THỬ NGHIỆM sản XUẤT nước ổi lên MEN cồn bổ SUNG LACTOBACILUS PLANTARUM

TÊN ĐỀ TÀI.txt
THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT NƯỚC ỔI LÊN MEN CỒN BỔ SUNG LACTOBACILUS PLANTARUM
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Thị Tưởng An
SV: Nguyễn Đăng Nguyên
Lớp 13DSH05
MSSV: 1311100515

Page 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN
Là sinh viên năm năm cuối của Trƣờng Đại học Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh,
nay đƣợc vinh dự làm đồ án tốt nghiệp để hoàn tất chƣơng trình học của mình. Tôi cam
đoan đây là nghiên cứu do tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm Biomass lab trƣờng đại
học Bách Khoa – đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh. Những số liệu, hình ảnh trong bài
hoàn toàn trung thực chƣa từng có ai công bố.
Thành phố Hồ Chí Minh,ngày 20 , tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đăng nguyên

i


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Trần Thị Tƣởng An ngƣời đã tận tình
hƣớng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Nguyễn Hoài Hƣơng ngƣời đã giới
thiệu em với cô Trần Thị Tƣởng An để tiến hành đề tài.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên trong trƣờng ĐH công
nghệ tp.HCM nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ sinh Học nói
riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cƣơng cũng nhƣ các môn
chuyên ngành, giúp em có đƣợc cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp
đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,
quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá
luận tốt nghiệp.

TP.HCM, ngày 20 tháng 07 năm 2017
Sinh viên

Nguyễn Đăng Nguyên

ii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................iix

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1
2. Tình hình nghiên cứu ............................................................................................. 2
3. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................. 2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................. 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................... 2
6. Kết quả đạt đƣợc của đề tài .................................................................................... 3
7. Kết cấu đồ án.......................................................................................................... 4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 5
1.1.

Giới thiệu về nƣớc quả lên men nồng độ cồn thấp ............................................. 5

1.1.1.

Công dụng NQLM ....................................................................................... 5

1.1.2.

Đặc điểm ...................................................................................................... 5

1.1.3.

Các thành phần chính của NQLM ............................................................... 6

1.1.4.

Nguyên liệu chế biến nƣớc quả lên men ...................................................... 9

1.1.5.

Vi sinh vật sử dụng trong nƣớc giải khát lên men ..................................... 10

1.1.6.

Tình hình sản xuất nƣớc giải khát lên men ................................................ 12

1.2.

Đặc điểm của vi sinh vật tham gia vào quá trình tạo sản phẩm ...................... 15

1.2.1.

Nấm men .................................................................................................... 15
iii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.2.2.

Vi khuẩn lactic ........................................................................................... 22

1.2.3.

Yêu cầu về chất lƣợng vi sinh đối với nƣớc giải khát lên men cồn........... 24

1.3.

Cơ sở sinh hóa quá trình lên men ..................................................................... 25

1.4.

Sơ lƣợc về nguyên liệu ổi (Psidium guajava) ................................................... 30

1.4.1.

Giới thiệu về ổi .......................................................................................... 30

1.4.2.

Tình hình sản xuất nguyên liệu ổi vài năm gần đây .................................. 34

Chƣơng 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................... 35
2.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................................................... 35

2.1.1.

Thời gian .................................................................................................... 35

2.1.2.

Địa điểm ..................................................................................................... 35

2.2.

Vật liệu và thiết bị ............................................................................................ 35

2.2.1.

Vật liệu ....................................................................................................... 35

2.2.2.

Các thiết bị và dụng cụ .............................................................................. 36

2.3.

Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 37

2.4.

Phƣơng pháp phân tích – bố trí thí nghiệm ...................................................... 38

2.4.1.

Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm .................................................................. 38

2.4.2.

Các phƣơng pháp phân tích ....................................................................... 44

2.4.3.

Phƣơng pháp cảm quan .............................................................................. 49

Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 51
3.1.

Kết quả khảo sát thành phần nguyên liệu ổi ..................................................... 51

3.2.

Kết quả khảo sát thời gian lên men ................................................................. 52

3.2.1. Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian tới quá trình lên men bằng các
chỉ tiêu hóa học ........................................................................................................ 52
3.2.2. Kết quả đánh giá cảm quan của nƣớc quả lên men ở các thời gian lên men
khác nhau ................................................................................................................. 54
3.4.

Kết quả khảo sát hàm lƣợng đƣờng bổ sung .................................................... 57

iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.4.1. Kết quả đánh giá hàm lƣợng đƣờng bổ sung bằng các chỉ tiêu hóa học và
vi sinh 57
3.4.2. Kết quả đánh giá cảm quan của nƣớc quả lên men với lƣợng đƣờng bổ
sung khác nhau ........................................................................................................ 60
3.5.

Kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống bổ sung cho quá trình lên men ........................ 62

3.5.1. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống thích hợp cho quá trình lên men bằng các
chỉ tiêu hóa học và vi sinh ....................................................................................... 62

3.5.2. Kết quả nghiên cứu tỉ lệ giống thích hợp cho quá trình lên men bằng cách
đánh giá cảm quan ................................................................................................... 65
3.6.

