nghiên cứu quy trình sản xuất nước cacao lên men

i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM





KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
CA CAO LÊN MEN






GVHD: TS. Nguyễn Lệ Hà
SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy
MSSV: 1091101184

Tp.HCM, tháng 10 năm 2012

ii
LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Lệ Hà, thầy Nguyễn Trọng Cẩn
và các thầy cô trong phòng thí nghiệm khoa công nghệ thực phẩm đã hết lòng hướng dẫn,
truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm để em có thể hoàn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường
Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ đã tận tình dạy bảo, xây dựng những kiến thức cơ bản cần thiết
cho quá trình học tập trong suốt thời gian học vừa qua.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình và bạn bè, đặc biệt là các bạn lớp thực phẩm khóa
10HTP đã chia sẻ và giúp đỡ về nhiều mặt để bài luận văn được hoàn thành tốt đẹp.

iii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đề tài “nghiên cứu quy trình sản xuất nước ca cao lên men” được thực hiện nhằm mục
đích đa dạng hóa sản phẩm từ trái ca cao, tận dụng nguồn phế phẩm của ca cao để cho ra một
loại sản phẩm nước giải khát lên men cung cấp cho người tiêu dùng.
Đề tài khảo sát một số yếu tố quan trọng để xây dựng quy trình sản xuất như sau:
- Khảo sát một số thông số cơ bản của nguyên liệu trái ca cao dùng cho lên men
- Khảo sát quá trình xử lý sơ bộ dịch thịt ca cao chuẩn bị cho quá trình lên men.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô, pH, tỷ lệ nấm men và thời gian đến quá trình
lên men dịch thịt ca cao.
Quá trình khảo sát đã nhận được kết quả sau:
- Xây dựng được quy trình sản xuất nước ca cao lên men với các thông số:
 Quá trình thu dịch thịt ca cao bằng enzyme pectinase: hàm lượng enzyme pectinase sử
dụng 0,6%, thời gian ủ 3 giờ.
 Quá trình lên men: hàm lượng chất khô hòa tan 18
0
Bx; pH=4,5; tỷ lệ nấm men so với
dịch lên men là 1,5% và thời gian lên men 3 ngày.
- Sản phẩm có độ cồn thấp, mùi vị hài hòa đặc trưng của nước giải khát lên men.
- Sau khi phân tích các chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm, nhận thấy sản
phẩm có đủ điều kiện về vệ sinh àn toàn thực phẩm và có thể bảo quản sản phẩm trong
thời gian dài.



Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 1

Hình 1.1: Cây ca cao
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây ca cao[7]
1.1.1. Nguồn gốc cây Ca cao
Cây ca cao ( Theobroma cacao ) thuộc về thứ
(genus) Theobroma cacao L., và họ (family)
sterculiaceae. Thứ theobroma bao gồm hơn 20 loài
(species), trong đó chỉ có loài Theobroma cacao
được trồng rộng rãi còn các loài khác hoặc hoang dại, hoặc rất ít
được trồng.
Theobroma cacao là loài duy nhất có giá trị
thương phẩm và nó được chia ra hai loài phụ, là
Criollo và Forastero, ngoài ra còn có một loài nữa là Trinitario là kết quả của sự
tạp giao giữa hai loài Criollo và Forastero. Tên Criollo (bản xứ) do người Tây Ban Nha đặt cho
cây ca cao trồng đầu tiên ở Venezuela. Nhóm Forastero là các giống ca cao thường của Brazil và
Tây Phi, chúng phân tán tự nhiên trong thung lũng sông Amazon. Nhóm Trinitario là giống lai
của hai giống trên xuất hiện đầu tiên ở hòn đảo Trinidad, thuộc địa Tây Ban Nha, trong thế kỉ 18.
Nông dân Maya là những người đầu tiên trồng cây ca cao ở Trung Mỹ và chủ yếu ở
Mêhicô. Sử của người Astèque xác minh rằng, từ thế kỉ 14 cây ca cao đã được trồng ở Mêhicô. Ở
đây, gieo trồng và thu hoạch vào những dịp tổ chức các lễ bái tôn giáo.
Thực tế thì chỉ trong những năm của thế kỷ 19 nghề trồng ca cao mới đạt được những tiến bộ
đáng kể, giúp cho kỹ nghệ chocolate có cơ sở để phát triển ở Châu Âu. Ở Châu Mỹ, hai nước sản
xuất ca cao mới xuất hiện là Ecuador và Brazin. Ở Châu Phi, cây ca cao chỉ mới trồng ở các hòn
đảo của vịnh Guinea.
Trong thế kỷ 20, sản xuất ca cao phát triển với quy mô rất lớn vì có sự mở rộng cực kì
nhanh chóng các diện tích trồng cây ca cao ở Châu Phi. Trong giai đoạn 1945 - 1985, năm
“cường quốc” ca cao là Brazin (19%), Cameroon (6%), Ghana (11%), Ivory Coast (30%) và
Nigeria (6%). Từ năm 1985 trở lại đây, các nước Châu Á bắt đầu phát triển mạnh ca cao, trước
hết là ở các nước Malaysia, Indonesia, ấn Độ, Sri Lanka,…

Ở Việt Nam, cây ca cao theo chân người Pháp đến Nam Bộ vào đầu thế kỉ 19 nhưng cây ca cao
chưa được trồng với quy mô đồn điền như cây cao su. Có lẽ vì cao su không thể thiếu với ngành
công nghiệp Pháp, còn hạt ca cao thì không được như vậy.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 2

