Nghiên cứu chế biến nước uống lên men lactic từ củ khoai lang tím Nhật Bản (giống Murasakimasari)

5560(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
Đặt vấn đề
Khoai lang tím giống Murasakimasari là loại nông sản hiện 
đang được trồng nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long, đây là 
giống khoai vượt trội về năng suất, chất lượng và thời vụ thu 
hoạch cũng như hiệu quả kinh tế mang lại cho người dân địa 
phương. Ngoài giá trị cung cấp năng lượng với nhiều loại vita-
min A, B, C, E và các chất khoáng K, Ca, Mg, Fe, Se, giàu 
chất xơ thực phẩm thì khoai lang tím còn có những ưu điểm 
vượt trội do chứa một hàm lượng cao các hợp chất có hoạt tính 
sinh học, bao gồm các hợp chất anthocyanin carotenoid, phenol 
- là các chất chống oxy hóa có tác dụng ngăn chặn sự phát triển 
của tế bào ung thư, chống lão hóa [1].
Công nghệ chế biến các sản phẩm từ củ khoai lang nói 
chung và củ khoai lang tím nói riêng chưa được quan tâm đúng 
mức. Hiện nay, ngoài mục đích ăn tươi, củ khoai lang mới chỉ 
được chế biến chủ yếu dưới dạng khoai lang sấy, chiên Tuy 
nhiên quy mô còn nhỏ lẻ, người dân chủ yếu sấy bằng than củi, 
chiên bằng dầu mỡ đã qua sử dụng nên không đảm bảo an toàn 
thực phẩm. Điều đó đã đặt ra một vấn đề với công tác nghiên 
cứu là cần đưa ra và hoàn thiện quy trình chế biến một số sản 
phẩm từ củ khoai lang tím, trong đó có sản phẩm nước uống lên 
men lactic, tạo ra các sản phẩm có giá trị cao phục vụ nhu cầu 
trong nước và hướng tới xuất khẩu, đa dạng hóa các sản phẩm 
thực phẩm từ khoai lang tím, góp phần giải quyết đầu ra, tạo 
công ăn việc làm cho người lao động, kích thích ngành trồng 
trọt phát triển.
Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Vật liệu, địa điểm nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu: khoai lang tím Nhật Bản (giống 
Murasakimasari) được trồng tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh 
Long, thu hoạch ở độ già 4,5 tháng (kể từ lúc trồng). Nguyên 
liệu khác: chế phẩm enzyme Glucoamylase 300L, Hãng Novo 
Nodisk - Đan Mạch; vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus, 
Lactobacillus platarum, Lactobacillus acidophillus có mật độ 
1011 CFU/ml là chế phẩm thương mại được sản xuất bởi Công 
ty CHR-Hansen, Đan Mạch.
Thiết bị và địa điểm nghiên cứu: các thiết bị dùng cho 
nghiên cứu (nồi hấp thanh trùng, lên men...) tại Bộ môn Bảo 
quản chế biến - Viện Nghiên cứu Rau quả.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp công nghệ: nghiên cứu này tập trung vào hai 
công đoạn trong quy trình chế biến sản phẩm là thủy phân và 
lên men, các thí nghiệm được thực hiện như sau:
Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ trong quá 
Nghiên cứu chế biến nước uống lên men 
lactic từ củ khoai lang tím Nhật Bản 
(giống Murasakimasari) 
Hoàng Thị Lệ Hằng*, Nguyễn Thị Thu Hường
Viện Nghiên cứu Rau quả
Ngày nhận bài 1/11/2018; ngày gửi phản biện 5/11/2018; ngày nhận phản biện 3/12/2018; ngày chấp nhận đăng 6/12/2018
Tóm tắt:
Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đưa ra quy trình công nghệ chế biến sản phẩm nước uống lên men lactic. Nghiên 
cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong quy trình chế biến để tăng hiệu suất và chất lượng sản phẩm, đảm bảo ổn 
định tối đa hàm lượng các chất dinh dưỡng của nguyên liệu (đặc biệt là hợp chất anthocyanin) tạo ra sản phẩm có 
chất lượng tốt, đảm bảo an toàn thực phẩm, phù hợp thị hiếu người tiêu dùng. Trên cơ sở khảo sát các công đoạn 
chính trong quy trình chế biến, bao gồm: ứng dụng enzyme trong khi dịch hóa, đường hóa và khảo sát điều kiện lên 
men thông qua đánh giá các chỉ tiêu vật lý, hóa sinh và cảm quan của sản phẩm, kết quả nghiên cứu đã xác định 
được các thông số kỹ thuật công đoạn thủy phân tinh bột khoai lang bằng enzyme glucoamylase 0,15% ở nhiệt độ 
60oC, thời gian 1,5 giờ và lên men bằng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với tỷ lệ tiếp giống 3% (tương ứng mật độ 
vi khuẩn lactic là 106 CFU/ml) trong điều kiện nhiệt độ 41±1oC, thời gian lên men là 6 giờ. Từ đó, xây dựng được sơ 
đồ quy trình công nghệ chế biến nước uống lên men lactic từ củ khoai lang tím.
