Báo cáo công nghệ sản xuất nước quả lên men

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
*****

BÁO CÁO: CÔNG NGHỆ CÁC SẢN PHẨM GIÀU GLUXIT
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ CƠNG NGHỆ NƯỚC QUẢ LÊN MEN

Hà Nội, 11/2022


MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ........................................................................................ 6
1.1

Định nghĩa: ............................................................................................................. 6

1.2

Phân loại ................................................................................................................. 6

1.3

Tiềm năng và xu hướng phát triển ......................................................................... 6

1.4

Tình hình tiêu thụ ở Việt Nam và thế giới ............................................................. 7

1.5

Tình hình sản xuất nước quả lên men .................................................................. 10

1.6

Các thành phần chính của nước quả lên men ....................................................... 11

1.7

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới quá trình lên men ..................................... 12

1.7.1

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới hàm lượng CKHT của dịch lên men . 12

1.7.2

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới sự thay đổi pH của dịch lên men ...... 13

1.7.3

Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới cường độ màu của dịch lên men ....... 14

1.8

Ảnh hưởng của pH dịch quả tới quá trình lên men .............................................. 15

1.8.1

Ảnh hưởng của pH dịch quả tới hàm lượng CKHT của dịch lên men .......... 15

1.8.2 Sự biến đổi pH của dịch lên men trong quá trình lên men bằng chế phẩm

RV002 16
1.8.3
1.9

Ảnh hưởng của pH dịch quả tới độ hấp thụ ánh sáng của dịch lên men ....... 16

Ảnh hưởng của nồng độ CKHT của dịch quả ban đầu tới quá trình lên men ...... 17

1.9.1

Sự thay đổi hàm lượng CKHT của dịch lên men .......................................... 17

1.9.2

Ảnh hưởng của nồng độ CKHT của dịch quả tới hàm lượng axit tổng số .... 18

CHƯƠNG II. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM NƯỚC
QUẢ LÊN MEN ................................................................................................................ 20
2.1

Quy trình sản xuất nước dâu tằm lên men............................................................ 20

2.1.1

Nguyên liệu.................................................................................................... 21

2.1.2

Phân loại ........................................................................................................ 22

2.1.3

Rửa................................................................................................................. 22

2.1.4

Xử lý nguyên liệu .......................................................................................... 23

2.1.5

Ép ................................................................................................................... 24

2.1.6

Lọc ................................................................................................................. 24


2.1.7

Phối chế ......................................................................................................... 25

2.1.8

Thanh trùng bằng sunfit................................................................................. 26

2.1.9

Bổ sung nấm men .......................................................................................... 26

2.1.10

Lên men ...................................................................................................... 27

2.1.11

Xử lý sau lên men ...................................................................................... 28

2.1.12

Thanh trùng ................................................................................................ 28

2.1.13

Rót chai ...................................................................................................... 28

2.1.14

Tàng trữ ...................................................................................................... 29

2.1.15

Sản phẩm .................................................................................................... 29

2.2

Quy trình sản xuất nước táo lên men bổ sung caramen ....................................... 30

2.2.1

Nguyên liệu.................................................................................................... 30

2.2.2

Phân loại ........................................................................................................ 31

2.2.3

Rửa................................................................................................................. 31

2.2.4

Nghiền ........................................................................................................... 32

2.2.5

Ủ enzyme ....................................................................................................... 33

2.2.6

Ép ................................................................................................................... 33

2.2.7

Lọc ................................................................................................................. 34

2.2.8

Thanh trùng.................................................................................................... 34

2.2.9

Chuẩn bị dịch lên men ................................................................................... 35

2.2.10

Bổ sung nấm men ....................................................................................... 36

2.2.11

Lên men ...................................................................................................... 36

2.2.12

Phối chế ...................................................................................................... 37

2.2.13

Lọc.............................................................................................................. 38

2.2.14

Chiết chai ................................................................................................... 38

2.2.15

Thanh trùng ................................................................................................ 39

2.2.16

Sản phẩm .................................................................................................... 39

2.3

Quy trình sản xuất nước chanh leo lên men ......................................................... 40

2.3.1

Nguyên liệu.................................................................................................... 40

2.3.2

Xử lý nguyên liệu .......................................................................................... 41


2.3.3

Ép lấy nước cốt .............................................................................................. 42

2.3.4

Pha loãng, phối trộn ....................................................................................... 43

2.3.5

Thanh trùng.................................................................................................... 43

2.3.6

Lên men chính ............................................................................................... 43

2.3.7

Làm lạnh ........................................................................................................ 44

2.3.8

Lọc ................................................................................................................. 44

2.3.9

Phối chế ......................................................................................................... 44

2.3.10

Chiết rót ...................................................................................................... 45

2.3.11

Thanh trùng ................................................................................................ 45

2.3.12

Kiểm tra, hồn thiện sản phẩm................................................................... 46

2.4

Quy trình sản xuất nước táo lên men ................................................................... 47

2.4.1

Nguyên liệu.................................................................................................... 47

2.4.2

Xử lý nguyên liệu .......................................................................................... 48

2.4.3

Xay................................................................................................................. 49

2.4.4

Lọc, thu nước ép dứa ..................................................................................... 50

2.4.5

Sunfit hóa ....................................................................................................... 50

2.4.6

Hoạt hóa enzyme ........................................................................................... 51

2.4.7

Lên men ......................................................................................................... 51

2.4.8

Thanh trùng.................................................................................................... 51

2.4.9

Bảo ơn, dán nhãn, hồn thiện sản phẩm ........................................................ 52

CHƯƠNG III: CÁC BÀI BÁO CÁO KHOA HỌC .................................................. 53
3.1 Nguyen, D. H. (2016). Nghiên cứu sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisae
trong chế biến nước quả táo mèo lên men có độ cồn thấp. Tạp chí khoa học cơng nghệ
nơng nghiệp Việt Nam 8(69), 137-155........................................................................... 53
3.2

