TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khoa Công Nghệ Sinh Học BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CBHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy SVTH: Chếnh Trân Trân MSSV: 0953012774. Niên khóa: 2009 – 2013. Tp.Hồ Chí Minh, tháng … năm 2013 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN NƢỚC UỐNG LÊN MEN TỪ TRÁI Ô MÔI VÀ CỦ ĐẬU LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, mặc dù gặp rất nhiều khó khăn nhưng em đã học hỏi được nhiều kiến thức, kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn bổ ích, thiết thực từ quý thầy cô và bạn bè. Với tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn đến: Cô Nguyễn Thị Lệ Thủy, người đã tận tình truyền đạt cho em kiến thức chuyên môn, hướng dẫn kỹ thuật, cũng như những kinh nghiệm quý. Cô đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Quý thầy cô ở phòng Công nghệ thực phẩm, phòng Sinh hóa trường Đại học Mở Tp.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình nghiên cứu đến lúc hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Đồng thời cám ơn các bạn cùng thực tập chung với em đã giúp đỡ em trong thời gian này. Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người thân trong gia đình đã luôn động viên, khuyến khích, giúp đỡ con trong suốt quá trình học tập. Em xin chân thành cám ơn và chúc mọi người luôn luôn vui vẻ hạnh phúc và thành công trong cuộc sống. MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG. a DANH MỤC CÁC HÌNH. b DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT c ĐẶT VẤN ĐỀ 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN. 3 1.1. Tổng quan về nước uống lên men. 3 1.1.1. Định nghĩa và phân loại. 3 1.1.2. Lợi ích của nước uống lên men. 4 1.1.3. Các thành phần trong nước uống lên men 4 1.1.4. Yêu cầu với nguyên liệu trong chế biến nước giải khát lên men. 6 1.2. Tổng quan về quá trình lên men rượu. 7 1.2.1. Tác nhân lên men. 7 1.2.2. Bản chất của quá trình lên men 9 1.2.3. Cơ chế của quá trình lên men. 10 1.2.4. Động học của quá trình lên men. 12 1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men. 13 1.2.6. Các sản phẩm phụ tạo thành trong quá trình lên men. 17 1.2.7. Các vi khuẩn có hại trong quá trình lên men. 19 1.3. Giới thiệu về nguyên liệu. 21 1.3.1. Đại cương về ô môi. 21 1.3.2. Củ đậu (Pachyrhizus erosus). 25 PHẦN 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. 31 2.1. Đối tượng nghiên cứu. 31 2.1.1. Nguyên liệu chính 31 2.1.2. Nguyên liệu phụ. 31 2.1.3. Hóa chất thiết bị và dụng cụ sử dụng để nghiên cứu. 32 2.2. Địa điểm, thời gian thực hiện. 32 2.3. Nội dung nghiên cứu. 33 2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu. 34 2.3.2. Quy trình công nghệ sản xuất nước uống lên men từ củ đậu và trái ô môi dự kiến. 33 2.3.3. Nội dung nghiên cứu 35 2.3.3.1. Khảo sát thành phần nguyên liệu chính. 35 1.3.3.2. Khảo sát quá trình chần đến hiệu suất thu hồi dịch củ đậu. 36 2.3.3.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của quá trình xử lý enzyme diastase đến chất lượng dịch củ đậu. 37 2.3.3.4. Khảo sát sự các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ô môi 39 2.3.3.5 Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình lên men. 41 2.3.3.6. Khảo sát quá trình thanh trùng. 42 2.3.3.7 Đánh giá cảm quan toàn diện chất lượng sản phẩm. 43 PHẦN 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 44 3.1. Khảo sát thành phần nguyên liệu chính. 44 3.2. Kết quả quá trình chần đến hiệu suất thu hồi dịch củ đậu. 44 3.3. Kết quả quá trình xử lý enzyme diastase đến chất lượng dịch củ đậu. 47 3.3.1. Khảo sát hàm lượng enzyme diastase đến chất lượng dịch củ đậu. . 47 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý diastase đến chất lượng dịch củ đậu. 49 3.4. Kết quả Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ô môi. 51 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi đến hiệu suất thu hồi chất khô trong trái ô môi 51 3.4.