Đề tài Quy trình sản xuất nước giải khát chanh dây lên men

i LỜI CẢM ƠN Qua hơn 3 tháng nghiên cứu làm đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm nước giải khát chanh dây lên men” đến nay đã được hoàn thành. Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến cha mẹ em, những người sinh ra và nuôi dưỡng em lớn khôn, cho em cuộc sống ngày hôm nay. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến ThS.Phan Thị Nhì, TS.Nguyễn Anh Tuấn đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành đề tài này Em chân thành biết ơn các thầy, cô giáo trong khoa Chế Biến 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, ban 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 15 tháng 6 năm 2009 Sinh viên thực hiện Lê Cảnh Tuấn ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT NGK: Nước giải khát HSQT: Hệ số quan trọng ĐCCTL: Điểm chưa có trọng lượng VSV: Vi sinh vật ĐTH: Đường thích hợp pH TH: pH thích hợp TLMTH: Tỷ lệ men thích hợp tTH: Thời gian thích hợp ĐTBCTL: Điểm trung bình có trọng lượng h: giờ CLCQ: chất lượng cảm quan iii DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần hóa học của trái chanh dây cho 100g dịch ......................... 8 Bảng 2.1: Bảng điểm về mùi của sản phẩm NGK lên men từ chanh dây............... 21 Bảng 2.2: Bảng điểm về vị của sản phẩm NGK lên men từ chanh dây.................. 22 Bảng 2.3: Bảng điểm độ trong, màu sắc của NGK lên men từ chanh dây ....................22 Bảng 2.4: Bảng các chỉ tiêu VSV của sản phẩm đồ uống có độ rượu thấp............. 25 Bảng 3.1: Lượng dịch ép thu được ở mỗi mẫu ...................................................... 34 Bảng 3.2: Bảng kiểm nghiệm cảm quan dịch ép chanh dây................................... 35 Bảng 3.3: Hàm lượng đường tổng ở các mẫu........................................................ 37 Bảng 3.4: Kết quả xác định nồng độ chất khô sau khi pha loãng........................... 38 Bảng 3.5: Kết quả xác định pH sau khi pha loãng................................................. 39 Bảng 3.6: Bảng điểm có trọng lượng sau khi pha loãng dịch ................................ 39 Bảng 3.7: Bảng điểm có trọng lượng khi xác định hàm lượng đường thích hợp .... 40 Bảng 3.8: Bảng điểm có trọng lượng khi xác định pH lên men thích hợp.............. 42 Bảng 3.9: Bảng điểm có trọng lượng khi xác định tỷ lệ nấm men bổ sung ............ 45 Bảng 3.10: Bảng điểm có trọng lượng khi xác định thời gian lên men .................. 47 Bảng 3.11: Bảng điểm cảm quan điều vị sản phẩm............................................... 49 Bảng 3.12: Hoạch toán chi phí thành phẩm........................................................... 52 Bảng 3.13: Bảng điểm có trọng lượng của sản phẩm NGK lên men từ dịch quả chanh dây ............................................................................................................. 53 iv DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1: Cây chanh dây ...................................................................................... 6 Hình 1.2: Hoa chanh dây ...................................................................................... 6 Hình 1.3: Qủa chanh dây ...................................................................................... 7 Hình 1.4: Sơ đồ lên men ethanol........................................................................... 11 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến chế biến thử nghiệm ........................................ 23 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng enzym pectinaza thích hợp....... 26 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm loãng dịch quả .................................................. 27 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men................................................................................................. 29 Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình lên men ... 30 Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên men................................................................................................. 31 Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men thích hợp................ 32 Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều vị sản phẩm .............................................. 33 Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của enzyme pectinase đến lượng dịch ép ....................................................................................................... 34 Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của enzyme pectinaza đến hàm lượng đường .................................................................................................................. 37 Hình 3.3: Ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến độ rượu trong quá trình lên men.................................................................................................. 40 Hình 3.4: Sự biến đổi của hàm lượng đường trong quá trình lên men ................... 41 Hình 3.5: Ảnh hưởng của pH đến độ rượu trong quá trình lên men....................... 43 Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến sự biến đổi hàm lượng đường trong quá trình lên men.................................................................................................. 43 Hình 3.7: Ảnh hưởng của pH đến sự biến độ axit tổng trong quá trình lên men .... 44 Hình 3.8: Ảnh hưởng của lượng nấm men bổ sung đến quá quá trình tạo rượu ..... 45 Hình 3.9: Ảnh hưởng của lượng nấm men bổ sung đến hàm lượng đường còn lại 46 v Hình 3.10: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến quá trình hình thành rượu ........ 