Nghiên cứu nước trái cây lên men từ dưa hấu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NƯỚC TRÁI CÂY
LÊN MEN TỪ DƯA HẤU

PHẠM THỊ KIM PHỤNG

Tp.HCM, tháng 10 năm 2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU NƯỚC TRÁI CÂY
LÊN MEN TỪ DƯA HẤU

PHẠM THỊ KIM PHỤNG
PHAN THỊ KIỀU LINH

Tp.HCM, tháng 10 năm 2020


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

Cán bộ hướng dẫn: (ghi tên và ký duyệt)

Cán bộ chấm phản biện: (ghi tên và ký duyệt)

Khóa luận được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH, Thứ sáu, ngày 09 tháng 10 năm 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: PHẠM THỊ KIM PHỤNG

MSSV: 1611536486

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỚP: 16DTP1A

Tên Khóa luận:
Tiếng Việt: NGHIÊN CỨU NƯỚC TRÁI CÂY LÊN MEN TỪ DƯA HẤU

Tiếng Anh: STUDY ON FERMENTION FRUIT JUICE FROM WATERMELON
Nhiệm vụ Khóa luận:
1. Kiểm tra thành phần nguyên liệu đầu vào (hàm lượng chất khô hòa tan, hàm
lượng đường khử, hàm lượng tro, hàm lượng acid, độ ẩm và pH.
2. Khảo sát nồng độ nồng độ chất khơ hịa tan (Brix) trong q trình lên men.
3. Khảo sát độ pH trong quá trình lên men.
4. Khảo sát mật độ nấm men Saccharomyses cerevisiae sử dụng trong q trình
lên men.
Ngày giao Khóa luận: 15/03/2020
Ngày hồn thành nhiệm vụ: 05/10/2020
Họ tên cán bộ hướng dẫn: ThS. Phan Thị Kiều Linh
Nội dung và yêu cầu KLTN đã được Hội ồng chun ngành thơng qua.
Tp.HCM,

ngày

tháng

năm 2020

TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Nguyễn Thị Vân Linh

ThS. Phan Thị Kiều Linh

TRƯỞNG/PHÓ KHOA

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô của trường
Đại học Nguyễn Tất Thành, đặc biệt là các thầy cô khoa Kỹ Thuật Môi trường - Thực
phẩm của trường, đã tạo điều kiện thuận lợi và đã truyền đạt kiến thức quý báo cho em
trong suốt quá trình học tập và để hồn bài báo cáo luận văn này. Em cũng xin chân
thành cám ơn cô Phan Thị Kiều Linh đã nhiệt tình hướng dẫn em trong quá trình học
tập và quá trình làm luận văn. Trong quá trình học tập, cũng như là trong quá trình làm
bài luận văn về kiến thức chun mơn em cịn rất hạn chế và bản thân chưa có nhiều
kinh nghiệm trong việc thực hành làm thí nghiệm và tìm tài liệu nên nội dung của bài
báo cáo luận văn không tránh khỏi sai sót, rất mong cơ và các thầy cô trong khoa bỏ qua
và em mong nhận được ý kiến đóng góp của q thầy, cơ để em học thêm được nhiều
kinh nghiệm và kiến thức từ các thầy, cơ. Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè
đã giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn. Đồng thời xin gửi lời cám ơn đến các
anh/chị phịng thí nghiệm đã vui vẻ, nhiệt tình giúp đỡ để em có thể hồn thành báo cáo
luận văn tốt nghiệp này. Cuối cùng em kính chúc q thầy, cơ dồi dào sức khỏe và thành
công trong sự nghiệp giảng dạy của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

v


TÓM TẮT

Dưa hấu (Citrullus lanatus) là một loại trái cây rất phổ biến và quen thuộc đối với
người Việt Nam. Lợi ích từ việc ăn dưa hấu giúp tăng cường hệ miễn dịch, cung cấp
nhiều vitamin A, E, C cho cơ thể. Tuy nhiên, trong tất cả các loại dưa hấu, dưa hấu Long
An lại được biết đến như một loại dưa hấu nổi bật về độ ngon. Đa dạng hóa sản phẩm
từ dưa hấu Long An nhằm mang lại nhiều lợi ích về kinh tế cho người trồng dưa hấu.

