
dừa nhƣng chỉ có sẳn ở một số vùng (mang tính địa phƣơng), còn những vùng khác lại 
rất khan hiếm do các yếu tố địa lý. Công tác vận chuyển nƣớc dừa đến các vùng này 
cũng gặp rất nhìu khó khăn. Do đó vấn đề cần phải giải quyết là môi trƣờng lên men 
phải xuất phát từ những nguồn nguyên liệu có sẳn, đa dạng, rẻ, có số lƣợng lớn, dễ vận 
chuyễn và mang tính quy mô công nghiệp, có thể tận dụng nguồn phế liệu từ các quá 
trình sản xuất thực phẩm khác. Vì vậy, nhóm chúng em thực hiện đề tài “công nghệ 
sản xuất bacterial cellulose”. 
4 
PHẦN 1. TỔNG QUAN 
I. Giới thiệu về thạch dừa 
1.1. Khái niệm 
Thạch dừa là một sản phẩm thực phẩm 
dạng khối đông, trong mờ, dai đƣợc tạo ra từ 
sự lên men nƣớc dừa bởi vi khuẩn 
Acetobacter xylinum trong môi trƣờng nƣớc 
dừa già có bổ sung các chất dinh dƣỡng cần 
thiết. 
 Hình 1. Thạch dừa 
1.2. Nguồn gốc 
 Thạch dừa, còn gọi là Nata de coco, là một loại thức ăn phổ biến có nguồn gốc 
từ phillippin, đƣợc tạo ra từ sự lên men nƣớc 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 thƣơng mại 
đầu tiên ứng dụng từ cellulose vi khuẩn. 
 Sản phẩm thạch dừa là một món ăn tráng miệng dai, trong suốt và rất ngon, đặc 
biệt là khi đƣợc trộn với các món ăn nhƣ trái cây, xirô 
 Năm 1992, thạch dừa bắt đầu đƣợc giới thiệu ở Nhật Bàn nhƣ một sản phẩm 
thực phẩm ăn kiêng do thạch dừa cung cấp ít năng lƣợng và không chứa cholesterol 
 Trong thạch dừa có hàm lƣợng chất xơ cao rất tốt cho hệ thống tiêu hóa do đó 
có thể giúp cơ thể chống lại bệnh ung thƣ ruột kết. 
1.3. Phân loại 
 Dựa trên tính chất của sản phẩm: thạch dừa thô và thạch dừa thành phẩm. 
Hình 2. Thạch dừa thô và thạch dừa thành phẩm 
 Dựa trên bao bì sản phẩm: thạch dừa đựng trong bao bì nilon và thạch dừa 
đựng trong hủ nhựa 
5 
Hình 3. Thạch dừa đựng trong bao nilong và thạch dừa đựng trong hủ nhựa 
 Dựa trên màu sắc và mùi vị: trên thị trƣờng hiện nay có rất nhiều loại thạch 
dừa với nhiều mùi vị khác nhau. 
Hình 4. Thạch dừa hương cam, hương dứa và hương dâu (từ trái sang) 
1.4. Cấu trúc của 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 nƣớc rất lớn. 
Miếng thạch dừa sau khi sấy ở 90OC thì mỏng nhƣ tờ giấy, bề mặt láng bong và rất dai 
chắc. Kết quả xác định hàm ẩm của thạch dừa là 99%, thể hiện rõ đặc tính háo nƣớc 
của thạch dừa, do chuỗi polymer của dạng thạch dừa chứa các nhóm OH nên rất dễ 
dàng tạo lien kết hydro với nƣớc. 
II. Nguyên liệu nước dừa 
2.1. Nguồn gốc, phân loại 
 Nƣớc dừa đƣợc thu mua chủ yếu từ các cơ sỡ sản xuất cơm dừa nạo sấy (nƣớc 
dừa là phế liệu ở các cơ sỡ này). Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ 
nguồn nguyên liệu nƣớc dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó rất tốt cho quá trình 
lên men vừa giải quyết đƣợc vấn đề môi trƣờng. Tuy nhiên ở những vùng không có 
6 
dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một trong những điễm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng 
trong sản xuất ở quy mô công nghiệp. 
