Nghiên cứu chế biến nước sương sâm đóng chai

TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN
NƢỚC SƢƠNG SÂM ĐÓNG CHAI

Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thị Thùy Dƣơng

An Giang, Tháng 06 Năm 2013


TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN
NƢỚC SƢƠNG SÂM ĐÓNG CHAI

LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ
THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

An Giang, Tháng 06 Năm 2013

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Lời cảm tạ
Để có thể đạt được những kết quả như hôm nay, đầu tiên em xin cảm ơn đến ba mẹ,
người đã sinh ra em, nuôi dạy em thành người, luôn bên cạnh giúp đỡ và hỗ trợ tinh
thần, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập .
Em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa
Nông Nghiệp & Tài Nguyên Thiên Nhiên – Trường Đại Học An Giang đã nhiệt tình
giảng dạy và trang bị những kiến thức quý báu cho em trong những năm vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trịnh Thanh Duy đã tận tâm hướng
dẫn, giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình
học tập và thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn các cán bộ, nhân viên phịng thí nghiệm trường Đại Học An Giang đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong thời gian thực hiện các nghiên cứu tại
phịng thí nghiệm, cùng các giáo viên phản biện đã đọc và đóng góp ý kiến quý báu để
đề tài nghiên cứu được hoàn chỉnh.
Cuối cùng xin cảm ơn các bạn sinh viên lớp DH10TP đã bên cạnh giúp đỡ và đóng góp
ý kiến cho em trong thời gian thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!

Long Xuyên, ngày 4 tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Thùy Dương

i


Tóm lược
Lá sương sâm được trồng và sử dụng khá phổ biến ở nước ta. Bên cạnh sử dụng như
một vị thuốc, người ta còn dùng lá sương sâm làm thức uống để giải khát và tăng cường
sức khỏe. Với nguồn lá sương sâm dồi dào, giá thành thấp, nhiều dược tính nên có thể

tạo ra một loại nước giải nhiệt, tiêu khát từ nguyên liệu này. Vì vậy, việc nghiên cứu
chế biến nước sương sâm đóng chai là rất thiết thực, nhằm đa dạng hóa sản phẩm nước
giải khát và đem lại sản phẩm an toàn, vệ sinh.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến chất lượng sản phẩm.
Nhiệt độ trích ly được khảo sát ở 3 khoảng 75 – 80 oC, 85 – 90 oC, 95 – 100 oC với thời
gian lần lượt là: 10 phút, 20 phút, 30 phút và 40 phút. Kết quả cho thấy, ở khoảng nhiệt
độ 85 – 90 oC và thời gian 20 phút tạo ra sản phẩm có giá trị cảm quan cao nhất, đồng
thời hiệu suất trích ly cũng tương đối cao.
Khảo sát sự ảnh hưởng của lượng nước sử dụng trích ly đến chất lượng sản phẩm.
Lượng nước dùng trích ly được khảo sát ở 4 mức độ: 700 ml, 800 ml, 900 ml, 1000 ml.
Kết quả cho thấy, lượng nước dùng trích ly 900 ml là sản phẩm có chất lượng tối ưu
nhất.
Khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ phối chế đến chất lượng sản phẩm. Lượng đường
phối chế ở 4 mức độ là: 10 oBx, 12 oBx và 14 oBx, 16 oBx và lượng axit phối chế lần
lượt là 0,05 %; 0,1 %; 0,15 %. Kết quả cho thấy, phối chế đường ở 12 oBx và 0,1 % axit
thì sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất.
Khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm. Sản phẩm
được thanh trùng ở 3 mức nhiệt độ khác nhau là 75 oC, 85 oC và 95 oC trong 10 phút, 15
phút và 20 phút. Kết quả cho thấy, ở chế độ thanh trùng 85oC trong 15 phút thì sản
phẩm đạt giá trị cảm quan cao và đảm bảo được tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.

ii


Mục lục
Nội dung

Trang

Lời cảm tạ ......................................................................................................................... i
Tóm lược .......................................................................................................................... ii
Mục lục............................................................................................................................ iii
Danh sách bảng ............................................................................................................... v
Danh sách hình ................................................................................................................ vi
Danh sách ký hiệu và viết tắt .......................................................................................... vi
Chương 1 Giới thiệu..................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................. 1
1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 1
Chương 2 Lược khảo tài liệu....................................................................................... 2
2.1. Tổng quan về nguyên liệu ......................................................................................... 2
2.1.1. Giới thiệu về lá sương sâm..................................................................................... 2
2.1.2. Phân bố sinh thái .................................................................................................... 2
2.1.3. Thành phần hóa học ............................................................................................... 3
2.1.4. Công dụng của lá sương sâm ................................................................................. 3
2.2. Các nguyên phụ liệu khác dùng trong chế biến ........................................................ 3
2.2.1. Nước ....................................................................................................................... 3
2.2.2. Axit citric ............................................................................................................... 5
2.2.3. Axit ascorbic .......................................................................................................... 7
2.2.4. Đường phèn ............................................................................................................ 8
2.3. Các q trình cơng nghệ cơ bản trong nghiên cứu .................................................... 8
2.3.1. Q trình trích ly .................................................................................................... 8
2.3.2. Quá trình lọc........................................................................................................... 8
2.3.3. Quá trình phối chế .................................................................................................. 9
2.3.4. Q trình bài khí................................................................................................... 10
2.3.5. Q trình thanh trùng ........................................................................................... 10
2.4. Tổng quan về bao bì nước giải khát ........................................................................ 13
2.5. Các hệ vi sinh vật trong đồ hộp ............................................................................... 14
2.6. Chất lượng sản phẩm nước giải khát ....................................................................... 15

2.7. Các dạng hư hỏng thường gặp của nước giải khát .................................................. 15
Chương 3 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu .............................................. 17

iii


3.1. Phương tiện nghiên cứu .......................................................................................... 17
3.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện ........................................................................... 17
3.1.2. Nguyên liệu và hóa chất ....................................................................................... 17
3.1.3. Dụng cụ thí nghiệm .............................................................................................. 17
3.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 17
3.2.1. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu ................................................................. 17
3.2.2. Quy trình nghiên cứu dự kiến .............................................................................. 18
3.2.3. Giải thích quy trình ............................................................................................. 19
3.2.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 20
Chương 4 Kết quả và thảo luận ................................................................................ 25
4.1. Phân tích thành phần nguyên liệu ........................................................................... 25
4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến chất lượng sản phẩm................. 25
4.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến giá trị cảm quan sản phẩm .... 25
4.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến chất tan tổng và hiệu suất thu
hồi của sản phẩm ............................................................................................................ 26
4.3. Ảnh hưởng của lượng nước dùng trích ly đến chất lượng sản phẩm ...................... 28
4.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ phối chế đến chất lượng sản phẩm ......................................... 29
4.5. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng và thời gian bảo quản sản
phẩm ............................................................................................................................... 31
4.5.1. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến giá trị cảm quan của sản phẩm .............. 31
4.5.2. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng vitamin C ............................ 32
4.5.3. Các đồ thị biểu hiện sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian thanh
trùng ở các nhiệt độ khác nhau và giá trị F theo các chế độ thanh trùng ....................... 33
4.5.4. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chỉ tiêu vi sinh trong thực phẩm ........... 36

