nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CHANH DÂY LÊN MEN GVHD: TS. NGUYỄN DƯƠNG TÂM ANH SVTH : HUỲNH VĂN HIẾU MSSV : 106110023 TPHCM, năm 2010 iv MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa i Nhiệm vụ đồ án Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vẽ v Danh sách bảng biểu vi CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1 1.1. Tình hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men 1 1.1.1. Tình hình sản xuất nước giải khát trên thế giới 1 1.1.2. Tình hình sản xuất nước giải khát trong nước 2 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 4 2.1.Khái quát về nước giải khát lên men từ trái cây 4 2.2. Giới thiệu về chanh dây 5 2.2.1. Nguồn gốc và đặc diểm 5 2.2.1.2. Lá 6 2.2.1.1. Cây 6 2.2.1.3. Hoa 7 2.2.1.4. Quả 8 2.2.1.5. Hạt 9 2.2.1.6. Thu hoạch và bảo quản chanh dây 9 2.2.2. Ứng dụng của trái chanh dây 11 2.3. Tổng quan về nấm men 12 2.3.1. Đặc điểm hình thái, kích thước tế bào nấm men 12 2.3.2. Cấu tạo tế bào nấm men 13 iv 2.3.2.1. Thành tế bào 13 2.3.2.2. Màng nguyên sinh chất 13 2.3.2.3. Chất nguyên sinh 13 2.3.2.5. Ribosome 13 2.3.2.4. Ti thể 13 2.3.2.6. Nhân 14 2.3.2.7. Không bào 14 2.3.2.8. Volutin 14 2.3.2.9. Mạng lưới nội chất 14 2.3.3. Thành phần hóa học của nấm men 15 2.3.4. Sự sinh trưởng và phát triển cúa nấm men 15 2.4.4.1. Sự sinh trưởng của nấm men 15 2.3.4.2. Sự sinh sản của nấm men 17 2.4. Tổng quan về quá trình lên men 18 2.4.1. Tác nhân lên men 18 2.4.2. Cơ chế của quá trình lên men 18 2.4.3. Động học của quá trình lên men 21 2.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 21 2.4.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ đường 21 2.4.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 21 2.4.4.3. Ảnh hưởng của pH môi trường 22 2.4.4.4. Ảnh hưởng của oxy 22 2.4.4.5. Ảnh hưởng của nồng độ rượu và CO 2 22 2.4.4.6. Ảnh hưởng của số lượng tế bào nấm men 22 2.4.5. Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men 23 2.4.5.1. Sự tạo thành glycerin 23 2.4.5.2. Sự tạo thành acid hữu cơ 23 2.4.5.3. Sự tạo thành este 23 2.4.6. Các vi khuẩn có hại trong quá trình lên men 23 2.4.6.1. Vi khuẩn lactic 24 2.4.6.2. Vi khuẩn acetic 24 iv 24 CHƯƠNG 3 25 25 3.1.1. Chanh dây 25 3.1.2 25 25 26 3.1.5. Acid citric 26 3.1.6. Enzyme Pectinaza 26 3.1.6.1. Tính chất 27 3.1.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của pectinase 27 3.1.7. Natri carbonat 28 28 28 3.2.1. Phương pháp đếm số lượng tế bào nấm men 28 3.2.1.1. Đếm số tế bào nấm men trong 1ml nấm men thương mại 28 3.2.1.2. Tiến hành 29 3.2.2. Phương pháp xác định lượng đường tổng, đường khử 29 3.2.2.1. Nguyên tắc 29 3.2.2.2. Dụng cụ, hóa chất 29 3.2.2.3. Cách tiến hành 30 3.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng acid toàn phần 31 3.2.3.1. Nguyên tắc 31 3.2.3.2. Dụng cụ, hóa chất 31 3.2.3.3. Cách tiến hành 31 3.2.3.4. Tính kết quả 32 3.2.4. Phương pháp xác định nồng độ chất khô hòa tan 32 3.2.4.1. Dụng cụ 32 3.2.4.2. Phương pháp thực hiện 32 3.2.5. Phương pháp xác định pH của dung dịch 33 iv 3.2.5.1. Dụng cụ 33 3.2.5.2. Phương pháp thực hiện 33 3.2.6. Phương pháp định lượng vitamin C 33 3.2.6.1. Nguyên tắc 33 3.2.6.2. Dụng cụ và hóa chất 34 3.2.6.3. Cách tiến hành 34 3.2.6.4. Kết quả 34 3.2.7. Phương pháp xác định độ cồn 34 3.2.7.1. Nguyên tắc 35 3.2.7.2. Hóa chất 35 3.2.7.3. Cách tiến hành 35 3.2.7.4. Cách tính kết quả 36 3.3. Xây dựng quy trình nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ chanh dây 36 3.3.1. Quy trình sản xuất nước chanh dây lên men dự kiến 36 3.3.2. Thuyết minh quy trình 38 3.3.2.1. Chọn lựa và phân loại 38 3.3.2.2. Rửa – tách ruột quả 38 3.3.2.3. Ủ enzyme 38 3.3.2.4. Lọc 39 3.3.2.5. Pha loãng 39 3.3.2.6. Phối trộn 39 3.3.2.7. Thanh trùng 39 3.3.2.8. Lên men 40 3.3.2.9. Làm lạnh 40 3.3.2.10. Lọc 40 3.3.2.11. Chiết rót 40 3.3.2.12. Thanh trùng 40 3.3.2.13. Kiểm tra 41 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase đến quá trình thủy phân dịch ruột chanh dây 41 iv 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân dịch ruột chanh dây bằng enzyme pectinase 42 3.6. Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến quá trình lên men 43 3.7. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ pha loãng dịch quả chanh dây 44 3.8. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến quá trình lên men 46 3.9. Khảo sát ảnh hưởng pH môi trường lên men 47 3.10. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ men giống đến quá trình lên men 47 3.11. Đánh giá cảm quan 49 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 50 4.1. Kết quả phân tích nấm men thương mại (Saccharomyces cerevisiae) 50 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase đến quá trình thủy phân dịch ruột chanh dây 51 4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân dịch ruột chanh dây bằng enzyme pectinase 52 4.4. Khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men đến quá trình lên men 53 4.5. Khảo sát tỷ lệ pha loãng dịch quả chanh dây 57 4.6. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô đến quá trình lên men 60 4.7. Khảo sát ảnh hưởng pH đến quá trình lên men 64 4.8. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ men giống đến quá trình lên men 68 4.9. Đánh giá chất lượng sản phẩm 72 4.10. Kết quả kiểm tra vi sinh 73 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 5.1. Kết luận 74 5.2. Những hạn chế trong luận văn 77 5.3. Đề nghị 77 Tài liệu tham khảo I Phụ lục A II Phụ lục B III Phụ lục C IV vi DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Thành phần hóa học của trái chanh dây cho 100g dịch 10 Bảng 2.2: Sự khác nhau về thành phần dinh dưỡng giữa nước ép chanh dây đỏ và vàng 10 Bảng 3.1: Thành phần của đường saccharose Biên Hoà 25 Bảng 4.1: Hiệu suất thu hồi dịch quả sau khi xử lý enzyme pectinase ở các nồng độ khác nhau . 51 Bảng 4.2: Hiệu suất thu hồi dịch quả theo thời gian 52 Bảng 4.3: Bảng các thông số khi khảo sát thời gian lên men 54 Bảng 4.4: Bảng các thông số sau khi lên men với các tỷ lệ pha loãng khác nhau 58 Bảng 4.5: Bảng các thông số khi khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô 0 Bx 61 Bảng 4.6: Bảng các thông số khi khảo sát sự ảnh hưởng của pH 65 Bảng 4.7: Bảng thông số khi khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ men giống sau quá trình lên men 68 Bảng 4.8: Kết quả so hàng mức độ ưa thích của các mẫu tỉ lệ nấm men 72 4.9: Kết quả đ 73 Bảng 4.10: Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh của nước giải khát chanh dây lên men tại Viện vệ sinh y tế công cộng 73 v DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: Cây chanh dây 6 Hình 2.2: Lá chanh dây 7 Hình 2.3: 7 Hình 2.4: 8 Hình 2.5: 9 Hình 2.6: 9 Hình 2.7: Đường cong sinh trưởng đặc trưng của nấm men 16 Hình 2.8: (a): hình dạng tế bào nấm men nảy chồi ; (b): tiến trình sinh sản bằng nảy chồi ở nấm men ; (c): vết sẹo sau khi nảy chồi 17 Hình 2.9: Tiến trình hình thành bào tử túi 18 Hình 2.10: 20 Hình 2.11: 20 Hình 3.1: Đường Biên Hòa 25 Hình 3.2: Nấm men thương mại 26 Hình 3.3: Enzyme Pectinex Ultra SP-L 27 Hình 3.4: buồng đếm Thoma-Goriaep 28 Hình 3.5: Brix kế 32 Hình 3.6: Máy đo pH 33 Hình 3.7: Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men 37 Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng enzyme thích hợp 42 Hình 3.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân dịch ruột chanh dây thích hợp 43 v Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm thời gian lên men tối ưu 44 Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ pha loãng dịch quả chanh dây thích hợp 45 Hình 3.12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng đường thích hợp cho quá trình lên men 46 Hình 3.13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp cho quá trình lên men 47 Hình 3.14: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ lên nấm men bổ sung thích hợp cho quá trình lên men 48 Hình 4.1: Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 50 Hình 4.2: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi dịch quả 51 Hình 4.3: Biểu đồ biểu diễn thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi dịch quả 53 Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên men đến quá trình lên men 56 Hình 4.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến số lượng tế bào nấm men 56 Hình 4.6: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng đến quá trình lên men 59 Hình 4.7: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng đến số lượng tế bào nấm men 60 Hình 4.8: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu lên quá trình lên men 63 Hình 4.9: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô ban đầu đến số lượng tế bào nấm men 63 Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH ban đầu lên quá trình lên men 66 Hình 4.11: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của pH ban đầu đến số lượng tế bào nấm men 67 Hình 4.12: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến quá trình lên men 70 Hình 4.13: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men số lượng tế bào nấm men 70 Hình 5.1: Quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men 76 Hình 5.2 - Sản phẩm nước giải khát chanh dây lên men 77 ii LỜI CẢM ƠN  Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô thuộc bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TPHCM đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức bổ ích trong suốt hơn 4 năm và đã tạo điều kiện cho em được thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Dương Tâm Anh, người đã hướng dẫn em rất tận tình trong suốt thời gian thực hiện đồ án Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn các bạn khóa 2006 - Ngành Công nghệ thực phẩm đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Em xin chúc sức khỏe đến thầy cô và các bạn. Sinh viên thực hiện Huỳnh Văn Hiếu [...]... Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men ” Đề tài Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men được tiến hành từ tháng 6/2010 đến tháng 8/2010 tại phòng thí nghiệm Sinh Hóa Khoa Sinh học trường Đại học Khoa học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh Đề tài được thực hiện nhằm nghiên cứu quy trình chế biến nước giải khát chanh dây lên men với các thông số kỹ thuật của quá trình lên men. .. tệ cho đất nước nên chúng tôi đã thực hiện đề tài Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men 2 Chương 1: Giới thiệu GVHD: TS Nguyễn Dương Tâm Anh 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 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, nâng cao hiệu quả kinh tế của sản phẩm Trên cơ sở đó chúng tôi nghiên cứu các vấn... 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, ... trình lên men [9] Lên men là quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau Tuy nhiên có hai hình thức lên men là lên men yếm khí và lên men hiếu khí Lên men nước giải khát là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành... hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men Nước giải khát là một loại đồ uống đóng vai trò quan trọng đối với đời sống con người, ngoài việc cung cấp cho con người một lượng nước đáng kể nó còn bổ sung cho cơ thể một lượng lớn các chất dinh dưỡng Vì vậy nước giải khát trở thành nhu cầu tất yếu không thể thiếu được đối với cuộc sống của con người 1.1.1 Tình hình sản xuất nước giải khát. .. nhân lên men Tác nhân chính của quá trình lên men nước giải khát là nấm men Saccharomyces cerevisiae Dựa vào đặc tính của quá trình lên men mà nấm men được chia làm hai dạng chính: - Nấm men nổi: Gây ra sự lên men nổi, lên men ở nhiệt độ cao từ 20-28oC Quá trình lên men nhanh tạo thành nhiều bọt, do tác dụng thoát khí CO2 nhiều nên trong thời gian lên men nấm men nổi trên mặt hoặc lơ lửng trong dịch lên. .. men là 200Bx + Khảo sát sự ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men: pH thích hợp nhất cho quá trình lên men là 4,5 + Khảo sát tỷ lệ nấm men bổ sung vào dịch lên men: Tỉ lệ nấm men thích hợp nhất là 1% so với dịch lên men + Sản phẩm nước giải khát chanh dây lên men có màu vàng, có hương thơm dịu của chanh dây, vị hài hòa, êm dịu Sản phẩm đạt yêu cầu về mặt vi sinh theo tiêu chuẩn của Viện vệ sinh... ăn cả hạt, chanh dây sẽ là nguồn cung cấp chất xơ rất tốt Dịch quả của chanh dây vàng chứa lượng xơ rất ít ỏi và mặc dù tổng lượng xơ tan được thấp, dịch quả vẫn chứa một ít pectin Nước giải khát lên men chứa một lượng cồn thấp nên 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 Nước giải khát lên men hương vị chanh dây tự nhiên... nhiên là một loại nước giải khát sử dụng nấm men Saccharomyces lên men từ dịch chiết chanh dây tạo rượu etylic và CO 2 Nhờ đó khi uống ta có cảm giác mát lạnh nhờ CO2, vị thơm nồng của rượu etylic và chanh dây Nước quả lên men có vị ngọt và mát lạnh nên dùng để giải khát và giải rượu rất tốt Đối với những người bị cảm, sốt, hay bị dị ứng, mỏi mệt kinh niên, bệnh phù, nước quả lên men giúp tăng khả... trong dịch lên men và chỉ lắng xuống đáy thành một lớp xốp khi quá trình lên men kết thúc - Nấm men chìm: Quá trình lên men chậm ở nhiệt độ 5-100C, khí CO2 thoát ra ít trong quá trình lên men, nấm men ở đáy thùng lên men 2.4.2 Cơ chế của quá trình lên men [5], [9] Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men là khác nhau, . hình nghiên cứu nước giải khát và nước giải khát lên men 1 1.1.1. Tình hình sản xuất nước giải khát trên thế giới 1 1.1.2. Tình hình sản xuất nước giải khát trong nước 2 1.2. Mục tiêu nghiên cứu. giải khát từ chanh dây trên thị trường, chúng tôi đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh dây lên men ”. Đề tài Nghiên cứu sản xuất nước giải khát chanh. Cách tính kết quả 36 3.3. Xây dựng quy trình nghiên cứu chế biến nước giải khát lên men từ chanh dây 36 3.3.1. Quy trình sản xuất nước chanh dây lên men dự kiến 36 3.3.2. Thuyết minh quy trình