nghiÊn cỨu quÁ trÌnh lÊn men nƯỚc uỐng giẢi khÁt tỪ …thuvienso.bvu.edu.vn ›...

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU

BÁO CÁO

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN NƯỚC UỐNG

GIẢI KHÁT TỪ BÁNH MỲ HƯƠNG TRÁI CÂY

Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Thu Thủy (chủ nhiệm)

Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 07 năm 2019

i

THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI

Tên đề tài: “Nghiên cứu quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây”

Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Thu Thủy

Danh sách cán bộ tham gia chính: -

Nội dung chính:

- Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết bánh mỳ trái cây;

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước uống từ bánh mỳ sau lên men (nồng độ chất khô, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men);

- Đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ hương trái cây;

- Đánh giá chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu vi sinh);

- Xác định thời gian bảo quản của sản phẩm nước uống lên men từ bánh mỳ hương trái cây.

Kết quả đạt được:

- Đã xác định chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ

- Đã xác định được thông số tối ưu cho quá trình sản xuất nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây;

- Đã hoàn thành quy trình lên men nước uống giải khát từ bánh mỳ hương trái cây với tham số cụ thể và đánh giá chất lượng sản phẩm sau lên men bằng phương pháp cảm quan.

- Đã hướng dẫn luận văn tốt nghiệp 03 sinh viên

- Đã đăng 01 bài báo trên tạp chí chuyên ngành

Thời gian nghiên cứu: 16 tháng từ tháng 03/2018-07/2019

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

TS. Đặng Thu Thủy

ii

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................3

1.1. Đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu sử dụng để lên men nước uống ………………………………………………………………………………………….3

1.1.1. Lúa mạch đen...………………………………………………………………….3

1.1.2. Quả chanh dây……………………………………………………..…………….5

1.2. Xu hướng nghiên cứu và sản xuất nước uống lên men từ ngũ cốc và trái cây………........................................................................................................................8

1.3. Nấm men sử dụng trong sản xuất nước uống lên men và các đặc tính sinh lý và sinh hóa của chúng................................................................................................................10 1.3.1. Đặc điểm của nấm men…………………………………………………………10 1.3.2. Ứng dụng của nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men……………...13

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................17

2.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................17

2.2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu..............................................................................17

2.3. Bố trí thí nghiệm.....................................................................................................17

2.4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................20

2.4.1. Phương pháp vi sinh………………………...……………………………..……20

2.4.2. Phương pháp hoá lý…………………………………………….........................23

2.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quản………….........................................................25

2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu…..............................................................27

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................28

3.1. Chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ chanh dây....................................................28

3.1.1. Nồng độ chất khô tan ..........................................................................................28

3.1.2. pH……………………………………….………………………………….…..28

3.1.3. Acid tổng………………………………..………………………………..……..29

3.1.4. Độ nhớt…………………………………….…………………………….……..29

3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan (oBx) đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây…………………………………….…………………………….………………...29 3.3. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây. …………………………………….………………………………………………………….31

iii

3.4 Sự ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây…..……….32

3.5. Ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây……….32

3.6. Quy trình lên men nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây đề xuất………….….36

3.7. Chỉ tiêu vi sinh của nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây…………………..37

KẾT LUẬN …………………......................................................................................40

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................41

PHỤ LỤC

iv

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cây lúa mỳ đen.

Hình 1.2. Quả chanh dây.

Hình 1.3. Tế bào nấm men S. cerevisiae.

Hình 1.4. Cấu tạo tế bào nấm men S. cerevisiae.

Hình 1.5. Cơ chế lên men ethanol của tế bào nấm men.

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.

Hình 2.2. Nhớt kế.

Hình 3.1. Điểm cảm quan của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên men.

Hình 3.2. Nước uống lên men từ dịch bánh mỳ chanh dây.

Hình 3.3. Sơ đồ quy trình lên men nước uống từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần vitamin của lúa mạch đen.

Bảng 1.2. Thành phần khoáng chất của lúa mạch đen.

Bảng 1.3. Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g chanh dây (theo USDA)

Bảng 2.1. Đánh giá mùi của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 2.1. Đánh giá vị của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 2.2. Đánh giá độ trong của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 2.4. Đánh giá màu sắc của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 3.1. Nồng độ chất khô tan (oBx) của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 3.2. pH của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 3.3. Hàm lượng acid tổng của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 3.4. Độ nhớt của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của mật độ nấm đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Bảng 3.8. Sự thay đổi nồng độ chất khô tan (oBx) trong thời gian lên men.

Bảng 3.9. Sự thay đổi độ cồn trong thời gian lên men.

Bảng 3.10. Sự thay đổi pH của dịch bánh mỳ chanh dây trong thời gian lên men.

Bảng 3.11. Sự thay đổi độ nhớt của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên men.

Bảng 3.12. Các chỉ tiêu vi sinh vật của nước uống lên men từ nước bánh mỳ chanh dây.

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo báo cáo tổng kết nhiệm kì 2011-2015 của Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát, đến nay cả nước có khoảng gần 1833 cơ sở sản xuất nước giải khát các loại với sản lượng sản xuất năm 2015 đạt khoảng 4,8 tỷ lít. Báo cáo của Vina research năm 2013 cho biết, có tới 86 % người tiêu dùng chọn thức uống bổ dưỡng, có lợi cho sức khỏe thay cho các sản phẩm khác.

Xu hướng người tiêu dùng không chỉ cần sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, tốt cho sức khỏe mà cao hơn nữa, họ cần những sản phẩm đó phải đảm bảo sạch tự nhiên. Chính vì vậy việc nghiên cứu phát triển những loại nước uống nguồn gốc tự nhiên khác nhau là rất cần thiết.

Bênh cạnh những loại nước uống truyền thống có nguồn gốc tự nhiên như các loại nước ép trái cây khác nhau thì những dòng nước uống lên men nhẹ đang là một xu hướng. Không chỉ giữ nguyên được thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu ban đầu, do trải qua quá trình lên men nên loại nước uống này còn tích lũy thêm những chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe.

Nước uống lên men từ bánh mỳ là loại nước uống bắt nguồn từ các nước Đông Âu, là sản phẩm lên men “non” của quá trình lên men rượu, trong đó có chứa các chất hữu ích khác nhau như nhóm vitamin (B1, B2, PP, D), nhóm acid hữu cư. Nước uống từ bánh mỳ hương trái cây không chỉ được yêu thích nhờ giá trị dinh dưỡng, mà các nhà khoa học còn kết luận loại nước uống nói trên có tác dụng lên cơ thể cũng tương tự như sữa chua. Thành phần vitamin và khoáng chất trong loại nước uống này kích thích sự trao đổi chất, thúc đẩy quá trình tiêu hóa, phục hồi sức khoẻ và tăng hiệu quả ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Để tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho nước uống lên men từ bánh mỳ trong quá trình lên men thường bổ sung thêm các loại trái cây như như đào, táo, nho, các loại quả mọng khác… Vì đây là loại nước uống có nguồn gốc từ Đông Âu, nên những loại trái cây bổ sung vào thường là loại trái cây ôn đới.

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhu cầu về nước giải khát rất lớn. Đồng thời Việt Nam cũng là một nước có nguồn trái cây phong phú, đa dạng và sản lượng dồi dào. Một số loại trái cây như thanh long, vú sữa, xoài cát, chuối, nhãn được xuất khẩu ra thị trường lớn như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc số lượng lớn. Tuy nhiên những loại trái cây có theo mùa thường có thời gian bảo quản không dài, dễ hư hỏng, dập nát nên giá trị dinh dưỡng không cao và giá thành thấp gây nhiều bất lợi cho người trồng và cả người tiêu thụ.

Xuất phát từ những lý do trên, việc đa dạng hoá sản phẩm nước uống bổ dưỡng cho người tiêu dùng, kết hợp sử dụng trái cây nhiệt đới nhằm tăng giá trị nông sản địa phương thì “Nghiên cứu quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây” là rất hữu ích và cần thiết.

2

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men nước bánh mỳ có bổ sung trái cây, từ đó đề xuất quy trình sản xuất loại nước uống nói trên.

Để đạt được mục tiêu này, trong khuôn khổ của đề tài cần tiến hành những nội dung sau:

+ Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch chiết bánh mỳ và trái cây;

+ Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước uống từ bánh mỳ trái cây sau lên men (nồng độ chất khô tan, pH, tỷ lệ nấm men, thời gian lên men);

+ Đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ hương trái cây;

+ Đánh giá chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu vi sinh).

3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Đặc điểm và giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu sử dụng để lên men nước uống

1.1.1. Lúa mạch đen [9]

Lúa mạch đen có tên khoa học là Secale cereale, là cây lương thực, thuộc một nhóm các loài cỏ đã thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới.

Lúa mạch đen có hệ thống rễ xơ, thâm nhập vào độ sâu 1-2 m, do đó nó chịu được đất cát nhẹ, và do hoạt động sinh lý cao của nó, nó nhanh chóng hấp thụ các chất có lợi từ các hợp chất khó hòa tan.

Thân của lúa mạch đen rỗng, có năm đến sáu (hiếm khi ba hoặc bảy) kẽ, thẳng, trần. Chiều cao của thân cây, tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng và giống, dao động từ 70 đến 180 cm (trung bình 80-100 cm). Lá rộng tuyến tính, phẳng, có cuống màu xám. Chiều dài của phiến lá từ 15-30 cm, rộng 1,5-2,5 cm. Nhị có ba hoa, với thuôn dài bao phấn nhô ra từ bông, buồng trứng trên đầu với một nhụy bông hai cánh.

Hạt có hình thuôn, hơi nén từ hai bên, có rãnh sâu ở phía trong ở giữa. Sau khi trưởng thành, nó rơi ra khỏi cành. Hạt lúa mạch đen khác nhau về kích thước, hình dạng và màu sắc. Chiều dài của nó là 5-10 mm, chiều rộng 1,5-3,5 mm, độ dày 1,5-3 mm. Khối lượng 1000 hạt lúa mạch đen là 20-35 g. Hình dạng hạt được kéo dài (với tỷ lệ chiều dài so với chiều rộng hơn 3,3) hoặc hình bầu dục (với tỷ lệ chiều dài so với chiều rộng 3,3 trở xuống) với nếp nhăn ngang đáng chú ý trên bề mặt. Bằng màu sắc phân biệt hạt trắng, xanh lục, xám, vàng, nâu sẫm.

Trong cùng một loại, lúa mạch đen trải qua các giai đoạn và giai đoạn phát sinh giống như lúa mì... Trong cùng điều kiện, chồi lúa mạch đen xuất hiện nhanh hơn 1-2 ngày. Sau 1-2 ngày chồi bắt đầu đẻ nhánh. Nút đẻ nhánh được đặt gần mặt đất hơn (1,7-2,5 cm), cây có hai và ba nút là phổ biến hơn. Mùa vụ của lúa mạch đen xảy ra chủ yếu vào mùa thu. Vào mùa xuân, chồi bắt đầu xâm nhập vào ống sau 18-20 ngày kể từ khi bắt đầu mùa xuân và sau 40-50 nó tăng đột biến. Sự ra hoa xảy ra trong vòng 7-12 ngày kể từ khi bắt đầu thu hoạch (lúa mì 4-5 ngày) và kéo dài 7-9 ngày. Giai đoạn chín màu sữa xảy ra sau 10-14 ngày sau khi ra hoa và kéo dài 8-10 ngày. 2 tháng sau khi lúa mạch đen chín. Sau đó, quá trình chín sau thu hoạch mất nhiều thời gian hơn, do đó lúa mạch đen thường ít xuất hiện trong bông. Khối lượng 1000 hạt trong các giống lưỡng bội là 23-38 g, và ở các lớp tứ bội là 35-62 g.

