Nghiên cứu quá trình lên men nước uống giải khát từ bánh mỳ hương trái cây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU

BÁO CÁO
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN NƯỚC UỐNG
GIẢI KHÁT TỪ BÁNH MỲ HƯƠNG TRÁI CÂY

Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Thu Thủy (chủ nhiệm)

Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 07 năm 2019
i


THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI
Tên đề tài: “Nghiên cứu quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái
cây”
Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Thu Thủy
Danh sách cán bộ tham gia chính: Nội dung chính:
- Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết bánh mỳ trái cây;
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước uống từ bánh mỳ sau lên
men (nồng độ chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men);
- Đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ hương trái cây;
- Đánh giá chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu vi sinh);
- Xác định thời gian bảo quản của sản phẩm nước uống lên men từ bánh mỳ
hương trái cây.
Kết quả đạt được:
- Đã xác định chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ
- Đã xác định được thông số tối ưu cho quá trình sản xuất nước giải khát từ bánh
mỳ hương trái cây;

- Đã hoàn thành quy trình lên men nước uống giải khát từ bánh mỳ hương trái
cây với tham số cụ thể và đánh giá chất lượng sản phẩm sau lên men bằng phương pháp
cảm quan.
- Đã hướng dẫn luận văn tốt nghiệp 03 sinh viên
- Đã đăng 01 bài báo trên tạp chí chuyên ngành
Thời gian nghiên cứu: 16 tháng từ tháng 03/2018-07/2019
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

TS. Đặng Thu Thủy

i


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................3
1.1. Đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu sử dụng để lên men nước uống
………………………………………………………………………………………….3
1.1.1. Lúa mạch đen...………………………………………………………………….3
1.1.2. Quả chanh dây……………………………………………………..…………….5
1.2. Xu hướng nghiên cứu và sản xuất nước uống lên men từ ngũ cốc và trái
cây………........................................................................................................................8
1.3. Nấm men sử dụng trong sản xuất nước uống lên men và các đặc tính sinh lý và sinh
hóa của chúng................................................................................................................10
1.3.1. Đặc điểm của nấm men…………………………………………………………10
1.3.2. Ứng dụng của nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men……………...13
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................17
2.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................17
2.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu..............................................................................17
2.3. Bố trí thí nghiệm.....................................................................................................17

2.4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................20
2.4.1. Phương pháp vi sinh………………………...……………………………..……20
2.4.2. Phương pháp hoá lý…………………………………………….........................23
2.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quản………….........................................................25
2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu…..............................................................27
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................28
3.1. Chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ chanh dây....................................................28
3.1.1. Nồng độ chất khô tan ..........................................................................................28
3.1.2. pH……………………………………….………………………………….…..28
3.1.3. Acid tổng………………………………..………………………………..……..29
3.1.4. Độ nhớt…………………………………….…………………………….……..29
3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan (oBx) đến chất lượng nước uống bánh mỳ
chanh dây…………………………………….…………………………….………………...29
3.3. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây.
…………………………………….………………………………………………………….31

ii


3.4 Sự ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây…..……….32
3.5. Ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây……….32
3.6. Quy trình lên men nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây đề xuất………….….36
3.7. Chỉ tiêu vi sinh của nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây…………………..37
KẾT LUẬN …………………......................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................41
PHỤ LỤC

iii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây lúa mỳ đen.
Hình 1.2. Quả chanh dây.
Hình 1.3. Tế bào nấm men S. cerevisiae.
Hình 1.4. Cấu tạo tế bào nấm men S. cerevisiae.
Hình 1.5. Cơ chế lên men ethanol của tế bào nấm men.
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.
Hình 2.2. Nhớt kế.
Hình 3.1. Điểm cảm quan của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên men.
Hình 3.2. Nước uống lên men từ dịch bánh mỳ chanh dây.
Hình 3.3. Sơ đồ quy trình lên men nước uống từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần vitamin của lúa mạch đen.
Bảng 1.2. Thành phần khoáng chất của lúa mạch đen.
Bảng 1.3. Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g chanh dây (theo USDA)
Bảng 2.1. Đánh giá mùi của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 2.1. Đánh giá vị của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 2.2. Đánh giá độ trong của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 2.4. Đánh giá màu sắc của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 3.1. Nồng độ chất khô tan (oBx) của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 3.2. pH của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 3.3. Hàm lượng acid tổng của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 3.4. Độ nhớt của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây
lên men.
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của mật độ nấm đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.
Bảng 3.8. Sự thay đổi nồng độ chất khô tan (oBx) trong thời gian lên men.
Bảng 3.9. Sự thay đổi độ cồn trong thời gian lên men.
Bảng 3.10. Sự thay đổi pH của dịch bánh mỳ chanh dây trong thời gian lên men.
Bảng 3.11. Sự thay đổi độ nhớt của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên
men.
Bảng 3.12. Các chỉ tiêu vi sinh vật của nước uống lên men từ nước bánh mỳ chanh dây.

v


ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo báo cáo tổng kết nhiệm kì 2011-2015 của Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải
khát, đến nay cả nước có khoảng gần 1833 cơ sở sản xuất nước giải khát các loại với
sản lượng sản xuất năm 2015 đạt khoảng 4,8 tỷ lít. Báo cáo của Vina research năm 2013
cho biết, có tới 86 % người tiêu dùng chọn thức uống bổ dưỡng, có lợi cho sức khỏe
thay cho các sản phẩm khác.
Xu hướng người tiêu dùng không chỉ cần sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, tốt
cho sức khỏe mà cao hơn nữa, họ cần những sản phẩm đó phải đảm bảo sạch tự nhiên.
Chính vì vậy việc nghiên cứu phát triển những loại nước uống nguồn gốc tự nhiên khác
nhau là rất cần thiết.
Bênh cạnh những loại nước uống truyền thống có nguồn gốc tự nhiên như các
loại nước ép trái cây khác nhau thì những dòng nước uống lên men nhẹ đang là một xu
hướng. Không chỉ giữ nguyên được thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu ban đầu,
do trải qua quá trình lên men nên loại nước uống này còn tích lũy thêm những chất dinh
dưỡng có lợi cho sức khỏe.
Nước uống lên men từ bánh mỳ là loại nước uống bắt nguồn từ các nước Đông
Âu, là sản phẩm lên men “non” của quá trình lên men rượu, trong đó có chứa các chất
hữu ích khác nhau như nhóm vitamin (B1, B2, PP, D), nhóm acid hữu cư. Nước uống
từ bánh mỳ hương trái cây không chỉ được yêu thích nhờ giá trị dinh dưỡng, mà các nhà

