Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với nguồn tài nguyên trái cây phong phú và sản lượng hàng năm rất dồi dào. Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm nước giải khát có nguồn gốc tự nhiên, giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe ngày càng tăng cao. Trong số các loại cây ăn trái miền Nam, cây sơ ri (Malpighia glabra L) là loại cây trồng cho năng suất cao, đặc biệt tập trung tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long như Gò Công (Tiền Giang) và Bình Phú (Bến Tre). Trái sơ ri được đánh giá là nguồn cung cấp vitamin C tự nhiên vượt trội (chiếm từ 4% đến 4,5% khối lượng, tương đương khoảng 4000 mg/100 g quả tươi), đồng thời giàu vitamin A (408–1000 IU/100 g), vitamin nhóm B, protein và các hợp chất khoáng.

Tuy nhiên, trái sơ ri có đặc tính thu hoạch theo mùa vụ, vỏ quả mỏng, mềm, hàm lượng nước cao (81,9–91,1%) nên rất dễ bị dập nát, hư hỏng cơ học và vi sinh sau thu hoạch. Thời gian bảo quản tự nhiên của quả tươi rất ngắn, dẫn đến giá trị thương phẩm không ổn định và gây thất thoát kinh tế lớn cho người nông dân cũng như các đơn vị phân phối. Trong khi đó, các sản phẩm chế biến sâu từ sơ ri tại thị trường trong nước còn hạn chế. Xu hướng phát triển các loại nước uống lên men nồng độ cồn thấp (3–5%V) từ dịch quả đang nhận được sự quan tâm lớn nhờ giá trị dinh dưỡng cao, khả năng kích thích tiêu hóa và phù hợp với nhiều nhóm đối tượng người tiêu dùng.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài “Nghiên cứu xây dựng Quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái Sơ ri Malpighia Glabra L” được thực hiện nhằm giải quyết bài toán bảo quản và nâng cao giá trị gia tăng cho nguồn nguyên liệu sơ ri.

Mục tiêu chung của đề tài là khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến chất lượng dịch sơ ri lên men, từ đó đề xuất quy trình sản xuất nước uống lên men hoàn chỉnh. Để đạt được mục tiêu này, các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch ép trái sơ ri (nồng độ chất khô tan, pH, hàm lượng acid tổng số, độ nhớt);
  2. Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng sản phẩm (nồng độ chất khô tan ban đầu, pH môi trường lên men, tỷ lệ nấm men cấy truyền, thời gian lên men);
  3. Đề xuất sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước uống lên men từ trái sơ ri;
  4. Đánh giá chất lượng sản phẩm hoàn thiện về mặt cảm quan và các chỉ tiêu vi sinh vật.

Đối tượng nghiên cứu là quả sơ ri (Malpighia glabra L) đạt độ chín kỹ thuật (vỏ màu hồng cam, quả nguyên vẹn, không dập nát) thu mua tại chợ Rạch Dừa, Phường 10, thành phố Vũng Tàu và chủng nấm men thuần Saccharomyces cerevisiae (dạng tiềm sinh trong ống nghiệm, chủng nấm men nổi) do Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học – Đại học Quốc gia Hà Nội cung cấp. Toàn bộ các nội dung thực nghiệm được triển khai từ ngày 06/02/2017 đến ngày 19/06/2017 tại Phòng thí nghiệm Ngành Công nghệ thực phẩm, Viện Kỹ thuật – Kinh tế biển, Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài được xây dựng trên cơ sở lý thuyết về sinh lý - hóa sinh thực vật của trái sơ ri và nguyên lý vi sinh vật học ứng dụng trong công nghệ lên men đồ uống có cồn nhẹ:

  • Đặc tính nguyên liệu sơ ri (Malpighia glabra L): Trái sơ ri thuộc loại quả mọng, 3 múi, phần thịt ăn được chiếm khoảng 80% trọng lượng quả. Thành phần hóa học đặc trưng bởi hàm lượng vitamin C cao gấp 20–30 lần so với quả cam bóc vỏ, acid hữu cơ chiếm 1–1,5% (chủ yếu là acid malic, acid citric, acid tartaric), glucid hòa tan chiếm 6,98–14,0% (gồm glucose, fructose, saccharose).
  • Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men bởi Saccharomyces cerevisiae: Nấm men sử dụng nguồn đường hòa tan trong dịch quả để tiến hành quá trình đường phân (con đường Embden-Meyerhof-Parnas) và chuyển hóa pyruvic acid thành ethanol cùng khí carbonic ($CO_2$) dưới sự xúc tác của hệ enzyme nội bào: $$C_6H_{12}O_6 + 2\text{ADP} + 3\text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2 + 2\text{ATP} + \text{H}_2\text{O}$$
  • Các yếu tố công nghệ cốt lõi: Quá trình sinh trưởng và chuyển hóa chất của S. cerevisiae chịu sự chi phối chặt chẽ bởi nồng độ chất khô ban đầu (nguồn carbon), pH môi trường (nấm men phát triển tối ưu ở pH 3,8–4,5, đồng thời pH thấp ức chế vi khuẩn tạp nhiễm), mật độ tế bào giống ban đầu ($10^6 - 10^8\text{ tế bào/ml}$) và chế độ hiếu khí/kỵ khí theo từng giai đoạn.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên và lặp lại 3 lần cho mỗi nghiệm thức:

  • Phương pháp vi sinh:
    • Nuôi cấy tăng sinh và xác định đường cong sinh trưởng của S. cerevisiae trên môi trường Sabouraud lỏng (thành phần: 10 g Peptone, 40 g Glucose, 10 g Agar pha trong 1000 ml nước cất, khử trùng ở $121^\circ\text{C}$ trong 20 phút, pH 4,0–5,0);
    • Đếm mật độ tế bào nấm men bằng buồng đếm hồng cầu (Thoma/Neubauer) dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại x40 theo phương pháp pha loãng thập phân;
    • Xác định tỷ lệ tế bào sống/chết bằng kỹ thuật nhuộm xanh methylen 0,2% dưới kính hiển vi ở vật kính x100 (tế bào chết bắt màu xanh, tế bào sống không màu);
    • Huấn luyện giống thích nghi bằng cách nuôi cấy nấm men trong môi trường phối trộn giữa môi trường tăng sinh và dịch ép sơ ri theo tỷ lệ thể tích 1:1.
  • Phương pháp hóa sinh:
    • Nồng độ chất khô tan (°Bx) đo bằng khúc xạ kế đo độ ngọt;
    • Giá trị pH xác định bằng máy đo điện cực pH-meter;
    • Hàm lượng acid tổng số xác định bằng phương pháp chuẩn độ thể tích với dung dịch chuẩn NaOH 0,1 N (chỉ thị phenolphtalein, quy đổi theo hệ số acid malic $k = 0,0067$);
    • Độ nhớt động học ($\upsilon$, đơn vị cSt hay $\text{mm}^2/\text{s}$) đo bằng nhớt kế mao quản Ostwald theo công thức $\upsilon = C \cdot t$ (với hằng số nhớt kế $C = 0,035\text{ mm}^2/\text{s}^2$, $t$ là thời gian chảy);
    • Độ cồn (%V) xác định bằng phương pháp chưng cất thu hồi cồn và đo bằng khúc xạ kế đo độ cồn.
  • Phương pháp đánh giá cảm quan: Đánh giá chất lượng cảm quan theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215-79) sử dụng phương pháp cho điểm thị hiếu theo thang điểm 20 với 6 bậc chất lượng (từ 0 đến 5 điểm). Hội đồng cảm quan gồm 5 kiểm nghiệm viên đánh giá độc lập các chỉ tiêu: Mùi (hệ số trọng lượng 1,2), Vị (hệ số trọng lượng 2,0), Độ trong và màu sắc (hệ số trọng lượng 0,8).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Phân tích phương sai một yếu tố (ANOVA) và kiểm định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình bằng phép thử LSD (Least Significant Difference) ở mức ý nghĩa $p < 0,05$ (độ tin cậy 95%) trên phần mềm chuyên dụng Statgraphics; biểu diễn đồ thị tương quan trên phần mềm Microsoft Excel.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Phần mở đầu trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh ngành đồ uống lên men từ trái cây tự nhiên đang phát triển, trong khi nguồn nguyên liệu sơ ri giàu vitamin C tại Việt Nam chưa được chế biến sâu. Tác giả xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, 4 nội dung công việc cần triển khai, đối tượng nguyên liệu sơ ri thu mua tại Vũng Tàu, giống nấm men Saccharomyces cerevisiae và địa điểm thực hiện tại Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu.

