Khảo sát chất lượng nước uống lên men từ nước ép thanh long ruột đỏ (hylocereus polyrhizus) và thơm (ananas comosus) sử dụng nấm trà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ
NƯỚC ÉP THANH LONG RUỘT ĐỎ VÀ THƠM
SỬ DỤNG NẤM TRÀ

GVHD: TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH
SVTH: NGUYỄN MINH HIẾU
LÝ THỊ KIỀU OANH

S K L0 0 8 4 2 6

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2021-17116174

KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC UỐNG LÊN
MEN TỪ NƯỚC ÉP THANH LONG RUỘT ĐỎ
(Hylocereus polyrhizus) và THƠM (Ananas comosus)
SỬ DỤNG NẤM TRÀ

GVHD:

TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH

SVTH:

NGUYỄN MINH HIẾU - 17116174
LÝ THỊ KIỀU OANH

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 12/2021

i

- 17116202


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

Nguyễn Minh Hiếu

MSSV: 17116174

Lý Thị Kiều Oanh

17116202

Ngành: Công nghệ Thực phẩm
1. Tên khóa luận: Khảo sát chất lượng nước uống lên men từ nước ép thanh long
(Hylocereus polyrhizus) và thơm (Ananas comosus) sử dụng nấm trà.
2. Nhiệm vụ của đồ án:
Đề tài “Khảo sát chất lượng nước uống lên men từ nước ép thanh long ruột đỏ (Hylocereus
polyrhizus) và thơm (Ananas comosus) sử dụng nấm trà” gồm 2 nội dung chính:
- Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ nước ép thanh long ruột đỏ và nước ép thơm đến chất
lượng thức uống Kombucha.
- Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng đường hoa dừa làm cơ chất cho nấm trà trong
quá trình lên men đến chất lượng Kombucha.
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/02/2021
4. Ngày hoàn thành đồ án: 17/12/2021
5. Họ tên người hướng dẫn: TS. Vũ Trần Khánh Linh
Phần hướng dẫn: tồn bộ khóa luận
Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bởi
Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm
Tp.HCM, ngày 17 tháng 12 năm 2021
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

ii


LỜI CẢM ƠN

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn cô TS. Vũ Trần Khánh Linh đã dành thời gian hướng
dẫn tận tình và tạo mọi kiện để chúng tơi có thể hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình trong
suốt thời gian thực hiện đề tài.
Chúng tôi xin bày tỏ lịng biết ơn đối với cơ ThS. Hồ Thị Thu Trang – cán bộ chịu trách
nhiệm quản lý phịng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm đã tạo điều kiện tốt nhất
để chúng tơi có thể sử dụng các dụng cụ thí nghiệm và trang thiết bị phục vụ cho q trình
nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp.
Chúng tơi vơ cùng biết ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của q thầy cơ khoa Cơng nghệ Hóa học
và Thực phẩm đã hết lòng giảng dạy, truyền dạy kiến thức quý báu và kỹ năng cần thiết trong
suốt thời gian học tập ở trường.
Xin chân thành cảm ơn các bạn trong lớp Cơng nghệ Thực phẩm khóa 2017, các bạn sinh
viên khóa dưới đã ln bên cạnh động viên và giúp đỡ nhiệt tình để chúng tơi có thể hồn thành
khóa luận tốt nghiệp đúng tiến độ.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2021

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là do
chính tôi thực hiện. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp
đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định.

TP. Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2021
Ký tên

iv


v

vi


vii


viii


ix


x


xi


xii


xiii


xiv


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ............................................................................... II
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................... III
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... IV
MỤC LỤC ............................................................................................................................... XV
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................... XIX
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................... XXI
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................ XXII
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ................................................................................................... XXIII
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................................... 3
1.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................................ 3
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .......................................................................................... 3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ...................................................................................................... 4
2.1. Tổng quan về nấm trà ....................................................................................................... 4
2.1.1. Giới thiệu.................................................................................................................... 4
2.1.2. Tình hình phát triển .................................................................................................... 4
2.1.3. Nấm trà ....................................................................................................................... 5
2.1.4. Quá trình lên men Kombucha .................................................................................... 9
2.1.5. Lợi ích sức khỏe từ Kombucha ................................................................................ 11
2.1.6. Các sản phẩm lên men Kombucha từ cơ chất phi truyền thống ............................... 12
2.2 Tổng quan thanh long ...................................................................................................... 14
xv


