Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ thanh trà

Đặc biệt CO2 trong nước giải khát có tácNgày 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 t ừng bước chuyển dần

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VI ÊN HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC HÌNH 5

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 6

LỜI CẢM ƠN 7

LỜI MỞ ĐẦU 8

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 10

1.1 TÌM HIỂU VỀ THANH TRÀ 10

1.1.1 Giới thiệu về thanh trà 10

1.1.2 Tác dụng 12

1.1.3 Tình hình nước giải khát hiện nay 12

1.2 TÌM HIỂU VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN 18

1.2.1 Các thành phần chính của nước giải khát lên men 18

1.2.2 Nguyên liệu chế biến nước giải khát lên men 21

1.2.3 Phụ gia: 24

1.2.4 Enzyme trong nư ớc giải khát lên men 25

1.2.5 Vi sinh vật sử dụng trong chế biến n ước giải khát lên men 29

1.2.6 Thanh trùng trong nư ớc giải khát lên men 38

CHƯƠNG 2:VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU: 43

2.1.1 Nguyên liệu thanh trà 43

2.1.2 Các nguyên liệu khác: 43

2.1.3 Các thiết bị và dụng cụ trong nghiên cứu 44

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU: 44

2.2.1 Phương pháp vi sinh 44

2.2.2 Phương pháp xác đ ịnh các chỉ tiêu hóa học và pH 47

2.2.3.Phương pháp cảm quan 47

2.2.4 Bố trí thí nghiệm: 48

CHƯƠNG 3:KẾT QUẢ NGUYÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỐ LƯỢNG TẾ BÀO NẤM MEN CỦA DỊCH TĂNG SINH 53

3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH L ƯỢNG ENZYME PECTINASE 53

BỔ SUNG THÍCH HỢP 53

3.2.1 Kết quả thể tích dịch ép thu đ ược khi bổ sung enzyme pectinase 54

3.1.2 Kết quả nghiên cứu xác định lượng enzyme pectinase thích hợp bằng đánh giá cảm quan độ trong của dịch ép 55

3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng chất khô của dịch ép sau khi bổ sung enzyme pectinase 56

3.3 Kết quả tối ưu hóa công đoạn lên men trong quy trình nghiên c ứu sản xuất nước giải khát lên men từ trái thanh trà 57

3.4 Kết quả xác định thời gian l ên men: 61

3.5 Kết quả xác định chế độ thanh tr ùng 66

3.6 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN TỪ TRÁI THANH TRÀ 71

3.7 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 76

3.8 SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH THÍ NGHIỆM SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI 77

KHÁT LÊN MEN TỪ TRÁI THANH TRÀ 77

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN: 78

PHỤ LỤC 80

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Thành phần hóa học của quả thanh tr à……… 10

Bảng 2: Các khoáng chất chính của men rượu……… 35

Bảng 3: Bảng ma trận thí nghiệm……… 50

Bảng 4: Bảng ma trận thí nghiện ở tâmphương án……… 50

Bảng 5: Kết quả đếm số l ượng tế bào nấm men sau 24h tăng sinh……… …53

Bảng 6: Bảng kết quả tổng hợp thí nghiệm xác định l ượng enzyme pectinase bổ sung 53

Bảng 7: Bảng điểm cảm quan độ trong của dịch q uả sau khi bổ sung enzyme………….55

Bảng 8: Kết quả điểm cảm quan thu đ ược của các thí nghiệm……… 57

Bảng 9: Kết quả thu được của các thí nghiệm ở tâm……… ………….57

Bảng 10: Bảng kết quả tính toán ph ương sai tái hiện……… 58

Bảng 11: Bảng kết quả tính toán kiểm định sự tương thích của mô hình thực nghiệm….59 Bảng 12: Bảng kết quả thực nghiệm tối ưu hóa công đoạn lên men……… .61

Bảng 13: Kết quả tổng hợp của thí nghiệm nghi ên cứu xác định thời gian l ên men…….62

Bảng 14: Nồng độ pH của dịch quả sau l ên men……… 66

Bảng 15: Kết quả máy đo tâm hộp vá giá trin Kfi……… … 67

Bảng 16: Bảng điểm cảm quan cá c chỉ tiêu độ trong, mùi vị của sản phẩm ………… 76

Bảng 17: Bảng xác định thành phần ăn được và không ăn được ……… 77

Bảng 18: Bảng chi phí giá thành……… 78

Bảng 19: Bảng điểm cảm quan về độ trong của sản phẩm của thí nghiệm nghiên cứu xác định thời gian l ên men……… … 81

Bảng 20: Bảng điểm cảm quan về vị của sản phẩm của thí nghiệm ng hiên cứu xác định thời gian l ên men……… 82

Bảng 21: Bảng điểm cảm quan về m ùi của sản phẩm của thí nghiệm nghi ên cứu xác định thời gian l ên men……… 83

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Hình trái thanh trà chín……… 10Hình 2: Sơ đồ sản xuất nước quả lên men hỗn hợp……….16Hình 3: Quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ ổi……….17Hình 4: Hình tổng quát buồng đếm h ình cầu………4 5Hình 5: Hình biểu diễn cách đưa mẫu vào buồng đếm……….4 6Hình 6: Cách đếm tế bào trong buồng đếm……… 4 7Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định số tế báo nấm men sau 24h……….48Hình 8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định l ượng enzyme thích hợp……… 49Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian l ên men……….5 1Hình 1o: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định công thức thanhtrùng……….52Hình 11: Đồ thị biểu diễn số ml dịch thu đựơc khi bổ sung enzyme………54Hình 12: Đồ thị ảnh hưởng của enzyme đến hàm lượng chất khô của dịch ép………… 5 6Hình 13: Đồ thị ảnh hưởng của thời gian lên men đến độ cồn và hàm lượng đường……63Hình 14:Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian lên men đến độ trong của dịch quả …… 64Hình 15: Đồ thị biểu diễn thời gian l ên men ảnh hưởng đến vị của dịch quả………64Hình 16: Đồ thị biểu diễn thời gian l ên men ảnh hưởng đến mùi của dịch quả………….65Hình 17: Đồ thị quan hệ giữa nhiệt độ nồi,nhiệt độ tâm hộp v à thời gian thanh trùng… 68Hình 18: Biểu đồ nhiệt độ và Kfi ……… ……… 69

Hình 19: Đồ thị xác định fh……… 70

Hình 20: Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ thanh trà……….73

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi đến Tiến sỹ MAI THỊ TUYẾT NGA lòng biết ơn chânthành và sâu sắc nhất Cô đã hết lòng hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian em thựchiện đề tài

Cô truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm cho em để em có thể dễ d àng bố trí tiếnhành thí nghiệm một cách nhanh nhất v à đạt hiệu quả cao

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Chế biến nói chung,các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm nói riêng đã truyền đạt kiến thứccho em dể em có thể thực hiện đ ược đề tài này

Bên cạnh đó em cũng chân th ành cảm ơn gia đình và các bạn cùng khóa đã động

viên giúp đỡ em trong suốt thời gian em l àm đề tài

Trong thời gian từ cuối tháng 3 đến cuối tháng 6 năm 2011em đ ã thực hiện đề tàitại phòng thí nghiệm Hóa -Vi Sinh và phòng Công nghệ Thực phẩm trường Đại học NhaTrang, mặc dù gặp nhiều khó khăn và bỡ ngỡ nhưng nhờ có sự chỉ dẫn của cô TS MaiThị Tuyết Nga cùng một số thầy cô khác và sự giúp đỡ của các bạn em đã hoàn thành đềtài của mình

Nha Trang , tháng 6 năm 2011

Sinh viên th ực hiện

Tr ần Thị Thủy

LỜI MỞ ĐẦU

Trái cây tươi không nh ững là sản phẩm có giá trị dinh d ưỡng cao, mà còn là thực

phẩm tươi phục vụ trực tiếp trong đời sống h àng ngày như cung cấp vitamin, axit hữu cơ,muối khoáng cho con ngư ời Do nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm n ên việc bảo quản trái

cây tươi là rất khó, dễ bị thối, hỏng sau khi thu hoạch v à vận chuyển làm giảm phẩm chấtban đầu của trái cây Do đó , bên cạnh việc bảo quản trái cây t ươi thì việc chế biến các loại

trái cây cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm nâng cao giá trị sử dụng của các loạitrái cây và phù hợp với nhu cầu, thị hiếu của ng ười tiêu dùng, đồng thời tạo ra ngành sảnxuất mới góp phần tạo việc l àm ổn định và tăng thu nhập cho người dân

Trong số đó phải kể đến thanh tr à, một loại quả không còn xa lạ gì với người dâncác tỉnh miền Tây Nam bộ nhưng còn rất lạ lẫm với nhiều ng ười dân Việt và thế giới Đây

là một loại quả có giá trị dinh d ưỡng khá cao nhưng chủ yếu sử dụng ở dạng ăn liền kh icòn tươi, người dân trồng thường thu hoạch đem bán rải rác v à phân phối khá khó

khăn,thu nhập không cao Do đó để tăng thu nhập cho ng ười nông dân và để đa dạng hóa

các mặt hàng giải khát có nguồn gốc từ thi ên nhiên trên thị trường thì việc phát triển nướcgiải khát lên men từ thanh trà là rất cần thiết, nó sẽ đem lại sự tiện lợi cho quá tr ình phânphối, tiêu thụ và sử dụng, rất thích hợp với cuộc sống ng ày càng công nghiệp hóa hiệnnay

Mục đích của đề tài:

Tiến hành nghiên cứu để đưa ra quy trình sản xuất sản phẩm nước giải khát lênmen từ trái thanh trà

