Nghiên cứu quy trình chế biến nước uống lên men từ hỗn hợp nước trái cây thanh long ruột đỏ và dứa

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

TRỊNH NGUYÊN HẰNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN NƯỚC
UỐNG LÊN MEN TỪ HỖN HỢP NƯỚC TRÁI
CÂY THANH LONG RUỘT ĐỎ VÀ DỨA
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Mã số ngành: 540101

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng … năm 2021


ii

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Lâm Văn Mân

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 12 tháng 9 năm 2021.
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
Họ và tên

TT

Chức danh Hội đồng

1

GS. TS. Đống Thị Anh Đào

Chủ tịch

2

TS. Nguyễn Ái Vân

Phản biện 1

3

TS. Nguyễn Minh Xuân Hồng

Phản biện 2

4

TS. Nguyễn Lệ Hà

5

TS. Nguyễn Đức Vượng

Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

GS. TS. Đống Thị Anh Đào


iii

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 2021

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Trịnh Nguyên Hằng

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 04/02/1986

Nơi sinh: Quảng Ngãi

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

MSHV: 1841910002

I- Tên đề tài:
Nghiên cứu quy trình chế biến nước uống lên men từ hỗn hợp nước trái cây
thanh long ruột đỏ và dứa.
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Xác định tính chất lý hóa của nguyên liệu thanh long ruột đỏ và dứa.
- Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp xử lý (xay ép, cấp đông chậm và ủ
enzyme pectinase) đến chất lượng dịch quả thanh long ruột đỏ và dứa.
- Thiết kế hệ thống lên men quy mơ phịng thí nghiệm và đánh giá tốc độ lên
men.
- Xác định tỷ lệ men giống Saccharosemyces cerevisiae bổ sung lần lượt là
0,4%; 0,5%; 0,6%; 0,7% (so với 100g dịch quả) trong thời gian lên men (4 – 8 – 12
giờ ) bằng hai phương pháp lên men (đối chứng và trong hệ thống) đến một số yếu
tố như hàm lượng cồn, pH, TSS, hàm lượng andehyd và hàm lượng vitamin C trong
quá trình lên men. Từ đó xây dựng quy trình chế biến nước trái cây lên men từ hỗn
hợp thanh long ruột đỏ và dứa.
- Đánh giá chất lượng sản phẩm (cảm quan, hóa lý, vi sinh).
- Xác định thời gian bảo quản sản phẩm.
III- Ngày giao nhiệm vụ: 30/01/2021.
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/9/2021
V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Lâm Văn Mân
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


i

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi và được hướng
dẫn bởi TS. Lâm Văn Mân. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã
được cảm ơn và các nguồn tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn
gốc.
Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm về
nội dung Luận văn của mình. Trường Đại học Cơng nghệ Tp. Hồ Chí Minh khơng
liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tơi gây ra trong q trình
thực hiện (nếu có).
Học viên thực hiện Luận văn

TRỊNH NGUYÊN HẰNG


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian theo học tại trường Đại học Cơng nghệ Tp.Hồ Chí Minh,
em đã được các thầy cơ tận tình giúp đỡ, chỉ dạy và truyền đạt cho em những kiến
thức quan trọng để em hoàn thành khóa học và Luận văn này.
Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, em xin chân thành cám ơn sự hướng
dẫn tận tình của TS. Lâm Văn Mân. Thầy đã định hướng và truyền đạt cho em
những kiến thức quan trọng để em hoàn thành Luận văn. Đồng thời, em cũng xin
gửi lời bày tỏ biết ơn sâu sắc đến đến quý thầy cô trong khoa Công nghệ Thực
Phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn hoàn thành Luận văn này.
Sau cùng, em xin gửi lời cám ơn đến gia đình cùng bạn bè, đồng nghiệp,
Trung tâm Y tế huyện Xuân Lộc và Sở Khoa học công nghệ tỉnh Đồng Nai đã tạo
điều kiện động viên, giúp đỡ và hỗ trợ kinh phí cho em trong suốt q trình học

cũng như hồn thành Luận văn.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế Luận văn này
khơng thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp
của các thầy cơ để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ
tốt hơn cơng tác sau này.

Học viên thực hiện

TRỊNH NGUYÊN HẰNG


iii

TÓM TẮT
Thanh long là loại trái cây giàu dinh dưỡng, màu sắc hấp dẫn và có giá trị kinh
tế cao được trồng nhiều ở miền Nam, Việt Nam. Bên cạnh hình thức sử dụng ở dạng
trái cây tươi, nước trái cây, … thành các sản phẩm giá trị gia tăng. Tuy nhiên, trái
thanh long hầu như khơng có hương thơm đặc trưng nên các sản phẩm này ít được
ưa chuộng trong khi trái dứa có mùi thơm mạnh và được ưa thích. Cho nên sự kết
hợp giữa màu sắc của thanh long ruột đỏ và mùi thơm từ trái dứa nhằm tạo ra sản
phẩm có hương vị hài hịa.
Để tạo ra nước trái cây lên men, nguyên liệu cần trải qua q trình trích ly thu
dịch quả ép. Khảo sát khả năng thu hồi dịch quả nhằm gia tăng hiệu suất lên men
trong nước trái cây lên men từ thanh long ruột đỏ và dứa được quan tâm trong
nghiên cứu. Các phương pháp được khảo sát trong trích ly có ủ enzyme pectinase ở
400C (thanh long ruột đỏ 0,35% trong 50 phút và dứa 0,15% trong 60 phút), cấp
đông chậm (-14 ÷ -180C). Trong phương pháp ủ enzyme pectinase có hiệu suất thu
hồi cao nhất (TLRĐ 75,36%; TSS 14,160Bx và dứa 77,8%; TSS 11,830Bx) và điểm
cảm quan tốt nhất. Các thơng số được khảo sát trong lên men có thời gian lên men
(4 - 8 - 12 giờ), tỷ lệ nấm men bổ sung (0,4% - 0,5% - 0,6% - 0,7%) và phương