47 Hình 3.11: Ảnh hưởng của thời gian lên men đến lượng đường còn lại................ 48 Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện điểm cảm quan có trọng lượng của thí nghiệm điều vị .................................................................................................................. 49 Hình 3.13: Sơ đồ quy trình hoàn thiện sản xuất thử nghiệm nước giải khát lên men từ dịch chanh dây .................................................................................. 50 Hình 3.15: Sản phẩm nước giải khát lên men dịch chanh dây ............................... 53 vi MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................ ii DANH SÁCH BẢNG........................................................................................... iii DANH SÁCH HÌNH............................................................................................ iv MỤC LỤC ........................................................................................................... vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 Chương I: TỔNG QUAN ..................................................................................... 3 1.1. Tình hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men..................... 3 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................... 3 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................. 4 1.2. Giới thiệu về chanh dây ................................................................................. 5 1.2.1. Nguồn gốc và đặc điểm............................................................................ 5 1.2.2. Thành phần hóa học và vai trò của chanh dây .......................................... 8 1.3. Tổng quan về quá trình lên men..................................................................... 9 1.3.1. Tác nhân lên men ..................................................................................... 10 1.3.2. Cơ chế của quá trình lên men ................................................................... 10 1.3.3. Động học của quá trình lên men .............................................................. 12 1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men............................................ 12 1.3.5. Những kỷ thuật áp dụng chung cho lên men............................................. 14 1.3.6. Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men................................ 15 1.3.7. Các vi khuẩn có hại cho quá trình lên men ............................................... 15 Chương II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 17 2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 17 2.1.1. Nguyên liệu chính .................................................................................... 17 2.1.2. Nguyên liệu phụ ....................................................................................... 17 2.1.3. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu................................ 19 2.2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 20 vii 2.3. Các phương pháp nghiên cứu......................................................................... 20 2.3.1. Phương pháp vi sinh vật .......................................................................... 20 2.3.2. Phương pháp hoá học .............................................................................. 20 2.3.3. Phương pháp phân tích cảm quan............................................................. 21 2.3.4. Đề xuất quy trình dự kiến sản xuất nước giải khát lên men từ dịch chanh dây..................................................................................................................... 23 2.4. Bố trí thí nghiệm............................................................................................ 26 2.4.1. Xác định lượng emzyme pectinaza bổ sung thích hợp .............................. 26 2.4.2. Xác định lượng nước pha loãng dịch lên men........................................... 27 2.4.3. Xác định lượng đường bổ sung, pH lên men tỷ lệ nấm men bổ sung, và thời gian thích hợp cho quá trình lên men ...................................... 28 2.4.4. Bố trí thí nghiệm điều vị sản phẩm .......................................................... 33 2.5. Phương pháp sử lý số liệu.............................................................................. 33 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................... 34 3.1. Kết quả xác định lượng enzyme pectinase bổ sung thích hợp......................... 34 3.1.1. Kết quả xác định lượng dịch thu được...................................................... 34 3.1.2. Kết quả xác định hàm lượng đường.......................................................... 37 3.2. Kết quả xác định lượng nước bổ sung vào dịch quả ....................................... 38 3.3. Kết quả xác định hàm lượng đường lên men thích hợp. ................................. 40 3.4. Kết quả xác định pH thích hợp cho quá trình lên men. ................................... 42 3.5. Kết quả xác định tỷ lệ nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên men ..... 45 3.6. Kết quả xác định thời gian lên men thích hợp. ............................................... 47 3.7. Kết quả thí nghiệm điều vị ............................................................................. 49 3.8. Sơ đồ hoàn thiện quy trình sản xuất thử nghiệm sản phẩm nước giải khát lên men từ dịch quả chanh dây. .............................................................. 