TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI NƯỚC GIẢI KHÁT BỔ SUNG VI CHẤT hcmute

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM


ĐỀ TÀI: TÌM

HIỂU VỀ CÁC LOẠI NƯỚC GIẢI KHÁT
BỔ SUNG VI CHẤT

MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RAU QUẢ VÀ NƯỚC GIẢI
KHÁT

GVHD: ThS. Đặng Thị Ngọc Dung
Lớp Thứ 5 tiết 1-2


TP HCM, ngày 28, tháng 11, năm 2018

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Thành viên thực hiện đề tài:

1. Nguyễn Vương Thảo Nguyên

MSSV: 16116159

2. Nguyễn Thị Mai Nương

MSSV: 16116164

3. Nguyễn Thành Nghĩa

MSSV: 16116155

4. Trần Lê Tri

MSSV: 16116186

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN:

KÝ XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN:

TP HCM, NGÀY …, THÁNG…., NĂM 2018


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu.....................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................2
5. Kết cấu bài báo cáo......................................................................................2
NỘI DUNG....................................................................................... 3
1. Tổng quan về nước giải khát........................................................................3
1.1 Khái niệm...............................................................................................3
1.2 Phân loại.................................................................................................3
1.3 Nguyên liệu sản xuất nước giải khát......................................................3
2. Nước giải khát bổ sung vi chất...................................................................22
2.1 Nước gải khát bổ sung khoáng..............................................................22
2.2 Nước giải khát bổ sung vitamin...........................................................39
3. Tình hình phát triển trên thị trường............................................................43

KẾT LUẬN....................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................47


Danh mục hình
Hình 1. Cấu tạo bể lắng trọng lực..........................................................................6
Hình 2. Cấu tạo bể lằng cát....................................................................................7
Hình 3. Cấu tạo thiết bị lọc tinh.............................................................................8
Hình 4. Cấu tạo thiết bị nấu syrup.........................................................................9
Hình 5. Thiết bị nấu syrup thực tế..........................................................................9
Hình 6. Cấu tạo máy lọc khung bản.....................................................................10
Hình 7. Máy lọc khung bản thực tế......................................................................10
Hình 8. Cấu tạo thiết bị lọc khung.......................................................................11
Hình 9. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm thực tế..................................................11
Hình 10. Cấu tạo thiết bị làm lạnh syrup.............................................................12
Hình 11. Quy trình sản xuất nước điện giải.........................................................30
Hình 12. Một số sản phẩm nước điện giải trên thị trường...................................30
Hình 13. Các sản phẩm nước uống thể thao........................................................39
Hình 14. Thị trường bia Việt Nam năm 2015......................................................45

Danh mục bảng
Bảng 1. Đặc điểm hàng hóa điển hình cho carbon dioxide (đặc điểm giới hạn
CGA / EIGA).......................................................................................................19
Bảng 2. Nồng độ gần đúng, tính bằng mmol / l, của các chất điện giải chủ yếu có
trong mồ hôi, huyết tương và nước trong tế bào (trong các tế bào cơ) ở người [40].
..............................................................................................................................32
Bảng 3. Hàm lượng nước trong các mô bào ở cơ thể nam giới với cân nặng trung
bình 75 kg[43].........................................................................................................33
Bảng 4. Sự phân bố lượng nước trong cơ thể giữa các khoang chứa dịch cơ thể ở
nam giới trưởng thành[43]......................................................................................34

Bảng 5. Giá trị sản xuất và tốc độ tăng trưởng của ngành Bia – Rượu – NGK giai
đoạn 2001 – 2011[71].............................................................................................44


LỜI MỞ ĐẦU
1.

Lý do chọn đề tài
Không phải tự nhiên người ta nói nước là phần không thể thiếu trong cuộc

sống của mỗi con người. Nước có vai trò vô cùng đặc biệt với cơ thể, một người
bình thường có thể nhịn ăn được cả tháng, nhưng không thể nhịn uống nước
trong vài ngày. Nước chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể, 65-75% trọng
lượng cơ, 50% trọng lượng mỡ, 50% trọng lượng xương. Nước là dung môi quan
trọng để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng. Nhờ
nước tất cả các chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể, sau đó được chuyển vào
máu dưới dạng dung dịch nước. Trong điều kiện bình thường, cơ thể cần khoảng
40ml nước/kg cân nặng, trung bình 2-2,5 lít nước/ngày để hoạt động bình
thường. Cơ thể sẽ có dấu hiệu chống đối nếu lượng nước cung cấp không đủ,
cảm giác khát nước hoặc màu của nước tiểu bất thường dẫn đến chóng mặt sinh
ảo giác. Duy trì cho cơ thể luôn ở trạng thái cân bằng nước là yếu tố quan trọng
bảo đảm sức khỏe của mỗi người.
Ngày nay cùng với tốc độ hoá đô thị và công nghiệp hoá đất nước, uống nước
thôi chưa đủ, người ta cần sự mới lạ, vị ngon, hấp dẫn và cung cấp thêm chất
dinh dưỡng. Vì nghành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng
trong nền kinh tế quốc dân và vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ
uống.
Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới, thời tiết nóng khô nên có ưu

