NGHIÊN CỨU CÁC SẢN PHẨM NƯỚC GIẢI KHÁT NẠP CO TỪ DỊCH ÉP QUẢ ĐIỀU 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGIỆP

NGHIÊN CỨU CÁC SẢN PHẨM
NƯỚC GIẢI KHÁT NẠP CO 2 TỪ DỊCH ÉP QUẢ ĐIỀU

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN LƯỢM
Nghành: BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM
Niên khoa: 2007-2011

Tháng 08/2011


NGHIÊN CỨU CÁC SẢN PHẨM NƯỚC GIẢI KHÁT NẠP CO 2
TỪ DỊCH ÉP QUẢ ĐIỀU

Tác giả

NGUYỄN VĂN LƯỢM

Luận văn được đề trình để đáp ứng yêu cầu tốt nghiệp
kỷ sư Nghành: Bảo Quản và Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm
của khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM

Giáo viên hướng dẫn
NGUYỄN MINH HIỀN

Tháng 08/2011
i

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp này là kết quả của công ơn sinh thành, nuôi dưỡng của cha
mẹ và công lao giảng dạy của các thầy cô giáo.
Trước tiên với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, con xin gửi lời cảm ơn chân
thành đến cha mẹ, người đã sinh thành và luôn ở bên lắng nghe, dạy dỗ, đây là những
viên gạch đầu tiên để xây nên phẩm chất đạo đức của con hiện tại.
Không thầy đố mày làm nên, thật vậy, em sẽ không làm được gì nếu không
được sự giảng dạy và giúp đỡ tận tình của thầy cô. Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý
thầy cô của khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Nông Lâm TP. HCM, đặc
biệt là cô giáo Nguyễn Minh Hiền, người đã tận tình chỉ dẫn em hoàn thành khóa luận
tốt nghiệp này.
Ngoài ra, tôi cũng xin cảm ơn các cô, chú ở huyện Trảng Bom và huyện Châu
Thành tỉnh Đồng Nai và toàn thể bạn bè cùng đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện đề
tài này.
Cuối cùng xin chúc mọi người luôn khỏe, thành công và hạnh phúc trong cuộc
sống.

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu các sản phẩm nạp CO 2 từ dịch ép quả điều” được thực hiện
tại phòng vi sinh khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM từ
ngày 01/03/2011 đến ngày 10/07/2011.
Trong phạm vi đề tài chúng tôi đã chế biến 3 sản phẩm: nước ép điều phối trộn
cam, chanh, nước ép điều lên men và vang điều tất cả đều được nạp CO 2 trong quá
trình chế biến. Mỗi sản phẩm được bố trí một thí nghiệm:
• Sản phẩm 1: Thí nghiệm phối trộn dịch ép quả điều với cam và chanh có gas.

• Sản phẩm 2: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men đến chất lượng
sản phẩm nước ép điều lên men có gas.
• Sản phẩm 3: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tanin đến chất lượng rượu vang
có gas.
Kết quả thu được như sau:
• Thí nghiệm 1: Nghiệm thức 97% điều + 3% chanh được là nghiệm thức tốt nhất.
• Thí nghiệm 2: Nghiệm thức lên men trong 3 ngày có kết quả đánh giá cao về cảm
quan với 13 độ Brix và độ cồn là 4.
• Thí nghiệm 3: Nghiệm thức tách tanin sau khi lên men 1 tháng được đánh giá
cao. Tuy nhiên vẫn còn hạn chế về mùi.
Từ những kết quả thu được chúng tôi kết luận dịch điều cần được xử lý mùi trong
quá trình chế biến các sản phẩm nước giải khát. Bên cạnh đó lượng tanin cần được
điều chỉnh hợp lý cho phù hợp với từng sản phẩm.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa............................................................................................................................... i
Lời cảm ơn ........................................................................................................................... ii
Tóm tắt ................................................................................................................................ iii
Mục lục ............................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt .................................................................................................. vi
Danh sách các hình ............................................................................................................ vii
Danh sách các bảng .......................................................................................................... viii
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ...................................................................................................................... 1
1.2 Mục đích của đề tài ........................................................................................................ 1
1.3 Yêu cầu thực hiện .......................................................................................................... 2

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 2
2.1 Tổng quan về nguyên liệu ............................................................................................. 2
2.1.1 Điều ....................................................................................................................... 2
2.1.1.1Tên và phân loại ............................................................................................ 2
2.1.1.2 Nguồn gốc và phát triển ............................................................................... 2
2.1.1.3 Đặc điểm sinh học ........................................................................................ 2
2.1.1.4 Tanin và phương pháp tách tanin ................................................................. 3
2.1.1.5 Một số sản phẩm từ quả điều....................................................................... 4
2.1.2 Cam ....................................................................................................................... 5
2.1.3 Chanh .................................................................................................................... 6
2.2 Tổng quan về sản phẩm ................................................................................................ 7
2.2.1 Nước giải khát có gas............................................................................................ 8
2.2.1.1 Bảo hòa CO 2 ................................................................................................. 8
2.2.1.2 Rót và đóng nắp nước giải khát có gas vào chai thủy tinh ......................... 11
2.2.1.3 Tác dụng của CO 2 ...................................................................................... 11
2.2.2 Nước trái cây ....................................................................................................... 12
2.2.3 Nước giải khát lên men ...................................................................................... 12
iv


2.2.3.1 Nước ép trái cây lên men............................................................................ 12
2.2.3.2 Rượu vang .................................................................................................. 13
2.2.3.3 Quá trình lên men ....................................................................................... 14
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 17
3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài......................................................................... 17
3.2 Nguyên vật liệu hóa chất và dụng cụ........................................................................... 17
3.2.1 Nguyên vật liệu ................................................................................................... 17
3.2.2 Dụng cụ .............................................................................................................. 18
3.2.3 Hóa chất .............................................................................................................. 18
3.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 19

