Nghiên cứu quy trình sản xuất nước lên men từ quả bần

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
------------o0o------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
LÊN MEN TỪ QUẢ BẦN

GVHD : Ths. Trần Thị Thu Trà
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng
MSSV : 1091101031

Tp.HCM, tháng 10 năm 2012
i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài luận văn này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Trần Thị Thu Trà, đã
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt thời
gian em theo học tại trường. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong q trình học khơng chỉ là
nền tảng cho quá trình nghiên cứu đồ án mà còn là hành trang quý báu- một nền tảng vững
chắc để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Xin chân thành cảm ơn đến bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ em trong suốt thời gian em thực hiện
đồ án.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 09 năm 2012
Sinh viên

Nguyễn Ngọc Thu Hằng

ii


TĨM TẮT
Mục đích của bài nghiên cứu này là xây dựng một quy trình cơng nghệ sản xuất nước lên men
từ quả bần, xác định các thông số trong quá trình sản xuất để tạo nên hương vị đặc trưng cho
sản phẩm.
Nội dung đồ án bao gồm:
-

Tổng quan tài liệu về các nguyên liệu để sản xuất nước quả lên men và nước quả bần
lên men.

-

Khảo sát một số thông số hóa lý của bần ngun liệu.

-

Tìm cơng thức phối chế nước quả bần lên men.

-

Khảo sát quá trình lên men.

-

Kiểm tra chất lượng sản phẩm.

Kết quả đạt được:
-

Khảo sát được các thơng số tối ưu cho q trình lên men nước quả bần.

-

Xây dựng quy trình sản xuất nước quả bần lên men.

Bố cục đồ án:
Chương 1: Tổng quan tài liệu.
Chương 2: Vật liệu và phương pháp.
Chương 3: Kết quả và bàn luận.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................................2
1.1

CÂY BẦN....................................................................................................................3

1.1.1

Phân loại thực vật..................................................................................................3

1.1.2

Mơ tả.....................................................................................................................3

1.1.3

Phân bố..................................................................................................................4

1.1.4

Thành phần hóa học của quả bần..........................................................................4

1.1.5

Công dụng và các sản phẩm thực phẩm chế biến từ quả bần...............................5

1.2

NẤM MEN...................................................................................................................8

1.2.1

Hình thái và kích thước.........................................................................................8

1.2.2

Sinh sản.................................................................................................................9

1.3

ĐƯỜNG SACCHAROSE..........................................................................................10

1.4

NƯỚC TRÁI CÂY LÊN MEN..................................................................................11

1.4.1

Giới thiệu về nước trái cây lên men....................................................................11

1.4.2

Tình hình sản xuất nước trái cây lên men...........................................................12

1.4.3

Quá trình lên men................................................................................................12

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP.................................................................23
2.1

GIỐNG VI SINH VẬT, NGUN LIỆU, MƠI TRƯỜNG, HĨA CHẤT................24

2.1.1

Giống vi sinh vật và ngun liệu........................................................................24

2.1.2

Mơi trường và hóa chất.......................................................................................24

2.2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................................25

2.2.1

Mục đích nghiên cứu..........................................................................................25

2.2.2

Sơ đồ nghiên cứu................................................................................................25

2.2.3

Quy trình cơng nghệ đề xuất sản xuất nước lên men từ quả bần........................26

2.3

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM......................................................................................26

2.3.1

Thí nghiệm 1: Khảo sát ngun liệu pur bần.................................................26

2.3.2

Thí nghiệm 2: Xác định cơng thức phối chế.......................................................27

2.4

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.........................................................................31

2.4.1

Phương pháp phân tích hóa lý.............................................................................31

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN...........................................................................38
3.1

KẾT QUẢ KHẢO SÁT PURÉE BẦN NGUYÊN LIỆU..........................................39
iv


3.2

KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC PHỐI CHẾ..................................................40

3.2.1

Khảo sát tỷ lệ phối chế nguyên liệu thích hợp....................................................40

3.2.2

Xác định pH trước lên men.................................................................................42

3.2.3

Xác định hàm lượng đường ban đầu..................................................................45

3.2.4

Xác định thời gian lên men.................................................................................48

3.2.5

Khảo sát tỷ lệ men giống....................................................................................50

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................54
4.1

KẾT LUẬN................................................................................................................55

4.2

KIẾN NGHỊ...............................................................................................................56

Tài liệu tham khảo
Phụ lục A
Phụ lục B
Phụ lục C

v


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. 2: Thành phần hóa học của puree bần ..........................................................................4
Bảng 1. 3: Hàm lượng 9 hợp chất hoạt tính sinh học được chiết tách từ quả bần .....................4

Bảng 1. 4: Công thức 3 mẫu nước bần .......................................................................................6
Bảng 1. 5: Kết quả phân tích cảm quan của 3 mẫu nước bần ....................................................7
Bảng 1. 6: Thơng số hóa lý của mẫu nước bần 911 sau 30 ngày bảo quản ...............................7
Bảng 1. 7: Yêu cầu kỹ thuật của đường tinh luyện và đường cát trắng................................... 11
Bảng 1. 8: Chỉ tiêu vi sinh của đường tinh luyện .....................................................................11

