nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme pectinase ultra sp-l trong sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoài

Nắm bắt ñược nhược ñiểm của thực phẩm có nguồn gốc từ ñộng vật và vai trò của β-caroten trong một số loại quả tự nhiên chính vì vậy, trên thị trường hiện nay ngoài nguồn quả tự nhiên ngư

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

-

ðẶNG THỊ THANH HIấN

NGHIấN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM

ENZYME PECTINASE ULTRA SP-L TRONG

TỪ NGUYấN LIỆU GẤC, CAM, XOÀI

luận văn thạc sĩ nông nghiệp

Hà Nội – 2012

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp hà nội

-

ðẶNG THỊ THANH HIấN

NGHIấN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM

ENZYME PECTINASE ULTRA SP-L TRONG

TỪ NGUYấN LIỆU GẤC, CAM, XOÀI

Lời cam đoan Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khóa luận này là trung thực

Tôi cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Khóa luận này đã đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đề tài này đã đ−ợc ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2011

Đặng Thị Thanh Hiên

Lời cảm ơn Lời cảm ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Ngô Xuân Mạnh - Trưởng bộ môn Hóa Sinh – Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm; Thạc sỹ Trần Thị Lan Hương - Trưởng bộ môn Thực Phẩm Dinh Dưỡng khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường

Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, những người đã định hướng và giúp đỡ tôi về chuyên môn trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Nguyễn Đức Hạnh - Phó bộ môn bảo quản – chế biến - Viện nghiên cứu rau quả, người đã hỗ trợ, hướng dẫn tôi xử lý

số liệu trên phần mềm nemrodw

Tôi xin chân thành cảm ơn các thày cô bộ môn Thực Phẩm Dinh Dưỡng

và các đồng nghiệp ở trong phòng Kỹ thuật Công ty Cổ Phần Acecook Việt Nam chi nhánh Hưng Yên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thiện luận văn này

Qua đây tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè và những người luôn ủng hộ và động viên tôi trong quá trình học tập, làm việc và hoàn thiện luận văn

Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2011

Tác giả

Đặng Thị Thanh Hiên

MỤC LỤC

PHẦN MỘT: MỞ đẦU 1

1.1 đẶT VẤN đỀ 1

1.2 MỤC đÍCH Ờ YÊU CẦU 3

1.2.1 Mục ựắch 3

PHẦN HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC QUẢ 4

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới và Việt Nam 4

2.1.2 Phân loại nước quả 5

2.1.3 Quy trình sản xuất nước quả ựục 5

2.2.3 Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất Ờ tiêu thụ quả cam 14

2.3 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG ENZYME PECTINASE.16 2.3.1 đặc ựiểm của enzyme pectinase trong sản xuất nước quả 16

2.3.3 Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase 18

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng ựến tác dụng của enzyme pectinase 19

2.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ HỖN HỢP CAM, XOÀI, GẤC 23

PHẦN BA: đỐI TƯỢNG - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

3.1 đỐI TƯỢNG - đỊA đIỂM Ờ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 24

3.1.1 đối tượng 24

3.1.2 địa ựiểm 24

3.1.3 Thời gian nghiên cứu: Từ 11/2010 ựến 06/2011 24

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24

3.2.1 đánh giá chất lượng nguyên liệu 24

3.2.2 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L nhằm tăng hiệu suất trắch ly quả gấc, xoài 25

3.2.3 Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ựể ựưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β - caroten 25

3.2.4 đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng 25

3.2.5 Hạch toán kinh tế 25

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.3.1 Phương pháp xử lý nguyên liệu 26

3.3.2 Phương pháp bố trắ thắ nghiệm 26

3.3.5 Phương pháp xác ựịnh chỉ tiêu vi sinh vật 30

3.3.6 Phương pháp ựánh giá cảm quan sản phẩm 31

3.3.7 Hiệu suất thu hồi 31

PHẦN BỐN: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 đÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU 35

4.1.1 Chỉ tiêu cơ lý của nguyên liệu 35

4.1.2 Chỉ tiêu hóa sinh của nguyên liệu 36

4.2 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP ỜL nhằm tăng hiệu suất thu hồi của gấc, xoài 37

4.2.1 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP Ờ L ựối với quả gấc 38

4.2.2 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP Ờ L ựối với quả xoài 43

4.3 Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ựể ựưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β - caroten 49

4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch gấc ựến chất lượng nước quả 50

4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn cam ựến chất lượng sản phẩm 51

4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn xoài ựến chất lượng sản phẩm 52

4.4 đánh giá chất lượng sản phẩm 54

4.4.1 Chất lượng vệ sinh sản phẩm 54

4.4.2 đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm thử nghiệm với nước quả Xoài theo TCVN 55

4.4.3 Chất lượng dinh dưỡng sản phẩm 56

PHẦN NĂM: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

5.1 KẾT LUẬN 58

5.2.KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Giá trị dinh dưỡng mỗi 100g (3.5oz) xoài tươi 9

Bảng 2.3: Thành phần sắc tố carotenoid trong quả gấc (µg/g quả tươi) 11

Bảng 2.4: Giá trị dinh dưỡng mỗi 100g (3.5oz) cam tươi 14

Bảng 2.5: Sản lượng cam trên thế giới 15

Bảng 4.1: Chỉ tiêu cảm quan và vật lý của nguyên liệu 36

Bảng 4.2: Chỉ số hóa sinh của nguyên liệu 36

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của nồng ñộ chế phẩm enzyme ñến hiệu suất thu hồi dịch gấc 38

Bảng 4.6: Ma trận kế hoạch thực nghiệm 41

Bảng 4.7: Hệ số của các hàm hồi quy thực nghiệm 42

Bảng 4.8: Kết quả phân tích chất lượng dịch gấc khi xử lý ở nồng ñộ chế phẩm enzyme 0,030%; nhiệt ñộ 45oC và thời gian xử lý 90 phút 43

Bảng 4.9: Ảnh hưởng của nồng ñộ chế phẩm enzyme ñến hiệu suất thu hồi dịch xoài 44

Bảng 4.10: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ xử lý ñến hiệu suất thu hồi dịch xoài 45 Bảng 4.11: Ảnh hưởng của thời gian xử lý ñến hiệu suất thu hồi dịch xoài46 Bảng 4.12: Ma trận kế hoạch thực nghiệm 47

Bảng 4.13: Hệ số của các hàm hồi quy thực nghiệm 48

Bảng 4.14: Kết quả phân tích chất lượng dịch xoài khi xử lý chế phẩm enzyme ở nồng ñộ 0,025%; nhiệt ñộ 45oC và thời gian xử lý 90 phút 49

Bảng 4.15: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch gấc ñến chất lượng nước quả50 Bảng 4.16: Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch cam ñến chất lượng sản phẩm 51

Bảng 4.17: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch xoài ñến chất lượng sản phẩm 52

Bảng 4.18: Chất lượng vệ sinh sản phẩm 54

Bảng 4.19: Thông tin sản phẩm 55

Bảng 4.20: Chất lượng cảm quan của sản phẩm thí nghiệm so với nước xoài theo TCVN 3215-79 55

Bảng 4.21: Kết quả kiểm tra chỉ tiêu chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm 56

PHẦN MỘT: MỞ ðẦU 1.1 ðẶT VẤN ðỀ

Theo tài liệu hội nghị triển khai Ngày vi chất dinh dưỡng năm 2010 do

Bộ Y tế tổ chức ngày 31/05/2010 ở Hà Nội, Việt Nam ñược Tổ chức Y tế Thế giới xếp vào danh sách 19 nước trên thế giới có tình trạng thiếu vitamin A tiền lâm sàng ở mức ñộ nặng (trên 10% trẻ dưới 5 tuổi) ðây chính là nguyên nhân làm tăng nguy cơ mắc các bệnh nhiễm khuẩn, tử vong và giảm tăng trưởng ở trẻ em [21]

