Luận Văn Nghiên cứu quy trình sản xuất giấm từ vi sinh vật và ứng dụng phương pháp lên men liên tục

Khóa luận tốt nghiệp năm 2011
Đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất giấm từ vi sinh vật và ứng dụng phương pháp lên men liên tục


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN . i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC HÌNH v
DANH MỤC CÁC BẢNG . vii
CÁC KÍ HIỆU . vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về giấm 2
1.1.1 Khái niệm 2
1.1.2. Phân loại . 2
1.1.3. Các phương pháp sản xuất acid acetic . 2
1.1.4. Tình hình sản xuất giấm ở Việt Nam và các nước trên thế giới 4
1.2. Tổng quan về quá trình lên men 5
1.2.1. Khái quát chung . 5
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men . 6
1.3. Tổng quan quá trình lên men giấm 8
1.3.1. Bản chất của quá trình . 8
1.3.2. Cơ chế tạo axit axetic trong tế bào vi khuẩn 9
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men giấm: 10
1.3.4. Các phương pháp lên men tạo axit axetic . 12
1.3.5. Phương pháp nâng cao nồng độ acid acetic trong dịch lên men 15
1.3.6. Sự sinh trưởng và phát triển của VSV trong quá trình lên men 17
1.3.7 Thành phần hóa học của giấm nuôi 19
1.3.8. Một số hư hỏng giấm và nguyên nhân . 20
1.4. Hệ VSV sử dụng trong lên men giấm 21
iii
1.4.1. Đặc điểm hình thái . 21
1.4.2. Đặc điểm sinh trưởng . 22
1.4.3. Một số vi khuẩn thường gặp trong lên men giấm 23
1.5. Một số ứng dụng của acid acetic . 26
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. Đối tượng nghiên cứu 28
2.1.1. Vi khuẩn acetobacter pasteurianum 28
2.1.2. Cơ chất . 28
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ thí nhgiệm 30
2.1.4. Bao bì thủy tinh . 30
2.2. Phương pháp nghiên cứu . 30
2.2.1. Nội dung nghiên cứu: 30
2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 31
2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm xác định các thông số dịch lên men . 33
2.3.1. Bố trí thí nghiêm xác định nồng độ rượu dịch lên men. . 33
2.3.2 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường thích hợp 33
2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp . 34
2.4. Tiến hành nhân giống và xác định tỷ lệ bổ sung giống vi khuẩn acetobater
pasteurianum vào dịch lên men 35
2.4.1 Quy trình nhân giống dự kiến . 35
2.4.2. Thuyết minh quy trình nhân giống thuần chủng 35
2.4.3. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung giống vào dịch lên men . 36
2.5. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men . 37
2.6 . Nghiên cứu quá trình lên men giấm bằng thiết bị lên men liên tục . 38
2.6.1. Thiết bị lên men liên tục 38
2.6.2. Xác định thời gian tạo màng VSV trên chất mang . 39
2.6.3. Xác định thông số quá trình lên men liên tục: 40
2.7. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ thanh trùng sản phẩm . 42
2.5. Phương pháp phân tích đánh giá cảm quan, chất lượng sản phẩm 43
iv
2.5.1. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan . 43
2.5.2. Phương pháp xác định cácchỉ tiêu hóa học . 45
2.5.3. Phân tích các chỉ tiêu vi sinh của giấm ăn theo TCVN 45
2.5.4. Xử lý số liệu thực nghiệm, vẽ đồ thịbiểu diễn quy luật biến đổi các thông
số 45
Chương 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46
3.1. Kết quả nghiên cứu xác định thông số dịch lên men 46
3.1.1. Kết quả nghiên cứu xác định nồng độ rượu thích hợp 46
3.1.2. Kết quả xác định hàm lượng đường bổ sung vào dịch lên men 48
3.1.3. Kết quả thí nghiệm xác định pH dịch lên men thích hợp . 50
3.2. Tiến hành nhân giống và kết quả thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung giống vi
khuẩn Acetobater pasteurianum vào dịch lên men . 52
3.3. Kết quả thí nghiệm xác định thời gian lên men 54
3.4. Kết quả nghiên cứu quá trình lên men giấm bằng thiết bị lên men liên tục 56
3.4.1. Kết quả xác định thời gian tạo màng VSV trên vật liệu chất mang 56
3.5. Kết quả TN xác đinh thời gian lên men liên tục . 59
3.6. Kết quả xác định chế độ thanh trùng sản phẩm 61
3.7. Quy trình sản xuất hoàn thiện 63
3.8. Kết quả sản xuất thực nghiệm . 65
3.9 Kết quả xây dựng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm giấm 66
3.9.1 Tiêu chuẩn chất lượng cảm quan 66
3.9.2 Tiêu chuẩn hóa học 66
3.9.2 Tiêu chuẩn về vi sinh vật 66
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 69
PHỤ LỤC


LỜI MỞ ĐẦU
Từ xưa, giấm đã được sử dụng nhưmột gia vị trong ẩm thực và ngày nay
giấm đã đuợc ứng dụng rộng rãi hơntrong đời sống. Nó không chỉ được sử dụng
nhiều trong công nghệ thực phẩm mà còn được ứng dụng nhiều trong ngành công
nghiệp nhẹ, y học và còn như một loại mỹ phẩm dành cho phái đẹp.