Bảng 2. 1: Tiêu chuẩn chất lượng đường tinh luyện Biên Hòa ................................................24
Bảng 2. 2: Công thức phối chế khảo sát tỷ lệ purée bần: nước.................................................27
Bảng 2. 3: Công thức phối chế khảo sát pH trước lên men......................................................28
Bảng 2. 4: Công thức phối chế khảo sát hàm lượng đường ban đầu........................................29
Bảng 2. 5: Công thức phối chế khảo sát thời gian lên men......................................................29
Bảng 2. 6: Công phức phối chế khảo sát tỷ lệ men giống bổ sung...........................................30
Bảng 2. 7: Bảng xác định hàm lượng đường khử ....................................................................32
Bảng 2. 8: Bảng điểm về mùi của sản phẩm nước quả bần lên men........................................36
Bảng 2. 9: Bảng điểm về vị của sản phẩm nước quả bần lên men............................................36
Bảng 2. 10: Bảng điểm về màu sắc của sản phẩm nước quả bần lên men................................37
Bảng 2. 11: Các mức chất lượng...............................................................................................37

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Cây, lá, hoa, quả bần ................................................................................................3
Hình 1. 2. Sản phẩm mứt bần (bên trái) và bột bần (bên phải) .................................................8
Hình 1. 3. Hình thái tế bào nấm men..........................................................................................................9

Hình 3. 1. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế đến các chỉ tiêu chất lượng của nước bần lên men. 41
Hình 3. 2. Ảnh hưởng của pH ban đầu tới các chỉ tiêu chất lượng của nước bần lên men.....44
Hình 3. 3. Ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu tới các chỉ tiêu chất lượng của nước
bần lên men...............................................................................................................................47

Hình 3. 4. Ảnh hưởng của thời gian lên men tới các chỉ tiêu chất lượng của nước bần lên men
...................................................................................................................................................50
Hình 3. 5. Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến các chỉ tiêu chất lượng của nước bần lên men.52
Hình 3. 6. Sản phẩm nước quả bần lên men.............................................................................53

vii


viii


Lời nói đầu

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nhiệt đới có nền nơng nghiệp phát triển, hoa quả phong phú với sản
lượng dồi dào. Tuy nhiên, còn một số loại cây chưa được khai thác tốt làm lãng phí nguồn
nguyên liệu sẵn có. Mặt khác, trong những năm gần đây, nhu cầu về thức uống có cồn ở nước
ta ngày một tăng cao. Vì vậy, đã có nhiều sản phẩm thức uống từ các loại trái cây tự nhiên vừa
tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có, vừa góp phần đa dạng hóa sản phẩm đồ uống trên
thị trường.
Sản phẩm nước quả lên men là một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi
cho sức khoẻ. Sản phẩm này hiện nay đang là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng
trên thị trường Thế giới. Hàm lượng cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu
hố, khiến bữa ăn trở nên ngon miệng mà không gây say như một số sản phẩm đồ uống có
cồn khác.
Nghiên cứu sản xuất nước quả lên men từ quả bần là một hướng đi nhằm tận dụng nguồn
nguyên liệu chưa được khai thác mà cịn góp phần cải thiện đời sống của người dân vì cây bần
đa số mọc ở những vùng đất ngập mặn hay ven biển, bờ sông nhằm giữ đất chống sạt lở…
Bần cịn góp phần bồi đắp cho những bờ sơng, là một loại cây chắn gió tốt ở những bãi bồi,
ven biển. Trong dân gian, người dân dùng loại quả này để nấu canh chua, ăn sống, trong khi

một cây bần có thể cho rất nhiều trái, sản lượng bần nhiều mà khả năng tiêu thụ không cao
dẫn đến một lượng lớn bần không được sử dụng gây ra tình trạng lãng phí. Thực trạng trên địi
hỏi cần phải có giải pháp để tăng giá trị sử dụng của quả bần. Hiện nay, cũng có những sản
phẩm chế biến từ quả bần như: mứt bần, bột bần [19, 20]. Tuy nhiên, công nghệ chế biến
nước quả bần lên men thì chưa được nghiên cứu ở Việt Nam. Vì vậy, nghiên cứu công nghệ
sản xuất nước lên men từ quả bần là một sản phẩm mới. Sản phẩm này khơng những góp phần
giải quyết đầu ra cho quả bần mà cịn góp phần đa dạng hố sản phẩm đồ uống có cồn trên thị
trường nước giải khát ở nước ta.
Chính vì những lý do trên mà đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước lên men từ bần”
được tiến hành.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

1


Chương 1 : Tổng quan tài liệu

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

2


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
1
1.1

CÂY BẦN
Phân loại thực vật
 Tên Việt Nam: Bần chua, bần ổi hay còn gọi là cây Thủy Liễu.
 Tên Latin: Sonneratia caseolaris.
 Họ: Bần Sonneratiaceae.
 Bộ: Sim Myrtales.
 Lớp: Cây ngập mặn.

