Nghiên cứu quy trình sản xuất nước chanh dây lên men

Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ Brix và độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men ..... Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước đ

- -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC

CHANH DÂY LÊN MEN

Trình độ đào tạo: Đại học

Ngành: Công nghệ Kĩ Thuật Hoá Học

Chuyên ngành: Hóa Dầu

Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thị Duyên Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Huyền

MSSV: 13030430 Lớp: DH13HD

Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 06 năm 2017

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

ĐỒ ÁN/ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

(Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng

Trình độ đào tạo : Đại học

Chuyên ngành : Hóa dầu

1 Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước chanh dây lên men

2 Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Thị Duyên

3 Ngày giao đề tài: 02/2017

4 Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 06/2017

Vũng Tàu, ngày…….tháng… năm 2017

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Vũng Tàu, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên)

Vũng Tàu, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện

(Ký ghi rõ họ tên)

Tôi xin cam đoan đồ án này do tôi tự thực hiện và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của ThS Trần Thị Duyên

Tôi xin cam đoan trong quá trình thực hiện đồ án không sao chép số liệu từ bất

kì một đề tài, đồ án, bài báo cáo khoa học nào Các số liệu và kết quả trong đề tài này

là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây

Để hoàn thành cuốn đồ án này, tôi đã sử dụng các tài liệu được trích dẫn và nêu tên tác giả cụ thể - được đính kèm theo mục tài liệu tham khảo

Vũng tàu, tháng 6 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Huyền

Lời đầu tiên tôi xin chân thành cám ơn Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đồ án này

Tôi xin cám ơn tất cả các quý thầy cô trong Viện Kỹ thuật – Kinh tế biển đã giúp đỡ đưa cho tôi những lời khuyên, lời dạy bảo hết sức quý báu trong thời gian làm đồ án

Đặc biệt tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến cô Trần Thị Duyên là người trực tiếp hướng dẫn tôi, đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và đưa ra những lời góp ý cho tôi giúp tôi có thể hoàn thành được cuốn đồ án này

Ngoài ra tôi cũng xin cảm ơn gia đình bạn bè và những người thân đã luôn theo sát, ủng hộ, khích lệ, động viên tôi trong suốt quãng thời gian qua

Dù đã cố gắng hết sức nhưng việc thiếu sót là không thể tránh khỏi Do đó, tôi mong muốn nhận được những nhận xét, những góp ý chân thành từ phía thầy cô và bạn bè để báo cáo này có thể hoàn thiện hơn nữa

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Vũng tàu, tháng 6 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Huyền

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC HÌNH v

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu về chanh dây 3

1.1.1 Đặc điểm của cây chanh dây 3

1.1.2 Giá trị dinh dưỡng và hướng sử dụng của chanh dây trong công nghiệp thực phẩm 4

1.2 Tổng quan về nước giải khát lên men 8

1.2.1 Giới thiệu về nước giải khát lên men 8

1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước giải khát lên men 8

1.2.3 Quá trình lên men 10

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men 14

1.3 Tổng quan về nguyên liệu sản xuất nước chanh dây lên men 16

1.3.1 Dịch ép chanh dây 16

1.3.2 Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae 17

1.3.3 Đường Saccharose 19

1.3.4 Chỉ tiêu chất lượng của nước giải khát lên men có độ cồn thấp 20

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 Đối tượng nghiên cứu 22

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 22

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 22

2.2 Phương pháp nghiên cứu 23

2.2.1 Phương pháp vi sinh 23

2.2.2 Phương pháp phân tích 25

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 28

2.2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 28

2.3 Bố trí thí nghiệm 28

2.3.1 Khảo sát một số chỉ tiêu hóa lý của dịch ép chanh dây 28

2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men chanh dây 28

2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước đến quá trình lên men chanh dây 30

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 31

2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng pH trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 32

2.3.5 Khảo sát tỉ lệ men giống sử dụng trong quá trình lên men chanh dây 33

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36

3.1 Một số chỉ tiêu hóa lý của dịch ép chanh dây 36

3.2 Xây dựng đường cong sinh trưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae 36 3.3 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình lên men chanh dây 38

3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa dịch ép chanh dây và nước đến quá trình lên men chanh dây 40

3.5 Ảnh hưởng của độ Brix trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 41 3.6 Ảnh hưởng của độ pH trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 43

3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống đến quá trình lên men chanh dây 45

3.8 Chất lượng cảm quan sản phẩm 47

3.9 Đề xuất quy trình sản xuất nước chanh dây lên men 48

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

4.1 Kết luận 49

4.2 Kiến nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng có trong 100g chanh dây 5

Bảng 1.2 Một số chỉ tiêu của Cider 10

Bảng 1.3 Các sản phẩm thường gặp của quá trình lên men kỵ khí 11

Bảng 1.4 Các sản phẩm thường gặp của quá trình lên men hiếu khí 11

Bảng 1.5 Chỉ tiêu vi sinh vật (TCVN 5042-1994) 20

Bảng 1.6 Chỉ tiêu cảm quan (TCVN 3215-79) 21

Bảng 1.7 Chỉ tiêu giới hạn kim loại nặng (TCVN 7045-2002) 21

Bảng 1.8 Chỉ tiêu hóa học (TCVN 7945-2013) 21

Bảng 2.1 Thành phần của môi trường Sabouraud 22

Bảng 2.2 Thông số các mẫu trong khảo sát thời gian lên men chanh dây 29

Bảng 2.3 Thông số các mẫu trong khảo sát tỷ lệ phối trộn 30

Bảng 2.4 Thông số các mẫu trong khảo sát độ Brix 32

Bảng 2.5 Thông số các mẫu trong khảo sát pH 33

Bảng 2.6 Thông số các mẫu trong khảo sát tỷ lệ nấm men 34

Bảng 3.1 Một số chỉ tiêu hóa lý của dịch ép chanh dây 36

Bảng 3.2 Số lượng tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae theo thời gian 37

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men chanh dây 38

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến điểm cảm quan 39

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lên phối trộn giữa dịch quả và nước đến quá trình lên men chanh dây 40

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến điểm cảm quan 41

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của độ Brix trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 42

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của độ Brix trước khi lên men đến điểm cảm quan 43

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của độ pH trước khi lên men đến quá trình lên men chanh dây 43

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của độ pH trước khi lên men đến điểm cảm quan 44

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ men giống đến quá trình lên men chanh dây 45