Để tạo ra sản phẩm rượu vang có chất lượng từ dưa hấu Long An, trong quá trình lên
men rượu vang, nghiên cứu tập trung vào: kiểm tra nguyên liệu đầu vào (hàm lượng
chất khơ hịa tan, hàm lượng đường khử, hàm lượng tro, hàm lượng acid, độ ẩm và pH).
Khảo sát nồng độ chất khơ hịa tan (Brix) trong quá trình lên men. Khảo sát độ pH trong
quá trình lên men. Khảo sát mật độ nấm men Saccharomyses cerevisiae sử dụng trong
quá trình lên men. Kết quả nghiên cứu xác định được điều kiện tối ưu cho quá trình lên
men rượu vang dưa hấu là: Nồng độ chất khô ban đầu trong dịch lên men tốt nhất là 20
ºBx. Độ pH trong dịch lên men tốt nhất là ở pH = 4.5. Mật độ nấm men trong dịch lên
men đạt mức tốt nhất là 106 tế bào/ml và hàm lượng ethanol đạt mức cao nhất trong quá
trình lên men là 12.5 %v/v.

vi


ABSTRACT

Watermelon (Citrullus lanatus) is a very popular and familiar fruit with
Vietnamese people. Benefit from eating watermelon helps strengthen the immune
system, provides more vitamins A, E, C for the body. However, of all types of
watermelon, Long An watermelon is known to excel in taste. Diversifying products from
Long An watermelon mistakenly brings many economic benefits to watermelon growers.
To create quality wine products from Long An watermelon, in the wine fermentation,
research focused on: checking input materials (soluble solids content, reducing sugar
content, ash content, acid, moisture and pH). Investigation of the concentration of
dissolved solids (Brix) in the fermentation process. Investigation of pH during
fermentation. Survey on the density of Saccharomyses cerevisiae yeast used in the
fermentation process. Research results to determine the optimal conditions for the
fermentation of watermelon wine are: Initial dry matter content in the best fermentation
is 20 ºBx. The best pH during fermentation is pH = 4.5. The best yeast density in the
fermentation solution was 106 cells / ml and the ethanol content reached the highest level

during fermentation at 12.5% v / v.

vii


MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ......................................................... iv
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................v
TÓM TẮT ............................................................................................................ vi
ABSTRACT ........................................................................................................ vii
MỤC LỤC ......................................................................................................... viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... xii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... xiii
DANH MỤC BẢNG............................................................................................xv
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ xvi
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ...................................................1
1.1. ĐỊNH NGHĨA ............................................................................................1
1.1.1. Giới thiệu ..............................................................................................1
1.1.2. Nguồn gốc .............................................................................................1
1.1.3. Đặc điểm ...............................................................................................1
1.1.4. Cấu tạo ..................................................................................................2
1.1.5. Phân loại ...............................................................................................3
1.1.6. Thành phần hóa học ..............................................................................5
1.1.7. Thành phần giá trị dinh dưỡng .............................................................6
1.2. GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE .....7
1.2.1. Giới thiệu ..............................................................................................7
1.2.2. Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men ................................8
1.3. Các phương pháp lên men ........................................................................8
1.3.1. Phương pháp lên men nổi (Phương pháp bề mặt) ................................8