Ayed, L. (2017). Development of a beverage from red grape juice fermented with
the Kombucha consortium. Annals of microbiology 67, 111-121. ................................ 53
3.3 Hoang, T. L. H. (2018). Study on processing lacto-fermented drinks from
Japanese purple sweet potatoes.Tạp chí khoa học cơng nghệ Việt Nam 60(12), 55-160.
54


3.4

Tran, M. T. N. (2020). Processing of fermented fruit juice from acerola

(Malpighia glabra L.). The Journal of Agriculture and Development 19(2), 99-105. .. 54
3.5

Huynh, T. N. M. (2021). Fermentation of Pitaya (Selenicus undatus) using

saccharomyces cerevisae. TNU Journal of Science and Technology 226(14), 137-155.
55
3.6

Truong,A.T.(2010). Nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ trái mãng

cầu xiêm. Đồ án tốt nghiệp ........................................................................................... 55
3.7

Pham, T. V. (2022). Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ nấm men

saccharomyces cerevisiae (sth) đến chất lượng nước ổi lên men. Tạp chí Khoa học và
Cơng nghệ 112(12), 115-118 ......................................................................................... 56
3.8

Reddy, L. V. (2015). Production of Probiotic Mango Juice by Fermentation of

Lactic Acid Bacteria. Microbiol. Biotechnol. Lett. (2015), 43(2), 120–125 ................. 56
3.9 Yu, B. J. (2019). Characterization of juice fermented with Lactobacillus
plantarum EM and its cholesterol-lowering effects on rats fed a high-fat and highcholesterol diet. Food Science and Nutrition ................................................................ 56
3.10

Chaudhary, A., Sharma, V., & Saharan, B.S. (2019). Probiotic Potential of
Noni and Mulberry Juice Fermented with Lactic Acid Bacteria. Asian J Dairy Food
Res, 38(2):114-120 ........................................................................................................ 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 58


1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 Định nghĩa:
Nước quả lên men là sản phẩm của quá trình lên men dịch quả ở nhiệt độ thấp (415oC) trong thời gian dài. Tác nhân lên men sử dụng là nấm men. Tùy theo yêu cầu mà

có thể bổ sung thêm CO2 vào sản phẩm, độ cồn của sản phẩm thấp, thường dưới 6 độ
cồn, axit tổng số khoảng 0,6-2% thể tích nên hương vị khác với các sản phẩm đồ uống có
cồn khác. Sau q trình lên men sản phẩm khơng qua chưng cất mà chỉ ly tâm để tách bã
cũng như nấm men và các thành phần gây đục dịch quả. So với các loại nước trái cây
thơng thường thì nước trái cây lên men có thể bảo quản thời gian dài, có tác dụng giải
khát mà vẫn giữ được hương vị đặc trưng của quả.
Nước ép trái cây chứa nước và 20% carbohydrate, 1% axit hữu cơ và một lượng vi
lượng vitamin, khoáng chất và các hợp chất nitơ. Đường, axit hữu cơ và phenol tạo cho
nước trái cây hương vị của nó, trong khi vitamin, khống chất và các hợp chất nitơ, trong
nhiều trường hợp, rất cần thiết cho sự phát triển và lên men của nấm men. Nước ép trái
cây lên men có thành phần tương tự, nhưng có lượng đường thấp hơn nhiều (khơng có
trong rượu vang khơ), dưới 6 độ cồn và nhiều thành phần phụ hơn.
1.2 Phân loại
Người ta phân loại thức uống này theo hai cách phân loại điển hình:
-

Cider chứa CO2:

• Cider có CO2: CO2 được sinh ra trong quá trình lên men hoặc được bổ sung CO2
vào sản phẩm
• Cider khơng có CO2: Thu được sau quá trình lên men được qua quá trình bài khí
ở áp suất và nhiệt độ thấp để loại bỏ các bọt khí và CO2.
-

Phân loại theo đặc tính sản phẩm:

• Cider ngọt: Cider khơng có gas vẫn cịn chứa một lượng đường sót sau q trình
lên men. Họ đã làm tăng độ ngọt của nó bằng cách bổ sung thêm đường hay giữ
lại một lượng đường trước khi chúng bị lên men.
• Cider khơ: Là sản phẩm cider đã được lên men tới hàm lượng đường tối đa có

thể, sản phẩm loại này thường khơng ngot, có hàm lượng ethanol cao (8 – 12%
v/v).
• Cider hỗn hợp: Phối trộn các loại cider để tạo hương vị mới
1.3 Tiềm năng và xu hướng phát triển
Việt nam là một nước nhiệt đới có nền nơng nghiệp phát triển, hoa quả phong phú
với sản lượng dồi dào, những quả chỉ có theo mùa, lại dễ dập nát nên rất khó bảo quản


