Nước giải khát lên men là sản phẩm nhờ tác nhân vi sinh vật nấm men, nấm mốc và vi khuẩn từ môi trường lên men là nước quả tự nhiên. Trong quá trình lên men này, ngoài quá trình lên men rượu còn quá trình lên men axit hữu cơ (mà chủ yếu là chuyển từ các axit hữu cơ thành axit lactic ). Nhờ môi trường dinh dưỡng phong phú nên sản phẩm hình thành ngoài Ethanol còn có axit hữu cơ, Glyxerin và
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. Cồn
Ethanol được hình thành trong quá trình lên men đường glucose, saccarose nhờ nấm men. Hàm lượng ethanol lên men tự nhiên thường đạt từ 70 ÷ 160cc/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. 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 nên 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).
2. 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. 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 là ngăn cản hoạt động của các vi khuẩn làm hỏng nước giải khát, ví dụ như một số axit sau: axit tactric 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. Tuy nhiên các axit này cũng 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 trong lên men tự nhiên thường tạo ra 0,4 g axit acetic, nếu vượt quá hàm lượng này sẽ làm cho vị chua thay đổi đáng kể và không thể uống được.
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.
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 đã 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 trước khi lên men bổ sung đường saccarose thì toàn bộ bị thủy phân thành đường khử, vì vậy nếu phát hiện thấy đường saccarose trong nước giải khát thành phẩm tức là đường pha thêm.
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 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 của chúng trong nước giải khát lên men khoảng từ 1,5 ÷ 3g/l.
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.
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 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.
6. 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 giải khát lên men polyphenol có vai trò:
+ Tạo màu cho nước giải khát : 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 giải khát 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, ảnh hưởng không tốt đến mùi vị và làm cho vị bị kém đi. Đồng thời sẽ tạo nên hàm lượng tanin cao gây kết tủa protein của nước quả làm cho nước giải khát bị đục. [ 9]