Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nước uống rong nho nha đam

Trên thị trường hiện nay, trái cây được chế biên ở các dạng sản phẩm khác nhau như: rượu, bánh, kẹo, làm mứt đường…Trong đó, sản phẩm nước giải khát lên men từ trái cây được đánh giá là

LỚP : 54CNTP-2

NHA TRANG, 8/2016

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp, trước tiên em bày bỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

TS Ngô Thị Hoài Dương đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án

Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy, cô giáo đặc biệt thuộc khoa Công nghệ Thực phẩm đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức rất bổ ích cho em trong suốt quá trình học tập 4 năm qua

Em xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm thí nghiệm thực hành, Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cơ sở vật chất cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè và các anh chị đã quan tâm, giúp đỡ và hỗ trợ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Do thời gian, kiến thức còn hạn chế, trong quá trình thực hiện đồ án không thể nào tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được góp ý của thầy cô giáo để

đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 07 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Nữ Thị Uyên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC HÌNH v

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về lên men 3

1.1.1 Cơ chế của quá trình lên men 3

1.1.2 Tác nhân lên men 3

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 6

1.2 Tổng quan về nước giải khát lên men 10

1.2.1 Phân loại nước giải khát lên men 10

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước giải khát lên men trên thế giới và Việt Nam 10

1.2.3 Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men 11

1.3 Tổng quan về xoài 15

1.3.1 Nguồn gốc 15

1.3.2 Tình hình phát triển cây xoài ở Việt Nam 15

1.3.3 Tình hình phát triển cây xoài ở Khánh Hòa 16

1.3.4 Thành phần hóa học của trái xoài 18

1.3.5 Công dụng của quả xoài và giới thiệu một số sản phẩm chế biến từ xoài 19 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Nguyên liệu chính 20

2.1.1 Nguyên liệu xoài 20

2.1.2 Nấm men 21

2.2 Nguyên vật liệu khác 21

2.2.1 Đường Saccharose 21

2.2.2 Acid citric 21

2.2.3 Nước cất 21

2.3 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất dùng trong quá trình nghiên cứu 21

2.3.1 Địa điểm nghiên cứu 21

2.3.2 Dụng cụ, thiết bị sử dụng 21

2.3.3 Hóa chất sử dụng làm đề tài 22

2.4 Nội dung nghiên cứu 22

2.4.1 Quy trình dự kiến lên men nước xoài từ dịch xoài 22

2.4.2 Bố trí thí nghiệm 25

2.5 Phương pháp nghiên cứu 32

2.5.1 Chỉ tiêu vi sinh 32

2.5.2 Chỉ tiêu hóa học 34

2.5.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 34

2.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 37

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Kết quả xác định chế độ xử lý dịch xoài bằng xử lý nhiệt 38

3.2 Kết quả xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men 40

3.3 Kết quả xác định thời gian nhân giống nấm men 42

3.4 Kết quả xác định tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung cho quá trình lên men 44

3.5 Kết quả xác định thời gian lên men chính 47

3.6 Kết quả xác định thời gian lên men phụ 48

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Hiện trạng diện tích xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 16

Bảng 1.2: Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 17

Bảng 1.3: Một số đặc điểm chính của các giống xoài Cam Ranh 17

Bảng 1.4: Thành phần hóa học phần thịt quả của một số giống xoài trong 100g 18 Bảng 2.1: Độ chín thu hoạch và kỹ thuật của xoài Tây dùng trong nghiên cứu 20

Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan dịch xoài 35

Bảng 2.3: Bảng điểm cảm quan nước xoài lên men 36

Bảng 2.4: Hệ số quan trọng của dịch xoài 37

Bảng 2.5: Hệ số quan trọng của nước xoài lên men 37

Bảng 3.1: Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu xử lý dịch xoài với chế độ xử lý khác nhau 39

Bảng 3.2: Kết quả đánh giá cảm quan nước xoài lên men với các độ khô ban đầu khác nhau 41

Bảng 3.3: Mật độ tế bào nấm men trong thời gian nhân giống 42

Bảng 3.4: Kết quả xếp loại chất lượng các mẫu nước xoài lên men với tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung khác nhau 45

Bảng 3.5: Kết quả đánh giá cảm quan các mẫu nước xoài lên men với thời gian lên men chính khác nhau 47

Bảng 3.6: Các thông số của các mẫu nước xoài lên men với các thời gian lên men phụ từ 0 đến 15 ngày 49

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Hình ảnh của xoài Tây khi đạt độ chín kỹ thuật yêu cầu 20Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dự kiến lên men nước xoài từ dịch xoài 23Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xử lý dịch xoài trước lên men 26Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men 27Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nhân giống nấm men 29Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung thích hợp cho quá trình lên men 30Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men chính 31Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men phụ 32Hình 3.1: Kết quả tổng vi khuẩn hiếu khí, tổng nấm men, nấm mốc các mẫu tương ứng chế độ xử lý nhiệt 38Hình 3.2: Điểm cảm quan của dịch xoài các mẫu tương ứng chế độ xử lý nhiệt 39Hình 3.3: Độ khô hòa tan còn lại và độ cồn của các mẫu với độ khô hòa tan ban đầu

bổ sung cho quá trình lên men khác nhau 40Hình 3.4: Điểm cảm quan chất lượng sản phẩm của các mẫu có độ khô hòa tan ban đầu bổ sung cho quá trình lên men khác nhau 41Hình 3.5: Mật độ tế bào trong thời gian nhân giống nấm men 43Hình 3.6: Độ khô hòa tan sau lên men và độ cồn của các mẫu có tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung cho quá trình lên men khác nhau 45Hình 3.7: Điểm cảm quan sản phẩm của các mẫu có tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung cho quá trình lên men khác nhau 45Hình 3.8: Độ khô hòa tan sau lên men và độ cồn của các mẫu với các thời gian lên men chính khác nhau 47Hình 3.9: Điểm cảm quan của các mẫu nước xoài lên men theo các thời gian lên men chính khác nhau 48Hình 3.10: Điểm cảm quan của các mẫu với các thời gian lên men phụ khác nhau 49

Hình 3.11: Hàm lượng acid toàn phần, độ khô hòa tan sau lên men và dộ cồn của các mẫu với các thời gian lên men phụ khác nhau 50Hình 3.12: Quy trình sản xuất nước xoài lên men 52Hình 3.13: Hình ảnh nước xoài lên men 53

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là nước nhiệt đới gió mùa, thích hợp trồng nhiều loại trái cây ăn quả, đa dạng, phong phú về chủng loại Trong đó xoài là loại trái cây chứa nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là các vitiamin Xoài đã được trồng lâu đời ở nước ta, trong đó giống xoài Tây (hay xoài Thủy Triều) được trồng nhiều ở huyện Cam Lâm tỉnh Khánh Hòa cho năng xuất cao Xoài là loại cây ăn quả chủ lực của huyện Cam Lâm tỉnh Khánh Hòa, tuy nhiên xoài lại có tính mùa vụ, dễ bị hư hỏng Mùa thu hoạch khoảng tháng 4 đến tháng 8, xoài chín hàng loạt với số lượng lớn lại khó vận chuyển đi xa để tiêu thụ làm cho giá xoài thấp và thường để hư hỏng do không có nơi tiêu thụ Người dân trồng xoài không khai thác được giá trị kinh tế từ các giống xoài truyền thống Vì thế việc tìm ra các phương pháp chế biến xoài khác nhau là một hướng đi mới nhằm tạo ra các sản phẩm mới để tăng thời gian bảo quản, tăng giá trị kinh tế cho xoài, tăng thu nhập cho người dân trồng xoài trên cả nước nói chung và ở huyện Cam Lâm tỉnh Khánh Hòa nói riêng là rất cần thiết