Khoảng năm 1994, một dự án của nhà nước về trồng cây ca cao với quy mô 10.000 ha được
thực hiện, chủ yếu ở Quảng Ngãi nhưng đã thất bại vì nhiều lý do. Mong muốn phát triển trồng
cây ca cao tương tự như cây cà phê không thành. Chương trình nghiên cứu giống ca cao của nhà
nước được bắt đầu thực hiện từ năm 2000. Ðến năm 2002, tổ chức Success Alliance có dự án
phát triển cây ca cao mà khởi đầu từ tỉnh Bến Tre, sau đó là các tỉnh Tiền Giang, Bình Phước, Rịa
Vũng Tàu, Daklak. Đến nay, 01 bộ giống ca cao gồm 8 dòng thương mại đã được công nhận để
nhân giống phục vụ sản xuất.
Tương lai của cây ca cao ở đồng bằng Sông Cửu Long, Đông Nam Bộ, Tây Nguyên rất hứa
hẹn, có thể từ một quốc gia vô tiếng tăm về sản xuất hạt ca cao, Việt Nam có thể bước lên thành
một cường quốc xuất khẩu hạt ca cao trên thế giới, như đã thành công với cây cà phê Robusta .
Theo đề án phát triển ca cao của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn là đến năm 2015 đạt
60000 ha và đến năm 2020 đạt diện tích 80.000 ha.
1.1.2. Đặc điểm của cây ca cao
Ca cao là loài cây thân gỗ nhỏ có thể cao đến 10 – 20 m nếu mọc tự nhiên trong rừng.
Trong sản xuất do trồng mật độ cao và khống chế sự phát triển thông qua tỉa cành nên cây thường
có chiều cao trung bình khoảng 5 – 7 m, đường kính thân 10-18 cm. Ca cao sinh trưởng tốt dưới
bóng che, do dó có thể trồng xen với một số loài cây kinh tế khác. Thời kỳ kinh doanh hiệu quả
có thể kéo dài từ 25 – 40 năm.
Hoa ca cao nhỏ, có đường kính khoảng 10 – 15 mm, hoa có 5 cánh trổ thành từng chùm nhỏ
trên gỗ cũ, trên thân và cũng như trên những cành hoặc trên những nhánh ở chỗ lá đã rụng. Nụ
hoa bắt đầu nở vào buổi chiều và nở hết vào buổi sáng hôm sau. Chỉ một phần rất nhỏ trong số
các hoa nở sẽ đậu thành trái, mà nhân tố chính cho việc thụ phấn là những con ruồi nhỏ
Ceratopoginidae.

Thời gian phát triển của quả từ khi kết trái đến chín thường trong khoảng 5-6
tháng. Ngoài ra, quả non hình thành trên cây ca cao không chín hết được, mà số lớn thường khô
héo và rụng khỏi cây.
Quả ca cao có chiều dài 10 - 30 cm, đường kính 7 - 9 cm. Quả có thể cân nặng từ 200 –
1000 g. Tuỳ theo từng loài, hình dạng của quả thay đổi nhiều từ hình cầu, hình dài và nhọn, hình
trứng hoặc hình ống. Màu sắc của quả khá đa dạng, có loại trái màu xanh, loại màu vàng và loại
màu đỏ.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 3

Hình 1.2: Nhóm ca cao Criollo
Hình 1.3: Nhóm ca cao forastero
Hình 1.4: nhóm ca cao Trinotario
Đặc tính của quả ca cao là khi chín thì vỏ không nở bung ra và ít bị rụng khỏi cây. Mỗi quả
ca cao thường chứa 30 - 40 hạt được bao quanh bằng lớp nhầy. Lớp nhầy này có vị hơi ngọt và
đó chính là cơ chất cho quá trình lên men khi ủ hạt sau này.


1.1.3. Các Giống ca cao trồng ở Việt Nam.
Ca cao có 3 nhóm chính:
- Nhóm Criollo:
+ Có nguồn gốc từ Nam Mỹ
+ Quả dài nhọn, rãnh sâu mang mười khía.
+ Màu đỏ vàng hoặc cam khi chín
+ Phôi nhũ trắng ngà
+ Vỏ sần sùi, mềm mỏng dễ cắt
+ Quả chứa 20-30 hạt
+ Quả có chất lượng cao, rất thơm và ít đắng, sản lượng thấp giá cao, dễ sâu bệnh. (khỏang
15% sản lượng thế giới). Chủ yếu là sản xuất chocolate chất lượng cao.

- Nhóm Forastero
+ Có nguồn gốc thượng Amazone do người Brazil và Tây
Phi
+ Quả tròn hình bầu dục, không có rãnh sâu
+ Nhị lép màu tím
+ Trái màu xanh hay Oliu khi chín có màu vàng.
+ Vỏ trơn cứng
+ Quả chứa 30-40 hạt
+ Sản lượng khá cao, kháng bệnh tốt, nhưng kém chất lượng
hơn Criollo, được trồng nhiều trên thế giới (80%)
- Nhóm Trinotario: (là kết quả của sự tạp giao giữa
hai lòai Criollo và Forastero)
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 4

Hình 1.5: Thành phần cấu tạo của trái ca cao
+ Quả dài, vỏ dày và cứng
+ Màu sắc xanh vàng, đỏ
+ Phôi nhũ màu tím nhạt
+ Quả chứa 30 hạt hay nhiều hơn
1.1.4 Thành phần hóa học của ca cao [8]


a. Thành phần hóa học vỏ quả (pod)
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của vỏ quả ca cao.
STT
Thành Phần
Trung bình (% của tổng chất khô)

1
Protein
6,25
2
Chất xơ
27,30
3
Tro
8,10
4
NaOH
0,01
5
K
3,20
6
Ca
0,44
7
P
0,09

b. Thành phần hóa học của lớp cơm nhầy (pulp)
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của lớp cơm nhầy
Thành phần
Tỷ lệ%
Nước
82-87
Đường
10-13

Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 5

Pentosan
2-3
Axit citric
1-2
Muối khóang
10

c. Thành phần hóa học của nhân
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của nhân
Thành phần
Tỷ lệ %
Nước
32-39
Cellulose
2-3
Tinh bột
4-6
Pentosan
4-6
Chất béo
30-32
Protein
8-10
Theobromin
2-3
Caffeine

1
Polyphenol
5-6
Axit
1
Đường sucrose
2-3
Muối khóang
2-3

1.1.5 Tình hình sản lượng ca cao trong nước và thế giới.[7]
- Trên thế giới
+ Tình hình sản xuất
Cây ca cao được trồng ở 50 quốc gia trên thế giới với diện tích khoảng 5 triệu ha, tuy nhiên
mức cung lại phụ thuộc vào 3 quốc gia chính là Bờ Biển Ngà, Indonesia và Ghana, trong đó Bờ
Biển Ngà là nước sản xuất nhiều ca cao nhất thế giới, chiếm 40,7% sản lượng toàn cầu, Indonesia
chiếm 12% sản lượng, Ghana chiếm 21%.
Sản lượng ca cao trên thế giới niên vụ 2003/04 lên tới 3,5 triệu tấn, tăng so với niên vụ
2002/03 là 13,8% .
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 6

