MỞ ĐẦU Táo mèo có nguồn gốc ở vùng ôn đới ẩm phía Bắc, khi xuống đến Việt Nam chỉ thấy phân bố rải rác ở vùng núi giáp biên giới với Trung Quốc, có tên khoa học là Docynia indica (thuộc chi Docynia). Táo mèo mọc trên những núi đá với độ cao trên 1000m, mỗi năm chỉ ra quả một mùa, quanh năm hấp thụ sương gió của núi trời. Táo mèo với những thành phần polyphenol, vitamin (C-B) và kali cao hơn so với các dạng táo khác, có công dụng là điều trị các chứng rối loạn tiêu hóa, kháng khuẩn, cường tim, làm giãn động mạch vành, chống rối loạn nhịp tim, hạ áp, bảo vệ tế bào gan, tăng cường miễn dịch, trấn tĩnh an thần, chống co thắt, ức chế quá trình ngưng tập tiểu cầu, điều chỉnh rối loạn lipit máu, xơ vữa động mạch, huyết áp cao [3, 4]. Trong số các sản phẩm của ngành công nghiệp thực phẩm, dấm ăn thuộc nhóm sản phẩm hàng đầu về mức tiêu thụ.
Dấm làm từ quả táo mèo được khuyến cáo có tác dụng tốt cho hệ tuần hoàn máu, phòng chống bệnh tăng huyết áp, chống viêm họng, giảm béo, giảm hàm lượng cholesterol, hỗ trợ quá trình tiêu hóa, hỗ trợ an thần, tạo giấc ngủ tốt ngăn chặn quá trình lão hóa, giảm quá trình hình thành phát triển tế bào ung thư. Dấm táo mèo còn có nguồn gốc hữu cơ được lên men bằng chủng komagataeibacter saccharivorans A2, có khả năng chịu nồng độ ethanol cao, nồng độ axit cao, chịu nhiệt tới 40oC và có khả năng sinh tổng hợp axit axetic cao. Mật ong là một sản phẩm tốt được mọi người biết tới từ lâu. Các nghiên cứu cho thấy mật ong rất có lợi cho sức khỏe bởi nó có nhiều thành phần hữu cơ nên cơ thể có thể chuyển hóa nó dễ dàng trong khi đường được cung cấp cho cơ thể ảnh hưởng tiêu cực đến mức độ glucose trong máu.
Hiện tại, nó được dùng khá phổ biến trong các hộ gia đình và cũng được sử dụng nhiều trong các dạng thực phẩm chức năng. Mật ong được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, làm thức ăn bổ dưỡng cho người lớn và trẻ nhỏ, chữa viêm loét dạ dày hành tá tràng, thuốc ho. Dấm táo và mật ong đều là những sản phẩm thực phẩm có nhiều công dụng rất tốt. Dấm táo rất chua nên khó uống, khi kết hợp với những giọt mật ong, nó sẽ có vị 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu hài hòa hơn và kết hợp được nhiều công dụng của chúng với nhau.
Hiện nay sản phẩm chế biến từ táo mèo trên thị trường chủ yếu là dạng lỏng. Bột dấm táo mèo mật ong được nghiên cứu dựa trên mục đích kéo dài thời gian bảo quản, tăng tính tiện dụng, tạo ra một dạng sản phẩm chức năng mang tính tiện dụng hỗ trợ việc phòng và chữa bệnh, tạo ra một sản phẩm có lợi cho sức khỏe cộng đồng từ nguyên liệu sẵn có trong nước. Luận văn này là một phần nội dung nghiên cứu thuộc Dự án cấp Nhà nước: “Hoàn thiện công nghệ sản xuất một số sản phẩm đồ uống từ quả táo mèo” và đã thu được các kết quả như sau: - Xác định các điều kiện kỹ thuật thích hợp cho quá trình lên men dấm táo mèo từ chủng K. saccharivorans A2 - Xây dựng quy trình sản xuất dấm táo mèo dạng lỏng theo phương pháp lên men chìm.
- Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột dấm táo mèo mật ong. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu CHƢƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về cây táo mèo Táo mèo có tên khoa học là Docynia indica (thuộc chi Docynia). Theo ghi nhận trên thế giới có tới 280 loài cây thuộc chi này.1: Táo mèo Táo mèo là loại cây gỗ nhỏ, cao 5-6m hoặc hơn, cây non hoặc cây chồi có gai, phân cành nhiều.
Cây ưa sáng, ưa khí hậu ẩm mát của vùng ôn đới, nhiệt độ trung bình năm từ 15-18oC, lượng mưa từ 1500-3800 mm/năm (Sapa). Hàng năm vào tháng ba là mùa ra hoa, hoa màu trắng có ba đến bốn cánh; tháng 7-11 là mùa quả, hình cầu, kích thước đa dạng 3-4 cm gọi là táo bi và 6-7cm gọi là táo to, khi chín có màu hồng phấn hoặc vàng trong, mùi thơm và ăn có vị chua chat [7]. Thành phần hóa học có trong táo mèo bao gồm: các axit hữu cơ, vitamin C, B, hydratcacbon, chất xơ, tannin, polyphenol, chất khoáng… Phân bố: Việt Nam: Điện Biên (Tuần Giáo, đèo Pha Đin), Lai Châu (Sìn Hồ), Lào Cai (Sa Pa), Hà Giang (Đồng Văn, Quản Bạ, Mèo Vạc); Yên Bái (Mù Cang Chải). Thế giới: Trung Quốc, Ấn Độ, Myanma.
Công dụng của táo mèo: Hiện nay các thông tin về công dụng của dấm táo mèo liên quan đến sức khỏe con người được người dân tìm hiểu trên sách báo, internet,…đã đánh giá dấm táo mèo có nhiều công dụng cho sức khỏe con người. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu Theo y học cổ truyền, táo mèo có vị chua ngọt, tính ấm đi vào gan, vị, tỳ, có tác dụng tốt đối với hệ tiêu hóa do tăng tiết axit mật và men tiêu hóa. Với trẻ em hay bị ợ sữa, trớ sữa do ăn sữa không tiêu dùng táo mèo giúp trẻ tiêu hóa tốt. Những người có thói quen ăn nhiều mỡ mắc bệnh rối loạn tiêu hóa có thể sử dụng táo mèo kích thích tiêu hóa rất tốt [4].
Qua nghiên cứu trong phòng thí nghiệm dịch chất táo mèo có thể ức chế trực khuẩn ecoli, trực trùng lị, bạch cầu, thương hàn và nhiều loại vi khuẩn khác. Để hấp thụ độc tố của vi khuẩn trong đường ruột ta có thể sao đen táo mèo, sau đó nghiền mịn và uống. Theo nghiên cứu hiện đại cho thấy táo mèo có tác dụng làm giãn động mạch vành, khỏe tim, chống rối loạn nhịp tim, bảo vệ tế bào gan, tăng cường miễn dịch cho cơ thể, chống đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim, béo phi, xơ vữa động mạch, điều chỉnh rối loạn lipit, chống nghẽn mạch, cải thiện việc tuần hoàn, giúp giảm cholesterol, chống được việc hình thành các cục máu đông trong mạch máu [4]. Các nghiên cứu trong nƣớc Do nhu cầu của thị trường về các sản phẩm từ táo mèo ngày càng tăng cao chính vì thế việc nghiên cứu về táo mèo ngày càng nhiều.
Để hạn chế việc khai thác, chặt phá rừng tràn lan các tỉnh Lào Cai, Sơn La đã có kế hoạch triển khai xây dựng có trọng điểm vùng nguyên liệu táo mèo. Đề tài: “Nghiên cứu chọn giống và trồng thâm canh cây đa mục đích (táo mèo- docynia india) của tỉnh Lào Cai” đã được triển khai từ năm 2011 với nội dung lựa chọn được giống cây táo mèo có nhiều tiềm năng, phù hợp với Lào Cai cũng như khoanh vùng trồng thâm canh cây táo mèo đã được lựa chọn tại khu vực này. Năm 1998, tỉnh Sơn La đã triển khai đề tài: “Ứng dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật vào sản xuất rượu vang từ quả Sơn Tra”. Sản phẩm tạo ra đạt tiêu chuẩn chất lượng, an toàn VSTP, được thị trường chấp nhận.
