nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

MỤC LỤC

1. ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................1
2. NỘI DUNG....................................................................................................2
2.1 Khái quát về nước quả lên men.................................................................2
2.1.1 Khái niệm...................................................................................................2
2.1.2 Phân loại....................................................................................................2
2.2 Giới thiệu về phương pháp công nghệ.......................................................2
2.2.1 Tác nhân lên men.......................................................................................2
2.2.2 Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men...............................................2
2.2.3 Các sản phẩm phụ của quá trình lên men...................................................3
2.3 Nguyên liệu..................................................................................................4
2.3.1 Nguyên liệu chính......................................................................................4
2.3.2 Nguyên liệu phụ.........................................................................................5
2.3.2.1 Nước.......................................................................................................5
2.3.2.2 Đường.....................................................................................................6
2.3.2.3 Nấm men.................................................................................................6
2.3.2.4 Các nguyên liệu phụ khác.......................................................................6
2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.............................................7
2.3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ đường :.............................................................7
2.3.3.2 Ảnh hưởng của pH môi trường...............................................................7
2.3.3.3 Ảnh hưởng của oxy.................................................................................7
2.3.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO2.....................................................7
2.3.3.5 Ảnh hưởng của số lượng tế bào nấm men...............................................8
2.3.3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất.........................................................8
2.4 Quy trình công nghệ ..................................................................................9
2.4.1 Nguyên liệu................................................................................................10
2.4.2 Phân loại nguyên liệu.................................................................................10
2.4.3 Rửa.............................................................................................................10

1


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

2.4.4 Xử lý sơ bộ, ép...........................................................................................11
2.4.5 Pha chế dịch lên men..................................................................................11
2.4.6 Lên men.....................................................................................................12
2.4.6.1 Lên men chính.........................................................................................12
2.4.6.2 Lên men phụ...........................................................................................12
2.4.7 Lọc.............................................................................................................13
2.4.8 Thanh trùng................................................................................................13
2.4.9 Bảo hòa CO2...............................................................................................13
2.4.10 Đóng chai.................................................................................................13
2.5 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm.................................................................13
2.5.1 Các dạng hư hỏng sản phẩm thường gặp....................................................13
2.5.2 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm. ................................................................14
3. KẾT LUẬN....................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................17

2


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Quy trình công nghệ sản xuất nước táo lên men...................................9
Hình 2.2 Phân loại táo bằng tay trên băng chuyền..............................................10
Hình 2.3 Thiết bị rửa ..........................................................................................11
Hình 2.4 Thiết bị lên men...................................................................................12

3


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng cho mỗi 100 g .......................................................4
Bảng 2.2 Yêu cầu của nước trong sản xuất nước táo lên men.............................5
Bảng 2.3 Chỉ tiêu vi sinh vật của nước táo lên men............................................14
Bảng 2.4 Chỉ tiêu hóa lý của nước táo lên men...................................................14
Bảng 2.5 Chỉ tiêu vi sinh của nước táo lên men..................................................15

4


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Nước quả lên men là một loại thức uống có từ rất lâu, ở các nước Đông Âu đặc
biệt là ở Nga. Khi công nghệ phát triển thì càng phổ biến đa dạng hơn về chất lượng và
chủng loại. 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 khoẻ. Sản phẩm này hiện nay đang là một
loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới, đặc biệt là các nước
Anh, Pháp, Mỹ. Người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ bởi vì giá trị dinh
dưỡng của nó mà còn bởi vì đây là một loại đồ uống giá rẻ, thích hợp đối với mọi lứa
tuổi đặc biệt là phụ nữ và trẻ em. Hàm lượng cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự
kích thích tiêu hoá, khiến bữa ăn trở nên ngon miệng mà không gây say như một số
sản phẩm đồ uống có cồn khác.

Nhu cầu được thưởng thức các loại sản phẩm nước lên men khác cũng tăng. Việt
Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng và khô nên nhu cầu về nước giải khát rất lớn.
Về nguồn nguyên liệu sản xuất nước giải khát quả ở Việt Nam vô cùng phong phú và
đa dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng về nguồn nguyên liệu để sản xuất được ổn định lâu
dài.
Việt Nam là một nước nhiệt đới có nền nông nghiệp phát triển, hoa quả phong
phú với sản lượng dồi dào. Nhưng quả chỉ có theo mùa, lại dễ dập nát nên rất khó bảo
quản dẫn đến giá thành cao gây nhiều bất lợi cho người trồng và người tiêu thụ. Mặt
khác trong những năm gần đây, nhu cầu về đồ uống có 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 nhu
cầu đa dạng hoá sản phẩm đồ uống trên thị trường thì định hướng ưu tiên nghiên cứu
phát triển sản phẩm đồ uống từ nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam.
Táo là một loại quả giàu dinh dưỡng. Nước táo lên men là một trong những cách
nâng cao giá trị sản phẩm. Nhưng hiện nay trên thị trường sản phẩm lên men từ táo
chưa nhiều chủ yếu là của các nước Châu Âu.
Xuất phát từ thị trường ngày càng rộng của sản phẩm nước giải khát. Do đó việc
nghiên cứu nước quả lên men là cần thiết góp phần vào công nghệ sản xuất các loại
nước giải khát lên men khác.

