Tài liệu Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt

i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ................................ ................................ ................................ ................................ . ii LỜI CẢM ƠN Qua 3 tháng thực tập tại các phòng thí nghiệm khoa chế biến trường Đại học Nha Trang cho đến nay em đã hoàn thành xong đề tài “nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nha Trang, b an chủ nhiệm khoa chế biến và các thầy cô giáo trong khoa chế biến đ ã tạo mọi điều kiện cho em trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy Thạc sĩ Trần Văn V ương đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề t ài tốt nghiệp. Nha Trang tháng 6 năm 2010 SVTH: Nguyễn Đức Tiến iii MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU ................................ ................................ ................................ .......1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................ ................................ ................. 2 1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống l ên men hiện nay ................................ ..........2 1.1.1 Phân loại đồ uống ................................ ................................ ................... 2 1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới................ 2 1.1.2.1Trong nước ................................ ................................ ........................ 2 1.1.2.2 Ngoài nước ................................ ................................ ....................... 5 1.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic................................ .......................... 7 1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic ................................ ............................... 7 1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic ................................ ......8 1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic ................................ ................................ .......8 1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic ................................ ............... 10 1.1.3 Tác nhân lên men ................................ ................................ .................. 14 1.1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài tới quá trình lên men................... 15 1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm lên men lactic ................................ ........... 17 1.3.1 Một số sản phẩm lên men lactic trên thị trường ................................ ....17 1.3.2 Quy trình sản xuất một số sản phẩm l ên men lactic ............................... 21 1.4 Công dụng của đồ uống lên men lactic từ rau quả ................................ ........ 23 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU................. 24 2.1 Đối tượng nghiên cứu ................................ ................................ .................. 24 2.1.1 Nguyên liệu chính ................................ ................................ ................. 24 2.1.2 Nguyên liệu phụ ................................ ................................ ................... 24 2.1.3 Tác nhân lên men ................................ ................................ .................. 24 2.2 Phương pháp và thiết bị nghiên cứu ................................ ............................. 24 2.2.1 Phương pháp nghiêm cứu................................ ................................ ...... 24 2.2.2 Thiết bị nghiên cứu ................................ ................................ ............... 