Tây phi sản xuất ca cao chiếm 72,4% sản lượng ca cao thế giới. Từ giữa những năm 1970
đến nay sản lượng ca cao ở Đông Nam Á tăng nhanh và hiện chiếm 17%. Tại vùng Đông Nam Á,
ca cao được trồng ở một số nước: Indonesia, Philipin, Malaysia, Việt Nam, Papua New Guinea,
India và Srilanca và cho sản lượng khoảng 500.000 tấn. Ngược lại tại một số nước trồng ca cao
khác sản lượng lại giảm đi do một số nguyên nhân như tại Brazil sản lượng ca cao liên tục giảm
từ đầu những năm 1990 đến nay do bệnh tua mực (witches’ broom) tàn phá. Tại Malaysia, trong
năm 1992 diện tích trồng ca cao ước tính đạt 380.000 ha, nhưng đến năm 2001 thì giảm xuống

chỉ còn 70.000 ha, giảm khoảng 80% diện tích.
Theo ICCO Annual report 2004/2005, sản lượng xuất khẩu ca cao trên thế giới niên vụ
2004/05 như sau:
- Châu Phi: sản lượng xuất khẩu niên vụ 2004/05 đạt 2.309.000 Tấn. Trong đó nổi bật là Bờ
Biển Ngà với sản lượng xuất khẩu cao nhất đạt 1.273.000 Tấn
- Châu Mỹ: Niên vụ 2004/05 xuất khẩu đạt 445.000 Tấn
- Châu Đại Dương và Châu Á: Niên vụ 2004/05 xuất khẩu đạt 534.000 Tấn
Trong niên vụ này Indonesia là nước xuất khẩu nhiều nhất trong khu vực đạt 435.000 Tấn
Tuy nhiên, niên vụ 2005 - 2006 (từ tháng 10/2005 đến 9/2006), thị trường ca cao thế giới sẽ
thiếu hụt khoảng 221.000 tấn do sản lượng ca cao niên vụ này giảm. Nguyên nhân sản lượng ca
cao thế giới giảm chủ yếu do sản lượng ca cao của Bờ Biển Ngà - nước sản xuất ca cao lớn nhất
thế giới, giảm khoảng 1 triệu tấn. Nigiêria - nước xuất khẩu cacao lớn thứ 4 thế giới, sau Bờ Biển
Ngà, Indonesia và Ghana - từng có 20 nhà máy chế biến cacao năm 1980, nhưng đến nay chỉ còn
3 nhà máy do lợi nhuận và sản lượng cacao đều giảm (từ mức 307 tấn/năm trong thập niên 80
xuống còn 60 tấn năm 2003).
Bảng 1.4 Tình hình xuất khẩu ca cao trên thế giới
Quốc Gia
2000/01
2001/02
2002/03
2003/04
Tây phi
Bờ Biển Ngà
Ghana
Nigeria
Cameroon
Các nước châu Phi khác
147
1212
395

177
133
30
151
1265
341
187
131
29
2158
1320
497
165
140
36
2500
1405
736
175
145
39
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 7

Châu Á Thái Bình Dương
Indonesia
488
392
539

455
528
425
514
415
Malaysia
Các nước Châu Á khác
35
61
25
59
40
63
35
64
Châu Mỹ
Brazil
Các nước Châu Mỹ khác
418
163
255
371
124
247
416
163
253
438
164
274

Bảng 1.5: Sản lượng ca cao trên thế giới
Quốc Gia
1999/00
2001/02
2003/04
Châu Âu
Đức
Hà Lan
Các nước khác
1336
215
436
685
1282
195
418
669
1360
225
445
690
Châu Phi
Bờ Biển Ngà
Các nước khác
368
235
133
422
290

132
455
305
150
Châu Mỹ
Brazil
Mỹ
Các nước khác
852
202
448
202
758
173
403
182
822
202
410
210
Châu Á Thái Bình
Dương
Indonesia
Malaysia
Các nước khác
404
92
115
197
413

105
105
203
540
120
180
240




Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 8

+ Tình hình tiêu thụ
Tiêu thụ ca cao trên thế giới ngày càng tăng với tốc độ 2 - 3% mỗi năm và ca cao chủ yếu
dùng để sản xuất chocolate. Ước tính, tiêu thụ ca cao thế giới năm 2004/05 tăng lên 3,23 triệu
tấn, và sẽ tăng thêm 3 triệu tấn vào năm 2008.
Trong thế kỷ 20, tiêu thụ ca cao tăng nhanh do kết quả trực tiếp của việc gia tăng nhu cầu
chocolate. Nhu cầu chocolate tăng do nhiều yếu tố như tăng thu nhập, tăng dân số, giá bán lẻ
giảm, sản phẩm làm từ ca cao phong phú, kỹ thuật tiếp thị hiện đại…
Các nước Tây Âu và Bắc Mỹ là thị trường tiêu thụ lớn nhất thế giới, chiếm 70% sản lượng
ca cao thế giới, riêng các nước liên minh Châu Âu (EU) tiêu dùng khoảng một nửa sản lượng ca
cao hàng năm trên thế giới (Bỉ là nước tiêu thụ ca cao nhiều nhất, bình quân 5kg/người).
Cuộc khủng hoảng tài chính năm 1997 đã làm giảm mức tiêu thụ ở Châu Á và đặc biệt là
Liên Xô trước đây, tuy nhiên kinh tế các nước này đang hồi phục nhanh và có tiềm năng phát
triển tốt.
Nhiều nhà phân tích cho rằng với giá ca cao hiện nay (1.200 USD/tấn) nhu cầu tiêu thụ sẽ
tiếp tục tăng dần như lâu nay là 3% năm và giá ca cao sẽ tăng trong những năm tới.

- Ở Việt Nam
+ Tình hình sản xuất
Theo ông Nguyễn Văn Hoà, phó cục trưởng cục trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và phát triển
nông thôn) cho biết, cây ca cao ở Việt Nam dù khôi phục và phát triển từ khi có sự hỗ trợ của dự
án quốc tế Success alliance từ vài chục ha năm 2000 tăng lên 7.320 ha năm 2006, tăng lên 11.400
ha vào cuối năm 2007 và dự kiến đến 2015 đạt 60.000 ha.
Trong đó, có gần 1.000 ha đang cho thu hoạch, năng suất ban đầu đạt bình quân 0,8 tấn/ha,
ước tính sản lượng đạt 773 tấn. Nhiều mô hình trồng ca cao đạt năng suất từ 1,5 tấn đến hơn 2 tấn
hạt khô/ha như: hộ ông Trần Hùng Sơn, xã Phú Đức, huyện Châu Thành (Bến Tre), hộ ông Đào
Văn Tuấn, xã Dăk Rla, huyện Đăkmil (Đăk Nông), hộ ông Hoàng Văn Phi, xã Ea Sô, huyện
Eakar (Đăk Lăk). Các nông dân Việt Nam, những người từng khiến cho giá cà phê trên thị trường
thế giới biến động mạnh sau khi sản lượng cà phê của họ đã tăng gấp đôi trong vòng 5 năm, giờ
đây đang gia tăng diện tích trồng cây ca cao với sự hỗ trợ của các công ty sản xuất chocolate nổi
tiếng thế giới, đại công ty chocolate Mars cùng với hai chính phủ Hoa Kỳ và Việt Nam đang hỗ
trợ cho một chương trình trị giá 4 triệu 500 ngàn đô la, thực hiện trong vòng 4 năm, với mục đích
tăng gấp bốn lần diện tích ca cao ở Việt Nam.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 9

Ông Ross Jaax cho biết một phần của chương trình phát triển ca cao ở Việt Nam là giúp cho
nông dân sản xuất hạt ca cao lên men, là loại hạt được mua với giá cao hơn nhờ có mùi vị ngon
hơn vì nồng độ acid thấp hơn.

