Nghiên cứu chế độ làm trong và bảo quản rượu xoài lên men đóng chai

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm nước trái cây lên men trong quá trình sản xuất và bảo quản.. Tuy nhiên, sản phẩm rượu xoài rất khó xử lý trong do hàm lượng pectin trong

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

  

NGUYỄN THẾ SƠN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ LÀM TRONG VÀ BẢO QUẢN

RƯỢU XOÀI LÊN MEN ĐÓNG CHAI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

(Ngành công nghệ thực phẩm)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS NGÔ THỊ HOÀI DƯƠNG

Nha Trang, năm 2016

LỜI CẢM ƠN

Qua hơn 3 tháng nghiên cứu, đề tài “Nghiên cứu chế độ làm trong và bảo

quản sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai.” đến nay đã được hoàn

Em chân thành biết ơn các thầy, cô giáo trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm

đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong thời gian qua Xin cảm

ơn các cán bộ các Phòng, Bộ môn: Công Nghệ Thực Phẩm, Công Nghệ Chế Biến, Hóa Sinh - Vi Sinh, khoa Chế Biến, trường Đại Học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài

Em cũng xin cám ơn các anh chị khóa trước, bạn bè đã động viên, đóng góp

ý kiến giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, ngày 26 tháng 6 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thế Sơn

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VIII DANH MỤC BẢNG IX DANH MỤC HÌNH XI LỜI MỞ ĐẦU 1

1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Khái quát về đồ uống lên men từ trái cây 4

1.1.1 Các dạng đồ uống lên men từ trái cây 4

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây ở Việt Nam và thế giới 5

1.1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây trên thế giới 5

1.1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây tại Việt Nam 5

1.2 Công nghệ sản xuất đồ uống lên men từ trái cây 6

1.2.1 Cơ sở khoa học sản xuất đồ uống lên men từ trái cây 6

1.2.2 Qui trình sản xuất rượu táo lên men 7

1.2.2.1 Qui trình sản xuất rượu táo 7

1.2.2.2 Thuyết minh các công đoạn chính trong sản xuất rượu táo 8

1.3 Cơ sở khoa học của phương pháp làm trong dịch quả lên men bằng Pectinase 10

1.3.1 Tầm quan trọng của quá trình làm trong 10

1.3.2 Các phương pháp làm trong 10

1.3.3 Phương pháp làm trong với pectinase 11

1.3.3.1 Giới thiệu về Enzyme pectinase 11

1.3.3.2 Sử dụng chế phẩm enzyme pectinase làm trong sản phẩm rượu quả lên men 12

1.4 Kĩ thuật bảo quản sản phẩm nước trái cây lên men 13

1.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm nước trái cây lên men trong quá trình sản xuất và bảo quản 13

1.4.1.1 Biến đổi do tác động vật lý 13

1.4.1.2 Biến đổi do tác động hóa học 14

1.4.1.3 Biến đổi do tác động sinh học 15

1.4.2 Phương pháp thanh trùng sản phẩm nước trái cây lên men 15

1.4.2.1 Đối tượng thanh trùng cần kiểm soát đối với dòng sản phẩm rượu trái cây lên men đóng chai 15

1.4.2.2 Phương pháp thanh trùng sử dụng nhiệt độ thấp 16

1.4.2.3 Phương pháp sử dụng phụ gia bảo quản thực phẩm 17

1.4.2.4 Phương pháp kết hợp 20

1.5 Tổng quan về nguyên liệu xoài 22

1.5.1 Nguồn gốc 22

1.5.2 Thành phần hóa học của quả xoài 22

1.5.3 Sản lượng xoài tại Khánh Hòa 23

2 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.1.1 Nguyên liệu chính 25

2.1.1.1 Thuyết minh các công đoạn xử lý chính của qui trình 26

2.1.2 Nguyên liệu phụ 28

2.1.2.1 Enzyme pectinase 28

2.1.2.2 Phụ gia bảo quản thực phẩm 29

2.1.2.3 Bao bì thủy tinh 29

2.2 Nội dung nghiên cứu 29

2.2.1 Qui trình làm trong và bảo quản sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai dự kiến 29

2.2.1.1 Sơ đồ qui trình dự kiến 29

2.2.1.2 Thuyết minh qui trình dự kiến 30

2.2.2 Bố trí thí nghiệm tổng quát 32

2.2.3 Bố trí thí nghiệm chi tiết 34

2.2.3.1 Nghiên cứu chế độ làm trong sản phẩm dịch xoài lên men bằng enzyme pectinase 34

2.2.3.2 Thí nghiệm xác định chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 35

2.2.3.3 Thí nghiệm theo dõi sự thay đổi các tính chất của sản phẩm trong quá trình bảo quản 45

2.2.3.4 Thí nghiệm đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm rượu xoài lên men đóng sản xuất theo qui trình đề xuất 46

2.2.3.5 Thí nghiệm đánh giá chất lượng rượu xoài sản xuất theo qui trình đề xuất 47

2.3 Phương pháp nghiên cứu 48

2.3.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ để nghiên cứu 48

2.3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 48

2.3.1.2 Các thiết bị được sử dụng làm đề tài 48

2.3.1.3 Hóa chất sử dụng 48

2.3.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu 49

2.3.2.1 Phương pháp phân tích hóa-lý 49

2.3.2.2 Phương pháp cảm quan 49

2.3.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh vật 52

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 52

3 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Kết quả xác định chế độ làm trong rượu xoài bằng enzyme pectinase 53

3.2 Kết quả xác định chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 55

3.2.1 Kết quả nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng nhiệt thích hợp cho sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 55

3.2.1.1 Kết quả xác định ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến giá trị cảm quan sản phẩm rượu xoài lên men 55

3.2.1.2 Kết quả xác định chế độ thanh trùng nhiệt thích hợp cho sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 57

3.2.2 Kết quả xác định hàm lượng sulfite thích hợp để thanh trùng sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai: 62

3.2.3 Kết quả xác định khả năng thanh trùng của phương pháp kết hợp giữa nhiệt và Kali sorbat 64

3.2.3.1 Kết quả xác định thời gian truyền nhiệt cần thiết vào tâm sản phẩm để đạt nhiệt độ mong muốn 64

3.2.3.2 Kết quả xác định các chỉ tiêu vi sinh vật sau khi thanh trùng sản phẩm rượu xoài đóng chai theo phương pháp kết hợp 65

3.3 Kết quả theo dõi sự thay đổi chỉ tiêu lý, hóa của sản phẩm theo

thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường 67

3.4 Đề xuất qui trình làm trong và bảo quản sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 70

3.4.1 Qui trình đề xuất 70

3.4.2 Thuyết minh qui trình 70

3.4.3 Kết quả đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai sản xuất theo qui trình đề xuất 73

3.4.4 Kết quả đánh giá vi sinh sản phẩm sản xuất theo qui trình đề xuất 74

4 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

6 PHỤ LỤC 81

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

1 TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

2 BYT: Bộ Y tế

3 TPC: Total Plate Count (Tổng số vi khuẩn hiếu khí)

4 E.coli: Escherichia coli

5 L.monocytogenes: Listeria monocytogenes

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 Chỉ tiêu vi sinh vật trong rượu vang theo TCVN 7045:2002 17