1.2

Mô tả

Cây bần là dạng cây gỗ, cao khoảng 15– 20m, có khi cao tới 25m, cành non màu đỏ, 4 cạnh,
có đốt phình to. Cây có nhiều rễ thở, mọc thành từng khóm quanh góc, vượt lên trên mặt bùn
khoảng 20cm.
Vì sống trong môi trường bùn mềm, nhiều acid mùn nên đứng vững bám vào bùn giữ phù sa
và cần oxy nên cây phát triển tạo ra hệ thống rễ mạng lan rộng với diện tích khá lớn.
Lá mọc đối, dày, giịn, hơi mọng nước, hình bầu dục, hay hình trái xoan, dài 5- 13cm, rộng 25cm, với phần dưới rộng hay thon nhọn hay tròn, phiến lá nguyên. Cuống và một phần gân
chính màu đỏ, gân giữa nổi đỏ ở cả 2 mặt, cuống dài 0.5- 1.5cm.
Cụm hoa ở đầu cành, có 2- 3 hoa, nụ hoa trịn. Đài hoa hợp ở gốc, có 6 thùy dày và dai, mặt
ngồi màu lục, mặt trong màu tím hồng. Nhị có chỉ hình sợi, bao phấn hình thận. Bầu hình
cầu dẹt, vịi dài, đầu hơi trịn.
Qủa mọng, đường kính 4- 8cm, cao 2.8- 4cm, gốc có thùy đài xịe ra. Hạt nhiều, dẹt. [1]

Hình 1. 1. Cây, lá, hoa, quả bần [17]
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

3

Chương 1 : Tổng quan tài liệu
1.3

Phân bố

Cây phân bố ở rừng ngập mặn Việt Nam, Campuchia, Thái Lan, Mianma, Inđônêxia,
Philippin, Bắc châu đại dương...
Ở Việt Nam, cây mọc ở nước lợ gần các cửa sông ngập một mùa trong năm. Cây thường mọc
chung với các loài cây khác như Trang, Sú, Giá, Nấm, Cóc... Cũng có khi mọc thành rừng gần
như thuần chủng như ở Hải Phòng, Nghệ An, Hà Tĩnh. Sự phong phú của quần thụ này tùy
theo mức nước lợ và chế độ thủy triều. [18]
1.4

Thành phần hóa học của quả bần

Theo nghiên cứu của Englberger và cộng sự (2003), Ramulu và Rao (2003), Li và cộng sự
(2002), Sanchez- Castillo và cộng sự (1998), khi tiến hành khảo sát hàm lượng xơ hịa tan, xơ
khơng tan, Phospho và Canxi trong một số trái cây nhiệt đới thì quả Sonneratia caseolaris
nằm trong nhóm có hàm lượng cao nhất. Các giá trị này thể hiện qua bảng 1.1.
Bảng 1. 1: Thành phần hóa học của puree bần [1]
Thành phần

Đơn vị

Gía trị

Nước

g/100g

76.00

Protein

g/100g

2.10

Lipid

g/100g

1.95

Đường khử

g/100g

4.38

Đường tổng

g/100g

4.86

Xơ tan

g/100g

5.40

Xơ khơng tan

g/100g

6.00

Carbohydrates khác

g/100g

3.24

Phosphorus

g/100g

0.141

Iron

g/100g

0.001

Calcium

g/100g

0.027

Vitamine C
g/100g
0.018
Bảng 1. 2: Hàm lượng 9 hợp chất hoạt tính sinh học được chiết tách từ quả bần [1]

STT

Thành phần

Đơn vị

Gía trị

1

(-)-(R)-nyasol

mg/4.6 kg

60

2

(-)-(R)-4’-O-methylnyasol

mg/4.6 kg

19

3

3,8-Dihydroxy-6H-

mg/4.6 kg

11

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

4


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
benzo[b,d]pyran-6-one
4

3-hydroxy-6H-benzo[b,d]pyran-6one

mg/4.6 kg

8

5

Oleanolic acid

mg/4.6 kg

24

6

Maslinic acid

mg/4.6 kg

18

7

Luteolin

mg/4.6 kg

80

8

7-O-glucoside

mg/4.6 kg

12

9

Benzyl-O-α- glucopyranoside

mg/4.6 kg

23

1.5

1.5.1

Công dụng và các sản phẩm thực phẩm chế biến từ quả bần [1]
Công dụng và một số nghiên cứu về quả bần

Theo y học dân gian, quả bần là thuốc độc đối với ấu trùng muỗi (Devi và cộng sự, 1997).
Qủa bần được sử dụng làm thuốc cầm máu, chữa bệnh trĩ, ho, trị giun, làm thuốc đắp bong
gân (Bandaranayake, 2002). Ngồi ra, nó cịn chứa các chất có hoạt tính bảo vệ gan
(Charoenteeraboon và cộng sự, 2007). Bên cạnh đó, bên trong quả bần có oleanolic acid có
tác dụng ức chế mạnh enzyme glucosidase. Chất này đã được Ashok Kumar Tiwari và cộng
sự nghiên cứu chiết tách vào năm 2010 để ứng dụng vào thuốc trị bệnh tăng đường huyết.
Qủa bần được biết đến trong hệ sinh thái rừng ngập mặn. Mặc dù hệ thống rừng ngập mặn
bảo vệ môi trường sinh thái của trái đất, đem lại nhiều lợi ích kinh tế cho lồi người, nhưng
diện tích của chúng vẫn giảm trên bề mặt trái đất (Kathiresan và Bingham, 2001) và được xếp
vào loại bị đe dọa nhiều nhất của môi trường ven biển, là do sự phát triển của các quốc gia
trong khu vực nhiệt đới (Saenger và cộng sự, 1983). Sự hủy hoại chúng khơng được kiểm sốt
đúng mức, mặc dù đã có nhiều điều luật và chính sách bảo vệ rừng ngập mặn (Foell, Harison
và Stirat, 1999). Do đó, việc tạo động lực thúc đẩy người dân sống ở các vùng này bảo vệ
rừng ngập mặn bằng cách giúp họ có cơng ăn việc làm, kiếm được nguồn thu nhập từ chúng,
có thể là cách làm hiệu quả nhất để bảo vệ rừng ngập mặn.
Xuất phát từ ý tưởng trên, quả bần đã được các nhà công nghệ chú ý, vì nó khơng những có
các hoạt chất có lợi cho sức khỏe mà khi chín cịn có hương thơm và vị rất đặc trưng có thể
được sử dụng để tạo ra những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và cảm quan. Tuy
nhiên, theo L. P. Jayatissa và cộng sự (2006) thì vì một số lý do mà quả bần mới chỉ được bắt