viii


1.3.2. Phương pháp lên men chìm (Phương pháp bề sâu) ..............................9
1.4. Cơ chế của quá trình lên men ...................................................................9
1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ..................................11
1.5.1. Nhiệt độ ..............................................................................................11
1.6. Trong quá trình lên men rượu vang xảy ra hai quá trình lên men ....11
1.6.1. pH........................................................................................................11
1.6.2. Oxy......................................................................................................11
1.6.3. Nồng độ cơ chất ..................................................................................12
1.7. Các giai đoạn của quá trình lên men .....................................................12
1.8. Sản phẩm phụ của quá trình lên men ....................................................13
1.9. Một số nghiên cứu ở Việt Nam và Thế giới ...........................................13
1.9.1. Nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................................13
1.9.2. Một số nghiên cứu rượu vang trên Thế Giới ......................................14
Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................15
2.1. NGUYÊN LIỆU .......................................................................................15
2.1.1. Nguyên liệu chính ...............................................................................15
2.1.2. Nguyên liệu phụ ..................................................................................16
2.2. DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT .................................................17
2.2.1. Dụng cụ ...............................................................................................17
2.2.2. Thiết bị ................................................................................................18
2.2.3. Hóa chất ..............................................................................................18
2.3. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .......................................19
2.3.1. Thời gian nghiên cứu ..........................................................................19
2.3.2. Địa điểm nghiên cứu ...........................................................................19
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................20

ix


2.4.1. Quy trình cơng nghệ ...........................................................................20
2.4.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ lên men .........................................21
2.4.3. Quy trình nhân giống nấm men ..........................................................26
2.4.4. Thuyết minh quy trình cơng nghệ nhân giống ....................................27
2.4.5. Sơ đồ nghiên cứu ................................................................................27
2.4.6. Bố trí thí nghiệm .................................................................................27
2.5. CỞ SỞ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ..........................................28
2.5.1. Cơ sở nghiên cứu ................................................................................28
2.5.2. Phương pháp phân tích .......................................................................29
2.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .......................................................30
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................31
3.1. KẾT QUẢ KIỂM TRA THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO
...................................................................................................................................31
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ HỊA TAN TRONG
Q TRÌNH LÊN MEN.........................................................................................31
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến sự thay
đổi của nồng độ chất khơ hịa tan (Brix) và hàm lượng đường khử trong quá trình
lên men ..................................................................................................................31
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến độ pH
trong quá trình lên men..........................................................................................33
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến mật độ
nấm men trong quá trình lên men ..........................................................................34
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến hàm lượng
ethanol trong thời gian lên men .............................................................................36
3.3. ẢNH HƯỞNG CỦA pH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN ...............37
3.3.1. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến nồng độ chất khơ hịa tan (Brix) và
hàm lượng đường khử trong quá trình lên men .....................................................37

x


3.3.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến sự thay đổi của pH của dịch quả .....39
3.3.3. Ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến mật độ nấm men trong quá trình lên
men ........................................................................................................................40
3.3.4. Ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến hàm lượng ethanol trong quá trình
lên men ..................................................................................................................41
3.4. ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ NẤM MEN TRONG QUÁ TRÌNH LÊN
MEN ..........................................................................................................................43
3.4.1. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến nồng độ chất khơ hịa tan (Brix)
và hàm lượng đường khử trong quá trình lên men ................................................43
3.4.2. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến pH trong quá trình lên men ....44
3.4.3. Ảnh hưởng của mật độ nấm men ban đầu đến sự thay đổi mật độ nấm
men trong quá trình lên men ..................................................................................46
3.4.4. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến hàm lượng ethanol trong quá trình
lên men ..................................................................................................................48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................51

