TNU Journal of Science and Technology
230(01): 225 - 234
http://jst.tnu.edu.vn 225 Email: jst@tnu.edu.vn
STUDY ON THE POST-FERMENTATION IMPROVEMENT
OF GAUVA CIDER QUALITY
Doan Thi Kieu Tien, Duong Hoa Thuan, Huynh Thi Ngoc Mi*
Can Tho University of Technology
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
13/01/2024
Currently, studies on the production of fermented drinking water from
various fruits are becoming popular, however, most fermented fruit
drinks have a certain turbidity. This study aimed to enhance the quality
of guava cider after the fermentation process, clarifying and stabilizing
it to achieve higher standards in cider production. An investigation was
conducted to evaluate the clarifying effects of pectinase enzyme at
varying concentrations (0.02%, 0.04%, 0.06%, and 0.08%) and
bentonite at different levels (1.5%, 3%, 3.5%, and 4.5%) for 6 days. In
addition, varying proportions of Na2CO3 (0.02%, 0.04%, 0.06%, and
0.08%) were added to fermented guava juice, followed by a sensory
assessment. The changes in products including unpasteurized (as
control), Na2CO3-supplemented, and pasteurized products were
monitored under room temperature storage conditions over 4 weeks.
The study showed that a pectinase concentration of 0.04% and Na2CO3
at a rate of 0.04% contributed to the optimal organoleptic value in
fermented guava juice. Throughout the four-week storage period, the
Na2CO3-supplemented products consistently met the microbiological
criteria outlined in 6-3:2010/BYT standards for quality.
Revised:
17/11/2024
Published:
18/11/2024
KEYWORDS
Bentonite
Carbonation
Clarification
Guava
Pectinase
NGHN CU NÂNG CAO CHT LƯỢNG NƯỚC I SAU QUÁ TRÌNH N MEN
Đoàn Thị Kiều Tiên, Dương Hoà Thun, Hunh Th Ngc Mi*
Trường Đại hc K thut - Công ngh Cần Thơ
TÓM TT
Ngày nhn bài:
13/01/2024
Hin nay, các nghiên cu v sn xuất nước ung lên men t nhiu loi
trái cây đang trở nên ph biến, tuy nhiên hu hết đồ ung lên men t
trái cây đều có độ đục nhất đnh. Nghiên cứu phương pháp làm trong
ổn đnh sn phẩm nước ung lên men t trái i đưc thc hin
nhằm xác định các điều kin tối ưu nht cho quy trình sn xut c
ung lên men t trái i, nâng cao chất lượng sn phm. Kho sát tác
dng làm trong ca enzyme pectinase t l lần lượt 0,02%; 0,04%;
0,06%; 0,08% bentonite t l lần lượt 1,5%; 3%; 3,5%; 4,5%
trong 6 ngày. Sau khi x vi enzyme, c t l 0,02%; 0,04%;
0,06% và 0,08% ca Na2CO3 b sung vào nước ổi lên men được kho
sát và đánh giá cảm quan. S biến đi ca sn phm (không thanh
trùng (mẫu đối chng), b sung Na2CO3, thanh trùng) nhiệt độ
phòng được theo dõi trong thi gian 4 tun. Kết qu nghiên cu cho
thy hiu qu làm trong nước i lên men tt nhất là 0,04% độ enzyme
pectinase 0,04% Na2CO3. Trong 4 tun theo dõi chất lượng nước
i lên men nhiệt độ phòng cho thy mu b sung Na2CO3 s ng
vi sinh vt đạt chuẩn quy đnh theo 6-3:2010/BYT.