đầu nghiên cứu từ những năm gần đây như:

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

5


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
 Qủa bần ở một số vùng bị tấn công bởi một loại côn trùng lạ, mà khơng có biểu hiện
nào khác thường từ bên ngồi, nên rất khó phân loại.
 Lớp vỏ ngồi của quả rất mỏng phải được loại bỏ, đây là cơng việc chưa thể cơ giới
hóa.
 Qủa bần khi chín khơng thể bảo quản ở nhiệt độ phịng q một ngày.
 Mỗi quả có rất nhiều hạt nhỏ nằm lẫn trong phần ăn được. Nếu sử dụng máy nghiền
với lực lớn có thể nghiền nát chúng và tạo vị đắng cũng như làm đổi màu thịt quả.
 Sự hóa nâu cùng với mùi vị lạ của thịt quả phát triển rất nhanh. Sự thu nhận purée với
cách thông thường trong vịng 12 giờ khơng thể áp dụng. Sử dụng máy nghiền với áp
lực lớn cũng làm gia tăng tốc độ hóa nâu.
1.5.2

Các sản phẩm thực phẩm từ quả bần

Qủa bần chín rụng, được thu nhặt, phân loại, rửa với nước chlorine, tiếp theo qua quá trình xử
lý nhiệt với Sodium Metabisulphide (SMS), rồi được mang đi cấp đông. Khi pha chế thì thịt
quả được rã đơng và pha lỗng với nước theo tỷ lệ thịt quả: nước (w/w) là 2:1 theo công thức
sau:
Bảng 1. 3: Công thức 3 mẫu nước bần [1]
Thành phần

Mẫu 110

Mẫu 911

Mẫu 308

Thịt quả

250g

230g

200g

Đường

350g

350g

350g

Nước

395mL

416mL

445g

CMC

3g

3g

3g

SMS

0.35g

0.35g

0.35g

Citric acid

1.1g

1.1g

1.1g

Sau đó tiến hành đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi thơm, hình thức, hương vị, cấu trúc,
mức độ chấp nhận được tiến hành đánh giá bởi 35 người thử không qua huấn luyện. Kết quả
được xử lý bởi phần mềm phân tích thống kê MINITAB theo kiểm định Friedman ở độ tin cậy
0.05% cho kết quả ở bảng sau:
Bảng 1. 4: Kết quả phân tích cảm quan của 3 mẫu nước bần [1]
Đặc tính cảm quan

P value

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

Tổng các dãy

6

Mẫu tốt nhất


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
110

308

911

Màu sắc

0.0000

48.0

67.5

94.5

911

Mùi

0.1250

77.0

60.5

72.5

110

Hình thức

0.0700

66.0

63.0

81.0

911

Hương thơm

0.8190

72.0

67.0

71.0

110

Cấu trúc

0.0050

65.0

59.5

85.5

911

Mức độ chấp nhận

0.0000

62.5

54.0

93.5

911

Bảng kết quả cảm quan cho thấy có dấu hiệu khác nhau về sự cảm nhận màu sắc (p= 0.0000)
và cấu trúc (p= 0.0050) giữa 3 mẫu 110, 308, 911. Tuy nhiên, lại khơng có sự khác nhau về
cảm nhận mùi (p= 0.1250), hình thức (p=0.0700) và hương thơm (p= 0.8190) giữa 3 mẫu.
Mẫu 911 có tổng các dãy về màu sắc, hình thức, cấu trúc và mức độ chấp nhận cao nhất. Do
đó, mẫu 911 được chọn là mẫu tốt nhất trong nghiên cứu này.
Sau 30 ngày bảo quản đầu thì sự thay đổi của các thơng số hóa lý của mẫu nước bần 911 thể
hiện:
Bảng 1. 5: Thơng số hóa lý của mẫu nước bần 911 sau 30 ngày bảo quản [1]
Thời gian bảo quản

Mẫu 911

(ngày)

pH

Brix

Độ acid

30

3.8

52

1.39

31

3.8

52

1.39

32

3.8

52

1.39

33

3.6

52

1.42

34

3.6

52

1.42

Kết quả cho thấy khơng có dấu hiệu nào về sự tạo khí, sự thay đổi màu sắc, tăng độ chua, phát
triển của nấm mốc và các đặc tính hóa lý khác xảy ra sau 30 ngày bảo quản.
Ở Việt Nam, sản phẩm thương mại đầu tiên của quả bần được sản xuất bởi cơ sở của bà Võ
Thị Cúc, ở xã Long Đức (TP. Trà Vinh). Sản phẩm gồm bột bần nấu canh chua và mứt bần.
Trái bần vừa chín tới, được gọt sạch vỏ và chà sát vào rổ, tách hạt, tạp chất để lấy bột. Từ
nguyên liệu bột bần cho thêm các gia vị như ớt, muối, bột ngọt và dùng lửa nhỏ để cô đặc
thành dạng paste để nêm cho các món như: canh chua, lẩu cá. Bột bần pha chế thêm đường

