luận văn sản xuất cider từ táo xanh Ninh Thuận

Những năm gần đây, cây táo được phát triển mạnh ở tỉnh Ninh Thuận do đặc thù thuận lợi về điều kiện sinh thái, thổ nhưỡng, vốn và trình độ sản xuất dân địa phương. Cây táo được phân bổ trên nhiều huyện: Ninh Sơn, Ninh Hải, Ninh Phước, Thuận Bắc, Thuận Nam và thành phố Phan Rang Tháp Chàm, trong đó tập trung nhiều ở Phan Rang Tháp Chàm và huyện Ninh Phước 8. Táo tươi Ninh Thuận có nhiều cơ hội để phát triển nhờ hương thơm ngon và vị táo đặc trưng. Tuy nhiên, người trồng táo cũng còn gặp khó khăn do táo tiêu thụ chủ yếu qua 2 kênh truyền thống (Kênh 1: Người trồng táo Thương lái Chủ vựa trong tỉnh Chủ vựa ngoài tỉnh Người bán lẻsiêu thị ngoài tỉnh Người tiêu dùng; Kênh 2: Người trồng táo Chủ vựa trong tỉnh Người bán lẻ trong tỉnh Người tiêu dùng). Táo chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng tươi thông qua 2 kênh này. Kênh 3: Người trồng táo Công ty chế biến Người tiêu dùng còn hạn chế 8. Hiện tại, nhiều sản phẩm được chế biến từ táo tươi: táo khô, siro táo, mứt táo, nước ép táo hay rượu táo, đã góp phần tăng thêm thu nhập đáng kể cho những hộ dân trồng táo. Trong đó, sản phẩm nước ép táo Phan Rang đã được nhiều người tiêu dùng biết đến và được giới thiệu thông qua dịch vụ du lịch. Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm chưa cao và thời gian bảo quản ngắn. Ngoài ra, sản phẩm táo sấy khô cũng đã được sản xuất. Tuy nhiên, với sản lượng còn rất nhỏ so với sản lượng táo được trồng tại địa phương. Hơn nữa, sản phẩm này chịu áp lực cạnh tranh từ sản phẩm thay thế; Người tiêu dùng có thể lựa chọn như nho, táo lớn (bơm), hồng,mận, nho khô, mít sấy, mận sấy, hồng sấy. Vì thế, táo Ninh Thuận chủ yếu dùng để ăn tươi và được tiêu thụ chủ yếu qua thương lái và các chủ vựa hay kênh thứ nhất và thứ 2 8. Diện tích trồng táo và sản lượng táo của tỉnh Ninh Thuận tăng mạnh trong những năm gần đây do sự dịch chuyển mô sản xuất và định hướng phát triển cây táo của tỉnh Ninh Thuận. Ngoài những lợi điểm trên, nhiều vấn đề liên quan đến sản xuất và tiêu thụ nguồn nguyên liệu táo đã đặt ra nhiều câu hỏi cho Ninh Thuận và người trồng táo. Để tiêu thụ lượng táo nguyên liệu với khối lượng lớn, kênh thị trường thứ 3 (người trồng – công ty chế biến, người tiêu dùng) là hướng đi đầy tiềm năng do sản phẩm đầu 2 ra của kênh này là sản phẩm có giá trị gia tăng cao (phạm vi thương mại lớn: cả trong nước và ngoài nước) 8. Xuất phát từ những thực tế nêu trên, chúng tôi đề xuất và thực hiện đề tài: Khảo sát điều kiện sử dụng của enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới chất lượng cider táo xanh Ninh Thuận nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị cho táo xanh Ninh Thuận. Sản phẩm tiềm năng, phù hợp với hộ nông dân trồng táo sản xuất với quy mô nhỏ và vừa.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA MÔI TRƯỜNG – THỰC PHẨM – HÓA

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG CỦA ENZYME PECTINASE VÀ TỶ LỆ NẤM MEN TỚI CHẤT LƯỢNG CIDER TÁO XANH

NINH THUẬN

Sinh viên thực hiện : Phan Đình Quốc Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm

Tp.HCM, tháng 8 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA MÔI TRƯỜNG – THỰC PHẨM – HÓA

Tp.HCM, tháng 8 năm 2017

TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA MÔI TRƯỜNG – THỰC PHẨM - HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh, ngày 21tháng 08 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Phan Đình Quốc Mã số sinh viên: 1311526468 Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Lớp: 13DTP03

1 Tên đề tài:

Khảo sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới

chất lượng cider táo xanh Ninh Thuận

2 Nhiệm vụ luận văn:

- Xác định điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L hoạt động trong quá trinh trích ly dịch quả

- Xác định điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế phẩm enzyme Pectinase 3LX hoạt động trong quá trình làm trong dịch quả

- Khảo sát tỉ lệ nấm men ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

3 Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 13/02/2017

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 20/08/2017

5 Người hướng dẫn:

Họ và tên Học hàm, học vị Đơn vị Phần hướng dẫn

Lê Quốc Tuân Tiến Sĩ BM Công nghệ thực phẩm 100%

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Ths Nguyễn Thị Vân Linh TS Lê Quốc Tuấn

TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA MÔI TRƯỜNG – THỰC PHẨM - HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 08 năm 2017

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN ĐỀ CƯƠNG

Họ và tên sinh viên: Phan Đình Quốc Mã số sinh viên:1311526468

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Lớp:13DTP03

1 Tên đề tài:

Khảo sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới

chất lượng cider táo xanh Ninh Thuận

2 Thành phần Hội đồng phản biện:

Họ và tên Học hàm, học vị Chức danh trong Hội đồng Bùi Thị Minh Thủy GVC.ThS .Chủ tịch

Đặng Thanh Thủy Thạc sĩ Thư ký

Nguyễn Quốc Duy Thạc sĩ Thành viên

3 Nội dung phần ý kiến nhận xét:

Chủ tịch Hội đồng Thư ký

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Quốc Tuấn, người đã tận tình hướng dẫn, định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Nhân dịp này, tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, các anh chị kỹ thuật viên trong khoa Môi trường – Thực phẩm – Hóa học của trường Đại Học Nguyễn Tất Thành đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, thời gian và kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