xi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Nghĩa của từ viết tắt

CFU/mL

Colony Forming Units/ mililit

S. cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

G

Gram

Kcal

Kilocalo

Mg

Milogram

µg

Microgram

STT

Số thứ tự

FAO

Tổ Chức Lương Thực và Nông Nghiệp
Liên Hiệp Quốc

xii


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Dưa hấu (google) ..............................................................................................1
Hình 1.2 Hoa dưa hấu (google) .......................................................................................1
Hình 1.3 Hình dạng trái dưa hấu (google) .......................................................................2
Hình 1.4 Dưa hấu (google) ..............................................................................................2
Hình 1.5 Dưa hấu Hắc Mỹ Nhân (google) ......................................................................3
Hình 1.6 Dưa hấu Sugarbaby (google) ............................................................................3
Hình 1.7 Dưa hấu An Tiêm (google) ...............................................................................3
Hình 1.8 Dưa hấu Hồng Lương (google) ........................................................................4
Hình 1.9 Dưa hấu ruột vàng, vàng nghệ (google) ...........................................................4
Hình 1.10 Dưa hấu vỏ vàng ruột đỏ (google) ..................................................................5
Hình 1.11 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .............................................................7
Hình 1.12 Sơ đồ sinh trưởng và phát triển của nấm men (google) .................................8
Hình 1.13 Cơ chế phân hủy đường trong quá trình lên men (google) ..........................10
Hình 2.1 Dưa hấu Long An ...........................................................................................15
Hình 2.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .............................................................15
Hình 2.3 Đường và cơng thức cấu tạo của đường Saccharose ......................................16
Hình 2.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ lên men ................................................................20
Hình 2.5 Phân loại và lựa chọn......................................................................................21
Hình 2.6 Rửa dưa hấu ....................................................................................................21
Hình 2.7 Tách vỏ dưa hấu .............................................................................................22
Hình 2.8 Ép dưa hấu ......................................................................................................22
Hình 2.9 Lọc dịch ép .....................................................................................................23

Hình 2.10 Lên men chính ..............................................................................................24
xiii


Hình 2.11 Lên men phụ .................................................................................................24
Hình 2.12 Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ..................................................26
Hình 2.13 Sơ đồ nhân giống nấm men ..........................................................................26
Hình 2.14 Sơ đồ nghiên cứu ..........................................................................................27
Hình 3.1 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hòa tan ban đầu (Brix) đến sự thay đổi của
nồng độ chất khơ hịa tan (Brix) và hàm lượng đường khử trong quá trình lên men ....32
Hình 3.2 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến độ pH trong
quá trình lên men ...........................................................................................................33
Hình 3.3 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến mật độ nấm
men trong quá trình lên men ..........................................................................................35
Hình 3.4 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan ban đầu (Brix) đến hàm lượng
ethanol trong quá trình lên men .....................................................................................36
Hình 3.5 Sự ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến nồng độ chất khô hịa tan (Brix) và hàm
lượng đường khử trong q trình lên men .....................................................................38
Hình 3.6 Sự ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến độ pH trong quá trình lên men ..........39
Hình 3.7 Sự ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến mật độ nấm men trong quá trình lên men
.......................................................................................................................................40
Hình 3.8 Sự ảnh hưởng của độ pH ban đầu đến hàm lượng ethanol trong quá trình lên
men ................................................................................................................................42
Hình 3.9 Sự ảnh hưởng của mật độ nấm men ban đầu đến nồng độ chất khơ hịa tan
(Brix) và hàm lượng đường khử trong quá trình lên men .............................................44
Hình 3.10 Sự ảnh hưởng của mật độ nấm men ban đầu đến độ pH trong quá trình lên
men ................................................................................................................................45
Hình 3.11 Sự ảnh hưởng của mật độ nấm men ban đầu đến sự thay đổi mật độ nấm men
trong quá trình lên men ..................................................................................................46
Hình 3.12 Sự ảnh hưởng của mật độ nấm men ban đầu đến hàm lượng ethanol trong quá

trình lên men ..................................................................................................................48

xiv


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của dưa hấu .....................................................................5
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của dưa hấu ...............................................................6
Bảng 2.1 Chỉ tiêu về cảm quan của đường Saccharose .................................................16
Bảng 2.2 Chỉ tiêu lý- hóa của đường Saccharose ..........................................................16
Bảng 2.3 Dụng cụ dùng trong q trình thực hiện thí nghiệm ......................................17
Bảng 2.4 Thiết bị sử dụng trong quá trình thực hiện thí nghiệm ..................................18
Bảng 2.5 Hóa chất sử dụng trong q trình thực hiện thí nghiệm ................................18
Bảng 2.6 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................27
Bảng 2.7 Phương pháp phân tích trong q trình lên men ............................................29
Bảng 3.1 Thành phần phân tích nguyên liệu đầu vào ...................................................31

