nghiên cứu sản xuất sản phẩm nước chuối lên men

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Rau quả là nguồn thực phẩm không thể thiếu đối với con người. Đây là nguồn cung cấp chính vitamin và chất xơ. Trong sản xuất rau quả chiếm một vị trí quan trọng, đặc biệt với nước ta có gần 70% dân số tham gia vào nghành nông nghiệp, rau quả đã tạo ra công ăn việc làm và thu nhập cho người dân. Nằm trong vành đai nhiệt đới với khí hậu nóng ẩm, cây chuối được trồng ở rất nhiều nơi ở nước ta. Đây là một trong số những cây ăn quả chính có khả năng chế biến và xuất khẩu. Chuối không những có giá trị cao về dinh dưỡng nà còn có giá trị về y học Về giá trị dinh dưỡng: Người ta đánh giá cao dinh dưỡng của chuối, vừa là nguồn cung cấp calori, vừa là nguồn cung cấp vitamin và nguồn khoáng phong phú và cân đối. Về giá trị y học: Chuối có tác dụng làm giảm huyết áp, chữa bệnh về đường tiêu hóa, chữa bệnh táo bón và ngăn ngừa ung thư ruột già. Về giá trị văn hóa: Cây chuối là cây gắn bó và quen thuộc với người Việt Nam. Từ cây chuối, người ta đã tạo ra những sản phẩm mang nét đặc trưng của văn hóa Việt Nam như: bánh chưng, bánh tét, rau sống bắp chuối. Nước trái cây lên men là loại thức uống rất được ưa chuộng với hương vị thơm ngon và có tính giải khát. Đây là nước uống lên men một phần từ dịch trái cây. Nó có độ cồn thấp, giàu chất dinh dưỡng. Lợi thế của sản phẩm này là có nguồn nguyên liệu dồi dào và phong phú, sản phẩm có hương vị đặc trưng. Để làm phong phú thêm chủng loại nước trái cây lên men, bắt kịp thị hiếu người tiêu dùng và được sự đồng ý của khoa công nghệ thực phẩm trường Đại học Kỹ thuật công nghệ TP.Hồ Chí Minh, cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Anh Trinh, tôi đã đăng ký thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế biến sản phẩm nước chuối lên men”. 1.2 Mục đích đề tài SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 1 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh • Tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào, đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao giá trị quả chuối • Tạo ra sản phẩm mang hương vị đặc trưng, đa dạng hóa chủng loại nước trái cây lên men. 1.3 Yêu cầu đề tài • Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu chuối, nấm men và các nguyên liệu dùng để sản xuất nước trái cây lên men • Khảo sát hiệu suất thu hồi của nguyên liệu chuối • Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa dịch quả: nước • Khảo sát hàm lượng đường • Khảo sát hàm lượng nấm men và thời gian lên men • Khảo sát quá trình thanh trùng • Khảo sát khả năng bảo quản của sản phẩm • Đánh giá các chỉ tiêu của sản phẩm: hóa lý, vi sinh, cảm quan. 1.4 Giới hạn đề tài Sản phẩm được tiến hành nghiên cứu trong điều kiện phòng thí nghiệm của trường nên trang thiết bị còn hạn chế vì thế thông số kỹ thuật của một số quá trình chưa được tối ưu hóa. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 2 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh 2.1 Tổng quan về quả chuối 2.1.1 Nguồn gốc- phân bố Theo truyền thuyết về lịch sử cây chuối được cho từ nguồn gốc từ vườn Eden( paradise) , do đó tên musa paradisiacal có nghĩa là” trái của thiên đường”. Tiếng anh có hai từ có nghĩa là chuối là “banana” và “plantain” dùng để chỉ chuối để nấu chin khi ăn. Chuối là loại cây nhiệt đới, được trồng khắp ở Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Malaixia, Việt Nam. Các nước Đông Phi, Tây Phi, Mỹ La Tinh. Các loài chuối hoang dại được tìm thấy rất nhiều ở các nước Đông Nam Á, do đó có thể cho rằng Đông Nam Á là quê hương của chuối, sau đó được phát tán đến các nơi trên thế giới. 2.1.2 Đặc điểm phân loại Cây chuối thuộc bộ Scitaminales, họ Musaceae, họ phụ Musoidae. Trước đây theo Linne, chuối được chia thành các nhóm: • Musa sapentum L: Trái chín ngọt, ăn tươi. • Musa paradiaca L: Khi chín phải nấu mới ăn được. • Musa cmiculata Rumph: Chuối Tá Quạ • Musa cavendis, Musa nana: Chuối già lùn Từ năm 1948, Cheeman đã phân biệt hai nguồn gốc chính của chuối trồng trọt là M.acumilata Colla và M. balbisiana Colla. Trong họ phụ Musoidae có hai giống Enset và Musa. Từ năm 1955, Simmonds và Shepherd đã dựa vào một số điểm đánh giá 15 đặc điểm ngoại hình của chuối để quy định mức độ lai của các giống trồng trọt đối với hai dòng acuminate và balbisian, trong gen đều có gen A và gen B. SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 3 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Bảng 2.1: Đặc điểm phân loại giữa M. acuminata và M.balbisiana Nguồn: www.rauhoaquavietnam.vn Cách tính điểm: Nếu đồng ý một đặc điểm của loài M.acuminata thì ghi 1 điểm, còn M. balbisiana thì ghi 5 điểm, các đặc điểm trung gian ghi 2, 3, 4 tùy theo mức độ biểu hiện. Dựa vào số điểm ta có thể phân loại các giống chuối sau: • 15 - 24 : gen AA, AAA, AAAA. • 25 - 46 : gen AAB • 46 - 54 : gen AB SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 4 Đặc điểm M. acuminata( gen A) M. balbisiana ( Gen B) Màu thân giả Nhiều màu nâu hay đốm đen Có đốm ít hay không có Rãnh cuống lá Mép thẳng hay bè ra với những cánh phía dưới, không ôm siết thân giả Bờ mép khép xung quanh, không co cánh phía dưới, ôm siết thân giả Cùi buồng Thường có lông tơ Nhẵn Cuống trái Ngắn dài Noãn sào Hai hàng đều nhau ở mỗi ngăn Bốn hàng bất thường Bờ vai lá mo Có tỷ số < 0,28 Thường có tỷ số > 0,3 Sự cuốn lá mo Lá mo phản chiếu, cuốn tròn khi nhả ra Lá mo nâng lên nhưng chưa cuốn tròn Hình dạng lá mo Nhọn Tù Màu sắc lá mo Bên ngoài có màu đỏ, bên trong có màu hồng Bên ngoài đỏ tía, bên trong đỏ thẫm Phai nhạt màu bên trong lá mo Phai nhạt đến màu vàng Bên trong đỏ liên tục Vết thẹo lá mo Lồi lên Ít lồi lên Phiến hoa tự do của hoa đực Gợn sóng bên dưới đỉnh Ít gợn sóng Màu của hoa đực Màu kem trắng Màu đỏ bừng, thay đổi đến màu hồng Màu nuốm nhụy Cam, vàng, nhiều kem Hông nhạt, vàng nhạt Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh • 55 - 64 : gen ABBB Phân loại các giống chuối trồng ở Việt Nam: Vào năm 1967 – 1968, Vakili đã dựa theo Simmon để phân loại các giống chuối trồng ở Việt Nam trên căn bản di truyền như sau: • Nhóm AAA: Chuối Già, chuối Cơm, chuối Cau, chuối Mật Mọi, chuối La Bà. • Nhóm AA: Chuối Ba Thơm, Cau Trắng, Móng Chim, Mật Mốc, Già Dẻo, chuối Thượng, chuối Chà, chuối Tiêu. • Nhóm ABB: Chuối Sứ, chuối Lá, chuối Dong, chuối Lá Mật, chuối Bom, chuối Chà