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

Tp.Hồ Chí Minh, Ngày 21 tháng 08 năm 2017

Tác giả

Phan Đình Quốc

TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Táo xanh là một loại quả có sản lượng khá lớn ở Ninh Thuận vào thời điểm chính

vụ Đa dạng hóa sản phẩm từ táo xanh Ninh Thuận là hương đi triển vọng nhằm mang lại nhiều lợi ích về kinh tế cho người trông táo Để tạo ra sản phẩm cider chất lượng từ táo xanh Ninh Thuân, trong quy trình sản xuất cider, nghiên cứu tập trung khảo sát: (1) điều kiện hoạt động của enzyme pectinase (nồng độ, nhiệt độ, pH, thời gian) đến quá trình trích lý (enzyme Pectinase Ultra SP-L) và làm trong dịch quả (enzyme Pectinase 3LX ); (2) Tỷ lệ nấm men bổ sung vào quy trình sản xuất cider để cải thiện tính chất cảm quan của sản phẩm Kết quả nghiên cứu xác định được điều kiện tối ưu cho chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L hoạt động trong quá trình trích ly dịch táo là: Tỷ lệ enzyme = 0.06% so với dịch ép, nhiệt độ = 30oC, pH = 4.0, thời gian = 60 phút Điều kiện thích hợp nhất cho chế phẩm enzyme Pectinase 3LX hoạt động trong quá trình làm trong dịch táo là: Tỷ lệ enzyme = 0.06% so với dịch ép, nhiệt độ = 40oC, pH = 4.0, thời gian = 80 phút Lượng nấm men bổ sung thích hợp là 0.03% so với thể tích dịch lên men, cung cấp sản phẩm cider có chất lượng cảm quan được yêu thích

MỤC LỤC

MỤC LỤC v

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.1 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.2 Mục tiêu tổng quát 2

1.2.1 Mục tiêu cụ thể 2

1.2.2 TỔNG QUAN 3

Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU TÁO XANH 3

2.1 Nguồn gốc 3

2.1.1 Phân biệt một vài giống táo 4

2.1.2 Thành phần hóa học và giá trị y học của táo 4

2.1.3 GIỚI THIỆU VỀ RƯỢU TÁO (CIDER) 6

2.2 Lịch sử hình thành 6

2.2.1 Phân loại rượu táo 7

2.2.2 Rượu táo và sức khỏe 7

2.2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thị rượu táo trên thế giới và tại Việt Nam 8

2.2.4 PECTIN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PECTINASE TRONG SẢN 2.3 XUẤT RƯỢU TÁO 8

Pectin và các hợp chất của pectin 8

2.3.1 Enzyme pectinase và ứng dụng của nó trong sản xuất rượu táo 12

2.3.2 Ứng dụng của enzyme trong chế biến rượu táo 14

2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới tác dụng của enzyme pectinase 15

2.3.4 CÁC CHẾ PHẨM ENZYME PECTINASE ĐƯỢC SỬ DỤNG 17

2.4 Chế phẩm enzyme pectinex Ultra SP-L 17

2.4.1 Chế phẩm enzyme pectinex 3XL 18 2.4.2

Sử dụng chế phẩm enzyme trong quá trình chuẩn bị dịch lên men 18 2.4.3

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 Chương 3.

NGUYÊN LIỆU 21 3.1

Nguyên liệu chính 21 3.1.1

Nguyên liệu phụ 21 3.1.2

DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - HÓA CHẤT 22 3.2

Dụng cụ 22 3.2.1

Thiết bị 22 3.2.2

Hóa chất sử dụng 23 3.2.3

THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊM CỨU 23 3.3

Thời gian thực hiện đề tài 23 3.3.1

Địa điểm tiến hành thí nghiệm 23 3.3.2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.4

Quy trình công nghệ 24 3.4.1

Thuyết minh quy trình 25 3.4.2

Sơ đồ nghiên cứu 26 3.4.3

Bố trí thí nghiệm 27 3.4.4

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 32 3.5

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 32 3.6

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 Chương 4.

ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ VÀ THỜI GIAN THỦY PHÂN CỦA 4.1

ENZYME PECTINASE ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DỊCH QUẢ 33 ẢNH HƯỞNG CỦA pH và NHIỆT ĐỘ THỦY PHÂN CỦA ENZYME 4.2

PECTINASE ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DỊCH QUẢ 34 ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ VÀ THỜI GIAN TỚI KHẢ NĂNG LÀM 4.3

TRONG DỊCH QUẢ CỦA ENZYE PECTINASE 3LX 35 ẢNH HƯỞNG CỦA pH VÀ NHIỆT ĐỘ TỚI KHẢ NĂNG LÀM 4.4

TRONG DỊCH QUẢ CỦA ENZYE PECTINASE 3LX 36

ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ NẤM MEN ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA 4.5

CIDER THÀNH PHẨM 37

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 43 Chương 5.

KẾT LUẬN 43 5.1

KHUYẾN NGHỊ 45 5.2

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Một số loại táo 4

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của táo xanh 5

Bảng 2.3 Phân loại rượu táo 7

Bảng 3.1 Thiết bị dùng cho nghiên cứu 22

Bảng 3.2 Các phương pháp phân tích 32

Bảng 4.1 Các thông số cuối của quá trình lên men 40

Bảng 4.2 Kết quả đánh giá cảm quan của các mẫu có tỷ lệ nấm men khác nhau 41

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Táo xanh Ninh Thuận 21

Hình 3.2 Quy trình sản xuất cider 24

Hình 3.3 Sơ đồ nghiên cứu 26

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme và thời gian thích hợp 27

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH và nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly thu hồi dịch quả 28

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme và thời gian thích hợp cho quá trình làm trong dịch quả 29

Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH và nhiệt độ thích hợp cho quá trình làm trong dịch quả 30

Hình 3.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men thích hợp cho quá trình lên men 31

Hình 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme và thời gian thủy phân của enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch quả .33

Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH thủy phân của enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch quả 34

Hình 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme và thời gian tới khả năng làm trong dịch táo của enzyme pectinase 3LX 35

Hình 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH tới khả năng làm trong dịch táo của enzyme pectinase 3LX 36

Hình 4.5 Sự thay đổi Bx trong các mẫu thí nghiệm qua các ngày các ngày lên men 38

Hình 4.6 Sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra trong các ngày lên men 38

Hình 4.7 Sự thay đổi hàm lượng đường khử trong các ngày lên men 39

Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình có trọng số ở các giá trị tỷ lệ nấm men khác nhau 41

MỞ ĐẦU Chương 1.

TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1.1

Những năm gần đây, cây táo được phát triển mạnh ở tỉnh Ninh Thuận do đặc thù thuận lợi về điều kiện sinh thái, thổ nhưỡng, vốn và trình độ sản xuất dân địa phương Cây táo được phân bổ trên nhiều huyện: Ninh Sơn, Ninh Hải, Ninh Phước, Thuận Bắc, Thuận Nam và thành phố Phan Rang - Tháp Chàm, trong đó tập trung nhiều ở Phan Rang - Tháp Chàm và huyện Ninh Phước [8] Táo tươi Ninh Thuận có nhiều cơ hội để phát triển nhờ hương thơm ngon và vị táo đặc trưng Tuy nhiên, người trồng táo cũng còn gặp khó khăn do táo tiêu thụ chủ yếu qua 2 kênh truyền thống (Kênh 1: Người trồng táo - Thương lái - Chủ vựa trong tỉnh - Chủ vựa ngoài tỉnh - Người bán lẻ/siêu thị ngoài tỉnh - Người tiêu dùng; Kênh 2: Người trồng táo - Chủ vựa trong tỉnh -Người bán lẻ trong tỉnh - Người tiêu dùng) Táo chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng tươi thông qua 2 kênh này Kênh 3: Người trồng táo - Công ty chế biến - Người tiêu dùng còn hạn chế [8]