5


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

2. NỘI DUNG.
2.1 Khái quát về nước quả lên men
2.1.1 Khái niệm

Nước quả lên men là sản phẩm đồ uống có cồn không qua chưng cất. Dựa trên cơ
sở các quá trình hóa sinh xảy ra trong quá trình lên men nước quả dưới tác dụng của

enzyme của nấm men (Lương Đức Phẩm, 2010).
Trong nước quả có chứa đường glucose, fructose, các hợp chất pectin, và các hợp
chất hữu cơ (acid tataric, acid malic, acid sucxinic) và muối của các acid này, các chất
màu, các hợp chất chứa nitơ (protein, acid amin), vitamin cũng như các muối khoáng
(Lương Đức Phẩm, 2010).
2.1.2 Phân loại
Nước quả lên men được phân loại theo:
Theo nguyên liệu: nho, táo, dâu, thơm,...
Theo nồng độ rượu:
+ Nước quả lên men có nồng độ cao (rượu quả): có nồng độ rượu từ 7– 20%V.
+ Nước quả lên men có nồng độ thấp có nồng độ rượu thấp hơn 5%V.
Theo nồng độ CO2
+ Nước quả lên men có gas.
+ Nước quả lên men không có gas.
2.2 Giới thiệu về phương pháp công nghệ
2.2.1 Tác nhân lên men

Tác nhân chính của quá trình lên men là nấm men Saccharomyces.
Cơ chế của quá trình lên men.
C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2 + 27Kcal

Nấm men phát triển tốt trong môi trường hiếu khí nhưng gặp điều kiện rò khí sẽ
bắt đầu lên men. Đường và chất dinh dưỡng được nấm men hấp thụ sau đó đường
được chuyển hoá thành acid pyruvic, là cơ chất đầu tiên để tạo rượu etylic. Etylic và
CO2 khi được hình thành sẽ thoát ra ngoài khuyếch tán nhanh vào môi trường xung
quanh. Nhiệt độ tối ưu cho lên men là 20 – 30C .
Đường

rượu etylic

acid pyruvic

acteal cletyd

Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định.
Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men khác nhau. Thường khi
6


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

lên men lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một trăm triệu tế bào trong 1ml dịch
lên men (Lương Đức Phẩm, 2010 ). Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men là rất lớn.
Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trong môi trường lên men đầu tiên
được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó được khuếch tán vào trong tế bào nấm men.
Rượu và CO2 được tạo thành theo phản ứng sau:
C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 2C2H5OH +2CO2 + 2ATP + H2O
(2)

(1)

Lên men ethanol được chia làm 2 thời kỳ:
Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều (1) lúc này
sản phẩm là glycerin. Bởi vì lúc này hàm lượng acetandehyde (CH 3CHO) chưa có
nhiều để nhận hydro của alcoldehydrogenaza mà hydro lại chuyển đến cho
phophoglyceraldehyde tạo photphoglycerin, photphoglycerin bị thủy phân giải phóng
acid photphoric và glycerin.
Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đã hình thành nhiều nên hydro từ

alcoldehydrogenaza lại chuyển sang acetaldehyde (CH 3CHO) theo chiều phản ứng (2)
lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol và CO2.
2.2.2

Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men

Quá trình chuyển hóa đường thành rượu được thực hiện qua các chuổi phản ứng
phức tạp liên quan đến quá trình phophoryl hóa các chất hửu cơ.Ở giai đoạn đầu – giai
đoạn phophoryl hóa :các hợp chất đường– phophat được tạo thành. Hợp chất cuối
cùng được tạo thành là glucose 1,6 diphotphat. Tiếp tục chuyển hóa phân tử này bị
phân cắt thành hai phân tử triozophotphat là triOxyacetonphotphat và aldehyde– 3
phosphoglycerinic. Aldehyde– 3 phosphoglycerinic sau khi bị dehydro và được
photphoryl hóa sẽ chuyển hóa thành acid 1,3– diphosphoglycerinic. Acid nảy sau khi
trải qua quá trình dehydro và photphoryl hóa sẽ chuyển hóa thành acid piruvic. Hợp
chất cuối cùng này sau khi bị decaboxyl sẽ tạo thành acid cabonic và acetadelhyde.
Acetadelhyde tiếp tục chuyển hóa đến giai đoạn cuối cùng tạo ra rượu etylic.
Sự hình thành các sản phẩm phụ:este, rượu cao độ, rượu cao phân tử, aldehyde...
pH giảm do sự tạo thành CO2 và acid hữu cơ. Hệ thống đệm phosphat bị phá vỡ thay
vào đó là hệ thống đệm acid hữu cơ– muối acid hữu cơ.
Thế oxy hóa khử thay đổi (thường giảm do sự hao hụt oxy hòa tan). Lượng nitơ
tổng giảm. Sự kết lắng của nấm men: nhiều nhất ở giai đoạn cuối của quá trình lên
men chính khi lượng CO2 sinh ra ít nhất.Sự tạo bọt phụ thuộc vào các chất như:
protein, polyphenol, CO2

