TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
LÊN MEN TỪ QUẢ BẦN
GVHD : Ths. Trần Thị Thu Trà
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng
MSSV : 1091101031
Tp.HCM, tháng 10 năm 2012
i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài luận văn này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Trần Thị Thu Trà, đã
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt thời
gian em theo học tại trường. Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là
nền tảng cho quá trình nghiên cứu đồ án mà còn là hành trang quý báu- một nền tảng vững
chắc để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Xin chân thành cảm ơn đến bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ em trong suốt thời gian em thực hiện
đồ án.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 09 năm 2012
Sinh viên
Nguyễn Ngọc Thu Hằng
ii
TÓM TẮT
Mục đích của bài nghiên cứu này là xây dựng một quy trình công nghệ sản xuất nước lên men
từ quả bần, xác định các thông số trong quá trình sản xuất để tạo nên hương vị đặc trưng cho
sản phẩm.
Nội dung đồ án bao gồm:
- Tổng quan tài liệu về các nguyên liệu để sản xuất nước quả lên men và nước quả bần

lượng dồi dào. Tuy nhiên, còn một số loại cây chưa được khai thác tốt làm lãng phí nguồn
nguyên liệu sẵn có. Mặt khác, trong những năm gần đây, nhu cầu về thức uống có cồn ở nước
ta ngày một tăng cao. Vì vậy, đã có nhiều sản phẩm thức uống từ các loại trái cây tự nhiên
vừa tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có, vừa góp phần đa dạng hóa sản phẩm đồ uống
trên thị trường.
Sản phẩm nước quả lên men là một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi
cho sức khoẻ. Sản phẩm này hiện nay đang là một loại đồ uống giải khát rất được ưa chuộng
trên thị trường Thế giới. Hàm lượng cồn không cao trong sản phẩm tạo nên sự kích thích tiêu
hoá, khiến bữa ăn trở nên ngon miệng mà không gây say như một số sản phẩm đồ uống có
cồn khác.
Nghiên cứu sản xuất nước quả lên men từ quả bần là một hướng đi nhằm tận dụng nguồn
nguyên liệu chưa được khai thác mà còn góp phần cải thiện đời sống của người dân vì cây bần
đa số mọc ở những vùng đất ngập mặn hay ven biển, bờ sông nhằm giữ đất chống sạt lở…
Bần còn góp phần bồi đắp cho những bờ sông, là một loại cây chắn gió tốt ở những bãi bồi,
ven biển. Trong dân gian, người dân dùng loại quả này để nấu canh chua, ăn sống, trong khi
một cây bần có thể cho rất nhiều trái, sản lượng bần nhiều mà khả năng tiêu thụ không cao
dẫn đến một lượng lớn bần không được sử dụng gây ra tình trạng lãng phí. Thực trạng trên
đòi hỏi cần phải có giải pháp để tăng giá trị sử dụng của quả bần. Hiện nay, cũng có những
sản phẩm chế biến từ quả bần như: mứt bần, bột bần [19, 20]. Tuy nhiên, công nghệ chế biến
nước quả bần lên men thì chưa được nghiên cứu ở Việt Nam. Vì vậy, nghiên cứu công nghệ
sản xuất nước lên men từ quả bần là một sản phẩm mới. Sản phẩm này không những góp phần
giải quyết đầu ra cho quả bần mà còn góp phần đa dạng hoá sản phẩm đồ uống có cồn trên thị
trường nước giải khát ở nước ta.
Chính vì những lý do trên mà đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước lên men từ bần”
được tiến hành.
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 1
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Ở Việt Nam, cây mọc ở nước lợ gần các cửa sông ngập một mùa trong năm. Cây thường mọc
chung với các loài cây khác như Trang, Sú, Giá, Nấm, Cóc Cũng có khi mọc thành rừng gần
như thuần chủng như ở Hải Phòng, Nghệ An, Hà Tĩnh. Sự phong phú của quần thụ này tùy
theo mức nước lợ và chế độ thủy triều. [18]
1.1.4 Thành phần hóa học của quả bần
Theo nghiên cứu của Englberger và cộng sự (2003), Ramulu và Rao (2003), Li và cộng sự
(2002), Sanchez- Castillo và cộng sự (1998), khi tiến hành khảo sát hàm lượng xơ hòa tan, xơ
không tan, Phospho và Canxi trong một số trái cây nhiệt đới thì quả Sonneratia caseolaris
nằm trong nhóm có hàm lượng cao nhất. Các giá trị này thể hiện qua bảng 1.1.
Bảng 1. 1: Thành phần hóa học của puree bần [1]
Thành phần Đơn vị Gía trị
Nước g/100g 76.00
Protein g/100g 2.10
Lipid g/100g 1.95
Đường khử g/100g 4.38
Đường tổng g/100g 4.86
Xơ tan g/100g 5.40
Xơ không tan g/100g 6.00
Carbohydrates khác g/100g 3.24
Phosphorus g/100g 0.141
Iron g/100g 0.001
Calcium g/100g 0.027
Vitamine C g/100g 0.018
Bảng 1. 2: Hàm lượng 9 hợp chất hoạt tính sinh học được chiết tách từ quả bần [1]