 Có 2 loại nƣớc dừa: nƣớc dừa già non và nƣớc dừa già. 
2.2. Giá trị dinh dưỡng 
 Nƣớc dừa là một thức uống bổ dƣỡng, làm mát và tăng cƣờng sinh lực cơ thể. 
Nƣớc dừa chứa lƣợng đƣờng vừa đủ cung cấp cho cơ thể dƣới dạng đƣờng dễ tiêu hóa 
(chủ yếu là glucose, fructose và saccharose). Nƣớc dừa chứa nhiều đạm cần thiết cho 
cơ thể dƣới dạng nitơ acid amin thay thế và không thay thế. nƣớc dừa còn chứa nhiều 
vitamin và chất khoáng. Lƣợng vitamin C trong một trái dừa đủ cung cấp cho nhu cầu 
cơ thể mỗi ngày. Ngoài ra nƣớc dừa còn chứa một số vitamin nhóm B nhƣ niacin.acid 
pantothenic, biotin, riboflavin, acid folic, thiamin và pyrioxin tìm thấy ở dạng vết. 
Nƣớc dừa đặc biệt chứa nhiều khoáng chất nhƣ natri, kali, magie, canxi,sắt, đồng, 
phosphor, lƣu huỳnh và clorua. 
 Nƣớc dừa có nhiều tính năng chữa bệnh nhƣ: 
+ Nƣớc dừa là thức uống bổ dƣỡng cho ngƣời gia và ngƣời bệnh, chữa suy 
dinh dƣỡng. 
+ Nƣớc dừa chứa những hợp chất hữu cơ kích thích cho sự phát triễn. 
+ Nƣớc dừa loại trừ chất độc trong trƣờng hợp bị ngộ độc khoáng, giúp nhử 
trung và ngăn nhiễm trùng đƣờng tiết niệu, lợi tiểu, chữa bệnh sốt mật. 
+ Nƣớc dừa dùng hiệu quả trong chữa trị bệnh thận và sỏi bong đái, bênh tả, 
diệt giun, sán, lãi 
+ Nƣớc dừa có thể đƣợc tiêm vào tĩnh mạch trong các trƣờng hợp khuẩn cấp 
thay thế huyết thanh máu bởi vì nó vô trùng, không sinh nhiệt và dễ dàng đƣợc cơ thể 
chấp nhận. 
+ Nƣớc 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. 
+ Nƣớc dừa làm giảm độ acid, làm giảm sƣng tấy trong dạ dày. 
2.3. Thành phần hóa học 
Bảng 1. Thành phần các chất trong nước dừa già và nước dừa non 
Thành phần Nƣớc dừa già Nƣớc dừa non 
Tổng chất rắn (%) 5.4 6.5 
Đƣờng khử (%) 0.2 4.4 
Khoáng (%) 0.5 0.6 
Protein (%) 0.1 0.01 
Chất béo (%) 0.1 0.01 
Acid (mg%) 60.0 120.0 
pH 5.2 4.5 
K (mg%) 247.0 290.0 
Na (mg%) 48.0 42.0 
Ca (mg%) 40.0 44.0 
Mg (mg%) 15.0 10.0 
7 
P (mg%) 6.3 9.2 
Fe (mg%) 79.0 106.0 
Cu (mg%) 26.0 26.0 
 Đƣờng 
+ Trong những tháng đầu của quá trình chín của quả, đƣờng có trong nƣớc 
dừa chủ yếu dƣơi dạng đƣờng khử (glucose và fructose) còn đƣờng sucrose chỉ xuất 
hiện sau này khi trái chín dần và lƣợng đƣờng khử giảm. 
+ Lƣợng đƣờng khử có trong nƣớc 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% đƣờng tổng trong 
nƣớc dừa là sucrose. 
