Nghiên cứu quy trình sản xuất và phát triển sản phẩm giấm dứa lên men

Khám phá quy trình sản xuất giấm dứa tối ưu qua phương pháp lên men chìm. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và phát triển sản phẩm.

• Tác giả: Trinh Manh Truong
• Người hướng dẫn: Dr. Pham Bang Phuong
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Food Technology
• Đề tài: Research on vinegar production process and product development fruit vinegar made from pineapple
• Loại tài liệu: Bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. PHẦN 1: MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Mục tiêu tổng quát
• 1.2. Mục tiêu chi tiết
• 1.3. Hạn chế của đề tài
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Tổng quan về nguyên liệu dứa
• 2.3. Thành phần dinh dưỡng và công dụng của dứa
• 2.4. Các công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
• 2.5. Chủng vi khuẩn lên men axit axetic
• 2.6. Đặc điểm của vi khuẩn axetic
• 2.7. Phân loại vi khuẩn axetic
• 2.8. Tổng quan về giấm
• 2.9. Các kỹ thuật cần chú ý khi sản xuất giấm
• 2.10. Axit hóa dịch lên men
• 2.11. Hàm lượng cồn etylic trong dịch lên men giấm
• 2.12. Các chất C, N, P và các nguyên tố vi lượng
• 2.13. Các nguyên nhân làm suy giảm chất lượng lên men giấm
• 2.14. Các giai đoạn sau khi thu hồi giấm
• 3. PHẦN 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng, nguyên vật liệu, thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 3.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 3.4. Quy trình sản xuất giấm dứa
• 3.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng chất khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men giấm dứa
• 4.2. Kết quả nghiên cứu xác định pH thích hợp cho quá trình lên men
• 4.3. Kết quả nghiên cứu xác định nhiệt độ lên men thích hợp cho quá trình lên men
• 4.4. Kết quả nghiên cứu xác định thời gian lên men thích hợp cho quá trình lên men
• 4.5. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm
• 4.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Quy trình Sản xuất Giấm Dứa

Giấm dứa là một sản phẩm lên men truyền thống được tạo ra từ nước ép dứa thông qua quá trình lên men axit acetic. Quy trình sản xuất này kết hợp nhiều bước kỹ thuật quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Lên men chìm (submerged fermentation) là phương pháp hiệu quả nhất được các nhà khoa học sử dụng để tối ưu hóa sản xuất. Dứa, một loại trái cây giàu dinh dưỡng, cung cấp các chất cần thiết cho quá trình lên men vi sinh vật. Các vi khuẩn axit acetic sẽ chuyển đổi ethanol thành axit acetic, tạo nên hương vị đặc trưng của giấm. Đây là một quá trình phức tạp đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật để đạt hiệu suất tối ưu.

1.1. Vai trò của Vi khuẩn Axit Acetic

Vi khuẩn axit acetic (Acetobacter) đóng vai trò then chốt trong quá trình lên men giấm. Những vi sinh vật này có khả năng chuyển đổi ethanol thành axit acetic thông qua hoạt động trao đổi chất. Các vi khuẩn này yêu cầu môi trường hiếu khí (có oxy) để sống và hoạt động hiệu quả. Chúng cần các điều kiện pH, nhiệt độ và nồng độ cồn phù hợp để phát triển tối ưu.

1.2. Thành phần Dinh dưỡng trong Dứa

Dứa chứa nhiều chất khô hòa tan (brix), axit tự nhiên và các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình lên men. Nồng độ brix 6 độ được xác định là tối ưu nhất cho sự phát triển của vi khuẩn. Dứa cũng cung cấp vitamin C, enzym bromelain và các khoáng chất hỗ trợ quá trình lên men, tạo điều kiện thuận lợi cho sự chuyển hóa ethanol.