được lâu dẫn đến nhiều rủi ro cho nông dân và lãng phí thực phẩm do thiếu cách bảo
quản.
Mặt khác những năm gần đây, nhu cầu về đồ uống cồn ở nước ta ngày một tăng
cao. Để giải quyết vấn đề đầu ra cho một số mặt hàng nông sản cũng như đáp ứng được
nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm đồ uống trên thị trường thì xu hướng sử dụng nước trái
cây lên men càng ngày lên cao. Sản phẩm nước quả lên men độ cồn thấp là một sản phẩm
mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi cho sức khỏe. sản phẩm này rất được ưa
chuộng trên thị trường đồ uống giải khát của Châu âu, Nga. Người tiêu dùng khơng chỉ
thích sản phẩm này vì giá rẻ mà đó cịn là đồ uống phù hợp với mọi lứa tuổi, hàm lượng
cồn thấp tạo sự kích thích tiêu hóa mà khơng gây say.
Sau châu Âu, thị trường châu Á – Thái Bình Dương được nhận định là “mảnh đất
màu mỡ” cho các sản phẩm đồ uống có cồn hương trái cây (cider) lên ngơi. Đặc biệt, sự
thay đổi về lối sống lành mạnh, yêu cầu cao trong đồ uống về cả chất lượng và đa dạng
hương vị của người tiêu dùng hậu Covid-19 cũng là yếu tố thúc đẩy sự tăng trưởng của
thị trường cider tại khu vực cao hơn bao giờ hết. Đồ uống có cồn đóng vai trị quan trọng
về mặt cảm xúc khi có thể giúp giải tỏa những vui buồn, áp lực trong cuộc sống. Tuy vậy,
những tác động từ đại dịch Covid-19 thúc đẩy người tiêu dùng ưu tiên lựa chọn những
sản phẩm tốt cho sức khỏe. Do đó, cider với hương vị trái cây thơm mát hương vị đa
dạng, ngọt dịu nhưng nồng độ cồn chỉ dao động trên dưới 5% độ cồn đã trở thành thức
uống lý tưởng để các mọi người lựa chọn. Với dự đoán sẽ tăng trưởng 8% trong vòng 5
năm tới và mức tiêu thụ của của thị trường cider ngày càng tăng nhanh hơn ở châu Á, loại
đồ uống này xứng đáng nhận được nhiều sự quan tâm hơn.

1.4 Tình hình tiêu thụ ở Việt Nam và thế giới
Việt Nam từ lâu đã có các loại đồ uống từ dịch quả như nước sấu, nước mơ ngâm,
nhưng năm 80 của thế kỉ 20 thì cider mới đc du nhập vào VN. Thị trường Việt Nam trong
những năm gần đây đang xôn xao bởi một loại thức uống khác biệt, đó chính là Cider.
Các dịng sản phẩm cider phổ biến hiện nay có thể kể đến như cider được sản xuất quy
mô công nghiệp StrongBow, cider nhập khẩu có Magners, Chatel và một số nhãn hàng
xách tay khác. Đặc biệt, cider thủ công cũng có những bước phát triển nổi bật khi xuất
hiện những tên tuổi nội địa như Sai Gon Cider, Bazan, Hanoi Cider…


Hình 1.1: Sản phẩm Strongbow của Heineken

Strongbow là một trong những thương hiệu cider nổi tiếng trên thế giới. Nhiều
người thường nhầm lẫn và cho rằng Strongbow là bia hoặc rượu. Nhưng thực chất,
Strongbow là loại thức uống có nguồn gốc từ Châu Âu, cụ thể là nước Anh, loại nước
uống này được gọi là cider. Strongbow có vị trái cây, thơm ngọt dễ uống, vì là thức uống
được lên men, mặc dù có nồng độ cồn nhẹ, chỉ từ 4.5% - 5% nhưng nếu uống quá nhiều
vẫn sẽ say.

Hình 1.2: Sản phẩm Saigon Cider của Bia Sài Gòn


Là một trong những dòng trái cây lên men được làm bằng phương pháp thủ công
khá độc đáo. Sở hữu nồng độ cồn nhẹ 4.7% đủ để bất kỳ ai cũng sẽ có cơ hội thử và
thưởng thức hương vị độc đáo của cider. Với màu vàng sáng đẹp mắt, cùng với hương
thơm dịu dàng đến say lòng người. Sài Gòn Cider được làm từ táo và gừng, mang hương
vị của hai loại trái này hòa quyện cùng nhau để tạo nên sức hút cực kỳ độc đáo.

Hình 1.3: Sản phẩm nước hoa atiso đỏ và gừng lên men Bazan

Tương tụ như hai sản phẩm trên, Bazan là đồ uống được lên men từ các loại quả
nhiệt đới hoặc kết hợp với gừng… Sản phẩm này có độ cồn 4,8%.

Trên thế giới, thị trường cider được dự báo sẽ chứng kiến tốc độ tăng trưởng kép
CAGR là 6,12% trong giai đoạn dự báo (2021-2026).Theo báo cáo Global “Craft Cider
Market” 2022 Research của 360 Research Report, thị trường craft cider cũng sẽ tăng
trưởng tốt trong giai đoạn này với các hương vị sản phẩm xu hướng là táo, lê, chanh, nam
việt quất và trái cây hỗn hợp.
Quy mô thị trường cider tồn cầu ước tính đạt 4,42 tỷ USD vào năm 2019 và dự
kiến đạt 4,54 tỷ USD vào năm 2020.đạt tốc độ CAGR là 5,0% từ năm 2022 đến năm
2031. Ngành cơng nghiệp bia và cider tồn cầu đạt giá trị 599,69 tỷ USD vào năm 2015.
Trong 5 năm tiếp theo, ngành này đã tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm
(CAGR) là 3,57%, đạt 690,06 tỷ USD. Cho đến năm 2025, dự báo sẽ tăng trưởng với tốc
độ CAGR là 3,95% và đạt 863,5 tỷ USD. Năm 2019, thị phần bia và cider lần lượt là
83% và 17%.


Hình 1.4: Biểu đồ thị phần tiêu thụ của bia và cider (2019)

Thị trường cider toàn cầu được phân khúc thành Perry Cider, Apple Cider, Fruit
Flavoured Cider và các loại khác. Danh mục hương vị trái cây là ngành sinh lợi cao nhất
trong ngành rượu táo toàn cầu nhờ sự đa dạng về hương vị và những cải tiến của các nhà
sản xuất khác nhau để thu hút khách hàng.

