Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt

i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VI ÊN HƯỚNG DẪN
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
ii
LỜI CẢM ƠN
Qua 3 tháng thực tập tại các phòng thí nghiệm khoa chế biến trường Đại học
Nha Trang cho đến nay em đã hoàn thành xong đề tài “nghiên cứu sản xuất
thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến Ban giám hiệ u trường Đại học Nha Trang, b an chủ nhiệm khoa chế biến và
các thầy cô giáo trong khoa chế biến đ ã tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình
nghiên cứu để hoàn thành đề tài.

Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy Thạc sĩ Trần Văn V ương đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề t ài tốt nghiệp.
Nha Trang tháng 6 năm 2010
SVTH: Nguyễn Đức Tiến
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2
1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống l ên men hiện nay 2
1.1.1 Phân loại đồ uống 2
1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới 2
1.1.2.1Trong nước 2
1.1.2.2 Ngoài nước 5
1.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic 7
1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic 7
1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic 8
1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic 8
1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic 10
1.1.3 Tác nhân lên men 14
1.1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố b ên ngoài tới quá trình lên men 15
1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm l ên men lactic 17
1.3.1 Một số sản phẩm lên men lactic trên th ị trường 17
1.3.2 Quy trình sản xuất một số sản phẩm l ên men lactic 21
1.4 Công dụng của đồ uống lên men lactic từ rau quả 23
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU 24
2.1 Đối tượng nghiên cứu 24
2.1.1 Nguyên liệu chính 24
2.1.2 Nguyên liệu phụ 24
2.1.3 Tác nhân lên men 24

2.2 Phương pháp và thi ết bị nghiên cứu 24
2.2.1 Phương pháp nghiêm c ứu 24
2.2.2 Thiết bị nghiên cứu 25
iv
2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến 27
2.2.3.1 Sơ đồ quy trình dự kiến 27
2.2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tối ưu hóa thông số quy trình 32
2.2.3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm 37
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38
3.1 Kết quả thí nghiệm 38
3.1.1 Kết quả xác định thành phần hóa lý của cà rốt 38
3.1.2 Kết quả xác định tỷ lệ n ước/dịch ép 39
3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng chất khô 40
3.1.4 Kết quả xác định thời gian gia nhiệt 41
3.1.5 Kết quả xác định tỷ lệ vi khuẩn latic 42
3.1.6 Kết quả xác định thời gian l ên men 43
3.2 Quy trình sản xuất sản phẩm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt 45
3.2.1 Quy trình hoàn thiện sản phẩm 45
3.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm sản xuất thử nghiệm 46
3.2.2.1 Kết quả đánh giá sản phẩm sau sản xuất 46
3.2.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm trong thời gian bảo quản 47
3.2.3 Tính sơ bộ giá thành sản phẩm 49
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 51
4.1. Kết luận 51
4.2. Đề xuất ý kiến 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
PHỤ LỤC 54
v
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Brix : Nồng độ chất khô

ĐCLCQ : Điểm chất lượng cảm quan
TL : Tỷ lệ
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TLVK : Tỷ lệ vi khuẩn
VK : Vi khu ẩn
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Giá trị dinh d ưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam dịch) 10
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ c à rốt: chứa trong 100g C à rốt tươi 12
Bảng 1.3: Ảnh hưởng của pH tới vi khuẩn 16
Bảng 3.1: Kết quả phân tích th ành phần hóa lý của cà rốt 38
Bảng 3.2: Bảng kết quả kiểm tra vi sinh sau sản xuất 46
Bảng 3.3: Chi phí để sản xuất 1000 chai n ước cà rốt 50
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic 8
Hình 1.2. Sản phẩm sữa chua ……………………… …………… … ………… 17
Hình 1.3. Sản phẩm sữa chua uống……………………… ………… ………… 17
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yaourt 21
Hình 1.5. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch trái cây 22
Hình 2. : Một số thiết bị tiến h ành nghiên cứu 26
Hình 3: Hình ảnh sản phẩm cà rốt lên men 48
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Trang
Đồ thị 3.1: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ nước/dịch ép 39
Đồ thị 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu hàm lượng chất khô 40
Đồ thị 3.3: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian gia nhiệt 41
Đồ thị 3.4: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ vi khuẩn lactic 42
Đồ thị 3.5: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian lên men 43
Đồ thị 3.6: Đồ thị biểu diễn chất lượng cảm quan sản phẩm trong thời gian bảo quản 47