 Khoáng 
+ Nƣớc dừa non chứa hầu hết các chất khoáng chất nhƣ: K, Na, Ca, P, Fe, Cu, 
S và Cl. Trong đó, K chiếm hơn phân nửa lƣợng khoáng chất, điều này có thể giải 
thích là do ảnh hƣởng của chế độ phân bón Kali. 
+ Nƣớc 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 
+ Nƣớc dừa chứa một lƣợng rất nhỏ protein. Hàm lƣợng alanine, arginine, 
cysteine và serine trong protein của nƣớc dừa non cao hơn hàm lƣợng có trong sữa bò. 
+ Trong nƣớc dừa không chứa protein phức tạp nên nguy cơ gây sốc cho 
ngƣời bệnh đƣợc giảm thiểu. 
Bảng 2. Thành phần các amino acid 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 
Almine 2.41 
Histidine 2.05 
Phenylalanin 1.23 
Senine 0.91 
8 
Cystein 1.17 
 Vitamin 
+ Nƣớc dừa non có chứa acid ascorbic (vitamin C) và các vitamin nhóm B. 
+ Lƣợng vitamin C trong khoảng 2,2 – 3,7 mg/ml và lƣợng này giảm dần khi 
cơm dừa cứng dần. 
Bảng 3. Các vitamin nhóm B trong nước dừa 
Vitamin Hàm lƣợn ... + Hóa lý: có sự tạo thành gel – chính là bao nhầy của vi sinh vật bên trong chứa 
các sợi cellulose. 
+ Vật lý: có quá trình tỏa nhiệt làm tăng nhiệt đỗ của quá trình lên men. 
+ Hóa sinh: đây là biến đổi quan trọng của quá trình lêm men, Acetobacter 
xylinum sẽ sữ dụng cơ chất là đƣờng glucose có sẵn trong môi trƣờng để tao thành 
cellulose (Trong thực tế, môi trƣờng nƣớc dừa già không chứa hàm lƣợng glucose cao 
mà là saccharose. Khi đó, Acetobacter xylinum sẽ chuyễn hóa chúng về glucose rồi 
tiếp tục tao thành cellulose). 
 Thiết bị: vì Acetobacter xylinum là visinh vật hiếu khí nên chọn thiết bị lên 
men bề mặt (cuvet). 
18 
Hình 8. Nồi lên men 
 Phương pháp: lên men tĩnh, có hoặc không bổ sung cơ chất. vì cần thu nhận 
sản phẩm ở dạng một khối cellulose, khối này đƣợc hình thành sau một thời gian nhất 
định, vì vậy không thể lên men lien tục. 
2.5. Quá trình cắt thạch 
 Mục đích: 
+ Cắt miếng thạch thô thành những miếng nhỏ hơn, kích thƣớc 1 x 2.0 x 2.5 
(cm). 
+ Tạo thành hình dạng thật của sản phẩm. 
 Biến đổi: có sự biến đổi về vật lý, hình dạng của sản phẩm bị thu nhỏ lại cho 
phù hợp với sản xuất. Chú ý rằng, trong quá trình này cần thực hiện vô trùng để tránh 
nhiễm phải vi sinh vật trở lại cho sản phẩm. 
 Nguyên tắc: dùng hệ thống dao cắt lien tục, khi cho sản phẩm thạch dừa thô 
vào, hệ thống này sẽ tự động cắt nhỏ nguyên liệu. 
 Thiết bị: hệ thống dao cắt lien hợp có thể đƣợc sử dụng đễ nguyên liệu thạch 
dừa thô. Tuy nhiên, trong sản xuất ngƣời ta dùng các hệ thống lien hợp nhau, đồng 
thời dùng với mục đích khác. 
2.6. Quá trình trung hòa acid 
 Mục đích: khi tách miếng thạch dừa ra khỏi môi trƣờng lên men, nó vẫn còn 
lẫn rất nhiều acid acetic cho vào lúc đầu để điều chỉnh pH, sự tồn tại của acid này 
trong sản phảm là bất lợi vì nó tạo mùi và vị không thích hợp. chính vì vậy cần dùng 
Na2CO3 để trung hòa. 