Hình 1.5: Thị trường tiêu thụ các loại nước quả lên men dự kiến (2020-2027)
Sản phẩm được quảng cáo là một danh mục cân bằng giới tính, trong đó nam giới
uống rượu chiếm 51% trong khi nữ giới chiếm 49%. Tỷ lệ này chiếm 40% số người trong
độ tuổi từ 20 đến 30 tuổi.
1.5 Tình hình sản xuất nước quả lên men
Nước quả lên men được nhiều quốc gia trên thế giới đánh giá là mặt hàng mạnh

của thế kỷ 21 vì đây là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, rất phù hợp với thế hệ trẻ.


Hiện nay một số hãng sản xuất của Mỹ, Úc đã cho ra đời loại nước quả có độ cồn thấp
được sản xuất từ trái cây như Bluebird, Treetop, California Cooler… chủ yếu ở dạng dịch
ép hoặc pha chế từ dịch quả tươi, trong khi nước quả có độ cồn thấp được sản xuất từ trái
cây bằng phương pháp lên men cho đến nay vẫn còn hạn chế cả về chủng loại lẫn số
lượng. Ở các nước Đông Âu, đặc biệt là Nga, nước quả lên men (với nguyên liệu chính là
táo) đã có từ rất lâu đời (cách đây hơn 1000 năm). Ở Nga cả người thành thị lẫn nơng
thơn đều ưa thích loại nước quả lên men này. Đặc điểm của loại nước này là có độ cồn
nhẹ (1%) vị hơi chua và hơi ngọt, có bọt và mát lạnh. Ngồi ngun liệu chính là táo, có
thể bổ sung thêm đường hay các chất tạo hương vị cho thích hợp. Ở các thành phố lớn
nước quả lên men được xem như một sản phẩm thương mại mang lại nguồn lợi nhuận
lớn. Cịn ở trong các gia đình Nga, đó là thức uống khơng thể thiếu trong các bữa ăn của
ngưới lớn lẫn trẻ nhỏ. Nước quả lên men là loại mặt hàng được ưa chuộng trên thế giới
nhưng hiện chưa được sản xuất nhiều ở Việt Nam. Sản xuất nước quả lên men có ưu
điểm là đơn giản, địi hỏi ít trang bị, có thể sản xuất ở quy mơ cơng nghiệp, hộ gia đình,
hợp tác xã. Nhưng nhược điểm là giá thành cao và nếu điều kiện kỹ thuất khơng đảm bảo
thì nước quả lên men dễ bị hỏng. Do đó ở Việt Nam, nước quả lên men vẫn chưa sản xuất
được ở quy mô công nghiệp, mà chỉ thấy ở hộ gia đình được dùng để uống hàng ngày.
Việt Nam là nước có khí hậu nóng và khô nên nhu cầu sử dụng các loại thức uống và
nước quả lên men là rất lớn. Đây có thể là tiềm năng kinh tế lớn còn đang bị bỏ ngõ, vì
vậy việc nghiên cứu sản xuất nước quả lên men từ trái cây làcần thiết và hoàn toàn phù
hợp với xu thế chung của cả thế giới và Việt Nam.
1.6 Các thành phần chính của nước quả lên men
Ethanol được hình thành trong quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ
nấm men. Ethanol là thành phần quan trọng vì chính nhờ ethanol mà làm cho nước quả
lên men khác với nước quả bình thường. Ethanol cùng với acid bay hơi, đường và nhiều
thành phần khác có trong nước quả lên men tạo nên mùi vị hấp dẫn riêng biệt của nó. Vị
của nước quả lên men được tạo nên từ tỷ lệ cân đối của 4 vị là vị chua (acid hữu cơ), vị

ngọt (ethanol, glicerin, đường còn lại), vị chát (tannin, polyphenol), vị mặn (các muối
khoáng). Trong đó các acid hữu cơ có nguồn gốc của từ quả và hình thành trong quá trình
lên men. Acid là một phần quan trọng của nướcquả lên men. Vai trò của các acid là tham
gia tạo vị chua và tạo pH thấp từ đó làm ổn định sản phẩm. Acid hữu cơ trong nước quả
cịn có một tác dụng là ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn làm hỏng nước quả.
Đường: Đường là thành phần còn lại sau lên men trong đó chủ yếu là Glucose,
Fructose là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm.
Tro và các chất muối: Vai trị chất khống trong nước quả lên men là làm tăng giá
trị dinh dưỡng và giá trị chữa bệnh cho con người. Đồng thời chất khống cịncó vai trò


quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà cho nước quả và cùng với vị ngọt, vị chua, vị chát
tạo nên vị hài hòa cho nước quả lên men.
Vitamin: Vitamin trong nước quả lên men chủ yếu là do nguyên liệu cung cấp và
một phần được bổ sung từ ngồi vào. Các Vitamin gồm: Vitamin nhóm B, Vitamin C,
Vitamin A và các chất tiền vitamin A. Hàm lượng vitamin trong thànhphẩm phụ thuộc rất
lớn vào nguyên liệu, mỗi loại quả khác nhau sẽ có hàm lượng vitamin khác nhau.
Polyphenol: Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất.
Đối với nước quả lên men polyphenol có vai trị:
-

Tạo màu cho nước quả: 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 tannin có
khả năng kháng khuẩn mạnh. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng tannin dễ bị oxy hóa
làm cho nước quả lên men có màu sẫm lại, đây là yếu tố khơng tốt cần phải lưu ý
trong q trình xử lý dịch quả trước khi lên men. Nếu hàm lượng polyphenol cao

sẽ làm cho nước quả lên men có vị chát mạnh, ảnh hưởng không tốt đến mùi vị,
đồng thời hàm lượng Tannincao gây kết tủa Protein của nước quả làm cho sản
phẩm bị đục
Bảng 1.1: Thành phần chính của một số loại cider thương phẩm