Từ khóa: anthocyanin, khoai lang tím, nước uống lên men, quy trình chế biến.
Chỉ số phân loại: 4.6
*Tác giả liên hệ: Email: hoangthilehang@yahoo.com
5660(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
trình thủy phân dịch tinh bột khoai lang tím bằng enzyme 
glucoamylase: khoai lang tím sau khi sơ chế, định hình được 
được hấp chín ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 15 phút và 
nghiền nhuyễn với nước theo tỷ lệ khoai lang/nước là 1/4. 
Sau đó, tiến hành thủy phân bằng cách bổ sung enzyme 
glucoamylase ở các chế độ khảo sát với nồng độ 0,05; 0,1; 
0,15; 0,2% và thời gian từ 0-3 giờ, bước nhảy 0,5 giờ. Trên cơ 
sở xác định một số chỉ tiêu chất lượng của dịch thu được, xác 
định điều kiện xử lý enzyme thích hợp.
Nghiên cứu lựa chọn chủng vi khuẩn lactic phù hợp cho 
quá trình lên men lactic dịch khoai lang tím: dịch khoai lang 
tím sau khi thủy phân được phối chế phụ gia, nồng độ cơ chất 
đạt 16oBx rồi thanh trùng ở nhiệt độ 85oC trong thời gian 15 
phút. Sau đó làm nguội và tiến hành khảo sát khả năng lên 
men của các chế phẩm vi khuẩn Lactobacillus plantarum, chế 
phẩm vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus và chế phẩm vi khuẩn 
Lactobacillus acidophilus ở cùng một điều kiện. Kết thúc quá 
trình lên men, phân tích các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm để lựa 
chọn chủng vi khuẩn thích hợp nhất.
Nghiên cứu xác định các điều kiện lên men lactic thích hợp 
cho dịch khoai lang tím: sau khi lựa chọn được chủng vi khuẩn 
thích hợp. Quá trình lên men được tiến hành khảo sát với các 
yếu tố như sau: tỷ lệ tiếp giống: 1, 2, 3, 4, 5% (so với dịch 
lên men); nhiệt độ lên men: 37±1, 41±1, 45±1oC; thời gian lên 
men: từ 0-10 giờ. Trên cơ sở xác định chất lượng của sản phẩm 
sau thời gian lên men để đưa ra điều kiện lên men thích hợp 
nhất.
Phương pháp phân tích hóa lý: xác định hàm lượng chất khô 
hòa tan tổng số theo TCVN 5533:1991. Xác định hàm lượng 
axit theo TCVN 6509: 2013 (ISO/TS 11869: 2012). Xác định 
hàm lượng anthocyanin theo phương pháp pH vi sai (AOAC 
2005.02). Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp 
DNS. Mức độ thủy phân (DE) xác định bằng tỷ lệ % lượng 
đường khử trên tổng lượng tinh bột ban đầu. Xác định độ nhớt 
bằng máy đo độ nhớt DV-I+ Viscometer. Xác định pH bằng 
máy đo pH meter cầm tay theo TCVN 6492:1999.
Phương pháp vi sinh vật: kiểm tra tổng số vi khuẩn hiếu khí 
theo TCVN 4884:2005. 
Phương pháp cảm quan: đánh giá chất lượng cảm quan 
theo phương pháp cho điểm Hendonic thang điểm 1-9 [2].
Phương pháp toán học: số liệu được xử lý bằng phần mềm 
Microsoft Excel và phần mềm SAS 9.0. 
 Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Các thông số công nghệ trong quá trình thủy phân tinh 
bột khoai lang tím bằng enzyme glucoamylase
Nồng độ enzyme glucoamylase: dịch khoai lang tím được 
bổ sung enzyme glucoamylase với các nồng độ khác nhau. Kết 
quả xác định một số chỉ tiêu chất lượng chính của dịch thu được 
sau quá trình thủy phân thể hiện trong bảng 1.
Bảng 1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase đến chất 
lượng dịch khoai lang tím sau khi thủy phân.