điểm là thị trường giải khát lớn. Thức uống là một trong những nhu cầu cơ bản
của con người. Với sức nóng của những ngày hè oi bức như hiện nay thì nhu cầu
giải khát cũng là một trong những mục tiêu luôn được ưu tiên.. Thế nhưng, nước
giải khát thế nào là “chất lượng”, vừa giải khát vừa có bổ sung các vi chất dinh
dưỡng, bài tiểu luận “Tìm hiểu về một số loại đồ uống có bổ sung vi chất” của
nhóm chúng tôi sẽ trả lời câu hỏi trên.
1


2. Mục tiêu nghiên cứu
Qua bài tiểu luận này, chúng em có cơ hội tìm hiểu sâu hơn về các sản phẩm
nước giải khát nói chung và các sản phẩm nước giải khát bổ sung vi chất nói
riêng cũng như sự đóng góp xây dựng của nước giải khát đối với cơ thể, ứng
dụng đưa vi chất vào nước giải khát. Đồng thời củng cố lại kiến thức của bản
thân để có một sức khỏe tốt hơn, đóng góp một phần nào đó vào sự nghiệp phát
triển của đất nước Việt Nam.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nội dung bài tiểu luận chỉ giới thiệu về nước gải khát và một số loại nước gải
khát bổ sung vi chất. Vì thế phần chủ yếu của bài tiểu luận được dành để trình
bày những vấn đề sau:
 Tổng quan về nước giải khát.
 Giới thiệu sơ lược vê các loại nước gải khát bổ sung khoáng và vitamin.
 Tình hình phát triển của các loại nước gải khát.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp so sánh.
Phương pháp phân tích.
Phương pháp tổng hợp.
5. Kết cấu bài báo cáo
Ngoài phần mở đâu, kết luận và tài liệu tham khảo đề tài bao gồm:
Phần nội dung

2


NỘI DUNG
1. Tổng quan về nước giải khát.
1.1Khái niệm
Từ ‘nước giải khát’ được dùng để chỉ các thức uống đóng chai được sản xuất
từ nguyên liệu chính là nước, được dùng để uống trực tiếp, có thể chứa khoáng
chất, các vitamin, hương liệu,… và có thể có hay không có carbon dioxit (CO2).
Nước ngọt là một loại nước giải khát có chứa đường cùng các phụ gia tạo hương,
màu… làm nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm với mục đích là giải khát, cung
cấp năng lượng cho cơ thể.[1]
1.2 Phân loại
Theo thành phần của sản phẩm, người ta chia NGK theo các nhóm:
 NGK có gas hay nước ngọt pha chế có bão hoà khí CO2 như: coca, saxi,…
 NGK không gas: sản phẩm không chứa CO 2 như nước trái cây, nước tăng
lực,…
 Nước khoáng, nước tinh khiết. Các loại nước đóng chai có thể chứa
khoáng chất và CO2 tự nhiên hay bổ sung.
 NGK có nguyên liệu là cồn thực phẩm. Lượng cồn có được có thể do tự
lên men từ dịch đường, tinh bột hay bổ sung từ cồn thực phẩm
1.3 Nguyên liệu sản xuất nước giải khát
1.3.1

Nước

1.3.1.1

Thành phần của nước

Nước được xem là nguyên liệu trong công nghệ sản xuất nước uống do hàm
lượng nước chiểm một tỉ lệ rất cao so với các thành phần khác trong sản phẩm.
Một loại nước giải khát có gas có thể chứa khoảng 87- 92% nước, trong khi sản
phẩm nước đóng chai có thể là 100% nước suối tự nhiên nguyên chất. Như vậy,
3


chất lượng của nước được sử dụng trong đồ uống có tác động quan trọng đến
hương vị của thức uống, sự xuất hiện của nó, và sự ổn định vật lý và vi sinh vật
của nó trên các kệ trong cửa hàng.[1]
Những yếu tố bất lợi của nước ảnh hưởng đến chất lượng nước giải khát:
- Chất lơ lững: Nước thô thường chứa chất keo lơ lửng và các hạt hữu cơ.
Những thứ này không chỉ có thể gây ra độ đục, có thể cung cấp môi trường sinh
sống của vi sinh vật. Những "nơi ẩn náu" như vậy có thể bảo vệ các vi sinh vật
khỏi quá trình khử trùng trong xử lý nước.
- Thành phần hóa học: Một số hợp chất nhất định như sắt, clorua và sulfat ở
nồng độ rất thấp cũng có thể ảnh hưởng mùi vị của nước giải khát. Nước thô
cũng có thể vô tình chứa các hợp chất hữu cơ nguy hại cho sức khỏe, như
trihalomethane (THM) hoặc thuốc trừ sâu dư.
- Vi sinh vật|: tiêu chuẩn của WHO giới hạn mức vi sinh vật không gây
bệnh trong nước. Mặc dù những vi sinh vật này không phải là yếu tố gây hư
hỏng chính nhưng phải nằm trong giới hạn an toàn. Do đó, các nhà sản xuất nước
giải khác phải giải quyết bằng cách khử trùng trong quá trình xử lý nước.
- Sự biến đổi chất lượng nguồn nước: Nguồn nước bị ảnh hưởng bới các
điều kiện thời tiết (mùa) và các diễn biến không đoán trước được của tự nhiên.[3]
Thành phần hóa học của nước nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến tính chất cảm
quan và độ bền hóa lý của các sản phẩm nước uống.
Hiện nay, chúng ta có ba nguồn nước đang được khai thác để sản xuất:
+ Nguồn nước bề mặt: được lấy từ sông, suối, hồ,..Tại việt Nam và các nước

đang phát triển, nước bề mặt hiện nay bị ô nhiễm khá nặng, chủ yếu là do các
hoạt động sản xuất công nghiệp.