Thành
phần

Axit tổng số
(%, tính theo
axit lactic)

Độ ngọt (%)

Độ rượu
(%, v/v)

Tannin (%)

SO2 tổng
(mg/l)

Giới hạn

0,40 - 5,69

1,56 – 5,58

0,5 – 8,4

0,028 – 0,171

64 - 189

Bảng 1.2: hàm lượng một số chất bay hơi trong cider thương phẩm

Thành phần

Etylacetat
(mg/l)

n-Propanol
(mg/l)

Isobutanol
(mg/l)

n-Butanol
(mg/l)

Giới hạn

15 - 35

4 - 27

24 - 82

3-6

1.7 Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới quá trình lên men
1.7.1 Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới hàm lượng CKHT của dịch lên men
Quá trình lên men nước quả bằng Saccharomyces cerevisiae thường được sử dụng
để tránh hư hỏng hoặc tạo thành các tính chất cảm quan khơng mong muốn và đảm bảo


hương vị tự nhiên, tính đồng nhất của sản phẩm cuối cùng. Nồng độ nấm men sử dụng
ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men. Nếu số lượng tế bào nấm men bổ sung thích
hợp thì q trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt
hơn. Nếu số lượng nấm men q ít thì tốc độ lên men chậm. Sinh khối tế bào nấm men
q nhiều thì mơi trường dịch lên men không đủ để nấm men phát triển, tế bào nấm
men chết dần, sản phẩm có mùi vị lạ, tổn thất một lượng nấm men đáng kể.

Hình 1.6: Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới hàm lượng chất khô hịa tan

Kết quả ở Hình 1.4 cho thấy, sau ngày đầu, nồng độ CKHT (chất khơ hịa tan)
thay đổi rất ít, các mẫu đều cho giá trị nồng độ CKHT từ 14,4 - 14,60Bx. Nhiệt độ 300C
trong quá trình lên men sơ bộ là nhiệt độ thích hợp cho S. cerevisiae phát triển và tăng
sinh khối.
Qua đồ thị có thể thấy mẫu bổ sung 0,3 g/kg dịch có sự giảm nồng độ CKHT
chậm hơn các mẫu còn lại. Tới ngày thứ 10, khi nồng độ CKHT ở các mẫu chỉ cịn
khoảng 120Bx thì mẫu bổ sung 0,3 g/kg cho sản phẩm có nồng độ CKHT cao hơn là
12,60Bx.
Nồng độ nấm men ban đầu càng tăng thì quá trình lên men diễn ra càng nhanh,
hàm lượng CKHT giảm càng mạnh, tuy nhiên khi tăng đến 0,6 g/kg tốc độ lên men chậm
lại so với mẫu bổ sung 0,4 và 0,5 g/kg. Ở lượng nấm men bổ sung cao hơn sản phẩm tạo
ra không trong, màu không đẹp và độ cồn lớn.
1.7.2 Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới sự thay đổi pH của dịch lên men
Trong 6 ngày đầu, mẫu bổ sung 0,3 và 0,4g/kg nấm men có pH giảm rất nhanh sau
đó tăng dần về mức 4,4 và 4,5. Ngược lại, 2 mẫu bổ sung 0,5 và 0,6 g/kg nấm men, pH

bắt đầu giảm mạnh sau ngày thứ 8. Đến ngày thứ 10, pH của 2 mẫu chỉ còn 4,18 và 4,12.
Điều này cho thấy, với mẫu có nồng độ nấm men thấp (0,3 và 0,4g/kg), quá trình lên men
tạo axit diễn ra mạnh hơn ở giai đoạn đầu và q trình lên men rượu chậm, với mẫu có
nồng độ nấm men cao hơn (0,5 và 0,6 g/kg), quá trình lên men tạo axit bị ức chế, đến


cuối giai đoạn lên men tàng trữ, lượng axit tạo thành nhiều dẫn đến giá trị pH giảm mạnh
từ ngày 8-10.

Hình 1.7. Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới sự thay đổi pH của dịch quả

Quá trình lên men rượu chậm, mật độ nấm men không đủ lớn để ức chế các tế bào
vi sinh vật khác, do vậy làm ảnh hưởng tới chất lượng thành phẩm. Ở mật độ quá cao,
môi trường sẽ không đủ dinh dưỡng cho nấm men phát triển gây ra chết nấm men, tạo
cho sản phẩm mùi vị lạ.
1.7.3 Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới cường độ màu của dịch lên men
Có thể thấy mẫu bổ sung 0,6 g/kg cho độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 538 nm
ln cao hơn các mẫu còn lại. Đến ngày thứ 10, mẫu bổ sung 0,6 g/kg cho độ hấp thụ là
0,30 ở độ pha lỗng 100, trong khi các mẫu cịn lại dao động quanh mức 0,27 - 0,28. Sự
chênh lệch này không quá lớn. Như vậy với sự thay đổi nồng độ nấm men, không nhận
thấy sự khác biệt rõ rệt về cường độ màu của sản phẩm. Cường độ mầu của sản phẩm
được quyết định bởi chất mầu betacyanin. Ở các điều kiện nhiệt độ và pH như trên đều
không cho thấy sự thay đổi độ hấp thụ ánh sáng của chất mầu này.


Hình 1.8: Ảnh hưởng của nồng độ nấm men tới cường độ màu của dịch lên men ở bước sóng 538
nm

Qua khảo sát ảnh hưởng của nồng độ nấm men tác động đến quá trình lên men cho
thấy, nồng độ nấm men sử dụng phù hợp là 0,4 g/kg dịch quả.

