Bài Luận Đề tài:

Nghiên cứu quy trình sản xuất thử nghiệm
nước giải khát chanh dây lên men
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



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



vi

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ii
DANH SÁCH BẢNG iii

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

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 -

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

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

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

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
2
CO
.
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 20-28
o
C. Quá
trình lên men nhanh, tạo thành nhiều bọt, do tác dụng thoát khí CO
2
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 5-10
o
C, CO

+ 2ATP + H
2
O
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. CO
2
cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng
không lớn. Vì thế CO
2
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 CO
2
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 CO
2
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 CO
2
ức

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 28-30
o
C, ở nhiệt độ 50
o
C trở đi và dưới 0
O
C thì nấm men

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
CO
2
ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO
2
lại có tác dụng tốt cho quá trình
lên men. Khi thoát khí CO
2
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.

O
6
pH = 4 - 5 CH
3
CHO + CO
2
+ C
3
H
8
O
3
(glyxerin)
Còn khi pH > 7 thì sản phẩm tạo ra như sau:
C
6
H
12
O
6
pH > 7 CH
3
COOH + O
2
+ C
3
H
8
O
3

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 khu
ẩn acetic
vi khuẩn lactic

Lactic điển hình sẽ biến đường thành sản phẩm duy nhất là axit lactic
C
6
H
12
O
6
2CH
3
CHOHCOOH + 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 49-51
o
C,

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,