Chương 1. Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các tài liệu khoa học về nguyên liệu và cơ sở công nghệ:

  • Tổng quan về cây sơ ri (Malpighia glabra L): Nguồn gốc Tây Ấn và miền Bắc Nam Mỹ; đặc điểm thực vật học thân gỗ nhỏ, hoa mọc thành tán màu hồng/đỏ; cấu tạo quả mọng 3 múi; phân loại hai giống chính tại Việt Nam là sơ ri chua (Gò Công) và sơ ri ngọt (Bình Phú).
  • Thành phần hóa học của quả sơ ri: Cung cấp số liệu phân tích về hàm lượng nước (81,9–91,1%), protein (0,68–1,8%), lipid (0,18–0,45%), glucid (6,98–14,0%), vitamin C (lên tới 4500 mg/100 g), vitamin A (408–1000 IU/100 g), pectin (0,56–0,65%) và chất xơ (0,6–1,2%).
  • Đặc điểm nấm men Saccharomyces cerevisiae: Nguồn gốc phân loại học (giới Eumycophyta, lớp Ascomycetes), cấu tạo tế bào nhân thực kích thước đường kính 7 µm, chiều dài 8–12 µm; điều kiện sinh lý thích hợp (nhiệt độ tối ưu 28–30 °C, pH thích hợp 4,0–4,5).
  • Cơ chế sinh hóa và các yếu tố ảnh hưởng: Phân tích đường phân EMP, sự khuếch tán ethanol và hòa tan bão hòa $CO_2$ trong dịch lên men; các yếu tố ảnh hưởng như nồng độ đường, nhiệt độ, nồng độ oxy hòa tan và mật độ tế bào cấy truyền; điểm qua các ứng dụng truyền thống (rượu vang, bia, bánh mì) và xu hướng nghiên cứu đồ uống lên men từ thanh long, chanh dây, xoài.

Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết phương pháp bố trí thực nghiệm và các kỹ thuật phân tích:

  • Trình bày sơ đồ bố trí tổng thể gồm các bước: Phân loại sơ ri $\rightarrow$ Làm sạch $\rightarrow$ Ép lấy dịch $\rightarrow$ Xác định chỉ tiêu hóa lý $\rightarrow$ Điều chỉnh dịch lên men $\rightarrow$ Tăng sinh và huấn luyện giống $\rightarrow$ Lên men $\rightarrow$ Lắng lọc $\rightarrow$ Chiết rót $\rightarrow$ Đánh giá chất lượng sản phẩm.
  • Quy trình nuôi cấy tăng sinh trên môi trường Sabouraud và lập đường cong sinh trưởng trong 72 giờ (lấy mẫu đếm mỗi 6 giờ).
  • Bố trí 4 thí nghiệm đơn yếu tố khảo sát quá trình lên men:
    1. Khảo sát nồng độ chất khô tan (18, 20, 22, 24 °Bx) ở điều kiện cố định: thời gian 96 giờ, pH 4,0, tỷ lệ nấm men 2% v/v (mật độ $2 \times 10^7\text{ tế bào/ml}$);
    2. Khảo sát ảnh hưởng của pH (3,6; 3,8; 4,0; 4,2) ở nồng độ chất khô tối ưu, thời gian 96 giờ, tỷ lệ nấm men 2% v/v;
    3. Khảo sát tỷ lệ giống cấy (1%, 3%, 5%, 7% v/v) ở nồng độ chất khô và pH tối ưu, thời gian 96 giờ;
    4. Khảo sát thời gian lên men (24, 48, 72, 96 giờ) ở các thông số tối ưu đã chọn.
  • Trình bày chi tiết công thức tính toán mật độ tế bào buồng đếm Thoma, công thức chuẩn độ acid tổng số, công thức đo độ nhớt và bảng mô tả tiêu chuẩn cho điểm cảm quan 3 chỉ tiêu (mùi, vị, trạng thái - màu sắc).