Vi chất dinh dưỡng (vitamin A) hay còn gọi là retinol tồn tại trong tự nhiên gồm 2 dạng, thứ nhất là retinol - dạng hoạt ñộng của vitamin A, ñược ñồng hoá trực tiếp bởi cơ thể, dạng thứ hai là tiền vitamin A (β – caroten), β – caroten là một trong những tiền chất quan trọng nhất của vitamin A

Vitamin A có nhiều chức năng quan trọng ñối với sự tồn tại và phát triển của các bộ phận cơ thể con người, như mắt, da, sự sinh trưởng, sự phát triển của xương, hệ thống miễn dịch, chống lão hoá, chống ung thư

Thiếu vitamin A kéo dài gây mù lòa, tăng nguy cơ tử vong, kìm hãm sự phát triển thể lực, trí tuệ

Nguyên nhân của sự thiếu hụt này là do chế ñộ ăn nghèo vitamin A và β–caroten bởi vì cơ thể không tự tổng hợp ñược vitamin A mà phải lấy từ nguồn thức ăn

Khắc phục sự thiếu hụt vitamin A bằng cách sử dụng những nguồn thức phẩm giàu vitamin A và β – caroten như thực phẩm có nguồn gốc từ ñộng vật (gan gà, gan lợn, trứng vịt lộn…) và từ thực vật (cà rốt, gấc, ñu ñủ chín, rau ngót ) Vitamin A nguồn gốc ñộng vật có thể ñảm nhiệm tốt các vai trò ñối với sự sống, nhưng lại không có khả năng phòng chống ung thư và xơ hoá tế bào, vì chỉ có β-caroten mới có chức năng ñó [24]

Nắm bắt ñược nhược ñiểm của thực phẩm có nguồn gốc từ ñộng vật và vai trò của β-caroten trong một số loại quả tự nhiên chính vì vậy, trên thị trường hiện nay ngoài nguồn quả tự nhiên người ta còn chế biến ra rất nhiều loại sản phẩm quả chế biến sẵn trong ñó có nước giải khát (nước quả ép, nước quả hỗn hợp…) nhằm tăng giá trị của các loại quả tự nhiên ñồng thời phục vụ nhu cầu cho cuộc sống hiện ñại Nước uống có nguồn gốc tự nhiên chứa nhiều vitamin, khoáng chất, các loại ñường ñơn dễ tiêu hóa rất cần thiết và bổ dưỡng cho con người ñặc biệt cho trẻ em và người già ngày càng tăng Chính

vì vậy, việc cho ra ñời những sản phẩm nước quả sử dụng nguyên liệu tự nhiên, thơm ngon, ñồng thời ñáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng mà còn an toàn cho người sử dụng ñang là mối quan tâm trên thị trường hiện nay Trong

số các loại quả phổ biến ở nước ta xoài là một trong các loại quả ñược ưa chuộng bởi mùi thơm, vị ngọt, màu sắc hấp dẫn Cam là loại loại quả rất giàu vitamin C, có ñộ chua dịu Gấc là loại quả rất giàu β – caroten và lycopen Do

ñó chế biến nước quả từ các loại nguyên liệu này sẽ tạo ra một sản phẩm giàu vitamin, ñặc biệt là β – caroten và vitamin C

Trong quá trình sản xuất nước quả từ nguyên liệu trên thì giá thành và chất lượng sản phẩm ñang là vấn ñề ñược nhà sản xuất quan tâm Trong thành phần quả gấc, xoài có nhiều pectin là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình chế biến (cụ thể là quá trình ép, lọc), làm cho hiệu quả trích ly dịch quả thấp, chất lượng dịch quả không cao Vì vậy việc xác ñịnh biện pháp kỹ thuật ñể hoàn thiện chất lượng nước quả hỗn hợp này là rất cần thiết [10]

Trong số các biện pháp kỹ thuật ñang ñược sử dụng nhằm tăng chất lượng sản phẩm ñồ uống từ rau quả tươi thì phương pháp sử dụng enzyme ñược coi là một trong những phương hướng tiến bộ có triển vọng của công nghệ sinh học ứng dụng vào ngành sản xuất nước quả, rượu vang và nước uống không cồn

Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi ựã chọn và thực hiện ựề tài:

ỘNghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L trong sản

xuất nước quả hỗn hợp giàu βββ- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoàiỢ

1.2 MỤC đÍCH Ờ YÊU CẦU

1.2.1 Mục ựắch

Sử dụng chế phẩm enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi và chọn lựa ựược công thức phối trộn nước quả hỗn hợp tối ưu ựể có nước quả hỗn hợp giàu β Ờ caroten

1.2.2 Yêu cầu

- Xác ựịnh các chỉ tiêu vật lý, hóa học của nguyên liệu

- Xác ựịnh các yếu tố ảnh hưởng ựến hiệu suất thu hồi khi sử dụng chế phẩm enzyme (nồng ựộ, thời gian, nhiệt ựộ)

- Xác ựịnh ựược công thức phối trộn (cam: xoài: gấc) tối ưu từ ựó ựưa ra quy trình công nghệ sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β Ờ caroten

- đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng

- Hạch toán kinh tế (tắnh ựịnh mức giá thành nguyên liệu sử dụng cho 1 lắt nước quả)

PHẦN HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC QUẢ

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới và Việt Nam

2.1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới

Nước quả là một trong những hình thức tiêu dùng quả tươi phổ biến và quan trọng Ngay từ những năm 60 của thế kỷ 20, trên thế giới lượng quả tươi ựược ựem chế biến thành nước quả lên tới 10 triệu tấn và cho ựến nay số lượng này ựã tăng lên gấp nhiều lần [3]

Ở khu vực đông Nam Á, nhu cầu sử dụng nước quả cũng ựang có xu hướng tăng dần Việc sản xuất và tiêu thụ nước quả gia tăng rõ rệt trong những năm gần ựây [17,18]

Thái Lan: thị trường nước quả ép mỗi năm tăng lên 50%, sản phẩm chắnh là dứa, ngoài ra còn có nước cam, nước xoài, nước lạc tiên

Hàn Quốc: thị trường nước quả chiếm 40,3% so với ựồ uống nói chung, lượng nước quả ép ựều gia tăng từ 30-40%

đài Loan: theo số liệu thống kê năm 1994, nước quả ép ựược xếp vào hàng thứ ba trong số các loại ựồ uống bán chạy Việc tiêu thụ nước quả ép ngày một tăng, ựặt biệt là loại nước quả ép nguyên chất Sản phẩm ựược ưa chuộng là nước ép lê, nho, ựồ uống giàu vitamin

Malaysia: tỷ lệ tăng trưởng ựối với thị trường nước quả ép là 7%, trị giá 29,43 triệu USD, mỗi năm tiêu thụ 400 lắt

Indonesia: năm 1993 mức tiêu dùng các loại quả là 118 triệu lắt/ năm, tăng bình quân 26,9% mỗi năm trong thời kỳ 1990-1993

Nhật: thị trường nước ép cũng ngày một tăng, xu hướng tiêu thụ của người Nhật là các ựồ uống từ nước quả ép không có hoặc có ắt ựường

2.1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả tại Việt Nam

Thị trường nước quả ở Việt Nam so với thị trường nước quả trên thế giới vẫn chưa ựa dạng về chủng loại và số lượng còn ắt Tuy nhiên thị trường nước quả ở Việt Nam trong những năm gần ựây ựã có sự gia tăng rõ rệt

Theo thống kê năm 2004, thực trạng công nghiệp sản xuất nước giải khát ở Việt Nam có nhiều thay ựổi lớn Hiện nay có 169 cơ sở sản xuất nước giải khát, hầu hết các doanh nghiệp ựều tập trung sản xuất nước quả từ một số loại quả: ựu ựủ, xoài, dứa, lạc tiên, camẦ Các thị trường xuất khẩu chắnh của Việt Nam là Trung Quốc, đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc Gần ựây chúng ta

mở rộng sang một số nước châu Âu như: đức, Nga, Hà Lan và nhất là Mỹ

2.1.2 Phân loại nước quả

- Căn cứ vào mức ựộ tự nhiên của sản phẩm mà phân loại nước quả thành các dạng sau: Nước quả tự nhiên, nước quả hỗn hợp, nước quả pha ựường, nước quả cô ựặc