2.2.1. Giới thiệu.................................................................................................................. 14
2.2.2. Tình hình phát triển thanh long tại Việt Nam .......................................................... 15
2.2.3. Thành phần hóa học của thanh long ruột đỏ (H. polyrhizus) ................................... 16
2.2.4. Công dụng sức khỏe của thanh long ruột đỏ ............................................................ 17
2.3 Tổng quan về thơm .......................................................................................................... 18

2.3.1. Đặc điểm thực vật học.............................................................................................. 18
2.3.2. Thành phần hóa học của thơm ................................................................................. 18
2.4. Tổng quan đường hoa dừa .............................................................................................. 20
2.4.1. Giới thiệu.................................................................................................................. 20
2.4.2. Lợi ích sức khỏe từ đường hoa dừa .......................................................................... 21
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 22
3.1. Nguyên liệu, hóa chất ..................................................................................................... 22
3.1.1. Thanh long ............................................................................................................... 22
3.1.2. Thơm ........................................................................................................................ 26
3.1.3. Trà nguyên liệu ........................................................................................................ 26
3.1.4. Đường....................................................................................................................... 27
3.1.5. Hóa chất ................................................................................................................... 28
3.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất nấm trà trong nghiên cứu................................................ 28
3.3. Quy trình cơng nghệ sản xuất Kombucha từ nước ép thanh long và thơm sử dụng trong
nghiên cứu ............................................................................................................................. 32
3.3.1. Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ ............................................................................... 32
3.3.2. Thuyết trình quy trình cơng nghệ ............................................................................. 32
3.4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................... 33
3.5. Các phương pháp phân tích ............................................................................................ 34
3.5.1. Phương pháp đo màu................................................................................................ 34
xvi


3.5.2. Định danh vi sinh vật ............................................................................................... 35
3.5.3. Xác định tổng số vi sinh vật ..................................................................................... 35
3.5.4. Phương pháp xác định khối lượng khô Kombucha .................................................. 35
3.5.5. Phương pháp xác định chất rắn hòa tan ................................................................... 35
3.5.6. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng ........................................................ 35
3.5.7. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử ......................................................... 36
3.5.8. Phương pháp xác định pH ........................................................................................ 37

3.5.9. Phương pháp xác định tổng hàm lượng acid (TA). .................................................. 37
3.5.10. Phương pháp tổng hàm lượng phenolic (TPC) ...................................................... 37
3.5.11. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa-phương pháp 1,1-diphenyl-2pierylhydrazyl (DPPH: C18H12N5O6) ................................................................................. 38
3.5.12. Phương pháp xác định tổng hàm lượng anthocyanins (TAC) ................................ 39
3.5.13. Phương pháp xác định hàm lượng Ethanol ............................................................ 39
3.5.14. Phương pháp đánh giá cảm quan: .......................................................................... 40
3.5.15. Phương pháp phân tích thống kê ............................................................................ 41
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN ................................................................................... 42
4.1 Giá trị L*, a* và b* .......................................................................................................... 43
4.2. Định danh vi sinh vật ...................................................................................................... 44
4.2.1. Định danh nấm men ................................................................................................. 44
4.2.2. Định danh vi khuẩn .................................................................................................. 44
4.3. Tổng số vi sinh vật ......................................................................................................... 45
4.4. Khối lượng nấm trà khơ.................................................................................................. 46
4.5. Hàm lượng chất rắn hịa tan ........................................................................................... 48
4.6. Hàm lượng đường tổng và đường khử ........................................................................... 49
4.7. Giá trị pH ........................................................................................................................ 52
xvii


