Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt

i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .
................................ ................................ ................................ ................................ .


ii

LỜI CẢM ƠN
Qua 3 tháng thực tập tại các phòng thí nghiệm khoa chế biến trường Đại học
Nha Trang cho đến nay em đã hoàn thành xong đề tài “nghiên cứu sản xuất

thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến Ban giám hiệu trường Đại học Nha Trang, b an chủ nhiệm khoa chế biến và
các thầy cô giáo trong khoa chế biến đ ã tạo mọi điều kiện cho em trong q trình
nghiên cứu để hồn thành đề tài.
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy Thạc sĩ Trần Văn V ương đã tận
tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề t ài tốt nghiệp.

Nha Trang tháng 6 năm 2010
SVTH: Nguyễn Đức Tiến


iii

MỤC LỤC
Trang

LỜI MỞ ĐẦU ................................ ................................ ................................ .......1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................ ................................ ................. 2
1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống l ên men hiện nay ................................ ..........2
1.1.1 Phân loại đồ uống ................................ ................................ ................... 2
1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới................ 2
1.1.2.1Trong nước ................................ ................................ ........................ 2
1.1.2.2 Ngoài nước ................................ ................................ ....................... 5
1.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic................................ .......................... 7
1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic ................................ ............................... 7
1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic ................................ ......8
1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic ................................ ................................ .......8
1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic ................................ ............... 10
1.1.3 Tác nhân lên men ................................ ................................ .................. 14
1.1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài tới quá trình lên men................... 15

1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm lên men lactic ................................ ........... 17
1.3.1 Một số sản phẩm lên men lactic trên thị trường ................................ ....17
1.3.2 Quy trình sản xuất một số sản phẩm l ên men lactic ............................... 21
1.4 Công dụng của đồ uống lên men lactic từ rau quả ................................ ........ 23
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU................. 24
2.1 Đối tượng nghiên cứu ................................ ................................ .................. 24
2.1.1 Nguyên liệu chính ................................ ................................ ................. 24
2.1.2 Nguyên liệu phụ ................................ ................................ ................... 24
2.1.3 Tác nhân lên men ................................ ................................ .................. 24
2.2 Phương pháp và thiết bị nghiên cứu ................................ ............................. 24
2.2.1 Phương pháp nghiêm cứu................................ ................................ ...... 24
2.2.2 Thiết bị nghiên cứu ................................ ................................ ............... 25


iv

2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến ................................ ........................... 27
2.2.3.1 Sơ đồ quy trình dự kiến ................................ ................................ ...27
2.2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tối ưu hóa thơng số quy trình ...................... 32
2.2.3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm ................................ ....................... 37
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................ ........................... 38
3.1 Kết quả thí nghiệm................................ ................................ ....................... 38
3.1.1 Kết quả xác định thành phần hóa lý của cà rốt................................ ....... 38
3.1.2 Kết quả xác định tỷ lệ nước/dịch ép ................................ ...................... 39
3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng chất khô ................................ ................... 40
3.1.4 Kết quả xác định thời gian gia nhiệt ................................ ...................... 41
3.1.5 Kết quả xác định tỷ lệ vi khuẩn latic ................................ ..................... 42
3.1.6 Kết quả xác định thời gian l ên men ................................ ....................... 43
3.2 Quy trình sản xuất sản phẩm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt ...................... 45
3.2.1 Quy trình hồn thiện sản phẩm................................ .............................. 45

3.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm sản xuất thử nghiệm ................................ ..46
3.2.2.1 Kết quả đánh giá sản phẩm sau sản xuất ................................ .......... 46
3.2.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm trong thời gian bảo quản ....................... 47
3.2.3 Tính sơ bộ giá thành sản phẩm ................................ .............................. 49
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ................................ ................................ ................... 51
4.1. Kết luận ................................ ................................ ................................ ...... 51
4.2. Đề xuất ý kiến................................ ................................ ............................. 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................ ................................ ................... 53
PHỤ LỤC................................ ................................ ................................ ............. 54


v

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Brix

: Nồng độ chất khô

ĐCLCQ

: Điểm chất lượng cảm quan

TL

: Tỷ lệ

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TLVK

: Tỷ lệ vi khuẩn

VK

: Vi khu ẩn


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam dịch) ............... 10
Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ cà rốt: chứa trong 100g Cà rốt tươi.............. 12
Bảng 1.3: Ảnh hưởng của pH tới vi khuẩn............................................................... 16
Bảng 3.1: Kết quả phân tích th ành phần hóa lý của cà rốt ................................ ...... 38
Bảng 3.2: Bảng kết quả kiểm tra vi sinh sau sản xuất ................................ ............. 46
Bảng 3.3: Chi phí để sản xuất 1000 chai nước cà rốt................................ ............. 50


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic ................... 8
Hình 1.2. Sản phẩm sữa chua ………………………..…………… …..…………...17
Hình 1.3. Sản phẩm sữa chua uống………………………..…………..…………...17
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yaourt ................................ .............. 21
Hình 1.5. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch trái cây......................... 22
Hình 2. : Một số thiết bị tiến hành nghiên cứu ................................ ....................... 26
Hình 3: Hình ảnh sản phẩm cà rốt lên men ................................ ............................ 48

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Trang
Đồ thị 3.1: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ nước/dịch ép ........................ 39
Đồ thị 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu hàm lượng chất khô ..................... 40
Đồ thị 3.3: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian gia nhiệt........................ 41
Đồ thị 3.4: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ vi khuẩn lactic ..................... 42
Đồ thị 3.5: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian lên men......................... 43
Đồ thị 3.6: Đồ thị biểu diễn chất lượng cảm quan sản phẩm trong thời gian bảo quản ....... 47


