nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ trái chanh dây

ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn cô Ths. Trần Thị Ngọc Mai. Cám ơn cô vì sự tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề tài. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong trường đại học Kỹ Thuật Công Nghệ và các thầy cô tham gia trong quá trình giảng dạy chuyên ngành, những người đã truyền đạt những kiến thức quý báu để em thực hiện được nghiên cứu này. Xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Quang Phước, cô Nguyễn Thị Ngọc Yến đã tạo điều kiện cho em được làm việc tốt trong quá trình làm thí nghiệm. Cảm ơn các cô trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm. Cảm ơn những người bạn đã cùng làm việc với tôi trong phòng thí nghiệm. Và cuối cùng, con xin cám ơn Ba Mẹ đã tạo điều kiện cho con hoàn thành đề tài. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2008 Sinh viên thực hiện Võ Diệp Diệu Hiền Chương 1. Giới thiệu 1 Chương 1. GIỚI THIỆU Chương 1. Giới thiệu 2 Nước giải khát là loại nước uống đóng vai trò rất quan trọng đối với đời sống của con người, ngoài việc cung cấp cho cơ thể một lượng nước đáng kể để tham gia vào quá trình trao đổi chất của tế bào, nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các chất dinh dưỡng, các loại muối khoáng,… để bù đắp cho các hoạt động sống của con người, vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu không thể thiếu được đối với cuộc sống của con người. Ngành sản xuất nước giải khát đang phát triển với tốc độ rất nhanh cả về chủng loại và sản lượng đã mau chóng chiếm lĩnh và được thị trường chấp nhận, trong số đó phải kể đến các hãng sản xuất nước giải khát nổi tiếng như: Cocacola, Pepsi,…. Ngày nay, khi điều kiện sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng nước giải khát ngày càng tăng và đang từng bước chuyển dần từ loại nước giải khát pha chế truyền thống sang sử dụng loại nước giải khát có chứa các chất dinh dưỡng như các loại: acid 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 21, nên nhiều quốc gia như: Mỹ, Hà Lan, Liên Ban Đức, Nhật, Trung Quốc,… đã tập trung nghiên cứu và sản xuất được nhiều loại nước giải khát từ các loại trái cây: cam, dứa, xoài, sơri, nho, dâu, táo,vải,… có chất lượng rất cao đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường. Theo dự đoán của các nhà chiến lược: trong các loại trái nước giải khát được sản xuất từ trái cây thì loại nước giải khát lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tương lai vì đây là sản phẩm được đánh giá có giá trị dinh dưỡng cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật và rất phù hợp với thế hệ trẻ. Việt Nam là nước nhiệt đới có khí hậu nóng và khô nên nhu cầu sử dụng nước giải khát rất lớn, đồng thời nguồn nguyên liệu để sản xuất nước giải khát từ trái cây trong nước lại vô cùng phong phú, đa dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng được các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất ổn định lâu dài lại đang có nguy cơ bị dư thừa do thiếu công nghệ chế biến phù hợp. Việc nghiên cứu để sản xuất nước giải khát lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực. Ngày nay sản phẩm nước trái cây lên men được biết đến nhiều nhất là nước nho với nhiều loại sản phẩm và công dụng bổ dưỡng. Tuy nhiên nho không phải là loại trái cây có thể lên men tạo rượu duy nhất. Nước ta là nước nhiệt đới với nhiều loại trái cây có hương vị và chất lượng tốt có thể lên men tạo ra các sản phẩm chất lượng không Chương 1. Giới thiệu 3 thua kém gì nước nho. Hiện nay có một loại trái cây rất được ưa chuộng ở thị trường trong nước và quốc tế, đó chính là “chanh dây” hay còn gọi là “lạc tiên”. Ở thị trường trong nước chanh dây thường