4


+ Nguồn nước ngầm: do mưa ngấm vào lòng đất tạo nên. Thông thường nước
ngầm có chất lượng rất tốt. Tuy nhiên việc sử dụng thuốc trừ sâu tron g sản xuất
nông nghiệp đã làm tăng mức độ ô nhiễm nguồn nước ngầm.
+ Nguồn nước do thành phố cung cấp:ở nước ta chất lượng nước do thành
phố cung cấp đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt hàng ngày. Hiện nay, tại
một số thành phố thuộc các nước công nghiệp phát triển, nguồn nước do thành
phố cung cấp đạt chất lượng rất tốt và đạt tiêu chuẩn nước uống.[1]
Nước còn phụ thuộc vào thành phần các lớp đất mà nước đi qua. Đặt biệt acid
carbonic có dư trong các lớp đất, nó hoà tan các carbonat kiềm thổ và những
carbonat khác và hình thành bicarbonat. Ngoài Ca(HCO 3)2, MgSO4, Na2SO4,
Na2SO3 và K2CO3 nước còn chứa một lượng nhỏ MgCO3, chất này hoà tan yếu,
CaCO3 và FeCO3 khó hoà tan và các muối aluminat, silicat, phosphat, nitrat,
nitrit, NH3. Qua đó ta nhận thấy rằng nước thiên nhiên chứa rất nhiều các muối
hoà tan ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là những cation Ca 2+, H+, Na+, K+, Fe2+,
Mn2+, và Al3+ và các anion OH-, HCO3-, Cl-, SO42- , NO2-, NO3-, SiO32- và PO43- .
Muối của Ca2+ và Mg2+ là nguyên nhân gây ra độ cứng của nước. [4]
Thiết kế nhà máy xử lý nước và mức độ công nghệ liên quan nên dựa trên
một số cân nhắc quan trọng về chất lượng nước thô cung cấp cho nhà sản xuất
nước giải khát:
- Tính nhất quán về chất lượng
- Các mức tiêu chuẩn của các yếu tố bất lợi (ví dụ: độ kiềm, vi sinh, chất lơ
lửng, khoáng chất hòa tan, dư lượng chất khử trùng, v.v ...)
- Bảo vệ khỏi ô nhiễm bên ngoài tại nguồn cũng như trong suốt quá trình
phân phối

- Các biến đổi theo mùa trong thành phần và nguồn gốc của nguồn nước[3]
1.3.1.2

Các thiết bị xử lý nước

a. Bể lắng
5


Loe hình
phễu

Hình 1. Cấu tạo bể lắng trọng lực
Cấu tạo: Bể lắng thường có dạng hình nón có 2 lớp vỏ bằng thép hoặc
bêtông.
Nguyên lý hoạt động: Nước cần xử lý theo máng chảy vào ống trung tâm
(kết thúc ở loe hình phễu). Sau khi ra khỏi ống trung tâm nước va vào tấm chắn
và thay đổi hướng đứng sang hướng ngang rồi dâng lên theo thân bể.Nước đã
lắng trong tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể ra ngoài.khi nước dâng
lên theo thân bể thì cặn thực hiện một chu trình ngược lại[5].
b. Lọc cát
Cấu tạo: Các bồn lọc cát được chế tạo bằng sắt thép, có tráng men, dạng hình
trụ, nắp hình vòm để thu gom không khí.
Khoảng 2/3 bồn chứa các lớp sỏi cát, gồm 4 đến 6 lớp có kích thước lớp sỏi
lớn ở dưới và nhỏ dần phía trên. Lớp cuối cùng là cát nhuyễn ( 1/3 bồn ) các hạt
sỏi thường phải cứng, tròn cạnh.

6

Trong bồn các ống gom nước lọc được nằm ở dáy bồn cùng ống sục khí nằm
giữa lớp cát.

Hình 2. Cấu tạo bể lằng cát
Nguyên lý hoạt động: Nước được bơm vào bể lọc đi qua các lớp cát từ trên
xuống. Lớp cát này sẽ giữ lại các cặn và vi khuẩn. Nước tiếp tục chảy vào các
ống ổ cuối và được thu lại[6].
c. Lọc than
Cấu tạo: Bồn lọc than có cấu tạo tương tự như bồn lọc cát tuy nhiên lớp trên
cùng là than hoạt tính thay cho lớp cát.
Nguyên lý hoạt động: Dựa trên 2 cơ chế lọc nước cơ bản của than hoạt tính.
- Lọc cơ học vật lý: Giúp loại bỏ các hạt, tạp chất bẩn trong nước khi đi qua
lõi lọc nhờ các lỗ nhỏ li ti trong cấu trúc than.
- Lọc hút bám: Bề mặt phân tử than sẽ thu hút các chất hóa học, tạp chất
hòa tan trong nước và giữ chúng nằm lại bên trong lõi lọc. Với đặc tính “không
hút nước” nhưng “hấp thụ dầu mỡ”, than hoạt tính có tác dụng mạnh với rất
nhiều loại hóa chất chứa Clo, Benzen hay các hóa chất công nghiệp hòa tan trong
nước[7].
d. Lọc tinh

7


Cấu tạo: Thiết bị hình trụ với đáy và nắp hình cầu được chế tạo bằng thép
không rỉ, bên trong có các cột lọc hình ống được sếp song song nhau theo
phương thẳng đứng và gắn trên tấm đỡ. Các ống lọc làm bằng sợi coton hay
polyme, đường kính 0,1 – 0,5m.