1

LỜI MỞ ĐẦU
Quá trình lên men lactic đã được con người biết đến trong đời sống của m ình
để chế biến những món ăn hết sức đ ơn giản như nem chua, thịt chua hay rau quả
muối chua…nhằm làm phong phú hơn cho đ ời sống hàng ngày và cũng có thể là để
bảo quản những loại thức ăn do thu hoạch đ ược quá nhiều mà chưa sử dụng hết.
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật , con người đã có
những tác động to lớn vào quá trình lên men lactic để tạo ra được những sản phẩm
khơng chỉ có chất lượng cao mà cịn phải có nhiều tác dụng khác nh ư tác dụng
phòng và chữa bệnh. Tuy nhiên, các ứng dụng về lên men lactic trong lĩnh vực nước
giải khát vẫn còn hạn chế, các sản phẩm đồ uống l ên men lactic trên thị trường chủ
yếu lấy nguồn nguyên liệu là từ sữa, nguồn nguyên liệu hoa quả chưa được chú
trọng. Xuất phát từ ý tưởng đó em thực hiện đề t ài “nghiên cứu thử sản xuất thử
nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Địa điểm tiến hành nghiên cứu là tại
phịng thí nghiệm khoa chế biến trường đại học nha trang với các nội dung nghi ên
cứu sau:
1. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất nước uống lên men lactic từ cà rốt.
2. Nghiên cứu các thơng số của quy trình.

3. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá sản phẩm.
4. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm.
Do trình độ kiến thức cịn hạn chế và thời gian nghiên cứu có hạn đề tài cịn
nhiều thiếu xót tơi rất mong được sự giúp đỡ của thầy cơ, độc giả để cho đề t ài hồn
chỉnh hơn. Tôi xin chân thành c ảm ơn.


2

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống lên men hiện nay
1.1.1 Phân loại đồ uống [14] [16]
Đồ uống có thể được chia làm hai nhóm lớn là đồ uống có cồn và đồ uống
khơng cồn.
- Đồ uống có cồn: Là loại đồ uống có chứa các hợp chất gồm nước, cồn
êtanol và các hợp chất có thể tiêu hố được khác. Thường các loại đồ uống có chứa
cồn được chia theo nồng độ cồn có b ên trong. Các loại đồ uống có cồn là:
+ Kefia (kefir): Có nồng độ nhiều nhất là 3%, ví dụ sản phẩm sữa lên men.
+ Bia: Có nồng độ cồn khoảng 1 – 12%, thường ở vào khoảng 5%.
+ Rượu vang: Có nồng độ cồn khoảng 7 – 14% thường vào khoảng 12%.
+ Rượu mùi: Có nồng độ cồn khoảng 15 – 75%, thơng thường dưới 30%
+ Rượu mạnh: Có nồng độ cồn thường vào khoảng 30 – 55%. Chi tiết hơn,
rượu mạnh được phân loại theo nguyên liệu sản xuất và theo năm.
- Đồ uống không cồn: Đồ uống không cồn là loại đồ uống không chứa rượu
(alcohol). Loại đồ uống này thường được sử dụng để giải khát. Các loại đồ uống
này được phận loại như sau:
+ Trà.
+ Cà phê.
+ Nước khoáng các loại như Perrier, la vie.

+ Nước uống có hương vị và có ga như Coke, Sprite, Orangina,….
+ Nước hoa quả ép và nước ngọt (Syrups).
1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới
1.1.2.1Trong nước [11] [15]
 Tình hình tiêu thụ đồ uống ở Việt Nam:
Đối với đồ uống có cồn: Hiện nay tiêu thụ rượu bia ở Việt Nam ở nước ta
đang liên tục gia tăng, trung bình hằng năm tăng từ 8-10%. Theo hội thảo rượu bia


3

diễn ra ngày 24/09/2009 dự báo năm 2010 mức tiêu thụ bia ở nước ta sẽ đạt đến 1,5
tỷ lít. Hiện mức tiêu thụ bia bình qn là 15,8 lít cho một người trong một năm, gần
bằng mức tiêu thụ chung của tồn thế giới (22 lít). Mức độ ti êu thụ bia của bia ở
nước ta trong năm 2008, 2009 đứng thứ hai ở khu vực Đông Nam Á, chỉ đứng sau
Thái Lan.
Đối với đồ uống khơng có cồn: Việt Nam là một trong những thị trường tiêu
thụ nước giải khát khơng cồn có tốc độ tăng tr ưởng nhanh nhất thế giới. Trung bình
mỗi năm, một người Việt Nam mới chỉ uống khoảng 3 lít n ước giải khát đóng chai
khơng cồn, trong khi mức bình qn của người Philippines là 50 lít/năm. Theo dự
báo tổng lượng đồ uống bán lẻ được tiêu thụ tại Việt Nam vào năm 2012 sẽ tăng
46% so với năm 2007 (2007: 530 triệu lít, 2012: 970 triệu lít). Mức tăng tr ưởng này
cũng chưa thể đáp ứng nhu cầu còn quá lớn trong thời điểm hiện nay.
 Tiềm năng thị trường đồ uống Việt Nam
Thị trường đồ uống Việt Nam l à thị trường đầy tiềm năng bởi những lý do
sau: +Gia nhập WTO vào tháng 1/2007 sẽ tiếp tục đem lại lợi nhuận cho các nh à
xuất khẩu Việt Nam; do dần dần loại bỏ đ ược các rào cản thị trường và hạn chế
thương mại được thiết lập nhằm tăng tính cạnh tranh.
+ Thị trường trong nước rộng lớn, cơ hội xuất khẩu tăng, chi phí lao động
thấp cùng với sự thành cơng trong tư nhân hóa các cơng ty th ực phẩm đem đến