1.8 Ảnh hưởng của pH dịch quả tới quá trình lên men
1.8.1 Ảnh hưởng của pH dịch quả tới hàm lượng CKHT của dịch lên men
Sacchoromyces cerevisiae phát triển nhanh chóng trong mơi trường pH dịch quả từ 4 - 6
và bị ức chế ở pH dưới 2,8. Một nghiên cứu khác đã chỉ ra khi pH tăng dần từ 4 đến 4,6
thì hiệu quả của quá trình lên men tăng dần, lượng ethanol tạo ra tăng dần và đạt cực đại
tại pH 4,6 (hiệu suất lên men đạt 88%), nếu tiếp tục tăng pH, hiệu suất lên men giảm dần.

Hình 1.8: Ảnh hưởng của pH dịch quả tới hàm lượng CKHT của dịch lên men

Kết quả từ đồ thị Hình 4 cho thấy ảnh hưởng của pH dịch quả trước khi lên men
đến sự thay đổi của nồng độ CKHT trong quá trình lên men là tương đối giống nhau.
Nồng độ CKHT giảm dần theo thời gian lên men, ở pH 4,5 và 5 cùng bắt đầu ở 150Bx và
sau 10 ngày thì tất cả các mẫu đo được có nồng độ CKHT là 130Bx.


1.8.2 Sự biến đổi pH của dịch lên men trong quá trình lên men bằng chế phẩm
RV002
Trong thời gian lên men, pH giảm dần tương đương với lượng axit trong dịch quả
tăng lên. Từ đó có thể thấy ở các mẫu có pH 5, pH giảm mạnh hơn do hệ vi sinh vật có
sẵn trong dịch quả tiêu thụ đường sinh axit làm giảm pH.

Hình 1.9: Sự thay đổi pH của dịch lên men

Hơn nữa, ở pH 5 là điều kiện thuận lợi cho nhiều vi sinh vật phát triển, đến khi pH
giảm tới khoảng 4,2 mới có khả năng ức chế vi khuẩn. Khác với pH = 5, pH = 4,5 sau
một thời gian lên men xuống thấp tới mức 4,1, pH thấp đến mức này có khả năng ức chế
hầu hết vi khuẩn nên quá trình lên men tạo axit dừng lại.
1.8.3 Ảnh hưởng của pH dịch quả tới độ hấp thụ ánh sáng của dịch lên men
Kết quả nghiên cứu đã cho thấy pH = 5 cho độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng
538nm cao hơn so với pH = 4,5. Trong quá trình lên men, pH giảm kéo theo độ hấp thụ

cũng giảm theo. Sau 10 ngày lên men, độ hấp thụ giảm dần. Sự thay đổi này do ảnh
hưởng của pH tới độ bền của betacyanin. Kết quả phù hợp với nghiên cứu của Wong
(2015) về ảnh hưởng của một số yếu tố tới độ bền của betacyanin chiết xuất từ thanh long
ruột đỏ. Đồng thời, nghiên cứu của Woo (2011) [11] cũng đã chỉ ra độ bền của
betacyanin phụ thuộc vào pH môi trường, sau khi khảo sát ở dải pH từ 3,5 - 7 cho thấy
betacyanin bền nhất ở pH = 5 và hàm lượng giảm dần khi pH giảm hoặc tăng, khơng có
sự khác biệt về hàm lượng betacyanin ở pH = 3,4 và 6. Tuy nhiên do mục đích bảo quản
và ngăn ngừa hoạt động của vi sinh vật nên các sản phẩm nước quả thanh long thường
được điều chỉnh xuống pH ≤ 5 và chấp nhận sự giảm nhẹ ở hàm lượng betacyanin. Như
vậy, pH = 4,5 phù hợp hơn cho quá trình lên men cả về cảm quan lẫn khả năng chống lại
hoạt động của vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm. Kết quả này đã được nhiều nghiên cứu
chỉ ra, giá trị pH được điều chỉnh thích hợp cho lượng ethanol tạo ra nhanh nhất và nhiều


nhất, nấm men hoạt động mạnh đồng thời các loại vi khuẩn lactic, acetic... bị ức chế,
lượng axit tổng tạo ra thấp, vị sản phẩm hài hịa [7,8].

Hình 1.10: Ảnh hưởng của pH dịch quả tới độ hấp thụ ánh sáng của dịch lên men ở bước sóng
538 nm

1.9 Ảnh hưởng của nồng độ CKHT của dịch quả ban đầu tới quá trình lên men
1.9.1 Sự thay đổi hàm lượng CKHT của dịch lên men

Hình 1.11: Sự thay đổi hàm lượng CKHT của dịch lên men

Nồng độ đường càng cao thì lượng rượu tạo ra càng lớn. Nồng độ thích hợp
cho lên men là 15 - 18%, ở nồng độ cao hơn (trên 25%) quá trình lên men giảm do áp
suất thẩm thấu tăng cao, khó tạo ra sự khuếch tán đường và dinh dưỡng vào trong tế bào.
Ở nồng độ thấp sẽ gia tăng sinh khối thay vì tạo rượu [6].
Quá trình lên men ở mẫu điều chỉnh hàm lượng CKHT lên 140Bx diễn ra nhanh

nhất, đến ngày thứ 10, nồng độ chất khơ hịa tan chỉ cịn 100Bx, trong khi mẫu phối chế
lên 15 và 160Bx cho thấy quá trình lên men chậm hơn, đến cuối quá trình lên men, nồng
độ CKHT còn khá cao là 130Bx.