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến điểm cảm quan 46

Bảng 3.13 Bảng điểm cảm quan đánh giá chất lượng sản phẩm 47

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Chanh dây tím 3

Hình 1.2 Chanh dây vàng 4

Hình 1.3 Một số sản phẩm từ chanh dây 7

Hình 1.4 Sơ đồ lên men thời kì cảm ứng 12

Hình 1.5 Sơ đồ lên men thời kì tĩnh 13

Hình 1.6 Dịch ép quả chanh dây 17

Hình 1.7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 18

Hình 1.8 Tinh thể đường saccharose 20

Hình 2.1 Môi trường tăng sinh và huấn luyện nấm men Saccharomyces cerevisiae 23

Hình 2.2 Hình ảnh nấm men dưới kính hiển vi và buồng đếm hồng cầu 24

Hình 2.3 Hình ảnh tế bào nấm men quan sát được khi nhuộm xanh methylen 25

Hình 2.4 Mẫu trước và sau khi nung 27

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp 29

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ pha loãng của dịch quả chanh dây và nước 31 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ Brix thích hợp cho quá trình lên men chanh dây 32

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định giá trị pH thích hợp cho quá trình lên men chanh dây 33

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men thích hợp cho quá trình lên men chanh dây 34

Hình 2.10 Dịch chanh dây trong quá trình lên men 35

Hình 2.11 Dịch chanh dây trước khi tiến hành lên men 35

Hình 2.12 Dịch chanh dây sau 3 ngày lên men 35

Hình 3.1 Đồ thị biểu thị đường cong sinh trưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae 37

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ Brix và độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men 39

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước đến độ Brix và độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men 40Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của độ Brix trước khi lên men đến độ Brix

và độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men 42Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ pH trước khi lên men đến độ Brix và

độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men 44Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tỷ lệ men giống pH đến độ Brix và độ cồn của sản phẩm nước chanh dây lên men 45Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ men giống đến số lượng nấm men trong sản phẩm nước chanh dây lên men 46Hình 3.8 Sản phẩm nước chanh dây lên men 47Hình 3.9 Quy trình sản xuất nước chanh dây lên men đề xuất 48

LỜI MỞ ĐẦU

Chanh dây chỉ mới du nhập vào Việt Nam không lâu nhưng đã và đang được

sử dụng rộng rãi trên thị trường Chanh dây được đánh giá là một trong những loại trái cây bổ dưỡng với nhiều dưỡng chất và vitamin cần thiết cho cơ thể như hàm lượng chất béo, chất xơ, protein, khoáng chất, canxi, phốtpho, sắt, carotene, vitamin B1, B2, B3 và các axit tự do Chanh dây không chỉ tốt cho sức khỏe mà còn góp phần dưỡng da mịn màng hơn Nhưng chanh dây lại có tính mùa vụ, khó bảo quản lâu dài, dễ bị hư hỏng khi vân chuyển, lưu trữ Vì thế mà người ta cần 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 và để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của con người Hiện nay trên thị trường chanh dây được chế biến ở các dạng như: cô đặc, làm kẹo, bánh, kem, mứt, thạch, nước ép tươi Nhưng việc chế biến chanh dây để tạo ra sản phẩm nước giải khát lên men có độ cồn thấp vẫn chưa xuất hiện trên thị trường

Nước giải khát lên men từ chanh dây là một sản phẩm hoàn toàn mang tính tự nhiên, không sử dụng hóa chất bảo quản, không màu thực phẩm, 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 Vì vậy nước giải khát lên men từ chanh dây hứa hẹn là một sản phẩm đầy tiềm năng cho thị trường trong và ngoài nước Nhằm đa dạng hóa sản phẩm từ chanh dây, mang lại hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đời sống cho bà con nhân dân vùng trồng nguyên liệu cũng như thu về ngoại tệ cho đất nước, chúng tôi đã thực

hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước chanh dây lên men”

Mục tiêu đề tài: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nước

chanh dây từ đó đề xuất quy trình sản xuất nước chanh dây lên men

Nội dung nghiên cứu:

- Xây dựng đường cong sinh trưởng của nấm men Saccharomyces cerevisiae;

- Khảo sát một số chỉ tiêu hóa lý của dịch ép quả chanh dây;

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men;

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước đến quá trình lên men;

- Khảo sát ảnh hưởng độ Brix đến quá trình lên men;

- Khảo sát ảnh hưởng của độ pH đến quá trình lên men;

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ men giống tới quá trình lên men;

- Đưa ra kết quả và đánh giá về các chỉ tiêu đã phân tích đối với quá trình lên

men chanh dây bằng giống nấm men Saccharomyces Cerevisiae;

- Đề xuất quy trình sản xuất nước chanh dây lên men;

- Tiến hành lên men chanh dây với các thông số tối ưu đã khảo sát theo quy trình đề xuất

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về chanh dây

1.1.1 Đặc điểm của cây chanh dây

Chanh dây (Passion Fruit) còn được gọi là Lạc tiên, Chum bao, Chanh leo,

Mát mát, Dây mát, Mê ly là loại cây leo nhiệt đới có dây leo mảnh, dài hàng chục mét Chanh dây có nguồn gốc từ nam Brazil, sau đó được mang sang Úc và Châu Âu

từ thế kỷ XIX Là loại cây ăn trái có triển vọng ở các nước đang phát triển Chanh dây phát triển tốt ở nơi có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, cây cần được che mát Cây chanh dây mọc được trên nhiều loại đất trừ đất sét trộn ít hay nhiều cát, độ mùn trên 1% và pH thích hợp 5,5 – 6 Đất cần được cung cấp nhiều chất hữu cơ và lượng muối thấp Mùa hoa quả cho năng suất cao: tháng 3 – 5 hoặc 8 – 12 Chanh dây gồm

2 loại: chanh dây tím và chanh dây vàng.[24]

a Chanh dây tím (Passiflora edulis)[18]

- Nguồn gốc: miền nam Brazil, Paraguay và miền bắc Argentina

- Vỏ trái màu tím đến tím sậm khi chín

- Trái nhỏ đường kính 4 – 5 cm, nặng khoảng 30 – 45 g (bằng quả chanh lớn),

có tua dây, nhánh và gân lá xanh

- Phổ biến ở vùng khí hậu mát (cao độ 1200 – 2000 m) , có vĩ độ cao (như Đà Lạt, Tây Nguyên của Việt Nam) và cho hương vị trái ngon nhất Trồng ở cao

