Lên men sản xuất thạch dừa
(Nata decoco)
từ vi khuẩn Acetobacter xylinum


- Thạch dừa (Nata de coco) là một loại thức ăn phổ
biến, có nguồn gốc từ Philippin, được tạo ra từ sự
lên men nước dừa bởi vi khuẩn Acetobacter
xylinum.
- Đây là một trong số các loại thực phẩm thương
mại đầu tiên ứng dụng từ cellulose nhờ vi khuẩn.
- Sản phẩm thạch dừa là một món ăn tráng miệng
dai, trong suốt và rất ngon, cung cấp ít năng lượng
và không chứa cholesterol.

1. Cấu trúc của thạch dừa
-
Bản chất của thạch dừa là một màng nhầy
có cấu trúc là hemicellulose.
-
Hàm ẩm của thạch dừa: 99%
-
Thạch dừa có cấu trúc mạng là các
polysaccharide, chúng sắp xếp không theo
trật tự, không theo quy luật.
-
Thành phần monosaccharide chính của
thạch dừa là socboza nằm ở dạng L-socboza

2. Vi sinh vật trong sản xuất thạch dừa

Giống vi sinh vật dùng trong sản xuất thạch dừa là
Acetobacter xylinum
- Chủng Acetobacter xylinum có nguồn từ Philippin.
- Acetobacter xylinum thuộc nhóm vi khuẩn acetic. -
- Theo hệ thống phân loại của nhà khoa học Bergey
thì Acetobacter xylinum thuộc: lớp Schizommycetes,
bộ Pseudomonadales, họ Pseudomonadieae.

-
A.xylinum là loại vi khuẩn hình que dài khoảng
2μm, gram âm, đứng riêng lẽ hoặc xếp thành chuỗi,
có khả năng di động nhờ tiên mao.
- Có khả năng tạo váng hemicellulose khá dày, bắt
màu với thuốc nhuộm Iod và H
2
SO
4
.
- A.xylinum sinh trưởng ở điều kiện pH < 5, nhiệt độ
khoảng 28-32
o
C và có thể tích luỹ 4.5% acid acetic.
- Acid acetic là sản phẩm sinh ra trong quá trình hoạt
động của vi khuẩn, nhưng khi chúng vượt quá mức
cho phép, chúng sẽ quay ngược trở lại làm ức chế
hoạt động của vi khuẩn.


Sinh lý, sinh hoá của A.xylinum
- A.xylinum hấp thụ đường glucose từ môi trường nuôi cấy. Trong

tế bào vi 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
- 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

3. Bản chất sinh hoá của quá trình
Đầu tiên các tế bào vi khuẩn sẽ tiết ra chất nhầy bao
bọc xung quanh chúng, tiếp đó là sự hình thành các
sợi cellulose được polimer hoá từ các đơn phân
glucose ở vị trí α-1,6 dưới tác dụng của enzym có
trong bao nhầy. Các sợi này ngày càng dày lên và
được kết nối với nhau tạo thành lớp cellulose bên
trong bao nhầy. Lớp cellulose này sau đó được thoát
ra khỏi tế bào hoàn toàn.


Dung dịch môi trường ban đầu có dạng huyền phù
mịn, chuyển sang dạng rời rạc, sau đó kết lại thành
khối lớn hơn, dạng gel chứa các tế bào vi khuẩn trong
đó. Bộ khung của gel là mạng lưới cellulose với thành
phần chủ yếu là nước. Nó được hình thành ở mức tối
đa chỉ 30 phút sau khi có sự tiếp xúc giữa vi khuẩn
Acetobacterium xylium với glucose và oxy.