khoa học còn kết luận loại nước uống nói trên có tác dụng lên cơ thể cũng tương tự như
sữa chua. Thành phần vitamin và khoáng chất trong loại nước uống này kích thích sự
trao đổi chất, thúc đẩy quá trình tiêu hóa, phục hồi sức khoẻ và tăng hiệu quả ngăn chặn
sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Để tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho nước
uống lên men từ bánh mỳ trong quá trình lên men thường bổ sung thêm các loại trái cây
như như đào, táo, nho, các loại quả mọng khác… Vì đây là loại nước uống có nguồn
gốc từ Đông Âu, nên những loại trái cây bổ sung vào thường là loại trái cây ôn đới.
Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhu cầu về nước giải khát rất
lớn. Đồng thời Việt Nam cũng là một nước có nguồn trái cây phong phú, đa dạng và sản
lượng dồi dào. Một số loại trái cây như thanh long, vú sữa, xoài cát, chuối, nhãn được
xuất khẩu ra thị trường lớn như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc số lượng
lớn. Tuy nhiên những loại trái cây có theo mùa thường có thời gian bảo quản không dài,
dễ hư hỏng, dập nát nên giá trị dinh dưỡng không cao và giá thành thấp gây nhiều bất
lợi cho người trồng và cả người tiêu thụ.
Xuất phát từ những lý do trên, việc đa dạng hoá sản phẩm nước uống bổ dưỡng
cho người tiêu dùng, kết hợp sử dụng trái cây nhiệt đới nhằm tăng giá trị nông sản địa
phương thì “Nghiên cứu quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây”
là rất hữu ích và cần thiết.

1


Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
nước bánh mỳ có bổ sung trái cây, từ đó đề xuất quy trình sản xuất loại nước uống nói
trên.
Để đạt được mục tiêu này, trong khuôn khổ của đề tài cần tiến hành những nội
dung sau:
+ Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết bánh mỳ và trái cây;
+ Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước uống từ bánh mỳ trái cây
sau lên men (nồng độ chất khô tan, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men);

+ Đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ hương trái cây;
+ Đánh giá chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu vi sinh).

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu sử dụng để lên men nước
uống
1.1.1. Lúa mạch đen [9]
Lúa mạch đen có tên khoa học là Secale cereale, là cây lương thực, thuộc một
nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế
giới.
Lúa mạch đen có hệ thống rễ xơ, thâm nhập vào độ sâu 1-2 m, do đó nó chịu
được đất cát nhẹ, và do hoạt động sinh lý cao của nó, nó nhanh chóng hấp thụ các chất
có lợi từ các hợp chất khó hòa tan.
Thân của lúa mạch đen rỗng, có năm đến sáu (hiếm khi ba hoặc bảy) kẽ, thẳng,
trần. Chiều cao của thân cây, tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng và giống, dao động từ
70 đến 180 cm (trung bình 80-100 cm). Lá rộng tuyến tính, phẳng, có cuống màu
xám. Chiều dài của phiến lá từ 15-30 cm, rộng 1,5-2,5 cm. Nhị có ba hoa, với thuôn
dài bao phấn nhô ra từ bông, buồng trứng trên đầu với một nhụy bông hai cánh.
Hạt có hình thuôn, hơi nén từ hai bên, có rãnh sâu ở phía trong ở giữa. Sau khi
trưởng thành, nó rơi ra khỏi cành. Hạt lúa mạch đen khác nhau về kích thước, hình dạng
và màu sắc. Chiều dài của nó là 5-10 mm, chiều rộng 1,5-3,5 mm, độ dày 1,5-3
mm. Khối lượng 1000 hạt lúa mạch đen là 20-35 g. Hình dạng hạt được kéo dài (với tỷ
lệ chiều dài so với chiều rộng hơn 3,3) hoặc hình bầu dục (với tỷ lệ chiều dài so với
chiều rộng 3,3 trở xuống) với nếp nhăn ngang đáng chú ý trên bề mặt. Bằng màu sắc
phân biệt hạt trắng, xanh lục, xám, vàng, nâu sẫm.
Trong cùng một loại, lúa mạch đen trải qua các giai đoạn và giai đoạn
phát sinh giống như lúa mì... Trong cùng điều kiện, chồi lúa mạch đen xuất hiện nhanh

hơn 1-2 ngày. Sau 1-2 ngày chồi bắt đầu đẻ nhánh. Nút đẻ nhánh được đặt gần mặt đất
hơn (1,7-2,5 cm), cây có hai và ba nút là phổ biến hơn. Mùa vụ của lúa mạch đen xảy ra
chủ yếu vào mùa thu. Vào mùa xuân, chồi bắt đầu xâm nhập vào ống sau 18-20 ngày kể
từ khi bắt đầu mùa xuân và sau 40-50 nó tăng đột biến. Sự ra hoa xảy ra trong vòng 712 ngày kể từ khi bắt đầu thu hoạch (lúa mì 4-5 ngày) và kéo dài 7-9 ngày. Giai đoạn
chín màu sữa xảy ra sau 10-14 ngày sau khi ra hoa và kéo dài 8-10 ngày. 2 tháng sau
khi lúa mạch đen chín. Sau đó, quá trình chín sau thu hoạch mất nhiều thời gian hơn, do
đó lúa mạch đen thường ít xuất hiện trong bông. Khối lượng 1000 hạt trong các giống
lưỡng bội là 23-38 g, và ở các lớp tứ bội là 35-62 g.
Đối với các điều kiện canh tác, đặc biệt là đất, lúa mạch đen ít đòi hỏi hơn lúa
mì. Nó có một hệ thống rễ phát triển tốt, thâm nhập đến độ sâu 1,5 đến 2 mét và có thể
hấp thụ phốt pho và kali từ các hợp chất hòa tan kém. Lúa mạch đen ít nhạy cảm với độ