Ngày hoàn thin:
17/11/2024
Ngày đăng:
18/11/2024
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9587
* Corresponding author. Email: huynhmi112374@gmail.com
TNU Journal of Science and Technology
230(01): 225 - 234
http://jst.tnu.edu.vn 226 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Gii thiu
i (Psidium guajava L.) thuc chi Psidium (Myrtaceae) ngun gc t Mexico, Caribe, Trung
và Nam M [1]. Loài cây này được trng ph biến khp min nhiệt đới Châu Á, Châu Phi. Đặc
bit Vit Nam, cây i mc hoang nhiều nơi vùng núi phía Bc, nhưng phn nhiều người ta
trồng đ ly qu ăn [2]. Psidium guajava L. là mt loi cây bi hoc cây nh thường cao t 1-6 m,
qu hình cu, hình trng hoc hình qu lê và chuyn t màu xanh sang màu hơi vàng khi trưởng
thành [3]. Thành phn ca i giàu vitamin A, vitamin C, acid citric, lactic, malic, oxalic và acetic
cũng như đường mui khoáng. Loi qu này cha ít calo cht béo, cha các hp cht
polyphenolic flavonoid chng oxy hóa vai trò then cht trong việc ngăn ngừa ung thư, lão
hóa, nhim trùng [1]. Ngun nguyên liu i nước ta di dào giá thành thp, vic nghiên
cứu nước i lên men nhằm đa dạng hoá các loại nước ung lên men và mang li hiu qu kinh tế
xã hi.
c trái cây lên men là c gii khát b dung v chng cha hu hết các cht dinh dung
có trong trái cay nguyen chất. Nước ép trái cây lên men có hàm ng cn thp nên kích tch tiêu
hóa, giúp bữa ăn ngon miệng mà không gây say như trường hp ca mt s đồ ung có cn khác.
Lên men là mt quá trình k khí được thc hin bi nm men, trong đó nấm men chuyển hóa lượng
đường tương đối cao có trong trái cây thành ethanol carbon dioxide [4]. Kế tha c nghiên cu
trước đây, rượu vang trái giác [5] cũng như nước i lên men [6] s dng chng nm men S.
cerevisiae HG1.3 được đánh giá cảm quan cao gần như không sự thay đổi đáng kể ca các
thành phn hot tính sinh hc trong nguyên liệu trước và sau lên men. Trong nghiên cứu này, nước
i lên men bng chng nm men S. cerevisiae HG1.3 được s dụng để kho sát các nhân t n
định, làm trong nước i lên men bao gm enzyme pectinase, bentonite sodium carbonate cho
quá trình carbonation.
Đồ ung lên men t trái cây đều độ đục nhất định do các hạt pectin lng bt ngun t
thành tế bào thc vt. Các thành phần khác như chất màu, phc hp gia kim loi polyphenol,
[7] gây ra độ đục cho nước qu cn không mong mun trong quá trình sn xut bo qun sn
phẩm, thường b hiu sai là chất lượng suy giảm. Trong khi đó, pectinase enzyme đóng vai trò
trong phân hu pectin làm tăng hiệu xuất nước ép, cường độ trong, giảm độ đục độ nhớt cũng
như làm tăng hàm lượng cht rn hoà tan, chất lượng dinh dưng và hương thơm [8].
Nhiu nghiên cu báo cáo rng, pectinase có tiềm năng làm trong nước trái cây nđộ truyn
ánh sáng ca cam, táo nho tăng lần lượt 19,2 ln, 7,3 ln 3,8 lần sau khi đưc x vi
enzyme [9]; hay độ nht của nước ép lựu, táo và cam sau khi được x lý enzyme gim lần lượt là
71,43%, 57,5% và 54,% [10]. Bên cnh pectinase, bentonite cũng đưc cho rằng làm tăng hiu qu
và chất lượng của nưc táo và làm cho dòng thm trong quá trình lọc màng tăng lên một cách hiu
qu [11]. Bentonite trương nở trong nước to thành huyn phù keo ổn định, th hiện điện tích
âm và kh năng hấp ph ln, do đó được s dng rộng rãi để làm trong n định rượu vang [12].
Ngoài ra, betonite cũng được báo cáo làm ngăn chặn quá trình sn xut methanol mt cách hiu
qu giảm hàm lượng pectin nâng cao chất lượng rượu vang táo [13]. Do đó, nghiên cu này
được thc hin nhằm xác định các nhân t được đề cp trên qua đó nâng cao chất lượng n
định màu sc của nước i lên men.
2. Vt liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vt liu
Ti ổi (Hnh 1) đưc thu mua ch i Răng thuộc thành ph Cn Thơ, la chn nhng qu i
ơi, đ chín đồng đu và loi b nhng qu không đt yêu cầu như dập nát, b u b hng.
Đường được s dụng là đưng mía ca Công ty C phần đường Biên Hoà.