Nồng độ 
enzyme 
(%)
Độ nhớt 
(CP)
Hàm lượng 
đường khử 
(%)
Hàm lượng 
TSS 
(oBx)
Hàm lượng 
anthocyanin 
(mg/100 g)
Mức độ 
thủy phân 
(DE)
0,05 38,42a 6,3c 6,4c 7,91b 52,50c
0,1 32,54b 8,7b 9,1b 8,59b 72,50b
0,15 25,50c 11,01a 12,2a 9,88a 91,75a
0,20 24,66c 11,03a 12,3a 9,92a 91,92a
Ghi chú: các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác nhau 
ở mức ý nghĩa α=0,05.
Study on processing lacto-fermented
drinks from Japanese purple 
sweet potatoes (Murasakimasari)
Thi Le Hang Hoang*, Thi Thu Huong Nguyen
Research Institute of Fruits and Vegetables
Received 1 November 2018; accepted 6 December 2018
Abstract:
This study aims at developing a technology for 
processing lacto-fermented drinks. The study applied 
biotechnologies in the processing to enhance production 
efficiency and quality, stabilising and optimising the 
nutrition of materials (especially anthocyanins) so 
that the outputs had good quality, ensured food safety 
and also appealed to consumers. The main stages 
in the processing, including the experiment with 
enzyme hydrolysis of purple sweet potato starch and 
fermentation conditions, were tested by measuring 
physical, biochemical and sensory indicators of the 
products. The study identified appropriate technical 
specifications for the hydrolysis of purple sweet potato 
starch with glucoamylase enzyme 0.15% at 60oC and 
for 1.5 hours. Fermentation conditions: addition of 
Lactobacillus bulgaricus 3%, at 41±1oC and for 6 hours. 
As the results, a technical flow chart for processing 
lacto-fermented drinks from purple sweet potatoes was 
developed.
Keywords: anthocyanin, fermented drinks, processing, 
purple sweet potato. 
Classification number: 4.6
5760(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
Kết quả cho thấy, sau khi thủy phân, hàm lượng chất khô hòa 
tan tổng số (TSS), anthocyanin và mức độ thủy phân (DE) tăng 
tỷ lệ thuận với nồng độ enzyme, nhưng khi tăng nồng độ enzyme 
trên 0,15% thì mức độ tăng không đáng kể, kết quả các giá trị này 
ở nồng độ 0,15 và 0,20% không có sự khác biệt. Điều này được 
giải thích là do khi tăng nồng độ enzyme thì số phân tử enzyme 
trên một đơn vị diện tích tăng lên, do đó chúng sẽ xúc tác phân cắt 
được nhiều liên kết glucosit [3], thủy phân tinh bột thành đường, 
phá vỡ cấu trúc tế bào, giải phóng các chất bên trong, từ đó làm 
tăng lượng chất khô hòa tan. Khi hàm lượng đường tăng khiến 
cho giá trị DE tăng, chỉ tiêu này thể hiện rõ nhất ở hiệu suất của 
quá trình thủy phân, đạt 91,75% khi nồng độ enzyme là 0,15%. 
Tuy nhiên, khi tăng lượng enzyme trên 0,15% thì hiệu suất thủy 
phân là 91,92% - gần như không tăng thêm, điều này chứng tỏ với 
lượng enzyme 0,15% là có thể đủ để xúc tác, phân giải hết toàn bộ 
cơ chất trong dịch khoai lang tím. Sự biến thiên về độ nhớt cũng 
diễn ra tương tự nhưng theo chiều hướng ngược lại, khi nồng độ 
enzyme càng tăng thì độ nhớt càng giảm, tương ứng với sự thủy 
phân tinh bột càng nhiều. 
Từ những nhận xét trên, chúng tôi chọn nồng độ enzyme 
glucoamylase 0,15% là thích hợp nhất để tiến hành quá trình thủy 
phân dịch khoai lang tím.
Thời gian xử lý enzyme glucoamylase: kết quả phân tích một 
số chỉ tiêu chất lượng của dịch khoai lang tím sau quá trình thủy 
phân ở các khoảng thời gian khác nhau được trình bày ở bảng 2 
và 3.
Bảng 2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme glucoamylase đến 
chất lượng dịch khoai lang tím sau khi thủy phân.
Thời gian 
xử lý 
(giờ)
Độ nhớt 
(CP)
Hàm lượng 
đường khử 
(%)
Hàm lượng 
TSS
(oBx)
Hàm lượng 
anthocyanin 
(mg/100 g)
Mức độ 
thủy phân 
(DE)
0,5 36,42a 6,5c 6,9c 7,98c 54,17c
1,0 30,54b 9,2b 9,6b 8,75b 76,67c
1,5 25,76c 11,04a 12,3a 9,93a 91,93b
2,0 25,07c 11,05a 12,4a 9,98a 92,01a
2,5 24,88c 11,07a 12,4a 9,82a 92,24a
3,0 24,43c 11,06a 12,4a 9,76a 92,36a
Ghi chú: các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác 
nhau ở mức ý nghĩa α=0,05.