 Biển đổi: quá trình này xảy ra những biến đổi hóa học. 
CH3COOH + Na2CO3 CH3COONa + CO2 + H2O 
 Thiết bị và thong số: dùng những khay lớn đựng sản phẩm thạch dừa thô, sau 
đó cho dung dịch vào ngâm trong vòng 10 phút (sử dụng Na2CO3 nồng độ 3–5% là 
thích hợp nhất). 
 Phương pháp: vì ngâm phải tốn thời gian nên để thực hiện quá trình này ta 
dùng phƣơng pháp ngâm và rửa gián đoạn. Cũng dùng những khay lớn, sau đó xếp 
thạch dừa thô vào, cho dung dịch Na2CO3 vào qua hệ thống ống dẫn. Sau thời gian 
ngâm, ta đem miếng thạch ra rửa lại với nƣớc lạnh. 
2.7. Quá trình đóng gói 
 Mục đích: bảo quản sản phẩm. 
 Thiết bị: thạch dừa thành phẩm có hể đƣợc đóng trong những túi nhựa hay 
những hộp nhựa trong. 
19 
Hình 9.Máy đóng gói thạch dừa 
 Thông số: tùy vào năng suất cùa nhà máy mà nhà sản xuất có thể chọn những 
thiết bị có công suất tƣơng đƣơng. 
2.8. Quá trình thanh trùng 
 Mục đich: bảo quản, quá trình thanh trùng giúp tiêu diệt visinh vật gây bệnh 
nhƣng với nhiệt độ vừa phải, không cao quá do chúng ta chứa sản phẩm trong các bao 
bì nhựa. 
 Biến đổi: chù yếu xảy ra iến đổi sinh học: tiêu diệt bớt một phần vi sinh vật 
nhờ nhiệt độ tăng cao. 
 Thiết bị: sử dụng thiết bị thanh trùng Tunnel. Trong thiết bị này, từng khu 
vực sẽ có từng nhiệm vụ cụ thể: vùng gia nhiệt, giữ nhiệt, làm nguội. Sản phẩm đƣợc 
chạy qua băng chuyền và qua lần lƣợt các vùng này. 
20 
Hình 10. thiết bị thanh trùng 
Tunel 
 Thông số: nhiệt độ thanh trùng đƣợc chọn là 60–70OC. Thời gian từ 20–30 
phút. 
 Phương pháp: sau khi đóng gói, sản phẩm sẽ tiếp tục đƣợc đƣa vào băng 
chuyền dẫn qua thiết bị thanh trùng Tunnel. Khi vào vùng gia nhiệt, nhiệt độ của sản 
phẩm tăng lên đến khoảng 60OC, khi qua vủng giữ nhiệt, nhiệt độ này giữ lâu dài và 
cuối cùng, qua vùng giảm nhiệt, nhiệt độ của sản phẩm đƣợc trở về nhiệt độ ban đầu, 
sản phẩm cũng đã đƣợc thanh trùng. 
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 
3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng nước dừa trong môi trường lên men 
Hàm lƣợng nƣớc dừa(v/v) trong môi trƣờng lê men ảnh hƣởng đến năng suất lên 
men, hàm lƣợng chất khô cũng nhƣ độ dày sản phẩm tao thành. Sau đây là kết quả 
nghiên cứu về ảnh hƣởng của yếu tố này (thể tích môi trƣờng lên men là 500ml). Ta 
thấy hàm lƣợng nƣớc dừa già tăng thì khối lƣợng và độ dày sản phẩm cũng tăng. 