To. • Nhóm AAB: Chuối Tá Quạ, chuối Mật • Nhóm BB: Chuối Hột Các giống chuối trong vườn có thể nhận dạng nhờ vào hình dạng của cây chuối như : • Nhóm chuối Cau: Thân tương đối nhỏ, lá xanh lợt. • Nhóm chuối Sứ: Thân cao, lá tương đối nhỏ. • Nhóm chuối Già Cùi: Thân cao, bẹ hồng, lá khá rộng. 2.1.3 Thành phần hóa học chung của các loại chuối Về thành phần hóa học, trái chuối chín chứa: • Nước: 70 – 80% • Chất khô: 20 – 30%, chủ yếu là đường, trong đó đường khử chiếm 55% đường tổng số. SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 5 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh • Protein: 1 – 1, 8% • Lipid: không đáng kể • Axid: 0, 2%, chủ yếu là acid malic và acid oxalic vì thế chuối có độ chua dịu. • Vitamin: Chuối chứa rất ít vitamin nhưng hàm lượng cân đối • Hợp chất Polyphenol • Ngoài ra còn có muối khoáng, pectin. Bảng 2.2: Bảng thành phần hóa học của trái chuối chín thuộc các giống khác nhau. Thành phần hóa học (%) Chuối ngự Nam Định Chuối tiêu Phú Thọ Chuối tiêu Hải Dương Chuối bom Đồng Nai Chuối sứ Đồng Tháp Nước 75 76.5 78,0 70,5 78 Lipit 0,2 0,07 0,1 - - SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 6 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Protein 1,8 1,8 1,09 - - Tinh bột 1,1 0,8 0,7 1,1 2,8 Đường tổng 17,1 18,4 16,2 17,2 17,3 Saccarose - - - 10,4 11,2 Fructose - - - 3,7 2,3 glucose - - - 3,1 3,8 axid 0,1 0,15 0,1 0,23 0,14 tro 0,8 0,8 1,0 1,1 0,8 Vitamin C 90 65 80 95 58 Nguồn: Quách Đĩnh, 1996 Một số đặc điểm của trái chuối già Hình 2.1: Nải chuối chín Chuối Già là theo tên gọi của miền Nam, miền Bắc gọi là chuối Tiêu. Chuối Già là loại chuối được trồng phổ biến, có sản lượng lớn. SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 7 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Các sản phẩm chế biến từ chuối, trước hết là chuối Già, sau đó mới tới chuối Bom Chuối Già thuộc nhóm tam bội thể của Cavendish và GrosMichel ( nhóm AAA). Chuối Già có quả thon, dáng cong là loại chuối ngọt, thơm, khi chín có màu vàng sáng, vỏ dày, trọng lượng quả khoảng 150g Bảng 2.3: Phân loại chuối theo độ chín Giai đoạn chín Màu vỏ Ghi chú 1 Xanh Cứng, chắc, chua chín 1a Xanh Hơi chuyển, bắt đầu có dấu hiệu chín 2 Xanh ánh vàng Xanh già 3 Xanh nhiều hơn vàng Ương 4 Vàng nhiều hơn xanh Chóm chín 5 Vàng, đầu và cuống xanh Chín, khó bóc 6 Vàng hoàn toàn Chín, chắc, dễ bóc vỏ 7 Vàng có chấm và vệt nâu Chín chắc hoàn toàn, thơm, ruột mềm 8 Vàng có mảng nâu Ruột chín, quả mềm, hơi thẩm và rất thơm Nguồn: www.dalatrose.com Bảng 2.4: Sự thay đổi thành phần hóa học của chuối già theo độ chín Chỉ tiêu Chuối xanh Chuối ương Chuối chín Tinh bột 6,00 3,52 1,95 SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 8 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Fructose 0,32 3,42 5,69 Glucose 0,12 0,48 4,81 Sacarose 1,00 6,2 5,98 Cellulose 0,59 0,58 0,5 Pectin 0,8 0,82 0,84 Tannin 0,21 0,2 0,18 Axid hữu cơ 0,79 0,51 0,36 Nguồn: Étienne Espiard, 2002 Qua bảng ta thấy: Trong quá trình chín, hàm lượng tinh bột của chuối giảm dần, hàm lượng đường tăng dần. Bảng 2.5: Hàm lượng polyphenol của chuối theo độ chín Thànhphần polyphenol Hàm lượng polyphenol theo độ chín, mg% Ương