Nghiên cứu của Dhakane và cs. (2016) chỉ ra ở nồng độ đường là 16,9% thì tổn
thất đường do tăng sinh khối là 6%, còn ở nồng độ đường là 9,84% thì tổn thất đường do
tăng sinh khối là 8,6 % [12]. Điều này cho thấy ở nồng độ CKHT cao hơn hiệu quả của
quá trình lên men sẽ thấp đi đáng kể.
1.9.2 Ảnh hưởng của nồng độ CKHT của dịch quả tới hàm lượng axit tổng số

Hình 1.12: Ảnh hưởng của nồng độ CKHT của dịch quả tới hàm lượng axit tổng số

Đồ thị Hình 1.10 thấy được sự thay đổi lượng axit tổng số. Cả 3 mẫu đều cho thấy
lượng axit tăng lên từng ngày trừ mẫu hiệu chỉnh lên 150Bx có xu hướng giảm trong 2
ngày cuối của giai đoạn lên men. Lượng axit tăng bởi ngoài q trình lên men rượu cịn
lên men lactic, lên men acetic... do các vi sinh vật có sẵn trong dịch quả hoặc nhiễm vào
từ môi trường, chúng tạo ra các sản phẩm là axit lactic và axit acetic [3]. Mẫu 160Bx cho
lượng axit hữu cơ tổng số cao, đến ngày thứ 10 đạt 5,36 g/l. Điều này ảnh hưởng đến mùi
vị không tốt cho sản phẩm.
Sự thay đổi về pH có xu hướng tương tự trong sự thay đổi về hàm lượng axit hữu
cơ tổng số. Ở mẫu 140Bx, pH giảm dần theo thời gian, giảm nhanh từ ngày 4 đến ngày 6,
đến ngày thứ 10, pH chỉ còn 3,88. Đồng thời khi cảm quan sản phẩm có vị chua và nồng,
vị ngọt rất ít nên chất lượng sản phẩm không tốt. Mẫu 150Bx cho thấy sự tăng pH bất
thường ở ngày thứ 10, trước đó thì pH giảm dần theo thời gian. Đến ngày thứ 10, pH của
mẫu này dao động ở mức 4,5, vị chua ngọt hài hòa, mùi rượu vừa phải, cảm quan tốt hơn.
Mẫu 160Bx cho thấy sự giảm đều đặn của pH trong suốt thời gian lên men tàng trữ ở
nhiệt độ thấp, đến ngày thứ 10, pH chỉ còn 3,96, vị rất chua. Dhakane và cs. (2016) khi
tiến hành tối ưu hóa các điều kiện lên men nước quả ổi cũng đưa ra kết quả, hàm lượng
CKHT cố định ở 150Bx, pH ban đầu là 4.5 cho sản phẩm có chất lượng hài hịa nhất [12].

Như vậy, nồng độ CKHT của dịch quả ban đầu thích hợp nhất là 150Bx.


Nghiên cứu cũng đã tiến hành đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm
nước quả thanh long lên men. Kết quả cho thấy, sản phẩm có màu sắc và hương vị tự
nhiên, nồng độ CKHT là 120Bx, pH 4,1 hàm lượng axit tổng số là 0,3% và nồng độ cồn
là 1,5% thể tích.


2

CHƯƠNG II. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM
NƯỚC QUẢ LÊN MEN

2.1 Quy trình sản xuất nước dâu tằm lên men
Quy trình sản xuất dự kiến được thực hiện như sau:

Hình 2.1: Quy trình sản xuất nước dâu tằm lên men


2.1.1 Nguyên liệu
-

Dâu tằm

Qủa dâu chứa nhiều chất dinh dưỡng như vitamin, amino acid và nhiều khoáng chất, các
chất sinh học, anthocyanins, rutin, quercetin, chlorogenic acid, và polysaccharides.
Bảng 2.1: Thành phần hóa học trong quả dâu tằm

Trong đường có glucoza, fructozađã, hàm lượngchất phenolics, tổng flavonoids và

ascorbic acid trong quả dâu tươi tương ứng là 181 mg/100g, 29 mg/100 g]
Quả dâu: Tên khoa học là Morus Alba.L. Họ: Moraceae. Bộ: Rosales. Lớp: Thực vật hai
lá mầm. Ngành: Thực vật hạt kín. Chi: Morus. Tên tiếng Anh: White mulberry. Tên gọi
khác: dâu ta, dâu trắng, dâu cang.
Quả dâu có độ chín thu hoạch từ đỏ mọng đến tím hơi đen được lựa chọn, loại bỏ những
quả dập nát, hư hỏng, không đồng nhất. Thời gian thu hái dâu là 25/3 đến 10/4. Thành
phần dinh dưỡng cơ bản của trái dâu trong nghiên cứu như sau:
Bảng 2.2: Hàm lượng vitamin và chất khống có trong 100g dâu tằm

-

Enzyme pectinase:

• Là các hợp chất cao phân tử mạch thẳng do các axit galacturonic liên kết với nhau
bằng liên kết alpha-1,4 glucozit (KLPT: 20000 – 200000)
• Vai trị của pectinase:
+ Nâng cao năng suất nước quả, cải thiện trích ly một số thành phần (hương và màu).
+ Giảm độ nhớt, tăng tốc độ lọc (giảm thời gian chế biến)
+ Ổn định nước quả trong thời gian bảo quản (ngăn ngừa kết tủa do pectin biến tính
theo thời gian)


-

Nấm men Saccharomyces cerevisiae:

• Đây là chủng được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là công
nghệ sản xuất bánh mỳ, bia, rượu...
• Có hình trứng hoặc ovan, kích thước vào khoảng (3 – 7) x (4 – 12)àam
ã u im : Hiu qu lờn men cao

+ Chu được nồng độ cồn và độ đường cao
+ Chịu được nhiệt độ thấp
+ Có khả năng lên men dịch quả sau khi sf hóa
+ Tạo hương vị tốt, đặc trưng cho sản phẩm
+ Kết lắng tốt
-

Đường kính:
•
Mục đích: điều chỉnh dịch quả về nồng độ đường thích hợp
•
Sử dụng đường RE (đường tinh luyện) đảm bảo các yêu cầu, được sử dụng
để bổ sung vào dịch quả trước khi lên men dưới dạng hạt

2.1.2 Phân loại
-

Mục đích: Nguyên liệu dâu đem đi phân loại nhằm loại bỏ cành, lá, quả hư hỏng
và loại bỏ quả không đạt yêu cầu sản xuất.