độ < 1000 m

Hình 1.1 Chanh dây tím

b Chanh dây vàng (Passiflora edulis forma flavicarpa)[18]

- Nguồn gốc: vùng Amazon của Brazil

- Vỏ màu vàng chanh khi chín

- Trái lớn hơn dạng trái tím khoảng 5 – 6cm, nặng khoảng 75 g (gần bằng trái bưởi nhỏ), có tua dây, nhánh và gân lá ửng đỏ tím

- Đây là dạng chịu nóng, thích hợp với vùng có độ cao thấp (0 – 800 m) như đồng bằng sông Cửu Long

a Giá trị dinh dưỡng [21]

Chanh dây rất giàu chất chống oxy hoá, khoáng chất, vitamin, và chất xơ…Chanh dây là nguồn cung cấp chất xơ ăn kiêng 100 g bột trái chanh dây chứa 10.4 g hoặc 27 % chất xơ Một chất xơ tốt trong chế độ ăn uống giúp loại bỏ cholesterol khỏi cơ thể Là thuốc nhuận tràng số lượng lớn, nó cũng giúp bảo vệ niêm mạc đại tràng bằng cách giảm thời gian tiếp xúc với các chất độc hại trong đại tràng

và lau sạch các chất độc hại gây ung thư từ ruột kết

Chanh dây có chứa vitamin C, cung cấp khoảng 30 mg trên 100 g Vitamin C (ascorbic acid) là một chất chống oxy hoá hòa tan trong nước mạnh mẽ Sử dụng trái cây giàu vitamin C giúp cơ thể con người phát triển đề kháng với các tác nhân gây

bệnh giống như cúm và thu hẹp các gốc tự do có hại, chống viêm Chanh dây còn chứa vitamin A (cung cấp khoảng 1274 IU/100 g) và các chất chống oxy hoá flavonoid như ß-carotene và cryptoxanthin-ß Các nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng các hợp chất này có tính chất chống oxy hoá, và cùng với vitamin A tốt cho thị lực, cần thiết để duy trì niêm mạc khỏe mạnh và da ngoài ra có thể giúp bảo vệ khỏi ung thư phổi và ung thư miệng

Chanh dây tươi rất giàu kali 100 g bột chanh dây có khoảng 348 mg kali Kali

là thành phần chính của tế bào và dịch cơ thể và giúp điều chỉnh nhịp tim và huyết

áp Hơn nữa chanh dây còn là một nguồn khoáng chất tuyệt vời như: Sắt, đồng, magiê

b Hướng sử dụng của chanh dây trong ngành công nghiệp thực phẩm [21], [23]

❖ Các bộ phận cây chanh dây dược dùng làm thuốc

- Trong Đông y: dịch ép quả chanh dây có vị chua, ngọt, tính mát, tác dụng thanh nhiệt, giải khát, làm tăng hưng phấn, tăng cường khí lực và bổ dưỡng ngoài ra còn có tác dụng sinh tân, giải khát, khai vị, lợi tiểu, khử nóng, sát trùng Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng: Những người bị bệnh cao huyết áp và mạch vành uống nước chanh leo có tác dụng cải thiện tình trạng bệnh nhờ axit citric kết hợp với canxi làm hoãn giải tình trạng máu bị đông do tích tụ tiểu cầu Chanh dây còn có tác dụng giải cảm, hạ huyết áp, giảm béo, khỏi đau, gia tăng sự tuần hoàn của máu

Ở Brazil, chanh dây được dùng như một thực phẩm bổ dưỡng và kích thích Thổ dân Nam Mỹ có kinh nghiệm dùng lá chanh dây tươi hoặc khô dùng làm trà để điều trị chứng mất ngủ, loạn, và động kinh, và cũng có giá trị làm giảm đau Ở Trung Quốc, chanh dây sử dụng trong các trường hợp cơ thể suy nhược và phụ nữ bị thống kinh (đau bụng khi hành kinh)

- Trong Tây y: Chanh dây có tên tiếng Anh là “passion fruit” (có nghĩa: quả nồng nàn), gọi là chanh nhưng không bà con với các cây thuộc họ cam quýt (Rutaceae) Trái chanh dây mọc nhiều ở các vùng nhiệt đới, được ưa thích không chỉ vì hương thơm nồng nàn quyến rũ mà còn vì lợi ích cho sức khỏe của nó

Trái chanh dây tươi giàu beta carotene, kali, và chất xơ Nước ép chanh dây cung cấp acid ascorbic (vitamin C), và tốt cho những người có bệnh huyết áp cao Một số nghiên cứu cho thấy rằng chanh dây có vỏ màu tím có thể giúp kiểm soát các triệu chứng hen suyễn Trong trái chanh dây tươi và chín có chứa chất Lycopene

Liên quan đến các axit hữu cơ, giống chanh dây giàu formic, butyric, linoleic, linolenic, malic, myristic, acid oleic và palmitic như các hợp chất asphenolic tốt, và amino acid α-alanine Este như ethyl butyrate, ethyl caproate, n-hexyl butyrate và n-hexyl caproategive các loại trái cây hương vị và mùi ngon miệng Đường, có chủ yếu trong trái cây, đáng kể nhất d-fructose, d-glucose andraffinose Trong số các enzyme, Passiflora được tìm thấy là phong phú trong catalase methylesterase pectin, và phenolase

Chất ức chế monoamine oxidase (MAOIs) là những hóa chất ức chế hoạt động của các enzyme monoamine oxidase Được sử dụng làm thuốc điều trị trầm cảm

Chúng đặc biệt hiệu quả trong điều trị trầm cảm không điển hình

Các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Florida (Mỹ) đã phát hiện ra rằng chiết xuất của vỏ trái chanh dây vàng có thể chống lại các tế bào ung thư nhờ vào 2 hoạt chất có nguồn gốc thực vật là carotenoids và polyphenols Còn giáo sư Watson (cũng của trường ĐH Florida) và các cộng sự của ông thì lại chứng minh được rằng chiết xuất từ vỏ trái chanh dây tím giúp giảm được đến 75% chứng thở khò khè ở những người bị bệnh hen suyễn và nâng cao khả năng hít thở của họ

Tuy nhiên, trong Tây y cũng cảnh báo nhiều loài chanh dây có các alkaloid độc cần tiếp tục nghiên cứu, không nên lạm dụng quá nhiều thức uống từ quả chanh dây

