Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài mangifera indica

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ TRÁI XỒI MANGIFERA INDICA Trình độ đào tạo: Đại học quy Ngành: Công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Thu Thủy Sinh viên thực hiện: Đậu Thị Như MSSV: 13030570 Lớp: DH13TP Vũng Tàu, năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên: Đậu Thị Như Khóa: 2013 – 2017 Viện: Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển Ngành: Công nghệ thực phẩm  Đề tài đồ án Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài Mangifera Indica  Nội dung phần thuyết minh Mở đầu Chương Tổng quan tài liệu Chương Đối tượng phương pháp nghiên cứu Chương Kết thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục  Giảng viên hướng dẫn TS Đặng Thu Thủy  Ngày giao đề tài đồ án 02/03/2017  Ngày hoàn thành đề tài đồ án 25/06/2017 Vũng Tàu, ngày 26 tháng 06 năm 2017 TRƯỞNG NGÀNH CNTP Đặng Thị Hà GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Đặng Thu Thủy Đồ án đính kèm theo đây, với tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái xoài Mangifera Indica” Đậu Thị Như thực đồ án hội đồng chấm đồ án thông qua Vũng Tàu, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Đậu Thị Như GV phản biện GV hướng dẫn Chu Thị Hà Đặng Thu Thủy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tất kết nghiên cứu nêu đồ án thực hiện, ý tưởng tham khảo kết trích dẫn từ cơng trình khác nêu rõ đồ án Vũng Tàu, ngày 25 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Đậu Thị Như S i n h v i ê n LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đồ án tơi xin chân thành cảm ơn TS Đặng Thu Thủy nhiệt tình hướng dẫn, định hướng cho tơi suốt q trình thực hồn thành đồ án Ban giám hiệu nhà trường, Ban lãnh đạo khoa, quý Thầy, Cô quan tâm giúp đỡ, cố vấn giúp tơi hồn thành đề tài Chuyên viên Nguyễn Văn Tới, cán chun viên phòng thí nghiệm, tạo điều kiện tốt trang thiết bị hỗ trợ suốt trình thực đề tài Trong trình làm đề tài hoàn thành báo cáo này, tơi khơng thể tránh khỏi sai sót khuyết điểm, kính mong nhận góp ý q Thầy, Cơ để tơi hồn thiện đề tài tốt Vũng Tàu, ngày 25 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Đậu Thị Như S i n h v i ê n MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm giá trị dinh dưỡng trái xoài 1.1.1 Đặc điểm sinh học xoài 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng trái xoài .6 1.2 Nấm men Saccharomyces cerevisiae sản xuất nước uống lên men 1.2.1 Gốc sinh học nấm men Saccharomyces cerevisiae 1.2.2 Đặc điểm hình thái, sinh lí học nấm men Saccharomyces cerevisiae 1.2.3 Ứng dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae lên men 13 1.2.3.1 Cơ sở sinh hóa trình lên men 13 1.2.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 15 1.2.3.3 Sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae lên men sản phẩm khác 16 CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.2 Bố trí thí nghiệm 19 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Phương pháp vi sinh 21 2.3.1.1 Tăng sinh tế bào nấm men 21 2.3.1.2 Xác định mật độ tế bào .21 2.3.2 Phương pháp hóa sinh 22 2.3.2.1 Xác định hàm lượng axit tổng 22 2.3.2.2 Xác định nồng độ Brix .23 2.3.2.3 Xác định hàm lượng cồn 23 i 2.3.2.4 Xác định pH 23 2.3.2.5 Xác định độ nhớt 24 2.3.3 Phương pháp cảm quan 24 2.3.4 Phương pháp thống kê ứng dụng xử lí số liệu 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Đường cong sinh trưởng