4.8. Tổng hàm lượng acid ...................................................................................................... 53
4.9. Tổng hàm lượng phenolic (TPC).................................................................................... 54
4.10. Hoạt tính chống oxy hóa DPPH ................................................................................... 56
4.11. Tổng hàm lượng anthocyanin ....................................................................................... 57
4.12. Hàm lượng Ethanol....................................................................................................... 59
4.13. Phân tích cảm quan thực phẩm ..................................................................................... 61
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 63
5.1 Kết luận ........................................................................................................................... 63
5.2 Kiến nghị ......................................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 65

PHỤ LỤC ................................................................................................................................. 79

xviii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Biểu đồ nghiên cứu xu hướng Kombucha 1945-2019 ................................................ 5
Hình 2.2. Hình thái nấm men Hanseniaspora opuntiae (Nguyễn Văn Vũ và Nguyễn Văn
Thành, 2018) ............................................................................................................................... 7
Hình 2.3 Vi khuẩn Lactobaciluss paracasei (bên trái) và Lactobaciluss murinus (bên phải)
(Dhansekaran và Sankaranarayanan, 2021) ................................................................................ 8
Hình 2.4. Hoạt động trao đổi chất chính trong lên men nấm trà (Markov và cộng sự, 2001) .. 10
Hình 2.5. Quả của các loại thanh long H. undatus, H. polyrhizus, H. megalanthus (theo thứ tự
từ trái sang phải) ....................................................................................................................... 14
Hình 2.6. Cây và hoa thanh long .............................................................................................. 15
Hình 3.1. Thanh long nguyên liệu............................................................................................22
Hình 3.2. Quy trình xử lý quả thanh long sử dụng trong nghiên cứu ....................................... 23
Hình 3.3. Thơm nguyên liệu ..................................................................................................... 26
Hình 3.4. Trà xanh Thái nguyên sử dụng làm nguyên liệu lên men Kombucha ...................... 26
Hình 3.5. Đường hoa dừa sử dụng trong nghiên cứu................................................................ 27
Hình 3.6. Quy trình sản xuất nấm trà từ trà xanh nguyên liệu .................................................. 29
Hình 3.7. Hình ảnh nấm trà sau 10 ngày lên men ..................................................................... 31
Hình 3.8. Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất Kombucha từ nước ép ............................. 32
Hình 3.9. Phản ứng hóa học của phương pháp phenol sulfuric acid ........................................ 36
Hình 3.10. Phản ứng hóa học của phương pháp DNSA ........................................................... 36
Hình 3.11. DPPH ở dạng tự do và dạng khử ............................................................................ 38
Hình 4.1. Các sản phẩm Kombucha trong nghiên cứu sau quá trình lên men.........................42
Hình 4.2. Sự thay đổi khối lượng nấm trà (g) sau 48h lên men (M1-M6)................................ 47
Hình 4.3. Khảo sát hàm lượng chất rắn hịa tan trong 48h lên men ở các mẫu Kombucha (M1M6)............................................................................................................................................ 48
Hình 4.4. Đồ thị thể hiện hàm lượng đường tổng (a) và đường khử (b) các mẫu Kombucha

(M1-M6) ................................................................................................................................... 50
Hình 4.5. Đồ thị thể hiện giá trị pH các mẫu Kombucha sau 48h lên men .............................. 52
Hình 4.6. Đồ thị thể hiện hàm lượng acid các mẫu Kombucha sau 48h lên men ..................... 53

xix


Hình 4.7. Đồ thị thể hiện hàm lượng phenolic các mẫu Kombucha sau 48h lên men .............. 55
Hình 4.8. Đồ thị thể hiện hoạt tính chống oxy hóa các mẫu sau 48h lên men .......................... 56
Hình 4.9. Đồ thị thể hiện tổng hàm lượng anthocyanin các mẫu sau 48h lên men. ................. 58
Hình 4.10. Đồ thị thể hiện hàm lượng ethanol các mẫu (M1-M6) ........................................... 60