STT Thành phần Đơn vị Gía trị
1 (-)-(R)-nyasol mg/4.6 kg 60
2 (-)-(R)-4’-O-methylnyasol mg/4.6 kg 19
3 3,8-Dihydroxy-6H- mg/4.6 kg 11
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 4

các hoạt chất có lợi cho sức khỏe mà khi chín còn có hương thơm và vị rất đặc trưng có thể
được sử dụng để tạo ra những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng và cảm quan. Tuy
nhiên, theo L. P. Jayatissa và cộng sự (2006) thì vì một số lý do mà quả bần mới chỉ được bắt
đầu nghiên cứu từ những năm gần đây như:
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 5
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

 Qủa bần ở một số vùng bị tấn công bởi một loại côn trùng lạ, mà không có biểu hiện
nào khác thường từ bên ngoài, nên rất khó phân loại.
 Lớp vỏ ngoài của quả rất mỏng phải được loại bỏ, đây là công việc chưa thể cơ giới
hóa.
 Qủa bần khi chín không thể bảo quản ở nhiệt độ phòng quá một ngày.
 Mỗi quả có rất nhiều hạt nhỏ nằm lẫn trong phần ăn được. Nếu sử dụng máy nghiền
với lực lớn có thể nghiền nát chúng và tạo vị đắng cũng như làm đổi màu thịt quả.
 Sự hóa nâu cùng với mùi vị lạ của thịt quả phát triển rất nhanh. Sự thu nhận purée với
cách thông thường trong vòng 12 giờ không thể áp dụng. Sử dụng máy nghiền với áp
lực lớn cũng làm gia tăng tốc độ hóa nâu.
1.1.5.2 Các sản phẩm thực phẩm từ quả bần
Qủa bần chín rụng, được thu nhặt, phân loại, rửa với nước chlorine, tiếp theo qua quá trình xử
lý nhiệt với Sodium Metabisulphide (SMS), rồi được mang đi cấp đông. Khi pha chế thì thịt
quả được rã đông và pha loãng với nước theo tỷ lệ thịt quả: nước (w/w) là 2:1 theo công thức
sau:
Bảng 1. 3: Công thức 3 mẫu nước bần [1]
Thành phần Mẫu 110 Mẫu 911 Mẫu 308
Thịt quả
Đường
Nước
CMC
SMS
Citric acid

Màu sắc
Mùi
Hình thức
Hương thơm
Cấu trúc
Mức độ chấp nhận
0.0000
0.1250
0.0700
0.8190
0.0050
0.0000
48.0 67.5 94.5
77.0 60.5 72.5
66.0 63.0 81.0
72.0 67.0 71.0
65.0 59.5 85.5
62.5 54.0 93.5
911
110
911
110
911
911
Bảng kết quả cảm quan cho thấy có dấu hiệu khác nhau về sự cảm nhận màu sắc (p= 0.0000)
và cấu trúc (p= 0.0050) giữa 3 mẫu 110, 308, 911. Tuy nhiên, lại không có sự khác nhau về
cảm nhận mùi (p= 0.1250), hình thức (p=0.0700) và hương thơm (p= 0.8190) giữa 3 mẫu.
Mẫu 911 có tổng các dãy về màu sắc, hình thức, cấu trúc và mức độ chấp nhận cao nhất. Do
đó, mẫu 911 được chọn là mẫu tốt nhất trong nghiên cứu này.
Sau 30 ngày bảo quản đầu thì sự thay đổi của các thông số hóa lý của mẫu nước bần 911 thể