3


chua của đất. Nó phát triển tốt ở độ pH 5,3-6,5. Do đó, nó có thể được trồng trên đất
không phù hợp với lúa mì. Nhưng tốt nhất là đất đen do cấu trúc màu mỡ và đất rừng
xám có thành phần cơ học trung bình và nhẹ. Nó phát triển kém trên đất sét nặng, đầm
lầy, đất mặn.
Lúa mạch đen phát triển ở mùa đông khỏe mạnh hơn so với lúa mì được trồng
mùa đông. Duy trì giảm nhiệt độ ở mức độ của nút đẻ nhánh đến âm 19-21 °C. Hạt bắt
đầu nảy mầm ở 0,5-2 °C, kết thúc vào mùa thu và tiếp tục vào mùa xuân ở 3-4 °C.
Lúa mạch đen là một cây thụ phấn chéo vào ban ngày ánh kéo dài trong nhiều
giờ. Phấn hoa được vận chuyển bằng không khí. Thời tiết ấm áp yên tĩnh với độ ẩm
không khí đủ thuận lợi cho việc thụ phấn. Trong thời tiết nóng, với độ ẩm thấp, phấn
hoa mất đi sức sống. Thời tiết gió và mưa không thuận lợi cho việc thụ phấn. Để tránh
thụ phấn quá mức, các ô giống của các giống lưỡng bội nên cách ly không gian 2003000 m và tứ bội là hơn 500 m.

Hình 1.1. Cây lúa mỳ đen.
Lúa mạch là một trong những loại ngũ cốc chế biến phổ biến nhất, chủ yếu trong

ngành sản xuất bia, và nó được sử dụng ở dạng mạch nha. Độ ẩm lúa mạch trung bình
14-15%. Hàm lượng carbohydrate ở mức 70-85% và chúng được đại diện, trước hết là
tinh bột, cũng như các loại đường đơn giản, cellulose, hemiaellulose và các chất kẹo
keo. Protein chiếm 12-14%, chất béo 2,0-2,5 %, chất khoáng 1,7-1,9 %. Gluten, đặc
trưng của protein lúa mạch, là hỗn hợp của các chất protein khác nhau chiếm khoảng
80% tổng protein. Gluten chứa chủ yếu là glutelin và gliadin. Gluten là một khối dính,
kéo dài được phân phối và nhào từ bột mì với nước, trở nên giống như sừng khi được
sấy khô.

4


Lúa mạch chứa một số chất có mặt với số lượng nhỏ, nhưng ảnh hưởng lớn đến
chất lượng của thức uống. Đó là các vitamin (PP, E, vitamin nhóm B) (bảng 1.1, 1.2) và
polyphenol.
Bảng 1.1. Thành phần vitamin của lúa mạch đen.
Vitamin

Giá trị

Vitamin PP (axit nicotinic)
Vitamin B1 (thiamine)
Vitamin A (retinol)

4,27 mg
0,32-0,44 mg
3 mcg

Vitamin B2 (riboflavin)
Vitamin B (axit pantothenic)

0,2-0,25 mg
1,002-1,46 mg

Vitamin B6 (pyridoxin)

0,3-0,41 mg

Vitamin B9 (axit folic)

38-55 mcg

Vitamin E (alpha tocopherol)

0,8-1,7 mg

Vitamin K (phylloquinone)

5,9 mcg

Vitamin H (biotin)

46 mcg

Beta carotene

7 mcg

Bảng 1.2. Thành phần khoáng chất của lúa mạch đen.
Khoáng chất

Giá trị

Kali

510,0 mg

Canxi

24,0-33,0 mg

Silic

85,0 mg

Magiê

110,0-121,0 mg

Natri

2,0-6,0 mg

Lưu huỳnh

85,0 mg

Photpho

366,0-374.0 mg

Clo

46,0 mg

Nhôm

1670,0 mcg

5


Về tổng thể, lúa mạch là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó
chỉ đứng sau bắp và lúa gạo trong số các loài cây lương thực. Hạt lúa mạch là một loại
lương thực chung được sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì, mì sợi,
bánh, kẹo v.v. cũng như được lên men để sản xuất bia rượu hay nhiên liệu sinh học.
1.1.2 Quả chanh dây [10]
Chanh leo, chanh dây, mắc mát, mát mát, lạc tiên hoa tía (danh pháp hai
phần: Passiflora incarnata), là một loài dây leo sống lâu năm lớn nhanh với thân bò leo.
Là một loài trong chi Lạc tiên (Passiflora), chanh leo có các hoa lớn với các nhụy và
nhị hoa to. Là một trong số các loài có thân cứng nhất trong chi Lạc tiên. Thân cây có
thể trơn nhẵn hoặc có lông tơ, dài, bò leo và có nhiều tua cuốn. Các lá hình chân vịt 3
thùy mọc so le (mọc cách), kích thước 6-15 cm. Chúng có 2 tuyến đặc trưng ở gốc của
phiến lá trên cuống lá. Các hoa 5 cánh màu trắng ánh tím tía. Chúng tạo ra một vành
hoa màu trắng xen tía, một cấu trúc của các phần phụ giữa các cánh hoa và tràng hoa.
Hoa được thụ phấn nhờ một số loài côn trùng như ong nghệ, còn tự nó là vô sinh.

Hình 1.2. Quả chanh dây.
Quả mọng nhiều cùi thịt hình ô van màu ánh vàng khi chín với kích thước cỡ quả
trứng gà. Khi còn xanh nó có màu xanh lục. Ở loài chanh leo này, các chất nhầy màu

vàng xung quanh các hạt của quả có vị ngọt và ăn được. Tuy nhiên, nó có nhiều hạt và
vì thế chủ yếu làm nguồn thức ăn cho động vật hoang dã. Giống như các loài lạc tiên
khác, nó là nguồn thức ăn cho ấu trùng của một số loài bướm (hình 1.2).
Chanh dây rất giàu chất chống oxy hoá, khoáng chất, vitamin, và chất xơ... Chanh
dây là nguồn cung cấp chất xơ ăn kiêng. 100 g bột trái chanh dây chứa 10,4 g hoặc 27
% chất xơ. Một lượng chất xơ tốt trong chế độ ăn uống giúp loại bỏ cholesterol khỏi cơ
thể. Nó có vai trò là thuốc nhuận tràng, giúp bảo vệ niêm mạc đại tràng bằng cách giảm