pháp lên men đến chất lượng nước trái cây lên men. Kết quả thu được cho thấy sản
phẩm tốt nhất khi bổ sung nấm men với tỷ lệ 0,5% (so với 100g dịch quả) trong 8
giờ bằng phương pháp lên men trong hệ thống. Sản phẩm thu được có độ cồn 4,07
(%V); pH = 3,8; TSS 14,170Bx; hàm lượng vitamin C: 21,76 mg/l và hàm lượng
aldehyd 1,91 mg/l. Sản phẩm nước trái cây lên men từ hỗn hợp thanh long ruột đỏ
và dứa cũng được đánh giá cao về mặt cảm quan có màu đỏ hồng của thanh long,
mùi thơm nhẹ của dứa, có mùi cồn đặc trưng và vị ngọt thanh và chua dịu.


iv

ABSTRACT
Dragon fruit is a nutritious fruit with an attractive colour and high economic
value and is widely grown in the South of Vietnam. It can be consumed as in
original form as a fruit juice, or processed to make other value-added products.
However, dragon fruit has almost no specific aroma, so these products are less
popular while pineapples have a strong aroma and are preferred. So, the
combination of the colour of red dragon fruit and the aroma of pineapple create a
product with a harmonious taste.
To create fermented juice, the raw materials need to go through the
extraction process. Investigating the ability to recover fruit juices to increase the
fermentation efficiency in fermented juice from red flesh dragon fruit and pineapple
is of interest in the study. The methods were investigated in the extraction with
pectinase enzyme in 400C incubation (0,35% red dragon fruit, 50 minutes and
0,15% pineapple, 60 minutes), slow freezing (-140C÷ -180C). In the incubation
method pectinase enzyme had the highest recovery efficiency (dragon fruit 75,36%;
TSS 14,160Bx and pineapple 77,8%; TSS 11,830Bx) and the best sensory score
compared to the control method (crushing). The parameters investigated in
fermentation with fermentation time (4 - 8 - 12 hours), the percentage of additional
yeast 0,4% - 0,5% - 0,6% - 0,7% (compared to 100g of fermented juice) and

fermentation methods to quality of fermented juices. The results obtained show the
best product when yeast is added at the rate of 0,5% (compared to 100g of
fermented juice) for 8 hours by systemic fermentation. The resulting product has an
alcohol content of 4,07 (%V); pH = 3,8; TSS 14,170Bx; Vitamin C content: 21,76
mg /l and aldehyde content 1,91 mg /l.
The juice product fermented from a mixture of red flesh dragon fruit and
pineapple is also sensitively appreciated for the red colour of dragon fruit, the slight
aroma of pineapple, a characteristic alcohol aroma and a sweet and sour, mellow
taste.


v

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................... v
DANH MỤC VIẾT TẮT ...................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................... xi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU .............................................................. 3
1.1 Tổng quan về trái thanh long ruột đỏ .............................................................. 3
1.1.1 Nguồn gốc và phân loại ............................................................................... 3
1.1.2 Thành phần hố học...................................................................................... 4
1.1.3 Tình hình thu hái, bảo quản và tiêu thụ ......................................................... 5
1.1.4 Một số sản phẩm từ thanh long ruột đỏ ......................................................... 6
1.2 Tổng quan về trái dứa ......................................................................................... 7
1.2.1 Nguồn gốc và phân loại ................................................................................ 7
1.2.2 Thành phần hố học...................................................................................... 8
1.2.3 Tình hình thu hái, bảo quản và tiêu thụ ......................................................... 9
1.2.4 Một số sản phẩm từ dứa ................................................................................ 10

1.3 Giới thiệu về nước trái cây lên men ..................................................................... 11
1.3.1 Khái niệm .................................................................................................... 11
1.3.2 Phân loại nước trái cây lên men .................................................................... 11
1.3.3 Quá trình lên men ........................................................................................ 11
1.3.3.1 Cơ chế của quá trình lên men rượu ....................................................... 11
1.3.3.2 Hệ vi sinh vật trong lên men nước trái cây ............................................. 12
1.3.3.3 Các điều kiện của quá trình lên men ..................................................... 15
1.3.3.4 Tình hình sản xuất nước trái cây lên men .............................................. 18
1.4 Các biện pháp nâng cao hiệu suất ép dịch quả TLRĐ và dứa ............................... 19
1.4.1 Phương pháp xay ép ..................................................................................... 19
1.4.2 Phương pháp xử lý enzyme pectinase .......................................................... 19
1.4.3 Các phương pháp lạnh đông ......................................................................... 20


vi

1.5 Tổng quan về hạn sử dụng ................................................................................... 22
1.5.1 Định nghĩa ................................................................................................... 22
1.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hạn sử dụng ........................................................ 22
1.5.2.1 Yếu tố liên quan đặc điểm của sản phẩm .............................................. 22
1.5.2.2 Các yếu tố tác động bên ngoài .............................................................. 23
1.5.3 Cách xác định hạn sử dụng .......................................................................... 24
1.5.3.1 Phương pháp trực tiếp .......................................................................... 24
1.5.3.2 Phương pháp gián tiếp .......................................................................... 24
1.6 Tổng quan các cơng trình nghiên cứu có liên quan .............................................. 27
1.6.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước ................................................................. 27
1.6.2 Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................. 28
1.6.3 Một số quy trình chế biến nước trái cây lên men ........................................... 29
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 31
2.1 Nguyên vật liệu ................................................................................................... 31