Bảng 1.2 Thành phần hóa học phần thịt quả của xoài trong 100g 23

Bảng 1.3 Hiện trạng diện tích xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 23

Bảng 1.4 Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 24

Bảng 2.1 Hệ số quan trọng của các chỉ tiêu 49

Bảng 2.2 Bảng điểm cảm quan các chỉ tiêu sản phẩm rượu xoài 50

Bảng 2.3 Qui định đánh giá mức chất lượng rượu 51

Bảng 3.1 Kết quả đo độ đục theo thời gian và nồng độ xử lý enzyme pectinase 53

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá cảm quan về độ trong và màu của rượu xoài lên men sau khi xử lý với pectinase sau 5 ngày 54

Bảng 3.3 Sự thay đổi đặc tính cảm quan rượu xoài lên men theo nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt 55

Bảng 3.4 Kết quả xác định thời gian thanh trùng hiệu quả qui đổi (F) theo E.coli O157:H7 khi thanh trùng ở các nhiệt độ 59

Bảng 3.5 Kết quả phân tích vi sinh đối với các sản phẩm thanh trùng nhiệt có giá trị F ≥ Fo 60

Bảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm thanh trùng 70oC/5 phút 62

Bảng 3.7 Kết quả phân tích vi sinh của các mẫu thử có hàm lượng sulfite khác nhau 63

Bảng 3.8 Thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm 64

Bảng 3.9 Kết quả kiểm tra vi sinh các sản phẩm bảo quản bằng kali sorbate 0,05% với xử lý nhiệt độ thấp 65

Bảng 3.10 Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm 74

Bảng 6.1 Kết quả đo độ đục theo thời gian và nồng độ 84

Bảng 6.2 Diễn tiến nhiệt độ khi thực hiện chế độ thanh trùng ở 60oC 85Bảng 6.3 Diễn tiến nhiệt độ khi thực hiện chế độ thanh trùng ở 65oC 87Bảng 6.4 Diễn tiến nhiệt độ khi thực hiện chế độ thanh trùng ở 70oC 88Bảng 6.5 Kết quả phân tích vi sinh đối với các sản phẩm thanh trùng nhiệt 89Bảng 6.6 Kết quả phân tích vi sinh của các mẫu thử có hàm lượng sulfite khác nhau dùng để thanh trùng sản phẩm 90Bảng 6.7 Kết quả kiểm tra vi sinh các sản phẩm bảo quản bằng phương pháp kết hợp 91Bảng 6.8 Thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm trong phương pháp kết hợp 91Bảng 6.9 Điểm cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai 92Bảng 6.10 Kết quả đo sự thay đổi các chỉ tiêu lý hóa của sản phẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ thường 93

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Qui trình sản xuất rượu táo 7

Hình 2.1 Qui trình sản xuất dịch xoài lên men dùng trong nghiên cứu 25

Hình 2.2 Ảnh chụp dịch xoài lên men được sản xuất theo quy trình ở Hình 2.1 28

Hình 2.3 Qui trình làm trong và bảo quản rượu xoài đóng chai dự kiến 30

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 33

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ làm trong thích hợp 35

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt đến chất lượng cảm quan sản phẩm 37

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ thanh trùng nhiệt cho sản phẩm rượu xoài 39

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng sulfite thích hợp nhất để bảo quản sản phẩm rượu xoài 41

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí xác định thời gian truyền nhiệt vào tâm sản phẩm ở các chế độ xử lý nhiệt 43

Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xử lý nhiệt thích hợp khi thanh trùng kết hợp giữa xử lý nhiệt thích với Kali sorbat 44

Hình 2.11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm theo dõi sự thay đổi các tính chất của sản phẩm trong quá trình bảo quản 45

Hình 2.12 Sơ đồ thí nghiệm đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai theo qui trình đề xuất 46

Hình 2.13 Thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu vi sinh rượu xoài lên men sản xuất theo qui trình đề xuất 47

Hình 3.1 Đồ thị truyền nhiệt ở 60oC 58

Hình 3.2 Đồ thị truyền nhiệt ở 65oC 58

Hình 3.3 Đồ thị truyền nhiệt ở 70oC 59Hình 3.4 Đồ thị sự thay đổi của Hàm lượng chất hòa tan trung bình qua các tuần bảo quản sản phẩm 67Hình 3.5 Đồ thị sự thay đổi của Acid tổng số trung bình qua các tuần bảo quản sản phẩm 68Hình 3.6 Đồ thị sự thay đổi của Độ cồn trung bình qua các tuần bảo quản sản phẩm 68Hình 3.7 Qui trình làm trong và bảo quản rượu xoài lên men đóng chai hoàn thiện 70Hình 3.8 Sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai sản xuất theo qui trình đề xuất 72Hình 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan thị hiếu sản phẩm rượu xoài sản xuất theo qui trình đề xuất 73

LỜI MỞ ĐẦU

Trái cây là một loại thực phẩm rất tốt cho sức khỏe con người Nó cung cấp nhiều dinh dưỡng cho cơ thể, đặc biệt là các loại vitamin Nước ta là một nước nhiệt đới gió mùa nên thích hợp cho việc trồng cây ăn trái, đa dạng và phong phú về chủng loại Xoài là một loại trái cây đã được trồng ở nước ta

từ lâu, trong đó giống xoài Tây (hay xoài Thủy Triều) được trồng rất nhiều ở Cam Lâm và Cam Ranh tỉnh Khánh Hòa Tuy nhiên, xoài lại có tính mùa vụ, khó bảo quản lâu dài, dễ bị dập nát, khó vận chuyển đồng thời số lượng lớn khi thu hoạch làm cho giá cả bán xoài tươi thấp và thường để xoài hư hỏng

do không có nơi tiêu thụ Vì thế, việc tìm ra các phương pháp chế biến khác nhau để tạo ra sản phẩm mới nhằm tăng thời gian bảo quản, tăng giá trị cho sản phẩm đồng thời đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của con người là rất cần thiết

Hiện nay trên thị trường các loại trái cây được chế biến ở các dạng như: phơi khô, sấy, ngâm nước đường, làm kẹo, bánh, mứt, nước giải khát, sản xuất rượu… Trong đó, sản phẩm nước giải khát lên men từ trái cây được đánh giá là một sản phẩm mang lại giá trị kinh tế cao bởi sự ưa chuộng của người tiêu dùng trên thế giới và độ đa dạng của các dòng sản phẩm Nhưng việc chế biến trái cây để tạo ra sản phẩm nước giải khát lên men có độ cồn thấp ở nước ta chưa được quan tâm đúng mức

Từ nguồn nguyên liệu xoài dồi dào, rẻ và sẵn có ở địa phương, việc nghiên cứu sản xuất rượu xoài lên men là một hướng đi mới cho phép khai thác và nâng cao hiệu quả sử dụng đối với giống xoài Tây nói riêng và các giống xoài ít được dùng để ăn tươi nói chung

Rượu lên men từ xoài là một sản phẩm hoàn toàn mang tính tự nhiên, không màu thực phẩm, độ cồn không cao, phù hợp với xu hướng tiêu dùng

hiện đại Đây là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng, rất tốt cho sức khỏe nếu uống điều độ, rất thích hợp cho người tiêu dùng đặc biệt là giới trẻ, phù hợp cho cả người già và phụ nữ Tuy nhiên, sản phẩm rượu xoài rất khó xử lý trong do hàm lượng pectin trong nước quả lên men ban đầu cao đồng thời sản phẩm cũng khó giữ được lâu để sử dụng nếu không thực hiện các quá trình bảo quản thích hợp Công đoạn làm trong và bảo quản sản phẩm sau lên men có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo các yêu cầu về chất lượng cảm quan, an toàn thực phẩm và đảm bảo kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm theo quy định hiện hành đối với sản phẩm rượu

Từ những ý tưởng trên, được sự đồng ý của khoa Công Nghệ Thực Phẩm,

TS Ngô Thị Hoài Dương em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu

chế độ làm trong và bảo quản sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai.”