50 3.9. Sơ bộ tính toán giá thành sản phẩm trong phòng thí nghiệm .......................... 52 Chương IV: KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .............................................. 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 56 PHỤ LỤC............................................................................................................. - 1 - 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. Trái cây chín hái ăn ngay thì rất tốt vì nó còn giữ nguyên vẹn các chất dinh dưỡng có trong quả. 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. Trái cây lại có tính mùa vụ, khó bảo quản lâu dài, dễ bị dập nát, khó vân chuyển. 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 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… Nhưng việc chế biến trái cây để tạo ra sản phẩm nước giải khát lên men có độ cồn thấp thì còn rất ít. 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. Từ những ý tưởng trên, được sự đồng ý của khoa Chế Biến, bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, ThS. Phan Thị Nhì – TS. Nguyễn Anh Tuấn em đã nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm nước giải khát chanh dây lên men”. Mục đích của đề tài - Xây dựng quy trình chế biến thử nghiệm nước giải khát lên men dịch chanh dây. - Xác định hàm lượng đường, pH, tỷ lệ nấm men bổ sung, thời gian lên men . - 2 - Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn - Là cơ sở cho việc áp dụng vào việc nghiên cứu sản xuất các sản phẩm nước giải khát lên men từ nhiều loại trái cây khác. - Thành công của đề tài sẽ ra được các thông số thích hợp cho quy trình sản xuất, nhằm áp dụng vào sản xuất với quy mô công nghiệp, tạo ra sản phẩm mới, làm đa dạng hóa sản phẩm đồ uống. - Tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào mà thiên nhiên đã ban tặng cho đất nước Việt Nam, tạo nguồn thu nhập ổn định cho người dân. - Trong quá trình học tập, tìm hiểu và nghiên cứu để thực hiện đề tài này tôi 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, tôi rất mong được sự xem xét, góp ý của thầy cô và bạn bè. Tôi xin chân thành cảm ơn! - 3 - Chương I: TỔNG QUAN 1.1. Tình hình nghiên cứu NGKvà NGK lên men [11] Nước giải khát là loại đồ uống đóng vai trò rất quan trọng đối với đời sống con người, ngoài việc cung cấp cho con người một lượng nước đáng kể nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các loại muối khoáng, cung cấp nguồn năng lượng lớn cho cơ thể. Vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu không thể thiếu được đối với cuộc sống của con người. 1.1.1. Tình hình sản xuất NGK trên thế giới Ngành sản xuất NGK đang phát triển với tốc độ rất nhanh cả về chủng loại và số lượng, nhanh chóng chiếm lĩnh và được thị trường chấp nhận trong suốt thế kỷ XX. Trong số đó phải kể đến các hãng sản xuất nước giải khát nổi tiếng như: Cocacola, Pepsicola, Nestle… với mặt hàng truyền thống là loại NGK pha chế từ: Đường, hương liệu, màu, CO2 và một số loại hoá chất khác. Ngày nay, khi điều kiện sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng NGK ngày càng tăng và đang từng bước chuyển dần từ loại NGK pha chế truyền thống sang sử dụng loại NGK có chứa các chất dinh dưỡng như các loại: axit amin, vitamin, muối khoáng… được sản xuất từ các loại trái cây. Đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỷ XXI, nên nhiều quốc gia như: Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật, Hàn Quốc, Úc, Thái Lan, Trung Quốc… đã và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất được nhiều loại NGK từ các loại trái cây như: Cam, dứa, xoài, xơri, ổi, táo, lê, dâu, mơ, nho, vải… có chất lượng rất cao phù hợp với nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Theo dự đoán của các nhà chiến lược trong các loại NGK được sản xuất từ trái cây thì loại NGK lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tương lai và rất phù hợp với thế hệ trẻ vì đây là sản phẩm được đánh giá có giá trị dinh dưỡng cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật. Cho đến nay đã có một số sản phẩm từ trái cây như: Bluebird, Treetop ... là các sản phẩm không cồn của Florida (Mỹ) được sản xuất từ 100% dịch trái nho, táo mà - 4 - thành phần có nhiều loại vitamin, muối khoáng, độ đường khoảng 15-18% đóng trong hộp kim loại có dung tích 160-180ml. Một số sản phẩm có lượng cồn thấp (6%V) mang nhãn hiệu: Arbor Mist (Mỹ) được sản xuất từ rượu vang: Nho, dâu, đào... Có hàm lượng đường từ 12-15% và nhiều loại vitamin, muối khoáng khác đã và đang được bán trên thị trường Việt Nam, được người tiêu dùng đánh giá cao như: Rượu vang chanh dây 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 mà chúng ta đã từng thưởng thức. Ngoài vị ngọt nó còn có vị chát và hương thơm thật đặc trưng. 1.1.2. Tình hình sản xuất NGK trong nước [11] Việt Nam có khí hậu nóng và khô, nên nhu cầu sử dụng nước NGK rất lớn, mặc dù cho đến nay đã có một số công ty nước ngoài được cấp giấy phép đầu tư và sản xuất NGK từ trái cây tại Việt Nam, song mức tiêu thụ bình quân của người Việt Nam mới chỉ đạt 0,16 lít/ người năm (là quá thấp so với nhiều quốc gia trong khu vực), trong khi nguồn nguyên liệu để sản xuất NGK 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. Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, được thiên nhiên ưu đãi và nguồn đất đai màu mỡ, trù phú, thuận lợi cho việc trồng và phát triển các loại cây ăn quả khác nhau như nho, xoài, dâu, chanh dây… Vì vậy việc sản xuất NGK hương vị trái cây tự nhiên rất thuận lợi. NGK lên men từ dịch trái cây không qua chưng cất, có độ cồn thấp được xem là loại nước uống tự nhiên có lợi cho sức khỏe vì có chứa nhiều chất dinh dưỡng của trái cây. Hiện nay trên thị trường xuất hiện nhiều loại NGK với nhiều hương vị khác nhau (nho, mận….). Tuy nhiên, trên thực tế thì có rất ít các sản phẩm có hương liệu tự nhiên mà chỉ là hương liệu tổng hợp. Những loại nước uống này hoàn toàn không - 5 - có dinh dưỡng mà chỉ có một ít năng lượng là đường, và nếu sử dụng đường hóa học lại còn có hại đối với sức khỏe người tiêu dùng. NGK lên men chứa một lượng cồn thấp, nhiều người có thể uống được kể cả phụ nữ và người già, cồn etylic trong NGK lên men tự nhiên rất tinh khiết. Nước giải khát lên men hương vị chanh dây tự nhiên là một loại NGK sử dụng nấm men saccharomyces lên men từ dịch chiết trái chanh dây tạo rượu etylic và CO2. Nhờ đó khi uống ta có cảm giác mát lạnh nhờ CO2, vị thơm nồng của rượu etylic và chanh dây. Việc nghiên cứu để sản xuất NGK lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung cuả thế giới và khu vực. Tôi hy vọng được đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo ra loại sản phẩm mới có chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu của thị trường trong nước, từng bước hoà nhập với sự phát triển chung của ngành sản xuất NGK trong khu vực và quốc tế. 1.2. Giới thiệu về chanh dây 1.2.1. Nguồn gốc và đặc điểm Chanh dây còn gọi là lạc tiên, chum bao, chanh leo, mát mát, dây mát, mê ly... Tên khoa học là: passiflora edulis. Thuộc họ passifloraceae, bộ violales. Chi passiflora hiện có hơn 400 loài, trong đó có khoảng 60 loài cho trái ăn được. Tên tiếng Anh là: Passion Fruit. Chanh dây là loại cây leo nhiệt đới có nguồn góc 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. Ở Việt Nam chanh dây được trồng nhiều ở Đà Lạt, đồng bằng Sông Cửu Long (Cần thơ, An Giang, Kiên Giang,). Nước quả trái chanh dây có hương thơm, vị ngọt và có hàm lượng axit khoảng 2%. Dịch quả chứa nhiều Vitamin A và C cùng nhiều nguyên tố vi lượng có ích cho tim mạch… Quả có vỏ dày nên thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản lâu. a. Cây Cây chanh dây rất dễ trồng, ưa đất khô ráo, cần ít nước, sống được cả nơi sỏi đá hoặc đất cát. Cây đạt độ trưởng thành ở 12 tháng tuổi, có thể dài đến 15m, cho thu - 6 - hoạch tốt trong vòng 5 – 6 năm. Chanh dây là loại cây leo bằng tua cuốn đơn mộc ở phía đối diện ở lá, có chiều dài 20 – 40cm. Hình 1.1: Cây chanh dây b. Hoa Hoa đơn tính, mọc từ nách lá. Mỗi hoa mang 5 nhị đực với 5 chỉ dính nhau thành óng ở đáy và tách rời ở phần mang bao phấn. Do hoa đẹp nên được nhiều nơi trồng làm cây cảnh. Hoa chanh dây có tác dụng an thần nhẹ và có khả năng "ru" ngủ. Hoa chanh dây đã và đang được nhiều nước dùng để điều trị cho những trẻ em dễ bị kích động hoặc có vấn đề bất ổn về thần kinh, chữa bệnh hen suyễn, rối loạn tiêu hóa, chứng mất ngủ, và các khó chịu của hội chứng tiền mãn kinh. Hình 1.2: Hoa chanh dây c. Quả Trái chanh dây hình cầu hoặc bầu dục, kích thước 4,5 – 7cm, màu tím sậm hay vàng chanh, tự rụng khi chín, vỏ quả trơn láng bóng. Vỏ quả mỏng cứng, trung bì - 7 - màu xanh, nội quả bì màu trắng. Trái mang nhiều hột có cơm mềm, mùi thơm rất quyến rũ, hấp dẫn. Dịch quả đạt 40% so với trọng lượng quả. Phần dịch chứa nhiều axit lấy ra thêm đường cô đặc và chế biến nước giải khát, rượu hay mứt... Chanh dây có hàm lượng đường vừa phải (8,5g gluxit/100g), thấp hơn một số loại trái cây thông thường khác (trung bình là 9-12g/100g), nhưng phần lớn lượng đường này là fructose có độ ngọt cao (so với đường saccharoza), vì vậy chanh dây vẫn có vị ngọt. Mặc dù nó còn chứa các loại axit hữu cơ, chủ yếu là axit citric (3,9g/100g, ít chua hơn trái chanh). Ngoài ra, trong chanh dây còn có một tỉ lệ chất nhất định protein, lipid, các chất khoáng và chất vi lượng như sắt, photpho, kẽm, magnesium,… nhiều loại vitamin đặc biệt là vitamin C và nhất là chất xơ. Về năng lượng cung cấp, chanh dây tương đương với xòai, xơri, về magnesium, tương đương với chuối… Dịch quả cho vào NGK, làm kem... thì hương vị thật thơm mát. Quả có hai loại: Hình 1.3: Qủa chanh dây - Dạng trái tím: Có vỏ trái màu tím đến tím sậm, trái nhỏ. Cây có tua dây, nhành và gân lá màu xanh. Dạng này phổ biến ở vùng có khí hậu mát, như Đà Lạt, Tây Nguyên - Việt Nam và cho hương vị trái ngon nhất. - Dạng trái vàng: Vỏ trái màu vàng chanh, trái lớn hơn dạng trái tím, cây có tua dây, nhánh và gân lá ửng đỏ tím. Hoa lớn và có tràng màu tím sậm hơn dạng trái tím, đồng thời dây cũng mộc mạnh hơn. Dạng này chịu nóng, thích hợp với vùng có cao độ thấp (0 – 800m) như ở Đồng bằng Sông Cửu Long. - 8 - d. Thu hoạch và bảo quản chanh dây Thu hoặch chanh dây tốt nhất khi quả chín. Trong quá trình thu hái nên cắt để tránh ảnh hưởng đến cây. Với điều kiện mát mẻ như Lâm Đồng thì quả chanh dây có thể bảo quản 5-7 ngày. Nhưng ở trong điều kiện nóng như ở TP.HCM thì trái chanh dây chỉ bảo quản được khoảng 4 ngày. 1.2.2. Thành phần hóa học và vai trò của chanh dây [11] Qủa chanh dây gồm rất nhiều chất, có thành phần dinh dưỡng rất phong phú, cung cấp cho cơ thể một lượng dinh dưỡng đáng kể. Ở những nơi khác nhau thì thành phần hóa học của trái chanh dây là khác nhau. Bảng 1.1: Thành phần hóa học của trái chanh dây cho 100g dịch Thành phần Hàm lượng Nước 66 – 84% Protein 0.7 – 1.5% Chất béo 0.2 – 0.3% Gluxit 14.5 – 32.4% Khoáng 0.5 – 0.8% Xơ 0.6 – 0.8% Ca 4 – 17mg P 35 – 64mg Fe 0.4 – 2.1mg Vitamin C 30g Vitamin A 700 – 2410 IU Niacin 1.5 – 2.2mg Đường 8.5g Glucid/ 100g Acit citric 3.9/100g - 9 - Vai trò của trái chanh dây Qủa chanh dây có tác dụng chữa