nhiều cơ hội đầu tư hơn tại Việt Nam
+ Ngành du lịch đang phát triển mạnh l àm gia tăng lợi nhuận cho các loại
hàng hóa đóng gói tiện lợi nói chung, bao gồm cả đồ uống có cồn v à nước ngọt.
+ Thu nhập của người tiêu dùng tăng thì các sản phẩm đổ uống có thương
hiệu càng có cơ hội phát triển, đặc biệt là đồ uống có cồn và nước ngọt
+Với 70% dân số dưới ba mươi tuổi và nền kinh tế tăng trưởng mạnh trong những
năm qua.
Tại hội thảo ngành nghề kinh doanh nước giải khát trong tháng 1/2010 tại
Hà Nội cho biết có khoảng 400 cơng ty đang hoạt động trong lĩ nh vực đồ uống tại
thị trường Việt Nam (tính đến thời điểm tháng 1/2010). Ng ành đồ uống của Việt


4

Nam vẫn tiếp tục thu hút các nh à đầu tư nước ngồi mặc dù đầu tư nói chung giảm
sút sau cuộc khủng hoảng tài chính tồn cầu. Khi cạnh tranh tiếp tục nóng ở V iệt
Nam thì một số hãng sản xuất rượu bia lớn của thế giới vẫn công bố những khoản
đầu tư mới vào lĩnh vực đồ uống của nước ta. Ví dụ vào tháng 11/2009, Cơng ty bia
Carlsberg của Đan Mạch đã công bố kế hoạch mua 50% cổ phần của Nh à máy Bia
Huế nhằm củng cố thị phần của mình tại thị trường Việt Nam. Trước đó, vào năm
1994, Carlsberg đã mua 50% cổ phần của nhà máy này thông qua một hợp đồng với
UBND tỉnh Thừa Thiên Huế. Năm 2009, nhà sản xuất đồ uống lớn nhất thế giới
Coca-Cola (Coke) tiếp tục tăng vốn đầu tư vốn vào thị trường nước ta lên thành
400 triệu USD trong vòng 3 năm. Coca-Cola đánh giá Việt Nam sẽ tăng trưởng
vượt bậc trong 10 năm tới, có thể v ào top 25 thị trường tiềm năng nhất thế giới của
công ty.
 Xu hướng phát triển của thị tr ường
Thị trường đồ uống có cồn bia vẫn l à loại đồ uống được người dân ưa
chuộng và mức độ tiêu sẽ ngày càng tăng. Nhưng thị trường đồ uống khơng cồn th ì
có sự thay đổi người tiêu dùng chuyển từ các sản phẩm nước giải khát có gas sang

những sản phẩm chiết xuất từ trái cây và khơng có gas.
Năm 2005 theo phịng nghiên cứu phát triển, công ty Ch ương Dương
(TP.HCM), người dân Việt Nam đang uống khoảng tr ên 500 triệu lít nước ngọt có
gas/năm, và cho đến năm 2007, ngành hàng đồ uống khơng cồn, nước ngọt có ga
vẫn dẫn đầu thị trường đồ uống không cồn, đến năm 2010 thương hiệu nước khơng
gas có nguồn gốc từ thiên nhiên lại chiếm ưu thế. Sự thay đổi này là tất yếu khi đời
sống của nhiều người dân bắt đầu khá giả l ên, cũng là lúc sức khỏe của người tiêu
dùng được chú trọng hơn. Điều đó, thể hiện vào việc lựa chọn những thức uống
mang lại nhiều lợi ích cho cơ thể. Với tiêu chí thức uống khơng chỉ giải khát, m à
cịn có thêm các tác dụng như: giải độc, tăng sức đề kháng và giúp nâng cao s ức
khỏe của người tiêu dùng. Các loại nước giải khát có chiết xuất từ thi ên nhiên được
khá nhiều khách hàng quan tâm. Vì theo quan ni ệm của đại đa số người tiêu dùng,
nếu nguyên liệu lấy từ các thảo mộc tức là tốt cho sức khỏe.


5

Nắm bắt được xu hướng tiêu dùng ngày càng hướng về các sản phẩm thi ên
nhiên, chú trọng đến sức khoẻ, vài năm trở lại đây, các hãng sản xuất nước giải khát
tại Việt Nam đã nhanh chóng tung ra hàng lo ạt sản phẩm mới, với các th ành phần
được chiết xuất từ thiên nhiên, các loại nước trái cây từ táo, xoài, nho, mãng
cầu…Nước trái cây ngoại nhập cũng đa dạng th ương hiệu và chủng loại để đáp ứng
nhu cầu thị trường.
Mặc dù chiếm lĩnh thị trường nước đồ uống không cồn ở n ước ta hiên nay
vẫn là hai đại gia Coca-Cola và Pepsi nhưng các doanh nghi ệp nước ta nhờ phát
triển những sản phẩm với th ành phần tự nhiên, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm,
đáp ứng nhu cầu thực tế của ng ười dân trong nước nên mức độ tiêu thụ ngày càng
tăng tiêu biểu là Tân Hiệp Phát và Tribeco với nhiều nhãn hiệu nổi tiếng như Trà
thảo mộc Dr. Thanh, Trà Xanh 0 độ có lợi cho sức khỏe, thân thuộc v à gần gũi với
người Việt. Cũng như Tân Hiệp Phát, Tribeco nghiên cứu và cho ra đời những sản

