Khoa công nghệ thực phẩm bài tiểu luậN

• 
  Đưa pH môi trường về pH thích hợp cho Acetobacter xylinum phát triển vì Acetobacter xylinum phát triển ở pH acid (pH = 3.5 - 4.5).
  
• 
  Sát trùng môi trường: vì trong khoảng pH này, một số vi sinh vật hoại sinh
  

- Thiết bị: thiết bị rót thông thường.

- Phương pháp: ứng với mỗi lượng môi trường, lượng acid cần cho đã được tính toán sẵn. Sau khi cho acid, có thể kiểm tra điều chỉnh pH bằng phương pháp lấy mẫu đem thử hoặc sử dụng đầu dò pH.

2.6. Quá trình lên men:

- Mục đích: thu nhận sản phNm trao đổi chất bậc 1 mà sản phNm cần thu nhận chính là cellulose của Acetobacter xylinum – đây là mục đích chính của quy trình trong công nghệ lên men thạch dừa.

• 
  Sinh học: sự gia tăng số lượng tế bào vi khuẩn trong giai đoạn đầu và quá trình trao đổi chất nhằm tạo sản phẩm ngoại bào của vi khuẩn.
  
• 
  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 độ của quá trình lên men
  
• 
  
  Hóa sinh: đây là biến đổi quan trọng của quá trình lên men, Acetobacter xylinum sẽ sử dụng cơ chất là đường glucose có sẵn trong môi trường để tạo thành cellulose theo sơ đồ sau:
  

• 
  Cơ chế tạo thành sản phẩm có thể tóm tắt như sau:
  

• 
  Đầu tiên các tế bào Acetobacter xylinum sẽ tiết ra enzyme invertase để thủy phân đường saccharose thành glucose và fructose.
  
• 
  Sau đó lại tiết enzym isomerase để thực hiện phản ứng đồng phân hóa, chuyển fructose thành glucose
  
• 
  C
  ùng với quá trình đồng phân hoá, vi khuẩn tiết ra chất nhầy bao bọc xung quanh chúng, đồng thời hấp thu glucose và thực hiện các quá trình chuyển hóa tạo thành ba sản phẩm trung gian là glucose-6-phosphase, glucose-1-phosphase, UDP-glucose (Uridine diphospho-glucose) dưới tác dụng lần lượt của ba enzyme là glucokinase, phosphoglucomutase và UDP-glucopyrophospholyase:
  

Phản ứng chuyển hóa glucose-1-phosphase thành UDP- glucose nhờ enzyme UDP-glucopyrophospholyase

• 
  Công thức phân tử Uridine:
  

Tiếp theo các UDP-glucose các được polyme hóa thành các sợi cellulose dưới tác dụng của enzyme cellulose synthase trong bao nhầy. Các sợi này sẽ được đưa ra ngoài và kết hợp với nhau tạo thành một khối gel rắn chắc nổi lên trên bề mặt môi trường nuôi cấy.

• 
  Thiết bị: vì Acetobacter xylinum là vi sinh vật hiếu khí nên chọn thiết bị lên men bề mặt (ví dụ: cuvet).
  
• 
  Phương pháp: lên men tĩnh, có hoặc không bổ sung cơ chất. Vì cần thu nhận sản phảm ở dạng một khối cellulose, khối này được hình thành sau một thời gian nhất định, vì vậy không thể lên men liên tục.
  

Hình 11: thùng lên men

• 
  Mục đích: chuẩn bị
  

• 
  Cắt miếng thạch thô thành những miếng nhỏ hơn, kích thước 1 x 1.5 x 2.5 cm.
  
• 
  Tạo thành hình dạng thật cho sản phẩm.
  

• 
  Biến đổi: có sự biến đổi về vật lý, hình dạng của sản phẩm bị thu nhỏ lại cho phù hơp 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 liên 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 liên hợp có thể được sử dụng để cắt nguyên liệu thạch dừa thô. Tuy nhiên, trong sản xuất người ta dùng các hệ thống liên hợp nhau, đồng thời dùng với mục đích khác.
  

Hình 13: thiết bị cắt nhỏ thạch dừa

• 
  Mục đích: Trung hòa acid acetic dư.
  

• 
  Biến đổi: Quá trình này xảy ra những biến đổi hóa học.
  