+ Tình hình tiêu thụ
Các công ty nước ngoài đang có xu hướng đến Việt Nam thu mua ca cao. Doanh nghiệp
trong nước cũng mạnh dạn đầu tư hàng triệu USD, xây dựng nhà máy chế biến ca cao. Chưa bao
giờ hạt ca cao được kỳ vọng như vậy.
Năm 2005, công ty TNHH Cargill Việt Nam, doanh nghiệp 100% vốn của Mỹ ở Đồng Nai,
đã chi ra cả tỷ đồng để thành lập trạm thu mua ca cao ở Bến Tre, sau đó thành lập tiếp trạm thu

mua ở Daklak, những địa phương có diện tích trồng ca cao lớn hiện nay.
Năm 2006, Công ty TNHH Thuận Kiều ở Bình Dương đã đầu tư xây dựng một nhà máy
chế biến ca cao đầu tiên của Việt Nam tại Bến Tre. Ông Lý Văn Phước, Giám đốc công ty, cho
biết nhà máy có vốn đầu tư dự kiến 5 triệu USD trong giai đoạn 1 và sẽ tăng lên 10 triệu USD sau
khi nguồn nguyên liệu trong nước dồi dào.
Theo dự kiến, khi đi vào hoạt động vào năm tới, công suất chế biến của nhà máy Thuận
Kiều sẽ đạt 10.000 tấn ca cao hạt mỗi năm với thành phẩm là bơ ca cao, bột ca cao và gần như
toàn bộ được xuất khẩu.
Đối với thị trường tiêu thụ trong nước, công nghiệp chế biến ca cao ở nước ta đang phát
triển, như các nhà máy chế biến bánh kẹo ở Quảng Ngãi và TP.HCM cũng phải nhập nguyên liệu
bột và bơ ca cao, trong nước sản xuất còn quá ít không không cung cấp đủ cho thị trường nội địa.
Hàng năm, các nhà máy chế biến bánh kẹo, thức uống của Việt Nam phải nhập khoảng 1.000 tấn
ca cao bột và một số ít bơ ca cao tương đương khoảng 2.700 tấn hạt ca cao khô.
1.2. Tìm hiểu về nước giải khát lên men
1.2.1.Giới thiệu:
Nước giải khát lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc. Tùy theo
nguồn nguyên liệu sử dụng, người ta chia nước giải khát lên men thành hai nhóm chính: nước
giải khát lên men từ nguyên liệu chứa tinh bột (còn gọi là bia) và nước giải khát lên men từ trái
cây (nước quả lên men). Dựa vào nguồn nguyên liệu mà ta có các sản phẩm như: nước giải khát
lên men từ dứa, sơri, cam, chanh dây…và tùy theo yêu cầu mà ta có hay không có bổ
sung
CO
2
vào trong nước giải khát.

Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 10

Đặc điểm của nước quả lên men là trong thành phẩm, các quá trình sinh học còn tiếp diễn.

Do đó không thể bảo quản lâu quá hai ngày dù ở nhiệt độ thấp. Khi đã rót ra cốc mà để lâu thì
chất lượng nước giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2÷3 giờ. Vì vậy nước quả lên men nói chung
thường chỉ sản xuất đủ tiêu dùng trong ngày và nên uống khi còn tươi.
Đặc điểm của nước quả lên men: nồng độ chất khô hòa tan: 7÷9% khối lượng, độ chua: 2÷4,
nồng độ rượu: 3÷4% thể tích, có ga (CO
2
): 3÷4g/l, thời gian tàng trữ để ổn định chất lượng: 3÷6
tuần, thời gian bảo quản: 2÷3 tháng, mùi thơm nhẹ dễ uống, men rượu nhẹ và mượt mà, hơi ga
nhẹ không làm cho người uống bị say.

1.2.2. Các thành phần chính của nước giải khát lên men.[3]
a. Cồn
Ethanol được hình thành trong quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ nấm men.
Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 70-160cc/l ( khoảng 7-16 độ).
Ethanol là thành phần quan trọng vì chính nhờ ethanol mà làm cho nước giải khát lên men
khác với nước giải khát bình thường. Ethanol có mùi thơm, vị hơi ngọt. Ethanol cùng với axit bay
hơi, đường và nhiều thành phần khác có trong nước giải khát lên men tạo nên mùi vị hấp dẫn
riêng biệt của nó. Vị của nước giải khát lên men được tạo lên từ tỷ lệ cân đối của 4 vị là : Vị chua
(axit hữu cơ), vị ngọt (Ethanol, glycerin, đường còn lại), vị chát (tanin, polyphenol), vị mặn (các
muối khóang)
b. Axit hữu cơ.
Nguồn gốc của các axit hữu cơ là từ quả và hình thành trong quá trình lên men. Axit là một
thành phần quan trọng của nước giải khát lên men. Tổng axit thường được cung cấp từ quả là
chính khoảng 4-5 g/l làm cho pH của nước giải khát từ 2,8-3,5. Axit hữu cơ có trong nước giải
khát thường chia làm 2 nhóm là: Nhóm có tác dụng tốt cho nước giải khát lên men và nhóm có
tác dụng xấu.
Vai trò của các axit là tham gia tạo vị (vị chua) và tạo pH thấp từ đó làm ổn định sản phẩm.
Axit hữu cơ trong nước giải khát còn có một tác dụng là ngăn cản hoạt động của các khuẩn
làm hỏng nước giải khát, ví dụ: Một số các axit sau : Axit tatric 1,5 – 2 g/l, axit malic 0-4 g/l,
axit xitric 0 - 0,5 g/l, axit oxalic 0,06 g/l, các axit này thuộc loại các axit có tác dụng tích cực đến

mùi vị và còn có tác dụng làm ổn định nước giải khát lên men trên phương diện chúng ngăn cản
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 11