Chương 3. Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các số liệu thực nghiệm thu được qua các bảng biểu và đồ thị:

  • Đường cong sinh trưởng của S. cerevisiae: Xác định 4 pha sinh trưởng gồm Pha tiềm phát (0–12 giờ, mật độ đạt $3,4 \times 10^7\text{ tế bào/ml}$), Pha logarit (12–24 giờ, mật độ đạt cực đại $3,4 \times 10^8\text{ tế bào/ml}$), Pha ổn định (24–48 giờ, mật độ duy trì $2,23 \times 10^8\text{ tế bào/ml}$) và Pha tử vong (sau 48 giờ, mật độ giảm còn $1,27 \times 10^8\text{ tế bào/ml}$ tại thời điểm 72 giờ). Thời điểm thu nhận sinh khối tối ưu được xác định từ 24 đến 30 giờ (cuối pha log – đầu pha ổn định).
  • Chỉ tiêu hóa lý của dịch ép sơ ri nguyên liệu: Kiểm tra qua 3 đợt lấy mẫu (Mẫu 1: bắt đầu; Mẫu 2: sau 2 tháng; Mẫu 3: sau 4 tháng) cho thấy sự ổn định cao:
Chỉ tiêu hóa lý Mẫu 1 (Bắt đầu) Mẫu 2 (Sau 2 tháng) Mẫu 3 (Kết thúc) Kết luận thống kê ($p < 0,05$)
Nồng độ chất khô tan (°Bx) $8,233 \pm 0,252$ $8,167 \pm 0,289$ $8,211 \pm 0,058$ Không khác biệt có ý nghĩa
pH $3,793 \pm 0,021$ $3,790 \pm 0,030$ $3,797 \pm 0,006$ Không khác biệt có ý nghĩa
Hàm lượng acid tổng (%) $2,392 \pm 0,042$ $2,480 \pm 0,071$ $2,480 \pm 0,071$ Không khác biệt có ý nghĩa
Độ nhớt động học (cSt) $1,283 \pm 0,041$ $1,259 \pm 0,000$ $1,283 \pm 0,041$ Không khác biệt có ý nghĩa

Nhận xét: Dịch sơ ri có độ nhớt thấp (1,259–1,283 cSt) nên không cần xử lý enzyme pectinase trước khi lên men.

  • Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tan ban đầu: Khảo sát ở 4 mức (18, 20, 22, 24 °Bx) sau 96 giờ lên men:
Nồng độ ban đầu (°Bx) Chất khô còn lại (°Bx) Độ cồn sinh ra (%V) Điểm cảm quan trung bình
18 $5,767 \pm 0,058$ 3,0 $9,667 \pm 0,577$
20 $6,433 \pm 0,153$ 3,5 $12,667 \pm 0,577$
22 $7,100 \pm 0,100$ 4,0 $10,333 \pm 0,577$
24 $8,433 \pm 0,115$ 4,0 $10,000 \pm 1,000$

Kết quả: Mức 20 °Bx cho điểm cảm quan cao nhất có ý nghĩa thống kê ($12,667$), vị hài hòa, độ cồn đạt 3,5%V.

  • Ảnh hưởng của pH ban đầu: Khảo sát ở các mức pH 3,6; 3,8; 4,0; 4,2 (dịch đường 20 °Bx, lên men 96 giờ):
Mức pH ban đầu Chất khô còn lại (°Bx) Độ cồn sinh ra (%V) Điểm cảm quan trung bình
3,6 $6,300 \pm 0,265$ 3,5 $12,333 \pm 0,577$
3,8 $6,667 \pm 0,153$ 4,0 $13,667 \pm 1,155$
4,0 $6,900 \pm 0,100$ 4,0 $13,000 \pm 1,000$
4,2 $6,667 \pm 0,153$ 3,0 $11,333 \pm 1,528$

Kết quả: Điều chỉnh pH = 3,8 cho điểm cảm quan cao nhất ($13,667$), độ cồn đạt 4,0%V, nấm men hoạt động tốt và hạn chế tạp khuẩn.