phẩm mới như trà xanh, trà thảo mộc không đường dành cho người mắc bệnh tiểu
đường hay khơng thích thức uống có đ ường, các sản phẩm của cơng ty cũng đ ược
thị trường quan tâm. Lấy ví dụ năm 2010 cơng ty Tribeco có 54 chủng loạ i sản
phẩm, trong đó có đến 32 loại l à nước giải khát khơng gas thuộc d ịng thức uống
dinh dưỡng giàu vitamin và khoáng ch ất. Sản phẩm nước uống khơng gas của
Tribeco tăng bình qn từ 19 đến 22% tuỳ theo chủng loại, trong đó n ước ép Cam
cà rốt TriO có sản lượng tăng tới 8,5 lần, sữa đậu n ành Canxi Somilk bịch và hộp
giấy tăng hơn 2,3 lần, nước tinh khiết Tri tăng hơn 75% so với năm 2003.
1.1.2.2 Ngoài nước [12]
Các thị trường tiêu thụ đồ uống lớn trên thế giới là Mỹ, Anh, Tây Ban Nha,
Pháp, Đức, Nhật Bản, Canada. Mỹ là nước tiêu thụ đồ uống lớn nhất thế giới.
Tại các nước phát triển lượng tiêu thụ đồ uống có cồn đã giảm trong những
năm qua nguyên nhân một phần do cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới v à một phần
do đã chuyển sang sử dụng những loại đồ uống kh ông cồn, những loại đồ uống trái
cây có lợi cho sức khỏe. Ngược lại ở các nước đang phát triển lượng tiêu thụ đồ
uống có cồn vẫn tăng. Trong đó bia l à loại đồ uống được ưa chuộng nhất.


6

 Xu hướng phát triển thị trường đồ uống trên thế giới
Xu hướng tiêu dùng hiện nay tại các nước phát triển là:
- Sản phẩm được hàn kín xác nhận sự an tồn.
- Sản phẩm tốt cho sức khỏe (ít đ ường, calo thấp, không cholesterol, nhiều
chất polyphenol, nhiều chất xơ). Các sản phẩm này có thể khơng chứa đường,
khơng calo hoặc khơng có chất béo và đơi khi khơng chứa cả ba thứ này. Các thức
ăn và đồ uống "loại Zero", như chúng được gọi, đã gây tiếng vang giữa nhóm
người tiêu dùng quan tâm đến vấn đề sức khỏe, từ những ng ười đàn ơng trung niên
muốn vịng bụng của họ giảm đi vài centimet cho đến các phụ nữ trẻ muốn giữ cho
mình một thân hình mảnh mai vừa.

- Mẫu mã thiết kế công phu nhưng nội dung hướng dẫn dễ hiểu.
- Đối với các sản phẩm đóng hộp, nắp hộp phải thiết kế để có thể mở dễ d àng
được ngay.
- Kích thước nhỏ có thể dùng hết trong một lần cho một xuất ăn.
- Đóng gói riêng rẻ trong từng túi nhựa
- Có giá trị gia tăng ví dụ như thêm tính năng vào s ản phẩm.
Xu hướng chung mà người tiêu dùng trên toàn cầu hiện này đang hướng tới
là đảm bảo sức khoẻ, nắm bắt đ ược cơ hội này, các nhà sản xuất đồ uống đã làm đa
dạng hóa các sản phẩm có lợi cho sức khỏe ng ười tiêu dùng. Nắm bắt xu hướng này
các công ty nghiên cứu phát triển những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thị tr ường.
Ngoài những chất liệu làm ngọt mới đang được phát triển để đối phó n ạn thừa cân
và béo phì đang diễn ra trên toàn cầu, lĩnh vực đồ uống còn tập trung chủ yếu vào
“giá trị gia tăng chức năng” với các giải pháp sản phẩm giải quyết các vấn đề chủ
yếu như sức khỏe cho tim mạch, chống l ão hóa, hệ tiêu hóa và đường ruột, hệ thống
miễn dịch và sinh lực. Yếu tố tự nhiên đang là xu hướng chung và người tiêu dùng
muốn sản phẩm có nguồn gốc đáng tin cậy. Kết quả l à nhiều sản phẩm đồ uống hữu
cơ đang phát triển và hiện bao gồm những đồ uống không cồn mới nh ư cola, trà và
nước có hương vị. Tất cả được làm từ những nguyên liệu hữu cơ tốt cho sức khỏe.


7

1.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic
1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic
Quá trình lên men của vi khuẩn là một q trình oxi hố khử sinh học nhằm
cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế b ào vi khuẩn. Vi khuẩn hấp
thu các chất như protêin, đường đơn, khoáng vitamin … tạo sản phẩm của quá trình
lên men như axit lactic, các ch ất thơm, axitamin, vitamin… sau khi lên men s ản
phẩm có lượng đường giảm, lượng axitamin tăng và các vitamin c ũng tăng tạo cho
sản phẩm lên men có vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá hơn so với chưa lên men.