7


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men
2.2.3 Các sản phẩm phụ của quá trình lên men

Glycerin: có thể tích tụ lên tới nồng độ 3g/L. Giúp làm mềm vị tăng độ đậm đà
cho sản phẩm. Nhưng nếu hàm lượng cao quá sẽ ảnh hưởng không tốt tới sản phẩm.
Rượu cao phân tử (propanol, butanol...): được tạo thành ở giai đoạn lên men
chính, gây vị khó chịu cho sản phẩm. Acid hữu cơ: acid lactic, acid acetic, acid citric.
Este và aldehyde: este được tạo thành một phần nhỏ do nấm men và là sản phẩm
của acid hữu cơ và rượu trong sản phẩm. Các este có ý nghĩa quan trọng trong sản
phẩm lên men đó là tạo hương cho sản phẩm.
Aldehyde: là sản phẩm của quá trình trao đổi chất của nấm men, nó được tạo
thành do sự oxy hóa rượu bậc cao. Aldehyde từ 10 – 15 mg/L có tác dụng tạo hương
cho sản phẩm nhưng cao quá thì không tốt.
Aceton, diacetyl: 2,3 butadiol là sản phẩm của hoạt động sống của tế bào nấm
men. Diacetyl thường ở mức 0,35– 0,55 mg/L. Nhưng trong quá trình lên men phụ
chúng được giảm xuống tới mức cho phép 0,2 mg/L
2.3 Nguyên liệu

Nguyên liệu sản xuất nước táo lên men gồm nguyên liệu chính là táo và một số
nguyên liệu phụ bổ sung vào trong quá trình chế biến nước táo lên men
2.3.1 Nguyên liệu chính
Táo tây tên khoa học là Malus domestica. Là một loài cây rụng lá trong họ Hoa
hồng được biết đến vì vị ngọt của quả. Táo được trồng trên toàn thế giới như một cây
ăn quả, và là những loài được trồng rộng rãi nhất trong chi Hải đường (Malus) (Hà Thị
Hiến, 2004).
Táo thường được ăn sống, nhưng cũng có thể được chế biến thành nhiều thực
phẩm khác (đặc biệt là các món tráng miệng) và thức uống. Nhiều hiệu ứng sức khỏe
có lợi được cho là kết quả từ việc ăn táo (Hà Thị Hiến, 2004).
Táo có thành phần dinh dưỡng rất phong phú, đặc biệt là các loại vi chất,vitamin.
Trong quả táo có khoảng 30 mg ketone, 15% là các chất hydrocacbon và chất keo táo;
các loại vitamine A, C và E. Ngoài ra, kali và các chất chống oxy hóa cũng rất phong
phú. Lượng calci trong táo cũng cao hơn trong các loại hoa quả, giúp trung hòa lượng
muối dư thừa trong cơ thể (Nguyễn Công Khẩn, 2007)

Thành phần dinh dưỡng của táo trong một 100g được thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng cho mỗi 100 g
8


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Chất dinh dưỡng
Năng lượng
Cacbohydrat
Đường
Chất xơ thực phẩm
Chất béo
Chất đạm

Hàm lượng
218 kJ (52 kcal)
13,81
10,39
2,4 g
0,17 g
0,26
3 μg
27 μg (0%)
29 μg
0,017 mg
0,026 mg
0,091 mg
0,61 mg

Vitamin A
Beta– carotene
Lutein zeaxanthin
Thiamine (B1)
Riboflavin (B2)
Niacin (B3)
Pantothenic acid (B5)
Vitamin
Vitamin E
Vitamin K
Chất khoáng
Calci
Sắt
Magiê
Mangan
Phốt pho
Kali
Natri
Kẽm
Nước
Fluoride

0,18 mg
2,2 μg
6 mg (1%)
0,12 mg
5 mg (1%)
0,035 mg
11 mg (2%)

107 mg (2%)
1 mg (0%)
0,04 mg
85,56 g
3,3 µg

(Nguồn : Nguyễn Công Khẩn, 2007)