Hiện tại, nhiều sản phẩm được chế biến từ táo tươi: táo khô, siro táo, mứt táo, nước ép táo hay rượu táo, đã góp phần tăng thêm thu nhập đáng kể cho những hộ dân trồng táo Trong đó, sản phẩm nước ép táo Phan Rang đã được nhiều người tiêu dùng biết đến và được giới thiệu thông qua dịch vụ du lịch Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm chưa cao và thời gian bảo quản ngắn Ngoài ra, sản phẩm táo sấy khô cũng đã được sản xuất Tuy nhiên, với sản lượng còn rất nhỏ so với sản lượng táo được trồng tại địa phương Hơn nữa, sản phẩm này chịu áp lực cạnh tranh từ sản phẩm thay thế; Người tiêu dùng có thể lựa chọn như nho, táo lớn (bơm), hồng,mận, nho khô, mít sấy, mận sấy, hồng sấy Vì thế, táo Ninh Thuận chủ yếu dùng để ăn tươi và được tiêu thụ chủ yếu qua thương lái và các chủ vựa hay kênh thứ nhất và thứ 2 [8]

Diện tích trồng táo và sản lượng táo của tỉnh Ninh Thuận tăng mạnh trong những năm gần đây do sự dịch chuyển mô sản xuất và định hướng phát triển cây táo của tỉnh Ninh Thuận Ngoài những lợi điểm trên, nhiều vấn đề liên quan đến sản xuất và tiêu thụ nguồn nguyên liệu táo đã đặt ra nhiều câu hỏi cho Ninh Thuận và người trồng táo

ra của kênh này là sản phẩm có giá trị gia tăng cao (phạm vi thương mại lớn: cả trong nước và ngoài nước) [8]

Xuất phát từ những thực tế nêu trên, chúng tôi đề xuất và thực hiện đề tài: Khảo sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới chất lượng cider táo xanh Ninh Thuận nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị cho táo xanh Ninh Thuận Sản phẩm tiềm năng, phù hợp với hộ nông dân trồng táo sản xuất với quy mô nhỏ và vừa

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.2

Mục tiêu tổng quát

1.2.1

Xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm Cider có gas từ táo xanh Ninh Thuận nhằm

đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị trái táo xanh Ninh thuận

TỔNG QUAN Chương 2.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU TÁO XANH

Tổng diện tích trồng táo xanh trên địa bàn toàn tỉnh ước lượng có hơn 900 ha, năng suất bình quân 44 tấn/ha/năm, sản lượng không dưới 40.000 tấn/năm [8] Cây táo xanh dễ trồng và đầu tư không cao, nhiều năm trước người nông dân trồng nhỏ lẻ trong vườn nhà thu hoạch quả chủ yếu ăn tươi và tiêu thụ theo kiểu tự phát Nhưng những năm gần đây, táo Phan Rang đã được nhiều người biết đến hơn, thị trường tiêu thụ được phát triển nên người dân trong tỉnh tập trung đầu tư thâm canh mở rộng diện tích Đến nay, cây táo xanh đã được trồng ở hầu hết các địa phương trong tỉnh, từ huyện Ninh Sơn, Ninh Phước, Ninh Hải, Thuận Nam, Thuận Bắc và thành phố Phan Rang – Tháp Chàm [8]

Hiện nay, táo xanh Phan Rang chủ yếu dùng ăn tươi, sản xuất và tiêu thụ tự do, không bao bì nhãn mác nên giá bán còn khá thấp Các sản phẩm chế biến từ táo như nước ép, táo sấy khô, mứt táo, rượu táo còn hạn chế nên táo Phan Rang thường hay bị

ép giá khi được mùa Thời gian thu hoạch chín mùa trong khoảng từ tháng 1 đến tháng

5 hằng năm [8]

Phân biệt một vài giống táo

Táo Gla

Có nguồn gốc ở New Zealand Táo có kích thước nhỏ, vỏ mỏng, ruột trắng sáng, thịt quả ngọt, hương vị nhẹ

Loại này có vỏ màu đỏ, vàng,ruột quả vàng ngà, thịt quả ngọt và bở

(Nguồn: Lưu Khắc Hiếu)[13]

Thành phần hóa học và giá trị y học của táo

2.1.3

Táo chứa nhiều thành phân chức năng, ví dụ:…ptotein, vitamin, carbohydrate (pectin, xơ), (Bảng 2.2)

sinh chất acetylcholine trong não vốn cần thiết cho trí nhớ Các nhà khoa học hy vọng với phát hiện này, trong tương lai các chế phẩm từ táo, nước ép từ quả táo có thể được xem là loại thuốc trị chứng mất trí nhớ hữu hiệu [3] [30]

- Ngăn ngừa ung thư: Nghiên cứu của Finland’s National Public Health tại Helsinki (1994) ghi nhận các Flavonoids trong táo đóng một vai trò quan trọng trong việc làm giảm nguy cơ ung thư phổi Theo các nhà nghiên cứu Quercetin, một Flavonoid có nhiều trong táo, cung cấp 95% lượng Flavonoids tổng cộng mà các người thử nghiệm đã dùng trong cuộc nghiên cứu Nguy cơ bị ung thư phổi trong nhóm ăn táo giảm được 58% Nghiên cứu do Viện Ung thư Mỹ thực hiện trong 24 tuần trên chuột đã cho thấy, nước chiết xuất từ táo làm chậm quá trình tăng trưởng các khối u tuyến, nguyên nhân gây lên ung thư vú Càng ăn nhiều táo, các khối u này càng

bị ức chế Đặc biệt, nếu ăn những quả táo còn nguyên vỏ thì hiệu quả ngăn ngừa bệnh

sẽ cao hơn nhiều khi gọt vỏ [5]

- Tốt cho ruột và hệ tiêu hoá: Nhà nghiên cứu người Anh - giáo sư Burkitt đã đưa

ra kết luận rằng táo giúp ngừa chứng táo bón Quả và vỏ táo chứa từ 4 - 5g chất xơ giúp ruột hoạt động tốt Táo còn rất tốt cho những người bị bệnh tiêu chảy do trong táo

Cider là một trong những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành công nghiệp

đồ uống, và nó được coi như là đồ uống của tương lai Giữa những năm 1870 và 1892,

sự tiêu dùng rượu táo đã tăng lên 200% do nó tốt cho sức khỏe và trở thành đồ uống phổ biến của nước Mỹ [23]