  • Ảnh hưởng của tỷ lệ giống nấm men: Khảo sát ở các tỷ lệ 1%, 3%, 5%, 7% v/v (mật độ gốc $2 \times 10^7\text{ tế bào/ml}$):
Tỷ lệ cấy giống (%) Chất khô còn lại (°Bx) Độ cồn sinh ra (%V) Điểm cảm quan trung bình
1 $10,100 \pm 0,100$ 2,5 $11,000 \pm 1,000$
3 $9,333 \pm 0,058$ 3,5 $13,667 \pm 1,155$
5 $7,200 \pm 0,100$ 4,0 $15,667 \pm 2,082$
7 $6,467 \pm 0,115$ 3,5 $14,000 \pm 1,732$

Kết quả: Tỷ lệ cấy 5% v/v cho điểm cảm quan vượt trội ($15,667$), độ cồn đạt chuẩn 4,0%V, đường sót ở mức vừa phải ($7,200\text{ }^\circ\text{Bx}$).

  • Ảnh hưởng của thời gian lên men: Khảo sát tại 24, 48, 72, 96 giờ ở các điều kiện tối ưu (20 °Bx, pH 3,8, 5% giống):
Thời gian (giờ) Chất khô còn lại (°Bx) Độ cồn sinh ra (%V) Điểm cảm quan trung bình
24 $14,667 \pm 0,056$ 0,0 $10,000 \pm 1,000$
48 $10,000 \pm 0,010$ 2,633 $11,667 \pm 0,577$
72 $7,267 \pm 0,289$ 3,200 $13,000 \pm 1,000$
96 $6,700 \pm 0,100$ 4,033 $12,000 \pm 0,577$

Kết quả: Sau 72 giờ lên men, sản phẩm đạt điểm cảm quan cao nhất ($13,000$), độ cồn đạt 3,2%V, vị hài hòa; việc kết thúc lên men ở 72 giờ giúp rút ngắn thời gian và tiết kiệm chi phí so với 96 giờ.

  • Đề xuất quy trình công nghệ và đánh giá chất lượng sản phẩm: Tổng hợp quy trình sản xuất hoàn chỉnh, kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh vật và cảm quan của sản phẩm nước uống lên men từ sơ ri.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Đồ án đã xác lập thành công bộ thông số công nghệ tối ưu cho quy trình sản xuất nước uống lên men từ trái sơ ri (Malpighia glabra L) ở quy mô phòng thí nghiệm:

  • Thời điểm thu sinh khối nấm men: Từ 24 đến 30 giờ nuôi cấy trên môi trường Sabouraud lỏng (cuối pha log – đầu pha ổn định, mật độ tế bào đạt khoảng $2,23 \times 10^8 - 3,4 \times 10^8\text{ tế bào/ml}$).
  • Thông số điều chỉnh dịch quả trước lên men: Bổ sung đường saccharose đạt nồng độ chất khô tan 20 °Bx; điều chỉnh pH dịch quả về mức 3,8 bằng $\text{NaHCO}_3$ hoặc acid citric.
  • Tỷ lệ cấy giống: Bổ sung 5% thể tích giống nấm men Saccharomyces cerevisiae đã qua huấn luyện (tương ứng mật độ cấy khoảng $10 \times 10^7\text{ tế bào/ml}$).
  • Chế độ lên men: Nhiệt độ phòng (28–32 °C), thời gian lên men chính thích hợp là 72 giờ.
  • Đặc tính sản phẩm sau lên men: Độ cồn đạt 3,2–4,0%V, nồng độ chất khô còn lại khoảng 7,2 °Bx, vị chua ngọt thanh nhẹ hài hòa, màu vàng ngà sáng trong, đáp ứng các tiêu chuẩn cảm quan và an toàn vi sinh vật đối với đồ uống lên men độ cồn thấp.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Ứng dụng quy trình lên men dịch quả sơ ri như một giải pháp công nghệ chế biến nhằm giải quyết bài toán dập nát, hư hỏng và tiêu thụ mùa vụ của trái sơ ri tươi.
  • Tận dụng đặc tính độ nhớt thấp của dịch ép sơ ri (1,259–1,283 cSt) để bỏ qua công đoạn xử lý enzyme pectinase, giúp giảm chi phí phụ gia và tinh gọn dây chuyền sản xuất.
  • Đề xuất áp dụng thời gian lên men 72 giờ thay vì kéo dài 96 giờ nhằm tối ưu hóa vòng quay thiết bị và giảm chi phí vận hành.