6


thời gian tiếp xúc với các chất độc hại trong đại tràng và lau sạch các chất độc hại gây
ung thư từ ruột kết.
Chanh dây có chứa vitamin C, cung cấp khoảng 30 mg trên 100 g. Vitamin C
(ascorbic acid) là một chất chống oxy hoá hòa tan trong nước mạnh mẽ. Sử dụng trái
cây giàu vitamin C giúp cơ thể con người phát triển đề kháng với các tác nhân gây bệnh
giống như cúm và thu hẹp các gốc tự do có hại, chống viêm. Chanh dây còn chứa vitamin
A (cung cấp khoảng 1274 IU/100 g) và các chất chống oxy hoá flavonoid như ß-carotene
và cryptoxanthin-ß. Các nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng các hợp chất này có tính chất
chống oxy hoá, và cùng với vitamin A tốt cho thị lực, cần thiết để duy trì niêm mạc khỏe
mạnh và da ngoài ra có thể giúp bảo vệ khỏi ung thư phổi và ung thư miệng.
Chanh dây tươi rất giàu kali. 100 g bột chanh dây có khoảng 348 mg kali. Kali là
thành phần chính của tế bào và dịch cơ thể và giúp điều chỉnh nhịp tim và huyết áp. Hơn
nữa chanh dây còn là một nguồn khoáng chất tuyệt vời như: Sắt, đồng, magiê và phốt
pho…
Bảng 1.3. Giá trị dinh dưỡng có trong 100g chanh dây (theo USDA).
Thành phần Giá trị

Thành phần

Giá trị

Chất xơ

10,4 g

Kali

348 mg

Tro

0,8 g

Kẽm

0,1 mg

Vitamin C 30 mg

Đồng

0,086 mg

Vitamin A 700 I.U

Acid béo no

0,059 g

Vitamin B2 0,13 mg

Acid béo một nối đôi

0,086 g

Vitamin B6 0,1 mg

Acid béo nhiều nối đôi 0,411 g

Vitamin E

Niacin

1,12 mg

1,5 mg

Trái chanh dây tươi giàu beta carotene, kali, và chất xơ. Nước ép chanh dây cung
cấp acid ascorbic (vitamin C), và tốt cho những người có bệnh huyết áp cao. Một số
nghiên cứu cho thấy rằng chanh dây có vỏ màu tím có thể giúp kiểm soát các triệu chứng
hen suyễn. Trong trái chanh dây tươi và chín có chứa chất Lycopene.
Liên quan đến các axit hữu cơ, giống chanh dây giàu formic, butyric, linoleic,
linolenic, malic, myristic, acid oleic và palmitic như các hợp chất asphenolic tốt, và
amino acid α-alanine. Este như ethyl butyrate, ethyl caproate, n-hexyl butyrate và nhexyl caproategive các loại trái cây hương vị và mùi ngon miệng. Đường, có chủ yếu
trong trái cây, đáng kể nhất d-fructose, d-glucose andraffinose. Trong số các enzyme,
Chanh dây tìm thấy các loại enzyme như catalase, methylesterase pectin, và phenolase.

7

1.2. Xu hướng nghiên cứu và sản xuất nước uống lên men từ ngũ cốc và trái
cây
Nước uống lên men từ bánh mỳ là một thức uống phổ biến ở Đông Âu từ thời cổ
đại, cùng một dạng với các thức uống từ xưa dùng ngũ cốc lên men như bia (ủ từ lúa
mạch có từ Ai Cập cổ đại), bia kê (châu Phi), rượu gạo (châu Á), chicha (làm bằng ngô
hoặc sắn của thổ dân châu Mỹ). Trong văn tịch thì sử Nga năm 989 đã có nhắc đến loại
nước uống này. Đến thời Pyotr I thì đây loại rượu phổ biến được mọi tầng lớp xã hội
dùng. Sử gia người Anh William Tooke đã công du sang Nga đã ghi lại từ năm 1799.
Sang thế kỷ 19, nước uống lên men từ bánh mỳ ngày càng được ưa chuộng, từ
nhà nông cùng giới hạ lưu cho đến các tu sĩ đều dùng. Có nguồn ghi nhận rằng dân
chúng uống nước lên men từ bánh mỳ nhiều hơn nướng tinh khiết. Nước uống bánh mỳ
được sản xuất trong phạm vi gia đình nhưng cũng là thương phẩm công nghệ. Các nước
thuộc nền văn hóa Slava đều tiêu thụ loại nước uống này. Thị trường nước giải khát từ
bánh mỳ cho đến nay giá trị lên hàng trăm triệu USD.
Nước uống bánh mỳ được sản xuất từ quá trình lên men tự nhiên của bánh được
làm từ lúa mì, lúa mạch đen hoặc lúa mạch, đôi khi còn kèm theo hương vị trái cây, như
nho khô hoặc bạch dương. Nước uống bánh mỳ hiện đại làm ở nhà thì thường sử dụng
bánh mì đen hoặc lúa mạch đen, sấy khô và nướng (gọi là suhari), có bổ sung thêm
đường và trái cây (táo hoặc nho khô), và men [11].
Hiện nay, một trong những xu hướng trong lĩnh vực sản xuất đồ uống là việc sử
dụng các chất chiết xuất từ nguyên liệu thực vật trong nước, có tác dụng sinh học theo
hướng trong việc sản xuất nước uống lên men. Các nhà khoa học lưu ý rằng, chiết xuất
thực vật làm tăng khả năng thích ứng của hệ thần kinh và tuyến nội tiết, nhịp trao đổi
chất, và hoạt động của hệ thống chống oxy hóa của cơ thể sống.
Nhóm khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Bêlarut đã phát triển các
loại nước uống lên men từ bánh mỳ mới được làm giàu thêm các nguyên tố vi lượng.
Các nguyên liệu như: nước ép nam việt quất và húng tây, nước ép táo, dịch chiết quế
được bổ sung vào dịch lên men. Trên cơ sở thí nghiệm, các nhà khoa học đã kết luận
rằng, với sự bổ sung thêm dịch chiết nước trái cây, hàm lượng các nguyên tố vi lượng

như Fe, Zn, Cu, Mg tăng lên, hàm lượng vitamin C cũng tăng hơn 10 lần [6].
Các nhà khoa học của Đại học Liên bang Viễn Đông, Liên bang Nga đã sử dụng
dịch chiết từ thực vật hoang dã của vùng Viễn Đông (quả hoa hồng dại, quả cây kim
ngân, quả nam việt quất) để bổ sung vào dịch chiết bánh mỳ khi lên men. Kết quả của
sản phẩm nước giải khát là sự cải thiện các đặc tính cảm quan và làm phong phú các
thành phần chức năng, chẳng hạn như vitamin (C và A ) và các thành phần khoáng chất
(Ca và Mg) với hàm lượng đáng kể. Điều này có nghĩa là, nước uống trên có thể được
xem như là sản phẩm chức năng và có thể được khuyến nghị để điều trị và là dinh dưỡng
phòng ngừa trong bệnh tiểu đường và béo phì [6].