Mục tiêu của đề tài

Hoàn thiện qui trình sản xuất rượu xoài lên men đóng chai, góp phần tạo ra một dòng sản phẩm mới từ nguồn nguyên liệu xoài Sản phẩm rượu xoài ở đây mà đề tài muốn nhắm tới là dòng rượu xoài ngọt, không có gas, có hàm lượng các chất hòa tan sau khi hoàn thiện từ 10 ÷

12oBx, nồng độ cồn từ 4,5 ÷ 5%

Nội dung nghiên cứu

Đề tài sẽ thực hiện nghiên cứu ở 4 nội dung chính sau:

1 Nghiên cứu chế độ làm trong dịch xoài lên men phù hợp

2 Nghiên cứu chế độ thanh trùng sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai thích hợp

3 Theo dõi sự biến đổi chất lượng của sản phẩm rượu xoài lên men đóng chai theo thời gian bảo quản

4 Đề xuất qui trình sản xuất và bảo quản sản phẩm rượu xoài lên men đóng

chai

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả của đề tài là cơ sở cho việc áp dụng các thông số kỹ thuật đã nghiên cứu vào việc nghiên cứu sản xuất các sản phẩm nước giải khát lên men từ xoài và nhiều loại trái cây khác ở quy mô công nghiệp, tạo ra sản phẩm mới, làm đa dạng hóa sản phẩm đồ uống đồng thời giúp tận dụng nguồn nguyên liệu trái cây dồi dào hiện có ở Việt Nam, tạo nguồn thu nhập

ổn định cho người dân và đặc biệt nâng cao giá trị quả xoài

Trong quá trình học tập, tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đề tài này em

đã cố gắng nhiều Song, do trình độ hiểu biết còn hạn chế, một số điều kiện không cho phép và trong quá trình làm thí nghiệm không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em rất mong được sự xem xét, góp ý của thầy cô và bạn bè

1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về đồ uống lên men từ trái cây

1.1.1 Các dạng đồ uống lên men từ trái cây

Nước trái cây lên men là sản phẩm nước uống có cồn thu được không qua chưng cất bằng con đường lên men rượu etylic từ dịch nước ép trái cây hoặc hỗn hợp dịch của trái cây sau khi được nghiền xé kĩ [21]

Dòng sản phẩm này ngày càng đa dạng do có nhiều nguồn nguyên liệu đã được khai thác trong lĩnh vực này như táo, lê, dứa,… hay hỗn hợp nước trái cây lên men

Hiện nay các dạng đồ uống lên men từ trái cây được phân loại theo nồng độ rượu, theo loại nguyên liệu và theo CO2 Theo nồng độ rượu, nước trái cây lên men chia làm 2 loại gồm nước trái cây lên men có nồng độ rượu cao: nồng độ rượu khoảng từ 9 ÷ 20%ABV, có thể bổ sung cồn hoặc không, sản phẩm này

đã có từ rất lâu đời trong đó nổi bật là rượu vang nho như champagne, ngoài

ra còn có rượu dứa, dâu… và nước trái cây lên men nồng độ rượu thấp: thường dưới 5%V, chủ yếu là do lên men tự nhiên và không bổ sung cồn Theo loại nguyên liệu: nho, táo, dâu, xoài… Theo CO2 có nước trái cây lên men có gas gồm nước có gas tự nhiên như nước nho, táo lên men hoặc bổ sung thêm CO2 như rượu táo… và nước trái cây không có gas CO2 như vang nho

Đồ uống lên men từ trái cây cũng có thể chia làm ba loại chính như bia trái cây, vang và cider [21] Cider là một loại đồ uống lên men từ táo có độ cồn từ 1,2 ÷ 8,5%ABV Cider được phân loại theo CO2,độ ngọt và dạng hỗn hợp Cider phân loại theo CO2 bao gồm 2 loại: có CO2 là cider đã thực hiện bài khí

ở nhiệt độ và áp suất thấp để loại bọt khí, CO2 và loại không có CO2 là cider

có bổ sung hoặc không bổ sung CO2 Theo độ ngọt cider phân ra cider ngọt là

loại vẫn còn một hàm lượng đường sót sau lên men, không có CO2 và cider khô thường không ngọt, có độ cồn cao từ 8 ÷ 12%ABV Loại hỗn hợp là dạng cider trộn nhiều loại cider với nhau [25]

1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây ở Việt Nam và thế giới

1.1.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây trên thế giới

Nhu cầu sử dụng sản phẩm đồ uống lên men đang gia tăng ở nhiều quốc gia như Mỹ, Nhật, Thái Lan … và họ đã coi đây là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỉ 20 và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại nước giải khát từ trái cây, trong đó có sản phẩm nước trái cây lên men từ các loại quả như cam, dứa, xoài, táo, lê,… có chất lượng cao và phù hợp với nhu cầu của khách hàng [5]

Bên cạnh việc phát triển các sản phẩm mới, các quốc gia cũng không quên sản xuất các sản phẩm cũ nhưng có chất lượng cao và được nhiều người yêu mến từ lâu đời, đó là các sản phẩm rượu vang lên men từ nho nổi tiếng với các dòng vang của Pháp, Đức, Mỹ,… hoặc các dòng Cider sản xuất từ táo… Trên thế giới, nước uống lên men từ trái cây được đánh giá là một mặt hàng mạnh và đang có sức tiêu thụ tương đối lớn, tại Hoa Kì mỗi năm sản xuất rượu táo tăng 73% từ năm 2008 - 2012 [25]

1.1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đồ uống lên men từ trái cây tại Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới, có nguồn nguyên liệu dồi dào và vô cùng phong phú hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất nước uống lên men từ trái cây ổn định lâu dài, tuy nhiên sản phẩm nước uống

lên men từ trái cây ở Việt Nam chưa thực sự phát triển, các sản phẩm dòng rượu vang lên men từ nho, dâu… và nước trái cây lên men như nho, dâu… đã được bày bán ở một số siêu thị, tuy nhiên số lượng còn hạn chế Đồng thời, người dân Việt Nam không có thói quen sử dụng nước uống lên men từ trái cây, nên lượng tiêu thụ sản phẩm này ở Việt Nam là khá thấp khoảng 1,6 l/người.năm [5] Nước uống lên men từ trái cây có độ cồn thấp, không qua chưng cất được xem là thức uống có lợi cho sức khỏe và phù hợp với mọi lứa tuổi sử dụng, tuy nhiên trên thực tế hiện nay có rất ít sản phẩm như vậy tại Việt Nam, nước uống lên men chỉ được bày bán tại các siêu thị lớn như