• 
  Thiết bị và thông số: dùng những khay lớn chứa đựng sản phẩm thạch dừa thô sau đó cho dung dịch và ngâm trong vòng 10 phút. Na₂CO₃ dùng 3-5 % thích hợp nhất
  
• 
  Phương pháp: vì khi ngâm phải tốn thời gian nên để thực hiện quá trình này ta dùng phương 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 rửa lại với nước lạnh
  

- Mục đích: quá trình này nhằm mục đích chuẩn bị, sau khi rửa lại bằng Na2CO3, xả lại khối bằng nước lạnh nhằm loại hết những hóa chất còn dính trên nguyên liệu.

- Biến đổi: khi rửa lại bằng nước, hầu như không có những biến đổi gì đáng kể liên quan tới nguyên liệu.

- Thiết bị và thông số: trong sản xuất, người ta có thể rửa nguyên liệu bằng 1 hệ thống ống phun liên tục khi cho nguyên liệu thạch dừa chạy trên băng chuyền

Hình 14: xả nước lạnh vào thạch dừa

- Mục đích:

• 
  Chế biến: dùng nhiệt độ cao tác động lên khối nguyên liệu, làm khối nguyên liệu trong hơn, đẹp hơn. Đã có thể sử dụng được thạch dừa này làm thực phẩm nhưng chất lượng không cao do không có mùi vị.
  
• 
  Bảo quản: trong quá trình gia nhiệt, ta đã tiêu diệt 1 phần các vi sinh vật có trong thạch dừa.
  
• 
  Biến đổi: nhiệt độ tăng cao. Trong thực tế, người ta còn bổ sung chất tạo dai trong công đoạn này (ví dụ như CMC..), các chất này sẽ liên kết các “dây” cellulose vào nhau làm cho cấu trúc chặt chẽ hơn.
  
• 
  Thiết bị và thông số: Dùng các bình lớn rồi cho nguyên liệu vào, nâng nhiệt độ lên cao. Có thể dùng các nồi gia nhiệt trực tiếp hay dùng hệ thống trao đổi nhiệt trực tiếp hay gián tiếp.
  

• 
  Mục đích: hoàn thiện sàn phẩm. Thạch dừa thô là 1 khối trong, không mùi, không vị nên dù đã thành sản phẩm nhưng ta không thể đem nó ra bán ngoài thị trường được. Mục đích ngâm đường làm tăng độ ngọt của sản phẩm, tăng mức độ cảm quan của sản phẩm thạch.
  
• 
  Biến đổi: quá trình biến đổi chủ yếu là biến đổi vật lý, sự chênh lệch Gradiant nồng độ giữa phía trong và phía ngoài khối thạch dừa làm cho các phân tử đường khếch tán từ ngoài môi trường vào sản phẩm.
  
• 
  Thiết bị: thực hiện quá trình này trong bồn ngâm, có gia nhiệt. Mục đích của gia nhiệt làm cho các phân tử đường có động lực mạnh hơn, khuếch tán mạnh hơn và tốt hơn vào thạch dừa. Mặt khác, bồn này cần có 1 hệ thống trao đổi nhiệt nhằm làm nguội nhanh sản phẩm.
  
• 
  Thông số công nghệ: dùng dung dịch nước đường hàm lượng từ 70-80% là thích hợp cho quá trình thẩm thấu và khuếch tán vào khối nguyên liệu, nhiệt độ gia nhiệt lên tới khoảng 60-70^oC, nhiệt độ cao giúp gia tăng quá trình khuếch tán nhưng nếu quá cao các phân tử đường sẽ bị phá huỷ.
  

• 
  Mục đích: hoàn thiện sản phẩm, mặc dù đã bổ sung đường nhưng để tăng thêm mức độ hấp dẫn, giá trị cảm quan cho sản phẩm người ta bổ sung thêm các loại hương liệu và syrup.
  
• 
  Biến đổi: cũng chủ yếu là sự biến đổi về mặt vật lý do sự thẩm thấu của các cấu tử mùi và màu.
  

• 
  Mục đích: bảo quản sản phẩm.
  
• 
  Thiết bị: thạch dừa thành phẩm có thể được đóng trong những túi nhựa hay những hộp nhựa trong.
  
• 
  Thông số: tùy vào năng suất của nhà máy mà nhà sản xuất có thể chọn những thiết bị có công suất tương đương.