3.3.1 Sơ đồ nghiền cứu ................................................................................................ 19
3.3.2 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................. 21
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 24
4.1 Kết quả thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của dịch ép cam, chanh đến chất lượng sản phẩm
nước ép điều có gas. .......................................................................................................... 24
4.2 Kết quả thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng của nước
ép điều lên men có gas....................................................................................................... 25
4.3 Kết quả thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của hàm lượng tanin đến chất lượng rượu vang
có gas. ................................................................................................................................ 27
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...................................................................... 34
5.1 Kết luận........................................................................................................................ 34
5.2 Đề nghị ........................................................................................................................ 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 35
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 37

v


DANH SÁCH CÁC CHỬ VIẾT TẮT
BC:

Before Christ

S. ellipsoideus:

Saccharomyces ellipsoideus

S. cerevisae:

Saccharomyces cerevisae

V/v:

Thể tích/ thể tích

Ctv:

Cộng tác viên

MPa:

Megapascals

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Các đường cong biểu diễn độ hòa tan của CO 2 trong nước ở các giá trị áp
suất và nhiệt độ khác nhau................................................................................................. 10
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu. ............................................................................... 20
Hình 4.1 Sản phẩm nước ép điều phối trộn cam, chanh có gas ........................................ 25
Hình 4.2 Sản phẩm nước ép điều lên men có gas.............................................................. 27
Hình 4.3 Sự biến đổi độ Brix và độ cồn của nước ép điều lên men có gas ....................... 28
Hình 4.4 Sự thay đổi của độ Brix rượu vang theo thời gian lên men................................ 31
Hình 4.5 Sự thay đổi của độ cồn rượu vang theo thời gian lên men. ................................ 31
Hình 4.6 Sản phẩm rượu vang điều nạp CO 2 .................................................................... 32

vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của điều đỏ và điều vàng trong 100g ................................. 3
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của cam trong 100g ............................................................ 6
Bảng 2.3 Giá trị dinh dưỡng trên 100g chanh ..................................................................... 7
Bảng 3.1 Tỷ lệ phối trộn các nguyên liệu thí nghiệm 1 .................................................... 21
Bảng 3.2 Thời gian lên men trong thí nghiệm 2................................................................ 22
Bảng 3.3 Hàm lượng tanin trong các nghiệm thức............................................................ 22
Bảng 4.1 Kết quả phân tích nguyên liệu ban đầu. ............................................................. 24
Bảng 4.2 Kết quả phân tích các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 sau khi phối trộn. ........ 26
Bảng 4.3 Kết quả đánh giá cảm quan của thí nghiệm 1 .................................................... 26
Bảng 4.4 Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm 2 .......................................................... 29
Bảng 4.5 Sự biến thiên của độ Brix và độ cồn theo thời gian lên men ............................. 31
Bảng 4.6 Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm 3 ........................................................... 33

viii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Du nhập vào nước ta từ thế kỷ XVIII, đến nay cây điều ngày càng chứng tỏ được
ưu thế khi diện tích canh tác cũng như năng suất ngày một tăng và trở thành một trong
những cây công nghiệp hàng đầu Việt Nam. Tuy nhiên tiềm năng của cây điều vẫn
chưa được tận dụng triệt để. Bên cạnh giá trị lâu đời của hạt điều thì hầu như những
phần còn lại của cây điều chưa được khai thác ngay cả quả điều, một loại quả mọng
nước, rất giàu vitamin C, B 2 , tỷ lệ đường cao, cũng bị xem là phế phẩm khi thu hoạch.
Ở các quốc gia có sản lượng điều lớn, trái điều đã được đưa vào sản xuất công
nghiệp và tạo nhiều sản phẩm phổ biến trên thị trường. Như ở Brazil trái điều được tận

dụng để chế biến nước giải khát, kẹo, mứt, dấm,… Tại Việt Nam một số sản phẩm từ
quả điều cũng được nghiên cứu như cồn, rượu vang điều. Tuy nhiên chỉ ở phạm vi thử
nghiệm chưa được phổ biến rộng rải và áp dụng trên quy mô công nghiệp, hầu hết quả
điều ở nước ta hiện tại đều là phế phẩm. Trước thực tế này, để tận dụng nguồn nguyên
liệu này và nâng gía trị của cây điều, chúng tôi quyết định tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu các sản phẩm nước giải khát có gas từ dịch ép quả điều”.
1.2 Mục đích của đề tài
Tận dụng nguồn nguyên liệu phế thải của ngành công nghiệp chế biến hạt điều để
tạo ra dòng sản phẩm có gas từ dịch quả điều nhằm tăng tính đa dạng của các sản
phẩm từ quả điều, nâng giá trị cảm quan và thời gian bảo quản cho sản phẩm.
1.3 Yêu cầu đề tài
Trong quá trình thử nghiệm, nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng
của 3 sản phẩm: nước giải khát có gas từ hỗn hợp điều, cam, chanh; dịch điều lên men
có gas và vang điều có gas.