- Căn cứ theo phương pháp bảo quản người ta chia nước quả thành các

nước quả sunfit hóa, nước quả rượu hóa

- Tùy theo trạng thái sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạng sau: Nước quả ép dạng trong, nước quả ép dạng ựục, nước quả nghiền (thường gọi là necta)

2.1.3 Quy trình sản xuất nước quả ựục

Nước quả ựục ựược sản xuất bằng cách pha chế pure quả (dịch quả) nghiền với nước ựường theo những tỷ lệ nhất ựịnh Hàm lượng pure nước quả trong sản phẩm dao ựộng từ 35-70% tùy theo tắnh chất nguyên liệu ựầu vào và dạng sản phẩm Quy trình chế biến nước quả ựục như sau [4]:

Nguyên liệu → Lựa chọn, phân loại → Rửa → Chần → Xử lý cơ học → Lọc

sơ bộ → Phối chế → Gia nhiệt → Bài khắ → đồng hóa → Rót hộp → Ghép nắp → Thanh trùng → Làm nguội → Bảo ôn → Sản phẩm

Nguyên liệu ựể chế biến nước quả cần phải có giá trị dinh dưỡng, có hương vị thơm ngon, màu sắc ựẹp Quả phải tươi tốt, không bầm dập, sâu thối, có ựộ chắn ựúng mức Kắch thước và hình dáng tùy theo loại quả

Mục ựắch của quá trình này là làm cho nguyên liệu ựược ựồng nhất về kắch thước, ựộ chắn và loại trừ nguyên liệu không ựủ tiêu chuẩn ựưa vào sản xuất Quá trình phân loại có thể tiến hành bằng tay, hoặc bằng máy

Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như ựất, cát, bụi bẩn và làm giảm lượng

vi sinh vật ở trên bề mặt nguyên liệu Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không dập nát, các chất dinh dưỡng ắt tổn thất theo thời gian rửa và tốn ắt nước Nước rửa cũng phải ựảm bảo các chỉ tiêu theo quy ựịnh của Viện Vệ sinh dịch tễ (Bộ y tế) Tùy theo ựối tượng nguyên liệu, lượng tạp chất bề mặt mà người ta có thể sử dụng các loại thiết

bị rửa khác nhau (máy rửa chèo, máy rửa bàn chải, máy rửa thổi khắẦ)

muối ăn, ựường, axit nóng Mục ựắch của quá trình này là:

+ đình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu và tiêu diệt vi sinh vật + Tránh hiện tượng làm ựen sản phẩm do các men oxi hóa khử feroxidase và polyphenoloxidase

+ Tạo những biến ựổi thuận lợi cho các quá trình chế biến tiếp theo như protopectin chuyển thành pectin hòa tan tạo ựiều kiện cho bóc vỏ dễ dàng + đuổi bớt không khắ khỏi gian bào của nguyên liệu làm cho nguyên liệu chắc ựể bảo vệ các chất dễ bị oxi hóa và các vitamin

+ Protein của nguyên sinh chất bị biến tính nên nó làm tăng tính thấm của tế báo làm cho dịch bào dễ thoát ra khi ép và ngược lại

+ Làm cho rau quả có màu sáng do phá hủy một số chất màu, loại bỏ một

+ Nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào tạo ñiều kiện giải phóng dịch bào

ra khỏi nguyên liệu một cách dễ dàng Tùy theo cấu trúc của các loại quả mà mức ñộ nghiền khác nhau

+ Chà làm cho khối nguyên liệu nhỏ và ñồng nhất, mặt khác còn có tác dụng tách những phần không có giá trị dinh dưỡng ra khỏi nguyên liệu

- Phối chế

Sản xuất nước quả ñục, người ta hạn chế pure quả với nước ñường, có thể thêm axit thực phẩm và vitamin nhằm sản phẩm có hương vị, màu sắc, trạng thái ñáp ứng yêu cầu ñộ khô hòa tan 15 ÷ 20%, ñộ axit tương ñương với

ñộ axit trong nguyên liệu 0.2 ÷ 0,5% Tùy dạng nguyên liệu, pha nước ñường (ñộ hòa tan tương ñương ñộ khô của sản phẩm) vào sản phẩm với tỷ lệ pure quả/ nước ñường từ 1/0,5 ÷ 1/2

- ðồng hóa

Khi tách dịch quả bằng máy chà, các phần tử dịch quả có kích thước tương ñối lớn (∼500µm) Trong quá trình tồn trữ sản phẩm các phần tử này lắng xuống làm cho sản phẩm bị phân lớp Do vậy, cần thiết phải tiến hành ñồng hóa ñể khắc phục hiện tượng phân lớp, giảm kích thước của các phần tử thịt quả ñược 3 ÷ 4 lần

Nguyên tắc của ñồng hóa là làm nhỏ sản phẩm dưới sự chênh lệch của áp suất Thiết bị ñồng hóa kiểu phun với áp suất làm việc của vòi phun là 150 ÷ 200 at

- Bài khí

Là quá trình ñuổi bớt chất khí có ở trong ñồ hộp trước khi ghép kín Bài khí nhằm ñảm bảo hương vị, màu sắc, các vitamin của sản phẩm và tạo ñiều kiện tốt cho thanh trùng Hiện nay trong sản xuất ñồ hộp thường dụng 3 phương pháp bài khí chính: bằng nhiệt, bằng cơ khí và bằng phương pháp phối hợp

- Rót hộp

Bao bì ñược kiểm tra phẩm chất và rửa sạch trước khi rót hộp Rửa sạch

phẩm vào bao bì có thể tiến hành bằng tay hoặc bằng máy Ở quy mô công nghiệp nước quả ñược rót vào bao bì bằng máy rót chân không, máy rót thể tích

- Ghép kín

Là quá trình quan trọng nhằm làm cho thực phẩm cách ly hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài Quá trình này làm ñảm bảo chất lưuợng thực phẩm trong thời gian bảo quản

- Thanh trùng

Trong sản xuất ñồ hộp, thanh trùng là khâu quan trọng có tính chất quyết ñịnh ñến thời gian bảo quản và chất lượng sản phẩm cũng như ñộ an toàn cho người sử dụng Thanh trùng nhằm mục ñích tiêu diệt hoặc ức chế ñến mức tối

ña sự hoạt ñộng của enzyme trong thời gian bảo quản nhờ vậy thời gian bảo quản ñược kéo dài

ðối với ñồ nộp nước quả thường có hàm lượng ñường và ñộ axit cao

- Bảo ôn

Sản phẩm sau khi thanh trùng ñược ñem ñi bảo ôn trong khoảng 10 ÷ 15 ngày, sau ñó mới xuất xưởng

- Hoàn thiện sản phẩm

Sản phẩm sau khi bảo ôn ñuợc kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng, hoàn thiện các hình thức thương mại hóa sản phẩm ñể tiến hành xuất xưởng (dán nhãn, in hạn sử dụng)

2.2 ðẶC ðIỂM CỦA NGUYÊN LIỆU GIÀU BETA – CAROTEN

2.2.1 Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất – tiêu thụ quả xoài

2.2.1.1 Giá trị dinh dưỡng của xoài

2.2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thế giới và Việt Nam

Xoài ñược sản xuất ở trên 90 nước Trong ñó châu Á chiếm 77% sản lượng xoài trên thế giới, tiếp theo ñó là châu Mỹ và châu Phi có tỷ lệ lần lượt

là 13% và 9% (FAOSTAT 2007) Mặc dù không phải là nước sản xuất chính,

Mỹ là nơi sản sinh ra các giống xoài nổi tiếng trên thế giới và cũng là nước nhập khẩu xoài lớn nhất thế giới