Nguồn gốc của Cider được cho rằng từ công nghệ sản xuất rượu vang của người dân ở phía Bắc Tây Ban Nha Công nghệ sản xuất rượu táo lan truyền khắp nơi từ phía Bắc duyên hải Châu Âu bởi người dân Ailen Họ di chuyển từ Tây Ban Nha sang Anh

và các nước khác Những người thực dân đã đem táo và công nghệ sản xuất rượu táo đến toàn thế giới Tất cả các cider đều phải trải qua ba giai đoạn cơ bản Vào mùa thu,

táo được nghiền, ép lấy dịch Dịch táo này có thể được lên men khoảng vài tuần hoặc vài tháng nhưng thường hoàn thành lên men vào cuối mùa đông và đóng chai [23]

Phân loại rƣợu táo

2.2.2

Có nhiều cách phân loại rượu táo (cider) khác nhau tùy thuộc vào thành phần của rượu, phương pháp sản xuất, nguyên liệu sử dụng Dựa vào lượng tanin và acid có thể chia thành 4 loại: (i) Bittersweets: là loại có hàm lượng tanin cao acid thấp; (ii) Sweets: thấp cả tanin và acid; (iii) Bittersharps: có hàm lượng tanin và acid cùng cao và (iv) Sháp: Hàm lượng tanin thấp acid cao [27] Các thông số cụ thể được trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.3 Phân loại rượu táo

Bittersharps (Vừa đắng vừa cay) > 0.45 > 0.2

Bittersweets (Vừa ngọt vừa đắng) < 0.45 > 0.2

(Nguồn: Lea A.G.H.)[24]

Rƣợu táo và sức khỏe

2.2.3

Các nhà nghiên cứu Scotland cho biết uống một ly rượu táo mỗi ngày có thể giúp ngừa ung thư, bệnh tim và đột quỵ, do trong rượu táo có nhiều hợp chất được gọi là phenolic - một chất chống oxy hóa Theo các nhà nghiên cứu Trường ĐH Glasgow, phenolic là thành phần chính đem lại màu và mùi đặc trưng cho rượu táo Trong táo cũng có nhiều chất này Serena Marks [21] đã đo nồng độ phenolic trong 19 loại rượu táo khác nhau của Anh và 35 loại rượu táo khác và kết quả nghiên cứu cho thấy lượng phenolic trong rượu táo còn nhiều hơn Điều này được cho là có liên quan đến độ chín của táo, ánh sáng mặt trời, điều kiện thời tiết

Cider chứa một loạt các vitamin, beta-carotene, pectin và khoáng chất quan trọng như kali, natri, magiê, canxi, phốt pho, clo, lưu huỳnh, sắt và flo Pectin trong cider là một chất xơ giúp giảm cholesterol và giúp điều hoà huyết áp Cider có chất chống oxy

hóa rất mạnh, ức chế sự phát triển tế bào ung thư, giảm quá trình oxy hóa lipid và cholesterol [30]

Tình hình sản xuất và tiêu thị rƣợu táo trên thế giới và tại Việt Nam

600 triệu lít rượu táo mỗi năm (tương ứng với 130 triệu gallon) Cider cũng phổ biến

và truyền thống ở Ireland, Normandy ở Pháp Asturia (Tây Ban Nha) (Sidra), Ở Rheinland, Hessen (Frankfurt am Main) và các vùng khác của Đức (Most Viez hoặc Apfelwein) Argentina là quốc gia sản xuất rượu táo và đồ uống đặc biệt là các tỉnh Río Negro và Mendoza Australia có vùng sản xuất rượu táo truyền thống từ lâu đời đó

là đảo Tasmania [13] Trong những năm gần đây, tượu táo đang ngày càng phổ biến trên thế giới, đặc biệt là thê hệ trẻ đang ngày càng bị đồ uống này thu hút

Tại Việt Nam, rượu táo vần chưa được sản xuất và mới chỉ tiêu thụ ở số lượng ít (nhập khẩu từ nước ngoài) Các sản phẩm của táo được sản xuất ở nước ta chủ yếu là nước ép táo không có cồn và phổ biến nhất là nước giải khát có gas được bổ sung hương liệu táo [13]

PECTIN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PECTINASE TRONG SẢN 2.3

XUẤT RƢỢU TÁO

Pectin và các hợp chất của pectin

2.3.1

Các hợp chất pectin là hợp chất carbohydrate cao phân tử (polysacharide) nhưng khối lượng phân tử của nó thấp hơn nhiều so với cellulose và hemicellulose Trong tế bào thực vật pectin tồn tại ở hai dạng: Pectin hoà tan và pectin không hoà tan [22] Pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi chuyển hoá và trong quá trình chín của quả Pectin cũng tham gia vào sự cố kết thành tế bào và cấu trúc vỏ quả [25] [22] Pectin là một loại carbohydrate đặc biệt bởi vì thành phần chủ yếu của

nó không phải là đường đơn thường thấy trong các polysacharide vẫn gặp mà là đường

có tính acid-galacturonic

Pectin không hoà tan (protopectin): Là hợp chất có cấu tạo rất phức tạp và không

hoà tan trong nước Protopectin có nhiều trong quả xanh tạo cho quả xanh có độ cứng nhất định và khi quả chín dưới tác dụng của enzyme protopectinase với sự tham gia của các chất hữu cơ, làm cho lực liên kết giữa các tế bào trở nên mỏng tế bào quả mềm dần Trong thành phần của protopectin có các phân tử pectin, các phân tử cellulose, các ion Ca2+, Mg2+, các gốc phosphoric acid, acetic acid, đường Khi thuỷ phân triệt để protopectin bằng acid, nhiệt độ hoặc enzyme ta sẽ thu được pectin hoà tan và araban [11]

Pectin hoà tan: Tồn tại chủ yếu ở dịch bào, là polysacharide cấu tạo chủ yếu bởi

các galacturonic acid trong đó có một gốc cacboxyl bị metyl hoá (phản ứng este hoá bằng methanol) tạo thành methylic este Trong pectin tự nhiên có khoảng 2/3 nhóm cacboxyl của galacturonic acid được metyl hoá [22] Dựa vào mức độ metyl hoá mà có các dạng pectin hoà tan khác nhau:

+ Pectin: Các chuỗi polygalacturonic acid được metyl hoá 100%

+ Pectinic acid: Các chất được metyl hoá thấp hơn 100%

+ Pectic acid: Các chuỗi polygalacturonic hoàn toàn được giải phóng khỏi nhóm metoxyl, nghĩa là trong đó chứa một nhóm cacboxyl tự do trên một đơn vị galacturonic acid

Trong rau quả protopectin là một vật liệu gắn kết các chùm sợi cellulose ở thành tế bào và nằm ở gian bào để gắn các tế bào, tạo nên sự rắn chắc của rau quả khi còn xanh Trong quá trình chín protopectin đều bị thuỷ phân thành pectin hoà tan làm cho cường

độ lực liên kết giữa các tế bào bị giảm, thành tế bào trở nên mỏng và quả mềm dần [22]