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

7


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
phèn, mạch nha cho ra sản phẩm mứt bần, kẹo bần. Hai sản phẩm này hiện đang được bày bán
ở siêu thị CO.OPMART với giá 15.000VNĐ/hộp, sản phẩm mứt bần (350g/hộp), bột bần
(300g/hộp) [19, 20].

Hình 1. 2. Sản phẩm mứt bần (bên trái) và bột bần (bên phải) [19, 20]

2

NẤM MEN

2.1

Hình thái và kích thước [3]

Nấm men là tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đơn bào. Nấm men với số giống hiện
biết là 39 và 349 loài (theo Lodder, 1970) hoặc 66 giống và 483 loài (theo J.A. Barnelt, R.W.

Payne & D. Yarrow, 1983).
Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất nước lên men là các chủng thuộc giống
Saccharomyces. Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm nhân thật (Eumycophyta) (theo
W.Carro Frazier):
 Lớp:

Ascomycetes.

 Bộ:

Endomycetales.

 Họ:

Endomycetaceae.

 Họ phụ:

Saccharomyceteae.

 Giống:

Saccharomyces.

 Loài:

Saccharomyces cerevisiae.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

8


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
Tế bào nấm men Saccharomyces thường hình trịn, hình trứng, hình bầu dục, hình dài hoặc
hình elip. Hình dạng, kích thước tế bào nấm men Saccharomyces tương đối ổn định với các
chủng loại trong điều kiện bình thường. Ngồi ra, chúng cịn phụ thuộc vào điều kiện ni cấy
và tuổi. Kích thước tế bào thay đổi rất nhiều tùy thuộc giống, lồi, chủng. Nói chung, kích
thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt. Các loài nấm men đơn
bào được sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3- 5) x 5 x 10 µm, nặng 10- 12pg
(1pg = 10-12g). Trong tự nhiên, chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước…

Hình 1. 3. Hình thái tế bào nấm men[16]

2.2

Sinh sản [15]

Ở nấm men có 3 hình thức sinh sản:
 Sinh sản sinh dưỡng: là hình thức sinh sản đơn giản nhất của nấm men. Có 2 hình thức
sinh sản sinh dưỡng: nảy chồi và hình thức ngang phân đơi tế bào như vi khuẩn. Ở
hình thức nảy chồi, từ một cực của tế bào mẹ nảy chồi thành một tế bào con, sau đó
hình thành vách ngăn ngang giữa hai tế bào. Tế bào con có thể tách khỏi tế bào mẹ
hoặc có thể dính với tế bào mẹ và lại tiếp tục nảy chồi làm cho nấm men giống như
hình dạng cây xương rồng tai nhỏ.
 Sinh sản đơn tính: bằng hai hình thức bào tử túi và bào tử bắn.
 Sinh sản hữu tính: do hai tế bào nấm men kết hợp với nhau hình thành hợp tử. Hợp tử
phân chia thành các bào tử nằm trong nang, nang chín bào tử được phát tán ra ngồi.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

9


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
Nếu hai tế bào nấm men có hình thái, kích thước giống nhau tiếp hợp với nhau thì
được gọi là tiếp hợp đẳng giao. Nếu hai tế bào nấm men khác nhau thì được gọi là tiếp
hợp dị giao.
Trong chu trình sống của nhiều loại nấm men, có sự kết hợp các hình thức sinh sản khác nhau.
Ở nấm men Saccharosemyces cerevisiae thì chu trình sống có 2 giai đoạn đơn bội và đa bội.
Đầu tiên, tế bào sinh dưỡng đơn bội (n) sinh sơi nảy nở theo lối nảy chồi. Sau đó, hai tế bào
đơn bội kết hợp với nhau, có sự trao đổi của tế bào chất và nhân hình thành tế bào lưỡng bội
(2n). Tế bào lưỡng bội lại nảy chồi (sinh sản sinh dưỡng) thành nhiều tế bào lưỡng bội khác,
cuối cùng hình thành hợp tử. Nhân của hợp tử phân chia giảm nhiễm thành 4 nhân đơn bội.
Mỗi nhân đơn bội được bao bọc nguyên sinh chất, hình thành màng, tạo thành 4 bào tử nằm
trong một túi và gọi là bào tử túi. Khi túi vỡ, bào tử ra ngoài phát triển thành tế bào dinh
dưỡng và lại phân chia theo lối này rồi lại tiếp tục chu trình sống.