Trên thị trường hiện nay, trái cây được chế biên ở các dạng sản phẩm khác nhau như: rượu, bánh, kẹo, làm mứt đường…Trong đó, sản phẩm nước giải khát lên men từ trái cây được đánh giá là một sản phẩm mang lại giá trị kinh tế cao bởi

sự ưa chuộng của người tiêu dùng trên thế giới và trong nước Nhưng việc chế biến trái cây để tạo ra sản phẩm nước giải khát lên men có độ cồn thấp ở nước ta chưa được quan tâm đúng mức

Tận dụng được giống xoài sẵn có ở địa phương với số lượng nhiều, giá thành

rẻ để tạo ra dòng sản phẩm nước giải khát lên men là hướng đi mới cho phép khai thác và sử dụng giống xoài Tây truyền thống sẽ nâng cao giá trị kinh tế cho xoài tăng thu nhập cho người dân trồng xoài

Dòng sản phẩm nước giải khát lên men từ xoài là dòng sản phẩm lên men tự nhiên, không chất bảo quản, chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức khỏe, mùi vị sản phẩm thơm ngon mà những dòng sản phẩm thông thường khác không có nên phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện nay Nước xoài lên men độ cồn thấp nên dễ uống, phù hợp cho việc giải khát với khí hậu nắng nóng ở nước ta, thích hợp với nhiều đối

tượng người tiêu dùng Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay, đa số các dòng sản phẩm nước giải khát lên men truyền thống với độ cồn cao giá thành cao nên hạn chế đối tượng người tiêu dùng và phạm vi sử dụng Các dòng sản phẩm nước giải khát lên men truyền thống độ cồn cao chưa được xử dụng để giải khát rộng rãi trên thị trường, chủ yếu chỉ dùng trong các bữa tiệc hoặc tiếp đãi khách hàng

Từ những lý do và ý tưởng trên, được sự đồng ý của khoa Công Nghệ thực phẩm, cùng với sự hướng dẫn của TS Ngô Thị Hoài Dương em đã nghiên cứu và

thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế độ lên men dịch xoài thích hợp dùng trong sản xuất nước giải khát lên men”

1 Mục tiêu của đề tài: Có được các thông số thích hợp của chế độ lên men dịch

xoài tạo nước xoài lên men có độ cồn thấp từ 3,5-4,5%v/v tiếp tục sử dụng trong sản xuất nước giải khát lên men

2 Nội dung nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu những nội dung sau:

 Nghiên cứu chế độ xử lý dịch xoài trước lên men

 Nghiên cứu thời gian nhân giống nấm men thích hợp

 Nghiên cứu độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men

 Nghiên cứu tỷ lệ chủng giống thích hợp cho quá trình lên men

 Nghiên cứu thời gian lên men chính thích hợp

 Nghiên cứu thời gian lên men phụ thích hợp

3 Tính khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Có được chế độ lên men dịch

xoài thích hợp là cơ sở cho việc áp dụng chế độ lên men vào lên men nước quả từ nhiều loại trái cây khác để tiếp tục ứng dụng vào sản xuất nước giải khát lên men Tận dụng được nguồn nguyên liệu xoài dồi dào, giá rẻ, sẵn có của địa phương huyện Cam Lâm tỉnh Khánh Hòa Nước xoài lên men dùng trong sản xuất nước giải khát lên men độ cồn thấp đáp ứng được nhu cầu hiện nay của người tiêu dùng nâng cao giá trị kinh tế của xoài và tăng thu nhập cho người dân trồng xoài

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ LÊN MEN

1.1.1 Cơ chế của quá trình lên men

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 Thường khi lên men mật độ nấm men xấp xỉ 106 cfu/ml [3] Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trong môi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó được khuếch tán vào trong tế bào nấm men Rược và CO2 được tạo thành theo phản ứng tổng quát sau:

C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 = 2CH3CH2OH +2CO2 + 2ATP + H2O [3] Như vậy sự lên men chuyển đường thành rượu là một dãy quá trình oxy hóa

có enzyme trong tế bào tham gia Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường ngoài qua màng tế bào nấm men Rượu hòa tan vô hạn trong nước khuếch tán rất mạnh vào trong môi trường CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nhưng không lớn Vì thế CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trạng thái bão hòa Khi bão hòa CO2 sẽ bám vào nấm men hình thành những bọt khí Bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên tạo thành túi khí lớn, đến thời điểm nào đó, có sự chênh lệnh giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt Khi đến bề mặt do có sự thay đổi đột ngột sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ làm cho bọt khí CO2 thoát ra ngoài Lúc này tế bào nấm men sẽ bị chìm xuống, quá trình cứ diễn ra liên tục nên tế bào nấm men chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động àm tăng khả năng tiếp xúc giữa

tế bào nấm men và môi trường nên làm cho quá trình trao đổi chất diễn ra nhanh, mạnh hơn [2] Khí CO2 ức chế quá trình lên men, nhưng trong quá trình thoát khí

CO2 làm tăng khả năng lên men của nấm men

1.1.2 Tác nhân lên men

1.1.2.1 Đặc điểm chung của nấm men

Nấm men (yeast, levure) là tên chung dùng để chỉ nhóm nấm cấu tạo đơn bào

Nấm men với số giống hiện biết là 39 và 349 loài (Lodder, 1970) [7], hoặc 66 giống,

483 loài (J.A.Barnett và cs, 1983) [7] Nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi Đặc biệt chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả

Sinh trưởng của nấm men:

Khi cấy nấm men vào môi trường dinh dưỡng chúng sẽ sinh sản cho đến cơ chất dinh dưỡng cần thiết trong môi trường giảm đến mức thấp nhất Khi đó sinh trưởng phát triển của chúng chậm dần và ngừng hẳn

Quá trình sinh trưởng phát triển của nấm men được chia làm 4 pha: pha tiềm phát, pha phát triển chỉ số, pha ổn định và pha suy thoái [7]

Pha tiềm phát (pha lag): là giai đoạn nấm men mới được cấy vào môi trường, vận tốc sinh trưởng coi như bằng không, nấm men còn thích nghi với môi trường mới, trong đó một số tế bào bị ức chế và có thể bị chết Số lượng tế bào nấm men ở giai đoạn này là không tăng hoặc tăng không đáng kể nhưng sự trao đổi chất lại xảy

ra mạnh mẽ, kích thước tế bào phát triển nhanh, mạnh Trong môi trường đầy đủ chất dinh dưỡng thì tế bào nấm men càng khỏe và pha lag càng rút ngắn

Pha phát triển (logarit): trong pha này số lượng tế bào phát triển một cách ồ ạt, kích thước trung bình của nấm men ở giai đoạn này là nhỏ nhất vì chúng còn phải sinh sản (nảy chồi, phân chia tế bào) từ nguồn tế bào chất và vỏ tế bào Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về số lượng tế bào thì các chất dinh dưỡng trong môi trường ngày càng cạn kiệt cùng với sự tích tụ những sản phẩm của quá trình trao đổi chất không cần thiết cho quá trình phát triển của nấm men làm hạn chế sự phát triển về

số lượng và quá trình này chuyển sang pha ổn định

Pha ổn định: trong pha này số lượng tế bào là ổn định và mật độ quần thể là tối đa Pha suy vong: trong pha này các tế bào sống giảm và tế bào chất tăng dần, một

số tế bào chất bị tự phân do các enzyme proteaza nội bào Các tế bào sống già đi, kích thước nhỏ lại, biến dạng

Sinh sản của nấm men:

Nấm men có 2 hình thức sinh sản: sinh sản hữu tính (sinh sản bằng bào tử)

và sinh sản vô tính (sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc phân cắt tế bào) [7]