Đối với các điều kiện canh tác, đặc biệt là đất, lúa mạch đen ít đòi hỏi hơn lúa mì. Nó có một hệ thống rễ phát triển tốt, thâm nhập đến độ sâu 1,5 đến 2 mét và có thể hấp thụ phốt pho và kali từ các hợp chất hòa tan kém. Lúa mạch đen ít nhạy cảm với độ

4

chua của đất. Nó phát triển tốt ở độ pH 5,3-6,5. Do đó, nó có thể được trồng trên đất không phù hợp với lúa mì. Nhưng tốt nhất là đất đen do cấu trúc màu mỡ và đất rừng xám có thành phần cơ học trung bình và nhẹ. Nó phát triển kém trên đất sét nặng, đầm lầy, đất mặn.

Lúa mạch đen phát triển ở mùa đông khỏe mạnh hơn so với lúa mì được trồng mùa đông. Duy trì giảm nhiệt độ ở mức độ của nút đẻ nhánh đến âm 19-21 °C. Hạt bắt đầu nảy mầm ở 0,5-2 °C, kết thúc vào mùa thu và tiếp tục vào mùa xuân ở 3-4 °C.

Lúa mạch đen là một cây thụ phấn chéo vào ban ngày ánh kéo dài trong nhiều giờ. Phấn hoa được vận chuyển bằng không khí. Thời tiết ấm áp yên tĩnh với độ ẩm không khí đủ thuận lợi cho việc thụ phấn. Trong thời tiết nóng, với độ ẩm thấp, phấn hoa mất đi sức sống. Thời tiết gió và mưa không thuận lợi cho việc thụ phấn. Để tránh thụ phấn quá mức, các ô giống của các giống lưỡng bội nên cách ly không gian 200-3000 m và tứ bội là hơn 500 m.

Hình 1.1. Cây lúa mỳ đen.

Lúa mạch là một trong những loại ngũ cốc chế biến phổ biến nhất, chủ yếu trong ngành sản xuất bia, và nó được sử dụng ở dạng mạch nha. Độ ẩm lúa mạch trung bình 14-15%. Hàm lượng carbohydrate ở mức 70-85% và chúng được đại diện, trước hết là tinh bột, cũng như các loại đường đơn giản, cellulose, hemiaellulose và các chất kẹo keo. Protein chiếm 12-14%, chất béo 2,0-2,5 %, chất khoáng 1,7-1,9 %. Gluten, đặc trưng của protein lúa mạch, là hỗn hợp của các chất protein khác nhau chiếm khoảng 80% tổng protein. Gluten chứa chủ yếu là glutelin và gliadin. Gluten là một khối dính, kéo dài được phân phối và nhào từ bột mì với nước, trở nên giống như sừng khi được sấy khô.

5

Lúa mạch chứa một số chất có mặt với số lượng nhỏ, nhưng ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thức uống. Đó là các vitamin (PP, E, vitamin nhóm B) (bảng 1.1, 1.2) và polyphenol.

Bảng 1.1. Thành phần vitamin của lúa mạch đen.

Vitamin Giá trị

Vitamin PP (axit nicotinic) 4,27 mg

Vitamin B1 (thiamine) 0,32-0,44 mg

Vitamin A (retinol) 3 mcg

Vitamin B2 (riboflavin) 0,2-0,25 mg

Vitamin B (axit pantothenic) 1,002-1,46 mg

Vitamin B6 (pyridoxin) 0,3-0,41 mg

Vitamin B9 (axit folic) 38-55 mcg

Vitamin E (alpha tocopherol) 0,8-1,7 mg

Vitamin K (phylloquinone) 5,9 mcg

Vitamin H (biotin) 46 mcg

Beta carotene 7 mcg

Bảng 1.2. Thành phần khoáng chất của lúa mạch đen.

Khoáng chất Giá trị

Kali 510,0 mg

Canxi 24,0-33,0 mg

Silic 85,0 mg

Magiê 110,0-121,0 mg

Natri 2,0-6,0 mg

Lưu huỳnh 85,0 mg

Photpho 366,0-374.0 mg

Clo 46,0 mg

Nhôm 1670,0 mcg

6

Về tổng thể, lúa mạch là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó chỉ đứng sau bắp và lúa gạo trong số các loài cây lương thực. Hạt lúa mạch là một loại lương thực chung được sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì, mì sợi, bánh, kẹo v.v. cũng như được lên men để sản xuất bia rượu hay nhiên liệu sinh học.

1.1.2 Quả chanh dây [10]

Chanh leo, chanh dây, mắc mát, mát mát, lạc tiên hoa tía (danh pháp hai phần: Passiflora incarnata), là một loài dây leo sống lâu năm lớn nhanh với thân bò leo. Là một loài trong chi Lạc tiên (Passiflora), chanh leo có các hoa lớn với các nhụy và nhị hoa to. Là một trong số các loài có thân cứng nhất trong chi Lạc tiên. Thân cây có thể trơn nhẵn hoặc có lông tơ, dài, bò leo và có nhiều tua cuốn. Các lá hình chân vịt 3 thùy mọc so le (mọc cách), kích thước 6-15 cm. Chúng có 2 tuyến đặc trưng ở gốc của phiến lá trên cuống lá. Các hoa 5 cánh màu trắng ánh tím tía. Chúng tạo ra một vành hoa màu trắng xen tía, một cấu trúc của các phần phụ giữa các cánh hoa và tràng hoa. Hoa được thụ phấn nhờ một số loài côn trùng như ong nghệ, còn tự nó là vô sinh.

Hình 1.2. Quả chanh dây.

Quả mọng nhiều cùi thịt hình ô van màu ánh vàng khi chín với kích thước cỡ quả trứng gà. Khi còn xanh nó có màu xanh lục. Ở loài chanh leo này, các chất nhầy màu vàng xung quanh các hạt của quả có vị ngọt và ăn được. Tuy nhiên, nó có nhiều hạt và vì thế chủ yếu làm nguồn thức ăn cho động vật hoang dã. Giống như các loài lạc tiên khác, nó là nguồn thức ăn cho ấu trùng của một số loài bướm (hình 1.2).

Chanh dây rất giàu chất chống oxy hoá, khoáng chất, vitamin, và chất xơ... Chanh dây là nguồn cung cấp chất xơ ăn kiêng. 100 g bột trái chanh dây chứa 10,4 g hoặc 27 % chất xơ. Một lượng chất xơ tốt trong chế độ ăn uống giúp loại bỏ cholesterol khỏi cơ thể. Nó có vai trò là thuốc nhuận tràng, giúp bảo vệ niêm mạc đại tràng bằng cách giảm

7

thời gian tiếp xúc với các chất độc hại trong đại tràng và lau sạch các chất độc hại gây ung thư từ ruột kết.

Chanh dây có chứa vitamin C, cung cấp khoảng 30 mg trên 100 g. Vitamin C (ascorbic acid) là một chất chống oxy hoá hòa tan trong nước mạnh mẽ. Sử dụng trái cây giàu vitamin C giúp cơ thể con người phát triển đề kháng với các tác nhân gây bệnh giống như cúm và thu hẹp các gốc tự do có hại, chống viêm. Chanh dây còn chứa vitamin A (cung cấp khoảng 1274 IU/100 g) và các chất chống oxy hoá flavonoid như ß-carotene và cryptoxanthin-ß. Các nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng các hợp chất này có tính chất chống oxy hoá, và cùng với vitamin A tốt cho thị lực, cần thiết để duy trì niêm mạc khỏe mạnh và da ngoài ra có thể giúp bảo vệ khỏi ung thư phổi và ung thư miệng.

Chanh dây tươi rất giàu kali. 100 g bột chanh dây có khoảng 348 mg kali. Kali là thành phần chính của tế bào và dịch cơ thể và giúp điều chỉnh nhịp tim và huyết áp. Hơn nữa chanh dây còn là một nguồn khoáng chất tuyệt vời như: Sắt, đồng, magiê và phốt pho…

Bảng 1.3. Giá trị dinh dưỡng có trong 100g chanh dây (theo USDA).

Thành phần Giá trị Thành phần Giá trị

Chất xơ 10,4 g Kali 348 mg

Tro 0,8 g Kẽm 0,1 mg

Vitamin C 30 mg Đồng 0,086 mg

Vitamin A 700 I.U Acid béo no 0,059 g

Vitamin B2 0,13 mg Acid béo một nối đôi 0,086 g

Vitamin B6 0,1 mg Acid béo nhiều nối đôi 0,411 g

Vitamin E 1,12 mg Niacin 1,5 mg

Trái chanh dây tươi giàu beta carotene, kali, và chất xơ. Nước ép chanh dây cung cấp acid ascorbic (vitamin C), và tốt cho những người có bệnh huyết áp cao. Một số nghiên cứu cho thấy rằng chanh dây có vỏ màu tím có thể giúp kiểm soát các triệu chứng hen suyễn. Trong trái chanh dây tươi và chín có chứa chất Lycopene.

Liên quan đến các axit hữu cơ, giống chanh dây giàu formic, butyric, linoleic, linolenic, malic, myristic, acid oleic và palmitic như các hợp chất asphenolic tốt, và amino acid α-alanine. Este như ethyl butyrate, ethyl caproate, n-hexyl butyrate và n- hexyl caproategive các loại trái cây hương vị và mùi ngon miệng. Đường, có chủ yếu trong trái cây, đáng kể nhất d-fructose, d-glucose andraffinose. Trong số các enzyme, Chanh dây tìm thấy các loại enzyme như catalase, methylesterase pectin, và phenolase.

8

1.2. Xu hướng nghiên cứu và sản xuất nước uống lên men từ ngũ cốc và trái cây

Nước uống lên men từ bánh mỳ là một thức uống phổ biến ở Đông Âu từ thời cổ đại, cùng một dạng với các thức uống từ xưa dùng ngũ cốc lên men như bia (ủ từ lúa mạch có từ Ai Cập cổ đại), bia kê (châu Phi), rượu gạo (châu Á), chicha (làm bằng ngô hoặc sắn của thổ dân châu Mỹ). Trong văn tịch thì sử Nga năm 989 đã có nhắc đến loại nước uống này. Đến thời Pyotr I thì đây loại rượu phổ biến được mọi tầng lớp xã hội dùng. Sử gia người Anh William Tooke đã công du sang Nga đã ghi lại từ năm 1799.

Sang thế kỷ 19, nước uống lên men từ bánh mỳ ngày càng được ưa chuộng, từ nhà nông cùng giới hạ lưu cho đến các tu sĩ đều dùng. Có nguồn ghi nhận rằng dân chúng uống nước lên men từ bánh mỳ nhiều hơn nướng tinh khiết. Nước uống bánh mỳ được sản xuất trong phạm vi gia đình nhưng cũng là thương phẩm công nghệ. Các nước thuộc nền văn hóa Slava đều tiêu thụ loại nước uống này. Thị trường nước giải khát từ bánh mỳ cho đến nay giá trị lên hàng trăm triệu USD.

Nước uống bánh mỳ được sản xuất từ quá trình lên men tự nhiên của bánh được làm từ lúa mì, lúa mạch đen hoặc lúa mạch, đôi khi còn kèm theo hương vị trái cây, như nho khô hoặc bạch dương. Nước uống bánh mỳ hiện đại làm ở nhà thì thường sử dụng bánh mì đen hoặc lúa mạch đen, sấy khô và nướng (gọi là suhari), có bổ sung thêm đường và trái cây (táo hoặc nho khô), và men [11].

Hiện nay, một trong những xu hướng trong lĩnh vực sản xuất đồ uống là việc sử dụng các chất chiết xuất từ nguyên liệu thực vật trong nước, có tác dụng sinh học theo hướng trong việc sản xuất nước uống lên men. Các nhà khoa học lưu ý rằng, chiết xuất thực vật làm tăng khả năng thích ứng của hệ thần kinh và tuyến nội tiết, nhịp trao đổi chất, và hoạt động của hệ thống chống oxy hóa của cơ thể sống.

Nhóm khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Bêlarut đã phát triển các loại nước uống lên men từ bánh mỳ mới được làm giàu thêm các nguyên tố vi lượng. Các nguyên liệu như: nước ép nam việt quất và húng tây, nước ép táo, dịch chiết quế được bổ sung vào dịch lên men. Trên cơ sở thí nghiệm, các nhà khoa học đã kết luận rằng, với sự bổ sung thêm dịch chiết nước trái cây, hàm lượng các nguyên tố vi lượng như Fe, Zn, Cu, Mg tăng lên, hàm lượng vitamin C cũng tăng hơn 10 lần [6].