Saccharomyces cerevisiae 27 3.2 Các tiêu hóa lý dịch xoài 29 3.2.1 Nồng độ Brix .29 3.2.2 pH ban đầu dịch ép .29 3.2.3 Axit tổng dịch xoài 30 3.2.4 Độ nhớt dịch xoài 30 3.3 Kết khảo sát hàm lượng enzyme pectinase bổ sung 30 3.4 Sự ảnh hưởng nồng độ Brix đến trình lên men 33 3.5 Sự ảnh hưởng pH đến trình lên men 36 3.6 Sự ảnh hưởng tỷ lệ nấm men giống bổ sung tới trình lên men 39 3.7 Sự ảnh hưởng thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm 42 3.8 Quy trình sản xuất nước uống lên men từ xoài 45 3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước xoài lên men 48 3.9.1 Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm nước xoài lên men 48 3.9.2 Chỉ tiêu vi sinh sản phẩm nước xoài lên men .49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC 54 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại khoa học xoài Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng 100g xồi (tính cho phần ăn được) Bảng 1.3: Thành phần hóa học nấm men 12 Bảng 2.1: Bảng điểm mùi sản phẩm nước uống lên men từ xoài 25 Bảng 2.2: Bảng điểm vị sản phẩm nước uống lên men từ xoài 26 Bảng 2.3: Bảng điểm độ trong, màu sắc nước uống lên men từ xoài .26 Bảng 3.1: Mật độ tế bào S cerevisiae 27 Bảng 3.2: Nồng độ chất khơ ban đầu dịch ép xồi 29 Bảng 3.3: pH ban đầu dịch ép xoài 29 Bảng 3.4: Axit tổng dịch xoài 30 Bảng 3.5: Độ nhớt dịch xoài 30 Bảng 3.6: Ảnh hưởng hàm lượng enzyme tới hiệu suất ép dịch 31 Bảng 3.7: Chỉ tiêu cảm quan dịch xoài sau lọc .32 Bảng 3.8: Ảnh hưởng hàm lượng đường (oBx) tới nồng độ cồn sau lên men 33 Bảng 3.9: Sự thay đổi hàm lượng đường sau thời gian lên 34 Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan nước xoài lên men Bx khác 35 Bảng 3.11: Chỉ tiêu cảm quan nước xoài lên men pH khác 37 Bảng 3.12: Ảnh hưởng pH tới độ cồn sau lên men 37 Bảng 3.13: Ảnh hưởng pH tới hàm lượng đường lại .38 Bảng 3.14: Chỉ tiêu cảm quan nước xoài lên men với tỷ lệ bổ sung giống khác 39 Bảng 3.15: Ảnh hưởng tỷ lệ nấm men tới độ cồn sau lên men 40 Bảng 3.16: Ảnh hưởng tỷ lệ nấm men tới hàm lượng đường lại .41 Bảng 3.17: Chỉ tiêu cảm quan nước xoài lên men sau thời điểm khác 42 Bảng 3.18: Ảnh hưởng thời gian lên men tới độ cồn sau lên men 43 Bảng 3.19: Ảnh hưởng thời gian lên men tới hàm lượng đường lại 44 Bảng 3.20: Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm nước uống lên men từ trái xoài 48 Bảng 3.21: Kết kiểm tra vi sinh sản phẩm nước uống lên men từ xồi 49 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Hình thái xồi Hình 1.2: Hình thái xoài Hình 1.3: Tế bào S cerevisiae .10 Hình 1.4: Cấu tạo tế bào S cerevisiae 10 Hình 1.5: Cơ chế phân hủy đường tế bào nấm men .14 Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 20 Hình 2.2: Kính hiển vi 21 Hình 2.3: Buồng đếm hồng cầu .21 Hình 2.4 Nhớt kế Ostwald 24 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn đường cong sinh trưởng S cerevisiae .28 Hình 3.2: Biểu đồ thể ảnh hưởng enzyme pectinase đến lượng dịch ép .31 Hình 3.3: Ảnh hưởng nồng độ Bx đến độ cồn sau lên men .34 Hình 3.4: Sự biến đổi hàm lượng đường trình lên men .35 Hình 3.5: Biều đồ thể ảnh hưởng pH đến độ cồn nước xoài lên men 37 Hình 3.6: Ảnh hưởng pH đến nồng độ Brix nước xồi lên men 38 Hình 3.7: Ảnh hưởng tỉ lệ nấm men giống bổ sung đến độ cồn nước xoài lên men 40 Hình 3.8: Ảnh hưởng tỷ lệ nấm men bổ sung đến hàm lượng đường lại 41 Hình 3.9: Ảnh hưởng thời gian lên men đến độ cồn nước xồi lên men 43 Hình 3.10: Ảnh hưởng thời gian