Bảng 5. Ảnh hưởng của hàm lượng nước dừa già (v/v) trong môi trường lên men 
đến tạo thành sản phẩm 
Hàm lƣợng 
nƣớc dừa 
già (%) 
pH cuối của 
quá trình 
lên men 
Khối lƣợng 
thạch tổng 
(g) 
Khối lƣợng 
khô của thạch 
(g) 
Tỷ lệ 
chất khô 
(%) 
độ dày 
thạch 
(cm) 
0 2.08 24.52 0.68 2.77 0.744 
10 2.83 31.20 0.90 2.88 0.954 
30 3.18 44.46 1.26 2.83 1.34 
50 3.37 60.61 2.33 3.84 1.86 
70 3.46 63.12 2.50 3.96 1.96 
90 3.48 69.87 2.98 4.27 2.02 
100 3.5 72.02 3.18 4.30 2.15 
3.2. Ảnh hưởng của nguồn Nitơ 
 Nguồn nitơ sử dụng cho quá trình lên men có thể là (NH4)2HPO4 hoặc 
(NH4)2SO4. 
 Nồng độ (NH4)2HPO4 và (NH4)2SO4 ảnh hƣởng trực tiếp đến sự phát triển 
của A.xylinum và khả năng tổng hợp cellulose cũng nhƣ độ dày của màng cellulose 
tạo thành. 
21 
+ Nồng độ của muối amoni quá cao: vi khuẩn không sử dụng hết, lƣợng muối dƣ 
sẽ ức chế ngƣợc trở lại sự phát triễn của tế bào vi khuẩn. do đó ảnh hƣởng đến hoạt 
tính của vi khuẩn, lƣợng cellulose sinh tổng hợp đƣợc sẽ thấp. 
+ Nồng độ của muối amoni quá thấp: lƣợng nitơ cung cấp cho quá trình sinh 
trƣởng và phát triển của A.xylinum không đủ, hiệu suất sinh tổng hợp cellulose không 
cao. 
+ Mặt khác, nitơ còn có mặt trong nhiều thành phần nhƣ: acid nucleic, 
phospholipid, một số coenzyme quan trọng nhƣ ATP, ADP, NADP, FAD và một số 
vitamin tham gia vào quá trình tạo cellulose. Nếu hàm lƣợng các chất này quá thấp hay 
quá cao sẽ ảnh hƣởng tới tình chất hóa lý của mồi trƣờng. Vì vậy, ảnh hƣởng tới quá 
trình tạo thành màng cellulose cùa A.xylinum. 
Tóm lại: phải bổ sung một lƣợng muối cân đối, vừa đủ vào dịch lên men,tạo điều 
kiện tối ƣu cho A.xylinum sinh trƣởng và phát triển, có nhƣ thế cellulos thu đƣợc mới 
nhiều và dày hơn. 
 (NH4)2HPO4 còn là nguồn cung cấp Phospho cho A.xylinum: 
Bảng 6. Ảnh hưởng của nồng độ (NH4)2HPO4 đến sự hình thành thạch dừa 
Nồng độ (NH4)2HPO4 (%) 
Khối lƣợng trung bình của thạch dừa thô 
từ 400 ml canh trƣờng sau 15 ngày (g) 
0.0 
0.1 
0.2 
0.3 
0.4 
0.5 
0.6 
0.7 
0.8 
0.9 
1.0 
110.0 
128.70 
135.50 
148.65 
168.20 
210.35 
178.90 
174.85 
170.45 
163.90 
150.40 
3.3. Ảnh hưởng của nguồn Cacbon 
 Do hàm lƣợng đƣờng trong môi trƣờng nƣớc dừa già không cao nên ta phải 
bổ sung thêm đƣờng để đảm bảo nhu cầu sinh trƣởng, phát triển và sinh tổng hợp sản 
phẩm của A.xylinum. 
 A.xylinum có khả năng lên men nhiều loại đƣờng khác nhau nhƣ: lactose, 
maltose, dextrin, galactose, saccharose, trong đó lên men đƣờng glucose là tốt nhất. 
Ứng với mỗi loại đƣờng, khả năng lên men của A.xylinum là khác nhau nên sự tổng 
hợp cellulose cũng không giống nhau. 