2.3.2 Nguyên liệu phụ
2.3.2.1 Nước

Chất lượng của nước dùng trong lên men ảnh hưởng lớn đến quá trình công nghệ
cũng như sản phẩm lên men. Các chỉ số quan trọng của nước là độ cứng, độ oxy hóa,
số lượng vi sinh vật (Lương Đức Phẩm, 2010).
Nước dùng trong lên men phải đáp ứng được yêu cầu về nước uống, không mùi
vị, không màu, trong suốt. Các yêu cầu của nước trong sản xuất nước táo lên men
được thể hiện ở Bảng 2.2
Bảng 2.2. Yêu cầu của nước trong sản xuất nước táo lên men

Đặc tính của nước
Độ cứng của nước
Hàm lượng muối Cl–
Hàm lượng muối CaSO4

Yêu cầu
Không quá 7 mg Đương lượng/L
Không quá 150 mg/L
Từ 130 – 200 mg/L
9

Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Hàm lượng Fe2+

Không quá 0,3 mg/L

Các muối có gốc NO2– , NO3–

Không có

Tổng số khuẩn lạc
Tổng lượng chất khô hòa tan

Không quá 100/ 1mL
Không quá 850 mg/L

(Nguồn Lương Đức Phẩm, 2010)

Nước không cho phép có mặt amoniac và muối của acid nitrit, vết các muối của
kim loại nặng. Độ oxy hóa của nước không quá 3 mg O2/L (Lương Đức Phẩm, 2010 ).
2.3.2.2

Đường

Đường được bổ sung vào trong sản xuất nước táo lên men khi nồng độ đường
trong dịch lên men chưa đạt yêu cầu. Vai trò của đường là tạo nguồn cacbon cho nấm
men sử dụng trong quá trình lên men. Chủ yếu là saccharose bổ sung dưới dạng syrup.
Syrup được làm bằng cách nấu đường với nước ở 85 trong 180 phút sau đó lọc bỏ
phần bả.

2.3.2.3

Nấm men

Nấm men lên men nước quả cần đạt những yêu cầu sau: khả năng lên men cao,
những chủng này ở điều kiện tối ưu cần đạt 18 – 20%V ethanol. Chịu được nhiệt độ
thấp, những nấm men của nhóm này cần có khả năng lên men ở nhiệt độ 4– 10 C và
tích lũy trong môi trường trong thời gian ngắn phải được 8 – 12%V ethanol. Những
nấm men đã được sulfit hóa: gồm những chủng có thể bắt đầu và hoàn thành quá trình
lên men ở pH rất thấp. Bền vững với ethanol, những chủng này có thể gây nên sự lên
men mới trong môi trường đã có sẵn 8 – 12%V, trong đó ta có cho thêm đường. Ở đây
gồm những chủng lên men thứ đối với các loại rượu có bọt. Bền vững đối với nồng độ
đường cao, những nấm men này có thể lên men được khi dịch lên men nồng độ đường
trên 30% và tích lũy được trong môi trường 10 – 13%V ethanol.
Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất nước quả thuộc giống
Saccharomyces. Giống nấm men thường được sử dụng là Saccharomyces vini. Đây là
tên gọi phổ biến hiện nay, trước đây người ta gọi là Saccharomyces vini Meyer hay
Saccharomyces ellipsoideus còn theo Lodder là Saccharomyces cerevisiae Hansen
Nấm men này thường phổ biến trong nước quả, chiếm 80% trong tổng số
Saccharomyces trong nước quả khi lên men. Khả năng kết lắng tùy thuộc vào từng nòi:
các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loài này là đường,
cồn và acid hữu cơ. Saccharomyces vini có khả năng khử đường saccharose thành
fructose và glucose. Ở cuối quá trình lên men Saccharomyces vini kết lắng nhanh và
làm trong dịch rượu (Lương Đức Phẩm, 2010).
Nhân giống nấm men:
10


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Giống thuần chủng được giữ trong các ống thạch nghiên. Giống được cấy chuyển
vào môi trường lỏng là dịch quả, rồi nhân giống tăng dần theo tỉ lệ 1:10 để có đủ lượng
giống đưa vào sản xuất.Số cấp nhân giống tùy thuộc vào lượng dịch lên men (Lương
Đức Phẩm, 2010)
2.3.2.4

Các nguyên liệu phụ khác.