lên men đến oBx nước xoài lên men .44 Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 46 Hình 3.12: Sản phẩm nước uống lên men từ trái xoài 49 iv Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP MỞ ĐẦU Xoài ăn nhiệt đới trồng 90 nước giới với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu Xồi ưa chuộng, với lượng tiêu thụ nhiều thứ hai loại hoa quả, đứng sau chuối Sản lượng xoài toàn cầu tăng gấp hai vòng 10 năm từ năm 2001 tới 2010 Năm 2014, sản lượng xoài đạt khoảng 28,8 triệu tấn, chiếm 35 % sản lượng nhiệt đới tồn cầu, khoảng 69 % tổng sản lượng đến từ châu Á – Thái Bình Dương (Ấn Độ, Trung Quốc, Pakistan, Philippin Thái Lan), 14 % Mỹ Latinh Caribe (Brazil Mexico) % châu Phi Theo tổ chức lương nơng (FAO) nhập xồi tăng 1,4 % năm 2014 đạt 844,246 Những nước có nhu cầu lớn giới xoài Mỹ Liên minh Châu Âu (EU) Nhập xoài vào EU tăng khoảng 2,5 %/năm đạt 223,662 năm 2014 Điều chứng minh rằng, giới, xoài loại trái ưa chuộng [26] Xoài loại trồng phổ biến Việt Nam với 59/63 tỉnh thành, có diện tích trồng 100 ngàn Tổng diện tích xồi nước năm 2010 87,500 với sản lượng xoài đạt 574,000 Đồng sơng Cửu Long vùng trồng xồi lớn nước với 43,100 chiếm 49 % so với diện tích nước, vùng Đông Nam Bộ với 21,500 Hiện Việt Nam đứng thứ 13 sản xuất xoài giới xuất xồi số lượng q nằm top 10 nước xuất xoài Do việc sản xuất tiêu thụ xồi người nơng dân gặp khó khăn hạn chế cơng nghệ sau thu hoạch, chế biến, bảo quản, chưa có doanh nghiệp mạnh chuyên kinh doanh xoài, sản xuất nhỏ lẻ, diện tích ứng dụng cơng nghệ thấp Do vậy, nước ta chưa tận dụng hết nguồn xoài tươi mà sản lượng xoài ngày tăng tính kinh tế chưa cao Chúng ta hầu hết nhận tầm quan trọng loại trái giá trị dinh dưỡng chúng thể, trái chứa nhiều loại vitamin vitamin A, vitamin B, vitamin C, acid citric, acid folic dưỡng chất thiết yếu khác giúp ngăn ngừa bệnh tiểu đường, cholesterol, bệnh tim mạch, béo phì huyết áp Trái kết hợp phức tạp khống chất, chất chống oxy hóa, vitamin, hóa chất thực vật thiên nhiên cung cấp nhiều lợi ích mà khơng thể có từ GVHD: TS Đặng Thu Thủy Đậu Thị Như Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP tương đối phù hợp (2,9 %V), lượng đường lại khơng thấp (6 oBx) Điểm cảm quan chung cao (17,68) Điều chứng tỏ sau 72 h lên men gần tạo tính chất sản phẩm yêu cầu: độ cồn, lượng đường lại, vị, mùi, màu sắc, độ Mẫu có thời gian lên men 84 h, lượng đường chuyển hóa nhiều độ cồn tạo (4,67 %V) cao mẫu lại Lượng đường lại thấp (5 Bx) Điểm cảm quan chung mức (12,08) o Vậy mẫu lên men 72 h phù hợp cho lên men nước uống từ dịch xồi 3.8 Quy trình sản xuất nước uống lên men từ xoài Sau xác định yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men nước uống từ trái xồi, xây dựng quy trình hồn chỉnh sản xuất nước uống lên men từ trái xoài thể hình 3.11 GVHD: TS Đặng Thu Thủy 45 Đậu Thị Như Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP Xồi Làm sạch, bỏ vỏ, hạt Xay,ép Dịch xoài Nước 1:1 Ủ enzyme Nấm men (3 40 oC) S.cerevisiae Lọc Tăng sinh Điều chỉnh dịch lên men Lên men: pH = 4; 20 Huấn luyện giống Bx; tỉ lệ men %V; o 72h Lắng cặn, tách men Cặn, men Tàng trữ Chiết rót Đánh giá chất Sản phẩm lượng cảm quan, Vi sinh Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm GVHD: TS Đặng Thu Thủy 46 Đậu Thị Như Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP Thuyết minh quy trình Ngun liệu: Ngun liệu có vai trò định chất lượng sản phẩm Nguyên liệu xoài dùng để sản xuất nước uống lên men