4. Nguyên liệu trong sản xuất thạch dừa
Môi trường 1:
Acid acetic
5 ml
(NH
4
)
2
SO
4
– SA
8g
(NH
4
)
2
PO
4
2g
Saccharose 20g
Nước dừa già 1000 ml

Tỉ lệ cơm dừa/nước
(g/ml)
1/10
SA (%) 0.6
DAP 0.6
Saccharose (%) 6
Môi trường 2:

Môi trường 3:
Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/10
SA (%) 0.8
DAP (%) 0.6
Saccharose (%) 2

Môi trường 4
Tỉ lệ dứa/nước (g/ml) 1/30
SA (%) 0.8
DAP (%) 0.6
Saccharose (%) 6

Lọc
Nguyên liệu
Trộn đều
Đun sôi 30 – 45’
Để nguội
Cho acid acetic
Cấy giống
Lên men 28 -32
0
C

trong 9 – 15 ngày
Thạch dừa thơ
Nước
đường
DAP, SA
Giống
Nhân giống

Thạch dừa thô
Cắt nhỏ
(1x1.5x2cm)
Ngâm trong dd
Na
2
CO
3
3-5% trong 15’
Xả nước lạnh
Đun sôi 10 – 15’
Để ráo
Thanh trùng
Dán nhãn
xuất xưởng
Cocktail
thạch dừa
Ngâm đường
70-80%
Ngâm đường
20%
Sên lửa nhẹ

Để nguội
Dán nhãn
xuất xưởng
Mứt thạch
dừa
â óngĐ hộp
Bổ sung hương trái cây Bổ sung nước siro, hương
trái cây

Trong điều kiện tối ưu pH = 5.0 , t = 28-31
o
C, 1 lít nước được
bổ sung 100g đường , 5g (NH
4
)
2
HPO
4
, 8 ml acid acetic sẽ thu
được 483g thạch dừa thô.
Với độ ẩm thạch dừa thu được vào khoảng 96-98.6%.
Trạng thái thạch dừa tạo thành chịu ảnh hưởng nhiều của
đường. Acetobacter xylinum có thể sử dụng glucose , sucrose ,
lactose , maltose , dextrin và galactose do đó ứng với mỗi lọai
đường khác nhau mà ta sử dụng sẽ cho ra thạch dừa có trạng
thái khác nhau.

Ảnh hưởng của các loại đường khác nhau đến sự
hình thành thạch dừa trong nước dừa ở pH = 5.0
Đường Độ dày – Trạng thái Khối lượng thạch dừa

sau 15 ngày lên men
(g)
Glucose
Sucrose
Lactose
Maltose
Dextrin
Galactose
Không bổ sung đường
Dày – chắc
Dày – chắc
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
Màng mỏng – mềm
198.50
193.79
84.50
86.35
81.20
50.45
50.00

Ảnh hưởng của nồng độ sucrose đến trạng thái cấu
trúc của thạch dừa
Nồng độ sucrose (%) Độ dày – Trạng thái Khối lượng thạch dừa
sau 15 ngày lên men
(g)
2.0

4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
Không bổ sung đường
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Dày – chắc
Trung bình – chắc
Trung bình – chắc
Màng mỏng
112.08
146.45
165.76
187.54
198.58
188.78
185.65
95.88

Ảnh hưởng của nồng độ (NH
4
)
2
HPO
4


đến sự hình thành
thạch dừa
Nồng độ NH
4
H
2
PO
4
(%) Khối lượng trung bình của thạch
dừa thô từ 400 ml canh trường
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

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự hình thành thạch dừa
trong nước dừa ở pH = 5.0
Nhiệt độ
(
o
C)
Trạng thái thạch dừa Khối lượng trung bình
sau 15 ngày lên men
(g)
15
20
25
28-31
35
40
Không phát triền
Màng mỏng – mềm
Trung bình – chắc
Dày – chắc
Đặc sệt , no nata
Đặc sệt , no nata
0.00
87.50
128.82
195.02

0.00
0.00

Yêu cầu đối với thạch dừa sau lên men là phải đạt được
Cấu trúc : độ dày (1.5-3 cm), dai , chắc.
Màu sắc : trắng ngà.