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến quá trình trích ly ô môi. 53 3.5. Kết quả Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu đến quá trình lên men. 55 3.6. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men đến quá trình lên men. 57 3.7 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá trình lên men. 60 3.8 Kết quả khảo sát quá trình thanh trùng. 63 3.9. Đánh giá cảm quan toàn diện chất lượng sản phẩm. 67 PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 70 4.1. Kết luận. 70 4.2. Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 73 PHỤ LỤC I Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Trang a DANH MỤC CÁC BẢNG. Bảng 1.1: Các đặc điểm của nấm men 8 Bảng 1.2: Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g cơm ô môi 25 Bảng 1.3 Giá trị dinh dưỡng trong 100 g củ đậu. 28 Bảng 1.4: Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g quả củ đậu 29 Bảng 1.5: Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g hạt củ đậu tươi 30 Bảng 2.1 Khảo sát nguyên liệu ban đầu 36 Bảng 2.2 Bảng cho điểm cảm quan về chỉ tiêu độ trong của dịch củ đậu. 38 Bảng 2.3 Bảng cho điểm về chỉ tiêu màu và mùi của dịch ô môi sau khi trích ly. 40 Bảng 3.1 Khảo sát thành phần ô môi và củ đậu trong 100 g nguyên liệu 44 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của quá trình chần đến hiệu suất thu hồi dịch củ đậu 45 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến chất lượng dịch củ đậu 47 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến chất lượng dịch củ đậu. 49 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của tỉ lệ ô môi : nước đến đến quá trình trích ly ô môi. 51 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến quá trình trích ly ô môi. 53 Bảng 3.7: Điểm cảm quan về màu của dịch lên men ở các tỉ lệ nguyên liệu khác nhau. 57 Bảng 3.8: Điểm cảm quan về mùi và vị của dịch lên men ở tỷ lệ nấm men khác nhau. 60 Bảng 3.9: Điểm cảm quan về mùi và vị của dịch lên men khi bổ sung hàm lượng đường khác nhau. 63 Bảng 3.10 : Chất lượng cảm quan của sản phẩm sau thanh trùng. 64 Bảng 3.11: Chất lượng sản phẩm qua các mốc thời gian bảo ôn. 65 Bảng 3.12: Một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm trong 1 tháng bảo ôn. 66 Bảng3.13: Một số chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 67 Bảng 3.14: Một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 68 Bảng 3.15: Kết quả các chỉ tiêu cảm quan sản phẩm hoàn thiện theo TCVN 3215-79. 69 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Trang b DANH MỤC CÁC HÌNH. Hình 1.1: Lá, hoa, trái, hạt của ô môi . 22 Hình 1.2 Sự phân bố ô môi trên thế giới 23 Hình 1.3: Hình thái của cây củ đậu 26 Hình 2.1: Sơ đồ tiến hành chế biến nước uống lên men từ củ đậu và trái ô môi 35 Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi dịch củ đậu. 46 Hình 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme diastase đến hiệu suất thu hồi chất khô và hàm lượng đường khử trong củ đậu 48 Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý diastase đến hiệu suất thu hồi chất khô và hàm lượng đường khử trong dịch củ đậu. 50 Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ ô môi : nước đến quá trình trích ly ô môi 52 Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô ô môi. 54 Hình 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu đến độ cồn sinh ra trong 7 ngày lên men. . 55 Hình 3.7: Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu đến sự thay đổi hàm lượng đường lên men. 56 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nấm men đến độ cồn trong 5 ngày lên men 58 Hình 3.9: Ảnh hưởng của nấm men đến lượng đường trong dịch qua thời gian lên men 59 Hình 3.10: Ảnh hưởng của hàm lượng đường dịch ban đầu đến độ cồn trong quá trình lên men. 61 Hình 3.11: Ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến thay đổi của hàm lượng đường trong 5 ngày lên men. 62 Hình 3.12: Chỉ tiêu E.coli, Coliform của sản phẩm 67 Hình 3.13: Nước uống lên men từ củ đậu và ô môi 68 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Trang c DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐCQ: Điểm cảm quan. g: Gam. H ck : hiệu suất thu hồi chất khô Kcal: kilo calo. o C: độ censius. ph: phút. T: Nhiệt độ. t: Thời gian . w:v: khối lượng / thể tích. Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy Trang 1 ĐẶT VẤN ĐỀ “Người ta có thể nhịn ăn hàng tuần nhưng không thể sống nổi nếu nhịn uống vài ngày”, do đó nước rất quan trọng đối với cơ thể. Cơ thể chúng ta có đến 60 - 80% là nước, chỉ cần mất khoảng 10% số lượng nước (khoảng 3,5 lít đối với một người nặng 50 kg) là cơ thể đã đối đầu với nhiều nguy hiểm mang tính sinh tồn. Nước được đưa vào cơ thể qua nhiều dạng khác nhau như qua thức ăn (canh, súp, rau quả…) nhưng chủ yếu là qua các loại nước uống. Thị trường nước uống hiện nay có thể được chia ra thành nhiều nhóm khác nhau như thức uống có cồn (bia, rượu, nước trái cây lên men…), thức uống nhiều năng lượng “rỗng” (các loại nước ngọt, nước chỉ có hương trái cây… thành phần chính là sucrose), nước uống có giá trị dinh dưỡng (sữa tươi, sữa đậu nành, nước trái cây ép ), nước giải khát (nước lọc, nước trà, nước suối…) và nước thảo mộc. Các loại nước này đều có vai trò khác nhau đối với sức khỏe nên cần được lựa chọn sử dụng cho phù hợp với nhu cầu của cơ thể. Theo các nhà chiến lược: trong các loại nước uống được sản xuất từ trái cây thì loại nước giải khát lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tương lai vì đây là sản phẩm được đánh giá trị dinh dưỡng cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật và rất phù hợp với thế hệ trẻ. Nước trái cây lên men là dạng sản phẩm nước uống có cồn không qua chưng cất thu được từ con đường lên men rượu etylic từ dịch ép trái cây hoặc hỗn hợp trái cây sau khi nghiền xé kĩ. Nhiều nguồn nguyên liệu được khai thác trong lĩnh vực này như nước táo, lê, dưa hấu, nhãn… trong đó củ đậu và trái ô môi là hai nguồn nguyên liệu giá rẻ chưa được khai thác. Củ đậu hay củ sắn - Pachyrrhizus erosus, có hàm lượng nước và đường rất cao. Đồng thời còn có nhiều vitamin và muối khoáng rất cần thiết cho quá trình lên men. Củ đậu được trồng quanh năm, là nguồn nguyên liệu dồi dào. Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy Trang 2 Cây ô môi - Cassia grandis L.f, thuộc họ Vang là loài cây rất quen thuộc với người dân miền Nam, chúng mọc hoang hoặc được trồng lấy trái. Có hàm lượng sắt rất cao (14 ppm trong 100g ô môi tươi) nên rất thích hợp cho những người bị thiếu máu. Ngoài ra, còn chữa được bệnh tiểu đường, tác dụng nhuận tràng tiêu hóa tốt , chữa đau lưng đau xương nhức mỏi, hiệu quả tốt đối với người cao tuổi và phụ nữ sau khi sinh. Hai loại thực phẩm này có nhiều công dụng tốt, giá rẻ nhưng việc đưa chúng vào quy trình sản xuất là còn rất ít. Vì vậy đề tài “nghiên cứu quy trình chế biến nƣớc uống lên men từ củ đậu và trái ô môi” sẽ góp phần đa dạng hóa sản phẩm nước uống lên men, đồng thời tăng hiệu quả kinh tế cho hai loại cây trên. Mục tiêu: Sản phẩm nước giải khát lên men từ củ đậu Pachyrrhizus erosus và trái ô môi Cassia grandis L.f họ Vang sẽ được nghiên cứu chế biến ở phòng thí nghiệm với trọng tâm là giải quyết các vấn đề có liên quan đến chất lượng và thời gian bảo quản, từ đó đề xuất quy trình hoàn thiện với các thông số tối ưu. [...]... Trang 8 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi 1.2.2 Bản chất của quá trình lên men Lên men là quá trình oxy hóa khử sinh học để thu năng lượng và các hợp chất trung gian Lên men rượu là một quá trình sinh hóa phức tạp, đòi hỏi phải có sự tham gia của nấm men hoặc một số vi sinh vật khác Trong quá trình lên men rượu, đường được biến đổi thành rượu ethylic và CO2 Quá trình lên men rượu... từ 30 – 60 ml Lá ô môi tươi rửa sạch, gãi nát, vắt lấy nước xát vào nơi hắc lào, lang ben, trị lở ngứa da Cũng có thể chế rượu lá ô môi với tỷ lệ 1:5 (dùng rượu 25 – 30o) để bôi ngoài GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy Trang 24 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Ngoài ra vỏ cây ô môi được dùng đắp lên nơi rắn và bò cạp cắn 1.3.1.5 Thành phần dinh dưỡng trong cây ô môi. [11] Cơm ô môi. .. kỳ đầu: Khoảng 60 giờ kể từ khi cho nấm men tiếp xúc với dịch lên men Sự lên men xảy ra rất chậm, đường lên men không đáng kể GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy Trang 12 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi + Thời kỳ 2: Đây là thời kỳ lên men chính Chiếm khoảng 60 – 120 giờ sau thời kỳ đầu Sự phát triển của nấm men và sự lên men sau mỗi giờ tăng nhanh đáng kể và đạt đến trị số cực đại... Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi 1.2.5.7 Nồng độ CO2 tạo thành: Khí CO2 được tạo thành trong quá trình lên men rượu từ dịch đường Một phần sẽ tồn tại trong môi trường, một phần sẽ tách ra bên trên bề mặt môi trường, và một phần sẽ tích tụ lại làm một lớp ngăn cản không khí và môi trường Khí CO2 tích tụ lại trong môi trường chỉ làm giảm khả năng sinh sản của nấm men chứ không làm yếu.. .Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC UỐNG LÊN MEN 1.1.1 Định nghĩa và phân loại [1] 1.1.1.1 Định nghĩa Nước trái cây lên men là dạng sản phẩm nước uống có cồn không qua chưng cất thu được bằng con đường lên men rượu ethylic từ dịch nước ép trái cây hoặc hỗn hợp của dịch trái cây sau khi nghiền xé kỹ... 3 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi 1.1.2 Lợi ích của nƣớc uống lên men [1] So với các loại siro trái cây thì nước trái cây lên men ngon và có tác dụng giải nhiệt nhiều hơn vì:  CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hòa tan vào nước giải khát, sau đó có tác dụng với các chất hoặc nguyên tố trong thành phần nước giải khát, tạo ra các este đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và. .. Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi đạt được 17÷ 20%V Với nồng độ cao hơn sẽ ức chế nấm men và gần như đình chỉ sự lên men rượu Với nồng độ rượu đạt 4,5%V bắt đầu ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh sản của nấm men Khi nồng độ đạt đến 5%V thì sự sinh sản bắt đầu ngưng trệ, nếu lên tới 7÷8% V thì bắt đầu kết thúc giai đoạn lên men mạnh và cũng bắt đầu giai đoạn lên men chậm ( lên. .. Củ Đậu Và Trái Ô Môi tụ chiếm ưu thế hoặc sản phẩm nào đặc trưng mà người ta phân ra lên men rượu, lên men lactic hay lên men butyric,… Lên men khác với hô hấp yếm khí và sự oxy hóa không hoàn toàn Hô hấp yếm khí cũng tiến hành trong điều kiện không có oxy tham gia nhưng hydro lại được chuyển qua mạch hô hấp mà đến chất tiếp nhận cuối cùng như nitrat hoặc sulfat 1.2.3 Cơ chế của quá trình lên men Lên. .. chậm ( lên men phụ) 1.2.5.5 Thời gian lên men: Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ lên men, nồng độ đường, chủng nấm men Thời gian lên men được tính từ lúc cấy giống vào môi trường và trải qua giai đoạn sinh sản, sinh trưởng, lên men … Người ta chưa xác định rõ khi nào thì quá trình lên men kết thúc Thông thường người ta chia thành 2 giai đoạn lên men - Giai đoạn lên men chính:... Java) và Papua Niu Guine Ở Việt Nam, ô môi mọc hoang, rãi rác khắp đồng bãi, bờ kinh ở các tỉnh thuộc miền Đông và Tây Nam Bộ, ít hơn ở miền Trung và rất hiếm ở miền Bắc Sau này được trồng để lấy bóng mát và lấy trái GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Thủy Trang 22 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Hình 1.2 Sự phân bố ô môi trên thế giới (Nguồn: Apache, 2013) [20] Sinh thái Hoa nở rộ vào . Nước trái cây lên men có gas: có hai loại, do lên men tự nhiên hay có bổ sung CO 2 .  Nước trái cây lên men không có gas. Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi GVHD: Th.S. Hình thái của cây củ đậu 26 Hình 2.1: Sơ đồ tiến hành chế biến nước uống lên men từ củ đậu và trái ô môi 35 Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi dịch củ đậu. 46. 3215-79. 69 Nghiên Cứu QTCB Nước Uống Lên Men Từ Củ Đậu Và Trái Ô Môi Trang b DANH MỤC CÁC HÌNH. Hình 1.1: Lá, hoa, trái, hạt của ô môi . 22 Hình 1.2 Sự phân bố ô môi trên thế giới