Sử dụng chế phẩm sinh học lên men sản xuất tiêu trắng

-1-<br /> <br /> PHẦN MỞ ĐẦU<br /> Hồ tiêu không chỉ là loại hạt gia vị quen thuộc trong gia đình mà còn là loại<br /> cây công nghiệp mang lại giá trị kinh tế cao cho người nông dân. Hằng năm đem<br /> lại nguồn thu ngoại tệ lớn cho đất nước. Những năm gần đây, cây tiêu đã trở thành<br /> một trong những loại cây trồng chủ lực của cây công nghiệp, không chỉ giúp người<br /> dân xóa đói giảm nghèo mà còn là cây mang lại cuộc sống giàu có cho nhiều hộ<br /> nông dân. Vì thế việc trồng, chế biến và xuất khẩu hồ tiêu đã được nước ta ưu tiên<br /> chú trọng đầu tư và phát triển.<br /> Mặt khác yêu cầu của người tiêu dùng ngày càng cao về chất lượng sản<br /> phẩm, do hiện nay việc sản xuất tiêu sọ còn mang tính thủ công, có sử dụng hóa<br /> chất như H2O2, CaO, HCl… ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng, nước thải<br /> sau khi sản xuất tiêu sọ có các chất màu, mùi và tính sát khuẩn mạnh nên tiêu diệt<br /> hệ vi sinh vật gây ô nhiễm môi trường, mất cân bằng sinh thái.<br /> Lâu nay, người trồng tiêu thường có thói quen, sau khi thu hoạch chỉ phơi khô,<br /> sau đó đem vào máy chà để loại cuống và lá rồi bán cho các thương lái, hoặc sản<br /> xuất bằng cách ngâm nước, chà rửa và sử dụng hóa chất để làm tiêu sọ. Chưa ai<br /> thực sự quan tâm đến khâu phơi, sơ chế đúng tiêu chuẩn, nên hạt tiêu đen thường bị<br /> nhiễm bụi, vi khuẩn, nấm mốc... gây tác hại cho người tiêu dùng, giá lại thấp, nhất<br /> là không có giá trị xuất khẩu. Trong khi tiêu trắng (tiêu sọ) vừa đảm bảo các tiêu<br /> chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, lại có giá trị xuất khẩu khá cao (gấp 2-2,5 lần tiêu<br /> đen)<br /> Và hiện nay do vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm và ô nhiễm môi trường nên<br /> việc hạn chế sử dụng hóa chất và sử dụng các sản phẩm được sản xuất từ các enzym<br /> vi sinh vật được khuyến khích. Rất nhiều chủng vi sinh vật đã được sử dụng như<br /> Aspergillus niger, Botrytis cinerea, Fusarium moniliforme, Rhizopus stolonifer,<br /> Trichoderma viride, Neurospora crassa, Altenaria tenuis, Aspergillus fumigatus,<br /> Aspergillus flavus, Celluvibrio gilvus, Fusarium culmorum, Trichoderma koningi…<br /> <br /> -2-<br /> <br /> Hiện nay trên thế giới có đề tài nghiên cứu của Vaidyanatha Lyer<br /> Thankamani, Raghavan Nair Giridhar Khoa Công nghệ sinh học, Trường đại học<br /> Kariavattom của Kerala lên men sản xuất tiêu trắng sử dụng các chủng vi khuẩn<br /> Bacillus mycoides, Bacillus licheniformis, Bacillus brevis với kết quả định lượng<br /> piperine 4%.<br /> Việt Nam đã góp phần nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học lên men sản<br /> xuất tiêu trắng với những đề tài khoa học của PGS.TS Nguyễn Đức Lượng và cộng<br /> sự Trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu và cung cấp<br /> các loại enzym hữu cơ (Aspergillus niger) cùng quy trình chế biến tiêu trắng.