hoạt động của các vi khuẩn gây hại. Tuy nhiên các axit này cũng có tỷ lệ cân đối nếu cao quá
cũng làm cho nước giải khát lên men có vị không hài hòa.
Ngoài ra còn có một số axit khác như : Acetic, lactic, formic, butytric nhưng hàm lượng rất
nhỏ, các axit này nếu hàm lượng cao sẽ làm cho nước giải khát lên men có vị kém. Đặc biệt, đối
với axit cần lưu ý là : Trong lên men tự nhiên thường tạo ra 0,4g acetic, nếu vượt quá hàm lượng
này sẽ làm cho vị chua thay đổi đáng kể và không thể uống được.
Tỷ lệ axit hữu cơ / ethanol / tanin hay sự cân đối giữa vị ngọt, vị chua và vị chát là yếu tố quan
trọng ảnh hưởng rất lớn tới mùi vị của nước giải khát lên men.
c. Đường
Đường là thành phần còn lại sau lên men trong đó chủ yếu là Glucose, fructose và phần
nhỏ galactose. Ngoài ra còn có các loại đường khác đặc biệt đường nghịch đảo đã tạo nên mùi
thơm dễ chịu cho nước giải khát thành phẩm. Thành phần đường còn lại cũng là yếu tố tham gia
tạo vị cho sản phẩm. Nếu trước khi lên men bổ sung đường saccharose thì toàn bộ bị thủy phân
thành đường khử, vì vậy nếu phát hiện thấy đường saccharose trong nước giải khát thành phẩm
tức là đường pha thêm.
d. Tro và các chất muối
Trong nước giải khát lên men có nguồn gốc từ nguyên liệu và một phần được bổ sung từ
ngòai vào để nâng cao hiệu quả lên men. Một số chất khóang nhu : P; S; K; Na; Ca; Mg; Si; Se;
Mn; Br; Cl; I; Al các ch?t khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc có thể ở các dạng
muối. Với mỗi quả khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối khác nhau. Hàm lượng trong
nước giải khát lên men khoảng từ 1,5 - 3g/l.
Vai trò của chất khoáng trong nước giải khát lên men là làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá
trị chữa bệnh cho con người. Đồng thời chất khoáng còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị
đậm đà cho nước giải khát và cùng với vị ngọt, vị chua, vị chát tạo nên vị hài hòa cho nước giải
khát nên men.

e. Vitamin
Vitamin trong nước giải khát lên men chủ yếu là do nguyên liệu cung cấp và một phần
được bổ sung từ ngoài vào. Các vitamin gồm: Vitamin nhóm B, vitamin C vitamin A và các ch?t
ti?n vitamin A. Hàm lu?ng vitamin trong thành phần phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu, mỗi loại
quả khác nhau sẽ có hàm lượng vitamin khác nhau. Vì vậy quá trình lên men cần điều chỉnh lại
thành phần vitamin của nước quả, cần có phần bổ sung thêm vitamin, quá trình lên men không
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 12

phá hủy hết vitamin của nước quả. Thực ra lên men là một kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin của
nước quả.
f. Polyphenol
Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất hàm lượng của
chúng sẽ khác nhau nếu nguyên liệu khác nhau và kỹ thuật sản xuất khác nhau. Đối với nước giải
khát lên men polyphenol có vai trò:
- Tạo màu cho nước giải khát : Trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian cho
màu đỏ.
- Tạo vị chát.
- Ổn định thành phẩm, kéo dài thời gian bảo quản do các polyphenol và tanin có
khả năng kháng khuẩn mạnh.
Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng : Tanin dễ bị oxi hóa làm cho nước giải khát lên men có màu
sẫm lại, đây là yếu tố không tốt cần phải lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi lên men.
Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ làm cho nước giải khát lên men có vị chát mạnh, ảnh hưởng
không tốt đến mùi vị và làm cho vị bị kém đi. Đồng thời sẽ tạo nên hàm lượng tanin cao gây kết
tủa protein của nước quả làm cho nước giải khát bị đục .

1.2.3. Nguyên liệu chế biến nước giải khát lên men[3]
1.2.3.1. Yêu cầu với nguyên liệu
Chất lượng của nước giải khát lên men phụ thuộc nhiều yếu tố. Trong đó 60% nguyên liệu

quyết định còn lại 40% là do kĩ thuật tạo nên.
Việc lựa chọn nguyên liệu cho sản xuất nước giải khát lên men phải được xem xét kỹ
lưỡng, phải thỏa mãn các điều kiện về dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng,
các điều kiện khác .
Tất cả các loại quả có chứa đường, protein, vitamin, khoáng, axit hữu cơ không chứa
nhiều tanin đều có thể sử dụng để lên men nước giải khát. Các loại quả khác nhau sẽ khác nhau ở
chỗ lên men khó hay dễ, xử lý đơn giản hay phức tạp, thành phần bổ sung khác nhau thế nào.
Vì thế mà các loại nước giải khát lên men là những quả có hàm lượng đường trung bình từ
15 ÷ 18 độ Bx, ví dụ như: nho, xoài, vải thiều ,dứa là nhưng quả rất thích hợp để lên men nước
giải khát. Trong trường hợp quả có độ đường thấp phải thêm đường cho đạt nồng độ tiêu chuẩn,
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 13

điều chỉnh pH thích hợp. Ngoài việc điều chỉnh thành phần thì việc xử lý quả trước khi lên men
cũng đòi hỏi phải có kĩ thuật phù hợp cho từng loại nguyên liệu .
Thành phần nước quả thích hợp với hoạt động của men tối thiểu các chất sau đây:
- Axit amin, vitamin, muối khoáng thực hiện vai trò xúc tác với một lượng rất nhỏ.
- Polyphenol - Tanin làm cho nước giải khát có màu hấp dẫn và đóng góp vào việc ức chế
khuẩn hại của enzime oxy hóa.
- Chất sản sinh mùi thơm ảnh hưởng đến hương vị của nước giải khát lên men.