1
LỜI MỞ ĐẦU
Quá trình lên men lactic đã được con người biết đến trong đời sống của m ình
để chế biến những món ăn hết sức đ ơn giản như nem chua, thịt chua hay rau quả
muối chua…nhằm làm phong phú hơn cho đ ời sống hàng ngày và cũng có thể là để
bảo quản những loại thức ăn do thu hoạch đ ược quá nhiều mà chưa sử dụng hết.
Ngày nay với sự phát triển v ượt bậc của khoa học kỹ thuật , con người đã có
những tác động to lớn v ào quá trình lên men lactic để tạo ra được những sản phẩm
không chỉ có chất lượng cao mà còn phải có nhiều tác dụng khác nh ư tác dụng
phòng và chữa bệnh. Tuy nhiên, các ứng dụng về lên men lactic trong l ĩnh vực nước
giải khát vẫn còn hạn chế, các sản phẩm đồ uống l ên men lactic trên thị trường chủ
yếu lấy nguồn nguy ên liệu là từ sữa, nguồn nguyên liệu hoa quả chưa được chú
trọng. Xuất phát từ ý tưởng đó em thực hiện đề t ài “nghiên cứu thử sản xuất thử
nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Địa điểm tiến hành nghiên cứu là tại
phòng thí nghiệm khoa chế biến trường đại học nha trang với các nội dung nghi ên
cứu sau:
1. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất nước uống lên men lactic từ cà rốt.
2. Nghiên cứu các thông số của quy trình.
3. Sản xuất thử nghiệm v à đánh giá sản phẩm.
4. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm.
Do trình độ kiến thức còn hạn chế và thời gian nghiên cứu có hạn đề tài còn
nhiều thiếu xót tôi rất mong được sự giúp đỡ của thầy cô, độc giả để cho đề t ài hoàn
chỉnh hơn. Tôi xin chân thành c ảm ơn.
2
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống lên men hiện nay
1.1.1 Phân loại đồ uống [14] [16]
Đồ uống có thể được chia làm hai nhóm lớn là đồ uống có cồn và đồ uống
không cồn.

- Đồ uống có cồn: Là loại đồ uống có chứa các hợp chất gồm nước, cồn
êtanol và các hợp chất có thể tiêu hoá được khác. Thường các loại đồ uống có chứa
cồn được chia theo nồng độ cồn có b ên trong. Các loại đồ uống có cồn là:
+ Kefia (kefir): Có nồng độ nhiều nhất là 3%, ví dụ sản phẩm sữa lên men.
+ Bia: Có nồng độ cồn khoảng 1 – 12%, thường ở vào khoảng 5%.
+ Rượu vang: Có nồng độ cồn khoảng 7 – 14% thường vào khoảng 12%.
+ Rượu mùi: Có nồng độ cồn khoảng 15 – 75%, thông thường dưới 30%
+ Rượu mạnh: Có nồng độ cồn thường vào khoảng 30 – 55%. Chi tiết hơn,
rượu mạnh được phân loại theo nguy ên liệu sản xuất và theo năm.
- Đồ uống không cồn: Đồ uống không cồn là loại đồ uống không chứa rượu
(alcohol). Loại đồ uống này thường được sử dụng để giải khát. Các loại đồ uống
này được phận loại như sau:
+ Trà.
+ Cà phê.
+ Nước khoáng các loại như Perrier, la vie.
+ Nước uống có hương vị và có ga như Coke, Sprite, Orangina,….
+ Nước hoa quả ép và nước ngọt (Syrups).
1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới
1.1.2.1Trong nước [11] [15]
 Tình hình tiêu thụ đồ uống ở Việt Nam:
Đối với đồ uống có c ồn: Hiện nay tiêu thụ rượu bia ở Việt Nam ở n ước ta
đang liên tục gia tăng, trung b ình hằng năm tăng từ 8-10%. Theo hội thảo rượu bia
3
diễn ra ngày 24/09/2009 dự báo năm 2010 mức ti êu thụ bia ở nước ta sẽ đạt đến 1,5
tỷ lít. Hiện mức tiêu thụ bia bình quân là 15,8 lít cho một người trong một năm, gần
bằng mức tiêu thụ chung của toàn thế giới (22 lít). Mức độ ti êu thụ bia của bia ở
nước ta trong năm 2008, 2009 đứng thứ hai ở khu vực Đông Nam Á, chỉ đứng sau
Thái Lan.
Đối với đồ uống không có cồn: Việt Nam là một trong những thị tr ường tiêu
thụ nước giải khát không cồn có tốc độ tăng tr ưởng nhanh nhất thế giới. Trung bình

mỗi năm, một người Việt Nam mới chỉ uống khoảng 3 lít n ước giải khát đóng chai
không cồn, trong khi mức b ình quân của người Philippines là 50 lít/năm. Theo dự
báo tổng lượng đồ uống bán lẻ đ ược tiêu thụ tại Việt Nam vào năm 2012 sẽ tăng
46% so với năm 2007 (2007: 530 triệu lít, 2012: 970 triệu lít). Mức tăng tr ưởng này
cũng chưa thể đáp ứng nhu cầu c òn quá lớn trong thời điểm hiện nay.
 Tiềm năng thị trường đồ uống Việt Nam
Thị trường đồ uống Việt Nam l à thị trường đầy tiềm năng bởi những lý do
sau: +Gia nhập WTO vào tháng 1/2007 sẽ tiếp tục đem lại lợi nhuận cho các nh à
xuất khẩu Việt Nam; do dần dần loại bỏ đ ược các rào cản thị trường và hạn chế
thương mại được thiết lập nhằm tăng tính cạnh tranh.
+ Thị trường trong nước rộng lớn, cơ hội xuất khẩu tăng, chi phí lao động
thấp cùng với sự thành công trong tư nhân hóa các công ty th ực phẩm đem đến
nhiều cơ hội đầu tư hơn tại Việt Nam
+ Ngành du lịch đang phát triển mạnh l àm gia tăng lợi nhuận cho các loại
hàng hóa đóng gói ti ện lợi nói chung, bao gồm cả đồ uống có cồn v à nước ngọt.
+ Thu nhập của người tiêu dùng tăng thì các sản phẩm đổ uống có th ương
hiệu càng có cơ hội phát triển, đặc biệt là đồ uống có cồn và nước ngọt
+Với 70% dân số dưới ba mươi tuổi và nền kinh tế tăng trưởng mạnh trong những
năm qua.
Tại hội thảo ngành nghề kinh doanh nước giải khát trong tháng 1/2010 tại
Hà Nội cho biết có khoảng 400 công ty đang hoạt động trong lĩ nh vực đồ uống tại
thị trường Việt Nam (tính đến thời điểm tháng 1/2010). Ng ành đồ uống của Việt
4
Nam vẫn tiếp tục thu hút các nh à đầu tư nước ngoài mặc dù đầu tư nói chung giảm
sút sau cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu. Khi cạnh tranh tiếp tục nóng ở V iệt
Nam thì một số hãng sản xuất rượu bia lớn của thế giới vẫn công bố những khoản
đầu tư mới vào lĩnh vực đồ uống của n ước ta. Ví dụ vào tháng 11/2009, Công ty bia
Carlsberg của Đan Mạch đã công bố kế hoạch mua 50% cổ phần của Nh à máy Bia
Huế nhằm củng cố thị phần của mình tại thị trường Việt Nam. Trước đó, vào năm
1994, Carlsberg đã mua 50% cổ phần của nhà máy này thông qua m ột hợp đồng với