Nm men chng S. cerevisiae HG1.3 được lưu trữ ti Phòng thí nghim Khoa Công ngh
Sinh hoá - Thc phẩm, Trường Đại hc K thut - Công ngh Cần Thơ. Nấm men s được nuôi
trong môi trường YPD lng (yeast extract 10 g/L, peptone 20 g/L, D - glucose 20 g/L).
TNU Journal of Science and Technology
230(01): 225 - 234
http://jst.tnu.edu.vn 227 Email: jst@tnu.edu.vn
Hóa cht: Enzyme pectinase Angel Yeast (Vit Nam), bentonite (Trung Quc), hóa cht khác
như NaHSO3, Na2CO3, acid citric các sn phẩm thương mại được cung cp bi công ty Xilong
Scientific (Thượng Hi, Trung Quc).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Lên men dch i
Quy trnh lên men nước i tiến hành như sau: (1) Chọn ổi chín đều, ra sch, tách b cung và
ht, (2) ép tht qu lc ly dịch, (3) điều chnh pH 4,6 16 °Brix, (4) thanh trùng bng 140
mg/L NaHSO3 trong 2 gi, (5) b sung 1% dịch tăng sinh nm men S. cerevisiae HG1.3 lên
men trong 72 gi nhit đ phòng, (6) lc và thu nước i lên men s dng cho nghiên cu [6].
2.2.2. Phân tích thành phn hóa lý ca dch ổi trước và sau quá trình lên men
Phân tích thành phn hóa lý dch i: Nguyên liu i sau khi mua s ra li với nước sch và x
bộ. Sau đó cắt nh i tiến hành ép ly dch qu, s dng phn dch i tiến hành theo dõi
các ch tiêu như pH, hàm ng chất khô hòa tan (°Brix), hàm ợng đường kh (%), kh năng
kháng oxy hoá (%).
Sau khi kết thúc quá trình lên men dch i, tiến hành ly mu phân tích các ch tiêu như pH,
hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix), hàm lượng ethanol (%v/v), đ trong (%), hàm lượng đường
kh (%), kh năng kháng oxy hoá (%).
2.2.3. Kho sát nh hưởng của enzyme pectinase bentonite đến độ trong của nưc ung lên men
t trái i
Dch i sau khi lên men tiến hành lọc sơ với vi lc, chiết vào chai và b sung enzyme pectinase
t l lần lượt 0%; 0,02%; 0,04%; 0,06%; 0,08% (w/v) bentonite đưc b sung vi t l ln
t 0%; 1,5%; 3%; 3,5%; 4,5% (w/v). Định k mi 2 ngày/ln ly mẫu đo độ truyn quang bng
máy UV - Vis với bưc sóng 450 nm [14] sau 2, 4, 6 ngày.
2.2.4. Kho sát t l thích hp ca Na2CO3 b sung vào nước i lên men
Sn phẩm nước ổi lên men sau khi được làm trong bng nồng độ cht thích hợp đã kho sát
mc 2.2.3, tiến hành lc loi b cn lắng. Sau đó bổ sung Na2CO3 t l lần lượt 0%; 0,02%;
0,04%; 0,06%; 0,08%; tiến nh đánh gcảm quan sn phẩm theo phương pháp cho đim
TCVN 3217:79 [15].
2.2.5. Theo dõi s biến đổi sn phẩm trong điều kin bo qun nhiệt độ phòng
Sau khi làm trong nước i lên men s tiến hành chiết rót vào chai các mẫu đối chng (không
thanh trùng nhit), mu b sung Na2CO3 (có thanh trùng nhit) vi t l đã khảo sát được 2.2.4
mu thanh trùng nhit (không b sung Na2CO3) bo qun nhiệt độ phòng. Xác định các ch
tiêu vi sinh vt (tng s vi sinh vt hiếu khí), hàm lượng cht khô hoà tan, pH ca sn phm sau
thi gian bo qun 1, 2, 3 và 4 tun.
2.2.6. Đánh giá chất lượng sn phm sau bo qun
Sau khi kết thúc các công đoạn hoàn thành sn phm, tiến hành đánh giá chất lượng sn phm
nước i lên men sau thi gian 4 tun bo qun theo các ch tiêu hoá lý, cm quan và vi sinh.