ðến năm 2005, sản lượng xoài trên thế giới ước lượng 28,51 triệu tấn Từ năm 1996 ÷ 2005, tốc ñộ tăng trưởng sản lượng hàng năm là 2,6% ðến năm

2007, 7/10 nước hàng ñầu sản xuất xoài trên thế giới là Ân ðộ ñạt 40% trong tổng sản lượng 33,45 triệu tấn, tiếp theo là Trung Quốc (11%), Thái Lan (5,3%), Pakistan (5,1 %), Indonesia (4,9%), Philippines (2,9%) và Việt Nam (1,1 %) [23]

ðến năm 2005, xuất khẩu xoài trên thế giới ñạt 912853 tấn, giá trị 543,10 triệu USD (FAOSTAT 2007) Trong 10 nước xuất khẩu xoài hàng ñầu thế giới, Ấn ðộ thay thế Mexico ñể trở thành nước xuất khẩu xoài hàng ñầu năm 2005 Nhập khẩu xoài trên thế giới tăng từ 397623 tấn vào năm 1996 lên

826584 tấn vào năm 2005 ðứng ñầu về nhập khẩu trong suốt thời gian từ 2003÷2005 là Mỹ với số lượng 271848 tấn và chiếm 1/3 lượng xoài nhập khẩu của thế giới Hà Lan nhập khẩu 88.300 tấn (10,6%), nhưng chủ yếu tái xuất qua các nước châu Âu khác… [21,23]

Xoài Việt Nam trong thời gian qua chủ yếu xuất sang Trung Quốc, nhưng do Trung Quốc mở rộng diện tích canh tác nên số xoài nhập khẩu trong thời gian tới rất ít, chỉ còn 10 - 15 tấn (FAO 2009) nên nông dân cần khẩn trương áp dụng qui trình thực hành nông nghiệp tốt GAP ñể tìm thị trường khác có giá trị cao hơn Tiêu thụ xoài của Việt Nam chỉ 4,7 kg/người/năm (sản lượng 410000 tấn) [23]

2.2.2 Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất – tiêu thụ quả gấc

2.2.2.1 Giá trị dinh dưỡng của gấc

Hình 2: Quả gấc

Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng màng ñỏ trong 100g

Thành phần Quả chín ñầu vụ Quả chín giữa vụ

Thịt quả (màu vàng) Màng hạt (màu ñỏ)

2.2.2.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng gấc trên thế giới và Việt Nam

Gấc là loại thực phẩm ựã ựược sử dụng lâu ựời ở nước ta, nhưng việc nghiên cứu cây này thì mới chỉ ựược nghiên cứu trong những năm gần ựây

- Lĩnh vực y học:

Từ năm 1941, bộ môn dược liệu đại học dược Hà Nội ựã bước ựầu xác ựịnh màng ựỏ bao quanh hạt gấc có chứa β-caroten và một tỉ lệ dầu thảo mộc cao Một số nhà khoa học đại học y Hà Nội và đại học dược Hà Nội thời ựó

ựã chứng minh dầu màng ựỏ bao quanh hạt gấc có tác dụng giống như vitamin

A và có tác dụng tăng trọng cho súc vật và người

Năm 1951, GS.Nguyễn Văn đàn ựã nghiên cứu ở đức và xác ựịnh ngoài β-caroten quả gấc còn chứa lycopen một chất chống lão hóa mạnh nhất hiện nay Ngành dược Việt Nam ựã sản xuất một số chế phẩm có chứa dầu màng gấc làm thuốc bổ, ựiều trị suy dinh dưỡng cho trẻ em và một số bệnh về mắt, ựặc biệt, trong khoảng thời gian 20 - 30 năm gần ựây, các bác sĩ ựã sử dụng dầu màng gấc ựể phòng và ựiều trị một số bệnh ung thư ở Việt Nam

Năm 1988-1989 nghiên cứu về các chất dinh dưỡng 64D03 do GS Từ Giấy làm chủ nhiệm chương trình, TS Phan Quốc Kinh và các cộng sự ựã nghiên cứu các chế phẩm từ quả gấc ựể làm các chất bổ sung dinh dưỡng thuộc ựề mục 64D0305B

Như vậy, việc phát triển trồng rộng rãi cây gấc ựể cung cấp các sản phẩm

có chứa β - caroten, vitamin E và vitamin F phục vụ nhu cầu phòng bệnh và chữa bệnh Các thuốc này không những sẽ góp phần tự túc, hạn chế nhập khẩu các thuốc chống suy dinh dưỡng, phòng chống lão hóa mà còn có khả năng xuất khẩu sang các nước khác, vì cây gấc là một loại thực vật ựộc ựáo ở nước ta

Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, giống gấc nếp ựược trồng ở vùng ựồng bằng Bắc bộ của Việt Nam có tỷ lệ dầu cao nhất, hàm lượng hoạt chất chắnh như β-caroten, lycopen cao hơn hẳn mẫu ở các vùng và quốc gia lân cận Chắnh vì vậy, năm 2003 tập ựoàn dược phẩm Pharmanex của Mỹ ựã ựặt

hàng các giáo sư ðại học y Hà Nội và ðại học dược Hà Nội và Công ty Tuệ Linh nhân giống, trồng ñại trà cây gấc nếp ñể xuất sang Mỹ

Tháng 5/2007, các giáo sư ở Trường ðH Tokyo (Nhật Bản) ñã nghiên cứu thành công ñề tài khoa học dùng tinh dầu của quả gấc ñể ñiều trị những biến chứng của bệnh tiểu ñường

Theo tờ International Journal cho biết, nếu trong cơ thể phụ nữ có chứa hàm lượng lycopene ñáng kể thì nguy cơ mắc các bệnh ung thư như vòm họng, trực tràng, dạ dày, thực quản sẽ giảm 5 lần

Theo một số nghiên cứu của Mỹ ñược công bố gần ñây cho thấy các hợp chất của β-Caroten, Lycopen, Alphatocopherol… có trong dầu gấc có tác dụng làm vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư nói chung, nhất là ung thư vú ở phụ nữ

và ung thư tiền liệt tuyến ở nam giới Ngoài ra, tinh dầu gấc còn có tác dụng tăng cường thị lực, phòng chữa sạm da, trứng cá, chống suy dinh dưỡng ở trẻ em

nhà khoa học Mỹ và các giáo sư nổi tiếng trong ngành y dược Việt Nam Ông

ñã biến gấc thành thuốc và trở thành người ñầu tiên ñặt thương hiệu cho gấc Việt Nam với sản phẩm VINAGA Hiện nay sản phẩm dầu gấc VINAGA ñược xuất khẩu sang thị trường Mỹ, châu Âu, Nhật Bản và một số nước khác trên thế giới [3,27]

- Lĩnh vực ẩm thực:

Năm 2009 Bùi Ngọc Diễm, “Bước ñầu nghiên cứu chế biến thử nghiệm

nước quả hỗn hợp giàu caroten từ thịt gấc và lạc tiên”, Luận văn tài tốt

nghiệp ñại học, trường ðại học Nông nghiệp Hà nội [2]

Năm 2009 Hoàng Công Quý (2009), “Nghiên cứu sản xuất bột dinh

dưỡng ngũ cốc ăn liền bổ sung màng ñỏ hạt gấc”, Luận văn thạc sỹ khoa học,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội [7]

Năm 2010 Bùi Thị Thúy, “Hoàn thiện quy trình sản xuất nước quả hỗn

hợp từ các nguyên liệu giàu carotenoid”, Luận văn tốt nghiệp ñại học,

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội [8]

2.2.3 Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất – tiêu thụ quả cam

2.2.3.1 Giá trị dinh dưỡng của cam

2.2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới và Việt Nam

Cam là loại cây ăn quả quan trọng và phổ biến trên thế giới, với những

ưu ñiểm là cam trồng sớm cho thu hoạch, ñầu tư ban ñầu không cao nhưng hiệu quả kinh tế lớn Hiện nay, cam ñược phát triển khắp các lục ñịa, tập trung ở 2 dải lớn của Bắc và Nam bán cầu từ vĩ ñộ 20 ÷ 40 Hình thành một

số vùng cam chính sau [25]

