Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Nước Uống Lên Men Từ Nấm Thủy Sâm

Nước uống lên men từ nấm thủy sâm đang trở thành một sản phẩm tiềm năng trong ngành thực phẩm. 62 trang · Trường Đại Học Duy Tân · 2020.

• Tác giả: Trương Thị Thu Hà
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Khắc Tiệp
• Trường học: Trường Đại Học Duy Tân
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Nước Uống Lên Men Từ Nấm Thủy Sâm
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 1.5. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. TỔNG QUAN THỰC PHẨM LÊN MEN
• 2.1.1. Khái niệm lên men và nước uống lên men
• 2.1.2. Tình hình nghiên cứu nước uống lên men
• 2.1.3. Giá trị từ các sản phẩm lên men
• 2.1.4. Quá trình lên men
• 2.1.5. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men
• 2.1.6. Nồng độ dịch chất khô hòa tan của dịch lên men
• 2.1.7. Chỉ tiêu chất lượng lên men
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU NƯỚC UỐNG LÊN MEN
• 2.2.1. Tổng quan về lá vối
• 2.2.2. Tổng quan về nấm thủy sâm
• 3. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
• 3.1.1. Thời gian thí nghiệm
• 3.1.2. Đối tượng thí nghiệm
• 3.1.3. Quy trình sản xuất nước uống lên men lá vối từ nấm thủy sâm dự kiến
• 3.1.4. Thuyết minh quy trình
• 3.1.5. Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ
• 3.1.6. Các bước tiến hành
• 3.2. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
• 3.2.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian và nhiệt độ hãm lá vối
• 3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa đường và nấm thủy sâm
• 3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng thời gian lên men
• 3.2.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát nồng độ chất tan (0Brix) và pH của lá vối trong quá trình lên men
• 3.2.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát nhiệt độ thanh trùng cho sản phẩm
• 3.3. TỔNG KẾT CHƯƠNG 2
• 4. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. KẾT QUẢ TÍNH ĐẦU VÀO CỦA LÁ VỐI
• 4.2. KHẢO SÁT THỜI GIAN VÀ NHIỆT ĐỘ HÃM LÁ VỐI
• 4.3. KHẢO SÁT TỶ LỆ PHỐI TRỘN GIỮA ĐƯỜNG VÀ NẤM THỦY SÂM
• 4.4. KHẢO SÁT THỜI GIAN LÊN MEN
• 4.5. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐỘ BRIX VÀ pH TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN
• 4.6. KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ THANH TRÙNG CỦA SẢN PHẨM
• 4.7. CHẤT LƯỢNG CẢM QUAN SẢN PHẨM
• 4.8. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM LÊN MEN
• 4.9. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH LÊN MEN LÁ VỐI TỪ NẤM THỦY SÂM
• 5. PHẦN 2: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về quy trình sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm

Nước uống lên men từ nấm thủy sâm đang trở thành một sản phẩm tiềm năng trong ngành thực phẩm. Quy trình sản xuất nước uống lên men này không chỉ giúp tận dụng nguyên liệu sẵn có mà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào các khía cạnh của quy trình sản xuất, từ nguyên liệu đến sản phẩm cuối cùng.

1.1. Khái niệm về nước uống lên men và nấm thủy sâm

Nước uống lên men là sản phẩm được tạo ra từ quá trình lên men tự nhiên, trong đó nấm thủy sâm đóng vai trò quan trọng. Nấm thủy sâm không chỉ cung cấp hương vị đặc trưng mà còn chứa nhiều dưỡng chất có lợi cho sức khỏe.

1.2. Lợi ích của nước uống lên men từ nấm thủy sâm

Nước uống lên men từ nấm thủy sâm có nhiều lợi ích cho sức khỏe như tăng cường hệ miễn dịch, hỗ trợ tiêu hóa và cung cấp vitamin cần thiết cho cơ thể. Sản phẩm này cũng giúp giải khát hiệu quả và có thể được sử dụng cho mọi lứa tuổi.

II. Thách thức trong quy trình sản xuất nước uống lên men

Mặc dù quy trình sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm có nhiều tiềm năng, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức cần được giải quyết. Những thách thức này bao gồm việc kiểm soát chất lượng nguyên liệu và quy trình lên men.

2.1. Kiểm soát chất lượng nguyên liệu

Nguyên liệu đầu vào như nấm thủy sâm và lá vối cần được kiểm tra chất lượng để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn. Việc này bao gồm kiểm tra độ tươi, hàm lượng dinh dưỡng và sự hiện diện của tạp chất.

2.2. Quản lý quy trình lên men

Quá trình lên men cần được theo dõi chặt chẽ để đảm bảo các yếu tố như nhiệt độ, độ pH và thời gian lên men được duy trì ở mức tối ưu. Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hương vị của sản phẩm.

III. Phương pháp sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm

Quy trình sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm bao gồm nhiều bước quan trọng. Mỗi bước đều có vai trò riêng trong việc tạo ra sản phẩm chất lượng cao.