UBND tỉnh Thừa Thiên Huế. Năm 2009, nhà sản xuất đồ uống lớn nhất thế giới
Coca-Cola (Coke) tiếp tục tăng vốn đầu t ư vốn vào thị trường nước ta lên thành
400 triệu USD trong vòng 3 năm. Coca-Cola đánh giá Việt Nam sẽ tăng trưởng
vượt bậc trong 10 năm tới, có thể v ào top 25 thị trường tiềm năng nhất thế giới của
công ty.
 Xu hướng phát triển của thị tr ường
Thị trường đồ uống có cồn bia vẫn l à loại đồ uống được người dân ưa
chuộng và mức độ tiêu sẽ ngày càng tăng. Nhưng th ị trường đồ uống không cồn th ì
có sự thay đổi người tiêu dùng chuyển từ các sản phẩm n ước giải khát có gas sang
những sản phẩm chiết xuất từ trái cây và không có gas.
Năm 2005 theo ph òng nghiên cứu phát triển, công ty Ch ương Dương
(TP.HCM), người dân Việt Nam đang uống khoảng tr ên 500 triệu lít nước ngọt có
gas/năm, và cho đến năm 2007, ngành hàng đồ uống không cồn, n ước ngọt có ga
vẫn dẫn đầu thị trường đồ uống không cồn, đến năm 2010 thương hiệu nước không
gas có nguồn gốc từ thiên nhiên lại chiếm ưu thế. Sự thay đổi này là tất yếu khi đời
sống của nhiều người dân bắt đầu khá giả l ên, cũng là lúc sức khỏe của người tiêu
dùng được chú trọng hơn. Điều đó, thể hiện vào việc lựa chọn những thức uống
mang lại nhiều lợi ích cho c ơ thể. Với tiêu chí thức uống không chỉ giải khát, m à
còn có thêm các tác d ụng như: giải độc, tăng sức đề kháng và giúp nâng cao s ức
khỏe của người tiêu dùng. Các loại nước giải khát có chiết xuất từ thi ên nhiên được
khá nhiều khách hàng quan tâm. Vì theo quan ni ệm của đại đa số người tiêu dùng,
nếu nguyên liệu lấy từ các thảo mộc tức là tốt cho sức khỏe.
5
Nắm bắt được xu hướng tiêu dùng ngày càng hư ớng về các sản phẩm thi ên
nhiên, chú trọng đến sức khoẻ, v ài năm trở lại đây, các hãng sản xuất nước giải khát
tại Việt Nam đã nhanh chóng tung ra hàng lo ạt sản phẩm mới, với các th ành phần
được chiết xuất từ thi ên nhiên, các loại nước trái cây từ táo, xo ài, nho, mãng
cầu…Nước trái cây ngoại nhập cũng đa dạng th ương hiệu và chủng loại để đáp ứng
nhu cầu thị trường.
Mặc dù chiếm lĩnh thị trường nước đồ uống không cồn ở n ước ta hiên nay