Metro, Big C…

1.2 Công nghệ sản xuất đồ uống lên men từ trái cây

1.2.1 Cơ sở khoa học sản xuất đồ uống lên men từ trái cây

Sản xuất đồ uống lên men từ trái cây có bản chất là quá trình lên men rượuvới tác nhân lên men là nấm men Lên men rượu là một quá trình sinh hóa

phức tạp với sự tham gia của chủng nấm men Saccharomyces và sự xúc tác

của nhiều enzyme với hàng loạt các phản ứng phức tạp đã xảy ra Bản chất của quá trình lên men rượu là sự chuyển hóa đường trong điều kiện yếm khí

có sự tham gia của nhiều hệ enzyme oxy hóa khử, enzyme thủy phân, như decacboxylaza, alcohol dehydrozenaza…

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Sau khi lên men và thực hiện quá trình lọc sẽ tạo được sản phẩm nước quả lên men dạng đục, nếu đem làm trong nước quả lên men đục này sẽ thu được dòng rượu trong

1.2.2 Qui trình sản xuất rượu táo lên men

Qui trình sản xuất rượu táo lên men (apple cider) (Hình 1.1) là qui trình được lựa chọn làm qui trình tham khảo để nghiên cứu sản xuất rượu xoài lên men

1.2.2.1 Qui trình sản xuất rượu táo [26]

Lọc, làm trong

Lên men malolactic

Rượu chín

Thanh trùng, sulfite

Rót chai Cider

Hình 1.1 Qui trình sản xuất rượu táo

1.2.2.2 Thuyết minh các công đoạn chính trong sản xuất rượu táo [26], [27], [28]

- Táo : Yêu cầu cầu nguyên liệu phải đạt: Có độ đường cao (≥115g/l nước ép),

có nhiều mô sợi để thuận lợi cho quá trình nghiền ép, nhiều tanin để tạo hương vi đặc trưng cho sản phẩm

- Nghiền: Mục đích hỗ trợ cho quá trình ép, tăng quá trình thu hồi dịch quả Nghiền được thực hiện bằng cách dùng lực cơ học để cắt nhỏ nguyên liệu, phá vỡ cấu trúc tế bào, trong công nghiệp người ta thường dùng máy nghiền

để thu được bột nghiền táo

- Ép: Mục đích là để thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu Bản chất của quá trình này là tác động một áp lực lên khối nguyên liệu đã qua nghiền, nhờ đó dịch bào với các chất chiết hòa tan sẽ được thoát ra bên ngoài tạo thành dịch quả Theo truyền thống thì thường ép bằng giỏ dưới tác dụng của lực theo phương thẳng đứng, bột táo được chứa trong những miếng vải bạt hoặc rơm sau đó mới bỏ vào máy ép, nhưng ngày nay phổ biến dùng máy ép pitton theo phương ngang hay thẳng đứng, bột táo được đặt trong thiết bị không gỉ để ép Để ép kiệt dịch quả, trong quá trình ép người ta thường bổ sung enzyme để thủy phân cơ chất trong dịch quả đồng thời kết hợp với động tác đánh tơi bã từ 30 phút tới 1 giờ sau đó đem đi ép

- Lọc: Dùng để tách cặn bã và các phân tử có các kích thước tương đối lớn Chỉ sau quá trình xử lý enzyme và lắng quá trình lọc mới bắt đầu Tác nhân làm trong như bentonit, gelatin… có thể được bổ sung vào để tăng tốc độ kết tủa của vật liệu đục sau đó đem lọc qua thiết bị lọc được dịch trong

- Chuẩn bị dịch lên men: Trước khi tiến hành lên men, dịch trái cây phải được chuẩn bị phù hợp để có được môi trường giúp cho nấm men phát triển tốt bằng việc bổ sung đường, thiamin, amoni sulphate hay phophate… sao cho

pH dịch táo phải đạt từ 3 ÷ 3,5; nồng độ đường từ 12 ÷ 18%

- Sulfite hóa: SO2 được thêm vào để ức chế vi khuẩn và chủng nấm men không mong muốn Hàm lượng SO2 được thêm vào phụ thuộc vào pH dịch táo như pH = 3 ÷ 3,3 thì hàm lượng SO2 là 50ppm, pH = 3,3 ÷ 3,5 là 100ppm

Có thể tiến hành sulfite hóa bằng cách sử dụng hóa chất ở dạng rắn, lỏng hoặc khí

- Lên men: Là quá trình chế biến trong sản xuất rượu táo giúp tạo rượu cho cider Theo truyền thống, việc lên men sẽ nhờ các giống nấm men có sẵn trong táo và không sử dụng sulfite hóa dịch táo, tuy nhiên không chuẩn hóa được quá trình sản xuất, ngày nay trong công nghiệp nấm men

Saccharomyces spp được bổ sung vào dịch táo lên men với lượng nấm men

5*104 tế bào/ml và có sử dụng phương pháp sulfite trước khi bổ sung nấm men vào dịch quả Nhiệt độ lên men tốt nhất từ 4 ÷ 16oC, thời gian lên men tùy thuộc vào sản phẩm, phương pháp lên men và lượng giống cấy

- Lọc, làm trong: Mục đích của công đoạn là tách những cặn còn lơ lửng sau quá trình lên men, tách bỏ cặn bông lơ lửng kết chùm của nấm men Tiến hành lọc phải nhanh chóng trong điều kiện hạn chế bụi, vi sinh vật và không khí vào sản phẩm, từ đó hạn chế được hư hỏng sản phẩm Trong quá trình lọc

có thể sử dụng chất trợ lọc để tăng nhanh quá trình lọc, thiết bị lọc sử dụng phổ biến là thiết bị lọc khung bản

- Lên men malolactic: Nhằm hoàn thiện một số chỉ tiêu của rượu như độ trong, màu sắc, mùi, vị Rượu được giữ trong các thùng gỗ sồi hay tank inox lớn trong thời gian từ 1 ÷ 2 năm

- Thanh trùng: Tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật từ đó kéo dài thời gian bảo quản Sản phẩm được thanh trùng trong bao bì thủy tinh ở nhiệt độ thấp nhất

là 70oC

1.3 Cơ sở khoa học của phương pháp làm trong dịch quả lên men bằng Pectinase

1.3.1 Tầm quan trọng của quá trình làm trong

Dịch sau lên men là một hỗn hợp lỏng gồm có pectin, đường, acid, muối, chất chát, chất màu và các chất khác của quả, các thành phần này có thể gây đục cho rượu quả Làm trong nhằm mục đích hoàn thiện cảm quan cho sản phẩm rượu, loại bỏ những chất gây vẩn đục như pectin, các chất màu, phức giữa kim loại và polyphenol, phức giữa kim loại và các hợp chất màu, các phần tử của mô quả… có trong dịch quả lên men làm cho rượu đạt yêu cầu về cảm quan

1.3.2 Các phương pháp làm trong

Hiện có nhiều phương pháp làm trong dịch quả: lọc, lắng, ly tâm, xử lý bằng chất trợ lắng, bằng chế phẩm enzyme, bằng cách đông tụ, đun nóng và làm nguội nhanh , mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng riêng