xx


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Giống vi khuẩn và nấm men chính có có trong nước Kombucha .............................. 6
Bảng 2. 2. Thành phần hóa học của Kombucha lên men từ trà đen (Villarreal-Soto và cộng sự,
2018). .......................................................................................................................................... 9
Bảng 2.3. Một số nghiên cứu sử dụng nấm trà trong lên men nước ép trái cây ....................... 12
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của thanh long ruột đỏ trong 100g thịt quả ............................. 16
Bảng 2.5. Chức năng của một số hợp chất và khống chất chống oxy hóa chính có trong thanh
long (Hossain và cộng sự, 2021)............................................................................................... 17
Bảng 2.6. Đặc điểm thành phần và dinh dưỡng của nước ép thơm (trên 100g) (Gebhardt và
cộng sự, 1982)........................................................................................................................... 18
Bảng 3.1. Chỉ tiêu chất lượng của đường mía tinh luyện Biên Hịa Pure (TCVN 6958:2001)27
Bảng 3.2. Chỉ tiêu chất lượng của đường hoa dừa (theo tiêu chuẩn APPC của Cộng đồng dừa
Châu Á – Thái Bình Dương)..................................................................................................... 28
Bảng 3.3. Tóm tắt các mẫu khảo sát trong thí nghiệm ............................................................. 34
Bảng 4.1. Kết quả các giá trị L*, giá trị a* và giá trị b*………………………………………..43

Bảng 4.2. Tổng số nấm men và vi khuẩn sau quá trình lên men Kombucha ............................ 45
Bảng 4.3. Tổng điểm của từng mẫu trên 20 người thử ............................................................. 61
Bảng 4.4. Thành phần hóa học của mẫu M6 sau 48h lên men ................................................. 62

xxi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AAB

Acetic Acid Bacteria

DNSA

3, 5-Dinitrosalicylic Acid

DPPH

1,1-Diphenyl-2-pierylhydrazyl

DSL

D-saccharide acid 1,4-lactone

GI

Glycemic Index

GAE

Gallic acid equivalent

KBI

Kombucha Brewers International

LAB

Lactic Acid Bacteria

M

Mẫu

TA

Titratable Acidity

TAC

Total Anthocyanin Content

TBP

Tri- n -Butyl Phosphate

TPC

Total Phenolic Content

UDP

Uridine Diphosphate

xxii


TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Thanh long và thơm là các loại trái cây có nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe như tăng
cường hệ miễn dịch, cải thiện sức khỏe đường ruột... việc sử dụng các loại nước ép này làm
nguyên liệu lên men Kombucha bằng nấm trà (tea fungus) khơng những góp phần nâng cao giá
trị dinh dưỡng mà cịn có thể tạo ra sản phẩm thức uống phù hợp với nhu cầu người tiêu dùng.
Nghiên cứu này thực hiện quá trình lên men Kombucha từ nước ép thanh long ruột đỏ và nước
ép thơm được thực hiện với các tỷ lệ khác nhau là 100: 0, 85: 15 và 70: 30. Ngoài ra, nghiên
cứu ảnh hưởng của việc thay thế toàn bộ đường sucrose bằng đường hoa dừa đến chất lượng
thức uống Kombucha từ thanh long và thơm. Chất lượng thức uống lên men này được khảo sát
với các chỉ tiêu: hàm lượng đường tổng (g/L), đường khử (g/L), acid tổng (g/L), pH, brix,
ethanol (% v/v), tổng hàm lượng phenolic (mgGAE /mL), hàm lượng anthocyanins (mg/L) và
hoạt tính kháng oxy hóa (DPPH) (%).
Kết quả thu được cho thấy từ tỷ lệ nước ép thanh long ruột đỏ: nước ép thơm là 70: 30
với lượng đường hoa dừa ban đầu là 150 g/L, thức uống sau lên men có hàm lượng phenolic
(11.53 mg GAE/mL), hàm lượng anthocyanin ( 33.73 mg/L) và khả năng chống oxy hóa DPPH
(45.71 %) cao nhất trong các mẫu. Đánh giá cảm quan bằng phép thử so hàng được tiến hành trên
20 người thử cho thấy sự chấp nhận người tiêu dùng cao hơn đối với sản phẩm lên men từ đường
hoa dừa do có vị ngọt nhẹ và mùi hương dễ chịu, đặc biệt với tỷ lệ nước ép thanh long ruột đỏ
: nước ép thơm là 70: 30 cho kết quả mức chấp nhận của người tiêu dùng cao nhất sao với các
mẫu cịn lại. Vì thế, những kết quả thu được trong thí nghiệm này có ý nghĩa quan trọng khơng
chỉ trong nâng cao giá trị dinh dưỡng các loại nước ép mà còn phù hợp với xu hướng sử dụng
nguyên liệu từ tự nhiên nhằm nâng cao sức khỏe người tiêu dùng.