vẫn là hai đại gia Coca-Cola và Pepsi nhưng các doanh nghi ệp nước ta nhờ phát
triển những sản phẩm với th ành phần tự nhiên, đảm bảo vệ sinh an to àn thực phẩm,
đáp ứng nhu cầu thực tế của ng ười dân trong nước nên mức độ tiêu thụ ngày càng
tăng tiêu biểu là Tân Hiệp Phát và Tribeco với nhiều nhãn hiệu nổi tiếng như Trà
thảo mộc Dr. Thanh, Tr à Xanh 0 độ có lợi cho sức khỏe, thân thuộc v à gần gũi với
người Việt. Cũng như Tân Hiệp Phát, Tribeco nghi ên cứu và cho ra đời những sản
phẩm mới như trà xanh, trà thảo mộc không đường dành cho người mắc bệnh tiểu
đường hay không thích thức uống có đ ường, các sản phẩm của công ty cũng đ ược
thị trường quan tâm. Lấy ví dụ năm 2010 công ty Tribeco có 54 chủng loạ i sản
phẩm, trong đó có đến 32 loại l à nước giải khát không gas thuộc d òng thức uống
dinh dưỡng giàu vitamin và khoáng ch ất. Sản phẩm nước uống không gas của
Tribeco tăng bình quân từ 19 đến 22% tuỳ theo chủng loại, trong đó n ước ép Cam
cà rốt TriO có sản lượng tăng tới 8,5 lần, sữa đậu n ành Canxi Somilk bịch và hộp
giấy tăng hơn 2,3 lần, nước tinh khiết Tri tăng h ơn 75% so với năm 2003.
1.1.2.2 Ngoài nước [12]
Các thị trường tiêu thụ đồ uống lớn trên thế giới là Mỹ, Anh, Tây Ban Nha,
Pháp, Đức, Nhật Bản, Canada. Mỹ là nước tiêu thụ đồ uống lớn nhất thế giới.
Tại các nước phát triển lượng tiêu thụ đồ uống có cồn đã giảm trong những
năm qua nguyên nhân m ột phần do cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới v à một phần
do đã chuyển sang sử dụng những loại đồ uống kh ông cồn, những loại đồ uống trái
cây có lợi cho sức khỏe. Ngược lại ở các nước đang phát triển lượng tiêu thụ đồ
uống có cồn vẫn tăng. Trong đó bia l à loại đồ uống được ưa chuộng nhất.
6
 Xu hướng phát triển thị trường đồ uống trên thế giới
Xu hướng tiêu dùng hiện nay tại các nước phát triển là:
- Sản phẩm được hàn kín xác nhận sự an toàn.
- Sản phẩm tốt cho sức khỏe (ít đ ường, calo thấp, không cholesterol, nhiều
chất polyphenol, nhiều chất xơ). Các sản phẩm này có thể không chứa đường,
không calo hoặc không có chất béo và đôi khi không chứa cả ba thứ này. Các thức
ăn và đồ uống "loại Zero", nh ư chúng được gọi, đã gây tiếng vang giữa nhóm

người tiêu dùng quan tâm đến vấn đề sức khỏe, từ những ng ười đàn ông trung niên
muốn vòng bụng của họ giảm đi v ài centimet cho đến các phụ nữ trẻ muốn giữ cho
mình một thân hình mảnh mai vừa.
- Mẫu mã thiết kế công phu nhưng nội dung hướng dẫn dễ hiểu.
- Đối với các sản phẩm đóng hộp, nắp hộp phải thiết kế để có thể mở dễ d àng
được ngay.
- Kích thước nhỏ có thể dùng hết trong một lần cho một xuất ăn.
- Đóng gói riêng rẻ trong từng túi nhựa
- Có giá trị gia tăng ví dụ như thêm tính năng vào s ản phẩm.
Xu hướng chung mà người tiêu dùng trên toàn c ầu hiện này đang hướng tới
là đảm bảo sức khoẻ, nắm bắt đ ược cơ hội này, các nhà sản xuất đồ uống đã làm đa
dạng hóa các sản phẩm có lợi cho sức khỏe ng ười tiêu dùng. Nắm bắt xu hướng này
các công ty nghiên c ứu phát triển những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thị tr ường.
Ngoài những chất liệu làm ngọt mới đang được phát triển để đối phó n ạn thừa cân
và béo phì đang diễn ra trên toàn cầu, lĩnh vực đồ uống còn tập trung chủ yếu vào
“giá trị gia tăng chức năng” với các giải pháp sản phẩm giải quyết các vấn đề chủ
yếu như sức khỏe cho tim mạch, chống l ão hóa, hệ tiêu hóa và đường ruột, hệ thống
miễn dịch và sinh lực. Yếu tố tự nhiên đang là xu hướng chung và người tiêu dùng
muốn sản phẩm có nguồn gốc đáng tin cậy. Kết quả l à nhiều sản phẩm đồ uống hữu
cơ đang phát triển và hiện bao gồm những đồ uống không cồn mới nh ư cola, trà và
nước có hương vị. Tất cả được làm từ những nguyên liệu hữu cơ tốt cho sức khỏe.
7
1.2 Tổng quan về quá tr ình lên men lactic
1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic
Quá trình lên men c ủa vi khuẩn là một quá trình oxi hoá khử sinh học nhằm
cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế b ào vi khuẩn. Vi khuẩn hấp
thu các chất như protêin, đường đơn, khoáng vitamin … t ạo sản phẩm của quá tr ình
lên men như axit lactic, các ch ất thơm, axitamin, vitamin… sau khi lên men s ản
phẩm có lượng đường giảm, lượng axitamin tăng và các vitamin c ũng tăng tạo cho
sản phẩm lên men có vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá hơn so với chưa lên men.

