Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, sở hữu điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc canh tác đa dạng các chủng loại cây ăn quả. Trong đó, cam sành (Citrus sinensis Rutaceae hoặc cây lai Citrus reticulata x maxima) là loại cây ăn quả có sản lượng lớn, được trồng tập trung tại nhiều địa phương như Hà Giang, Tuyên Quang (Hàm Yên) và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long như Bến Tre, Vĩnh Long. So với các vùng trồng khác, cam sành Bến Tre có ưu thế sinh trưởng nổi bật nhờ thời vụ thu hoạch quanh năm, chu kỳ vận chuyển ngắn giúp giữ độ tươi nguyên liệu, cùng hương vị chua ngọt hài hòa phù hợp cho công nghệ chế biến thực phẩm.

Tuy nhiên, ngành trồng trọt cam sành đang đối mặt với bài toán tiêu thụ nông sản nghiêm trọng. Theo đánh giá từ các cơ quan quản lý nông nghiệp địa phương (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Vĩnh Long, Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Trà Ôn), nguồn cung cam sành vượt quá nhu cầu tiêu thụ nội địa do diện tích canh tác tăng nhanh (tại Bến Tre từ năm 2020 diện tích đạt khoảng 3.100 ha và tăng bình quân 1.000 ha mỗi năm). Đồng thời, tình trạng trùng mùa vụ với các vùng trồng phía Bắc cùng điều kiện thời tiết mùa lạnh tại thị trường tiêu thụ chính khiến lượng lớn cam bị ùn ứ, dội chợ. Thương lái thu mua tại vườn ghi nhận mức giá sụt giảm sâu (khoảng 2.000 đồng/kg đối với cam loại đẹp và 800 – 900 đồng/kg đối với cam chất lượng thấp). Trong bối cảnh chi phí phân bón, xăng dầu và vật tư nông nghiệp gia tăng, việc cam sành chỉ được tiêu thụ dưới dạng ăn tươi hoặc vắt nước truyền thống không giải quyết triệt để vấn đề kinh tế cho người làm vườn.

Về mặt dinh dưỡng, dịch quả cam sành chứa hàm lượng ẩm cao (86,75 g/100 g), cung cấp năng lượng (47 kcal/100 g), đường tự nhiên (7 – 12%), acid hữu cơ (khoảng 0,6%), vitamin C (53,2 mg/100 g), canxi (40 mg/100 g), hợp chất chống oxy hóa carotene, flavonoid, synephrine alkaloid và D-limonene có tác dụng hỗ trợ tim mạch, thanh lọc độc tố và tăng cường miễn dịch. Trên thị trường đồ uống giải khát hiện nay, phân khúc thức uống lên men tự nhiên có nồng độ cồn thấp (từ 3% đến 5% độ cồn thể tích) đang thu hút nhóm người tiêu dùng trẻ (chiếm 63% dân số ở độ tuổi 15 – 50) nhờ lợi ích hỗ trợ hệ tiêu hóa từ lợi khuẩn. Dù đã có một số sản phẩm từ cam như cam sấy dẻo, mứt cam, siro cam hay các loại cider ngoại nhập từ táo, dứa, chanh dây, song thị trường trong nước vẫn thiếu vắng sản phẩm nước ép lên men tự nhiên chế biến từ cam sành nguyên chất.

Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài "Nghiên cứu quy trình sản xuất nước trái cây lên men tự nhiên từ cam sành" được thực hiện nhằm xác lập quy trình công nghệ chế biến nước cam lên men nhẹ, nâng cao giá trị gia tăng cho nông sản Bến Tre và đa dạng hóa danh mục sản phẩm đồ uống thực phẩm.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