2.1.1 Thời gian và địa điểm ................................................................................... 31
2.1.2 Nguyên liệu .................................................................................................. 31
2.1.3 Hóa chất, dụng cụ ......................................................................................... 31
2.2 Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 32
2.2.1 Quy trình khảo sát chế biến nước trái cây lên men từ hỗn hợp trái thanh
long ruột đỏ và dứa ................................................................................................... 32
2.2.2 Thuyết minh quy trình .................................................................................. 34
2.3 Nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm ........................................................... 40
2.3.1 Nội dung 1: Xác định tính chất hóa lý của nguyên liệu ................................. 40
2.3.2 Nội dung 2: Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp trích ly đến hiệu suất
trích ly ...................................................................................................................... 41
2.3.3. Nội dung 3: Kiểm tra chất lượng men giống trước khi lên men .................... 42
2.3.4. Nội dung 4: Xác định tỷ lệ men giống Saccharomyces cerevisiae, thời gian
lên men và phương pháp lên men đến chất lượng sản phẩm....................................... 43
2.3.5 Nội dung 5: Đánh giá tốc độ lên men trong hệ thống lên men ....................... 45
2.3.6 Nội dung 6: Đánh giá chất lượng sản phẩm .................................................. 46


vii

2.3.7 Nội dung 7: Xác định thời gian bảo quản sản phẩm ...................................... 48
2.4 Các phương pháp phân tích ................................................................................. 49
2.4.1 Phương pháp hóa lý ...................................................................................... 49
2.4.2 Phương pháp vi sinh ..................................................................................... 50
2.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan .................................................................. 50
2.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm và xử lí số liệu, thống kê kết quả ........................ 50
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 51
3.1 Xác định tính chất lý hóa của nguyên liệu thanh long ruột đỏ và dứa .................. 51
3.1.1 Tính chất lý hóa của trái thanh long ruột đỏ .................................................. 51
3.1.2 Tính chất lý hóa của trái dứa......................................................................... 52

3.2 Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến chất lượng dịch trái thanh long ruột đỏ
và dứa ....................................................................................................................... 54
3.2.1 Ảnh hưởng phương pháp xử lý đến TSS, hiệu suất thu hồi và giá trị cảm
quan của dịch trái thanh long ruột đỏ ......................................................................... 54
3.2.2 Ảnh hưởng phương pháp xử lý đến chất lượng dịch trái dứa ......................... 59
3.3 Kiểm tra chất lượng men giống trước khi lên men ........................................... 63
3.4 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, tỷ lệ nấm men và thời gian lên men đến
một số yếu tố trong quá trình lên men ....................................................................... 64
3.4.1 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, tỷ lệ nấm men và thời gian lên men
đến đến hàm lượng cồn sản phẩm .............................................................................. 64
3.4.2 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, tỷ lệ nấm men và thời gian lên men
đến TSS sản phẩm ..................................................................................................... 67
3.4.3 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, thời gian lên men và tỷ lệ nấm men
đến pH sản phẩm ....................................................................................................... 69
3.4.4 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, thời gian lên men và tỷ lệ nấm men
đến hàm lượng aldehyd sản phẩm .............................................................................. 72
3.4.5 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, thời gian lên men và tỷ lệ nấm men
đến hàm lượng vitamin C sản phẩm ........................................................................... 74
3.4.6 Ảnh hưởng của phương pháp lên men, thời gian lên men và tỷ lệ nấm men
đến cảm quan sản phẩm ........................................................................................... 76


viii

3.5 Đánh giá tốc độ lên men thông qua lượng CO2 tạo thành .................................... 79
3.6 Xác định chỉ tiêu chất lượng cho sản phẩm nước trái cây lên men từ hỗn hợp trái
thanh long ruột đỏ và dứa ......................................................................................... 81
3.6.1 Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm ................................................................... 81
3.6.2 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm: ....................................................................... 82
3.6.3 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm: ...................................................................... 82

3.7 Xác định thời gian bảo quản sản phẩm ................................................................ 83
3.7.1 Xác định bước sóng hấp thu cực đại ............................................................ 83
3.7.2 Hằng số tốc độ phản ứng ............................................................................. 83
3.7.3 Xác định giá trị Q10 và hạn sử dụng của sản phẩm ............................................. 84
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 86
4.1 Kết luận .............................................................................................................. 86
4.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 90


ix

DANH MỤC VIẾT TẮT
Từ viết tắt
FAO

Giải thích thuật ngữ
Food and Agriculture Organization of the United
Nations (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp
Quốc)

g

Gram

ISO

International Organization for Standardization (Tổ chức
tiêu chuẩn hóa quốc tế)

IU

International unit (đơn vị quốc tế)

kcal

Kilocalo

kg

Kilogram

KL

Khối lượng

l

Lít

LMĐC

Lên men đối chứng

LMHT

Lên men hệ thống

mg

Miligram

NXB

Nhà xuất bản

ppm

Parts per million

QCVN

Quy Chuẩn kỹ thuật Việt Nam

S.cerivisiae

Saccharomyces cerivisiae

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TLNM

Tỷ lệ nấm men

TLRĐ

Thanh long ruột đỏ

TSS

Total soluble solids (chất khơ hịa tan tổng số)

USDA

United States Department of Agriculture
(Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ)

%

Phần trăm


x

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong 100g thanh long ruột đỏ ................................... 4
Bảng 1.2: Diện tích trồng thanh long ở Việt Nam ...................................................... 5
Bảng 1.3: Thành phần hóa học có trong 100g dứa ..................................................... 8
Bảng 3.1: Thành phần lý hóa của nguyên liệu............................................................ 53
Bảng 3.2: Kết quả đánh giá cảm quan dịch trích ly trái thanh long ruột đỏ ................ 58
Bảng 3.3: Kết quả đánh giá cảm quan dịch trích ly trái dứa ....................................... 62
Bảng 3.4: Bảng điểm đánh giá cảm quan chất lượng nước trái cây lên men từ thanh
long ruột đỏ và dứa .................................................................................................... 77
Bảng 3.5: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm ................................................................ 81
Bảng 3. 6: Các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm .............................................................. 82
Bảng 3.7: Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm và giới hạn tối đa của các chỉ tiêu vi sinh
vật trong đồ uống có cồn theo QCVN 6-3:2010/BYT ................................................ 82

Bảng 3.8: Kết quả đo màu sản phẩm sau thời gian gia tốc nhiệt ................................. 83
Bảng 3.9: Hằng số tốc độ thay đổi theo thời gian và nhiệt độ .................................... 84
Bảng 3.10: Một số chỉ tiêu chất lượng nước trái cây lên men từ thanh long ruột đỏ
và dứa sau thời gian bảo quản .................................................................................... 86


xi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Thanh long ruột trắng, vỏ đỏ ..................................................................... 3
Hình 1.2: Thanh long ruột trắng, vỏ vàng ................................................................. 3
Hình 1.3: Thanh long ruột đỏ. vỏ đỏ ......................................................................... 3
Hình 1.4: Một số sản phẩm từ trái thanh long ruột đỏ ................................................ 7
Hình 1.5: Dứa Queen ................................................................................................. 8
Hình 1.6: Dứa Cayen ................................................................................................. 8
Hình 1.7: Dứa Ananas red spanish ............................................................................. 8
Hình 1.8: Một số sản phẩm từ quả dứa ...................................................................... 10
Hình 1.9: Một số sản phẩm nước trái cây lên men hiện nay ....................................... 18
Hình 2.1: Nguyên liệu thanh long ruột đỏ dùng trong thí nghiệm .............................. 31
Hình 2.2: Ngun liệu dứa dùng trong thí nghiệm ..................................................... 31
Hình 2.3: Quy trình khảo sát chế biến nước trái cây lên men từ hỗn hợp trái thanh
long ruột đỏ và dứa .................................................................................................... 33
Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế hệ thống lên men quy mơ phịng thí nghiệm ....................... 38
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí nội dung 1.............................................................................. 40
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí nội dung 2.............................................................................. 42
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí nội dung 3.............................................................................. 43
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí nội dung 4.............................................................................. 45
Hình 2.9: Sơ đồ bố trí nội dung 6.............................................................................. 47
Hình 2.10: Sơ đồ bố trí nội dung 7 ............................................................................ 48
Hình 3.1: Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến TSS của dịch trái thanh long

ruột đỏ ....................................................................................................................... 55
Hình 3.2: Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến hiệu suất thu hồi của dịch trái
thanh long ruột đỏ ..................................................................................................... 56
Hình 3.3: Dịch TLRĐ trích ly bằng phương pháp xay ép .......................................... 58
Hình 3.4: Dịch TLRĐ trích ly bằng phương pháp cấp đơng chậm............................. 58
Hình 3.5: Dịch TLRĐ trích ly bằng phương pháp ủ enzyme ..................................... 58
Hình 3.6: Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến TSS của dịch trái dứa ............... 60


xii

Hình 3.7: Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến hiệu suất thu hồi dịch trái dứa ... 61
Hình 3.8: Dịch dứa trích ly bằng phương pháp xay ép .............................................. 63
Hình 3.9: Dịch dứa trích ly bằng phương pháp cấp đơng chậm ................................. 63
Hình 3.10: Dịch dứa trích ly bằng phương pháp ủ enzyme ....................................... 63
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng cồn bằng phương pháp LMĐC .. 66
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng cồn bằng phương pháp LMHT .. 66
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất khô tổng số bằng phương
pháp lên men hệ thống ............................................................................................... 68
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất khô tổng số bằng phương
pháp lên men đối chứng............................................................................................. 69
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH bằng phương pháp LMHT ...................... 71
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH bằng phương pháp LMĐC ...................... 71
Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng aldehyd bằng phương pháp lên
men hệ thống ............................................................................................................. 73
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng aldehyd bằng phương pháp lên
men đối chứng ........................................................................................................... 74
Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng vitamin C bằng phương pháp lên
men hệ thống ............................................................................................................. 75
Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng vitamin C bằng phương pháp lên

men đối chứng ........................................................................................................... 76
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn sự tốc độ lên men trong hệ thống lên men qua các tỷ lệ
nấm men bổ sung và thời gian lên men ...................................................................... 81
Hình 4.1: Quy trình sản xuất nước trái cây lên men từ hỗn hợp trái thanh long ruột
đỏ và dứa .................................................................................................................. 89


1

MỞ ĐẦU
1/ Lý do chọn đề tài
Một trong những xu hướng nổi rõ trong vài năm trở lại đây của ngành thực
phẩm chính là “yếu tố chất lượng”. Theo nghiên cứu thị trường của Mintel (2015),
trào lưu sử dụng thức uống tốt cho sức khỏe, thành phần rõ ràng, tự nhiên là những
cụm từ được khách hàng quan tâm hơn cả. Họ ưu tiên hàng đầu tới các loại nước có
ngun liệu tự nhiên, ít đường, tốt cho sức khỏe và được sản xuất từ trái cây tự
nhiên. Trong các loại đồ uống từ trái cây thì nước giải khát lên men được đánh giá
là sản phẩm sẽ phát triển mạnh trong tương lai do có giá trị dinh dưỡng cao, nhờ
q trình lên men, chuyển hóa của vi sinh vật để tạo ra sản phẩm có độ cồn thấp, có
hương vị tự nhiên và nhiều dinh dưỡng thích hợp với mọi lứa tuổi, đặc biệt là phụ
nữ và trẻ em.
Việt Nam là quốc gia có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có nguồn trái cây phong
phú, đa dạng với sản lượng dồi dào xuất khẩu ra thị trường lớn như Hoa Kỳ, Nhật
Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc số lượng lớn. Trong đó thanh long ruột đỏ và dứa là
loại những trái cây có hàm lượng dinh dưỡng cao và màu sắc bắt mắt được nhiều
người yêu thích. Trái thanh long ruột đỏ có ruột đỏ hồng, mùi thơm nhẹ, nhiều
vitamin, khoáng chất, chất xơ và sắc tố betacyanin được xem là chất chống oxy hóa
mạnh mẽ (Wu, L.C, et all 2006). Trái dứa (thơm) có mùi thơm mạnh, chứa nhiều
đường, lượng calo khá cao, giàu khoáng chất nhất là kali và có đủ các vitamin cần
thiết, đồng thời cũng là loại trái cây thích hợp cho q trình lên men (Adaikan và

Ganesan, 2004). Tuy nhiên, thanh long ruột đỏ và dứa đều rất dễ hư hỏng và không
bảo quản trong thời gian dài. Đặc biệt, sản lượng thanh long và dứa tăng trong
những năm qua đã đặt ra những tiềm năng thách thức cho ngành công nghiệp bảo
quản và chế biến. Để giải quyết đầu ra cho một số mặt hàng nơng sản cũng như đa
dạng hóa sản phẩm từ nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam. Cho nên sự kết hợp
các tính chất có lợi từ màu sắc của thanh long ruột đỏ và mùi thơm mạnh của trái
dứa nhằm tận dụng được ưu nhược điểm của hai loại trái cây này để tạo ra sản phẩm


2

mới góp phần đa dạng hóa sản phẩm nhằm nâng cao giá trị nguyên liệu sẵn có và
gia tăng lợi ích kinh tế cho người trồng là một hướng đi phù hợp.
2/ Mục đích của đề tài
- Xây dựng quy trình chế biến nước uống lên men từ hỗn hợp nước trái cây
thanh long ruột đỏ và dứa.
- Đồng thời xác định hạn sử dụng cho sản phẩm.
3/ Nhiệm vụ của đề tài
- Xác định tính chất hóa chất hóa lý của trái thanh long ruột đỏ và dứa.
- Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý xử lý khác nhau đến hiệu suất xử
lý dịch quả thanh long ruột đỏ và dứa.
- Đánh giá tốc tốc độ lên men trong hệ thống lên men đã thiết kế.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men bổ sung, thời gian lên men và phương
pháp lên men đến TSS, pH, độ cồn, hàm lượng vitamin C, hàm lượng aldehyde,
cảm quan sản phẩm trong quá trình lên men.
- Đánh giá chất lượng sản phẩm.
- Xác định hạn sử dụng cho sản phẩm.
4/ Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu và thực hiện tại khu E3 phòng thí nghiệm cơng nghệ
thực phẩm thuộc Viện khoa học ứng dụng Hutech thuộc trường Đaị học Công nghệ

Thành phố Hồ Chí Minh từ tháng 12/2019 đến 30/9/2020.


3

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về trái thanh long ruột đỏ
1.1.1 Nguồn gốc và phân loại
Cây thanh long (Hylocereus undulatus) tên tiếng Anh là Pitahaya, hay còn gọi
là Dragon fruit thuộc họ xương rồng, có nguồn gốc từ Mexico và các vùng sa mạc
thuộc trung và nam Mỹ và sau đó được trồng rộng rãi ở các nước Colombia, Israel,
ở châu Á như Việt Nam, Đài Loan, Philipine. Ở Việt Nam thanh long được trồng ít
nhất 100 năm, với sự đưa vào của người Pháp (Mizrahi, Nerd & Nobel, 1997).
Trái thanh long có dạng hình bầu dục và nhiều tai lá xanh, đầu quả lõm sâu
thành một hốc, được phân biệt qua sự khác nhau của ruột và vỏ trái. Gồm các loại:
+ Thanh long ruột trắng, vỏ hồng hay đỏ (Hylocereus undatus thuộc chi
Hylocereus): những nơi có cường độ ánh sáng cao sẽ giúp loại thanh long này sinh
trưởng và phát triển tốt.
+ Thanh long ruột trắng, vỏ vàng (Selenicereus megalanthus thuộc chi
Selenicereus): đây là loại thanh long mới khá hiếm, vỏ có những cục gù có gai và
trong ruột có những hạt to nhỏ khơng đều.
+ Thanh long ruột đỏ với vỏ hồng hoặc đỏ (Hylocereus polyrhizus thuộc chi
Hylocereus): đây là loại thanh long khó trồng hơn so với hai loại trên bởi nó yêu
cầu về sinh trưởng và dinh dưỡng cao và được trồng chủ yếu ở Bình Thuận. (Tơn
Nữ Minh Nguyệt, 2009).

Hình 1.1: Thanh long

Hình 1.2: Thanh long

Hình 1.3: Thanh long

ruột trắng, vỏ đỏ

ruột trắng, vỏ vàng

ruột đỏ, vỏ đỏ


4

1.1.2 Thành phần hố học
Thanh long ruột đỏ có đặc tính khác so với loại thanh long ruột trắng. Bên
ngồi thanh long có vỏ màu đỏ đậm tươi sáng, bên trong màu đỏ thẳm như son,
thành phần dinh dưỡng gấp đơi thanh long ruột trắng.
Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong 100g thanh long ruột đỏ
Thành phần

STT

Hàm lượng

STT

Thành phần

Hàm lượng

1

Nước (g)

83,0

9

Magie

2

Carbohydrate (g)

12,94

10

Phospho (mg)

36,1

3

Năng lượng (kcal)

60,0

11

Niacin (mg)

0,353

4

Đường khử

7,65

12

Vitamin C (mg)

9,0

5

Protein (g)

1,18

13

Tro (g)

0,68

6

Canxi (g)

18

14

Sắt (mg)

0,74

7

Chất béo (g)

0

15

Chất xơ (g)

2,9

8

Riboflavin (mg)

0,1

16

Vitamin A (IU)

59

40

(Nguồn: USDA Branded Food Products Database, 2019)
Thanh long cũng được biết đến với khả năng chống oxy hóa cao, chống ung
thư, chống lipid máu và kháng khuẩn nhờ betacyanin (Tenore, G.C., 2012).
Betacyanin có tác dụng như một chất chống oxy hóa nhờ khả năng bắt giữ các gốc
tự do có thể làm đột biến tế bào và gây ra sự rối loạn trong trao đổi chất. (Lưu Thị
Lan Anh, 2019).
Ngoài ra, betacyanin là nhóm sắc tố của betalain có màu đỏ đến tím, hấp thu
ánh sáng trong khoảng bước sóng 476 - 600nm (Wu, L.C, 2006) có tác dụng làm
chất chỉ thị màu trong thực phẩm hay dược phẩm để cho biết độ tươi hay mới của
sản phẩm. Khi màu của betacyanin chuyển thành màu nâu hay mất màu thì sản
phẩm trên được bảo quản không đúng cách hoặc chất lượng đã bị biến đổi.
Nhiều cơng trình nghiên cứu về trái thanh long trên thế giới đã chỉ ra được lợi
ích tuyệt vời của chúng: thịt trái thanh long có hàm lượng vitamin cao, khoáng chất,
và các hợp chất chống oxi hóa (Mahattanatawee et al., 2006; Wu et al., 2006; Lim et
al., 2007).


5

1.1.3 Tình hình thu hái, bảo quản và tiêu thụ
Việt Nam hiện nay là nước có diện tích và sản lượng thanh long lớn nhất Châu
Á và cũng là nước xuất khẩu thanh long hàng đầu thế giới. Theo Bộ Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn năm 2018 cho biết, hiện nay có 60/63 tỉnh, thành trồng

thanh long, với diện tích và sản lượng tăng rất nhanh. Năm 1995 cả nước có hơn
2.200 ha trồng thanh long, sản lượng gần 23.000 tấn thì đến năm 2018 tăng lên gần
54.000 ha trồng thanh long (trong đó diện tích đang cho thu hoạch hơn 45.000 ha),
sản lượng đạt hơn 1 triệu tấn, tăng 24 lần về diện tích và tăng hơn 43 lần về sản
lượng. Thanh long hiện được trồng ở 30 tỉnh thành, nhưng phát triển mạnh thành
các vùng chuyên canh quy mơ lớn tập trung ở các tỉnh Bình Thuận là nơi có diện
tích và sản lượng thanh long lớn nhất chiếm 63,2% diện tích và 68,4% sản lượng cả
nước, kế đến là Long An (chiếm 17,3% diện tích và 14,2% sản lượng) và đứng thứ
ba là Tiền Giang (chiếm 10,9% diện tích và 13,7% sản lượng) (Bộ Nơng Nghiệp và
Phát Triển Nơng Thơn, 2018).
Bảng 1.2: Diện tích trồng thanh long ở Việt Nam
Địa phương
Việt Nam
1

Bình Thuận

Diện tích

% so với

Sản lượng

% so với

(ha)

Việt Nam

(tấn)

Việt Nam

41164,6

100

686195,4

100

26026,4

63,2

469532,0

68,4

2

Long An

7126,5

17,3

97469,2

14,2

3

Tiền Giang

4493,9

10,9

94008,5

13,7

(Nguồn: Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2018)
Giá trị xuất khẩu thanh long của Việt Nam cũng tăng liên tục, từ hơn 57 triệu
USD năm 2010, tăng lên hơn 483 triệu USD vào năm 2015 và đạt khoảng 1,1 tỷ
USD năm 2018. Thị trường xuất khẩu thanh long lớn nhất là Trung Quốc chiếm
trên 80%, kế đến là Singapore, Indonesia. Gần đây, Việt Nam đã mở cửa thêm thị
trường khó tính đầy tiềm năng như: Nhật Bản, Hàn Quốc, EU, Hoa Kỳ, Australia.
Tuy nhiên, xuất khẩu thanh long sang các thị trường như ASEAN, Hồng Kông vấp
phải cạnh tranh ngày càng tăng từ các nước như Đài Loan, Thái Lan và Malaysia.


6

Hiện nay, Trung Quốc là thị trường tiêu thụ lớn nhất của thanh long Việt Nam (Cục
xúc tiến thương mại – Bộ Cơng thương, 2019).
Cây thanh long chăm bón tốt có thể cho 6 lứa quả một năm trong thời gian từ
tháng 4-5 đến tháng 11-12. Sau khi thu hoạch, phân loại trái đạt tiêu chuẩn xuất
khẩu: trái còn nguyên vẹn, không bị trầy xước, vết đốm (do nắng hoặc bệnh), có

hình dạng đẹp, vỏ láng, có màu đỏ đều trên 70%, khoang mũi sâu 1 cm và trái
khơng có mũi nào lồi lên, tai thẳng, cứng, xanh, dài >1,5 cm. Quy cách đóng gói trái
thanh long xuất khẩu: Từ 300–490 g/trái với 50-52 trái/thùng carton 21 kg, hoặc lớn
hơn 500 g/trái với khoảng 36 trái/thùng carton 21kg (Nguyễn Văn Kế, 2003).
Để bảo quản lâu và thuận tiện vận chuyển xa, nên dùng loại bao PE
(polyetylen) có đục 20-30 lỗ bằng kim may để bao trái. Bao khi được hàn kín và
bảo quản trong mơi trường lạnh 5°C với ẩm độ 90% - 95% có thể giúp giữ trái tươi
được 40 - 45 ngày. Sau đó bao được đưa vào các thùng các-tơng có vách ngăn để
vận chuyển. Trong q trình vận chuyển, khơng nên vận chuyển chung thanh long
với các loại hàng hố khác để tránh gây ơ nhiễm sản phẩm. Đồng thời, kho chứa sản
phẩm và phương tiện dùng vận chuyển cũng cần được thường xuyên khử trùng. Lưu
ý ở nhiệt độ 28°C, độ ẩm 70% thời gian bảo quản thanh long chỉ được một tuần.
Tuy nhiên, thanh long rất dễ hỏng và thường được tiêu thụ tươi hoặc được sử dụng
để sản xuất nước trái cây và xay nhuyễn. Quá trình chế biến thanh long thành nước
trái cây trong ngành công nghiệp đang gặp nhiều thách thức do hàm lượng
polysaccharid chứa nhiều pectin và các hạt nhỏ màu đen [Liaotrakoon W,2013].
1.1.4 Một số sản phẩm từ thanh long ruột đỏ
Ngày nay, trồng thanh long không chỉ để thu hoạch trái tươi mà người tiêu
dùng ngày càng ưa chuộng những sản phẩm tiện lợi và phong phú như thanh long
sấy khô, nước ép thanh long, thanh long ăn liền, thanh long nghiền đông lạnh… với
thời gian lưu trữ được lâu hơn, chi phí vận chuyển và bảo quản sẽ giảm, trái thanh
long Việt Nam sẽ có nhiều cơ hội vươn xa và thâm nhập nhiều thị trường mới hơn.


7

Thanh long sấy

Thanh long đỏ lên men

Bột thanh long đỏ

Rượu vang thanh long

Snack – nước ép thanh long

Hình 1.4: Một số sản phẩm từ trái thanh long ruột đỏ
1.2 Tổng quan về trái dứa
1.2.1 Nguồn gốc và phân loại
Dứa hay thơm (Ananas Comosus) tên tiếng anh là pineapples là cây bản địa
của paraguay và miền nam Brasil. Hiện nay, dứa được trồng nhiều ở Nam Mỹ, Thái
Lan, Trung Quốc,… Tại Việt Nam, dứa được trồng khá phổ biến, phân bố từ Phú
Thọ đến Kiên Giang. Dứa thích hợp với điều kiện nhiệt độ và ẩm độ cao, sợ rét và
sương muối. Trong điều kiện thích hợp có thể sinh trưởng quanh năm. Dứa là loại
cây ăn quả không kén đất. Vùng gò đồi đất dốc 200 trở xuống, những loại đất nghèo
dinh dưỡng hay đất phèn đều có thể trồng được dứa. Trồng dứa nhanh cho thu
hoạch, khoảng 1 – 2 năm cho 10-35 tấn quả/ha. (Đường Hồng Dật, 2002).
Quả dứa thuộc loại quả kép do 100-150 quả đơn hợp lại mà thành. Bộ phận ăn
được của dứa chính là trụ của chùm hoa và lá phát triển mà tạo thành. Sau khi hoa
tàn thì quả bắt đầu phát triển. Nhiệt độ thích hợp cho quả chín là 250C, nhiệt độ quá
cao làm cho độ chua trong quả tăng lên (Đường Hồng Dật, 2002). Kích thước, màu
sắc, hình dạng quả thay đổi tuỳ theo giống và điều kiện trồng. Dứa được phân thành
ba nhóm chính:


8

+ Nhóm dứa hồng hậu (Queen): có khối lượng và độ lớn trung bình từ 500900g, thịt quả màu vàng đậm, thơm đặc trưng, vị ngọt. Đây là nhóm dứa có phẩm
chất cao nhất đang được trồng phổ biến ở nước ta.
+ Nhóm dứa Cayen (hay Smooth Cayenne): có khối lượng trung bình 1,5 2,0kg/quả. Loại này tuy chất lượng không cao lắm nhưng được trồng nhiều để chế

biến do quả to dễ cơ giới hoá, cho hiệu quả kinh tế.
+ Nhóm dứa Tây Ban Nha (Spanish hay Red Spanish): có khối lượng trung
bình 700 – 1.000g. Khi chín vỏ quả có màu đỏ xẫm, hố mắt sâu, thịt quả vàng, vị
chua, nhiều xơ. Dứa này có chất lượng kém nhất (Dương Tấn Lợi, 2013).

Hình 1.5: Dứa Queen

Hình 1.6: Dứa Cayen

Hình 1.7: Dứa Ananas
red Spanish

1.2.2 Thành phần hố học
Dứa được coi là một trong những cây ăn quả nhiệt đới hàng đầu, được xem là
“hoàng hậu” của các loại quả vì hương vị thơm ngon và giàu chất dinh dưỡng
(Đường Hồng Dật, 2002).
Bảng 1.3: Thành phần hóa học có trong 100g dứa
STT

Thành phần

Hàm lượng

STT

Thành phần

Hàm lượng

1

Nước (g)

85,66

12

Vitamin B6 (mg)

0,114

2

Năng lượng (kJ)

215

13

Vitamin A (IU)

57

3

Carbohydrat (g)

13,5

14

Vitamin B9 (μg)

15

4

Đường khử (g)

10,32

15

Vitamin C (mg)

56,4

5

Chất xơ (g)

1,4

16

Canxi (mg)

13

6

Protein (g)

0,53

17

Sắt (μg)

19


9

7

Chất béo (g)

0,11

18

Magie (mg)

12

8

Vitamin B1 (mg)

0,08

19

Photpho (mg)

8

9

Vitamin B2 (mg)

0,033

20

Natri (mg)

1

10

Vitamin B3 (mg)

0,507

21

Kali (mg)

108

11

Vitamin B5 (mg)

0,217

22

Kẽm (mg)

0,12

(Nguồn: USDA Branded Food Products Database, 2019)
Quả dứa phần lớn chứa nước, carbohydrat chủ yếu là chất xơ khơng hịa tan
nên khơng ảnh hưởng đến lượng đường trong máu, calo ít, hàm lượng axit hữu cơ
cao (axit malic và axit citric), là nguồn cung cấp khống chất dồi dào cũng như có
hàm lượng vitamin khá cao. Ngồi ra, trong dứa cịn có enzyme bromelin giúp tiêu
hóa rất tốt. Ngày nay, đã chiết xuất ra enzyme bromelin trong thực phẩm, thuộc da,
vật liệu làm phim, … Sản phẩm phụ của ngành chế biến thực phẩm cũng được dùng
làm nguyên liệu để lên men cho ngành chế biến thức ăn gia súc (Đường Hồng Dật,
2002). Bên cạnh đó, cây dứa cịn có các ưu điểm về phẩm chất như quả khi chín có
màu vàng đẹp, ngon ngọt, mùi thơm hấp dẫn thích hợp với xu hướng của thị trường
hiện nay.
1.2.3 Tình hình thu hái, bảo quản và tiêu thụ
Thu hoạch dứa phải thu hoạch đúng độ chín. Thường dựa vào màu sắc vỏ, số
mắt mở để đánh giá độ chín của dứa:
+ 100% vỏ quả màu vàng sẫm, trên 5 hàng mắt mở là độ chín 4.
+ 4 hàng mắt mở, 75 – 100% vỏ quả màu vàng tươi là độ chín 3.

+ 3 hàng mắt mở, 25 – 75% vỏ quả màu vàng tươi là độ chín 2.
+ 1 hàng mắt mở, 25% vỏ quả chuyển màu vàng là độ chín 1.
+ Quả vẫn cịn xanh bóng mắt chưa mở độ chín 0.
Thường người ta thu hoạch tại ruộng khi quả có độ chín 1 và 2 sẽ có màu sáng
đẹp, để 4 – 8 ngày quả dứa vẫn tươi, dùng ăn ngay hoặc chế biến đều ngon. Dứa sau
thu hoạch phải vận chuyển về nơi râm mát, sạch. Bảo quản ở nhiệt độ 10-120C đối
với quả chuyển màu vàng, 7 - 80C đối với dứa bắt đầu chín, ẩm độ trong kho 85 90% có thể bảo quản được 2 - 3 tuần.


10

Dứa là một trong những cây ăn quả quan trọng trên thế giới (sau chuối và cây
có múi). Trong đó, châu Á chiếm 50% sản lượng, châu Mỹ chiếm khoảng 33% sản
lượng (Dương Tấn Lợi, 2013). Việt Nam là nước có sản lượng dứa đứng hàng thứ 10
trên thế giới với tổng diện tích trồng dứa của cả nước khoảng 34.642 ha và sản
lượng đạt 555.047 tấn (FAO, 2016). Theo thống kê Bộ Nông nghiệp và phát triển
nông thôn năm 2016 cho thấy tốc độ tăng sản lượng 10,7 năm, dứa được trồng khắp
từ Bắc đến Nam, nhưng 90% diện tích tập trung ở phía Nam (Tiền Giang, Kiên
Giang, Hậu Giang, Long An) với 27,400 ha và chiếm 70 - 80% sản lượng dứa của
cả nước.
1.2.4 Một số sản phẩm từ dứa
Dứa cũng được sử dụng làm nguồn nguyên liệu để chế biến nhiều loại thực
phẩm quen thuộc với người tiêu dùng như: nước dứa ép, dứa ngâm đường, dứa sấy,
mứt dứa, dứa lạnh đông,... Ngày nay, các nước khác cũng đang gia tăng nhu cầu sử
dụng loại trái thơm ngon này.

Dứa tươi nguyên lát

Nước ép dứa

Dứa khoanh nước đường

Dứa sấy dẻo

Bột trái dứa

Mứt dứa

Hình 1.8: Một số sản phẩm từ quả dứa