4.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm ................................................................................ 37
4.6. Kết quả phân tích thành phần hóa học sản phẩm mới............................................. 38
Chương 5 Kết luận và khuyến nghị .......................................................................... 40
5.1. Kết luận ................................................................................................................... 40
5.2. Khuyến nghị ............................................................................................................ 41
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................... 42
Phụ chương A Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứu ............................... pc 1
Phụ chương B Phương pháp đánh giá cảm quan.................................................. pc 3
Phụ chương C Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu ...................................... pc 5
Phụ chương D Kết quả thống kê các số liệu thí nghiệm ....................................... pc 9

iv


Danh sách bảng
Stt

Nội dung

Trang

Bảng 1: Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong công nghệ sản xuất nước giải khát ............. 4
Bảng 2: Chỉ tiêu hóa lý của nước dùng trong công nghệ nước giải khát ............................ 4
Bảng 3: Khả năng hòa tan của axit citric trong 100 gam nước ........................................... 5
Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý của axit citric trong công nghệ sản xuất nước giải khát ................ 6
Bảng 5: Tiêu chuẩn axit citric dùng trong thực phẩm ......................................................... 6
Bảng 6: Chỉ tiêu cảm quan của axit citric trong công nghệ sản xuất nước giải khát .......... 6
Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của đường phèn ...................................................................... 8
Bảng 8: Chỉ tiêu vi sinh cho nước giải khát không cồn .................................................... 15
Bảng 9: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ..................................................................... 18

Bảng 10: Thành phần hóa học của nguyên liệu ................................................................ 25
Bảng 11: Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến giá trị cảm quan sản phẩm ...................... 25
Bảng 12: Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến giá trị cảm quan sản phẩm ..................... 26
Bảng 13: Hàm lượng chất tan tổng và hiệu suất dịch trích ly theo nhiệt độ ..................... 26
Bảng 14: Hàm lượng chất tan tổng và hiệu suất dịch trích ly theo thời gian .................... 27
Bảng 15: Ảnh hưởng của lượng nước dùng trích ly đến giá trị cảm quan sản phẩm ........ 28
Bảng 16: Hàm lượng chất tan tổng và hiệu suất dịch trích ly theo lượng nước................ 28
Bảng 17: Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ hịa tan đến giá trị cảm quan của nước sương
sâm .................................................................................................................................... 29
Bảng 18: Ảnh hưởng của lượng axit bổ sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm ........... 29
Bảng 19: Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng đến giá trị cảm quan sản phẩm ............... 31
Bảng 20: Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến giá trị cảm quan sản phẩm .............. 31
Bảng 21: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến vitamin C của sản phẩm ..................... 32
Bảng 22: Giá trị F của các chế độ thanh trùng .................................................................. 36
Bảng 23: Số vi sinh vật hiếu khí theo nhiệt độ và thời gian thanh trùng .......................... 36
Bảng 24: Cơ sở phân cấp chất lượng sản phẩm thực phẩm dựa trên điểm chung có trọng
lượng ................................................................................................................................. 37
Bảng 25: Danh mục các chỉ tiêu cảm quan và hệ số quan trọng tương ứng của sản phẩm
nước giải khát .................................................................................................................... 37
Bảng 26: Đánh giá chất lượng sản phẩm .......................................................................... 38
Bảng 27: Thành phần hóa học của sản phẩm nước sương sâm ........................................ 39

v


Danh sách hình
Stt

Nội dung

Trang

Hình 1: Dây sương sâm ....................................................................................................... 2
Hình 2: Cơng thức cấu tạo axit citric .................................................................................. 5
Hình 3: Cấu tạo axit ascorbic .............................................................................................. 7
Hình 4: Quy trình dự kiến chế biến nước giải khát từ lá sương sâm ................................ 18
Hình 5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ..................................................................................... 20
Hình 6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ..................................................................................... 21
Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ..................................................................................... 22
Hình 8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 ..................................................................................... 23
Hình 9: Ảnh hưởng của các chế độ phối chế đến pH ........................................................ 30
Hình 10: Sản phẩm thanh trùng ở các chế độ khác nhau .................................................. 32
Hình 11: Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến hàm lượng vitamin C .......................... 33
Hình 12: Biến đổi nhiệt độ tâm của sản phẩm theo thời gian thanh trùng ở 75 oC ........... 34
Hình 13: Biến đổi nhiệt độ tâm của sản phẩm theo thời gian thanh trùng ở 85 oC ........... 34
Hình 14: Biến đổi nhiệt độ tâm của sản phẩm theo thời gian thanh trùng ở 95 oC ........... 35
Hình 15: Sản phẩm nước sương sâm đóng chai ................................................................ 39
Hình 16: Quy trình chế biến hồn chỉnh ........................................................................... 40

Danh sách ký hiệu và viết tắt
- MDUT: mức độ ưa thích.
- ĐTBCCTL: Điểm trung bình chưa có trọng lượng
- ĐTBCTL: Điểm trung bình có trọng lượng
- HSQT: Hệ số quan trọng

vi


Chương 1
Giới thiệu

1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay trên thị trường đã có nhiều loại nước uống giải khát rất đa dạng và nhiều
chủng loại nên người tiêu dùng rất khó lựa chọn. Xu hướng gần đây cho thấy, mọi
người đang quan tâm đến các loại thực phẩm có lợi cho sức khỏe. Nên việc nghiên cứu
chế biến ra loại nước giải khát mới phù hợp với xu thế phát triển của xã hội là cần thiết.
Trong đó lá sâm (sương sâm) là nguồn nguyên liệu đáng được quan tâm vì lá sương sâm
có tính mát, nhuận tràng, hạ nhiệt và giải độc.
Trong cuộc sống hàng ngày, lá sâm thường được vị ra để làm thạch sâm, đây là món
được rất nhiều người ưa chuộng, nhất là mỗi khi đến mùa nắng nóng. Ngồi ra, khí hậu
càng khắc nghiệt, nhu cầu giải khát ngày càng gia tăng, đặc biệt là những loại nước
uống thanh nhiệt có nguồn gốc từ thiên nhiên. Nhưng thực tế việc khai thác sử dụng
nguyên liệu lá sương sâm để chế biến ra các sản phẩm mới ở nước ta còn hạn chế, chưa
thật sự tận dụng hết lợi ích của lá sâm.
Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu chế biến nước sương sâm đóng
chai” được thực hiện nhằm đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo ra một loại sản phẩm
có chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu thị trường, đồng thời nâng cao giá trị kinh tế của lá
sâm và tạo thêm nhiều việc làm cho người lao động.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm ra chế độ trích ly tối ưu để sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
Xác định được tỉ lệ nước và nguyên liệu lá sâm dùng để trích ly cho thích hợp.
Tìm ra được tỉ lệ phối chế thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt nhất.
Tìm ra chế độ thanh trùng phù hợp.
1.3. Nội dung nghiên cứu
Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến chất lượng sản phẩm.
Khảo sát sự ảnh hưởng của lượng nước dùng trích ly sâm đến chất lượng sản phẩm.
Khảo sát sự ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế đến chất lượng sản phẩm.
Khảo sát sự ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm.

1

Chương 2
Lược khảo tài liệu
2.1. Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1. Giới thiệu về lá sương sâm
Dây sương sâm hay còn gọi là dây sâm, dây xanh leo, dây xanh ba nhị, xanh tam.
Tên khoa học là Cocculus orbiculatus (L.) DC.
Thuộc họ Tiết dê – Menispermaceae.
Dây sương sâm là loại dây leo mọc quấn, rụng lá, thân có lơng mịn hoặc không lông,
thân thường dài tới 3 – 10 m. Lá mọc so le nhau, hình trái xoan ngọn giáo, có phiến
xoan, dài khoảng từ 3 – 6 cm, rộng 1 – 3 cm, lá màu lục đậm, lá hơi có lông nhưng ở
lưng, nhất là ở mặt dưới, gân ở gốc 3 – 5, gân phụ 2 – 3 cặp, cuống dài 5 – 20 mm. Hoa
nhỏ có màu vàng trắng mọc thành chùm ở nách lá, dài từ 2 – 5 cm, cụm hoa ở nách lá
hay thân già, nếu là cụm hoa ở ngọn thì dài hơn, có lông mịn, hoa đực màu vàng, cánh
hoa 5 – 6, hoa cái có 6 cánh hoa, 8 – 9 lá nỗn. Quả hạch, có màu đen lam, hạt to
khoảng 5 – 6 mm. Cây thường ra hoa tháng 5 – 6.