Kết quả nghiên cứu nhiệt độ lên men ............................................................... 67

3.6.1. Kết quả nghiên cứu nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bằng các chỉ
tiêu hóa học và vi sinh ............................................................................................. 67
3.6.2. Kết quả nghiên cứu nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men bằng cách
đánh giá cảm quan ................................................................................................... 69
3.7. Kết quả nghiên cứu sự thay đổi của sản phẩm khi bổ sung vi khuẩn
Lactobacilus plantarum theo thời gian ....................................................................... 71
3.7.1. Kết quả nghiên cứu sự thay đổi chất lƣợng của sản phẩm khi bổ sung vi
khuẩn Lactobacilus plantarum bằng phƣơng pháp hóa học và vi sinh .................. 71
3.7.2. Kết quả sự thay đổi về chất lƣợng sản phẩm khi bổ sung vi khuẩn
Lactobacilus plantarum theo thời gian ................................................................... 73
3.8. Xây dựng quy trình sản xuất nƣớc ổi lên men cồn bổ sung vi khuẩn
Lactobacilus plantarum .............................................................................................. 75
Chƣơng 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................... 79
4.1.

Kết luận............................................................................................................. 79

4.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. 80

v

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
NQLM: nƣớc quả lên men.
TB: trung bình.
HSQT: hệ số quan trọng.
DCTL: điểm có trọng lƣợng.
h: giờ

vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số nghiên cứu về nƣớc lên men từ trái cây ......................................... 14
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu vi sinh đối với nƣớc lên men . ............................................... 25
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của quả ổi trong 100g phần thịt quả .......................... 33
Bảng 2.6. Điểm đánh giá cảm quan của sản phẩm .................................................. 49
Bảng 3.1. Thành phần nguyên liệu ổi....................................................................... 51
Bảng 3.2. Sự biến đổi của một số thành phần theo thời gian lên men. ....................... 52
Bảng 3.3. Điểm đánh giá cảm quan về màu sắc của sản phẩm theo thời gian lên men.

.............................................................................................................................. 55
Bảng 3.4. Điểm đánh giá cảm quan về mùi của sản phẩm theo thời gian lên men. ..... 55
Bảng 3.5. Điểm đánh giá cảm quan về vị của sản phẩm theo thời gian lên men. ....... 56
Bảng 3.6. Sự biến đổi của một số thành phần theo hàm lƣợng đƣờng bổ sung. .......... 58
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá cảm quan về màu của sản phẩm với lƣợng đƣờng bổ sung

khác nhau. .............................................................................................................. 60
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá cảm quan về mùi của sản phẩm với hàm lƣợng đƣờng bổ
sung khác nhau ....................................................................................................... 61
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá cảm quan về vị của sản phẩm với hàm lƣợng đƣờng bổ
sung khác nhau. ...................................................................................................... 61
Bảng 3.10. Sự thay đổi của các thành phần theo tỉ lệ giống S.cerevisiae. ................... 63
Bảng 3.11. Điểm đánh giá cảm quan về màu của sản phẩm với tỉ lệ giống khác nhau. 65
Bảng 3.12. Điểm đánh giá cảm quan về mùi của sản phẩm với tỉ lệ giống khác nhau . 66

vii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 3.13. Điểm đánh giá cảm quan về vị của sản phẩm với tỉ lệ giống khác nhau. . 66
Bảng 3.14. Sự biến đổi của các thành phần theo nhiệt độ. ......................................... 67
Bảng 3.15. Điểm đánh giá cảm quan về màu của sản phẩm theo nhiệt độ. ................. 69
Bảng 3.16. Điểm đánh giá cảm quan về mùi của sản phẩm theo nhiệt độ.................. 70
Bảng 3.17. Điểm đánh giá cảm quan về vị của sản phẩm theo nhiệt độ. ................... 70
Bảng 3.18. Kết quả nghiên cứu sự thay đổi chất lƣợng của sản phẩm. ...................... 72
Bảng 3.19. Kết quả đánh giá về mà của sản phẩm khi bổ sung vi khuẩn L.plantarum
theo thời gian……………………………………………………………………….74
Bảng 3.20. Kết quả đánh giá về mùi của sản phẩm khi bổ sung vi khuẩn L.plantarum
theo thời gian. ........................................................................................................ 74
Bảng 3.21. Kết quả đánh giá về vị của sản phẩm khi bổ sung vi khuẩn L.plantarum
theo thời gian. ........................................................................................................ 74