Vì vậy mỗi loại rau quả khác nhau, mỗi độ chín khác nhau thì tỉ lệ protopectin/pectin hoà tan trong rau quả là khác nhau Trong quá trình bảo quản người

ta thấy rằng: Hàm lượng protopectin giảm đi và hàm lượng pectin tăng lên [22]

Trong chế biến người ta có thể chuyển protopectin còn lại trong quả thành pectin bằng cách đun nóng Khi đó môi trường acid của trái cây sẽ tham gia vào quá trình này

và ngoài pectin còn thu được polysaccharide Quá trình này làm cho quả mềm sau khi chần hay gia nhiệt ở 80-85oC [25]

Tính chất vật lý của pectin

2.3.1.1

Pectin không mùi, không vị, keo pectin nhờ có các nhóm cacboxyl tự do nên mang điện tích âm Do đó, dễ dàng kết tủa với rượu, aceton, este hoặc benzen Pectin kết hợp với tanin tạo thành hợp chất không tan, kết tủa Khi đun nóng trong nước, pectin bị phá huỷ

Pectin không hoà tan trong nước, NH3, Na2SO3, etylendiamin và trong glycerol Các pectin đều là các chất keo háo nước, khi hydrat hoá sẽ làm tăng độ nhớt của dung dịch Độ nhớt của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ pectin, nhiệt độ, khối lượng và mức độ este hoá của pectin, các chất điện ly trong dung môi, độ cứng của nước

Tính chất hóa học của pectin

2.3.1.2

Pectin hoà tan khi bị tác dụng của kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giải phóng nhóm metoxyl dưới dạng rượu metylic và polysaccharide còn lại khi đó được gọi là acid pectin tự do, nghĩa là acid polygalacturonic Pectic acid có thể tạo nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng để định lượng các chất pectin [12]

Pectin còn dễ dàng kết tủa bởi etanol, iso-propanol, aceton, amon sunfat, nhôm clorua, các muối đồng, muối canxi và acid Độ bền vững của pectin trước các enzyme

sẽ tăng khi có mặt các cation Al3+, Fe3+

Tính chất công nghệ của pectin

2.3.1.3

- Tính chất tạo gel

Khả năng tạo gel của pectin phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: chiều dài của chuỗi pectin và mức độ metyl hoá Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel Nếu phân tử pectin có chiều dài quá thấp thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử dụng liều lượng cao [12]

Tuỳ thuộc vào chỉ số metoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3-5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chung sẽ khác nhau trong việc tạo gel Khi pectin có chỉ số metoxyl cao (mứt quả nghiền, nước quả đông) mức độ hydrat hoá có thể giảm thấp nhờ thêm đường còn độ điện tích sẽ hạ đi nhờ thêm ion H+ hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quả chế biến Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl Kiểu liên kết này không bền do

đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin [12]

Khi chỉ số metoxyl cuả pectin thấp, cũng có nghĩa là tỉ lệ các nhóm –COO

cao thì các liên kết giữa các phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hoá trị hại đặc biệt là

Ca2+ Có thể tạo gel khi dùng một lượng canxi dưới 0,1% miễn là chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định Khi đó gel được hình thành ngay cả khi không thêm đường và acid Ý nghĩa thực tế của các pectin có chỉ số metoxyl thấp là nó cho phép chế tạo được mứt quả đông, sữa đông mà không cần thêm đường hoặc tạo được thịt đông có độ bền ngay cả ở khí hậu nhiệt đới (khác với đông gelatin) Gel pectin có chỉ

số metoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel aga- aga [12]

- Sự tạo gel đường- đường acid:

Để sản xuất loại gel này người ta dùng pectin có chỉ số metoxyl cao lấy từ nguồn quả dùng làm mứt, nước đông quả và mứt quả nghiền Ngoài yếu tố chiều dài của phân

tử pectin trong nguyên liệu, cần phải xét đến nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của gel được tạo thành Khi dùng một nguyên liệu có chứa một loại pectin nhất định thì các yếu tố lưu lượng pectin, lượng đường và pH môi trường góp phần tạo nên một cân bằng mà thiếu gel thì sẽ không hình thành Đối với các gel nghèo pectin, gel chỉ được tạo nên ở pH acid cao, và lượng đường cuối cùng phải khá lớn Với loại quả có hàm lượng pectin cao thì giới hạn pH và hàm lượng đường đưa vào có thế biến đổi trong một giới hạn rộng mà vẫn cho phép tạo được gel Để tạo thành gel pectin có thể thêm đường saccarose với tỉ lệ bão hoà đường 65-75% và tạo môi trường có pH bằng 3.1-3.5 nhờ các acid hữu cơ như citric acid [12]

Trong sản xuất nước rau quả, sự có mặt của pectin sẽ gây khó khăn cho các nhà

ép sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi Nó hoà tan có mặt trong dung dịch làm cho độ nhớt dung dịch tăng lên cản trở quá trình lọc gây ảnh hưởng tới việc làm trong dịch quả Độ nhớt cao gây khó khăn cho việc cô đặc dịch quả Pectin hoà tan có thể gây ra các cấu

tử bền khiến cho dịch quả bị đục trở lại, phân lớp trong quá trình bảo quản tồn trữ

Enzyme pectinase và ứng dụng của nó trong sản xuất rƣợu táo

Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân tách các hợp chất pectin thành các hợp phần khác nhau Dựa vào tính đặc hiệu xúc tác, các pectinase được chia thành ba nhóm chủ yếu [1]

 Pectinesterase(PE)

Là các enzyme xúc tác sự thuỷ phân liên kết este trong phần tử pectin hoặc acid (các chuỗi polygalacturonic acid có độ metoxyl hoá thấp) Sản phẩm tạo thành là metanol và các polygalacturnic acid Các hợp chất có độ metoxyl hoá càng cao thì ái lực của enzyme này càng lớn Sự thuỷ phân chỉ xảy ra ở liên kết este liền kề với nhóm cacboxyl tự do [22] [9]

 Hydrolase

Là enzyme xúc tác thuỷ phân các liên kết 1-4 glucoside nằm trong phân tử pectin Tuỳ theo tính đặc hiệu cơ chất của enzyme, tuỳ theo độ metoxyl hoá mà enzyme này được chia thành hai nhóm:

Polymetyl galacturonase (PMG): Xúc tác thuỷ phân các liên kết glucoside nằm trong chuỗi mạch polygalacturonic có độ metoxyl hoá cao như protopectin và pectin Enzyme này có ái lực với gốc galacturonic acid đã metoxyl hoá Hoạt tính của enzyme này sẽ bị giảm khi có mặt của enzyme pectinesterase (PE) trong môi trường [20] Tuỳ

thuộc vị trí liên kết bị phân cắt mà có enzyme này tiếp tục được chia thành hai nhóm nhỏ:

+ Endo – Polymetyl galacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucoside nội mạch của choouix polymetyl galacturonic [9]