  1. Tìm hiểu tổng quan về nguồn nguyên liệu cam sành và sản phẩm nước trái cây lên men.
  2. Tìm hiểu và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nước trái cây lên men tự nhiên từ cam sành.
  3. Khảo sát độ pH và hàm lượng chất khô hòa tan (độ Brix) của dịch cam nguyên liệu đầu vào cũng như trong suốt quá trình lên men.
  4. Khảo sát tỷ lệ phối trộn đường bổ sung vào dịch quả nhằm xác định công thức tối ưu.
  5. Khảo sát động thái sinh cồn và nồng độ cồn đạt được sau quá trình lên men.
  6. Đánh giá chất lượng cảm quan thị hiếu và kiểm nghiệm các chỉ tiêu an toàn vi sinh của sản phẩm hoàn thiện.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cam sành thu hoạch tại tỉnh Bến Tre (trọng lượng trung bình khoảng 235,9 g/quả, vỏ màu xanh bóng, tép vàng đậm, mọng nước, không bị dập nát hay sâu bệnh).
  • Phạm vi thời gian và địa điểm: Đồ án thực hiện từ ngày 27/02/2023 đến ngày 25/06/2023 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh; mẫu sản phẩm được kiểm nghiệm vi sinh tại Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm TP.HCM (CASE).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài thuộc nhóm nghiên cứu thực nghiệm công nghệ thực phẩm và kỹ thuật nữ công, kết hợp phương pháp phân tích hóa lý, đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng và phân tích vi sinh vật theo tiêu chuẩn quốc gia.

Khung lý thuyết và tổng quan tài liệu

Nghiên cứu dựa trên cơ chế lên men rượu yếm khí: nấm men Saccharomyces cerevisiae sử dụng cơ chất đường hòa tan (glucose, fructose, saccharose) trong dịch quả để chuyển hóa thành ethanol ($C_2H_5OH$) và khí carbon dioxide ($CO_2$), đồng thời tạo ra các hợp chất hữu cơ phụ trợ (acid hữu cơ, ester thơm) mang lại hương vị đặc trưng cho đồ uống.

Các yếu tố công nghệ chi phối quá trình lên men được tổng hợp bao gồm:

  • Chủng giống và liều lượng nấm men: Tỷ lệ nấm men Saccharomyces cerevisiae bổ sung ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ chuyển hóa đường và thời gian lên men.
  • Nhiệt độ lên men: Nhiệt độ tối ưu cho Saccharomyces cerevisiae hoạt động dao động từ 28°C đến 32°C; ở nhiệt độ quá cao (35 – 38°C), các loại nấm men dại phát triển nhanh gấp 6 – 8 lần gây tạp nhiễm.
  • Độ pH môi trường: Duy trì pH thích hợp (trong khoảng 3,0 – 4,0) giúp ức chế vi khuẩn gây hư hỏng và tạo điều kiện cho nấm men chuyển hóa sinh học ổn định.
  • Nồng độ chất khô hòa tan (độ Brix): Hàm lượng đường quá thấp không đủ cơ chất sinh cồn, trong khi nồng độ đường quá cao làm tăng áp suất thẩm thấu gây ức chế hoạt tính của tế bào men.

Tác giả kế thừa và đối chiếu số liệu từ các công trình nghiên cứu trước:

  • Bảng thành phần dinh dưỡng cam của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA, 2020).
  • Nghiên cứu lên men cider từ cam sành của Huỳnh Xuân Phong (2021) với điều kiện tối ưu 18,91°Bx, pH 4,73, nồng độ men 0,04% v/v, thời gian lên men 40 giờ, hàm lượng ethanol đạt 4,95% v/v.
  • Khảo sát đặc tính cam sành hữu cơ Măng Đen của Châu Thị Thắm (2022) với độ pH trung bình đạt 3,51 và độ Brix đạt 8,87°Bx.
  • Nghiên cứu lên men nước giải khát sơ ri của Trần Thị Ngọc Mai (2020) với tỷ lệ men 0,2% và thời gian lên men 3 ngày.
  • Nghiên cứu lên men quả sơ ri (Malpighia glabra L.) của Phạm Thị Yến (2007) với dịch quả pH 3,8, độ Brix 20°Bx lên men 72 giờ đạt nồng độ cồn 3,2 – 4,0%V.
  • Các khảo sát động học lên men trên quả mãng cầu xiêm của Trương Anh Thái (2010) và quả chanh dây của Nguyễn Diệu Linh.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Hệ thống phương pháp và thiết bị được triển khai qua các bước:

Công đoạn khảo sát Phương pháp & Thiết bị thực hiện Mục đích & Tiêu chuẩn áp dụng
Xác định hiệu suất thu hồi dịch Sử dụng 1 kg cam sành gọt rửa sạch, vắt nước, lọc bỏ bã và hột. Tính theo công thức $H (%) = (b/a) \times 100$. Đo khối lượng dịch pure ($b$) thu được trên tổng khối lượng cam nguyên liệu ($a$).
Đo độ Brix Nhỏ 1 – 2 giọt dịch cam lên lăng kính của khúc xạ kế quang học, đọc chỉ số qua thị kính; lặp lại 3 lần lấy trung bình. Xác định hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch quả nguyên liệu và theo dõi tiêu hao đường qua 3 ngày.
Đo độ pH Sử dụng máy đo pH có đầu dò điện cực nhúng ngập trong 10 ml mẫu dịch, chờ ổn định trong 5 phút; lặp lại 3 lần lấy trung bình. Kiểm soát môi trường acid của dịch cam trước và trong suốt quá trình lên men.
Bố trí công thức lên men Khảo sát 3 tỷ lệ phối trộn (dịch cam : đường): Mẫu C125 (1 : 0,25), Mẫu C150 (1 : 0,50), Mẫu C175 (1 : 0,75) trên thể tích cố định 300 ml nước cam, bổ sung 0,6 g acid citric và 1 ml men Saccharomyces đã kích hoạt (hòa tan 1 g men khô vào 1 ml nước ấm trong 15 phút, tương đương 0,33% men). Ủ tĩnh trong bình thủy tinh đậy kín tại nhiệt độ 20 – 30°C trong 3 ngày. Tìm công thức phối trộn tối ưu cân bằng giữa tốc độ lên men, nồng độ cồn và độ chua ngọt hài hòa.
Đo nồng độ cồn Sử dụng cồn kế đo nồng độ ethanol (% thể tích - %V) sau các mốc thời gian 24h, 48h, 72h. Theo dõi động học sinh cồn để sản phẩm nằm trong khoảng cồn nhẹ giải khát (3 – 5%V).
Đánh giá cảm quan thị hiếu Phép thử cho điểm thị hiếu kết hợp phương pháp so hàng với thang điểm từ 1 đến 4 điểm cho 5 chỉ tiêu: Màu sắc, Mùi thơm, Độ ngọt, Độ chua, Nồng độ cồn và Mức độ ưa thích chung. Hội đồng gồm sinh viên Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với 3 mẫu thí nghiệm.
Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh Gửi mẫu sản phẩm tối ưu (C150) phân tích tại Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm TP.HCM (CASE). Đối chiếu các chỉ tiêu Tổng số VSV hiếu khí, Coliforms, Escherichia coli, Tổng số bào tử nấm men - nấm mốc theo TCVN 7045:2002.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan đề tài

Chương này tập trung phân tích lý do chọn đề tài từ bối cảnh dư thừa sản lượng cam sành tại các tỉnh phía Nam, giá nông sản giảm sâu và đời sống người nông dân gặp khó khăn. Tác giả tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về giá trị sinh học của cam (nghiên cứu giảm huyết áp của Bác sĩ Dennis Sprecher năm 2002; nghiên cứu sỏi thận của Clarita V. Odvina năm 2006; nghiên cứu chất xơ của Marc P. McRae năm 2017; nghiên cứu hương thơm lên men của Pedro Ulises Bautista-Rosales năm 2014) và các nghiên cứu công nghệ chế biến trong nước (Huỳnh Xuân Phong, Châu Thị Thắm, Trương Thị Kim Phụng). Chương I cũng xác định rõ ràng mục đích, 6 nhiệm vụ nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu (cam sành Bến Tre), phạm vi, phương pháp và kế hoạch 15 bước thực hiện đồ án từ tháng 2/2023 đến tháng 6/2023.