Phương pháp lắng, lọc, ly tâm có ưu điểm đơn giản, dễ thực hiện tuy nhiên thời gian xử lý kéo dài hoặc phải đầu tư thiết bị đắt tiền Phương pháp xử lý bằng đất sét như bentonit có ưu điểm là đơn giản dễ thực hiện tuy nhiên chỉ thực hiện được tốt nhất khi kết hợp với các phương pháp làm trong khác Phương pháp đun nóng để làm trong có ưu điểm là giúp kết tủa nhanh các cấu

tử cặn như protein và phức hợp của nó tuy nhiên nếu sử dụng nhiệt quá thời gian kéo dài thì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm Phương pháp làm trong nước quả bằng enzyme có ưu điểm là đơn giản chất lượng nước trong tốt tuy nhiên cần thời gian xử lý để làm trong dài

Trong ngành công nghiệp nước quả người ta thường dùng xử lý enzyme pectinase kết hợp với các chất trợ lắng như bentonit, gelatin, caragenan… sau

đó kết hợp với lọc để tạo ra một sản phẩm trong [14]

1.3.3 Phương pháp làm trong với pectinase

1.3.3.1 Giới thiệu về Enzyme pectinase

Enzyme pectinase là một nhóm enzyme thủy phân các chất pectin Enzyme pectinase được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến trái cây nhằm mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả và có tác dụng làm trong Bởi lẽ khi có pectin thì khối nghiền quả sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được, đồng thời nước quả sau khi ép có tồn tại nhiều chất trong đó phần nhiều là pectin làm cho nước quả có độ đục cao Nhờ pectinase phân giải các chất pectin mà dịch quả được thoát ra dễ dàng trong quá trình ép, dịch quả trong suốt không bị vẩn đục và lọc rất dễ dàng Không những vậy pectinase còn giúp chiết rút được chất màu, tanin và những chất hòa tan do đó làm tăng chất lượng thành phẩm

Enzyme pectinase gồm nhiều loại và được phân loại thành 2 nhóm chính là nhóm enzyme thủy phân có sự tham gia của nước gồm pectin esterase (PE) hay pectin methyl esterase (PME), enzyme polygalacturonase (PG) gồm PG cắt nội mạch (Endo - PG), PG cắt ngoại mạch (Exo – PG), PG cắt mạch pectin và có thêm nhóm CH3 của C6 có tên là PMG (pectin methylgalacturonase) và nhóm enzyme pectinase không có sự tham gia của nước khi cắt đứt liên kết glycosid 1 – 4, chúng thuộc nhóm enzyme phân cắt

có tên gọi chung là Trans – elyminase (TE) [16], [23]

Mỗi loại enzyme pectinase có một chức năng khác nhau Trong đó, Polygalacturonaza là một enzyme xúc tác sự phân cắt của chuỗi pectin với

một mức độ methyl hóa thấp, có khả năng làm trong tốt ( Riov, 1974 ) [15], nên được ứng dụng nhiều trong công nghệ chế biến thực phẩm [14]

1.3.3.2 Sử dụng chế phẩm enzyme pectinase làm trong sản phẩm rượu quả lên men

Enzyme pectinase sản xuất từ nấm Aspergillus spp chứa enzyme PG đã được ứng dụng làm trong cho các sản phẩm nước trái cây trên trong nước và thế giới và đã cho hiệu quả làm trong tốt như các sản phẩm nước quả cherry, táo, chanh dây… [5], [14] Kết quả nghiên cứu của Lê Cảnh Tuấn cho thấy không nên sử dụng nồng độ enzyme vượt quá 0,4% vì sản phẩm nước chanh dây lên men khi sử dụng pectinase với nồng độ là 0,4% thì có hiện tượng sậm màu [5]

Cơ chế làm trong của enzyme pectinase:

Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết anpha-1,4 glycoside trong phân tử pectine Polygalacruronase là phức hệ gồm nhiều enzyme thường có tính đặc hiệu cao với cơ chất gồm:

Polymetthylgalacturonase tác dụng chủ yếu lên các estermetylic của các polygalacturonic Các enzyme này được chia thành 2 nhóm nhỏ tùy theo liên kết glycoside bị cắt đứt: endo-glucosidase polymethyl – galactoronase (phân cắt ngẫu nhiên liên kết 1,4 glycoside của pectin) và exo-glucosidase-polymethylgalactoronase (phân cắt lần lượt các liên kết a-1,4 glycodid của mạch pectin từ đầu không khử)

Enzyme Polygalacturonase tác dụng chủ yếu lên acid pectinic và pectic có mức độ este hóa nhỏ hơn 50-60% Các enzyme này được chia làm 2 nhóm dựa vào vị trí liên kết glycoside bị thủy phân gồm: endo-glucoside- polygalacturonase tác động lên khung xương beta1,4- galacturonic làm giảm

độ nhớt rõ ràng và exo-glucosidase-polygalacturonase tác động lên phần cuối

của chuỗi làm giảm độ nhớt, qua đó có tác động làm trong đến sản phẩm [1], [16]

Nước quả lên men sẽ được làm trong bằng pectinase nhờ hai cơ chế sau:

1 Dưới sự xúc tác của enzyme pectinase các mạch phân tử pectin được cắt thành các mạch ngắn hơn mang điện tích âm được hình thành, gây nên hiện tượng đục tức thời do sự gia tăng của các phần tử nhỏ so sánh với các phần tử lớn ban đầu

2 Hoạt động của enzyme pectinase lên lớp pectin bên ngoài protein trong phần tử pectin-protein làm cho các phần tử mang điện tích trái dấu kết hợp với nhau Do đó, độ đục tăng lên tức thời sau đó giảm xuống và làm trong nước quả lên men [14]

1.4 Kĩ thuật bảo quản sản phẩm nước trái cây lên men

1.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm nước trái cây lên men trong quá trình sản xuất và bảo quản

1.4.1.1 Biến đổi do tác động vật lý

Trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm nước trái cây lên men các yếu tố vật lý như nhiệt độ, ánh sáng, trọng lực sẽ tác động đến sản phẩm làm thay đổi chất lượng nước trái cây lên men

Nhiệt độ:

Nước trái cây lên men trong quá trình chế biến nếu sử dụng nhiệt độ không đúng sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm như gây ra các mùi không mong muốn như mùi nấu và làm mất mùi trái cây lên men, làm thay đổi màu sắc của sản phẩm nước trái cây lên men, đồng thời cũng làm các protein trong sản phẩm biến tính gây hiện tượng lắng cặn trong quá trình bảo

quản gây giảm chất lượng sản phẩm Nhiệt độ cũng làm thất thoát một lượng rượu đáng kể

Ánh sáng:

Nước trái cây lên men trong quá trình bảo quản nếu tiếp xúc dưới ánh sáng mặt trời sẽ làm thay đổi chất lượng sản phẩm và làm mất đi một lượng vitamin trong sản phẩm

Trọng lực:

Trong quá trình bảo quản, dưới tác động của trọng lực các cấu tử có trọng lượng lớn như nấm men, protein… sẽ lắng xuống dưới đáy chai gây ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm

Để tránh những biến đổi do tác nhân vật lý đến sản phẩm thì trong quá trình bảo quản hay sản xuất phải nghiên cứu sử dụng nhiệt độ và thời gian thích hợp tránh những thay đổi cảm quan sản phẩm, tránh ánh sáng trực tiếp khi bảo quản, đối với sản phẩm nước đục nên sử dụng một số loại phụ gia thực phẩm giúp chống phân lớp hoặc đối với sản phẩm nước quả trong thì phải thực hiện công đoạn làm trong triệt để để tránh cặn bị lắng do tác động trọng lực