xv


MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Hiên nay, trên thị trường có rất nhiều loại thức uống từ trái cây trong đó có rượu
vang. Rượu vang là đồ uống có cồn được lên men tự nhiên bằng trái cây, mà vẫn giữ
được giá trị dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho con người. Nó thường được dùng
trong các bữa ăn hằng ngày hoặc các bữa tiệc. Những năm gần đây, rượu vang dần trở
thành thứ đồ uống được ưa chuộng của nhiều người dân Việt Nam, điều đó cũng giúp
cho thị trường rượu vang Việt Nam cũng như thế giới phát triển mạnh. Trên thị trường

rượu vang thế giới thương hiệu rượu vang của Việt Nam cũng đã và đang được quan
tâm rất nhiều. Chúng chứa các thành phần dinh dưỡng quan trọng như nhiều loại đường,
carbohydrates, aldehydes thơm, phenlics, nhiều loại vitamin, khống chất và chất chống
oxy hóa, cũng như các mùi vị thơm đặc trưng từ trái cây, và một số các chất khác (S.
Swami et al, 2014). Rượu có tác dụng tốt cho sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa tốt, đặc biệt các
loại rượu đỏ cịn có thể phịng bệnh tim mạch và trong rượu khơng có chất béo hay
cholesterol và có nhiều calories. Nước ta, có vùng khí hậu nhiệt đới, nên việc bảo quản
trái cây tươi rất khó, dễ hư hỏng, bị thối. Do đó, bên cạnh việc bảo quản trái cây tươi thì
việc chế biến thành các loại thức uống mang lại hiệu quả cao và quan trọng là nâng cao
giá trị sử dụng và phát triển sản phẩm và cả nền kinh tế, phù hợp với nhu cầu và thị hiếu
của người tiêu dùng. Dưa hấu là nguồn trái cây rất phổ biến ở Việt Nam. Đây là trái cây
rất có giá trị dinh dưỡng và dược liệu, không chỉ dùng để giải khát mà dưa hấu cịn có
nhiều vitamin và khống chất cần thiết cho cơ thể (Ngô Thị Phương Dung & Cộng Sự,
2011). Khi quả chín có thể ăn được và thường được dùng làm món tráng miệng sau bữa
ăn và cịn có thể ăn chung với bữa cơm hằng ngày (K. Innocent and G. Matenda, 2018).
Theo thống kê của FAO, sản lượng dưa hấu ở Việt Nam đứng thứ 20 trên Thế giới vào
năm 2005 (Ngô Thị Phương Dung & Cộng Sự, 2011). Do đó, việc phát triển sản phẩm
từ dưa hấu có thể góp phần đa dạng hóa các sản phẩm lên men. Nấm men đóng một vai
trị quan trọng trong q trình sản xuất đồ uống có cồn và việc lựa chọn các chủng nấm
men thích hợp là điều cần thiết khơng chỉ để tối đa hóa sản lượng rượu mà còn để duy

xvi


trì chất lượng cảm quan của đồ uống. Lồi nấm men thống trị trong sản xuất đồ uống có
cồn trên toàn thế giới là Saccharomyces cerevisiae (G. Walker and G. Stewart, 2016).
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài này là “Nghiên cứu quá trình lên men rượu vang dưa hấu”
từ đó có thể đưa vào sản xuất nhằm nâng cao giá trị sản phẩm, vừa đa dạng hóa sản
phẩm từ dưa hấu và tạo ra một sản phẩm lên men có lợi cho sức khỏe và đáp ứng được

nhu cầu tiêu dùng của con người cả trong và ngoài nước.
3. Nội dung nghiên cứu
❖ Mục tiêu tổng quát
Xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm rượu vang dưa hấu sử dụng nấm men tự do
trên quy mơ phịng thí nghiệm, từ đó có thể đưa ra ứng dụng cho việc mở rộng sản xuất
nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị trái dưa hấu của Long An.
❖ Mục tiêu cụ thể
▪ Kiểm tra thành phần nguyên liệu đầu vào.
• Kiểm tra độ Brix, hàm lượng đường khử, acid, độ ẩm, giá trị pH của
nguyên liệu và hàm lượng tro.
▪ Khảo sát nồng độ chất khô hịa tan (Brix) trong q trình lên men.
▪ Khảo sát độ pH trong quá trình lên men.
▪ Khảo sát mật độ nấm men Saccharomyces cerevisiae sử dụng trong quá
trình lên men.
4. Phạm vi nghiên cứu
Quá trình nghiên cứu được thực hiện trong quy mơ phịng thí nghiệm, tại lầu 4 của
trường Đại học Nguyễn Tất Thành.
-

Đối tượng: dưa hấu.