Chương II: Cơ sở lý thuyết

Chương II hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận gồm ba hợp phần chính:

  • Tổng quan về cam sành Bến Tre: Nguồn gốc phân loại thực vật học (Plantae, Magnoliophyta, Rutaceae, chi Citrus reticulata x maxima); đặc tính hình thái vỏ mỏng xanh bóng, ruột vàng đậm, tép mọng nước; thành phần dinh dưỡng chi tiết trên 100 g nguyên liệu; các ứng dụng thương mại hiện có (rượu cam, hương cam Rayner's, mứt cam Golden Farm, cam lát sấy khô Huyền Hà, siro cam) và thực trạng cung - cầu tiêu thụ cam sành tại Bến Tre, Vĩnh Long.
  • Tổng quan về nước trái cây lên men: Khái niệm đồ uống lên men chưa kết thúc, cơ chế hòa tan khí $CO_2$ và tạo ester thơm; lợi ích sức khỏe từ vi khuẩn có lợi, hỗ trợ tiêu hóa, tăng cường miễn dịch; phân tích thị trường nước giải khát Việt Nam với mức tiêu thụ bình quân hơn 23 lít/người/năm, trong đó vị cam là một trong ba hương vị được ưa chuộng nhất (đạt 4,28 điểm theo khảo sát W&S).
  • Quy trình sản xuất nước trái cây lên men & các yếu tố ảnh hưởng: Thuyết minh các công đoạn công nghệ chuẩn từ phân loại, rửa, ép, lọc, phối trộn, lên men đến chiết rót, bài khí và bảo quản; phân tích sâu tác động của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae, nhiệt độ (khoảng tối ưu 28 – 32°C), độ pH môi trường (duy trì 3,0 – 4,0), hàm lượng đường hòa tan, oxy giai đoạn đầu và nồng độ cồn tích lũy.

Chương III: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương III trình bày chi tiết các bước triển khai thực nghiệm:

  • Chuẩn bị nguyên vật liệu: 1 kg cam sành Bến Tre đạt chuẩn, đường tinh luyện, nấm men khô Saccharomyces cerevisiae, acid citric.
  • Thiết bị dụng cụ: Cân điện tử, bình thủy tinh ủ lên men, dụng cụ vắt cam, rây lọc, khúc xạ kế, máy đo pH, cồn kế.
  • Thuyết minh quy trình công nghệ cụ thể: Nguyên liệu cam sau khi phân loại được rửa nước sạch và ngâm nước muối loãng nhằm loại bỏ tạp chất và giảm lượng tinh dầu đắng ở vỏ; vắt lấy dịch quả và lọc qua rây để loại sạch hạt cùng tép lớn; tiến hành phối trộn đường theo 3 tỷ lệ thí nghiệm cùng 0,6 g acid citric và 1 ml dịch men kích hoạt (0,33% v/v); tiến hành lên men yếm khí trong bình thủy tinh đậy kín ở 20 – 30°C trong thời gian 3 ngày (72 giờ).
  • Phương pháp khảo sát động học: Theo dõi biến thiên độ Brix, pH và độ cồn theo từng ngày (Ngày 1, Ngày 2, Ngày 3).
  • Phương pháp đánh giá cảm quan thị hiếu người thử và phương pháp lấy mẫu kiểm nghiệm vi sinh theo TCVN 7045:2002 tại trung tâm kiểm nghiệm CASE.

Chương IV: Kết quả

Chương IV công bố toàn bộ dữ liệu thực nghiệm thu được qua các bảng số liệu và biểu đồ:

  • Hiệu suất thu hồi và thông số nguyên liệu đầu vào: Hiệu suất thu hồi dịch cam đạt $H = 44%$ (1 kg quả cho 440 ml dịch pure); dịch cam nguyên chất có độ Brix trung bình đạt $8,5^\circ\text{Bx}$ và độ pH trung bình đạt $3,9$.
  • Động học lên men của 3 công thức phối trộn qua 3 ngày:
Tên mẫu Tỷ lệ phối trộn (Cam : Đường) Thông số Ngày 1 (Brix / pH / Cồn) Thông số Ngày 2 (Brix / pH / Cồn) Thông số Ngày 3 (Brix / pH / Cồn)
C125 $1 : 0,25$ $21^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,5$ / $1,5%\text{V}$ $18^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,2$ / $3,5%\text{V}$ $16^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 2,9$ / $5,0%\text{V}$
C150 $1 : 0,50$ $28^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,7$ / $1,1%\text{V}$ $23^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,6$ / $2,0%\text{V}$ $20^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,5$ / $3,0%\text{V}$
C175 $1 : 0,75$ $35,3^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 4,0$ / $0,9%\text{V}$ $32^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,9$ / $1,5%\text{V}$ $30^\circ\text{Bx}$ / $\text{pH } 3,8$ / $2,0%\text{V}$