25 iv 2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến ................................ ........................... 27 2.2.3.1 Sơ đồ quy trình dự kiến ................................ ................................ ...27 2.2.3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tối ưu hóa thông số quy trình ...................... 32 2.2.3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm ................................ ....................... 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................ ........................... 38 3.1 Kết quả thí nghiệm................................ ................................ ....................... 38 3.1.1 Kết quả xác định thành phần hóa lý của cà rốt................................ ....... 38 3.1.2 Kết quả xác định tỷ lệ nước/dịch ép ................................ ...................... 39 3.1.3 Kết quả xác định hàm lượng chất khô ................................ ................... 40 3.1.4 Kết quả xác định thời gian gia nhiệt ................................ ...................... 41 3.1.5 Kết quả xác định tỷ lệ vi khuẩn latic ................................ ..................... 42 3.1.6 Kết quả xác định thời gian l ên men ................................ ....................... 43 3.2 Quy trình sản xuất sản phẩm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt ...................... 45 3.2.1 Quy trình hoàn thiện sản phẩm................................ .............................. 45 3.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm sản xuất thử nghiệm ................................ ..46 3.2.2.1 Kết quả đánh giá sản phẩm sau sản xuất ................................ .......... 46 3.2.2.2 Kết quả đánh giá sản phẩm trong thời gian bảo quản ....................... 47 3.2.3 Tính sơ bộ giá thành sản phẩm ................................ .............................. 49 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ................................ ................................ ................... 51 4.1. Kết luận ................................ ................................ ................................ ...... 51 4.2. Đề xuất ý kiến................................ ................................ ............................. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................ ................................ ................... 53 PHỤ LỤC................................ ................................ ................................ ............. 54 v DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Brix : Nồng độ chất khô ĐCLCQ : Điểm chất lượng cảm quan TL : Tỷ lệ TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TLVK : Tỷ lệ vi khuẩn VK : Vi khu ẩn vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam dịch) ............... 10 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ cà rốt: chứa trong 100g Cà rốt tươi.............. 12 Bảng 1.3: Ảnh hưởng của pH tới vi khuẩn............................................................... 16 Bảng 3.1: Kết quả phân tích th ành phần hóa lý của cà rốt ................................ ...... 38 Bảng 3.2: Bảng kết quả kiểm tra vi sinh sau sản xuất ................................ ............. 46 Bảng 3.3: Chi phí để sản xuất 1000 chai nước cà rốt................................ ............. 50 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic ................... 8 Hình 1.2. Sản phẩm sữa chua ………………………..…………… …..…………...17 Hình 1.3. Sản phẩm sữa chua uống………………………..…………..…………...17 Hình 1.4: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yaourt ................................ .............. 21 Hình 1.5. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua bổ sung dịch trái cây......................... 22 Hình 2. : Một số thiết bị tiến hành nghiên cứu ................................ ....................... 26 Hình 3: Hình ảnh sản phẩm cà rốt lên men ................................ ............................ 48 DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ Trang Đồ thị 3.1: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ nước/dịch ép ........................ 39 Đồ thị 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả nghiên cứu hàm lượng chất khô ..................... 40 Đồ thị 3.3: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian gia nhiệt........................ 41 Đồ thị 3.4: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu tỷ lệ vi khuẩn lactic ..................... 42 Đồ thị 3.5: Đồ thị biểu diễn kết quả nghi ên cứu thời gian lên men......................... 43 Đồ thị 3.6: Đồ thị biểu diễn chất lượng cảm quan sản phẩm trong thời gian bảo quản ....... 47 1 LỜI MỞ ĐẦU Quá trình lên men lactic đã được con người biết đến trong đời sống của m ình để chế biến những món ăn hết sức đ ơn giản như nem chua, thịt chua hay rau quả muối chua…nhằm làm phong phú hơn cho đ ời sống hàng ngày và cũng có thể là để bảo quản những loại thức ăn do thu hoạch đ ược quá nhiều mà chưa sử dụng hết. Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật , con người đã có những tác động to lớn vào quá trình lên men lactic để tạo ra được những sản phẩm không chỉ có chất lượng cao mà còn phải có nhiều tác dụng khác nh ư tác dụng phòng và chữa bệnh. Tuy nhiên, các ứng dụng về lên men lactic trong lĩnh vực nước giải khát vẫn còn hạn chế, các sản phẩm đồ uống l ên men lactic trên thị trường chủ yếu lấy nguồn nguyên liệu là từ sữa, nguồn nguyên liệu hoa quả chưa được chú trọng. Xuất phát từ ý tưởng đó em thực hiện đề t ài “nghiên cứu thử sản xuất thử nghiệm đồ uống lên men lactic từ cà rốt”. Địa điểm tiến hành nghiên cứu là tại phòng thí nghiệm khoa chế biến trường đại học nha trang với các nội dung nghi ên cứu sau: 1. Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất nước uống lên men lactic từ cà rốt. 2. Nghiên cứu các thông số của quy trình. 3. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá sản phẩm. 4. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm. Do trình độ kiến thức còn hạn chế và thời gian nghiên cứu có hạn đề tài còn nhiều thiếu xót tôi rất mong được sự giúp đỡ của thầy cô, độc giả để cho đề t ài hoàn chỉnh hơn. Tôi xin chân thành c ảm ơn. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về sản xuất đồ uống lên men hiện nay 1.1.1 Phân loại đồ uống [14] [16] Đồ uống có thể được chia làm hai nhóm lớn là đồ uống có cồn và đồ uống không cồn. - Đồ uống có cồn: Là loại đồ uống có chứa các hợp chất gồm nước, cồn êtanol và các hợp chất có thể tiêu hoá được khác. Thường các loại đồ uống có chứa cồn được chia theo nồng độ cồn có b ên trong. Các loại đồ uống có cồn là: + Kefia (kefir): Có nồng độ nhiều nhất là 3%, ví dụ sản phẩm sữa lên men. + Bia: Có nồng độ cồn khoảng 1 – 12%, thường ở vào khoảng 5%. + Rượu vang: Có nồng độ cồn khoảng 7 – 14% thường vào khoảng 12%. + Rượu mùi: Có nồng độ cồn khoảng 15 – 75%, thông thường dưới 30% + Rượu mạnh: Có nồng độ cồn thường vào khoảng 30 – 55%. Chi tiết hơn, rượu mạnh được phân loại theo nguyên liệu sản xuất và theo năm. - Đồ uống không cồn: Đồ uống không cồn là loại đồ uống không chứa rượu (alcohol). Loại đồ uống này thường được sử dụng để giải khát. Các loại đồ uống này được phận loại như sau: + Trà. + Cà phê. + Nước khoáng các loại như Perrier, la vie. + Nước uống có hương vị và có ga như Coke, Sprite, Orangina,…. + Nước hoa quả ép và nước ngọt (Syrups). 