1.2.3.2. Các kĩ thuật và biện pháp nâng cao chất lượng nước giải khát lên men
a. Các kĩ thuật.
* Kĩ thuật chống oxy nước quả.
Do tiếp xúc với oxy của không khí, các enzyme trong nước quả hoạt động mạnh một cách
khác thường, trong các enzyme này cần chú ý các enzyme oxy hóa khử (oxydodeductase) sinh
hóa gọi tên là polyphenola oxydase làm cho nước quả bị oxy hóa nhanh chóng. Quá trình oxy hóa
nước quả sẽ gây ra nhiều biến đổi bất lợi làm giảm chất lượng của dịch quả trước khi lên men,
ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của nước giải khát sau này như:

- Mùi thơm của nước quả giảm do các chất mùi bị phá hủy, do quá trình oxy hóa.
- Tanin tăng do oxy hóa các polyphenol. Lượng tanin tăng sẽ làm cho vị chát của nước giải
khát lên men tăng, vị của nước giải khát sẽ không hài hòa và đặc biệt ảnh hưởng đến sự sống của
nấm men.
Màu sắc của nước quả bị sậm lại cũng làm cho màu sắc của nước giải khát lên men thay đổi
đáng kể. Có thể gây hiện tượng kết tủa enzym do muối sắt, muối đồng ở thể oxy hóa khử.
Vậy nên cần lưu ý các biện pháp nhằm hạn chế sự oxy hóa nước quả như:
- Không làm dập nát quả trong suốt quá trình thu hái vận chuyển.
- Sau khi làm dập hoặc ép nước cần tiến hành lên men ngay .Nếu để chậm dù
chỉ 1 vài giờ, chất lượng của nước quả cũng giảm đi đáng kể.
Sử dụng các biện pháp hóa lý như:
- Tiến hành ép lọc dịch quả trong thiết bị chứa đầy CO2, không cho dịch quả tiếp xúc với
oxy .
- Thêm chất chống oxy hóa vào nước ép quả.
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 14

- Có thể xử lý nhiệt dịch quả để hạn chế oxy hóa. Khi xử lý nhiệt thì enzym oxy hóa khử sẽ
bị vô hoạt và giảm bớt lượng oxy hòa tan vào dịch quả từ đó hạn chế oxy hóa .
* Kĩ thuật chuẩn bị nấm men.
Trong kĩ thuật chế biến nước giải khát lên men, cần thiết phải đưa vào nước quả một lượng
tế bào nấm men nhất định. Nguồn men giống có thể từ ba nguồn chính sau :
- Từ men giống (ống giống thuần chủng ).
- Sử dụng bánh men cổ truyền.
- Lên men tạo nguồn men giống cho các mẻ lên men sau.
* Kĩ thuật theo dõi lên men.
Trong quá trình lên men nước giải khát. Kĩ thuật theo dõi quá trình lên men là công việc rất
quan trọng, nếu không được theo dõi chu đáo có thể dẫn đến hỏng cả mẻ lên men bất thường
hoặc chất lượng của nước giải khát sẽ kém đi. Nội dung cần theo dõi ở đây là nhiệt độ và tốc độ

lên men.
- Theo dõi nhiệt độ:
Cần đo nhiệt độ vài lần trong ngày, nhiêt độ trung bình của dịch quả là khoảng 20 ÷ 28
0
C.
Nếu nhiệt độ của nấm men lên tới 34÷ 35
0
C là nấm men ngừng hoạt động. Do nhiệt độ hô hấp
của tế bào nấm men luôn sinh ra trong quá trình sống nên nấm men luôn có nhiệt độ cao hơn
nhiệt độ của môi trường từ 2 ÷ 3
0
C
- Theo dõi lên men.
Phải tạo điều kiện cho quá trình lên men nhanh và chuyển hết đường thành ethanol. Nếu
lượng đường còn lại cao và nồng độ ethanol thấp sẽ là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật có hại
phát triển, làm hư hỏng nước giải khát lên men.Vậy khắc phục vấn đề này cần phải:
+ Sử dụng loại men tốt, số lượng tế bào đảm bảo.
+ Đảm bảo lượng oxy cho thời kì đầu của quá trình lên men.
b. Các biện pháp nâng cao chất lượng nước giải khát lên men.
* Điều chỉnh thành phần đường.
Mỗi loại quả có thành phần đường khác nhau, vì thế dịch quả đem lên men cần phải điều
chỉnh hàm lượng đường sao cho phù hợp với quá trình lên men.Tổng lượng đường cần đạt đến
của nước giải khát lên men là từ 15 ÷ 18 độ Brix tương đương với 150 ÷ 180 g/l. Vậy nên hàm
lượng đường bổ sung vào dịch lên men của mỗi quả là khác nhau.

Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 15

* Điều chỉnh pH.

PH thích hợp cho lên men là 4-5. Mội loại quả có một pH khác nhau, độ pH các lọai quả
chua trung bình như: dứa, cam, dâu, vải, xoài ở trong giới hạn 2,8 ÷ 3,8. Trường hợp pH thấp hơn
người ta cho thêm kali tactrat trung tính hoặc Na
2
CO
3
hoặc CaCO
3
để trung hòa axit có trong
dịch quả. Nếu pH cao hơn thì phải dùng thêm một axit không độc hại như: axit xitric, axit tatric
để làm tăng độ chua của dịch quả.
Một biện pháp đơn giản để điều chỉnh pH là trộn những quả chín với những quả xanh theo
một tỉ lệ nhất định.
* Điều chỉnh các chất kích thích lên men.
Nhằm giúp cho quá trình lên men đạt hiệu quả tốt hơn, khi lên men nước giải khát người ta
thường bổ sung thêm muối s’ufat amon (NH
4
)
2
SO
4
hoặc cacbonat
amon (NH
4
)
2
CO
3
với lượng dùng 0,05 ÷ 0,1 g/l dịch lên men, đồng thời bổ sung hỗn hợp
vitamine. Nếu không có hỗn hợp vitamine thì phải bổ sung vitamine B1 với hàm lượng 0,5 mg/l.

1.3. Bản chất của quá trình lên men[6]
Lên men là một quá trình oxy hóa-khử xảy ra trong cơ thể sinh vật nhằm cung cấp năng
lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào sinh vật.
Dù các quá trình lên men có khác nhau về hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng, sản phẩm
cuối, hệ vi sinh vật tham gia, hệ enzyme xúc tác…nhưng các quá trình lên men có bản chất cơ
bản giống nhau.
Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình lên men là những phản ứng chuyển Hydro và
điện tử (e
-
và H
+
). Các enzyme xúc tác cho quá trình này là các enzyme oxy hóa khử
(dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ vi sinh vật. Như vậy, thực chất các quá trình lên men là
các quá trình oxy hóa khử sinh học để sinh năng lượng và các hợp chất trung gian. Năng lượng
này rất cần thiết cho các họat động sống của vi sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh
sản…Tùy theo chủng vi sinh vật , môi trường, điều kiện lên men mà chúng ta thu được các sản
phẩm chính, phụ khác nhau.
Trong quá trình oxy hóa-khử sinh học, hydro được tách khỏi cơ chất ban đầu nhờ enzyme
dehydrogenase và chuyển đến những chất tiếp nhận khác nhau. Tùy theo chất tiếp hận hydro từ
cơ chất mà người ta phân biệt các dạng lên men và hô hấp như sau:
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 16

 Hô hấp yếm khí: Hydro được tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chất hữu
cơ chưa no. Sau khi nhận hydro các chất này tạo thành cá chất hữu cơ nhất định, đây chính là sản
phẩm của quá trình lên men tích tụ trong môi trường (ví dụ etanol. Acid lactic…). Trong lên men
rượu, hydro được tách ra từ quá trình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehyde
(CH

3
CHO) hình thành trong quá trình đường phân và tạo thành etanol trong điều kiện thiếu oxy.
 Hô hấp hiếu khí: Hydro được tách ra từ cơ chất hữu cơ, trải qua hàng lọat các quá trình
trung gian, cuối cùng kết hợp vi sinh vậtới oxy để tạo ra H
2
O. Ví dụ acid pyruvic bị oxy hóa hòan
tòan trong chu trinh Krebs, qua hàng lọat sản phẩm trung gian cuối cùng tạo ra CO
2
, H
2
O và giải
phóng năng lượng. Qúa trình hô hấp hiếu khí giải phóng ra năng lượng lớn cung cấp cho quá
trình họat động sống của cơ thể vi sinh vật.