Nhận xét động học: Thời gian lên men càng kéo dài thì độ Brix và pH càng giảm do men phân giải đường và sinh acid hữu cơ. Tỷ lệ đường ban đầu càng cao thì tốc độ sinh cồn càng chậm do áp suất thẩm thấu lớn, dẫn đến mẫu C175 sau 3 ngày chỉ đạt 2,0%V cồn, trong khi mẫu C125 đạt nồng độ cồn cao nhất là 5,0%V. Mẫu C150 đạt độ Brix $20^\circ\text{Bx}$, pH 3,5 và nồng độ cồn $3,0%\text{V}$ - mức tối ưu cho dòng sản phẩm nước giải khát lên men nhẹ.

  • Kết quả đánh giá cảm quan thị hiếu:
Chỉ tiêu cảm quan (Thang điểm 1 - 4) Mẫu C125 ($1 : 0,25$) Mẫu C150 ($1 : 0,50$) Mẫu C175 ($1 : 0,75$)
Màu sắc 3,9 (Vàng cam đẹp, nước trong) 3,5 (Vàng cam, hơi đục tự nhiên) 2,1 (Nhiều cặn, màu không đều)
Mùi thơm 2,4 (Mùi gắt cồn) 3,9 (Thơm đặc trưng của cam) 3,8 (Thơm hương cam)
Độ ngọt 2,3 (Ít ngọt) 4,0 (Ngọt vừa, hài hòa) 3,1 (Ngọt gắt)
Độ chua 2,9 (Ít chua / chua gắt) 3,1 (Độ chua phù hợp) 1,6 (Không có vị chua thanh)
Nồng độ cồn cảm quan 3,1 (Cồn cao giống rượu) 3,9 (Vừa phải, dễ uống giải khát) 3,0 (Cồn nhẹ)
Đánh giá chung Không được ưu tiên Được đánh giá cao nhất Không được ưu tiên
  • Kết quả phân tích an toàn vi sinh của mẫu C150:
STT Tên chỉ tiêu vi sinh Đơn vị tính Giới hạn tối đa (TCVN 7045:2002) Kết quả phân tích (CASE)
1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí $\text{CFU/g}$ $10^4$ $7,0 \times 10^1$
2 Coliforms $\text{CFU/g}$ $10$ $< 10$
3 Escherichia coli $/g$ $0$ Không phát hiện
4 Tổng số bào tử nấm men - nấm mốc $\text{CFU/g}$ $10^2$ $< 10$
5 Số lượng nấm men Saccharomyces $\text{CFU/g}$ — $8,4 \times 10^6$

Tất cả các chỉ tiêu vi sinh gây hại đều nằm dưới mức giới hạn cho phép, trong khi mật độ nấm men có lợi Saccharomyces phát triển mạnh mẽ ($8,4 \times 10^6\text{ CFU/g}$), khẳng định sản phẩm an toàn vệ sinh thực phẩm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác định được các chỉ số hóa lý cơ bản của nguồn nguyên liệu cam sành Bến Tre: hiệu suất thu hồi nước cam đạt $44%$, chất khô hòa tan ban đầu đạt $8,5^\circ\text{Bx}$, độ $\text{pH} = 3,9$.
  • Xây dựng thành công công thức phối trộn và chế độ lên men tối ưu cho nước cam lên men:
    • Tỷ lệ phối trộn dịch cam : đường = $1 : 0,50$ (Mẫu C150).
    • Tỷ lệ bổ sung acid citric: $0,6\text{ g}$ trên $300\text{ ml}$ dịch quả.
    • Tỷ lệ bổ sung nấm men Saccharomyces cerevisiae: $1\text{ ml}$ men đã kích hoạt (từ $1\text{ g}$ men khô/1 ml nước ấm), tương đương $0,33%\text{ v/v}$.
    • Thời gian lên men chính: 3 ngày (72 giờ) ở nhiệt độ phòng ($20 - 30^\circ\text{C}$) trong điều kiện yếm khí.
    • Sản phẩm thu được có độ Brix đạt $20^\circ\text{Bx}$, độ $\text{pH} = 3,5$, nồng độ cồn đạt $3,0%\text{V}$, vị chua ngọt hài hòa, màu sắc vàng cam tự nhiên và mùi thơm đặc trưng.
  • Sản phẩm được kiểm nghiệm độc lập tại Trung tâm CASE và chứng minh đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn vi sinh vật theo TCVN 7045:2002.