Bảng 3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme glucoamylase đến 
chất lượng cảm quan dịch khoai lang tím sau khi thủy phân.
 Chỉ tiêu
Thời gian (giờ)
Trạng thái Màu sắc Hương thơm
0,5 Phân lớp nhẹ Tím hồng đặc trưng Thơm đặc trưng 
1,0 Phân lớp nhẹ Tím hồng đặc trưng Thơm đặc trưng 
1,5 Phân lớp nhẹ Tím hồng đặc trưng Thơm đặc trưng 
2,0 Phân lớp Tím hồng đặc trưng Thơm đặc trưng 
2,5 Lắng cặn Tím hồng đặc trưng Thơm đặc trưng 
3,0 Lắng cặn Tím nhạt Thơm đặc trưng 
Bảng 2 cho thấy, chỉ tiêu TSS, DE (mức độ thủy phân tinh 
bột thành đường) và anthocyanin có sự biến thiên tỷ lệ thuận 
với thời gian xử lý. Mức độ tăng của chỉ số DE tương ứng với 
mức độ tăng của giá trị hàm lượng đường khử tạo ra trong dịch 
do sự thủy phân ngày càng nhiều các phần tử tinh bột. Đồng 
thời điều này làm cho độ nhớt của dịch giảm dần theo thời 
gian xử lý. Các chỉ tiêu đều có sự biến đổi mạnh trong khoảng 
thời gian xử lý từ 0,5-1,5 giờ, khi thời gian tăng lên sự biến 
đổi chậm lại và gần như không đáng kể. Điều này là do thời 
gian càng dài càng làm tăng khả năng tiếp xúc của cơ chất và 
enzyme, nhưng sau đó do lượng cơ chất không còn nhiều nên 
sản phẩm thủy phân tăng không đáng kể. 
Về chất lượng cảm quan: kết quả bảng 3 cho thấy thời gian 
xử lý ảnh hưởng đến màu sắc và trạng thái dịch khoai lang. 
Khi thời gian xử lý kéo dài, màu sắc sản phẩm có chiều hướng 
sẫm màu hơn, màu tím nhạt dần. Sự biến màu của dịch một 
phần do hàm lượng anthocyanin giảm, nhưng phần lớn là do 
quá trình oxy hóa thành phần polyphenol bởi các hệ enzyme 
polyphenoloxidase có trong dịch. Cũng tương tự, trạng thái của 
dịch thu được phân lớp nhẹ khi thời gian xử lý ngắn (0,5-1,5 
giờ) và bị phân lớp rõ rệt khi tăng thời gian trên 2 giờ. Từ đó, 
chúng tôi chọn thời gian thủy phân thích hợp là 1,5 giờ để chế 
biến sản phẩm nước uống lên men lactic. 
Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic phù hợp cho quá trình lên 
men dịch khoai lang tím
Kết quả phân tích chất lượng của dịch khoai lang tím sau 
thời gian lên men được trình bày ở bảng 4.
Bảng 4. Ảnh hưởng của các chủng vi khuẩn lactic khác nhau tới chỉ 
tiêu cảm quan của dịch khoai lang tím.
Qua kết quả thu được, chúng tôi nhận thấy: tất cả các chủng 
vi khuẩn khảo sát đều có khả năng lên men rất tốt, tuy nhiên 
thời gian đạt đến giá trị pH theo yêu cầu (4,1-4,2) có khác nhau 
giữa các chủng. Chủng Lactobacillus acidophilus lên men 
trong thời gian dài nhất là 10 giờ, hai chủng còn lại lên men 
trong thời gian 8 giờ.
Kết quả đánh giá cảm quan cho thấy, các mẫu sử dụng chủng 
 Chỉ tiêu
Chủng
 vi khuẩn
Cấu trúc, màu sắc Mùi Vị
Điểm 
chấp 
nhận
Thời gian 
lên men 
(giờ)
Lactobacillus
plantarum
Dịch không đồng nhất, chia 
2 lớp: lớp trên trong màu tím 
nhạt, lớp dưới lắng cặn màu 
tím đậm.
Thơm 
nhẹ
Chua gắt 7,8 8
Lactobacillus 
acidophilus 
Dịch không đồng nhất, chia 3 
lớp: lớp trên cùng trong, màu 
tím; lớp giữa cặn nhỏ màu nâu 
tím nhạt, lớp cặn màu tím đậm,
Không 
thơm
Chua gắt 7,5 10
Lactobacillus 
bulgaricus
Dịch đồng nhất, màu tím Thơm
Chua ngọt 
hài hòa
8,2 8
5860(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
vi khuẩn Lactobacillus plantarum và Lactobacillus acidophilus 
bị phân lớp, sản phẩm có vị chua gắt. Đối với mẫu sử dụng 
chủng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus cho vị tốt, dịch đồng 
nhất, điểm chấp nhận sản phẩm cao nhất trong 3 chủng khảo 
sát. Do vậy, chủng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus được lựa 
chọn sử dụng trong quá trình sản xuất nước uống lên men lactic 
từ khoai lang tím.