Giá đỡ
Các

cột
lọc
hình
ống

Hình 3. Cấu tạo thiết bị lọc tinh.
Nguyên lý hoạt động: Nước được bơm vào thiết bị với một áp lực nhất định
dưới áp lực này nước sẽ đi qua màng lọc, các cấu tử lớn hơn kích thước lỗ lọc có
trong nước sẽ bị giữ lại trên màng lọc. Sau một thời gian hoạt động lớp bã lọc sẽ
dày lên ta tiến hành rửa bã[8].
1.3.2

Chất tạo vị ngọt

Nguồn gốc truyền thống của vị ngọt là carbohydrate , chủ yếu là sucrose hoặc
syrup fructose cao (HFCS). Syrup glucose , thường chứa một loạt các
carbohydrate có trọng lượng phân tử khác nhau, được sử dụng trong đồ uống
năng lượng trong đó mức độ ngọt thấp hơn là cần thiết cho một mức độ bổ sung
carbohydrate nhất định. Một thức uống điển hình sẽ chứa khoảng 10-12,5% w / v
sucrose hoặc HFCS. Chất tạo ngọt thay thế cũng được sử dụng rộng rãi. Tùy
thuộc vào chất đặc biệt, chúng có thể cung cấp tới 500 lần độ ngọt so với sucrose
trên mỗi đơn vị trọng lượng. Vì mối quan tâm trên toàn thế giới về lượng calo
8


quá mức và các bệnh liên quan đến bệnh béo phì và tiểu đường, chất tạo ngọt
mạnh ngày càng được sử dụng để cung cấp tất cả hoặc một phần của vị ngọt
trong đồ uống[3].
Các chất tạo ngọt mạnh được sử dụng rộng rãi nhất bao gồm các chất tổng
hợp saccharin , cyclamates , aspartame , acesulfame K và sucralose . Một chất

tạo ngọt tự nhiên được chiết xuất từ lá của cây Stevia rebaudiana và được bán
trên thị trường là Stevia, hiện nay được cho phép rộng rãi.
1.3.2.1

Thiết bị nấu syrup

Cấu tạo: Thiết bị có dạng hình trụ, đáy cầu và được chế tạo bằng thép không
rỉ. xung quanh phần thân dưới và đáy của thiết bị là phần vỏ áo (2) .

Hình 4. Cấu tạo thiết bị nấu syrup.

Hình 5. Thiết bị nấu syrup thực tế

Nguyên lý hoạt động: Người ta sẽ cho hơi vào phần vỏ áo này để gia nhiệt.
Đường saccharose sẽ được nạp vào qua cửa (5) nằm trên nắp thiết bị. bên trong
thiết bị có cánh khuấy (4) để đảo trộn hổn hợp. cánh khuấy được nối với motor
9


(3) nằm phía trên nắp thiết bị. sản phẩm sẽ được tháo ra ngoài thông qua cửa (6)
nằm trên mặt đáy. Thể tích sử dụng của thiết bị thường là 75%[9].
1.3.2.2

Thiết bị lọc khung bản

Cấu tạo: Gồm có hệ thống bảng nhựa có những tấm vải lọc, thiết bị bơm,
khay hứng, trục vít. Ngoài ra còn có thùng chứa, hệ thống dây dẫn …

Hình 6. Cấu tạo máy lọc khung bản.

Hình 7. Máy lọc khung bản thực tế.
Nguyên lý hoạt động : Nguyên liệu được đưa từ thùng chứa sang thiết bị lọc
nhờ hệ thống bơm. Dựa trên lực ép của trục vít, những tấm bản sẽ có áp lực và
phần nước trong sẽ đi qua các khe hở trên tấm vải lọc. Phần bã sẽ được giữ lại ở
phía trong. Phần nguyên liệu sau khi đi qua tấm vải lọc sẽ được chuyển đến
thùng chứa.
1.3.2.3 Làm lạnh syrup

10


Cấu tạo : Gồm nhiều tấm kim loại mỏng được làm kín bởi các gioăng cao su
(hoặc hàn kín bằng mối hàn hợp kim) giúp ngăn hai dòng lưu chất nóng và lạnh.
Gioăng cao su

Hình 8. Cấu tạo thiết bị lọc khung.