Giải pháp và kiến nghị

  • Hoàn thiện quy trình vắt và xử lý vỏ cam bằng cách ngâm nước muối loãng nhằm hạn chế tối đa tinh dầu vỏ lẫn vào dịch ép gây đắng nước cam.
  • Cần tiếp tục nghiên cứu các giải pháp ổn định và cải thiện mùi hương tự nhiên sau quá trình lên men chính.
  • Khuyến nghị bổ sung công đoạn xác định hạn sử dụng và nghiên cứu phương pháp bảo quản thích hợp (thanh trùng nhẹ hoặc bổ sung vi lọc) để duy trì chất lượng khi thương mại hóa.

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm có hệ thống về động thái biến đổi độ Brix, pH, nồng độ cồn và chất lượng cảm quan của dịch quả cam sành Bến Tre trong quá trình lên men rượu độ cồn thấp.
  • Đề xuất một hướng chế biến mới cho nông sản cam sành Tây Nam Bộ, góp phần giảm thiểu tình trạng ứ đọng nông sản cục bộ và mở rộng lựa chọn thức uống có lợi cho sức khỏe trên thị trường nước giải khát.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo văn bản đồ án và biên bản giải trình chỉnh sửa sau phản biện hội đồng, nghiên cứu còn một số giới hạn:

  • Thời gian bảo quản chưa được xác định cụ thể: Đồ án mới chỉ kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh ngay sau khi kết thúc quá trình lên men 3 ngày; chưa có dữ liệu theo dõi độ ổn định chất lượng và hạn sử dụng theo thời gian lưu trữ dài hạn.
  • Hương vị sản phẩm: Mùi hương tự nhiên của cam sau khi lên men vẫn có thể tiếp tục cải thiện để đạt độ hấp dẫn thương mại cao hơn, giảm bớt mùi men tồn dư.
  • Quy mô thực nghiệm: Toàn bộ thí nghiệm được bố trí ở quy mô phòng thực hành nhỏ (dung tích mẻ 300 ml dịch quả); chưa khảo sát động học lên men trên các thiết bị lên men bán công nghiệp hoặc bồn ủ kín có kiểm soát nhiệt độ tự động.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Khảo sát các chế độ thanh trùng hoặc bảo quản lạnh để xác định chính xác thời hạn sử dụng của sản phẩm.
  • Nghiên cứu phối hương tự nhiên hoặc bổ sung khí $CO_2$ nhân tạo để tạo dòng sản phẩm nước cam lên men có ga (sparkling orange cider).
  • Mở rộng quy mô sản xuất thử nghiệm ở mức pilot để tối ưu hóa chi phí sản xuất thực tế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực nghiệm hữu ích cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Kỹ thuật Nữ công, Công nghệ Thực phẩm, Quản trị Nhà hàng & Dịch vụ Ăn uống: Cung cấp phương pháp luận chi tiết về thiết kế thí nghiệm phối trộn tỷ lệ đường, theo dõi động thái lên men rượu nhẹ từ nước ép trái cây có múi, phương pháp đánh giá cảm quan thị hiếu và quy trình kiểm nghiệm vi sinh theo tiêu chuẩn quốc gia.
  • Các cơ sở chế biến nông sản, hợp tác xã làm vườn: Cung cấp thông số kỹ thuật thực tế (hiệu suất thu hồi $44%$, tỷ lệ cam : đường $1 : 0,5$, thời gian lên men 3 ngày) để ứng dụng thử nghiệm chế biến đa dạng hóa sản phẩm từ cam sành, gia tăng giá trị chuỗi nông sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nhóm tác giả lại lựa chọn cam sành Bến Tre mà không chọn cam sành Hà Giang hay Hàm Yên?