1.2.1 Hình thái và kích thước [3]
Nấm men là tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đơn bào. Nấm men với số giống hiện
biết là 39 và 349 loài (theo Lodder, 1970) hoặc 66 giống và 483 loài (theo J.A. Barnelt, R.W.
Payne & D. Yarrow, 1983).
Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất nước lên men là các chủng thuộc giống
Saccharomyces. Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm nhân thật (Eumycophyta) (theo
W.Carro Frazier):
 Lớp: Ascomycetes.
 Bộ: Endomycetales.
 Họ: Endomycetaceae.
 Họ phụ: Saccharomyceteae.
 Giống: Saccharomyces.
 Loài: Saccharomyces cerevisiae.
Tế bào nấm men Saccharomyces thường hình tròn, hình trứng, hình bầu dục, hình dài hoặc
hình elip. Hình dạng, kích thước tế bào nấm men Saccharomyces tương đối ổn định với các
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 8
Hình 1. 2. Sản phẩm mứt bần (bên trái) và bột bần (bên phải) [19, 20]
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

chủng loại trong điều kiện bình thường. Ngoài ra, chúng còn phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy
và tuổi. Kích thước tế bào thay đổi rất nhiều tùy thuộc giống, loài, chủng. Nói chung, kích
thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn tế bào vi khuẩn một cách rõ rệt. Các loài nấm men đơn
bào được sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3- 5) x 5 x 10 µm, nặng 10- 12pg
(1pg = 10
-12
g). Trong tự nhiên, chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất,
nước…
1.2.2 Sinh sản [15]
Ở nấm men có 3 hình thức sinh sản:
 Sinh sản sinh dưỡng: là hình thức sinh sản đơn giản nhất của nấm men. Có 2 hình thức

O
11
, là disaccharide do 2 monosaccharide là D-
glucose và D-fructose tạo thành. Đường saccharose tồn tại dưới dạng tinh thể nhưng cũng có
thể tồn tại dưới dạng vô định hình nhưng không bền.
Một số tính chất của saccharose:
 Khối lượng riêng: d=1.5879g/cm
3
.
 Hoạt tính quang học: [α]= +66.50.
 Nhiệt độ nóng chảy: t
0
nc
=185
0
C.
Trong môi trường acid, đặc biệt ở nhiệt độ cao hoặc dưới sự có mặt của một số enzyme đặc
hiệu dễ xảy ra hiện tượng nghịch đảo đường. Dung dịch saccharose sẽ phân giải thành hợp
chất gồm một phân tử α-D-glucose và một phân tử β-D-fructose được gọi là đường nghịch
đảo. Thông thường, saccharose ít hút ẩm nhưng khi đun nóng ở nhiệt độ cao (khoảng từ
130
0
C) thì có khả năng hút ẩm mạnh, còn đến 160
0
C thì bắt đầu xảy ra phản ứng caramel hóa.
[4]
Bảng 1. 6: Yêu cầu kỹ thuật của đường tinh luyện và đường cát trắng theo TCVN 1695-
87 [1]
Chỉ tiêu
Đường tinh