Hình 9. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm thực tế.
Nguyên lý làm việc: Hai dòng lưu chất nóng và lạnh chảy xen kẽ với nhau
giữa các tấm. Các tấm này được dập rãnh để tạo nên dòng chảy rối. ( hình 10)[10]

11


Hình 10. Cấu tạo thiết bị làm lạnh syrup.
1.3.3

Chất tạo vị chua

Nước giải khát thường được xây dựng để cung cấp cho người tiêu dùng với

một số hương vị của trái cây, đặc biệt là cam hoặc chanh, hoặc hương vị thảo
mộc như trong một thức uống cola. Hương vị cơ bản sẽ là sự pha trộn cân bằng
giữa vị ngọt và hương vị và màu sắc được thêm vào để đáp ứng các đặc tính sản
phẩm cần thiết. Các thành phần như chất bảo quản và chất chống oxy hóa có thể
được thêm vào để nâng cao chất lượng giữ hương vị của sản phẩm. Các thành
phần được sử dụng rộng rãi khác được mô tả dưới đây.
Để cung cấp độ chua hoặc độ sắc nét của đồ uống, các axit hữu cơ như axit
citric hoặc axit malic được sử dụng. Axit citric thường là thành phần được ưu
tiên trong các loại đồ uống có hương vị trái cây vì nó thường có sẵn với chi phí
thấp hơn so với các loại thay thế. Trong đồ uống có gas, axit photphoric thường
được sử dụng. Tỷ lệ giữa vị ngọt và độ sắc nét xác định đặc tính hương vị cơ bản
của sản phẩm. Khi sản phẩm có gas được xây dựng, nó là bình thường để giảm
nhẹ mức độ axit bổ sung so với mức mà sẽ được sử dụng trong một thức uống
không gas. Điều này là để nhận ra rằng khí carbon dioxide được hòa tan trong
nước thì axit cacbonic được hình thành trong trạng thái cân bằng với CO 2 và góp
phần vào tính axit và độ sắc nét của hương vị. Sản phẩm phải được xây dựng để

12


có giá trị pH nhỏ hơn 4.0 để tránh nguy cơ vi sinh vật gây bệnh có mặt mặc dù
việc bổ sung CO 2 thực tế đảm bảo mức độ pH này sẽ không được vượt quá[11].
Một loạt các hương vị và chất tạo màu có sẵn được phép để sử dụng trong các
sản phẩm đồ uống. Hương liệu thường là một dung dịch của các chất thơm từ các
nguồn tự nhiên hoặc tổng hợp hòa tan trong dung môi được phép, thường là
ethanol. Các dung môi thay thế có thể được sử dụng phải tuân thủ các nhu cầu
văn hóa hoặc tôn giáo. Khi một thức uống có ga được pha chế, lượng hương liệu
được sử dụng, thường khoảng 0,1% w/v, có thể cần được điều chỉnh để tính toán
hiệu ứng bay hơi tiềm tàng của khí CO 2 khi sản phẩm được phục vụ[12].
1.3.4

Chất màu

Màu được sử dụng ngày càng tăng từ các nguồn tự nhiên. Carotenoids ,
anthocyanins và caramels được sử dụng rộng rãi nhất. Thuốc nhuộm azo thực
phẩm tổng hợp cụ thể cũng được cho phép và sử dụng rộng rãi. Mặc dù tình
trạng cho phép của họ, một số chất tạo màu tổng hợp được tuyên bố là có liên
quan đến hiếu động thái quá ở trẻ em và nhiều nhà bán lẻ lớn bây giờ từ chối bán
đồ uống có chứa chúng. Các chất chống oxy hóa như axit ascorbic (vitamin C)
thường được thêm vào để cải thiện sự ổn định về màu sắc và hương vị[11].
1.3.5

Chất tạo hương

Chất hương là những cấu tử dể bay hơi và có thể nhận biết bới khứu giác của
con người. Trong công nghệ thực phẩm nói chung và sản xuất nước uống nói
riêng, mùi luôn được xem là mọt chỉ tiêu quan trọng. Rất nhiều loại thực phẩm
có mùi đặc trưng. Tổng hàm lượng các cấu tử dể bay hơi và tạo mùi rong thực
phẩm thường rất thấp, trung bình khoảng 10-15mg/kg. Mùi của thực phẩm dó
nhiều cấu tử bay hơi tạo nên nhưng thường chỉ quan tâm đến một số cấu tử tạo
nên mùi đặc trưng cho sản phẩm đó.[4]
13


Hương vị được sử dụng trong nước ngọt có thể được chia thành hai loại chính
dựa trên khả năng hòa tan trong nước. Hương vị hòa tan trong nước không có
vấn đề lớn khi được sử dụng trong đồ uống, vì có nhiều nước trong một công
thức nước giải khát để hòa tan và phân tán một lượng tương đối nhỏ hương vị
cần thiết. Một hương vị có chứa các thành phần dầu không hòa tan trong nước
không thể được sử dụng trực tiếp trong công thức. Loại hương vị này dduocj nhà