Hô hấp kị khí: Các vi sinh vật sống trong điều kiện hiếu khí thường có thể sống trong
điều kiện kị khí hoặc kị khí không bắt buộc hòan tòan. Chất nhận điện tử và hydro cuối cùng
không phải là oxy mà là nitrat hay sulfat. Kiểu chuyển điện tử và H
+
này giúp cho vi khuẩn oxy
hóa hòan tòan cơ chất mà không cần đến sự tham gia của oxy phân tử. So với quá trình lên men
trong hô hấp kị khí thì vi sinh vật thu được nhiều năng lượng hơn.
1.4. Cơ chế của quá trình lên men rượu.[6]
Lên men rượu là một quá trình sinh học rất phức tạp, có sự tham gia củ nấm men
Saccharomyces, trải qua hàng lọat các phản ứng vi sinh với sự tham gia của nhiều lọai enzyme
xúc tác khác nhau.
Phương trình tổng quát của lên men rượu:
C
6
H

12
O
6
C
2
H
5
OH + 2 CO
2
+ 27 Kcal.
Trong lên men rượu, sản phẩm chính là khí CO
2
và ethanol. Ngòai ra còn rất nhiều sản
phẩm phụ và trung gian như acid, este, aldehyte và các rượu cao phân tử.
Nấm men là tác nhân của quá trình lên men rượu với đường là cơ chất chính. Đầu tiên,
đường và các chất dinh dưỡng của môi trường được hấp thụ trên bề mặt của tế bào nấm men, sau
đó khuyếch tán qua màng bán thấm vào bên trong tế bào nấm men. Trong khi nước ra vào tự do
qua màng tế bào nấm men thì đường và các chất dinh dưỡng khác được màng tế bào chỉ cho đi
vào mà không cho đi ra. Vì vậy, đường bị chuyển hóa qua một chuỗi phản ứng enzyme để tạo
thành sản phẩm cuối cùng là rượu etylic và CO
2
.
Ở đây nhờ hoạt động trao đổi chất của tế bào nấm men, đường được chuyển hóa theo con
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 17

đường đường phân Embden-Meyerhof-Parnas (EMP-gồm 10 phản ứng), qua hàng loạt các sản
phẩm trung gian và tạo thành acid pyruvic:

Acid pyruvic dưới tác dụng của enzymee pyruvatedecarboxylase bị khử thành
acetaldehyde và
CO
2
:


Sau đó acetaldehyde bị khử thành rượu ethylic dưới tác dụng của enzymee
alcoldehydrogenase của nấm men:

Acetaldehyde Rượu ethylic
Theo Pasteur, nếu coi lượng đường có trong môi trường lên men là 100% thì sau khi lên
men sẽ cho ta 44,4% là rượu ethylic; 46,6% CO
2
; 3,3% glycerin; 0,6% acid succinic.
Tùy theo điều kiện lên men, nhiệt độ, pH môi trường mà quá trình lên men rượu xảy ra
theo nhiều chiều hướng tạo các sản phẩm chính, phụ khác nhau.
Trong tế bào nấm men, nhờ hoạt động sống của tế bào, nhờ sự xúc tác hàng loạt của các
enzyme mà những phản ứng sinh hóa rất phức tạp xảy ra và dẫn đến tổng hợp những chất này,
phân hủy chất kia. Rượu Etylic và CO
2
tạo thành liền thóat ra khỏi tế bào và khuyếch tán rất
nhanh vào trong môi trường.
Khí CO
2
thoát ra, bám vào tế bào nấm men. Khi bọt khí CO
2
đủ lớn thì lực nâng của nó
vượt quá trọng lượng tế bào nấm men và thế là bọt khí CO
2

cùng với tế bào nấm men nổi lên trên
bề mặt dịch lên men. Khi gặp không khí, CO
2
thóat ra đi vào môi trường không khí còn tế bào
nấm men bị chìm xuống. Điều này rất có lợi là khiến cho sự trao đổi chất trong tế bào trở nên
mạnh mẽ hơn và sự lên men cũng tăng nhanh lên một cách tương ứng.
pyruvatedecarboxylase
Acid pyruvic
Acetaldehyde
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 18

Lên men rượu ở môi trường pH = 4÷5, trong điều kiện yếm khí. Sản phẩm chính là rượu,
sản phẩm phụ là glycerin. Quá trình lên men rượu trải qua 2 thời kỳ chính: thời kỳ cảm ứng và
thời kỳ tĩnh.
 Thời kỳ cảm ứng
Ở giai đọan này, chất tiếp nhận hydro của Enzyme alcoldehydrogenase là acetaldehyde
được tạo thành chưa đủ, do đó enzyme sẽ chuyển hydro đến cho aldehyde phosphatglycerinic.

Enzyme
C
6
H
12
O
6
CH
2
O (P) CH CH

2
OH


CHOH CHOH CHOH


CH=O CH
2
OH CH
2
OH
Glucose Glyceraldehyde -3-phosphate Glycerin-3-phosphate Glycerin

Dưới tác dụng của Enzyme Phosphatase, phosphatglycerin bị thủy phân để tạo thành
Glycerin. Như vậy trong môi trường sẽ hình thành glycerin và CO
2
.

