QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪA
GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG
SVTH: NHÓM 1 LỚP: 11CDTP1
Danh sách sinh viên:
Nghiêm Văn Ân 3005110004
Nguyễn Thị Huyền 3005110119
Kiều Thị Yên 3005110398
Ngô Minh Phát 3005110581
Nguyễn Minh Thư 3005110269
Nguyễn Thị Hồng Gấm 3005110058
SVTH: NHÓM 1 Trang 1
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
TP.HCM. NGÀY 02 THÁNG 06 NĂM 2014
MỤC LỤC
PHẦN 1: TỔNG QUAN
I. Giới thiệu sản phẩm
Hiện nay trên thế giới những nước trồng dừa và sản xuất các sản phẩm từ dừa
nhiều nhất như: Philippin, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam…vấn đề đang được
quan tâm là lượng nước dừa hằng năm thải ra từ các nhà máy cơm dừa nạo sấy là
rất lớn và đó là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng.
Việc tận dụng nước dừa già vào sản xuất là nhu cầu cấp thiết để giải quyết vấn đề
môi trường và làm tăng giá trị sử dụng của dừa. Trong số các thành tựu đạt được,
thì vấn đề sử dụng nước dừa già để sản xuất thạch dừa là một hướng giải quyết
hiệu quả và có nhiều triển vọng.

QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
Năm 1993, thạch dừa từ Philippine được xuất khẩu sang Nhật Bản. Hơn thế
nữa, người Nhật còn cho rằng thạch dừa có thể giúp cơ thể con người chống lại
bệnh ung thư ruột kết. Trong thạch dừa có hàm lượng chất xơ cao rất tốt cho hệ
thống tiêu hoá. Thạch dừa cung cấp ít năng lượng và không chứa cholesterol
3. Cấu trúc của thạch dừa
Bản chất của thạch dừa là một màng nhày có cấu trúc là hemicellulose. Do thạch
dừa có bản chất là polysaccharide ngoại bào nên có khả năng ứng dụng vào nhiều
lĩnh vực khác nhau. Cho đến nay, việc ứng dụng thạch dừa mới chỉ ừng lại ở những
nghiên cứu chế biến thành những sản phẩm kẹo, jelly, các sản phẩm giải khát.
- Hàm ẩm của thạch dừa: Theo kết quả nghiên cứu khi khảo sát cấu trúc thạch dừa
của các thầy cô Phan Tiến Mỹ Quang, Đống Thị Anh Đào, Nguyễn Ánh Tuyết bộ môn
công nghệ hoá học và dầu khí trường Đại Học Bách Khoa TPHCM, thì thạch dừa là
một mạng polymer sinh học, có khả năng giữ nước rất lớn. Miếng thạch dừa sau khi
sấy ở 90
0
C thì mỏng như tờ giấy, bề mặt láng bóng và rất dai chắc. Kết quả xác định
hàm ẩm của thạch dừa là 99%, thể hiện rõ bản chất háo nước của thạch dừa ( do
chuỗi polymer của mạng thạch dừa chứa các nhóm –OH nên rất dễ dàng tạo liên kết
hidro với nước)
- Cấu trúc mạng polysaccharide của thạch dừa: Thạch dừa có cấu trúc mạng là các
polysaccharide, chúng sắp xếp không theo trật tự, không theo quy luật, chúng đan
xen vào nhau rất chằng chịt theo mọi phía. Do trong quá trình lên men, các vi khuẩn
Acetobacter xylinum đã chuyển động hỗn loạn không theo quy luật. Đó là nguyên
nhân tạo nên tính dai và chắc về mọi phía của miếng thạch. Bên cạnh đó, mạng luôn
luôn ngậm một lượng nước đáng kể (99%). Thành phần monosaccharide chính của
thạch dừa là socboza nằm ở dạng L-socboza, thường chứa trong vi khuẩn lên men
dịch trái cây. Công thức cấu tạo của L-socboza là :
CH
2