viii

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 . Một số sản phẩm nƣớc uống có nồng độ cồn lên men từ quả. ................... 13
Hình 1.2. Một số loài saccharomyes khác. ............................................................... 18
Hình 1.3. Saccharomyces cerevisiae . ...................................................................... 19
Hình 1.4. Một số loài vi khuẩn lactic. ...................................................................... 23
Hình 1.5. Lactobacillus plantarum. ......................................................................... 24
Hình 1.6. Quá trình tích lũy và giải phóng năng lƣợng. ............................................ 27
Hình 1.7. Sơ đồ quá trình lên men rƣợu ................................................................... 29
Hình 1.8. Ổi minh họa. ........................................................................................... 30
Hình 2.1. Ổi sau khi thu về...................................................................................... 35
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm. ........................................................................... 38
Hình 3.1. Sự biến đổi của nồng độ cồn và hàm lƣợng chất khô theo thời gian............ 53
Hình 3.2. Sự biến đổi của mật độ tế bào theo thời gian. ............................................ 53
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng đến sự tăng trƣởng của nấm men. ......... 59
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của tỉ lệ giống đến độ cồn và hàm lƣợng đƣờng...................... 63
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của tỉ lệ giống đến mật độ tế bào. ........................................... 64
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến độ cồn và hàm lƣợng đƣờng. ........................ 68
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự phát trển của tế bào nấm men. .................. 68
Hình 3.9 . Ảnh hƣởng của vi khuẩn L.plantarum đến độ cồn và hàm lƣợng đƣờng theo
thời gian. ................................................................................................................ 72
Hình 3.10. Sơ đồ lên men cụ thể. ............................................................................. 76

ix


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Từ lâu con ngƣời đã biết sử dụng các loại vi sinh vật trong tự nhiên để lên men
các loại nguyên liệu khác nhau bằng phƣơng pháp thủ công tạo ra nhiều loại sản phẩm
truyền thống nhƣ: rƣợu vang, yaourt, phomai…Ngày nay ngành công nghệ lên men
đang đƣợc ứng dụng rỗng rãi mang lại hiểu quả cao trong cuộc sống. Qua quá trình lên
men, chúng ta đã có nhiều sản phẩm đa dạng, phong phú cả về thể loại và chất lƣợng,
đáp ứng đƣợc nhu cầu sự dụng ngày càng cao của ngƣời tiêu dùng.
Hiện nay sản phẩm nƣớc trái cây lên men có độ cồn thấp đang đƣợc chú ý đến
do có độ cồn thấp ≤ 5%, dễ uống, kích thích tiêu hoá cung cấp nhiều vitamin là một sản
phẩm tốt cho sức khoẻ. Sản phẩm này hiện đang là sản phẩm nƣớc giải khát rất đƣợc
ƣa chuộng trên thị trƣờng thế giới, đặc biệt là các nƣớc Anh, Pháp, Mỹ. Ngƣời tiêu
dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ bởi vì giá trị dinh dƣỡng của nó mà bởi vì đây
là một loại đồ uống có giá thành không quá cao, thích hợp với mọi lứa tuổi. Hàm lƣợng
cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngon miệng hơn
mà không gây say nhƣ một số sản phẩm đồ uống có cồn khác.
Mặt khác trong những năm gần đây, nhu cầu về đồ uống có cồn ở nƣớc ta ngày
một tăng cao tuy nhiên thị trƣờng vẫn chƣa đáp ứng đủ về số lƣợng cung nhƣ chủng
loại. Để giải quyết vấn đề này cùng với việc tìm đầu ra cho một số mặt hàng nông sản
cũng nhƣ đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm đồ uống trên thị trƣờng ƣu tiên phát
triển ngành rƣợu – bia – nƣớc giải khát của Việt Nam
Việc nghiên cứu để sản xuất nƣớc giải khát lên men từ trái cây là hoàn toàn phù
hợp với xu thế phát triển chung cuả thế giới và khu vực. Việc nghiên cứu “ thử nghiệm
sản xuất sản phẩm nước ổi lên men” có độ cồn nhẹ dƣới 5% với hy vọng đƣợc đóng

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

góp một phần nhỏ vào việc tạo ra loại sản phẩm mới có chất lƣợng tốt đáp ứng đƣợc

yêu cầu của thị trƣờng.
Ổi là một loại trái cây chứa nhiều vitamin, và nhiều hợp chất có lợi cho sức
khỏe. Hiên nay ở nƣớc ta có diện tích trồng và sản lƣợng ổi cao phân bố ở nhiều địa
phƣơng, tuy nhiên việc sử dung ổi để tạo ra các sản phẩm thực phẩm còn nhiều hạn
chế. Chính vì vậy đề tài” Thử nghiệm sản xuất sản phẩm nước ổi lên men cồn bổ
sung Lactobacilus plantarum” nhằm tìm ra phƣơng pháp chế biến thích hợp, từ đó cải
thiện màu sắc, mùi vị cho nƣớc ép lên men từ ổi.
2. Tình hình nghiên cứu
Đề tài sản xuất nƣớc ổi lên men thì đã có một sơ nghiên cứu, tuy nhiên việc ứng
dụng vi khuẩn lactic cụ thể lả L.plantarum để cải thiên chất lƣợng sản phẩm thì vẫn
chƣa đƣợc nghiên cứu ứng dụng nhiều.
3. Mục đích nghiên cứu
-

Khảo sát quy trình sản xuất nƣớc uống lên men từ ổi.

-

Bổ sung vi khuẩn Lactobacilus plantarum để cải thiện chất lƣợng sản phẩm.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Tìm hiểu tổng quan tài liệu.

-

Khảo sát các thành phần của nguyên liệu ổi.

-

Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men bằng S.cerevisiae để
đƣa ra quy trình lên men hợp lý.