3

ĐƯỜNG SACCHAROSE [1]

Đường saccharose là chất tạo ngọt rất phổ biến trong sản xuất bánh kẹo. Saccharose là một
carbonhydrate có cơng thức phân tử là C12H22O11, là disaccharide do 2 monosaccharide là Dglucose và D-fructose tạo thành. Đường saccharose tồn tại dưới dạng tinh thể nhưng cũng có
thể tồn tại dưới dạng vơ định hình nhưng khơng bền.
Một số tính chất của saccharose:
 Khối lượng riêng: d=1.5879g/cm3.
 Hoạt tính quang học: [α]= +66.50.
 Nhiệt độ nóng chảy: t0nc=1850C.
Trong mơi trường acid, đặc biệt ở nhiệt độ cao hoặc dưới sự có mặt của một số enzyme đặc

hiệu dễ xảy ra hiện tượng nghịch đảo đường. Dung dịch saccharose sẽ phân giải thành hợp
chất gồm một phân tử α-D-glucose và một phân tử β-D-fructose được gọi là đường nghịch
đảo. Thông thường, saccharose ít hút ẩm nhưng khi đun nóng ở nhiệt độ cao (khoảng từ
1300C) thì có khả năng hút ẩm mạnh, cịn đến 160 0C thì bắt đầu xảy ra phản ứng caramel hóa.
[4]
Bảng 1. 6: Yêu cầu kỹ thuật của đường tinh luyện và đường cát trắng theo TCVN 169587 [1]
Chỉ tiêu

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

Đường tinh
luyện
10

Đường cát trắng
Thượng hạng

Hạng I

Hạng II


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
Hàm lượng saccharose, (%)

99.80

99.75

99.62

99.48

0.05

0.05

0.07

0.08

0.03

0.05

0.10

0.18

Tro, % (khối lượng) ≤

0.03

0.05

0.07

0.10

Độ màu, (độ Stame, 0ST) ≤

1.20

1.40

2.50

5.00

≥
Độ ẩm, % (khối lượng) ≤
Đường khử, % (khối lượng)
≤

Hình dạng

Tinh thể đồng đều, tơi khơ, khơng vón cục

Mùi vị

Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị
ngọt, khơng có mùi vị lạ

Màu sắc
Ĩng ánh
Trắng sáng
Trắng
Trắng ngà
Bảng 1. 7: Chỉ tiêu vi sinh của đường tinh luyện theo TCVN 1695- 87 [1]

4

Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/10g

≤ 200

Nấm men, CFU/10g

≤ 10

Nấm mốc, CFU/10g

≤ 10

NƯỚC TRÁI CÂY LÊN MEN [2], [6]

4.1

Giới thiệu về nước trái cây lên men

Nước trái cây lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc. Dựa vào nguồn
nguyên liệu mà ta có các sản phẩm như: nước giải khát lên men từ sơ ri, dứa, cam, chanh…
Tùy theo u cầu mà có hoặc khơng bổ sung CO2 vào sản phẩm.
Đặc điểm sản phẩm:
 Nồng độ chất hòa tan trong sản phẩm: 5- 8%.
 Độ chua: 2- 40.

 Nồng độ rượu: 0.5- 1.5%
 Thời gian tàng trữ để ổn định chất lượng: 5- 6h.
Nước trái cây lên men là thức uống bổ dưỡng nhất, chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin,
khoáng chất, men vi sinh tốt cho tiêu hóa, có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi, cồn
ethylic trong nước lên men tự nhiên rất tinh khiết.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

11


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
So với các loại siro trái cây thì nước trái cây lên men ngon và sẽ có tác dụng giải nhiệt hơn
nhiều. CO2 thốt ra do phản ứng lên men sẽ hòa tan vào nước giải khát, sau đó tác dụng với
các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và
phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn. Giải nhiệt tốt hơn vì CO 2 sẽ bay hơi và thu nhiệt, do
đó tạo cho ta cảm giác mát và khoan khối.
4.2

4.2.1

Tình hình sản xuất nước trái cây lên men
Tình hình sản xuất trên thế giới

Ngành sản xuất nước trái cây lên men đã có từ lâu đời và đang phát triển với tốc độ rất nhanh.
Trong số các loại nước giải khát thì đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỷ
XXI nên các quốc gia như: Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật, Trung Quốc, Úc… đã và đang tập trung
nghiên cứu và sản xuất các loại nước lên men như xoài, dứa, nho, dâu, táo, lê, mơ, vải, khế…
có chất lượng rất cao có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người.

4.2.2

Tình hình sản xuất tại Việt Nam

Nước ta có khí hậu nóng khơ nên nhu cầu sử dụng nước giải khát rất lớn. Trái cây ở Việt Nam
vô cùng phong phú, đa dạng hồn tồn có thể đáp ứng được nhu cầu về nguyên liệu.
Đã có những nghiên cứu sản xuất nước ép và rượu vang từ trái cây như: dứa, nho, dâu tây…
Việc nghiên cứu nước lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung
của thế giới và khu vực.