Trong quá trình sinh sản vô tính, nhân và tế bào chất từ tế bào mẹ chuyển sang tế bào con Trước khi phân cắt, nhiễm sắc thể trong nhân cũng chia thành 2 phần bằng nhau cho tế bào mẹ và tế bào con Trong các thế hệ tế bào nấm men thì

số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào nấm men được bảo tồn một cách nghiêm ngặt Sinh sản hữu tính: trong quá trình nuôi cấy, nấm men chuyển đột ngột từ môi trường giàu dinh dưỡng sang môi trường nghèo dinh dưỡng trong khi vẫn giữ nguyên độ ẩm, tích tụ các hợp chất trung gian, đủ oxy của không khí thì tế bào sẽ sinhbào tử nằm trong các túi được gọi là bào tử nang

Trong vòng đời sinh sản của nấm men có sự luân phiên sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính với các giai đoạn khác nhau

1.1.2.2 Đặc điểm của nấm men được sử dụng trong lên men trái cây

Nấm men thường được dùng cho sản xuất nước quả lên men thuộc giống

Saccharomyces Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumyophyta) theo (W

như sau: sinh sản sinh dưỡng bằng nảy chồi ở nhiều phía, không tạo bào tử bắn, tế bào sinh dưỡng hình tròn, elip, ovan, hình trứng, không có hình tam giác, có tạo nang bào tử, nang bào tử hình thoi, mỗi nang chứa hai bào tử, bào tử hình cầu hoặc hình trứng, nang chìm khó vỡ, không đồng hóa nitrat, lên men glucose mạnh mẽ , không tạo thành váng sớn trên nước chiết mạch nha

Nấm men Saccharomyces thường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình tròn, hình trứng hay hình bầu dục, hình dài hoặc hình elip Nói chung kích thước tế bào nấm men khá lớn, to hơn hẳn so với tế bào vi khuẩn Các loại nấm men đơn bào sử

dụng trong công nghiệp thường có kích thước (3-5) x 5 x 10 µm, nặng 10-12 pg (1pg = 10–12g) [6], trong tự nhiên chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Ảnh hưởng của nấm men

Số lượng tế bào nấm men: Số lượng tế bào cho vào dịch lên men ảnh hưởng rất lớn đến quá trình lên men Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào thích hợp xấp

xỉ 106 cfu/ml [4], thì quá trình lên men diễn ra tốt và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt hơn Nếu số lượng tế bào nấm men cho vào quá ít thì tốc độ lên men chậm Sinh khối tế bào nấm men quá nhiều thì môi trường dịch lên men không

đủ cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ chết dần, sản phẩm sinh ra mùi vị lạ,

phí một lượng nấm men đáng kể

Loại nấm men: nấm men là nhân tố chủ yếu gây lên men, song khả năng lên men mỗi loại nấm men là khác nhau, ngay cả trong cùng một loại nấm men cũng không giống nhau nếu điều kiện lên men khác nhau Do vậy trong công nghiệp cần tuyển lựa chủng có hệ enzyme đặc trưng cho quá trình lên men

Nấm men trong lên men nước quả lên men thường có 3 loại là nấm men tự nhiên, nấm men nuôi cấy thuần chủng và nấm men bánh

Nấm men tự nhiên

Hệ vi sinh vật trong nước quả lên men tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất Trong môi trường nước quả tươi có các nhóm vi sinh vật khác nhau nhiễm vào từ môi trường xung quanh từ thân, lá, vỏ, quả, trong đó phần lớn là nấm men, 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 trưởng và phát triển nhanh hơn trong điều kiện yếm khí hoặc thiếu oxy, đồng thời lên 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 phát triển chiếm ưu thế trong quá trình lên men Các men tự 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%

rượu [3] Ngoài ra còn có Mycoderma có khả năng phân giải axit malic thành axic latic làm cho rượu ít bị chua gắt Hay còn có các loại khác như Hancelnula, pichia

tạo màng trắng trên rượu [3] 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 cần thiết để diệt men dại và thay vào đó là nuôi cấy nấm men thuần chủng, với những đặc tính sinh học nhất định sẽ giúp cho quá trình chế biến nước quả lên men đem lại hiệu quả và chất lượng cao

Nấm men nuôi cấy thuần chủng

Nếu sử dụng nấm men tự nhiên hệ sinh vật trong lên nấm men tự nhiên rất phức tạp nên thường cho độ cồn không cao dễ bị nhiễm có mùi chua của axit acetit, chất lượng 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 nước quả lên men ở quy mô công nghiệp đang được phổ biến rộng rãi trên thế giới Những chủng nấm men thuần khiết thường cho lên

men nước giải khát cũng như rượu vang là: Saccharomyces vini, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomycesellipoidies, Saccharomycesaviform [3] Ưu điểm khi dùng

nấm men thuần chủng là thời gian lên men nhanh, quá trình lên men không bị dừng giữa chừng, nồng độ cồn thu được cao hơn lên men tự nhiên 0,1 ÷ 1,% [2], sản phẩm có màu sáng hơn, vị thanh khiết

Nấm men bánh

Nấm men bánh là nấm men nhân dân sản xuất ở các vùng có tập quán nấu rượu.Vì nguyên liệu dùng để thế rượu trong nhân dân là gạo nên môi trường nền là bột gạo kết hợp với một số vị thuốc bắc.Các khối men giống như bánh hình tròn men bánh có thể bóp vụn, rây qua để loại các tạp chất, bỏ thẳng 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 đã nghiên cứu các điều kiện hoạt động của men

Ảnh hưởng của đường

Vai trò [2, tr.25]: Đường là nguồn cung cấp thức ăn chính cho nấm men, cần

thiết cho nấm men để tạo năng lượng, cung cấp khung các bon để sinh tổng hợp các

cấu tử cần thiết cho tế bào Trong quá trình sống, nấm men cần có năng lượng để duy trì các hoạt động như: Duy trì hệ thống khi nhiệt độ môi trường xung quanh cao hơn (để thoát nhiệt), sinh tổng hợp các chất xây dựng tế bào Nếu hệ thống tạo khí lớn hơn yêu cầu cần thoát khí lúc này nấm men đòi hỏi phải có năng lượng để đảm

bảo độ bền cơ học cho các tế bào nấm men ở trạng thái trương

Nồng độ đường thích hợp cho quá trình lên men

Nồng độ đường càng cao thì nước quả lên men càng nhiều cồn etylic Khi nồng độ đường dưới 200 g/l thì nấm men hoạt động bình thường, có những chủng lên men tốt ở nồng độ đường cao hơn (200-220 g/l) [3] Song nếu nồng độ đường quá cao thì áp suất thẩm thấu của dung dịch cũng tăng cao làm ức chế hoạt động của nấm men do hiện tượng co nguyên sinh chất dẫn đến việc không xảy ra hoặc quá trình lên men xảy ra chậm

Nồng độ đường thích hợp từ 18-22% [3], nếu cao hơn thì khả năng lên men giảm và ngược lại nếu nồng độ đường thấp sẽ không tạo điều kiện cho quá trình lên men Thường ở nồng độ đường 30-35% thì sự lên men bị đình chỉ [3]

Ảnh hưởng của pH

Vai trò [2, tr.26]: pH môi trường ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình trao đổi

chất của nấm men Do vậy pH ảnh hưởng lớn đến quá trình lên men

Giá trị pH thích hợp cho quá trình lên men

Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH từ 2-8 nhưng thích hợp nhất

là 44,5 [3] Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH=4,2 và cao hơn, khi thấp hơn mức này chỉ có nấm men có thể phát triển được [3] Vì thế trong quá trình lên men nên điều chỉnh pH<4 [3] Khi pH=8 thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh Ở pH=3,5 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa

phát triển [3]

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Vai trò: Nhiệt độ ảnh hưởng tới cấu trúc của protein, enzyme, do đó ảnh

hưởng tới hoạt động của enzyme và ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất của nấm men Ngoài ra, nhiệt độ môi trường lên men còn có tác dụng trên các phương diện

sau: tốc độ tạo thành và giải phóng sản phẩm, trạng thái vật lý của hệ thống như sự hợp thể hoặc tạo các hạt hệ sợi, đảm bảo lọc chất lỏng khỏi sinh khối dễ dàng hơn, nhiệt độ còn điều hòa chất lượng của sản phẩm