8


Như đã lưu ý trước đây, nước ép từ quả mọng tự nhiên thường được sử dụng
trong đồ uống lên men. Chúng không chỉ được bổ sung nhằm tăng các đặc tính cảm
quan của thành phẩm mà còn làm giàu chất chống oxy hóa, một trong những yếu tố của
việc tăng thời hạn sử dụng của đồ uống. Ví dụ, Levandovsky đã thêm nước ép việt quất
đỏ tiệt trùng vào dịch chiết bánh mỳ, sau đó trộn nó với xi-rô đường và axit citric. Kết
quả là bảo quản thành phần vitamin của nước ép việt quất đỏ và tạo độ ổn định cao khi
lưu trữ. Các loại trái cây thường có chứa đường, axit hữu cơ, nguyên tố đa lượng, vitamin
C, B, pectin, enzyme và tannin, là nguồn tăng giá trị sinh học cho nước uống lên men từ
bánh mỳ [8].
Một nhóm các nhà khoa học khác lưu ý rằng, một trong những loại nguyên liệu
có khả năng làm gia tăng thêm giá trị dinh dưỡng của nước uống bánh mỳ là vỏ kiều
mạch, do có chứa các hợp chất polyphenol như – rutin và quercithin (hyperoside và
quercitrin). Nước uống lên men từ bánh mỳ có bổ sung vỏ kiều mạch được chỉ định cho
nhóm người cần các sản phẩm có hàm lượng gluten thấp, vì nó không có trong kiều
mạch. Do đó, vỏ kiều mạch có thể được sử dụng trong sản xuất nước uống lên men làm
giảm tiêu thụ nguyên liệu chính và tăng giá trị sinh học của thức uống thành phẩm. Nước
uống lên men từ bánh mỳ sử dụng công nghệ truyền thống có thể chống chỉ định đối với

những người mắc bệnh như bệnh không dung nạp gluten. Theo quan điểm này, họ đã đề
xuất thay thế nguyên liệu (mạch nha, lúa mạch, bột lúa mạch, v.v.) để sản xuất dịch chiết
bánh mỳ cô đặc bằng chiết từ bột kiều mạch [7].
Tác dụng đối với cơ thể con người khi tiêu thụ các loại rau như bí ngô và củ cải
đường, cũng như dược liệu (húng tây, bạc hà, cam thảo,… ) được biết đến rộng rãi. Việc
bổ sung nguyên liệu này được thử nghiệm tại Đại học bang Nam Kazakhstan. Tại đây,
các nhà khoa học đã phát triển một số loại nước uống lên men từ bánh mỳ với mục đích
trị liệu, được làm giàu với các khoáng chất, caroten, betanin, vitamin C, E và D, axit
hữu cơ [5].
Ở Việt Nam, là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhu cầu tiêu
thụ nước giải khát là tất yếu. Tuy nhiên những loại nước giải khát lên men từ ngũ cốc
còn khá lạ với người tiêu dùng Việt. Ở châu Âu, những loại nước uống giải khát lên men
từ mầm lúa mạch, lúa mạch đen đã được sử dụng hàng nghìn năm nay và tác dụng giải
khát, tốt cho tiêu hóa và sức khỏe của dòng nước uống này đã được khẳng định. Trên
thị trường, năm 2018 tập đoàn TH đã nghiên cứu và sản xuất thành công thức uống TH
true MATL kế thừa những ưu điểm nghìn năm của thức uống truyền thống châu Âu và
có những điều chỉnh phù hợp với khẩu vị của khách hàng Việt Nam.
Nhằm phát triển dòng sản phẩm nước uống lên men từ ngũ cốc phù hợp với khẩu
vị của người Việt, cũng như để tăng thêm hương thơm và giá trị dinh dưỡng cho nước
uống nên chúng tôi nghiên cứu lên men thử nghiệm sản phẩm nước giải khát từ bánh
mỳ có bổ sung dịch ép chanh dây.

9


1.3. Nấm men sử dụng trong sản xuất nước uống lên men và các đặc tính
sinh lý và sinh hóa của chúng
1.3.1. Đặc điểm của nấm men [2]
Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy
chồi và phân cắt. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi, trong đất, trong nước, trong không

khí, nhất là trong môi trường có chứa đường, có pH thấp như trong lương thực, thực
phẩm, hoa quả, rau dưa, trong đất ruộng mía, đất vườn cây ăn quả.
1.3.1.1. Gốc sinh học của nấm men Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae là Eukaryota đơn bào có kích thước 5-10 µm, là một
loại nấm men được biết đến nhiều nhất có trong bánh mì nên thường gọi là men bánh
mì. Là một loại vi sinh vật thuộc chi Saccharomyces lớp Ascomycetes ngành nấm. Loài
này có thể được xem là loài nấm hữu dụng nhất trong đời sống con người từ hàng ngàn
năm trước đến nay, nó được dùng rộng rãi trong quá trình lên men bánh mì, rượu vang,
bia và các loại nước trái cây lên men. Saccharomyces cerevisiae là một trong những loài
vi sinh vật nhân chuẩn được dùng nhiều nhất.
Nấm men có hai lớp: Nấm men thật (Ascomyces) và lớp nấm men giả (Fungi
imporfecti). Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lớp nấm túi): Phần lớn nấm men dùng
trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces, giống
Endomyces và giống Schizosaccharomyces. Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm
men bất hoàn) bao gồm các giống Crytococus (toscula, tornlopsis), Mycoderma,
Eandida, Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm mốc).
1.3.1.2 Đặc điểm hình thái, sinh lí học của nấm men Saccharomyces
cerevisiae
Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân thật, tế bào nấm men thường
lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn. Nấm men có cấu tạo đơn bào, hình thái thay đổi tùy
thuộc vào từng loại, tùy điều kiện nuôi cấy và trao đổi của ống giống, do đó nấm men
có hình thái đa dạng: hình trứng, hình bầu dục, hình tròn, hình ống dài, hình quả dưa
chuột, hình thoi, hình bình hành và một số hình đặc biệt khác. Một số loài nấm men có
tế bào hình dài nối với nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty (Mycelium) hay khuẩn
ty giả (Pseudomonas mycelium). Tuy nhiên hình dạng của chúng không ổn định, phụ
thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy.
Tế bào nấm men (hình 1.3) thường có kích thước rất lớn gấp từ 5-10 lần tế bào
vi khuẩn. Kích thước trung bình: chiều dài: 9-10 µm và chiều rộng: 2-7 µm. Kích thước
tế bào nấm men thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào từng giống, từng loài và điều kiện nuôi
cấy khác nhau.