Hình 1: Dây sương sâm
( />2.1.2. Phân bố sinh thái
Dây sương sâm là loại dây leo hoang dại có sức sống mãnh liệt, mọc hoang ở vùng núi,
leo lên các lùm cây bụi ở bìa rừng, hoặc mọc quanh năm nơi các bờ vườn, là cây của
vùng lục địa Á Châu, phân bố ở vùng nhiệt đới Nam Á, Đông Nam Á, phía Nam Trung
Quốc, Malaisia,…
Ở Việt Nam, dây sương sâm là loài cây quen thuộc, mọc tự nhiên ở khắp nơi từ vùng
đồng bằng đến miền núi có độ cao dưới 300 m. Sương sâm là loài cây ăn lá, sản phẩm lá
được vị để đơng. Trồng sương sâm cho thu hoạch rất nhanh, cứ 20 – 22 ngày thu được
một lứa, và cho năng suất khá cao với giá thành hiện nay khoảng 38.000 – 40.000
đồng/kg lá tươi.

2

Ở nước ta sương sâm phân bố ở nhiều nơi từ Hà Tây, Ninh Bình, Quảng Ninh vào Huế,
Lâm Đồng, Bình Dương,… Khoảng đầu mùa mưa, từ tháng 5 đến tháng 7 âm lịch,
người dân đi hái khá đơng. Có khi về phơi khô, để dự trữ dùng dần trong năm. Dân Nà
bồi (Ma lâm) thường ra tận vùng núi Lương Sơn, hồ Cà Dây ở Sơng Mao (Huyện Bắc
Bình) để hái, ở đây dây sương sâm mọc nhiều.
2.1.3. Thành phần hóa học
Trong lá sương sâm có chứa các loại đường như glucose, galactose, arabinose, xylose,
rhamnose. Ngoài ra lá sâm cịn chứa axit galacturonic và vitamin C.
(http:// nhung-bai-thuoc-va-cay-thuoc-quy)
2.1.4. Cơng dụng của lá sương sâm
Nhân dân ta thường trồng dây sương sâm lấy lá già rửa sạch, cho vào túi vải, vị, vắt
trong khoảng 2 lít nước sạch rồi lọc, khoảng nửa giờ sau, dịch lá sẽ đông lại như rau
câu. Người ta cũng làm ra cả thạch sương sâm. Sương sâm ăn với đường có tính mát.
Người bệnh tiểu đường nên ăn loại này. Người béo mập nên ăn sương sâm nhạt, vì nó ít
khả năng sinh nhiệt mà lại làm giảm cơn đói. Sương sâm ngồi việc chế biến làm thạch
nó cịn dùng làm rau ăn kèm với lẩu. Ở Ấn Độ, người ta dùng rễ chà xát vào đá cho vụn
ra thành bột, bột này được hòa nước lọc uống trị rắn độc cắn. Ở Campuchia, người ta
dùng lá để ăn với lẩu Samlo, thân mang lá, phối hợp với các vị thuốc khác, dùng chế
biến thành thuốc để điều trị nhiều loại bệnh đường ruột trong đó có cả bệnh lỵ. Ở Thái
Lan, người ta dùng rễ làm thuốc chống sốt.
Về tác dụng y học thì sương sâm vị ngọt, nhạt, tính mát, cơng năng nhuận tràng, hạ
nhiệt, giải độc.
Trị trúng thử, viêm khớp thấp cấp tính, huyết áp cao, cảm mạo, hoàng đản (vàng da),
viêm thận cấp, đái tháo đường, tiêu chảy, kiết lỵ, bỏng, đơn độc (viêm quầng). Sương
sâm được coi là thuốc có tác dụng tốt trong việc giải nhiệt độc ở trường vị.
Mùa hè ăn sương sâm có thể giải nhiệt, thanh lý nhiệt độc ở ruột và dạ dày, nhờ đó mà ít
bị bệnh có nhiệt tính như mụn, nhọt,…và trị được các chứng kiết lỵ, trĩ, táo bón, tiểu
gắt, làm hạ huyết áp. Nó cịn làm sạch máu và có cơng dụng nhuận táo. Liều dùng 30 –

60g, dạng thuốc sắc.
( />2.2. Các nguyên phụ liệu khác dùng trong chế biến
2.2.1. Nước
Là nguyên liệu trong công nghệ sản xuất nước giải khát, nó giữ vai trị quan trọng trong
việc hình thành vị của sản phẩm. Thành phần, tính chất hóa lý, chất lượng của nước ảnh
hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Độ cứng là một trong những tính chất của nước được xác định bởi hàm lượng của muối
Canxi và Magie hịa tan. Nước có hai độ cứng: độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu.
Độ cứng chung bằng tổng độ cứng tạm thời và vĩnh cửu. Việc xác định độ cứng của
nước để sử dụng trong sản xuất nước giải khát là rất cần thiết.
Nước dùng trong sản xuất nước giải khát phải là nước rất mềm hoặc nước mềm, thích
hợp nhất là nước có độ cứng tạm thời khoảng 0,7 mg đương lượng/lít và độ cứng vĩnh
cữu khoảng 0,4 – 0,7 mg đương lượng/lít. Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của

3


nước là pH của nó. Bình thường nước có phản ứng kiềm với metylorange (vàng metyl)
và phản ứng axit với phenolphtalein. pH của nước dao động khoảng 6,5 – 7.
Nước tham gia vào thành phần môi trường tạo điều kiện cho sự phát triển của nhiều vi
sinh vật. Vì thế nước dùng để uống cũng như để sản xuất phải được kiểm tra xem có đạt
độ sạch sinh học cho phép hay khơng (Hồng Đình Hịa, 2000).
u cầu chất lượng của nước dùng trong nước giải khát pha chế như sau:
Chỉ tiêu cản quan: trong suốt, không màu, không mùi vị lạ.
Chỉ tiêu vi sinh:
Bảng 1: Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong công nghệ sản xuất nước giải khát
Chỉ tiêu

STT

Hàm lượng cho phép

1

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

 20 tế bào/ml

2

Vi khuẩn Escherichia Coli

Khơng có

3

Các vi khuẩn gây bệnh đường ruột

Khơng có
“Nguồn: TCVN 5042 – 1944”

Chỉ tiêu hóa lý:
Bảng 2: Chỉ tiêu hóa lý của nước dùng trong công nghệ sản xuất nước giải khát
Chỉ tiêu

STT

Hàm lượng cho phép

1

Độ cứng chung

 1,5 mg đương lượng/lít

2

Hàm lượng Clor

 0,5 mg/lít

3

Axit Sulfuric

 80 mg/lít

4

Hàm lượng Arsen

 0,05 mg/lít

5

Hàm lượng chì

 0,1 mg/lít

6

Hàm lượng Flor

 3 mg/lít

7

Hàm lượng kẽm

 5 mg/lít

8

Hàm lượng đồng

 3 mg/lít

9

Hàm lượng sắt

10

Độ oxy hóa

11

pH

12

Hàm lượng chất khơ

 0,3 mg/lít
 2 mg KMnO4/lít
6,5 – 7
< 600 mg/l
“Nguồn: TCVN 5042 – 1944”