+ Exo – Polymetyl galacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân liên kết glucoside ở đầu mạch để tách từng gốc galacturonase acid ra khỏi phân tử pectin, bắt đầu từ đầu không khử.[9]

Polymetyl galacturonase (PG): Xúc tác thuỷ phân liên kết glucoside của chuỗi polygalacturonic có độ metoxyl hoá thấp như pectic acid và pectinic acid Enzyme này

có ái lực với nhóm cacboxyl tự do Hoạt tính của enzyme này được tăng cường nếu có mặt của enzyme pectinesterase (PE) trong môi trường [9] Tuỳ thuộc vị trí liên kết được phân cắt mà enzyme này được chia thành hai nhóm nhỏ:

+ Endo – Polygalacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucoside ở giữa mạch của các phân tử pectic acid [9]

+ Exo – Polygalacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucoside ở đầu mạch của phân tử pectic acid hoặc pectinic acid.[9]

 Transeliminase (TE):

Xúc tác phân cắt liên kết 1–4 glucoside của chuỗi polygalacturonic Khi liên kết bị đứt, nguyên tử hydro từ nguyên tử cacbon thứ năm (C5) của gốc galacturonic acid này được chuyển cho nguyên tử cacbon thứ nhất (C1) của gốc galacturonic acid khác Kết quả

là sẽ hình thành các đơn vị galacturonic acid có chứa nối đôi Phản ứng thường xảy ra trong môi trường kiềm yếu hoặc trung tính [10]

Dựa vào tính đặc hiệu cơ chất, vào mức độ metoxyl hoá và vào vị trí liên kết được phân cắt mà enzyme này cũng chia thành các nhóm như sau:

+ Pectintranseliminase(PTE): Có ái lực đối với đối với hợp chất pectin có độ metoxyl hoá cao Nhóm enzyme này bao gồm: Endo- PTE và Exo- PGTE [10] + Polymetyl galacturonaselimilase (PGTE): Có ái lực đối với chất pectin có độ metoxyl hoá thấp Nhóm enzyme này bao gồm: Endo- PGTE và Exo- PGTE [10]

Ngoài ra còn có enzyme protopectinase xúc tác sự phân giải protopectin không tan thành pectin hoà tan Các enzyme thuỷ phân pectin có tính bền nhiệt và pH hoạt động tối ưu khác nhau Nhiệt độ tối ưu của enzyme này nằm trong khoảng 35-52oC [10]

Ứng dụng của enzyme trong chế biến rƣợu táo

giảm mối liên kết giữa các tế bào, giảm độ keo của nguyên liệu, tạo điều kiện cho dịch bào thoát ra một cách dễ dàng Bên cạnh đó, cũng nhờ tác dụng của enzyme pectinase

mà quá trình lọc tiến hành dễ dàng và dịch quả không bị đục trở lại trong quá trình bảo quản Không những thế enzyme pectinase còn góp phần chiết rút được chất màu, tanin

và những chất hòa tan do đó làm tăng chất lượng của thành phẩm [1] [22]

Trong sản xuất rượu, việc dùng pectinase không những cho phép tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, tốc độ lọc, rút ngắn chu kì sản xuất mà rượu thành phẩm có mùi thơm hơn, trong và màu sắc đẹp hơn

Các yếu tố ảnh hưởng tới tác dụng của enzyme pectinase

2.3.4

Ảnh hưởng của đường và acid 2.3.4.1

Đường và acid trong quả tạo với pectin thành gel, làm độ nhớt của dung dịch pectin tăng lên Người ta xác định được là L-malic acid có tác dụng ức chế mạnh với enzyme polygalacturonase Đồng thời nghiên cứu cũng cho thấy các chế phẩm pectinase làm giảm độ nhớt của nước quả do ảnh hưởng của đường (chủ yếu là glucose, fructose, một ít saccarose) và acid (chủ yếu là citric acid, malic, tartric) trong quả

Độ nhớt của nước quả ngoài phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của pectin còn phụ thuộc vào dạng đường trong nguyên liệu và số lượng các đường đó Độ nhớt của chúng sau khi xử lý bằng các chế phẩm enzyme thì hầu như bằng nhau Do đó sự khác nhau về độ nhớt ban đầu (tùy thuộc vào sự có mặt của các dạng đường khác nhau trong nước rau quả) không ảnh hưởng tới sự có mặt của enzyme pectinase

Người ta đã chứng minh được rằng, với nồng độ ion H+ như nhau trong dung dịch pectin, citric acid ức chế của các acid là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu tố quyết định để ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinase nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi nước quả [4]

Ảnh hưởng của pH môi trường

2.3.4.2

Các enzyme pectinase từ các nguồn khác nhau có pH tối thích khác nhau Như các

enzyme Hầu hết, dịch quả đều có tính acid 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 thực hiện được, ở đó protein mang điện tích âm dẫn đến quá trình kết khối protein-pectin không xảy ra [4]

Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian 2.3.4.3

Cũng như các phản ứng hóa học, vận tốc xúc tác của các enzyme tăng khi nhiệt độ tăng Tuy nhiên, bản chất của enzyme là protein nên chúng không bền dưới tác dụng của nhiệt Khi nhiệt độ tăng thì hoạt tính của enzyme tăng, song nếu vượt quá một giới hạn nào đó thì hoạt tính của enzyme giảm dần và khi nhiệt độ lớn hơn 70°C thì enzyme pectinase hoàn toàn bị mất hoạt tính Nhiệt độ ở đó enzyme có hoạt tính lớn nhất là nhiệt độ tối thích, nhiệt độ này không phải là một hằng số mà phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau Mặt khác, thời gian kéo dài làm cho chất lượng rau quả bị giảm sút và trong nhiều trường hợp, sản phẩm có thể bị hỏng do kết quả của quá trình oxihoá và nhiễm tạp vi sinh vật Ngoài ra, nhiệt độ tối ưu của enzyme còn phụ thuộc vào nồng độ enzyme và dạng tồn tại của enzyme [4]

Ảnh hưởng của chất lượng pectin 2.3.4.4

Chất lượng pectin ảnh hưởng nhiều tới khả năng tạo độ nhớt và khả năng xúc tác của enzyme Hoạt tính của từng loại enzyme pectinase sẽ tăng nếu gặp cơ chất thích hợp Đã

có những số liệu chứng minh rằng dưới tác dụng của enzyme polygalacturonase, pectic acid bị phân giải nhanh gấp 17 lần so với pectin đã este hóa một phần, còn pectin đã este hóa hoàn toàn chỉ bị phân giải rất ít [4]

Ảnh hưởng của thành phần chất khoáng trong rau quả 2.3.4.5

Các ion K+, Na+, Mg+ có ảnh hưởng tới hiệu quả tác dụng của các enzyme pectinase Người ta thấy rằng: Muối Ca+, Mg+ làm tăng hoạt độ của các enzyme do chúng có thể tham gia vào trung tâm hoạt động của enzyme Đã có nghiên cứu xác định được rằng các ion Ca+