II. Các Thông Số Tối Ưu hóa Lên Men Giấm Dứa

Để đạt được chất lượng giấm dứa cao nhất, cần tối ưu hóa nhiều thông số kỹ thuật trong quá trình lên men. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc kiểm soát các yếu tố như pH, nhiệt độ, nồng độ cồn và thời gian lên men là absolutely cần thiết. Mỗi thông số đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chuyển hóa axit acetic và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Những thay đổi nhỏ trong các điều kiện này có thể dẫn đến sự khác biệt lớn về hương vị, độ axit và giá trị dinh dưỡng của giấm. Tối ưu hóa này giúp tăng năng suất và tạo ra sản phẩm ổn định, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng cao.

2.1. Nồng độ pH và Cồn Ethanol

pH 5,5 được xác định là mức optimal cho lên men vi sinh vật. Nồng độ ethanol 5% cung cấp đủ cơ chất cho vi khuẩn axit acetic chuyển hóa. Đây là điều kiện cân bằng hóa học giữa môi trường axit cần thiết và nồng độ cồn phù hợp để vi khuẩn hoạt động hiệu quả mà không bị ức chế.

2.2. Kiểm soát Nhiệt độ Lên Men

Nhiệt độ 28°C là tối ưu nhất cho sự phát triển của vi khuẩn aicit acetic. Ở nhiệt độ này, vi khuẩn có khả năng sinh trưởng và sản xuất axit acetic bền vững. Nếu nhiệt độ quá thấp, quá trình lên men sẽ chậm; quá cao sẽ tiêu diệt vi khuẩn, làm gián đoạn chuyển hóa ethanol sang axit.

III. Thời Gian Lên Men và Quản Lý Quá Trình

Thời gian lên men 20 ngày được xác định là khoảng thời gian tối ưu để hoàn thành quá trình chuyển hóa axit acetic từ giấm dứa. Thời gian này đủ dài để cho phép vi khuẩn axit acetic phát triển đầy đủ, trao đổi chất và tạo ra lượng axit cần thiết. Tuy nhiên, quản lý thời gian lên men cần cẩn thận vì nếu kéo dài quá lâu, vi khuẩn sẽ sử dụng axit acetic đã tạo ra để lấy năng lượng cho hoạt động sống, làm giảm nồng độ axit cuối cùng. Ngược lại, thời gian quá ngắn không cho phép quá trình lên men vi sinh vật hoàn thành, dẫn đến sản phẩm không đạt chất lượng mong muốn. Đây là lý do cần theo dõi chặt chẽ tiến độ lên men để xác định thời điểm thu hoạch tối ưu.

3.1. Giai đoạn Phát triển Vi khuẩn

Trong 20 ngày lên men, vi khuẩn trải qua các giai đoạn phát triển: khởi động, tăng trưởng nhanh, và ổn định. Giai đoạn tăng trưởng là quan trọng nhất khi vi khuẩn thực hiện chuyển hóa ethanol với tốc độ cao nhất, tạo ra axit acetic lớn nhất.

3.2. Theo dõi và Điều chỉnh Quá Trình

Cần thường xuyên kiểm tra độ axit, nồng độ cồn và giá trị pH trong quá trình lên men 20 ngày. Nếu phát hiện các tham số lệch khỏi điều kiện tối ưu, cần điều chỉnh kịp thời bằng cách thay đổi nhiệt độ, cung cấp oxy hoặc bổ sung chất dinh dưỡng để vi khuẩn axit acetic tiếp tục hoạt động hiệu quả.

IV. Đánh giá Chất Lượng Sản phẩm Giấm Dứa

Đánh giá cảm quan là bước quan trọng cuối cùng trong quy trình sản xuất giấm dứa. Sản phẩm cuối cùng cần đạt các tiêu chí về hương vị, màu sắc, độ trong, và mùi thơm đặc trưng. Một sản phẩm giấm dứa tối ưu hóa tốt sẽ có vị axit vừa phải, không bị chua quá mức hoặc nhạt nhẽo. Ngoài đánh giá cảm quan, cần thực hiện các phân tích hóa học để xác định nồng độ axit acetic, pH, nồng độ cồn còn lại và hàm lượng chất khô. Kết quả của giấm dứa tối ưu hóa không chỉ mang lại sản phẩm chất lượng cao mà còn tạo ra một loại thực phẩm lên men đa dạng, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng hiện đại.