Lên men lactic là quá trình chuy ển hoá gluxit thành acid lactic nhờ hoạt động của
các khuẩn lactic. Tuỳ theo đặc điểm l ên men của vi khuẩn lactic mà người ta chia
thành hai kiểu lên men: lên men lactic đ ồng hình và lên men lactic d ị hình.Trong lên
men lactic đồng hình thì sản phẩm chỉ là acid lactic. Các vi khu ẩn Lactic lên men
đồng hình có thê kể đến Streptococus, Str.Cremoris, l actobacterium Bulgaricus,
L.acidophilus, L.delbruclkii, L.cucumerisfermentati . Còn trong lên men lactic d ị
hình thì sản phẩm cuối cùng khá đa dạng bao gồm: acid lactic, axetal, axit sucsinic,
các este, điaxetyl, CO2, H2… Trong quá tr ình lên men dưới tác dụng của vi khuẩn
lactic trước tiên dưới tác dụng của acid lactic, saccarosa bị thuỷ phân th ành
Glucoza và Fructoza theo ph ản ứng.
8
Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic
1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic
1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic
Để duy trì sự sống, điều hoà các quá trình chuy ển hoá trong tế bào vi khuẩn
cần sử dụng nguồn glucid có trong môi tr ường dinh dưỡng làm nguồn cacbon. Nhu
cầu dinh dưỡng carbon dùng để cung cấp năng lượng và tham gia vào cấu trúc tế
bào vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic lên men được đường mono và disaccharide
(một số không sử dụng maltose); không lên men được tinh bột và các
polysaccharide khác.
Đường là cơ chất để lên men lactic, thông thư ờng nồng độ đường để lên men
lactic là 5-20%. Như vậy nếu trong môi trường lên men đường không đủ để lên men
thì ta có thể bổ sung từ bên ngoài vào.
Fructose 1-6 di-(P)
Lactic
Gluocose
Fructose 1-6 di-(P)
pentose
Fructose
Triose(P)

Glucose 6(P)
Axetyl-(P)+Erytrose 4(P)
Gluconic
Fructose
Pyruvic
Xilulose 5(P)
Axetic Axetyl-(P )+Triose(P)
Lactic
Triose (P) + Axetyl
Pyruvic
Pyruvic Axetic
Lactic
9
Lên men lactic là một quá trình lên men phức tạp ngoài nhu cầu về gluxit, vi
khuẩn lactic cũng cần các nhu cầu sau:
- Nhu cầu về dinh dưỡng nitơ: Dùng nguồn nitơ có sẵn trong môi trường
dưới dạng các acid amin. Ngo ài ra còn cần peptone, cao thịt, cao nấm men,
casein…
- Nhu cầu về vitamine: Vi khuẩn lactic ít có khả năng tổng hợp vitamine.
Chúng cần nhiều loại vitamine nh ư riboflavin, thiamin, acid pantotenoic, nicotinic,
biotine….
-Nhu cầu về các chất hữu c ơ:
+ Các base chứa nitơ: adenine, guanine, uraxine,…
+ Acid amin: L- asparagine, L-glutamine.
- Nhu cầu về môi trường muối khoáng: Vi khuẩn lactic cần nhiều chất
khoáng:P, S, Mg, Ca, Mn, Fe, K, Na. Đ ối với Lactobacillus th ì Mn2+, Mg2+, Fe2+
có tác động tích cực lên sự phát triển và sinh ra acid lactic.
Như vậy, nguyên liệu để tiến hành lên men lactic có r ất nhiều đó là cơ sở để
tạo ra nhiều sản phẩm l ên men lactic. Với những nguyên liệu mà môi trường chưa
thích hợp để lên men ta có thể bổ thêm chất dinh dưỡng, cơ chất ở bên ngoài vào.

Do đó ta có thể sử dụng nguyên liệu là rau quả và vi khuẩn lactic phù hợp ta có thể
lên men lactic.
Rau quả có vai trò to lớn trong dinh dưỡng của con người. Rau quả chứa nhiều
gluxit, đặc biệt là đường. Đường trong rau quả gồm các loại đ ường đơn và đường
kép: glucoza, fructoza, saccaroza, galactoza,… . Chất đạm trong rau quả ở d ưới dạng
protit, kèm theo m ột số axit amin và các amid. Protit có trong r au quả không nhiều,
thường dưới 1%, trừ nhóm đậu v à nhóm cải 3,5-5,5%. Ngoài các hợp chất hữu cơ,
trong rau quả còn chứa cả muối khoáng. Muối khoáng với h àm lượng 0,25-1,25%
(Na, K, Ca, Mg, F, P,…). Đ ặc biệt trong rau quả là nguồn giàu vitamin , các loại
vitamin trong rau quả như vitamin A, B, C, D, PP, E,…
10
Bảng 1.1: Giá trị dinh d ưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam d ịch) [10]
Tên
Protein
(g)
Đường
(g)
Vita.A
(mg)
Vita.C
(mg)
Vita.B
1
(mg)
Vita.B
2
(mg)
Vita.B
6
(mg)

Vita.E
(mg)
Táo
0.4
11.8
2
15
0.02
0.01
0.05
0.5
Mơ
1
8
420
5
0.06
0.05
0.06
0.5
Bơ
2
7
2
17
0.06
0.12
0.36
3.2
Sim

1
10
0
5
0.02
0.03
0.05
1.9
Chuối
1.2
20.4
3
10
0.03
0.03
0.08
0.2
Cà rốt
0.6
2.2
312
2
0.04
0.04
0.07
0
Ổi
1
17
3