❖ Chanh dây dùng làm thực phẩm, hương liệu, gia vị

- Dịch ép quả chanh dây được sử dụng để làm các loại nước giải khát, Si-rô, bột mứt, thạch, bơ, rượu vang,…được thêm vào món salad trái cây, nước sốt, làm hương liệu cho các loại bánh, kem, và bột vani đông lạnh,

- Hạt có thể ép dầu để làm dầu ăn hoặc chế dầu sơn

- Hoa làm cảnh Hoa được coi là quốc hoa của Paraguay

- Lá và thân cây phơi khô, thái nhỏ thường được dùng ở châu Âu để trộn lẫn với

lá chè để uống Chồi non được nấu trong các món cà ri hoặc ăn với các món rau

Hình 1.3 Một số sản phẩm từ chanh dây

1.2 Tổng quan về nước giải khát lên men

1.2.1 Giới thiệu về nước giải khát lên men

Nước giải khát lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc nhờ tác nhân vi sinh vật nấm men Nước giải khát lên men từ trái cây chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin,… tốt cho tiêu hóa, có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi vì

đó là sản phẩm của quá trình lên men tự nhiên, tinh khiết CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hoà 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 Nhờ môi trường dinh dưỡng phong phú nên sản phẩm hình thành ngoài ethanol, còn có axit hữu cơ, glyxerin, các chất gây hương tạo lên hương

vị đặc biệt của nước giải khát lên men mà các sản phẩm khác không có Giải nhiệt tốt hơn vì CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt, do đó tạo cho ta cảm giác mát lạnh

Nước quả lên men có vị ngọt và mát lạnh nên dùng để giải khát và giải rượu rất tốt Đối với những người bị cảm, sốt, hay bị dị ứng, mỏi mệt kinh niên, bệnh phù, nước quả lên men giúp tăng khả năng đề kháng với các bệnh truyền nhiễm, ngừa bệnh khô da vào mùa đông (do trong nước quả lên men có khá nhiều khoáng và vitamin B,C,…) [15]

1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước giải khát lên men

a Trên thế giới

Sản phẩm đã nhanh chóng chiếm lĩnh và được thị trường chấp nhận Trong số

đó phải kể đến các hãng sản xuất nước giải khát nổi tiếng như Cocacola, Netle,… có doanh thu hàng tỉ USD/năm, với mặt hàng truyền thống là loại nước pha chế từ đường, hương liệu, màu, CO2 và một số loại hóa chất khác đã chiếm lĩnh được thị trường quốc tế trong suốt thế kỉ 20

Ngày nay, khi điều kiện sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng nước giải khát ngày càng tăng và từng bước chuyển dần từ loại nước giải khát pha chế truyền thống sang sử dụng loại nước giải khát có chứa các chất dinh dưỡng như: vitamin, muối khoáng, axitamin,… được sản xuất từ các loại trái cây Đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỉ 21, nên nhiều quốc gia như:

Mỹ, Đức, Hàn Quốc, Hà Lan, Nhật,…đã tập trung nghiên cứu và sản xuất được nhiều loại nước giải khát từ các loại trái cây có chất lượng cao đã mau chóng chiếm lĩnh

được thị trường

Schennebly Redland’s Winery là một trong những công ty sản xuất rượu nổi tiếng ở Mỹ Họ sản xuất nhiều chủng loại khác nhau như rượu về quả xoài, vải, ổi, khế… trong đó rượu từ quả chanh dây chiếm số lượng lớn nhất Đây là loại rượu rất đặc biệt, nó có khả năng lưu vị rất lâu sau khi uống không giống như các loại rượu chúng ta từng thưởng thức Ngoài vị ngọt nó còn có vị chát và hương thơm đặc trưng

Theo dự đoán của các nhà chiến lược Trong các loại nước giải khát dược sản xuất từ nước trái cây thì nước giải khát lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tương lai vì đây là sản phẩm được đánh giá có giá trị dinh dưỡng cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật và rất phù hợp với thế hệ trẻ.[22]

b Trong nước

Cho đến nay đã có một số công ty đã đầu tư vào việc sản xuất nước giải khát

từ trái cây tại Việt Nam, song mức tiêu thụ bình quân của người Việt Nam chỉ đạt 0,16lit/ người/ năm (là quá thấp so với nhiều quốc gia trên khu vực) trong khi nguồn nguyên liệu để sản xuất nước giải khát từ trái cây ở Việt Nam lại vô cùng phong phú,

đa dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng được các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất ổn định lâu dài lại đang có nguy cơ bị dư thừa do thiếu công nghệ chế biến phù hợp

Việc nghiên cứu nước giải khát len men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với

xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực Tuy nhiên việc lựa chọn nguyên liệu

để mang lại một loại nước giải khát lên men chất lượng cao, giá cả thích hợp với số đông người tiêu dùng không phải là vấn đề đơn giản mà nó đang là vấn đề cấp thiết đối với ngành nước giải khát của Việt Nam Vì thế nguyên liệu được lựa chọn để nghiên cứu phải thỏa mãn về thành phần dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng và phù hợp với công nghệ sản xuất để nước giải khát lên men có thể được sử dụng rộng rãi hơn trên thị trường Để đạt được điều đó đòi hỏi các nhà thực phẩm của Việt Nam phải tiếp tục nghiên cứu quy trình, công nghệ để tận dụng nguồn trái cây sẵn có tại nước ta để sản xuất nước giải khát lên men Hiện tại, một số chuyên gia thực phẩm tại Viện nghiên cứu Hà Nội đã nghiên cứu thành công quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ nho, dâu, dứa, và từ hỗn hợp các loại quả.[22]

Sản phẩm từ chanh dây hiên nay chủ yếu là nước chanh dây và bột chanh dây Nhưng ít ai biết rằng chanh dây cũng có thể lên men thành một loại nước giải khát

lên men bổ dưỡng và thơm ngon rất có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy nước giải khát lên men từ chanh dây cũng là một sản phẩm đầy tiềm năng cho thị trường trong và ngoài nước Cũng vì mục đích đón đầu thị trường, tạo ra một dòng sản phẩm mới làm đa dạng hóa sản phẩm từ chanh dây, mang lại hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đời sống cho bà con nhân dân cũng như thu về ngoại tệ cho đất nước nên chúng tôi

đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men” Đây là một hướng đi mới, hy vọng nó sẽ sớm được phát triển và mở rộng trên thị trường