Lên men lactic là quá trình chuy ển hoá gluxit thành acid lactic nhờ hoạt động của
các khuẩn lactic. Tuỳ theo đặc điểm l ên men của vi khuẩn lactic mà người ta chia
thành hai kiểu lên men: lên men lactic đ ồng hình và lên men lactic dị hình.Trong lên
men lactic đồng hình thì sản phẩm chỉ là acid lactic. Các vi khuẩn Lactic lên men
đồng hình có thê kể đến Streptococus, Str.Cremoris, l actobacterium Bulgaricus,
L.acidophilus, L.delbruclkii, L.cucumerisfermentati . Cịn trong lên men lactic d ị
hình thì sản phẩm cuối cùng khá đa dạng bao gồm: acid lactic, axetal, axit sucsinic,
các este, điaxetyl, CO2, H2… Trong quá tr ình lên men dưới tác dụng của vi khuẩn
lactic trước tiên dưới tác dụng của acid lactic, saccarosa bị thuỷ phân th ành
Glucoza và Fructoza theo ph ản ứng.


8

Gluocose
Fructose
Fructose 1-6 di-(P)
Fructose 1-6 di-(P)

Axetyl-(P)+Erytrose 4(P)

Triose(P)

Fructose

Pyruvic

Axetic Axetyl-(P )+Triose(P)

Lactic

pentose
Glucose 6(P)
Gluconic
Xilulose 5(P)

Pyruvic

Lactic

Triose (P) + Axetyl
Pyruvic

Axetic

Lactic

Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic
1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic
1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic
Để duy trì sự sống, điều hồ các q trình chuyển hố trong tế bào vi khuẩn
cần sử dụng nguồn glucid có trong mơi tr ường dinh dưỡng làm nguồn cacbon. Nhu
cầu dinh dưỡng carbon dùng để cung cấp năng lượng và tham gia vào cấu trúc tế
bào vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic lên men được đường mono và disaccharide
(một số không sử dụng maltose); không lên men được tinh bột và các
polysaccharide khác.
Đường là cơ chất để lên men lactic, thông thư ờng nồng độ đường để lên men
lactic là 5-20%. Như vậy nếu trong môi trường lên men đường khơng đủ để lên men
thì ta có thể bổ sung từ bên ngồi vào.

9

Lên men lactic là một quá trình lên men phức tạp ngoài nhu cầu về gluxit, vi
khuẩn lactic cũng cần các nhu cầu sau:
- Nhu cầu về dinh dưỡng nitơ: Dùng nguồn nitơ có sẵn trong mơi trường
dưới dạng các acid amin. Ngo ài ra còn cần peptone, cao thịt, cao nấm men,
casein…
- Nhu cầu về vitamine: Vi khuẩn lactic ít có khả năng tổng hợp vitamine.
Chúng cần nhiều loại vitamine nh ư riboflavin, thiamin, acid pantotenoic, nicotinic,
biotine….
-Nhu cầu về các chất hữu cơ:
+ Các base chứa nitơ: adenine, guanine, uraxine,…
+ Acid amin: L- asparagine, L-glutamine.
- Nhu cầu về môi trường muối khoáng: Vi khuẩn lactic cần nhiều chất
khoáng:P, S, Mg, Ca, Mn, Fe, K, Na. Đối với Lactobacillus thì Mn2+, Mg2+, Fe2+
có tác động tích cực lên sự phát triển và sinh ra acid lactic.
Như vậy, nguyên liệu để tiến hành lên men lactic có rất nhiều đó là cơ sở để
tạo ra nhiều sản phẩm lên men lactic. Với những ngun liệu mà mơi trường chưa
thích hợp để lên men ta có thể bổ thêm chất dinh dưỡng, cơ chất ở bên ngồi vào.
Do đó ta có thể sử dụng nguyên liệu là rau quả và vi khuẩn lactic phù hợp ta có thể
lên men lactic.
Rau quả có vai trò to lớn trong dinh dưỡng của con người. Rau quả chứa nhiều
gluxit, đặc biệt là đường. Đường trong rau quả gồm các loại đ ường đơn và đường
kép: glucoza, fructoza, saccaroza, galactoza,… . Chất đạm trong rau quả ở dưới dạng
protit, kèm theo một số axit amin và các amid. Protit có trong r au quả khơng nhiều,
thường dưới 1%, trừ nhóm đậu và nhóm cải 3,5-5,5%. Ngồi các hợp chất hữu cơ,
trong rau quả còn chứa cả muối khoáng. Muối khoáng với h àm lượng 0,25-1,25%
(Na, K, Ca, Mg, F, P,…). Đ ặc biệt trong rau quả là nguồn giàu vitamin , các loại
vitamin trong rau quả như vitamin A, B, C, D, PP, E,…

10

Bảng 1.1: Giá trị dinh d ưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam d ịch) [10]
Tên

Protein

Đường Vita.A

Vita.C Vita.B1 Vita.B2 Vita.B6 Vita.E

(g)

(g)

(mg)

(mg)

(mg)

(mg)

(mg)

(mg)