218
0.03
0.04
0.14
-
quýt
0.9
9.5
12
30
0.03
0.03
0.084
0.4
Cam
1
10.6
2
49
0.03
0.03
0.06
0.1
So với những loại rau quả khác c à rốt có hàm lượng caroten cao hơn nhiều mà
nguồn dinh dưỡng của cà rốt có thể thực hiện lên men lactic, do đó tôi th ực hiện “
nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt”
1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic [5 ] [17]
Nguyên liệu để thực hiện lên men lactic trong đ ề tài là cà rốt.
 Nguồn gốc, đặc điểm
Cây cà rốt có tên khoa học : Daucus carota stativa, thuộc họ hoa tán. C à rốt

xuất xứ từ vùng đất sỏi đá Afghanistan từ hàng ngàn năm về trước.
Hiện nay, Trung Hoa đứng đầu về số l ượng sản xuất cà rốt tiếp theo là Hoa
Kỳ, Ba Lan, Nhật Bản, Pháp, Anh, Đức. Mỗi năm, Hoa Kỳ thu hoạch tr ên 1,5 triệu
tấn cà rốt, hơn 1 nửa được trồng ở tiểu bang Cali.
Thời vụ và sản lượng cà rốt ở nước ta
11
 Thời vụ:
- Vụ sớm: gieo hạt tháng 7, tháng 8; thu hoạch tháng 10, tháng 12.
- Vụ chính: gieo vào tháng 9, tháng 10; thu ho ạch tháng 12-tháng 1 năm sau.
Đây là thời vụ cho năng suất cao v ì điều kiện thời tiết thích hợp cho to àn bộ thời
gian sinh trưởng và phát triển của cây cà rốt.
- Vụ muộn: gieo hạt tháng 12, tháng 1; thu hoạch tháng 3, tháng 4. Với đặc
tính như trên cà rốt trồng được nhiều và có quanh năm ở các vùng có khí hậu mát
mẻ quanh năm, vùng đất bazan như Đà Lạt, Lâm Đồng. Ngoài ra nó c ũng được
trồng nhiều vào vụ đông ở các vùng Hưng Yên, Hải Dương, ngoại thành Hà Nội,…
 Phân loại:
Phân loại cà rốt dựa vào màu sắc: cà rốt có nhiều màu khác nhau như tr ắng,
vàng, vàng cam, đỏ, tía và đen. Màu cà rốt tùy thuộc vào một số yếu tố:
- Nhiệt độ nóng hay lạnh quá làm giảm màu cà rốt (lớn hơn 7
0
F và nhỏ hơn 60
0
F)
- Cà rốt thu hoạch vào mùa xuân và mùa h ạ có màu sậm hơn vào mùa thu và
mùa đông.
- Cà rốt trồng trên đất cát hay vùng cao có màu sậm hơn trồng ở vùng phù sa.
Ở Việt Nam, cà rốt được trồng nhiều. Hiện nay, các v ùng rau của nước ta
đang trồng phổ biến hai loại: củ m àu đỏ tươi và loại củ màu đỏ ngả sang màu da
cam.
 Giá trị dinh dưỡng của cà rốt

Cà rốt là một trong những loại rau quý đ ược các thầy thuốc tr ên thế giới đánh
giá cao về giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh đối với con ng ười.
Theo nghiên cứu cà rốt chứa hàm lượng caroten – tiền vitamin A khá cao
Ngoài ra cà rốt cũng là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng và có nhiều chất như
vitamin A, B, C, E, axit folic, …
12
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ c à rốt: chứa trong 100g C à rốt tươi [13]
Thành phần
Hàm lượng
Calories
Chất đạm (g/100g)
Chất xơ(g/100g)
Chất béo(g/100g)
Calcium(mg/100g)
Sắt(mg/100g)
Magnesium(mg/100g)
Phosphorus(mg/100g)
Potasium(mg/100g)
Sodium(mg/100g)
Kẽm(mg/100g)
Đồng (mg/100g)
Manganese(mg/100g)
Beta – Carotene (A) (IU/100g)
Thiamine (B1) (mg/100g)
Riboflavine (B2) (mg/100g)
Niacin (B3) (mg/100g)
Pantothenic acid(B5) (mg/100g)
Pyridoxine(mg/100g)
Folic acid(mcg/100g)
Vitamin C(mg/100g)

Tocopherol (E) (mg/1 00g)
43
1,03
1.04
0.19
27
0,5
15
44
323
35
0,2
0,047
0,142
28129
0,097
0,059
0,928
0,197
0,147
14
9,3
0,44
13
 Công dụng của cà rốt
Trong cà rốt có chứa các thành phần vô cùng hữu ích như beta-caroten, alpha
Carotene, và Phytochemicals giúp nâng c ấp sức khỏe cho bạn ở nhiều cấp độ.
Nhóm chất Beta carotene là sắc tố tự nhiên trong rau quả thường có nhiều nhất
trong cà rốt. Đây là một trong khoảng 500 hợp chất đ ược hiện diện ở nhiều trái cây
và rau cải. Beta-caroten được tìm thấy chủ yếu trong các loại rau qu ả sẫm màu như