1.4.1.2 Biến đổi do tác động hóa học

Biến đổi do tác động hóa học trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm rất dễ xảy ra, các biến đổi đó sẽ tác động mạnh mẽ đến chất lượng sản phẩm đặc biệt là phản ứng oxi hóa nước quả làm hóa nâu nước quả Trong quá trình chế biến tạo nên sản phẩm nước trái cây lên men, nếu quá trình chống oxi hóa ban đầu của dịch quả để cho lên men không hiệu quả thì sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa nước quả gây sẫm màu nước quả đồng thời thời cũng gây ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm nước trái cây lên men sau này

Để các tác nhân hóa học không ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên liệu hay sản phẩm trong quá trình sản xuất và bảo quản thì cần phải thực hiện các biện pháp đối phó như sử dụng nhiệt để tiêu diệt enzyme polyphenol gây hóa nâu hay bao gói kín kết hợp khí trơ để chống xâm nhập của oxy từ đó chống lại sự hóa nâu nguyên liệu hay sản phẩm, sử dụng phụ gia chống oxi hóa

1.4.1.3 Biến đổi do tác động sinh học

Trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm nước trái cây lên men các yếu tố sinh học như vi khuẩn, mốc, enzyme… sẽ tác động đến sản phẩm làm thay đổi chất lượng nước trái cây lên men Dưới tác động của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc, trong quá trình thanh trùng sản phẩm nếu không đủ chế độ

sẽ tạo điều kiện cho các vi khuẩn, nấm men và mốc sinh trưởng và phát triển

sẽ gây hư hỏng sản phẩm nước trái cây lên men

Để tránh biến đổi do tác động của các yếu tố sinh học cần thực hiện các phương pháp để bảo quản nguyên liệu, bán thành phẩm cũng như sản phẩm Các biện pháp có thể thực hiện như sử dụng nhiệt đủ chế độ để thanh trùng sản phẩm, tiêu diệt enzyme gây hư hỏng nguyên liệu, bảo quản bằng phụ gia thực phẩm để giúp thanh trùng sản phẩm và giữ cảm quan cho nguyên liệu sản xuất…

1.4.2 Phương pháp thanh trùng sản phẩm nước trái cây lên men

1.4.2.1 Đối tượng thanh trùng cần kiểm soát đối với dòng sản phẩm rượu trái cây lên men đóng chai

Đối với sản phẩm rượu quả lên men, đây là sản phẩm có pH < 4,2 Ở pH này

vi khuẩn C Botulinum không hoạt động cũng không sinh độc tố, các vi khuẩn

gây bệnh khác tương tự cũng rất khó tồn tại trong môi trường pH thấp [2], [24] Đối với trái cây nói chung, các vi khuẩn gây bệnh tồn tại trong trái cây

bao gồm Salmanella, L.monocytogenes, E.coli [7] Ở đây, sản phẩm rượu quả

lên men có pH thấp từ 3 ÷ 3,5, đồng thời có nồng độ cồn nhất định từ 4,5 ÷ 5%, giúp ức chế một phần sự phát triển của vi sinh vật, đối với nhóm vi khuẩn gây bệnh nêu trên chúng sẽ không phát triển được ở điều kiện này, tuy nhiên,

có chủng vi khuẩn E.coli O157:H7 lại có thể tồn tại ở điều kiện này Chủng

E.coli O157:H7 này có thể tồn tại và sinh trưởng ở nhiệt độ bảo quản lạnh sản

phẩm tới nhiệt độ bảo quản thường (2,5 ÷ 45oC), pH thấp nhất chúng có thể

hoạt động là 1,5 Ở pH = 3,7 chủng E.coli O157:H7 bền nhiệt nhất [8] Vì

vậy, để đảm bảo an toàn thực phẩm cho rượu quả lên men thì vi sinh vật gây

bệnh cần phải tiêu diệt là chủng E.coli O157:H7 Ngoài ra, các nhóm vi sinh

vật gây hư hỏng sản phẩm cũng cần phải bị tiêu diệt đó là nhóm vi khuẩn hiếu khí gồm các vi khuẩn như acetic, lactic… và nhóm nấm men, mốc gây hư hỏng sản phẩm, khi tiêu diệt chúng sẽ kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm [11] Các thông số cần phải có để tiến hành thanh trùng nhiệt sản phẩm theo

E.coli O157:H7 : D54 °C = 11 phút (9 ± 2 min), z = 5,4 °C Để có độ tiệt trùng

n = 7, cần: Fo = 7 * 11 = 77 phút (ở 54 °C) [9]

1.4.2.2 Phương pháp thanh trùng sử dụng nhiệt độ thấp

Phương pháp thanh trùng sử dụng nhiệt độ thấp là phương pháp kiểm soát, tiêu diệt các vi sinh vật gây hại ở dạng sinh dưỡng có trong các sản phẩm có

pH thấp, bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường và thời gian bảo quản khoảng

6 tháng Đây là một phương pháp thường được sử dụng để bảo quản sản phẩm nước trái cây lên men Chế độ nhiệt độ được sử dụng trong khoảng từ 60

÷100oC, đây là nhiệt độ có thể tiêu diệt các vi sinh vật, gây hư hỏng sản phẩm như vi khuẩn hiếu khí, nấm men và nấm mốc

Phương pháp bảo quản nước trái cây bằng thanh trùng nhiệt độ thấp giúp tiêu diệt được hết các vi sinh vật, nấm men và mốc gây hư hỏng sản phẩm

thực phẩm tuy nhiên phương pháp này gây biến đổi chất lượng sản phẩm như các chất dinh dưỡng như vitamin có thể bị phá hủy hoặc thay đổi màu sắc, mùi vị cảm quan của sản phẩm

Vì vậy, tùy thuộc vào từng loại sản phẩm cần chọn chế độ thanh trùng phù hợp để vừa có thể kiểm soát được các vi sinh vật gây hại đồng thời giữ được chất lượng, đặc biệt là chất lượng cảm quan, cho sản phẩm

Sản phẩm sau thanh trùng cần đạt yêu cầu về vi sinh theo TCVN 7045:2002,

Bảng 1.1

Bảng 1.1 Chỉ tiêu vi sinh vật trong rượu vang theo TCVN 7045:2002

Chỉ tiêu Giới hạn tối đa

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 100

2 E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

3 Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 10

4 Cl perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

5 S aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

6 Tổng số nấm men – nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 10

1.4.2.3 Phương pháp sử dụng phụ gia bảo quản thực phẩm

Phụ gia bảo quản là các chất làm giảm sự phát triển của vi sinh vật từ đó

làm kéo dài thời gian sử dụng cho sản phẩm Chúng có khả năng thay đổi yếu

tố môi trường theo hướng ức chế sự phát triển của vi sinh vật, đồng thời chất bảo quản cũng có thể tác động trực tiếp đến hệ thống protein cấu trúc và enzyme tham gia vào các quá trình hoạt động của vi sinh vật

Một số phụ gia bảo quản thường dùng trong quá trình sản xuất thực phẩm gồm sulfite, nitrat, nitrit, acid ascobic, acid sorbic, acid benzoic và muối của chúng…[4]

Đối với sản phẩm nước/rượu trái cây lên men thì sulfite, acid sorbic, acid benzoic và muối của chúng là những phụ gia bảo quản được sử dụng phổ biến nhất [4]