<br /> Kỹ sư Bùi Thanh Hòa và kỹ sư Võ Thị Ngọc Thanh Khoa Công Nghệ Sinh<br /> Học Trường Đại học Quốc Tế - ĐHQG đã áp dụng thành công chế phẩm sinh học<br /> Biocoffee-3 (A. phoenicis) tỉ lệ bóc vỏ 93% và định lượng piperine 5%. Piperine<br /> trích ly từ hạt tiêu lên men bằng chế phẩm Biocoffee-3 tăng 21%. Chế phẩm sinh học<br /> Biopep-6 (T. piluliferum) kết quả hàm lượng các chất hòa tan tăng 25% và lượng<br /> piperine cao 5.7% .<br /> Để góp phần nghiên cứu làm đa dạng thêm nhiều chế phẩm sinh học và tăng<br /> hàm lượng piperine chúng tôi nghiên cứu đề tài “ SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH<br /> HỌC LÊN MEN SẢN XUẤT TIÊU TRẮNG” từ enzym của vi sinh vật Aspergillus<br /> niger, Aspergillus oryza và Bacillus polyfermenticus, Bacillus amyloliquefaciens.<br /> Mục đích đề tài: Sử dụng chế phẩm sinh học (có chứa vi sinh vật) tổng hợp<br /> enzym pectinase và cellulase phân giải pectin, cellulose là thành phần chính cấu<br /> tạo nên vỏ hạt tiêu, sản xuất tiêu trắng (tiêu sọ) với hàm lượng piperine tăng cao<br /> cung cấp cho thị trường với quy trình sản xuất thân thiện với môi trường và sản<br /> phẩm vẫn giữ được màu sắc mùi vị đạt chất lượng, an toàn cho người sử dụng.<br /> Để đạt được mục đích của đề tài chúng tôi đề ra các nội dung nghiên cứu sau:<br /> 1) Khảo sát độ ẩm hạt tiêu cho quá trình lên men sản xuất tiêu trắng.<br /> 2) Khảo sát tỷ lệ chế phẩm tốt nhất cho quá trình lên men sản xuất tiêu trắng.<br /> 3) Khảo sát thời gian lên men đạt tỉ lệ bóc vỏ hạt tiêu cao nhất.<br /> <br /> -3-<br /> <br /> 4) Kiểm tra định lượng piperine trong hạt tiêu<br /> 5) Kiểm tra độc tính aflatoxin, ochratoxin<br /> 6) Kiểm tra hàm lượng vi sinh trong sản phẩm<br /> Nếu đạt được các nội dung nghiên cứu trên thì có thể ứng dụng đề tài vào<br /> quy mô sản xuất công nghiệp ở các công ty sản xuất tiêu trắng. Ý nghĩa khoa học đề<br /> tài là đã sử dụng chế phẩm từ vi sinh vật có nguồn gốc tự nhiên, không sử dụng chất<br /> hóa học, thời gian sản xuất ngắn, chi phí thấp, an toàn cho người sử dụng, sản phẩm<br /> đạt chất lượng cao, quy trình sản xuất thân thiện với môi trường.<br /> <br /> -4-<br /> <br /> CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> 1.1 Giới thiệu về cây hồ tiêu<br /> Hồ tiêu có nguồn gốc từ Ấn Độ và được sử dụng làm gia vị trong các món ăn<br /> ít nhất là từ 2000 năm trước công nguyên [26]. Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) thuộc<br /> họ Piperaceae, bộ Piperales, có số nhiễm sắc thể 2n = 52 [12]. Hồ tiêu có danh pháp<br /> hóa học là Piper nigrum là một loài cây leo có hoa thuộc họ hồ tiêu trồng chủ yếu<br /> để lấy quả và hạt, thường dùng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi. [16]<br /> 1.1.1 Yêu cầu sinh thái và phân bố địa lý của cây hồ tiêu.