1


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong đề tài
2.1.1 Điều
2.1.1.1 Tên và phân loại
Điều có tên khoa học là: Anacardium occidentale linne, thuộc họ
Anacardiaceace, thuộc bộ Rutales. Điều có hai loại chính: điều đỏ và điều vàng
 Điều đỏ có hai loại: loại trái tròn nhỏ có vị chát và loại trái dài có nhiều nước,
vị ngọt.
 Điều vàng có hai loại: loại trái to dài, có nhiều nước, vị ngọt và loại trái có màu
vàng nhạt, trái lớn, da láng, nhiều nước, vị ngọt dịu.
2.1.1.2 Nguồn gốc và phát triển

Điều có nguồn gốc từ Trung Mỹ, một số nhà thực vật học cho rằng điều có nguồn
gốc từ Brazil. Đến thế kỷ XVI, cây điều được mang sang trồng ở một số nước thuộc
địa của Trung Mỹ, Châu Á, Châu Phi. Đến năm 2004, thế giới có khoảng 3 triệu ha
dùng để trồng điều và 32 nước có giá trị thương mại từ cây điều.
Điều bắt đầu được biết đến như một loại cây trồng có giá trị kinh tế ở nước ta
trong khoảng 200 năm nay. Kể từ năm 2002, Việt Nam đã vươn lên đứng thứ nhì thế
giới sau Ấn Độ, diện tích trồng điều 350 000 ha, trong đó miền Đông Nam Bộ chiếm
60%, duyên hải Miền Trung chiếm 21%, Tây Nguyên chiếm 8%.
2.1.1.3 Đặc điểm sinh học
Điều thuộc loại cây thân gỗ to cao có chiều cao có thể lên đến 12m và tán có thể
xòe tới 25m. Cây điều là cây nhiệt đới, khả năng chịu hạn tốt. Nó có khả năng sinh
trưởng trong phạm vi giới hạn nhiệt độ khá rộng (5 - 45oC), nhưng chỉ sinh trưởng và
phát triển tốt trong điều kiện nhiệt độ từ 24 – 28oC. Cây điều trồng được trên ba nhóm
đất chính: đất đỏ vàng (76%), đất xám (20%), và đất cát biển (4%).

2


Bảng 2.1 Thành phần hóa học của điều đỏ và điều vàng trong 100g
Thành phần

Điều đỏ

Điều vàng

Nước (%)

85, 92

86,38

Tro (g)

0,440

0,510

Đường (g)

7,740

7,260

Đạm (g)

0,880

0,520

Béo (g)

0,330

0,270

Tanin (g)

0,420

0,480

Celulose (g)

3,540

3,340

Acid citric (g)

0,200

0,160

(Nguồn: Phạm Đình Thanh, 2003)
Điều là loại trái giàu tanin đây là một trong những nguyên nhân quan trong làm
hạn chế khả năng ứng dụng của loại quả này trong lĩnh vực thực phẩm. Hiện tại mặt
hạn chế này có thể được khắc phục nhờ một số biện pháp xử lý.
2.1.1.4 Tanin và phương pháp tách tanin trong điều
Tanin trong trái điều có hàm lượng khoảng 0,2 – 6,5%, đây là nguyên nhân chính
làm cho trái điều không sử dụng được. Tanin trong thực vật bao gồm catechin,
bucoatho cyanin và một số hydro acid (Hồ Bá Lâm, 2009).
 Tanin ở thể rắn, là chất vô định hình, có vị đắng. Ở mức độ khác nhau, tanin
đều tan trong nước (trừ tanin kết hợp) và hòa tan trong dung môi hữu cơ, phần lớn
tanin không tan trong benzen, ete dầu hỏa và clorofom. Tanin có tính khử mạnh, trong
không khí dễ dàng bị oxy hóa, do đó tanin có thể là tác nhân làm đổi màu của thực
phẩm dưới tác dụng men polyphenol oxydaza, sản phẩm tạo thành là flobafen. Song
trong quá trình tồn trữ rượu thì tanin bị oxi hoá tạo ra quinon tạo hương vị hài hòa,
đậm đà cho rượu (Hồ Bá Lâm, 2009).
 Tanin gặp sắt hay tiếp xúc với môi trường kiềm làm sẽ chuyển sang màu đen.
Khi tiếp xúc với môi trường axit kết hợp xử lý nhiệt làm tanin chuyển sàng màu đỏ

(Bùi Ái, 2003) Từ những tính chất này ta phải chọn vật liệu thí nghiệm cho phù hợp

3


(thủy tinh) và chế độ thanh trùng sao cho màu sản phẩm không bị biến đổi lớn do nhiệt
và acid (Trương Hồng Linh, 2005).
 Ảnh hưởng của tanin đến quá trình lên men: Sự hiện diện của tanin tạo ra một
lớp màng bao lấy tế bào nấm men, làm hạn chế quá trình trao đổi chất của chúng, điều
này làm cho quá trình lên men bị hạn chế.
 Ảnh hưởng của tanin đến rượu vang: Đây là thành phần quan trọng, quyết định
hương vị đặc biệt của sản phẩm rượu vang chát. Tanin tạo vị chát cho sản phẩm, kết
hợp với axit, đường dư sau khi lên men, và những thành phần khác tạo ra một hương
vị đặc trưng. Bên cạnh đó tanin là nguyên nhân làm đục, đổi màu rượu, do đó cần điều
chỉnh hàm lượng phù hợp cảm quan và tạo ra màu sắc hài hòa cho rượu.
Một số phương pháp tách tanin
Có nhiều phương pháp khác nhau để loại tanin ra khỏi dung dịch quả điều:
Phương pháp vôi hóa: Dựa trên nguyên tắc tanin kết hợp với canxi tạo thành kết
tủa (tanatcanxi) cho dung dịch Ca(OH) 2 vào dịch quả đến pH = 7. Sau đó, đem đi lọc,
hiệu suất tách cao nhất là 88,47%.
Sử dụng lòng trắng trứng: Dựa vào cơ sở tanin kết hợp với protein để tạo kết tủa.
Khi sử dụng lòng trắng trứng, protein trong trứng sẽ tạo kết tủa với các hợp chất tanin
có trong dịch quả.
Tách bằng gelatin: Gelatin là một protein tự nhiên được điều chế từ da và xương
súc vật, làm sạch, sấy khô và nhiền nhỏ. Ngoài tác dụng tạo kết tủa với tanin, gelatin
còn làm giảm các phản ứng tạo màu nâu và ngăn cản các hiện tượng đục không mong
muốn do tanin (Phạm Quốc Dù, 1994). Tách tanin bằng gelatin với nồng độ sử dụng là
2g/l ở nhiệt độ 60oC trong 5 phút cho hiệu suất tách cao nhất 77.94%.
Ngoài ra còn nhiều phương pháp tách tanin khác như: Tách tanin bằng gelatin và
nhựa hấp thụ XAD-16, tách tanin bằng nhựa XAD-16, tách bằng bentonite. Trong