được dân ta sử dụng ở dạng tươi làm nước uống vừa thơm ngon, bổ dưỡng lại rẻ tiền, gần đây trên thì trường có xuất hiện một số sản phẩm nước chanh dây đóng hộp, trà chanh dây và cũng đang rất được ưa chuộng. Còn trên thị trường thế giới đặc biệt là Châu Mĩ gần hơn là nước Mĩ, chanh dây rất được ưa chuộng và cũng đã xuất hiện rất nhiều dòng sản phẩm từ chanh dây. Nhưng chủ yếu vẫn là bột chanh dây, nước chanh dây cô đặc, nước chanh dây đóng hộp. Gần đây nhu cầu về sản phẩm chanh dây trên thế giới tăng cao đặc biệt là tại Hoa Kì, vì vậy chanh dây đã trở thành sản phẩm xuất khẩu chủ đạo của nhà máy DELTA của tập đoàn Daso sang Hoa Kì và mang lại lợi nhuận rất lớn. Sản phẩm từ chanh dây hiên nay chủ yếu là nước chanh dây và bột chanh dây. Nhưng ít ai biết rằng chanh dây cũng có thể lên men thành một loại nước giải khát lên men bổ dưỡng và thơm ngon rất có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng. Vì vậy nước giải khát lên men từ chanh dây cũng là một sản phẩm đầy tiềm năng cho thị trường trong và ngoài nước. Cũng vì mục đích đón đầu thị trường, tạo ra một dòng sản phẩm mới làm đa dạng hóa sản phẩm từ chanh dây, mang lại hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đời sống cho bà con nhân dân cũng như thu về ngoại tệ cho đất nước nên chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ chanh dây”. Tiến hành nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ chanh dây với trọng tâm giải quyết các vấn đề liên quan đến chất lượng sản phẩm. Trên cơ sở đó, chúng tôi nghiên cứu các vấn đề sau đây:  Khảo sát tỉ lệ phối trộn giữa dịch quả và nước.  Khảo sát tỉ lệ men giống sử dụng trong quá trình lên men  Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến quá trình lên men.  Khảo sát ảnh hưởng pH môi trường đến quá trình lên men.  Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến quá trình lên men. Chương 2. Tổng quan 4 Chương 2. TỔNG QUAN Chương 2. Tổng quan 5 2.1. Khái quát về nước giải khát lên men từ trái cây Nước giải khát lên men từ dịch trái cây không qua chưng cất, có độ cồn thấp, được xem là lọai 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 nước giải khát với nhiều hương vị khác nhau. 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 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. Nước giải khát lên men chứa một lượng cồn thấp, nhiều người có thể uống được kể cả phụ nữ và người già, cồn etylic trong nước giải khát lên men tự nhiên rất tinh khiết, không lẫn aldehyde, ester. 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 100% dịch trái nho, táo mà 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 cồn thấp (6%V) mang nhãn hiệu:Arbor mist (Mỹ) được sản xuất từ 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, tuy nhiên giá của sản phẩm còn quá cao so với thu nhập của phần đông người tiêu dùng Việt Nam. 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 nước giải khát hương vị trái cây tự nhiên rất thuận lợi. Nhờ quá trình lên men chúng ta có được hàng loạt các sản phẩm khác nhau. Nước giải khát lên men hương vị chanh dây tự nhiên là một loại nước giải khát sử dụng nấm men Saccharomyces lên men từ dịch chiết trái chanh dây tạo rượu etylic và CO 2 . Nhờ đó khi uống ta có cảm giác mát lạnh nhờ CO 2 , vị thơm nồng của rượu etylic và chanh dây. Trong từ điển bách khoa về thực phẩm của Nga nói rằng: uống nước quả lên men còn an toàn hơn cả uống nước và rất tốt cho sức khỏe, xua tan mệt mỏi, giúp tăng sức chịu đựng. Nước quả lên men có vị ngọt và mát lạnh nên dùng để giải khát và giải rượu rất tốt. Rất tốt cho những người bị cảm, sốt, hay bị dị ứng, mỏi mệt kinh niên, bệnh phù, giúp tăng khả năng đề Chương 2. Tổng quan 6 kháng với các bệnh truyền nhiễm, ngừa bệnh khô