Các nhà khoa học của Đại học Liên bang Viễn Đông, Liên bang Nga đã sử dụng dịch chiết từ thực vật hoang dã của vùng Viễn Đông (quả hoa hồng dại, quả cây kim ngân, quả nam việt quất) để bổ sung vào dịch chiết bánh mỳ khi lên men. Kết quả của sản phẩm nước giải khát là sự cải thiện các đặc tính cảm quan và làm phong phú các thành phần chức năng, chẳng hạn như vitamin (C và A ) và các thành phần khoáng chất (Ca và Mg) với hàm lượng đáng kể. Điều này có nghĩa là, nước uống trên có thể được xem như là sản phẩm chức năng và có thể được khuyến nghị để điều trị và là dinh dưỡng phòng ngừa trong bệnh tiểu đường và béo phì [6].

9

Như đã lưu ý trước đây, nước ép từ quả mọng tự nhiên thường được sử dụng trong đồ uống lên men. Chúng không chỉ được bổ sung nhằm tăng các đặc tính cảm quan của thành phẩm mà còn làm giàu chất chống oxy hóa, một trong những yếu tố của việc tăng thời hạn sử dụng của đồ uống. Ví dụ, Levandovsky đã thêm nước ép việt quất đỏ tiệt trùng vào dịch chiết bánh mỳ, sau đó trộn nó với xi-rô đường và axit citric. Kết quả là bảo quản thành phần vitamin của nước ép việt quất đỏ và tạo độ ổn định cao khi lưu trữ. Các loại trái cây thường có chứa đường, axit hữu cơ, nguyên tố đa lượng, vitamin C, B, pectin, enzyme và tannin, là nguồn tăng giá trị sinh học cho nước uống lên men từ bánh mỳ [8].

Một nhóm các nhà khoa học khác lưu ý rằng, một trong những loại nguyên liệu có khả năng làm gia tăng thêm giá trị dinh dưỡng của nước uống bánh mỳ là vỏ kiều mạch, do có chứa các hợp chất polyphenol như – rutin và quercithin (hyperoside và quercitrin). Nước uống lên men từ bánh mỳ có bổ sung vỏ kiều mạch được chỉ định cho nhóm người cần các sản phẩm có hàm lượng gluten thấp, vì nó không có trong kiều mạch. Do đó, vỏ kiều mạch có thể được sử dụng trong sản xuất nước uống lên men làm giảm tiêu thụ nguyên liệu chính và tăng giá trị sinh học của thức uống thành phẩm. Nước uống lên men từ bánh mỳ sử dụng công nghệ truyền thống có thể chống chỉ định đối với những người mắc bệnh như bệnh không dung nạp gluten. Theo quan điểm này, họ đã đề xuất thay thế nguyên liệu (mạch nha, lúa mạch, bột lúa mạch, v.v.) để sản xuất dịch chiết bánh mỳ cô đặc bằng chiết từ bột kiều mạch [7].

Tác dụng đối với cơ thể con người khi tiêu thụ các loại rau như bí ngô và củ cải đường, cũng như dược liệu (húng tây, bạc hà, cam thảo,… ) được biết đến rộng rãi. Việc bổ sung nguyên liệu này được thử nghiệm tại Đại học bang Nam Kazakhstan. Tại đây, các nhà khoa học đã phát triển một số loại nước uống lên men từ bánh mỳ với mục đích trị liệu, được làm giàu với các khoáng chất, caroten, betanin, vitamin C, E và D, axit hữu cơ [5].

Ở Việt Nam, là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nhu cầu tiêu thụ nước giải khát là tất yếu. Tuy nhiên những loại nước giải khát lên men từ ngũ cốc còn khá lạ với người tiêu dùng Việt. Ở châu Âu, những loại nước uống giải khát lên men từ mầm lúa mạch, lúa mạch đen đã được sử dụng hàng nghìn năm nay và tác dụng giải khát, tốt cho tiêu hóa và sức khỏe của dòng nước uống này đã được khẳng định. Trên thị trường, năm 2018 tập đoàn TH đã nghiên cứu và sản xuất thành công thức uống TH true MATL kế thừa những ưu điểm nghìn năm của thức uống truyền thống châu Âu và có những điều chỉnh phù hợp với khẩu vị của khách hàng Việt Nam.

Nhằm phát triển dòng sản phẩm nước uống lên men từ ngũ cốc phù hợp với khẩu vị của người Việt, cũng như để tăng thêm hương thơm và giá trị dinh dưỡng cho nước uống nên chúng tôi nghiên cứu lên men thử nghiệm sản phẩm nước giải khát từ bánh mỳ có bổ sung dịch ép chanh dây.

10

1.3. Nấm men sử dụng trong sản xuất nước uống lên men và các đặc tính sinh lý và sinh hóa của chúng

1.3.1. Đặc điểm của nấm men [2]

Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi, trong đất, trong nước, trong không khí, nhất là trong môi trường có chứa đường, có pH thấp như trong lương thực, thực phẩm, hoa quả, rau dưa, trong đất ruộng mía, đất vườn cây ăn quả.

1.3.1.1. Gốc sinh học của nấm men Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là Eukaryota đơn bào có kích thước 5-10 µm, là một loại nấm men được biết đến nhiều nhất có trong bánh mì nên thường gọi là men bánh mì. Là một loại vi sinh vật thuộc chi Saccharomyces lớp Ascomycetes ngành nấm. Loài này có thể được xem là loài nấm hữu dụng nhất trong đời sống con người từ hàng ngàn năm trước đến nay, nó được dùng rộng rãi trong quá trình lên men bánh mì, rượu vang, bia và các loại nước trái cây lên men. Saccharomyces cerevisiae là một trong những loài vi sinh vật nhân chuẩn được dùng nhiều nhất.

Nấm men có hai lớp: Nấm men thật (Ascomyces) và lớp nấm men giả (Fungi imporfecti). Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lớp nấm túi): Phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces, giống Endomyces và giống Schizosaccharomyces. Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm men bất hoàn) bao gồm các giống Crytococus (toscula, tornlopsis), Mycoderma, Eandida, Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm mốc).

1.3.1.2 Đặc điểm hình thái, sinh lí học của nấm men Saccharomyces cerevisiae

Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân thật, tế bào nấm men thường lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn. Nấm men có cấu tạo đơn bào, hình thái thay đổi tùy thuộc vào từng loại, tùy điều kiện nuôi cấy và trao đổi của ống giống, do đó nấm men có hình thái đa dạng: hình trứng, hình bầu dục, hình tròn, hình ống dài, hình quả dưa chuột, hình thoi, hình bình hành và một số hình đặc biệt khác. Một số loài nấm men có tế bào hình dài nối với nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty (Mycelium) hay khuẩn ty giả (Pseudomonas mycelium). Tuy nhiên hình dạng của chúng không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy.

Tế bào nấm men (hình 1.3) thường có kích thước rất lớn gấp từ 5-10 lần tế bào vi khuẩn. Kích thước trung bình: chiều dài: 9-10 µm và chiều rộng: 2-7 µm. Kích thước tế bào nấm men thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào từng giống, từng loài và điều kiện nuôi cấy khác nhau.

11

Hình 1.3. Tế bào nấm men S. cerevisiae.

Hình 1.4. Cấu tạo tế bào nấm men S. cerevisiae.

Tế bào nấm men (hình 1.4) cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ bản sau: vách tế bào, màng nguyên sinh chất, chất nguyên sinh, nhân tế

Sợi actin Nhân

Lưới nội chất

Ty thể

Thành tế bào

Màng tế bào

Không bào

Thể golgi

Lipid

Túi

Chồi

12

bào. Khi còn non, vách tế bào nấm men tương đối mỏng, tùy theo thời gian nuôi dưỡng mà vách tế bào dày lên. Thành phần hóa học chủ yếu là glucan và mannan. Phần còn lại là protein, lipid, đôi khi còn có poliphotphat, enzyme, sắc tố và một ít ion vô cơ, đặc biệt vách tế bào còn chứa chitin. Màng nguyên sinh chất có chiều dày khoảng 7-8 µm cấu tạo chủ yếu là protein, chiếm 50 % khối lượng khô, còn lại là lipit 40 % và một ít polysaccharit. Chức năng của màng cũng giống như màng nguyên sinh chất vi khuẩn. Chất nguyên sinh cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit và các muối khoáng, enzyme và các cơ quan trong đó. Nhân tế bào nấm men là nhân thật, có sự phân hóa, có kết cấu hoàn chỉnh và ổn định, có khả năng biểu hiện của tế bào tiến hóa, đó là sự phân chia tế bào theo hình thức giản phân. Những thành phần, cơ quan con khác: không bào, ty thể, lạp thể, riboxom… Nấm men sinh sản bằng 3 hình thức chính, đó là sinh sản bằng cách nảy chồi; sinh sản bằng cách phân đôi; sinh sản bằng bào tử và hình thành bào tử.

Thành phần hóa học của tế bào nấm men (bảng 1.3) thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm: nước chiếm 75-85 %, chất khô chiếm 15-25 % (trong đó chất khoáng chiếm 2-14 % hàm lượng chất khô).

Ngoài ra các chất khoáng cũng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men như là phospho, lưu huỳnh, magie, sắt, kali và mangan. Phospho có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình len men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn. Lưu huỳnh tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme. Magie, mangan tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men. Sắt tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác. Kali chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic.

Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo hai con đường cơ bản là: thẩm thấu bị động và hấp thu chủ động.

Trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này. Đây là con đường thẩm thấu bị động

Hấp thu chủ động khi các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa. Permaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong, tại đây chúng lại tách ra và permaza lại tiếp tục vận chuyển tiếp.

Nấm men cũng như các vi sinh vật khác cần oxy, hydro, cacbon, nito, phospho, kali, magie ... để sinh trưởng và phát triển. Nguồn cacbon cung cấp là các loại đường

13

khác nhau như: saccharose, maltose, lactosem glucose ... Oxy, hydro được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch. Nấm men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nito ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, ure. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat ...

1.3.2. Ứng dụng của nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men [3]

1.3.2.1. Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men

Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các 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 chính là lên men yếm khí (kị khí) và lên men hiếu khí.

Lên men cồn là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường thành ethanol và CO2. Quá trình này được chia làm hai thời kì chính đó là thời kỳ phát triển sinh khối và thời kỳ lên men chuyển đường thành cồn và CO2. Thời kỳ phát triển sinh khối với sự có mặt của oxy, tế bào nấm men tăng nhanh về kích thước đồng thời phát triển sinh khối. Thời kỳ lên men chuyển đường thành cồn và CO2 nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự sống, tạo thành cồn và CO2.

Cơ chế của quá trình lên men được thể hiện ở hình 1.5.

ADP ATP

Glucose Pyruvic

NAD+ NDAH

Ethanol Acetaldehyde

Hình 1.5. Cơ chế lên men ethanol của tế bào nấm men.

1.3.2.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Trong sản xuất, ngoài việc lựa chọn chủng nấm men người ta còn phải nghiên cứu các điều kiện phù hợp nhất để đạt hiệu suất lên men cao. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men gồm: oxy, nồng độ đường, nhiệt độ, pH môi trường, nồng độ rượu và CO2, số lượng tế bào nấm men.

14

Oxy là thành phần quan trọng trong giai đoạn phát triển sinh khối của tế bào nấm men. Tuy nhiên nó là nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm trong công đoạn tiếp theo. Lên men etanol là một quá trình lên men yếm khí, nhưng lên men trong giai đoạn đầu cần phải cung cấp oxy cho dịch lên men để nấm men sinh trưởng và phát triển (tăng sinh khối). Nhưng oxy chỉ cần thiết ở giai đoạn đầu, khi dịch lên men đã đạt đủ số lượng tế bào nấm men, thì ngăn chặn dịch lên men tiếp xúc với oxy để nấm men tiến hành quá trình lên men chuyển hóa đường thành cồn và CO2.