phạm vi đề tài chúng tôi áp dụng phương pháp tách tanin bằng gelatin vì đây là
phương pháp cho hiệu quả cao và ít làm thay đổi thành phần của dịch quả. (Hồ Bá
Lâm, 2009)
2.1.1.5 Một số sản phẩm từ quả điều.
Các sản phẩm thực phẩm từ quả điều trên thế giới khá đa dạng đặc biệt là ở Brazil.
Một số sản phẩm chính như: (Phạm Đình Thanh, 2003)
4


 Một số loại nước uống dịch ép điều.
• Cashola: Nước giải khát có gas được sản xuất từ dịch ép trái điều trong đã
được xử lý tới nồng độ 29 độ Brix và độ axit 0,4% rồi pha loãng với 3 phần thể tích
nước.
• Cajuada: Một loại đồ uống rất phổ biến ở Nam Brazil trong thành phần chỉ
có dịch ép trái điều pha với nước hoặc kết hợp với sữa và đường. Bên cạnh đó còn
nhiều sản phẩm nước giải khát như: cajuina, cajuvita, caju aperativo.
 Dịch ép trái điều cô đặc
Dịch ép trái điều đục và dịch ép trái điều trong cô đặc ở nhiệt độ 50-55oC trong
điều kiện chân không đều thu được các sản phẩm cô đặc có chất lượng tốt sử dụng để
sản xuất các loại đồ uống có gas. Dịch ép trái điều đục có thể được cô đặc tới nồng độ
30-35 độ Brix, còn dịch ép trái điều trong thì có thể cô đặc đến nông độ 65-70 độ Brix.
Ngoài ra còn một số sản phẩm sản xuất từ quả điều như: thức uống có cồn từ trái
điều, siro dịch điều, giấm trái triều, kẹo và mứt trái điều, trái điều đóng hộp,
2.1.2 Cam
Cam (Citrus sinensis) là loài cây ăn quả thuộc họ citrus. Nó là cây nhỏ, cao đến
10 m. Giống như hầu hết các cây họ cam quýt, phát triển tốt ở khoảng nhiệt độ 15,5°C
- 29°C.
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của cam trong 100g
Tổng

Loại cam

chất khô

Gluxit

Axit

Pectin, %

Cam thường (bitter)
 Phần thịt quả

13,50

5,49

3,30

0,86

 Phần vỏ ngoài và vỏ trắng

27,27

5,86

0,46

0,89

 Nước ép

10,27

5,74

3,77

 Phần thịt quả

12,98

7,88

0,79

 Phần vỏ ngoài và vỏ trắng

25,52

6,81

0,27

 Nước ép

11,09

8,47

1,17

Cam sành (sweat)

(Nguồn: )
5

0,59

0,13


Đề tài chúng tôi sử dụng cam sành. Cam sành được trồng rộng rãi ở Đông Bắc
Việt Nam (đặc biệt là Hà Giang, Tuyên Quang và Yên Bái), cũng như một số tỉnh
đồng bằng sông Cửu Long ở phía Nam như: Vĩnh Long, Cần Thơ và Tiền Giang.
Một số tính chất của cam: Một số chất tạo vị đặc trưng cho nhóm trái cây có múi:
Naringin là một gốc của glucid có trong vỏ trắng và trong dịch quả họ citrus, khi
quả còn xanh naringin gây vị đắng. Khi quả chín, dưới tác dụng của enzyme
naringinase, naringin dễ phân hủy thành glucose, ramnose và aglucon naringenol
không có vị đắng.
Limonin là dẫn xuất tritecpen có vị đắng mạnh, là thành phần gây đắng chủ yếu
trong cam. Limonin hiện diện trong tất cả các loại quả có múi nhưng với lượng rất
nhỏ. Vì vậy, khi chế biến cần chọn quả có độ chín phù hợp, hạn chế sử dụng vỏ trắng
của cam và cần hạn chế ép quá kỹ khi lấy dịch quả. Người ta có thể loại vị đắng trong
cam quýt bằng một số phương pháp:
• Dùng enzyme naringinase để giảm vị đắng, nhiệt độ thích hợp cho enxyme hoạt
động khoảng 45-50oC.
• Dùng enzyme limonoate dehydrogenase thủy phân limonon.
• Gần đây dùng phương pháp loại vị đắng có hiệu quả cao là phương pháp trao đổi

ion. Đó là chất nhựa hấp phụ limonin và naringin mà không ảnh hưởng tới các thành
phần khác.
2.1.3 Chanh
Chanh có nguồn gốc ở châu Á, một số cho rằng chanh xuất hiện đầu tiên ở Ấn
Độ, miền Bắc Miến Điện và Trung Quốc. Sau đó, nhanh chóng lan rộng khắp thế giới
với vai trò là nguyên liệu quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.