Theo phân tích của nhóm tác giả trong Chương I, cam sành Bến Tre có ưu điểm vượt trội về tính sẵn có quanh năm, chu kỳ vận chuyển về TP.HCM ngắn giúp giữ trọn vẹn độ tươi của dịch quả. Ngoài ra, cam Bến Tre có độ chua ngọt tự nhiên hài hòa, tép mọng nước, thích hợp cho việc chế biến đồ uống lên men mà không cần điều chỉnh quá nhiều phụ gia.

2. Tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tối ưu được xác định trong đồ án là bao nhiêu?

Công thức tối ưu được xác định tại mẫu C150 bao gồm: tỷ lệ dịch nước cam nguyên chất và đường là $1 : 0,50$ (tương đương 150 g đường trên 300 ml nước cam), bổ sung cố định 0,6 g acid citric và 1 ml men Saccharomyces cerevisiae đã kích hoạt (tương ứng tỷ lệ 0,33% men trên thể tích dịch quả).

3. Động học biến đổi độ Brix, pH và nồng độ cồn diễn ra như thế nào sau 3 ngày lên men mẫu C150?

Ở mẫu C150, nồng độ chất khô hòa tan giảm từ $28^\circ\text{Bx}$ (Ngày 1) xuống $23^\circ\text{Bx}$ (Ngày 2) và đạt $20^\circ\text{Bx}$ (Ngày 3). Độ pH giảm dần từ 3,7 xuống 3,6 và ổn định ở mức 3,5. Nồng độ cồn tăng dần từ 1,1%V (Ngày 1) lên 2,0%V (Ngày 2) và đạt mức chuẩn $3,0%\text{V}$ vào Ngày 3.

4. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh của sản phẩm nước cam lên men C150 có đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm không?

Mẫu sản phẩm C150 sau 3 ngày lên men gửi xét nghiệm tại Trung tâm CASE hoàn toàn đạt tiêu chuẩn vi sinh theo TCVN 7045:2002: tổng số vi sinh vật hiếu khí chỉ ở mức $7,0 \times 10^1\text{ CFU/g}$ (giới hạn tối đa là $10^4\text{ CFU/g}$), Coliforms $< 10\text{ CFU/g}$, không phát hiện E. coli, tổng số bào tử nấm men - nấm mốc $< 10\text{ CFU/g}$, đồng thời mật độ nấm men Saccharomyces đạt $8,4 \times 10^6\text{ CFU/g}$.

5. Nhóm tác giả đã áp dụng kỹ thuật gì để xử lý vị đắng từ tinh dầu vỏ cam khi vắt nước?

Trong quy trình chế biến tại Chương III, sau bước phân loại, quả cam được rửa sạch bằng nước và tiến hành ngâm với nước muối loãng. Biện pháp này giúp loại bỏ bụi bẩn, giảm bớt lượng tinh dầu tồn dư trên bề mặt vỏ quả, từ đó hạn chế tối đa hiện tượng tinh dầu ngấm vào dịch nước cam trong quá trình cắt đôi và vắt ép cơ học.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Đoàn Trúc Linh và Trần Ngọc Tường Vy đã nghiên cứu và hoàn thiện thành công quy trình sản xuất nước trái cây lên men tự nhiên từ nguồn nguyên liệu cam sành Bến Tre. Nghiên cứu xác lập công thức phối trộn tối ưu với tỷ lệ dịch quả : đường là $1 : 0,50$, bổ sung $0,33%$ men Saccharomyces cerevisiae kích hoạt và $0,6\text{ g}$ acid citric trên $300\text{ ml}$ dịch cam, lên men tĩnh yếm khí trong 3 ngày ở nhiệt độ phòng. Sản phẩm cuối cùng đạt độ Brix $20^\circ\text{Bx}$, độ $\text{pH} = 3,5$, nồng độ cồn nhẹ $3,0%\text{V}$, có chất lượng cảm quan hài hòa và đạt đầy đủ các chỉ tiêu an toàn vi sinh vật theo TCVN 7045:2002. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn rõ nét trong việc nâng cao giá trị thương mại cho nông sản có múi và mở ra hướng đi khả thi cho việc chế biến đồ uống lên men tại Việt Nam.