Thành phần dinh dưỡng có trong

100g nước cốt cam: Nước (65,7%), ,

carotene (0,23mg%) [6], ngoài ra còn

có vitamin B(1,2,3,5,6,9), chất khoáng

và ñược trình bày ở bảng 2.4 [26]

Vùng cam châu Á: bao gồm các nước như Ấn ðộ, Trung Quốc,

Indonesia, Pakistan, Thổ Nhĩ Kỳ, Việt Nam, Úc

Vùng cam ðịa Trung Hải: bao gồm các nước Tây Ban Nha, Italia,

Maroc, Ai cập, Hy lạp, Angeria

Vùng Châu Mỹ: gồm Mỹ, Mehico… ở Nam mỹ có Brazil, Achentina…

Theo số liệu của Fao 2008 cung cấp sản lượng cam của các nước trên thế giới

Bảng 2.5: Sản lượng cam trên thế giới

Sản lượng (tấn) STT Vùng Năm

Hình 4: ðồ thị biểu diễn sản lượng cam 10 nước ñứng ñầu thế giới năm 2008

2.3 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG ENZYME PECTINASE

2.3.1 ðặc ñiểm của enzyme pectinase trong sản xuất nước quả

Enzyme là chất xúc tác sinh học, nó phù hợp với sự thay ñổi trong suốt quá trình phát triển, thu hoạch, tàng trừ, chế hiến của hoa quả

Ngoài enzyme có sẵn trong quả thì enzyme ñược thêm vào cũng có tác dụng tạo ra những sự thay ñổi chủ yếu và phù hợp với những yêu cầu mong muốn của nhà sản xuất

Enzyme bị ảnh hưởng rất lớn bởi các tác ñộng bên ngoài như nhiệt ñộ,

pH và các yếu tố có liên quan Nó dễ dàng bị vô hoạt bởi các yếu tố trên ở ñiều kiện quá cao hoặc quá thấp, vì vậy hoạt tính của enzyme cần ñược ñiều chỉnh ñể phù hợp với ñặc tính của sản phẩm

2.3.2 Giới thiệu các chế phẩm enzyme pectinase ñược sử dụng trong sản xuất nước quả

Các chế phẩm enzyme ñược sử dụng nhiều trong sản xuất nước quả phải kể ñến là: Pectinase ULTra SP –L, Pectinase ULTra 3XL [10]

Là chế phẩm enzyme pectinase hoạt tính cao ñược dùng ñể xử lý quả

nghiền Enzyme này ñược sản xuất từ một chủng chọn lọc của nhóm A.niger

Enzyme này chứa chủ yếu pectinase và một loại hoạt tính của hemixenlulase

Nó có khả năng phân hủy màng tế báo thực vật

Pectinase ULTra SP-L ở dạng dung dịch sẫm màu, có mùi thơm nhẹ ñặc trưng của sản phẩm lên men và có pH =4,5 Hoạt tính của enzyme này là

26000 PG/ml (pH=3,5) Mức ñộ hoạt ñộng của nó ñược xác ñịnh bằng cách

Dung dịch enzyme có thể có cặn nhưng nó không ảnh hưởng ñến hoạt tính

tính bị giảm ñi ít nhất sau ba tháng ðối với loại tàng trữ lâu hơn, hoạt tính có

trong vòng 1 năm Pectinase ULTra SP- L ñược sử dụng ñể xử lý quả nghiền

và ngâm mô tế bào thực vật Pectin hòa tan và không hòa tan cũng như polysaccarit làm ñục ñều bị phân hủy Nó ñược thêm vào quả nghiền nát dẫn ñến sự tăng mạnh mẽ hiệu suất ép và sản lượng nước quả cao hơn

Việc thêm enzyme vào quả nghiền nát là sự chuẩn bị tốt nhất cho việc chế biến nó về sau, dẫn ñến sản lượng nước quả và việc trích ly chất khô, hương vị, màu sắc là cao nhất mà vẫn có thể giữ nguyên tất cả các hệ thống ép thông thường tức là không làm thay ñổi thiết bị của hệ thống ép thông thường

∗ Pectinase ULTra 3XL

Pectinase ULTra 3XL là một enzyme có hoạt tính pectinase cao Pectinase ULTra 3XL là dung dịch màu sẫm với hương vị thơm nhẹ, ñặc trưng của sản phẩm lên men Enzyme này thủy phân liên kết este trong phân

tử pectin làm giảm ñộ metoxyl hóa, tạo ra các nhóm cacboxyl tự do Khi ñó

ñược loại ra khỏi dịch quả

2.3.3 Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase

Enzyme pectinase có khả năng xúc tác và có tính ñặc hiệu cao, vì vậy chúng có thể làm biến ñổi nhanh chóng về mặt hóa học của một nguyên tố nào ñó trong nguyên liệu mà không gây ảnh hưởng gì tới cấu trúc khác cũng

có mặt trong nguyên liệu ñó Hơn nữa, các cơ chất chủ yếu có trong thành phần của quả không ở dạng hòa tan ñược lại là cơ chất mà các enzyme này rất

dễ tác dụng ñể chuyển hóa thành nguyên liệu hòa tan Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân cắt các hợp chất pectin thành các hợp phần khác nhau, các enzyme pectinase ñược chia thành hai nhóm chủ yếu

2.3.3.1 Hydrolase (bao gồm enzyme pectinesterase và polygalacturonase)

ðây là enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết este trong phân tử pectin hoặc axit pectinic (các axit polygalacturonic ñược este hóa nhờ rượu metylic ở mức thấp) Khi toàn bộ các nhóm Metoxin ñều bị tách ra khỏi cơ chất thì sản phẩm tạo thành là metanol và các axit polygalacturonic Sự thủy phân chỉ xảy ra

ở liên kết este liền kề với nhóm cacboxyl tự do (tức là enzyme này chỉ phân cắt các nhóm metoxyl ñứng cạnh nhóm – COOH tự do) Như vậy số liên kết este trong phân tử pectin và axit pectinic có thể bị phân hủy hoàn toàn hoặc một số phần Kết quả là tạo thành axit pectinic hoặc axit pectic và rượu metanol

∗ Enzyme polygalactunase (PG)

Là enzyme xúc tác sự phân cắt các liên kết 1,4 glucozit ở trong các mạch của chất pectin, PG là một phức hệ enzyme gồm nhiều cấu tử và có tắnh ựặc hiệu cao ựối với cơ chất Các sản phẩm trung gian của quá trình thủy phân pectin bởi PG có thể là các axit penta, tetra, tri và digalacturonic

2.3.3.2 Transeliminase (TE)

Khác với nhóm enzyme hydrolase, nhóm enzyme này phân cắt phi thủy phân chất pectin với sự tạo ra nối kép ở gốc galacturonic giữa phân tử cacbon thứ 4 và 5 Khi ựứt liên kết α-1, 4 glucozit bởi transeliminase thì hydro từ nguyên tử cacbon thứ 5 của gốc axit galacturonic này ựược chuyển ựến nguyên tử cacbon thứ 1 của gốc axit galacturonic khác, kết quả là tạo ra các ựơn phân galacturonic có chứa nối ựôi Phản ứng xảy ra dễ dàng trong môi trường trung tắnh hoặc kiềm yếu

Ngoài ra, còn có enzyme protopectinase xúc tác sự phân giải protopectin không tan thành pectin hòa tan

Các enzyme thủy phân pectin có tắnh chất bền nhiệt và pH hoạt ựộng tối

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng ựến tác dụng của enzyme pectinase