6


Bảng 2.3 Giá trị dinh dưỡng trên 100g chanh
Thành phần

Hàm lượng

Năng lượng

121 kJ (29kcal)

Carbohydrates

9,32g

Chất béo

0,30g

Protein

1,10g

Thiamine (vitamine B 1 )

0,040 mg (3%)

Riboflavin (vitamine B 2 )

0,020 mg (1%)

Niacin (vitamine B 3 )

0,100 mg (1%)

Pantothenic acid (B 5 )

0,190 mg (4%)

Vitamin B 6

0,080 mg (6%)

Folate (vitamine B 9 )

11 μg (3%)

Vitamine C

53,0 mg (88%)

Ca

26 mg (3%)

Fe

0,60 mg (5%)

Mg

8 mg (2%)

P

16 mg (2%)

K

138 mg (3%)
(Nguồn: Y.H.Hui and József Barta)

Nước chanh chứa 5% đến 6% citric acid, và độ pH thường là 2-3. Chanh nổi bật
với hàm lượng vitamin C, năm 1747, James Lind thí nghiệm về một số thủy thủ bị
chứng scobat do thiếu vitamin C trong chế độ ăn và chanh là giải pháp được đưa ra.
Ngày nay không thể phủ nhận vai trò quan trọng của chanh trong lĩnh vực thực phẩm
đặc biệt là lĩnh vực nước giải khát.
2.2 Tổng quan về sản phẩm
Người ta phân loại nước giải khát theo nhiều nhóm tùy theo đặc tính của sản
phẩm. Nước giải khát có gas và không có gas (theo sự có mặt của CO 2 ); Nước giải
khát tự nhiên và không tự nhiên (theo nguồn gốc); nước giải khát pha chế, nước giải
7

khát thiên nhiên, nước giải khát lên men (theo công nghệ). Trong phạm vi đề tài,
chúng tôi chỉ đề cập tới nước giải khát có gas (Phan Thị Hồng Nhung, 2010).
2.2.1 Nước giải khát có gas
Năm 1767, tiến sĩ Joseph Priestley, một nhà khoa học người Anh đã pha chế
thành công loại nước giải khát có gas. Tuy nhiên, mãi đến năm 1832 nước có gas mới
trở nên phổ biến nhờ sự ra đời hàng loạt của loại máy sản xuất nước có gas trên thị
trường.
Nước giải khát có gas là loại nước giải khát có thành phần chủ yếu là nước,
đường saccharose, hương nhân tạo và khí carbonic (Phan Thị Lan Khanh, 2009). Tuy
nhiên, ngày nay nước giải khát có gas không chỉ giới hạn trong phạm vi này mà còn
bao gồm nhiều sản phẩm khác như: champagne, nước ép trái cây có gas.
Nước giải khát có gas thành phần quan trọng nhất là carbon dioxide. CO 2 là chất
khí không màu, không mùi và nặng hơn khoảng 1,5 lần không khí. CO 2 sử dụng trong
thực phẩm chủ yếu thu nhận từ quá trình lên men trong sản xuất bia rượu. Ngoài ra
CO 2 còn được thu nhận từ phản ứng đốt, tổng hợp NH 3 , carbonat thiên nhiên. Tuy
nhiên các nguồn này ít được sử dụng trong thực phẩm vì đa phần bị tạp nhiễm nhiều
tạp chất. Bên cạnh đó, quá trình nạp, bão hòa và duy trì CO 2 trong sản phẩm đòi hỏi
nhiều công nghệ và kỹ thuật.
2.2.1.1 Bão hòa CO 2
Khí CO 2 trong các sản phẩm nước giải khát không chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm
quan mà còn góp phần làm tăng thời gian bảo quản của sản phẩm. Thông thường, nước
giải khát pha chế có hàm lượng CO 2 dao động trong khoảng 0,4-0,5% khối lượng
(Phan Thị Hồng Nhung, 2010).
 Bản chất của quá trình
Sự hòa tan của CO 2 trong dung dịch hoặc trong syrup thành phẩm là một quá
trình hấp thụ, trong đó CO 2 là chất được hấp thụ, dung dịch hoặc syrup thành phẩm là
chất hấp thụ. Tuy nhiên, cần chú ý là khi tiến hành bão hòa CO 2 cho các sản phẩm
nước giải khát một phần khí CO 2 sẽ tương tác hóa học với các phân tử nước tạo sản

phẩm là axit carbonic. Axit này có thể bị phân ly tạo ra các ion như carbonate và
bicarhonate:
H 2 O + CO 2  H 2 CO 3  H+ + HCO 3 -  2H+ + CO 3 +2
8


Cân bằng chuyền dịch của hệ sẽ dịch chuyển qua chiều bên trái do axit carbonic
có độ bền yếu.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bão hòa CO 2 (Phan Thị Hồng Nhung,
2010).
Độ hòa tan của một khí bất kỳ trong một chất lỏng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như bản chất hóa học của khí và chất lỏng, áp suất riêng phần của khí trên chất lỏng,
nhiệt độ của hệ… Trong số đó, yếu tố quan trọng nhất là áp suất và nhiệt độ.
• Áp suất
Theo định luật Henry, nồng độ khí hòa tan trong một dung dịch sẽ tỷ lệ thuận với
áp suất riêng phần của khí trên dung dịch.
C = K.p
Trong đó:
C là nồng độ của khí trong dung dịch
K là hằng số cân bằng pha, phụ thuộc vào bản chất hóa học của khí và chất lỏng
p là áp suất riêng phần của khí trên dung dịch.
Định luật Henry chỉ đúng trong điều kiện áp suất thấp và dung dịch có nồng độ
loãng. Mặc dù khí CO 2 có khả năng tương tác hóa học với nước, tuy nhiên các nhà
khoa học cho rằng định luật Henry vẫn đúng khi giá trị áp lực sử dụng không vượt quá
0,39-0,49 MPa (tương đương 4-5 kg/cm2). Như vậy khi tăng áp suất thì độ hòa tan của
CO 2 trong nước sẽ tăng theo.
• Nhiệt độ
Độ hòa tan của khí trong chất lỏng sẽ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Khi nhiệt độ càng
thấp, độ hòa tan của khí trong chất lỏng sẽ càng cao. Trong công nghiệp sản xuất nước
giải khát pha chế, quá trình bão hòa CO 2 cho sản phẩm thường được thực hiện ở 12oC.