, Mg+ gây tác dụng kích thích các enzyme pectolitic khi bổ sung muối CaS4, MgSO4 còn các ion Na+, K+ gây tác dụng kích thích khi bổ sung Na3PO4, K2CO3 Ngoài ra, ion K+ ở nồng độ cao sẽ gây ức chế mạnh đối với enzyme pectinase [4]

Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase

2.3.4.6

Căn cứ vào độ phân giải pectin chung của enzyme, người ta tính toán được lượng chế phẩm enzyme pectinase cần đưa vào nguyên liệu rau quả và nước rau quả Khi sử dụng các chế phẩm enzyme nhằm mục đích tăng hiệu suất thu hồi và làm trong nước quả, hiệu quả tác dụng của chế phẩm có thể hiển thị chính xác hơn bằng các phương pháp dựa trên sự xác định mức giảm độ nhớt của các dung dịch pectin Khi lựa chọn nồng độ chế phẩm ezyme, nên chọn nồng độ tối thiểu mà vẫn đảm bảo được các biến đổi cần thiết, với thời gian mà công nghệ của dạng nước quả cho phép Nếu enzyme được bổ sung ở nồng độ nhỏ thì lượng enzyme sẽ không đủ để phá vỡ hết mô tế bào khiến cho các chất dinh dưỡng cũng như các sắc tố, các chất thơm trong quả không thoát ra được nhiều dẫn đến hiều suất thu hồi thấp; ngoài ra, do nồng độ enzyme nhỏ nên phải kéo dài thời gian chế biến khiến cho sản phẩm dễ bị nhiễm tạp VSV và sẽ dễ hỏng trong quá trình bảo quản Nếu nồng độ lớn thì có thể tăng được hiều suất thu hồi

và chất lượng dịch rau quả song vị giá thành của enzyme rất cao nên giá thành của sản phẩm cũng sẽ cao [26]

Chế phẩm enzyme này được sản xuất từ một chủng chọn lọc của nấm mốc Aspergillus

niger Chế phẩm enzyme này chứa chủ yếu pectinase và enzyme hemicellulase (có khả

năng phân huỷ màng tế bào thực vật)

Pectinex Ultra SP-L ở dạng dung dịch sẫm màu, có mùi thơm nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men và có pH = 4,5 Hoạt tính của enzyme này là 26000 PG/ml (pH = 3,5) Mức độ hoạt động của nó được xác định bằng cách đo sự giảm độ nhớt của sự hoà tan một số pectic acid ở pH = 3,5 và 20oC Dung dịch enzyme có thế có cặn nhưng

nó không ảnh hưởng đến hoạt tính hay bản chất enzyme Khi pectinex Ultra SP-L được bảo quản ở 20oC thì hoạt tính bị giảm đi ít nhất sau ba tháng Khi thời gian bảo quản kéo dài hơn, hoạt tính có thể mất đi 1-2% mỗi tháng Khi bảo quản ở 5-10oC,

Pectinex Ultra SP-L được sử dụng để xử lý rau quả nghiền và ngâm mô tế bào thực vật Pectin hoà tan và không hoà tan cũng như polysacharide làm đục đều bị phân huỷ Chế phẩm được bổ sung vào mô quả nghiền nát nhằm mục đích tăng hiệu suất ép, sản lượng nước rau quả mà không cần thay đổi thiết bị của hệ thống ép thông thường

Chế phẩm enzyme pectinex 3XL

2.4.2

Enzyme pectinex 3XL là một enzyme có hoạt tính pectinase cao Nó thủy phân nhanh và hoàn toàn polysaccharide, có hiệu quả cao trong xử lý nước quả ép và tiết kiệm được nguyên liệu lọc Pectinex 3XL có khả năng phá vỡ hoàn toàn araban thành arabinose, mà arabinose là một phân tử rất nhỏ nó không thể trùng hợp lại thành phân

tử lớn araban

Araban là một thành phần tự nhiên của quả và có thể tìm thấy trong nước quả ép khi đạt được sản lượng nước ép cao Vì vậy, dạng công nghệ bất kì được sử dụng để làm tăng sản lượng nước quả ép cũng có thể là nguyên nhân gây nên sự vẩn đục Pectinex 3XL có dạng dung dịch màu nâu sẫm với hương vị nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men [1] [4]

Sử dụng chế phẩm enzyme trong quá trình chuẩn bị dịch lên men

Để nâng cao hiệu suất ép người ta có thể sử dụng một số phương pháp xử lý trước khi ép: nghiền cơ học, làm lạnh đông, xử lý bằng dòng điện, dùng sóng siêu âm Tuy nhiên hiện nay do yêu cầu của ngành sản xuất công nghiệp hiện đại cùng với những tiến bộ của công nghệ sinh học, xu hướng sử dụng các chế phẩm enzyme pectinase để xử lý khối quả nghiền đang ngày càng phổ biến trên thế giới [5]

Dùng chế phẩm enzyme có thể làm phân hủy các chất protopectin, pectin, cellulose, tinh bộ làm giảm độ keo của khối thịt quả và tạo điều kiện cho dịch bào thoát ra dễ dàng Hơn nữa, do sự phá vỡ mô quả bằng enzyme nên các chất màu, tanin

và các chất hòa tan khác được chiết rút một cách triệt để, nhờ đó mà tăng them chất lượng thành phẩm Phương pháp trích ly dịch quả sử dụng chế phẩm enzyme làm tăng đáng kể năng suất và hiệu suất trích ly, tránh được các biến đổi xấu cho dịch quả và cho hiệu quả kinh tế cao [20]

Dịch quả trước khi sử dụng chế phẩm enzyme cũng phải nghiền nhỏ, sau khi xử lý enzyme được ép hoặc ly tâm để thu dịch quả Hiệu suất quá trình ép dịch quả sử dụng enzyme phụ thuộc vào lượng enzyme, nhiệt độ, thời gian hoạt động cuả enzyme [6] Tuy nhiên, với mỗi loại quả khác nhau cần xác định các điều kiện này bằng thực nghiệm để hiệu suất thu hồi dịch quả khi ép cao nhất

Sử dụng enzyme trong quá trình làm trong dịch quả

2.4.3.2

Dịch quả là một dung dịch gồm đường, acid, muối, protein, chất chát, chất màu và các cấu tử, thành phần hóa học khác của nguyên liệu Dịch quả sau khi ép ra tồn tại ở dạng phân tán, gồm những phân tử lơ lửng có kích thước khác nhu từ 0,001µm đến vài trăm µm [12]

Để có nước quả trong suốt cần phải loại bỏ các phần tử trông thấy bằng mắt thường Dịch quả là một hệ keo nên rất khó khăn trong việc tách các chất lơ lửng Do vậy, phải phá vỡ hệ keo mới có thể tách được hết chúng và làm trong dịch quả