3.1. Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ

Nguyên liệu chính bao gồm nấm thủy sâm và lá vối. Các dụng cụ cần thiết như bình lên men, nhiệt kế và pH meter cũng cần được chuẩn bị sẵn sàng để đảm bảo quy trình diễn ra suôn sẻ.

3.2. Các bước tiến hành quy trình lên men

Quy trình lên men bao gồm các bước như hãm lá vối, phối trộn với nấm thủy sâm và đường, sau đó tiến hành lên men trong điều kiện kiểm soát. Mỗi bước cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy quy trình sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm có thể tạo ra sản phẩm chất lượng cao. Sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm.

4.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm

Chất lượng sản phẩm được đánh giá thông qua các chỉ tiêu như pH, độ acid và hàm lượng vitamin. Kết quả cho thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn và có hương vị thơm ngon.

4.2. Ứng dụng trong ngành thực phẩm

Nước uống lên men từ nấm thủy sâm có thể được sử dụng như một sản phẩm giải khát tự nhiên, bổ dưỡng. Sản phẩm này có tiềm năng lớn trong việc phát triển thị trường nước giải khát tại Việt Nam.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nước uống lên men

Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men từ nấm thủy sâm mở ra nhiều cơ hội cho ngành thực phẩm. Sản phẩm này không chỉ mang lại lợi ích sức khỏe mà còn có tiềm năng kinh tế cao.

5.1. Tương lai của sản phẩm nước uống lên men

Với xu hướng tiêu dùng ngày càng tăng đối với sản phẩm tự nhiên, nước uống lên men từ nấm thủy sâm có khả năng trở thành một lựa chọn phổ biến trong thị trường nước giải khát.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng của nước uống lên men từ nấm thủy sâm. Việc này sẽ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và chất lượng sản phẩm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng phát triển của xã hội hiện đại, nhu cầu sử dụng các loại đồ uống lên men tự nhiên có nguồn gốc sinh học ngày càng gia tăng nhằm nâng cao sức khỏe, hỗ trợ tiêu hóa và bổ sung các hợp chất chống oxy hóa. Tại Việt Nam, nguồn nguyên liệu thực vật tự nhiên rất phong phú nhưng mức tiêu thụ nước giải khát lên men bình quân còn thấp (khoảng 0,16 lít/người/năm theo số liệu trích dẫn trong văn bản). Phần lớn các sản phẩm nước uống lên men từ nấm thủy sâm (Kombucha) trên thị trường truyền thống đều sử dụng dịch chiết từ lá trà xanh hoặc trà đen.

Cây vối (Cleistocalyx operculatus) là loài thực vật phổ biến ở vùng nhiệt đới, phân bố rộng rãi tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung và miền Bắc. Lá vối có giá thành rẻ, sản lượng thu hoạch quanh năm, chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như tanin, flavonoid, khoáng chất, vitamin và khoảng 4% tinh dầu có tính kháng khuẩn đối với vi khuẩn Gram dương và Gram âm. Nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, nâng cao giá trị kinh tế của cây vối và đa dạng hóa sản phẩm nước uống lên men, đề tài "Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống lên men lá vối từ nấm thủy sâm" đã được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

1. Nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nước uống lên men từ lá vối và nấm thủy sâm (Kombucha starter culture).
2. Đánh giá chất lượng sản phẩm thông qua các chỉ tiêu hóa lý: pH, độ acid, hàm lượng chất khô hòa tan (độ Brix), đường tổng số, vitamin C, cùng hàm lượng tro và độ ẩm của nguyên liệu đầu vào.
3. Khảo sát sự thay đổi của các thông số kỹ thuật và các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình lên men, từ đó đề xuất các thông số tối ưu cho quy trình chế biến.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Lá vối nếp khô (thu mua tại TP. Hồ Chí Minh, được Khoa Môi trường và Công nghệ hóa – Trường Đại học Duy Tân giám định); đường saccharose tinh thể (Công ty Cổ phần Mía đường Thành Thành Công Tây Ninh); giống nấm thủy sâm Kombucha Starter Culture (được Phòng Vi sinh – Trường Đại học Duy Tân phân loại và kiểm định).
• Địa điểm thực nghiệm: Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường và Công nghệ hóa, Trường Đại học Duy Tân, thành phố Đà Nẵng.
• Thời gian thực hiện: Từ ngày 05/11/2020 đến ngày 15/12/2020.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết về quá trình lên men sinh học của hệ vi sinh vật cộng sinh gồm nấm men và vi khuẩn acetic trong môi trường dịch chiết thảo mộc bổ sung đường. Trong quá trình lên men, nấm men thủy phân đường saccharose thành glucose và fructose, sau đó chuyển hóa kỵ khí thành ethanol và khí carbon dioxide ($\text{CO}_2$). Tiếp đó, vi khuẩn acetic oxy hóa một phần ethanol thành acid acetic, acid glucuronic, acid lactic cùng các acid hữu cơ khác, tạo nên vị chua ngọt hài hòa và hương thơm đặc trưng cho sản phẩm. Động học của quá trình lên men trải qua 3 giai đoạn: thời kỳ đầu (khoảng 2 ngày đầu, tốc độ chậm), thời kỳ chính (2–5 ngày tiếp theo, tốc độ chuyển hóa đạt cực đại), và thời kỳ cuối (lên men phụ, làm ổn định hương vị sản phẩm).