Nấm men chỉ có khả năng lên men các đường đơn giản đặc biệt là maltose và saccharose. Trong dịch lên men ngoài đường, phải bổ sung thêm một số thức ăn cần thiết cho nấm men như các muối amon, các muối photphat và đạm như ure. Nồng độ đường thích hợp từ 18-22 %, 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 thì nồng độ đường nằm ở khoảng 30-35 % thì lên men bị đình chỉ.

Nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt động sống của nấm men, cụ thể là nấm men Saccharomyces cerevisiae chúng ta sử dụng trong quá trình lên men nước uống. Lên men nước trái cây tối ưu ở nhiệt độ 28-30 oC, ở nhiệt độ 50 oC trở lên và dưới 0 oC thì nấm men không hoạt động. Trong thực tế người ta có thể lên men ở nhiệt độ trong khoảng 4-28 oC tùy theo mục đích sản phẩm cuối cùng.

pH có ý nghĩa quan trọng trong quá trình lên men nước trái cây. Nấm men có thể phát triển trong môi trường pH từ 2-8 nhưng tối ưu ở pH 4-4,5. Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2 và cao hơn, khi thấp hơn mức pH này thì chỉ có nấm men mới có thể phát triển được. Vì thế trong quá trình lên men thì nên điều chỉnh pH < 4,5. Khi pH = 8 thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH = 3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa phát triển.

Để tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men, người ta thường bổ sung vào môi trường lên men một loại axit không gây ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men. Thực tế người ta sử dụng axit citric và NaHCO3 để điều chỉnh pH.

Cồn và CO2 có tác dụng kìm hãm sự sinh trưởng và khả năng lên men của nấm men. Sự sinh trưởng của nấm men bị kìm hãm khi nồng độ cồn trong môi trường lên men là 1 %, từ 4-6 % có ảnh hưởng xấu. Đa số nấm men sinh trưởng được ở môi trường có nồng độ cồn là 12-14 %, chỉ có một số ít lên men được ở nồng độ cồn cao từ 17-20 %. Khí CO2 ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 sẽ làm cho môi trường lên men luôn chuyển động, kéo dài trạng thái lơ lửng của tế bào nấm men nên có thể làm tăng quá trình lên men.

Số lượng tế bào nấm men 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 thì quá trình lên men diễn ra hiệu quả và hiệu suất thu hồi cao, chất lượng sản phẩm tốt. 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

15

môi trường dịch lên men không đủ dinh dưỡng cho nấm men phát triển, tế bào nấm men sẽ dần chết và làm cho sản phẩm có mùi lạ, đồng thời cũng làm phí một lượng nấm men đáng kể. Vì vậy, khảo sát những yếu tố trên để đưa ra tham số thích hợp cho quá trình sản xuất nước uống lên men là rất quan trọng.

1.3.2.3. Ứng dụng Saccharomyces cerevisiae trong lên men sản xuất sản phẩm thực phẩm

Quá trình lên men ethanol được xúc tác bởi phức hợp enzyme của tế bào nấm men. Để xúc tác cho quá trình này cần có sự tham gia của 12 enzyme, 02 coenzyme, hai phức hữu cơ và hai phức vô cơ. Zimase là một trong những enzyme quan trọng nhất của nấm men, dưới tác dụng của nó hexose được chuyển thành rượu ethanol và carbon dioxide.

Trong tế bào nấm men, còn tồn tại những enzyme không tham gia vào quá trình lên men và hô hấp. Trong số đó có các enzyme nội bào - endoenzyme (maltase, oxidase, isomerase, dehydrogenase, v.v.) và ngoại bào - exoenzyme (amylase, esterase, v.v.). Một trong những nhóm enzyme quan trọng của tế bào nấm men là enzyme thủy phân protein. Hệ enzyme oxy hóa khử của nấm men là cytochromes, theo cấu trúc gọi là porphyrin. Cytochromes có vai trò vận chuyển electron từ dehydrogenase đến oxy.

Trong những năm gần đây, các nhà sản xuất thường sử dụng chủng nấm men kỵ khí tuỳ tiện Saccharomyces cerevisiae, chúng có khả năng lên men glucose, sucrose, maltose, raffinose. Các tế bào nấm men sau khi nuôi cấy trong 24 giờ ở nhiệt độ 25-30 °C trong dịch chiết bánh mỳ có kích thước 6,5-7,5 x 5-7 µm. Khi các nấm men này được sử dụng cùng với vi khuẩn lactic, có tới 0,04 % ethyl acetate tích tụ trong môi trường lên men giúp cải thiện mùi thơm và hương vị của nước uống lên men thành phẩm. Ethyl acetate và diacetyl khi được sử dụng trong sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ làm tốc độ lên men tạo thành rượu thấp hơn đáng kể so với trong quá trình lên men làm bánh mỳ, vì men rượu có khả năng thích nghi cao hơn với dịch chiết bánh mỳ.

Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch lên men. Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng riêng biệt. Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh. Ngoài ra Saccharomyces cerevisiae còn được sử dụng phổ biến ở các dòng sản phẩm lên men khác như: lên men bánh mì, sản xuất bia, sản xuất rượu vang và sampanh.

Sự tự phân hủy của nấm men dẫn đến sự tích tụ các sản phẩm thơm trong nước uống lên men acetaldehyde, este và các loại khác. Ưu điểm của việc sử dụng nấm men là khả năng tích lũy tới 0,04 % ethyl acetate trong môi trường lên men, giúp cải thiện hương vị và mùi thơm của thức uống, cũng như tăng tính ổn định của nước giải khát trong suốt quá trình bảo quản.

16

Trong quy trình sản xuất bánh mì, nấm men đóng vai trò quyết định đến chất lượng bánh mì. S. cerevisiae chuyển hóa đường trong bột mì thành cồn và CO2. CO2 là tác nhân làm nở bánh mì, CO2 tạo thành được giữ trong các mạng gluten của bột mì. Đây là nguyên nhân làm bánh mì nở và có độ xốp.

Bia là một loại thức uống giải khát phổ biến hiện nay, có độ cồn nhẹ từ 4-5 %, có vị đắng dễ chịu của hoa hublon. Người ta sử dụng S. cerevisiae dạng biến chủng để lên men bia. Quá trình lên men gồm lên men chính và lên men phụ. Lên men chính được thực hiện ở nhiệt độ cao, dịch đường ban đầu thường có nồng độ từ 9-12 %, sau lên men thì còn khoảng 2-3 %. Giai đoạn lên men phụ được thực hiện ở 0-5 oC. Ở nhiệt độ lạnh CO2 được giữ lại làm cho bia trong hơn.

Rượu vang theo nghĩa hẹp là từ dùng chỉ rượu được lên men từ dịch ép của trái nho, nhưng ngày nay rượu được lên men từ các dịch quả như táo, dâu, mận... cũng được gọi là rượu vang kèm tên của dịch trái cây. Quá trình lên men rượu vang gồm lên men chính và lên men thứ cấp. Giai đoạn lên men chính là dùng dịch ép quả để lên men thành rượu, độ cồn từ 12-15 %, sau đó chuyển sang giai đoạn ủ làm cho protein, pectin, tanin lắng xuống làm rượu vang trong hơn. Giai đoạn lên men thứ cấp (giai đoạn ủ) thường từ 3-4 tháng đối với rượu vang, đối với sampanh thường ủ hàng năm. Trong giai đoạn này sẽ tích tụ chất thơm và CO2.

Ngoài những ứng dụng trong sản phẩm truyền thống trên, sản xuất nước uống lên men từ ngũ cốc có sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae là một trong những xu hướng được quan tâm. Nước uống lên men bánh mỳ truyền thống là sản phẩm của quá trình lên men rượu được thực hiện bởi nấm men. Quá trình lên men rượu là do hoạt động của nấm men, kèm theo đó là sự giải phóng CO2 và sự tích tụ một lượng nhỏ rượu. Trong quá trình lên men, hình thành mùi thơm và hương vị đặc trưng, kèm theo CO2 tích tụ trong dịch chiết. Đối với quá trình lên men nước uống từ bánh mỳ, có nhiều loại chủng nấm men khác nhau được sử dụng, tuy nhiên đối với mỗi chủng cần có những yêu cầu nghiêm ngặt như: nấm men phải có hiệu suất lên men cao, khả năng tự phân hủy, khả năng keo tụ tốt và đảm bảo sản phẩm đồ uống tạo thành với hương vị dễ chịu. Để lên men đồ uống từ bánh mỳ, nấm men đưa vào sản xuất cần sử dụng loại nấm men khô và thuần chủng.

17

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu

Để xây dựng quy trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ trái cây trong khuôn khổ của đề tài sử dụng những nguyên liệu sau:

- Bánh mỳ đen được mua ở siêu thị Lotte;

- Chanh dây tươi Đà Lạt được ép lọc lấy dịch;

- Nấm men khô Saccharomyces cerevisiae của thương hiệu Mauripan Việt Nam;

- Đường vàng khoáng chất thương hiệu Biên Hoà.

2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật & Kinh tế biển Trường Đại học Bà Rịa-Vũng Tàu và Phòng thí nghiệm Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu từ tháng 03/2018-06/2019

2.3. Bố trí thí nghiệm

Để khảo sát các chỉ tiêu hoá lý và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước giải khát từ bánh mỳ chanh dây trước khi tiến hành lên men nhóm nghiên cứu đã bố trí sơ đồ thí nghiệm ở hình 2.1.

2.3.1. Xác định chỉ tiêu hóa lý: oBx, pH, acid tổng, độ nhớt

Mục đích: khảo sát sự thay đổi tính chất của nguyên liệu đầu vào.

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là nồng độ chất khô tan (hoặc pH, acid tổng, độ nhớt), thí nghiệm được lặp lại 3 lần, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.

2.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ cồn và hàm lượng ester tạo thành sau lên men.

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là nồng độ chất khô tan, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.

Nhân tố cố định:

- Thời gian lên men: 24 giờ;

- pH= 4,2;

- Lượng S.cerevisiae bổ sung: 2,0 g/l nấm men khô với mật độ là 2.106 tế bào/ml.

Nhân tố khảo sát:

18

- Nồng độ chất khô tan: 14 oBx, 18 oBx, 22 oBx, 26 oBx.

Xác định: nồng độ cồn (%V), lượng ester (mg/l)

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.

Bánh mỳ đen

Ngâm trong nước nóng, (78 ± 2 °C,

3giờ)

Xác định chỉ tiêu hóa lý: oBx, pH, acid tổng, độ nhớt

Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian lên men: 24 giờ, 48

giờ, 72 giờ, 96 giờ

Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan: 14 oBx, 18 oBx, 22 oBx, 26oBx

Khảo sát ảnh hưởng của pH: 3,6; 3,8; 4,0; 4,2

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống: 1 g, 2 g, 3 g, 4g

Dịch chiết

Lên men Nấm men khô

Lắng lọc

Sản phẩm

Nướng 170 oC, 10 phút

Điều chỉnh dịch lên men

Chiết rót, tàng trữ

Bã

Cặn

Đánh giá chất lượng sản phẩm

Dịch chanh dây

19

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến nồng độ cồn còn lại, độ cồn và hàm lượng ester.

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là pH, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.



- Nồng độ chất khô tan: kết quả từ 2.3.2;

- Lượng nấm men S. cerevisiae bổ sung: 2 g/l nấm men khô với mật độ là 2.106 tế bào/ml.

Nhân tố khảo sát: pH

Điều chỉnh pH ở: 3,8; 4,0; 4,2; 4,4.


2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ giống đến độ cồn và hàm lượng ester.

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là tỷ lệ nấm men, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.




- pH: kết quả từ 2.3.3;


- Tỷ lệ nấm men S. cerevisiae bổ sung: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 g/l với mật độ 1.106, 2.106, 3.106 tế bào/ml.


2.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng sản phẩm

Mục đích: nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ chất khô tan còn lại, độ cồn, hàm lượng ester, pH và tính chất cảm quan của sản phẩm.

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một yếu tố là thời gian lên men, mỗi nghiệm thức làm song song 3 mẫu.



20

- pH: kết quả từ 2.3.3;

- Lượng nấm men S. cerevisiae bổ sung: kết quả từ 2.3.4;


- Thời gian: 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ, 96 giờ.