-

Khảo sát sự thay đổi của sản phẩm sau khi bổ sung L.plantarum.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu

-

Tạo sản phẩm lên men theo quy trình lên men sau:

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nguyên
liệu(ổi)

-

Sản phẩm

ép

Xử lý sau
lên men

Điều chỉnh
thành phần

Lên men

Kiểm tra các chỉ tiêu theo các phƣơng pháp:
+ Xác định hàm lƣợng đƣờng khử bằng phƣơng pháp sử dụng acid Dinitro Salysilic (DNS).
+ Xác định hàm lƣợng acid tổng bằng NaOH 0,1N với chỉ thị
phenolphthalein.
+ Xác định độ ẩm bằng phƣơng pháp sấy trọng tài.
+ Xác định hàm lƣợng tro toàn phần bằng phƣơng pháp Klason.
+ Xác định hàm lƣợng vitamin C theo phƣơng pháp định lƣợng bằng Iod.
+ Phƣơng pháp xác định pH.
+ Phƣơng pháp xác định độ cồn và đƣờng bằng khúc xạ kế.

6. Kết quả đạt đƣợc của đề tài
-

Khảo sát đƣợc thành phần của ổi gồm
+ pH 4,1 – 4,3.
+ Acid: 0,34%
+ Hàm lƣợng chất khô: 7 – 80Bx.
+ Hàm lƣợng vitamin C: 6,7 mg/l.

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Hàm lƣợng đƣờng khử: 39,8mg/ml.
+ Độ ẩm: 89,3%.
+ Hàm lƣợng khoáng: 0,3%.
-

Xác định các thông số trong quá trình lên men gồm
+ Tỉ lệ giống S.cerevisiae bổ sung cho quá trình lên men là 1%.
+ Thời gian lên men 12 giờ.
+ Lƣợng đƣờng sacharose bổ sung 5%.
+ Nhiệt độ lên men thích hợp 250C.
+ Xác định thời gian lên men sau khi bổ sung vi khuẩn Lactobacilus
plantarum là 12 giờ.

7. Kết cấu đồ án
Luận văn gồm có 4 chƣơng:
-

Chƣơng 1: tổng quan tài liệu.

-

Chƣơng 2: vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu.

-

Chƣơng 3: kết quả và thảo luận.

-

Chƣơng 4: kết luận và kiến nghị.

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Giới thiệu về nƣớc quả lên men nồng độ cồn thấp
Nƣớc quả lên men có nồng độ cồn thấp gọi tắt là nƣớc quả lên men

(NQLM) là sản phẩm nhờ tác nhân vi sinh vật gồm: nấm men và vi khuẩn lactic
từ môi trƣờng lên men là nƣớc quả tự nhiên. Trong quá trình lên men này, ngoài
quá trình lên rƣợu còn quá trình lên men acid hữu cơ (mà chủ yếu là chuyển từ
các acid hữu cơ thành acid lactic). Nhờ môi trƣờng dinh dƣỡng phong phú nên
sản phẩm hình thành ngoài ethanol, còn có acid hữu cơ, glyxerin, các chất tạo
hƣơng làm cho nƣớc giải khát có hƣơng vị đặc biệt mà các sản phẩm nƣớc giải
khát bình thƣờng không có. Dạng thức uống này có độ cồn dƣới 5%[7].
1.1.1. Công dụng NQLM
Nƣớc quả lên men có mùi thơm thoảng nhẹ, độ chua vừa phải làm kích
thích tiêu hóa, cung cấp cho cơ thể một số vitamin, acid amin do thịt quả và nấm
men tự phân hủy. Nấm men có khả năng tạo ra chất béo, muối khoáng và
vitamin(B1, B2,..).
Nƣớc quả lên men có tác dụng giải nhiệt do trong phản ứng lên men tạo
các ester đơn giản và phức tạp, nên có mùi thơm và dịu hơn, giải nhiệt tốt hơn
còn khi uống nƣớc ngọt, nƣớc trái cây có gaz thì CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt độ
gây nên cho ta cảm giác mát và thoải mái [8].
1.1.2. Đặc điểm
Trong NQLM, các quá trình sinh hóa còn tiếp diễn. Do đó, không thể nào

bảo quản quá 2 ngày dù là ở nhiệt độ thấp. Khi rót ra cốc mà để lâu thì chất
lƣợng nƣớc giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2 – 3 giờ. Vì vậy, nƣớc giải khát
lên men nói chung thƣờng chỉ tiêu dùng trong ngày và nên uống khi còn tƣơi.