Các phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa lý và kiểm nghiệm cảm quan được áp dụng theo các Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và tài liệu chuyên ngành:

Chỉ tiêu phân tích	Phương pháp / Tiêu chuẩn áp dụng	Nguyên lý và hóa chất chính
Hàm lượng tro	TCVN 8124:2009	Nung mẫu trong chén sứ ở nhiệt độ 550°C trong 6–7 giờ đến khối lượng không đổi; sử dụng công thức: $X = \frac{G_2 - G}{G_1 - G} \times 100$
Hàm lượng ẩm	TCVN 172:2011	Sấy mẫu ở nhiệt độ 105°C trong tủ sấy chân không (4 giờ ban đầu, lặp lại sấy 1 giờ) đến khối lượng không đổi; sử dụng công thức: $W = \frac{m_1 - m_2}{m_1 - m} \times 100$
Hàm lượng Vitamin C	Phương pháp chuẩn độ Iod (Trần Thị Xô)	Chuẩn độ dịch mẫu bằng dung dịch $\text{I}_2\text{ 0,01 N}$ với chất chỉ thị hồ tinh bột 1% trong môi trường $\text{HCl 5%}$; sử dụng công thức: $X% = \frac{V \times V_1 \times 0,00088 \times 100}{V_2 \times W}$
Chất khô hòa tan (Brix)	TCVN 7946:2008	Đo bằng khúc xạ kế (Brix kế), hiệu chỉnh điểm 0 bằng nước cất
Chỉ số pH	TCVN 6492:2011	Đo trực tiếp bằng máy đo pH điện cực tại phòng thí nghiệm
Độ acid tổng số	TCVN 4589:88	Chuẩn độ bằng dung dịch $\text{NaOH 0,1 N}$ với chỉ thị phenolphtalein; sử dụng công thức: $X = \frac{V \times K \times 100}{V_1}$
Đường tổng số	TCVN 4594:1988 (Phương pháp Bertrand)	Khử protein bằng $\text{Zn(CH}_3\text{COO)}_2$ và $\text{Na}_2\text{HPO}_4$, thủy phân bằng $\text{HCl}$, phản ứng với Fehling A và B, hòa tan kết tủa $\text{Cu}_2\text{O}$ bằng $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$, chuẩn độ bằng $\text{KMnO}_4\text{ 0,1 N}$
Đánh giá cảm quan	TCVN 3215-79	Đánh giá theo thang điểm 20 với hệ số trọng lượng: Màu sắc (0,4), Mùi (0,8), Vị (2,0)

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các cơ sở lý luận về công nghệ lên men thực phẩm và hai nguồn nguyên liệu chính:

• Tổng quan thực phẩm lên men: Khái niệm lên men hiếu khí và kỵ khí; cơ chế phản ứng sinh hóa chuyển hóa đường thành ethanol và $\text{CO}_2$; động học quá trình lên men và các yếu tố ảnh hưởng gồm nhiệt độ (tối ưu từ 25–30°C), nồng độ ion $\text{H}^+$ (pH tối ưu cho tạo cồn là 4,5–5,0; pH 3,0–4,0 ức chế vi khuẩn), nồng độ chất khô hòa tan (thích hợp 18–22°Bx, nồng độ 30–35°Bx làm đình chỉ lên men), oxy hòa tan và nồng độ $\text{CO}_2$.
• Tổng quan về lá vối: Phân loại thực vật học (Cleistocalyx operculatus (Roxb) Merr.), đặc điểm của 5 giống vối (vối nếp, vối tẻ, vối bắc, vối rừng, vối cảnh). Phân tích hoạt tính kháng sinh thực vật, tác dụng bền nhiệt và ổn định trong dải pH từ 2 đến 9 đối với các chủng vi khuẩn như Streptococcus, Staphylococcus, trực khuẩn bạch hầu và Pneumococcus.
• Tổng quan về nấm thủy sâm (Kombucha): Cấu trúc màng sinh học cellulose chứa hệ cộng sinh vi khuẩn và nấm men; khả năng sản sinh acid glucuronic hỗ trợ chức năng giải độc gan, thận, chống oxy hóa, giảm cholesterol và nâng cao khả năng miễn dịch.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Tác giả thiết lập sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến và mô tả chi tiết phương pháp bố trí 5 thí nghiệm đơn yếu tố:

• Chuẩn bị nguyên liệu cơ bản: 10 g lá vối khô hãm với 1000 ml nước, lọc dịch, phối trộn đường và nấm thủy sâm theo các tỷ lệ thí nghiệm.
• Thí nghiệm 1: Khảo sát nhiệt độ hãm (80°C, 90°C, 100°C) và thời gian hãm (5 phút, 10 phút, 15 phút).
• Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa nồng độ đường (12, 13, 14, 15°Bx) và khối lượng nấm thủy sâm (15 g, 20 g, 25 g trên 1000 ml dịch vối).
• Thí nghiệm 3: Khảo sát thời gian lên men ở các mốc 24, 48, 72, 96 và 120 giờ tại nhiệt độ phòng (28–30°C) với nồng độ đường cố định 12°Bx và pH ban đầu 6,51.
• Thí nghiệm 4: Khảo sát động học biến thiên của độ Brix và pH trong quá trình lên men với các mẫu có nồng độ chất tan ban đầu khác nhau (12, 13, 14, 15°Bx).
• Thí nghiệm 5: Khảo sát chế độ thanh trùng ở các mức nhiệt độ 60°C, 70°C, 80°C trong các khoảng thời gian 5, 10, 15 và 20 phút để xác định độ bền bảo quản của sản phẩm.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương này công bố số liệu thực nghiệm và phân tích các thông số công nghệ:

• Đặc tính nguyên liệu đầu vào: Lá vối nếp khô đạt hàm lượng tro là 6,05%, độ ẩm 8,91%, và hàm lượng vitamin C là 0,022%, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 7975:2008.
• Tối ưu hóa quá trình hãm dịch vối: Ở 100°C trong thời gian 5 phút, dịch nước vối có màu vàng sáng đẹp, vị đậm đà và mùi thơm đặc trưng của lá vối; kéo dài thời gian hãm đến 10–15 phút làm dịch có vị đắng gắt khó chịu do trích ly nhiều hợp chất chát tanin.
• Tỷ lệ phối trộn nấm và đường: Mẫu phối trộn ở nồng độ đường 12°Bx với 20 g nấm thủy sâm/1000 ml dịch cho sản phẩm có vị ngọt dịu, chua nhẹ hài hòa, hương thơm tự nhiên. Các mẫu có nồng độ đường và khối lượng nấm cao hơn (14–15°Bx, 25 g nấm) tạo ra vị chua nồng gắt.
• Động học lên men theo thời gian:

Thời gian lên men (giờ)	Độ Brix (°Bx)	Giá trị pH
24	12,0	6,51
48	11,8	6,09
72	11,5	5,53
96	11,0	4,47
120	10,0	4,05

Nhận xét: Sau 120 giờ, độ Brix giảm từ 12,0 xuống 10,0°Bx và pH giảm từ 6,51 xuống 4,05; tốc độ giảm mạnh nhất diễn ra từ 72 đến 120 giờ. Thời gian 120 giờ (5 ngày) được chọn là thời điểm kết thúc lên men thích hợp.

• Hiệu suất chuyển hóa đường và pH sản phẩm:

Mẫu khảo sát	Độ Brix ban đầu (°Bx)	Độ Brix sau lên men (°Bx)	pH sau lên men	Hiệu suất chuyển hóa đường (%)
Mẫu 1	12,0	10,0	4,0	16,33
Mẫu 2	13,0	11,5	3,7	11,54
Mẫu 3	14,0	11,0	4,5	21,43
Mẫu 4	15,0	10,0	3,8	33,33

Đánh giá: Mặc dù các mẫu 14–15°Bx có hiệu suất tiêu thụ đường cao (21,43% và 33,33%), chất lượng cảm quan lại có mùi sốc và nồng. Mẫu 12°Bx (Mẫu 1) đạt pH 4,0 và Brix sau lên men 10,0°Bx, đạt điểm cảm quan cao nhất về sự hài hòa vị giác.

• Chế độ thanh trùng sản phẩm:

Nhiệt độ thanh trùng	Thời gian giữ nhiệt (phút)	Thời gian bảo quản ổn định	Hiện tượng ghi nhận
60°C	5	6 ngày	Xuất hiện vị lạ
60°C	10	7 ngày	Sản phẩm đạt yêu cầu, giữ nguyên màu sắc, mùi vị
60°C	15–20	5 ngày	Xuất hiện bọt khí và vị lạ
70°C	10	7 ngày	Bảo quản được 7 ngày nhưng tốn năng lượng hơn mức 60°C
80°C	5–20	4–5 ngày	Vị chua lạ, gây khó chịu vùng lưỡi do biến tính nhiệt

Kết luận công nghệ: Chế độ thanh trùng được lựa chọn là 60°C trong thời gian 10 phút.