Phương pháp bảo quản nước trái cây lên men bằng phụ gia bảo quản giúp

tiêu diệt vi sinh vật gây hại cho con người cũng như sản phẩm nước trái cây lên men, tuy nhiên nếu vượt quá hàm lượng cho phép sẽ gây ngộ độc cho người sử dụng và gây ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Cần phải thận

trọng xem xét hàm lượng cũng như chủng loại để phù hợp trong bảo quản Bảo quản nước/ rượu quả lên men bằng phương pháp Sulfite hóa:

Việc bảo quản bằng SO2 hay sulfite hóa đã được ứng dụng trong ngành công nghệ thực phẩm từ hơn nửa thế kỉ trước trên nhiều nước trên thế giới, đặc biệt

là trong các sản phẩm rượu như rượu vang [10]

SO2 khi cho vào sản phẩm có tác dụng ức chế và tiêu diệt hệ vi sinh vật gây mất an toàn thực phẩm và gây hư hỏng sản phẩm, đồng thời chống sự biến màu gây ra bởi oxi còn tồn tại trong sản phẩm, qua đó giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm

Trong danh mục phụ gia thực phẩm SO2 có mã số E220 Đây là một loại khí không màu và có mùi đặc trưng SO2 khi hòa tan vào nước sẽ tác dụng với nước theo Phương trình 1.1 và có thể tồn tại ở dạng muối

quả lên men, có mã nhóm thực phẩm là 04.1.2.10 thì hàm lượng sunfit tối đa được phép có mặt trong sản phẩm là 100 mg/L

Tác dụng bảo quản của sulfite phụ thuộc vào: pH, nồng độ, loài vi sinh vật, dạng liên kết

SO2 trong dung dịch sẽ tồn tại ở hai dạng: 10 ÷ 20% ở dạng tự do (dạng bisulfite hoặc dạng H2SO3 hòa tan) và 80 ÷ 90% ở dạng liên kết tạo phức với đường hoặc aldehyde) Chỉ khi SO2 ở dạng tự do thì mới có tác dụng ức chế

và tiêu diệt vi sinh vật Mặt khác SO2 còn tác dụng với oxi tạo H2SO4 , phản ứng làm giảm nồng độ oxi trong sản phẩm, giúp giữ được chất lượng cho sản phẩm [3]

SO2 có tác dụng kháng khuẩn mạnh nhất khi ở pH thấp (thường là bé hơn 4) [18] Khi rượu có tính acid (pH từ 3 ÷ 4) thì đại đa số SO2 tự do và bisulfite được hình thành (99,99% khi pH = 3,4) của hợp chất sulfite có trong rượu, khi đó chúng sẽ có tác dụng kháng khuẩn mạnh mẽ giúp bảo quản được rượu khỏi vi sinh vật [3]

Để tiêu diệt vi khuẩn E.coli cần nồng độ sulfite từ 50 ÷ 195ppm ở pH = 7

[11], [12] Lượng SO2 dùng bảo quản trong sản phẩm phụ thuộc vào pH, pH càng thấp thì lượng SO2 cần dùng sẽ giảm, trong sản xuất rượu táo việc sử dụng sulfite phụ thuộc vào pH: ở pH 3,0 ÷ 3,3 lượng sulfite sử dụng là 50ppm, ở pH 3,3 ÷ 3,5 lượng sulfite sử dụng là 100ppm [18] Đồng thời, việc lựa chọn nồng độ thích hợp để bảo quản phải theo yêu cầu của Bộ y tế Theo những gì phân tích ở trên, sản phẩm nước quả lên men có pH từ 3 ÷ 3,5 nên

có thể sử dụng nồng độ sulfiet từ 50 ÷ 100 ppm để bảo quản

Cơ chế tác dụng của sulfite đối với vi sinh vật đã được một số tác giả đề xuất như sau: Hoạt tính chống vi sinh vật của SO2 dựa trên việc gây trở ngại đối với việc hình thành các hợp phần khác nhau của tế bào Sự tổn thương tế bào

là do sự tương tác với nhóm – SH trong cấu trúc protein và sự tương tác với

các enzyme, cofactor, vitamin, acid nucleic, lipit SO2 cũng phản ứng với các sản phẩm trung gian, các sản phẩm cuối và ức chế các chuỗi phản ứng có sự xúc tác của các enzyme SO2 phân cắt liên kết disulfua trong phân tử protein

và gây ra sự thay đổi trong cấu trúc phân tử của enzyme Điều này làm thay đổi hoạt tính của enzyme hoặc phá hủy các coenzyme SO2 cũng gây ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất và peroxyde hóa màng tế bào Trong thực tế, hiệu quả kháng khuẩn có được sẽ do sự kết hợp của một hoặc một vài

cơ chế trên hợp lại [11]

1.4.2.4 Phương pháp kết hợp

Phương pháp bảo quản kết hợp hay bảo quản bằng công nghệ rào cản là một phương pháp mới, dựa trên sự kết hợp hiệu quả kháng khuẩn của nhiều phương pháp kiểm soát vi sinh vật khác nhau nhờ đó đảm bảo sự an toàn về thực phẩm cho sản phẩm

Trong bảo quản sản phẩm có nhiều cách kết hợp các phương pháp bảo quản khác nhau, sự lựa chọn cách thức kết hợp tùy thuộc vào đặc điểm của sản phẩm và mục tiêu bảo quản cần đạt Đối với sản phẩm nước trái cây lên men người ta thường dùng các cách sau: kết hợp nhiều chất bảo quản có cơ chế tiêu diệt vi sinh vật khác nhau, kết hợp sử dụng chất bảo quản với xử lý nhiệt hoặc kết hợp chất bảo quản với làm lạnh

Phương pháp bảo quản nước trái cây lên men bằng phương pháp kết hợp có

ưu điểm là việc áp dụng đúng các phương pháp kết hợp cho sản phẩm sẽ giúp

cho sản phẩm ổn định, chống sự phát triển và hư hỏng do vi sinh vật, tổn thất dinh dưỡng và thay đổi thẩm mĩ, ngăn các tác dụng phụ không mong muốn, tiết kiệm năng lượng và giảm yêu cầu về nồng độ chất bảo quản, tuy nhiên nhiều rào cản khác nhau trong một sản phẩm sẽ tăng công đoạn trong qui

trình xử lý, chế biến sản phẩm, có thể kéo dài thời gian sản xuất

Kali sorbate có tác dụng tiêu diệt mạnh mẽ đối với nấm men và nấm mốc trong điều kiện pH thấp tuy nhiên việc diệt khuẩn đối với vi sinh vật là tương đối yếu [11], [13], vì vậy cần thêm sự kết hợp xử lý nhiệt để tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây hại cho sản phẩm Sử dụng kali sorbate trong bảo quản sản phẩm giúp giảm nhẹ chế độ thanh trùng, không gây độc với người

sử dụng nếu sử dụng đúng nồng độ và không ảnh hưởng đến giá trị cảm quan sản phẩm [11]