2.4. Phương pháp nghiên cứu [1]

2.4.1. Phương pháp vi sinh

a. Xác định E. coli

Mẫu đã được đồng nhất hóa được cấy một lượng nhất định lên môi trường thạch chọn lọc thích hợp có chứa lactozơ. Trên môi trường Endo có chứa natri sulfit và fucshin, có khả năng ức chế các vi khuẩn gram (+). Trong quá trình phát triển trên môi trường này, coliforms lên men đường lactozơ tạo thành aldehyt và acid, aldehyt tác động đến phức chất fucshin-sulfit và giải phóng fucshin. Fucshin nhuộm các khuẩn lạc từ màu hồng đến màu đỏ cánh sen, tròn, bờ đều, có thể có ánh kim hoặc không. Nếu khuẩn lạc màu hồng có ánh kim có thể giả định là E. coli thì kiểm tra có sinh Indol hay không.

Chuẩn bị dung dịch gốc và các dung dịch pha loãng. Pha loãng mẫu cho đến khi có nồng độ pha loãng 10 -1, 10 -2, 10 -3.

Gieo cấy: Cấy 1 ml giọt mẫu đã pha loãng ở các nồng độ vào các đĩa có chứa môi trường thạch Endo, mỗi độ pha loãng làm 3 đĩa lặp lại. Tráng đều mẫu trên mặt thạch.

Nuôi ủ: Đưa các ống đã cấy vào tử ấm ở nhiệt độ 37 oC trong thời gian 48-72 giờ.

Quan sát và ghi nhận các đĩa petri đã nuôi có các khuẩn lạc có màu hồng đến màu đỏ cánh sen, tròn, bờ đều, có thể có ánh kim để tiến hành khẳng định đó là E. coli.

Kiểm tra hình thái

Nhuộm gram, soi kính để xác định Gram (-), trực khuẩn nhỏ dài. Từ ống canh trường ria sang môi trường Endo hoặc EMB đặt trong tủ ấm ở 37 oC trong 24 giờ. Nếu phát hiện thấy những khuẩn lạc đỏ ánh kim (hay không có ánh kim), cấy tiếp sang môi trường thạch thường để thực hiện phản ứng IMVIC (các phản ứng này thực hiện độc lập nhưng đồng thời).

Thử Indol

Dùng que cấy vòng chuyển mẫu từ các ống nghiệm có chứa môi trường EC dương tính sang các ống nghiệm có chứa Trypton. Để các ống đã cấy vào tủ ấm ở nhiệt độ 44 oC trong thời gian 48 giờ.

Thêm 0,5 ml thuốc thử Indol vào các ống nghiệm có chứa Trypton để nuôi cấy, lắc đều và sau 1 phút thì quan sát và ghi nhận số lượng các ống có màu đỏ (kết quả

21

dương tính chứng tỏ có Indol) cho mỗi độ pha loãng.

Dựa vào số khuẩn lạc nghi ngờ là E. coli đã đếm được trên các đĩa, tổng số ống nghiệm thử Indol dương tính (có màu đỏ) và tổng số ống thử Indol để tính toán kết quả.

Số lượng E. Coli có trong 1ml (1g) mẫu được tính theo công thức:

N = ΣC.R(CFU/ml,CFU/g) (n1 +0,1n2).f1.V, (2.1);

Trong đó:

- ΣC: Tổng số khuẩn lạc đếm được trên tất các các đĩa;

- n1: Số đĩa đếm ở nồng độ pha loãng thứ 1 (độ pha loãng thấp nhất);

- n2: Số đĩa đếm ở nồng độ pha loãng thứ 2 (độ pha loãng tiếp theo);

- f1: hệ số pha loãng của đĩa đếm thứ 1;

- V: Thể tích mẫu cấy của mỗi đĩa petri;

- R: Số ống thử Indol dương tính (có màu đỏ)/tổng số ống thử Indol.

b. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí

Chuẩn bị dung dịch gốc và các dung dịch pha loãng. Pha loãng mẫu cho đến khi có nồng độ pha loãng 10 -1, 10 -2, 10 -3.

Dùng pipet vô trùng hút mẫu thử và cho vào 2 đĩa petri vô khuẩn, mỗi đĩa 1ml nếu mẫu thử là chất lỏng hoặc 1ml huyền phù nếu mẫu thử ở các dạng khác. Lặp lại quá trình này ở các dịch pha loãng tiếp theo.

Đổ vào mỗi đĩa 12-15 ml môi trường thạch để đếm đĩa ở 44-47 oC. Trộn đều dịch nuôi cấy với môi trường thạch bằng cách xoay nhẹ đĩa petri theo hai chiều trái, phải. Để đĩa trên mặt phẳng cho thạch đông đặc lại. Nếu dự đoán trong sản phẩm có chứa vi sinh vật mọc lan trên mặt thạch thì sau khi môi trường đã đông đổ tiếp 4 ml thạch màng lên trên bề mặt.

Để thạch đông, lật ngược đĩa và ủ ấm ở 30 oC trong thời gian 72giờ. Thời gian bắt đầu pha loãng đến khi rót môi trường vào đĩa không được quá 30 phút.

Sau 48 giờ tính kết quả sơ bộ bằng cách đếm những khuẩn lạc đã mọc trên các đĩa nuôi cấy, sau 72 giờ tính kết quả chính thức, đếm toàn bộ số khuẩn lạc đã mọc và ghi nhận kết quả chính thức:

Tính tổng số vi sinh vật trong 1 g hoặc 1 ml mẫu theo công thức :

CS = [N/(n1 V1 F1) + (n2 V2 F2) +…+ (ni Vi Fi)].VS, (2.2);

22

Trong đó:

- CS: Tổng số vi sinh vật trong 1 g hoặc 1 ml mẫu (CFU/g hoặc ml); - N: Tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa;

- n1, n2,……ni: Số đĩa đếm được ở mỗi nồng độ tương ứng (ở phương pháp này n=1);

- V1,V2,…..Vi: Số ml dịch mẫu được cấy;

- F1, F2,…Fi Nồng độ pha loãng tương ứng;

- VS: Thể tích tham chiếu được lựa chọn để biểu hiện kết quả có trong 1 g hay 1 ml mẫu.

c. Xác định Cl. perfringens

Rót khoảng 5 ml TSC agar vào những đĩa vô trùng và đảm bảo sự phân phối bằng nhau. Sau khi agar trở nên đông đặc. Dùng pipette hút 0,1 ml hoặc 1 ml dung dịch mẫu đã được pha loãng ở nồng độ thích hợp. Sau đó rót khoảng 15 ml TSC agar ở 45,0 oC ± 1,0 oC và trộn đều dịch mẫu và môi trường nuôi cấy bằng cách lắc tròn đĩa xuôi và ngược chiều kim đồng hồ. Ủ đảo ngược những đĩa pettri trong bình yếm khí ở 37,0 oC ± 1,0oC trong (24 ± 3) giờ. Đếm các đĩa có số khuẩn lạc từ 10-100 sau 24 giờ nuôi cấy, khuẩn lạc Cl. perfringenes đặc trưng trên môi trường TSC có màu đen, xung quanh có quầng đen.

Chọn 3-10 cụm khuẩn lạc đen từ những đĩa chứa 10-100 cụm khuẩn lạc. Trải ra trên Blood agar (thạch máu) và ủ kỵ khí trong (24 ± 3) giờ ở 37,0 oC ± 1,0 oC. Sau đó cấy đâm sâu vào môi trường di động và môi trường lactose. Ủ kỵ khí trong (24 ± 3) giờ ở 37,0 oC ± 1,0 oC. Kết quả thử nghiệm sinh hoá để khẳng định Cl. perfringenes là dương tính trên thạch máu và môi trường lactose.

d. Xác định tổng số nấm men – nấm mốc

Dùng pipet vô trùng chuyển 0,1 ml mẫu thử dạng lỏng hoặc 0,1 ml huyền phù ban đầu đối với sản phẩm ở dạng khác cho vào một đĩa thạch DRBC. Dùng pipet vô trùng mới để chuyển 0,1 ml dung dịch pha loãng thập phân thứ nhất (10-1) (sản phẩm dạng lỏng) hoặc 0,1 ml dung dịch pha loãng thập phân 10-2 (sản phẩm ở dạng khác) cho vào đĩa thạch DRBC thứ hai.

Để thuận tiện cho việc định lượng các lượng nhỏ nấm men và nấm mốc, lấy các lượng đến 0,3 ml dung dịch pha loãng 10-1 của mẫu hoặc mẫu thử dạng lỏng, dàn đều trên ba đĩa. Lặp lại các thao tác này với các dung dịch pha loãng tiếp theo, sử dụng pipet vô trùng mới cho mỗi dung dịch pha loãng.

Dàn đều dịch lỏng lên khắp bề mặt đĩa thạch bằng que dàn mẫu vô trùng cho đến khi dịch lỏng hấp thụ hết vào môi trường.

Ủ các đĩa đã chuẩn bị trong môi trường hiếu khí, nắp hướng lên trên, tư thế thẳng

23

đứng trong tủ ấm ở 25 oC ± 1 oC trong 5 ngày. Để yên các đĩa thạch trong ánh sáng khuếch tán từ 1 ngày đến 2 ngày. Đếm các đĩa trong khoảng thời gian ủ từ 2 ngày đến 5 ngày. Chọn các đĩa chứa ít hơn 150 khuẩn lạc/chồi/mầm và đếm chúng. Nếu trên các đĩa có nấm mốc quá nhanh thì có thể đếm các khuẩn lạc/chồi/mầm sau khi ủ 2 ngày và đếm lại sau khi ủ 5 ngày.

2.4.2. Phương pháp hóa lý

a. Xác định hàm lượng chất khô tan (oBx)

Dùng dung dịch nước cất nhỏ lên mặt kính khúc xạ kế rồi đậy nắp kính lại xem nền xanh trở về vị trí không chưa, nếu chưa thì dùng tua vít chỉnh cho về không.

Dùng ống nhỏ giọt hút dịch quả nhỏ 1-2 giọt vào mặt kính khúc xạ kế, đậy tấm chắn sáng để dịch phủ đều trên lăng kính rồi đưa lên mắt ngắm điều chỉnh độ phóng đại sau cho xem được rõ nhất và đọc số trên thang đo được.

b. Xác định pH

Hiệu chỉnh máy đo bằng dịch chuẩn pH= 4,0, rửa đầu cực bằng nước cất rồi ngâm ngập đầu cực đo pH trong dung dịch cần đo, đọc giá trị hiển thị ổn định trên máy.

c. Xác định acid tổng

Nghiền nhỏ 3-5 g mẫu trong cối sứ, sau đó chuyển sang tam giác 250 ml, thêm nước cất sao cho đạt thể tích 150 ml. Đun 30 phút cách nhiệt ở nhiệt độ 80-90 oC, thỉnh thoảng lắc. Khi dung dịch đã nguội, lọc qua giấy lọc vào bình định mức 250 ml, thêm nước cất định mức đến vạch, lắc đều dịch. Lấy 50 ml dịch trên cho vào bình tam giác 250 ml, cho thêm 1-2 giọt phenolphtalein rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho tới khi xuất hiện màu hồng.

Lượng acid hữu cơ hòa tan trong mẫu tính ra %:

X = , (2.3);

Trong đó:

- a: số ml NaOH 0,1N cần để chuẩn độ; - 0,0067: số gam acid tương ứng với 1ml NaOH 0,1N (0,0067 là hệ số đối với

acid malic, nhưng lượng acid tổng số cũng tính theo hệ số này vì acid malic có nhiều trong rau quả);

- T: hệ số điều chỉnh đối với NaOH 0,1N; - V: tổng thể tích dung dịch chiết; - v: số ml dung dịch lấy để chuẩn độ; - c: khối lượng mẫu, g.

d. Ester

.0,0067. . .100.

a V Tv c

24

Sau khi trung hòa lượng acid có trong rượu, thêm chính xác một lượng sodium hydroxide dư để xà phòng hóa ester và chuẩn lại lượng sodium hydroxide dư.