Các điều kiện lên men lactic thích hợp cho dịch khoai 
lang tím
Tỷ lệ tiếp giống thích hợp: kết quả xác định chất lượng của 
dịch khoai lang tím sau thời gian lên men với các tỷ lệ tiếp 
giống khác nhau được trình bày ở bảng 5.
Bảng 5. Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến chất lượng sản phẩm 
lên men.
Tỷ lệ 
tiếp giống 
(%)
Mật độ vi
khuẩn lactic
(CFU/ml)
Hàm lượng
anthocyanin
(mg/100 ml)
TSS 
(oBx)
Hàm lượng 
axít lactic 
(%)
pH
1,0 4,8.108d 5,65a 14,4a 0,098d 4,76a
2,0 9,6.108c 5,64a 14,0a 0,112c 4,57b
3,0 1,4.109b 5,63a 13,6b 0,125b 4,18c
4,0 1,9.109b 5,65a 13,1b 0,130b 4,12c
5,0 2,4.109a 5,66a 12,7c 0,139a 3,78d
Ghi chú: các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác nhau 
ở mức ý nghĩa α=0,05.
Kết quả cho thấy, số lượng vi khuẩn L. bulgaricus có trong 
dịch lên men ở các công thức thí nghiệm đều tăng tỷ lệ thuận với 
tỷ lệ tiếp giống. Ngược lại với sự tăng sinh khối của vi khuẩn 
thì hàm lượng chất khô hòa tan tổng số có trong dịch lên men 
lại giảm dần và các mẫu có tỷ lệ tiếp giống càng cao thì mức độ 
suy giảm càng nhiều. Điều này là do vi khuẩn L. bulgaricus sử 
dụng nguồn cacbon làm nguyên liệu cho quá trình lên men, do 
đó khi tỷ lệ tiếp giống càng cao thì tốc độ lên men càng lớn, tức 
là nhu cầu sử dụng nguồn cacbon càng nhiều. 
 Đồng thời với sự tăng sinh khối vi khuẩn, hàm lượng axít 
hữu cơ trong dịch lên men cũng tăng dần ở tất cả các công thức 
thí nghiệm (đây chính là sản phẩm của quá trình lên men). Vi 
khuẩn lactic sử dụng đường để chuyển hóa thành axit lactic, do 
vậy hàm lượng axit lactic tạo thành tăng theo nồng độ vi khuẩn 
[4] (từ 0,098 đến 0,139%). Sau 8 giờ lên men, hàm lượng axít 
lactic tổng số trong nước khoai lang tím khi tiếp giống với tỷ 
lệ 3% là 0,125%, 4% là 0,130% và không có sự khác nhau lớn 
giữa hai công thức này. Ngược lại, giá trị pH của dịch lên men 
ở các công thức đều giảm tương ứng với sự tăng lên của hàm 
lượng axít lactic. Sau 8 giờ lên men, giá trị pH của dịch với tỷ 
lệ tiếp giống 3 và 4% (tương đương với mật độ vi khuẩn ban 
đầu là 106 CFU/ml) lần lượt là 4,18 và 4,12, không có sự khác 
biệt có ý nghĩa thống kê. 
Bảng 6. Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến chất lượng cảm quan sản 
phẩm lên men.
Tỷ lệ tiếp giống 
(%)
Trạng thái Hương thơm Vị Màu sắc
Trung 
bình
1,0 8,8 8,1 7,1 8,6 8,2
2,0 8,7 8,3 7,2 8,7 8,2
3,0 8,7 8,5 8,5 8,7 8,6
4,0 8,7 8,3 8,2 8,5 8,4
5,0 8,7 7,7 7,0 7,9 7,8
Kết quả đánh giá cảm quan cho thấy, quá trình lên men 
tác động nhiều nhất đến vị, hương thơm và màu sắc của sản 
phẩm (bảng 6). Nước khoai lang tím lên men với tỷ lệ tiếp giống 
3% đạt điểm cảm quan trung bình cao nhất sau 8 giờ lên men 
(điểm 8,6). Từ đó, chúng tôi lựa chọn tỷ lệ tiếp giống vi khuẩn 
L. bulgaricus phù hợp cho quá trình lên men dịch khoai lang 
tím là 3% để đảm bảo số lượng vi khuẩn L. bulgaricus trong 
nước khoai lang tím lên men lactic đạt trên 108 CFU/ml sau 
lên men.