Ghi chú:
Chuẩn số E. coli: thể tích nước ít nhất cho phép phát hiện 1 vi khuẩn E. coli
Chỉ số E. coli: Số vi khuẩn tối đa có trong 1 lít nước
Độ oxy hóa: Hàm lượng tạp chất hữu cơ chứa trong nước

4


2.2.2. Axit citric
Cơng thức phân tử: C6H8O7.H2O

Hình 2: Cơng thức cấu tạo axit citric
Để tạo cho nước giải khát có vị chua dịu, trong sản xuất người ta có thể dùng một số
axit thực phẩm như axit citric, axit tactric, axit malic,…thông dụng nhất là axit citric.
Axit citric chứa nhiều trong quả chanh nên nó cịn được gọi là axit chanh. Ở quy mô
công nghiệp, axit citric được sản xuất bằng các phương pháp sau: lên men dịch đường,
thường sử dụng nấm mốc loài Aspergillus niger, tách từ phế thải của công nghệ sản xuất
nicotin, tách từ quả chanh.
Axit citric ở dạng tinh thể thường có màu trắng, khơng mùi, có vị chua, hịa tan được
trong nước và cồn. Nếu được bảo quản trong bao bì ở điều kiện khơ ráo và thống mát,
axit citric có thể giữ được tính chất ít nhất 12 tháng.

Giá trị pH thấp nhất mà L. monocytoglues có thể sống được khi sử dụng axit citric kết
hợp với phosphate nitrate để bảo quản được sản phẩm là 4,66 ở 30 oC, 4,36 ở 30 oC và
4,19 ở 5 oC.
Những thí nghiệm nghiên cứu cho thấy khi sử dụng axit citric 0,75 % để bảo quản sản
phẩm thực phẩm có thể làm giảm hoặc ngăn chặn sự phát triển của một số vi sinh vật
phổ biến như: S.typhimurium, Yersinia enterocolitica, E. coli và S.aureus.
Tóm lại, axit citric là một tricarboxylic axit có vị chua dễ chịu, độ hòa tan trong nước
cao, khả năng điều vị và bảo quản sản phẩm rất tốt. Trong công nghệ sản xuất nước giải
khát, axit citric thường được dùng để tạo vị, điều chỉnh độ chua và đặc biệt là tác nhân
xúc tác cho quá trình thủy phân đường tạo thành đường nghịch đảo. Axit citric làm cho
nước giải khát có mùi vị ngon hơn so với các axit thực phẩm khác. Do đó việc sử dụng
axit citric với một liều lượng thích hợp trong sản xuất nước giải khát là rất cần thiết. (P.
Michael Davidson và Alfred Larry Branen, 1983).
Tiêu chuẩn của axit citric nguyên liệu trong nuớc giải khát pha chế.
Bảng 3: Khả năng hòa tan của axit citric trong 100 gam nước
Nhiệt độ nước (oC)

0

12

20

40

60

100

Lượng axit (g)

190

200

210

225

242

282

“Nguồn: Nguyễn Đình Thưởng, 1986”

5


Chỉ tiêu hóa lý:
Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý của axit citric trong công nghệ sản xuất nước giải khát
Yêu cầu chất lượng (%)

Tên chỉ tiêu

STT

Thượng hạng

Hạng một

1

Hàm lượng axit citric

 99,5

 99,5

2

Hàm lượng tro

 0,1

 0,35

3

Hàm lượng axit sulfuric tự do

 0,01

 0,03

4

Hàm lượng Asen

 0,00007

 0,00007

“Nguồn: TCVN 5561 – 1991”
Bảng 5: Tiêu chuẩn axit citric dùng trong thực phẩm
Chỉ tiêu

Đơn vị

Mức qui định

Hàm lượng axit citric

%

≥ 99,50

Tro

%

≤ 0,05

Chì

mg/kg

≤ 10

Arsen

mg/kg

≤3

Sulphate

mg/kg

Không phát hiện
“Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2006”

Chỉ tiêu cảm quan:
Bảng 6: Chỉ tiêu cảm quan của axit citric trong sản xuất nước giải khát
STT Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

1

Hình dạng bên
ngồi và màu sắc

Các tinh thể khơng màu ở dạng bột màu trắng, khơng vón
cục, đối với axit hạng một cho phép hơi có ánh vàng.

2

Màu sắc

Dung dịch axit citric trong nước cất ở nồng độ khối lượng

20 g/cm3 phải trong suốt.

3

Vị

Chua, khơng có vị lạ.

4

Mùi

Dung dịch axit citric trong nước cất ở nồng độ khối lượng
20 g/cm3 không được có mùi.

5

Cấu trúc

Rời và khơ

6

Tạp chất cơ học

Khơng cho phép
“Nguồn: TCVN 5561 – 1991”

Axit citric là axit hữu cơ yếu có nhiều trong các loại rau quả đặc biệt ở những quả thuộc
họ cam quýt. Theo Lương Đức Phẩm (2005), axit citric được coi là an toàn sử dụng cho

thực phẩm ở các quốc gia trên thế giới. Nó là một thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết
các vật thể sống, lượng dư axit citric sẽ được chuyển hóa và đào thải khỏi cơ thể.
Liều lượng sử dụng cho người:
- Không hạn chế 0 – 60 mg/kg thể trọng.

6


- Có điều kiện 60 – 120 mg/kg thể trọng.
2.2.3. Axit ascorbic

Hình 3: Cấu tạo axit ascorbic
Vitamin C ở dạng tinh thể trắng, có vị chua, dễ tan trong nước, khó tan trong rượu,
khơng tan trong bezen, ete, cloroform. Tồn tại được ở 100 oC trong mơi trường trung
tính và axit, bị oxi hóa bởi O2 khơng khí và càng bị oxi hóa nhanh khi có sự hiện diện
của Cu và Fe.
Vitamin C là một vitamin kém bền nhất, rất dễ bị phân hủy bởi: ánh sáng, nhiệt độ cao,
sự tiếp xúc với các enzym, với các kim loại (sắt, đồng), dễ bị ion hóa trong mơi trường
kiềm, khá ổn định trong môi trường axit, thực vật và đa số động vật trừ khỉ, người đều
có khả năng tổng hợp vitamin C từ đường glucose. Vitamin C tồn tại trong tự nhiên
dưới ba dạng phổ biến là axit ascorbic, axit dehydroascorbic và dạng liên kết
ascorbigen.
Vitamin C có nhiều trong sản phẩm thực vật đặc biệt là trong các loại rau quả như cam,
chanh, dâu, dưa chuột, ớt, cà chua, rau cải, hành, ngò tây,… Trong các loại hạt ngũ cốc,
trong trứng thịt hầu như khơng có vitamin C. Những yếu tố khác ảnh hưởng đến vitamin
C: nhiệt độ, độ ẩm, kim loại nặng và đường,…
Trong các sản phẩm đóng hộp, q trình gia nhiệt làm thất thốt một lượng lớn vitamin
C. Sự thất thốt này có thể khắc phục bằng cách gia nhiệt ở nhiệt độ cao trong thời gian
ngắn. Khi đó, luợng vitamin C sẽ được giữ lại nhiều nhất. Ngồi ra, trong suốt q trình
bảo quản sản phẩm thì lượng vitamin C sẽ giảm dần theo thời gian. Tốc độ thất thoát

vitamin C tỉ lệ thuận với nhiệt độ bảo quản.
Vì vitamin C bị mất đi nhiều trong suốt quá trình chế biến và bảo quản nên trong sản
xuất người ta thường thêm axit ascorbic (vitamin C) vào các sản phẩm thực phẩm. Việc
thêm axit ascorbic với hàm lượng thích hợp có ý nghĩa rất quan trọng đối với các sản
phẩm đồ uống như: bia, rượu, nước giải khát.
Với tính chất chống oxy hóa mạnh, axit ascorbic giúp hạn chế q trình oxy hóa trong
các sản phẩm. Khả năng cố định màu, mùi vị của axit ascorbic là rất tốt. Sự có mặt của
axit ascorbic giúp hạn chế được quá trình mất màu anthoxianin, flavonoid, carotenoid
và tạo vị hài hịa cho sản phẩm.
Ngồi ra axit ascorbic cịn được biết đến như một chất giúp ổn định sản phẩm. Nó giúp
cho sản phẩm có độ đồng nhất cao, tăng giá trị cảm quan và thời gian bảo quản sản
phẩm được lâu (Jiri Davidek, Jan Velisek và Jan Pokormy, 1990).

7


2.2.4. Đường phèn
Là loại đường dùng để pha chế cùng với các loại nước mát và nước giải khát thanh
nhiệt. Trong đơng y đường phèn có tính vị mát, hàn, giúp thanh nhiệt và làm mát cổ
họng. Trong đề tài này, đường phèn sử dụng dạng bột nhuyễn tinh luyện từ đường RE.
Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng của đường phèn
Chỉ tiêu chất lượng

Giá trị

Độ ẩm (%)

≤ 0,8

Đường khử (%)

≤ 0,9

Độ màu ICUMSA

≤ 30
“Nguồn: 892/2007/YTHCM – CNTC”

2.3. Các quá trình cơng nghệ cơ bản trong nghiên cứu
2.3.1. Q trình trích ly
Q trình trích ly là sự rút chất hồ tan trong chất lỏng hoặc chất rắn bằng một chất hoà
tan khác (gọi là dung mơi) nhờ q trình khuyếch tán của các chất có nồng độ khác
nhau. Trích ly chất hồ tan trong chất lỏng gọi là trích ly lỏng, cịn trích ly chất hồ tan
trong chất rắn là trích ly rắn. Trong cơng nghiệp thực phẩm trích ly nhằm các mục đích
sau: khai thác, chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, thu nhận sản phẩm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly và phương pháp thực hiện:
- Sự chênh lệch nồng độ giữ hai pha. Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly
tăng; thời gian trích ly giảm ta có thể thực hiện bằng cách tăng tỉ lệ dung môi so với
nguyên liệu.
- Diện tích tiếp xúc giữa ngun liệu và dung mơi: diện tích tiếp xúc càng lớn, dung mơi
dễ len lõi vào trong ngun liệu, khả năng trích ly chất hịa tan càng lớn.
- Tính chất của nguyên liệu đem trích ly, như khi trích ly dầu nếu ẩm ngun liệu giảm
thì tốc độ trích ly tăng, vì độ ẩm có tác dụng với protein và các chất háo nước khác ngăn
cản sự dịch chuyển của dung môi thấm vào trong nguyên liệu, làm chậm q trình
khuếch tán.
- Nhiệt độ trích ly: nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phần tử
chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung mơi, tuy nhiên
nhiệt độ là yếu tố có giới hạn, vì khi nhiệt độ q cao có thể xảy ra các phản ứng khác
khơng cần thiết gây khó khăn cho q trình cơng nghệ.
- Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lên lượng chất khuếch tán tăng nhưng thời gian

phải có giới hạn, khi đã được mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không
mang lại hiệu quả kinh tế. (Lê Bạch Tuyết, 1994)
2.3.2. Quá trình lọc
- Bản chất quá trình lọc:
Là phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung
dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn. Áp suất này
được tạo ra do áp suất thủy tĩnh của lớp chất lỏng trên vật ngăn hoặc do bơm. Quá trình
lọc là quá trình vật lý, thực tế lọc dùng để tách hỗn hợp khó lắng, nó nằm trung gian
giữa 3 quá trình lọc – lắng – ly tâm.

8


- Mục đích và phạm vi sử dụng của quá trình:
Trước hết q trình lọc nhằm mục đích làm sạch, nâng cao chất lượng sản phẩm, có thể
lấy rất nhiều ví dụ trong cơng nghệ sản xuất thực phẩm như lọc đường, nước quả, dầu
thực vật, rượu, bia, nước chấm, lọc nước, lọc khí,… Với mục đích khai thác, thu nhận
sản phẩm như trong sản xuất các loại bột, các loại tinh bột, men bánh mì,… Ngồi ra
cịn là q trình trung gian để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, ví dụ lọc sơ bộ dịch
quả trước khi lắng, lọc dịch đường trước khi sản xuất các mặt hàng thực phẩm. Lọc để
tách các cấu tử sau khi đã thực hiện các q trình cơng nghệ khác, ví dụ lọc sau khi tẩy
màu bằng than hoạt tính, lọc sau phản ứng trung hòa, lọc kết tủa sau khi sử dụng các tác
nhân hóa học như Ca(OH)2, H3PO4,…
- Tính chất vật liệu, biến đổi của chúng và sản phẩm sau lọc:
Vật liệu đưa vào q trình lọc có thể là khí gồm khí sạch và bụi hoặc là huyền phù gồm
pha lỏng là dung dịch và pha rắn là bã, được đặc trưng bằng tính khơng tan lẫn và khả
năng tách khỏi nhau.
Sản phẩm của q trình có thể là dung dịch yêu cầu trong hoặc trong suốt và cặn bã
chứa ích dung dịch để tránh tổn thất. Sản phẩm cũng có thể là chất rắn, u cầu khơ và
được tách hết dung dịch.

Sau khi lọc dung dịch trong suốt hầu như khơng thay đổi về thành phần hóa học và các
thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi về trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng do tách
hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật khơng có lợi theo cặn. Mặt khác có thể có
tổn thất một ít các chất có ích theo cặn như protein, vitamin, chất màu,… (Lê Bạch
Tuyết, 1996).
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc:
Những đại lượng quan trọng của quá trình lọc là năng suất, độ tách nước và độ ẩm của
bã. Những yếu tố cơ bản có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình lọc gồm: lớp bã, kích
thước hạt rắn, bề mặt hạt, dạng hạt và tính ỳ của hạt, dịng chảy, chênh lệch áp suất,
nồng độ huyền phù và cuối cùng là nhiệt độ lọc (Nguyễn Bin, 2004).
2.3.3. Quá trình phối chế
- Bản chất quá trình phối chế:
Phối chế là quá trình pha trộn giữa 2 hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu
được một hỗn hợp (sản phẩm) đáp ứng yêu cầu đã định. Cịn đảo trộn là q trình cơ
học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau. Trong
công nghệ thực phẩm, phần lớn các dây chuyền cơng nghệ có liên quan đến q trình
phối chế.
- Mục đích và phạm vi sử dụng q trình:
Trong cơng nghiệp thực phẩm q trình phối chế thực hiện nhằm các mục đích sau:
Tạo ra sản phẩm mới: đa số loại sản phẩm thực phẩm không phải từ một loại nguyên
liệu mà gồm 2 hay nhiều loại khác nhau. Tỷ lệ giữa các loại nguyên liệu nhiều khi xấp
xỉ nhau. Những thành phần tham gia để tạo nên sản phẩm mới là không thể thiếu được,
chúng phải được phối chế với nhau để cho sản phẩm có chất lượng đặc trưng.
Nhằm tăng chất lượng sản phẩm: chúng ta thấy rằng, một số loại thực phẩm nếu tồn tại
một mình thì chất lượng khơng tốt lắm, nhưng khi bổ sung cho chúng một số thành phần
khác (hương, màu, phụ gia,…) mặc dù với khối lượng ít cũng có tác dụng làm tăng chất

9

lượng của sản phẩm lên. Nhiều khi phối chế chỉ nhằm mục đích điều chỉnh các thành
phần có sẵn trong sản phẩm trong trường hợp các thành phần đó chưa đạt yêu cầu.
- Tính chất vật liệu, biến đổi của chúng và sản phẩm sau phối chế:
Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất vật lý, hóa học, sinh học,
cảm quan,… Mỗi loại nguyên liệu tương ứng với một giá trị chất lượng nhất định. Giá
trị đó có thể cao hay thấp tùy thuộc vào thành phần hóa học, sinh học và tính chất vật lý
của từng loại nguyên liệu. Trong thực tế, tỷ lệ phối chế giữa các cấu tử tùy thuộc vào
yêu cầu cụ thể, thường được cho dưới dạng công thức.
Trước lúc phối chế các cấu tử có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như dạng lỏng gồm
nước quả, các loại dung dịch đường, axit, muối,…;dạng rắn hoặc bột rời như đường
kính, muối,…;dạng bán chất lỏng như các loại bột nhuyễn từ quả, thịt cá băm nhuyễn,…
Q trình phối chế có thể thực hiện với các nguyên liệu cùng pha hoặc khác pha với
nhau.
Khi tiếp xúc với nhau các cấu tử phối chế có thể có khả năng liên kết hóa học hoặc lý –
hóa (hấp phụ) với nhau. Sự liên kết đó có thể xảy ra đối với tồn hệ cấu tử hay có thể
chỉ một số thành phần trong cấu tử đó (Lê Bạch Tuyết, 1996).
2.3.4. Q trình bài khí
- Bản chất của q trình:
Sản phẩm sau khi vào chai phải nhanh chóng được bài khí. Bài khí là q trình đuổi bớt
chất khí ở trong chai trước khi đóng nắp. Các chất khí đó hịa tan trong q trình chế
biến, có sẵn trong tế bào ngun liệu và ở khoảng trống của chai. Chất khí ở trạng thái
tự do trong hộp dễ tách hơn chất khí ở dạng kết hợp.
Trong sản xuất đồ hộp người ta dùng nhiều phương pháp bài khí khác nhau, nhưng chủ
yếu là dùng phương pháp bài khí bằng nhiệt và dùng thiết bị chân khơng.
Bài khí bằng nhiệt: Phương pháp đơn giản và thuận lợi nhất để bài khí bằng nhiệt là cho
sản phẩm vào bao bì khi cịn nóng. Cho sản phẩm vào bao bì khi đã đun nóng tới
khoảng 85 ơC rồi ghép kín ngay.
Bài khí bằng thiết bị chân khơng: Người ta dùng bơm chân khơng hút khơng khí ra khỏi
hộp trong một phịng của máy ghép kín. Hiện nay biện pháp này được sử dụng phổ biến
để tạo độ chân khơng có hiệu quả nhất trong đồ hộp. (Lê Mỹ Hồng, 2007)

- Tác dụng của q trình bài khí:
Giảm áp suất bên trong chai khi thanh trùng. Hạn chế q trình oxy hóa làm cho chất
dinh dưỡng ít bị tổn thất, hương vị, màu sắc của sản phẩm không bị thay đổi. Hạn chế
sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí tồn tại trong chai sau khi thanh trùng. Tạo ra
chân không trong chai sau khi làm nguội, nhằm tránh hiện tượng xì nắp chai trong quá
trình bảo quản ở các điều kiện khác nhau (Nguyễn Văn Tiếp, Qch Đình và Ngơ Mỹ
Văn, 2000).
2.3.5. Q trình thanh trùng
- Bản chất và mục đích của q trình thanh trùng:
Thanh trùng là quá trình xử lý nhiệt bằng cách làm vô hoạt các enzym và diệt một số vi
sinh vật có trong thực phẩm, để có thể bảo quản thực phẩm trong thời gian dài. Tuy
nhiên, quá trình cũng gây ra thay đổi nhỏ về tính chất cảm quan và giá trị dinh dưỡng
của sản phẩm. Chế độ xử lý nhiệt và thời gian bảo quản được xác định hầu như dựa vào

10


pH của thực phẩm. Đối với thực phẩm axit thấp (pH > 4,5) mục tiêu chính là tiêu diệt vi
khuẩn gây bệnh, đối với thực phẩm axit cao (pH < 4,5) mục tiêu chính là vơ hoạt enzym
và vi sinh vật nhiễm. Phương pháp thanh trùng ở nhiệt độ dưới 100 oC gọi là thanh
trùng Pasteur (Pasteurisation), và từ 100 oC trở lên gọi là tiệt trùng nhiệt (Đào Văn
Thanh, 2005).
- Sự kháng nhiệt của vi sinh vật:
Sự kháng nhiệt của vi sinh vật là khả năng chịu được nhiệt của vi sinh vật (khả năng
chống chọi lại nhiệt). Điểm chết nhiệt: là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó vi sinh vật bị tiêu
diệt. Thời gian chết nhiệt của vi sinh vật: là thời gian ngắn nhất cần thiết để tiêu diệt vi
sinh vật hiện diện ở nhiệt độ đã cho.
Sự kháng nhiệt của vi sinh vật: được mô tả bởi 2 giá trị D và Z.
+ D là thời gian cần thiết để tiêu diệt 90 % vi sinh vật (tại nhiệt độ nhất định).
+ Z là số độ cần thiết cho thời gian chết nhiệt thực hiện 1 chu trình log.

Mỗi loại vi sinh vật và thực phẩm khác nhau có giá trị D và Z khác nhau. Trị số D và Z
càng lớn thì khả năng kháng nhiệt càng cao (Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000).
- Động học của q trình vơ hoạt vi sinh vật:
Phương trình tổng qt của tiến trình vơ hoạt vi sinh vật (do tác động của nhiệt độ) được
viết như sau:



dN
 kT * N n
dt

(1)

N: số lượng vi sinh vật ban đầu
T: thời gian xử lý nhiệt
Kt: hằng số tốc độ vô hoạt ở nhiệt độ T
n: bậc phản ứng
Trong hầu hết các trường hợp phản ứng có bậc là 1 (n = 10), nên ta có thể viết phương
trình (1) dưới dạng:



dN
 kT * N
dt

Hay:

(2)

dN
 kT * dt (3)
dt

Phương trình vi phân (3) có thể được lấy tích phân theo điều kiện đầu và cuối:
T = 0 => N = N0
T = t => N = N
t
dN


N0 N 0 kT dt
N

(4)

Khi làm việc ở nhiệt độ vô hoạt khơng đổi (kT là hằng số: q trình xử lý đẳng nhiệt).
Phương trình (4) có thể viết như sau:

11


t
dN
 ktT  dt
N0 N
0



N

(5)

hoặc Ln(N) – ln(N0) = - kT*t

(6)

 N 
  kT * t
hoặc ln
 N0 

(7)

Trong đó:
N: số lượng vi sinh vật hiện diện ở bất kỳ thời điểm nào.
N0: số lượng vi sinh vật ban đầu.
tT: hằng số tốc độ vô hoạt (phút-1) ở nhiệt độ T.
t: thời gian gia nhiệt.
Ở nhiệt độ vô hoạt không đổi, lượng vi sinh vật giảm theo hàm số mũ theo thời gian.
Điều này có nghĩa rằng, theo lý thuyết tổng số vi sinh vật không thể giảm đến khơng. Vì
vậy khơng thể đảm bảo tuyệt đối rằng tất cả các vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt bởi q trình
nào đó.
- Chọn nhiệt độ thanh trùng:
Các loại đồ hộp thực phẩm thường có mơi trường tốt cho vi sinh vật phát triển, căn cứ
vào chỉ số axit của thực phẩm thường chia ra các nhóm như sau:
Nhóm khơng chua (pH > 6).
Nhóm ít chua (pH = 4,5 – 6).