4.1. Tiêu chuẩn Cảm Quan

Giấm dứa chất lượng tốt có màu sắc vàng nhạt đến nâu nhạt, mùi thơm đặc trưng của dứa hòa quyện với aroma axit acetic, vị cân bằng giữa chua, ngọt và hương thơm của dứa. Không có mùi lạ hoặc vị uất cho thấy quá trình lên men hoàn toàn thành công.

4.2. Phân tích Hóa Học và Dinh dưỡng

Giấm dứa tối ưu hóa cần có nồng độ axit acetic từ 4-6%, pH từ 3-3,5, hàm lượng chất khô thích hợp và ethanol thấp. Tối ưu hóa lên men thành công được xác nhận khi sản phẩm đạt tất cả các tiêu chuẩn dinh dưỡng và an toàn thực phẩm theo quy định.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp tại các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam (như Bắc Kạn, Phú Thọ, Nghệ An cùng một số vùng chuyên canh khác như Lâm Đồng, Tiền Giang), cây dứa (Ananas comosus L. Merrill) chiếm vị trí kinh tế quan trọng nhờ khả năng chịu hạn, thích nghi điều kiện lập địa khắc nghiệt và chu kỳ thu hồi vốn nhanh. Tuy nhiên, thực trạng mở rộng diện tích trồng dứa tự phát thiếu liên kết thị trường đã khiến đầu ra của nông dân phụ thuộc hoàn toàn vào thương lái. Thêm vào đó, điều kiện thời tiết cực đoan và mưa lớn kéo dài trong mùa thu hoạch thường làm gia tăng tỷ lệ dứa dập nát, thối hỏng cục bộ, đẩy giá thu mua xuống thấp và gây thất thoát kinh tế lớn cho người trồng dứa.

Mặt khác, xu hướng tiêu dùng thực phẩm hiện đại ngày càng hướng đến các sản phẩm tự nhiên lên men sinh học giàu giá trị dinh dưỡng thay thế sản phẩm pha chế hóa học tổng hợp. Quả dứa chứa hàm lượng đường, acid hữu cơ, vitamin và enzyme phong phú nhưng chủ yếu mới được khai thác ở dạng ăn tươi, sấy khô, làm mứt hoặc đóng hộp xuất khẩu. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu dứa quả tại địa phương (kể cả những quả có mẫu mã xấu hoặc dập rụng do vận chuyển nhưng còn phẩm chất thịt quả) để sản xuất giấm hoa quả lên men tự nhiên là giải pháp kỹ thuật cần thiết nhằm gia tăng giá trị nông sản và đa dạng hóa cơ cấu sản phẩm chế biến.

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận được xác lập như sau:

1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu quy trình sản xuất và phát triển sản phẩm giấm hoa quả lên men từ nguyên liệu dứa.
2. Mục tiêu chi tiết:
   • Nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình lên men giấm dứa bao gồm: xác định hàm lượng chất khô hòa tan (°Bx), độ pH ban đầu, nhiệt độ lên men và thời gian lên men thích hợp.
   • Nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ các thành phần cơ chất bổ sung (nồng độ cồn pha loãng ban đầu 5%) phục vụ quá trình lên men chìm.
   • Đánh giá chất lượng cảm quan và các chỉ tiêu an toàn thực phẩm của sản phẩm giấm dứa thu được theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
   • Xây dựng và hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất giấm dứa ở quy mô phòng thí nghiệm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Quả dứa tươi thu mua tại chợ đầu mối Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên; chủng vi khuẩn acid acetic (Acetobacter aceti) được cung cấp bởi phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
• Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học & Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.
• Phạm vi thời gian: Từ ngày 01/03/2021 đến ngày 20/10/2021.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập trên nền tảng lý thuyết vi sinh vật học thực phẩm và kỹ thuật lên men sinh học:

• Cơ sở khoa học về nguyên liệu: Dứa (Ananas comosus L. Merrill) thuộc họ Bromeliaceae, chi Ananas. Các nhóm dứa chính tại Việt Nam gồm nhóm Queen (dứa hoa, thịt vàng đậm, thơm ngọt), nhóm Cayenne (quả to, nhiều nước, chuyên chế biến công nghiệp). Thành phần dịch quả dứa chứa nước (85,5%), carbohydrate (13,7%), fructose (8,6%), glucose (4,7%), saccharose (13,7%), tro (1,24%), vitamin C (4,2 mg/100g), protein (0,4g), lipid (0,2g) cùng các khoáng chất Ca, P, Fe, Cu.
• Cơ chế lên men acid acetic: Là quá trình oxy hóa không hoàn toàn ethanol thành acid acetic dưới tác dụng xúc tác của enzyme vi khuẩn acetic trong điều kiện hiếu khí: $$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{Enzyme}} \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} + 117\text{ kcal}$$ Quá trình oxy hóa diễn ra qua 2 giai đoạn: chuyển hóa ethanol thành acetaldehyde ($\text{CH}_3\text{CHO}$), tiếp tục hydrat hóa thành hydrate acetaldehyde ($\text{CH}_3\text{CH(OH)}_2$) và oxy hóa thành acid acetic ($\text{CH}_3\text{COOH}$). Khi nguồn ethanol cạn kiệt, vi khuẩn acetic có thể xảy ra quá trình oxy hóa triệt để (over-oxidation) chuyển acid acetic thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$ làm giảm độ chua của sản phẩm.
• Phương pháp lên men áp dụng: Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật lên men chìm (Submerged fermentation) trong hệ thống nồi lên men chuyên dụng (Acetator), sục khí liên tục nhằm tối đa hóa diện tích tiếp xúc giữa pha khí (oxy), cơ chất lỏng và sinh khối vi khuẩn.

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

• Bố trí thí nghiệm đơn yếu tố: Khảo sát lần lượt ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan (5; 5,5; 6; 6,5; 7 °Bx), pH ban đầu (4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5), nhiệt độ lên men (24; 26; 28; 30; 32 °C) và thời gian lên men (0, 10, 20, 30, 40 ngày). Nồng độ cồn ban đầu được cố định ở mức pha loãng 5%.
• Phương pháp phân tích hóa lý:
  • Xác định hàm lượng chất khô hòa tan (°Bx) bằng khúc xạ kế quang học cầm tay (Hàn Quốc).
  • Xác định pH bằng máy đo pH điện cực màng thẩm thấu (Thụy Sĩ), hiệu chỉnh môi trường bằng dung dịch $\text{HCl}\ 0,1\text{N}$.
  • Xác định hàm lượng acid acetic sinh ra bằng phương pháp chuẩn độ thể tích acid-base: sử dụng dung dịch chuẩn $\text{NaOH}\ 0,1\text{N}$ với chỉ thị phenolphthalein đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây.
• Phương pháp vi sinh học: Định lượng mật độ vi khuẩn acetic bằng kỹ thuật đổ đĩa (pour plate) trên môi trường LB (Tryptone 10g, NaCl 5g, Yeast extract 5g, nước cất vừa đủ 1000ml, pH 7,5–8,0, khử trùng 121°C trong 20 phút), nuôi ủ hiếu khí ở 30–34°C trong 48–72 giờ.
• Phương pháp đánh giá cảm quan: Đánh giá chất lượng cảm quan theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 dựa trên thang điểm 20 (gồm 4 chỉ tiêu: trạng thái, màu sắc, mùi, vị) với hội đồng 07 chuyên viên.
• Phương pháp xử lý số liệu: Thu thập và xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 16 và Microsoft Excel.

---

Nội dung chính theo từng chương

Part I: Objectives of the study (Đặt vấn đề và Mục tiêu nghiên cứu)

Tác giả phân tích tính cấp thiết của đề tài từ thực tiễn sản xuất dứa tại Việt Nam và xu hướng tiêu dùng thực phẩm tự nhiên. Nội dung làm rõ mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất giấm dứa chất lượng cao bằng phương pháp lên men chìm, tối ưu hóa các thông số vận hành và kiểm soát chất lượng sau thu hoạch. Phần này cũng nêu các giới hạn về kỹ năng nghiên cứu thực nghiệm của sinh viên và phạm vi nghiên cứu phòng thí nghiệm.