Đặc điểm sản phẩm:
 Nồng độ chất hòa tan trong sản phẩm: 5- 8%.
 Độ chua: 2- 4
0
.
 Nồng độ rượu: 0.5- 1.5%
 Thời gian tàng trữ để ổn định chất lượng: 5- 6h.
Nước trái cây lên men là thức uống bổ dưỡng nhất, chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin,
khoáng chất, men vi sinh tốt cho tiêu hóa, có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi, cồn
ethylic trong nước lên men tự nhiên rất tinh khiết.
So với các loại siro trái cây thì nước trái cây lên men ngon và sẽ có tác dụng giải nhiệt hơn
nhiều. CO
2
thoát ra do phản ứng lên men sẽ hòa tan vào nước giải khát, sau đó tác dụng với
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 11
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và
phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn. Giải nhiệt tốt hơn vì CO
2
sẽ bay hơi và thu nhiệt, do
đó tạo cho ta cảm giác mát và khoan khoái.
1.4.2 Tình hình sản xuất nước trái cây lên men
1.4.2.1 Tình hình sản xuất trên thế giới
Ngành sản xuất nước trái cây lên men đã có từ lâu đời và đang phát triển với tốc độ rất nhanh.
Trong số các loại nước giải khát thì đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỷ
XXI nên các quốc gia như: Mỹ, Hà Lan, Đức, Nhật, Trung Quốc, Úc… đã và đang tập trung
nghiên cứu và sản xuất các loại nước lên men như xoài, dứa, nho, dâu, táo, lê, mơ, vải, khế…
có chất lượng rất cao có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người.
1.4.2.2 Tình hình sản xuất tại Việt Nam

12
0
6
 2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 27Kcal
Nấm men phát triển tốt trong môi trường hiếu khí nhưng gặp điều kiện không khí sẽ bắt đầu
lên men. Đường và chất dinh dưỡng được nấm men hấp thụ sau đó đường được chuyển hóa
thành acid pyruvic, là cơ chất đầu tiên để tạo rượu ethylic. Ethylic và CO
2
khi được hình
thành sẽ thoát ra ngoài khuếch tán nhanh vào môi trường xung quanh. Nhiệt độ tối ưu cho lên
men là 20- 30
0
C.
Đường  acid pyruvic  acetylaldehyde  rượu ethylic
1.4.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
Trong sản xuất, ngoài việc lựa chọn chủng nấm men người ta còn phải nghiên cứu các điều
kiện phù hợp nhất để đạt hiệu quả cao như:
a. Ảnh hưởng của nồng độ đường
Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là maltose và saccharose.
Trong dịch lên men, ngoài đường ra, phải bổ sung thêm một số nấm men cần thiết cho nấm
men như các muối amon, các muối phosphate và đạm như ure. Nồng độ đường thích hợp từ
18- 22%, nếu cao hơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ
không tạo điều kiện cho quá trình lên men. Thường thì nồng độ đường từ 30- 35% thì quá
trình lên men bị đình chỉ.

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 CO
2
.
e. Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO
2
Rượu và CO
2
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%. Đa số
nấm men lên men được ở nồng độ rượu từ 12- 14%, chỉ có một số ít lên men từ 17- 20%. Khí
CO
2
ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO
2
lại có tác dụng tốt cho quá trình lên men.
f. Ảnh hưởng của số lượng tế bào nấm men
Số lượng tế bào nấm men cho vào dịch lên men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men. Nếu
số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp thì quá trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu
hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt hơn. Nếu số lượng nấm men cho vào 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 lượng
nấm men đáng kể.
1.4.3.4 Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men
Khi lên men bên cạnh các sản phẩm chính là rượu ethylic và khí CO
2
còn có nhiều sản phẩm
phụ khác như acid acetic, glycerin, acetaldedyde. Ngoài ra, các vi khuẩn lactic còn tạo ra một
số sản phẩm khác có vai trò quan trọng trong tạo hương vị riêng.

NaHSO
3
,
SO
2
Men giống
Bã
Bã
Trợ lọc
CO
2
Bao bì
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

b. Thuyết minh quy trình
 Lựa chọn và phân loại nguyên liệu
 Mục đích:
Nhằm loại trừ những quả không đủ qui cách như sâu bệnh, men mốc, thối hỏng hay không đạt
yêu cầu về độ chín… đồng thời phân loại nguyên liệu đồng đều về kích thước, trọng lượng,
màu sắc và độ chín để dễ dàng cho việc cơ giới hóa trong các bước xử lý tiếp theo. Vì là nước
quả lên men, nên nếu có những quả bị dập chút ít thì vẫn có thể tận dụng khi loại bỏ phần đã
bị dập đi, thực hiện trong quá trình xử lý sơ bộ (cắt, gọt) sau này. Quan trọng nhất là yêu cầu
về độ chín, quả chín đồng đều thì đồng đều về thành phần hóa học sẽ dễ kiểm soát về chất
lượng hơn.
 Phương pháp thực hiện:
Có 2 phương pháp:
Phương pháp thủ công: làm bằng tay trên băng chuyền.
Phương pháp cơ giới hóa: sử dụng máy phân loại theo dấu hiệu phân chia kích thước, trọng
lượng, màu sắc, độ nhẵn, độ chín và lựa chọn thông số phân chia thích hợp.
Phân loại theo kích thước: dùng máy phân cỡ kiểu trục tròn, bộ phận phân loại là những cặp