---

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã xác lập đầy đủ các thông số công nghệ cốt lõi cho quy trình sản xuất nước uống lên men lá vối từ nấm thủy sâm ở quy mô phòng thí nghiệm:

Lá vối khô (10 g) -> Rửa sạch -> Hãm với 1000 ml nước (100°C, 5 phút) -> Lọc bã -> Bổ sung đường (12°Bx) -> Phối trộn nấm thủy sâm (20 g) -> Lên men tĩnh (28–30°C, 120 giờ) -> Lọc bỏ bã nấm -> Chiết chai -> Thanh trùng (60°C, 10 phút) -> Sản phẩm hoàn thiện

Các kết quả định lượng cụ thể:

• Nguyên liệu lá vối nếp khô đạt tiêu chuẩn với độ ẩm 8,91%, hàm lượng tro 6,05%, vitamin C 0,022%.
• Thông số trích ly tối ưu: Tỷ lệ 10 g lá vối khô trong 1000 ml nước, nhiệt độ hãm 100°C trong 5 phút.
• Thông số lên men tối ưu: Nồng độ chất khô ban đầu 12°Bx, tỷ lệ nấm cấy 20 g/lít, nhiệt độ lên men 28–30°C, thời gian lên men 120 giờ (5 ngày). Sản phẩm sau lên men đạt độ Brix 10,0°Bx, pH 4,05, hiệu suất chuyển hóa đường đạt 16,33%.
• Chế độ xử lý nhiệt: Thanh trùng ở 60°C trong 10 phút giúp duy trì chất lượng cảm quan và kéo dài thời gian bảo quản được 7 ngày ở điều kiện thường.

Đóng góp của đề tài: Tác giả đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng lá vối thay thế hoàn toàn trà đen và trà xanh truyền thống trong sản xuất thức uống Kombucha. Nghiên cứu đã xây dựng được bộ dữ liệu thực nghiệm hoàn chỉnh về sự biến thiên của pH, độ Brix và hiệu suất chuyển hóa đường theo thời gian, đặt cơ sở khoa học cho việc phát triển các dòng sản phẩm giải khát chức năng có nguồn gốc từ thảo mộc địa phương.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và nội dung thực nghiệm được trình bày trong văn bản, đề tài còn tồn tại một số giới hạn:

• Hạn chế:
  • Quy mô thực nghiệm mới dừng lại ở mức phòng thí nghiệm với thể tích mẻ nhỏ (1000 ml dịch chiết/mẫu).
  • Thời gian theo dõi hạn sử dụng sau thanh trùng còn ngắn (khảo sát tối đa 7 ngày).
  • Văn bản chưa đi sâu định danh chi tiết thành phần các loài vi sinh vật cụ thể trong hệ cộng sinh của màng nấm Kombucha starter culture, chưa định lượng cụ thể hàm lượng từng loại acid hữu cơ sinh ra (như acid acetic, acid glucuronic, acid lactic) bằng các phương pháp sắc ký chuyên sâu.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Nghiên cứu kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm bằng cách tối ưu hóa bao bì hoặc kết hợp các phương pháp bảo quản lạnh.
  • Mở rộng khảo sát phối chế thêm các loại dịch quả hoặc thảo mộc phụ trợ nhằm tăng cường tính đa dạng về hương vị.
  • Nâng quy mô thử nghiệm lên bán công nghiệp để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu thực nghiệm hữu ích cho sinh viên, học viên và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sinh học và Kỹ thuật Hóa học.

Những nội dung có giá trị tham khảo cao trong tài liệu bao gồm:

• Quy trình chuẩn bị mẫu, công thức và kỹ thuật xác định các chỉ tiêu hóa lý thực phẩm theo hệ thống TCVN (hàm lượng tro theo TCVN 8124:2009, độ ẩm theo TCVN 172:2011, đường tổng bằng phương pháp Bertrand theo TCVN 4594:1988, độ acid theo TCVN 4589:88).
• Bộ số liệu động học thực nghiệm về sự thay đổi của nồng độ chất khô hòa tan (°Bx) và độ pH của hệ vi sinh vật Kombucha trên môi trường cơ chất dịch chiết lá vối.
• Phương pháp luận bố trí các thí nghiệm đơn yếu tố và kỹ thuật đánh giá cảm quan thực phẩm theo phương pháp cho điểm tổng hợp TCVN 3215-79.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hàm lượng tro, ẩm và vitamin C của nguyên liệu lá vối khô sử dụng trong đề tài là bao nhiêu?
Trả lời: Kết quả kiểm nghiệm nguyên liệu lá vối nếp khô đầu vào cho thấy: hàm lượng tro đạt 6,05%, độ ẩm đạt 8,91%, và hàm lượng vitamin C đạt 0,022%. Các chỉ số này đều đạt yêu cầu chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 7975:2008.

2. Vì sao tác giả lựa chọn chế độ hãm lá vối ở 100°C trong thời gian 5 phút?
Trả lời: Dựa trên đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79, hãm 10 g lá vối khô trong 1000 ml nước ở 100°C trong 5 phút giúp dịch chiết có màu vàng đẹp, vị đậm đà và giữ được mùi thơm đặc trưng của lá vối. Nếu hãm kéo dài từ 10 đến 15 phút, nước vối sẽ chuyển sang màu vàng sẫm và xuất hiện vị đắng chát khó chịu.