Táo

0.4

11.8

2

15

0.02

0.01

0.05

0.5

Mơ

1

8

420

5

0.06

0.05

0.06

0.5

Bơ

2

7

2

17

0.06

0.12

0.36

3.2

Sim

1

10

0

5

0.02

0.03

0.05

1.9

Chuối

1.2

20.4

3

10

0.03

0.03

0.08

0.2

Cà rốt

0.6

2.2

312

2

0.04

0.04

0.07

0

Ổi

1

17

3

218

0.03

0.04

0.14

-

quýt

0.9

9.5

12

30

0.03

0.03

0.084

0.4

Cam

1

10.6

2

49

0.03

0.03

0.06

0.1

So với những loại rau quả khác c à rốt có hàm lượng caroten cao hơn nhiều mà
nguồn dinh dưỡng của cà rốt có thể thực hiện lên men lactic, do đó tơi th ực hiện “
nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt”
1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic [5] [17]
Nguyên liệu để thực hiện lên men lactic trong đề tài là cà rốt.
 Nguồn gốc, đặc điểm
Cây cà rốt có tên khoa học : Daucus carota stativa, thuộc họ hoa tán. C à rốt
xuất xứ từ vùng đất sỏi đá Afghanistan từ hàng ngàn năm về trước.
Hiện nay, Trung Hoa đứng đầu về số l ượng sản xuất cà rốt tiếp theo là Hoa
Kỳ, Ba Lan, Nhật Bản, Pháp, Anh, Đức. Mỗi năm, Hoa Kỳ thu hoạch tr ên 1,5 triệu
tấn cà rốt, hơn 1 nửa được trồng ở tiểu bang Cali.
Thời vụ và sản lượng cà rốt ở nước ta


11

 Thời vụ:
- Vụ sớm: gieo hạt tháng 7, tháng 8; thu hoạch tháng 10, tháng 12.
- Vụ chính: gieo vào tháng 9, tháng 10; thu hoạch tháng 12-tháng 1 năm sau.

Đây là thời vụ cho năng suất cao v ì điều kiện thời tiết thích hợp cho to àn bộ thời
gian sinh trưởng và phát triển của cây cà rốt.
- Vụ muộn: gieo hạt tháng 12, tháng 1; thu hoạch tháng 3, tháng 4. Với đặc
tính như trên cà rốt trồng được nhiều và có quanh năm ở các vùng có khí hậu mát
mẻ quanh năm, vùng đất bazan như Đà Lạt, Lâm Đồng. Ngồi ra nó cũng được
trồng nhiều vào vụ đông ở các vùng Hưng Yên, Hải Dương, ngoại thành Hà Nội,…
 Phân loại:
Phân loại cà rốt dựa vào màu sắc: cà rốt có nhiều màu khác nhau như trắng,
vàng, vàng cam, đỏ, tía và đen. Màu cà rốt tùy thuộc vào một số yếu tố:
- Nhiệt độ nóng hay lạnh quá làm giảm màu cà rốt (lớn hơn 70F và nhỏ hơn 600F)
- Cà rốt thu hoạch vào mùa xuân và mùa hạ có màu sậm hơn vào mùa thu và
mùa đông.
- Cà rốt trồng trên đất cát hay vùng cao có màu sậm hơn trồng ở vùng phù sa.
Ở Việt Nam, cà rốt được trồng nhiều. Hiện nay, các v ùng rau của nước ta
đang trồng phổ biến hai loại: củ m àu đỏ tươi và loại củ màu đỏ ngả sang màu da
cam.
 Giá trị dinh dưỡng của cà rốt
Cà rốt là một trong những loại rau quý đ ược các thầy thuốc trên thế giới đánh
giá cao về giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh đối với con người.
Theo nghiên cứu cà rốt chứa hàm lượng caroten – tiền vitamin A khá cao..
Ngoài ra cà rốt cũng là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng và có nhiều chất như
vitamin A, B, C, E, axit folic, …


12

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ cà rốt: chứa trong 100g C à rốt tươi [13]
Thành phần
Calories

Hàm lượng
43

Chất đạm (g/100g)

1,03

Chất xơ(g/100g)

1.04

Chất béo(g/100g)

0.19

Calcium(mg/100g)

27

Sắt(mg/100g)

0,5

Magnesium(mg/100g)

15

Phosphorus(mg/100g)

44

Potasium(mg/100g)

323

Sodium(mg/100g)

35

Kẽm(mg/100g)

0,2

Đồng (mg/100g)

0,047

Manganese(mg/100g)

0,142

Beta – Carotene (A) (IU/100g)

28129

Thiamine (B1) (mg/100g)

0,097

Riboflavine (B2) (mg/100g)

0,059

Niacin (B3) (mg/100g)

0,928

Pantothenic acid(B5) (mg/100g)

0,197

Pyridoxine(mg/100g)

0,147

Folic acid(mcg/100g)

14

Vitamin C(mg/100g)

9,3

Tocopherol (E) (mg/100g)