Giá trị nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men: Do nhiệt độ ảnh hưởng

tới quá trình trao đổi chất của nấm men nên trong thực tế có thể từ một chủng nấm men, nếu điều kiện nhiệt độ lên men khác nhau sẽ cho sản phẩm khác nhau Cụ thể

ở đây là nấm men saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men thích ứng ở

nhiệt độ 28 – 300C [3], ở nhiệt độ 500C trở lên và dưới 00C thì nấm men không hoạt động [2, tr.41] Mỗi loài men, thậm chí mỗi dòng men thích nghi với mỗi nhiệt độ nhất định Nhiệt độ tối thích thay đổi tùy theo giai đoạn phát dục của nấm men: sinh sản, thở, lên men Những điều kiện hoạt động khác cũng ảnh hưởng tới việc chọn nhiệt độ thích hợp, thí dụ nếu thiếu oxy, độ đường cao thì nhiệt độ lên men càng phải thấp, nếu nhiệt độ lên men không hết đường, dừng lại nửa chừng Vì những lí

do vừa nêu rất khó xác định nhiệt độ lên men tối ưu cho mỗi loài men, cho mỗi

trường hợp lên men cụ thể

Ảnh hưởng của oxy

Oxy là thành phần quan trọng trong quá trình phát triển sinh khối của tế bào nấm men Tuy nhiên là nó nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm trong các công đoạn kế tiếp [3] Nước quả lên men là một quá trình lên men yếm khí, nhưng lên men trong giai đoạn đầu nhất thiết phải cho dịch lên men tiếp xúc với oxy để cho nấm men sinh trưởng và phát triển (tăng sinh khối) Nấm men có thể lên men trong điều kiện thiếu oxy đó là vì trong tế bào nấm men còn có những chất chứa nhiều oxy

Biện pháp đảm bảo oxy cho quá trình lên men:

Do đó, khi sản xuất nước cái men để cấy vào nước quả, người ta thường áp dụng các biện pháp tăng oxy cho nước cái men: lắc cơ giới cho oxy tăng nhanh vào nước, dùng bơm bơm thêm oxy vào nước Khi lên men với lượng nước quả lớn có khả năng thiếu oxy và lên men chậm thì người ta rút nước quả ra rồi trở lại phía trên bể lên men nhằm làm tăng oxy cho nước quả đang lên men [2] Tăng oxy chỉ

có lợi trong giai đoạn đầu, làm quá muộn khi nấm men đã hoạt động yếu đi, do

lượng cồn etylic tăng lên, một số các chất vi lượng bị sử dụng hết thì dù có oxy, nấm men cũng không thể tái sinh sản mạnh, lên men cũng không nhanh thêm

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN

1.2.1 Phân loại nước giải khát lên men

Nước trái cây lên men là sản phẩm nước uống có cồn thu được không qua chưng cất bằng con đường lên men rượu etylic từ dịch nước ép trái cây hoặc hỗn hợp dịch của trái cây sau khi được nghiền xé kĩ [6]

Dòng sản phẩm này ngày càng đa dạng do có nhiều nguồn nguyên liệu đã được khai thác trong lĩnh vực này như táo, lê, dứa… hay hỗn hợp nước trái cây lên men

Hiện nay các dạng đồ uống lên men từ trái cây được phân loại theo nồng độ rượu, theo loại nguyên liệu và theo CO2 Theo nồng độ rượu, nước trái cây lên men chia làm 2 loại gồm nước trái cây lên men có nồng độ rượu cao: nồng độ rượu khoảng từ 9 – 20%, có thể bổ sung cồn hoặc không, sản phẩm này đã có từ rất lâu đời trong đó nổi bật là rượu vang nho như champagne, ngoài ra còn có rượu dứa, dâu… và nước trái cây lên men nồng độ rượu thấp: thường dưới 5%, chủ yếu là do lên men tự nhiên và không bổ sung cồn Theo loại nguyên liệu: nho, táo, dâu, xoài… Theo CO2 có nước trái cây lên men có gas gồm nước có gas tự nhiên như nước nho, táo lên men hoặc bổ sung thêm CO2 như rượu táo… và nước trái cây không có gas CO2 như vang nho

1.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước giải khát lên men trên thế giới và Việt Nam

1.2.2.1 Tình hình phát triển và tiêu thụ nước giải khát lên men trên thế giới

Nhu cầu sử dụng sản phẩm đồ uống lên men đang gia tăng ở nhiều quốc gia như Mỹ, Nhật, Thái Lan… và họ đã coi đây là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế

kỉ 20 và đang tập trung nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại nước giải khát từ trái cây, trong đó có sản phẩm nước trái cây lên men từ các loại quả như cam, dứa, xoài, táo, lê,… có chất lượng cao và phù hợp với nhu cầu của khách hàng [17]

Bên cạnh việc phát triển các sản phẩm mới, các quốc gia cũng không quên sản xuất các sản phẩm cũ nhưng có chất lượng cao và được nhiều người yêu mến từ

lâu đời, đó là các sản phẩm rượu vang lên men từ nho nổi tiếng với các dòng vang của Pháp, Đức, Mỹ… hoặc các dòng Cider sản xuất từ táo…

Trên thế giới, nước uống lên men từ trái cây được đánh giá là một mặt hàng mạnh và đang có sức tiêu thụ tương đối lớn, tại Hoa Kì mỗi năm sản xuất rượu táo tăng 75% từ năm 2008 - 2012 [11]

1.2.2.2 Tình hình phát triển và tiêu thụ nước giải khát lên men ở Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới, có nguồn nguyên liệu dồi dào và vô cùng phong phú hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất nước uống lên men từ trái cây ổn định lâu dài, tuy nhiên sản phẩm nước uống lên men từ trái cây ở Việt Nam chưa thực sự phát triển, các sản phẩm nước giải khát lên men từ nho dâu và nước trái cây lên men như nho, dâu… đã được bày bán ở một số siêu thị, tuy nhiên số lượng còn hạn chế Đồng thời, người dân Việt Nam không có thói quen

sử dụng nước uống lên men từ trái cây, nên lượng tiêu thụ sản phẩm này ở Việt Nam là khá thấp khoảng 1,6 l/người.năm [5] Nước uống lên men từ trái cây có độ cồn thấp, không qua chưng cất được xem là thức uống có lợi cho sức khỏe và phù hợp với mọi lứa tuổi sử dụng, tuy nhiên trên thực tế hiện nay có rất ít sản phẩm như vậy tại Việt Nam nước uống lên men chỉ được bày bán tại các siêu thị lớn như

Metro, Big C…

1.2.3 Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men

1.2.3.1 Cơ sở khoa học sản xuất đồ uống lên men từ trái cây

Sản xuất đồ uống lên men từ trái cây có bản chất là quá trình lên men rượu với tác nhân lên men là nấm men Lên men rượu là một quá trình sinh hóa phức tạp với sự

tham gia của chủng nấm men Saccharomyces và sự xúc tác của nhiều enzyme hàng

loạt các phản ứng phức tạp đã xảy ra Bản chất của quá trình lên men rượu là sự chuyển hóa đường trong điều kiện yếm khí có sự tham gia của nhiều hệ enzyme oxy hóa khử, enzyme thủy phân, như decacboxylaza, alcohol dehydrozenaza…

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Sau khi lên men và thực hiện quá trình lọc sẽ tạo được sản phẩm nước quả lên men dạng đục, nếu đem làm trong nước quả lên men đục này sẽ thu được dòng rượu trong

1.2.3.2 Các thành phần chính của nước giải khát lên men

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 3-11% [5] 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 Ethanol cùng với axit bay hơi, đường và nhiều thành phần khác có trong nước giải khát lên men tạo 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), vị chát (tanin, polyphenol), vị mặn (các muối khoáng)