Chất pectin ảnh hưởng nhiều tới sự tạo ựộ nhớt của dịch quả và khả năng thủy phân enzyme Pectin có ựộ nhớt càng cao thì hiệu quả tác dụng của polygalacturonase càng thấp Phân tử pectin ựã khử este bị thủy phân nhanh gấp 60 lần so với phân tử pectin chưa khử este đã có những số liệu chứng tỏ axit pectic bị phân giải nhanh gấp 17 lần so với pectin ựã este hóa một phần và pectin ựã este hóa hoàn toàn bị phân giải rất ắt Do vậy, tắnh chất ựặc trưng của dung dịch pectin là ựộ nhớt tăng lên nhanh gấp nhiều lần so với mức tăng nồng

ựộ pectin Bởi vậy nếu chỉ căn cứ vào nồng ựộ pectin trong nguyên liệu thì

không thể ựánh giá ựược sự cần thiết phải tác dụng bằng chế phẩm enzyme

∗ Ảnh hưởng của ựường và axit

đường và axit trong quả tạo với pectin thành gel Làm ựộ nhớt của dung dịch pectin tăng lên Người ta ựã xác ựịnh ựược là L Ờ malic có tác dụng

ức chế mạnh với enzyme polygalacturonase đồng thời nghiên cứu cũng cho thấy các chế phẩm enzyme pectinase làm giảm ựộ nhớt của nước quả do ảnh hưởng của ựường (chủ yếu là glucose, fructose, một ắt saccarose) và axit (chủ yếu là axit citric, malic, tactric) trong quả Các dạng ựường và axit này tồn tại với tỷ lệ, nồng ựộ khác nhau trong quả

độ nhớt của nước quả ngoài phụ thuộc vào số lượng và chất lượng pectin, còn phụ thuộc vào dạng ựường trong nguyên liệu và số lượng các ựường ựó độ nhớt của chúng sau khi xử lý bằng các chế phẩm enzyme thì hầu như bằng nhau Do ựó, sự khác nhau về ựộ nhớt ban ựầu (tùy thuộc vào

sự có mặt của các dạng ựường khác nhau trong nước quả) không ảnh hưởng tới sự có mặt của enzyme pectinase

dung dịch pectin, axit citric ức chế enzyme pectinase mạnh hơn so với axit tactric Tắnh chất ức chế của các axit là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu

tố quyết ựịnh ựể ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinase nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi và trắch ly nước quả

đã có một số tài liệu ựề cập ựến tác dụng ức chế của các chất chát ựối với enzyme pectinase và polygalacturonase Tác dụng ức chế mạnh nhất biểu hiện ở leucoantoxian oxy hóa và catechin hóa, tanin có tác dụng ức chế yếu hơn Người ta chứng minh ựược là các chế phẩm enzyme có ựộ mẫn cảm khác nhau ựối với tác dụng của chất chát Các biện pháp khắc phục tác dụng xấu của tanin có tầm quan trọng trong việc sử dụng hiệu quả các chế phẩm enzyme pectinase trong sản xuất nước quả từ các loại quả có chứa một lượng

lớn chất chát Sự khác biệt về tác dụng của chất chát tới các chế phẩm enzyme

là khác nhau tạo ra khả năng có thể ựiều chế ựược chế phẩm bền hơn ựối với tác dụng của chất chát

các enzyme do chúng có thể tham gia vào trung tâm hoạt ựộng của enzyme đã

nồng ựộ cao sẽ gây ức chế mạnh nhất ựối với enzyme pectinase

Các enzyme pectinase từ các nguồn khác nhau có ựộ pH tối ưu khác nhau Như các enzyme khác, hoạt tắnh của enzyme pectinase cũng phụ thuộc vào pH Enzyme này có khoảng hoạt ựộng khá rộng và hoạt tắnh của nó tùy thuộc vào nguồn gốc, chủng loại enzyme Hầu hết dịch quả ựều có tắnh axit Hoạt tắnh của enzyme tăng tỷ lệ với chiều tăng của pH Giá trị pH tối ưu của enzyme pectinase nằm trong khoảng 4 - 4,5; khi pH môi trường lớn hơn 4,5 mặc dù pectin vẫn bị thủy phân nhưng quá trình làm trong không thể xảy ra, ở ựó protein mang ựiện tắch âm dẫn ựến quá trình kết khối protein Ờ pectin không xảy ra

Cũng như các phản ứng hóa học, vận tốc xúc tác của các enzyme tăng khi nhiệt ựộ tăng Tuy nhiên do bản chất của enzyme là protein nên chúng không bền dưới tác dụng của nhiệt Khi nhiệt ựộ tăng thì hoạt tắnh enzyme tăng, song nếu vượt quá một giới hạn nào ựó thì hoạt tắnh của enzyme giảm

lực Nhiệt ựộ ứng với hoạt lực lớn nhất của enzyme là nhiệt ựộ tối ưu, nhiệt

ñộ này không phải là hằng số mà phụ thuộc vào những yếu tố khác, ñặc biệt là thời gian tác dụng Thời gian càng dài thì nhiệt ñộ tối ưu của enzyme càng thấp Mặt khác, thời gian kéo dài làm cho chất lượng quả bị giảm sút và trong nhiều trường hợp, sản phẩm có thể quả bị hỏng do kết quả của quá trình oxy hóa và nhiễm tạp vi sinh vật Ngoài ra, nhiệt ñộ tối ưu của enzyme còn phụ thuộc vào nồng ñộ enzyme và dạng tồn tại của enzyme

Căn cứ vào hoạt ñộ phân giải pectin chung của enzyme, người ta tính toán ñược lượng chế phẩm enzyme pectinase cần ñưa vào nguyên liệu quả và nước quả Khi sử dụng các chế phấm enzyme nhằm các mục ñích tăng hiệu suất và làm trong nước quả, hiệu quả tác dụng của chế phẩm enzyme có thể hiển thị chính xác hơn bằng các phương pháp dựa trên sự xác ñịnh mức giảm ñộ nhớt của các dung dịch pectin Khi lựa chọn nồng ñộ chế phẩm enzyme nên chọn phương pháp tối thiểu nồng ñộ mà vẫn ñảm bảo ñược các biến ñổi cần thiết, với thời gian mà công nghệ của dạng nước quả cho phép Nếu enzyme ñược bổ sung

ở nồng ñộ nhỏ thì lượng enzyme sẽ không ñủ ñể phá vỡ hết các mô tế bào khiến cho các chất dinh dưỡng cũng như các sắc tố, các chất thơm trong quả không thoát ra ñược nhiều dẫn ñến hiệu suất trích ly thấp Ngoài ra, do nồng ñộ enzyme nhỏ nên phải kéo dài thời gian chế biến khiến cho sản phẩm dễ bị nhiễm tạp vi sinh vật và dễ hỏng trong quá trình bảo quản Nếu nồng ñộ enzyme lớn thì có thể tăng ñược hiệu suất trích ly và chất lượng dịch quả song vì giá thành của enzyme

rất cao nên giá thành của sản phẩm cũng sẽ cao

Hiệu quả tác dụng của chế phẩm enzyme hoàn toàn phụ thuộc vào thành phần các enzyme và ñặc ñiểm nguyên liệu chế biến Do vậy, chỉ có thể xác ñịnh một các chính xác lượng chế phẩm enzyme bổ sung bằng cách thử tác dụng của mỗi chế phẩm riêng rẽ tới nguyên liệu quả trong những ñiều kiện xử lý khác nhau

2.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ HỖN HỢP CAM, XOÀI, GẤC

Bổ sung enzyme

Sản phẩm

Nghiền

PHẦN BA: đỐI TƯỢNG - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 đỐI TƯỢNG - đỊA đIỂM Ờ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

- Cam: sử dụng giống cam sành Tuyên Quang thu hoạch vào dịp tết âm lịch

3.1.1.2 Chế phẩm enzyme: Pectinase Ultra SP-L (Novozymes - đan Mạch) 3.1.1.3 đường: đường trắng tinh luyện xuất khẩu của Công ty CP mắa ựường