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tuy nhiên, đối với một số loại NQLM cao cấp ngƣời ta loại bớt tế bào
nấm men, rót vào chai, đậy nút kín rồi đem thanh trùng ở nhiệt độ thích hợp.
thời gian bảo quản cho phép tăng đến 2 - 3 tháng, tƣơng tự nhƣ bia.
Ƣu điểm NQLM: đơn giản, đòi hỏi ít trang bị, có thể tổ chức ở quy mô
công nghiệp, hợp tác xã và gia đình [8].
1.1.3. Các thành phần chính của NQLM
a. Ethanol
Ethanol đƣợc hình thành trong quá trình lên men đƣờng glucose,
saccharose nhờ nấm men. Hàm lƣợng ethanol lên men tự nhiên thƣờng đạt từ
70-160cc/l ( khoảng 7-160). Ethanol là thành phần quan trọng vì chính nhờ
ethanol mà làm cho nƣớc giải khát lên men khác với nƣớc giải khát bình
thƣờng. Ethanol có mùi thơm, vị hơi ngọt. Ethanol cùng với acid bay hơi, đƣờng
và nhiều thành phần khác có trong nƣớc giải khát lên men tạo nên mùi vị hấp
dẫn riêng biệt của nó. Vị của nƣớc giải khát lên men đƣợc tạo lên từ tỷ lệ cân
đối của 4 vị là : vị chua (acid hữu cơ), vị ngọt (ethanol, glycerin, đƣờng còn lại),
vị chát (tanin, polyphenol), vị mặn (các muối khoáng) [7].
b. Acid hữu cơ
Nguồn gốc của các acid hữu cơ là từ quả và hình thành trong quá trình
lên men. Acid là một thành phần quan trọng của nƣớc giải khát lên men. Tổng
acid thƣờng đƣợc cung cấp từ quả là chính khoảng 4-5 g/l làm cho pH của nƣớc
giải khát từ 2,8 - 3,5.

Vai trò của các acid là tham gia tạo vị (vị chua) và tạo pH thấp từ đó làm
ổn định sản phẩm. Acid hữu cơ trong nƣớc giải khát còn có một tác dụng là
ngăn cản hoạt động của các khuẩn làm hỏng nƣớc giải khát, ví dụ: một số các

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

acid sau: acid tatric 1,5 – 4 g/l, acid malic 0 – 4 g/l, acid citric 0 - 0,5 g/l, acid
oxalic 0,06 g/l, các acid này thuộc loại các acid có tác dụng tích cực đến mùi vị
và còn có tác dụng làm ổn định nƣớc giải khát lên men trên phƣơng diện chúng
ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn gây hại. Tuy nhiên các acid này cũng có tỷ
lệ cân đối nếu cao quá cũng làm cho nƣớc giải khát lên men có vị không hài
hòa.
Ngoài ra còn có một số acid khác nhƣ: acetic, lactic, formic, butytric
nhƣng hàm lƣợng rất nhỏ, các acid này nếu hàm lƣợng cao sẽ làm cho nƣớc giải
khát lên men có vị kém. Đặc biệt, đối với acid cần lƣu ý là : trong lên men tự
nhiên thƣờng tạo ra 0,4 g acetic, nếu vƣợt quá hàm lƣợng này sẽ làm cho vị
chua thay đổi đáng kể và không thể uống đƣợc. Tỷ lệ acid hữu cơ / ethanol /
tanin hay sự cân đối giữa vị chua vị ngọt và vị chát là yếu tố quan trọng ảnh
hƣởng rất lớn tới mùi vị của nƣớc giải khát lên men[7].
c. Đƣờng
Đƣờng là thành phần còn lại sau lên men trong đó chủ yếu là Glucose,
fructose và phần nhỏ galactose. Ngoài ra còn có các loại đƣờng khác đặc biệt
đƣờng nghịch đảo đã tạo nên mùi thơm dễ chịu cho nƣớc giải khát thành phẩm.
Thành phần đƣờng còn lại cũng là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm.
Nếu trƣớc khi lên men bổ sung đƣờng saccharose thì toàn bộ bị thủy phân thành
đƣờng khử, vì vậy nếu phát hiện thấy đƣờng saccharose trong nƣớc giải khát
thành phẩm tức là đƣờng pha thêm.

d. Tro và các chất muối
Trong nƣớc giải khát lên men có nguồn gốc từ nguyên liệu và một phần
đƣợc bổ sung từ ngoài vào để nâng cao hiệu quả lên men. Một số chất khoáng

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

nhƣ : P; S; K; Na; Ca; Mg; Si; Se; Mn; Br; Cl; I; Al ... các chất khoáng này có
thể tồn tại dƣới dạng tự do hoặc có thể ở các dạng muối. Với mỗi quả khác nhau
sẽ có hàm lƣợng khoáng và muối khác nhau. Hàm lƣợng trong nƣớc giải khát
lên men khoảng từ 1,5 - 3g/l. Vai trò của chất khoáng trong nƣớc giải khát lên
men là làm tăng giá trị dinh dƣỡng và giá trị chữa bệnh cho con ngƣời. Đồng
thời chất khoáng còn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị đậm đà cho nƣớc
giải khát và cùng với vị ngọt, vị chua, vị chát tạo nên vị hài hòa cho nƣớc giải
khát nên men [7].
e. Vitamin
Vitamin trong nƣớc giải khát lên men chủ yếu là do nguyên liệu cung cấp
và một phần đƣợc bổ sung từ ngoài vào. Các vitamin gồm: Vitamin nhóm B,
vitamin C, vitamin A và các chất tiền vitamin A. Hàm lƣợng vitamin trong
thành phẩm phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu, mỗi loại quả khác nhau sẽ có
hàm lƣợng vitamin khác nhau. Vì vậy quá trình lên men cần điều chỉnh lại thành
phần vitamin của nƣớc quả, cần có phần bổ sung thêm vitamin, quá trình lên
men không phá hủy hết vitamin của nƣớc quả. Thực ra lên men là một kỹ thuật
tốt để giữ lại các vitamin của nƣớc quả [7].
f. Polyphenol
Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất
hàm lƣợng của chúng sẽ khác nhau nếu nguyên liệu khác nhau và kỹ thuật sản
xuất khác nhau. Đối với nƣớc giải khát lên men polyphenol có vai trò:

-

Tạo màu cho nƣớc giải khát : trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian cho
màu đỏ.