 Mục đích:
Loại bỏ phần hư, dập, bỏ vỏ, hạt, cuống… để chuẩn bị cho quá trình thu hồi dịch quả/ thịt
quả.
 Phương pháp thực hiện:
Tùy vào từng loại quả mà phương pháp xử lý thu hồi khác nhau, có thể kết hợp với quá trình
nhiệt, dùng hóa chất để giúp quá trình bóc vỏ dễ dàng hơn hay bóc vỏ trực tiếp. Thực hiện chủ
yếu bằng phương pháp thủ công.
 Thu hồi dịch quả
 Mục đích:
Khai thác nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình lên men.
 Phương pháp thực hiện:
Cách 1: dùng máy ép, ép trái cây, thu lấy dịch. Cách làm này thường không triệt để vì hiệu
suất thu hồi dịch quả phụ thuộc rất nhiều vào máy ép và tính chất hóa học, vật lý của loại quả
(thường dùng cho các loại quả có nhiều nước). Có thể xay hoặc làm dập, dùng enzyme để hỗ
trợ cho quá trình ép.
SVTH : Nguyễn Ngọc Thu Hằng 17
Chương 1 : Tổng quan tài liệu

Cách 2: nghiền nát quả hay cắt miếng nhỏ rồi đem lên men (thường dùng với các loại quả khó
tách dịch bào như chuối).
Cách 3: dùng đường để trích ly các thành phần có trong quả ra ngoài. Trong trường hợp này,
dịch trích ly sẽ chứa rất nhiều đường, người ta sẽ pha loãng dịch đường này đến hàm lượng
đường cần thiết cho quá trình lên men (thường dùng cho các loại quả như mơ).
 Phối chế dịch lên men
 Mục đích:
Tạo dịch lên men phù hợp, môi trường thích hợp cho nấm men hoạt động, chuẩn bị cho quá
trình lên men.
 Phương pháp thực hiện:
Có thể điều chỉnh hàm lượng chất khô bằng những cách sau:
Điều chỉnh hàm lượng chất khô: hàm lượng chất khô cần đạt được trước khi lên men khoảng

 Phương pháp thực hiện:
Thường sục SO
2
dưới dạng lỏng hay dưới dạng muối NaHSO
3
(hàm lượng khoảng 30-
120mg/l).
 Lên men chính
 Mục đích:
Chuyển đường thành ethanol, CO
2
và các sản phẩm phụ khác, tạo nên mùi vị đặc trưng cho
sản phẩm.
 Phương pháp thực hiện:
Cho dịch quả lên men vào thiết bị lên men. Nấm men sau khi nhân giống đạt được số tế
bào/mL cần thiết thì cho vào thiết bị, thực hiện quá trình lên men (lượng nấm men thường
dùng khoảng 10 triệu tế bào/mL).
Việc chọn lựa phương pháp vận hành quá trình lên men dựa trên kiểu hình lên men (lên men
kín hay lên men hở), phương thức lên men (lên men gián đoạn hay lên men liên tục).
 Lọc và làm lạnh
 Mục đích:
Loại bỏ sinh khối nấm men để hạn chế tối đa sự lên men thêm dịch đường và tạo các sản
phẩm bất lợi khác, kiểm soát độ cồn trong khoảng mong muống nhỏ hơn 5%. Làm lạnh để
đưa về nhiệt độ tối ưu của quá trình lên men phụ.
 Phương pháp thực hiện:
Qúa trình lọc phải tiến hành trong điều kiện kín, nhiệt độ thấp để hạn chế tổn thất CO
2
và vi
sinh vật xâm nhập.
 Lên men phụ