-

u cầu: Quả dâu có độ chín thu hoạch từ đỏ mọng đến tím hơi đen được lựa
chọn, loại bỏ những quả dập nát, hư hỏng, không đồng nhất

-

Thực hiện: Công đoạn phân loại được thực hiện 2 lần:
+ Lần 1: Phân loại khi thu hái tại vườn: người công nhân khu thu hái tại vường sẽ
chọn lựa các quả chín, loại bỏ các quả bị sâu hỏng, quả xanh chưa đạt độ chín yêu

cầu
+ Lần 2: Thực hiện trên băng chuyền trong nhà máy: Công nhân 2 bên băng
chuyền sẽ sàng lọc các quả không đạt yêu cầu về màu sắc 1 lần nữa, loại bỏ cành
lá cịn sót.

2.1.3 Rửa
Mục đích: Loại bỏ đất cát, các tạp chất cặn bẩn,…
Yêu cầu:
-

Loại bỏ được tạp chất cặn bẩn
Quá trình rửa diễn ra nhẹ nhằng, tránh làm dập nát quả dâu


-

Quả cần được rửa thật nhanh để tránh bị dập nát, tổn thất chất dinh dưỡng và quả
sau khi rửa cần được chế biến ngay

Tiến hành:
-

Sử dụng thiết bị rửa băng tải
Rửa bằng dung dịch NaOH 1,5 %
• Kiềm có tác dụng thuỷ tan protopectin hoà tan, làm yếu liên kết giữa lớp vỏ
và lớp thịt quả.
• Tại đây khơng khí được quạt gió thổi vào bồn ngâm ngun liệu làm cho
nước và nguyên liệu được đảo trộn đều làm sạch các tạp chất bám trên quả.

Hình 2.2: Thiết bị rửa băng tải

2.1.4 Xử lý nguyên liệu
Mục đích:
-

-

Tỷ lệ dịch quả/nước ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc sản phẩm đồng thời làm thay
đổi nồng độ chất dinh dưỡng trong dịch lên men ảnh hưởng trực tiếp đến quá sự
phát triển của nấm men. Bổ sung nước vào nhằm tăng tốc độ lên men và cải thiện
tính chất cảm quan như màu sắc và độ nhớt cho sản phẩm.
Bổ sung enzyme pectinase giúp nâng cao năng suất nước quả, cải thiện trích ly,
giảm độ nhớt, tăng tốc độ lọc, ổn định nước quả trong thời gian bảo quản (ngăn
ngừa kết tủa do pectin biến tính theo thời gian)

Tiến hành
-

Bổ sung nước theo tỉ lệ 1V dich ép dâu: 2V nước

-

Bổ sung 0,25g/l enzyme pectinase, đem đi ủ ở 40 độ C trong 60 phút
Quá trình ủ enzyme được thực hiện trong bồn ngâm inox công nghiệp


Hình 2.3: Bồn ngâm inox 200L

2.1.5 Ép
Mục đích: Thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu, tách bã và dịch ép.

Tiến hành: Hỗn hợp dâu và nước đã được ủ enzyme sẽ được đưa vào ép bằng máy ép
thủy lực để tách bã và thu dich ép.

Hình 2.4: Máy ép thủy lực

2.1.6 Lọc
Mục đích: Tách các phân tử có kích thước tương đối lớn và cặn bã, thu dịch nước dâu
tằm để kiểm tra chất lượng, phối chế phù hợp cho quá trình lên men.


Tiến hành: Dịch ép thu được sẽ được đi qua thiết bị lọc khung bản để tách các phần tử
có kích thước lớn ra, thu được dịch ép trong.

Hình 2.5: Thiết bị lọc khung bản

2.1.7 Phối chế
Mục đích:
Điều chỉnh nồng độ chất khô, pH của dịch quả tạo môi trường phù hợp để nấm men phát
triển, tạo ra môi trường tăng khả năng cạnh tranh của nấm men so với các vi sinh vật
khác, chuẩn bị cho quá trình lên men ở phía sau.
Tiến hành:
-

-

Điều chỉnh độ Bx: Phối đường Saccharose để dịch lên men có độ Bx là 23,4
Nồng độ chất khơ trong dịch lên men tăng thì độ cồn tạo ra trong sản phẩm sau lên
men cũng tăng theo. Tuy nhiên, khi nồng độ chất khô quá cao tạo ra áp suất thẩm
thấu lớn, làm mất cân bằg trạng thái sinh lý của tế bào, gây ức chế hoạt động của
nấm men. Khi bổ sung lượng đường thấp thì sẽ khơng tạo điều kiện thích hợp cho

q trình lên men, làm cho sản phẩm có mùi vị khơng ngon, nếu bổ sung lượng
đường quá cao thì khả năng lên men giảm, sản phẩm sẽ có vị đắng và sốc.
pH: 4.1
Điều trỉnh độ pH: Giá trị pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men. Chủng
nấm men Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men ethanol ở pH từ 3,0÷5,0.
Ở pH 4.0 tạp khuẩn hầu như khơng phát triển, nấm men phát triển chậm hơn so
với pH=4,5÷5,0. Do đó tại pH =2,0 hay 3,0, nồng độ cồn thu được thấp vì ở pH
này nấm men phát triển chậm, q trình chuyển hóa xảy ra kém nên lượng ethanol
tạo thành ít, các axit hữu cơ tạo ra trong quá trình lên men khơng đủ làm thay đổi
pH mơi trường.

Q trình phối chế được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy