Xây dựng quy trình sản xuất nước giải khát từ bắp cải tím

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
GIẢI KHÁT TỪ BẮP CẢI TÍM

Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN DUY TÂN

AN GIANG, 9/2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
GIẢI KHÁT TỪ BẮP CẢI TÍM

Chủ nhiệm đề tài: ThS. NGUYỄN DUY TÂN

AN GIANG, 9/2014


Đề tài nghiên cứu khoa học “Xây dựng quy trình sản xuất nước giải khát
từ bắp cải tím”, do tác giả Nguyễn Duy Tân, công tác tại Khoa Nông nghiệp và Tài
nguyên Thiên nhiên thực hiện. Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội
đồng Khoa học và Đào tạo Trường Đại học An Giang thông qua ngày 10/9/2014.

Thư ký

Phản biện 1

Phản biện 2

Chủ tịch hội đồng

i


LỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tơi
hồn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, trong đó có thể nhắc đến:
- Ban Giám hiệu Trường Đại học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Nông
nghiệp và Tài nguyên Thiên nhiên, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm
và các Phịng ban chức năng có liên quan đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong
q trình làm các thủ tục nghiên cứu.
- Quý thầy cô đồng nghiệp ở Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, các chuyên
viên ở Khu thí nghiệm Trung tâm Trường Đại học An Giang đã nhiệt tình hỗ trợ tơi
trong các thí nghiệm.
- Các bạn sinh viên Trần Minh Trường, Nguyễn Văn Thanh, Tô Thành
Thắng, Nguyễn Thị Hạnh Dúng, Lâm Văn Chày, Nguyễn Thị Thanh Phong, Nguyễn
Thị Hồng Trâm, Võ Thị Kiều Trang, Châu Văn Hợp, Lê Thế Phương đã tiếp sức tôi
trong việc thực hiện các thí nghiệm và xử lý các số liệu thí nghiệm.
- Anh Nguyễn Thanh Phong, Giám đốc Công ty Trách nhiệm Hữu hạn
Thương mại Đức Thịnh đã chấp thuận sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài để sản
xuất thử ở dạng pilot trước khi ứng dụng vào sản xuất thực tế.

Người thực hiện
NGUYỄN DUY TÂN

ii

TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly (50oC,
60oC, 70oC và 80oC) và thời gian trích ly (10 phút, 20 phút, 30 phút và 40 phút) đến
hàm lượng chất hòa tan tổng, độ hấp thu A và hàm lượng anthocyanin trong dịch
trích ly; ảnh hưởng của 4 loại mùi hương (hương dâu, vải, vani và nho) và tỷ lệ bổ
sung (0,03%, 0,06%, 0,09% và 0,12%) trong quá trình phối chế đến giá trị cảm quan,
mức độ ưa thích và sự phù hợp với sản phẩm; ảnh hưởng của quá trình thanh trùng
và bảo quản đến sự thay đổi các chỉ tiêu: acid tổng, đường tổng, vitamin C, độ hấp
thu A, giá trị L và hàm lượng anthocyanin của sản phẩm; bước đầu khảo sát mức độ
chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm. Kết quả nghiên cứu cho thấy bắp
cải tím được tiến hành trích ly ở nhiệt độ 70oC trong thời gian 30 phút với tỷ lệ bắp
cải tím/nước là 1/15 (w/v) thu được dịch bắp cải tím có hàm lượng chất hòa tan tổng
0,742 mg/100 ml, độ hấp thu A ( = 530 nm) là 0,346 và hàm lượng anthocyanin là
8,564 mg%; bốn loại mùi hương được bổ sung với tỷ lệ thích hợp là hương dâu, vải
0,06% cịn hương vani và nho 0,09%, trong đó hai loại mùi hương được cho là phù
hợp với sản phẩm là hương dâu và vải; sản phẩm được đóng chai thủy tinh thể tích
300 ml và thanh trùng ở 100oC trong thời gian 10 phút đảm bảo được chỉ tiêu tổng số
vi sinh vật hiếu khí, giữ được hàm lượng các chất ở mức cao như vitamin C là 103,41
mg%, anthocyanin là 7,527 mg%; sản phẩm sau 12 tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng
trên kệ tủ, các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm giảm, cụ thể hàm lượng acid tổng
giảm khoảng 44,92% so với ban đầu, đường tổng giảm 10,88%, vitamin C giảm
44,30%, anthocyanin giảm 53,69%. Giá trị L tăng 6,05% và độ hấp thu A giảm
47,62% và màu sắc sản phẩm được đánh giá cảm quan đã giảm đi gần ½ so với ban
đầu, tuy nhiên về mùi vị vẫn cịn tốt; có 62% người tiêu dùng thích, rất thích và cực
kỳ thích về mùi, 75% về vị và 89% về màu sắc, có 81% người tiêu dùng đánh giá
chất lượng sản phẩm ở mức tốt đến rất tốt và 19% đánh giá ở mức khá, có 76%
người tiêu dùng đồng ý với giá thành sản phẩm dự kiến 10.000 đồng/chai và 83% sẵn
lòng sử dụng sản phẩm khi được bán trên thị trường.
Từ khóa: bắp cải tím, trích ly, phối chế, thanh trùng, nước giải khát, bảo quản

iii


ABSTRACT
The research was conducted to examine the effects on extraction temperature (500C,
600C, 700C and 800C) and extraction time (10 minutes, 20 minutes, 30 minutes and
40 minutes) to concentration of total solutes, absorbance (A) and concentration of
anthocyanin in extracting solution; effects of 4 kinds of scents (strawberry, lychee,
vanilla and grape) and additional rate (0.03%, 0.06%, 0.09% and 0.12%) during
blending process to sensory values, and level of interest and appropriate of product;
influence of the pasteurization and preservation process to the change of indicators:
total acid, total sugar, vitamin C, absorbance (A), L value and anthocyanin content of
the product; initial study on consumer acceptance to the product. Research results
showed that purple cabbage was extracted at a temperature of 700C for 30 minutes at
a proportion of purple cabbage/water was 1/15 (w/v), which obtained concentration
of total solutes of purple cabbage solution of 0.742 mg/100 ml, absorbance (A) ( =
530 nm) was 0.346 and anthocyanin content was 8,564 mg%; 4 kinds of scents were
added with the appropriate rates were 0.06% for strawberry, lychee and 0.09% for
vanilla and grape, in which two types of scent had demonstrated to be consistent with
the product were: strawberry and lychee; product could be bottled by glass bottle of
300 ml and pasteurized at 1000C for 10 minutes to ensure the indicator of total
aerobic microorganisms, keeping the high level of vitamin C at 103.41 mg%,
anthocyanin at 7,527 mg%; products after 12 weeks of storage at room temperature
on a shelf, the quality standards of the product was decreased, such as: concentration
of total acid was decreased by 44.92% compared with the initial point, total sugar
was reduced by 10,88%, vitamin C was decreased by 44.30%, anthocyanins was
reduced by 53,69%. L value was increased by 6.05% and absorbance (A) was
decreased by 47.62% and product colour was reduced nearly in half compared to the
original, but the flavour was still good; 62% of consumers interested, very interested

and absolutely interested about the smell, 75% about taste and 89% about colour;
around 81% of consumers in evaluating the quality of products at very good to
excellent and 19% of consumers rated fairly, about 76% of consumers agreed with
the expected product costs 10,000 VND/bottle and 83% of consumers were willing to
use the product when it was sold on market.
Keywords: purple
preservation

cabbage,

extraction,

iv

blending,

pasteurization,

beverage,


LỜI CAM KẾT
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu trong cơng
trình nghiên cứu này có xuất xứ rõ ràng. Những kết luận mới về khoa học của cơng
trình nghiên cứu này chưa được cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
An giang, ngày 15 tháng 9 năm 2014
Người thực hiện

Nguyễn Duy Tân

v


MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

2

1.3. Nội dung nghiên cứu

2

1.4. Những đóng góp của đề tài

2

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về bắp cải tím

3

2.1.1. Thành phần hóa học của bắp cải

4

2.1.2. Tác dụng dược lý của bắp cải

6

2.1.3. Hình ảnh một số sản phẩm chế biến từ bắp cải tím

6

2.2. Tổng quan về chất màu anthocyanin

7

2.2.1. Khái niệm chung về anthocyanin

7

2.2.2. Tính chất hóa học của anthocyanin

9

2.2.3. Hoạt tính sinh học của anthocyanin

9

2.3. Tổng quan về các nguyên vật liệu sử dụng

10

2.3.1. Nước

10

2.3.2. Đường saccharose

12

2.3.3. Acid citric

13

2.3.4. Acid ascorbic

14

2.3.5. Chất mùi

14

2.4. Các q trình cơng nghệ cơ bản trong nghiên cứu

16

2.4.1. Q trình trích ly

16

2.4.2. Q trình lọc

17

2.4.3. Quá trình phối chế

17

2.4.4. Quá trình thanh trùng

18

2.5. Tổng quan về nước giải khát

20

2.5.1. Sơ lược về nước giải khát

20

2.5.2. Các dạng hư hỏng thường gặp trong nước giải khát

21

2.5.3. Chất lượng nước giải khát

22

2.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

23

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Phương tiện nghiên cứu

25

3.1.1. Địa điểm nghiên cứu

25
vi


3.1.2. Thời gian nghiên cứu

25

3.1.3. Nguyên vật liệu thí nghiệm

25

3.1.4. Trang thiết bị và dụng cụ sử dụng

25

3.2. Phương pháp nghiên cứu

25

3.2.1. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

25

3.2.2. Quy trình nghiên cứu

27

3.2.3. Giải thích quy trình

28

3.2.4. Bố trí thí nghiệm

29

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến
hàm lượng chất hòa tan tổng, anthocyanin và độ hấp thu A trong dịch
trích ly

29

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của các loại mùi hương và tỷ lệ bổ
sung đến giá trị cảm quan của sản phẩm

30

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất
lượng của sản phẩm

31

Thí nghiệm 4: Khảo sát sự thay đổi chất lượng của sản phẩm theo thời
gian bảo quản

32

Thí nghiệm 5: Bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu
dùng đối với sản phẩm

32

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Phân tích thành phần nguyên liệu

33

4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hàm lượng chất hòa tan
tổng, anthocyanin và độ hấp thu A

33

4.3. Ảnh hưởng của các loại mùi hương và tỷ lệ bổ sung đến giá trị cảm quan
của sản phẩm

36

4.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương dâu bổ sung đến mùi, vị và mức độ ưa
thích của sản phẩm

36

4.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương vải bổ sung đến mùi, vị và mức độ ưa
thích của sản phẩm

37

4.3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương nho bổ sung đến mùi, vị và mức độ ưa
thích của sản phẩm

37

4.3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ hương vani bổ sung đến mùi, vị và mức độ ưa
thích của sản phẩm

38

4.3.5. So sánh mức độ ưa thích của bốn loại mùi hương bổ sung vào sản
phẩm

39

4.4. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm nước bắp
cải tím

40

4.5. Kết quả theo dõi sự thay đổi chất lượng sản phẩm theo thời gian bảo
quản

42

vii

4.6. Kết quả bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng

47

4.6.1. Thông tin chung về người tiêu dùng

47

4.6.2. Thơng tin về sản phẩm

50

4.7. Ước tính giá thành sản phẩm

53

4.8. Thành phần hóa học và vi sinh vật của sản phẩm

54

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
5.1. Kết luận

55

5.2. Khuyến nghị

56

TÀI LIỆU THAM KHẢO

57

PHỤ CHƯƠNG A

pc01

PHỤ CHƯƠNG B

pc06

PHỤ CHƯƠNG C

pc14

MẪU PHIẾU ĐIỀU TRA THỊ HIẾU

pc21

DANH SÁCH NGƯỜI TIÊU DÙNG ĐƯỢC ĐIỀU TRA

pc23

viii


DANH SÁCH BẢNG
Số tt

Tựa bảng

Trang

1

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng trong bắp cải

4

2

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bắp cải sống và chín

5

3

Các anthocyanidin tiêu biểu tồn tại trong thiên nhiên

8

4

Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát

11

5

Tiêu chuẩn chất lượng đường thành phẩm

12

6

Tiêu chuẩn acid citric dùng trong thực phẩm

13

7

Chỉ tiêu vi sinh đồ uống pha chế sẵn không cồn (TCVN7041-2002)

22

8

Chỉ tiêu vi sinh đối với đồ uống không cồn

23

9

Phương pháp phân tích các chỉ tiêu

26

10

Thành phần hóa học cơ bản của bắp cải tím

33

11

Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian trích ly đến các chỉ tiêu thu nhận

34

12

Kết quả xếp thứ tự 4 sản phẩm nước bắp cải tím có hương khác nhau

39

13

Kết quả thống kê điểm của 4 sản phẩm sau khi chuyển đổi

40

14

Kết quả thống kê hàm lượng vitamin C và tổng số vsv hiếu khí

40

15

Kết quả thống kê giá trị đo màu L, độ hấp thu A và anthocyanin

41

16

Kết quả thống kê các chỉ tiêu theo dõi trong quá trình bảo quản

42

17

Thống kê số lượng người được điều tra theo giới tính và nghề nghiệp

47

18

Ước tính chi phí sản xuất nước giải khát từ bắp cải tím (mẻ 9 lít)

53

19

Kết quả phân tích thành phần hóa học của sản phẩm

54

20

Kết quả phân tích thành phần vi sinh vật của sản phẩm

54

ix


DANH SÁCH HÌNH
Tựa hình

Số tt

Trang

1

Bắp cải trắng (a), bắp cải đỏ (b) và bắp cải tím (c)

3

2

Bắp cải tím cuộn rau củ và trộn gỏi

6

3

Bắp cải tím cuộn cơm và bắp cải tím hấp

6

4

Bắp cải tím ngâm dấm và nước ép tươi

7

5

Biến đổi của anthocyanin theo pH

8

6

Công thức chung của anthocyanin tự nhiên

9

7

Công thức cấu tạo của đường saccharose

12

8

Công thức cấu tạo acid citric

13

9

Cấu tạo Vitamin C

14

10

Sơ đồ khối quy trình nghiên cứu dự kiến

27

11

Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1

29

12

Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2

30

13

Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3

31

14

Dịch trích ly ở các mức nhiệt độ và thời gian khác nhau

34

15

Đồ thị ảnh hưởng của chế độ trích ly đến chất hịa tan tổng

35

16

Đồ thị ảnh hưởng của chế độ trích ly đến độ hấp thu A

35

17

Đồ thị ảnh hưởng của chế độ trích ly đến anthocyanin

36

18

Đồ thị biểu diễn kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan sản phẩm
hương dâu

36

19

Đồ thị biểu diễn kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan sản phẩm
hương vải

37

20

Đồ thị biểu diễn kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan sản phẩm
hương nho

38

21

Đồ thị biểu diễn kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan sản phẩm
hương vani

38

22

Đồ thị biến thiên của anthocyanin theo độ hấp thu A và giá trị L

41

23

Đồ thị biến thiên đường tổng, vitamin C và giá trị L theo thời gian

44

24

Đồ thị biến thiên anthocyanin, độ hấp thu A, giá trị L theo thời gian

44

25

Đồ thị mối tương quan giữa anthocyanin, độ hấp thu A và giá trị L

45

x


26

Đồ thị mối tương quan giữa giá trị L, anthocyanin và acid tổng

45

27

Đồ thị mối tương quan giữa độ hấp thu A, đường tổng và acid tổng

46

28

Đồ thị mối tương quan giữa vitamin C, anthocyanin và đường tổng

46

29

Tỷ lệ phần trăm về độ tuổi của người tiêu dùng được phỏng vấn

48

30

Tỷ lệ phần trăm về trình độ học vấn của người tiêu dùng phỏng vấn

48

31

Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng quan tâm nhất khi chọn mua một
sản phẩm nước giải khát

49

32

Tỷ lệ phần trăm mức độ sử dụng nước giải khát từ thảo mộc hay rau

củ quả của người tiêu dùng

49

33

Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng có thấy sản phẩm nước giải khát từ
bắp cải tím trên thị trường chưa ?

50

34

Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về mùi
(a), vị (b) và màu sắc (c) của sản phẩm nước giải khát bắp cải tím
hương dâu

51

35

Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức chất lượng của sản
phẩm nước giải khát bắp cải tím bổ sung hương dâu

52

36

Tỷ lệ phần trăm mức độ người tiêu dùng chấp nhận giá thành sản
phẩm là 10.000 đồng/chai 300 ml

52

37

Tỷ lệ phần trăm mức độ sẵn lòng mua sản phẩm của người tiêu dùng
khi sản phẩm xuất hiện trên thị trường

52

38

Sản phẩm nước giải khát bắp cải tím bổ sung hương dâu tây

54

xi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam
CNTP: Công Nghệ Thực Phẩm
USDA: United States Department of Agriculture
ORAC: Oxygen Radical Absorbance Capacity
UV: Ultra Violet
CFU: Colony Forming Unit
TP: Total Phenols
TMA: Total Monomeric Anthocyanins
FRAP: Ferric Reducing Ability Power
TE: Trolox Equivalent

PCA: Plate Count Agar
EMB: Eosin Methylen Blue
BGBL: Brilliant Green Bile Lactose Broth
ISA: Iron Sulphite Agar
TSA: Tryptone Soya Agar
DBRC: Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol
MDUT: Mức Độ Ưa Thích
SP: Sản Phẩm
SV: Sinh Viên
CB-CNV: Cán Bộ Cơng Nhân Viên
NLĐ-BB: Người Lao Động, Buôn Bán

xii


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, khi nền kinh tế xã hội phát triển thì con người ngày càng chú trọng
hơn việc ăn uống. Bên cạnh đó, cuộc sống hiện đại vốn bận rộn và đầy căng thẳng,
con người cần phải có sức khỏe ổn định để làm việc tốt. Vì vậy, nhiều người đã chú
ý hơn trong việc chọn những loại đồ ăn thức uống tốt cho sức khỏe.
Hơn nữa, nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới, khí hậu nóng, oi bức nên nhu
cầu sử dụng nước giải khát rất lớn. Hiện nay, trên thị trường mặt hàng nước giải khát
rất đa dạng và phong phú về nhiều chủng loại như nước giải khát pha chế, lên men,
có gas hay khơng gas… và các nhà sản xuất đang hướng đến các loại “nước uống
chức năng” tức là có chứa các thành phần có lợi cho sức khỏe.
Bắp cải tím có tên khoa học Brassica oleracea var. captitata forma semirubra
thuộc họ cải bắp, phát triển tốt ở vùng khí hậu ơn đới và có thể trồng 3-4 vụ trong
năm (Tạ Thu Cúc, 2010). Thành phần hóa học của bắp cải tím chứa khoảng 88%

nước; 1,9% protein; 0,2% lipid; 9% glucid; tro 0,9%; chất xơ 4%. Ngồi ra, trong
bắp cải tím cịn có các vitamin nhóm B (B1, B3, B8), vitamin C, vitamin E, vitamin A
và beta caroten; giàu khoáng kali rất tốt cho những người cao huyết áp. Đặc biệt là
bắp cải tím có chứa anthocyanin khoảng 0,909% (Huỳnh Kim Cúc và cộng sự, 2005)
và đây là hợp chất màu thuộc nhóm flavonoid có màu đỏ, đỏ tía, xanh trong một số
rau quả. Ngồi tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực
phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mọi sản phẩm, anthocyanin cịn là hợp chất
có nhiều hoạt tính sinh học quý như khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng
để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm
sức đề kháng, có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển
của các tế bào ung thư, tác dụng chống các tia phóng xạ (Trịnh Kim Vẹn và Dương
Thị Phượng Liên, 2008).
Bắp cải tím được trồng nhiều ở Đà Lạt, được bày bán ở các chợ và siêu thị. Sản
lượng tiêu thụ bắp cải tím ở siêu thị Metro An giang trung bình 150 kg/tháng. Đây là
một nguyên liệu rau quả chứa nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là hợp chất màu
anthocyanin. Nhưng các sản phẩm từ bắp cải tím chưa nhiều, con người chỉ sử dụng
làm nước sinh tố hoặc sử dụng cho chế biến một số món ăn hàng ngày. Do đó, việc
nghiên cứu “Xây dựng quy trình chế biến nước giải khát từ bắp cải tím” là rất cần
thiết, nhằm tạo ra sản phẩm nước giải khát dinh dưỡng có thể phịng ngừa bệnh tật và
giúp tiêu hóa tốt, bên cạnh đó góp phần đa dạng hóa sản phẩm từ bắp cải tím, đáp
nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.

1


1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Hồn thiện quy trình sản xuất nước giải khát từ bắp cải tím ở qui mơ phịng
thí nghiệm với các thơng số cụ thể.
- Tạo ra sản phẩm có giá trị cảm quan và dinh dưỡng cao (chứa hoạt chất
anthocyanin, polyphenol), đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm theo Tiêu

chuẩn Việt Nam (TCVN7041-2002) qui định cho nước giải khát không cồn.
- Biết được các biến đổi chất lượng của sản phẩm theo thời gian bảo quản và
mức độ chấp nhận của người tiêu dùng.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Phân tích thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu
- Khảo sát ảnh hưởng của chế độ trích ly đến chất lượng sản phẩm.
- Khảo sát ảnh hưởng của việc phối chế các loại mùi hương đến giá trị cảm
quan sản phẩm.
- Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm.
- Khảo sát sự thay đổi chất lượng sản phẩm theo dõi thời gian bảo quản.
- Bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm.
- Phân tích thành phần hóa học và vi sinh vật của sản phẩm.
1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Giải quyết đầu ra cho nguồn ngun liệu bắp cải tím
- Đa dạng hóa sản phẩm từ bắp cải tím
- Tạo sản phẩm nước giải khát có thành phần dinh dưỡng (anthocyanin,
polyphenol tổng)
- Chuyển giao quy trình cơng nghệ cho các đơn vị sản xuất
- Làm tài liệu tham khảo cho giảng viên, sinh viên trong ngành Công nghệ thực
phẩm (CNTP).

2


CHƯƠNG 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 TỔNG QUAN VỀ BẮP CẢI

Bắp cải có tên khoa học (Brassica oleracea var. capitata L.) thuộc họ thập tự
hay họ cải (Brassicaceae) có rất nhiều loài và các biến chủng đều được sử

dụng làm thực phẩm. Họ này có 50 lồi khác nhau, trong đó có trên 15 lồi có
ý nghĩa kinh tế. Những lồi này được sử dụng làm rau như bắp cải, cải bẹ
xanh, cải bẹ trắng, cải thìa … Bắp cải có tên tiếng Anh là cabbage, là loại rau
có từ lâu đời, có nguồn gốc từ châu Âu – ven biển Đại Tây Dương và bờ biển
Bắc. Hiện nay, bắp cải được trồng hầu hết ở các vùng có khí hậu ôn hòa trên
lục địa, nhiều nhất ở châu Âu, châu Á, châu Mỹ… Ở Việt Nam, bắp cải được
trồng từ lâu đời và suốt từ Bắc đến Nam.
Bắp cải có ba dạng là bắp cải trắng (Brassica oleracea var. capitata forma
alba); bắp cải đỏ (Brassica oleracea var. capitata forma rubra) và bắp cải bán
đỏ (tím) (Brassica oleracea var. capitata forma semirubra). Thành phần hóa
học của bắp cải phụ thuộc rất nhiều yếu tố như loài giống, thời vụ gieo trồng,
chăm sóc, điều kiện khí hậu mỗi năm, mỗi nơi…
(Tạ Thu Cúc, 2010)

(a)

(b)

(c)

Hình 1: Bắp cải trắng (a), bắp cải đỏ (b) và bắp cải tím (c)
3


2.1.1 Thành phần hóa học của bắp cải
Bảng 1: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng trong bắp cải
Hàm lượng (trong 100g ăn được)
Thành phần

Đơn vị

Bắp cải
(cabbage, common)

Bắp cải đỏ
(cabbage, red)

Kcal

30

45

Nước (Water)

g

90

88

Protein

g

1,8

1,9

Lipid (Fat)

g

0,1

0,2

Glucid (Carbohydrate)

g

5,4

9,0

Đường tổng số (Sugar)

g

3,58

3,91

Cellulose (Fiber)

g

1,6

4,0

Tro (Ash)

g

1,2

0,9

Calci (Calcium)

mg

48

83

Sắt (Iron)

mg

1,1

0,5

Magiê (Magnesium)

mg

13

16

Mangan (Manganese)

mg

0,45

0,24

Phospho (Phosphorous)

mg

31

42

Kali (Potasium)

mg

560

269

Natri (Sodium)

mg

48,2

27

Kẽm (Zinc)

mg

0,81

0,22

Đồng (Copper)

µg

180

17

Selen (Selenium)

µg

23

0,6

Vitamin C (Ascorbic acid)

mg

30

60

Vitamin B1 (Thiamine)

mg

0,06

0,07

Vitamin B2 (Riboflavin)

mg

0,05

0,05

Vitamin B3 (Niacin, PP)

mg

0,4

0,8

Vitamin B5 (Panthotenic acid)

mg

0,14

0,147

Vitamin B6 (Pyridoxine)

mg

0,35

0,209

Vitamin B8 (Biotin)

µg

1,2

0,1

Vitamin B9 (Folate)

µg

43

18

Vitamin E (α-Tocoferol)

mg

5,4

0,11

Vitamin K (Phylloquinone)

µg

60

38,2

β-Caroten

µg

65

670

Lutein + Zeaxanthin

µg

310

329

Năng lượng (Energy)

(Nguồn: Viện Dinh dưỡng, 1995 và 2007)

4


Bảng 2: Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bắp cải sống và chín
Hàm lượng (trong 100g ăn được)

Thành phần

Đơn
vị

Bắp cải
sống
(cabbage,
raw)

Bắp cải đã
nấu chín
(cabbage,
cooked,
boiled,

drained,
without
salt)

Bắp cải đỏ
đã nấu chín
Bắp cải
(cabbage,
đỏ sống red, cooked,
(cabbage,
boiled,
red, raw)
drained,
without
salt)

Năng lượng (Energy)

Kcal

25

23

31

29

Nước (Water)

g

92,18

92,57

90,39

90,84

Protein

g

1,28

1,27

1,43

1,51

Lipid (Fat)

g

0,1

0,06

0,16

0,09

Glucid (Carbohydrate)

g

5,8

5,51

7,37

6,94

Đường tổng số (sugar)

g

3,2

2,79

3,83

2,6

Cellulose (Fiber)

g

2,5

1,9

2,1

3,32

Calci (Calcium)

mg

40

48

45

42

Sắt (Iron)

mg

0,47

0,17

0,8

0,66

Magiê (Magnesium)

mg

12

15

16

17

Phospho (Phosphorous)

mg

26

33

30

33

Kali (Potasium)

mg

170

196

243

262

Natri (Sodium)

mg

18

8

27

28

Kẽm (Zinc)

mg

0,18

0,2

0,22

0,25

Vitamin C (Ascorbic acid)

mg

36,6

37,5

57

34,4

Vitamin B1 (Thiamine)

mg

0,061

0,061

0,064

0,017

Vitamin B2 (Riboflavin)

mg

0,04

0,038

0,069

0,060

Vitamin B3 (Niacin, PP)

mg

0,234

0,248

0,418

0,382

Vitamin B6 (Pyridoxine)

mg

0,124

0,112

0,209

0,225

Vitamin B9 (Folate)

µg

43

30

18

24

Vitamin A (Retinol)

UI

98

80

1116

33

Vitamin E (α-tocoferol)

mg

0,15

0,14

0,11

0,12

Vitamin K (Phylloquinone)

µg

76

108,7

38,2

47,6

Cholesterol

mg

0

0

0

0

Vitamin D

UI

0

0

0

0

Fatty acids, total polyunsaturated

g

0,017

0,023

0,08

0,043

Fatty acids, total monunsaturated

g

0,017

0,019

0,012

0,007

(Nguồn: USDA, 2014)

5


2.1.2 Tác dụng dược lý của bắp cải
Theo Đông y, bắp cải vị ngọt, tính bình, có cơng dụng bổ cốt tủy, nhuận ngũ tạng lục
phủ, ích tâm lực, khỏe gân cốt… Tác dụng cắt cơn đau và thúc cho mau lành đối với
chứng loét dạ dày và ruột tá của nước ép tươi có khả năng liên quan tới loại vitamin
U có chứa trong bắp cải (Hội Dinh dưỡng học Thượng Hải, 2002).
Năm 1948 người ta phát hiện trong bắp cải tươi có một chất chống lt cịn gọi là
vitamin U (methyl methionin sulfonium) có khả năng chữa lành khá mau chóng các
ổ loét nhân tạo gây được trong bộ máy tiêu hóa của chim, chuột bạch, do đó hiện nay
bắp cải được dùng làm thuốc chữa loét, viêm dạ dày, ruột, đau đường mật, viêm đại
tràng… (Đỗ Tất Lợi, 2005).
Bắp cải tím (Brassica oleracea var capitata rubra) xuất xứ từ địa Trung Hải, hiện
nay được trồng rộng rãi khắp thế giới, thích hợp với khí hậu ơn đới. Ở Nhật Bản,
hàng năm thu được khoảng 150 triệu tấn. Trong những năm gần đây, bắp cải tím đã
du nhập vào nước ta và được trồng phổ biến ở Đà Lạt. Bắp cải tím có hàm lượng
anthocyanin tương đối cao khoảng 0,91-1,11%. Ngồi việc tạo màu sắc đẹp,

anthocyanin cịn giúp cơ thể chống lại một số bệnh như: chống ung thư, chống viêm,
chống oxy hóa… (Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự, 2005)
2.1.3 Hình ảnh một số sản phẩm chế biến từ bắp cải tím

Hình 2: Bắp cải tím cuộn rau củ và trộn gỏi

Hình 3: Bắp cải tím cuộn cơm và bắp cải tím hấp

6


Hình 4: Bắp cải tím ngâm dấm và nước ép tươi
2.2 TỔNG QUAN VỀ CHẤT MÀU ANTHOCYANIN
2.2.1 Khái niệm chung về anthocyanin
Anthocyanin là nhóm chất tạo sắc tố lớn nhất, rất phổ biến trong tự nhiên, thuộc
nhóm flavonoid. Anthocyanin có mặt ở hầu hết các loài thực vật đất, kể cả họ cây
xương rồng, củ cải đường… góp phần tạo nên màu sắc cho hoa, quả và một số thành
phần khác của cây tạo nên màu từ đỏ đến thẫm, từ xanh đến hồng, từ vàng đến khơng
màu, thậm chí tạo màu đen ở một số thực vật. Anthocyanin không có mặt trong các
lồi động vật, thực vật biển hoặc vi sinh vật.
Là những glycozit có trong dịch ép tế bào của hoa quả và một số cơ quan của cây.
Phần aglycon của chúng có tên là anthocyanidin. Có 3 anthocyanidin chủ yếu:

Là những mono hay diglycoside do gốc đường glucose, galactose, ramnose kết hợp
với gốc aglycon có màu gọi là anthocyanidol. Khi thuỷ phân anthocyanin thu được
đường và anthocyanidin. Anthocyanin hồ tan trong nước, cịn anthocyanidin thì
khơng hồ tan trong nước. Anthocyanin và anthocyanidin là những chất tạo nên màu
sắc cho hoa và rau quả. Các anthocyanidin tạo màu đỏ, xanh, tím hoặc những gam
màu trung gian cho nhiều hoa, quả và rau.
7

Hiện nay, người ta đã đồng nhất được hơn 200 anthocyanin. Các chất này khi có màu
đỏ thì ở dưới dạng một cation flavylium, được biểu diễn như một ion oxonium mang
một điện tích dương trên nguyên tử oxy của dị vịng pyran. Khi ở dạng phân tử trung
tính thì có màu tím và khi ở dạng anion có màu xanh (hình 5).

Hình 5: Biến đổi của anthocyanin theo pH
Do đặc trưng này làm cho các anthocyan có tính chất lưỡng tính dẫn đến những thay
đổi màu sắc phụ thuộc vào pH. Có nghĩa nhờ điện tích (+) tự do này mà anthocyan
trong dung dịch acid tác dụng như những cation và tạo muối được với acid, còn trong
dung dịch kiềm thì chất này tác dụng như anion và tạo muối được với bazơ.
Thực tế các anthocyan được sử dụng như những chất màu trong thực phẩm. Chúng
có màu từ đỏ tím (hoa cà) đến đỏ ửng… và được sử dụng trong vùng pH = 3,5-5,5.
Các anthocyan có lợi là tương đối trơ (không nhạy) với nhiệt độ và ánh sáng.
Tuỳ theo bản chất của đường, người ta thu được một số rất lớn các anthocyan khác
nhau nhưng thường gặp 6 anthocyanidin tồn tại ở trạng thái tự nhiên: Pelargonidin;
Cyanidin; Peonidin; Delphinidin; Petunidin; Malvidin (bảng 3).
Bảng 3: Các anthocyanidin tiêu biểu tồn tại trong thiên nhiên

Các anthocyanidin có mặt với tỷ lệ khác nhau trong hoa, rau và quả. Trong một số
quả, các anthocyanidin chỉ định vị duy nhất ở trong nước quả, vỏ quả, trong một số
quả khác thì chúng lại được phân bố trong toàn quả. Anthocyanidin phổ biến nhất là
cyanidin có nhiều ở hoa hồng.
8


2.2.2 Tính chất hố học của anthocyanin

Hình 6: Cơng thức chung của anthocyanin tự nhiên

Nói chung, các anthocyanin hịa tan tốt trong nước và trong dung dịch bão hoà. Màu
sắc của các anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH và nhiệt độ, các chất màu có
mặt và nhiều yếu tố khác. Khi tăng số lượng nhóm OH trong vịng benzen thì màu
càng xanh đậm (trong vịng B có thể có 1,2 hoặc 3 nhóm OH). Mức độ metyl hố các
nhóm OH ở trong vịng benzen càng cao thì càng màu đỏ. Nếu nhóm OH ở vị trí thứ
3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc
đường được đính vào nhiều hay ít.
Các anthocyanin cũng có thể tạo phức với các kim loại để cho các màu khác nhau:
chẳng hạn muối K sẽ tạo phức với anthocyanin có màu đỏ máu, còn muối Ca và Mg
sẽ tạo phức với anthocyanin có màu xanh ve. Hoặc người ta cũng thấy phúc bồn tử
đen sẽ chuyển sang màu xanh, còn anh đào thì chuyển sang màu tím khi có mặt Sn,
anh đào cũng sẽ có màu tím khi có mặt Al, nhưng Al lại khơng có ảnh hưởng đến
màu của nho đỏ. Các anthocyanin của nho chỉ thay đổi đáng kể khi có Fe, Sn hoặc
Cu. Màu sắc của các anthocyanin phụ thuộc rất lớn vào pH của môi trường. Thông
thường khi pH < 7 thì các anthocyanin có màu đỏ, ở pH = 1 anthocyanin thường ở
dạng muối oxonium (cation) màu cam đến đỏ, ở pH = 4-5 chuyển về dạng hemicetal
không màu, ở pH = 6-7 chuyển sang dạng bazơ quinoit màu tím hay dạng chalcon
màu vàng, ở pH = 7-8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro (anion) màu xanh.
Khi đun nóng lâu, các anthocyanin có thể bị phá huỷ và mất màu, đặc biệt là các
anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải đỏ. Ngược lại, các anthocyanin của phúc
bồn tử đen cùng trong điều kiện đó lại khơng bị thay đổi. Nhìn chung khi gia nhiệt
các chất màu đỏ dễ dàng bị phá huỷ, còn chất màu vàng thì khó hơn.
2.2.3 Hoạt tính sinh học của anthocyanin
- Các anthocyanin có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm:
Các anthocyanin có tác dụng làm tăng tính thấm của màng tế bào, ức chế các enzyme
màng tế bào của vi sinh vật: ATP-aza (ATP synthetase), phospholipase,
lipoxygenase. Chúng là những hợp chất phân cực có tác dụng như kháng sinh
ionophoric, kháng sinh mang ion kiểu như gramixidin. Các anthocyanin cũng có tác
dụng ngăn cản sự tiêu huỷ lớp vỏ protein của vi sinh vật.
- Hoạt tính chống oxy hóa:

9


Hai nhóm OH ở 3’, 4’ (vịng B) có vai trị quan trọng trong tính chất chống oxy hố,
nhưng nếu thêm 1 nhóm OH ở 5’sẽ làm giảm hoạt tính chống oxy hố. Ví dụ: khả
năng hấp thụ gốc oxy (ORAC) của cyanidol (có 5 nhóm OH: 3, 5, 7, 3’, 4’, khơng có
OH ở 5’) là 2,24; cịn của delphinidol (có 6 nhóm OH: 3, 5, 7, 3’, 4’, 5’) là 1,84.
Nếu có liên kết kép ở 2, 3 kết hợp với nhóm C=O (carbon monoxit) ở 4 của vịng C
thì sẽ góp phần quan trọng vào tính chất chống oxy hố vì nó đảm bảo cho q trình
khử định xứ electron (delocalier) khỏi vịng B.
Nếu glycozyl hóa anthocyanin có thể làm tăng, làm giảm hoặc khơng làm thay đổi
tính chất chống oxy hố của chúng: Cyanidol 3-glucozit: (3,5); Cyanidol: (2,24);
Malvidol 3-glucozit: (1,4); Malvidol: (2,0); Pelargonidol 3-glucozit: (1,56);
Pelargonidol: (1,54)
Bản chất của đường kết hợp với anthocyanidin cũng ảnh hưởng đến tính chất chống
oxy hố. Nếu glycozyl hố ở C3 bằng ramnose và glucose sẽ làm tăng tính chống oxy
hố, nhưng khả năng chống oxy hoá sẽ giảm khi gắn đường galactose vào C3.
Khả năng thu dọn gốc tự do “scavenger” của các anthocyanin và của các flavonoid
khác phụ thuộc vào cấu trúc của chúng. Các cấu trúc dưới đây có hoạt tính chống
oxy hố mạnh. Các anthocyanin trong lá tía tơ là dẫn xuất của Cyanidol 3,5diglucoside → có cấu trúc kiểu (a), vì vậy có hoạt tính chống oxy hố rất mạnh. Từ
lá tía tơ đã sản xuất được nhiều chế phẩm màu khác nhau phục vụ cho ngành thực
phẩm, có hoạt tính chống oxy hố mạnh hơn vitamin E nhiều lần.
- Khả năng hấp thụ tia cực tím:
Các anthocyanin thực sự có vai trị lớn đối với thực vật, đó là tạo ra màu sắc đặc
trưng thu hút côn trùng đến thụ phấn cho hoa và đặc biệt là khả năng hấp thụ mạnh
tia cực tím (UV) nhờ có cấu trúc phân tử đặc biệt. Các sắc tố anthocyanin liên kết tạo
ra một “màng ngăn” UV, bảo vệ phân tử ADN thực vật không bị phá huỷ bởi ánh
sáng mặt trời.
(Đặng Thị Thu và cộng sự, 2009)
2.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG

2.3.1. Nước
Nước được xem là nguyên liệu trong công nghệ sản xuất thức uống. Đó là do hàm
lượng nước chiếm một tỷ lệ cao hơn rất nhiều so với các hợp chất hóa học khác trong
sản phẩm. Ngồi ra, thành phần hóa học của nước nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến
những tính chất cảm quan và độ bền hóa lý của các sản phẩm thức uống.
Tại Việt nam, các công ty sản xuất thức uống tùy theo quy mô và năng suất có thể sử
dụng nguồn nước ngầm hay nước máy làm nguyên liệu sản xuất. Nước tự nhiên được
xem là một dung dịch có chứa các hợp chất vơ cơ và hữu cơ. Ngồi ra, trong nước
cịn có các tế bào vi sinh vật và một hàm lượng nhỏ các khí hòa tan.

10


Trong công nghệ sản xuất thức uống chất lượng nước được đánh giá chủ yếu thơng
qua ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh.
- Chỉ tiêu cảm quan: nước nguyên liệu phải đạt các yêu cầu như trong suốt, khơng
màu, khơng mùi, khơng vị
- Chỉ tiêu hóa lý: các chỉ tiêu hóa lý thường được quan tâm là
+ Độ cứng: trong sản xuất thức uống người ta thường sử dụng nước có độ cứng từ rất
mềm đến mềm. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, một số công ty sản xuất quy định
độ cứng của nước nguyên liệu khơng được lớn hơn 1 mg đương lượng calcium/lít.
+ Độ kiềm: thường sử dụng nước có giá trị pH nằm trong vùng trung tính.
+ Tổng chất khơ: giá trị này do các hợp chất khơng bay hơi có trong nước tạo nên, vì
vậy hàm lượng chất khơ trong nước càng thấp thì chất lượng nước càng cao.
+ Độ oxy hóa: giá trị này do hàm lượng các hợp chất hữu cơ có trong nước tạo nên
và chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa. Trong cơng nghệ sản xuất thức uống,
nước nguyên liệu có chất lượng khá tốt nên giá trị oxy hóa thường rất thấp.
- Chỉ tiêu vi sinh vật: hàm lượng vi sinh vật trong nước càng thấp càng tốt, nhưng đối
với vi sinh vật gây bệnh thì khơng được phép có.
(Lê Văn Việt Mẫn, 2006)

Cụ thể các chỉ tiêu của nước trong quá trình sản xuất nước giải khát như sau:
Bảng 4: Chỉ tiêu nước sử dụng trong sản xuất nước giải khát
Chỉ tiêu

Mức độ cho phép

Vi sinh vật

< 100 tế bào/ml

Chỉ số E.Coli

≤3

Chuẩn E.Coli

≥ 300 ml

Độ cặn

≤ 1000 g/lít

Độ cứng chung

≤ 7 mg E/lít

Clorin thừa

Khơng

Chất rắn tổng số

≤ 0,5 mg/lít

Hàm lượng sắt (Fe)

≤ 0,3 mg/lít

Hàm lượng chlorua (Cl)

≤ 150 mg/lít

Acid sulfate (SO4)

≤ 350 mg/lít

Hàm lượng arsenic (As)

≤ 0,05 mg/lít

Hàm lượng chì (Pb)

≤ 0,1 mg/lít

Hàm lượng fluor (F)

≤ 1,5 mg/lít

Hàm lượng đồng (Cu)

≤ 3 mg/lít

Nitrate (NO3)

≤ 40 mg/lít

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, 2010)
11