Acid điều chỉnh độ pH chủ yếu là acid citric. SO 2 hoặc NaHSO3 có tác dụng tiêu
diệt một phần vi sinh vật trong dịch lên men, ngăn chặn sự lên men tự phát (nếu có),
làm trong dịch lên men trước khi lên men. Thường bổ sung hàm lượng 30 – 120
mg/L.Có thể dùng phụ gia bảo quản như vitamin C, phụ gia chống vi sinh vật:
Benzoic Acid và Benzoates
2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

2.3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ đường
Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là maltose và
saccharose. Trong dịch lên men ngoài đường ra, phải bổ sung thêm một số thức ăn cần
thiết cho nấm men như các muối amon, các muối phosphat và đạm như ure. Nồng độ
đường thích hợp tù 18 – 22%, nếu cao hơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại
nếu nồng độ đường thấp sẽ không tạo điều kiện cho quá trình lên men. Thường ở nồng
độ đường từ 30 – 35% thì sự lên men bị đình chỉ. Nếu nồng độ quá cao sẽ tạo áp lực
thẩm thấu lớn phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men, thời gian lên men
kéo dài, nồng độ đường sót cao. Ngược lại nếu nồng độ thấp thì cơ chất không đủ,
lượng đường sót không đạt yêu cầu.
2.3.3.2 Ảnh hưởng của pH môi trường
pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men. pH quá cao hay quá thấp đều
có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Ở pH 5 phản ứng nghiên theo chiều tạo glyceryl.
Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuối cấy nấm men người ta thường bổ
sung vào môi trường lên men một loại acid không gây ảnh hưởng đến hoạt động của

nấm men. Thực tế người ta hay dùng acid citric để điều chỉnh pH.
2.3.3.3 Ảnh hưởng của oxy
Nấm men lên men nước quả được coi là vi sinh vật hiếu khí tùy tiện. Trong điều
kiện có oxy thì hoạt động sinh sản của nấm men mạnh mẽ hơn, vì vậy lượng sinh khối
tăng lên nhanh và trở thành sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men. Ngược lại trong
điều kiện thiếu hoặc không có mặt của oxy nấm men sẽ chuyển từ hô hấp hiếu khí
sang kỵ khí, khi đó sản phẩm trong môi trường lên men là ethanol là chủ yếu. Tuy
nhiên hai kiểu hô hấp trên đều có mối quan hệ chung với nguồn đường có trong môi
trường.
11


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

2.3.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO2
Rượu và CO2 có tác dụng kìm hãm sự sinh trường và khả năng lên men của nấm
men. Sự sinh trưởng của nấm men bị chậm lại khi nồng độ rượu có trong môi trường
lên men là 1%, từ 4 – 6% có ảnh hưởng xấu. Đa số nấm men lên men được ở nồng độ
rượu từ 12 – 14%, chỉ có một số ít lên men ở nồng độ rượu từ 17 – 20%. Khí CO 2 ức
chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 lại có tác dụng tốt cho quá trình lên men.
2.3.3.5 Ảnh hưởng của số lượng tế bào nấm men
Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch nấm men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình
lên men. Mật độ gieo
càng liệu
lớn thì thời gian để thiết lập thế cân bằng động giữa
Táocấy
nguyên
nấm men với môi trường càng ngắn.Tỷ lệ nảy chồi thấp nên cường độ trao đổi chất của
tế bào nấm men thấp, lượng sản phẩm bậc hai giảm nên chất lượng nước uống được
6

tăng cao. Tốc độ sinh sảnPhân
tương
loạiđối nhỏ. Tuy nhiên nếu gieo cấy quá 70.10 tế bào/ ml
dịch lên men thì hiệu quả không tốt do sự cạnh tranh cơ chất của tế bào nấm men đồng
thời tăng chi phí cho quá trình nhân giống.
Rửa

Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm. Sinh khối
tế bào nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men không đủ cho nấm men phát
triển, tế bào nấm men sẽXửchết
lý sơdần,
bộ sản phẩm sinh ra mùi vị lạ, phí một lượng nấm men
đáng kể. Sự phân bố nấm men trong dịch lên men: Phân bố càngBả
đồng đều càng tốt. Sự
phân bố phụ thuộc vào cường độ khuấy đảo. Cường độ khuấy đảo càng lớn thì thời
Ép Nhưng
lấy dịch quả
gian lên men càng ngắn.
sinh ra nhiều sản phẩm bậc hai do đó phải khuấy đảo
hợp lý.
Bả
2.3.3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất
Phối chế dịch lên men

Nhiệt độ cao thì thời gian lên men ngắn. Mật độ lên men tối đa đạt được cao hơn
so với nhiệt độ thấp. Lên men triệt để hơn nhưng sản phẩm bậc hai tạo ra nhiều hơn.
Sinh khối nhiều hơn nhưng
lệ chết nhiều hơn và tốc độ thối hóa nhanh hơn.
Lêntỷ
men

Áp suất bề mặt: ở nhiệt độ thường tốc độ lên men bị đình chỉ nếu áp suất trong
thiết bị lên men lên đến 3 – 4 KG/cm2. Cho nên áp suất không quá 1 KG/cm2. Ở giai
trong
đoạn đầu trong một giớiLọc
hạn
nhất định áp suất cao thì sinh khối tạo thành ít và sinh
khối thoái hóa nhanh do không chịu được áp lực cao.Khi quá trình lên men gần kết
Bả của nấm men và
thúc thì việc tăng áp suất hầu như không ảnh hưởng đến hoạt động
Thanh trùng
tiến trình lên men ngược lại nó còn hạn chế sự oxy hóa và tăng độ bền của sản phẩm.

2.4 Quy trình công nghệ

Bảo hòa CO2

Quy trình công nghệ sản xuất nước táo lên men được cho ở Hình 2.1
Đóng chai
12
Sản phẩm


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Hình 2.1. Quy trình công nghệ sản xuất nước táo lên men
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Ngân Khánh, 2016)

THUYẾT MINH QUY TRÌNH
2.4.1

Nguyên liệu

13


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Táo phải thu hoạch đúng thời vụ, thời điểm đạt độ chín kỹ thuật. Tại thời điểm
này, trái táo phải có một hàm lượng đường và acid theo một tỷ lệ cân đối thích hợp
cho mục đích sản xuất.
2.4.2

Phân loại nguyên liệu

Mục đích: nhằm loại bỏ các quả thối hỏng, không đạt yêu cầu về độ chín,.. Đồng
thời lựa chọn quả có kích thước và độ chín đồng đều để thuận tiện cho việc cơ giới
hóa. Quả có độ chín đồng đều sẽ đồng đều về thành phần hóa học dễ kiểm soát ở các
công đoạn tiếp theo. Có thể chọn quả dập chút ít. Sau đó xử lý sơ bộ loại bỏ phần dập
đi.
Có thể phân loại bằng các phương pháp:
+ Phương pháp thủ công: Làm bằng tay trên băng chuyền (Hình 2.2).
+ Phương pháp cơ giới hóa: sử dụng máy phân loại theo dấu hiệu phân chia kích
thước, màu sắc, độ chín...

Hình 2.2. Phân loại táo bằng tay trên băng chuyền
( Nguồn Công ty Cổ phần Phát triển sản phẩm Việt)

2.4.3

Rửa

Mục đích: Nhằm loại bỏ tạp chất như cát, bụi, đất, thuốc trừ sâu và vi sinh vật
theo bùn bám vào quả. Nếu không có quá trình rửa vi sinh vật dễ bám trên bề mặt quả
và đi vào quả trong quá trình cắt gọt do đó ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối
cùng.
Phương pháp thực hiện:
+ Tùy thuộc vào mức độ bẩn trước khi rửa có thể ngâm quả trong một thời gian
nhất định để chất bẩn dễ tách ra trong quá trình rửa tiếp theo. Dùng nước cuốn đi các
chất bẩn còn bám dính.
+ Trong quá trình ngâm rửa nguyên liệu có thể bị tổn thất chất dinh dưỡng vì vậy
phải tiến hành rửa càng nhanh càng tốt nhưng phải đảm bảo quả sạch và không bị dập
nát.
14


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Thiết bị rửa: Dùng thiết bị rửa kiểu băng tải. Hoạt động: máy rửa băng tải là một
bể nước làm bằng kim loại có bố trí băng nâng chuyển đặt nghiên. Nguyên liệu sẽ
được chuyển động liên tục tới lưới sàng và sẽ rơi xuống được thấm ướt bởi vùng rửa
và chịu tác động của tia nước phun ở vùng súc. Dòng nước sạch sẽ đến để thay dòng
nước bẩn trong bể tạo nên dòng lưu thông (Nguyễn Ngọc Ngân Khánh & Nguyễn Thị
Thúy Hồng, 2017). Sơ đồ thiết bị rửa được thể hiện ở hình 2.3
1

2

Hình 2.3. Thiết bị rửa
Chú thích: 1) Máng dẫn nguyên liệu đi vào, 2) Băng tải (Nguồn Lê Ngọc Thụy, 2009)

2.4.4

Xử lý sơ bộ, ép

Mục đích: loại bỏ phần hư, dập, cuống, vỏ và hạt... để chuẩn bị cho quá trình
ép.Phương pháp thực hiện: dùng dao sắc gọt bỏ phần vỏ, hư, dập, tách quả lấy hạt ra
ngoài.
Sau khi xử lý xơ bộ, nguyên liệu được chuyển qua khâu ép để thu hồi dịch quả,
chuẩn bị cho quá trình lên men.
2.4.5