10


Hình 1.3. Tế bào nấm men S. cerevisiae.
Chồi
Sợi actin

Túi

Nhân

Lưới nội chất
Ty thể

Lipid

Thể golgi
Thành tế bào
Không bào
Màng tế bào

Hình 1.4. Cấu tạo tế bào nấm men S. cerevisiae.
Tế bào nấm men (hình 1.4) cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu
từ các phần cơ bản sau: vách tế bào, màng nguyên sinh chất, chất nguyên sinh, nhân tế

11


bào. Khi còn non, vách tế bào nấm men tương đối mỏng, tùy theo thời gian nuôi dưỡng

mà vách tế bào dày lên. Thành phần hóa học chủ yếu là glucan và mannan. Phần còn lại
là protein, lipid, đôi khi còn có poliphotphat, enzyme, sắc tố và một ít ion vô cơ, đặc biệt
vách tế bào còn chứa chitin. Màng nguyên sinh chất có chiều dày khoảng 7-8 µm cấu
tạo chủ yếu là protein, chiếm 50 % khối lượng khô, còn lại là lipit 40 % và một ít
polysaccharit. Chức năng của màng cũng giống như màng nguyên sinh chất vi khuẩn.
Chất nguyên sinh cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit và các muối khoáng,
enzyme và các cơ quan trong đó. Nhân tế bào nấm men là nhân thật, có sự phân hóa, có
kết cấu hoàn chỉnh và ổn định, có khả năng biểu hiện của tế bào tiến hóa, đó là sự phân
chia tế bào theo hình thức giản phân. Những thành phần, cơ quan con khác: không bào,
ty thể, lạp thể, riboxom… Nấm men sinh sản bằng 3 hình thức chính, đó là sinh sản bằng
cách nảy chồi; sinh sản bằng cách phân đôi; sinh sản bằng bào tử và hình thành bào tử.
Thành phần hóa học của tế bào nấm men (bảng 1.3) thay đổi khác nhau tùy theo
loài, độ tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm: nước chiếm 75-85 %, chất
khô chiếm 15-25 % (trong đó chất khoáng chiếm 2-14 % hàm lượng chất khô).
Ngoài ra các chất khoáng cũng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm
men như là phospho, lưu huỳnh, magie, sắt, kali và mangan. Phospho có trong thành
phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá
trình len men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn. Lưu huỳnh tham gia vào
thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme. Magie, mangan tham gia
vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men. Sắt tham gia vào các thành phần enzyme,
sự hô hấp và các quá trình khác. Kali chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát
triển của nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin
hóa của acid pyruvic.
Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng
mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo hai con đường cơ bản
là: thẩm thấu bị động và hấp thu chủ động.
Trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho
chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm
thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này.
Đây là con đường thẩm thấu bị động

Hấp thu chủ động khi các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập
vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa. Permaza là một
protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này
chui qua thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permaza lại tiếp tục vận chuyển
tiếp.
Nấm men cũng như các vi sinh vật khác cần oxy, hydro, cacbon, nito, phospho,
kali, magie ... để sinh trưởng và phát triển. Nguồn cacbon cung cấp là các loại đường

12


khác nhau như: saccharose, maltose, lactosem glucose ... Oxy, hydro được cung cấp cho
tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch. Nấm men ngoại bào để phân giải
protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nito ở dạng
hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin,
pepton, ure. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat ...
1.3.2. Ứng dụng của nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men [3]
1.3.2.1. Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men
Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các enzyme tương ứng
gọi là chất xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người
ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính là
lên men yếm khí (kị khí) và lên men hiếu khí.
Lên men cồn là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ
chuyển hóa đường thành ethanol và CO2. Quá trình này được chia làm hai thời kì chính
đó là thời kỳ phát triển sinh khối và thời kỳ lên men chuyển đường thành cồn và CO2.
Thời kỳ phát triển sinh khối với sự có mặt của oxy, tế bào nấm men tăng nhanh về kích
thước đồng thời phát triển sinh khối. Thời kỳ lên men chuyển đường thành cồn và CO2
nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện
xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành cồn và CO2.
Cơ chế của quá trình lên men được thể hiện ở hình 1.5.

ADP

ATP

Glucose

Pyruvic

NAD+

NDAH

Ethanol

Acetaldehyde

Hình 1.5. Cơ chế lên men ethanol của tế bào nấm men.
1.3.2.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
Trong sản xuất, ngoài việc lựa chọn chủng nấm men người ta còn phải nghiên
cứu các điều kiện phù hợp nhất để đạt hiệu suất lên men cao. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình lên men gồm: oxy, nồng độ đường, nhiệt độ, pH môi trường, nồng độ rượu và
CO2, số lượng tế bào nấm men.