-

Tạo vị chát.

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Ổn định thành phẩm, kéo dài thời gian bảo quản do các polyphenol và tanin
có khả năng kháng khuẩn mạnh. Tuy nhiên cũng cần lƣu ý rằng : tanin dễ bị
oxi hóa làm cho nƣớc giải khát lên men có màu sẫm lại, đây là yếu tố không
tốt cần phải lƣu ý trong quá trình xử lý dịch quả trƣớc khi lên men. Nếu hàm
lƣợng polyphenol cao sẽ làm cho nƣớc giải khát lên men có vị chát mạnh,
ảnh hƣởng không tốt đến mùi vị và làm cho vị bị kém đi. Đồng thời sẽ tạo
nên hàm lƣợng tanin cao gây kết tủa protein của nƣớc quả làm cho nƣớc giải
khát bị đục [7].

1.1.4. Nguyên liệu chế biến nƣớc quả lên men
Chất lƣợng của nƣớc giải khát lên men phụ thuộc nhiều yếu tố. Trong đó
60% nguyên liệu quyết định, còn lại 40% là do kĩ thuật tạo nên. Việc lựa chọn
nguyên liệu cho sản xuất nƣớc giải khát lên men phải đƣợc xem xét kỹ lƣỡng,
phải thỏa mãn các điều kiện về dinh dƣỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lƣợng, và các

điều kiện khác .
Tất cả các loại quả có chứa đƣờng, protein, vitamin, khoáng, acid hữu
cơ...không chứa nhiều tanin đều có thể sử dụng để lên men nƣớc giải khát. Các
loại quả khác nhau sẽ khác nhau ở chỗ lên men khó hay dễ, xử lý đơn giản hay
phức tạp, thành phần bổ sung khác nhau thế nào. Vì thế mà các loại quả sử dụng
để lên men là những quả có hàm lƣợng đƣờng trung bình từ 15 – 180Bx, ví dụ
nhƣ: nho, xoài, vải thiều ,dứa...là nhƣng quả rất thích hợp để lên men nƣớc giải
khát. Trong trƣờng hợp quả có độ đƣờng thấp phải thêm đƣờng cho đạt nồng độ
tiêu chuẩn, điều chỉnh pH thích hợp. Ngoài việc điều chỉnh thành phần thì việc
xử lý quả trƣớc khi lên men cũng đòi hỏi phải có kĩ thuật phù hợp cho từng loại
nguyên liệu .
Thành phần nƣớc quả các chất sau đây:

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Acid amin, vitamin, muối khoáng thực hiện vai trò xúc tác với một lƣợng rất
nhỏ.

-

Polyphenol

-

Tanin làm cho nƣớc giải khát có màu hấp dẫn và đóng góp vào việc ức chế

khuẩn hại của enzyme oxy hóa.

-

Chất sản sinh mùi thơm ảnh hƣởng đến hƣơng vị của nƣớc giải khát lên men
[7].
 Nguyên liệu cho lên men:
Sử dụng các loại trái cây nhƣ: ổi, xoài, nho, dứa, thanh long,…

1.1.5. Vi sinh vật sử dụng trong nƣớc giải khát lên men
i.

Hệ vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu

Hệ vi sinh vật trong lên men vang, nƣớc quả lên men tự nhiên tƣơng đối
phức tạp và không đồng nhất. Trong môi trƣờng nƣớc quả tƣơi có các nhóm vi
sinh vật khác nhau nhiễm vào từ môi trƣờng xung quanh từ thân, lá, vỏ, quả,
trong đó phần lớn là nấm men, nấm mốc, một số ít là vi khuẩn không sinh bào
tử, xạ khuẩn...Nấm men trong dịch quả thƣờng ít hơn nấm mốc nhƣng lại có khả
năng sinh trƣởng và phát triển nhanh hơn trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu
oxy, đồng thời lên men tích tụ cồn.Chính nhờ điều kiện và trong dung dịch cồn
sẽ làm ức chế nấm mốc, tạo điều kiện cho nấm men phát triển chiếm ƣu thế
trong quá trình lên men[7].
Các loại vi sinh vật luôn có sẵn trên bề mặt của quả có 2 loại
-

Vi sinh vật có lợi:
+ Nấm men : có khả năng lên men tạo sản phẩm là cồn, nấm men tự nhiên có
khả năng sinh ra cồn cao 7 – 160 cồn

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

+ Vi khuẩn lactic: Lactobacilus, Leuconostoc,Pediococus,có khả năng sinh
ra các hợp chất tạo hƣơng thơm, hay bacteriocin kéo dài thời gian bảo quản
sản phẩm.
+ Một số loài sinh acid lactic có tác dụng điều vị làm cho vị sản phẩm tạo
thành ngon hơn: Gluconobacter, Acetobacter.
-