Đóng góp về mặt khoa học và thực tiễn

  • Cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm có giá trị về động thái sinh trưởng của nấm men S. cerevisiae trên dịch quả sơ ri và các biến đổi hóa lý (°Bx, pH, cồn, acid tổng) trong suốt quá trình lên men.
  • Mở ra hướng nghiên cứu đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ cây sơ ri tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long và miền Đông Nam Bộ, góp phần nâng cao giá trị chuỗi nông sản Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên nội dung và phạm vi nghiên cứu được trình bày trong đồ án, một số hạn chế và hướng mở bao gồm:

  • Quy mô thực nghiệm: Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (dung tích mẫu 100–150 ml), chưa tiến hành thử nghiệm ở quy mô pilot hoặc bán công nghiệp để đánh giá các hiện tượng truyền khối, truyền nhiệt và biến đổi chất lượng trên thể tích lớn.
  • Phạm vi nguồn nguyên liệu: Nguồn sơ ri mới chỉ khảo sát trên mẫu thu mua tại chợ Rạch Dừa (Vũng Tàu), chưa đánh giá so sánh sự khác biệt công nghệ giữa hai giống sơ ri chua Gò Công và sơ ri ngọt Bình Phú ở các độ chín khác nhau.
  • Thời gian theo dõi chất lượng: Chưa có các nghiên cứu sâu về thời hạn bảo quản sản phẩm sau đóng chai, sự biến đổi hàm lượng vitamin C theo thời gian lưu trữ, và các giải pháp công nghệ nhằm ổn định màu sắc chống oxy hóa sau lên men.
  • Hướng mở tiếp theo: Cần tiếp tục nghiên cứu công đoạn lọc trong tinh, công nghệ thanh trùng (pasteurization) bảo vệ hoạt chất dinh dưỡng, và tối ưu hóa điều kiện tàng trữ sản phẩm ở nhiệt độ thấp.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn chuyên ngành:

  • Đối tượng thụ hưởng: Sinh viên, học viên cao học ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sinh học; kỹ sư nghiên cứu và phát triển sản phẩm (R&D) tại các doanh nghiệp sản xuất đồ uống, rượu vang trái cây và nước giải khát lên men.
  • Các nội dung nổi bật đáng tham khảo:
    • Quy trình phân tích hóa lý dịch quả tươi (chuẩn độ acid tổng theo acid malic, đo độ nhớt động học mao quản);
    • Phương pháp xây dựng đường cong sinh trưởng vi sinh vật và kỹ thuật đếm tế bào sống/chết bằng buồng đếm Thoma kết hợp nhuộm xanh methylen;
    • Phương pháp thiết kế thí nghiệm đa yếu tố và xử lý thống kê phương sai ANOVA bằng phần mềm Statgraphics trong công nghệ thực phẩm;
    • Quy trình phối chế và lên men dịch quả nhiệt đới có độ cồn thấp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tác giả chọn thời điểm nuôi cấy từ 24 đến 30 giờ để thu nhận sinh khối nấm men?
Trả lời: Dựa trên đồ thị đường cong sinh trưởng của Saccharomyces cerevisiae, khoảng thời gian 24–30 giờ là giai đoạn cuối pha logarit chuyển sang đầu pha ổn định. Tại thời điểm này, số lượng tế bào sinh ra đạt mức cao (mật độ đạt $2,23 \times 10^8 - 3,4 \times 10^8\text{ tế bào/ml}$), quần thể nấm men đạt trạng thái cân bằng sinh lý và có hoạt lực trao đổi chất mạnh nhất, giúp quá trình lên men dịch quả đạt hiệu suất cao.