Nội dung của đề tài:

 Tìm hiểu về nguyên liệu thanh trà

 Chọn quy trình dự kiến và thử nghiệm

 Nghiên cứu tìm các thông số kỹ thuật thích hợp cho các công đoạn: xử lý sơ bộnguyên liệu, xử lý phối trộn, lên men, và thanh trùng

 Đề xuất quy trình, tiêu chuẩn thành phẩm

 Tính chi phí nguyên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm

Các nội dung trên đã được trình bày lần lượt qua 3 chương là:

 Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu

 Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

 Chương 3: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN1.1 TÌM HIỂU VỀ THANH TRÀ

1.1.1 Giới thiệu về thanh trà

Hình 1: TráiThanh Trà chín

a Tên khoa học: [9]

Trái thanh trà, còn g ọi xoài hoang dại (Wild Mango) Tên khoa học Bouea Oppositifolia (Roxb) Meissn , tên cũ Mangifera Oppositifolia Roxb Cùng họ Anacardiaceae với cây xoài Vì nó giống trái xoài thu nhỏ, có hột to, nên người dân ở xã

Đông Thành huyện Bình Minh tỉnh Vĩnh Long gọi là xoài mút hay xoài hột

b Nguồn gốc thanh trà: [10]

Thanh trà gốc gác là một loại cây rừng Ở vùng Thất Sơn (An Giang), Rạch Giá,

Hà Tiên, biên giới Campuchia người ta gọi là cây Sơn Trà Loại cây này có mặt ở BìnhMinh rất lâu, có khi trên cả trăm năm Bản thân cây thanh trà ở trên rừng rất chua, khi

đem về đồng bằng, qua nhiều đời nhân giống, thuần d ưỡng nó bớt chua, thơm hơn và có

loại thanh trà có vị rất ngọt Hiện nay, thanh trà được trồng nhiều, tập trung ở các ấp

Đông Hưng I, Đông Hưng II, Đông Hòa, một ít ở xã Mỹ Hòa và Rạch Vồn, xã Thuận An,

huyện Bình Minh Ðể nhân giống, trước kia người ta ương hột, về sau mới chiết nhánh vìcây mau phát triển.Thanh trà chiết trồng khoảng 2 năm, cao chừng 2 m, cho trái chín Bốn

năm ngày tưới thanh trà 1 lần, nhưng 3 ngày tưới 1 lần là tốt nhất Ðặc biệt tưới phân urea

trái lớn, còn phân Kali thì trái chua ít ngọt nhiều.Thanh trà kháng thể mạnh nhưng vẫn xịtngừa sâu Chăm sóc thanh trà đúng k ỹ thuật sẽ cho năng suất cao Thanh tr à cho trái 3

đợt: Tháng 9 Âm lịch, lá gi à trổ bông, xuống nhụy, 2 tháng rưỡi là thu hoạch Ðợt đầuthường bắt đầu từ rằm Tháng Gi êng Âm lịch Sau đó, thanh trà cho thu hoạch liên tiếp 2đợt nữa Hiện thanh trà chỉ có duy nhất một mùa trong năm

c Đặc điểm cây thanh trà :

Thanh trà là cây siêu lợi nhuận, phân ít, chăm sóc ít, thu hoạch cao,cứ mỗi gốcThanh Trà cho khoảng từ 200kg-500kg/gốc Lúc cây trổ bông mà gặp mưa hoặc sươngmuối thì rụng hết, nhưng hết đợt bông này rụng sẽ có đợt bông khác ra tiếp, đến ba lần

như vậy Do đó, trên cây luôn có trái với nhiều cỡ khác nhau , chín xanh xen kẽ.Nếu biếtcách cho nó ra hoa đúng lúc th ời tiết tốt nhất thì sẽ có trái nhiều

Thanh trà có 2 loại là thanh trà chua và thanh trà ng ọt

 Thanh trà chua có vỏ cứng, ăn giòn,

 Thanh trà ngọt có vỏ mềm

Trước khi thưởng thức thanh trà, người ta phải nắn hoặc xoa đều tay cho mềm để dễ

lột bỏ vỏ Nếu mang thanh tr à dầm với đường và đá đập nhuyễn thì sẽ cho loại nước giải

khát tuyệt hảo.Chính vì hương vị rất lạ nên ngày nay, các vườn trồng thanh trà tại Vĩnh

Long ngày càng được mở rộng.Và trái thanh trà cũng đã đến được với nhiều người ở khắp

mọi nơi.Trái thanh trà là một loại quả nhỏ, màu vàng ruộm, vị chua ngọt, thanh mát Vài

năm gần đây thanh trà được trồng nhiều, cho trái lớn h ơn, rộ từ tháng giêng đến tháng ba

âm lịch Thanh trà chín được nhà vườn thu hái rất cẩn thận, th ường kèm cả lá cho đẹp Saukhi chọn lựa, phân loại, trái thanh tr à được đóng thùng đưa đi các nơi tiêu thụ Tùy theoloại thanh trà chua hay ngọt mà định giá bán rất chênh lệch nhau

Bảng1 Thành phần hóa học của quả thanh tr à (*)

STT Thành phần hóa học Đơn vị đo Phương pháp kiểm

Quả còn xanh gọt bỏ vỏ, bỏ hột, nấu canh chua ăn cho mát trong m ùa nắng nóng

Lá thanh trà cũng tương tự lá xoài, chứa nhiều hoạt chất có tính khá ng sinh (mangiferin,quercetin, acid galic ) dùng nấu cao để thoa trị phỏng, rôm sẩy, hăm lở

1.1.3 Tình hình nước giải khát hiện nay.

Trong công nghệ sản xuất nước giải khát, bao gồm nhiều sản phẩm khác nhau nh ư:

Nước ngọt pha chế, nước khoáng, nước giải khát lên men Trong đó nư ớc giải khát lên

men là loại nước uống mát, bổ dưỡng, có hương vị đặc trưng, là hợp chất chiết từ nguyên

liệu, CO2 và các sản phẩm lên men khác tạo nên Đặc biệt CO2 trong nước giải khát có tác

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 t ừng bước chuyển dần từ loại n ước giảikhát pha chế truyền thống sang sử dụng loại n ước giải khát có chứa các chất dinh d ưỡng

như các loại: Axit amin, vitamin, mu ối khoáng…được sản xuất từ các loại trái cây Đâyđược coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỷ 21, n ên nhiều quốc gia như: Mỹ, Hàlan, LB Đức, Nhật, Hàn Quốc, Úc, Thái Lan, Trung Quốc… đã tập trung nghiên cứu và

sản xuất được nhiều loại nước giải khát từ các loại trái cây: Cam, dứa, xo ài, sơ ri, ổi, táo,

lê, dâu, mơ, nho, vải…có chất lượng rất cao, đã mau chóng chiếm lĩnh được thị trường

Hiện nay, Mỹ là một trong những thị trường nước giải khát có lượng tiêu thụ thứcuống trái cây nhiều nhất thế giới Năm 2009, trong khi lư ợng nước uống đóng chai thông

thường giảm 1% thì doanh số của các loại thức uống trái cây tăng 8% c ùng thời điểm.Lượng tiêu thụ các loại nước ngọt ở Mỹ cũng gia tăng từ 1,5 tỷ lít v ào năm 2007 lên đến

1,7 tỉ lít trong năm 2010 với nhiều nhãn hàng như Aquafina Flavor Splash, Sobe

Lifewater, Daily Vitamin… Đ ặc biệt, một thương hiệu thức uống bổ sung hiện đang đ ược

giới trẻ Mỹ ưu chuộng và đánh giá cao là Sobe Lifewater (Pepsico) Lo ại thức uống nàykhông chỉ có hương vị thơm ngon mà còn bổ sung nhiều vitamin cũng nh ư các chất giúp

tăng cường sức đề kháng cho c ơ thể, đem lại vẻ tươi tắn, tràn đầy sinh lực cho người sử

dụng.Thêm vào đó, Sobe Lifewater có v ị tinh khiết của nước và hương vị mát lạnh củatrái cây, mang lại cảm giác sảng khoái cho người sử dụng

Ở Châu Á, dòng thức uống trái cây cũng đang rất thịnh hành Ban đầu, khi mớiđược giới thiệu đến thị tr ường chỉ có một số ít các loại trái cây Tuy nhi ên sau đó, nhu cầu

của người tiêu dùng nâng cao, các công ty c ũng đã có những chuyển đổi thích hợp, đadạng hóa hương vị hơn với các loại khác nhau nh ư cam – cà rốt, chanh mật ong, dưa

gang… và giờ đây là thức uống yêu thích của nhiều người dân Châu Á

Theo dự đoán của các nhà chiến lược: Trong các loại nước giải khát được sản xuất

từ trái cây thì loại nước giải khát lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tươnglai 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

1.1.3.2 Trong nước: [11]

Theo nhiều chuyên gia, thị trường nước ép trái cây tại Việt Nam tuy c òn non trẻ

nhưng rất năng động Mức tăng trưởng hàng năm của thị trường này trung bình đạt 34%,

thuộc nhóm có tốc độ tăng tr ưởng cao của ngành hàng tiêu dùng nhanh - FMCG Đặcbiệt, trước nhu cầu gia tăng cho mùa nóng, rất nhiều loại nước ép trái cây với bao b ì đượccải tiến đẹp đã được tung ra thị trường

Các loại nước ép trái cây đang đ ược người tiêu dùng Việt Nam ưa chuộng Theomột khảo sát gần đây, gần 90% ng ười tiêu dùng cho biết họ sẵn sàng chi thêm tiền đểmua thực phẩm có lợi cho sức khỏe Nhận biết đ ược xu thế đó, ngày càng có nhiều nhàsản xuất trong và ngoài nước tham gia vào thị trường này