Axit hữu cơ: Nguồn gốc của các axit hữu cơ 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 được cung cấp từ quả là chính, khoảng 4-5 g/l làm cho pH của nước giải khát từ 2,8 ÷ 3,5 [5] Axit hữu cơ trong nước giải khát thường chia làm 2 nhóm là: nhóm có tác dụng tốt cho nước giải khát lên men và nhóm có tác dụng xấu Vai trò của các axit là tham gia tạo vị (vị chua) và tạo pH thấp từ đó làm ổn định sản phẩm Axit hữu cơ trong nước giải khát còn có một tác dụng làm ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn làm hỏng nước giải khát, ví dụ: axit tatric 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 axit này thuộc loại các axit có tác dụng tích cực đến mùi vị và còn có tác dụng làm ổn định nước giải khát lên men trên phương diện chúng ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn gây hại [5] Tuy nhiên các axit này cũng cần có tỷ lệ cân đối, nếu cao quá cũng làm cho nước giải khát lên men có vị không hài hòa Ngoài ra còn có một số axit khác như: acetic, lactic, formic, butytric nhưng hàm lượng rất nhỏ, các axit này 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 thể uống được [5].Tỷ lệ axit hữu cơ / ethanol / tanin hay sự cân đối giữa vị chua vị ngọt và vị chát là yếu tố quan trọng ảnh hưởng rất lớn tới mùi vị của nước giải khát lên men

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 phần đường còn lại cũng là yếu tố tham gia tạo vị cho sản phẩm Hàm lượng đường còn lại trong nước giải khát lên men khoảng [5] Nếu trước khi lên men bổ sung đường saccharose thì toàn bộ bị thủy phân thành đường khử, vì vậy nếu phát hiện thấy đường sacchatose trong nước giải khát thành phẩm tức là đường pha thêm

Chất khoáng: 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 lên men Một số chất khoáng như: P; S; K; Na; Ca; Mg; Si; Se; Mn; Br; Cl; I; Al các chất khoáng này

có thể tồn tại dưới dạng tự do hoặc 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 [5] Vai trò của chất khoáng trong nước giải khát lên men

là làm tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị chữa bệnh cho con người Đồng thời chất khoáng còn 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 nên vị hài hòa cho nước giải khát nên men

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 phẩm phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu, mỗi loại quả khác nhau sẽ có hàm lượng vitamin khác nhau.Vì vậy quá trình lên men cần điều chỉnh lại thành phần vitamin của nước quả, cần có phần bổ sung thêm vitamin, quá trình lên men không phá hủy hết vitamin của nước quả Thực ra lên men là một kỹ thuật tốt để giữ lại các vitamin của nước quả

Polyphenol: Các polyphenol phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và kỹ thuật sản

xuất, hàm lượng của chúng sẽ khác nhau nếu nguyên liệu khác nhau và kỹ thuật sản xuất khác nhau Đối với nước quả lên men polyphenol có vai trò:

Tạo màu: Trong đó flavonol cho màu vàng, antoxian cho màu đỏ, tạo vị chát,

ổn định thành phẩm, kéo dài thời gian bảo quản do các polyphenol và tanin có khả năng kháng khuẩn mạnh

Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng: Tanin dễ bị oxi hóa làm cho nước quả lên men có màu sẫm lại, đây là yếu tố không tốt cần phải lưu ý trong quá trình xử lý dịch quả trước khi lên men Nếu hàm lượng polyphenol cao sẽ làm cho nước giải khát lên men có vị chát mạnh Đồng thời hàm lượng tanin cao sẽ gây kết tủa protein của nước quả làm cho nước quả lên men bị đục

1.2.3.3 Kỹ thuật nâng cao chất lượng nước giải khát lên men

Kỹ thuật chống oxy hóa: Do tiếp xúc với oxy của không khí, các enzyme trong

dịch quả hoạt động mạnh một cách khác thường, trong các enzyme này cần chú ý các enzyme oxy hóa khử (oxydodeductase) sinh hóa gọi tên là polyphenoloxydase làm cho nước quả bị oxy hóa nhanh chóng Quá trình oxy hóa nước quả sẽ gây ra nhiều biến đổi bất lợi làm giảm chất lượng của dịch quả trước khi lên men, ảnh hưởng không tốt đến chất lượng của nước quả lên men 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 Lượng tanin tăng sẽ làm cho vị chát của nước quả lên men tăng, vị của nước quả lên men sẽ không hài hòa và đặc biệt ảnh hưởng đến sự sống của nấm men Màu sắc của nước quả lên men bị sậm lại cũng làm cho màu sắc của nước quả lên men thay đổi đáng kể Có thể gây hiện tượng kết tủa enzyme do muối sắt, muối đồng ở thể oxy hóa khử

Vậy nên cần lưu ý các biện pháp nhằm hạn chế sự oxy hóa nước quả như: không làm dập nát quả trong suốt quá trình 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 như:

Tiến hành ép lọc dịch quả trong thiết bị chứa đầy CO2, không cho dịch quả tiếp xúc 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 thì enzyme oxy hóa khử sẽ bị vô hoạt và giảm bớt lượng oxy hòa tan vào dịch quả từ đó hạn chế oxy hóa [5]

Kĩ thuật kiểm soát quá trình lên men: Trong quá trình lên men nước giải

khát, kĩ thuật theo dõi quá trình lên men là công việc rất quan trọng, nếu không được 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 Trong quá trình lên men nước giải khát, kĩ thuật theo dõi quá trình lên men là công việc rất quan trọng, nếu không được 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 ÷ 280C [6] Nếu nhiệt độ lên tới 34 ÷ 350C là nấm men ngừng hoạt động [6] Do nhiệt hô hấp của tế bào nấm men luôn sinh ra trong quá trình sống nên nấm men luôn có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của môi trường từ 2÷30C [6]

Theo dõi lên men: Phải tạo điều kiện cho quá trình lên men nhanh và chuyển hết đường thành ethanol Nếu lượng đường còn lại cao và nồng độ ethanol thấp sẽ

là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật có hại phát triển, làm 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 kỳ đầu của quá trình lên men

1.3 TỔNG QUAN VỀ XOÀI

1.3.1 Nguồn gốc

Xoài – Mangifera indica L Thuộc họ Đào lộn hột – Anacardiaceae Xoài là

cây ăn quả nhiệt đới, nguồn gốc cây xoài ở miền Đông Ấn Độ và các vùng giáp ranh như Miến Điện, Việt Nam, Malaysia [14] Ở Việt Nam có rất nhiều loại xoài như: Các giống xoài Cát: Cát Hòa Lộc, Cát Thơm, Cát Chu…, xoài Tứ Quý, xoài Tây (hay xoài Thủy Triều), xoài Thanh Ca, xoài Tượng …

1.3.2 Tình hình phát triển cây xoài ở Việt Nam

Ở nước ta xoài được trồng rãi rác từ Bắc đến Nam, và theo kết quả điều tra nông nghiệp nông thôn năm 1994 cả nước ta có 22,447 ha xoài [15] Trong đó vùng đồng bằng Sông Cửu Long là lớn nhất: 16,286 ha, chiếm 72,55% diện tích xoài cả nước, tiếp

theo là các tỉnh duyên hải miền trung chiếm 13,64% , trung du Bắc Bộ là 33,98%, các tỉnh còn lại trồng xoài rất ít chiếm từ 0,12-0,44% Tiền Giang là tỉnh trồng xoài nhiều nhất với diện tích 11,197 ha chiếm 1/2 diện tích xoài cả nước Tỉnh có thế mạnh thứ hai

về cây xoài trong cả nước là Khánh Hòa có diện tích xoài là 2,558 ha (11,39%), đến năm 2002 diện tích xoài của Khánh Hòa tăng lên 5,236 ha [15]