 Khi sử dụng glucose cho quá trình lên men sẽ cho khối lƣợng thạch dừa cao 
nhất và trạng thái thạch dừa thu đƣợc cũng rất tốt. Tuy nhiên khi ngƣời ta làm thí 
nghiệm sử dụng saccharose ở các nồng độ khác nhau cho quá trình lên men thì ngƣời 
ta thấy rằng saccharose ở nồng độ 10% sẽ cho khối lƣợng thạch dừa cao nhất. Trong 
22 
thực tế sản xuất ngƣời ta thƣờng sử dụng saccharose do giá thành rẻ và cho năng suất 
khá cao. 
3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô 
Nồng độ chất khô thích hợp cho quá trình hình thành cellulose là 12–13OBal. 
Nồng độ quá cao vi khuẩn không sử dụng cơ chất hết gây lãng phí, mặt khác ứu chế 
hoạt động sống của vi khuẩn. Còn nồng độ chất khô quá thấp sẽ không đủ cung cấp 
dinh dƣỡng cho vi khuẩn trao đổi chất duy trì hoạt động sống và sinh tổng hợp 
cellulose. 
3.5. Ảnh hưởng của pH 
 pH của môi trƣờng lên men ảnh hƣởng đến sự phát triển và hiệu quả sinh 
tổng hợp cellulose của A.xylinum. 
Bảng 7. Ảnh hưởng của pH đến quá trình lên men 
pH 
Khả năng phát triển (ngày) Thạch tạo thành (sau 13 ngày) 
1 2 3 4 Khối lƣợng (g) Độ dày (cm) 
3.0 – – – – – – – – / / 
3.5 – – + ++ +++ 63.83 1.99 
4.0 + ++ +++ ++++ 71.85 2.06 
4.5 + + ++ +++ 59.09 1.75 
5.0 + + ++ ++ 55.94 1.69 
5.5 – – + + + 43.40 1.39 
6.0 – – – – + + / / 
6.5 – – – – + + / / 
7.0 – – – – – – – – / / 
(– –: không phát triển, +: phát triển, /: không hình thành) 
 Độ pH ảnh hƣởng nhiều đến năng suất cũng nhƣ sự hình thành sản phẩm. 
 Theo kết quả của bảng trên ta thấy, ở Ph 7.0 hầu nhƣ 
A.xylinum không phát triển đƣợc. chúng phát triển nhanh nhất trong khoảng pH = 3.5–
4.5, khối lƣợng và độ dày thạch cũng cao nhất. pH lên men phù hợp nhất là 4.0. 
3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ 
 Ngoài các yếu tố trên nhiệt độ lên men cũng ảnh hƣởng đáng kể đến sự hình 
thành sản phẩm. 
 Nhiệt độ tối ƣu cho quá trình lên men thạch dừa là 28–32OC. Ở nhiệt độ này 
thạch tạo thành có khối lƣợng cao và dày chắc. Ở khoảng nhiệt dộ 20–25OC thì thạch 
mỏng và mềm hơn. Nhiệt độ quá thấp (<20OC), thạch không hình thành hoặc nếu có 
thì tốc độ tổng hợp cũng rất chậm. Nhiệt độ cao hơn (>35OC) môi trƣờng lên men trở 
nên đặc sệt và ta cũng không thu đƣợc thạch dừa. 
Bảng 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men 
23 
Nhiệt độ (OC) Trạng thái thạch dừa 
Khối lƣợng trung bình (g) 
sau 15 ngày 
15 Không phát triển 0 
20 Màng mỏng – mềm 87.5 
25 Trung bình – chắc 128.82 
28–32 Dày – chắc 195.02 
35 Không tạo thành thach 0 
40 Không tạo thành thach 0 
PHẦN 3: SẢN PHẨM THẠCH DỪA 
I. Đánh giá chất lượng sản phẩm 
1.1. Mô tả sản phẩm 
Sản phẩm thạch dừa có màu trắng trong, hơi đục, dai, mểm và có mùi thơm do 
các thành phần bổ sung vào thạch dừa thô khi chế biến. 