3. Động học của độ Brix và pH thay đổi như thế nào trong suốt 120 giờ lên men?
Trả lời: Trong 120 giờ lên men tại nhiệt độ 28–30°C: độ Brix giảm dần từ 12,0°Bx (24h) xuống 11,8°Bx (48h), 11,5°Bx (72h), 11,0°Bx (96h) và đạt 10,0°Bx ở 120h. Cùng lúc đó, pH giảm từ 6,51 (24h) xuống 6,09 (48h), 5,53 (72h), 4,47 (96h) và đạt 4,05 tại 120h. Giai đoạn giảm mạnh nhất diễn ra trong khoảng từ 72 đến 120 giờ.

4. Chế độ thanh trùng nào được tác giả lựa chọn và thời gian bảo quản sản phẩm đạt được là bao lâu?
Trả lời: Tác giả lựa chọn chế độ thanh trùng ở nhiệt độ 60°C trong thời gian 10 phút. Ở điều kiện này, sản phẩm giữ được chất lượng cảm quan tốt nhất, không xuất hiện vị lạ hay bọt khí, và duy trì độ ổn định bảo quản trong vòng 7 ngày ở nhiệt độ phòng.

5. Tỷ lệ phối trộn ban đầu giữa nồng độ đường và khối lượng nấm thủy sâm tối ưu là bao nhiêu?
Trả lời: Tỷ lệ phối trộn tối ưu được xác định là 12°Bx đường bổ sung cùng 20 g nấm thủy sâm trên 1000 ml dịch chiết nước vối. Nghiệm thức này tạo ra sản phẩm sau lên men có vị ngọt dịu vừa phải, thoảng vị chua thanh và hương thơm đặc trưng của lá vối, không bị chua gắt hay nồng mùi giấm.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trương Thị Thu Hà đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu và thiết lập thành công quy trình công nghệ sản xuất nước uống lên men từ lá vối kết hợp nấm thủy sâm ở quy mô phòng thí nghiệm. Bằng phương pháp thực nghiệm khoa học, tác giả đã xác định được các thông số kỹ thuật tối ưu gồm tỷ lệ hãm lá vối (10 g/lít, 100°C trong 5 phút), nồng độ đường phối trộn (12°Bx), tỷ lệ nấm cấy (20 g/lít), thời gian lên men (120 giờ tại 28–30°C) và chế độ thanh trùng (60°C trong 10 phút). Đề tài đóng góp một giải pháp công nghệ cụ thể trong việc khai thác nguồn dược liệu tự nhiên của Việt Nam để tạo ra sản phẩm đồ uống lên men giàu dinh dưỡng, mở ra hướng ứng dụng thực tiễn cho ngành chế biến thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN THỰC PHẨM LÊN MEN: 1. Khái niệm lên men và nước uống lên men: Lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật để tạo ra sinh khối hoặc thúc đẩy vi sinh vật tạo ra sản phẩm trao đổi chất, như chuyển đổi đường thành sản phẩm như: acid, khí hoặc etylic…. của nấm men hoặc vi khuẩn, hoặc trong trường hợp lên men acid lactic trong tế bào cơ ở điều kiện thiếu khí oxy [16].

Ở vi sinh vật, quá trình lên men là phương tiện chính để sản xuất adenosine triphosphate (ATP) bằng cách phân hủy kỵ khí các chất dinh dưỡng hữu cơ [17]. Con người đã sử dụng quá trình lên men để sản xuất thực phẩm và đồ uống từ thời đại đồ đá mới. Ví dụ, quá trình lên men được sử dụng để bảo quản trong một quá trình tạo ra acid lactic có trong các loại thực phẩm chua như dưa chuột muối, kombucha, kim chi và sữa chua, cũng như để sản xuất đồ uống có etylic như rượu và bia…. Quá trình lên men cũng xảy ra trong đường tiêu hóa của tất cả các loài động vật, bao gồm cả con người [14].

Nước uống lên men là sản phẩm của quá trình lên men rượu chưa kết thúc nhờ tác nhân vi sinh vật, nấm men. Nước uống chứa nhiều chất dinh dưỡng, vitamin,… tốt cho tiêu hóa, có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi vì đó là sản phẩm của quá trình lên men tự nhiên, tinh khiết. CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hoà tan vào nước giải khát, sau đó tác dụng với các chất hoặc nguyên tố có trong thành phần của nước giải khát, tạo ra các ester đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn. Nhờ môi trường dinh dưỡng phong phú nên sản phẩm hình thành ngoài ethanol, còn có acid hữu cơ, glyxerin, các chất gây hương tạo lên hương vị đặc biệt của nước uống lên men mà các sản phẩm khác không có.