da vào mùa đông ( do trong nước quả lên men có khá nhiều khoáng và vitamin B,C,…). Đặc điểm của nước giải khát lên men là trong thành phẩm các quá trình sinh học còn tiếp diễn, do đó không thể bảo quản lâu quá 2 ngày dù ở nhiệt độ thấp. Khi đã rót ra cốc mà để lâu thì chất lượng nước giải khát cũng bị giảm rõ rệt sau 2÷3 giờ. Vì vậy, nước giải khát lên men nói chung thường chỉ sản xuất đủ tiêu dùng trong ngày và nên uống khi còn tươi. Tuy nhiên đối với một số nước giải khát lên men cao cấp, người ta loại bớt tế bào nấm men, rót vào chai, đậy nút rồi đem thanh trùng ở nhiệt độ thích hợp và vì thế thời gian bảo quản cho phép tăng 2÷3 tháng, tương tự như bia. Quy trình sản xuất chung Chương 2. Tổng quan 7 Nguyên liệu Nước vô trùng Men giống S ản phẩm Xử lý nguyên liệu Ép lấy nước cốt Pha loãng Phối trộn Thanh trùng Lên men chính Làm lạnh Phối chế Lọc Chiết rót Thanh trùng Kiểm tra Đường T o lm =28 o -30 o C pH= 4 -5 T o =5 o -6 o C Chai 60 o - 65 o C,30-45 phút Bã Bã Hương, CO 2 Chương 2. Tổng quan 8 2.2. Giới thiệu về nguyên liệu chanh dây 2.2.1. Định danh [14], [13] Phân loại khoa học  Giới (regum): Plantae.  Ngành (divisio): Magnoliophyta.  Lớp (class): Magnoliopsida.  Bộ (ordo): Malpighiles.  Họ (familia): Passifloraceae.  Chi (genus): Passiflora.  Loài (species): P.foetida. Tên thường gọi: dây Mát, Mát Mát, Chanh Dây/Chanh Sô-đa, trái Mê Ly. Chanh dây thuộc họ Passifloraceae và có họ gần với cây violet. Có hơn 500 loài Passiflora, thuộc họ Passifloraceae, khoảng 50 trong số đó có thể ăn được. Nhưng chỉ một loài duy nhất, P. edulis Sims, mới có tên gọi là Passion fruit. Trong loài này, có hai dạng phân biệt: dạng đỏ tía (purple) – thông thường và dạng vàng (yellow) không chỉ ở màu sắc mà còn ở một số đặc điểm khác. Chanh dây đỏ tía (Purple passion fruit): Passiflora edulis Sims. Chanh dây vàng (Yellow passion fruit): Passiflora edulis var. flavicarpa. Chanh dây được biết đến dưới nhiều tên gọi, tuỳ thuộc các quốc gia hay vùng trồng chanh dây. Bảng 2.1 - Tên gọi chung của hai dạng chanh dây Tên gọi chung của hai dạng chanh dây Tiếng Anh Passion fruit, Granadilla, Purple Granadilla, Yellow Passion Fruit Tiếng Việt Chanh dây, lạc tiên, lạc viên, hồng tiên, lồng đèn, long châu, mác mác Chương 2. Tổng quan 9 Tiếng Pháp Fruit de la passion, Tiếng Tây Ban Nha Granadilla, Parcha, Parchita, Parchita maracuyá Tiếng Bồ Đào Nha Maracuja peroba Tiếng Cuba Ceibey Tiếng Hoa Long châu quả Dạng chanh dây đỏ tía có thể được gọi là purple, red hay black granadilla; hay là lilikoi (Hawaii); mountain sweet cup (Jamaica), linmangkon (Thái Lan)… Dạng chanh dây vàng phổ biến với tên yellow passion fruit, ở Hawaii được gọi là yellow lilikoi, golden passion fruit ở Australia, parcha amarilla ở Venezuela… 2.2.2. Nguồn gốc, phân bố [14], [13], [15], [16] 2.2.2.1. Nguồn gốc Chanh dây đỏ Xuất xứ từ vùng nhiệt đới Nam Mỹ, từ miền nam Brazil qua Paraguay đến bắc Argentina, được biết đến đầu tiên bởi người Tây Ban Nha vào thế kỷ XVI tại Brazil. Chanh dây vàng Người ta không rõ nguồn gốc của chanh dây vàng, hoặc có lẽ xuất xứ từ vùng Amazon của Brazil, hoặc là giống lai giữa hai loài P. edulis và P. ligularis. Các nghiên cứu cấu trúc tế bào không khẳng định được thuyết giống lai. Giả thuyết chanh dây vàng có nguồn gốc từ Australia (E.N. Reasoner, 1923) cho rằng hạt giống chanh dây vàng đã được mang từ Australia vào Hawaii và đại lục Hoa Kỳ. Hạt giống chanh dây vàng được gửi từ Argentina đến Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ năm 1915 (S.P.I. No. 40852) với lời giải thích rằng loài dây leo này được trồng từ hạt giống - lấy từ trái mua ở Covent Garden, London - tại trạm thí nghiệm Nông nghiệp Guemes. Hiện nay, một số nhà khoa học cho rằng chanh dây vàng là kết quả của sự đột biến gen xảy ra ở Australia. 