Part II: Literature Review (Tổng quan tài liệu)

Chương này tổng hợp các tài liệu khoa học liên quan đến đề tài:

• Trình bày đặc điểm hình thái, phân loại sinh học và giá trị dinh dưỡng của các giống dứa phổ biến tại Việt Nam (Queen, Cayenne).
• Tổng quan số liệu sản lượng dứa thế giới (theo FAO giai đoạn 1999–2001 đạt 13,5 triệu tấn với các quốc gia dẫn đầu gồm Thái Lan, Philippines, Trung Quốc) và vùng nguyên liệu dứa tại Việt Nam (Ninh Bình, Nghệ An, Hà Tĩnh...).
• Phân loại và đặc tính sinh học của các chủng vi khuẩn thuộc chi Acetobacter (A. aceti, A. pasteurianum, A. orleanense, A. xylinum, A. curvum, A. suboxydans).
• So sánh 4 phương pháp sản xuất giấm công nghiệp: lên men chậm (phương pháp Orleans của Pháp), lên men nhanh (phương pháp Schützenbach của Đức), lên men chìm (Submerged fermentation) và lên men kết hợp (Mixed fermentation).
• Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng: nồng độ cồn thích hợp (2–10%, tối ưu duy trì 3–3,5%, nồng độ cồn sót 0,5% để chống oxy hóa quá mức), độ acid ban đầu (2–6%), nhu cầu bổ sung khoáng (K, P, Mg) và các nguyên nhân gây hư hỏng giấm (nấm men váng Candida mycoderma, lươn giấm Anguillula aceti, bọ giấm, ruồi giấm).
• Tổng kết quy trình xử lý sau lên men: làm trong bằng bentonite (1 kg/300 L) kết hợp agar 5%, tàng trữ (aging) hình thành ester thơm, chiết chai và thanh trùng nhiệt ở 65°C trong 30 phút (nhiệt độ tâm chai đạt 60°C).

Part III: Method (Đối tượng và Phương pháp nghiên cứu)

Trình bày chi tiết danh mục trang thiết bị, hóa chất tinh khiết (NaOH, HCl, $\text{CH}_3\text{COOH}$, $\text{MgSO}_4$, Gelatin, Phenolphthalein, enzyme Pectinex Ultra-SPL) và nguyên liệu dứa chợ Túc Duyên. Mô tả chi tiết 6 bước thí nghiệm:

1. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng chất khô hòa tan (°Bx).
2. Bố trí thí nghiệm xác định pH ban đầu.
3. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ lên men.
4. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian lên men.
5. Thiết lập hội đồng và bảng điểm đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79 (Trạng thái: hệ số 1,2; Màu sắc: hệ số 1,0; Mùi: hệ số 0,8; Vị: hệ số 1,0).
6. Xây dựng sơ đồ quy trình công nghệ hoàn chỉnh và các tiêu chuẩn kiểm soát an toàn vi sinh (QCVN 8-3:2012/BYT, TCVN 4884-2:2015, TCVN 7924-1:2008 định lượng E. coli).

Tên chỉ tiêu cảm quan	Hệ số quan trọng	Yêu cầu mô tả điểm tối đa (5 điểm)
Trạng thái	1,2	Sản phẩm trong suốt, không lắng cặn, không váng lơ lửng
Màu sắc	1,0	Màu vàng sáng đặc trưng của dịch dứa lên men
Mùi	0,8	Mùi thơm đặc trưng của giấm hoa quả, hài hòa, dễ chịu
Vị	1,0	Vị chua thanh, êm dịu, không gắt, không đắng chát

Part IV: Result and Discussion (Kết quả và Thảo luận)

Chương này công bố và thảo luận các dãy số liệu thực nghiệm thu được từ quá trình lên men chìm dịch dứa:

• Ảnh hưởng của độ Brix: Hàm lượng acid acetic tăng dần khi nồng độ chất khô tăng từ 5 đến 6 °Bx (đạt cực đại 0,465%), sau đó giảm dần khi tăng lên 6,5 và 7 °Bx do nồng độ thẩm thấu cao gây ức chế vi khuẩn.
• Ảnh hưởng của pH ban đầu: Hàm lượng acid acetic đạt đỉnh tại pH 5,5 (đạt 0,647%), giảm rõ rệt ở pH 6,0 (0,516%) và pH 6,5 (0,385%).
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ 28°C cho hiệu suất tích lũy acid cao nhất (0,480%), nhiệt độ quá thấp (24°C đạt 0,325%) hoặc quá cao (32°C đạt 0,285%) đều làm suy giảm hoạt tính trao đổi chất của vi khuẩn A. aceti.
• Ảnh hưởng của thời gian lên men: Khảo sát động thái lên men cho thấy hàm lượng acid acetic tăng từ 0% (ngày 0) lên 0,42% (ngày 10), 1,60% (ngày 20), 2,48% (ngày 30) và đạt 4,00% (ngày 40). Tác giả lựa chọn mốc 20 ngày cho chu kỳ công nghệ để cân đối hiệu quả kinh tế và ngăn chặn nguy cơ oxy hóa ngược acid acetic thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$.
• Kết quả đánh giá cảm quan: Điểm trung bình có trọng số của sản phẩm đạt 18,5/20 điểm, xếp loại chất lượng Khá - Tốt theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã xác định chính xác các thông số công nghệ tối ưu cho quy trình sản xuất giấm dứa bằng phương pháp lên men chìm:

Thông số công nghệ	Giá trị tối ưu lựa chọn	Kết quả hàm lượng Acid Acetic ghi nhận
Độ chất khô hòa tan	6 °Bx	Đạt 0,465% (trong đợt theo dõi 7 ngày)
Độ pH dịch lên men	5,5	Đạt 0,647% (trong đợt theo dõi 7 ngày)
Nhiệt độ lên men	28 °C	Đạt 0,480% (trong đợt theo dõi 7 ngày)
Nồng độ cồn pha loãng	5%	Phù hợp cho sinh trưởng chủng A. aceti
Thời gian lên men	20 ngày	Đạt 1,60% (tích lũy tiếp đạt 4,0% ở ngày 40)
Chất lượng cảm quan	18,5 điểm	Xếp loại Khá - Tốt theo TCVN 3215-79

Đóng góp của khóa luận:

• Cung cấp dữ liệu thực nghiệm có hệ thống về động thái lên men acid acetic trên cơ chất dịch dứa địa phương tại Thái Nguyên.
• Thiết lập quy trình công nghệ chế biến giấm dứa hoàn chỉnh từ khâu xử lý nguyên liệu, hiệu chỉnh cơ chất, lên men chìm đến làm trong bằng bentonite/agar và thanh trùng đóng chai.
• Đề xuất giải pháp kỹ thuật nâng cao giá trị chuỗi sản xuất dứa, góp phần giải quyết bài toán tiêu thụ nông sản vụ thu hoạch cho nông dân các tỉnh miền núi phía Bắc.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ nhỏ); chỉ khảo sát đơn chủng vi khuẩn Acetobacter aceti sẵn có tại bộ môn; chưa khảo sát chi tiết động thái biến đổi của các hợp chất chống oxy hóa, vitamin C và các acid hữu cơ phụ trong suốt quá trình tàng trữ (aging) kéo dài.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Thử nghiệm nâng quy mô sản xuất lên cấp pilot và quy mô bán công nghiệp.
  • Nghiên cứu phối hợp đa chủng vi khuẩn hoặc kết hợp nấm men lên men đồng thời/kế tiếp từ dịch nước ép dứa nguyên chất.
  • Phân tích chuyên sâu thành phần các hợp chất hương (ester) và đánh giá thời hạn bảo quản thực tế của sản phẩm giấm dứa đóng chai trong các điều kiện môi trường khác nhau.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Sinh học: Tham khảo phương pháp bố trí thí nghiệm đơn yếu tố trong công nghệ lên men, kỹ thuật phân tích hóa lý (chuẩn độ acid, đo khúc xạ) và phương pháp đánh giá cảm quan thực phẩm theo TCVN 3215-79.
• Cán bộ kỹ thuật và cơ sở chế biến nông sản: Ứng dụng các thông số công nghệ (6 °Bx, pH 5,5, 28°C, cồn 5%) để xây dựng hoặc cải tiến dây chuyền sản xuất giấm trái cây từ dứa và các loại hoa quả nhiệt đới phụ phẩm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn nguyên liệu dứa và chủng vi khuẩn sử dụng trong nghiên cứu được lấy từ đâu?
Nguyên liệu dứa được thu mua tại chợ đầu mối Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên. Chủng vi sinh vật thực hiện quá trình lên men là vi khuẩn acid acetic (Acetobacter aceti) được cung cấp từ phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.