Cho đến nay đã có một số sản phẩm từ trái cây nh ư: BLUEBIRD, TREETOP là

các sản phẩm không cồn củ a Florida (Mỹ) được sản xuất từ 100% dịch trái nho, táo m àthành phần có nhiều loại vitamin, muối khoáng, độ đ ường khoảng 15-18% đóng tronghộp kim loại có dung tích 160 -180ml Một số sản phẩm có cồn thấp (6%V) mang nh ãnhiệu: ARBOR MIST (Mỹ) đ ược sản xuất từ rượu vang: nho, dâu, đào có hàm lượng

đường từ 12-15% và nhiều loại vitamin, muối khoáng khác đ ã và đang được bán trên thịtrường 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 ng ười tiêu dùng Việt Nam

Việt Nam là nước nhiệt đới có khí hậu nóng v à khô nên nhu cầu sử dụng nước giảikhát rất lớn, mặc dù cho đến nay đã có một số công ty nước ngoài được cấp giấy phép

đầu tư và sản xuất nước giải khát từ trái cây tại Việt Nam Song mức tiêu thụ bình quân

của người Việt Nam mới chỉ đạt 0,16 lít/ ng ười năm , trong khi nguồn nguy ên liệu để sảnxuất nước giải khát từ trái cây ở Việt Nam lại vô c ùng phong phú, đa dạng, hoàn toàn cóthể 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 ph ù hợp

Việc nghiên cứu để sản xuất nước giải khát lên men từ trái cây là hoàn toàn phùhợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực.Tuy nhiên việc lựa chọn nguyênliệu để có thể mang lại một loại n ước giải khát lên men chất lượng cao, giá cả lại thíchhợp cho người tiêu dùng không phải là vấn đề đơn giản và nó cùng đang là vấn đề cấpthiết đối với ngành nước giải khát của Việt Nam Bởi chọn nguy ên liệu phải nghiên cứunguyên liệu có thỏa mãn về thành phần dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng,có côngnghệ sản xuất phù hợp Dù chưa phổ biến nhưng những năm gần đây và trong tương lai

nước giải khát lên men sẽ phổ biến hơn Song để đạt được điều đó đòi hỏi các nhà thực

phẩm của Việt Nam phải tiếp tục nghi ên cứu để tận dụng các trái cây có sẵn tai Việt Namsản xuất nước giải khát lên men nhằm đa dạng hóa sản phẩm

Hình 2: Sơ đồ quy trình sản xuất nước quả lên men hỗn hợp

Nguyên liệu1

Làm sạch

Ép

Làm sạch

Nguyên liệu2

ÉpPhối trộn

Thanh trùng

ngLàm nguội

Bổ sung

đường, phụ

gia

Sản phẩm

Hình 3 : Quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ ổi

Rửa sạch,cắt miếng

Ổi

Điều chỉnh thành

phần

Bổ sungenzyme

Ép

Ủ 400Ctrong 1-1,5 h

Lên menLọc

Xử lý saulên men

Đóng

chai

Thanh trùng,làm nguội

Sản phẩm

Trên đây là 2 ví dụ về hỗn hợp nước quả lên men của Nguyễn Đỗ Hồng Hạnh –

Khoa Công nghệ Sau thu hoạch Trường Đại học Hùng Vương TP.HCM (hình 2) vànghiên cứu và sản xuất nước giải khát lên men từ quả ổi của sinh viên Phạm Ngọc Tuấn

Trường Đại học Nha Trang (hình 3)

Hiện tại, một số chuyên gia thực phẩm Viện nghiên cứu Hà Nội đã nghiên cứuthành công quy trình s ản suất nước giải khát lên men từ nho, dâu, dứa Song song với

nước quả lên men từ một loại quả thì hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu nước

quả lên men hỗn hợp…

Thực sự đây là một hướng đi mới của ngành Hy vọng nó sẽ sớm tạo được dấu ấntrên thị trường trong thời gian gần nhất

1.2 TÌM HIỂU VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN

Nước giải khát lên là sản phẩm nhờ tác nhân vi sinh vật nấm men và vi khuẩn

lactic từ môi trường lên men là nước quả tự nhiên Trong quá trình lên men này, ngoàiquá trình lên men rượu còn quá trình lên men axit h ữu cơ (mà chủ yếu là chuyển từ cácaxit hữu cơ thành axit lactic) Nhờ môi trường dinh dưỡng phong phú nên sản phẩm hìnhthành ngoài ethanol, còn có axit hữu cơ, glyxerin, các chất gây hương làm cho nước giải

khát có hương vị đặc biệt mà các sản phẩm nước giải khát bình thường không có

1.2.1 Các thành phần chính của nước giải khát lên men [1]

1.2.1.1 Cồn:

Ethanol được hình thành trong quá trình lên men đường glucose, saccharose nhờ

nấm men Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 70-160 cc/l ( khoảng 7-16

độ) Ethanol là thành phần quan trọng vì chính nhờ ethanol mà làm cho nước giải khát lên

men khác với nước giải khát bình thường Ethanol có mùi thơm, vị hơi ngọt Ethanolcùng với axit bay hơi, đường và nhiều thành phần khác có trong nước giải khát lên mentạo nên mùi vị hấp dẫn riêng biệt của nó Vị của nước giải khát lên men được tạo lên từ tỷ

lệ cân đối của 4 vị là: Vị chua (axit hữu cơ), vị ngọt (ethanol, glycerin, đường còn lại), vịchát (tanin, polyphenol), v ị mặn (các muối khoáng).

1.2.1.2 Axit hữu cơ:

Nguồn gốc của các axit hữu c ơ là từ quả và hình thành trong quá trình lên men.Axit là một thành phần quan trọng của nước giải khát lên men Tổng axit thường đượccung cấp từ quả là chính khoảng 4-5 g/l làm cho pH của nước giải khát từ 2,8 ÷ 3,5 Axithữu cơ trong nước giải khát thường chia làm 2 nhóm là: nhóm có tác dụng tốt cho nướcgiải khát lên men và nhóm có tác d ụng xấu Vai trò của các axit là tham gia tạo vị (vịchua) và tạo pH thấp từ đó làm ổn định sản phẩm Axit hữu c ơ trong nước giải khát còn

có một tác dụng là ngăn cản hoạt động của các khuẩn làm hỏng nước giải khát, ví dụ: axittatric 1,5 – 4 g/l, axit malic 0 – 4 g/l, axit xitric 0 - 0,5 g/l, axit oxalic 0,06 g/l, các axitnày thuộc loại các axit có tác dụng tích cực đến m ùi vị và còn có tác dụng làm ổn định

nước giải khát lên men trên phương di ện chúng ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn gây

hại Tuy nhiên các axit này cũng cần có tỷ lệ cân đối, nếu cao quá cũng làm cho nước giảikhát lên men có vị không hài hòa Ngoài ra còn có một số axit khác như: acetic, lactic,formic, butytric nhưng hàm lư ợng rất nhỏ, các axit n ày nếu hàm lượng cao sẽ làm cho

nước giải khát lên men có vị kém

Đặc biệt, đối với axit cần lưu ý là: Trong lên men tự nhiên thường tạo ra 0,4 g

acetic, nếu vượt quá hàm lượng này sẽ làm cho vị chua thay đổi đáng kể và không thểuống được.Tỷ lệ axit hữu cơ / ethanol / tanin hay s ự cân đối giữa vị chua vị ngọt v à vịchát là yếu tố quan trọng ảnh h ưởng rất lớn tới mùi vị của nước giải khát lên men

1.2.1.3 Đường:

Đường là thành phần còn lại sau lên men trong đó chủ yếu là glucose, fructose và

phần nhỏ galactose Ngoài ra còn có các loại đường khác đặc biệt đường nghịch đảo tạo

nên mùi thơm dễ chịu cho nước giải khát thành phẩm Thành phần đường còn lại cũng là

yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm Nếu tr ước khi lên men bổ sung đường saccharose thì

toàn bộ bị thủy phân thành đường khử, vì vậy nếu phát hiện thấy đ ường saccharose trong

nước giải khát thành phẩm tức là đường pha thêm

1.2.1.4 Tro và các chất muối:

Trong nước giải khát lên men có nguồn gốc từ nguyên liệu và một phần được bổ

sung từ ngoài vào để nâng cao hiệu quả l ên men Một số chất khoáng như: P; S; K; Na;Ca; Mg; Si; Se; Mn; Br; Cl; I; Al các ch ất khoáng này có thể tồn tại dưới dạng tự dohoặc có thể ở các dạng muối Với mỗi quả khác nhau sẽ có hàm lượng khoáng và muối

khác nhau Hàm lượng trong nước giải khát lên men khoảng từ 1,5 – 3 g/l Vai trò của

chất khoáng trong nước giải khát lên men là làm tăng giá tr ị dinh dưỡng và giá trị chữabệnh cho con người Đồng thời chất khoáng c òn có vai trò quan trọng là tham gia tạo vị

đậm đà cho nước giải khát và cùng với vị ngọt, vị chua, vị chát tạo n ên vị hài hòa chonước giải khát nên men

1.2.1.5 Vitamin:

Vitamin trong nước giải khát lên men chủ yếu là do nguyên liệu cung cấp và một

phần được bổ sung từ ngoài vào Các vitamin gồm: vitamin nhóm B, vitamin C, vitamin