phải trái xồi có độ chín kỹ thuật (màu vàng ươm, bề mặt trơn bóng, dịch có màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng), không bị sâu bệnh, úng thối hay bầm dập Xồi chín sau mua rửa để loại bỏ tạp chất bên ngoài, sau loại bỏ vỏ hạt xồi Tiến hành lấy phần thịt xồi mang xay nhỏ Q trình xay nhỏ có bổ sung thêm nước với tỉ lệ 1:1 so với dịch Ủ bổ sung enzyme pectinase: dùng pipet hút enzyme cho vào dịch với tỉ lệ ml enzyme/100 ml dịch Sau khuấy tiến hành ủ bể điều nhiệt 40 C vòng nhằm mục đích thu nhiều dịch ép nâng cao o chất lượng dịch ép Lọc trong: Sau ủ với enzyme, tiến hành trích ly dịch trái Để chất lượng dịch lên men thuận lợi cho trình cần tiến hành lọc Phương pháp lọc dùng vải lọc xếp thành nhiều lớp để loại bỏ cặn nhỏ Sau lọc cần tiến hành pha chế dịch lên men ngay, tránh tượng oxy hóa Pha chế dịch lên men: Dịch ép thường có thành phần khơng đảm bảo cho nấm men sinh trưởng phát triển cần tiến hành pha chế dịch ép, tạo điều kiện tối ưu để nấm men phát triển sản phẩm có chất lượng đảm bảo yêu cầu Dịch ép sau pha lỗng có nồng độ chất khơ khoảng 8,5 – 10 oBx Cần tiến hành bổ sung thêm đường để dịch lên men đạt 20 oBx Đồng thời dịch ép có pH < Sử dụng NaHCO3 % để điều chỉnh pH 4,0 Dùng ống nhỏ giọt nhỏ từ từ dung dịch NaHCO3 vào dịch ép đến giá trị pH đạt yêu cầu Lên men: Dịch ép sau phối chế cần lên men Sau mật độ nấm men đạt 4,5 x108 tế bào/ml, tiến hành hút xác %V dịch nấm Tiến hành lên men yếm khí 25 – 27 oC 72 h Lắng cặn, tách men: sau 72 giờ, trình lên men kết thúc có phần nấm men lắng xuống để đảm bảo đình trình lên men cần tiến hành loại bỏ xác nấm men Sử dụng ống xi phông để tránh gây chấn động mạnh, làm dịch lên men đục trở lại GVHD: TS Đặng Thu Thủy 47 Đậu Thị Như Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP Tàng trữ: Sau lên men trình tàng trữ tiếp tục thực tạo thêm phần hương vị cho sản phẩm sản phẩm lắng tốt Nước lên men sau tàng trữ thấy hương vị đặc trưng hơn, nhiệt độ tàng trữ 10 – 15 C Sau trình xuất thêm cặn cần tiến hành lọc trước chiết o Chiết rót: Chiết rót thực cách sử dụng ống xi phơng Trong q trình chiết rót có sử dụng phễu lọc bơng để lọc hết cặn sản phẩm (Chai chiết rót dụng cụ sử dụng tiệt trùng làm nguội trước sử dụng) 3.9 Đánh giá chất lượng sản phẩm nước xoài lên men 3.9.1 Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm nước xoài lên men Sau tiến hành lên men nước uống từ trái xoài theo quy trình sản xuất hồn chỉnh Tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm (hình 3.2) sản xuất theo quy trình kết thể bảng 3.12 Bảng 3.20: Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm nước uống lên men từ trái xồi Chỉ tiêu Điểm trung bình Hệ số quan trọng Vị 4,20 2,00 Điểm trung bình có trọng lượng 8,40 Mùi Màu sắc độ Điểm chung 5,04 1,20 5,04 4,40 0,80 3,52 13,64 16,96 Từ bảng cho thấy điểm có trọng lượng sản phẩm 16,96 lớn 15,2 nhỏ 18,5; điểm trung bình mùi vị lớn 3,8 Như vậy, theo tiêu chuẩn TCVN 3215–79 sản phẩm nước uống lên men từ xoài đạt loại GVHD: TS Đặng Thu Thủy 48 Đậu Thị Như Đồ án tốt nghiệp Đại Học Khóa 2013 – 2017 DH13TP Hình 3.12: Sản phẩm nước uống lên men từ trái xoài 3.9.2 Chỉ tiêu vi sinh sản phẩm nước xoài lên men Sau nhận nước xoài lên men điều kiện tối ưu, sản phẩm đưa kiểm tra tiêu vi sinh theo TCVN 7054:2002 Kết thể bảng 3.21 Bảng 3.21: Kết kiểm tra vi sinh sản phẩm nước uống lên men từ xoài Tên tiêu Kết (CFU/ml) Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số khuẩn lạc 1ml