2.3. Phương pháp phân tích các ch tiêu và x lý d liu thu thp
Độ pH được đo bằng pH kế (Hanna, Mỹ), hàm lượng chất khô hòa tan được đo bằng Brix kế
(ATAGO, 0-33 °Brix, Pháp), đ truyền quang (T) được đo bằng máy quang ph UV - Vis
(Biochrom Libra S70PC, Anh), hàm lượng ethanol được đo bằng phương pháp chưng cất, hàm
ợng đường kh đo bằng phương pháp DNS, khả năng kháng oxy hoá bằng phương pháp DPPH,
cm quan sn phẩm được đánh giá theo TCVN 3215:79 [15] chỉ tiêu vi sinh theo QCVN 6-
TNU Journal of Science and Technology
230(01): 225 - 234
http://jst.tnu.edu.vn 228 Email: jst@tnu.edu.vn
3:2010/BYT [16]. Tt c các thí nghiệm được b trí lp li 3 ln, phân tích s liu bng ANOVA
s dng phn mm Minitab 17.
3. Kết qu và tho lun
3.1. Thành phn hóa lý ca dch ổi trước và sau khi kết thúc quá trình lên men
Trong chế biến thc phm, nguyên liu là yếu t quan trng ảnh hưởng trc tiếp đến quy trình
sn xut sn phẩm cũng như mục tiêu, mong mun v chất lượng sn phm. Do đó, việc phân tích
thành phn hóa hc ca nguyên liệu trước khi đưa vào quá trnh chế biến là bước đầu tiên để đánh
giá chất lượng nguyên liu nhm d đoán chất lưng sn phm. Ngoài ra, trong quá trình phân tích
còn có th c định thêm mt s ch tiêu hoá lý ca mu thí nghim và da vào kết qu y có th
điều chnh các thông s cho phù hp với quy trnh điều kin nghiên cu. Kết qu phân tích thành
phn ca qu ổi được th hin Bng 1.
Bng 1. Thành phn hóa lý ca dch ổi trước và sau khi lên men
Ch tiêu
Giá tr dch i
Trước lên men
Sau lên men
pH
4,09 ± 0,04
4,06 ± 0,02
Hàm lượng cht khô hòa tan (°Brix)
8,00 ± 0,00
9,00 ± 0,00
Hàm lượng đường kh (%)
2,85 ± 0,04
1,13 ± 0,02
Hàm lượng ethanol (% v/v)
-
5,00 ± 0,00
Độ truyn quang T450nm (%)
-
1,55 ± 0,03
Kh năng kháng oxy hoá (%)
94,53 ± 0,03
95,57 ± 0,20
Ghi chú: S liu trung bình ca 3 ln lp li
Trong nghn cứu trước đây cho thy nguyên liu ổi có m ng m cao (90,73 ± 0,11%), pH
(4,36) thích hp s dngm nguyên liệu cho nước giải khát lên men, hàm lượng cht khô hoà tan (8
°Brix) [6]. Các điều kin ti ưu cho nước ổi lên men m lượng ethanol 5% (v/v) là pH 4,6 và hàm
ng cht khô hoà tan 16 °Brix. Trong sn xuất c n men, c loi dch qu pH 3,0 - 4,5 thích
hp để n men nng cầu xm (pH 3,77) [14], thanh long rut trng (pH 4,22) [17],u tm (pH
4,42) [18],... Nguyên liu i có pH 4,09 phù hp cho nm men phát trin tính kng oxy h cao
(94,53 ± 0,03%) giúp i có th cnh tranh vi các ngun liu kc.
c i lên men trong nghiên cứu này có độ cn 5,00% (v/v)
tương đồng vi công b trước đó [6] nhưng pH (4,06 ± 0,02) và
hàm lượng cht khô hoà tan (9 °Brix) khác biệt do các điều
kiện khách quan như nguồn nguyên liu, nhit độ, thao tác,...
Hàm lượng đường kh (1,13 ± 0,02%) gim do nm men s
dụng đường ch yếu trong quá trnh lên men, trong khi đó kh
năng kháng oxy hoá (95,57 ± 0,2%) sau khi lên men không chênh
lch so với trước khi lên men. Đ truyn quang của nước i lên
men khá thp ch đạt 1,55%, điều này th do lượng pectin
trong dch qu gây đục sn phm. Do đó, để làm tăng đ trong cho
c i n men,
Hình 1. Qu i (Psidium
guajava L.)
enzyme pectinase bentonite được s dụng để thc hin cho các kho sát tiếp theo, các kết qu
được tho lun phn dưới đây.
