Đánh giá hiệu quả hỗ trợ trích ly dịch quả thanh long ruột đỏ của hai phương pháp: Siêu âm và xử lí bằng enzyme pectinase

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số của quá trình siêu âm và xử lí bằng enzyme pectinase lên hiệu suất thu hồi dịch quả thanh long ruột đỏ được khảo sát bằng phương pháp thực nghiệm yếu tố toàn phần. Các thông số được khảo sát của quá trình trích ly có xử lí enzyme pectinase là nồng độ pectinase (0,1; 0,3; 0,35 và 0,4% v/w); thời gian xử lí (10, 20, 30, 40, 50 và 60 phút).

Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban Công nghệ thực phẩm ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỖ TRỢ TRÍCH LY DỊCH QUẢ THANH LONG RUỘT ĐỎ CỦA HAI PHƯƠNG PHÁP: SIÊU ÂM VÀ XỬ LÍ BẰNG ENZYME PECTINASE Dương Thị Thu Hương1,*, Nguyễn Thanh Nam1, Mạc Xuân Hòa1 Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học công nghiệp thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh * Email: huongdtt@cntp.edu.vn Ngày nhận bài: 15/06/2017; Chấp nhận đăng: 02/07/2017 TÓM TẮT Ảnh hưởng thơng số q trình siêu âm xử lí enzyme pectinase lên hiệu suất thu hồi dịch long ruột đỏ khảo sát phương pháp thực nghiệm yếu tố toàn phần Các thơng số khảo sát q trình trích ly có xử lí enzyme pectinase nồng độ pectinase (0,1; 0,3; 0,35 0,4% v/w); thời gian xử lí (10, 20, 30, 40, 50 60 phút) Các thông số khảo sát q trình trích ly có siêu âm công suất siêu âm (20 35%); thời gian siêu âm (5, 10 15 phút) Cả hai phương pháp làm cho độ nhớt giảm xuống giúp trình lọc dễ dàng nên hiệu suất thu hồi tăng lên Trong phương pháp xử lí enzyme, hiệu suất thu hồi đạt cao (80,94%) điều kiện nồng độ enzyme 0,35% 50 phút Còn siêu âm hiệu suất đạt cao (75,11%) cơng suất 35% phút Nhìn chung hai phương pháp cho hiệu suất thu hồi cao so với mẫu đối chứng Từ khóa: enzyme pectinase, hiệu suất thu hồi, long ruột đỏ (hylocereus polyrhizus), siêu âm MỞ ĐẦU Thanh long có tên khoa học Hylocereus spp., thuộc họ Xương rồng (Cactaceae) Việt Nam nước có diện tích sản lượng long lớn châu Á nước xuất long hàng đầu giới Theo Hiệp hội Rau Việt Nam [1], nước ta có 35,665 diện tích trồng long với tổng sản lượng đạt khoảng 614,246 Trong đó, long trồng 32 tỉnh thành, phát triển mạnh thành vùng chuyên canh quy mơ lớn tập trung tỉnh Bình Thuận, Tiền Giang Long An (chiếm 93% tổng diện tích 95% sản lượng nước) Tuy có vùng nguyên liệu rộng lớn ngành công nghiệp chế biến sản phẩm từ trái long chưa phát triển Trái long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) với màu sắc hương vị hấp dẫn nguyên liệu tiềm lớn cho ngành chế biến sản phẩm từ trái cây, đặc biệt sản phẩm nước Để tạo nước thương phẩm, nguyên liệu long cần trải qua q trình trích ly thu dịch ép Tuy nhiên trình khai thác ruột thường gặp khó khăn thành phần Dương Thị Thu Hương, Nguyễn Thanh Nam, Mạc Xuân Hòa pectin nguyên liệu gây cản trở trình lọc dẫn đến làm giảm hiệu suất thu hồi tượng vẩn đục nước ép thành phẩm Ứng dụng q trình xử lí enzyme để cải thiện vấn đề cần thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm giảm chi phí sản xuất [2] Enzyme pectinase có khả thủy phân pectin làm cho phức pectin-protein bị kết [3] từ dễ dàng loại bỏ phương pháp lọc ly tâm Nhiều nghiên cứu chứng minh hiệu làm dịch ép pectinase sản xuất thực phẩm [4] Ngoài ra, trích ly có hỗ trợ siêu âm cách giúp làm tăng hiệu suất thu hồi Sóng siêu âm có khả thay đổi tính chất vật lí hóa học nguyên liệu thực vật, hiệu ứng sinh vi bọt khí siêu âm cịn thúc đẩy giải phóng hợp chất trích ly tăng cường truyền khối thông qua phá vỡ thành tế bào [5] Vì nghiên cứu này, chúng tơi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng trình siêu âm xử lí enzyme pectinase đến việc làm tăng hiệu suất thu hồi dịch long ruột đỏ NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Thanh long ruột đỏ mua siêu thị Aeon Tân Phú, có nguồn gốc từ miền Tây-Mekong Công ty Nhất Điền-TP HCM cung cấp Thanh long ruột đỏ chọn có khối lượng 400500gram, giai đoạn chín đều, khơng bị héo, khơng bị dập nát, mùi tự nhiên không bị ung thối Thanh long làm sạch, bóc vỏ xay nhỏ để thu puree cấp đông nhiệt độ 50 phút hiệu suất tăng khơng có ý nghĩa Bảng Ảnh hưởng thời gian xử lí nồng độ enzyme lên hiệu suất thu hồi Thời gian (X2, phút) Nồng độ pectinase (X1, % v/w) 0,1 10 20 30 40 50 60 0,3 73,95 cC (1,62) 75,32 bC (1,62) 75,37 bC (0,71) 77,15 bC (2,06) 78,19 aC 0,35 76,91 cB (0,57) 78,57 bB (0,94) 77,42 bB (0,84) 77,48 bB (0,38) 80,48 aB 77,44 cA (1,59) 79,23 bA (1,07) 80,31 bA (0,24) 80,5 bA (1,07) 80,94 aA 0,4 79,93cA (0,26) 79,79bA (0,49) 80,37bA (1,66) 80,71bA (0,84) 80,46aA (0,29) (1,23) (0,98) (1,07) 78,27aC 80,64aB 80,43aA 80,89aA (1,36) (0,65) (0,42) (1,04) Hiệu suất thu hồi trình bày dạng trung bình (độ lệch chuẩn); giá trị đánh dấu chữ thường khác (a, b, c) thể khác biệt có nghĩa 1cột; giá trị đánh dấu chữ in khác (A, B, C) thể khác biệt có ý nghĩa hàng Đây dấu hiệu cho thấy hiệu suất thu hồi đạt đến điểm dừng Kết quán với kết Diệp Ngọc Tú cộng (tác giả khảo sát nồng độ enzyme thời gian xử lí để thu lượng dịch lớn đối tượng long nói chung có xuất xứ từ Long An) Theo tác giả cho chất pectin thịt long lúc liên kết với pectinase nên lượng enzyme dư không làm gia tăng hiệu trích ly [11] Xét mặt động học, vận tốc phản ứng tăng nồng độ enzyme tăng nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ chất tốc độ phản ứng khơng thay đổi không tăng thêm tăng nồng độ enzyme [12] Ngồi có tương tác nồng độ thời gian (p = 0,0394 < 0,05) Tóm lại hiệu suất đạt cao nhấtlà 80,94% nồng độ 0,35% thời gian xử lí 50 phút 3.2.2 Độ nhớt dung dịch Nồng độ enzyme thời gian xử lí có ảnh hưởng có ý nghĩa đến độ nhớt dịch lọc thu thể bảng (p0,05) so với phút 10 phút Điều tăng thời gian siêu âm, nhiệt độ tăng giải phóng thành phần chất keo tế bào làm cản trở trình lọc dẫn đến hiệu suất thu hồi không tăng Trong trường hợp khảo sát hiệu suất đạt cao 75,11% cơng suất 35% phút Hai yếu tố thời gian cơng suất siêu âm giải thích 83,41% khác biệt hiệu suất công thức thí nghiệm (R2= 0,8341) 3.3.2 Độ nhớt dung dịch Công suất siêu âm thời gian siêu âm có ảnh hưởng đến độ nhớt dịch lọc thu thể hình Khi cơng suất tăng từ 20% (150W) đến 35% (262,5W) độ nhớt giảm cịn thời gian tăng lên độ nhớt khơng có thay đổi có ý nghĩa (p=0,49>0,05).Như độ nhớt đạt nhỏ 1,43 mPas công suất 35% thời gian phút (chính điều kiện mà hiệu suất thu hồi đạt cao nhất) 1.6 Độ nhớt (mPas) 1.55 1.5 Công suất 20% 1.45 35% 1.4 1.35 1.3 10 15 (thời gian, phút) Hình Ảnh hưởng thời gian công suất siêu âm đến độ nhớt 3.4 Đánh giá hiệu trích ly phương pháp xử lí pectinase phương pháp siêu âm Hiệu trích ly hai phương pháp đánh giá dựa sở so sánh với mẫu đối chứng (mẫu khơng xử lí trước lọc) Kết phân tích thống kê số liệu thực nghiệm cho thấy có khác biệt có ý nghĩa hiệu trích ly hai phương pháp (p < 0,05) Hình cho thấy phương pháp xử lý pectinase cho hiệu suất cao 80,94%, phương pháp siêu âm cho hiệu suất cao 75,11% Ngoài ra, độ nhớt dịch hai phương pháp có khác biệt ý nghĩa (p < 0,05) Hình cho thấy phương pháp xử lý pectinase có hiệu làm giảm độ nhớt so với phương pháp siêu âm Dương Thị Thu Hương, Nguyễn Thanh Nam, Mạc Xuân Hòa 90 1.8 80 1.6 1.52 70 60 1.43 1.2 1.19 50 80.94 40 30 1.4 75.11 67.86 0.8 0.6 20 0.4 10 0.2 Hiệu suất (%) Độ nhớt (mPas) Mẫu đối chứng Phương pháp có Phương pháp có xử lí enzyme siêu âm Hình So sánh hiệu suất thu hồi độ nhớt mẫu đối chứng phương pháp Cả hai phương pháp giúp tăng hiệu thu hồi dịch hiệu suất cao so với mẫu đối chứng Cụ thể, xử lí pectinase giúp nâng cao hiệu