Sự ảnh hưởng đồng thời của cả hai yếu tố nhiệt độ và áp suất đến độ hòa tan của
CO 2 trong nước được biểu diễn trên hình sau:

9


Hình 2.1 Các đường cong biểu diễn độ hòa tan của CO 2 trong nước ở các giá trị áp
suất và nhiệt độ khác nhau. (Lê Văn Việt Mẫn, 2006)
• Thành phần hóa học của dung dịch hoặc syrup thành phẩm
Khi chất lỏng có chứa một số hợp chất hòa tan thì độ hòa tan của khí CO 2 trong
chất lỏng sẽ bị giảm đi. Như vậy, quá trình bão hòa CO 2 cho nước sẽ được thực hiện
dễ dàng hơn cho syrup thành phẩm. Syrup có chứa nhiều chất hòa tan khác nhau, đặc
biệt là hàm lượng đường trong một số loại syrup thành phẩm có thể lên đến 45%. Còn
hàm lượng đường trong sản phẩm nước giải khát pha chế là 10-11%. Do đó, cần tiến
hành bão hòa CO 2 cho nước trước, sau đó mới phối trộn syrup thành phẩm với nước
đã bão hòa CO 2 để tạo nên sản phẩm cuối cùng.
• Các yếu tố khác
Hàm lượng CO 2 (G) được hấp thụ bởi nước trong quá trình bão hòa CO 2 được
tính theo công thức sau:
G = k*.F.∆p.τ
Trong đó:
k* là hệ số hấp thụ (m3/m3)
F là diện tích bề mặt tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng (m2)
∆p chênh lệch áp suất riêng phần của CO 2 trong pha khí và pha lỏng (Pa)
τ là thời gian của quá trình (s)

10


Như vậy để tăng hàm lượng CO 2 trong nước, người ta sẽ tăng diện tích tiếp xúc

giữa CO 2 và nước bằng cách phun nước hoặc cho nước chảy trên các màng đỡ trong
môi trường có khí CO 2 đồng thời kéo dài thời gian tiếp xúc giữa CO 2 và nước.
2.2.1.2 Rót và đóng nắp nước giải khát có gas vào chai thủy tinh
Khi chúng ta rót thức uống có gas vào bao bì ở áp suất khí quyển, một phần khí
CO 2 trong sản phẩm sẽ bị tổn thất. Để khống chế hiện tượng này, chúng ta cần thực
hiện quá trình rót dưới một áp suất dư nhất định. Quá trình này còn được gọi là rót
trong điều kiện đẳng áp. Khi rót nước giải khát có gas vào chai thủy tình, người ta
thường sử dụng nắp thép với lớp đệm bằng nhựa tổng hợp để đóng chai.
2.2.1.3 Tác dụng của CO 2
Một câu hỏi đặt ra là tại sao các nhà khoa học thực phẩm lại tạo ra một dòng sản
phẩm bổ sung carbon dioxide trong khi quá trình bảo hòa và duy trì nó đòi hỏi nhiều
công sức nghiên cứu và chi phí sản xuất như vây? Tức nhiên không có gì là vô lý cả,
người ta đã nghiên cứu được sự hiện diện của carbon dioxide có một số tác dụng sau:
Tính giải khát của CO 2
Loại nước chứa CO 2 thường được uống lạnh, khi vào miệng gặp thân nhiệt, khí
carbonic sẽ thoát ra một phần, kích thích các gai vị giác trên lưỡi tạo cảm giác đặc biệt.
CO 2 bảo hòa trong nước giải khát thường ở dạng H 2 CO 3 , khi uống nhiệt độ cơ thể sẽ
xúc tác cho phản ứng: H 2 CO 3  CO 2 + H 2 O. Đây là phản ứng thuận nghịch, phản
ứng này thu nhiệt nên làm cho nhiệt độ ở miệng hạ xuống làm cho ta có cảm giác mát
lạnh điều này thể hiện tính giải khát của CO 2 . Ngoài ra CO 2 còn có tác dụng kích thích
thực quản, thành dạ dày giúp tiêu hóa tốt (Lê Văn Việt Mẫn, 2006).
Khả năng ức chế vi sinh vật
Những vi sinh vật trong môi trường dễ nhiễm vào thực phẩm và thức uống
thường thuộc vi sinh vật hiếu khí hay kỵ khí tùy ý. Trong sản phẩm nước giải khát có
gas, khí CO 2 sẽ tạo nên môi trường kỵ khí, do đó sẽ ức chế sự sinh trưởng của các vi
sinh vật hiếu khí bắt buộc.
CO 2 làm thay đổi chức năng màng tế bào chất của vi sinh vật, do đó có thể ảnh
hưởng đến khả năng vận chuyển chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài vào bên
trong tế bào và thải bỏ một số sản phẩm trao đổi chất từ bên trong tế bào ra môi trường
ngoài. CO 2 cũng có thể ức chế hoạt tính một số enzym của tế bào vi sinh vật và làm rối

11


loạn quá trình trao đổi chất của tế bào. Như vậy khí CO 2 cũng là một tác nhân ức chế
vi sinh vật, góp phần kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm nước giải khác có gas
(Lê Văn Việt Mẫn, 2006).
2.2.2 Nước trái cây
Nước trái cây là một dạng nước giải khát được chiết tách từ trái cây có bổ sung
một số thành phần như đường, axit để tạo hương vị hài hòa trước khi đóng gói thành
phẩm. Sản phẩm này thường có hàm lượng axit 1% và đường 10-12%, pH 3.0 - 4.0
(Phan Thị Lan Khanh, 2009). Nước trái cây có 2 dạng chính:
• Nước trái cây dạng đục.
• Nước trái cây dạng trong.
2.2.3 Nước giải khát lên men
Nước giải khát lên men là loại dịch đã qua quá trình lên men trong quá trình chế
biến với sự tham gia của nấm men Saccharomyces là chủ yếu. Tùy vào từng sản phẩm
mà thời gian lên men ngắn hay kéo dài dẫn đến độ cồn trong sản phẩm cũng khác nhau
phụ thuộc vào thời gian lên men.
2.2.3.1 Nước ép trái cây lên men
Nước ép trái cây lên men là một dạng thức uống lên men trong thời gian ngắn
(trong vài ngày). Do đó nó có độ cồn thấp: 0,5-1,5 độ và độ Brix khoảng 8 (Phan Thị
Hồng Nhung, 2010). Đây là sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng đa dạng từ dịch ép
trái cây, có hương vị đặc trưng của quá trình lên men. Đặc biệt so với rượu vang thì
sản phẩm này có hương vị trái cây chiếm ưu thế hơn so với hương vị tạo ra từ quá
trình lên men do đó nó thích hợp với nhiều đối tượng tiêu dùng.
2.2.3.2 Rượu vang
Rượu vang là tên gọi loại rượu được sản xuất lâu đời từ nguyên liệu nho nhờ hệ
vi sinh vật có sẵn trên vỏ và thịt quả mà chủ yếu là S. cerevisiae và S. ellipsoideus.
Ngày nay khái niệm rượu vang thường dùng để chỉ loại rượu được lên men từ dịch ép
các loại trái cây (táo, thơm, dâu, mơ,…) có hương vị thơm ngon của trái cây tự nhiên,

vitamin và có độ rượu nhẹ (Lâm Thanh Hiền, 2006).
So với sản phẩm nước ép trái cây lên men thì rượu vang có thời gian lên men dài
hơn rất nhiều. Quá trình lên men diễn ra qua hai đoạn lên men chính và lên men phụ
(hai quá trình này có thể kéo dài từ vài tháng đến vài năm tùy từng loại vang). Do đó
12


độ cồn của sản phẩm khoảng: 10-17 độ và hương vị trái cây của vang không tốt bằng
nước ép trái cây lên men. Hương vị này là sự kết hợp của nhiều thành phần:
 Độ cồn: Một trong hai thành phần quan trọng nhất của rượu vang, độ cồn
nằm trong khoảng 10 – 17 độ.
 Đường: (62 – 132 g/l) chủ yếu là fructose, glucose, và một ít galactose.
Lượng đường càng cao, thì lượng cồn càng phải cao để cân đối giữa độ cồn và độ
ngọt.
 Axit: Axit là một thành phần quan trọng của rượu vang ngang với cồn.
Rượu vang là đồ uống có vị chua cao (axit tổng số 4 – 5 g/l , pH từ 2,9 – 3,9). Axit
hữu cơ có tác dụng ngăn cản hoạt động của các khuẩn làm trong rượu.
 Các loại muối: Có nhiều loại muối khoáng trong rượu vang quả, phổ biến
nhất là P, S, K, Na, Ca, Mg, Si, Fe, Mn… hàm lượng rất thấp. Chất muối trong rượu
giữ vai trò quan trong: làm tăng hương vị rượu, tăng giá trị dinh dưỡng.
 Vitamin: Quá trình lên men rượu điều chỉnh lại thành phần vitamin của
nước quả. Có một số vitamin được lưu giữ tốt trong nước quả, bên cạnh đó một số lại
mất đi trong quá trình lên men. Các vitamin chính trong rượu vang gồm: B1, B2, B6,
PP, B12, acid pantothenic.
 Chất gây mùi thơm: Chưa phát hiện hết các chât gây mùi thơm dù đã dùng
phương pháp hiện đại như sắc kí khí. Đó là mùi thơm do các chất nguồn gốc tecpen
quyết định, nhưng đại bộ phận các chất này bị phân hủy và bị bay hơi cùng khí
cacbonic trong quá trình lên men. Nấm men sử dụng cũng sản sinh ra những chất có
mùi thơm, trong quá trình lên men rượu vang trong bình đậy kín hoàn toàn không có
oxy trong một thời gian dài thì có mùi thơm. Nếu trong bình không kín, oxy lọt vào sẽ

làm cho mùi thơm bị phá hủy rất nhanh.
 Polyphenol: Hợp chất phức tạp có chủ yếu trong vỏ quả, vì vậy khi chế biến
vang nếu giữ vỏ quả thì độ chát của rượu sẽ tăng và màu của rượu cũng sậm hơn.
Đồng thời sự có mặt của polyphenol cũng sẽ tạo điều kiện không thuận lợi cho sự phát
triển của hệ sinh vật có hại cho sản phẩm dẫn đến tăng thời gian bảo quản cho sản
phẩm.