 Thời kỳ tĩnh
Đến lúc này, lượng acetaldehyde là cơ chất bình thường của enzyme alcoldehydrogenase
được tạo thành đã có nhiều, nên enzyme sẽ chuyển hydro đến cho cơ chất của nó và rượu etylic
được tạo thành từ đây.
Phosphatase
NAD.H
2
NAD
+

Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 19






















Glycerin chỉ được tạo nên trong thời kỳ cảm ứng nên nó chỉ là sản phẩm phụ trong môi
trường acid.
Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:

C
6

H
12
O
6
+ 2ADP + 2H
3
PO
4
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 2ATP + 2H
2
O
Thực tế cho thấy rằng, sự lên men rượu sẽ xảy ra một các bình thường để cho ta sản phẩm
chủ yếu là rượu và một số sản phẩm khác như: glicerin, …chỉ trong điều kiện pH môi trường từ
4-5 và môi trường thật yếm khí. Trong điều kiện yếm khí thì sự lên men xảy ra rất mạn mẽ (nghĩa
là ettanol tạo thành sẽ nhiều) nhưng sự phát triển của nấm men hầu như không có. Khi có không
khí thì sự lên men yếu đi vì nấm men sẽ thu năng lượng cần thiết cho sự phát triển của chúng
bằng con đường hô hấp hiếu khí, nghĩa là bằng cách oxy hóa sinh học glucose đến CO
2
và H
2
O.
Quá trình lên men rượu từ glucos bao gồm quá trình đường phân và quá trình chuyển
Pyruvat thành etanol:
Acetataldehyde

Etanol
Glycerin
+ CO
2

Phosphatglicerin
NAD.H
2

NAD
+

CH
2
O (P)
CHOH
CH
2
OH
CH
2
OH
CH
2
OH
CHOH
CH
2
O (P)
CHOH

CH=O
C=O
CH
3

CH
3

CH
3

CH=O
CH
2
OH
C
6
H
12
O
6

COOH
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 20

Dihydroxy aceton phosphate
Glucose
Photphoglucoza isomerase

Fructose -6- Phosphate
Acetaldehyde
Glyceraldehyde -3-phosphate
PhosphoFructokinase
Glucose -6-phosphat
Aldolase
Fructose -1,6- diphosphate
Triophosphat izomerase
Hexokinase
phosphoglyceratkinase
Glyceraldehyde phosphatdehydrogenase





Acid -1,3- diphosphoglyceric
Acid -3- phosphoglyceric
Phosphoglycerat-mutase
Acid -2- phosphoglyceric

Enolase
Acid phosphoenolpyruvic
Gpyruvate - decarboxylase
Pyruvat kinase
Etanol
aldodeshydrogenase
Acid pyruvic
Hình 1.5: Quá trình lên men rượu etylic
Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 21

1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trìh lên men rượu.[6]
 Nồng độ đường
Ảnh hưởng lớn đến hiệu suất lên men. Nấm men chỉ có thể lên men đường thành rượu trong
khỏang nồng độ đường phù hợp từ 10-18%, nồng độ đường quá cao sẽ ức chế nấm men, và năng
lực lên men giảm, khi nồng độ đường từ 30-40% sự lên men gần như đình chỉ. Nồng độ đường
thấp quá cũng làm giảm năng lực lên men.

 Ảnh hưởng oxy
Nấm men là lọai vi sinh vật hô hấp tùy tiện. Trong điều kiện yếm khí nó sẽ lên men đường
tạo rượu và CO
2
. Còn trong điều kiện đầy đủ oxy, nó có khả năng oxy hóa đường thành CO
2
và
H
2
O, đồng thời sinh sản, phát triển mạnh, sự kìm hãm lên men rượu bằng oxy gọi là “hiệu ứng
Pasteur”.
Do vậy trong sản xuất rượu, giai đọan đầu cần tạo điều kiện hiếu khí, để nấm men sinh sản,
phát triển đủ tế bào cần thiết cho quá trình lên men rượu. Sau đó phải yếm khí tuyệt đối để nấm
men chuyển hóa đường thành rượu.
Tuy vậy, khi co đầy đủ oxy cũng có một lượng rượu nhỏ tạo thành.

 Ảnh hưởng pH
pH có ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men, tạo sản phẩm chính và phụ khác nhau. Nếu pH
4-5 lên men rượu bình thường tạo sản phẩm chính là etanol, đây là điều kiện cần thiết cho quá
trình lên men rượu.

 Ảnh hưởng nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng lớn đến nấm men và sự lên men. Thông thường nhiệt độ phù
hợp cho sự lên men là 28-30
0
C. Nhiệt độ khỏang hơn 50
0
C và dưới 0
0
C sự lên men hầu như đình
chỉ.





Báo Cáo Đồ Án Tốt Nghiệp

SVTH: Nguyễn Ngọc Thanh Thy Trang 22

 Ảnh hưởng nồng độ rượu tạo thành.
Rượu tạo ra trong quá trình lên men có ảnh hưởng đến sự lên men. Thông thường nấm men
lên men đến nồng độ rượu đạt 12-14%. Một số nấm men có thể lên men đạt nồng độ rượu cao
hơn sẽ ức chế nấm men và hầu như kìm hãm lên men rượu.
1.6. Tác nhân của quá trình lên men rượu : [2,6,12]
Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là nấm men. Nấm men đóng vai trò quyết định
trong sản xuất nước giải khát lên men trái cây vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men là
quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm. Quá trình chuyển hóa này gắn liền với sự
tham gia của hệ enzymee trong tế bào nấm men.

1.6.1 Chủng loại nấm men: phân loại theo hình thái học hoặc sinh lý học (độ lớn, hình dạng
thông thường của nấm men hay loại đường chuyên dùng), nấm men dùng trong sản xuất nước
giải khát lên men có hình oval (hình trứng) hoặc tròn với đường kính trung bình khoảng
5÷10µm. Nấm men chìm thường biểu hiện từng đôi hoặc đơn lẻ. Nấm men nổi thường biểu hiện
thành hình nhánh, hình chuỗi.
Trong sản xuất nước giải khát lên men nói chung, người ta sử dụng cả nấm men nổi và nấm
men chìm. Cả nấm men nổi và nấm men chìm đều có những đặc điểm cơ bản giống nhau,
tuy nhiên giữa chúng cũng có những đặc điểm riêng.
1.6.2. Dinh dưỡng nấm men
 Dinh dưỡng cacbon.
Các hợp chất hữu cơ khác nhau như các lọai đường và dẫn xuất, các rượu, acid hữu cơ, acid
amin… có thể là nguồn dinh dưỡng cacbon của nấm men. Ở đây cũng cần phải lưu ý rằng: nấm
men không sử dụng trực tiếp được tinh bột cũng như cellulose và hemicellulose.
Các nguồn C dinh dưỡng trước hết phải kể đến các lọai đường. Đường glucose thuộc lọai
đường 6 được tất cả các lòai nấm men sử dụng. Glucose được coi như nguồn C vạn năng đối với
vi sinh vật. Nhiều loài nấm men, trong đó có giống Saccharomyces lên men rượu, không sử dụng
được pentose (thuộc loại đường 5C).
Tỷ số các đường được nấm men sử dụng là đặc điểm riêng của từng loài. Các lòai