Hiện nay Việt Nam được xếp vào nhóm 20 nước sản xuất xoài có tiềm năng của thế giới, sản lượng xoài của Việt Nam năm 2003 đạt 306 ngàn tấn trên diện tích khoảng 53,600 ha [15] Xoài hiện nay được trồng ở hầu hết các tỉnh phía Nam nhưng tập trung nhiều vào các tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp, Cần Thơ, Bến Tre, Hậu Giang, Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước,Tây Ninh, Khánh Hòa Ở Việt Nam có nhiều giống xoài như xoài Cát Hòa Lộc, Cát Chu, Thanh Ca, Châu Nghệ, Thơm, Xiêm, Ghép (còn gọi là xoài Bưởi), Cát Trắng, Cát đen, Tây, trong đó xoài Cát Hòa Lộc là giống ngon nhất, hiện nay có diện tích canh tác khoảng 17,692

ha ở các tỉnh phía Nam với sản lượng ước tính 58,472 tấn mỗi năm [15]

Theo kết quả điều tra của viện nghiên cứu cây ăn quả miền nam nước ta có khoảng 100 giống xoài được trồng chủ yếu ở các tỉnh Nam Bộ và Nam Trung Bộ, thu hoạch rộ từ tháng 5 đến tháng 8 [15]

1.3.3 Tình hình phát triển cây xoài ở Khánh Hòa

Bảng 1.1: Hiện trạng diện tích xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm [15]

những năm trước năm 1900, khi người Pháp chiếm đóng Cam Ranh [15] Ngày nay cây xoài được trồng ở hầu hết các huyện thị trong tỉnh và tập trung chủ yếu ở các huyện: Cam Lâm, Diên Khánh, Ninh Hòa Tại Khánh Hòa, xoài được trồng khá nhiều và có sản lượng lớn liên tục tăng qua các năm được thể hiện trong Bảng 1.1

Qua kết quả điều tra khảo sát viện cây ăn quả Miền Nam đã có một số kết quả về giống xoài Cam Ranh như sau:

Bảng 1.3: Một số đặc điểm chính của các giống xoài Cam Ranh [15]

Tên giống

(tên địa phương)

Khả năng, năng xuất

Khối lượng trái (g)

Tỷ lệ hạt (%)

Xoài Tây Rất cao 300-350 12,6 2 7 Thô , nhão

Ghi chú:

 Độ xơ: 1(ít xơ), 2 (xơ trung bình), 3 (ít xơ, xơ dài), 4 (nhiều xơ)

 Hương vị: 1 (rất ngọt), 2 (thơm ngọt), 3(ngọt thanh), 4(ngọt), 5 (ngọt, vị

chua ), 6 (ngọt nồng), 7 (chua ngọt ), 8 (ngọt nhạt), 9 (ngọt đậm)

1.3.4 Thành phần hóa học của trái xoài

Xoài có giá trị dinh dưỡng cao, thịt quả có hàm lượng vitamin B, C chiếm từ 2 -3%, đường chiếm 20% (là đường đơn được hấp thu hoàn toàn), carotenoic 15% Hạch quả chứa nhiều tinh bột, dầu và tanin [16] Thành phần hóa học phần thịt quả của một số giống xoài phổ biến đã được nghiên cứu, trình bày trong Bảng 1.2

Bảng 1.4: Thành phần hóa học phần thịt quả của một số giống xoài trong 100g [16]

1.3.5 Công dụng của quả xoài và giới thiệu một số sản phẩm chế biến từ xoài Công dụng [19]: Theo y học cổ truyền xoài có những tác dụng sau: Chất glucozit

trong xoài cóa tác dụng chống viêm, ung thư, diệt khuẩn [19] Xoài làm giảm cholesterol, hạ huyết áp phòng chống bệnh tim mạch, tăng nhu động ruột thải nhanh chất cặn bã trong ruột nên phòng chống được bệnh ung thư ruột kết Ngoài ra, xoài còn

có tác dụng chống say tàu xe, buồn nôn, , chữa ăn không tiêu, trẻ bị cam tích, chữa táo

bón và đau dạ dày…

Giới thiệu một số sản phẩm chế biến từ xoài:

Bánh xoài: Để làm bánh xoài cần nguyên liệu là xoài trái chín và đường Xoài

tách vỏ bỏ hạt, sau đó được say nhỏ tách xơ thu lấy phần dịch xoài Dịch xoài phối trộn với đường (tùy theo khẩu phần của từng người mà cho lượng thích hợp) Dịch xoài sau phối trộn được đem đi sấy thu được bánh xoài

Mousse xoài: Để làm Mousse xoài cần nguyên liệu là xoài lớn, nước chanh

vắt, kem đặc, đường cát trắng Cho thịt xoài vào máy xay sinh tố chung với 1/2 nước cốt chanh, đánh kem nhẹ tay trong khoảng 5 phút, rồi trộn chung với xoài xay Bạn nếm thử và nếu cần thì cho thêm một ít nước chanh vào Múc kem vào khuôn, đậy lại và để đông lạnh khoảng 1 tiếng Lấy mousse ra đánh cho tơi xốp và cho trở lại vào tủ lạnh khoảng 1 tiếng

Nước ép xoài: Để làm nước ép xoài cần nguyên liệu xoài, đường Xoài tách vỏ bỏ

hạt, sau đó ép loại bỏ phần xơ, phối chế thêm nước và đường thu được nước ép xoài

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN LIỆU CHÍNH

2.1.1 Nguyên liệu xoài

Nguyên liệu sử dụng là loại xoài Tây , được trồng tại Cam Ranh Nguyên liệu được thu mua ở chợ Bầu (Vĩnh Thọ, Nha Trang, Khánh Hòa) có khối lượng đồng đều (khoảng 100-150 g/quả), đạt độ chín thu hoạch (Bảng 2.1) Xoài được để chín đến độ chín kỹ thuật (Bảng 2.1) trước khi đưa vào sử dụng Hình 2.1 là ảnh chụp xoài nguyên liệu được sử dụng trong nghiên cứu

Hình 2.1: Hình ảnh của xoài Tây khi đạt độ chín kỹ thuật yêu cầu

Bảng 2.1: Độ chín thu hoạch và kỹ thuật của xoài Tây dùng trong nghiên cứu

của xoài chín

Trạng thái

Nguyên vẹn, không bị dập nát, úng, thối, không có những vết thâm đen trên vỏ quả

Nguyên vẹn, không bị dập nát, úng, thối, không có những vết thâm đen trên vỏ quả

Độ khô hòa tan

2.1.2 Nấm men

Nấm men sử dụng trong nghiên cứu thuộc chủng Saccharomyces cerevisiae

do phòng vi sinh trường Đại Học Nha Trang cung cấp, được giữ giống trong môi trường thạch nghiêng và bảo quản ở nhiệt độ 100C của tủ lạnh

Trước khi sử dụng, nấm men được nhân giống trong môi trường dịch xoài có

độ khô hòa tan 140Bx, pH= 3,5 ở nhiệt độ 300C

2.2 NGUYÊN VẬT LIỆU KHÁC

2.2.1 Đường Saccharose

Đường sử dụng trong sản xuất là đường tinh luyện, có các yêu cầu kỹ thuật sau: hàm lượng Saccharose > 99%, độ ẩm < 0,03%, đường khử < 0,03%, tro < 0,015%, màu trắng, không có tạp chất do công ty Vạn Phát sản xuất

Trước khi sử dụng, đường được chuẩn bị ở dạng syrup đường 65% theo phương pháp nóng

Yêu cầu: Đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn TCVN 4851-89 (ISO 3696-1987)

2.3 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU

2.3.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài được tiến hành nghiên cứu tại các phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm, Hóa sinh, Vi sinh, Công nghệ chế biến, Công nghệ sinh học, Cảm quan của trường Đại học Nha Trang

2.3.2 Dụng cụ, thiết bị sử dụng

 Khúc xạ kế (ATC–1E), Brix:0–32%, hiệu: ATAGO sản xuất tại Nhật Bản

 Tỷ trọng kế loại chia vạch độ từ 0-50°, chia vạch 0,1 (cồn kế bách phân)