Nhóm chua (pH < 4,5).
Nhóm thực phẩm khơng chua (pH > 6) và ít chua (pH = 4,5 – 6) gồm các loại đồ hộp
thịt, cá, sữa, rau, thịt, nấm, một số đồ hộp rau tự nhiên.
Ở nhóm thực phẩm này thường có các vi sinh vật chịu được nhiệt độ cao phát triển. Do
đó, các loại đồ hộp này thường thanh trùng ở nhiệt độ lớn hơn 100 oC.
Trong các loại vi sinh vật ưa nóng, loại có hại cho sức khỏe con người là Cl. Botulinum,
đặc biệt là nha bào của chúng. Trong một số loại đồ hộp thịt cá hỏng, người ta tìm thấy
loại Cl. Putrificum và Cl. Sporogenes chịu nhiệt hơn cả Cl. Botulinum. Các dạng hư
hỏng đồ hộp do các loại vi khuẩn của nhóm này thường kèm theo hiện tượng sinh hơi,
phá hủy thực phẩm và làm phồng nắp hộp. Đối với các loại đồ hộp này thường thanh
trùng ở 115 – 120 oC.
Các loại đồ hộp có pH từ 4,5 – 5,0 cũng thường có vi khuẩn ưa nóng kị khí như Cl.
thermosaccharalytium phân hủy gluxit và tạo thành khí (CO2 và H2) cũng gây ra hiện
tượng phồng hộp. Với các loại đồ hộp ít chua chứa nhiều đường hay tinh bột thường có
vi khuẩn ưa nóng kị khí như Bac. stearothermophilus làm hỏng thực phẩm nhưng không
sinh hơi. Để tiêu diệt vi khuẩn này thường thanh trùng ở nhiệt độ 100 – 112 oC.
Nhóm thực phẩm chua (pH < 4,5) gồm đồ hộp cà chua, hoa quả, rau dầm dấm, rau muối
chua. Đối với các loại sản phẩm dạng này, các loại vi khuẩn ưa nóng khơng những khó
phát triển được mà tính chịu nhiệt cũng kém, do đó chúng dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng
nhiệt độ. Ngoài ra, các loài vi khuẩn nha bào hay khơng có nha bào, các loại nấm men,

12


nấm mốc tuy phát triển trong môi trường axit nhưng chúng chịu nhiệt kém. Vì thế, đối
với các dạng đồ hộp này chỉ cần thanh trùng ở nhiệt độ 100 oC hay thấp hơn 100 oC.
- Chọn thời gian thanh trùng:
Khi thanh trùng đồ hộp không phải tất cả mọi điểm trong đồ hộp điều đạt nhiệt độ thanh
trùng cùng một lúc, ngay cả khi đã đạt nhiệt độ thanh trùng thì vi sinh vật khơng bị tiêu
diệt ngay. Do đó, thời gian thanh trùng của đồ hộp gồm thời gian truyền nhiệt từ mơi

trường đun nóng (nước, hơi nước) vào trung tâm hộp và thời gian để tiêu diệt vi sinh
vật. Ta có:
T = T1 + T2
T: thời gian thanh trùng.
T1: thời gian truyền nhiệt.
T2: thời gian để tiêu diệt vi sinh vật.
Tuy nhiên trong thực tế thời gian thanh trùng thường nhỏ hơn tổng thời gian truyền
nhiệt và thời gian tiêu diệt vi sinh vật (T < T1 + T2) do trong thời gian truyền nhiệt một
số vi vật đã bị tiêu diệt. Do đó, để xác định được thời gian thanh trùng cần phải biết
được các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt và thời gian tiêu diệt vi sinh vật.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật:
Nhiệt độ thanh trùng, thành phần hóa học của đồ hộp, nồng độ đường, muối, chất béo,
loại và số lượng vi sinh vật.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt:
Tính chất vật lý của sản phẩm, tính chất của bao bì.
Thời gian truyền nhiệt của đồ hộp cịn bị ảnh hưởng của kích thước hình học của hộp,
trạng thái chuyển động của đồ hộp khi thanh trùng và nhiệt độ ban đầu của hộp.
- Áp suất đối kháng:
Trong quá trình thanh trùng, sự giản nở của hơi nước, khơng khí và sản phẩm trong đồ
hộp đã ghép kín tạo ra áp suất khá lớn bên trong đồ hộp.
Sự chênh lệch áp suất trong hộp và trong thiết bị thanh trùng, nếu vượt quá giới hạn cho
phép sẽ gây hiện tượng phồng hộp, biến dạng làm bật nắp hộp. Do đó, khi thanh trùng
cần có áp suất đối kháng để tránh các hiện tượng trên (Đào Văn Thanh, 2005).
2.4. Tổng quan về bao bì nước giải khát
Nước giải khát có thể được chứa trong các loại bao bì sắt tây, plastic, thủy tinh,… Tùy
vào loại sản phẩm, lợi ích kinh tế và những ưu khuyết điểm khác nhau của từng loại bao
bì mà nhà sản xuất có thể chọn lựa. Trong phần đề tài này bao bì thủy tinh được sử dụng
để chứa đựng và bảo quản sản phẩm.
Bao bì thủy tinh đựng thực phẩm gồm những chai, lọ bằng thủy tinh silicat. Vật liệu chế
tạo ra chúng là những oxit vơ cơ, dạng thủy tinh hay vơ định hình. Độ bền cơ học của

thủy tinh được quyết định từ thành phần nguyên liệu, công nghệ chế tạo, cấu tạo hình
dạng bao bì. Đặc tính quang học của thủy tinh được thể hiện ở khả năng hấp thu ánh
sáng và phản xạ ánh sáng. Tính chất hấp thụ cịn phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.
Thủy tinh silicate có khả năng hấp thụ tia có bước sóng 150 nm và 600 nm. Độ bền hóa

13


học thủy tinh tùy thuộc thành phần nguyên liệu ban đầu và điều kiện của môi trường
tiếp xúc với thủy tinh.
Theo Đống Thị Anh Đào, 2005. Những ưu khuyết điểm của bao bì thủy tinh:
Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú.
Tái sinh dễ dàng không gây ô nhiễm môi trường.
Bao bì thủy tinh chứa thực phẩm khơng bị ăn mịn bởi pH của thực phẩm mà thường bị
ăn mòn bởi môi trường kiềm vệ sinh chai lọ để tái sử dụng.
Nặng, có thể bị vỡ do va chạm cơ học.
Khơng thể in, ghi nhãn theo qui định của nhà nước lên bao bì mà chỉ có thể vẽ, sơn logo
hay thương hiệu của công ty nhà máy hoặc khi sản xuất chai có thể đuợc tạo dấu hiệu
nổi trên thành chai và nếu cần chi tiết hơn thì phải dán nhãn giấy lên chai như trường
hợp sản phẩm rượu, bia, nước giải khát.
2.5. Các hệ vi sinh vật trong đồ hộp
Theo Nguyễn Văn Tiếp và ctv, 2000. Hệ vi sinh vật trong đồ hộp chủ yếu là vi khuẩn,
nấm mốc ít thấy trong đồ hộp, nấm men chủ yếu là Saccharomyces ellipoides. Các vi
khuẩn thường gặp là:
- Loại hiếu khí:
B. mesentericus: có nha bào, khơng độc. Nha bào bị phá hủy ở 110 oC trong 1 giờ. Loại
này có trong tất cả các loại đồ hộp, phát triển nhanh ở 37 oC.
B. Subtilis: có nha bào, khơng gây bệnh. Nha bào chịu được 100 oC trong 1 giờ. Loại
này có trong đồ hộp cá, rau, thịt, các hộp hở, phát triển nhanh ở 25 – 35 oC.
- Loại kỵ khí: có nhiều trong đồ hộp phồng, thuộc phân nhóm perfingens, sporogens,