3.2. Kh năng làm trong nước ung lên men ca enzyme pectinase và bentonite
3.2.1. Kết qu kho sát tác dụng làm trong nước i lên men ca enzyme pectinase
Enzyme pectinase được s dng rng rãi trong ngành công nghip thc phẩm, đặc bit là trong
chế biến nước lên men. Pectin liên kết với nước do s hin din ca nhóm hydrophilic (-OH) làm
đục nước trái cây, vi vai trò phân hu pectin enyme pectinase giúp làm giảm độ nht của nước ép
TNU Journal of Science and Technology
230(01): 225 - 234
http://jst.tnu.edu.vn 229 Email: jst@tnu.edu.vn
trái cây [8], tăng độ trong của đồ uống lên men như rượu vang mãng cầu xiêm [16], rượu
muskmelon (dưa vàng Bắc Mỹ) [19], rượu trái giác [20], thanh long [21],…
Bng 2. Ảnh hưởng của enzyme pectinase đến độ truyn quang của nước i lên men
T l pectinase (%)
Độ truyn quang (T) %
Giá tr P**
Ngày 2
Ngày 4
Ngày 6
0,00
4,50dC
11,80cB
20,04cA
0,000
0,02
37,11cC
50,60bB
58,87bA
0,000
0,04
44,77bC
55,67abB
62,65abA
0,000
0,06
46,95bB
56,10abA
60,28abA
0,001
0,08
53,34aB
61,60aA
63,83aA
0,007
Giá tr P*
0,000
0,000
0,000
Ghi chú: S liu trung bình ca 3 ln lp li.
*: Các ch cái a, b, c… khác nhau thể hin s khác biệt có ý nghĩa thng kê (5%) trong cùng mt ct.
**: Các ch cái A, B, C… khác nhau th hin s khác biệt có ý nghĩa thống kê (5%) trong cùng mt hàng.
Độ trong ca mu thí nghim x lý enzyme tăng so với mẫu đối chng, giá tr T tăng mạnh t
ngày th 2 đến ngày th 6 khi b sung pectinase các nồng độ 0,02 - 0,08% (Bảng 2). Độ trong
trung bình ca các mu t l thun vi thi gian và nồng độ enzyme x lý, độ trong tăng cao nhất
khi x enzyme pectinase ngày th 6 nồng độ 0,08% (63,83%), tuy nhiên không s khác
biệt đáng kể vi nồng độ pectinase 0,04% (62,65%). Độ trong trung bình không s khác bit
đối vi nồng độ enzyme x0,04% 0,08% khi kết thc làm trong v chất phn ng trong
cùng th tích đã hết nên dù có x enzyme nồng độ cao hơn để làm trong th độ trong vn không
thay đổi. thi gian thí nghim ngày th 6, giá tr T không có s khác biệt, điều này có th do hết
enzyme phn ng với chất hoặc chất đã hết không phn ng vi enzyme nữa nên độ trong
cũng không tăng thêm.
Mt s nghiên cu cho thy độ truyn quang T ca u mãng cu xiêm và u trái giác tăng
ln t 13,05% [16] và 9,09% [20] khi được x vi 0,5% pectinase. cũng được báo cáo
rng, saun men độ nht ca mu u được b sung 0,1% pectinase gim đáng k vi 1,5 cP
hiu sut tăng 16% [21].
Hình 2. Giá tr cm quan ca nước i lên men theo nồng độ x lý (A) pectinase và (B) bentonite.
Các thuc tính cm quan bao gm độ trong và màu sc, mùi, v được đánh giá dựa trên thang điểm 0
đến 5 theo tiêu chun Vit Nam TCVN 3215-79 bởi 50 đánh giá viên được la chn t các giáo sư, giảng
viên, nhân viên và sinh viên ca các khoa phòng ban thuc Tờng Đại hc K thut Công ngh Cần Thơ.
Bên cạnh độ trong tch tiêu cảm quan cũng rất quan trng, quyết định đến chất lượng sn
phm. Sau khi các mẫu được x lý enzyme 6 ngày, độ trong và màu sc ca mu 0,04% và 0,08%
theo cm quan là như nhau (Hnh 2A). Nhưng xét về giá tr cm quan mùi v thì t l 0,08% được