2. Các chỉ tiêu hóa lý ban đầu của dịch ép sơ ri nguyên liệu trong nghiên cứu được xác định là bao nhiêu?
Trả lời: Dịch ép quả sơ ri tươi khảo sát qua 3 thời điểm có các thông số hóa lý trung bình: Nồng độ chất khô tan dao động từ $8,167 \pm 0,289\text{ }^\circ\text{Bx}$ đến $8,233 \pm 0,252\text{ }^\circ\text{Bx}$; giá trị pH từ $3,790 \pm 0,030$ đến $3,797 \pm 0,006$; hàm lượng acid tổng số từ $2,392 \pm 0,042%$ đến $2,480 \pm 0,071%$; độ nhớt động học từ $1,259 \pm 0,000\text{ cSt}$ đến $1,283 \pm 0,041\text{ cSt}$.

3. Vì sao dịch ép sơ ri không cần xử lý bằng enzyme pectinase trước khi lên men?
Trả lời: Kết quả đo độ nhớt động học của dịch ép sơ ri cho thấy giá trị rất thấp, chỉ dao động trong khoảng 1,259–1,283 cSt. Với mức độ nhớt này, dịch quả có độ chảy lỏng tốt, hàm lượng pectin hòa tan thấp (0,56–0,65%), không gây cản trở quá trình lắng lọc hoặc trao đổi chất của tế bào nấm men, do đó không cần thiết phải bổ sung enzyme pectinase để làm trong hay giảm nhớt.

4. Các thông số công nghệ tối ưu cho quy trình sản xuất nước sơ ri lên men là gì?
Trả lời: Các thông số tối ưu được xác lập gồm: Nồng độ chất khô tan ban đầu của dịch quả điều chỉnh ở mức 20 °Bx; pH môi trường lên men điều chỉnh ở mức 3,8; tỷ lệ nấm men S. cerevisiae cấy truyền là 5% theo thể tích (với mật độ giống ban đầu $2 \times 10^7\text{ tế bào/ml}$); thời gian lên men thích hợp là 72 giờ ở nhiệt độ phòng (28–32 °C).

5. Vì sao tác giả lựa chọn thời gian lên men là 72 giờ thay vì 96 giờ?
Trả lời: Tại thời điểm 72 giờ, sản phẩm đạt điểm đánh giá cảm quan cao nhất ($13,000 \pm 1,000$ điểm), độ cồn đạt 3,2%V (phù hợp với tiêu chuẩn đồ uống lên men giải khát nồng độ cồn nhẹ), đường sót ở mức vừa phải ($7,267\text{ }^\circ\text{Bx}$) tạo vị hài hòa. Mặc dù ở 96 giờ độ cồn đạt 4,033%V nhưng điểm cảm quan thấp hơn ($12,000 \pm 0,577$ điểm). Do đó, dừng lên men ở 72 giờ vừa đảm bảo chất lượng cảm quan tốt nhất, vừa rút ngắn chu kỳ sản xuất và tiết kiệm chi phí vận hành.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Phạm Thị Yến đã nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất nước uống lên men từ trái sơ ri (Malpighia glabra L) sử dụng chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Bằng các phương pháp thực nghiệm khoa học và xử lý số liệu thống kê ANOVA, tác giả đã xác định chính xác các thông số công nghệ tối ưu gồm dịch quả 20 °Bx, pH 3,8, tỷ lệ cấy giống 5% v/v và thời gian lên men 72 giờ. Sản phẩm tạo thành có nồng độ cồn nhẹ từ 3,2–4,0%V, giữ được hương vị đặc trưng, độ trong và giá trị cảm quan hài hòa. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo thực nghiệm hữu ích cho công tác đào tạo ngành Công nghệ thực phẩm và mở ra giải pháp gia tăng giá trị cho nguồn nông sản sơ ri tại Việt Nam.