Nhiệt độ lên men: kết quả phân tích chất lượng của các mẫu 
sau thời gian lên men ở các nhiệt độ khác nhau trong thời gian 8 
giờ được trình bày ở bảng 7.
Bảng 7. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng sản phẩm 
lên men.
Nhiệt độ 
lên men 
(oC)
Mật độ vi 
khuẩn lactic 
(CFU/ml)
Hàm lượng 
anthocyanin 
(mg/100 ml)
TSS 
(oBx)
Hàm lượng 
axít 
TS (%)
pH
37±1 4,7. 108c 5,65a 14,5a 0,117a 4,53a
41±1 1,4. 109a 5,64a 13,7b 0,126a 4,21b
45±1 7,5. 108b 5,60a 13,9b 0,115a 4,39b
Ghi chú: các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác nhau ở 
mức ý nghĩa α=0,05.
Bảng 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến chất lượng cảm 
quan sản phẩm lên men.
Nhiệt độ 
lên men 
(oC)
Trạng 
thái
Hương 
thơm
Vị
Màu 
sắc
Trung 
bình
37±1 8,6 8,5 8,2 8,5 8,5
41±1 8,5 8,6 8,7 8,6 8,6
45±1 8,6 8,5 6,7 8,4 8,1
Kết quả cho thấy, về mật độ vi khuẩn, mẫu được lên men ở 
nhiệt độ 41±1oC có mật độ vi khuẩn cao nhất và có sự khác biệt 
rõ rệt so với hai mẫu được lên men ở nhiệt độ 45±1oC và 37±1oC 
(bảng 7). Ngược lại, về giá trị pH và hàm lượng chất khô hòa tan 
tổng số đạt thấp nhất ở chế độ nhiệt độ 41±1oC. Về giá trị cảm 
quan, mẫu được lên men ở nhiệt độ 41±1oC cho kết quả đánh giá 
cảm quan cao nhất (bảng 8). Điều này là do ở các nhiệt độ lên 
men khác nhau thì vi khuẩn lactic phát triển với tốc độ khác nhau, 
đồng thời quá trình lên men sinh axit lactic cũng khác nhau, ở 
nhiệt độ 41±1oC chủng vi khuẩn L. bulgaricus phát triển mạnh 
5960(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
nhất, phân giải cơ chất và tạo ra hàm lượng axit lactic cao nhất, 
lượng axit tạo ra ảnh hưởng trực tiếp đến độ chua ngọt hài hòa 
của sản phẩm. Khi ở nhiệt độ thấp, vi khuẩn lactic phát triển 
chậm hơn hoặc khi nhiệt độ cao gây ức chế sự phát triển của 
nó. Vì vậy, nhiệt độ thích hợp cho sản phẩm nước uống lên men 
lactic từ dịch khoai lang tím Nhật Bản được chọn là 41±1oC.
Thời gian lên men thích hợp: kết quả phân tích chất lượng 
của các mẫu sau các khoảng thời gian lên men khác nhau được 
trình bày ở bảng 9 và 10.
Bảng 9. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng sản 
phẩm.
Thời gian 
lên men 
(giờ)
Mật độ vi 
khuẩn lactic 
(CFU/ml)
Hàm lượng 
anthocyanin 
(mg/100 ml)
TSS 
(oBx)
Hàm lượng 
axít TS 
(%)
pH
0,0 7,1.106e 5,88a 16,0a 0,021e 6,08a
2,0 9,3.107d 5,83ab 14,8b 0,096d 5,03b
4,0 2,6.108c 5,76b 14,3c 0,109c 4,75c
6,0 1,1.109b 5,68c 13,6d 0,123b 4,28d
8,0 1,4.109b 5,65c 13,5d 0,125b 4,20d
10,0 1,8.109a 5,60d 13,3d 0,139a 3,63e
Ghi chú: các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũ khác nhau thì khác 
nhau ở mức ý nghĩa α=0,05.
Bảng 10. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến chất lượng cảm 
quan của sản phẩm.