Pha chế dịch lên men

Mục đích: tạo môi trường phù hợp cho nấm men hoạt động chuẩn bị cho quá
trình lên men.
Cách thực hiện: điều chỉnh hàm lượng chất khô, hàm lượng chất khô cần đạt
trước khi lên men là 10 – 13 Bx. Có thể thêm nước quả nếu nồng độ chất khô cao hay
thêm syrup đường nếu hàm lượng chất khô thấp. Điều chỉnh pH: pH cần đạt khoảng 4
– 4,5. Nếu dịch quả có pH < 4 bổ sung NaHCO 3 để trung hòa bớt đưa về pH thích
hợp. Nếu dịch quả có pH lớn thì thêm acid (thường dùng acid citric). Bổ sung Nitơ.
Lên men
Lên men chính
2.4.6
2.4.6.1

Mục đích: chuyển hóa đường thành ethanol, CO2 và các sản phẩm phụ khác. Tạo
hương vị đặt trưng cho sản phẩm.
15

Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Phương pháp thực hiện:
+ Cho dung dịch lên men vào thiết bị lên men (thường dùng thiết bị hình trụ, đáy
côn, thể tích và chiều cao lớn).
+ Cho nấm men vào thiết bị thực hiện quá trình lên men.Thời gian lên men chính
khoảng 1 – 2 ngày tùy thuộc vào chủng nấm men, nhiệt độ và mật độ gieo cấy.

Hình 2.4. Thiết bị lên men
2.4.6.2

Lên men phụ

Thực hiện một số chuyển hóa để tăng hương vị cho sản phẩm (Khử aldehyde và
diacetyl, tổng hợp các este tạo hương). Ngoài ra còn có tác dụng bảo hòa CO 2 ( nếu có)
và làm trong sản phẩm.
Quá trình lên men vẫn tiếp tục xảy ra nhưng với tốc độ chậm. Trên nguyên tắc
thời gian lên men phụ càng lâu thì khả năng bảo hòa CO 2 càng lớn, các phản ứng xảy
ra hoàn toàn tạo hương vị và sự hòa quyện cho sản phẩm. Nhưng nếu thời gian lên
men phụ quá dài thì lượng đường sót lớn sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển làm
hư hỏng sản phẩm.
Thời gian và nhiệt độ lên men phụ phụ thuộc vào chuyển nấm men và nguyên
liệu ban đầu.
2.4.7

Lọc
16


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Mục đích: Loại bỏ hoàn toàn sinh khối nấm men còn sót lại, tách các cặn mịn,
pectin, protein…. Quá trình lọc ở giai đoạn này rất quan trọng vì nếu lọc không kỹ sản
phẩm sau này dễ bị hư hỏng và đục do sinh khối nấm men còn sót lại trong sản phẩm.
Phương pháp thực hiện: Lọc ở nhiệt độ thấp, áp suất chân không, hệ thống kín để
tránh tổn thất CO2. Tránh sự xâm nhập của sinh vật khác.
2.4.8 Thanh trùng

Mục đích: tiêu diệt toàn bộ tế bào nấm men có trong dịch lên men đình chỉ quá
trình lên men.Thanh trùng ở 60 – 70C trong 2 phút.
2.4.9 Bảo hòa CO2

Mục đích bổ sung CO2 hoàn thiện sản phẩm. CO2 còn có tác dụng bảo quản sản
phẩm do khả năng hạn chế sự hô hấp của vi sinh vật khi đạt nồng độ cần thiết.
2.4.10 Đóng chai

Sản phẩm sẽ được chiết rót vào các bao bì thuỷ tinh với những hình dạng và dung
tích khác nhau đáp ứng yêu cầu về thị hiếu người tiêu dùng. Trong quá trình rót sản
phẩm, đóng nắp và dán nhãn không xảy ra những biến đổi đáng kể trong sản phẩm.
Yêu cầu là rót trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật.
2.5 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
2.5.1 Các dạng hư hỏng sản phẩm thường gặp

Nước lên men bị đen: do sự phát sinh và kết tủa của những hợp chất tanin– Fe.
Sự hư hỏng này thể hiện ở sự đục, sự kết tủa những cặn đen.
+ Cặn màu trắng đục: Nguyên nhân do sự kết tủa của phosphate sắt. Sự hư hỏng
này thể hiện ở sự xuất hiện những cặn xanh hơi trắng.
+ Nước lên men hóa nâu (đục do oxy hóa) : nguyên nhân do sự oxy hóa tanin và
các sắc tố được xúc tác bởi enzyme oxydase và sự có mặt của oxy trong không khí.
Nước lên men có xu hướng đục khi tiếp xúc với oxy trong không khí và mùi vị của

nước lên men cũng thay đổi.
+ Nước lên men bị đục do pectin hoặc đồng ( CuS, Cu 2S kết hợp với protein) do
mùi vị của H2S, do mùi lạ của nấm men hoặc nấm mốc.
Sự nhiễm vi sinh vật lạ được biểu hiện:
+Sự xuất hiện một lớp bao phủ trên bề mặt do sự phát triển của nấm men
(Candida mycoderma, Hansenula spp., Pichia spp. và Turulopsis spp)
+ Sự acetic hóa nước lên men do sự phát triển cua vi khuẩn acetic như
Acetobacter kutzingianum, Acetobacter xylium, Acetobacter pasteurianum và
Acetobacter aceti.
17


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

Sự lên men manite, lên men lactic, sự nhầy nhớt, tạo vị đắng cho nước lên men.
Ngoài ra còn có các dạng hư hỏng khác phụ thuộc vào thành phần hóa học, nhiệt
độ, hàm lượng acid và các điều kiện môi trường khác.
2.5.2

Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm.