cung cấp dưới dạng nhũ tương để hòa tan vào nước giải khát. Nhà cung cấp có
thể thay đổi hương liệu thành dạng hòa tan trong nước hoặc cung cấp biến thể
hòa tan trong nước của nguyên liệu đó.[3]
Người ta đã tìm thây hơn 6200 hợp chất hóa học khác nhau tham gia tạo nên
mùi tực phẩm. Tổng hàm lượng các cấu tử dể bay hơi và tạo mùi trong thực
phẩm thường rất thấp, trung bình khoảng 10-15mg/kg. Mùi của một loại thực
phẩm do nhiều cấu tử bay hơi tạo nên. Tuy nhiên, người ta thường chỉ quan tâm
đến một số cấu tử tạo nên mùi đặc trưng cho sản phẩm đó.[1]
Các hợp chất hương liệu thơm dễ bay hơi có thể được chuẩn bị bằng cách sử
dụng quá trình chưng cất, trong đó nước hoặc hơi nước được sử dụng để tách các
hợp chất khỏi nguồn nguyên liệu thực vật của chúng. Sau đó, nhờ vào các nhiệt
độ khác nhau mà chúng ngưng tụ thành dạng lỏng. Các hợp chất này được gọi là
tinh dầu (hoặc dầu dễ bay hơi). Chúng bao gồm một phần lớn hương liệu được
sử dụng trong nước giải khát. Tinh dầu cũng như các hợp chất hương liệu khác
cũng có thể được điều chế bằng cách ép cơ học của vật liệu nguồn thực vật, như
được thực hiện trong chế biến trái cây có múi, nơi thu được dầu vỏ. Chúng được
gọi là các loại dầu ép lạnh thường được sử dụng trong đồ uống. Các loại dầu ép
lạnh có thể được sử dụng như nguyên liệu hoặc có thể được xử lý thêm bằng các
quá trình chiết hoặc chưng cất. Dầu ép lạnh thường chứa các hợp chất tinh dầu
hương vị (ví dụ: terpen) không hòa tan trong nước. Để sử dụng các loại dầu ép
này trong nước ngọt, các thành phần không hòa tan trong nước phải được loại bỏ
14


bằng cách chiết (để sử dụng trong đồ uống rõ ràng) hoặc được kết hợp trong pha
dầu của nhũ tương được sử dụng làm chất làm mờ trong đồ uống có đục đục. [3]
1.3.6

Chất ức chế vi sinh vật

Theo truyền thống, chất bảo quản đã được thêm vào nước giải khát để giảm
thiểu nguy cơ hư hỏng vi sinh vật. Một số chất được sử dụng rộng rãi nhất là các
axit benzoic và sorbic. Dimethyl dicarbonate cũng được sử dụng nhưng phải
được thêm trực tiếp vào một dòng sản phẩm. Một hợp chất khác cũng được sử
dụng rộng rãi la sulfur dioxide (SO2 ), hiện nay chỉ được phép với số lượng nhỏ
trong những trường hợp rất hạn chế. Bản thân carbon dioxide có các tính chất
bảo quản hiệu quả vì nó ngăn chặn sự phát triển của nấm men tạo thành khí như
một chất chuyển hóa. Nó rất hiệu quả chống lại sự hư hỏng khuôn vì hầu hết các
khuôn mẫu đòi hỏi sự hiện diện của oxy để phát triển.[11]
Một quá trình sản xuất nước giải khát đơn giản bao gồm xử lý nước, sản xuất
syrô đơn giản, sản xuất syrô hỗn hợp, cacbonat. Như bất kỳ thực phẩm và đồ
uống nào khác, nước ngọt có thể bị nhiễm vi sinh vật. Các vi sinh vật có liên
quan, cũng như với các yếu tố ảnh hưởng đến sự tồn tại và vai trò của chúng đối
với sự hư hỏng của nước giải khát.[12]
Nước ngọt có pH có tính axit (2,5-4,0), và 1,5-4 thể tích carbon dioxide
(CO2), với mức cacbonat thông thường khoảng 3 thể tích. Nước giải khát dạng
Cola thường có pH trong khoảng 2,5 đến 2,8 và được axit hóa bằng dung dịch
axit phosphoric pha loãng[6]. Độ pH thấp gây ra bởi việc bổ sung các chất axit,
việc bổ sung chất bảo quản và CO2 là các rào cản lớn đối với sự phát triển của vi
sinh vật trong nước giải khát. Mặt khác, sự hiện diện của các loại đường lại là
một nguồn năng lượng quan trọng cho sự phát triển của vi sinh vật[13]
Do đó, các vi sinh vật trong nước ngọt thường thích nghi để phát triển trong
môi trường axit với sự hiện diện của chất bảo quản và CO 2. Tuy nhiên, với
những thay đổi gần đây về nhận thức của người tiêu dùng liên quan đến sức khỏe
15


và chăm sóc sức khỏe và các quy định của các cơ quan y tế trên khắp thế giới,
các ngành công nghiệp đã thúc đẩy những thay đổi trong sản phẩm và quy trình
của họ. Những đổi mới trong lĩnh vực nước giải khát bao gồm sự phát triển thị

hiếu mới mà còn đảm bảo được các chi tiêu về vi sinh vật [14].Càng ngày, việc sử
dụng chất khử trùng trong túi hoặc chiết vô trùng làm cho việc sử dụng chất bảo
quản không cần thiết.
1.3.7