A và các chất tiền vitamin A Hàm lượng vitamin trong thành ph ẩm phụ thuộc rất lớn vàonguyên liệu, mỗi loại quả khác nhau sẽ có h àm lượng vitamin khác nhau V ì vậy quá trìnhlên men cần điều chỉnh lại thành phần vitamin của nước quả, cần có phần bổ sung thêmvitamin, quá trình lên men không phá h ủy hết vitamin của nước quả Thực ra lên men làmột kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin của n ước quả

1.2.1.6 Polyphenol:

Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản xuất, hàm lượngcủa chúng sẽ khác nhau nếu nguy ên liệu khác nhau và kỹ thuật sản xuất khác nhau Đốivới nước giải khát lên men polyphenol có vai trò:

- Tạo màu cho nước giải khát: Trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian cho

trước khi lên men Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ l àm cho nước giải khát lên men có

vị chát mạnh Đồng thời h àm lượng tanin cao sẽ gây kết tủa protein của nước quả làm cho

nước giải khát bị đục

1.2.2 Nguyên liệu chế biến nước giải khát lên men [1]

1.2.2.1 Yêu cầu với nguyên liệu:

Chất lượng của nước giải khát lên men phụ thuộc nhiều yếu tố Trong đó 60%nguyên liệu quyết định còn lại 40% là do kĩ thuật tạo nên Việc lựa chọn nguyên liệu chosản xuất nước giải khát lên men phải được xem xét kỹ lưỡng, phải thỏa mãn các điều kiện

về dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng, và các điều kiện khác Tất cả các loại quả cóchứa đường, protein, vitamin, khoáng, axit hữu c ơ không chứa nhiều tanin đều có thể sửdụng để lên men nước giải khát Các loại quả khác nhau sẽ khác nhau ở chỗ l ên men khóhay dễ, xử lý đơn giản hay phức tạp, thành phần bổ sung khác nhau thế n ào Vì thế màcác loại nước giải khát lên men là những quả có hàm lượng đường trung bình từ 15 ÷ 18

Bx, ví dụ như: nho, xoài, vải thiều, dứa là những quả rất thích hợp để lên men nước giảikhát Trong trường hợp quả có độ đ ường thấp phải thêm đường cho đạt nồng độ ti êuchuẩn, điều chỉnh pH thích hợp Ngo ài việc điều chỉnh thành phần thì việc xử lý quả

trước khi lên men cũng đòi hỏi phải có kĩ thuật phù hợp cho từng loại nguyên liệu

Thành phần nước quả thích hợp với hoạt động của men tối thiểu các chất sau đây:

- Axit amin, vitamin, mu ối khoáng thực hiện vai trò xúc tác với một lượng rấtnhỏ

- Polyphenol - Tanin làm cho nước giải khát có màu hấp dẫn và đóng góp vào việc

ức chế khuẩn hại

- Chất sản sinh mùi thơm ảnh hưởng đến hương vị của nước giải khát lên men.

1.2.2.2 Các kĩ thuật và biện pháp nâng cao chất l ượng nước giải khát lên men: [1]

a Các kĩ thuật.

 Kĩ thuật chống oxy nước quả

Do tiếp xúc với oxy của không khí, các enzyme trong nước quả hoạt động mạnh một

cách khác thường, trong các enzyme n ày cần chú ý các enzyme oxy hóa khử

(oxydodeductase) sinh hóa g ọi tên là polyphenoloxydase làm cho nư ớc quả bị oxy hóanhanh chóng Quá trình oxy hóa n ước quả sẽ gây ra nhiều biến đổi bất lợi l àm giảm chất

lượng của dịch quả trước khi lên men, ảnh hưởng không tốt đến chất l ượng của nước giảikhát sau này như:

− Mùi thơm của nước quả giảm do các chất mùi bị phá hủy, do quá trình oxy hóa

− Tanin tăng do oxy hóa các polyphenol Lư ợng tanin tăng sẽ làm cho vị chát củanước giải khát lên men tăng, vị của nước giải khát sẽ không h ài hòa và đặc biệt ảnhhưởng đến sự sống của nấm men Màu sắc của nước quả bị sậm lại cũng l àm cho màu sắc

của nước giải khát lên men thay đổi đáng kể Có thể gây hiện t ượng kết tủa enzyme domuối sắt, muối đồng ở thể oxy hóa khử

Vậy nên cần lưu ý các biện pháp nhằm hạn chế sự oxy hóa n ước quả như:

− Không làm dập nát quả trong suốt quá tr ình thu hái vận chuyển

− Sau khi làm dập hoặc ép nước cần tiến hành lên men ngay Nếu để chậm dù chỉ

một vài giờ, chất lượng của nước quả cũng giảm đi đáng kể

Sử dụng các biện pháp hóa lý nh ư:

 Tiến hành ép lọc dịch quả trong thiết bị chứa đầy CO2, không cho dịch quả tiếpxúc với oxy

 Thêm chất chống oxy hóa vào nước ép quả

 Có thể xử lý nhiệt dịch quả để hạn chế oxy hóa Khi xử lý nhiệt th ì enzyme oxyhóa khử sẽ bị vô hoạt và giảm bớt lượng oxy hòa tan vào dịch quả từ đó hạn chếoxy hóa

 Kĩ thuật chuẩn bị nấm men :

Trong kĩ thuật chế biến nước giải khát lên men, cần thiết phải đưa vào nước quảmột lượng tế bào nấm men nhất định Nguồn men giống có thể từ ba nguồn chính sau:

− Từ men giống (ống giống thuần chủng)

− Sử dụng bánh men cổ truyền

− Lên men tạo nguồn men giống cho các mẻ l ên men sau

 Kĩ thuật theo dõi lên men:

Trong quá trình lên men nước giải khát, kĩ thuật theo dõi quá trình lên men là côngviệc rất quan trọng, nếu không đ ược theo dõi chu đáo có thể dẫn đến hỏng cả mẻ lên men,hoặc chất lượng của nước giải khát sẽ kém đi Các thông số cần theo dõi ở đây là nhiệt độ

và tốc độ lên men

− Theo dõi nhiệt độ:

Cần đo nhiệt độ vài lần trong ngày, nhiêt độ trung bình của dịch quả là khoảng

20 ÷ 28 0C Nếu nhiệt độ lên tới 34 ÷ 35 0C là nấm men ngừng hoạt động Do nhiệt hôhấp của tế bào nấm men luôn sinh ra trong quá tr ình sống nên nấm men luôn có nhiệt độ

cao hơn nhiệt độ của môi trường từ 2 ÷ 30C

− Theo dõi lên men:

Phải tạo điều kiện cho quá trình lên men nhanh và chuy ển hết đường thànhethanol Nếu lượng đường còn lại cao và nồng độ ethanol thấp sẽ l à môi trường thuận lợicho vi sinh vật có hại phát triển, l àm hư hỏng nước giải khát lên men.Vậy để khắc phục

điều này cần phải:

+ Sử dụng loại men tốt, số lượng tế bào đảm bảo

+ Lên men ở nhiệt độ theo quy định

+ Đảm bảo lượng oxy cho thời kì đầu của quá trình lên men

b Các biện pháp nâng cao chất l ượng của nước giải khát lên men [1]

 Điều chỉnh thành phần đường

Mỗi loại quả có thành phần đường khác nhau, vì thế dịch quả đem lên men cần phải

điều chỉnh hàm lượng đường sao cho phù hợp với quá trình lên men Tổng lượng đường

cần đạt đến của nước giải khát lên men là từ 15 ÷ 18 Brix tương đương với 150 ÷ 180 g/l.Vậy nên hàm lượng đường bổ sung vào dịch lên men của mỗi quả là khác nhau

 Điều chỉnh pH

pH thích hợp cho lên men là 3,2 ÷ 3,5 M ội loại quả có một pH khác nhau, độ pH ởcác loại quả chua trung bình như: dứa, cam, dâu, vải, xo ài ở trong giới hạn 2,8÷3,8.

Trường hợp pH thấp hơn người ta cho thêm kali tactrat trung tính ho ặc Na2CO3 hoặcCaCO3 để trung hòa axit có trong dịch quả Nếu pH cao h ơn thì phải dùng thêm một axitkhông độc hại như: axit xitric, axit tatric đ ể làm tăng độ chua của dịch quả Một biện phápđơn giản để điều chỉnh pH là trộn những quả chín với những quả xanh theo một tỉ lệ nhấtđịnh

 Điều chỉnh các chất kích thích l ên men

Nhằm giúp cho quá trình lên men đạt hiệu quả tốt hơn, khi lên men nước giải khát

người ta thường bổ sung thêm muối sufat amon (NH4)2SO4 hoặc cacbonat amon(NH4)2CO3 với lượng dùng 0,05 ÷ 0,1 g/l d ịch lên men, đồng thời bổ sung hỗn hợpvitamin Nếu không có hỗn hợp vitamin th ì phải bổ sung vitamin B1 với h àm lượng 0,5mg/l

1.2.3 Phụ gia:

1.2.3.1 Đường saccharose:

Đường được sử dụng với mục đích làm tăng hàm lượng đường của dịch quả lên

men nhằm tạo cơ chất cho quá trình lên men Đường sử dụng trong sản xuất n ước giải

khát là đường cát trắng, đạt yêu cầu theo TCVN 6958:2001

Được sử dụng với mục đích làm tăng pH của dịch quả lên men đạt pH = 3,5 nhằm

tạo điều kiện thuận lợi cho quá tr ình lên men

Yêu cầu về chất lượng: Độ thuần khiết trên 95%; không bị vón cục

Dùng để pha loãng dịch quả trước khi lên men:

Đạt yêu cầu theo tiêu chẩn TCVN 4851-89 (ISO 3696-1987)

1.2.4 Enzyme trong nước giải khát lên men

Quả Thanh Trà là một trong những loại quả nhiệt đới có thời vụ thu hoạch ngắn,

được trồng nhiều ở các tỉnh miền tây nam bộ nước ta, đây là loại quả có hương vị hấp

dẫn cùng với giá trị dinh dưỡng khá cao rất thích hơp cho mục chế biến Thành phần quả

có chứa một ít lượng pectin nên làm cho hiệu suất trích ly dịch quả thấp, chất lượng dịchquả không cao Hơn nữa hàm lượng pectin tồn dư trong sản phẩm đã tạo cho sản phẩm dễ

bị đục trở lại trong quá trình bảo quản Đã có nhiều biện pháp được sử dụng để giải quyếtcác vấn đề còn tồn tại trên, nhưng trong đó sử dụng enzyme được coi là một trong những

phương hướng tiến bộ có triển vọng của công nghệ sinh học ứng dụng v ào ngành sản xuất

đồ uống, nhằm giảm giá th ành, nâng cao chất lượng và độ hấp dẫn của các sản phẩmđược chế biến từ quả t ươi

Vậy nên, với muc tiêu của đề tài, nhằm tạo ra sản phẩm nước giải khát lên men từthanh trà tốt nhất thì enzyme pectinase đã được nghiên cứu sử dụng

1.2.4.1 Bản chất của enzyme pectinase: [8]

Enzym pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer pectin

Enzym pectinase là protein có hoạt tính xúc tác, dạng hạt, các, có thể h òa tan trong

nước, trong dung dịch muối lo ãng nhưng không tan trong dung môi không phân

cực.Dung dịch enzyme pectinase có tính chất của dung dịch keo ưa nước Khi hào tan

enzyme vàonước các phân tử lưỡng cực nước sẽ kết hợp với các ion, các nhóm ion hoặc

các nhóm phân cực trong phân tử enzyme tạo th ành lớp vỏ hydrat.Lượng nước hydrat nàykhá lớn và có vai trò quan trọng là làm môi trường cho các phản ứng sinh hóa Enzymetrong dung dịch dễ dàng bị kết tủa bởi các yếu tố vật lý v à hóa học vốn làm kết tủaprotein

1.2.4.2 Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase:

Trong sản xuất chế biến rượu vang và nước quả người ta sử dụng enzyme pectinasenhằm 2 mục đích cơ bản

 Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả

Tế bào thực vật được cấu tạo bằng vỏ tế b ào (thành tế bào) Vỏ tế bào như một lớpthành bảo vệ rất hữu hiệu và tạo hình cho tế bào Ở vỏ tế bào thực vật có nhiềuchất pectin, các chất pectin đ ược xem như chất ciment gắn các tế bào với nhau.Phá vỡ sự gắn kết này sẽ tạo điều kiện cho các vật chất trong tế b ào thoát ra khỏi tếbào Các enzyme pectinase s ẽ phá vỡ thành tế bào và giúp quá trình thu nh ận dịchtốt hơn

 Làm trong và ổn định chất lượng nước

Nước quả sau khi được tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất khác nhau Trong

đó chất pectin chiếm lượng đáng kể và pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao

và gây đục nước quả

Các chất protein có trong b ào tương, màng tế bào và gian bào Pectin chứapolygalacturonic acid, araban và galactan Trong đố lượng polygalacturonic acid chiếmtới 40 – 60% Khi bị thủy phân, pectin tách th ành hai phần:

- Phần trung tính – phức chất galactanoraban

- Phần acid - acid pectic

Trong bào tương pectin n ằm ở dạng hòa tan Trong màng tế bào và gian bào,

chúng nằm ở dạng không hòa tan gọi là protopectin Protopectin ở màng gian bào có chứa

lượng kim loại khá lớn v à một lượng nhóm metocyl đủ để l àm protopectin bền vững Còn

protopectin ở màng tế bào chứa một lượng kim loại không nhi èu, có độ metocyl hóa cao

Vì thế, tế bào thực vật có khả năng trương nở tốt

Nếu enzyme tham gia phân giải pectin ở gian b ào sẽ làm các tế bào khó lên kết vớinhau và thịt quả dễ dàng bị mềm ra Pectin thường có mối liên kết hydro và lien kếtnguyên tử yếu hơn so với cellulose.

1.2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng của enzyme pectinase:

a Ảnh hưởng của nồng độ enzyme.

Nói chung trong điều kiện thừa cơ chất, tốc độ phản ứng bậc nhất phụ thuộc v ào

nồng độ enzyme: Khi thừa cơ chất thì khi nồng độ enzyme tăng, vận tốc tăng Khi nồng

độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất thì nồng độ enzyme tăng vận tốc không thay đổi

b Ảnh hưởng của cơ chất.

Trong các phản ứng do enzyme xúc tác trước hết tạo thành phức trung gian giữaenzyme và cơ chất Sau đó phức này chuyển hóa tiếp tục tạo thành sản phẩm cuối cùng vàenzyme tự do, enzyme này lại tiếp tục kết hợp với phân tử c ơ chất khác Giả sử phản ứngchỉ có một cơ chất S và tạo thành sản phẩm P, phản ứng xảy ra nh ư sau: ES là phức trung

gian “Enzyme – cơ chất”.Tốc độ phản ứng tỉ lệ với nồng độ phức chất trung gian.Nồng độ

ES càng cao, tốc độ phản ứng càng lớn, khi toàn bộ enzyme trong phản ứng đều tham giavào phức, tốc độ sẽ đạt cực đại (V)

c Ảnh hưởng của các chất kìm hãm.

Tất cả những chất gây biến tính proten đều l à những chất kìm hãm không đặc hiệucủa enzyme.Các chất này có tác dụng kim hãm tất cả các enzyme Ngoài ra có nhiều chấtkhác không làm biến tính protein enzym e nhưng vẫn làm giảm hoạt độ xúc tác của nó.Nóichung tác dụng kìm hãm có thể là do chất kìm hãm kết hợp với enzyme tạo thành phứcEnzyme – chất kìm hãm theo phản ứng sau:

cuối cùng phản ứng enzyme sẽ ngừng ho àn toàn Hơn nữa khi loại chất kìm hãm hoạt độcủa enzyme cũng không được phục hồi

- Trong trường hợp kìm hãm thuận nghịch, hình thành trạng thái cân bằng củaphản ứng trên, mức độ kìm hãm được thể hiện bằng hằng số phân ly (K1) của phức chấtenzyme – chất kìm hãm

K+ i

K1 =

K-iGiá trị K1 càng lớn, phức chất càng dễ phân ly.Dưới tác dụng của chất k ìm hãmthuận nghịch, hoạt động của enzym e có thể được phục hồi sau khi loại chất kìm hãm.Cácchất kìm hãm có thể tác dụng với enzym e theo nhiều cách:

+ Kìm hãm cạnh tranh

+ Kìm hãm không cạnh tranh

+ Kìm hãm phi cạnh tranh

d Ảnh hưởng của chất hoạt hóa

Các chất hoạt hóa có thể làm tăng hoạt độ enzyme bằng cách gián tiếp hay trựctiếp

- Hoạt hóa gián tiếp: Nếu chất hoạt hóa l àm tăng tốc độ phản ứng của enzym e bằngcách loại trừ chất kìm hãm khỏi hỗn hợp phản ứng hoặ c tham gia phản ứng nhưng khôngtác dụng trực tiếp với phân tử enzym e

- Hoạt hóa trực tiếp: Các chất hoạt hóa th ường tác dụng vào trung tâm hoạt độngcủa enzyme hoặc làm biến đổi cấu hình không gian của phân tử enzyme theo hướng có lợicho hoạt động xúc tác

e Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng của enzyme:

Theo quy luật của các phản ứng hóa học thông thường, vận tốc phản ứng enzyme

càng tăng khi tăng nhi ệt độ, nhưng vì enzyme có bản chất là protein do đó khi tăng nhi ệt

độ tới một giá trị giới hạn n ào đó thì vận tốc phản ứng enzym e sẽ bị giảm do sự biến tính

của protein Trong khoảng nhiệt độ m à enzyme chưa bị biến tính thì hệ số nhiệt độ của đa

số enzyme vào khoảng 1,4 đến 2 Nghĩa là khi tăng nhiệt độ lên 10 0C thì vận tốc phản

ứng tăng từ 1,4 đến 2 l ần Khi bắt đầu có sự biến tính protein th ì xảy ra hiện tượng: Một

mặt vận tốc phản ứng vẫn tăng theo sự tăng nhiệt độ, mặt khác vận tốc biến tính proteinxảy ra nhanh hơn.Kết quả là vận tốc phản ứng giảm dần tới đ ình chỉ hoàn toàn.Nhiệt độ

ứng với vận tốc cực đại gọi là nhiệt độ tối thích.Nhiệt độ mà tại đó enzyme bị mất hoàn

toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn Nhiệt độ tối thích của enzym e không giống nhau,

thường enzyme có nguồn gốc thực vật có nhiệt độ tối thích là 50 ÷ 600C, enzyme từnguồn gốc động vật 40 ÷ 500C Nhiệt độ qua thấp cũng làm giảm hoạt độ của enzym e,

nhưng do trong điều kiện này enzyme không bị biến tính nên khi đưa nhiệt độ trở lại điều

kiện thích hợp thì hoạt tính của enzyme lại được phục hồi

f Ảnh hưởng của pH môi trường:

- pH có ảnh hưởng lớn tới vận tốc phản ứng của enzym e, mỗi enzyme chỉ hoạt

động thích hợp nhất ở một pH xác định gọi l à pH hoạt động tối thích của enzym e, pH tối

thích của enzyme nằm trong vùng axit yếu, kiềm yếu hoặc trung tính, chỉ có một sốenzyme có pH hoạt đông tối thích nằm trong v ùng axit mạnh hoặc kiềm mạnh PH môi

trường ảnh hưởng tới vận tốc enzym e là do:

- pH làm thay đổi trạng thái ion hóa của các nhóm định chức ở trung tâm hoạt

động enzyme làm thay đổi khả năng phản ứng của các nhóm n ày trong phản ứng xúc tác

và có thể làm thay đổi cấu trúc trung tâm hoạt động của enzym e

- pH làm thay đổi trạng thái ion hóa của c ơ chất, tại pH tối thích phân tử c ơ chất

được ion hóa tới trạng thái thích hợp nhất cho sự kết hợp với enzym e Nhờ đó phản ứng

có vận tốc cao nhất Hoạt tính của enzym e cũng phụ thuộc vào trạng thái bền của protein,

ở pH quá cao hoặc quá thấp protein bị biến tính do đó enzyme cũng bị mất hoạt tính Enzyme được dùng với mục đích là: Thủy phân dịch quả nhằm tăng hiệu suất dịch ép,đồng thời góp phần làm trong dịch quả

1.2.5 Vi sinh vật sử dụng trong chế biến n ước giải khát lên men [1;7]

1.2.5.1Giới thiệu chung về nấm men:

- Nấm men là nhóm vi sinh vật được dùng trong công nghiệp, hầu hết nấm men là

đơn bào, không chuyển động Hình dạng và kích thước của chúng thay đổi tuỳ theo điều

kiện môi trường Nói chung nấm men có dạng hình cầu, hình trứng, hình bầu dục, có

kích thước tương đối lớn, chiều dài 6 ÷ 10 micromet có khi 12÷18 micromet, chi ều ngang

từ 4 ÷ 8 micromet

- Về cấu tạo tế bào nó cũng gồm màng, nguyên sinh chất, hạch Trong nguyênsinh chất chứa không bào và các chất chứa đựng khác: glycogen, granuloza, chất béo,volutin

- Nấm men có thể sinh sản theo lối nảy chồi, phân chia hoặc tạo th ành bào tử.Nhóm nấm men sinh sản theo hình thức nảy chồi và phân chia có nhiều trong tự nhiên

Và nhiều loại trong nhóm này có khả năng lên men rượu nên được ứng dụng trong sảnxuất rượu bia, rượu vang, sản xuất nước giải khát lên men Tế bào nấm men giàu protein,

vitamin và đặc biệt là vitamin nhóm B và tiền vitamin D Vì vậy mà nấm men hay được

sử dụng bổ sung làm chất dinh dưỡng vào thức ăn cho gia súc Mặt khác nấm men không

sinh độc tố, do vậy mà nấm men hay được sử dụng trong chế biến các sản phẩm d ành chongười như lên men rượu vang, nước quả lên men… Trong quá trình phát tri ển hình thái

của nấm men có thể thay đổi nh ư sau:

+ Ở nấm men trẻ: (qua 12 ÷ 16 giờ nuôi cấy) màng mỏng, căng nguyên sinhchất đồng nhất, không b ào chưa có hoặc mới bắt đầu xuất hiện, tế b ào sinh sảnchiếm tỉ lệ cao

+ Ở nấm men trưởng thành (24 ÷ 48 giờ nuôi cấy) kích thước điển hình,không bào lớn, số không bào có thể đến hai, lượng glucogen tăng, tế bào sinh sảnchiếm 10-15%

+ Ở nấm men già (đã nuôi cấy từ 72 giờ trở lên) màng dày nhẵn, nguyênsinh chất không đồng nhất, không bào lớn, lượng chất béo tăng, tế b ào hầu nhưkhông sinh sản nữa, không có glucog en, tế bào chiếm tỉ lệ lớn hơn Nấm men

trong lên men rượu vang, nước quả lên men thường có 3 loại là men tự nhiên và

men nuôi cấy thuần chủng

1.2.5.2 Men tự nhiên:

Hệ vi sinh vật trong l ên men rượu vang, nước quả lên men tự nhiên tương đối phứctạp và không đồng nhất Trong môi tr ường nước quả tươi có các nhóm vi sin h vật khácnhau nhiễm vào từ môi trường xung quanh từ thân, lá, vỏ, quả, trong đó phần l ớn là nấmmen, nấm mốc, một số ít là vi khuẩn không sinh bào tử, xạ khuẩn Nấm men trong dịch

quả thường ít hơn nấm mốc song lại có khả năng sinh tr ưởng và phát triển nhanh hơn

trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu oxy, đồng thời l ên men tích tụ cồn Chính nhờ điều

kiện và trong dung dich cồn sẽ làm ức chế nấm mốc, tạo điều kiện cho nấm men pháttriển chiếm ưu thế trong quá trình lên men Các men t ự nhiên hay men dại luôn có sẵn

trên bề mặt của quả Đó là một số loại như: Saccharomyces apiculata có hình múi chanh

nó có khả năng lên men tại 4 ÷ 5 độ rượu Ngoài ra còn có Mycoderma có khả năng phân

giải axit malic thành axic latic làm cho rư ợu ít bị chua gắt Hay c òn có các loại khác như:

Hancelnula,pichia tạo màng trắng trên rượu Nhưng nếu để men dại phát triển tự nhiên

thì quá trình lên men rất khó điều chỉnh và chất lượng sản phẩm thu được không ổn định

Khi nền công nghiệp ngày càng phát triển thì con người đã có những biện pháp cầnthiết để diệt men dại và thay vào đó là nuôi c ấy nấm men thuần chủng, vớ i những đặc tínhsinh học nhất định sẽ giúp cho quá tr ình chế rượu vang, nước quả lên men đem lại hiệuquả và chất lượng cao

1.2.5.3 Men nuôi cấy thuần chủng.

Men nuôi cấy thuần chủng hệ sinh vật trong l ên men tự nhiên rất phức tạp nên

thường cho độ cồn không cao (<10% V), dễ bị nhiễm có mùi chua của axit acetit, chấtlượng rượu ít được đảm bảo, mùi vị rượu không hài hoà Do đó việc áp dụng các chủng

nấm men thuần chủng trong sản xuất n ước quả lên men ở quy mô công nghiệp đang đ ượcphổ biến rộng rãi trên thế giới Những chủng nấm men thuần khi êt thường cho lên men

nước giải khát cũng như rượu vang là: Saccharomyces vini, Saccharomyces cerevisiae,

Saccharomyces ellipoidies, Saccharomyces avifo rm, Ưu điểm khi dùng nấm men thuần

khiết là thời gian lên men nhanh, quá trình lên men không b ị dừng giữa chừng, nồng độcồn thu được cao hơn lên men tự nhiên 0,1 ÷ 1 độ, sản phẩm có màu sáng hơn, vị thanhkhiết

Nấm men thường gặp trong sản xuất r ượu vang và nước quả lên men thuộc giống

Saccharomyces Theo phân loại của Yelio V.N.P giống n ày có vị trí như sau:

 Lớp Ascomyces.

 Bộ Saccharomyces.

 Họ phụ Saccharomyces toideae.

 Giống Saccharamyces có tới 18 loài nhưng chỉ có một số loài hay được sử

dụng sản xuất nước quả lên men cũng như rượu vang

rây qua để loại các tạp chất, bỏ thẳn g vào nước quả rồi trộn đều Ưu điểm cơ bản của men

bánh là ở đâu cũng dùng được, chỗ nào cũng dùng được không như

men ống muốn dùng phải có phòng thí nghiệm Để có thể lên men đạt kết quả người ta đãnghiên cứu các điều kiện hoạt động của men

1.2.5.5 Điều kiện hoạt động của men :

Là một sinh vật, men sản sinh trao đổi chất, phải có nguồn năng l ượng để hoạt

động, phải tìm thấy trong môi trường nước quả những nguyên liệu cần thiết để xây dựng

bản thân mình khi lên men đường, men tạo ra một nguồn năng lượng cần thiết hoạt động

theo phương trình:

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2

Nhưng khi lên men, năng lư ợng sử dụng được ít, từ sự phân hủy một mol đ ường

men chỉ sử dụng khoảng 15 kcal số năng l ượng này không đủ để men sinh sản, đặc biệt

trong giai đoạn lên men đầu Khi lên men, men sinh sôi nẩy nở theo cấp số nhân Vì vậy,

men không chỉ lên men đường trong điều kiện không có oxy mà còn hô hấp có oxy theo

phương trình:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Trường hợp này số năng lượng men có thể sử dụng đ ược cao gấp hơn 20 lần khi lên

men cùng một phân tử đường trong trường hợp trên Số lượng tế bào men có tăng, men cósinh sản mạnh thì mới có lên men đó là hai hiện tượng nhất quyết phải đi son g song Mensinh sản càng nhanh thì lên men đường càng chóng và men còn c ần oxy để có thể sinh sản

nhanh trong giai đo ạn đầu Ngoài ra, men còn cần nước, cần cacbon nhưng nước không

bao giờ thiếu, cacbon có ngay trong đ ường Do vậy, phần dưới đây xin nói tới các nhucầu của men như oxy, nhiệt, chất khoáng, axit amin, vitamin v à các chất khác

a Ảnh hưởng của oxy

Mặc dù lên men rượu là một quá trình yếm khí, khi cho lên men trong giai đoạn

đầu cần phải cho nước quả tiếp xúc với oxy của không khí Nếu men có thể lên men trongđiều kiện thiếu oxy đó là vì trong tế bào men cồn có những chất chứa nhiều oxy Yêu cầu

oxy cao nhất khi lên men bắt đầu, số lượng tế bào men tăng nhanh Do đó, khi sản xuất

nước cái men để cấy v ào nước quả, người ta thường áp dụng các biện pháp tăng oxy chonước cái men: lắc cơ giới cho oxy tăng nhanh v ào nước, dùng bơm bơm thêm oxy vàonước Khi lên men với lượng nước quả lớn có khả năng thiếu oxy và lên men chậm thìngười ta rút nước quả ra rồi trở lại phía tr ên bể lên men nhằm làm tăng oxy cho nước quảđang lên men Tăng oxy ch ỉ có lợi trong giai đoạn đầu, l àm quá muộn khi con men đã

hoạt động yếu đi, do lượng cồn etylic tăng lên, một số các chất vi lượng bị sử dụng hết th ì

dù có oxy, men cũng không thể tái sinh sản mạnh, l ên men cũng không nhanh thêm

b Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ l ên men và độ cồn đạt được và nó ảnh

hưởng trực tiếp đến hoạt động của nấm men Mỗi loài men, thậm chí mỗi dòng men thích

nghi với mỗi nhiệt độ nhất định Nhiệt độ tối thích thay đổi t ùy theo giai đoạn phát dụccủa nấm men: sinh sản, thở, l ên men Những điều kiện hoạt động khác cũng ảnh hưởngtới việc chọn nhiệt độ thích hợp, thí dụ nếu thiếu oxy, độ đ ường cao thì nhiệt độ lên mencàng phải thấp, nếu nhiệt độ l ên men không hết đường, dừng lại nửa chừng Vì những lí

do vừa nêu rất khó xác định nhiệt độ l ên men tối ưu cho mỗi loài men, cho mỗi trườnghợp lên men cụ thể

Từ nhiều thì nghiệm lên men ở nước, người ta rút ra những kết luận sau đây:

- Trong giới hạn từ 15 ÷ 35 0C, nhiệt độ càng cao thì giai đoạn chuẩn bị từ khi cấy

men đến khi những bọt CO2 đầu tiên xuất hiện càng ngắn lên men càng nhanh và k ết thúc

sớm Nhưng nhiệt độ càng cao lên men càng hạn chế, độ cồn càng thấp, lượng đường cònlại trong rượu còn lại càng nhiều

- Nhiệt độ càng cao, số lượng tế bào men trong 1 ml dịch càng giảm.Vì vậy lượng

đường phân huỷ được càng ít đi

- Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến quá trình lên men cũng tương tự như độ đường caohay sự tiếp xúc hạn chế với oxy

- Tốt nhất là từ đầu đến cuối cho lên men ở cùng một nhiệt độ Nhiệt độ ổn định d ù

ở mức khá cao 30 0C nhưng liên tục tốt hơn là lúc đầu ở 200C, rồi tăng lên 30 0C Nơi lênmen, vì vậy phải giữ nhiệt độ c àng ổn định càng tốt, đêm và ngày không khác nhau nhi ều

c Ảnh hưởng của đường, đạm, muối khoáng và pH.

 Đường:

Đường là nguồn cung cấp thức ăn chính cho nấm men, trong đó đường glucose là

loại đường thích hợp nhất cho các loại nấm men v ì là loại đường đơn giản dễ đồng hóa.Trong dịch nước quả có đường glucose và fructose song lượng đường của chúng hấp thụkhông ổn định vì vậy người ta phải bổ sung th êm đường saccarose, đường này nhanhchóng bị enzyme chuyển thành đường khử, dễ đồng hóa Tỉ lệ đường càng cao thì rượucàng nhiều cồn etylic, cho nên thêm đường vào nước hoa quả là biện pháp phổ biến Quanhiều thí nghiệm người ta thấy khi nồng độ đ ường dưới 200 g/l thì nấm men hoạt độngbình thường, có những chủng lên men tốt ở nồng độ đường cao hơn (200-220 g/l) Songnếu hàm lượng đường quá cao thì áp suất thẩm thấu của dung dịch cũn g tăng cao làm ứcchế hoạt động của nấm men do hiện t ượng co nguyên sinh chất dẫn đến việc không xảy rahoặc quá trình lên men xảy ra chậm

 Đạm:

Một phần đáng kể (25 – 60% khối lượng khô) của men là những chất có đạm vìvậy trong nước hoa quả phải có đủ đ ạm để men sinh sản nhanh v à cường độ lên

men tăng theo Thường trong nước hoa quả có đủ đạm để cung cấp cho nhu cầu

của men song cũng có trường hợp không đủ do một nguyên nhân nào đó như: sâu

bệnh, hạn hán, tỉ lệ đạm thấp thì phải thêm đạm Đối với chủng Saccharomyces,

nguồn nitơ là muối amoni là thích hợp nhất vì men đồng hóa các dạng muối n ày.

Nên cho thêm trước khi lên men, vì nếu cho muộn men không có khả năng đồnghóa đạm Từ muối amoni, men có thể tự tổng hợp đ ược tất cả axit amin và protein

cần thiết cho mình, nhưng nếu cho thêm axit amin là dưới dạng hỗn hợp nhiều loạithì tác dụng kích thích rất rõ Khả năng tổng hợp axit amin của men lớn, do đó cho

thêm tương đối nhiều muối amoni th ì hàm lượng đạm trong men tăng l ên, khi men

chết men tự hủy, axit amin hòa tan trong sản phẩm có thể tăng đạm tổng số của sảnphẩm lên tới ba, bốn lần

 Muối khoáng:

Muối khoáng cần thiết cho men để cấu th ành các tổ chức của mình, cũng cần đểcấu thành các enzyme là tác nhân gây ra các ph ản ứng sinh hóa trong nước lên men Dưới

đây là các khoáng ch ất chính của men rượu tính theo phần trăm khối l ượng tro

Bảng 2: Các khoáng chất chính của men rượu [7]

Các chủng nấm men trong quá trình sinh sản và phát triển chịu ảnh hưởng lớn của

pH môi trường Men chỉ hoạt động trong những giới hạ n pH nhất định Thực ra pH tối

thích đối với Saccharomyces là 4 ÷ 6 Độ pH nước hoa quả từ 2,8 ÷ 3,8 không phải l à tối

thích, nhưng men vẫn hoạt động tốt còn khuẩn thì ức chế Do đo, khi dùng nước quả độ

pH 3,0 ÷ 3,5 không c ản trở hoạt động của men nh ưng nếu vì những điều kiện khác khôngthuận lợi như thiếu oxy, nhiệt quá cao men ngừng hoạt động th ì nước quả lên men cũngkhông bị khuẩn làm hỏng

 Chất kích thích men:

Cũng như các sinh vật cao cấp men cần một số chất kích thích, tr ước hết là vitamin

để sản sinh và hoạt động Một số loại men có thể tổng hợp được những vitamin nhất định,

lấy nguyên liệu từ các chất hữu c ơ trong nước hoa quả Những vitamin khác men không

tự tổng hợp được nếu không có sẵn trong n ước quả Ngoài hoạt động của men và khuẩn,

lượng vitamin còn bị nhiều yếu tố khác ảnh h ưởng như: ánh sáng, lọc, xử lý nhiệt

1.2.5.6 Bản chất của quá trình lên men

Lên men là một quá trình oxy hóa khử xảy ra trong cơ thể sinh vật nhằm cung cấp

năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào sinh vật Bởi lẽ cơ thể luôn luôn cầnnăng lượng mà năng lượng được tàng trữ dưới dạng ATP Các phản ứng sinh hóa trong

quá trình lên men là phản ứng tách và vận chuyển hydro ở dạng (H++e) dưới tác dụng của

các emzym dehydrogenaza Trong quá trình đó hydro được tách ra khỏi cơ chất chuyển

đến tiếp nhận cuối c ùng là chất hữu cơ Hợp chất hữu cơ đó được khử tạo thành sản phẩm

lên men rồi tích tụ lại trong môi trường dinh dưỡng Tùy theo sản phẩm tích lũy nàochiếm ưu thế mà ta có thể lên men rượu, lên men lactic… Vì v ậy bản chất của quá tr ìnhlên men là quá trình oxy hóa kh ử, quá trình oxy hóa khử đó lại xảy ra trong c ơ thể sinhvật dưới tác dụng của hệ thống enzyme, cho nên quá trình lên men còn được gọi là quátrình oxy hóa khử sinh học Lên men khác với hô hấp yếm khí và hô hấp hiếu khí Hô hấpyếm khí được tiến hành trong điều kiện không có oxy tham gia Hydro được chuyển quamạch hô hấp đến chất tiếp nhận cu ối cùng như nitrat hoặc sunfat Hô hấp hiếu khí đượctiến hành trong điều kiện có oxy tham gia Hydro được chuyển qua mạch hô hấp đến chấttiếp nhận cuối cùng là oxy tạo thành nước Còn lên men có thể thực hiện cả trong điềukiện yếm khí và hiếu khí, nhưng hydro được chuyển qua hệ thống enzyme oxy hóa khử

và tiếp nhận cuối cùng là một chất hữu cơ, chất hữu cơ bị khử tạo thành sản phẩm lênmen tích lũy trong môi trường Tuy nhiên lên men và quá trình hô h ấp đều là quá trìnhoxy hóa khử sinh học Cần phân biệ t sự khác nhau giữa quá tr ình oxy hóa khử sinh học và

quá trình đốt cháy các vật liệu t ương tự trong lò hay nhiệt lượng kế mặc dù các cơ chất

ban đầu và các sản phẩm cuối cùng giống nhau Khi đốt cháy, năng lượng tỏa ra cùng mộtlúc dưới dạng nhiệt, trong khi đó lên men và hô h ấp chỉ một phần năng l ượng thoát radưới dạng nhiệt Phần nhiệt chủ yếu được tích lũy dưới dạng hợp chất photpho giầu nănglượng hoặc trong các liên kết cao năng, từ đó có thể chuyển hóa thành hóa năng, nhiệtnăng hoặc cơ năng để cung cấp cho hoạt động sống Hợp chất giàu năng lượng quan trọng

của cơ thể là ATP Trong cơ thể sinh vật sự tích lũy năng l ượng và giải phóng năng lượng

sử dụng cho hoạt động cơ thể là những quá trình thuận nghịch theo sơ đồ hóa học nhưsau:

Oxy hóa khử sinh học Năng lư ợng

ADP + H3PO4 ATP

Như vậy quá trình lên men và sự hô hấp tế bào là những quá trình oxy hóa khử

sinh học Qua đó tế bào sinh vật thu được năng lượng

• Cơ chế của quá trình lên men rượu

Quá trình lên men rượu là quá trình biến đổi các chất có đường thành ethanol và

CO2 dưới tác dụng của nấm men Nấm men thực hiện quá tr ình thủy phân đường phức tạpthành đường đơn giản Cơ chế của phản ứng lên men rất phức tạp: Trong con đ ường

chuyển hóa Embden – Meyerhofpanas và đặc biệt là chu trình Krep có vị trí then chốt Đểchế biến nước giả khát lên men người ta có thể sử dụng chủng nấm me n thuần khiết như:

Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces uvarum .Trong các chủng nấm men trên thì Saccharomyces cerevisiae được sử dụng phổ biến nhất.

Nấm men này có khả năng kết lắng rất nhanh Kích thước của chúng vào khoảng(3-8) x (5-12) micromet, có hình b ầu dục hoặc hình tròn chúng sinh sản theo cách nảychồi.

Để nghiên cứu và chế biến nước giải khát lên men từ quả thanh trà em sử dụng

chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae được giữ trong ống nghiệm, men ở dạng tiềm

sinh trên môi trường thạch nghiêng chủng nấm men này có nguồn gốc tại Việt Nam

1.2.6 Thanh trùng trong nư ớc giải khát lên men

1.2.6.1 Mục đích của thanh trùng

Nước quả trước khi cho vào bao bì và được ghép kín đã trải qua công đoạn xử lý

nhiệt Số lượng vi sinh vật đã giảm xuống nhiều nhưng vẫn còn một số lượng lớn sống sóthoặc xâm nhập từ môi tr ường ngoài vào trong quá trình ch ế biến Đồ hộp chưa được vôtrùng và hệ men chưa được vô hiệu hóa sẽ không thể bảo quản lâu đ ược Để bảo quản đồhộp trong thời gian dài không bị hư hỏng, biến chất cần phải ti êu diệt các vi sinh vật vàmen sống sót ấy

Việc thanh trùng bằng nhiệt còn có tác dụng làm tăng vị của sản phẩm và tạo chosản phẩm có nét đặc tr ưng hấp dẫn

Điều cần lưu ý về nhiệm vụ của quá tr ình thanh trùng là nh ằm tiêu diệt chỉ các loại

vi sinh vật có khả năng phát triển ở điều kiện bảo quản b ình thường, đồng thời làm hưhỏng đồ hộp hoặc gây nguy hại tới sức khỏe con ng ười Một số vi sinh vật nh ư trực khuẩn

khoai tây B.licheniformis hay B.subtilis không phát triển trong đồ hộp, vô hại, việc tiêu

diệt chúng không có ý nghĩa bảo quản, h ơn nữa chúng rất bền nhiệt, nếu cố t ình tiêu diệt

sẽ gây phung phí và làm giảm chất lượng của sản phẩm

 Thanh trùng bằng tia tử ngoại

 Thanh trùng bằng dòng điện cao tầng

 Thanh trùng bằng sóng siêu âm

 Thanh trùng bằng tia bức xạ nhiệt

 Thanh trùng bằng phương pháp lọc tuyệt sinh…

1.2.6.3 Chế độ thanh trùng

Chế độ thanh trùng được thiết lập bởi nhiệt độ v à thời gian thanh trùng, ngoài rakhi thanh trùng ở nhiệt độ cao còn có áp suất đối kháng

a.Chọn nhiệt độ thanh trùng

Tất cả các loại sản phẩm thực phẩm đem đi đóng hộp đều l à môi trường sống củaloài vi sinh vật này hay vi sinh vật khác, và mỗi loại đồ hộp đưa đi thanh trùng thì cũngnhiễm những vi sinh vật khác nhau Nhưng không phải bất cứ môi trường nào cũng là

môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Mỗi loài vi sinh vật khác nhau thì phù hợp

với môi trường có độ acid khác nhau có lo ài phát triển kém trong môi trường acid mạnh

và phát triển nhanh trong môi trường acid yếu và ngược lại

Căn cứ theo trị số của độ acid hoạ t động của sản phẩm đồ hộp ng ười ta chia thành

nhóm tương ứng với khoảng nhiệt độ thanh tr ùng như sau: [5]

 Nhóm sản phẩm đồ hộp ít chua có pH > 4,2 dùng nhiệt độ thanh trùng dưới

1000C nhưng không được thấp hơn 75-800C

 Nhóm sản phẩm đồ hộp chua có pH < 4,2 dùng nhiệt độ thanh trùng trên

1000C trở lên thường hay sử dụng khoảng 112 -1200C

b.Chọn thời gian thanh trùng [5]

Ở một thời gian thanh tr ùng nhất định, các vi sinh vật trong đồ hộp th ường không

bị tiêu diệt ngay tức thời mà còn phải đun ở một thời gian nhất định, gọi là thời gianthanh trùng kí hiệu là τ

Trong quá trình thanh trùng s ản phẩm đựng trong hộp có chứa các vi sinh vật cóhại không được đun nóng tức thời tới nhiệt độ thanh tr ùng cần đạt được, mà nhiệt lượngcần phải truyền dần từ môi tr ường đun nóng qua bao bì vào các lớp sản phẩm bên ngoài,rồi vào trung tâm đồ hộp Quá trình này phải mất một thời gian nhất định, gọi l à thời giantruyền nhiệt, kí hiệu τ0

Khi khu vực trung tâm của đồ hộp đạt thời gian nhất định gọi l à thời gian tiêu diệt,

kí hiệu τ1

Như vậy thời gian thanh trùng tổng quát của đồ hộp hay thời gian đồ hộp chịu tác

dụng nhiệt, bao gồm thời gian truyền nhiệt v à thời gian tiêu diệt

τ = τ0 + τ1( phút )

1.2.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ thanh tr ùng: [5]

a Ảnh hưởng của giống loài và số lượng vi khuẩn:

- Trong quá trình chế biến từ nguyên liệu đến thành phẩm, mức độ nhiễm trùngcủa sản phẩm khá cao v à có nhiều loài vi khuẩn Các loài vi khuẩn này có sức chịu nhiệtkhác nhau và tính chịu nhiệt của chúng cũng thay đổi theo th ành phần và tính chất củathực phẩm Sức chịu nhiệt của vi khuẩn không nha b ào, các nấm men, nấm mốc tương đốikém Sức chịu nhiệt của nấm men kém h ơn nấm mốc ở nhiệt độ trên 70 0C đã bị tiêu diệtnhưng nha bào của chúng chịu nhiệt rất tốt Với các lo ài vi khuẩn thì nhiệt độ trên 80 0Cthì nó mới bị kiềm chế hoạt động, c òn nha bào của chúng thì chịu được từ- 23 đến 130 0C

như vậy ta phải nâng cao nhiệt độ v à kéo dài thời gian tương ứng mới tiêu diệt được

chúng

- Số lượng vi khuẩn xâm nhập v ào thực phẩm lúc ban đầu có ảnh hưởng đến chế

độ thanh trùng Cùng một loại thực phẩm, nếu lô n ào bị nhiễm khuẩn nhiều trong quá

trình bảo quản và chế biến thì chế độ thanh trùng phải nâng cao

b Ảnh hưởng của thành phần hóa học của thực phẩm trong hộp:

 Ảnh hưởng của độ acid:

Nồng độ acid trong đồ hộp có ảnh h ưởng lớn tới sự sống của vi khuẩn Nồng độacid càng cao thì chính ch ịu nhiệt của vi khuẩn c àng giảm, vì vậy ở một nhiệt độthanh trùng nhất định ta có thể rút ngắn thời gian ti êu diệt vi khuẩn Ngoài nồng độacid ra thì loại acid cũng ảnh hưởng đến tính chịu nhiệt của vi khuẩn

 Ảnh hưởng của nồng độ muối và đường :

Đường và muối trong đồ hộp có khả năng tạo áp suất thẩm thấu của dung dịch cho

nên ảnh hưởng đến tính chịu nhiệt của vi khuẩn Muối có khả năng tạo áp suấ tthẩm thấu cao hơn đường rất nhiều nên chỉ với nồng độ muối vài phần trăm là cóthể làm cho lớp màng tế bào của vi khuẩn bị khử nước, tạo màng bảo vệ cho vikhuẩn nên làm tăng khả năng chịu nhiệt của chúng Nh ưng ở nồng độ muối cao,muối thể hiện tính chất của một chất điện ly nên lại làm giảm tính chịu nhiệt của vi