Giải nhiệt tốt hơn vì CO2 sẽ bay hơi và thu nhiệt, do đó tạo cho ta cảm giác mát lạnh. Nước lên men có vị ngọt và mát lạnh nên dùng để giải khát rất tốt. Đối với những người bị cảm, sốt, hay bị dị ứng, mỏi mệt kinh niên, bệnh phù, nước quả lên men giúp tăng khả năng đề kháng với các bệnh truyền nhiễm, ngừa bệnh khô da vào mùa đông (do trong nước lên men có khá nhiều khoáng và vitamin B,C,…) [15]. Tình hình nghiên cứu nước uống lên men: a.

Trên thế giới [2]: Ngành sản xuất nước uống lên men đã có từ rất lâu đời và đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Trong số các nước giải khát thì đây được coi là mặt hàng chiến lược của thế kỉ XXI nên các quốc gia như: Mỹ, Nhật, Đức,…đã và đang tập trung nghiên cứu các loại nước uống lên men. SVTH: Trương Thị Thu Hà Lớp: K22CTP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 4 GVHD: ThS. Nguyễn Khắc Tiệp Sản phẩm đã nhanh chóng chiếm lĩnh và được thị trường chấp nhận.

Trong số đó phải kể đến các hãng sản xuất nước giải khát nổi tiếng như Coca-Cola, Nestle,… có doanh thu hàng tỉ USD/năm, với mặt hàng truyền thống là loại nước pha chế từ đường, hương liệu, màu, CO2 và một số loại hóa chất khác đã chiếm lĩnh được thị trường quốc tế trong suốt thế kỉ 20. Ngày nay, khi điều kiện sống của con người ngày càng được nâng cao thì nhu cầu sử dụng nước giải khát lên men ngày càng tăng và từng bước chuyển dần từ loại nước giải khát pha chế truyền thống sang sử dụng loại nước giải khát có chứa các chất dinh dưỡng như: vitamin, muối khoáng, acid amin,… được sản xuất từ các loại trái cây cũng như từ các loại vi sinh vật có lợi cho hệ tiêu hóa. Đây được coi là mặt hàng chiến lược chủ yếu của thế kỉ 21, nên nhiều quốc gia như: Mỹ, Đức, Hàn Quốc, Hà Lan, Nhật,…đã tập trung nghiên cứu và sản xuất được nhiều loại nước giải khát từ các loại trái cây và vi sinh vật như: Kombucha, Strong bow, Minute Maid … có chất lượng cao đã mau chóng chiếm lĩnh được thị trường. Schennebly Redland’s Winery là một trong những công ty sản xuất rượu nổi tiếng ở Mỹ.

Họ sản xuất nhiều chủng loại khác nhau như rượu về quả xoài, vải, ổi, khế… trong đó rượu từ quả chanh dây chiếm số lượng lớn nhất. Đây là loại rượu rất đặc biệt, nó có khả năng lưu vị rất lâu sau khi uống không giống như các loại rượu chúng ta từng thưởng thức. Ngoài vị ngọt nó còn có vị chát và hương thơm đặc trưng. Theo dự đoán của các nhà chiến lược.

Trong các loại nước giải khát lên men được đánh giá là mặt hàng “mạnh” trong tương lai vì đây là sản phẩm được đánh giá có giá trị dinh dưỡng cao nhờ quá trình lên men của vi sinh vật tạo ra sản phảm có hương vị đặc trưng, cải thiện sức khỏe cộng đồng và rất phù hợp với thế hệ trẻ. Trong nước [2]: Cho đến nay đã có một số công ty đã đầu tư vào việc sản xuất nước giải khát tại Việt Nam như: Công Ty TNHH một thành viên thực phẩm và nước giải khát Nam Việt, Công ty cổ phần Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội, Gatorade,…song mức tiêu thụ bình quân của người Việt Nam chỉ đạt 0,16lit/ người/ năm (là quá thấp so với nhiều quốc gia trên khu vực) trong khi nguồn nguyên liệu để sản xuất nước giải khát lên men ở Việt Nam lại vô cùng phong phú, đa dạng, hoàn toàn có thể đáp ứng được các yêu cầu về nguyên liệu để sản xuất ổn định lâu dài lại đang có nguy cơ bị dư thừa do thiếu công nghệ chế biến phù hợp. SVTH: Trương Thị Thu Hà Lớp: K22CTP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 5 GVHD: ThS. Nguyễn Khắc Tiệp Việc nghiên cứu nước giải khát lên men là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và khu vực.