1.1.2 Tình hình sản xuất đồ uống lên men ở nước ta và trên thế giới 1.1.2.1Trong nước [11] [15]  Tình hình tiêu thụ đồ uống ở Việt Nam: Đối với đồ uống có cồn: Hiện nay tiêu thụ rượu bia ở Việt Nam ở nước ta đang liên tục gia tăng, trung bình hằng năm tăng từ 8-10%. Theo hội thảo rượu bia 3 diễn ra ngày 24/09/2009 dự báo năm 2010 mức tiêu thụ bia ở nước ta sẽ đạt đến 1,5 tỷ lít. Hiện mức tiêu thụ bia bình quân là 15,8 lít cho một người trong một năm, gần bằng mức tiêu thụ chung của toàn thế giới (22 lít). Mức độ ti êu thụ bia của bia ở nước ta trong năm 2008, 2009 đứng thứ hai ở khu vực Đông Nam Á, chỉ đứng sau Thái Lan. Đối với đồ uống không có cồn: Việt Nam là một trong những thị trường tiêu thụ nước giải khát không cồn có tốc độ tăng tr ưởng nhanh nhất thế giới. Trung bình mỗi năm, một người Việt Nam mới chỉ uống khoảng 3 lít n ước giải khát đóng chai không cồn, trong khi mức bình quân của người Philippines là 50 lít/năm. Theo dự báo tổng lượng đồ uống bán lẻ được tiêu thụ tại Việt Nam vào năm 2012 sẽ tăng 46% so với năm 2007 (2007: 530 triệu lít, 2012: 970 triệu lít). Mức tăng tr ưởng này cũng chưa thể đáp ứng nhu cầu còn quá lớn trong thời điểm hiện nay.  Tiềm năng thị trường đồ uống Việt Nam Thị trường đồ uống Việt Nam l à thị trường đầy tiềm năng bởi những lý do sau: +Gia nhập WTO vào tháng 1/2007 sẽ tiếp tục đem lại lợi nhuận cho các nh à xuất khẩu Việt Nam; do dần dần loại bỏ đ ược các rào cản thị trường và hạn chế thương mại được thiết lập nhằm tăng tính cạnh tranh. + Thị trường trong nước rộng lớn, cơ hội xuất khẩu tăng, chi phí lao động thấp cùng với sự thành công trong tư nhân hóa các công ty th ực phẩm đem đến nhiều cơ hội đầu tư hơn tại Việt Nam + Ngành du lịch đang phát triển mạnh l àm gia tăng lợi nhuận cho các loại hàng hóa đóng gói tiện lợi nói chung, bao gồm cả đồ uống có cồn v à nước ngọt. + Thu nhập của người tiêu dùng tăng thì các sản phẩm đổ uống có thương hiệu càng có cơ hội phát triển, đặc biệt là đồ uống có cồn và nước ngọt +Với 70% dân số dưới ba mươi tuổi và nền kinh tế tăng trưởng mạnh trong những năm qua. Tại hội thảo ngành nghề kinh doanh nước giải khát trong tháng 1/2010 tại Hà Nội cho biết có khoảng 400 công ty đang hoạt động trong lĩ nh vực đồ uống tại thị trường Việt Nam (tính đến thời điểm tháng 1/2010). Ng ành đồ uống của Việt 4 Nam vẫn tiếp tục thu hút các nh à đầu tư nước ngoài mặc dù đầu tư nói chung giảm sút sau cuộc khủng hoảng tài chính toàn cầu. Khi cạnh tranh tiếp tục nóng ở V iệt Nam thì một số hãng sản xuất rượu bia lớn của thế giới vẫn công bố những khoản đầu tư mới vào lĩnh vực đồ uống của nước ta. Ví dụ vào tháng 11/2009, Công ty bia Carlsberg của Đan Mạch đã công bố kế hoạch mua 50% cổ phần của Nh à máy Bia Huế nhằm củng cố thị phần của mình tại thị trường Việt Nam. Trước đó, vào năm 1994, Carlsberg đã mua 50% cổ phần của nhà máy này thông qua một hợp đồng với UBND tỉnh Thừa Thiên Huế. Năm 2009, nhà sản xuất đồ uống lớn nhất thế giới Coca-Cola (Coke) tiếp tục tăng vốn đầu tư vốn vào thị trường nước ta lên thành 400 triệu USD trong vòng 3 năm. Coca-Cola đánh giá Việt Nam sẽ tăng trưởng vượt bậc trong 10 năm tới, có thể v ào top 25 thị trường tiềm năng nhất thế giới của công ty.  