kinh tế rất cao bởi nó rất tốt cho quá trình lên men vừa giải quyết vấn đề môi
SVTH: NHÓM 1 Trang 6
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
trường. Tuy nhiên ở những vùng không có dừa thì vấn đề nguyên liệu lại là một
trong những điểm hạn chế dẫn đến khó ứng dụng trong sản xuất ở quy mô công
nghiệp
II.1.2. Phân loại
Nước dừa trong sản xuất thạch dừa gồm 2 loại là nước dừa già và nước dừa
non
Hình 6: Hình ảnh nước dừa
II.1.3. Thành phần hóa học của nước dừa
Trung bình một trái dừa có chứa 300ml nước, chiếm 25% trọng lượng trái
dừa. Nước dừa là loại nước giải khát phổ biến vì chứa nhiều chất dinh dưỡng như:
đường, protein, lipid, vitamin và khoáng nhưng với nồng độ rất thấp
Bảng 1: Thành phần hóa học của nước dừa già và nước dừa non
STT Thành phần Nước dừa già Nước dừa non
1 Tổng chất rắn
(%)
5.4 6.5
2 Đường khử (%) 0.2 4.4
3 Khoáng (%) 0.5 0.6
4 Protein (%) 0.1 0.01
5 Chất béo (%) 0.1 0.01
6 Acid (mg %) 60.0 120.0
7 pH 5.2 4.5
8 K (mg %) 247.0 290.0
9 Na (mg %) 48.0 42.0
10 Ca (mg %) 40.0 44.0
SVTH: NHÓM 1 Trang 7
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG

Bảng 3: Các acid amin có trong nước dừa
STT Acid amin Hàm lượng
(% khối lượng/amin tổng số)
1 Acid glutamic 14.5
2 Arginine 12.75
3 Leucine 4.18
4 Lysine 4.51
5 Proline 4.12
6 Aspartic 3.6
SVTH: NHÓM 1 Trang 8
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
7 Tyrosine 2.83
8 Almine 2.41
9 Histidine 2.05
10 Phenyl alanin 1.23
11 Senine 0.91
12 Cystein 1.17
• Vitamins
• Nước dừa non có chứa acid ascorbic (vitamin C) và các vitamin nhóm B.
• Lượng vitamin C trong khoảng 2,2 – 3,7 mg/ml và lượng này giảm dần khi cơm dừa
cứng dần.
Bảng 4: Các vitamin nhóm B trong nước dừa
Vitamin nhóm B trong nước dừa
Acid nicotinic 0.64 microgram / ml
Acid Pantothenic 0.52 microgram / ml
Biotin 0.02 microgram / ml
Riboflavin < 0.01 microgram / ml
Acid Folic 0.003 microgram / ml
Thiamine
Pyridoxine

II.1.5. Mặt trái của nước dừa
Nước dừa chứa lượng Kali cao làm mất cân bằng hệ điện phân trong tế bào,
ngoài ra nước dừa còn chứa khá nhiều đường không thích hợp cho người bị bệnh
tiểu đường và béo phì.
Theo quan điểm dân gian thì nước dừa thuộc âm, tức là có tính giải nhiệt,
làm mát, làm mềm yếu gân cơ, hạ huyết áp. Nước dừa rất có hại cho sức khỏe nếu
uống nhiều và thường xuyên (3 – 4 trái/ngày) nhất là bệnh nhân suy nhược, huyết
áp thấp, người hay lạnh. Lạm dụng nước dừa có thể phát sinh ra các bệnh: huyết áp
thấp, cườm nước (mắt), nhức đầu kinh niên, suy nhược thần kinh, thấp khớp, mỏi
mệt gân cốt, trĩ nội, rong kinh, lòi dom, dễ xuất huyết nội…
Nước dừa chỉ có hại khi ta lạm dụng hay sử dụng vào các trường hợp bệnh
cấm kỵ dùng (trĩ, huyết áp thấp, cảm lạnh, thấp khớp, mệt tim do lạnh…). Dùng
nước dừa không đúng lúc cũng có hại như dùng nước dừa với đá vào buổi tối (3 yếu
tố âm cộng lại: nước dừa, lạnh, buổi tối) rất dễ bị bệnh.
II.1.6. ứng dụng của nước dừa
Do thành phần hóa học có trong nước dừa rất đa dạng và có giá trị dinh
dưỡng nên nước dừa đã được sử dụng như một loại nước giải khát phổ biến. Cải
thiện nước dừa bằng các chất chống oxy hoá như acid ascorbic, thêm đường 8 –
10% và điều chỉnh pH về 4.2 – 4.3, cho vào 0.1 – 0.15% sodium citrate hoặc sodium
benzoate.
Nuớc dừa còn là môi trường nuôi cấy vi khuẩn. Một số nhà khoa học tin rằng
nó không những thích hợp mà còn kích thích sự tăng trưởng của vi khuẩn .
Nước dừa dùng để nuôi nấm men Saccharomyces fragilis tạo ra protein đơn
bào bổ sung nguồn protein thực phẩm cho con người. Dùng nước dừa để nuôi nấm
men có ưu điểm là không cần bổ sung một số chất dinh dưỡng .
Nước dừa dùng để sản xuất thạch dừa. Thạch dừa là sản phẩm hiện nay rất
được phổ biến và ưa chuộng.
Ở những vùng có nhiều dừa thì sản xuất thạch dừa từ nguồn nguyên liệu
nước dừa già có hiệu quả kinh tế rất cao bởi nó vừa rất tốt cho quá trình lên men
lại vừa giải quyết được vấn đề môi trường (nước dừa già là phế thải từ các nhà