bệnh, kể cả lá, thân, hoa. Trong y học, cả hoa, lá, trái và vỏ trái chanh dây đều được dùng để chữa bệnh. Nước ép chanh dây, đặc biệt là lá chanh dây, có chứa chất alkaloids giúp làm hạ huyết áp, an thần, giảm đau, và chống lại tác động của các cơn co thắt. Chanh dây rất giàu vitamin C. Vitamin C chính là chất chống oxy hóa và chống viêm nhiễm. Do đó có thể giúp chúng ta giảm các triệu chứng hen suyễn. Chanh dây là loại quả có nhiều chất xơ, chất xơ rất tốt cho sức khỏe, nó có thể ngừa bệnh tim mạch vành ngoài ra còn giữ được lượng cholesterol. Giàu đường cung cấp năng lượng cho cơ thể. Chanh dây có vị ngọt và vị chua nên người ta thường dùng nước ép từ quả để làm nước giải khát và thanh nhiệt. Chanh dây có chứa thành phần gây ngủ và rất tốt để thư giãn, nên uống chanh dây trước khi đi ngủ để giấc ngủ của bạn sâu hơn. Hoa chanh dây có tác dụng an thần nhẹ. 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 polyphenol. Trái chanh dây không chứa cholesterol, giàu vitamin A và vitamin C, là nguồn cung cấp kali và chất sắt dồi dào, nguồn chất xơ tuyệt hảo, và giúp làm dịu các cơ đang bị căng cứng. Ở nhiều nước, người ta dùng trái chanh dây để chế biến thành nhiều thứ bánh ngọt khác nhau, kết hợp hoặc không kết hợp với các loại trái cây khác để làm kem, yaourt... Còn ở nước ta, cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với đá để làm nước uống giải khát. Chanh dây cũng thật tuyệt vời khi được trộn chung với sữa đặc. Hương thơm đặc trưng của chanh dây cùng vị chua nhè nhẹ kết hợp với vị béo và ngọt của sữa tạo thành một món giải khát hỗn hợp không thể nào quên. 1.3. Tổng quan về quá trình lên men [7] Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzym tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người ta - 10 - chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên, có hai hình thức lên men là lên men yếm khí và lên men hiếu khí. Lên men NGK là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành etanol và 2CO . 1.3.1. Tác nhân lên men Tác nhân chính của quá trình lên men nước giải khát là nấm men Saccharomyces cerevisiae. Dựa vào đặc tính của quá trình lên men mà nấm men được chia làm 2 dạng chính: - Nấm men nổi: Gây ra sự lên men nổi, lên men ở nhiệt độ cao từ 20-28oC. Quá trình lên men nhanh, tạo thành nhiều bọt, do tác dụng thoát khí CO2 nhiều nên trong thời gian lên men nấm men nổi trên mặt hoặc lơ lửng trong dịch lên men và chỉ lắng xuống đáy thành một lớp xốp khi quá trình lêm men kết thúc. - Nấm men chìm: Quá trình lên men chậm ở nhiệt độ 5-10oC, CO2 thoát ra ít trong quá trình lên men, nấm men ở đáy thùng lên men. 1.3.2. Cơ chế của quá trình lên men [7] 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 trăm 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 được khuếch tán vào trong tế bào nấm men. Rượu và CO2 được tạo thành theo phản ứng tổng quát sau: C6H12O6 + 2ADP + 3H 3PO4 = 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 nhưng không lớn. Vì thế CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường - 11 - và nhanh chống đạt được trạng thái bão hòa. Khi 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 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 săng 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 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 gia 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. Hình 1.4: Sơ đồ lên men ethanol Lên men ethanol được chia làm hai thời kỳ: - Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều (1). Lúc này sản phẩm là glyxerin. Bởi vì lúc này hàm lượng axetaldehyt (CH3CHO) chưa có nhiều để nhận hydro của alcoldehydrogenaza mà hydro lại chuyển đến cho - 12 - photphoglyxeraldehyt tạo photphoglyxerin, sau đó photphoglyxerin bị thủy phân giải phóng axit photphoric và glyxerin. - Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng axetaldehyt đã hình thành nhiều, nên hydro từ alcoldehydrogenaza lại chuyển sang axetaldehyt (CH3CHO) theo chiều phản ứng (2), lúc này sản phẩm chủ yếu là ethanol và CO2. 1.3.3. Động học của quá trình lên men [10], [7] 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 60 h đầu kể từ lúc cho tế bào nấm men tiếp xúc với dịch lên men. Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể. - Thời kỳ 2: Đây là thời kỳ lên men chính., chiếm khoảng 60 – 120 h sau thời kỳ đầu. Sự phát triển của tế bào nấm men và sự lên men sau mỗi giờ lên men tăng nhanh đáng kể và đạt trị số cực đại. - Thời kỳ cuối: Đây là giai đoạn lên men phụ, quá trình lên men diễn ra rất chậm. Đồng thời là thời kỳ ổn định, tạo mùi, tạo vị cho sản phẩm. Thời kỳ lên men chính là thời kỳ biến đổi sâu sắc các thành phần trong dịch lên men. Chúng ảnh hưởng đến kết quả của quá trình lên men. 1.3.4. 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 được hiệu suất lên men cao. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men gồm: a. Ảnh hưởng của nồng độ đường Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giãn đặc biệt là maltose và saccharose. Trong dịch len men ngoài đường ra, phải bổ sung thêm một số thức ăn cần thiết cho nấm men như các muối amôn, các muối photphat và đạm như urê. 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 ở nồng độ đường từ 30-35% thì sự lên men bị đình chỉ. - 13 - b. Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men, cụ thể ở đây là nấm men saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men NGK. Lên men NGK thích ứng ở nhiệt độ 28-30oC, ở nhiệt độ 50oC trở đi và dưới 0OC thì nấm men không hoạt động. Trong thực tế người ta có thể lên men ở nhiệt độ trong khoảng 4- 28oC tùy theo yêu cầu của người sử dụng. c. Ảnh hưởng của pH môi trường pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men NGK. Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH từ 2 - 8 nhưng thích hợp nhất là 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 quá trình lên men nên điều chỉnh pH < 4. Khi pH = 8 thì nấm men phát triển rất 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 thường bổ sung vào môi trường lên men một loại axit không gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men. Thực tế người ta hay dùng axit citric để điều chỉnh pH. d. Ảnh hưởng của oxy Oxy là thành phần quan trọng trong giai đoạn 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 NGK là một quá trình lên men yếm khí, nhưng lên men trong giai đoạn đầu nhất thiết phải cho dịch lên men tiếp xúc với oxy để cho nấm men sinh trưởng và phát triển (tăng sinh khối). 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 [10] 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 môi trường lên men là 1%, từ 4-6% có ảnh hưởng xấu. Đa số nấm men lên men được ở - 14 - nồng độ rượu từ 12-14%, chỉ có một số ít lên men ở nồng độ rượu từ 17 – 20%. Khí CO2 ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 lại có tác dụng tốt cho quá trình lên men. Khi thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men luôn chuyển động, kéo dài trạng thái lơ lững của tế bào nấm men nên làm tăng 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 quá trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt hơn. Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm. Sinh khối tế bào nấm men quá nhiều thì môi 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 lương nấm men đáng kể. 1.3.5. Những kỹ thuật áp dụng chung cho lên men [7], [10] a. Chống oxy hóa nước quả Nếu dịch quả tiếp xúc với oxy của không khí sẽ gây ra hiên tượng oxy hóa dịch lên men ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Vì thế cần có những biện pháp phồng chống. Sau đây là một số biện pháp phồng chống: - Không làm dập nát quả trong suốt quá trình thu hái, vận chuyển. - Cần có công đoạn phân loại, lựa chọn nguyên liệu khi đưa vào sản xuất. - Vừa tách dịch xong cần tiến hành lên men ngay. - Dùng những biện pháp lý hóa để hạn chế oxy hóa. - Chứa dịch trong thiết bị có CO2 thay cho O2 - Xử lý nhiệt cũng là một biện pháp chống oxy hóa có hiệu quả. b. Theo dõi quá trình lên men Kỹ thuật theo dõi quá trình lên men là công việc rất quan trọng, nếu không được theo dõi chu đáo có thể dẫn đến hỏng cả mẻ lên men hoặc sản phẩm sẽ kém chất lượng. Nên phải tạo điều kiện cho quá trình lên men diễn ra nhanh. Để tránh cho vi sinh vật phát triển làm hỏng sản phẩm. Theo dõi quá trình lên men bằng cách theo dõi lượng bọt khí bay lên, nếu thấy tốc độ lên men chậm thì cần bổ sung thêm nấm men ngay. - 15 - 1.3.6. Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men Khi lên men bên cạnh các sản phẩm chính là rượu etylic và khí CO2 còn có nhiều sản phẩm phụ khác như: axit acetic, glyxerin, acetaldehyt,… - Sự tạo thành glyxerin [4] Trong điều kiện bình thường, khi pH của môi trường từ 4 – 5 thì sự lên men được giải thích bằng phương trình tổng quát sau: C6H12O6 pH = 4 - 5 CH3CHO + CO2 + C3H8O3 (glyxerin) Còn khi pH > 7 thì sản phẩm tạo ra như sau: C6H12O6 pH > 7 CH3COOH + O2 + C3H8O3 + C2H5OH - Sự tạo thành acid hữu cơ Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acetic, lactic, citric, pyrovic và succinic nhưng nhiều nhất là acetic và lactic, axit acetic bị mất hydro và ngưng tụ tạo thành acid succinic. Ta có phương trình tổng quát sau: - Sự tạo thành este Cùng với sự tạo thành axit, acol, dưới tác dụng của ezym esteaza của nấm men, các axit và acol sẽ tác dụng với nhau để tạo thành những este tương ứng. Được viết dưới dạng tổng quát như sau: R1CH2OH + R2COOH R2COOCH2R1 + H2O Ngoài ra trong quá trình lên men còn tạo ra các sản phụ khác như: aceton, diacetyl và 2,3 butanol. 1.3.7. Các vi khuẩn có hại cho quá trình lên men Dịch lên men không chỉ là môi trường dinh dưỡng cho nấm men mà còn có các vi sinh vật khác. Các vi sinh vật nếu lẫn vào dịch lên men chúng sẽ biến đường thành các sản phẩm khác vì thế làm giảm hiệu suất lên men rượu. Trong quá trình lên men rượu thường gặp các loại vi sinh vật sau: a. Vi khuẩn lactic Đây là loại vi khuẩn yếm khí, chúng gồm 2 loại: Lactic điển hình và lactic không điển hình. - 16 - vi khuẩn acetic vi khuẩn lactic Lactic điển hình sẽ biến đường thành sản phẩm duy nhất là axit lactic C6H12O6 2CH3CHOHCOOH + 18 kcal Vi khuẩn lactic không điển hình sẽ sử dụng đường và tạo ra axit lactic, ngoài ra còn tạo ra một lượng đáng kể alcol, axit acetic, cacbonic và aceton. Các sản phẩm này tạo ra không ổn định. Lactic điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 49-51oC, còn lactic không điển hình có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 37 - 38oC. b. Vi khuẩn acetic Vi khuẩn acetic là loại vi khuẩn háo khí không tạo thành bào tử, có nhiệt độ tối ưu trong khoảng 20-35oC, tối đa 42oC chúng phát triển tốt trong môi trường có alcol thấp, oxy hóa alcol thành axit acetic. C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O + 116 kcal. Trong môi trường không có acol, vi khuẩn acetic sẽ oxy hóa đường thành acid gluconic. Các vi khuẩn acetic ít có khả năng phát triển trong điều kiện lên men rượu vì vi khuẩn này rất hiếu khí. c. Vi khuẩn butylic và các vi sinh vật khác Các vi sinh vật loại này không phát triển trong quá trình lên men vì pH tối thích của chúng nằm trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu. Vì thế nhiễm khuẩn chủ yếu