Chín tới Chín Tổng 1200 1840 1640 Antoxian 4,5 4,12 3,02 leucoantoxian 34 80,1 60,10 Flavol 2,28 2,33 0,4 Catexin tự do 190 25 10 Tanin 20 80 80 Nguồn:http: //www.vandanme.be/bananaf.html Hàm lượng polyphenol trong chuối khá cao, do đó sản phẩm chế biến từ chuối dễ bị sẫm màu, nếu không có những biện pháp xử lý thích hợp. Trái chuối ngoài dùng để ăn tươi, người ta còn chế biến thành các sản phẩm của chuối và ở Việt Nam, sản phẩm phổ biến nhất là chuối được sấy khô. Ngoài trái chuối, người ta còn sử dụng hoa chuối (chuối sứ, chuối hột) như một loại rau và dùng thân cây chuối làm thức ăn gia súc. SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 9 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Bảng 2.6: thành phần dinh dưỡng của hoa chuối có trong (100g ăn được) Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Giá trị Năng lượng Kcal 20 KJ 83 Nước g 92.0 Protein tổng số g 1,5 Protein thực vật g 1,5 Gluxit tổng số g 3,5 xenlulose g 2,0 tro g 1,0 Natrium(Na) mg 3,0 Kalium(K) mg 509 Calciun(Ca) mg 44 Phosphor(P) mg 32 Sắt (Fe) mg 0,9 Đồng(Cu) mg 0,145 Beta caroten mg 170 Vitamin B1 mg 1,04 Vitamin B2 mg 0,03 Vitamin PP mg 0,4 Vitamin B6 mg 0,12 Vitamin C mg 5 Nguồn:http:/apps.fao.org/page/collection?subset=ariculture 2.1.4 Đặc điểm hoá lý của chuối Bảng 2.7: Đặc điểm hoá lý của một số loại chuối Loại chuối Khối lượng Độ dài quả(cm) Đường kính Tỷ lệ ruột(%) Khối lượng Số nải trong 1 Số quả trong 1 SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 10 [...]... ngày Nếu chuối quá già, bắt đầu chín hoặc chuối quá non thì không có kết quả 2.1.6 Một số sản phẩm từ quả chuối Từ nguyên liệu chuối ta có thể chế biến ra rất nhiều sản phẩm như là: Chuối khô, kẹo chuối, nước chuối trong, bột chuối, rượu vang chuối SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 13 Luận Văn Tốt Nghiệp Nước chuối trong GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh Chuối sấy Kẹo chuối Hình 2.2: Các sản phẩm từ chuối 2.2... chính Nếu pH kiềm thì chiều hướng lên men của nấm men sẽ tạo sản phẩm chính là glycerin • Lượng oxy Tùy theo kiểu lên men chúng ta phải khống chế lượng oxy sao cho phù hợp Ví dụ: lên men yếm khí như lên men lactic, lên men rượu, bia, cần tạo điều kiện yếm khí nghiêm ngặt Lên men hiếu khí như lên men citric, lên men acid gluconic… cần cung cấp oxy vào môi trường lên men, hoặc tạo điều kiên thoáng khí... không thể lên men như arabinose, ramnose, xylose… Trong nước trái cây lên men còn chứa một lượng lớn saccharose được bổ sung vào dịch quả mà nấm men chưa sử dụng hết  Các chất gây mùi thơm: sản phẩm nước trái cây lên men còn hương vị đặc trưng của nước quả Trong khi sản phẩm rượu vang, các hợp chất tạo mùi thơm chủ yếu là sinh ra từ quá trình lên men Nước trái cây lên men do thời gian lên men ngắn... biệt giữa hai loại sản phẩm này • Về cách thức lên men:  Nước trái cây lên men: là sản phẩm của quá trình lên men chưa kết thúc, thời gian lên men ngắn từ 24 đến 48 giờ nên còn giữ lại nhiều hương vị đặc trưng của nước quả tự nhiên SVTT: Nguyễn Lý Ngọc Duyên 24 Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD: Th.s: Nguyễn Anh Trinh  Rượu vang: là sản phẩm của quá trình lên