 Nồi hấp tiệt trùng của phòng thí nghiệm vi sinh, xuất xứ Nhật Bản

 Máy đo pH của phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm

 Kính hiển vi sinh học Olympus, xuất xứ Nhật Bản

2.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo các nội dung chính sau:

 Xác định chế độ xử lý dịch xoài bằng thanh trùng nhiệt

 Xác định thời gian nhân giống nấm men

 Xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men

 Xác định tỷ lệ nấm men thích hợp cho quá trình lên men

 Xác định thời gian lên men chính

 Xác định thời gian lên men phụ

2.4.1 Quy trình dự kiến lên men nước xoài từ dịch xoài

Sơ đồ quy trình dự kiến lên men nước xoài từ dịch xoài được trình bày ở Hình 2.2

2.4.1.1 Sơ chế nguyên liệu

Mục đích: Làm sạch nguyên liệu để loại bỏ tạp chất và giảm bớt vi sinh vật tạp nhiễm, loại bỏ những phần không sử dụng trong quá trình lên men như vỏ xoài, hạt xoài, thu thịt quả xoài tiếp theo làm nhuyễn thịt xoài để thu dịch xoài làm cơ chất cho nấm men thực hiện quá trình lên men Làm nhuyễn kích thước thịt xoài tăng khả năng

tiếp xúc giữa nấm men với dịch xoài tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men

Tiến hành: Nguyên liệu xoài đạt độ chín kỹ thuật (Bảng 2.1) được rửa sạch, gọt bỏ vỏ, cắt lấy thịt, bỏ hạt xoài, sau đó tiến hành xay nhuyễn xoài bằng máy xay thành dạng bột nhão từ đó thu được dịch xoài dùng để thực hiện quá trình lên men

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình dự kiến lên men nước xoài từ dịch xoài 2.4.1.2 Điều chỉnh thành phần

Mục đích: Dịch xoài lên men có pH = 56 không tạo điều kiện tốt cho nấm men hoạt động ngược lại tạo điều kiện tốt cho vi khuẩn phát triển Dịch xoài có độ khô hòa tan là 120Bx  140Bx, chưa đủ độ khô hòa tan làm cơ chất cho nấm men lên men tạo chất lượng sản phẩm tốt Thịt xoài sau khi làm nhuyễn có độ nhớt cao, gây khó khăn cho quá trình lọc, thậm chí ngăn cản quá trình hấp thu dinh dưỡng của nấm men Do đó trước khi tiến hành lên men, dịch xoài phải được điều chỉnh thành phần pH, độ khô hòa tan và tỷ lệ nước phù hợp

Xoài

Sơ chế

Dịch xoài

Điều chỉnh thành phần

Nước, acid citric,

Tiến hành: Hạn chế về thời gian và máy móc thiết bị, thí nghiệm tham khảo

các cơ sở khoa học [3], [11] chọn thông số cố định cho quá trình lên men tỷ lệ bổ

sung xoài/nước 1:1 so với khối lượng xoài, pH =3,5 làm thông số cố định cho quá trình lên men

Dịch xoài sau khi làm nhuyễn được bổ sung xoài/ nước theo tỷ lệ nước 1:1 so với khối lượng xoài tiếp theo điều chỉnh pH bằng dung dịch acid citric 2% đến khi

pH =3,5, bổ sung syrup đường 65% đã chuẩn bị trước đến độ khô hòa tan đạt nồng

độ thích hợp

2.4.1.3 Xử lý dịch xoài

Mục đích: Để đảm bảo dịch xoài không có nấm men nấm mốc tạp nhiễm từ

quá trình sơ chế và điều chỉnh thành phần trước đó đảm bảo quá trình lên men xảy

ra nhờ nẫm men chủ động bổ sung và giữ màu sắc tốt cho dịch xoài Dịch xoài không bị nhiễm nấm men, nẫm mốc tạp, sẽ chủ động kiểm soát được quá trình lên men tạo sản phẩm có chất lượng tốt

Tiến hành: Dịch xoài sau khi được điều chỉnh thành phần đem đi thanh trùng

nhiệt trong bể ổn nhiệt

2.4.1.4 Nhân giống nấm men

Mục đích: Xác định được thời gian nhân giống nấm men thích hợp để cấy

chuyển nấm men vào dịch xoài bắt đầu quá trình lên men Nấm men được nhân giống trước trong môi trường dịch xoài sẽ làm quen với môi trường, sinh trưởng đạt mật độ thích hợp để bắt đầu quá trình lên men, rút ngắn thời gian lên men chính

Tiến hành: Xác định thời gian nhân giống nấm men: Dùng que cấy, cấy nấm

men gốc Saccharomyces cerevisiae được bảo quản trong đĩa peptri vào dịch xoài

đã xử lý nhiệt, lượng nấm men cấy vào dịch xoài khoảng đầy 5 vòng que cấy, cấy vào những vị trí khác nhau trên bề mặt dịch xoài, lắc nhẹ dịch xoài để nấm men phân bố đều Để dịch xoài đã được cấy nấm men giống nhiệt độ phòng để nấm men thực hiện quá trình hoạt hóa

2.4.1.5 Lên men chính

Mục đích: Quá trình lên men chính tạo ra sản phẩm chủ yếu cho sản phẩm

nước xoài lên men là rược ethanol và CO2

Tiến hành: Dịch xoài sau khi được xử lý nhiệt bổ sung chủng giống khởi

động tiến hành lên men chính ở 30 0C

2.4.1.6 Lọc 1

Mục đích: Loại bỏ bã xoài, tạp chất, và nấm men để chấm dứt quá trình lên

men chính thu nước xoài lên men

Tiến hành: Nước xoài lên men, ở điều kiện quy mô phòng thí nghiệm sẽ được lên men trong bình tam giác, tiến hành lọc bằng vải siêu lọc và thiết bị lọc Trong điều kiện công nghiệp thì có thể lọc bằng thiết bị lọc khung bản Cho nước xoài lọc được vào bình tam giác mới đã hấp tiệt trùng

2.4.1.7 Lên men phụ

Mục đích: Lên men phụ rất quan trọng để ổn định chất lượng nước xoài lên

men, đảm bảo hương vị hài hòa

Tiến hành: Nước xoài lên men sau khi lọc tiến hành quá trình lên men phụ ở

nhiệt độ 100C

2.4.1.8 Lọc 2

Mục đích: Loại bỏ tạp chất và nấm men sót lại đã lắng xuống đáy bình trong

quá trình lên men phụ thu nước xoài lên men Nước xoài len men sau quá trình len men phụ có thể sử dụng trong sản xuất nước giải khát lên men

Tiến hành: Nước xoài lên men, ở điều kiện quy mô phòng thí nghiệm sẽ được lên men trong bình tam giác, tiến hành lọc bằng vải siêu lọc và thiết bị lọc Trong điều kiện công nghiệp thì có thể lọc bằng thiết bị lọc khung bản Cho nước xoài lọc được vào bình tam giác mới đã hấp tiệt trùng

2.4.2 Bố trí thí nghiệm

Các thí nghiệm được tiến hành với các thông số cố định: pH=3,5, tỷ lệ bổ sung xoài/nước: 1:1 (w/v), nhiệt độ lên men chính ở 300C, nhiệt độ lên men phụ ở 100C Thí nghiệm tiến hành 3 lần lặp với các chỉ tiêu hóa lý và 2 lần lặp với các chỉ tiêu vi sinh

2.4.2.1 Xác định chế độ xử lý dịch xoài trước lên men

Mục đính: Chọn chế độ xử lý nhiệt (nhiệt độ, thời gian) tốt nhất để diệt tổng vi

sinh vật tạp nhiễm (đặc trưng là tổng nấm men, nấm mốc tạp, vi khuẩn hiếu khí) và đảm bảo dịch xoài có chất lượng tốt tạo điều kiện tốt cho quá trình lên men tiếp theo