Cơ chế tác dụng của sulfite đối với vi sinh vật: Cơ chế này được giải thích một phần là do tác dụng của acid sorbic lên hệ enzyme trong tế bào vi sinh vật Acid sorbic kìm hãm sự hoạt động của enzyme dehydrogenase có liên quan trong quá trình oxy hóa acid béo Sự bổ sung aicd sorbic dẫn đến sự tích lũy các acid béo không no mà các acid này là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hóa các acid béo bởi nấm men và nấm mốc Điều này hạn chế chức năng của các enzyme dehydrogenase và kìm hãm sự phát triển và quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật Acid sorbic cũng kìm hãm các enzyme sulfhydryl Những enzyme này đóng vai trò rất quan trọng trong tế bào vi sinh vật bao gồm: fumarase, aspartase, succinic dehydogenase và alcohol dehydrogenase của nấm men [11]

Để đảm bảo an toàn thực phẩm, lượng kali sorbate sử dụng phải không được vượt quá hàm lượng cho phép được qui định trong Thông tư hướng dẫn về

việc quản lí phụ gia thực phẩm 27/2012/TT-BYT Đối với dòng sản phẩm

rượu quả lên men đóng chai, có mã nhóm thực phẩm là 04.1.2.10 thì hàm lượng sunfit tối đa được phép có mặt trong sản phẩm là 0,05%

Nghiên cứu của Koodie và Dhople, cho thấy với hàm lượng 0,05% Kali

sorbat có thể kiểm soát E.coli O157:H7 cho rượu táo (apple cider) Đồng

thời, khi sử dụng lượng sorbat từ 200 ÷ 1000ppm trong apple cider sẽ giúp giảm giá trị D50oC trong thanh trùng từ 36 xuống còn 5 phút và giúp giảm

lượng E.coli O157:H7 xuống 7 lần [11] Trong sản xuất nước táo và nho ép,

khi bảo quản nước ép táo bằng kali sorbate với hàm lượng 0,05% và xử lý nhiệt ở 50oC trong 5 phút hoặc đối với sản phẩm nước ép nho là 55oC trong 5 phút thì sẽ bảo quản được sản phẩm trong 6 tháng [4], [11] Đây là cơ sở để

chọn chế độ thanh trùng bằng kali sorbate kết hợp xử lý nhiệt đối với dòng

sản phẩm rượu quả lên men

1.5 Tổng quan về nguyên liệu xoài

1.5.1 Nguồn gốc

Xoài – Mangifera indica L Thuộc họ Đào lộn hột – Anacardiaceae Xoài là

cây ăn quả nhiệt đới, nguồn gốc cây xoài ở miền Đông Ấn Độ và các vùng giáp ranh như Miến Điện, Việt Nam, Malaysia [19] Ở Việt Nam có rất nhiều loại xoài như: Các giống xoài Cát: Cát Hòa Lộc, Cát Thơm, Cát Chu…, xoài

Tứ Quý, xoài Tây (hay xoài Thủy Triều), xoài Thanh Ca, xoài Tượng …

1.5.2 Thành phần hóa học của quả xoài

Xoài có giá trị dinh dưỡng cao, thịt quả có hàm lượng vitamin B, C chiếm từ

2 ÷ 3%, đường chiếm 20% (là đường đơn được hấp thu hoàn toàn), carotenoic 15% Hạch quả chứa nhiều tinh bột, dầu và tanin [19] Thành phần hóa học phần thịt quả của một số giống xoài phổ biến đã được nghiên cứu, trình bày trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Thành phần hóa học phần thịt quả của xoài trong 100g [19]

Chỉ tiêu Hàm lượng Chỉ tiêu Hàm lượng Năng lượng 62.1-63.7 Sắt 0.20-0.63 mg

Độ ẩm

78.9-82.8 g Vitamin A

(carotene) 0.135-1.872 mg Chất đạm 0.36-0.40 g Thiamine 0.020-0.073 mg Chất béo 0.30-0.53 g Riboflavin 0.025-0.068 mg Carbohydrates 16.20-17.18 g Niacin 0.025-0.707 mg Chất xơ 0.85-1.06 g Ascorbic Acid 7.8-172.0 mg Tro 0.34-0.52 g Tryptophan 3-6 mg Canxi 6.1-12.8 mg Methionine 4 mg

Photpho 5.5-17.9 mg Lysine 32-37 mg

1.5.3 Sản lượng xoài tại Khánh Hòa

Tại Khánh Hòa, xoài được trồng khá nhiều và có sản lượng lớn liên tục tăng qua các năm được thể hiện trong Bảng 1.3 và Bảng 1.4:

Bảng 1.3 Hiện trạng diện tích xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm [22]

Bảng 1.4 Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm [22]

2 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

Lên men chính

Lọc

Lên men phụ

Dịch xoài lên men

Hình 2.1 Qui trình sản xuất dịch xoài lên men dùng trong nghiên cứu

2.1.1.1 Thuyết minh các công đoạn xử lý chính của qui trình

1.Xử lý:

Mục đích:

Làm sạch nguyên liệu, loại bỏ những phần không sử dụng trong quá trình lên men như vỏ xoài, hạt xoài, thu thịt quả xoài , làm nhuyễn thịt xoài để thu dịch dùng cho quá trình lên men

Tiến hành:

Xoài chín được rửa sạch, gọt bỏ vỏ, cắt lấy thịt, bỏ hạt xoài, sau đó tiến hành xay nhuyễn xoài thành dạng bột nhão từ đó thu được dịch xoài dùng để thực hiện quá trình lên men

2.Điều chỉnh môi trường lên men:

pH = 2, hàm lượng chất hòa tan được điều chỉnh đến 20oBx bằng cách bổ sung syrup đường có hàm lượng các chất hòa tan là 65oBx Sau đó tiến hành thanh trùng dịch xoài ở 70oC trong 5 phút để diệt hết nấm men tạp đồng thời giúp giữ màu sắc cho sản phẩm Dịch xoài sau khi thanh trùng được làm nguội tự nhiên trong môi trường vô trùng đến 30oC thì tiến hành bổ sung nấm men để lên men

Saccharomyces cerevisiae gốc vào dịch xoài, lên men đến khi số lượng tế bào

nấm men trong dịch khoảng 107 tế bào/ml thì kết thúc và đem đi bổ sung vào dịch xoài lên men

Lên men chính: Tiến hành bổ sung nấm men đã nhân giống vào dịch xoài với tỷ lệ nấm men : dịch xoài là 1:10, tiến hành lên men chính 2 ngày, nhiệt

độ lên men 30oC để tạo ra dịch xoài lên men, sau đó lọc bỏ bã và tiến hành quá trình lên men phụ

Lên men phụ: Quá trình này sẽ được tiến hành trong 12 ngày, nhiệt độ 10oC

từ đó thu được dịch xoài lên men để sử dụng cho thí nghiệm làm trong rượu xoài, sau đó tiến hành đem đi lắng lọc và làm trong sản phẩm

Nước xoài lên men, ở điều kiện quy mô phòng thí nghiệm sẽ được lọc bằng

vải siêu lọc Trong điều kiện công nghiệp thì có thể lọc bằng thiết bị lọc

khung bản

Dịch xoài lên men sau khi sản xuất theo qui trình có thông số kỹ thuật như sau: Độ cồn: 6% Hàm lượng acid tổng số: 6,28 ± 0,38 g/l Hàm lượng chất hòa tan: 12.33 ± 0.29oBx Màu sắc, trạng thái: Vàng cam, lỏng, đục Hình 2.2

là hình ảnh của dịch xoài lên men được sử dụng để nghiên cứu