-

Thời gian nghiên cứu bắt đầu từ 15 tháng 3 năm 2020 và ngày kết thúc là
ngày 05 tháng 10 năm 2020

xvii


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU

1.1. ĐỊNH NGHĨA
1.1.1. Giới thiệu
Thuộc họ: Cucurbitaceae
Tên khoa học: Citrullus lanatus (Romdhane et al, 2017)

Hình 1.1 Dưa hấu

1.1.2. Nguồn gốc
Dưa hấu ban đầu đến từ sa mạc Kalahari, Nam Phi. Vì nó được tìm thấy mọc hoang
ở khắp vùng, sau đó lan rộng ra Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Ấn Độ,
Đức, Mỹ và Indonesia. Nó phát triển nhanh chóng ở nhiệt độ 20ºC ‒ 30ºC. Dưa hấu
được coi là một trong những loại trái cây phổ biến nhất được tiêu thụ ở Indonesia bởi vì
nó có tính ngon và lành (Sustainable and Development, 2016, Kyriacou et al, 2018).
1.1.3. Đặc điểm

Hình 1.2 Hoa dưa hấu (camnangcaytrong.com)

1


Dưa hấu (Citrullus lanatus) là loại cây dây leo dài, góc cạnh mang lá thùy, gân
phân nhánh, hoa đực và hoa cái riêng biệt. Loại thực vật này thường đơn sắc với hoa
đực (staminate) xuất hiện xen kẽ với hoa cái (pistillate) theo tỉ lệ 7 đực (staminate): 1
cái (pistillate) (M. Kyriacou et al, 2018).

Hình 1.3 Hình dạng trái dưa hấu (Phương Mai, 2016)

Quả dưa hấu có hình trịn, hình bầu dục hoặc thn dài với kích thước thơng thường
dao động từ 1,5 đến 15 kg. Vỏ có màu từ nhạt đến xanh đậm với các sọc có hoa văn

khác nhau. Thịt có thể từ trắng, xanh lá cây, vàng, cam đến đỏ (Kyriacou et al, 2018,
Matsum & Nakai, 2009, Romdhane et al, 2017).
1.1.4. Cấu tạo

Hình 1.4 Dưa hấu

Dưa hấu được cấu tạo bởi ba thành phần chính là thịt, hạt và vỏ. Thịt chiếm khoảng
68% tổng khối lượng quả, hạt khoảng 2% và vỏ khoảng 30%. Dưa hấu chứa khoảng 90%
nước, các loại vitamin (A, B, C và E), các khoáng chất (K, Mg, Ca và Fe) và acid amin
(citrulline và arginine). Đặc biệt, dưa hấu còn chứa một lượng lớn chất chống oxy hóa
như phenolic và lycopene (Romdhane et al, 2017, Martins et al, 2018).

2


1.1.5. Phân loại
Dưa hấu Hắc Mỹ Nhân: Đặc điểm chung của giống này là quả hình oval dài, vỏ
xanh đen, vỏ có hoa văn mờ, ruột đỏ, ít hạt, hạt nhỏ, độ đường 12% – 14%, khối lượng
quả trung bình 3 - 4 kg (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019).

Hình 1.5 Dưa hấu Hắc Mỹ Nhân (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019).

Dưa hấu Sugarbaby: thụ phấn tự do, cho trái tròn, nặng từ 3 ‒ 7 kg, bọng ruột, vỏ
đen và mỏng (Phạm Hồng Cúc, 2003).