màu xanh, đỏ, vàng, cam…
 Chữa quáng gà và mỏi mắt:
Dân gian thường dùng cà rốt để chữa các bệnh về mắt như quáng gà, mỏi
mắt bởi thành phần vitamin A giàu có trong cà rốt. Nên lưu ý là vỏ cà rốt rất tốt, do
đó khi chế biến, ta nên rửa sạch và để nguyên vỏ.
 Chữa suy nhược cơ thể, giúp tăng cường thể lực.
Cà rốt có khả năng tăng cường sức đề kháng cho các niêm mạc, nâng cao
khả năng miễn dịch, kháng khuẩn, giải độc và giúp cho cơ thể trở nên khoẻ mạnh.
Ngoài ra, cà rốt còn thúc đẩy tuyến thận tiết ra các hormone trị chứng nhức mỏi,
không những tốt cho thận mà còn mà còn có tác dụng loại bỏ những áp lực, cân
bằng hệ thần kinh, điều tiết cơ năng sinh lý của cơ thể, chống khô da, rụng tóc, làm
da trở nên căng mịn và cho một mái tóc suôn mượt. Người có thể trạng suy nhược
nên dùng các món ăn từ cà rốt để lấy lại sự cường tráng. Người khỏe mạnh cũng
nên ăn cà rốt để duy trì thể lực và giữ cho da luôn khoẻ.
 Chữa các bệnh thiếu máu, huyết áp thấp, bệnh tim và chứng sợ lạnh.
Vitamin A của cà rốt thúc đẩy sự tạo máu, kích thích quá trình tuần hoàn
máu. Trong khi đó, vitamin E của loại củ này thì lại có chức năng giữ nhiệt và tăng
cường sức sống cho các tế b ào. Hai thành phần này hội tụ trong củ cà rốt, giúp cho
cà rốt có khả năng làm sạch dịch máu, và vận chuyển khí ôxy đến các tế bào trong
cơ thể. Nhờ đó, cà rốt trở thành loại củ chữa được bách bệnh, từ thiếu máu đến
huyết áp thấp, từ chứng sợ lạnh, thở gấp đến bệnh tim.
14
1.1.3 Tác nhân lên men
 Đặc điểm
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực khuẩn,
cầu khuẩn không tạo b ào tử và hầu hết không di động, hô hấp tuỳ tiện. Chúng có
khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đôi nhưng không có khả năng lên
men các loại glucid phức tạp v à tinh bột. Sự phát triển của nó cần có sự có mặt của
peptone, axit amin hay mu ối amôn. Chúng có y êu cầu đặc biệt về chất dinh d ưỡng
là giàu vitamin, axit amin và khoáng ch ất. Quá trình lên men xảy ra tốt nhất trong

môi trường axit pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ h ơn 5,5 quá trình lên men bị dừng lại.
Nhiệt độ thích hợp cho quá tr ình lên men từ 15 ÷ 50
0
C. Tuy nhiên, mỗi loài có
khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn h ơn 80
0
C vi khuẩn lactic bị
tiêu diệt hoàn toàn.
 Phân loại
Người ta dựa vào quá trình lên men chia vi khu ẩn lactic thành hai loại: vi
khuẩn lactic lên men đồng hình và dị hình.
Lên men đồng hình:
+ Lactobacterium casei : đây là những trực khuẩn rất ngắn gây chua sữa tự
nhiên. Yếm khí tuỳ tiện, lên men tốt glucose, maltose, lactose tạo ra môi tr ường có
từ 0,8 ÷ 1% axit lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong v òng 10 đến 12
giờ. Nguồn nitơ cho vi khuẩn này là peptone. Nhi ệt độ tối thiểu cho chúng phát
triển là 10
0
C, tối ưu là 35
0
C và tối đa là 45
0
C, chúng thuỷ phân cazein và gelatin rất
yếu.
+ Streptococcus cremoris: thường tạo thành chuỗi dài, thường phát triển ở
nhiệt độ thấp hơn Lactobacterium casei , tối ưu từ 25
0
C ÷ 30
0
C, lên men glucose,

galactose.
+ Lactobacterium bulgaricus : đây là trực khuẩn rất dài, có khả năng lên men
glucose, lactose, saccarose. Có kh ả năng tạo độ axit cao (3,7% axit lactic). Hoạt
động trong môi trường yếm khí; phát triển tốt ở nhiệt độ 40 - 45
0
C; chịu được môi
15
trường có độ acid thấp (pH = 4 -4,5); bị ức chế ở nhiệt độ nhỏ h ơn 10% và khi axit
đạt 2,2%.
+ Lactobacterium delbruckii: thường gặp trên hạt đại mạch, đây l à trực
khuẩn lớn. Trong quá tr ình phát triển của mình chúng có khả năng tạo thành sợi.
Nhiệt độ tối ưu cho chúng phát tri ển từ 45 ÷ 50
0
C, khác với các loài khác chúng
không có khả năng lên men đường lactose vì vậy chúng không được dùng trong chế
biến sữa.
+ Lactobacterium cueumeris fermenti : thường tìm thấy chúng trong sữa ủ
chua. Là trực khuẩn không chuyển động, th ường tạo thành tế bào đơn và có khi t ạo
thành chuỗi. Thường chúng tạo thành chuỗi trong quá trình lên men. Khả năng tạo
axit tối đa trong môi trường từ 0,9 ÷ 1,2%.
Lên men dị hình:
+ Streptobacterium hassice fermentatae : thường thấy chúng trong các dịch
lên men chua rau c ải. Chúng tồn tại từng tế b ào riêng biệt hoặc ghép thành từng đôi,
hoặc chuỗi ngắn có khi ghép th ành từng chuỗi dài hình sợi. Khi lên men rau cải
chua tạo thành axit lactic, axit axetic, rư ợu etylic và CO2. Lên men đư ờng saccarose
tốt hơn lên men đường lactose.
+ Lactobacterium lycopersici : là trực khuẩn gram dương, sinh hơi, tế bào tạo
thành chuỗi hay đơn, có khi ghép thành đôi m ột. Khi lên men chúng tạo thành axit
lactic, rượu êtylic, axit axetic và CO2. Chúng có kh ả năng tạo bào tử, tế bào sinh
dưỡng thường chết ở nhiệt độ 80

