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