1.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 
 Chỉ tiêu vật lý: Thạch dừa bản chất là một khối gel, có cấu trúc mạng là các 
polysaccharide đan xen vào nhau rất chằng chịt, không theo một trật tự hay quy luật 
nào. Do đó nó tạo nên một cấu trúc dai chắc, có khả năng giữ nƣớc tốt và không tan 
trong nƣớc. 
 Chỉ tiêu hóa học: 
+ Dinh dƣỡng trong thạch dừa có chứa các loại vitamin và khoáng chất nhƣ E, 
B1, B6, B12, FORLIC, kẽm, sắt.. 
Bảng 9. Thành phần dinh dưỡng trong thạch dừa 
Thành phần 
Nồng độ 
(g/100g) 
Thành phần 
Nồng độ 
(g/100g) 
Độ Nm (% w/w Nm) 5.73 Canxi (mg) 40.00 
Protein (% w/w Nm) 18.23 Natri (mg) 68.00 
Chất béo (% w/w Nm) 1.55 Kali (mg) 757.00 
Đƣờng (% w/w Nm) 80.22 Sắt (mg) 3.00 
Tro (% w/w Nm) 2.68 Đồng (mg) 0.40 
Vitamin A ( ) Không có Clo (mg) 44.00 
Vitamin C (mg) Không có Kẽm (mg) 2.30 
24 
Vitamin E (mg) 0.50 Photpho (mg) 305.00 
Vitamin B1 (mg) 0.16 Biotin ( ) 12.00 
Vitamin B2 (mg) 0.02 Folic acid ( ) 176.00 
Vitamin B6 (mg) 0.29 Niacin (mg) 1.10 
Vitamin B12 (mg) 0.30 Pantothetic acid (mg) 0.60 
+ Độc tố nƣớc dừa ban đầu không chứa các độc tố nên yêu cầu sản phẩm không 
đƣợc chứa độc tố, trong quy trình sản xuất không nhiễm phải độc tố từ môi trƣờng chế 
biến. 
+ Phụ gia: trong quá trình chế biến, có bổ sung thêm đƣờng, acid, và các chất 
phụ gia nên yêu cầu sản phẩm không chứa dƣ lƣợng các chất phụ gia và bảo quản vƣợt 
quá giới hạn cho phép. 
 Chỉ tiêu vi sinh: 
 Môi trƣờng chứa thạch dừa có chứa đƣờng và các loại vitamin, khoáng chất 
thích hợp cho sự phát triển của nấm mốc và vi sinh vật do đó mà cần chú ý vấn đề đảm 
bảo an toàn vi sinh cho thực phẩm thạch dừa. 
 Bacillus (vi sinh vật gây đục): không có 
 E.coli (định tính): không có 
 Staphylococcus: không có 
 Nấm men, nấm mốc: không có 
 Nếu trong quá trình lên men, thiếu acid acetic, pH môi trƣờng sẽ không đủ để 
ức chế mốc và làm cho vi khuẩn phát triển. 
 Chỉ tiêu bao bì: bao bì dù là túi nhựa, hộp nhựa hay thủy tinh thì yêu cầu phải 
đảm bảo sạch sẽ, không độc hại cho ngƣời sử dụng, không gây ô nhiễm môi trƣờng. 
Bao bì phải thẫ mỹ, tiện dụng và đầy đủ thong tin cho ngƣời tiêu dùng. 
II. Ứng dụng 
 Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là cellulose. Do thạch 
dừa là polysaccharide ngoại bào nên có khả năng ứng dụng vào nhiều lỉnh vực khác 
nhau. Thạch dừa thô đƣợc ứng dụng rộng khắp các lĩnh vực nhƣ y học, thực phẩm, 
dƣợc học, thẫm mỹ 
 Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa trong công nghiệp thực phẩm mới chỉ 
dừng lại ở những nghiên cứu chế biến những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phẩm giải 
khát. 
III. Một số loại sản phẩm hiện có trên thị trường 
 Thạch dừa Minh Châu 
25 
Hình 11. Sản phẩm thạch dừa của công ty Minh Châu dạng hủ nhựa 
 Thạch dừa Thanh Bình 
Hình 12. Sản phẩm thạch dừa của công ty Thanh Bình dạng túi nilong 
 Thạch dừa Minh Tâm 
Hình 13. Sản phẩm thạch dừa của công ty Minh Châu dạng túi nilong 
IV. Hướng phát triển một dạng sản phẩm tiềm năng 
 Ngƣời ta đang nghiên cứu phát triển dòng sản phẩm mới: phức hợp thạch – 
monascus (the Monascus – nata complex) nhằm kết hợp khà năng hạ cholesterol của 
monacolin K vào sản phẩm ăn kiêng. 
26 
 Cấu trúc mềm riêng biệt và số lƣợng sợi thớ có màu của thạch nếu đƣợc cải 
thiện 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 các nhóm hydroxyl. 
 Cơ sở khoa học 
+ Nấm mốc Monascus purpureus sản xuất hệ sợi đỏ và nhuộm màu phù hợp nhờ 
một môi trƣờng nuôi cấy rắn và đƣợc dùng ở phƣơng Đông cách đây nhiều thế kỷ để 
làm màu, hƣơng thực phẩm và đồ uống. 
+ Chất đƣợc sản xuất từ M.purpureus rất bền và phù hợp để dùng nhƣ một phụ 
gia thực phẩm. Hơn nữa, nma61 Monascus trong quá trình trao đởi chất sinh ra một số 
chất có khả năng chữa bệnh nhƣ là monacolin K (mevinolin). 
+ Monnacolin K (mevinolin) là một chất trao đổi chất quan trọng của 
Monasucus, có thể hạn chế tổng hợp cholesterol, mang lại nhiều lợi ích cho ngƣời bị 
tim mạch. Trong quá trình sinh tổng hợp cholesterol, acid mevalonic đƣợc hình thành 
từ 3–hydroxy–3 methylgluteryl Coa (HMG–CoA) nhờ HMG–CoA reductase xúc tác. 
Monacolin K có cấu trúc tƣơng tự HMG–CoA và hoạt động nhƣ một chất ức chế sự 
cạnh tranh HMG–CoA nên sẽ làm giảm sinh tổng hợp cholesterol. 
Ngƣời ta đang nghiên cứu dòng sản phẩm mới nhằm đƣa monacolin K vào sản 
phẩm thạch để tận dụng những tính năng có lợi. 
 Sản xuất Monascus phức 
+ khối thạch đƣợc lên men trong monascus trng nƣớc thịt có chứa Monascus ở 
nhiệt độ 260C trong 6 ngày. 
+ Sau khi lên men, hệ sợi monacus xâm nhập vào mạng lƣới mao quản của 
thạch. Phức đƣợc định hình và có màu sáng. 
 Cấu trúc của thạch phức Monascus 
+ Cấu trúc mao quản của thạch (ca.0.5 – 1mm) rộng hơn đƣờng kính của hệ sợi 
Monascus (ca. 0.1 – 0.5mm). Nhờ đó nấm Monascus có thể mở rộng hệ sợi theo cấu 
trúc mau quản của thạch dẫn đến cấu trúc mạng lƣới tăng trƣơng thêm nữa. 
+ Sau khi lên men, cấu trúc mới bao gồm mạng lƣới hệ sợi chính đã đƣợc hình 
thành. Tuy nhiên, hệ sợi của M.purpureus có thể không tăng trƣởng tốt bên ngoài khối 
thạch. Cấu trúc xếp của thạch cần thiết cho sự phát triển ban đầu của M.purpureus và 
ảnh hƣởng đến hình dạng của khối thạch phức Monascus. 
 Điều kiện lên men 
+ nguồn carbon, nguồn nitrogen và pH có thẻ ảnh hƣởng đến khả năng nhuộm 
của Monascus purpureus, Nguyên tố vô cơ có hàm lƣợng nhỏ (Ca, K,Zn, Mn) không 
thể hiện bất kỳ ảnh hƣởng rõ rệt trên sự nhiệm màu. 
+ Sự nhiệm màu đỏ tại trung tâm 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.