13


Oxy là thành phần quan trọng trong giai đoạn phát triển sinh khối của tế bào nấm
men. Tuy nhiên nó là nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm trong công đoạn tiếp theo.
Lên men etanol là một quá trình lên men yếm khí, nhưng lên men trong giai đoạn đầu
cần phải cung cấp oxy cho dịch lên men để nấm men sinh trưởng và phát triển (tăng sinh

khối). Nhưng oxy chỉ cần thiết ở giai đoạn đầu, khi dịch lên men đã đạt đủ số lượng tế
bào nấm men, thì ngăn chặn dịch lên men tiếp xúc với oxy để nấm men tiến hành quá
trình lên men chuyển hóa đường thành cồn và CO2.
Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là maltose và
saccharose. Trong dịch lên men ngoài đường, phải bổ sung thêm một số thức ăn cần
thiết cho nấm men như các muối amon, các muối photphat và đạm như ure. Nồng độ
đường thích hợp từ 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 thì nồng độ
đường nằm ở khoảng 30-35 % thì lên men bị đình chỉ.
Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men, cụ thể là nấm
men Saccharomyces cerevisiae chúng ta sử dụng trong quá trình lên men nước uống.
Lên men nước trái cây tối ưu ở nhiệt độ 28-30 oC, ở nhiệt độ 50 oC trở lên và dưới 0 oC
thì nấm men không hoạt động. Trong thực tế người ta có thể lên men ở nhiệt độ trong
khoảng 4-28 oC tùy theo mục đích sản phẩm cuối cùng.
pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men nước trái cây. Nấm men có thể
phát triển trong môi trường pH từ 2-8 nhưng tối ưu ở pH 4-4,5. Vi khuẩn bắt đầu phát
triển ở pH = 4,2 và cao hơn, khi thấp hơn mức pH này thì chỉ có nấm men mới có thể
phát triển được. Vì thế trong quá trình lên men thì nên điều chỉnh pH < 4,5. Khi pH = 8
thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH = 3,8 nấm
men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển.
Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men, người ta thường bổ
sung vào môi trường lên men một loại axit không gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm
men. Thực tế người ta sử dụng axit citric và NaHCO3 để điều chỉnh pH.
Cồn và CO2 có tác dụng kìm hãm sự sinh trưởng và khả năng lên men của nấm
men. Sự sinh trưởng của nấm men bị kìm hãm khi nồng độ cồn trong môi trường lên
men là 1 %, từ 4-6 % có ảnh hưởng xấu. Đa số nấm men sinh trưởng được ở môi trường
có nồng độ cồn là 12-14 %, chỉ có một số ít lên men được ở nồng độ cồn cao từ 17-20
%. Khí CO2 ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men
luôn chuyển động, kéo dài trạng thái lơ lửng của tế bào nấm men nên có thể làm tăng
quá trình lên men.

Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình
lên men. Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men diễn ra
hiệu quả và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt. 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

14


môi trường dịch lên men không đủ dinh dưỡng cho nấm men phát triển, tế bào nấm men
sẽ dần chết và làm cho sản phẩm có mùi lạ, đồng thời cũng làm phí một lượng nấm men
đáng kể. Vì vậy, khảo sát những yếu tố trên để đưa ra tham số thích hợp cho quá trình
sản xuất nước uống lên men là rất quan trọng.
1.3.2.3. Ứng dụng Saccharomyces cerevisiae trong lên men sản xuất sản
phẩm thực phẩm
Quá trình lên men ethanol được xúc tác bởi phức hợp enzyme của tế bào nấm
men. Để xúc tác cho quá trình này cần có sự tham gia của 12 enzyme, 02 coenzyme, hai
phức hữu cơ và hai phức vô cơ. Zimase là một trong những enzyme quan trọng nhất của
nấm men, dưới tác dụng của nó hexose được chuyển thành rượu ethanol và carbon
dioxide.
Trong tế bào nấm men, còn tồn tại những enzyme không tham gia vào quá trình
lên men và hô hấp. Trong số đó có các enzyme nội bào - endoenzyme (maltase, oxidase,
isomerase, dehydrogenase, v.v.) và ngoại bào - exoenzyme (amylase, esterase, v.v.).
Một trong những nhóm enzyme quan trọng của tế bào nấm men là enzyme thủy phân
protein. Hệ enzyme oxy hóa khử của nấm men là cytochromes, theo cấu trúc gọi là
porphyrin. Cytochromes có vai trò vận chuyển electron từ dehydrogenase đến oxy.
Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất thường sử dụng chủng nấm men kỵ
khí tuỳ tiện Saccharomyces cerevisiae, chúng có khả năng lên men glucose, sucrose,
maltose, raffinose. Các tế bào nấm men sau khi nuôi cấy trong 24 giờ ở nhiệt độ 25-30
°C trong dịch chiết bánh mỳ có kích thước 6,5-7,5 x 5-7 µm. Khi các nấm men này được
sử dụng cùng với vi khuẩn lactic, có tới 0,04 % ethyl acetate tích tụ trong môi trường

lên men giúp cải thiện mùi thơm và hương vị của nước uống lên men thành phẩm. Ethyl
acetate và diacetyl khi được sử dụng trong sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ làm
tốc độ lên men tạo thành rượu thấp hơn đáng kể so với trong quá trình lên men làm bánh
mỳ, vì men rượu có khả năng thích nghi cao hơn với dịch chiết bánh mỳ.
Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong
dịch lên men. Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit,
tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho sản phẩm có mùi vị đặc
trưng riêng biệt. Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces
cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.
Ngoài ra Saccharomyces cerevisiae còn được sử dụng phổ biến ở các dòng sản phẩm
lên men khác như: lên men bánh mì, sản xuất bia, sản xuất rượu vang và sampanh.
Sự tự phân hủy của nấm men dẫn đến sự tích tụ các sản phẩm thơm trong nước
uống lên men acetaldehyde, este và các loại khác. Ưu điểm của việc sử dụng nấm men
là khả năng tích lũy tới 0,04 % ethyl acetate trong môi trường lên men, giúp cải thiện
hương vị và mùi thơm của thức uống, cũng như tăng tính ổn định của nước giải khát
trong suốt quá trình bảo quản.

15


Trong quy trình sản xuất bánh mì, nấm men đóng vai trò quyết định đến chất
lượng bánh mì. S. cerevisiae chuyển hóa đường trong bột mì thành cồn và CO2. CO2 là
tác nhân làm nở bánh mì, CO2 tạo thành được giữ trong các mạng gluten của bột mì.
Đây là nguyên nhân làm bánh mì nở và có độ xốp.
Bia là một loại thức uống giải khát phổ biến hiện nay, có độ cồn nhẹ từ 4-5 %,
có vị đắng dễ chịu của hoa hublon. Người ta sử dụng S. cerevisiae dạng biến chủng để
lên men bia. Quá trình lên men gồm lên men chính và lên men phụ. Lên men chính được
thực hiện ở nhiệt độ cao, dịch đường ban đầu thường có nồng độ từ 9-12 %, sau lên men
thì còn khoảng 2-3 %. Giai đoạn lên men phụ được thực hiện ở 0-5 oC. Ở nhiệt độ lạnh
CO2 được giữ lại làm cho bia trong hơn.