CH3COOC2H5 + NaOH àCH3COONa + C2H5OH

Lấy chính xác 50 ml dịch lên men hoặc ít hơn (với đồ uống có hàm lượng ester cao) hay 100 ml (với đồ uống có hàm lượng ester thấp) cho vào bình tam giác, thêm 3 giọt chỉ thị phenolphthalein, lắc đều. Dùng dung dịch NaOH 0,05 N trung hòa lượng acid có trong mẫu đến màu phớt hồng bền trong 30 giây. Thêm chính xác 10 ml dung dịch NaOH 0,1 N, lắc đều. Lắp ống sinh hàn, đặt lên bếp cách thủy đang sôi và tiếp tục đun sôi trong 1 giờ. Sau đó lấy ra làm lạnh ngay (vẫn giữ nguyên ống sinh hàn). Tráng rửa ống sinh hàn 2 lần, mỗi lần bằng 10 ml nước cất. Sau khi bình đã nguội, tháo ống sinh hàn, thêm chính xác 10 ml dung dịch H2SO4 0,1 N, lắc đều. Chuẩn lượng acid dư bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,05 N đến màu phớt hồng bền trong 30 giây. Làm ngay mẫu trắng bằng cách cho tiếp chính xác 10 ml dung dịch NaOH 0,1 N và 10 ml dung dịch H2SO4 0,1 N, lắc đều. Chuẩn lượng acid dư bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,05 N đến màu phớt hồng bền trong 30 giây.

Hàm lượng ester (XE) tính bằng số mg CH3COOC2H5 có trong 1 l ethanol 100º theo công thức:

XE = 8,8(V2 – V1)/(2V) ×1000×(100/c), (2.4);

Trong đó:

- V thể tích rượu mẫu đem phân tích, ml; - V1 thể tích dung dịch NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn mẫu trắng, ml;

- V2 thể tích dung dịch NaOH 0,05 N tiêu tốn chuẩn mẫu thử, ml;

- 8,8 lượng ethyl acetate ứng với 1 ml dung dịch NaOH 0,1 N, mg;

- 1000 hệ số chuyển ra l;

- c độ cồn của rượu mẫu.

e. Độ nhớt

Chuẩn bị mẫu thử: Mẫu được lắc đều trước khi thí nghiệm. Nếu trong mẫu có các hạt lơ lửng phải lọc qua rây 75 μm để tránh làm nghẽn mao quản nhớt kế. Nhớt kế dùng đo phải sấy nóng ở 100 oC trước khi nạp mẫu.

Nạp 7 ml mẫu vào ống không có mao quản của nhớt kế. Dùng bóp cao su đẩy cho mực chất lỏng trong ống không có mao quản qua nhánh ống có mao quản lên trên mức A rồi thả cho dung dịch chảy tự nhiên đồng thời bấm đồng ho đo thời gian t (s) dung dịch chảy từ mức A đến mức B.

Tính độ nhớt động học υ theo công thức:

υ = C.t, (2.5);

25

Trong đó:

- υ: độ nhớt động học, tính bằng cSt hay mm2/s; - C: hằng số của nhớt kế, mm2/s2. (C= 0,035 mm2/s2); - t: thời gian chảy, s.

Hình 2.2. Nhớt kế.

e. Độ cồn

Sử dụng khúc xạ kế đo độ cồn trong rượu để xác định độ cồn trong dịch lên men. Lấy 20 ml dịch lên men, rót dịch vào bình cầu rồi tráng bình bằng 100 ml nước cất. Nối bình với hệ thống chưng cất cồn, tiến hành chưng cất và thu hồi nước ngưng vào bình định mức 50 ml cho đến khi nước ngưng đến vạch của bình định mức. Dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ nước ngưng sau khi nguội, lấy ra 1-2 giọt chấm vào mặt kính. Đậy nắp kính lại. Quan sát và đọc độ cồn qua ống kính.

2.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm

Đánh giá cảm quan chất lượng nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ hương chanh dây được tiến hành theo phương pháp QDA (Phương pháp phân tích mô tả định lượng).

Đối với sản phẩm đồ uống có cồn nói chung và sản phẩm nước uống lên men nói riêng thì các chỉ tiêu cảm quan quan trọng cần đánh giá gồm: Độ trong và màu sắc, mùi, vị.

Dưới đây là bảng chuẩn được xây dựng để tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

26

Bảng 2.1. Đánh giá mùi của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Các chỉ tiêu

Điểm số chất lượng Mô tả

Mùi

0 Có mùi lạ, khó chịu của sản phẩm hỏng

1 Mùi lạ rõ rệt, nồng, hăng

2 Có mùi lạ rõ, thoảng mùi nguyên liệu

3 Có mùi lạ, thoảng mùi nguyên liệu

4 Mùi rượu và mùi nguyên liệu thô

5 Mùi rượu và thoảng mùi nguyên liệu thô

6 Mùi rượu và mùi nguyên liệu thô, thoảng mùi acid

7 Mùi rượu hoà cùng mùi thơm của nguyên liệu

8 Mùi thơm vừa hoà cùng mùi rượu

9 Mùi thơm đặc trưng của nguyên liệu hoà cùng mùi rượu

Bảng 2.3. Đánh giá vị của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Các chỉ tiêu


Vị

0 Vị chua rất gắt, đắng gắt, vị lạ của sản phẩm hỏng

1 Vị chua gắt, đắng mạnh, không ngọt, chát và có vị lạ

2 Vị chua nổi trội, vị đắng nhẹ

3 Vị bánh mỳ nồng, có vị chua nhẹ

4 Vị bánh mỳ và trái cây nồng

5 Vị bánh mỳ nồng cùng vị rượu

6 Vị bánh mỳ nồng, vị trái cây yếu cùng vị rượu

7 Vị bánh mỳ hơi nồng, vị trái cây nhẹ hài hoà với vị rượu

8 Vị bánh mỳ nhẹ, vị trái cây nhẹ hài hoà với vị rượu

9 Vị đặc trưng của trái cây, bánh mỳ hài hoà với vị rượu

27

Bảng 2.4. Đánh giá độ trong của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Các chỉ tiêu


Độ trong

0 Đục, nhiều cặn lơ lửng, màu cánh gián đậm

1 Đục, cặn lơ lửng, màu cánh gián đậm

2 Đục, cặn lơ lửng, màu cánh gián

3 Hơi đục, ít cặn lơ lửng, màu cánh gián nhạt

4 Đục, ít cặn lơ lửng, màu vàng đậm

5 Đục, rất ít cặn lơ lửng, màu vàng

6 Đục, không có cặn lơ lửng, màu vàng ngà

7 Đục nhẹ, không cặn lơ lửng, màu vàng

8 Hơi đục, màu vàng nhẹ

9 Không đục

Bảng 2.4. Đánh giá màu sắc của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Các chỉ tiêu


Màu sắc

9 Màu cánh gián đậm

8 Màu cánh gián đậm

7 Màu cánh gián

6 Màu cánh gián nhạt

5 Màu vàng đậm

4 Màu vàng

3 Màu vàng ngà

2 Màu vàng

1 Màu vàng nhẹ

0 Màu vàng đặc trưng

2.4.4. Phương pháp thống kê ứng dụng và xử lý số liệu

Số liệu thu nhập được xử lý và vẽ đồ thị bằng phần mềm Excel với mức ý nghĩa p<0,05.

28

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ

Để xác định chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ, bánh mỳ đen cắt lát dày 2 cm được mang đi nướng trong lò ở nhiệt độ 170 oC trong vòng 10 phút đến khi lát bánh mỳ chuyển sang màu nâu sẫm, có hương thơm đặc trưng. Để chuẩn bị 1 lít dịch chiết, cần 200 g bánh mỳ được ngâm trong 2 lít nước nóng (78 ± 2 °C). Hỗn hợp được để ngâm trong 3 giờ, sau đó huyền phù nước bánh mỳ được lọc và được bổ sung thêm 50 ml nước cốt chanh dây. Phần chất lỏng (dịch chiết bánh mỳ chanh dây) được làm mát và sử dụng để tiến hành phân tích các chỉ tiêu hoá lý [4].

3.1.1. Nồng độ chất khô tan (°Bx)

Dịch chiết từ bánh mỳ chanh dây thu được mang đi xác định nồng độ chất khô tan bằng khúc xạ kế đo độ Brix cho kết quả như bảng 3.1.

Bảng 3.1. Nồng độ chất khô tan (oBx) của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Nồng độ chất khô tan (°Bx) 8,233 ± 0,052 8,167 ± 0,049 8,211 ± 0,051

Từ bảng 3.1 nhận thấy ở 3 mẫu trên sự chênh lệch nồng độ chất khô tan của dịch chiết bánh mỳ chanh dây trong quá trình khảo sát không đáng kể, nồng độ chênh lệch từ 0,022-0,066 oBx. Như vậy, quá trình chuẩn bị xử lý nguyên liệu thô cho kết quả nồng độ chất khô tan tương đối đồng nhất.

3.1.2. pH

pH của dịch chiết được đo bằng máy đó pH Meter. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.2.

Bảng 3.2. pH của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

pH 4,293 ± 0,021 4,190 ± 0,030 4,217 ± 0,005

Từ bảng 3.2 cho thấy 3, pH của các mẫu dịch chiết trên không có sự khác biệt. Chênh lệch giữa số pH lớn nhất và pH thấp nhất là 0,007. Như vậy, dịch chiết bánh mỳ chanh dây được sử dụng cho những thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lên men có pH chênh lệch trong giới hạn cho phép.

29

3.1.3. Acid tổng

Lượng acid tổng trong dịch chiết bánh mỳ chanh dây được xác định bằng phương pháp chuẩn độ bằng dung dịch NaOH, iod, với chỉ thị màu là phenolphtalein 1% và tinh bột 1% (bảng 3.3).

Bảng 3.3. Hàm lượng acid tổng của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Acid tổng

mg/l 1,392 ± 0,042 1,380 ± 0,051 1,370 ± 0,048

Kết quả khảo sát 3 mẫu dịch chiết bánh mỳ chanh dây cho thấy, hàm lượng acid tổng cao nhất là 1,392 mg/l và thấp nhất là 1,370 mg/l, chênh lệch giữa các mẫu khoảng không đáng kể. Như vậy, dịch chiết bánh mỳ chanh dây chuẩn bị cho quá trình nghiên có hàm lượng acid tổng tương đối gần nhau.

3.1.4. Độ nhớt

Độ nhớt của dịch chiết được đo bằng nhớt kế. Sự khác nhau về độ nhớt giữa các mẫu dịch chiết bánh mỳ chanh dây được thể hiện ở bảng 3.4.

Bảng 3.4. Độ nhớt của dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

Độ nhớt, cSt 1,320 ± 0,041 1,280± 0,023 1,275 ± 0,041

Kết quả khảo sát cho thấy, độ nhớt của dịch chiết bánh mỳ chanh dây trong 3 mẫu đo không có sự khác biệt rõ rệt. Với độ nhớt dao động khoảng từ 1,275-1,320 cSt thì dịch chiết bánh mỳ chanh dây không cần thiết phải xử lý bằng enzyme pectinase trước khi tiến hành quá trình lên men.

3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan (oBx) đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây

Để đánh giá được ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan (oBx) đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây thành phẩm trong quá trình khảo sát tiến hành điều chỉnh hàm lượng chất khô tan ban đầu để đảm bảo nồng độ đạt lần lượt là 14, 18, 22, 26 oBx trong dịch chiết. pH của dịch chiết được điều chỉnh đến 4.0 bằng acid citric tạo điều kiện tối ưu cho sự sinh trưởng của nấm men. Sự chọn lựa nồng độ, pH này được tham khảo từ

30

tác giả Lương Đức Phẩm [3]. Bổ sung 2,0 g/l nấm men khô chủng Saccharomyces serevisiae, tương đương mật độ tế bào là 2.106 tế bào/ml. Sau đó tiến hành xác định lượng ethanol và aldehyde tạo thành sau 24 giờ lên men. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.5.