Trong quá trình lênmen, rượu, đường bịoxy hóa không hoàn toàn tạo acid
acetic. Bên cạnhquá trình lên men tạo acid acetic còn có quá trình chuyển hóa các
thànhphần khác trongmôi trường tạo nên các sản phẩm phụ nhưcác acid hữu cơ,
vitamin, rất tốt cho sức khỏe. Các sản phẩm phụ này đã làm chogiấm lên men có
vị chua thanh, dịu ngọt, mà giấm hóa học không cóđược.
Nguyên liệu chính sản xuất giấm là rượugạo, đường và có thể một số loại
trái cây. Trong sản xuất rượu gạo, rượu có nồng độ cồn thấp (rượubào) hầu như
không có giá trị kinh tế. Để tận dụngnguyên liệu thừa này,từ lâu con người đã sử
dụng nó đểlên men giấmphục vụ cho những bữa ăn gia đình. Tuy nhiên quá trình
sản xuất giấm vẫn còn ở quy mô nhỏ, hộ gia đình và bằng phương pháp thủ công.
Vì vậy tôiđềxuất “Nghiên cứu quy trình sản xuất giấm từ vi sinh vật và ứng dụng
phương pháp lên men liên tục” ở phòng thí nghiệm.

Chương 1.TỔNG QUAN
1.1.Tổng quan về giấm [4]
1.1.1 Khái niệm:Giấm là dung dịch acetic loãng có nồng độ ≤8%.
1.1.2. Phân loại [9]
Tùy theonguyên liệu sản xuất giấm mà người ta phân giấm ra 2loại:
-Giấm gạo: Hay còn gọi là giấm cất, đó là quá trình sản xuất mà dùng lương
thực, ngũ quả, đường và rượu gạo làm nguyên liệu chính nhờ quá trình lên men của
vi khuẩn acetic. Loạigiấm này có nhiều hương vị khác nhau, thành phần dinh
dưỡng cũng phong phú nhờ quátrình thủy phân các thành phần dinh dưỡng được
dùng chế biến thực phẩm và mục đích nội trợ.
-Giấm pha chế: Hay còn gọi là giấm hóa học được sản xuất dựa trên nguyên
liệu chính là acid acetic tinh luyện pha thêm nước mà thành, không có thêm thành
phần dinhdưỡng khác. Lọai này thường dùng trong công nghiệp luyện kim hoặc
sát khuẩn hoặc trong ngành công nghiệp nhẹ
1.1.3. Các phương pháp sản xuất acid acetic [3]
Acid acetic là một loại acid hữu cơ được ứng dụng rộng rãi và từ lâu. Do đó,
loài người đã phát minh ra nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất acid acetic.
Những phương phápsản xuất cid acetic bao gồm:
 Phương pháp hóa gỗ.
 Phương pháp hóa học.
 Phương pháp sinh học.
 Phương pháp kết hợp.
a-Phương pháp hóa gỗ
Cùng với sự phát triển của ngành khai thác và chế biến gỗ loài người cũng đã
biết cách sản xuất acid acetic từ dạng nguyên liệu này.