Rượu vang theo nghĩa hẹp là từ dùng chỉ rượu được lên men từ dịch ép của trái
nho, nhưng ngày nay rượu được lên men từ các dịch quả như táo, dâu, mận... cũng được
gọi là rượu vang kèm tên của dịch trái cây. Quá trình lên men rượu vang gồm lên men
chính và lên men thứ cấp. Giai đoạn lên men chính là dùng dịch ép quả để lên men thành
rượu, độ cồn từ 12-15 %, sau đó chuyển sang giai đoạn ủ làm cho protein, pectin, tanin
lắng xuống làm rượu vang trong hơn. Giai đoạn lên men thứ cấp (giai đoạn ủ) thường
từ 3-4 tháng đối với rượu vang, đối với sampanh thường ủ hàng năm. Trong giai đoạn
này sẽ tích tụ chất thơm và CO2.
Ngoài những ứng dụng trong sản phẩm truyền thống trên, sản xuất nước uống lên
men từ ngũ cốc có sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae là một trong những xu
hướng được quan tâm. Nước uống lên men bánh mỳ truyền thống là sản phẩm của quá
trình lên men rượu được thực hiện bởi nấm men. Quá trình lên men rượu là do hoạt động
của nấm men, kèm theo đó là sự giải phóng CO2 và sự tích tụ một lượng nhỏ rượu. Trong
quá trình lên men, hình thành mùi thơm và hương vị đặc trưng, kèm theo CO2 tích tụ
trong dịch chiết. Đối với quá trình lên men nước uống từ bánh mỳ, có nhiều loại chủng
nấm men khác nhau được sử dụng, tuy nhiên đối với mỗi chủng cần có những yêu cầu
nghiêm ngặt như: nấm men phải có hiệu suất lên men cao, khả năng tự phân hủy, khả
năng keo tụ tốt và đảm bảo sản phẩm đồ uống tạo thành với hương vị dễ chịu. Để lên
men đồ uống từ bánh mỳ, nấm men đưa vào sản xuất cần sử dụng loại nấm men khô và
thuần chủng.

16


CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Để xây dựng quy trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ trái cây trong khuôn
khổ của đề tài sử dụng những nguyên liệu sau:
- Bánh mỳ đen được mua ở siêu thị Lotte;
- Chanh dây tươi Đà Lạt được ép lọc lấy dịch;

- Nấm men khô Saccharomyces cerevisiae của thương hiệu Mauripan Việt Nam;
- Đường vàng khoáng chất thương hiệu Biên Hoà.
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật & Kinh tế biển
Trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu và Phòng thí nghiệm Trường Cao đẳng Kỹ thuật
Công nghệ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu từ tháng 03/2018-06/2019
2.3. Bố trí thí nghiệm
Để khảo sát các chỉ tiêu hoá lý và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước giải
khát từ bánh mỳ chanh dây trước khi tiến hành lên men nhóm nghiên cứu đã bố trí sơ
đồ thí nghiệm ở hình 2.1.
2.3.1. Xác định chỉ tiêu hóa lý: oBx, pH, acid tổng, độ nhớt
Mục đích: khảo sát sự thay đổi tính chất của nguyên liệu đầu vào.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là
nồng độ chất khô tan (hoặc pH, acid tổng, độ nhớt), thí nghiệm được lặp lại 3 lần, mỗi
nghiệm thức làm song song 3 mẫu.
2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến chất lượng sản
phẩm
Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ cồn và hàm
lượng ester tạo thành sau lên men.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là
nồng độ chất khô tan, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.
Nhân tố cố định:
- Thời gian lên men: 24 giờ;
- pH= 4,2;
- Lượng S.cerevisiae bổ sung: 2,0 g/l nấm men khô với mật độ là 2.106 tế bào/ml.
Nhân tố khảo sát:

17

- Nồng độ chất khô tan: 14 oBx, 18 oBx, 22 oBx, 26 oBx.
Xác định: nồng độ cồn (%V), lượng ester (mg/l)

Bánh mỳ đen

Nướng 170 oC, 10 phút

Ngâm trong nước
nóng, (78 ± 2 °C,

Bã

3giờ)

Dịch chanh
dây

Dịch chiết

Điều chỉnh dịch
lên men

Nấm men khô

Cặn

Xác định chỉ tiêu hóa lý:
Bx, pH, acid tổng, độ nhớt

Khảo sát sự ảnh hưởng của

nồng độ chất khô tan: 14
o
o
o
o
Bx, 18 Bx, 22 Bx, 26 Bx

Lên men

Khảo sát ảnh hưởng của
pH: 3,6; 3,8; 4,0; 4,2

Lắng lọc

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ
giống: 1 g, 2 g, 3 g, 4g

Chiết rót, tàng
trữ

Đánh giá chất
lượng sản phẩm

o

Khảo sát sự ảnh hưởng của
thời gian lên men: 24 giờ, 48
giờ, 72 giờ, 96 giờ

Sản phẩm

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.

18


2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm
Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến nồng độ cồn còn lại, độ cồn
và hàm lượng ester.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là
pH, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.
Nhân tố cố định:
- Thời gian lên men: 24 giờ;
- Nồng độ chất khô tan: kết quả từ 2.3.2;
- Lượng nấm men S. cerevisiae bổ sung: 2 g/l nấm men khô với mật độ là 2.106
tế bào/ml.
Nhân tố khảo sát: pH
Điều chỉnh pH ở: 3,8; 4,0; 4,2; 4,4.
Xác định: nồng độ cồn (%V), lượng ester (mg/l)
2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến chất lượng sản phẩm
Mục đích: khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ giống đến độ cồn và hàm lượng ester.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là
tỷ lệ nấm men, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.
Nhân tố cố định:
- Thời gian lên men: 24 giờ;
- Nồng độ chất khô tan: kết quả từ 2.3.1;
- pH: kết quả từ 2.3.3;
Nhân tố khảo sát:
- Tỷ lệ nấm men S. cerevisiae bổ sung: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 g/l với mật độ 1.106,
2.106, 3.106 tế bào/ml.

Xác định: nồng độ cồn (%V), lượng ester (mg/l)
2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng sản phẩm
Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ chất khô tan
còn lại, độ cồn, hàm lượng ester, pH và tính chất cảm quan của sản phẩm.
Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là
thời gian lên men, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.
Nhân tố cố định:
- Nồng độ chất khô tan: kết quả từ 2.3.2;

19