Thời gian lên men 
(giờ)
Trạng 
thái
Hương 
thơm
Vị
Màu 
sắc
Trung 
bình
0,0 8,6 7,5 6,7 8,1 7,7
2,0 8,6 7,6 6,9 8,2 7,8
4,0 8,7 8,1 7,1 8,6 8,1
6,0 8,7 8,5 8,9 8,7 8,7
8,0 8,6 8,5 8,7 8,6 8,6
10,0 7,8 7,7 7,0 7,9 7,6
Kết quả bảng 9 và 10 cho thấy, vi khuẩn L. bulgaricus trong 
dịch lên men tăng sinh khối theo thời gian. Số lượng vi khuẩn 
L. bulgaricus tăng lên rất nhanh trong 6 giờ đầu lên men, sau 
đó có xu hướng tăng chậm lại. Số lượng vi khuẩn L. bulgaricus 
đạt 1,1x109 CFU/ml sau 6 giờ và tăng lên chậm hơn sau 8 và 
10 giờ lên men. Ngược lại, thời gian lên men càng dài thì độ 
pH, hàm lượng TSS càng giảm và tạo ra vị chua gắt khó chịu, 
ảnh hưởng tới chất lượng cảm quan của sản phẩm. Hàm lượng 
anthocyanin tuy có giảm dần do tác động của ánh sáng và oxy 
[5], nhưng mức độ giảm không nhiều. Các mẫu có thời gian lên 
men từ 6-8 giờ có trạng thái đồng nhất, hương vị tốt nhất và 
cho điểm cảm quan cao nhất. Khi kéo dài thời gian lên men (10 
giờ) thì trạng thái sản phẩm bị thay đổi (có sự tách lớp), mùi vị 
không hài hòa và cho điểm cảm quan kém hơn. Như vậy, mẫu 
có thời gian lên men trong 6 giờ có điểm cảm quan được đánh 
giá là cao nhất, hương vị hài hòa, đạt mật độ tế bào vi khuẩn 
lactic trên 109 CFU/ml. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn thời gian 
này cho quá trình lên men.
Kết thúc quá trình lên men, sản phẩm có thể được bổ sung 
thêm chất gia hương, đồng hóa, đóng chai và bảo quản trong 
điều kiện lạnh nhiệt độ 4-6oC. Sự biến đổi số lượng tế bào vi 
khuẩn sống trong dịch lên men là yếu tố quan trọng nhất trong 
thời gian bảo quản sản phẩm. Sự sống của vi khuẩn lactic phụ 
thuộc vào sự có mặt của oxy trong sản phẩm, chất lượng của 
bao bì bảo quản, thời gian lên men và nhiệt độ tồn trữ, đồng 
thời còn phụ thuộc vào các chất ức chế như hàm lượng axit 
được tạo ra trong thời gian bảo quản [6]. Số lượng vi khuẩn 
theo dõi sau 30 ngày bảo quản vẫn đảm bảo đạt yêu cầu với số 
lượng trên 108 CFU/ml. 
Tổng hợp các kết quả trên, chúng tôi đề xuất quy trình công 
nghệ chế biến sản phẩm nước uống lên men lactic từ khoai lang 
tím như hình 1.
Thuyết minh quy trình:
 Yêu cầu nguyên liệu: củ khoai lang tím phải đạt chuẩn 
chất lượng (giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan) cho mục đích 
chế biến. Khoai thường được thu hoạch ở độ già 4,5 tháng (kể 
9 
Hình 1. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến nước uống lên men lactic từ khoai 
lang tím.
Thuyết minh quy trình: 
 Yêu cầu nguyên liệu: củ khoai lang tím phải đạt chuẩn chất lượng (giá trị dinh 
dưỡng, giá trị cảm quan) cho ục đích chế biến. Khoai thường được thu hoạch ở độ 
già 4,5 tháng (kể từ thời gian bắt đầu trồng). Hàm lượng tinh bột, đường đạt tối đa 
tương ứng 24,34 và 5,05%. 
 Sơ chế: khoai lang tím được lựa chọn, loại bỏ những củ bị hư hỏng, phần dập 
nát..., rồi tiến hành rửa sạch, gọt vỏ, thái lát theo chiều ngang củ với chiều dày khoảng 
40 mm. 
Phối trộn 
Lên men (41±1oC/6giờ) 
Sản phẩm 
Enzim glucoamylase 0,15% Thủy phân (60oC/1,5 giờ) 
Phối hương 
Thanh trùng (85oC, 15 phút) 
Đóng chai, ghép nắp
Đồng hóa (170 Pa) 
Khoai lang tím tươi 
Sơ chế 
Làm chín (100oC/15 phút) 
Xay 
Tỷ lệ khoai lang/nước: 1/4 
Đường, bột sữa, sodium 
citrate, pectin 
Hương sữa 0,07% 
Lactobacillus bulgaricus 
(3%) 
Bảo quản (4-6oC) 
Hình 1. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến nước uống lên men 
lactic từ khoai lang tím.
6060(12) 12.2018
Khoa học Nông nghiệp
từ thời gian bắt đầu trồng). Hàm lượng tinh bột, đường đạt tối 
đa tương ứng 24,34 và 5,05%. 