Carbon dioxide

Nước giải khát có chứa CO2 được gọi là nước giải khát có ga. Loại đồ uống
này chiếm gần một nửa tổng doanh số nước giải khát thế giới. Khi một thức
uống có ga được đổ vào ly, khí CO2 trong đồ uống được giải phóng dưới dạng
các bong bóng nhỏ tăng lên nhanh chóng lên bề mặt, vỡ ra và giải phóng khí.
Trong một số loại bia, lượng CO2 có trong thức uống do sự hình thành khí của
quá trình lên men trong quá trình sản xuất sản phẩm.[3]
Trong nước giải khát có gas, CO2 là yếu tố tạo nên sự đặc trưng của sản phẩm,
không chỉ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan mà còn góp phần làm tăng độ bền
sinh học của chúng. Như chúng ta đều biết, trong thiên nhiên CO 2 được tạo ra từ
sự hô hấp của động, thực vật cũng như của con người. CO 2 cũng được tạo thành
từ phản ứngcháy, nung vôi sống, phản ứng lên men, hoặc từ các giếng có chứa
khí CO2.Thế nhưng, trong các nhà máy sản xuất nước giải khát thì CO 2 thường
đượcdùng từ hai nguồn:
• CO2 từ các phản ứng lên men của các nhà máy sản xuất cồn, bia.
• CO2 được sản xuất do đốt cháy dầu DO với chất trung gian là(MEA)
monoethanol amine[1].
Carbon dioxide có thể tồn tại dưới ba dạng: khí, rắn (đá khô) và chất lỏng
(dưới các mức áp suất nhất định). Nó có tính chất vật lý và hóa học khiến cho nó
trở nên lý tưởng trong đồ uống có ga:
16


• Đó là một loại khí không độc, không màu và không mùi không truyền đạt

bất kỳ hương vị nào cho đồ uống.
• Không cháy và không gây nguy hiểm cháy khi được xử lý.
• Nó hòa tan trong nước và hòa tan dễ dàng trong nước giải khát.
• Độ hòa tan của nó có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nhiệt độ và
mối quan hệ áp suất.
• Trong nước, nó tạo thành một axit yếu (axit cacbonic) cung cấp cho nước
giải khát hương vị đặc trưng của nó.
• Axít cacbonic có thể làm chậm sự phát triển của nhiều vi sinh vật phổ biến.
• Axít cacbonic dễ dàng giải phóng khí CO2 để tạo ra sủi bọt khi đồ uống
được tiêu thụ.[3]
Để sản xuất đồ uống có gas, cần bơm khí CO 2vào sản phẩm lỏng trước khi
đóng gói. Khí carbon dioxide nặng hơn không khí có mật độ 1,98 kg.m

−3

ở 298

K. Không màu không mùi và không độc hại mặc dù có thể gây tử vong do ngạt
thở nếu có ở mức cao. Khí dễ dàng được hóa lỏng bằng cách nén và làm mát. Sự
nén nhanh chóng của CO2 lỏng gây ra sự giãn nở nhanh chóng với một số sự bay
hơi. Khi thực hiện loại bỏ nhiệt để trở thành carbon dioxide rắn hoặc 'đá khô'.
Khí rất khó hòa tan trong nước; lượng hoà tan CO 2 tăng khi nhiệt độ giảm.
Khi CO2 hòa tan trong nước, nó tạo ra axit carbonic, tạo ra các sản phẩm đặc
trưng có tính axit. Một yêu cầu thiết yếu cho cacbonat thành công là loại trừ
không khí /oxy càng nhiều càng tốt. Độ hoà tan của không khí trong nước chỉ có
khoảng 2% so với CO2, có nghĩa là bất kỳ không khí nào chứa trong đồ uống sẽ
loại trừ khoảng 50 lần thể tích CO 2 riêng của nó .Nước ở 15,6 ° C (60 ° F) và tại
1 Atm của áp suất sẽ hòa tan một lượng CO2 tương đương với khối lượng riêng
của nó. Nói cách khác, 1 lít nước ở nhiệt độ và áp suất này có thể hấp thụ 1 lít
CO2. Tại 15,6 ° C (60 ° F) và tại 1 áp suất Atm, CO2 có mật độ 1,86 (không khí

= 1,00). Điều này có nghĩa là ở những điều kiện này, 1 lít nước sẽ chứa 1,86 g
17


CO2 hòa tan. Ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau, thể tích CO2 có khả năng hòa
tan trong 1 lít nước sẽ thay đổi. Ở nhiệt độ dưới 15,6 ° C và ở áp suất trên 1 Atm,
có thể có hơn 1 lít CO2 hòa tan trong nước. .[3]
Mức độ cacbonat thay đổi theo các loại sản phẩm với khoảng 4,0-7,0 g/l (2 3,5 thể tích) CO2 bổ sung là điển hình. Mức CO2 cao này chỉ có thể đạt được
bằng cách chú ý cẩn thận để loại bỏ càng nhiều không khí /oxy càng tốt ra khỏi
sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất và đóng gói[15].
Ngoại trừ trong trường hợp nước khoáng có gas tự nhiên (xem như nước
khoáng thiên nhiên ) CO2 thu được từ các nhà cung cấp thương mại. Khí được
sản xuất hoặc thu được như một sản phẩm phụ từ một số quy trình công nghiệp
khác nhau
Các chất gây ô nhiễm phát sinh từ khí từ các quá trình khác nhau có thể ảnh
hưởng đến hương thơm và hương vị của sản phẩm và cũng như các chất độc hại.
Vì các chất gây ô nhiễm tiềm tàng trong khí có thể thay đổi, điều cần thiết cho
việc sử dụng đồ uống là vật liệu được cung cấp tuân thủ một tiêu chuẩn chất
lượng thích hợp như được xác nhận bởi Hiệp hội Khí Công nghiệp Châu Âu
(EIGA). Một đặc điểm kỹ thuật điển hình cho CO2 để sử dụng đồ uống được thể
hiện trong Bảng 2 .
Thành phần