0,44


13

 Cơng dụng của cà rốt
Trong cà rốt có chứa các thành phần vơ cùng hữu ích như beta-caroten, alpha
Carotene, và Phytochemicals giúp nâng c ấp sức khỏe cho bạn ở nhiều cấp độ.
Nhóm chất Beta carotene là sắc tố tự nhiên trong rau quả thường có nhiều nhất
trong cà rốt. Đây là một trong khoảng 500 hợp chất đ ược hiện diện ở nhiều trái cây
và rau cải. Beta-caroten được tìm thấy chủ yếu trong các loại rau qu ả sẫm màu như
màu xanh, đỏ, vàng, cam…
 Chữa quáng gà và mỏi mắt:
Dân gian thường dùng cà rốt để chữa các bệnh về mắt như quáng gà, mỏi
mắt bởi thành phần vitamin A giàu có trong cà rốt. Nên lưu ý là vỏ cà rốt rất tốt, do
đó khi chế biến, ta nên rửa sạch và để nguyên vỏ.
 Chữa suy nhược cơ thể, giúp tăng cường thể lực.
Cà rốt có khả năng tăng cường sức đề kháng cho các niêm mạc, nâng cao
khả năng miễn dịch, kháng khuẩn, giải độc và giúp cho cơ thể trở nên khoẻ mạnh.
Ngồi ra, cà rốt cịn thúc đẩy tuyến thận tiết ra các hormone trị chứng nhức mỏi,
không những tốt cho thận mà cịn mà cịn có tác dụng loại bỏ những áp lực, cân
bằng hệ thần kinh, điều tiết cơ năng sinh lý của cơ thể, chống khô da, rụng tóc, làm
da trở nên căng mịn và cho một mái tóc sn mượt. Người có thể trạng suy nhược
nên dùng các món ăn từ cà rốt để lấy lại sự cường tráng. Người khỏe mạnh cũng
nên ăn cà rốt để duy trì thể lực và giữ cho da ln khoẻ.
 Chữa các bệnh thiếu máu, huyết áp thấp, bệnh tim và chứng sợ lạnh.
Vitamin A của cà rốt thúc đẩy sự tạo máu, kích thích q trình tuần hồn
máu. Trong khi đó, vitamin E của loại củ này thì lại có chức năng giữ nhiệt và tăng
cường sức sống cho các tế b ào. Hai thành phần này hội tụ trong củ cà rốt, giúp cho
cà rốt có khả năng làm sạch dịch máu, và vận chuyển khí ơxy đến các tế bào trong
cơ thể. Nhờ đó, cà rốt trở thành loại củ chữa được bách bệnh, từ thiếu máu đến
huyết áp thấp, từ chứng sợ lạnh, thở gấp đến bệnh tim.


14

1.1.3 Tác nhân lên men
 Đặc điểm
Vi khuẩn lên men lactic thuộc họ Lactobacterium. Đây là những trực khuẩn,
cầu khuẩn không tạo bào tử và hầu hết không di động, hơ hấp tuỳ tiện. Chúng có
khả năng lên men nhiều loại đường đơn và đường đơi nhưng khơng có khả năng lên
men các loại glucid phức tạp và tinh bột. Sự phát triển của nó cần có sự có mặt của
peptone, axit amin hay mu ối amơn. Chúng có u cầu đặc biệt về chất dinh d ưỡng
là giàu vitamin, axit amin và khống ch ất. Q trình lên men xảy ra tốt nhất trong
môi trường axit pH từ 5,5 ÷ 6, khi pH nhỏ h ơn 5,5 quá trình lên men bị dừng lại.
Nhiệt độ thích hợp cho quá tr ình lên men từ 15 ÷ 50 0C. Tuy nhiên, mỗi lồi có
khoảng nhiệt độ thích hợp khác nhau, nếu nhiệt độ lớn h ơn 800C vi khuẩn lactic bị
tiêu diệt hoàn toàn.
 Phân loại
Người ta dựa vào quá trình lên men chia vi khu ẩn lactic thành hai loại: vi
khuẩn lactic lên men đồng hình và dị hình.
Lên men đồng hình:
+ Lactobacterium casei: đây là những trực khuẩn rất ngắn gây chua sữa tự
nhiên. Yếm khí tuỳ tiện, lên men tốt glucose, maltose, lactose tạo ra môi tr ường có
từ 0,8 ÷ 1% axit lactic. Ở điều kiện bình thường gây chua sữa trong v ịng 10 đến 12
giờ. Nguồn nitơ cho vi khuẩn này là peptone. Nhiệt độ tối thiểu cho chúng phát
triển là 100C, tối ưu là 35 0C và tối đa là 450C, chúng thuỷ phân cazein và gelatin rất
yếu.
+ Streptococcus cremoris: thường tạo thành chuỗi dài, thường phát triển ở
nhiệt độ thấp hơn Lactobacterium casei, tối ưu từ 250C ÷ 300C, lên men glucose,
galactose.
+ Lactobacterium bulgaricus : đây là trực khuẩn rất dài, có khả năng lên men
glucose, lactose, saccarose. Có kh ả năng tạo độ axit cao (3,7% axit lactic). Hoạt
động trong môi trường yếm khí; phát triển tốt ở nhiệt độ 40 - 450C; chịu được môi

15

trường có độ acid thấp (pH = 4 -4,5); bị ức chế ở nhiệt độ nhỏ h ơn 10% và khi axit
đạt 2,2%.
+ Lactobacterium delbruckii: thường gặp trên hạt đại mạch, đây là trực
khuẩn lớn. Trong quá trình phát triển của mình chúng có khả năng tạo thành sợi.
Nhiệt độ tối ưu cho chúng phát triển từ 45 ÷ 50 0C, khác với các lồi khác chúng
khơng có khả năng lên men đường lactose vì vậy chúng khơng được dùng trong chế
biến sữa.
+ Lactobacterium cueumeris fermenti : thường tìm thấy chúng trong sữa ủ
chua. Là trực khuẩn không chuyển động, th ường tạo thành tế bào đơn và có khi tạo
thành chuỗi. Thường chúng tạo thành chuỗi trong quá trình lên men. Khả năng tạo
axit tối đa trong môi trường từ 0,9 ÷ 1,2%.
Lên men dị hình:
+ Streptobacterium hassice fermentatae : thường thấy chúng trong các dịch
lên men chua rau cải. Chúng tồn tại từng tế b ào riêng biệt hoặc ghép thành từng đơi,
hoặc chuỗi ngắn có khi ghép th ành từng chuỗi dài hình sợi. Khi lên men rau cải
chua tạo thành axit lactic, axit axetic, rư ợu etylic và CO2. Lên men đường saccarose
tốt hơn lên men đường lactose.
+ Lactobacterium lycopersici : là trực khuẩn gram dương, sinh hơi, tế bào tạo
thành chuỗi hay đơn, có khi ghép thành đôi một. Khi lên men chúng tạo thành axit
lactic, rượu êtylic, axit axetic và CO2. Chúng có kh ả năng tạo bào tử, tế bào sinh
dưỡng thường chết ở nhiệt độ 80 0C .
1.1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngồi tới q trình lên men
 Nhiệt độ:
Tuỳ từng loại vi khuẩn khác nhau mà nhiệt độ thích hợp cho nó sẽ khác nhau:
- Nhiệt độ khơng chỉ ảnh hưởng đến cường độ phát triển mà còn ảnh hưởng
đến khả năng phát triển của vi khuẩn lên men.
- Điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ: Rút ngắn thời gian l ên men; hạn chế sự