4.3

Quá trình lên men

Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác
sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau q trình lên men mà người ta chia thành nhiều kiểu
lên men khác nhau. Tuy nhiên, có 2 hình thức lên men là lên men hiếu khí và lên men kỵ khí
với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường thành ethanol và CO2.
4.3.1

Phương pháp lên men

Lên men tự nhiên: sử dụng nấm men có sẵn trên vỏ hoặc bổ sung từ dịch lên men trước. Chất
lượng lên men thấp và dễ bị tạp nhiễm.
Lên men từ chuẩn nấm men thuần chuẩn: nhân giống trong phịng thí nghiệm hoặc nhà xưởng
trong điều kiện vơ trùng, khơng có tạp khuẩn. Thời gian lên men nhanh, lượng đường trong

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

12

Chương 1 : Tổng quan tài liệu
dịch quả được lên men triệt để, nồng độ cồn thu được cao hơn trong lên men tự nhiên 0.1- 1 0,
màu sáng hơn, hương vị thanh khiết hơn.
4.3.2
Cơ chế lên men
Đây là quá trình lên men từ đường của trái cây do S.cerevisiae, phương trình tổng quát như
sau:
C6H1206



2C2H5OH +

2CO2

+

27Kcal

Nấm men phát triển tốt trong mơi trường hiếu khí nhưng gặp điều kiện khơng khí sẽ bắt đầu
lên men. Đường và chất dinh dưỡng được nấm men hấp thụ sau đó đường được chuyển hóa
thành acid pyruvic, là cơ chất đầu tiên để tạo rượu ethylic. Ethylic và CO 2 khi được hình
thành sẽ thốt ra ngồi khuếch tán nhanh vào mơi trường xung quanh. Nhiệt độ tối ưu cho lên
men là 20- 300C.
Đường

4.3.3



acid pyruvic 

acetylaldehyde



rượu ethylic

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Trong sản xuất, ngoài việc lựa chọn chủng nấm men người ta còn phải nghiên cứu các điều
kiện phù hợp nhất để đạt hiệu quả cao như:
a. Ảnh hưởng của nồng độ đường
Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là maltose và saccharose.
Trong dịch lên men, ngoài đường ra, phải bổ sung thêm một số nấm men cần thiết cho nấm
men như các muối amon, các muối phosphate và đạm như ure. Nồng độ đường thích hợp từ
18- 22%, nếu cao hơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ
không tạo điều kiện cho quá trình lên men. Thường thì nồng độ đường từ 30- 35% thì quá
trình lên men bị đình chỉ.
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men, cụ thể là nấm men S.
cerevisiae trong quá trình lên men nước trái cây. Qúa trình lên men thích ứng ở nhiệt độ 28300C, ở nhiệt độ 500C trở đi và dưới 00C thì nấm men khơng hoạt động. Trong thực tế, người
ta có thể lên men ở nhiệt độ trong khoảng 4- 280C tùy theo yêu cầu.
c. Ảnh hưởng của pH môi trường
pH có ý nghĩa quan trọng trong q trình lên men. Nấm men có thể phát triển trong mơi
trường pH từ 2- 8, nhưng thích hợp nhất từ 4- 4.5. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4.2 và
cao hơn, khi thấp hơn mức này chỉ có nấm men có thể phát triển được. Vì thế, trong q trình
lên men nên điều chỉnh pH < 4. Khi pH = 8 nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

13


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
phát triển rất mạnh. Ở pH = 3.8 nấm men phát triển rất mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát
triển.
Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men người ta thường bổ sung vào môi
trường lên men một loại acid không gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men.
d. Ảnh hưởng của oxy
Oxy là thành phần quan trọng trong phát triển sinh khối của tế bào nấm men. Tuy nhiên, nó là
nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm trong các công đoạn kế tiếp.
Lên men nước trái cây là một loại lên men kỵ khí nhưng lên men trong giai đoạn đầu tiên nhất
thiết phải cho dịch lên men tiếp xúc với oxy để cho nấm men sinh trưởng và phát triển.
Nhưng oxy chỉ cần có ít trong giai đoạn đầu, khi dịch lên men đã đạt số lượng tế bào nấm
men thì ngăn chặn dịch lên men tiếp xúc với oxy để nấm men tiến hành quá trình lên men
chuyển hóa đường thành rượu và CO2.
e. Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO2
Rượu và CO2 có tác dụng kìm hãm sự sinh trưởng và khả năng lên men của nấm men. Sự sinh
trưởng của nấm men bị chậm lại khi nồng độ rượu có trong mơi trường lên men là 1%. Đa số
nấm men lên men được ở nồng độ rượu từ 12- 14%, chỉ có một số ít lên men từ 17- 20%. Khí
CO2 ức chế sự lên men nhưng việc thốt khí CO2 lại có tác dụng tốt cho quá trình lên men.
f. Ảnh hưởng của số lượng tế bào nấm men
Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men. Nếu
số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì q trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu
hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt hơn. Nếu số lượng nấm men cho vào q ít thì tốc độ lên
men chậm. Sinh khối tế bào nấm men q nhiều thì mơi trường dịch lên men không đủ cho
nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần, sản phẩm sinh ra mùi vị lạ, phí một lượng
nấm men đáng kể.