Vi sinh vật có hại:
+ Nấm men: mặc dù có tác dụng là lên men tạo cồn tuy nhiên ở điều kiện
thích hợp thì nó lại chuyển hóa cồn thành acid làm hƣ sản phẩm.
+ Nấm mốc: Botrytis,Pencillium, Aspergillus.. có khả năng sinh trƣởng ngăn
cản sự phát triển của nấm men gây hƣ hỏng sản phẩm.
+ Ngoài ra còn một số loại vi khuẩn : Hansenula, gichia...tạo màng trắng
trên rƣợu [12].
Nếu để vi sinh vật phát triển tự nhiên thì quá trình lên men khó điều chỉnh và

chất lƣợng sản phẩm thu đƣợc không ổn định. Khi nền công nghiệp ngày càng
phát triển thì con ngƣời đã có những biện pháp cần thiết để diệt vi sinh vật có
sẵn này và thay vào đó là nuôi cấy nấm men thuần chủng, với những đặc tính
sinh học nhất định sẽ giúp cho quá trình chế rƣợu vang, nƣớc quả lên men đem
lại hiệu quả và chất lƣợng cao.
ii.

Hệ vi sinh vật bổ sung

Hệ sinh vật trong lên men tự nhiên rất phức tạp nên thƣờng cho độ cồn
không cao (<10% v/v), dễ bị nhiễm có mùi chua của acid acetide, chất lƣợng
rƣợu ít đƣợc đảm bảo, mùi vị rƣợu không hài hoà. Do đó việc áp dụng các
chủng nấm men thuần chủng trong sản xuất nƣớc quả lên men ở quy mô công
nghiệp đang đƣợc phổ biến rộng rãi trên thế giới.

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Các vi sinh vật bổ sung cho quá trình lên men là nấm men trong đó đại
diện là S.cerevisiae và có thể có vi khuẩn khuẩn lactic.
1.1.6. Tình hình sản xuất nƣớc giải khát lên men
1.1.6.1.

Trong nƣớc

Cho đến nay đã có một số sản phẩm từ trái cây nhƣ: BLUEBIRD,
TREETOP..là các sản phẩm không cồn của Florida (Mỹ) đƣợc sản xuất từ
100% dịch trái nho, táo mà thành phần có nhiều loại vitamin, muối khoáng, độ
đƣờng khoảng 15-18% đóng trong hộp kim loại có dung tích 160-180ml. Một
số sản phẩm có cồn thấp (6%) mang nhãn hiệu: ARBOR MIST (Mỹ) đƣợc sản
xuất từ rƣợu vang: nho, dâu, đào...có hàm lƣợng đƣờng từ 12-15% và nhiều loại
vitamin, muối khoáng khác đã và đang đƣợc bán trên thị trƣờng Việt Nam, đƣợc
ngƣời tiêu dùng đánh giá cao, tuy nhiên giá của sản phẩm còn quá cao so với
thu nhập của phần đông ngƣời tiêu dùng Việt Nam.
Việt Nam là nƣớc nhiệt đới có khí hậu nóng và khô nên nhu cầu sử dụng
nƣớc giải khát rất lớn, mặc dù cho đến nay đã có một số công ty nƣớc ngoài
đƣợc cấp giấy phép đầu tƣ và sản xuất nƣớc giải khát từ trái cây tại Việt Nam,

song mức tiêu thụ bình quân của ngƣời Việt Nam mới chỉ đạt 0,16 lít/ ngƣời
năm (là quá thấp so với nhiều quốc gia trong khu vực), trong khi nguồn nguyên
liệu để sản xuất nƣớc giải khát từ trái cây ở Việt Nam lại vô cùng phong phú, đa
dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng đƣợc các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất ổn
định lâu dài lại đang có nguy cơ bị dƣ thừa do thiếu công nghệ chế biến phù
hợp. Việc nghiên cứu để sản xuất nƣớc giải khát lên men từ trái cây là hoàn toàn
phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực.
Tuy nhiên việc lựa chọn nguyên liệu để có thể mang lại một loại nƣớc giải
khát lên men chất lƣợng cao, giá cả lại thích hợp cho ngƣời tiêu dùng không

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

phải là vấn đề đơn giản và nó cùng đang là vấn đề cấp thiết đối với ngành nƣớc
giải khát của Việt Nam. Bởi chọn nguyên liệu phải nghiên cứu nguyên liệu có
thỏa mãn về thành phần dinh dƣỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lƣợng hay không hoặc
có phù hợp với công nghệ sản xuất hay không. Dù chƣa phổ biến nhƣng những
năm gần đây và trong tƣơng lai nƣớc giải khát lên men sẽ phổ biến hơn . Song
để đạt đƣợc điều đó đòi hỏi các nhà thực phẩm của Việt Nam phải tiếp tục
nghiên cứu để tận dụng các rái cây có sẵn tai Việt Nam sản xuất nƣớc giải khát
lên men nhằm đa dạng hóa sản phẩm. Hiện tại, một số chuyên gia thực phẩm
Viện nghiên cứu Hà Nội đã nghiên cứu thành công quy trình sản suất nƣớc giải
khát lên men từ nho, dâu, dứa[7].
Trong vài năm trở lại đây nƣớc ta có nhiều công trình nghiên cứu về nƣớc
giải khát lên men từ các loại trái cây, có nhiều đề tài nghiên cứu đã đƣợc ứng
dụng vào quy mô công nghiệp để sản xuất. Một sô đề tài nghiên cứu đƣợc trình
bày trên bảng 1.2.
Một số sản phẩm nƣớc quả lên men :