Việt Nam

3.1.2 địa ựiểm

đề tài ựược thực hiện tại phòng thắ nghiệm thuộc Bộ môn Hóa sinh Ờ CNSH thực phẩm và Bộ môn Thực phẩm & Dinh dưỡng, Khoa CNTP, Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội

3.1.3 Thời gian nghiên cứu: Từ 11/2010 ựến 06/2011

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

3.2.1 đánh giá chất lượng nguyên liệu

+ Khối lượng trung bình quả + Kắch thước trung bình quả + Tỷ lệ sử dụng cho chế biến (vỏ quả, thịt quả, hạt trong quả)

+ Hàm lượng axit hữu cơ tổng số (%) + Hàm lượng β - caroten (ộg%) + độ nhớt (Cps)

+ Hiệu suất thu trắch ly (%)

3.2.2 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L nhằm tăng hiệu suất trắch ly quả gấc, xoài

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng ựến hiệu suất trắch ly nhưng do thời gian

có hạn nên ựề tài tập trung nghiên cứu ba yếu tố ảnh hưởng chủ yếu ựó là nồng ựộ enzyme; thời gian; nhiệt ựộ xử lý để tìm ra ựược ựiều kiện tối ưu khi ứng dụng chế phẩm này cần xác ựịnh các yếu tố sau:

- Ảnh hưởng của nồng ựộ enzyme

- Ảnh hưởng của nhiệt ựộ xử lý

- Ảnh hưởng của thời gian xử lý

- Quy hoạch thực nghiệm tìm hàm hồi quy

3.2.3 Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ựể ựưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn hợp giàu βββ - caroten

- Xác ựinh tỷ lệ phối trộn dịch gấc

- Xác ựịnh tỷ lệ phối trộn dịch cam

- Xác ựịnh tỷ lệ phối trộn dịch xoài

3.2.4 đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng

- Chất lượng cảm quan: trạng thái, màu sắc, mùi vị

axit hữu cơ tổng số (%), hàm lượng β Ờ caroten (ộg%), ựộ nhớt (Cps)

- Chất lượng vệ sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khắ, tổng số men mốc, E.coli,

Clostridium perfringens

3.2.5 Hạch toán kinh tế (tắnh ựịnh mức sử dụng nguyên liệu và tắnh toán giá thành cho 1 lắt sản phẩm)

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Phương pháp xử lý nguyên liệu

- ðối với gấc: Chọn quả chín hoàn toàn, rửa sạch, bổ dọc, bỏ hạt, gọt vỏ Phần

màng ñỏ của màng gấc còn dính lại ở thịt gấc sẽ làm ảnh hưởng ñến màu sắc của sản phẩm Do ñó chúng tôi cắt thành ñoạn dài 4 ÷ 5cm, rồi chần ở nhiệt ñộ

- ðối với xoài: Rửa sạch, chần cả quả ở nhiệt ñộ 90oC trong 2 phút, bóc

vỏ, bỏ hạt, phần thịt mang ñi nghiền

- ðối với cam: Rửa sạch, bổ ngang, ép lấy dịch bằng máy ép quả Lọc loại

bỏ xơ, tép cam còn xót lại nhằm tạo dịch ñồng nhất

3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Các thí nghiệm ñược tiến hành 3 lần và lấy kết quả trung bình, khối lượng thí nghiệm 2kg/ mẫu

Thí nghiệm 1: Xác ñịnh miền ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme, nhiệt

ñộ và thời gian xử lý ñể tìm ra hàm hồi qui có hiệu suất thu hồi cao

mà ñảm bảo chất lượng qua các giai ñoạn sau:

Thí nghiệm 1.1: Xác ñịnh ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme:

- Các mẫu lần lượt ñược bổ sung chế phẩm enzyme có nồng ñộ tương ứng 0,015%; 0,02%; 0,025%; 0,03%; 0,035%; 0,04%

Song song mẫu thí nghiệm chúng tôi làm mẫu ñối chứng không bổ sung enzyme và các mẫu cùng ñược tiến hành ở các ñiều kiện:

- Thời gian xử lý 1,5 giờ

Từ ñó xác ñịnh ñược nồng ñộ enzyme thích hợp Sau khi kết thúc thí nghiệm 1.1 chúng tôi chuyển sang thí nghiệm 1.2

Thí nghiệm 1.2: Xác ñịnh miền ảnh hưởng của nhiệt ñộ xử lý:

Sau khi bổ sung chế phẩm enzyme ở cùng một nồng ñộ và giữ ở các nhiệt

Từ ñó xác ñịnh ñược nhiệt ñộ xử lý thích hợp sau ñó chuyển sang thí nghiệm 1.3

Thí nghiệm 1.3: xác ñịnh miền ảnh hưởng của thời gian xử lý:

Các mẫu ñược bổ sung chế phẩm enzyme ở cùng một nồng ñộ, xử lý ở cùng một nhiệt ñộ thích hợp và giữ ở các thời gian khảo sát khác nhau: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút

Qua ñó xác ñịnh ñược thời gian xử lý thích hợp Tổng hợp ba thí nghiệm xác ñịnh ñược hàm hồi qui có hiệu suất thu hồi cao nhưng vẫn ñảm bảo chất lượng

Thí nghiệm 2: Xác ñịnh tỷ lệ phối chế dịch thịt gấc, cam, xoài Dựa

vào ñặc ñiểm nguyên liệu của từng loại quả tiến hành phối chế nguyên liệu qua 3 thí nghiệm ñể tìm ra tỷ lệ phối chế thích hợp nhất trong ñó dịch cam ñược sử dụng ñể ñiều vị và ñiều hương cho sản phẩm

Thí nghiệm 2.1: Xác ñịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch thịt gấc: Các

mẫu lần lượt ñược lấy tỷ lệ dịch gấc 7%, 9%, 11%, 13%, 15%, 17% và phối chế với dịch xoài là 5%, dịch cam là 5%

Sau khi tìm ñược tỷ lệ dịch gấc phù hợp chuyển thí nghiệm 2.2

Thí nghiệm 2.2: Xác ñịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch cam: Các mẫu

lần lượt ñược phối chế cùng dịch gấc, thay ñổi tỷ lệ dịch cam 3%, 5%, 7%, 9% và phối chế dịch xoài là 5%

Sau khi xác ñịnh tỷ lệ dịch cam thích hợp chuyển sang thí nghiệm 2.3

Thí nghiệm 2.3: Xác ñịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch xoài: Mẫu ñược

phối chế cùng tỷ lệ dịch gấc, tỷ lệ cam và khảo sát tỷ lệ dịch xoài khác nhau 3%, 5%, 7%, 9%

Sau khi tìm ñược tỷ lệ phối chế dịch xoài phù hợp ñề xuất quy trình sản xuất nước quả giàu β – caroten

3.3.3 Phương pháp xác ñịnh các chỉ tiêu vật lý của nguyên liệu

3.3.3.1 Xác ñịnh khối lượng trung bình của nguyên liệu bằng cân kỹ thuật

ñiện tử (±0.01g)

3.3.3.2 Xác ñịnh kích thước trung bình của nguyên liệu bằng thước kẹp

(±0.02mm)

3.3.3.3 Xác ñịnh tỷ lệ sử dụng cho chế biến (vỏ quả, hạt + bã sau chà, dịch

quả) bằng cân kỹ thuật ñiện tử (±0.01g), (%)

* ðối với gấc:

Xác ñịnh tỷ lệ vỏ quả bằng cách gọt lớp vỏ quả tính từ phần có gai vào phần tiếp giáp thịt quả khoảng 10 ÷ 12 mm, sau ñó mang ñi cân khối lượng vỏ

so với khối lượng cả quả

Xác ñịnh tỷ lệ hạt bằng cách bổ quả lấy hết phần hạt, màng bám vào thịt quả rồi cân khối lượng so với khối lượng cả quả