Sản phẩm cần đạt một số chỉ tiêu về hóa lý, vi sinh, cảm quan. Chỉ tiêu hóa lý:
nồng độ rượu, CO2, SO2, acid bay hơi, kim loại nặng,...Chỉ tiêu vi sinh: không chứa vi
sinh vật gây bệnh.Chỉ tiêu cảm quan: độ trong, màu sắc, mùi vị.
Các chỉ tiêu cảm quan của nước táo lên men được trình bày ở Bảng 2.3
Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa lý của nước táo lên men (TCVN 7946 : 2008)

Tên chỉ tiêu
Màu sắc
Mùi

Yêu cầu
Đặc trưng cho sản phẩm
Thơm đặc trưng của sản phẩm lên men,
không có mùi lạ
Chua chát, có hoặc không có vị ngọt,
không có vị lạ
Trong không vẫn đục

Vị
Trạng thái
(Nguồn TCVN 7946 : 2008)

Các chỉ tiêu hóa lý của nước táo lên men được trình bày ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4 Chỉ tiêu hóa lý của nước táo lên men (TCVN 7946 : 2008)

Tên chỉ tiêu
Etanol ở 20C (%) (V/V)
Metanol – tính trên 1L etanol 1000 (g/L)
Acid bay hơi – tính theo acid acetic (g/L)
SO2 (mg/L)
Cyanua và phức cyanua
CO2

Hàm lượng
1–5
<3
< 1.5
< 350
< 0,1

Tùy theo nhà sản xuất.

(Nguồn TCVN 7946 : 2008)

Các chỉ tiêu về vi sinh vật của nước táo lên men được trình bày ở Bảng 2.5.
Bảng 2.5. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước táo lên men (TCVN 7946 : 2008)

Loại vi sinh vật
Tổng số VSV hiếu khí, số khuẩn lạc.
Ecoli
Coliform
Cl. perfringenes
S. aureus
Tổng số nấm men, nấm mốc,
số khuẩn lạc.

Lượng cho phép (cfu/mL)
100
0
10
0
0
10

(Nguồn TCVN 7946 : 2008)

18


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

3

KẾT LUẬN

Lên men nước táo thực chất là lên men rượu. Do vậy cơ sở của quá trình lên men
là dựa vào quá trình lên men rượu. Đi từ glucose, fructose qua chu trình EMP có
pyruvic. Từ pyruvic ra ethanol.
Việc tạo ra nước táo lên men chất lượng tốt là một quá trình phức tạp. Quá trình
phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Chủng nấm men, số lượng nấm men sử dụng, nhiệt độ và
thời gian lên men, hàm lượng chất khô ban đầu, pH dịch lên men và hàm lượng đường
sót.
Ngoài ra trong quá trình sản xuất còn xảy ra một số hư hỏng không mong muốn
cần có biện pháp xử lý và khắc phục.

19


Nghiên cứu quy trình sản xuất nước táo lên men

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F10 Rau quả và sản phẩm rau quả, 2008.
TCVN 7946:2008 Nước quả và nectar. Bộ Khoa học và Công nghệ
Bùi Ái, 2009. Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm. NXB Đại học
Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
Hà Thị Hiến, 2004. Hướng dẫn trồng thu hoạch và chế biến trái cây. NXB Văn hóa
dân tộc.
Lê Bạch Tuyết, 1994.Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm. NXB
Giáo dục.
Lương Đức Phẩm, 2010. Giáo trình Công nghệ lên men. NXB Giáo dục Việt Nam.

Lê Ngọc Thụy, 2009. Máy và thiết bị sản xuất thực phẩm. NXB Bách Khoa Hà Nội.
Nguyễn Công Khẩn và cộng sự, 2007. Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam. NXB Y
học.
Nguyễn Ngọc Ngân Khánh và Nguyễn Thị Thúy Hồng, 2017. Bài giảng Thiết bị chế
biến thực phẩm. Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ.
Nguyễn Ngọc Ngân Khánh, 2016. Bài giảng Công nghệ chế biến rau quả. Trường Đại
học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ.
Trần Thị Luyến, 1998. Công nghệ chế biến sản phẩm lên men. NXB Nông Nghiệp
Thành phố Hồ Chí Minh.

20