Sơ đồ thí nghiệm xác định chế độ xử lý dịch xoài trước lên men được trình bày ở Hình 2.3

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xử lý dịch xoài trước lên men

Tiến hành: Xoài nguyên liệu đạt độ chín kỹ thuật ở Bảng 2.1 được tiến hành

sơ chế: rửa sạch, bóc vỏ, tách thịt, làm nhuyễn thành dạng dịch nhão, tiếp đó bổ sung nước, điều chỉnh pH theo thông số cố định, điều chỉnh độ khô hòa tan đạt

220Bx bằng dung dịch đường 65% đã chuẩn bị trước, đem đi thanh trùng nhiệt với 4 mẫu, mỗi mẫu 100 ml ở các chế độ nhiệt độ và thời gian lần lượt: 650C/5’, 650C/10’,

700C/5’ 700C/10’ và 1 mẫu đối chứng là dịch xoài tự nhiên, không xử lý nhiệt Dịch xoài sau khi xử lý nhiệt được xác định chỉ tiêu vi sinh (tổng vi khuẩn hiếu khí, tổng nấm men, nấm mốc đại diện cho tổng vi sinh vật tạp nhiễm), chỉ tiêu cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái) Chế độ xử lý dịch xoài được chọn là chế độ vừa đảm

bảo tiêu diệt được tổng vi sinh vật hiếu khí, tổng nấm men, nấm mốc theo TCVN 7946-2008 và có chất lượng cảm quan tốt nhất Các mẫu thí nghiệm được mã hóa

để dễ dàng cho việc theo dõi và báo cáo: M1: đối chúng, M2: 650C/5’, M3:

650C/10’, M4: 700C/5’, M5: 700C/10’

2.4.2.2 Xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men

Sơ đồ thí nghiệm xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men được trình bày ở Hình 2.4

Hình 2.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men

Mục đích: Chọn ra nồng độ chất khô hòa tan ban đầu của dịch lên men thích

Dịch xoài Xoài/nước:1:1(w/v); pH=3,5

Dịch xoài lên men

Lên men phụ (T=5 ngày, t=100C) Chủng giống

hợp đảm bảo chất lượng nước xoài lên men hài hòa nhất làm cơ sở cho những thí nghiệm tiếp theo

Tiến hành: Dịch xoài được điều chỉnh thành phần pH, nước như thông số cố

định và thanh trùng nhiệt theo kết quả thí nghiệm 2.4.2.1 Làm thí nghiệm với 4 mẫu dịch xoài, mỗi mẫu 300 ml, được bổ sung thêm đường để đạt độ khô hòa tan ban đầu lần lượt là: 180Bx, 200Bx, 220x, 240Bx, bổ sung chủng giống khởi động đã nhân giống theo kết quả thí nghiệm 2.4.2.2 tỷ lệ 10% khối lượng dịch xoài và tiến hành lên men chính 5 ngày ở 300C sau đó lọc và lên men phụ 5 ngày ở 100C Nước xoài lên men được xác định chỉ tiêu hóa lý (độ cồn, độ khô hòa tan sau lên men), chỉ tiêu cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái) Chọn độ khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men theo mẫu nước xoài lên men có độ cồn khoảng 3-4%v/v và chất lượng cảm quan tốt nhất

2.4.2.3 Xác định thời gian nhân giống nấm men

Mục đích: Để lên men dịch xoài tạo nước xoài lên men, trước tiên nấm men

phải có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường để tăng số lượng, tích lũy sinh khối chuẩn bị cho quá trình lên men đạt chất lượng tốt Vì vậy nấm men thuần

chủng Saccharomyces cerevisiae được nhân giống trong môi trường dịch xoài trước

khi bổ sung vào dịch lên men để chọn thời gian nhân giống nấm men thích hợp trước khi bổ sung vào dịch lên men và làm cơ sở cho những thí nghiệm tiếp theo

Tiến hành: Dùng que cấy, cấy nấm men gốc Saccharomyces cerevisiae được

bảo quản trong đĩa peptri vào dịch xoài đã bổ sung nước và điều chỉnh pH theo thông

số cố định, bổ sung đường đạt 220 Bx, lý nhiệt theo kết quả thí nghiệm 2.4.1.1, lượng nấm men cấy vào dịch xoài khoảng đầy 5 vòng que cấy, cấy vào những vị trí khác nhau trên bề mặt dịch xoài, lắc nhẹ dịch xoài để nấm men phân bố đều Tiến hành cấy nấm men trong điều kiện vô trùng Tiếp theo nuôi cấy nấm men ở nhiệt độ 30 0C, đếm mật độ nấm men trong các khoảng thời gian 0; 12; 24; 36, 48, 60,72 giờ Tiến hành xác định chỉ tiêu vi sinh (mật độ nấm men) Thời gian nhân giống nấm men thích hợp được chọn tại thời gian mật độ nấm men đạt khoảng 107 cfu/ml

Sơ đồ thí nghiệm xác định thời gian nhân giống nấm men thích hợp được trình bày ở Hình 2.5

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nhân giống nấm men 2.4.2.4 Xác định tỷ lệ chủng giống khởi động thích hợp cho quá trình lên men

Mục đích: Xác định tỷ lệ chủng giống khởi động thích hợp cho quá trình lên

men Đảm bảo quá trình lên men diễn ra tốt, tạo sản phẩm nước xoài lên men có độ cồn khoảng 3-4%v/v, màu sắc, mùi vị hài hòa và làm cơ sở cho những thí nghiệm tiếp theo

Tiến hành: Dịch xoài được bổ sung nước, điều chỉnh pH theo thông số cố định

và xử lý nhiệt như thí nghiệm 4.1.1.1, bổ sung dịch đường đạt 220 Bx, tiến hành thí nghiệm xác định tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung với 2 mẫu mỗi mẫu 200ml bổ sung tỷ lệ chủng giống khởi động lần lượt là 5%, 10% khối lượng dịch xoài, tiến hành lên men (lên men chính ở 300C trong 5 ngày, lên men phụ ở 100C 5 ngày) Nước xoài

0

Chọn thời gian nhân giống nấm men

Tỷ lệ nảy chồi của nấm men

Xử lí dịch xoài (TN 2.4.1.1)

Cấy nấm men

Dịch xoài Xoài/nước:1:1(w/vv) pH=3,5

Thời gian nhân giống (giờ)

lên men được xác định chỉ tiêu hóa lý (độ cồn, nồng độ chất khô sau lên men), chỉ tiêu vi sinh (mật độ nấm men), chỉ tiêu cảm quan (màu, mùi, vị, trạng thái) Tỷ lệ chủng giống bổ sung thích hợp cho quá trình lên men được chọn theo mẫu nước xoài

lên men có độ cồn khoảng 3-4%v/v và có chất lượng cảm quan tốt nhất

Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung vào dịch xoài được trình bày ở Hình 2.6

Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chủng giống khởi động bổ sung

thích hợp cho quá trình lên men 2.4.2.5 Xác định thời gian lên men chính

Mục đích: Xác định thời gian lên men chính tốt nhất để kết thúc quá trình lên men

chính đảm nước xoài lên men có độ cồn khoảng 3-4%v/v và màu sắc, mùi vị hài hòa

Tiến hành: Dịch xoài được điều chỉnh thành phần và xử lý nhiệt đem đi

thanh trùng nhiệt kết như kết quả thí nghiệm 2.4.2.1, bổ sung dịch đường đạt 220Bx,

bổ sung chủng giống khởi động như kết quả thí nghiệm 2.4.2.4 Thí nghiệm được tiến hành với 4 mẫu, mỗi mẫu 200 ml, lên men chính ở 300C, lên men ở 5 thời gian khác nhau: 1 ngày, 2 ngày, 3 ngày, 4 ngày, 5 ngày, sau đó lên men phụ ở 100C trong

Lên men phụ (T=10 ngày, t=100C)