Nguyễn Thị Mai Hiền * Nguyễn Minh Thủy

* Tác giả liên hệ (ntmhien@nomail.com)

Abstract

Traditionally, vinegar production is performed using parts of too ripe fruits or by-product of fruit processing. Vinegar could be produced using sugar and starch, which are substrates for ethanol fermentation then
acetic acid fermentation. Bacterium used for  ermentation of vinegar (acetic acid bacterium) is Acetobacter which transforms ethanol (C2H5OH) into acetic acid (CH3COOH) by oxidation. In this study, vinegar was produced using bananas by controlling main factors affecting the acetic acid production, including alcohol concentration (5 to 9% v/v), sugar concentration (0 to 75 g/L) and bacteria cell population (104 to 106 cells A. aceti/mL). The Response Surface Methodology was adopted to optimize the process parameters including alcohol content, sugar content, and A. aceti population for the vinegar fermentation. The correlation between the experimental data and the predicted model was quite good (R2=0.97). For banana vinegar, the maximum acidity was obtained (4%) at 5% of alcohol level, sugar content of 20.62 g/L and A. aceti cell concentration of 105 cell per mL for 6 weeks at 37-38oC.

Keywords: Acetobactor aceti, ethanol, sugar, vinegar banana, response surface methodology

Tóm tắt

Theo truyền thống, sản xuất giấm nhằm tận dụng một lượng lớn tỷ lệ trái cây ở giai đoạn trái quá chín hoặc các phần trái cây loại ra từ các cơ sở chế biến. Giấm có thể được sản xuất từ nguyên liệu có đường và tinh bột, là chất nền cho quá trình lên men tạo rượu và tiếp theo là quá trình lên men tạo acid acetic. Vi khuẩn lên men giấm (vi khuẩn acid acetic) là giống Acetobacter với đặc tính chuyển đổi rượu ethylic (C2H5OH) thành acid acetic (CH3CO2H) bởi quá trình oxy hóa. Trong nghiên cứu này, giấm được sản xuất từ ?chuối với việc kiểm soát các thông số ảnh hưởng chủ yếu đến khả năng tạo acid acetic, bao gồm nồng độ rượu (5á9% v/v), nồng độ đường (0á75 g/L) và mật số vi khuẩn A. Aceti trong khoảng 104 đến 106 tế bào/mL.Phương pháp mô hình bề mặt đáp ứng được chọn nhằm tối ưu hóa các thông số của tiến trình như hàm lượng rượu, đường và mật số tế bào vi khuẩn cho quá trình lên men giấm vang chuối. Tương quan giữa hàm lượng acid acetic thực nghiệm và tính toán theo phương trình được tìm thấy(R2=0,97). Giấm chuối đạt hàm lượng acid acetic cao (4%) khi lên men trong thời gian 6 tuần ở nhiệt độ phòng(37-38oC) với dịch lên men chứa 5% ethanol, hàm lượng đường 20,62 g/L và mật số vi khuẩn 105 tế bào/mL.

Từ khóa: Acetobactor aceti, ethanol, đường, giấm chuối, mô hình bề mặt đáp Ứng

Article Details

Tài liệu tham khảo

Aranda, A. and M. Delolmo, 2003.Response to acetaldehyde stress in the yeast Saccharomyces cerevisiaeinvolves a strain-dependent regulation of several ALD genes and is mediated by the general stress response pathway. Yeast, 20: 747-759.

Awad, H.M., R. Diaz, R.A. Malek, N.Z. Othman,R.A. Azizand H.A. El Enshasy, 2012. Efficient production process for food grade acetic acid by Acetobacteracetiin shake flask and in bioreactor Cultures. E-Journal of Chemistry,Volume 9 (2012), Issue 4, Pages 2275-2286.

Benito Á.G, 2005. Application of molecular techniques for identification and enumeration of acetic acid bacteria. http://www.uco.es/vinegarnetwork/tesis/tesis_Gonzalez.pdf, accessed on 01/01/2014.

Brock, T.D and M.T. Madigan (1991). Biology of microorganisms (6thEdition). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

Gullo, M. and P. Giudici, 2008. Acetic acid bacteria in traditional balsamic vinegar: Phenotypic traits relevant for starter cultures selection. International Journal of Food Microbiology, 125 (2008) 46–53.

Gullo, M., C. Caggia, L. Devero and P. Giudici, 2005. Characterization of acetic acid bacteria in traditional balsamic vinegar. Int. J. Food Microbiol., 106: 209-212.

Horiuchi, J. I., Kanno, T., & Kobayashi, M, 1999. New vinegar production from onions. Journal of bioscience and bioengineering, 88(1), 107-109.

Horiuchi, J. I., Kanno, T., & Kobayashi, M, 2000. Effective onion vinegar production by a two-step fermentation system. Journal of bioscience and bioengineering, 90(3), 289-293.

Kadere, T.T., T. Miamoto, R.K. Oniang`o, P.M. Kutima and S.M. Njoroge, 2008. Isolation and identification of genera Acetobacterand Gluconobacterin coconut toddy (mnazi). Afr. J. Biotechnol., 7: 2963-2971.

Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng và Lê Thị Lan Chi, 2009. Các phương pháp phân tích ngành Công nghệ lên men. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 331 trang.

Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Anh, Nguyễn Thúy Hương và Phan Thị Huyền, 2004. Công nghệ Enzyme. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh. 534 trang.

Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Văn Thành và Bùi Thị Thúy Ngân, 2011.Tuyển chọn các dòng nấm men được phân lập từ nước thốt nốt. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 18b, trang 117–126. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. ISSN 1859-2333.

Sossou S.K., Ameyapoh Y, Karou SD, de Souza C,2009. Study of pineapple peelings processing into vinegar by biotechnology. Pak J.Biol.Sci.;12(11):859-65.

Valli, M., M. Sauer,P. Branduardi, N. Borth, D. Porro and D. Mattanovich,2006. Improvement of lactic acid production in Saccharomyces cerevisiaeby cell sorting for high intracellular pH. Applied Environ. Microbiol., 72: 5492-5499.

Valli, M., M. Sauer, P. Branduardi, N. Borth, D. Porrot and D. Mattanovich, 2005. Intracellular pH distribution in Saccharomyces cerevisiaecell populations, analyzed by flow cytometry. Applied Environ. Microbiol., 71: 1515-1521.

Zahoor, T., F. Siddique and U. Farooq, 2006. Isolation and characterization of vinegar culture (Acetobacteraceti) from indigenous sources. British Food Journal, Vol. 108 Iss: 6, pp.429 – 439