<br /> Hồ tiêu là một loại cây đặc trưng của vùng nhiệt đới ẩm. Các vùng trồng hồ<br /> tiêu chính trên thế giới chủ yếu nằm ở vùng Châu Á Thái Bình Dương như Ấn Độ,<br /> Indonesia, Malaysia, Sri Lanca, Thái Lan và Việt Nam. Hồ tiêu cũng được trồng ở<br /> các nước khác như Brazil, Madagascar. Cây hồ tiêu đòi hỏi lượng mưa cao, nhiệt độ<br /> khá cao đồng đều và ẩm độ không khí cao, đó là kiểu khí hậu đặc trưng của vùng<br /> nhiệt đới nóng và ẩm với sự thay đổi không đáng kể về độ dài ngày và ẩm độ không<br /> khí trong suốt năm. [12]<br /> Căn cứ vào các đặc tính thực vật của cây hồ tiêu như hình dạng lá, phác hoa,<br /> chùm quả v.v... mà người ta phân biệt các giống hồ tiêu khác nhau. Trong quá trình<br /> canh tác lâu đời tại mỗi khu vực hình thành nên những giống hồ tiêu địa phương<br /> như tiêu Tiên Sơn ở vùng Pleiku, tiêu Vĩnh Linh ở Quảng Trị, tiêu Lộc Ninh ở Bình<br /> Phước (gồm tiêu sẻ Lộc Ninh và tiêu trung Lộc Ninh), tiêu Phú Quốc v.v... [12]<br /> 1.1.2 Đặc điểm hình thái của cây hồ tiêu<br /> Thân: Hồ tiêu dạng dây leo bằng rể phụ. Thân tròn nhẵn, tầy lên những mấu,<br /> mọc uốn éo [16]. Loại thân thảo mềm dẻo được phân thành nhiều đốt, tại mỗi đốt có<br /> 1 lá đơn. [12]<br /> Lá: Lá có cuống, mọc so le. Hình bầu dục hoặc hình trứng, dài 11-15 cm,<br /> rộng 5-9 cm, gốc tròn, đầu nhọn, có những chấm trong rất mờ, mặt trên lục sẫm<br /> bóng, mặt dưới màu xám nhạt, gân lá lồi rõ, cuống lá dài 2-3 cm. [16]<br /> <br /> -5-<br /> <br /> Hoa: Cụm hoa mọc đối diện với lá thành bông ngắn hơn lá. Lá bắc thuôn<br /> dài, cùng lớn lên với trục bông, hoa khác gốc, đôi khi tạp tính được bao bọc bởi lá<br /> bắc, nhị 2, bao phấn hình thận, bầu thượng hình tròn [16]. Hoa hồ tiêu ra không tập<br /> trung mà ra thành nhiều lứa. Hoa tự của hồ tiêu hình gié, treo lủng lẳng, dài 7 12cm tùy giống và tùy điều kiện chăm sóc. Trên hoa tự có bình quân 20-60 hoa xếp<br /> thành hình xoắn ốc, hoa lưỡng tính hay đơn tính. Các giống hồ tiêu cho năng suất<br /> cao thường có tỷ lệ hoa lưỡng tính nhiều hơn. [12]<br /> Quả: Quả hồ tiêu thuộc loại quả hạch, không có cuống, quả hình cầu [12].<br /> Khi chín màu đỏ, đem phơi khô thành đen, đường kính 3-4 mm, hạt tròn. Mặt ngoài<br /> màu nâu đen, có nhiều vết nhăn hình vân lưới nổi lên. Đỉnh đầu quả có vết của vòi<br /> nhụy nhỏ hơi nổi lên, gốc quả có vết sẹo của cuống quả. Quả cứng. Vỏ quả ngoài có<br /> thể bóc ra được. Vỏ quả trong màu trắng tro hoặc màu vàng nhạt, mặt cắt ngang<br /> màu trắng vàng. Quả có chất bột, trong có lỗ hổng nhỏ. Mùi thơm, vị cay. [16]<br /> Mùa hoa quả: Tháng 5-8 [16]<br /> Thành phần hóa học của hạt tiêu: Tinh dầu 1,2-2%, Piperin 5-9%,<br /> Chanvixin 2,2-6%, Chất béo 8% ,Tinh bột 36% , Tro 4% [23], [25].<br /> <br /> Hình 1.1: Cây tiêu đang ra hoa [48] Hình 1.2: Gié hoa và chùm quả cây tiêu[48]<br /> http://www.lrctnu.edu.vn:8080/gsdl/collect/khuyenno/index/assoc/HASH72d9.dir/do<br /> c.pdf [49]<br /> <br />