váng thay đổi tuỳ loại:
▫ Acetobacter xylinum: tạo thành váng cellulose khá dày và chắc.
▫ Acetobacter orleanoe: tạo thành váng mỏng nhưng chắc.
▫ Acetobacter pasteurianum: tạo thành váng khô và nhăn nheo.
▫ Acetobacter suboxydans: tạo thành váng mỏng dễ tan rã.
▫ Acetobacter curvum: sinh acid acetic với nồng độ cao nhưng tạo thành
váng không chắc chắn.
→ Do những ưu điểm vượt trội nên Acetobacter xylinum được ứng dụng
trong sản xuất thạch dừa.
− Vi khuẩn Acetobacter có khả năng đồng hóa muối và phân giải peptone. Một
số loài đòi hỏi một số vitamin nhất định như acid pantothenic, các acid amin như:
valin, alanin, isoleucin, proline… và các chất khoáng K, Mg, Ca, Fe, P, S… ở dạng
muối vô cơ, hữu cơ hoặc hợp chất hữu cơ. Do đó, các môi trường bia, dịch tự phân
SVTH: NHÓM 1 Trang 11
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
nấm men, nước mạch nha, nước trái cây… là nguồn dinh dưỡng rất tốt cho sự phát
triển của vi khuẩn Acetobacter
II.2.3. Phân loại giống vi khuẩn Acetobacter
Đến nay đã có nhiều tác giả đề cập đến vấn đề phân loại các loài vi khuẩn
giống Acetobacter, nhưng đáng chú ý nhất là bảng phân loại Acetobacter của J-
Frateur vào năm 1950. Theo cách phân loại này, acetobacter có các loài quan trọng
sau:
• Acetobacter aceti: trực khuẩn ngắn, không chuyển động và chúng có thể liên kết với
nhau thành chuỗi dài. Chúng bắt màu vàng với iod, có thể sống ở nồng độ cồn khá
cao (11%) và có khả năng oxy hóa cồn tạo thành 6% acid acetic. Nhiệt độ phát triển
tối ưu của chúng là 34
0
C. Nếu nhiệt độ cao quá 40
0
C sẽ gây ra hiện tượng co tế bào