0
C .
1.1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố b ên ngoài tới quá trình lên men
 Nhiệt độ:
Tuỳ từng loại vi khuẩn khác nhau m à nhiệt độ thích hợp cho nó sẽ khác nhau:
- Nhiệt độ không chỉ ảnh h ưởng đến cường độ phát triển m à còn ảnh hưởng
đến khả năng phát triển của vi khuẩn lên men.
- Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ: Rút ngắn thời gian l ên men; hạn chế sự
nhiễm các vi sinh vật lạ khác; sản phẩm thu đ ược đạt kết quả như mong muốn.
16
 pH môi trường:
PH của môi trường ảnh hưởng đến hoạt động phát triển của vi sinh vật, sự có
mặt của ion H
+
sẽ tác động lên tế bào vi sinh vật theo nhiều cách:
- Ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt tế bào làm thay đổi sự tích điện trên bề mặt
của màng tế bào từ đó dẫn đến hoạt độ của các loại enzym bị giảm.
- Nồng độ ion H
+
ảnh hưởng đến độ phân ly của các chất dinh d ưỡng trong
môi trường.
Bảng 1.3: Ảnh hưởng của pH tới vi khu ẩn
Loài vi khuẩn
pH
min
pH
op
pH
max
Trực khuẩn ưa nhiệt

3.5 - 4.25
5.5 – 6.5
7 – 8
Strep.Lactic
4.75
6 – 6.5
8.5
Strep.Thermophilus
4.75
6 - 7
8.5
Strep.Faccalis
4.5
6 - 7
10
Đối với các vi khuẩn lên men lactic đồng hình, pH môi trường thường không
ảnh hưởng đến các sản phẩm đặc tr ưng của quá trình lên men còn đối với các vi
khuẩn lên men lactic dị hình thì ngược lại.
+ Khi pH môi trường cao thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid lactic.
+ Khi pH môi trường thấp thì sản phẩm tạo thành ngoài acid lactic còn có
thêm acid acetic, và nhi ều sản phẩm khác. Qua nhiều nghi ên cứu người ta nhận thấy
rằng lượng di-acetyl tạo ra nhiều nhất tại pH = 4.6 – 5.2 , đây chính là y ếu tố làm
tăng mùi hương cho s ản phẩm.
 Vi sinh vật
Mức độ thuần khiết của vi khuẩn lact ic có ảnh hưởng tới tốc độ quá trình lên
men. Lượng vi khuẩn lactic c àng nhiều và mức độ thuần khiết c àng cao thì tốc độ
của quá trình lên men càng nhanh và s ản phẩm có chất lượng càng tốt. Ngược lại,
17
lượng vi khuẩn lactic c àng ít và mức độ thuần khiết c àng thấp, các vi khuẩn gây hại
càng có điều kiện phát triển l àm hư hỏng sản phẩm.

1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm l ên men lactic [2] [9]
1.3.1 Một số sản phẩm lên men lactic trên th ị trường
 Sản phẩm sữa chua (yaourt)
Sữa chua có thể được làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau như: sữa bò, sữa
dê, sữa trâu, …trong đó sữa b ò là được dùng nhiều nhất. Sữa chua rất giàu vi chất
với rất nhiều lợi ích:
+ Nó là nguồn bổ sung protein, vitamin và khoáng chất, giúp cân bằng cơ thể.
+Nó cũng rất giàu canxi và hỗ trợ tích cực cho hệ tiêu hóa nhờ các protein
chuyên biệt.
+ Giảm cholesterol, chống béo phì, chống ung thư.
+Tăng cường hệ miễn dịch của c ơ thể
 Sản phẩm sữa chua uống:
- Đây là sản phẩm có sự kết hợp của sữa chua l ên men và trái cây. Có r ất
nhiều loại trái cây có thể được bổ sung như chanh dây, cam, dâu, …. .
- Tác dụng của sữa chua trái cây: Các vitamin trong trái cây làm tăng giá tr ị
dinh dưỡng của sản phẩm. Ví dụ dâu có hàm lượng vitamin C và đường fructose
cao, giúp hạn chế quá trình tạo nếp nhăn và khô da do tuổi tác. Chanh dây không
chứa cholesterol, gi àu vitamin A và C, có tác d ụng thanh nhiệt, tiêu khát, an thần,
nhuận tràng, lợi tiểu.
Hình 1.2: Sản phẩm sữa chua Hình 1.3: Sản phẩm sữa chua uống
21
1.3.2 Quy trình sản xuất một số sản phẩm lên men lactic
 Quy trình sản xuất sản xuất sữa chua yaourt
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yaourt
Nhận sữa
Kiểm tra chất lượng sữa
Làm lạnh ( t
0
= 4-6
0

C)
Tiêu chuẩn hóa
Thanh trùng (85-87
0
C;10-15
phút)
Đồng hóa (ở nhiệt độ 60 -65
0
C)
Làm nguội đến nhiệt độ lên men
Cấy chủng vi sinh vật (t
0
=42-45
0
C)
Rót chai
Lên men trong tủ ấm (3-12h)
Làm lạnh (từ từ đến 10
0
C)
Ngâm chín ( 10
0
C, 10-12h)
Bảo quản (4-6
0
C)