xxiii


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trà Kombucha là một loại thức uống được lên men bởi hệ vi sinh vật cộng sinh giữa nấm
men và các loài vi khuẩn được gọi là nấm trà (tea fungus) trong môi trường nước trà có bổ sung
thêm đường (Nguyễn Thị Phương, 2018). Trong nhiều thập kỷ gần đây, Kombucha dần trở nên
phổ biến bởi tác dụng trong việc nâng cao sức khỏe, chẳng hạn như kháng khuẩn, chống oxy
hóa, chống ung thư, chống đái tháo đường, điều trị loét dạ dày và cholesterol cao, đồng thời
thúc đẩy chức năng gan và tăng cường hệ thống miễn dịch (Chakravorty và cộng sự, 2016).
Trong đại dịch COVID-19 năm 2019–2020, việc tiêu thụ thực phẩm lên men, nhất là đồ
uống đã tăng lên đáng kể. Theo tạp chí Forbes (cơng ty xuất bản và truyền thông tại Mỹ), việc
tiêu thụ Kombucha thương mại tăng nhanh và trở thành thức uống của năm 2020 (Di Renzo,
2020). Ngoài ra, các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ cũng cho rằng sử dụng Kombucha có nhiều lợi ích
cho sức khỏe vì có chứa các hợp chất amino acid, polyphenol từ trà, đường, acid hữu cơ, ethanol,
vitamin hòa tan trong nước và nhiều loại vi chất dinh dưỡng được tạo ra trong quá trình lên men
(Jayabalan và cộng sự, 2008). Với mong muốn đa dạng hóa và mở rộng thị trường tiêu thụ
Kombucha, nguyên liệu lên men truyền thống là nước trà xanh hoặc trà đen dần được thay thế
bằng nước trái cây vì trong thành phần của nhiều loại trái cây có chứa các chất chống oxy hóa
và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác, mang lại lợi ích tích cực cho sức khỏe. Các loại nước
trái cây đã được thử nghiệm lên men Kombucha bao gồm cherry, nho, lựu (Yavari và cộng sự,
2017), lê gai (Ayed, 2015) ... Trong số các loại trái cây được sử dụng làm nguyên liệu cho quá
trình lên men Kombucha, thanh long ruột đỏ là một loại quả đầy tiềm năng. Thanh long ruột đỏ
có chứa một lượng lớn sắc tố betalanin, là chất màu thực phẩm có giá trị thương mại cao, đồng
thời thanh long còn cung cấp các hợp chất có lợi như polyphenol, carotenoid... giúp tăng khả
năng chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư và chống tăng cholesterol máu (Harahap và
cộng sự, 2009). Trong cơ cấu xuất khẩu khẩu trái cây Việt Nam dựa trên tiêu chuẩn Global Gap
và ISO 22000, thanh long là loại trái cây có giá trị tiềm năng xuất khẩu lớn (Thanh và cộng sự,
2013). Tuy nhiên, hiện nay thanh long chủ yếu là xuất khẩu trái tươi, lượng thanh long đưa vào

chế biến các sản phẩm khác khơng đáng kể dù đã có một số nghiên cứu chế biến các sản phẩm
từ loại quả này để tiêu thụ như: nước ép thanh long (Muhialdin và cộng sự, 2020), rượu vang

1