là một loại nước có hương vị thơm dùng để pha chế thức uống giải khát trong gia
đình rất bổ dưỡng.
• Tiến hành pha như sau: pha đường 6 – 7%(có chè càng tốt), thêm một ít rượu 2 –
3%, cho vào để hở vài ngày, vi khuẩn sẽ tạo thành váng, nước hơi chua, lấy nước
đem dùng, váng để lại cho lên men mẻ mới nhưng không cần phải cho rượu, chỉ cần
cho thêm nước đường vào.
SVTH: NHÓM 1 Trang 12
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
• Làm dấm ăn (acid acetic): nước dừa bổ sung thêm đường cho đạt tới nồng chất
khô 15%, đây là môi trường lý tưởng để lên men rượu và từ đó lên men dấm
• Ngoài khả năng oxy hoá ethanol thành acid acetic, một số loài Acetobacter còn tổng
hợp được vitamin B1, B2, oxy hóa sorbic thành đường sorbose (dùng trong công
nghiệp sản xuất vitamin C)…
II.2.5. Phân lập giống vi khuẩn Acetobacter
Vi khuẩn Acetobacter có thể được phân lập từ dấm, rượu, bia, hoa quả, chuối
chín, váng giấm Ví dụ: muốn phân lập vi khuẩn acetobacter từ không khí, người ta
pha rượu thành dung dịch 5 – 6% (hoặc theo kinh nghiệm dân gian, chỉ cần lấy một
phần rượu hòa với 7 phần nước lã, đựng trong cốc miệng rộng, giữ ở tủ ấm 30
0
C
trong 2 – 3 ngày. Rượu sẽ đục và trên bề mặt xuất hiện một váng mỏng. Lấy váng
mỏng này pha loãng ra, và phân lập trên môi trường thạch dĩa.
Để ức chế sự phát triển của các loại nấm men Mycoderma (thường phát triển
đồng thời với sự phát triển của vi khuẩn Acetobacter), người ta bổ sung vào môi
trường phân lập 1 – 1.5% acid acetic.
II.2.6. Giống Acetobacter xylinum
Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic. Quá trình lên men acetic được coi
là quá trình lên men dấm nhưng thực chất là một quá trình oxy hóa A. xylinum là
loài vi khuẩn tạo được BC nhiều nhất trong tự nhiên. Một tế bào A. xylinum có thể
chuyển hoá 108 phân tử glucose thành cellulose trong 1 giờ

II.2.9. Sinh lý, sinh hóa
Acetobacter xylinum là vi sinh vật hiếu khí bắt buộc, cho phản ứng catalase
dương tính; có khả năng oxy hoá tiếp tục ethanol thành acid acetic CH
3
COOH,CO
2
và
H
2
O; chuyển hoá được glucose thành acid, glycerol thành dihydroxyaceton,tổnghợp
được cellulose nhưng không có khả năng sinh trưởng trên môi trường Hoyer và
không tạo sắc tố nâu
Theo Hestrin (1947), pH tối ưu để A. xylinum phát triển là 4,5 và nó không
phát triển ở 37
0
C ngay cả trong môi trường dinh dưỡng tối ưu. Theo Bergey, nhiệt
độ tối ưu để A. xylinum phát triển là 25 – 30
0
C. Còn theo Marcormide (1996) thì A.
xylinum có thể phát triển ở pH từ 3 – 8, nhiệt độ là 12 – 35
0
C và nồng độ ethanol lên
đến 10%
Nguồn carbohydrate mà A. xylinum sử dụng cho khả năng tạo sinh khối cao
là glucose, fructose, mannitol, sorbitol; hiệu suất sẽ thấp hơn khi sử dụng glycerol,
lactose, sucrose, maltose; và hiệu suất bằng 0 nếu sử dụng sorbose, mannose,
cellobiose, erythritol, ethanol và acetat
Một số đặc điểm khác:
Bảng 5: đặc điểm sinh hóa của A.xylinum
SVTH: NHÓM 1 Trang 14

khuẩn, glucose này sẽ kết hợp với acid béo tạo thành một tiền chất nằm trên màng tế
bào. Kế đó nó được thoát ra ngoài tế bào cùng với một enzyme. Enzyme này có thể
polyme hoá glucose thành cellulose.
- A.xylinum tạo nên lớp cellulose dày là do môi trường nuôi cấy nước dừa có bổ
sung các chất dinh dưỡng cần thiết. Cellulose là những polisaccharide không tan trong
nước mà tan trong môi trường kiềm. Đó cũng là thành phần chính của màng tế bào
thực vật.
- Polysaccharide của vi sinh vật thường được tích tụ đáng kể trong các môi
trường lỏng. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các oligo và polysaccharide. Lượng các
oligo và các polysaccharide nội bào có thể đạt tới 60% trọng lượng khô của tế bào.
- Tất cả các oligo và polysaccharide được tổng hợp bằng cách kéo dài chuỗi
saccharide có trước nhờ vào việc thêm vào đơn vị monosaccharide. Đơn vị
monosaccharide được thêm vào tham gia phản ứng ở dạng nucleotide,
monosaccharide được hoạt hoá thường là dẫn xuất của các uridin diphosphat (UDP-X)
nhưng đôi khi cũng với các nucleotide, purin và các pirimidin khác.
- Sự tổng hợp diễn ra theo các phản ứng sau:
…X-X-X-X- + UDP-X = …X-X-X-X-X + UDP
n nhánh (n+1) nhánh
- Cơ chế quá trình sinh tổng hợp diễn ra theo sự tổng hợp các loại polysaccharide phân
nhánh hiện chưa rõ.
- Người ta cho rằng thứ tự các gốc đường và tính đặc trưng tham gia của chúng vào
chuỗi polysaccharide phụ thuộc vào các enzyme transferase
SVTH: NHÓM 1 Trang 15
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
- Acetobacter xylinum sống thích hợp ở nhiệt độ 28-32
o
C. Ở nhiệt độ này quá trình hình
thành các sản phẩm trong đó có thạch dừa là tốt nhất.
2.2.11.Một số biến đổi trong quá trình lên men
- Sự thay đổi pH trong quá trình lên men: một trong những điều kiện quan trọng