Hình 1.6 Dưa hấu Sugarbaby (Thạch Thảo, 2016)

Dưa hấu An Tiêm: là một giống lai, dễ ra hoa, nặng trái, chịu sâu bệnh tốt, năng
suất cao (Phạm Hồng Cúc, 2003).

Hình 1.7 Dưa hấu An Tiêm (Quốc Huy, 2014)

3


▪ An Tiêm 94: vỏ sọc xanh đậm, ruột đỏ, thịt chắc, ngon và ngọt nặng 6 ‒
8kg.
▪ An Tiêm 95: vỏ đem sọc mờ, ruột đỏ đậm, thịt chắc, trái giữ được lâu,
nặng 7 ‒ 9kg.
▪ An Tiêm 98: vỏ sọc xanh, ruột đỏ, nặng từ 7 ‒ 9kg.
▪ An Tiêm 100: vỏ xanh sọc, ruột vàng, không bị nứt trái, nặng 2 ‒ 3kg.
Dưa hấu Hồng Lương: trái tròn, vỏ xanh nhạt, sọc xanh đậm, ruột đỏ, năng suất
cao thích hợp trồng trong mùa vụ hè (Phạm Hồng Cúc, 2003).

Hình 1.8 Dưa hấu Hồng Lương (phanbonbigbio.com)

Dưa hấu ruột vàng, vàng nghệ (Huỳnh Châu) (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019).

Hình 1.9 Dưa hấu ruột vàng, vàng nghệ (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019)

Dưa hấu vỏ vàng ruột đỏ: Dạng quả Hắc Mỹ Nhân, độ đường 12%, khối lượng
trung bình quả 2 ‒ 3 kg (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019).

4


Hình 1.10 Dưa hấu vỏ vàng ruột đỏ (Trần Danh Sửu và Cộng sự, 2019).

1.1.6. Thành phần hóa học
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của dưa hấu ( Nguyễn Cơng Khẩn và Cộng sự, 2007)

Thành phần

Đơn vị

Hàm lượng

Thành phần

Đơn vị

Hàm lượng

Nước

g

95.5

Phospho

mg

13

Protein

g

1.2

Kali

mg

187

lipid

g

0.2

Natri

mg

5

Glucid

g

2.3

Kẽm

mg

0.11

Celluloza

g

0.5

Đồng

mg

80

Tro

g

0.3

Vitamin C

mg

7

Đường tổng số

g

6.2

Vitamin B1

mg

0.04

Galactoza

g

0

Vitamin B2

mg

0.04

Maltoza

g

0.06

Vitamin B5

mg

0.221

Lactoza

g

0

Vitamin B6

mg

0.045

Fructoza

g

3.36

Vitamin A

μg

0

Glucoza

g

1.85

Vitamin E

μg

0.05

Sacaroza

g

1.21

Vitamin K

μg

0.1

Sắt

mg

1

β - caraten

μg

303

Magie

mg

15

α - caraten

μg

0

Lycopen

μg

4532

Tryptophan

mg

7

Lysin

mg

64

Phenylalanin

mg

16

Methionin

mg

6

Threonin

mg

28

Cystin

mg

2

Valin

mg

16

5


Tyrosin

mg

12

Leucin

mg

18

Alanin

mg

17

Histidin

mg

6

Acid aspartic

mg

40

Acid
glutamic

mg

65

Glysin

mg

10

Prolin

mg

25

1.1.7. Thành phần giá trị dinh dưỡng
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của dưa hấu (Innocent and Matenda, 2018)
Chất dinh dưỡng

Giá trị trên
100g

Chất dinh dưỡng

Nước (g)

91.45

Vitamin c, tổng số acid ascorbic 8.1
(mg)

Năng lượng (kcal)

30

Thiamin (mg)

0.033

Chất đạm (g)

0.61

Riboflavin (mg)

0.021

Lipid (g)

0.15

Niacin (mg)

0.178

Carbohydrate (g)

7.55

Vitamin B6 (mg)

0.045

Chất xơ (g)

0.4

Folate, DAE (µg)

3

Tổng số đường (g)

6.2

Vitamin A, RAE (µg)