a. Strongbow

b. Magners Irish Cider

b. Nƣớc sơ ri,thanh long lên men.
Hình 1.1 . Một số sản phẩm nước uống có nồng độ cồn lên men từ quả.
13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 1.1. Một số nghiên cứu về nước lên men từ trái cây
Năm

Tác giả

2006

Mạch Thị
Khiêm

2009

Lê Cảnh
Tuấn

2012

Nguyễn

Ngọc Thu
Hằng

Nghiên cứu sản xuất
nƣớc lên men từ quả
bần

2010

Trƣơng
Thái Anh

Nghiên cứu chế biến
nƣớc giải khát lên
men từ trái mãng cầu
xiêm

2009

Phạm
Nghiên cứu quy trình
Ngọc Tuấn sản xuất nƣớc lên
men từ ổi

Nội dung

Kết quả

Nghiên cứu thủ
+Xác định đƣợc nồng độ

nghiệm chế biến nƣớc enzyme là 800ppm trong 30
ép thanh long lên men phút
+ khảo sát đƣợc thành phần
quả thanh long
+ tỷ lệ giống là 5%
Nghiên cứu quy trình + lƣợng enzyme bổ sung là
sản xuất nƣớc giải
0,15ml/100g nguyên liệu
khát chanh dây lên
+ lƣợng nƣớc bổ sung là 50%
men
+ tỷ lệ giống là 1,5%
+ nhiệt độ, pH: 260C, 4,0
+ thời gian 72h
+ khảo sát đƣợc các thông số
tối ƣu cho quá trình lên men
+ xây dựng quy trình sản xuất
nƣớc quả bần lên men
+ thời gian lên men là 1 ngày
+ tỷ lệ men là 0,5%
+ tỷ lệ pha loãng với nƣớc là
1:1,5
+ nồng độ đƣờng 250Brix
+ xác định lƣợng tế bào bổ
sung là 47.106 tb/ml
+ nồng độ đƣờng là 170Brix
+ thời gian lên men 72h
+ pH là 3,5
+ tỷ lệ men/dịch 3%

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.6.2.

Trên thế giới

Sản phẩm đã nhanh chóng chiếm lĩnh và đƣợc thị trƣờng chấp nhận.
Trong số đó phải kể đến các hãng sản xuất nƣớc giải khát nổi tiếng nhƣ:
Cocacola, Psocala, Netle... có doanh thu đạt hàng tỉ USD / năm, với mặt hàng
truyền thống là loại nƣớc pha chế từ: đƣờng, hƣơng liệu, màu, CO2 và một số
loại hóa chất khác đã chiếm lĩnh đƣợc thị trƣờng quốc tế trong suốt thế kỉ 20.
Ngày nay, khi điều kiện sống của con ngƣời ngày càng đƣợc nâng cao thì
nhu cầu sử dụng nƣớc giải khát ngày càng tăng và đang từng bƣớc chuyển dần
từ loại nƣớc giải khát pha chế truyền thống sang sử dụng loại nƣớc giải khát có
chứa các chất dinh dƣỡng nhƣ các loại: acid amin, vitamin, muối khoáng.. đƣợc
sản xuất từ các loại trái cây. Đây đƣợc coi là mặt hàng chiến lƣợc chủ yếu của
thế kỷ 21, nên nhiều quốc gia nhƣ: Mỹ, Hà lan, LB. Đức, Nhật, Hàn Quốc, Úc,
Thái Lan, Trung Quốc.. đã tập trung nghiên cứu và sản xuất đƣợc nhiều loại
nƣớc giải khát từ các loại trái cây: Cam, dứa, xoài, sherry,sơri, ổi, táo,lê, dâu,
mơ, nho, vải.. có chất lƣợng rất cao đã nhanh chóng chiếm lĩnh đƣợc thị trƣờng.
Theo dự đoán của các nhà chiến lƣợc: trong các loại nƣớc giải khát đƣợc
sản xuất từ trái cây thì loại nƣớc giải khát lên men đƣợc đánh giá là mặt hàng
mạnh trong tƣơng lai vì đây là sản phẩm đƣợc đánh giá có giá trị dinh dƣỡng
cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật và rất phù hợp với thế hệ trẻ [7].
1.2.

Đặc điểm của vi sinh vật tham gia vào quá trình tạo sản phẩm

1.2.1. Nấm men
a. Sơ lƣợc về nấm men
 Đặc điểm nấm men
Nấm men là nhóm vi sinh vật đƣợc dùng trong công nghiệp, hầu hết nấm
men là đơn bào, không chuyển động. Hình dạng và kích thƣớc của chúng thay
15