4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu 1. Vi khuẩn Axetic Axit Bacteria (AAB) trong lên men dấm. Trong tự nhiên, một số vi sinh vật có khả năng sinh axit axetic từ quá trình oxy hóa ethanol trong điều kiện hiếu khí bắt buộc gọi là vi khuẩn axetic. Đó là loại vi khuẩn Gram âm, hiếu khí bắt buộc, có khả năng di động hoặc không, hình elip đến que, ở dạng đơn mỗi tế bào hoặc dạng cặp đôi hoặc dạng chuỗi gồm nhiều tế bào nối lại với nhau.
Quá trình chuyển hóa ethanol thành axit axetic bởi nhóm vi khuẩn này gọi là quá trình lên men axetic và được ứng dụng trong sản xuất dấm. Cùng tạo ra sản phẩm axit axetic nhưng quá trình lên men axetic có bản chất khác với lên men axetat. Quá trình lên men axetic là quá trình chuyển hóa hiếu khí, vi khuẩn axetic sử dụng trực tiếp các điện tử từ ethanol và oxi là chất nhận điện tử cuối cùng. Vi khuẩn axetic thuộc họ Acetobacteraceae xếp vào hạng Rhodospirillales, là một bộ phận của Alphaproteobacteria.
Dựa vào các phương pháp phân loại truyền thống và phương pháp di truyền hiện đại, một số nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra các quan điểm phân loại AAB. Đến nay họ AAB được chia thành các chi chính sau: Acetobacter, Axit omonas, Ameyamaea, Asaia, Gluconacetobacter, Gluconobacter, Granulibacter, Komagataeibacter, Kozakia, Neoasaia, Saccharibacter, Swaminathania và Tanticharoenia. Tuy nhiên trong tương lai sẽ có các loài mới được tìm thấy và bổ sung vào hệ thống cây phân loại AAB [3]. Trong sản xuất mỗi phương pháp khác nhau cần phải chọn những chủng vi khuẩn có đặc tính thích hợp để quá trình lên men đạt hiệu quả cao nhất.
Các chủng vi khuẩn axetic được lựa chọn phải thỏa mãn một số yêu cầu: - Phải oxi hóa rượu tốt nhất và oxi hóa dấm thấp nhất. - Phải tạo ra dấm có chất lượng tốt (thơm, có nồng độ axit axetic cao). - Chịu được nồng độ cồn, axit cao và chịu được nhiệt độ cao. - Các tính chất ban đầu của chúng phải giữ nguyên trong suốt quá trình.
- Điều kiện nuôi cấy, phân lập và bảo quản giống đơn giản, không tốn kém. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn Thạc sĩ Sinh học Phạm Thị Hậu Trong số các vi khuẩn axetic họ Acetobacteraceae, chỉ một số loài thuộc chi Acetobacter (A.) có khả năng sinh tổng hợp axit axetic cao, được ứng dụng phổ biến trong lên men dấm Đặc điểm trao đổi chất [2]: Một trong những đặc điểm chính của AAB là khả năng oxi hóa nhiều nguồn cơ chất và tích lũy sản phẩm trao đổi chất trong môi trường mà không gây độc cho sự tồn tại và phát triển của vi khuẩn. Khả năng này là do hoạt động của enzyme dehydrogenase trong màng tế bào. Sự chuyển hóa ethanol: sự oxi hóa ethanol thành axit axetic là một đặc điểm chính của AAB.
Sự oxi hóa ethanol bởi AAB xảy ra qua 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: Ethanol bị oxi hóa thành acetaldehyde. Giai đoạn 2: Acetaldehyde bị hydrat hóa thành axit axetic. Hai enzyme đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxi hóa là enzyme của màng tế bào chất: alcohol dehydrogenase và aldehyde dehydrogenase. Chuyển hóa rượu đa chức: Đa số các AAB có khả năng oxi hóa rượu ethanol thành đường, manitol thành fructose, sorbitol thành sorbose và eritritol thành eritrolose.
Một khả năng rất quan trọng của chúng là sử dụng glycerol như nguồn C và chuyển hóa chúng thành dihydroxyacetone, một lượng nhỏ được sử dụng để tổng hợp năng lượng.