Trước khi phương pháp enzyme ra đời, tùy theo mứcđộ yêu cầu của thành phẩm

mà người ta thường sử dụng một số phương pháp làm trong dịch quả như: lọc thô, lắng, ly tâm, xử lý bằng dòng điện, dùng đất sét, dùng dung dịch keo (gelatin, agar-agar, casein, albumin), đun nóng tức thời, lọc tinh để làm trong dịch quả Tuy nhiên, dịch quả làm trong bằng các phương pháp trên sau một thời gian bảo quản đều bị đục trở lại Nguyên nhân là do hàm lượng pectin khá cao trong nước quả sau khi ép làm cho dịch quả có dạng keo đục, độ nhớt cao khó lọc

Muốn giảm thời gian làm trong và dịch quả không bị đục trở lại thì phương pháp đơn giản và hiệu quả nhất là sử dụng các chế phẩm enzyme pectinase làm phá vỡ một phần hay hoàn toàn hệ keo của dịch quả nên rất thuận lợi cho quá trình lọc [1]

Như vậy, việc sử dụng enzyme trong sản xuất dịch quả cho lên men rượu đã rút ngắn được quá trình sản xuất, nâng cao chất lượng thành phẩm và mang lại hiệu quả kinh tế cao

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 3.

Hình 3.1 Táo xanh Ninh Thuận

b Nấm men: Nấm men Saccharomyses cerevisiae: Angle wine active dry yeast

BV818, Công ty TNHH MTV Kovin

c Enzyme Pectinase

Hai chế phẩm enzyme được sử dụng trong nghiên cứu:

 Pectinase Ultra SP-L Novozymes (Đan Mạch) trong chiết tách nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả

 Pectinase 3LX Novozymes (Đan Mạch) là enzyme làm trong dịch quả, loại bỏ các tác nhân gây đục trong quá trình lên men, bảo quản

Bảng 3.1 Thiết bị dùng cho nghiên cứu

Cân hai số

Model: PA512 Hãng sản xuất: Ohaus –

Mỹ

Cân ba số

Model: TX – 423/TW – 423L

Hãng sản xuất:

SHIMADZU – Nhật Bản

Máy đo quang phổ

Model: máy đo quang phổ khả kiến UV-VIS Hãng sản xuất:

SHIMADZU - Nhật Bản

- Hóa chất phân tích acid: NaOH 0,1N, Phenolphtalein

- Hóa chất điều chỉnh pH: acid citric

Đề tài được thực hiện trong 24 tuần, từ tháng 02/2017 đến tháng 8/2017

Địa điểm tiến hành thí nghiệm

3.3.2

Các thí nghiệm nghiên cứu của đề tài được tiến hành tại phòng thí nghiệm của bộ môn Công Nghệ Thực phẩm, khoa Môi trường – Thực phẩm – Hóa học, trường Đại học Nguyễn Tất Thành

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Lên men Sunfit hóa Lọc

Xử lý làm trong

Làm sạch Nghiền Phân loại

Thuyết minh quy trình

3.4.2

 Phân loại: Nguyên liệu đóng vaia trò rất quan trọng ảnh hưởng đến chất

lượng của rượu táo Việc lựa chọn các quả đạt độ chín kỹ thuật, và loại bỏ những quả hư, dập do quá trình vận chuyển

 Làm sạch: Nhằm loại bỏ bụi đất và tạp chất bám trên quả, tránh ảnh hưởng

đến chất lượng của sản phẩm Táo được rửa dưới vòi nước mạnh, loại bỏ lớp đất cát và bụi bẩn

 Nghiền: Để quá trình ép diễn ra dễ dàng, nghiền nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào

tạo điều kiện cho dịch quả dễ dàng thoát ra ngoài khi ép

 Xử lý trích ly: Để thu được lượng dịch cao nhất enzyme pectinase Ultra

SP-L được sử dụng để phá vỡ thành tế bào làm dịch quả thoát ra ngoài giúp tăng hiệu suất thu hồi dịch quả

 Ép: Nhằm tách dịch quả ra khỏi khối quả nghiền, quá trình này cần diễn ra

nhanh chóng để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và sự oxy hóa

 Xử lý làm trong: Nước quả sau khi tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất

khác nhau Trong đó chất pectin chiếm lượng đáng kể và pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao và gây đục dịch quả Enzyme pectinase 3LX cho vào giúp kết tủa các chất lơ lửng và tách chúng ra khỏi dịch giúp dịch quả trong hơn

 Lọc: Loại bỏ cặn nhỏ làm cho dịch trong hơn giúp cho rượu sau lên men

trong hơn và quá trình lắng lọc tiếp theo dễ dàng

 Sunfit hóa: Nhằm mục đích chống quá trình oxy hóa, ức chế hoặc tiêu diệt

các loại vi sinh vật gây ảnh hưởng xấu tới quá trình lên men, tuy nhiên hàm lượng SO2 cao có thể làm cho rượu có mùi khó chịu, gây ngộ độc hoặc ức chế hoạt động của nấm men trong quá trình lên men Lượng SO2 khuyến cáo

sử dụng khoảng 120 ppm Trong ñề tài này chúng tôi sử dụng muối Na2S2O5

ở nồng độ 10%

 Lên men: Nhằm mục đích chuyển đường và các chất hòa tan khác có trong

dịch quả thành rượu dưới tác dụng của nấm men Quá trình lên men được tiến hành ở 30 – 32oC trong 3 ngày Nấm men được sử dụng là

Saccharomyces cerevisiae với tỷ lệ 0.03%

 Lưu trữ: Ở nhiệt độ 8oC trong 3 tuần nhằm giúp cho dịch trong

 Phối chế: Tạo hương vị cho sản phẩm tăng giá trị cảm quan

 Lắng – lọc: Tách những cặn còn lơ lửng còn sót lại của dịch sau phối trộn

 Thanh trùng: Nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật (bao gồm cả nấm men)

và ổn định chất lượng sản phẩm về mặt hương vị màu sắc do đình chỉ được hoạt động của các loại vi sinh vật trong sản phẩm Quá trình thanh trùng được thực hiện ở 70oC trong 10 phút

 Bổ sung CO 2 : Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm

 Đóng chai: Nhằm gia tăng giá trị về cảm quan và chất lượng cho sản phẩm

Rượu được trong chai thủy tinh xanh có thể tích 330ml, chai phải đạt tiêu chuẩn quy định, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Quá trình đóng chai và ghép nắp phải được tiến hành trong điều kiện vô trùng tránh hiện tượng nhiễm khuẩn và tạp chất vào rượu

Sơ đồ nghiên cứu

3.4.3

Các thí nghiệm được tiến hành theo sơ đồ nghiên cứu hình 3.3

Hình 3.3 Sơ đồ nghiên cứu

Ảnh hưởng của tỷ lệ nấm men đến chất lượng cider thành phẩm