Sự tập trung

Khảo nghiệm

99,9% v/v phút

Độ ẩm

Tối đa 50 ppm v/v tối đa (20 ppm w/w max)

Tính axit

Để vượt qua bài kiểm tra JECFA

Amoniac

Tối đa 2,5 ppm v/v

Oxygen

Tối đa 30 ppm v/v

Oxides of nitrogen (NO/NO2)

Tối đa 2,5 ppm v / v mỗi

Dư lượng không bay hơi (hạt)

Tối đa 10 ppm w/w
18


Thành phần

Sự tập trung

Dư lượng hữu cơ không bay hơi Tối đa 5 ppm w/w

(dầu và mỡ)
Phosphene a

≤0,3 ppm v/v

Tổng số hydrocacbon dễ bay hơi 50 ppm v / v tối đa trong đó 20 ppm v / v tối
(được tính là methane)

đa hydrocacbon non-methane

Acetaldehyde

Tối đa 0,2 ppm v/v

Benzen

Tối đa 0,02 ppm v/v

Carbon monoxide

Tối đa 10 ppm v/v

Methanol

Tối đa 10 ppm v/v

Hydrogen xianua b

<0,5 ppm v/v

Tổng

lưu

huỳnh

(như

lưu Tối đa 0,1 ppm v/v tối đa

huỳnh) c
Hương vị và mùi trong nước
Không có hương vị hoặc mùi lạ
Bảng 1. Đặc điểm hàng hóa điển hình cho carbon dioxide (đặc điểm giới hạn
CGA / EIGA).
Ghi chú: Hiệp hội Khí nén CGA www.cganet.com ; Hiệp hội Khí công nghiệp
châu Âu EIGA www.eiga.eu ; Ủy ban chuyên gia chung của JECFA FAO/WHO
về phụ gia thực phẩm.
(a) Phân tích chỉ cần thiết cho carbon dioxide từ các nguồn đá phosphate.
(b) Phân tích chỉ cần thiết cho carbon dioxide từ các nguồn khí hóa than.
(c) Nếu tổng hàm lượng lưu huỳnh vượt quá 0,1 ppm v / v thì các loài phải
được xác định riêng biệt và các giới hạn sau được áp dụng: Carbonyl sulphide:
0,1 ppm v/v max; Hydrogen sulphide: 0,1 ppm v/v max; Sulphur dioxide: 1,0
ppm v/v tối đa[16].
1.3.8

Chất bảo quản
19

Chất bảo quản là những chất ngăn chặn hoặc làm chậm sự hư hỏng thực
phẩm do vi sinh vật hoặc enzyme gây ra. Các chất bảo quản thường được sử
dụng trong sản xuất nước giải khát là acid benzoic và sorbic, và muối natri, kali
và canxi của chúng. Không chỉ các hợp chất này mà còn là acid acetic và
propionic được coi là axit monocarboxylic yếu có khả năng ức chế sự phát triển
của nấm và nấm men, mặc dù hiệu quả của chúng phụ thuộc vào nồng độ tế bào
ban đầu[17]. Về mặt này, đáng chú ý là hiệu quả của chất bảo quản phụ thuộc vào
các yếu tố khác, bao gồm thành phần và độ pH của sản phẩm, khả năng khử oxi
hóa môi trường và lượng nước tự do cho sự phát triển của vi sinh vật[18].
Axit yếu phân tách một phần trong dung dịch nước, dẫn đến trạng thái cân
bằng động (pH phụ thuộc) giữa các hình thức không liên kết và tách rời. Hoạt
động ức chế tối ưu xảy ra ở pH thấp, tạo điều kiện cho phân tử không liên kết có
khả năng liposoluble và do đó thấm qua màng plasma. Cơ chế khuếch tán tương
đối nhanh, xảy ra trong khoảng từ 1 đến 3 phút. Phân tử sẽ phân tách khi đi vào
tế bào, dẫn đến việc giải phóng các anion và proton trong tế bào chất, mà không
thể đi qua màng plasma. Ở nồng độ cao của chất bảo quản, việc giải phóng
proton là đủ để gây ra sự axit hóa tế bào chất, ảnh hưởng đến khả năng duy trì độ
pH bên trong[19].
Lý thuyết cho rằng tác dụng ức chế của các acid yếu là do sự tích lũy nội bào
của các proton và anion từ sự phân ly acid và sự acid hóa cũng cho thấy rằng tất
cả các acid yếu đều hoạt động theo cách tương tự. Tuy nhiên, các acid propionic,
sorbic và benzoic có nhiều cấu trúc lipophilic hơn acid acetic. Các acid kỵ nước
cao hơn này có hiệu quả hơn trong tác dụng ức chế của chúng trên màng tế bào
khi chúng trở nên béo hơn [20]. Để chứng minh thực tế này, cần có acid acetic cao
(80-150mM) để ức chế sự tăng trưởng của Saccharomyces cerevisiae ở pH 4,5,
trong khi chỉ 1-3 mM acid sorbic có tác dụng tương tự trong cùng điều kiện[21].
20