2. Các thông số công nghệ tối ưu được xác định cho quá trình lên men giấm dứa là gì?
Nghiên cứu đã xác định các thông số tối ưu gồm: hàm lượng chất khô hòa tan 6 °Bx, độ pH ban đầu 5,5, nhiệt độ lên men 28°C, nồng độ cồn pha loãng ban đầu 5% và thời gian lên men chu kỳ 20 ngày.

3. Tại sao tác giả lại chọn thời gian lên men là 20 ngày thay vì kéo dài đến 40 ngày mặc dù nồng độ acid ở ngày 40 đạt 4,0%?
Quá trình lên men kéo dài quá mức khiến vi khuẩn cạn kiệt cơ chất cồn và có xu hướng sử dụng chính acid acetic đã tạo ra để oxy hóa thành $\text{CO}_2$ và $\text{H}_2\text{O}$ nhằm duy trì năng lượng sống (hiện tượng oxy hóa quá mức). Mốc 20 ngày (đạt 1,60% acid trong điều kiện khảo sát) được lựa chọn nhằm cân đối tốc độ trao đổi chất tối ưu của vi khuẩn, rút ngắn chu kỳ sản xuất và hạn chế nguy cơ suy giảm chất lượng dịch giấm.

4. Quy trình xử lý làm trong và thanh trùng sản phẩm sau thu hoạch được thực hiện như thế nào?
Sau khi lên men, giấm được làm trong bằng cách phối trộn bentonite (tỷ lệ 1 kg cho 300 lít giấm) kết hợp phụ gia thạch agar 5% theo khối lượng, để lắng và dùng ống siphon hút dịch trong. Sản phẩm sau khi đóng chai kín được thanh trùng nhiệt ở 65°C trong khoảng 30 phút cho đến khi tâm chai đạt 60°C.

5. Sản phẩm giấm dứa hoàn thiện đạt mức chất lượng cảm quan như thế nào theo tiêu chuẩn Việt Nam?
Sản phẩm đạt tổng điểm cảm quan có trọng số là 18,5 điểm trên thang điểm 20 của TCVN 3215-79 (với hội đồng 07 thành viên đánh giá 4 chỉ tiêu: trạng thái, màu sắc, mùi, vị), xếp loại chất lượng Khá - Tốt, có độ trong suốt, màu vàng sáng đặc trưng của dứa và vị chua thanh êm dịu.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trịnh Mạnh Trường đã nghiên cứu thành công quy trình công nghệ sản xuất giấm hoa quả từ nguyên liệu dứa bằng phương pháp lên men chìm sử dụng chủng Acetobacter aceti. Các thông số kỹ thuật cốt lõi đã được chuẩn hóa gồm độ chất khô 6 °Bx, pH 5,5, nhiệt độ 28°C, nồng độ cồn bổ sung 5% và thời gian lên men 20 ngày. Sản phẩm thu được có hàm lượng acid acetic ổn định, đạt điểm cảm quan 18,5/20 theo TCVN 3215-79, mở ra giải pháp công nghệ hiệu quả trong việc nâng cao giá trị thương phẩm cho nguồn dứa nông sản tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURAL AND FORESTRY TRINH MANH TRUONG RESEARCH ON VINEGAR PRODUCTION PROCESS AND PRODUCT DEVELOPMENT FRUIT VINEGAR MADE FROM PINEAPPLE BACHELOR THESIS Study Mode: Full-time Major: Food Technology Faculty: International Programs Office Batch: 2017 - 2021 Superviso: Dr. Pham Bang Phuong Thai Nguyen – 2021 ABSTRACT Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Degree Program Bachelor of Food Technology Student name Trinh Manh Truong Student ID DTN1754190004 Thesis Title Research on vinegar production process and product development fruit vinegar made from pineapple. Pham Bang Phuong Supervisor’s Signature Abstract: The objective of this study is to improve the production of fruit vinegar made from pineapples purchased at Tuc Duyen wholesale market, Thai Nguyen city. The submerged fermentation technique was used in this study.