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến độ cồn trong quá trình lên men (bảng 3.5) cho thấy, kết thúc quá trình lên men độ cồn tăng dần theo chiều tăng của nồng độ chất khô từ 14, 18 oBx. Ngược lại khi nồng độ Brix tăng lên 22, 26 oBx thì hàm lượng cồn sinh ra lại giảm dần. Theo Lương Đức Phẩm [3], nguyên nhân là do ở hàm lượng đường cao hơn 20 % sẽ làm ức chế sự sinh trưởng của nấm men, do đó quá trình lên men chuyển hoá đường thành rượu xảy ra chậm chạp. Các chất hòa tan và đường trong dịch lên men sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu giữa môi trường và tế bào nấm men. Sự chênh lệch này làm cho nấm men dễ dàng hấp thu các chất dinh dưỡng từ môi trường và thải ra các chất khác. Sự chênh lệch áp suất thẩm thấu này phải nằm trong trạng thái cân bằng thì mới duy trì quá trình lên men một cách thuận lợi. Nếu nồng độ Brix cao, tức là áp suất thẩm thấu lớn sẽ gây ức chế quá trình lên men và như vậy sẽ làm chậm quá trình lên men. Nếu nồng độ Brix thấp thì sẽ thiếu chất dinh dưỡng cho nấm men sinh trưởng và lên men vì thế quá trình lên men sẽ yếu và sản phẩm không đạt yêu cầu.

Lượng ester tạo thành, chủ yếu là etyl acetate ảnh hưởng đến hương vị của nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây. Với mẫu lên men ở nồng độ chất khô 22 oBx, 26 oBx hàm lượng ester tạo thành lần lượt là 0,903 và 0,512 mg/l, riêng mẫu ở nồng độ 18 oBx có sự khác biệt rõ rệt, nồng độ ester taọ thành là 1,409 mg/l (bảng 3.5). Nguyên nhân được giải thích do sự hoạt động của nấm men ở nồng độ đường thích hợp, nên tạo ra sự hài hoà giữa hàm lượng ethanol và các hợp chất sinh hương như ester.

Như vậy, sau 24 giờ lên men tổng hợp so sánh giữa các mẫu thì mẫu lên men có nồng độ chất khô tan là 18 oBx cho độ cồn (1-1,5 %) đạt yêu cầu và lượng chất sinh hương vị cao được chọn lựa làm tham số cho quá trình khảo sát nước uống bánh mỳ lên men tiếp theo.

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Nồng độ chất khô tan (oBx) Độ cồn % (V/V) Ester (mg/l)

14 0,830 ± 0,053 1,167 ± 0,077

18 1,150 ± 0,020 1,409 ± 0,007

22 0,450 ± 0,056 0,903 ± 0,023

26 0,250 ± 0,080 0,512 ± 0,001

31

3.3. Ảnh hưởng của mật độ nấm men đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây

Để đánh giá được sự ảnh hưởng của mật độ nấm men đến chất lượng sản phẩm nước bánh mỳ chanh dây lên men, đã tiến hành thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của yếu tố đến độ cồn và hàm lượng ester trong các thời điểm khác nhau của quá trình lên men.

Dịch chiết bánh mỳ chanh dây dùng để tiến hành khảo sát được điều chỉnh nồng độ chất khô 18 oBx và pH = 4,0. Cấy nấm men Saccharomyces cerevisiae với hàm lượng 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 g nấm men khô/1 lít dịch chiết, tương đương mật độ lần lượt ứng với 1.106 tế bào/ml; 2.106 tế bào/ml; 3.106 tế bào/ml, 4.106 tế bào/ml) để khảo sát các yếu tố bị ảnh hưởng sau 24 giờ lên men và thu được kết quả ở bảng 3.6.

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của mật độ nấm đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

Mật độ nấm men (x106 tế bào/ml) Độ cồn % (V/V) Ester (mg/l)

1 0,454± 0,049 0,097 ± 0,051

2 1,076± 0,037 1,401 ± 0,053

3 2,135± 0,026 2,906 ± 0,046

4 3,027± 0,053 4,522 ± 0,001

Từ bảng 3.6 cho thấy độ cồn sau quá trình lên men ở các mẫu có sự khác biệt khá rõ ràng. Mẫu bổ sung 1,0 g/l nấm men (ứng với mật độ 106 tế bào/ml) cho độ cồn là 0,454 %V nhưng hàm lượng ester thấp 0,097 mg/l nên nước giải khát thành phẩm có mùi vị chưa đạt yêu cầu. Với khối lượng nấm men là 3,0 và 4,0 g/l (tương đương mật độ 3.106 tế bào/ml và 4.106 tế bào/ml) hàm lượng cồn sinh ra sau 24 h lên men lần lượt là 2,135 %V và 3,027 %V. Độ cồn cao hơn 1,5 % V không đáp ứng yêu cầu của nước uống giải khát không cồn mặc dù hàm lượng ester sinh ra cao (lần lượt là 2,906 mg/l và 4,522 mg/l), nhưng nằm trong giới hạn cho phép giúp nước uống có hương thơm đặc trưng của loại nước lên men từ bánh mỳ và trái cây. Đối với mẫu bổ sung lượng nấm men 2 g/l (ứng với mật độ 2.106 tế bào/ml) cho hàm lượng cồn của nước uống thành phẩm 1,076 %V, và lượng ester 1,401 mg/l. Như vậy, để sản phẩm nước uống lên men phù hợp với phân loại là loại nước uống không cồn (yêu cầu độ cồn nhỏ hơn 1,5 %) và có mùi vị hài hoà thì lượng nấm men được chọn lựa bổ sung vào dịch chiết bánh mỳ chanh dây để tiến hành lên men là 2,0 g/l.

Do đó, với dịch lên men có pH= 4,0 và nồng độ chất khô là 18 oBx và lượng nấm men Saccharomyces cerevisiae bổ sung với mật độ tế bào là 2.106 tế bào/ml sẽ tạo ra độ

32

cồn trong giới hạn cho phép và hàm lượng ester đủ để tạo ra hương vị đặc trưng cho sản phẩm. Vì vậy, điều kiện trên sẽ được chọn lựa để xây dựng quy trình lên men đề xuất.

3.4 Sự ảnh hưởng của pH đến đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây

Sau khi cố định hàm lượng đường ban đầu ở 18 oBx, mật độ nấm men 2.106 tế bào/ml dịch lên men, thời gian lên men 24 giờ. Quá trình được tiến hành với pH của dịch chiết bánh mỳ chanh dây lần lượt là: 3,8; 4,0; 4,2; 4,4. Kết quả thể hiện ở bảng 3.7.

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến chất lượng nước bánh mỳ chanh dây lên men.

pH Độ cồn % (V/V) Ester (mg/l)

3,8 0,951 ± 0,50 0,077 ± 0,037

4,0 1,235 ± 0,28 1,501 ± 0,043

4,2 1,531 ± 0,28 1,906 ± 0,026

4,4 1,632 ± 0,20 2,032 ± 0,001

Sau 24 giờ lên men, theo chiều tăng của pH dịch chiết bánh mỳ và chanh dây thì độ cồn tạo thành tăng dần từ 0,951 đến 1,632. Tương tự như độ cồn, hàm lượng ester tạo hương sinh ra cũng tăng từ 0,077 đến 2,032. Hai chỉ tiêu trên đều nằm trong giới hạn cho phép của nước uống lên men không cồn. Theo Nguyễn Đức Lượng [3] pH tối thích của nấm men nằm trong khoảng 4,0-4,5. Tuy nhiên ở pH>4 ngoài nấm men thì nhiều loại vi khuẩn bất lợi khác cho chất lượng nước uống lên men có khả năng sinh trưởng và phát triển. Chính vì vậy, để kiểm soát tốt quá trình lên men cần điều chỉnh pH dịch chiết về 4,0 để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng cho nước giải khát thành phẩm.

3.5. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng nước uống bánh mỳ chanh dây

Việc xác định thời điểm kết thúc quá trình lên men chính trước khi đưa nước uống đem đi lọc trong và đưa vào tàng trữ để ổn định hương vị là rất quan trọng. Việc đó ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng nước uống lên men. Bởi vì thời gian lên men chưa đủ thì sản phẩm nước uống tạo thành chưa đạt được tính chất đặc trưng về mùi, vị, độ rượu. Còn thời gian lên men dài thì làm độ rượu cao làm sản phẩm mang vị nồng hắc đặc trưng của ethanol cũng như sẽ làm ảnh hưởng đến sức khoẻ của người tiêu dùng khi tiêu thụ số lượng lớn loại nước uống này.

Để đánh giá được sự ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản phẩm,

33

đã tiến hành thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng sự thay đổi so với thời điểm ban đầu của các yếu tố như độ Brix, pH, độ cồn, hàm lượng ester cũng như các tính chất cảm quan của nước uống ở các thời điểm khác nhau (24, 48, 72, 96 giờ) của quá trình lên men.

3.5.1. Sự thay đổi nồng độ chất khô tan trong thời gian lên men

Từ bảng 3.8 cho thấy, từ nồng độ chất khô tan ở thời điểm ban đầu được điều chỉnh đến 18 oBx. Sau 24 giờ lên men, nồng độ giảm mạnh xuống còn 12,067. Sau 48 giờ lên men, nồng độ giảm đáng kể xuống còn 6,967 oBx. Sau đó, ở các thời điểm 72, 96 giờ, nồng độ Brix của dịch lên men giảm, nhưng không đáng kể. Cụ thể tương đương với từng mốc thời gian trên, nồng độ Brix là 6,733 oBx và 6,433 oBx. Sự chậm đi của quá trình trao đổi chất và chuyển hoá năng lượng của nấm men là do sự thay đổi nhiệt độ của dịch lên men từ 27 oC xuống còn 0-5 oC. Sự giảm nhiệt độ làm giảm sự sinh trưởng, phát triển của nấm men do vùng nhiệt độ được hạ xuống nằm ngoài vùng nhiệt tối thích của hai chủng vi sinh vật nêu trên.

Bảng 3.8. Sự thay đổi nồng độ chất khô tan (oBx) trong thời gian lên men.

Thời gian (giờ) Độ Brix (oBx)

0 18,000 ± 0,005

24 12,067 ± 0,015

48 6,967 ± 0,058

72 6,733 ± 0,058

96 6,433 ± 0,153

3.5.2. Sự thay đổi nồng cồn trong thời gian lên men

Song song với sự khảo sát nồng độ Brix ở các thời điểm 24, 48, 72, 96 giờ, độ cồn của dịch lên men cũng được đo tại các mốc thời điểm này. Kết quản sự thay đổi độ cồn của nước uống lên men từ bánh mỳ đen có bổ sung nước ép chanh dây được thể hiện trong bảng 3.9.

Từ bảng 3.9 cho thấy sau 24 giờ lên men nồng độ cồn đạt 1,05 % V. Đến 48 giờ cồn đạt 1,203 % V, 72 giờ đạt 1,358 % V và 96 giờ đạt 1,379 % V. Kết quả như trên là do sự hạ nhiệt độ làm giảm hoạt động của nấm men. Mục đích của quá trình lên men là tạo ra loại nước uống lên men với hàm lượng cồn thấp (< 1,5 %) nên sau khi tiến hành thí nghiệm cho thấy, cần hạ nhiệt độ sau khi kết thúc 24 giờ lên men để kìm hãm sự hoạt động của nấm men, đồng thời ổn định hương vị của sản phẩm.

34

Bảng 3.9. Sự thay đổi độ cồn trong thời gian lên men.

Thời gian (giờ) Độ cồn (%V)

0 0

24 1,050 ± 0,150

48 1,203 ± 0,058

72 1,358 ± 0,100

96 1,379 ± 0,058

3.5.3. Sự thay đổi pH trong thời gian lên men

pH của dịch lên men từ bánh mỳ có bổ sung nước ép chanh dây thay đổi không đáng kể trong suốt quá trình lên men, từ 4,000 xuống còn 3,800 sau 24 giờ lên men chính. Trong các thời điểm còn lại pH dao động xung quanh khoảng 3,773-3,793 (bảng 3.10).

Bảng 3.10. Sự thay đổi pH của dịch bánh mỳ chanh dây trong thời gian lên men.