nhiễm các vi sinh vật lạ khác; sản phẩm thu đ ược đạt kết quả như mong muốn.


16

 pH môi trường:
PH của môi trường ảnh hưởng đến hoạt động phát triển của vi sinh vật, sự có
mặt của ion H + sẽ tác động lên tế bào vi sinh vật theo nhiều cách:
- Ảnh hưởng trực tiếp lên bề mặt tế bào làm thay đổi sự tích điện trên bề mặt
của màng tế bào từ đó dẫn đến hoạt độ của các loại enzym bị giảm.
- Nồng độ ion H + ảnh hưởng đến độ phân ly của các chất dinh d ưỡng trong
môi trường.
Bảng 1.3: Ảnh hưởng của pH tới vi khuẩn
Loài vi khuẩn

pHmin

pHop

pHmax

3.5 - 4.25

5.5 – 6.5

7–8

Strep.Lactic

4.75

6 – 6.5

8.5

Strep.Thermophilus

4.75

6-7

8.5

Strep.Faccalis

4.5

6-7

10

Trực khuẩn ưa nhiệt

Đối với các vi khuẩn lên men lactic đồng hình, pH mơi trường thường không
ảnh hưởng đến các sản phẩm đặc tr ưng của q trình lên men cịn đối với các vi
khuẩn lên men lactic dị hình thì ngược lại.
+ Khi pH mơi trường cao thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là acid lactic.
+ Khi pH mơi trường thấp thì sản phẩm tạo thành ngồi acid lactic cịn có
thêm acid acetic, và nhiều sản phẩm khác. Qua nhiều nghi ên cứu người ta nhận thấy
rằng lượng di-acetyl tạo ra nhiều nhất tại pH = 4.6 – 5.2 , đây chính là yếu tố làm

tăng mùi hương cho sản phẩm.
 Vi sinh vật
Mức độ thuần khiết của vi khuẩn lact ic có ảnh hưởng tới tốc độ quá trình lên
men. Lượng vi khuẩn lactic càng nhiều và mức độ thuần khiết càng cao thì tốc độ
của quá trình lên men càng nhanh và s ản phẩm có chất lượng càng tốt. Ngược lại,


17

lượng vi khuẩn lactic càng ít và mức độ thuần khiết càng thấp, các vi khuẩn gây hại
càng có điều kiện phát triển làm hư hỏng sản phẩm.
1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm lên men lactic [2] [9]
1.3.1

Một số sản phẩm lên men lactic trên thị trường

 Sản phẩm sữa chua (yaourt)
Sữa chua có thể được làm từ nhiều nguyên liệu khác nhau như: sữa bò, sữa
dê, sữa trâu, …trong đó sữa b ị là được dùng nhiều nhất. Sữa chua rất giàu vi chất
với rất nhiều lợi ích:
+ Nó là nguồn bổ sung protein, vitamin và khống chất, giúp cân bằng cơ thể.
+Nó cũng rất giàu canxi và hỗ trợ tích cực cho hệ tiêu hóa nhờ các protein
chuyên biệt.
+ Giảm cholesterol, chống béo phì, chống ung thư.
+Tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể
 Sản phẩm sữa chua uống:
- Đây là sản phẩm có sự kết hợp của sữa chua l ên men và trái cây. Có rất
nhiều loại trái cây có thể được bổ sung như chanh dây, cam, dâu, …. .
- Tác dụng của sữa chua trái cây: Các vitamin trong trái cây làm tăng giá tr ị
dinh dưỡng của sản phẩm. Ví dụ dâu có hàm lượng vitamin C và đường fructose

cao, giúp hạn chế q trình tạo nếp nhăn và khơ da do tuổi tác. Chanh dây không
chứa cholesterol, giàu vitamin A và C, có tác d ụng thanh nhiệt, tiêu khát, an thần,
nhuận tràng, lợi tiểu.

Hình 1.2: Sản phẩm sữa chua

Hình 1.3: Sản phẩm sữa chua uống


21

1.3.2

Quy trình sản xuất một số sản phẩm lên men lactic

 Quy trình sản xuất sản xuất sữa chua yaourt
Nhận sữa
Kiểm tra chất lượng sữa
Làm lạnh ( t 0 = 4-60C)
Tiêu chuẩn hóa
Thanh trùng (85-870C;10-15
phút)
Đồng hóa (ở nhiệt độ 60-650C)
Làm nguội đến nhiệt độ lên men
Cấy chủng vi sinh vật (t 0=42-450C)
Rót chai
Lên men trong tủ ấm (3-12h)
Làm lạnh (từ từ đến 10 0C)
Ngâm chín ( 10 0C, 10-12h)
Bảo quản (4-60C)

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yaourt