Giống
Bổ sung chất màu,
chất mùi
Lên men 10 – 12
ngày
Thạch dừa thô
Ngâm đường dịch
đường
Tách khối cellulose
Rửa
Để ráo
Cắt nhỏ
1×2×2,5 cm
Đun sôi 10 – 15
phút
Xả nước lạnhNgâm Na
2
CO
3

(3-5% trong 10
phút)
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
2. Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ
2.1. Nguyên liệu
- Nguyên liệu được sử dụng chủ yếu là nước dừa già thu nhận từ các nhà máy cơm dừa
nạo sấy. Do nước dừa là môi trường lý tưởng với các thành phần dinh dưỡng rất tốt
cho sự phát triển của vi sinh vật nên không thể tồn trữ nước dừa trong điều kiện bình
thường, nhiều ngày mà chỉ có thể tiếp nhận mỗi ngày với số lượng vừa đủ để sản xuẩt.
Tuy nhiên, để đảm bảo nguồn nguyên liệu cho sản xuất lâu dài thì cần có chiến lược về

- Thiết bị: bình chứa và thiết bị rót thông thường.
- Phương pháp: bổ sung chất dinh dưỡng gồm (NH
4
)
2
SO
4
, (NH4)
2
HPO
4
và Saccharose
với tỷ lệ thành phần như trong môi trường MT5 vào phối trộn với dịch lọc trong thiết
bị tiệt trùng.
II.4. Thanh trùng_làm nguội
• Mục đích:
SVTH: NHÓM 1 Trang 19
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
• Tiệt trùng: Tiêu diệt hệ vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm, các vi sinh vật khác và
vô hoạt các enzyme có trong dung dịch, chuẩn bị cho quá trình lên men.
Tạo điều kiện hòa tan tốt chất dinh dưỡng vào dịch lọc.
Làm nguội: đưa dung dịch nước dừa về nhiệt độ thích hợp cho Acetobacter xylinum
phát triển (28-32°C).
• Biến đổi:
• Hóa học: quá trình tiệt trùng sẽ làm biến đổi một số thành phần hóa học của nước dừa,
ví dụ như mất một số vitamin.
• Sinh học: vô hoạt enzyme và tiêu diệt vi sinh vật.
• Thiết bị: thiết bị gia nhiệt (vỏ áo, )
Hình 10: Thiết bị gia nhiệt
II.5. Chỉnh pH

o Sau đó lại tiết enzym isomerase để thực hiện phản ứng đồng phân hóa, chuyển fructose
thành glucose
o Cùng 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
SVTH: NHÓM 1 Trang 21
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
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 thành glucose-6-phosphase dưới tác dụng của
enzyme glucokinase
Phản ứng đồng phân hóa glucose-6-phosphase thành glucose-1-phosphase
nhờ enzyme
phosphoglucomutase
SVTH: NHÓM 1 Trang 22
QUI TRÌNH SẢN XUẤT THẠCH DỪAGVHD:NGUYỄN THỊ THU SANG
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

lợi vì nó tạo mùi và vị không thích hợp. Chính vì vậy cần dùng Na2CO3 để trung hòa.
- Biến đổi: Quá trình này xảy ra những biến đổi hóa học.
CH
3
COOH+Na
2
CO
3
 CH
3
COONa + CO
2
+ H
2
O
- 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. Na
2
CO
3
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 Na
2
CO
3
vào qua hệ thống ống dẫn. Sau thời gian ngâm ta đem
miếng thạch rửa lại với nước lạnh
2.9. Xả nước lạnh