putrifucus, vi khuẩn butyric.
Clostridium sporogenes: phân hủy protid thành muối của NH3, sản sinh H2S, H2 và
CO2. Nha bào chịu được trong nước sơi trên 1 giờ. Loại này có độc tố và có trong mọi
đồ hộp. Nhiệt độ tối thích là 37 oC.
Clostridium putrificum: là loại vi khuẩn đường ruột, có nha bào, khơng gây bệnh, có
trong mọi đồ hộp. Nhiệt độ tối thích 37 oC.
- Loại vừa hiếu khí vừa kị khí:
B. Thermophillus: khơng gây bệnh, có nha bào. Tuy có rất ít trong đồ hộp nhưng khó
loại trừ, nhiệt độ tối thích 60 – 70 oC.
Staphylococcus pyogenes aureus: khơng có nha bào, thỉnh thoảng gây bệnh vì có sản
sinh ra độc tố. Phát triển nhanh ở nhiệt độ thường.
- Loại gây bệnh, gây ra ngộ độc vì nội độc tố:
Bacillus botulinus (Clostridium botulinum): loại này rất hiếm trong các đồ hộp. Nha bào
có khả năng đề kháng mạnh. Độc tố bị phá hủy hoàn toàn khi đun nóng ở nhiệt độ 80 oC
trong 30 phút.
Samonella: thuộc nhóm vi khuẩn gây bệnh Salmonellose, khơng có nha bào nhưng có
độc tố, đại diện là B. enteridis, Eberthellatyphola,…

14


2.6. Chất lượng sản phẩm nước giải khát
Theo Lê Văn Việt Mẫn, 2006. Chất lượng nước giải khát được đánh giá bởi ba nhóm
chỉ tiêu: vi sinh, hóa lý, cảm quan.
- Chỉ tiêu hóa lý: quan trọng nhất là tổng hàm lượng chất khô, lượng đường, CO2, độ
pH, cường độ màu.
- Chỉ tiêu cảm quan bao gồm: màu sắc, độ trong, mùi và vị.
Màu sắc: đặc trưng cho từng loại sản phẩm.
Độ trong: trong suốt, đồng nhất, hồn tồn khơng lẫn tạp chất lạ.
Mùi: mùi thơm đặc trưng, hòa hợp của từng sản phẩm, khơng có mùi lạ.

Vị: ngọt đặc trưng, hịa hợp, dễ chịu, khơng có vị lạ.
- Chỉ tiêu vi sinh: phổ biến nhất là tổng số vi khuẩn hiếu khí, tổng số nấm men, nấm
mốc và hàm lượng mật số vi sinh vật có khả năng gây bệnh như E.coli, coliforms,
Cl.perfringens, Streptococci faeca.
Bảng 8: Chỉ tiêu vi sinh cho nước giải khát không cồn
Chỉ tiêu

Mức tối đa cho phép
Khơng đóng chai

Đóng chai

5 x 104

102

2. E. Coli (CFU/1.000ml)

3

0

3. Clostridium perfringen

0

0

4. Leuconostoc

0

0

103

0

0

0

1. Tổng vi khuẩn hiếu khí (CFU/ml)

5. Nấm men - nấm men (CFU/ml)
6. Staphylococcus aureus

“Nguồn: Trần Phước Linh, 2007”
2.7. Các dạng hư hỏng thường gặp của nước giải khát
Theo Nguyễn Đình Thưởng, 1986. Nước giải khát thường gặp một số hư hỏng sau:
- Nước giải khát bị đục
Nước giải khát pha chế bị đục là do sự phát triển của vi sinh vật, thường là nấm men,
kết quả là tạo thành lớp cặn dưới đáy chai.
Nguyên nhân: do chai rửa chưa sạch, do nấm men phát triển trong đường ống dẫn,
thùng chứa hay thiết bị. Nếu có sử dụng nước cốt trích ly từ thực vật để pha chế sản
phẩm có thể xuất hiện hiện tượng tủa protein.
Khắc phục: vệ sinh các thiết bị, đường ống, môi trường trong sản xuất. Đối với các sản
phẩm nước giải khát pha chế với dịch cốt trích ly từ các nguyên liệu thực vật ta cần loại
protein trước khi rót sản phẩm vào bao bì bằng cách: gia nhiệt sản phẩm kết hợp lọc
nóng.

- Nước giải khát bị nhầy nhớt

15


Là do sự phát triển của vi khuẩn như Leuconostoc mesenterioides cùng với sự tạo thành
một lượng nhỏ axit lactic, axit axetic, rượu etylic, khí CO2 và một lượng đáng kể
dextran (chất nhầy).
Nguyên nhân: có thể bị nhiễm từ bao bì, thiết bị chứa, nguyên liệu (đường).
Khắc phục: bảo quản sirô ở nhiệt độ dưới 25 oC, khi nấu sirô cần đảm bảo thời gian để
tiêu diệt hết vi sinh vật, tẩy rửa sạch các thiết bị và đường ống.
- Sản phẩm kém chất lượng
Nguyên nhân: do sử dụng nguyên liệu xấu hoặc không chấp hành đúng chế độ kỹ thuật
trong các khâu lọc nước và sirô đặc biệt là khâu phối chế, chiết rót sản phẩm.
Khắc phục: thường xuyên kiểm tra trong các công đoạn quan trọng để kịp thời xử lý,
đồng thời tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu công nghệ đề ra, đảm bảo đúng công thức phối
trộn.

16


Chương 3
Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
3.1. Phương tiện nghiên cứu
3.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện
Địa điểm: Phịng thí nghiệm Bộ Mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm, Khoa NN – TNTN,
Trường Đại Học An Giang.
Thời gian thực hiện: từ 05.01.2013 đến 3.05.2013.
3.1.2. Nguyên liệu và hóa chất
- Lá sương sâm

- Nước
- Đường phèn
- Axit Citric
- Vitamin C (axit ascorbic)
3.1.3. Dụng cụ thí nghiệm
- Vải lọc
- Chai thủy tinh
- Nắp chai
- Cốc thủy tinh
- Dụng cụ đóng nắp
- Ống đong
- Nồi thanh trùng
- Brix kế
- pH kế
- Bếp đun
- Cân
- Những dụng cụ cần thiết khác
3.2. Phương pháp nghiên cứu
3.2.1. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu.
Thí nghiệm được bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với ba lần lặp lại và lấy thơng số tối ưu
của thí nghiệm đầu làm cơ sở cho các thí nghiệm sau. Kết quả được thống kê bằng phần
mềm Statgraphics 15.1 và phần mềm Excel.
Phương pháp đánh giá cảm quan: tiến hành đánh giá cảm quan các đặc tính của sản
phẩm theo thang điểm 5 để chọn ra mẫu có màu sắc, mùi vị, trạng thái tốt nhất và thang
điểm Hedonic (thang điểm 9) để đánh giá theo độ ưa thích của sản phẩm. Thành viên
tham gia đánh giá cảm quan là 10.

17