men hoàn chỉnh Thời gian lên men kéo dài và trải... trình lên men, tạo ra sản phẩm có mùi vị đặc trưng Sau đó bổ sung men, tiến hành lên men trong điều kiện yếm khí Dịch lên men được để lên men ở điều kiện nhiệt độ thường trong 24 giờ • Lọc Sau khi lên men, dịch lên men được giữ lạnh vài giờ cho cặn lắng xuống Sau đó tiến hành lọc Mục đích: tách các phần chất rắn và tế bào nấm men, tạo độ trong cho sản phẩm • Thanh trùng Sau lọc, nước chuối được chiết vào... thành rất ít trong giai đoạn cảm ứng nên nó là sản phẩm phụ của quá trình lên men rượu bình thường Phương trình tổng quát của quá trình lên men rượu bình thường: C6H12O6 + 2ADP +2H3PO4  C2H5OH +2ATP + 2H2O 2.4 Tổng quan về nước giải khát lên men 2.4.1 Đặc điểm Nước giải khát lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc Đây được xem là loại nước uống tự nhiên có độ cồn thấp, không qua... lactic, aceton-butylic… • Lên men hiếu khí Lên men hiếu khí là dạng lên men theo nghĩa mở rộng hơn, là quá trình phân giải đường hay các chất hữu cơ khác thành sản phẩm đơn giản, dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật trong điều kiện có oxy tham gia Thuộc loại này có lên men acid acetic, lên men citric, acid glutamic… 2.2.5 Bản chất của quá trình lên men Dầu các quá trình lên men có khác nhau về hình... Tổng quan về nấm men Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là các loài nấm men Saccharomyces Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất nước giải khát lên men trái cây vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men là quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành sản phẩm Quá trình chuyển hóa này gắn liền với sự tham gia của hệ enzyme trong tế bào nấm men 2.2.1 Hình thái nấm men Nấm men có dạng hình... sinh vật và hiệu quả lên men của chúng Đối với vi sinh vật bao giờ cũng có một khoảng pH thích hợp với sinh lý của chúng cũng như một khoảng pH tối ưu để vận tốc lên men đạt cực đại, hoặc theo đúng hướng tạo sản phẩm theo yêu cầu Ở các giá trị pH khác nhau của môi trường lên men, ta có thể thu nhận các sản phẩm khác nhau Ví dụ: ở pH 4 – 5 nấm men sẽ lên men đường tạo etanol là sản phẩm chính Nếu pH kiềm... Trinh quá trình lên men các giai đoạn khác nhau cũng cần thay đổi điều kiện yếm khí hay hiếu khí như trong lên men rượu giai đoạn đầu cần oxy cho tế bào nấm men sinh sản phát triển đủ lượng yêu cầu, giai đoạn sau cần tạo điều kiện yếm khí, để nấm men chuyển hóa đường thành etanol 2.3 Tổng quan về lên men rượu 2.3.1 Khái niệm Lên men rượu là quá trình lên men được thực hiện nhờ nấm men trong điều kiện . chính là sự lên men theo đúng định nghĩa lên men của Pasteur đã nói trên. Thuộc loại lên men này có lên men rượu, lactic, aceton-butylic… • Lên men hiếu khí Lên men hiếu khí là dạng lên men theo. sản phẩm từ chuối 2.2 Tổng quan về nấm men Tác nhân chính của quá trình lên men rượu là các loài nấm men Saccharomyces. Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất nước giải khát lên men. quá trình lên men cũng như các con đường trao đổi chất đặc trưng cho từng loại vi sinh vật mà người ta phân loại các quá trình lên men như lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, do