 Sơ chế: khoai lang tím được lựa chọn, loại bỏ những củ 
bị hư hỏng, phần dập nát..., rồi tiến hành rửa sạch, gọt vỏ, thái 
lát theo chiều ngang củ với chiều dày khoảng 40 mm.
 Làm chín: khoai lang tím tươi được tiến hành làm chín 
bằng phương pháp hấp ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 15 
phút. Yêu cầu các lát khoai sau khi làm chín ít bị gãy nát, có độ 
chín đồng đều và có màu tím thẫm.
 Xay: sau khi làm chín, nguyên liệu được nghiền nhỏ, sau 
đó bột khoai lang tím được phối trộn với nước theo tỷ lệ khoai 
lang/nước: 1/4.
 Thủy phân: mục đích để thủy phân tinh bột tạo ra đường 
glucose. Sử dụng chế phẩm enzyme glucoamylase với nồng độ 
0,15% và tiến hành ở nhiệt độ 60oC trong 1,5 giờ. 
 Phối trộn: với mục đích tạo cho sản phẩm có hương vị 
hấp dẫn và tạo điều kiện cho quá trình lên men. Tiến hành bổ 
sung các chất điều vị và phụ gia như sau: bột sữa 3%, sodium 
citrate 0,15%, hương sữa 0,07%, pectin 0,05% và đường cho 
tới khi hàm lượng chất khô hòa tan tổng số của dịch đạt 16oBx.
 Thanh trùng: mục đích tiêu diệt vi sinh vật bị nhiễm tạp 
trong quá trình chế biến, tránh các hư hỏng không mong muốn. 
Dịch sau khi phối trộn được gia nhiệt đến 85oC và giữ trong 
15 phút. Sau đó được làm nguội đến nhiệt độ lên men 41±1oC.
 Lên men: mục đích của quá trình lên men là tạo điều kiện 
cho các vi khuẩn có ích phát triển, sản sinh axít lactic làm tăng 
giá trị dinh dưỡng và tăng giá trị cảm quan. 
 Cấy giống: chế phẩm vi khuẩn lactic Lactobacillus 
bulgaricus thuần khiết với tỷ lệ 3%. Tiến hành lên men ở nhiệt 
độ 41±1oC trong thời gian 6 giờ.
 Đồng hóa: sản phẩm được đồng hóa ở áp suất 170 Pa 
nhằm góp phần ổn định trạng thái cho sản phẩm.
 Đóng bao bì: sản phẩm được đóng trong bao bì PC 100 
ml hoặc chai HDPE 100 ml và dán kín.
 Sản phẩm: đồ uống lên men lactic từ khoai lang tím Nhật 
Bản được bảo quản ở nhiệt độ 4-6oC với thời hạn sử dụng 30 
ngày.
Kết luận
Quá trình nghiên cứu đã xác định được thông số công 
nghệ các công đoạn chính là thủy phân tinh bột khoai lang 
bằng enzyme glucoamylase 0,15% ở nhiệt độ 60oC, thời gian 
1,5 giờ và lên men bằng vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus 
với tỷ lệ tiếp giống 3% (tương ứng mật độ vi khuẩn lactic là 
106 CFU/ml) trong điều kiện nhiệt độ 41±1oC, thời gian lên 
men là 6 giờ cho nước uống lên men lactic đạt chất lượng yêu 
cầu. Từ đó, thiết lập được sơ đồ quy trình công nghệ chế biến 
nước uống lên men lactic từ khoai lang tím đạt chỉ tiêu chất 
lượng, đảm bảo an toàn thực phẩm. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] S. Ikuo, O. Tomoyuki, M. Mami, K. Mio, N. Yoichi, F. Shu (2003), 
“Physiological funtionality of purlple-fleshed sweet potatoes containing 
anthocyanin and their utilization in foods”, JARQ, 37(3), pp.25-28.
[2] Hà Duyên Tư (2010), Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm, 
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[3] Đỗ Thị Xuân Hương (1996), Nghiên cứu ảnh hưởng của biến 
thiên hoạt độ enzym amylase đến hàm lượng đường trong củ khoai lang 
khi bảo quản và chế biến, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Bách khoa 
Hà Nội.
[4] Nguyễn Đức Lượng (2002), Công nghệ vi sinh, tập I, Nhà xuất 
bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
[5] Thái Thị Ánh Ngọc (2011), Nghiên cứu thành phần của chất màu 
anthocyanin chiết từ khoai lang tím, Luận văn thạc sỹ, Đại học Đà Nẵng. 
[6] K.Y. Yoon, E.E. Woodams, and Y.D. Hang (2004), “Probiotication 
of tomato juice by lactic axit bacteria”, J. Microbiol., 42(4), pp.315-318.