* ðối với xoài: Bóc lớp vỏ ngoài, cân khối lượng so với khối lượng cả quả

* ðối với cam: Bổ ngang quả, tách hạt, cân khối lượng so với khối lượng cả quả

Tỷ lệ vỏ quả (%) = KL vỏ quả x 100%/ KL nguyên liệu

Tỷ lệ hạt (%) = KL hạt x 100%/ KL nguyên liệu

Tỷ lệ thịt quả (%) = KL thịt quả x 100%/ KL nguyên liệu

3.3.3.4.Xác ñịnh hiệu suất thu hồi: sử dụng bằng cân kỹ thuật ñiện tử có ñộ chính xác (±0.01g)

ðối với gấc, xoài: sau khi nghiền, xử lý chế phẩm enzyme, lọc và lấy dịch lọc thu ñược so sánh với khối lượng trước khi xử lý enzyme Riêng cam không xử lý enzyme nên chỉ áp dụng sau khi qua máy vắt, lọc và lấy dịch lọc cân so khối lượng cả quả

3.3.4 Phương pháp xác ñịnh các chỉ tiêu hoá sinh

3.3.4.1 Phương pháp lấy mẫu

1/2, lấy 1/4 mỗi quả trên ít nhất 5 quả lấy ngẫu nhiên trong số nguyên liệu dùng cho chế biến, tập hợp lại mang ñi ép lấy dịch

ñầu ñến ñuôi quả, lấy mẫu thô từ 1/6 ÷ 1/10 mỗi quả trên ít nhất 3 quả nguyên liệu chuẩn bị chế biến Cắt nhỏ, trộn ñều từ các mẫu trên mang nghiền ñược gọi là mẫu trung bình

3.3.4.2 Hàm lượng chất khô hoà tan ( 0 Bx) ñược xác ñịnh bằng chiết quang kế (refactometer)

3.3.4.3 Hàm lượng axit hữu cơ tổng số ñược xác ñịnh bằng phương pháp trung hòa theo TCVN 4589-88

3.3.4.4 ðộ nhớt của nguyên liệu ñược xác ñịnh bằng máy ño ñộ nhớt BROOKFIELD VISCOMETER (DVII +Pro)

3.3.4.5 Hàm lượng β – caroten ñược xác ñịnh bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao áp (HPLC)

β-caroten từ mẫu, sau ñó ñưa một lượng nhỏ mẫu vào hệ thống HPLC ñể ñịnh tính và ñịnh lượng β-caroten trong mẫu dựa vào sắc ký ñồ của hỗn hợp dịch chiết và so sánh với sắc ký ñộ của dung dịch β-caroten chuẩn

chuẩn (tinh khiết) trong 100ml pha ñộng (là dung môi của n–hexan: 2 – propanol tỷ lệ 98:2) Hút 1ml dịch này hòa tan với 1000ml pha ñộng Dung dịch β-caroten chuẩn thu ñược có nồng ñộ 1ppm

- Chuẩn bị mẫu: Mẫu ñược ñồng nhất bằng cách nghiền nhỏ, sau ñó

thủy phân trong môi trường kiềm nhằm loại dầu Chiết β-caroten trong hỗn hợp nhiều lần bằng hỗn hợp dung môi ether petrol và n–hexan ðo dung dịch chiết trên máy HPLC

- Pha tĩnh: LC–Si, kích thước 250x4,6 mm, kích thước hạt hấp thụ 5µm

- Pha ñộng: hỗn hợp dung môi của n – hexan: 2 – propanol tỷ lệ 98:2

- Tốc ñộ dòng pha ñộng: 1ml/ phút

cứu Hàm lượng β -caroten ñược tính theo công thức sau:

C=

m S

V S C

c

m c

C: Hàm lượng β-caroten trong mẫu (µg%)

V: Thể tích dịch chiết (ml)

M: Khối lượng mẫu (g)

Chúng tôi ñã gửi mẫu thịt gấc, cam, xoài và thành phẩm sang Viện kiểm nghiệm thực phẩm ñể phân tích hàm lượng β-caroten bằng phương pháp HPLC

3.3.5 Phương pháp xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật

3.3.5.1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí theo TCVN 5165 -1990 và Phương pháp

phân tích vi sinh – NXB Giáo dục

3.3.5.2 Số lượng Coliforms và E.coli theo TCVN 5287-1994; TCVN 4882-

2001, phương pháp phân tích vi sinh – NXB Giáo dục

3.3.5.3 Tổng số nấm men nấm mốc theo TCVN 5166-1990, phương pháp

phân tích vi sinh – NXB Giáo dục

3.3.5.4 Xác ñịnh Clostridium pefringens theo thường quy kỹ thuật ñịnh

lượng Clostridium perfringens trong thực phẩm- Bộ Y Tế

3.3.6 Phương pháp ñánh giá cảm quan sản phẩm

Thành lập hội ñồng cảm quan gồm 9 thành viên Lượng nước quả sử dụng: 50ml/1thành viên/ 1lần ñánh giá

phẩm theo thang ñiểm Hedonic (thang ñiểm từ 1-9)

3216-1994 và TCVN 3215-79

3.3.7 Hiệu suất thu hồi

Hiệu suất thu hồi pure quả (gấc, xoài) tối ưu bằng phương phương pháp quy hoạch thực nghiệm với phần mềm NEMRODW

Khi nghiên cứu một quá trình công nghệ, ñại lượng ta quan tâm là hiệu suất thu hồi, nồng ñộ dung dịch thu ñược hay hiệu quả kinh tế… Các ñại lượng này rất ña dạng, phụ thuộc vào mục ñích nghiên cứu Mối quan hệ giữa các ñại lượng này và các thông số công nghệ thường phức tạp, khó có thể tìm

ra bằng lý thuyết Trong trường hợp này, phương pháp ñược áp dụng phổ biến

là coi toàn bộ quy trình công nghệ là một hộp ñen, ñại lượng ta quan tâm là ñầu ra còn các tham số công nghệ ảnh hưởng là ñầu vào [9]

Hình 6: Hình minh họa phương pháp hộp ñen

Khi ñó mối quan hệ giữa các ñại lượng ta quan tâm và các tham số công nghệ ñược biểu diễn bằng hàm số: Y = f(X1, X2, Xn) Hàm số này gọi là hàm hồi quy ðể tìm ñược hàm hồi quy phải tiến hành các thí nghiệm rồi sau ñó mới dùng phần mềm ñể xử lý số liệu, hàm hồi quy sẽ phản ánh kết quả chân thực hay khác xa thực tế

ðể giảm bớt số lượng các thí nghiệm, người ta ñã lập ra kế hoạch thực nghiệm Số lượng các thí nghiệm trong các kế hoạch này phụ thuộc vào số tham số công nghệ và mức ñộ mô tả chính xác của hàm hồi quy so với thực tế

ðể ñạt ñược mục ñích nghiên cứu chúng tôi chọn quy hoạch bậc một

Trước khi tiến hành thí nghiệm, cần phải xác ñịnh khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng bằng cách thực hiện các thí nghiệm tham dò ñơn yếu tố Trong các thí nghiệm này chỉ thay ñổi một yếu tố công nghệ còn các yếu tố công nghệ còn lại ñược giữ nguyên ở một giá trị xác ñịnh, sau ñó mã hóa các yếu tố ñó, mức trên lấy giá trị +1 còn mức dưới lấy giá trị -1, giá trị nằm giữa mức trên và mức dưới ñược gọi là “mức không” hay mức cơ bản, ñược tính theo công thức:

Xj =

i

j j

Z

Z Z

∆

− 0

(3.1)

Z0j =

2

min max j

j Z

Trong trường hợp cụ thể, số yếu tố công nghệ ñầu vào k = 3 số thí

Y = b0+b1X1+ b2X2+b3X3+b12X1X2+b13X1X3+b23X2X3+b123X1X2X3 (3.4) Trong ñó: b1, b2, b3, b12, b13, b23, b123 là các hệ số hồi quy

Sau khi có ñầy ñủ giá trị của Y, ta có thể tính ñược các hệ số của

j

ij Y X

N ∑

=1

1

1 , 0