28

Ca (canxi) (mg)

7

Vitamin E (α -tocopherol) (mg)

0.05

Fe (sắt) (mg)

0.24

Vitamin K (phylloquinone) (µg) 0.1

Mg (magie) (mg)

10

Acid béo, tổng acid bão hịa (g)

0.016

P (photpho) (mg)

11

Axit béo, tổng khơng bão hòa
đơn (g)

0.037

K (kali) (mg)

112

Zn (kẽm) (mg)

0.1

Na (natri) (mg)

1

6

Giá trị trên
100g


1.2. GIỚI THIỆU VỀ NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE
1.2.1. Giới thiệu

Hình 1.11 Nấm men Saccharomyces cerevisiae (Trần Thị Thắm Hà, 2019)

Saccharomyces cerevisiae là chủng nấm men truyền thống được ứng dụng trong
lên men rượu và cũng quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng do khả năng sản xuất
ethanol và carbondioxide vượt trội từ các loại đường với năng suất, hiệu quả và sản
lượng cao (E. Nevoigt, 2008) . Trong quá trình lên men Saccharomyces cerevisiae sinh
ra enzyme invectasa có khả năng khử đường sacaroza thành fructose và glucose (Trần
Thị Sô, n.d.). Hầu hết các chủng S. cerevisiae chịu được giá trị pH thấp, hàm lượng
đường và nồng độ ethanol cao, tức là các đặc tính làm giảm nguy cơ ơ nhiễm trong q
trình lên men cơng nghiệp (E. Nevoigt, 2008). Hơn nữa, loại nấm men này khá bền với
các chất ức chế có trong dịch thủy phân sinh khối và có khả năng phát triển yếm khí (E.
Nevoigt, 2008). Ở loại nấm men này có đặc tính riêng về khả năng tạo ethanol, chịu

sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị
đặc trưng riêng biệt. S. cerevisiae được coi là một loại nấm men ethanol có thể dễ dàng
lên men glucose, fructose, mannose, galactose, sucrose, maltose và maltotriose thành
ethanol và carbondioxit (G. Walker and G. Stewart, 2016). Ở giai đoạn cuối của quá
trình lên men Saccharomyces cerevisiae bị già đi, kết lắng nhanh tạo thành một lớp nấm
men dày đặc bám dưới đáy bình lên men và làm trong dịch rượu, không tiếp tục chuyển
đường thành ethanol và bị chết rất nhanh ( Huỳnh Xuân Phong &Cộng Sự, 2017).

7


1.2.2. Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men ( Lê Xuân Phương, 2001,
Nguyễn Đức Lượng, 2002)

Hình 1.12 Sơ đồ sinh trưởng và phát triển của nấm men (Nguyễn Đức Lượng, 2002)

Quá trình sinh sản và phát triển của nấm men trong quá trình lên men trải qua bốn
pha:
▪ Pha tiềm phát (pha lag): giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh
khối chưa tăng nhiều, chúng tiến hành tổng hợp mạnh ADN và các enzyme
chuẩn bị cho sự phân bào.
▪ Pha lũy thừa (pha log): đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng,
kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men. Kích thước tế bào nấm men
ở pha này nhìn chung cịn nhỏ, vì chúng cịn phải sinh sản đây là giai đoạn
phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt.
▪ Pha cân bằng: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản bằng
tốc độ chết.
▪ Pha suy vong: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế
bào nấm men giảm dần.
1.3. Các phương pháp lên men (Nguyễn Đức Lượng, 2002)

1.3.1. Phương pháp lên men nổi (Phương pháp bề mặt)
Phương pháp nuôi cấy bề mặt là phương pháp cổ điển có nhược điểm là tốn mặt
bằng. Nhưng ngày nay, phương pháp được dùng phổ biến ở các nước trên thế giới vì nó
là phương pháp đơn giản, thích hợp với điều kiện sản xuất có trình độ cơ khí hóa chưa
cao. Khi phát triển trong mơi trường lên men vi sinh vật cần oxy để hô hấp và sản phẩm

8