Một số chỉ tiêu đối với sản phẩm lên men có độ cồn thấp (Cider Châu Âu) [18]

Bảng 1.2 Một số chỉ tiêu của Cider

Chỉ tiêu Giá trị

Axit toàn phần 1,61%

1.2.3 Quá trình lên men

Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzyme (xúc tác sinh học) Tùy theo yêu cầu của sản phẩm sau quá trình lên men mà người ta chia thành nhiều kiểu lên men khác nhau Tuy nhiên có hai hình thức lên men là lên men hiếu khí và lên men kị khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường thành ethanol và cacbonic

a Lên men kỵ khí [3]

Cơ chất được phân giải qua một loạt các phản ứng oxi hóa- khử, trong điều kiện không có sự tham gia của oxi không khí mà chỉ có sự cho - nhận hydro Trong quá trình lên men, H+ thoát ra ở giai đoạn đường phân không được NADH2 chuyển đến chuỗi hô hấp tế bào mà được gắn với các chất trao đổi chung gian của chính chuỗi chuyển hóa để tạo sản phẩm cuối, đồng thời giải phóng các NAD+

Bảng 1.3 Các sản phẩm thường gặp của quá trình lên men kỵ khí

b Lên men hiếu khí [3]

Cơ chất được phân giải trong điều kiện có oxy phân tử tham gia, nhưng quá trình oxy hóa diễn ra không triệt để đến cuối cùng tạo ra CO2 và H2O mà dừng lại ở sản phẩm trung gian là rượu hoặc axit hữu cơ (quá trình oxi hóa không hoàn toàn)

Bảng 1.4 Các sản phẩm thường gặp của quá trình lên men hiếu khí

Vì sản phẩm mong muốn thu được là rượu etylic nên hình thức lên men được lựa chọn là lên men kỵ khí (lên men etylic)

c Cơ chế của quá trình lên men etylic [6]

Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men là khác nhau, thường khi lên men lượng tế bào nấm men phải đạt lớn hơn một triệu tế bào trong một ml dịch lên men Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn (do số lượng tế bào nấm men lớn) nên khả năng hấp thụ các chất của tế bào nấm men là rất lớn Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trong môi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề

mặt nấm men, sau đó khuếch tan vào trong tế bào nấm men Rượu và CO2 được tạo thành theo phản ứng tổng quát sau:

C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4  2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + H2O

Như vậy sự lên men chuyển đường thành rượu là một dãy quá trình oxy hóa khử có enzyme trong tế bào tham gia Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường ngoài qua màng tế bào nấm men Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất mạnh vào trong môi trường, CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường vì thế CO2 sinh

ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trạng thái bão hòa Khí bão hòa CO2 sẽ bám vào tế bào nấm men hình thành những bọt khí, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên tạo thành những túi khí lớn đến thời điểm nào đó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ làm cho bọt khí CO2 thoát ra ngoài lúc này tế bào nấm men sẽ bị chìm xuống, quá trình này cứ diễn ra liên tục nên tế bào nấm men chuyển

từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động làm tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào nấm men và môi trường nên làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh, mạnh hơn như thế sẽ làm tăng quá trình lên men Khí CO2 ức chế quá trình lên men nhưng trong quá trình thoát khí CO2 làm tăng khả năng lên men của nấm men

Lên men ethanol được chia làm hai thời kỳ:

- Thời kỳ cảm ứng: Ở giai đoạn này, chất tiếp nhận hydro của enzyme alcoldehydrogenase là acetaldehyde được tạo thành chưa đủ, do đó enzyme sẽ chuyển hydro đến cho aldehyde phosphatglycerinic Dưới tác dụng của enzyme phosphatase, phosphatglycerin bị thuỷ phân để tạo thành glycerin Như vậy trong môi trường sẽ hình thành glycerin và CO2

Hình 1.4 Sơ đồ lên men thời kì cảm ứng

- Thời kỳ tĩnh: Đến lúc này, lượng acetaldehyde là cơ chất bình thường của enzyme alcoldehydrogenase được tạo thành đã có nhiều, nên enzyme sẽ chuyển hydro đến cho cơ chất của nó và rượu etylic được tạo thành từ đây Glycerin chỉ được tạo nên trong thời kỳ cảm ứng nên nó sẽ chỉ là sản phẩm phụ trong môi trường acid

Hình 1.5 Sơ đồ lên men thời kì tĩnh

d Động học của quá trình lên men [6]

Tốc độ của quá trình lên men có thể theo dõi được bằng cách theo dõi sự thay đổi của hàm lượng đường trong dịch lên men Quá trình lên men chia làm 3 thời kỳ:

- Thời kỳ đầu: Khoảng 2 ngày đầu kể từ lúc cho tế bào nấm men tiếp xúc với dịch lên men Sự lên men rất chậm, đường lên men không đáng kể

- Thời kỳ 2: Đây là thời kỳ lên men chính chiếm 2 – 5 ngày sau thời kỳ đầu Sự phát triển của tế bào nấm men và sự lên men sau mỗi giờ lên men tăng nhanh đáng

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lên men

a Hàm lượng giống nấm men

Nấm men là nhân tố tạo ra quá trình lên men, chuyển hoá đường thành etanol

và khí carbonic Mỗi loài nấm men có khả năng lên men khác nhau Cùng loài nấm men, nhưng ở những điều kiện lên men khác nhau thì cũng lên men khác nhau và sản phẩm của quá trình lên men cũng khác nhau Việc bổ sung tỷ lệ giống lên men cũng phải được lựa chọn vì nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hàm lượng chất khô tan, nhiệt độ, thời gian,… của quá trình lên men

b Nhiệt độ

Mỗi vi sinh vật đều có một khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng Đối với nấm men saccharomyces, nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 28 – 32 oC Tuy nhiên, nếu bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ cao và kéo dài hơn Mặt khác, nếu có điều kiện làm lạnh dịch đường xuống còn 20 – 25 oC sẽ hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn Sau 8 – 10 h nhiệt độ lên men sẽ tăng đến 28 –

30 oC, tiếp đó cần làm lạnh để ổn định nhiệt độ trong giới hạn tối ưu Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men giảm nhanh nhưng chủ yếu là dễ bị nhiễm vi sinh vật như vi khuẩn lactic và nấm men hoang dại Ở nhiệt độ 30 oC, nấm men hoang dại phát triển

nhanh hơn Saccharomyces 2 – 3 lần, còn ở nhiệt độ 35 – 38 oC chúng phát triển nhanh gấp 6 – 8 lần Mặt khác, khi lên men ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhiều sản phẩm phụ như ester, aldehyt và tổn thất theo CO2 sẽ tăng