Xu hướng phát triển của thị tr ường Thị trường đồ uống có cồn bia vẫn l à loại đồ uống được người dân ưa chuộng và mức độ tiêu sẽ ngày càng tăng. Nhưng thị trường đồ uống không cồn th ì có sự thay đổi người tiêu dùng chuyển từ các sản phẩm nước giải khát có gas sang những sản phẩm chiết xuất từ trái cây và không có gas. Năm 2005 theo phòng nghiên cứu phát triển, công ty Ch ương Dương (TP.HCM), người dân Việt Nam đang uống khoảng tr ên 500 triệu lít nước ngọt có gas/năm, và cho đến năm 2007, ngành hàng đồ uống không cồn, nước ngọt có ga vẫn dẫn đầu thị trường đồ uống không cồn, đến năm 2010 thương hiệu nước không gas có nguồn gốc từ thiên nhiên lại chiếm ưu thế. Sự thay đổi này là tất yếu khi đời sống của nhiều người dân bắt đầu khá giả l ên, cũng là lúc sức khỏe của người tiêu dùng được chú trọng hơn. Điều đó, thể hiện vào việc lựa chọn những thức uống mang lại nhiều lợi ích cho cơ thể. Với tiêu chí thức uống không chỉ giải khát, m à còn có thêm các tác dụng như: giải độc, tăng sức đề kháng và giúp nâng cao s ức khỏe của người tiêu dùng. Các loại nước giải khát có chiết xuất từ thi ên nhiên được khá nhiều khách hàng quan tâm. Vì theo quan ni ệm của đại đa số người tiêu dùng, nếu nguyên liệu lấy từ các thảo mộc tức là tốt cho sức khỏe. 5 Nắm bắt được xu hướng tiêu dùng ngày càng hướng về các sản phẩm thi ên nhiên, chú trọng đến sức khoẻ, vài năm trở lại đây, các hãng sản xuất nước giải khát tại Việt Nam đã nhanh chóng tung ra hàng lo ạt sản phẩm mới, với các th ành phần được chiết xuất từ thiên nhiên, các loại nước trái cây từ táo, xoài, nho, mãng cầu…Nước trái cây ngoại nhập cũng đa dạng th ương hiệu và chủng loại để đáp ứng nhu cầu thị trường. Mặc dù chiếm lĩnh thị trường nước đồ uống không cồn ở n ước ta hiên nay vẫn là hai đại gia Coca-Cola và Pepsi nhưng các doanh nghi ệp nước ta nhờ phát triển những sản phẩm với th ành phần tự nhiên, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đáp ứng nhu cầu thực tế của ng ười dân trong nước nên mức độ tiêu thụ ngày càng tăng tiêu biểu là Tân Hiệp Phát và Tribeco với nhiều nhãn hiệu nổi tiếng như Trà thảo mộc Dr. Thanh, Trà Xanh 0 độ có lợi cho sức khỏe, thân thuộc v à gần gũi với người Việt. Cũng như Tân Hiệp Phát, Tribeco nghiên cứu và cho ra đời những sản phẩm mới như trà xanh, trà thảo mộc không đường dành cho người mắc bệnh tiểu đường hay không thích thức uống có đ ường, các sản phẩm của công ty cũng đ ược thị trường quan tâm. Lấy ví dụ năm 2010 công ty Tribeco có 54 chủng loạ i sản phẩm, trong đó có đến 32 loại l à nước giải khát không gas thuộc d òng thức uống dinh dưỡng giàu vitamin và khoáng ch ất. Sản phẩm nước uống không gas của Tribeco tăng bình quân từ 19 đến 22% tuỳ theo chủng loại, trong đó n ước ép Cam cà rốt TriO có sản lượng tăng tới 8,5 lần, sữa đậu n ành Canxi Somilk bịch và hộp giấy tăng hơn 2,3 lần, nước tinh khiết Tri tăng hơn 75% so với năm 2003. 1.1.2.2 Ngoài nước [12] Các thị trường tiêu thụ đồ uống lớn trên thế giới là Mỹ, Anh, Tây Ban Nha, Pháp, Đức, Nhật Bản, Canada. Mỹ là nước tiêu thụ đồ uống lớn nhất thế giới. Tại các nước phát triển lượng tiêu thụ đồ uống có cồn đã giảm trong những năm qua nguyên nhân một phần do cuộc khủng hoảng kinh tế thế giới v à một phần do đã chuyển sang sử dụng những loại đồ uống kh ông cồn, những loại đồ uống trái cây có lợi cho sức khỏe. Ngược lại ở các nước đang phát triển lượng tiêu thụ đồ uống có cồn vẫn tăng. Trong đó bia l à loại đồ uống được ưa chuộng nhất. 6  Xu hướng phát triển thị trường đồ uống trên thế giới Xu hướng tiêu dùng hiện nay tại các nước phát triển là: - Sản phẩm được hàn kín xác nhận sự an toàn. - Sản phẩm tốt cho sức khỏe (ít đ ường, calo thấp, không cholesterol, nhiều chất polyphenol, nhiều chất xơ). Các sản phẩm này có thể không chứa đường, không calo hoặc không có chất béo và đôi khi không chứa cả ba thứ này. Các thức ăn và đồ uống "loại Zero", như chúng được gọi, đã gây tiếng vang giữa nhóm người tiêu dùng quan tâm đến vấn đề sức khỏe, từ những ng ười