2.2.2.2. Phân bố Chanh dây được trồng chủ yếu ở các khu vực Trung, Nam Mỹ, Đông Nam Á, Australia và Nam châu Phi. [...]... đen Chanh dây có hương vị rất độc đáo: thơm nồng, chua rất thanh và ngọt đậm Thức uống chỉ cần chứa 5% nước cốt chanh dây cũng có mùi rất mạnh Mùi chanh dây là sự hoà quy n của một loạt nhiều thứ mùi trái cây khác nhau như ổi, thơm, xoài, đu đủ… Chanh dây có vị gần giống như dâu, đào hay mơ Hình 2.6 - Chanh dây vàng và chanh dây đỏ Chanh dây vàng cho trái lớn hơn chanh dây đỏ, nhưng ruột chanh dây. .. 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 tối đa cho môi trường Trong cùng một 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... trong sản xuất nước xốt, thạch, kẹo, kem, sherbet, meringue hay súp trái cây lạnh… Phần cơm trái có chứa hạt được chế biến thành thạch hay trộn với dứa hoặc cà chua để làm mứt Một loại thức uống không cồn từ dịch quả chanh dây có tên là “Passaia” do Thụy Sĩ sản xuất đã được tiêu thụ ở Tây Âu trong nhiều năm Costa Rica cũng đã sản xuất một loại rượu từ chanh dây gọi là “Parchita Seco”… Trái chanh dây. .. trị sử dụng của chanh dây [19], [21], [22]  Trong công nghiệp thực phẩm Phần thịt quả chanh dây có thể được dùng để chế biến các món ăn trong gia đình Ở quy mô công nghiệp, dịch quả chanh dây dùng để sản xuất nước quả đục, hoặc phối trộn với đường và pha loãng với nước cùng dịch quả của các loại trái cây khác (đặc biệt là cam và dứa) để sản xuất các loại thức uống lạnh Nước cốt chanh dây có thể được... 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 2.4 Cơ chế của sự lên men rượu 2.4.1 Đại cương về lên men rượu [8] Lý thuyết về lên men rượu đã được các nhà sinh học nghiên cứu từ lâu Năm 1769, Lavoisier phân tích sản phẩm lên men rượu và nhận thấy khi lên men, đường không chỉ biến thành rượu... gia như Brazil, Peru,… trái chanh dây là nguồn nguyên liệu hàng đầu  Trong y học 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 Nhiều quốc gia trên thế giới dùng lá chanh dây để bào chế thuốc Hoa chanh dây có tác dụng an thần... yếm khí (kị khí) Lên men yếm khí là sự biến đổi đường hay các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật, trong điều kiện không có sự tham gia của oxy phân tử Đây 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 nghĩa... 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 thì chiều hướng lên men của nấm men sẽ tạo sản phẩm chính là glycerin 31 Chương 2 Tổng quan 2.3.3.7 Lượng oxy Tùy theo kiểu lên men chúng ta phải... trình lên men như lên men rượu, lên men lactic, lên men do nấm men, do nấm mốc… Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng như trong thực tiễn đời sống, quá trình lên men được hiểu theo nghĩa rộng hơn Đó là quá trình trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme vi sinh vật Sự hình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí hoặc hiếu khí Lên men. .. 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… 2.3.2 Bản chất của quá trình lên men Dầu các quá trình lên men có khác nhau về hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng, sản phẩm cuối và hệ vi sinh vật tham . sản xuất nước giải khát lên men từ chanh dây . Tiến hành nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ chanh dây với trọng tâm giải quy t các vấn đề liên quan đến chất lượng sản phẩm. Trên cơ. dâu, chanh dây Vì vậy việc sản xuất nước giải khát hương vị trái cây tự nhiên rất thuận lợi. Nhờ quá trình lên men chúng ta có được hàng loạt các sản phẩm khác nhau. Nước giải khát lên men. hợp. Việc nghiên cứu để sản xuất nước giải khát lên men từ trái cây là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực. Ngày nay sản phẩm nước trái cây lên men được biết