13


2.2.3.3 Quá trình lên men
Cả hai sản phẩm nước ép trái cây lên men và rượu vang điều trải qua quá trình
lên men. Lên men thực chất là quá trình kỵ khí xảy ra đối với hoạt động của vi sinh vật
để thu năng lượng, trong đó hydro được tách ra và chuyển đến cho chất nhận là hợp
chất hữu cơ được tạo thành trong chuỗi biến đổi hóa sinh (đối với lên men rượu chất
nhận hydro là axetaldehyt và chất này được khử thành etanol) (Lương Đức Phẩm,
2006).
Chủng nấm men Saccharomyses cerevisiae
S. cerevisiae phổ biến trong quá trình lên men nước quả, chiếm tới 80% trong
tổng số Saccharomyces có trong nước quả khi lên men. Chủng nấm men S. cerevisae
chịu được độ cồn và acid cao, tốc độ phát triển nhanh, chu kì lên men ngắn, có khả
năng lên men tốt trong môi trường có hàm lượng đường cao, khả năng tạo hương
thơm, không sinh độc tố, dễ lắng trong, có khả năng cạnh tranh tốt với các vi sinh vật
khác, ổn định lâu dài trong sản xuất. S. cerevisae sinh sản theo lối nẩy chồi và tạo
thành bào tử, sinh ra enzyme invectase khử đường saccharose thành fructose và
glucose, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dịch quả (Lương
Đức Phẩm, 2006).
Quá trình lên men của nấm men nói chung và S. cerevisiae nói riêng chịu ảnh
hưởng bởi nhiều yếu tố:
 Nhiệt độ

Một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính của nấm men
là nhiệt độ. Đối với sinh trưởng của đa số nấm men nhiệt độ tối thích vào khoảng 28320C, nhưng với lên men thì lại không hoàn toàn trùng với khoảng nhiệt độ này. Đối
với lên men rượu etylic để sản xuất rượu trắng (cồn thực phẩm, rượu Vodka, các loại
rượu trắng truyền thống) nhiệt độ thích hợp là 30-350C, với lên men rượu vang là 2025oC, lên men bia là 6-10oC hoặc 8-12oC… Nhiệt độ ảnh hưởng đến cường độ lên men
và sinh trưởng của nấm men, ảnh hưởng tới sinh tổng hợp các sản phẩm phụ và thứ
cấp.

14


 Oxy hòa tan và độ hiếu khí
Quá trình lên men rượu thường được thực hiện trong điều kiện kỵ khí, nhưng khi
nấm men mới được nhân giống thì nhất thiết phải có một lượng oxy nào đó để nấm
men sử dụng. Sau đó oxy phải loại bỏ hoàn toàn trong tất cả các công đoạn tiếp theo.
Oxy hòa tan vào môi trường lỏng ở dạng bọt khí nhỏ làm kích thích sinh sản của
nấm men và tạo điều kiện cho tế bào nấm men hô hấp. Bình thường oxy hòa tan tối đa
trong nước đến 9 mg/l. Nồng độ giảm xuống còn 1mg/l nấm men sẽ ngừng sinh sản,
nhiệt độ càng cao lượng oxy hòa tan trong dịch càng thấp.
 pH môi trường
pH của môi trường lên men hay môi trường nuôi vi sinh vật nói chung có ảnh
hưởng tới đời sống vi sinh vật rất lớn. Mỗi chủng vi sinh vật hay mỗi nhóm vi sinh vật
có khoảng pH thích ứng hay tối thích cho sinh trưởng và phát triển.
Ở nhóm nấm men, với các giống men rượu Saccharomyces cũng có những pH tối
thích khác nhau. Đối với men rượu và men bia thuộc giống Saccharomyces, pH ban
đầu thích hợp cho lên men là 5,5. Đối với men rượu vang có thể lên men ở pH là 2,83,8, so với men rượu thì men rượu vang chịu được độ axit cao hơn.
 Khí CO 2
Dưới áp lực khí quyển CO 2 hoàn toàn không ảnh hưởng đến sinh trưởng nấm
men. Nếu loại bỏ CO 2 từ môi trường bằng nitơ hoặc không khí, quá trình lên men
không tăng nhanh hơn. Nói chung là dưới áp suất dư của CO 2 tế bào nấm men tăng lên
đáng kể và có hình tròn nhiều hơn. Khí CO 2 cũng như là chất trao đổi tự nhiên, trong

nồng độ xác định cũng sẽ kìm hãm hoặc thậm chí đình chỉ sinh sản nấm men.
 Rượu etylic
Rượu etylic được nấm men tạo ra và được tích tụ trong môi trường ngày càng
nhiều. Hàm lượng rượu cao dần sẽ làm cho nấm men sinh trưởng chậm dần và đến
nồng độ nào đó sẽ làm cho nấm men, giảm hoạt tính, thậm chí có thể làm ngừng hẳn
sự phát triển của nấm.
 Thành phần môi trường
Thành phần môi trường nuôi cấy và lên men có ảnh hưởng lớn sinh trưởng của
nấm men và trao đổi chất trong tế bào, đặc biệt là có thể quyết định cả hiệu suất lên

15


men hoặc chuyển hướng lên men từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Trong môi
trường có thể chia thành 4 nhóm thành phần là:
-

Nguồn cacbon dinh dưỡng, chủ yếu là các loại đường có thể lên men.

-

Nguồn nitơ dinh dưỡng.

-

Chất khoáng đa lượng, trung lượng và vi lượng. Tronng số này P, K, Mg được

coi là đa lượng và quan trọng nhất là phospho.
-

Chất sinh trưởng gồm: vitamin, axit amin, peptit, nucleozit, nucleotit…

Nhìn chung các sản phẩm từ quả điều chưa được phổ biến do những nguyên nhân
khách quan từ chính đặc điểm sinh lý của nó: hàm lượng tanin cao, quả mộng nước
khó vận chuyển và bảo quản. Do đó nước giải khát từ nguyên liệu điều là một lĩnh vực
đầy tiếm năng. Đề tài này là bước thử nghiệm ban đầu trong việc chế biến các sản
phẩm nước giải khát có gas từ quả điều.

16