đàn ông trung niên muốn vòng bụng của họ giảm đi vài centimet cho đến các phụ nữ trẻ muốn giữ cho mình một thân hình mảnh mai vừa. - Mẫu mã thiết kế công phu nhưng nội dung hướng dẫn dễ hiểu. - Đối với các sản phẩm đóng hộp, nắp hộp phải thiết kế để có thể mở dễ d àng được ngay. - Kích thước nhỏ có thể dùng hết trong một lần cho một xuất ăn. - Đóng gói riêng rẻ trong từng túi nhựa - Có giá trị gia tăng ví dụ như thêm tính năng vào s ản phẩm. Xu hướng chung mà người tiêu dùng trên toàn cầu hiện này đang hướng tới là đảm bảo sức khoẻ, nắm bắt đ ược cơ hội này, các nhà sản xuất đồ uống đã làm đa dạng hóa các sản phẩm có lợi cho sức khỏe ng ười tiêu dùng. Nắm bắt xu hướng này các công ty nghiên cứu phát triển những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thị tr ường. Ngoài những chất liệu làm ngọt mới đang được phát triển để đối phó n ạn thừa cân và béo phì đang diễn ra trên toàn cầu, lĩnh vực đồ uống còn tập trung chủ yếu vào “giá trị gia tăng chức năng” với các giải pháp sản phẩm giải quyết các vấn đề chủ yếu như sức khỏe cho tim mạch, chống l ão hóa, hệ tiêu hóa và đường ruột, hệ thống miễn dịch và sinh lực. Yếu tố tự nhiên đang là xu hướng chung và người tiêu dùng muốn sản phẩm có nguồn gốc đáng tin cậy. Kết quả l à nhiều sản phẩm đồ uống hữu cơ đang phát triển và hiện bao gồm những đồ uống không cồn mới nh ư cola, trà và nước có hương vị. Tất cả được làm từ những nguyên liệu hữu cơ tốt cho sức khỏe. 7 1.2 Tổng quan về quá trình lên men lactic 1.2.1 Cơ chế quá trình lên men lactic Quá trình lên men của vi khuẩn là một quá trình oxi hoá khử sinh học nhằm cung cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế b ào vi khuẩn. Vi khuẩn hấp thu các chất như protêin, đường đơn, khoáng vitamin … tạo sản phẩm của quá trình lên men như axit lactic, các ch ất thơm, axitamin, vitamin… sau khi lên men s ản phẩm có lượng đường giảm, lượng axitamin tăng và các vitamin c ũng tăng tạo cho sản phẩm lên men có vị thơm ngon hơn, dễ tiêu hoá hơn so với chưa lên men. Lên men lactic là quá trình chuy ển hoá gluxit thành acid lactic nhờ hoạt động của các khuẩn lactic. Tuỳ theo đặc điểm l ên men của vi khuẩn lactic mà người ta chia thành hai kiểu lên men: lên men lactic đ ồng hình và lên men lactic dị hình.Trong lên men lactic đồng hình thì sản phẩm chỉ là acid lactic. Các vi khuẩn Lactic lên men đồng hình có thê kể đến Streptococus, Str.Cremoris, l actobacterium Bulgaricus, L.acidophilus, L.delbruclkii, L.cucumerisfermentati . Còn trong lên men lactic d ị hình thì sản phẩm cuối cùng khá đa dạng bao gồm: acid lactic, axetal, axit sucsinic, các este, điaxetyl, CO2, H2… Trong quá tr ình lên men dưới tác dụng của vi khuẩn lactic trước tiên dưới tác dụng của acid lactic, saccarosa bị thuỷ phân th ành Glucoza và Fructoza theo ph ản ứng. 8 Gluocose Fructose Fructose 1-6 di-(P) Fructose 1-6 di-(P) Axetyl-(P)+Erytrose 4(P) Triose(P) Fructose Pyruvic Axetic Axetyl-(P )+Triose(P) Lactic pentose Glucose 6(P) Gluconic Xilulose 5(P) Pyruvic Lactic Triose (P) + Axetyl Pyruvic Axetic Lactic Hình 1.1: Sơ đồ biểu diễn các con đường trao đổi chất trong vi khuẩn lactic 1.2.2 Cơ chất và nguyên liệu quá trình lên men lactic 1.2.2.1 Cơ chất lên men lactic Để duy trì sự sống, điều hoà các quá trình chuyển hoá trong tế bào vi khuẩn cần sử dụng nguồn glucid có trong môi tr ường dinh dưỡng làm nguồn cacbon. Nhu cầu dinh dưỡng carbon dùng để cung cấp năng lượng và tham gia vào cấu trúc tế bào vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic lên men được đường mono và disaccharide (một số không sử dụng maltose); không lên men được tinh bột và các polysaccharide khác. Đường là cơ chất