Tuy nhiên việc lựa chọn nguyên liệu để mang lại một loại nước giải khát lên men chất lượng cao, giá cả thích hợp với số đông người tiêu dùng không phải là vấn đề đơn giản mà nó đang là vấn đề cấp thiết đối với ngành nước giải khát của Việt Nam. Vì thế nguyên liệu được lựa chọn để nghiên cứu phải thỏa mãn về thành phần dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng và phù hợp với công nghệ sản xuất để nước giải khát lên men có thể được sử dụng rộng rãi hơn trên thị trường. Để đạt được điều đó đòi hỏi các nhà thực phẩm của Việt Nam phải tiếp tục nghiên cứu quy trình, công nghệ để tận dụng nguồn trái cây sẵn có tại nước ta để sản xuất nước giải khát lên men. Hiện tại, một số chuyên gia thực phẩm tại Viện nghiên cứu Hà Nội đã nghiên cứu thành công quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ nho, dâu, dứa,.

và từ hỗn hợp các loại quả. Giá trị từ các sản phẩm lên men: Theo Nguyễn Thường Hạnh [21], các giá trịtừ sản phẩm lên men được diễn ra như sau: Thực phẩm lên men là một nguồn tự nhiên giúp cải thiện sức khỏe nhờ các thành phần dinh dưỡng bao gồm men vi sinh, vitamin B phức hợp và chất xơ. Dưới đây là những lợi ích mà thực phẩm lên men mang lại. - Tăng cường hệ miễn dịch: Thực phẩm lên men là một nguồn thực phẩm an toàn và tự nhiên khi nói đến việc duy trì hệ thống miễn dịch.

Quá trình này cuối cùng sẽ bảo vệ cơ thể chống lại vi khuẩn làm suy yếu tình trạng sức khỏe. - Hỗ trợ tiêu hóa: Men vi sinh tạo thành lớp lót bảo vệ trong ruột giúp bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân như E.coli và Salmonella. Ruột khỏe mạnh cũng đóng một vai trò thiết yếu trong việc thúc đẩy quá trình tiêu hóa. - Giúp xương chắc khỏe: Hầu hết các loại thực phẩm lên men đều giàu canxi giúp cải thiện tình trạng xương của bạn.

- Giảm cân hiệu quả: Những loại thực phẩm này dung nạp chất xơ giúp no trong nhiều giờ, đồng thời không chứa cholesterol và đường nên có thể thoải mái thưởng thức mà không lo tăng cân. - Cung cấp nhiều chất xơ: Trong các loại thực phẩm lên men chứa hàm lượng chất xơ cao. - Ngoài ra chúng còn cung cấp năng lượng, hỗ trợ điều trị tiểu đường, chống oxy hóa và chứa nhiều men vi sinh. SVTH: Trương Thị Thu Hà Lớp: K22CTP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 6 GVHD: ThS.

Nguyễn Khắc Tiệp 1. Quá trình lên men: Lên men là quá trình trao đổi cơ chất dưới tác dụng của enzyme (xúc tác sinh học). Tùy theo yêu cầu của sản phẩm sau quá trình lên men mà người ta chia thành nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên men là lên men hiếu khí và lên men kị khí với sự có mặt của nấm men, chúng sẽ chuyển hóa đường thành etylic và cacbonic.

Lên men kỵ khí: Theo Bạch Phương Lan [3], giáo trình Vi sinh học ứng dụng lên men kỵ khí được diễn ra như sau. Cơ chất được phân giải qua một loạt các phản ứng oxi hóa - khử, trong điều kiện không có sự tham gia của oxi không khí mà chỉ có sự cho - nhận hydro. Trong quá trình lên men, H+ thoát ra ở giai đoạn đường phân không được NADH2 chuyển đến chuỗi hô hấp tế bào mà được gắn với các chất trao đổi chung gian của chính chuỗi chuyển hóa để tạo sản phẩm cuối, đồng thời giải phóng các NAD+. Sau đây là một số sản phẩm thường gặp trong quá trình lên men kỵ khí và được thể hiện ở bảng 1.

Bảng 1: Các sản phẩm thường gặp trong lên men kỵ khí Tên sản phẩm Công thức hóa học Etylic CH3-CH2-OH Acid lactic CH3-CHOH-COOH Acid sucnic HCOOC-CH2-CH2-COOH Acid butyric CH3-CH2-CH2-COOH Axeton CH3-CO-CH3 Glixerin CH2OH-CHOH-CH2OH Rượu butylic CH3-CH2-CH2-CH2-OH Acid formic HCOOH Khí metan CH4 SVTH: Trương Thị Thu Hà Lớp: K22CTP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 7 GVHD: ThS. Nguyễn Khắc Tiệp b. Lên men hiếu khí: Theo Bạch Phương Lan [3], giáo trình Vi sinh học ứng dụng lên men hiếu khí được diễn ra như sau: Cơ chất được phân giải trong điều kiện có oxy phân tử tham gia, nhưng quá trình oxy hóa diễn ra không triệt để đến cuối cùng tạo ra CO2 và H2O mà dừng lại ở sản phẩm trung gian là etylic hoặc acid hữu cơ (quá trình oxy hóa không hoàn toàn). Sau đây là các sản phẩm thường gặp trong quá trình lên men hiếu khí được thể hiện ở bảng 2.