The findings suggest that fermentation should comply with the pineapple vinegar fermentation process, with The optimal the amount of dry substance dissolving fermentation to be 6 oBx a pH of 5.5 being considered the ideal ratio, the 5% dilution of ethyl alcohol is applied. In addition, temperature is an important factor that greatly affects the setting of a temperature 28oC in the appropriate temperature range for bacteria that can sustain life and produce a certain amount of acetic acid if the temperature is too high. too low or too high the bacteria will stop growing. Furthermore, a fermentation time of 20 days was observed and was limited in the process because it was found that too short a fermentation time was not enough for the bacteria to grow and carry out the metabolism if the fermentation time was too short.

If the fermentation time is prolonged, the bacteria will continue to metabolize, it will use the same amount of acetic acid that has been created to get energy for life activities to continue. Research shows that the optimization done helps to offer more choices about flower vinegar for consumers. Fruit vinegar, Pineapple, Fermentation methods, submerged Keywords: fermentation, product diversification Number of pages: Date of Submission: 20/10/2021 i ACKNOWLEDGEMENT Assigned by teachers of Faculty of Biotechnology & Food Technology, Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry, after nearly 6 months of internship, I have completed this graduation thesis. In order to complete the assigned tasks, in addition to my own learning efforts, I also have the dedicated guidance of teachers, siblings and friends at the Faculty of Biotechnology & Food Technology.

I sincerely thank my teacher – Dr. Pham Bang Phuong, who did not hesitate to guide me, orient me, let me complete my task well. I would like to thank my teachers for helping, encouraging and creating favorable conditions for me in terms of facilities, equipment and tools during the course of the thesis. The teachers of the Department of Biotechnology & Food Technology, Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry dedicatedly taught and imparted knowledge to me throughout the course.

However, due to limited professional knowledge and a lack of practical experience, the content of the report cannot avoid shortcomings. officials and employees at the school and the facilities and businesses that I have practiced to make this report more complete. Once again, I would like to send my most sincere thanks to the teachers, friends and brothers and sisters at the Faculty of Biotechnology & Food Technology! Thai Nguyen, October 20, 2021 TRường Trinh Manh Truong ii Table of Contents ABSTRACT .ii LIST OF FIGURE. 1 LIST OF TABLE.

Objectives of the study. 5 PART II: LITERATURE REVIEW. Scientific basis of the topic. Overview of pineapple ingredients.

Nutritional composition and uses of pineapple. Research works in the world and in the country. Acetic Acid Strain. Characteristics of acetic bacteria.

Classification of acetic bacteria. Overview of vinegar. Techniques to pay attention to when producing vinegar:. Acidification of fermentation fluid.

Ethyl alcohol content in vinegar fermentation solution. Substances C, N, P and trace elements. The causes of quality deterioration of vinegar fermentation:. Stages after harvesting vinegar.

24 PART III: METHOD. Objects, materials, time and place of research:. Chemicals, tools, equipment. Study time and place:.

Pineapple vinegar production process. Data processing methods. RESULT AND DISCUSSION .