để lên men lactic, thông thư ờng nồng độ đường để lên men lactic là 5-20%. Như vậy nếu trong môi trường lên men đường không đủ để lên men thì ta có thể bổ sung từ bên ngoài vào. 9 Lên men lactic là một quá trình lên men phức tạp ngoài nhu cầu về gluxit, vi khuẩn lactic cũng cần các nhu cầu sau: - Nhu cầu về dinh dưỡng nitơ: Dùng nguồn nitơ có sẵn trong môi trường dưới dạng các acid amin. Ngo ài ra còn cần peptone, cao thịt, cao nấm men, casein… - Nhu cầu về vitamine: Vi khuẩn lactic ít có khả năng tổng hợp vitamine. Chúng cần nhiều loại vitamine nh ư riboflavin, thiamin, acid pantotenoic, nicotinic, biotine…. -Nhu cầu về các chất hữu cơ: + Các base chứa nitơ: adenine, guanine, uraxine,… + Acid amin: L- asparagine, L-glutamine. - Nhu cầu về môi trường muối khoáng: Vi khuẩn lactic cần nhiều chất khoáng:P, S, Mg, Ca, Mn, Fe, K, Na. Đối với Lactobacillus thì Mn2+, Mg2+, Fe2+ có tác động tích cực lên sự phát triển và sinh ra acid lactic. Như vậy, nguyên liệu để tiến hành lên men lactic có rất nhiều đó là cơ sở để tạo ra nhiều sản phẩm lên men lactic. Với những nguyên liệu mà môi trường chưa thích hợp để lên men ta có thể bổ thêm chất dinh dưỡng, cơ chất ở bên ngoài vào. Do đó ta có thể sử dụng nguyên liệu là rau quả và vi khuẩn lactic phù hợp ta có thể lên men lactic. Rau quả có vai trò to lớn trong dinh dưỡng của con người. Rau quả chứa nhiều gluxit, đặc biệt là đường. Đường trong rau quả gồm các loại đ ường đơn và đường kép: glucoza, fructoza, saccaroza, galactoza,… . Chất đạm trong rau quả ở dưới dạng protit, kèm theo một số axit amin và các amid. Protit có trong r au quả không nhiều, thường dưới 1%, trừ nhóm đậu và nhóm cải 3,5-5,5%. Ngoài các hợp chất hữu cơ, trong rau quả còn chứa cả muối khoáng. Muối khoáng với h àm lượng 0,25-1,25% (Na, K, Ca, Mg, F, P,…). Đ ặc biệt trong rau quả là nguồn giàu vitamin , các loại vitamin trong rau quả như vitamin A, B, C, D, PP, E,… 10 Bảng 1.1: Giá trị dinh d ưỡng một số loại trái cây (trong 100 gam d ịch) [10] Tên Protein Đường Vita.A Vita.C Vita.B1 Vita.B2 Vita.B6 Vita.E (g) (g) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Táo 0.4 11.8 2 15 0.02 0.01 0.05 0.5 Mơ 1 8 420 5 0.06 0.05 0.06 0.5 Bơ 2 7 2 17 0.06 0.12 0.36 3.2 Sim 1 10 0 5 0.02 0.03 0.05 1.9 Chuối 1.2 20.4 3 10 0.03 0.03 0.08 0.2 Cà rốt 0.6 2.2 312 2 0.04 0.04 0.07 0 Ổi 1 17 3 218 0.03 0.04 0.14 - quýt 0.9 9.5 12 30 0.03 0.03 0.084 0.4 Cam 1 10.6 2 49 0.03 0.03 0.06 0.1 So với những loại rau quả khác c à rốt có hàm lượng caroten cao hơn nhiều mà nguồn dinh dưỡng của cà rốt có thể thực hiện lên men lactic, do đó tôi th ực hiện “ nghiên cứu sản xuất thử nghiệm đồ uống l ên men lactic từ cà rốt” 1.2.2.2 Nguyên liệu quá trình lên men lactic [5] [17] Nguyên liệu để thực hiện lên men lactic trong đề tài là cà rốt.  Nguồn gốc, đặc điểm Cây cà rốt có tên khoa học : Daucus carota stativa, thuộc họ hoa tán. C à rốt xuất xứ từ vùng đất sỏi đá Afghanistan từ hàng ngàn năm về trước. Hiện nay, Trung Hoa đứng đầu về số l ượng sản xuất cà rốt tiếp theo là Hoa Kỳ, Ba Lan, Nhật Bản, Pháp, Anh, Đức. Mỗi năm, Hoa Kỳ thu hoạch tr ên 1,5 triệu tấn cà rốt, hơn 1 nửa được trồng ở tiểu bang Cali. Thời vụ và sản lượng cà rốt ở nước ta 11  Thời vụ: - Vụ sớm: gieo hạt tháng 7, tháng 8; thu hoạch tháng 10, tháng 12. - Vụ chính: gieo vào tháng 9, tháng 10; thu hoạch tháng 12-tháng 1 năm sau. Đây là thời vụ cho năng suất cao v ì điều kiện thời tiết thích hợp cho to àn bộ thời gian sinh trưởng và phát triển của cây cà rốt. - Vụ muộn: gieo hạt tháng 12, tháng 1; thu hoạch tháng 3, tháng 4. Với đặc tính như trên cà rốt trồng được nhiều và có quanh năm ở các vùng có khí hậu mát mẻ quanh năm, vùng đất bazan như Đà Lạt, Lâm Đồng. Ngoài ra nó cũng được trồng nhiều vào vụ đông ở các vùng Hưng Yên, Hải Dương, ngoại thành Hà Nội,…  Phân loại: Phân loại cà rốt dựa vào màu sắc: cà rốt có nhiều màu khác nhau như trắng, vàng, vàng cam, đỏ, tía và đen. Màu cà rốt tùy thuộc vào một số yếu tố: - Nhiệt độ nóng hay lạnh quá làm giảm màu cà rốt (lớn hơn 70F và nhỏ hơn 600F) - Cà rốt thu hoạch vào mùa xuân và mùa hạ có màu sậm hơn vào mùa thu và mùa đông. - Cà rốt trồng trên đất cát hay vùng cao có màu sậm hơn trồng ở vùng phù sa. Ở Việt Nam, cà rốt được trồng nhiều. Hiện nay, các v ùng rau của nước ta đang trồng phổ biến hai loại: củ m àu đỏ tươi và loại củ màu đỏ ngả sang màu da cam.  Giá trị dinh dưỡng của cà rốt Cà rốt là một trong những loại rau quý đ ược các thầy thuốc trên thế giới đánh giá cao về giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh đối với con người. Theo nghiên cứu cà rốt chứa hàm lượng caroten – tiền vitamin A khá cao.. Ngoài ra cà rốt cũng là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng và có nhiều chất như vitamin A, B, C, E, axit folic, … 12 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của củ cà rốt: chứa trong 100g C à rốt tươi [13] Thành phần Calories Hàm lượng 43 Chất đạm (g/100g) 1,03 Chất xơ(g/100g) 1.04 Chất béo(g/100g) 0.19 Calcium(mg/100g) 27 Sắt(mg/100g) 0,5 Magnesium(mg/100g) 15 Phosphorus(mg/100g) 44 Potasium(mg/100g) 323 Sodium(mg/100g) 35 Kẽm(mg/100g) 0,2 Đồng (mg/100g) 0,047 Manganese(mg/100g) 0,142 Beta – Carotene (A) (IU/100g) 28129 Thiamine (B1) (mg/100g) 0,097 Riboflavine (B2) (mg/100g) 0,059 Niacin (B3) (mg/100g) 0,928 Pantothenic acid(B5) (mg/100g) 0,197 Pyridoxine(mg/100g) 0,147 Folic acid(mcg/100g) 14 Vitamin C(mg/100g) 9,3 Tocopherol (E) (mg/100g) 0,44 13  Công dụng của cà rốt Trong cà rốt có chứa các thành phần vô cùng hữu ích như beta-caroten, alpha Carotene, và Phytochemicals giúp nâng c ấp sức khỏe cho bạn ở nhiều cấp độ. Nhóm chất Beta carotene là sắc tố tự nhiên trong rau quả thường có nhiều nhất trong cà rốt. Đây là một trong khoảng 500 hợp chất đ ược hiện diện ở nhiều trái cây và rau cải. Beta-caroten được tìm thấy chủ yếu trong các loại rau qu ả sẫm màu như màu xanh, đỏ, vàng, cam…  Chữa quáng gà và mỏi mắt: Dân gian thường dùng cà rốt để chữa các bệnh về mắt như quáng gà, mỏi mắt bởi thành phần vitamin A giàu có trong cà rốt. Nên lưu ý là vỏ cà rốt rất tốt, do đó khi chế biến, ta nên rửa sạch và để nguyên vỏ.  Chữa suy nhược cơ thể, giúp tăng cường thể lực. Cà rốt có khả năng tăng cường sức đề kháng cho các niêm mạc, nâng cao khả năng miễn dịch, kháng khuẩn, giải độc và giúp cho cơ thể trở nên khoẻ mạnh. Ngoài ra, cà rốt còn thúc đẩy tuyến thận tiết ra các hormone trị chứng nhức mỏi, không những tốt cho thận mà còn mà còn có tác dụng loại bỏ những áp lực, cân bằng hệ thần kinh, điều tiết cơ năng sinh lý của cơ thể, chống khô da, rụng tóc, làm da trở nên căng mịn và cho một mái tóc suôn mượt. Người có thể trạng suy nhược nên dùng các món ăn từ cà rốt để lấy lại sự cường tráng. Người khỏe mạnh cũng nên ăn cà rốt để duy trì thể lực và giữ cho da luôn khoẻ.  Chữa các bệnh thiếu máu, huyết áp thấp, bệnh tim và chứng sợ lạnh. Vitamin A của cà rốt thúc đẩy sự tạo máu, kích thích quá trình tuần hoàn máu. Trong khi đó, vitamin E của loại củ này thì lại có chức năng giữ nhiệt và tăng cường sức sống cho các tế b ào. Hai thành phần này hội tụ trong củ cà rốt, giúp cho cà rốt có khả năng làm sạch dịch máu, và vận chuyển khí ôxy đến các tế bào trong cơ thể. Nhờ đó, cà rốt trở thành loại củ chữa được bách bệnh, từ thiếu máu đến huyết áp thấp, từ chứng sợ lạnh, thở gấp đến bệnh tim.