Thời gian (giờ) pH

0 4,000± 0,005

24 3,800 ± 0,050

48 3,793 ± 0,048

72 3,758 ± 0,050

96 3,773 ± 0,051

3.5.4. Sự thay đổi độ nhớt của nước uống lên men từ lúa mỳ đen hương chanh dây trong quá trình lên men

Độ nhớt của dịch lên men từ bánh mỳ có bổ sung nước ép chanh dây thay đổi theo chiều hướng tăng dần dần trong suốt quá trình lên men, từ 1,280 lên còn 1,832 cSt (bảng 3.11). Sự thay đổi độ nhớt của dịch lên men từ bánh mỳ và chanh dây tăng nhẹ dần là do sự tăng sinh khối của nấm men, đồng thời do sự hình thành của sản phẩm của quá trình lên men cũng như sản phẩm của sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật nêu trên.

35

Bảng 3.11. Sự thay đổi độ nhớt của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên men.

Thời gian (giờ) Độ nhớt (cSt)

0 1,280± 0,000

24 1,427 ± 0,053

48 1,693 ± 0,038

72 1,758 ± 0,050

96 1,832 ± 0,021

3.5.5. Sự thay đổi chất lượng cảm quan trong thời gian lên men

Ở mỗi thời điểm 24, 48, 72, 96 giờ của quá trình lên men nước uống từ bánh mỳ bổ sung dịch ép chanh dây, song song với việc xác định các chỉ tiêu hoá lý thì các chỉ tiêu cảm quan cũng được xác định. Kết quả được thể hiện ở hình 3.1.

Khi dừng lên men ở 24 giờ, đồ cồn của nước uống lên men nằm trong giới hạn yêu cầu đối với loại đồ uống này. Tuy nhiên ở thời điểm này hương vị của nước uống chưa ổn định nên điểm cảm quan thấp. Độ trong của nước uống ở thời điểm này là thấp nhất so với mẫu còn lại. Cường độ màu của nước uống mạnh. Sở dĩ có kết quả như vậy là do ở thời điểm 24 giờ là do nấm men vẫn sinh trưởng, lượng protein cao tạo ra độ vẩn đục. Đến thời điểm sau sau khi đã tàng trữ ở nhiệt độ 0-5 oC sau 24 giờ nữa, nghĩa là ở thời điểm 48 giờ, hương vị tăng dần lên so sự tích luỹ hợp chất hữu cơ sinh hương trong thời gian tàng trữ, nấm men ngừng sinh trưởng trở về trạng thái “ngủ” và lắng xuống làm giảm độ vẩn đục của nước uống lên men. Xu hướng của các đặc tính cảm quan như màu sắc, mùi, vị, độ trong có xu hướng tương tự ở 72 giờ và 96 giờ lên men. Điều đó có nghĩa thời gian tàng trữ dài hơn thì độ trong tăng lên, cường độ hương vị của sản phẩm lên men mạnh hơn, màu sắc sáng hơn ở thời điểm 24 giờ.

Như vậy, sau 24 giờ lên men, bán thành phẩm được đưa đi lọc và đem đi tàng trữ ở nhiệt độ mát thêm 24-48 giờ để tạo thêm hương vị cho nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

36

Hình 3.1. Điểm cảm quan của dịch bánh mỳ đen+chanh dây trong thời gian lên

men.

3.6. Quy trình sản xuất nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây đề xuất

Sau khi xác định các chỉ số hóa lý của nguyên liệu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men của nấm men S. cerevisiae, quy trình sản xuất nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây được thể hiện ở hình 3.3.

Bánh mỳ đen cắt lát dày 2 cm được mang đi nướng trong lò ở nhiệt độ 170 oC trong vòng 10 phút đến khi lát bánh mỳ chuyển sang màu nâu sẫm, có hương thơm đặc trưng. Để chuẩn bị 1 lít dịch chiết, cần 200 g bánh mỳ được ngâm trong 2 lít nước nóng (78 ± 2 ° C). Hỗn hợp được để ngâm trong 3 giờ, sau đó được bổ sung thêm 50 ml nước cốt chanh dây. Hỗn hợp được làm mát và điều chỉnh độ pH về 4.0 bằng acid citric và độ Brix đến 18 oBx bằng đường sacharose để đưa vào quá trình lên men. Nấm men được bổ sung với hàm lượng 2.106 tế bào/ml (2 g nấm men khô/l dịch chiết). Dịch lên men để 24 giờ ở nhiệt độ phòng để tạo điều kiện cho nấm men phát triển tốt. Sau đó nước uống được mang đi lọc bã, lắng cặn tách men rồi chiết chai để đưa vào tàng trữ ở nhiệt độ 0-5 oC trong 24-48 giờ nhằm tăng thêm hương vị và thời gian bảo quản cho sản phẩm (hình 3.2).

0123456789Màu sắc

Mùi

Vị

Độ trong

24 48 72 96

37

Hình 3.2. Nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

38

Hình 3.3. Sơ đồ quy trình lên men nước uống từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây.

3.7. Chỉ tiêu vi sinh của nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây

Sản phẩm được đưa đi kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh theo TCVN 7045:2002. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.12.

Bánh mỳ đen

Ngâm trong nước nóng (200 g/2 l)

Phối trộn, Điều chỉnh (pH= 4.0; 18 oBx)

Lên men (24 giờ)

Lọc

Chiết rót

Nấm men (2.106 tế bào/ml)

Sản phẩm

Cặn, bã

Saccharose

Nướng (170 oC, 10 phút)

Acid citric

Tàng trữ (0-5 oC, 24-48 giờ)

Dịch chanh dây (50 ml/l)

39

Bảng 3.12. Các chỉ tiêu vi sinh vật của nước uống lên men từ nước bánh mỳ chanh dây

Chỉ tiêu Khuẩn lạc/ml

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 102

E. coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

Cl. perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 10

Kết quả ở bảng 3.12 được so sánh với yêu cầu trong TCVN 7045:2002 thì sản phẩm nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ có bổ sung dịch ép chanh dây đạt yêu cầu về chỉ tiêu vi sinh vật có trong đồ uống và an toàn cho người sử dụng.

40

KẾT LUẬN

“Nghiên cứu quy trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ trái cây” cho kết quả như sau:

Khảo sát chỉ tiêu hoá lý của dịch chiết bánh mỳ chanh dây trước khi đưa vào lên men cho thấy: pH dịch chiết đạt giá trị trung bình 4,2; nồng độ chất khô tan 8,2 oBx, hàm lượng acid tổng trung bình 1,380 mg/l, độ nhớt 1,280 cSt.

Tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố đến sự tạo thành ethanol và ester của nước uống lên men sau 24 giờ lên men thì cần điều chỉnh nồng độ chất khô tan đến 18 oBx, pH dịch chiết đạt pH= 4,0, mật độ nấm men Saccharomyces cerevisiae 2.106 tế bào/ml thì nước uống thành phẩm đạt yêu cầu về hàm lượng ethanol 1,02 % V, hàm lượng ester sinh ra dao động 1,5 mg/l. Trong suốt thời gian lên men, pH dịch chiết giảm từ 4,000 xuống 3,773. Độ nhớt của của dịch lên men tăng từ 1,280 lên 1,832.

Thời điểm có thể sử dụng sản phẩm là sau 24 giờ lên men chính, nước uống bán thành phầm được đem lọc trong và đưa vào tàng trữ ở nhiệt độ 0-5 oC thêm 24-48 giờ nữa để đạt độ hài hoà về hương vị cho người dùng.

Chất lượng cảm quan cho thấy sản phẩm nước uống lên men có mùi thơm đặc trưng của nguyên liệu, màu vàng ngà, độ trong vừa phải.

Tiến hành kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nước uống lên men từ dịch chiết bánh mỳ chanh dây không phát hiện Cl. perfringens và E. coli.

41

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng Việt

[1]. Lê Thanh Mai (2005). Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, NXB Khoa học kỹ thuật.

[2]. Lương Đức Phẩm (2009). Nấm men công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật.

[3]. Lương Đức Phẩm (2010). Công nghệ lên men, NXB Giáo dục.

Tài liệu tiếng Anh

[4]. Ivo Lidums, Daina Karklina, Asnate Kirse (2014). Quality changes of naturally fermented kvass during prodution stages, Footbalt.

Tài liệu tiếng Nga

[5]. Елисеев М.Н. (2006). Квасы брожения – напитки, содержащие биологически активные вещества, Пиво и напитки.

[6]. Елисеев М.Н. (2008). Состав квасов брожения и квасного напитка, Пиво и напитки.

[7]. Коротких Е.А., Востриков, С.В., Новикова, И.В (2011). Хлебный квас на основе порошкообразного солодового экстракта, Пиво и напитки.

[8]. Зарубин Д.А. (2010). Разработка технологии сухих смесей для кваса с использованием растительного сырья и их товароведная оценка, автореф.дис. канд. техн. наук.

Tài liệu internet

[9]. http://wikiredia.ru/wiki/Secale_cereale

[10]. https://vi.wikipedia.org/wiki/Passiflora_edulis

[11]. [https://vi.wikipedia.org/wiki/Kvas]

42

PHỤ LỤC

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN NƯỚC UỐNG LÊN MEN

TỪ DỊCH CHIẾT BÁNH MỲ CHANH DÂY

Danh sách thành viên hội đồng

Số thứ tự Họ và tên Vai trò

1 Tạ Thị Thanh Thuý Chủ tịch

2 Đặng Thu Thuỷ Thư ký

3 Đặng Quang Trung Uỷ viên

4 Vũ Thị Giang Uỷ viên

5 Vũ Thu Hằng Uỷ viên

43

PHIẾU KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN Ở 24 GIỜ

Phép mô tả định lượng

Sản phẩm: Nước uống lên men từ bánh mỳ chanh dây Ngày thử:

Các chỉ tiêu

Điểm từng thành viên Trung bình T1 T2 T3 T4 T5

Màu sắc 8,00±0,04 8,50±0,04 8,50±0,03 9,00±0,01 8,50±0,04 8,50±0,03 Mùi 4,50±0,03 4,50±0,05 4,00±0,05 4,50±0,03 5,00±0,02 4,50±0,04 Vị 4,00±0,05 4,50±0,02 4,00±0,04 4,50±0,05 4,50±0,04 4,30±0,04

Độ trong 3,50±0,04 3,50±0,00 4,040±0,05 4,00±0,02 4,00±0,01 3,90±0,02

Thư ký hội đồng cảm quan Chủ tịch hội đồng cảm quan

Đặng Thu Thuỷ Tạ Thị Thanh Thuý

44




Các chỉ tiêu


Màu sắc 8,00±0,05 8,00±0,04 8,50±0,00 8,50±0,04 8,50±0,03 8,30±0,03 Mùi 5,00±0,02 5,00±0,00 4,50±0,04 5,00±0,01 6,00±0,05 5,10±0,02 Vị 7,00±0,03 7,50±0,01 8,00±0,05 7,50±0,03 7,50±0,00 7,50±0,24

Độ trong 7,00±0,01 6,50±0,04 6,50±0,04 6,00±0,05 6,00±0,03 6,40±0,34



45




Các chỉ tiêu


Màu sắc 7,50±0,03 7,50±0,04 7,50±0,01 7,50±0,00 8,00±0,02 7,60±0,02 Mùi 6,00±0,05 6,50±0,01 6,50±0,04 6,00±0,05 7,00±0,03 6,40±0,36 Vị 7,50±0,04 7,50±0,01 8,00±0,00 8,00±0,04 8,60±0,02 7,92±0,22

Độ trong 7,00±0,01 7,00±0,02 6,50±0,05 7,00±0,03 7,00±0,05 6,90±0,32



46




Các chỉ tiêu


Màu sắc 6,50±0,04 6,50±0,03 6,50±0,01 6,50±0,04 7,00±0,02 6,60±0,28 Mùi 7,00±0,03 7,50±0,05 7,50±0,04 7,00±0,05 8,00±0,01 7,40±0,36 Vị 7,50±0,02 7,50±0,04 8,00±0,03 8,50±0,01 8,50±0,02 8,00±0,24

Độ trong 7,00±0,05 7,00±0,02 7,50±0,01 7,00±0,00 7,00±0,00 7,10±0,16



nghiÊn cỨu quÁ trÌnh lÊn men nƯỚc uỐng giẢi khÁt tỪ …thuvienso.bvu.edu.vn ›...

Documents