Đối với quá trình lên men rượu có gas, nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình lên men Một số tác giả cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trao đổi chất của nấm men và thành phần các hợp chất hương hình thành trong rượu thành phẩm Năm 1994, Jackson đã đưa ra luận điểm rằng các hợp chất tạo hương như isoamyl acetate, isobutyl acetate và hexyl acetate… được tổng hợp và được giữ lại trong rượu chỉ khi ở nhiệt độ lên men thấp

từ 8 – 15

c pH

Nồng độ ion H+ trong canh trường ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men Chúng có khả năng làm thay đổi điện tích của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ thẩm thấu của các chất dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men Mỗi

vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong trạng thái ion nhất định, trạng thái này phụ thuộc vào pH của canh trường

pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men nước giải khát Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH từ 2 – 8 nhưng thích hợp là từ 3,7 – 4,5 Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,0 và cao hơn, khi thấp hơn mức này chỉ có thể nấm men phát triển được, vì thế trong quá trình lên men nên điều chỉnh pH < 4 Khi pH = 8 thì nấm men phát triển kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh Ở pH = 3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển

Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men người ta có thể điều chỉnh bằng acid citric hay dùng NaHCO3 để giảm hoặc tăng pH tuỳ thuộc dịch ép trái cây mà không gây ảnh hưởng hoạt động của nấm men

d Nồng độ chất khô hòa tan của dịch lên men (độ Brix)

Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là saccharose Nồng độ đường thích hợp từ 18 – 22 %, nếu cao hơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại nếu nồng độ thấp sẽ không tạo điều kiện cho quá trình lên men Thường ở nồng độ đường 30 – 35 % thì sự lên men bị đình chỉ

Nếu nồng độ dịch đường quá cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men Kết quả là rượu nhiều sẽ ức chế không những các tạp khuẩn mà cả nấm men Mặt khác đường nhiều sẽ dẫn đến tổn hao nguồn nguyên liệu và phải kéo dài thời gian lên men Mặt khác nếu nồng độ đường của dịch lên men thấp thì sẽ làm giảm năng suất thiết bị lên men và làm cho nấm men không

đủ chất dinh dưỡng để phát triển

e Thời gian

Thời gian cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ lên men, nồng độ đường, chủng nấm men,… Thời gian lên men được tính bắt đầu từ khi cấy chủng nấm men vào môi trường lên men, nhưng thời gian kết thúc thì tùy thuộc vào từng môi trường lên men cụ thể và tùy thuộc vào mục đích lên men mà ta dừng quá trình lên men

f Oxy

Trong giai đoạn đầu của quá trình lên men phải cho dịch ép tiếp xúc với oxy Lúc này nấm men cần oxy để tích luỹ một lượng sinh khối cần thiết cho quá trình lên

g Nồng độ CO 2 trong môi trường

CO2 được hình thành trong quá trình lên men rượu từ đường Một phần sẽ tồn tại trong môi trường, một phần tách lên trên bề mặt môi trường, phần còn lại tích tụ lại thành một lớp ngăn cách giữa không khí và môi trường CO2 tích tụ lại trong môi trường chỉ làm giảm khả năng sinh sản của nấm men, nhưng không thể làm cho khả năng lên men của nấm men yếu đi

Theo Muler Turgar, với nồng độ 0,25 % trọng lượng CO2 trong môi trường sẽ

ức chế sự sinh sản của nấm men Theo Smitener, sự sinh sản của nấm men ngừng lại khi nồng độ CO2 lên đến 1,5 % trọng lượng Lượng CO2 này tương ứng với áp suất 7,7 atm ở 15 oC

Trong môi trường có hàm lượng đường cao sẽ cản trở CO2 thoát ra ngoài, dẫn đến ức chế sinh sản của nấm men và sự lên men có hiệu suất thấp CO2 nằm trong khoảng không giữa bề mặt môi trường và không khí có tác dụng kiềm chế sự phát triển của những vi sinh vật hiếu khí gây hại Do vậy, các thùng lên men phải có nút đặc biệt chỉ cho phép CO2 bay ra mà không cho không khí vào

h Thành phần các chất dinh dưỡng của môi trường lên men

Môi trường nuôi cấy cần phải có đầy đủ các thành phần dinh dưỡng chủ yếu

là glucid ở dạng monosaccharide và disaccharide, nitơ ở dạng acid amin, các muối

vô cơ, trừ dạng muối nitrit, nitrat, các vitamin và muối khoáng

1.3 Tổng quan về nguyên liệu sản xuất nước chanh dây lên men

1.3.1 Dịch ép chanh dây

Chanh dây mua về đem đi rửa sạch để loại bỏ bụi bẩn và các vi khuẩn bám

trên bề mặt vỏ quả Sau khi để ráo nước bổ đôi chanh dây tách, ép lấy phần dịch chanh dây và loại bỏ phần hạt, vỏ quả

Hình 1.6 Dịch ép quả chanh dây

❖ Yêu cầu với nguyên liệu [17]

Chất lượng của nước giải khát lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong đó 60% do nguyên liệu quyết định, còn lại 40 % là phụ thuộc vào vấn đề kỹ thuật

Việc lựa chọn nguyên liệu có sản xuất nước giải khát lên men phải được xem xét kĩ lưỡng, thỏa mãn các điều kiện dinh dưỡng, giá cả, trữ lượng,

Các loại quả khác nhau sẽ lên men khác nhau và cần phải điều chỉnh bổ sung các thành phần khác nhau cho thích hợp Ngoài ra, trái cây trước khi lên lên cần được chọn lọc và xử lý đúng kỹ thuật, hợp vệ sinh an toàn thực phẩm trước khi tiến hành lên men

- Trái cây phải được lựa chọn kỹ lưỡng không hư hỏng, dập nát

- Rửa sạch để ráo nước trước khi tiến hành mang đi nghiền ép

- Sau khi ép cần được tiến hành lên men ngay tránh để lâu dễ bị oxy hóa ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm

1.3.2 Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae

a Đặc điểm sinh học của nấm men Saccharomyces cerevisiae [7], [11], [20]