trong quá trình lên men là vi khuẩn lactic. - 17 - Chương II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu chính Sử dụng quả chanh dây làm nguyên liệu chính được mua ở chợ Vĩnh Hải, lấy từ tỉnh Lâm Đồng. Dạng quả màu tím đã đạt độ chín kỹ thuật: Có Màu tím xanh; Trạng thái: hình bầu dục, còn nguyên vẹn không dập nát. 2.1.2. Nguyên liệu phụ a. Đường Dùng để điều chỉnh độ Brix tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men, và dùng để điều chỉnh vị của sản phẩm sau lên men. Sử dụng đường saccharose tinh luyện, dạng đường cát trắng tinh khiết, được đóng gói kỹ của công ty đường Khánh Hòa. - Yêu cầu về mặt kỹ thuật: Đường sử dụng là đường tinh luyện cao cấp, đường kính phải tuân theo TCVN 1695-87, hàm lượng Saccaroza > 99,5%, hàm lượng ẩm < 0,05%, lượng đường khử < 0,1% - Tiêu chuẩn cảm quan: Dạng tinh thể tương đối đồng đều, không vón cục, không ẩm, không tạp chất lạ, vị ngọt, không có vị lạ nào khác, không mùi lạ, tất cả tinh thể đều trắng tinh, óng ánh, khi pha trong nước cất thì dung dịch trong suốt. b. Nấm men Nấm men sử dụng là chủng Saccharomyces Cerevisiae thuộc chủng nấm men nổi, được giữ trong ống nghiệm, nấm men đang ở dạng tiềm sinh trên môi trường thạch nghiêng. Nấm men được cung cấp bởi Viện Công Nghệ Sinh Học – TP - Hà Nội Sau đó nấm men được cấy chuyền sang môi trường thạch nghiêng và đem đi tăng sinh trong môi trường dịch quả chanh dây. - Chuẩn bị dịch chanh dây: Dịch chanh dây có độ Brix trong khoảng 10 – 12%, pH = 4 sau đó đem đi thanh trùng và làm nguội. Dịch được đựng trong bình tam giác 250ml, tỷ lệ đổ đầy từ 1/3 – 1/2 dung tích của bình. - 18 - - Tiến hành tăng sinh: Dùng que cấy lấy một khuẩn lạc cho vào dịch chanh dây đã chuẩn bị như trên và khuấy đều, đậy kín bình tam giác ngay sau khi cấy. Công việc tăng sinh được tiến hành bên ngọn lửa đèn cồn để tránh tạp nhiễm vi sinh vật lạ sau khi cấy nấm men. Sau 24 – 30h thì tiến hành lên men được. c. Axit citric ( 876 OHC ) Sử dụng ở dạng tinh thể, màu trắng, tan vô hạn trong nước và tạo dung dịch trong suốt. Axit Citric được sử dụng để làm giảm độ pH cho dịch lên men. Yêu cầu đối với Axit Citric: Không lẫn tạp chất, hàm lượng axit xitric > 99%, hàm lượng ẩm < 0,3%. d. Enzyme Pectinaza Pectinaza có tên thương mại là Novoferin 14, là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp chất pectin (có phân tử lượng lớn) thành các hợp phần khác nhau có phân tử lượng thấp hơn cơ chất ban đầu. Bổ sung enzyme pectinaza vào thịt quả chanh dây nhằm mục đích: Ép dịch được dễ dàng hơn (ép được nhiều dịch), tạo ra nhiều đường hơn cho dịch ép, làm cho dịch ép trong đẹp hơn. Enzyme pectinaza được cung cấp bởi viện Công Nghệ Sinh Học - Thành Phố Hồ Chí Minh. e. Na2CO3 Sử dụng nhằm mục đích tạo pH thích hợp cho quá trình lên men. Na2CO3 được sử dụng ở dạng hạt, màu trắng. f. Nước Nước được sử dụng trong đề tài nghiên cứu của tôi là nước cất được chưng cất tại phòng thí nghiệm Hóa Sinh trường Đại Học Nha Trang. - 19 - 2.1.3. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu a. Địa điểm nghiên cứu Đề tài được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn: Công Nghệ Thực Phẩm, Công Nghệ Chế Biến, phòng Hóa Sinh ,Vi Sinh – Khoa Chế Biến – Trường Đại Học Nha Trang. b. Các thiết bị được sử dụng làm đề tài - Máy đo độ pH meter - BASIC ( Mỹ) với độ chính xác 0.01. - Khúc xạ kế đo độ Brix ATGO – 1E ( 0 – 32%) - Máy ép dịch - Bộ chưng cất cồn đơn giản (phòng hóa sinh) - Cân điện tử với độ chính xác 0.001g. - Máy đóng nắp - Cồn kế - Nồi thanh trùng - Thiết bị ổn nhiệt - Các dụng cụ, thiết bị cần thiết trong phòng thí nghiệm c. Hóa chất sử dụng Hóa chất xác định đường tổng số (Theo phương pháp Bertrand): - Dung dịch HCl đậm đặc. - Dung dịch NaOH 30%, 20%, 10%. - Dung dịch polyphenol 1% trong cồn. - Dung dịch chì axetat 30%. - Dung dịch Feling A: 69.28g CuSO4 tinh thể + nước cất vừa đủ 1 lít. - Dung dịch Feling B: 34.6g kalinatritactrat +100g NaOH + nước cất vừa đủ 1lít - Dung dịch bertrand (Dung dịch sắt (III) sunfat): 50g Fe2(SO4)3 + 200g H2SO4 đậm đặc + nước cất vừa đủ 1 lít. - Dung dịch KMnO4. - 20 - Hóa chất xác định độ rượu - Thuốc thử nitrocromic: 4.9g kalibicromat + 1000 ml axit nitric đậm đặc. - Dung dịch kali iodua 10%: 100g KI tinh thể + nước cất vừa đủ 1 lít. - Dung dịch natrihyposunfit 0.1N. 2.2. Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu các thông số thích hợp cho quá trình lên men. - Xác định hàm lượng enzyme pectinaza thích hợp cần bổ sung. - Xác định tỷ lệ nước bổ sung thích hợp. - Xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men. - Xác định pH thích hợp cho quá trình lên men. - Xác định tỷ lệ men bổ sung thích cho quá trình lên men. - Xác định thời gian lên men thích hợp. Xác định tỷ lệ syrup bổ sung thích hợp cho thí nghiệm điều vị. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp vi sinh vật - Nhân giống nấm men: Môi trường nhân giống là dịch ép thịt quả có độ khô từ 100 – 120g/l, pH: 4,5 - 4,7 - Môi trường lên men là dịch quả có độ khô từ 160 – 220g/l, pH: 3.5 – 5.0. - Nấm men được nuôi cấy và lên men ở nhiệt độ 25- 27oC. 2.3.2. Các phương pháp hoá học - Xác định hàm lượng đường tổng số và đường khử bằng phương pháp Bertrand - Xác định hàm lượng axit tổng số bằng KOH 0,1N chỉ thị là Phenolphtalein - Xác định hàm lượng cồn bằng phương pháp hóa học - Xác định độ pH bằng pH meter - BASIC ( Mỹ) - 21 - 2.3.3. Phương pháp phân tích cảm quan [2] Chất lượng cảm quan sản phẩm được đánh giá bằng phương pháp cảm quan theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215 – 79). Tiêu chuẩn này sử dụng hệ số 20 điểm, xây dựng trên một thang thống nhất có 6 bậc (Từ 0÷5), và điểm 5 là điểm cao nhất cho một chỉ tiêu. Sáu bậc đánh giá được mô tả ở phụ lục 3. Đối với sản phẩm đồ uống có cồn nói chung và sản phẩm nước giải khát lên men nói riêng thí các chỉ tiêu cảm quan quan trọng cần đánh giá gồm: - Độ trong và màu sắc, mùi, vị Dưới đây là bảng chuẩn được xây dựng để tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm NGK lên men từ chanh dây. Dựa vào bảng chuẩn để tiến hành lập chon 5 thành viên (lớp 47TP3. khóa 47) đánh giá cảm quan sản phẩm. Khi đánh giá cảm quan các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm, 5 thành viên tham gia cho điểm, kết quả trình bày là trung bình cộng điểm của các kiểm nghiệm viên. Sau đây là bảngđánh giá về mùi (Bảng 2.1). Bảng 2.1: Bảng điểm về mùi của sản phẩm NGK lên men từ chanh dây Bậc đánh giá ĐCC TL HSQ T Cơ sở đánh giá 1 5 Thơm dịu, hài hòa, có mùi đặc trưng của chanh dây, thoảng mùi rượu, tạo cảm giác thích mạnh. 2 4 Mùi thơm nhẹ, đặc trưng cho sản phẩm, thơm mùi rượu và tương đối hài hòa, tạo cảm giác thích. 3 3 Có mùi thơm của chanh dây, mùi cồn cao, mùi không được hài hòa, khó nhận ra mùi. 4 2 Sản phẩm còn mùi thơm của chanh dây, mùi rượu cao rõ rêt, mùi không hài hòa, thoảng mùi lạ. 5 1 Sản phẩm có mùi lạ rõ rệt, nồng, hăng. 6 0 1.2 Sản phẩm có mùi lạ khó chịu của sản phẩm hỏng. - 22 - Bảng 2.2: Bảng điểm về vị của sản phẩm NGK lên men từ chanh dây Bậc đánh giá ĐCC TL HSQ T Cơ sở đánh giá 1 5 Vị ngọt của đường, của rượu, của glyxerin, hài hòa với vị chua nhẹ của axit, vị chát nhẹ của tanin, vị đậm đà của muối khoáng. Tạo thành vị êm dịu, đậm đà, hậu kéo dài. 2 4 Sản phẩm có vị hài hòa, dễ chịu, đặc trưng, hậu vừa phải. 3 3 Sản phẩm thiếu vị đậm đà, hơi chua, hậu yếu, cho cảm giác không thích. 4 2 Vị chua nổi trội, ít ngọt, đắng. 5 1 Vị chua gắt, đắng mạnh, không ngọt, vị chát, có vị lạ. 6 0 2.0 Vị chua rất gắt, đắng gắt, chát gắt, vị lạ của sản phẩm hỏng. Bảng 2.3: Bảng điểm độ trong, màu sắc của NGK lên men từ chanh dây Bậc đánh giá ĐCC TL HSQ T Cơ sở đánh giá 1 5 Sản phẩm trong, không vẩy đục, màu vàng đẹp, hấp dẫn, rót chảy lỏng đều. 2 4 Sản phẩm trong, không vẩn đục, màu vàng nhạt, rót chảy lỏng đều. 3 3 Sản phẩm có một cặn lơ lửng, màu ít đặc trưng. 4 2 Sản phẩm hơi đục, màu không đặc trưng. 5 1 Sản phẩm đục, nhiều cặn lơ lửng, màu không đặc trưng. 6 0 0.8 Sản phẩm vẩn đục, màu bẩn, sản phẩm bị hỏng. - 23 - 2.3.4. Quy trình dự kiến sản xuất nước giải khát lên men từ dịch chanh dây [7], [11] Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến chế biến thử nghiệm Thanh trùng Chiết chai (thủy tinh 240ml) Sản phẩm Đường Nước Na2CO3 Phối chế Lên men Thanh trùng Nấm men chìm Xử lý sau lên men (làm trong, điều vị) t0 = 600C T= 15 phút t0 = 25 - 270C [Đ] = 160 - 220g/l TLM = 1- 2.5% T = 48 - 84 h) t0=60 - 620C T= 30phút Xử lý Ủ Enzyme pectinaza Ép lấy dịch Chanh dây t0 = 400C T= 60 phút Pha loãng Tăng sinh - 24 - Thuyết minh quy trình Nguyên liệu là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm vì thế việc chọn nguyên liệu để đưa vào sản xuất là rất quan trọng. Chanh dây được mua ở chợ Vĩnh Hải là quả có độ chín kỹ thuật màu tím, đạt các chỉ tiêu về độ chín. Quả to không dập nát, khi bổ đôi ra thịt quả có mùi thơm mạnh, màu vàng tươi. Nguyên liệu sau khi mua về đem đi xử lý: Rửa sạch bằng vòi nước chảy để loại bỏ các tạp chất bám trên quả và đồng thời loại bỏ một phần vi sinh vật bám trên quả. Sau đó để ráo và tiến hành bổ đôi để lấy cơm. Quá trình xử lý cần diễn ra nhanh để tránh hiện tượng oxy hóa dịch quả. Sau xử lý cần mang đi bổ sung enzyme pectinase và ủ ngay ở nhiệt độ 400C trong 1h. Ủ nhằm làm tăng hiệu suất ép dịch, làm giảm độ nhớt của dịch lên men, tăng chất lượng của dịch ép cả về mặt hóa lý và cảm quan. Về hóa lý hàm lượng đường trong dịch nhiều hơn do quá trình thủy phân pectin tạo đường đơn. Về cảm quan thì màu đẹp, trong, tươi hơn so với dich quả ban đầu. Sau khi ủ tiến hành ép để lấy dịch quả và phối chế bổ sung đường, nước, chất điều chỉnh độ chua (Na2CO3) tiếp theo là thanh trùng. Thanh trùng nhằm diệt một số vi sinh vật có hại cho quá trình lên men. Tiến hành thanh trùng ở 600C trong 15 phút và làm nguội. Sau làm nguội cần bổ sung nấm men để lên men ngay để tránh sự phát triển của vi sinh vật có hại. Sau lên men tiến hành làm trong và diều vị sản phẩm nhằm tao ra sản phẩm có vị hài hòa và đảm bảo về mặt cảm quan. Làm trong bằng cách để lắng sau đó tiến hành lọc bằng vải lọc. Điều vị sản phẩm bằng syrup đường. Syrup đường được làm như sau: Nước và đường được phối trộn với tỷ lệ 1/7 sau đó đem đun sôi trong 10 phút. Sau đó tiến hành bổ sung axit citric theo tỷ lệ nước/axit citric: 200/1(g/g) nhằm để điều hòa vị và tránh hiện tượng lại đường trong sản phẩm sau này. Tiếp đến ta đun sôi dịch tiếp trong 10 phút để hòa tan hoàn toàn các thành phần vào dịch syrup. Sau - 25 - đó làm nguội đến 600C và lọc bằng vải lọc nhằm loại bỏ tạp chất làm cho dich syrup được sạch hơn và làm cho sản phẩm sau này đạt chất lượng tôt hơn. Tiếp tục làm nguội đến 200C và đem đi sử dụng nếu chưa sử dụng ngay thì tốt nhất đem bao quản ở tủ lạnh. Thanh trùng: Tiến hành thanh trùng ở nhiệt độ 60-620C trong 30 phút để tiêu diệt một phần vi sinh vật. Diệt hoàn toàn nấm men để duy trì sản phẩm ở độ rượu nhất định. Sau đó đem đi chiết chai thủy tinh 240ml và đem đi bảo quản thành phẩm. Theo quyết định 46/2007/QĐ-BYT. Sản phẩm nước uống có cồn phải đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh vật (bảng 2.4) Bảng 2.4: Bảng các chỉ tiêu VSV của sản phẩm đồ uống có độ rượu thấp STT Chỉ tiêu Giới hạn tối đa 1 T