3
Bằng cách chưng cất gỗ đã lên men, người ta thu được một hỗn hợp nhiều
chất khác nhau, trong đó acid acetic với hàm lượng rất lớn. Hiện nay phương pháp
này đã không còn được ứng dụng.
b-Phương pháp hóa học
Phương phápnày dựa trên quá trình oxy hóa axetaldehydthành acid acetic,
có xúc tác của mangan rồi sau đó chưng cất phân đoạn ở nhiệt độ 50-80
o
C
Phản ứng oxy hóa xảy ra như sau:
CH≡ CH + H
2
O
CH2≡CH
2 +O
2
Hiệnnay, người ta tổng hợp acid acetic từ methanol và CO bằng phản ứng
carbonyl hóa.Trong quy trình này, metanolvà cacbon monoxitphản ứng với nhau
tạo ra acid acetic theo phương trình:
CH3
OH + CO → CH3COOH
c-Phươngpháp hỗn hợp
Trước tiên, người ta tiến hành quá trình oxy hóa hydrat cacbon có mạch
cacbon ngắn như propan hay butan để tạo thành acid acetal dehyt, formaldehyde
methanol và acetone.
Sau đó acetaldehyd được oxy hóa để tạo thành acid acetic.
Rồingười ta trung hòa khối thủy phân này và tiến hành lên men để thu nhận
được dung dịch chứa acid acetic.
d-Phương pháp sinh học: Hiện nay, người ta sản xuất acid acetic chủ yếu bằng
phương pháp lên men. So với những phương pháp khác thì phương pháp này có
nhiều ưu điểm:
a. Nguyên liệu để sản xuất acid acetic bằng phương pháp lên men rất dễ kiếm.
Có thể sử dụng nguyên liệu chứa đường (nước ép trái cây, nước trái dừa, nước ép
mía ) có thể sử dụng nguyên liệu chứa tinh bột và có thể sửdụng cồn công
nghiệp.
- Nếu sản xuất từ nguyên liệu chứa tinh bột, phải qua 3 giai đoạn chuyển hóa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Thanh Bảo (2007), Nghiên cứu công nghệ chế biến giấm từ dịch ép trái
điều, đề tài tốt nghiệp, Trường ĐH Công Nghệ Sài Gòn TP Hồ Chí Minh.
( trangquynh.net/ ./45303-Nghiên-cứu-công-nghệ-chế-biến-giấm-ăn-từ-dịch-ép-trái-điều.
2. TS Trịnh Văn Dũng, Khảo sát lên men acid acetic từ nguyên liệu tự nhiên theo
phương pháp lên men nhanh, Phụ trách khoa khoa ứng dụng khoa học trường đại
học Tôn Đức Thắng
3. Nguyễn Đức Lượng, Vi sinh học công nghiệpTập 2 (2002), Nhà xuất bản ĐH
Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
4. PGS-TS Trần Thị Luyến(1998), Công nghệ chế biến sản phẩm lên men,Nhà xuất
bản nông nghiệp Tp. Hồ Chí Minh.
5 Lê Ngọc Tú (chủ biên), La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thăng,
Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Lê Doãn Diên (1997), Hóa sinh học
công nghiệp, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật hà nội.
6. Hà Duyên Tư (2006), Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm, Nhà xuất bản
khoa học kỹ thuật Hà Nội.
7. Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy,Nguyễn Thanh Hằng. Lê Thị
Lan Chi (2006), Phương pháp phân tích ngànhsản phẩm lên men, Nhà xuất bản
khoa hoc và kỹ thuật Hà Nội.
8. TS, Nguyễn Minh Trí (2008), Bài giảng Vi Sinh Vật, khoa chế biến trường ĐH
NhaTrang.
9.http://muivi.com/muivi/index.php?option=com_content&task=view&id=9906&Ite
mid=431, http://thucphamvadoisong.vn
10.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=Pmc,
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=92
679/.
70
11. Richard R. NAVARROL1,Yuzo YAMADA1, 2, Tai UCHIMURA1 , and
Kazuo KOMAGATA1, Isolated from South-east Asian Sources Puspita
LISDIYANTI 1,
1. Sakuragaoka, Setagaya-ku, Department of Applied Biology and Chemistry,
Tokyo University of Agriculture, Tokyo 156-0054, JAPAN
2. Phaholyothin Road, Klong 1, Klong Luang, Biotech Culture Collection,
BIOTEC, Pathumthani 12120, THAILAND