Đa số các tế bào Saccharomyces cerevisiae có hình ovan, kích thước (3 – 8) x (5 – 12) µm, sinh sản theo hình thức nảy chồi và tạo thành bào tử Saccharomyces

cerevisiae sinh ra enzyme invertase có khả năng khử đường Saccharose thành

Fructose và Glucose, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả và sản phẩm được tạo thành bình thường đối với nhiều nòi của men này đạt được 8 – 13 % so với thể tích

❖ Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men có thể chia làm 4 giai đoạn:

- Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh khối chưa tăng nhiều

- Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men

- Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản bằng tốc độ chết

- Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế bào nấm men giảm dần

Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm

trong dịch lên men Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho dịch lên men

có mùi vị đặc trưng riêng biệt Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào

Saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và

bị chết rất nhanh

Hình 1.7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là chủng nấm men được sử dụng phổ biến trong quá trình

lên men dịch quả chiếm tới 80 % trong tổng số Saccharomyces có trong dịch quả khi

lên men

b Yêu cầu về chủng nấm men [15], [16]

- Có hoạt lực lên men cao đối với dịch quả

- Sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn

- Kết lắng tốt

- Làm trong dịch lên men nhanh

- Chịu được độ cồn cao và độ acid của môi trường cũng như các chất sát trùng

- Tạo cho sản phẩm hương vị thơm ngon tinh khiết

- Có các đặc tính sau:

+ Thích nghi với quá trình lên men nhanh;

+ Tốc độ sử dụng cơ chất và tốc độ hình thành sản phẩm cao;

+ Khả năng chịu cồn cao;

+ Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao;

+ Sinh khối tạo thành vừa phải;

+ Tính ổn định cao về mặt di truyền;

+ Kết lắng cặn nhanh,

1.3.3 Đường Saccharose

a Đặc điểm hóa lý của đường sachharose

Saccharose là một loại đường đôi, là disaccharide của glucose và fructose saccharose được tạo thành từ một gốc α-glucose và một gốc β-fructose liên kết với nhau bằng liên kết 1,2 glucoside qua một nguyên tử oxi

Saccarozơ có trong nhiều loại thực vật và là thành phần chủ yếu của đường mía (từ cây mía), đường củ cải (từ củ cải đường), đường thốt nốt (từ cụm hoa thốt nốt)

Saccharose là chất bột kết tinh màu trắng, không mùi, vị ngọt dễ chịu, là loại đường dễ hòa tan (204 g/100 g nước ở 20 oC)

Công thức phân tử : C12H22O11

Saccharose ít tan trong rượu, tan tốt trong nước Nước càng nóng, độ tan của saccarozơ càng tăng Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ, giảm theo chiều tăng nhiệt độ

b Yêu cầu về đường

- Hàm lượng Saccharose >99%

- Hàm lượng nước < 9,2%

- Đường phải trắng tinh thể không có tạp chất, lượng đường khử < 0,1%

- Hàm lượng tro <0,03%

Hình 1.8 Tinh thể đường saccharose

1.3.4 Chỉ tiêu chất lượng của nước giải khát lên men có độ cồn thấp

Bảng 1.5 Chỉ tiêu vi sinh vật (TCVN 5042-1994)

Không đóng chai Đóng chai (hộp)

1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số khuẩn

5 Nấm men - mốc, số khóm nấm/ml,

6 St Aureus/vi khuẩn gây bệnh đường

Bảng 1.6 Chỉ tiêu cảm quan (TCVN 3215-79) Tên chỉ tiêu Yêu cầu

1 Màu sắc Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

2 Mùi Thơm đặc trưng của nguyên liệu và sản phẩm lên men,

không có mùi lạ

3 Vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm, không có vị lạ

4 Trạng thái Trong, không vẩn đục

Bảng 1.7 Chỉ tiêu giới hạn kim loại nặng (TCVN 7045-2002)

Bảng 1.8 Chỉ tiêu hóa học (TCVN 7945-2013)

1 Hàm lượng etanol (cồn) ở 20 oC, % thể tích, không nhỏ hơn 8,5

2 Hàm lượng metanol, mg/l etanol 100o, không lớn hơn 250

3 Độ axit dễ bay hơi, meq/l sản phẩm a, không lớn hơn 250

4 Áp suất dư trong chai tại 20 oC, bar, không nhỏ hơn

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

❖ Địa điểm: Thí nghiệm được thực hiện tại Phòng Nghiên cứu khoa học bộ môn thực phẩm và Phòng thí nghiệm vi sinh hóa, hóa sinh thuộc Viện Kĩ thuật - Kinh tế biển, trường Đại học Bà Rịa -Vũng Tàu

❖ Thời gian: Từ tháng 2/2017 đến tháng 6/2017

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu

❖ Nguyên liệu chính

- Quả chanh dây tím, hình bầu dục, còn nguyên vẹn không hư hỏng được mua

từ chợ Thắng Nhất, thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

- Giống nấm men: Nấm men Saccharomyces cerevisiae được cung cấp bởi Viện

Vi sinh vật và Công nghệ sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội, viện Công nghệ thực phẩm Hà Nội

- Đường saccharose: sử dụng đường saccharose dạng tinh thể màu trắng của công ty đường Biên Hòa Dùng để chỉnh độ Brix tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

❖ Môi trường nuôi cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae là muôi trường

- Yêu cầu về môi trường nuôi cấy

Để đảm bảo sự cân bằng về áp suất thẩm thấu giữa môi trường nuôi cấy và tế bào vi sinh nên cần điều chỉnh tỉ lệ và nồng độ các chất có trong thành phần môi trường nuôi cấy

Đảm bảo các điều kiện lý hóa cần thiết cho hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp vi sinh

a Phương pháp tăng sinh giống nấm men

Gốc nấm men ban đầu được tăng sinh trong môi trường Sabouraud, nuôi cấy lắc bằng máy lắc ngang trong thời gian 24h

b Phương pháp huấn luyện giống nấm men

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc tất cả các loại vi sinh vật đều có khả năng thích nghi rất cao với mọi tác động của môi trường Những tác động vừa đủ của môi trường được lặp đi lặp lại nhiều lần tạo nên thích nghi bền vững Tính thích nghi của vi sinh vật như là một biện pháp hữu hiệu để vi sinh vật tồn tại, pháp triển trong những điều kiện môi trường khác nhau Dựa vào nguyên tắc trên ta có thể tạo ra giống tốt với điều kiện sản xuất công nghiệp