4.3.4
Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men
Khi lên men bên cạnh các sản phẩm chính là rượu ethylic và khí CO 2 cịn có nhiều sản phẩm
phụ khác như acid acetic, glycerin, acetaldedyde. Ngoài ra, các vi khuẩn lactic cịn tạo ra một
số sản phẩm khác có vai trò quan trọng trong tạo hương vị riêng.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

14


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
4.3.5
Quy trình sản xuất nước trái cây lên men
a. Quy trình cơng nghệ
Ngun
liệu
Lựa chọn- Phân loại
Rửa
Xử lý sơ bộ
Đường, nước,
acid citric, natri
bicacbonat

B
ã

Thu dịch quả
Phối chế dịch lên men

NaHSO3,
SO2

Bã

Diệt khuẩn
Lên men chính
Lắng cặn- Tách men, làm lạnh

Trợ lọc

Bã

Lọc trong
Bã

Men giống

Lên men phụ

CO2

Bão hịa CO2

Bao bì

Rót
Thanh trùng

Sản phẩm

Sơ đồ 1. 1. Quy trình cơng nghệ nước quả lên men

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

15


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
b. Thuyết minh quy trình
 Lựa chọn và phân loại ngun liệu
 Mục đích:
Nhằm loại trừ những quả không đủ qui cách như sâu bệnh, men mốc, thối hỏng hay không đạt
yêu cầu về độ chín… đồng thời phân loại nguyên liệu đồng đều về kích thước, trọng lượng,
màu sắc và độ chín để dễ dàng cho việc cơ giới hóa trong các bước xử lý tiếp theo. Vì là nước
quả lên men, nên nếu có những quả bị dập chút ít thì vẫn có thể tận dụng khi loại bỏ phần đã
bị dập đi, thực hiện trong quá trình xử lý sơ bộ (cắt, gọt) sau này. Quan trọng nhất là yêu cầu
về độ chín, quả chín đồng đều thì đồng đều về thành phần hóa học sẽ dễ kiểm sốt về chất
lượng hơn.
 Phương pháp thực hiện:
Có 2 phương pháp:
Phương pháp thủ công: làm bằng tay trên băng chuyền.
Phương pháp cơ giới hóa: sử dụng máy phân loại theo dấu hiệu phân chia kích thước, trọng
lượng, màu sắc, độ nhẵn, độ chín và lựa chọn thơng số phân chia thích hợp.
Phân loại theo kích thước: dùng máy phân cỡ kiểu trục trịn, bộ phận phân loại là những cặp
trục hình cơn hoặc hình trụ, đối với hình cơn thì các quả được phân loại dọc theo chiều dài
thân cơn, đối với hình trụ thì các quả được phân loại dựa vào khoảng cách khác nhau giữa các
trụ, thường dùng cho các quả tương đối cứng, dạng hình trịn (lê, táo, cam, bưởi…).
Dùng máy phân loại theo kiểu rây lắc nhiều tầng, tầng trên cùng mắt rộng nhất, tầng cuối
cùng mắt nhỏ nhất, hệ thống rây chuyển động lắc nhờ bộ phận chấn động. Dùng để phân loại
những ngun liệu có kích thước nhỏ như lê, mận.

Dùng tế bào quang điện phân loại theo màu sắc: sử dụng với các loại quả yêu cầu độ chín
đồng đều trên tịan quả; khơng dùng với các loại quả có vỏ sần sùi như khóm.
 Rửa
 Mục đích:
Nhằm loại trừ các tạp chất như đất, cát, bụi, dư lượng thuốc trừ sâu và đáng quan tâm nhất là
các vi sinh vật theo bùn đất bám vào quả. Nếu khơng có q trình rửa, vi sinh vật sẽ còn lại

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

16


Chương 1 : Tổng quan tài liệu
trên sản phẩm, xâm nhập vào thịt quả trong quá trình cắt gọt do đó có thể ảnh hưởng khơng
tốt đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
 Phương pháp thực hiện:
Tùy thuộc vào loại quả và mức độ bẩn, trước khi rửa, nguyên liệu có thể được ngâm trong
một thời gian nhất định để chất bẩn dễ dàng tách ra trong quá trình rửa tiếp theo, có thể kết
hợp với thổi khí hoặc dùng dịng nước cuốn đi các chất bẩn cịn bám dính.
Trong q trình ngâm rửa, rau quả có thể bị tổn thất chất dinh dưỡng (vitamin, khống…) nên
q trình rửa cần phải tiến hành càng nhanh càng tốt; trong khi đó, nguyên liệu vẫn đảm bảo
sạch và không bị dập nát.
Nước dùng để rửa quả phải đạt chỉ tiêu về độ cứng, hàm lượng các ion kim loại, các chỉ tiêu
trên do Bộ y tế quy định. Có thể dùng thêm Cl - (< 5mg/l) để tăng hiệu suất quá trình rửa, sau
đó nên rửa lại bằng nước sạch.
 Xử lý sơ bộ
 Mục đích:
Loại bỏ phần hư, dập, bỏ vỏ, hạt, cuống… để chuẩn bị cho quá trình thu hồi dịch quả/ thịt
quả.
 Phương pháp thực hiện:

Tùy vào từng loại quả mà phương pháp xử lý thu hồi khác nhau, có thể kết hợp với q trình
nhiệt, dùng hóa chất để giúp q trình bóc vỏ dễ dàng hơn hay bóc vỏ trực tiếp. Thực hiện chủ
yếu bằng phương pháp thủ cơng.
 Thu hồi dịch quả
 Mục đích:
Khai thác ngun liệu để chuẩn bị cho quá trình lên men.
 Phương pháp thực hiện:
Cách 1: dùng máy ép, ép trái cây, thu lấy dịch. Cách làm này thường không triệt để vì hiệu
suất thu hồi dịch quả phụ thuộc rất nhiều vào máy ép và tính chất hóa học, vật lý của loại quả
(thường dùng cho các loại quả có nhiều nước). Có thể xay hoặc làm dập, dùng enzyme để hỗ
trợ cho quá trình ép.

SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng

17