Đối với đồ án này, nấm men giống sau khi được tăng sinh trong môi trường Sabouraud bằng cách sử dụng máy lắc ngang, sau 24h sẽ được cho qua môi trường bán chanh dây trước khi bổ sung vào dịch lên men Cứ 12h tiến hành đếm số lượng nấm men nhằm xác định được thời điểm thích hợp lấy giống mang đi lên men Thí nghiệm được lặp lại 3 lần và ghi nhận lại kết quả, từ đó chúng tôi xây dựng lên đường

cong sinh trưởng của giống nấm men Saccharomyces cerevisiae

Hình 2.1 Môi trường tăng sinh và huấn luyện nấm men

Saccharomyces cerevisiae

c Phương pháp đếm tế bào nấm men dưới kính hiển vi, sử dụng buồng đếm hồng cầu

Đếm số tế bào trong 5 ô vuông lớn (4 ô ở cạnh, 1 ô ở giữa), đếm lần lượt từng

ô nhỏ trong 1 ô lớn Trong tất cả các ô nhỏ, cần đếm số tế bào nằm hẳn trong ô trước, sau đó đếm tế bào nằm ở cạnh phía trên và cạnh bên phải ô

Công thức tính: [6]

Với:

N: số tế bào có trong 1 ml mẫu;

A: số tế bào trung bình trong một ô đếm;

1000: số qui đổi từ 1 mm3 thành 1 ml (1 ml = 1000 mm3);

F: hệ số pha loãng của mẫu trước khi đếm;

h: chiều cao của buồng đếm (mm);

S: diện tích một ô đếm (mm2)

Hình 2.2 Hình ảnh nấm men dưới kính hiển vi và buồng đếm hồng cầu

d Phương pháp quan sát tế bào nấm men sống, chết [6]

❖ Dựa vào nguyên tắc:

- Tế bào chết dễ bắt màu

- Thuốc nhuộm đi qua màng tế bào chết dễ dàng hơn đi qua màng tế bào sống

Vì vậy ta có thể dùng xanh methylene để nhuộm phân biệt được tế bào sống,

tế bào chết

- Cách tiến hành:

Cho vài giọt canh trường nấm men và một giọt thuốc nhuộm xanh methylene (đã pha loãng 10 lần) lên phiến kính, nhẹ nhàng trộn đều, đậy lá kính lại để yên 2 – 3 phút rồi đem quan sát Tế bào chết sẽ bắt màu xanh còn tế bào sống sẽ không bị bắt màu

Hình 2.3 Hình ảnh tế bào nấm men quan sát được khi nhuộm xanh methylen

2.2.2 Phương pháp phân tích

a Kiểm tra độ Brix [13]

Sử dụng Brix kế Trước khi tiến hành đo hiệu chỉnh thang chia độ Brix về mức

0 bằng cách nhỏ một giọt nước cất lên mặt kính sau đó quan sát vạch phân chia sáng tối nằm ngang mức 0 bắt đầu tiến hành đo độ Brix của dung dịch vạch phân chia chưa nằm đúng mức do ta điều chỉnh ốc vít trên thân Brix kế sau đó tiến hành đo Sau đó lau khô nhẹ nhàng bằng giấy thấm rồi tiến hành đo độ Brix

Dùng đũa khuấy nhẹ dung dịch cần đo nồng độ chất hòa tan, lấy ra một giọt chấm vào mặt kính Đậy nắp kính lại Quan sát và đọc độ Brix qua ống kính bằng vạch phân chia vùng tối và vùng sáng trên thang đo Xoay nhẹ ống kính để nhìn rõ nếu thấy thang đo bị mờ Sau đó rửa lại kính bằng nước cất và lau khô nhẹ nhàng

bằng giấy thấm

b Kiểm tra pH [14]

Sử dụng máy đo pH điện tử của phòng thí nghiệm vi sinh (TCVN 2655-1978) Cách tiến hành: Rửa sạch đầu đo, lau khô bằng giấy thấm, nhúng đầu đo vào dung dịch cần đo Đọc giá trị pH trên màn hình Khi đo nhiều lần liên tiếp thì sau mỗi lần đo, làm sạch bằng cách nhúng đầu đo vào nước cất Sau khi đo xong, rửa sạch đầu đo, lau khô và tắt máy

c Xác định hàm lượng tro [24]

- Nguyên tắc: Dùng sức nóng (550 – 600 oC) nung cháy hoàn toàn các chất hữu cơ Phần còn lại đem cân và tính ra phần trăm tro có trong thực phẩm

- Tiến hành thí nghiệm

Nung chén sứ đã rửa sạch ở lò nung 550 – 600 oC đến trong lượng không đổi

Để nguội ở bình hút ẩm và cân ở cân phân tích chính xác đến 0,0001 g

Cho vào chén sứ khoảng 5 g mẫu thử Cân tất cả ở phân tích với độ chính xác như trên Cho tất cả vào lò nung và nâng nhiệt độ từ từ cho đến 550 – 600 oC

Nung cho đến tro trắng, nghĩa là đã loại hết các chất hữu cơ, thường khoảng 6 – 7 giờ Trường hợp còn tro đen, lấy ra để nguội, cho thêm vài giọt H2O2 hoặc HNO3

đậm đặc và nung lại đến tro trắng

Để nguội trong bình hút ẩm và cân đến độ chính xác như trên Tiếp tục nung thêm ở nhiệt độ trên trong 30 phút rồi để nguội trong bình hút ẩm và cân cho đến trong lượng không đổi

G1: khối lượng chén và mẫu trước khi nung (g);

G2: khối lượng chén và mẫu sau khi nung (g)

Hình 2.4 Mẫu trước và sau khi nung

c Xác định độ axit [12]

Cân 3 – 5 g mẫu, sau đó chuyển sang tam giác 250 ml, thêm nước cất sao cho đạt thể tích 150 ml Đun 30 phút cách nhiệt ở nhiệt độ 80 – 90 0C, thỉnh thoảng lắc Khi dung dịch đã nguội, lọc qua giấy lọc vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất định mức đến vạch, lắc đều dịch

Lấy 50 ml dịch trên cho vào bình tam giác 250 ml, cho thêm 1 – 2 giọt phenolphtalein rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho tới khi xuất hiện màu hồng

Lượng acid hữu cơ hòa tan trong mẫu tính ra %:

T: hệ số điều chỉnh đối với NaOH 0,1N;

V: tổng thể tích dung dịch chiết (ml);

v: thể tích dung dịch lấy để chuẩn độ (ml);

c: khối lượng mẫu (g)