suất lên gần 20% so với đối chứng; phương pháp siêu âm giúp nâng cao hiệu suất thêm 10% so với đối chứng Trong phạm vi nghiên cứu này, hiệu suất thu hồi mẫu có xử lí enzyme cao so với phương pháp siêu âm (p < 0,05) Tuy nhiên, để so sánh cách toàn diện cần có thêm nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu hai phương pháp KẾT LUẬN Điều kiện xử lí enzyme thu hiệu suất cao (80,94%) nồng độ 0,35% 50 phút; với sóng siêu âm mức cơng suất 35% phút đạt hiệu suất cao (75,11%) Tóm lại, phạm vi nghiên cứu này, hai phương pháp siêu âm xử lí enzyme giúp nâng cao hiệu suất thu hồi phương pháp sử dụng enzyme cho hiệu Cần có thêm nghiên cứu thử nghiệm khả kết hợp hai phương pháp lên hiệu suất thu hồi dịch long ruột đỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO www.vinafruit.com Ramada M F and Moerse J T - Impact of enzymatic treatment on chemical composition, physicochemical properties and radical scavenging activity of goldenberry juice J Sci Food Agric 87 (2007) 452-460 Liew Abdullah A G., Sulaiman N M., and Aroua M K - Response surface optimization of conditions for clarification of carambola fruit juice using a commercial enzyme J Food Eng 81 (2007) 65-71 Sin H N., Yuof S., Hamid N S A., and Rahman R A - Optimization of enzymatic clarification of sapodilla juice using response surface methodology J Food Eng 73 (2006) 313-319 Luque -Garcia L J and Luque De Castro L D - Ultrasound: a powerful tool for leaching Trend Anal Chem 22 (2003) 41-47 Đánh giá hiệu hỗ trợ trích ly dịch long ruột đỏ hai phương pháp: siêu âm xử lí enzyme pectinase AOAC Official method of analysisof AOAC - Method 934.01,Gaithersburg, USA (1990) Nguyễn Minh Tuấn , Mạc Xuân Hòa - Nghiên cứu nâng cao hiệu suất trích ly dịch long ruột đỏ phương pháp xử lí với enzyme pectinase Luận văn tốt nghiệp, ĐH Công nghiệp Thực phẩm (2016) Lê Thị Hồng Ánh cộng - Ảnh hưởng q trình xử lí enzyme pectinase lên hiệu suất trích ly dịch long ruột đỏ Tạp chí Nơng nghiệp Nơng thơn kì 1+2 (2017) 127-131 https://vi.scribd.com 10 sofri.org.vn 11 Diệp Ngọc Tú cộng - Nghiên cứu ảnh hưởng enzyme lên tính chất cảm quan nước long Luận văn tốt nghiệp, ĐH Lạc Hồng (2002) 12 Lê Ngọc Tú cộng sự, Giáo trình hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật (2000) ABSTRACT EVALUATE THE EFFICIENCY OF EXTRACTION SUPPORT FROM RED-FLESHED DRAGON FRUIT (HYLOCEREUS POLYRHIZUS) BY TWO METHODS: ULTRASOUND AND PECTINASE TREATMENT Duong Thi Thu Huong1,*, Nguyen Thanh Nam1, Mac Xuan Hoa1 Faculty of Food Technology - Ho Chi Minh City University of Food Industry *Email: huongoc95@gmail.com The effects of parameters of ultrasound and pectinase treatment on juice recovery efficiency from Red-fleshed dragon fruit was carried out by using full factorial design The parameters of pectinase treatment included pectinase concentration (0,1; 0,3; 0,35; 0,4% v/w); treatment time (10, 20, 30, 40, 50, and 60 minutes) The parameter of ultrasound included acoustic power (20 and 35%) and ultrasonic time (5, 10 and 15 minutes) Both ultrasound and pectinase treatment reduced viscosity of liquid, therefore, filtering was easier and recovery efficiency was higher For pectinase treatment, recovery eficiency was the hightest at 80,94% with concentration 0,35% in 50 minutes For ultrasound, recovery efficiency was the highest at 75,11% with acoustic power 35% in minutes Overall, both ultrasound and pectinase have higher recovery efficiency than control sample Key words: Red-fleshed dragon fruit (hylocereus polyrhizus), pectinase, ultrasound, recovery efficiency ... gian công suất siêu âm lên hiệu suất thu hồi Đánh giá hiệu hỗ trợ trích ly dịch long ruột đỏ hai phương pháp: siêu âm xử lí enzyme pectinase Hiệu suất thu hồi tăng công suất siêu âm tăng từ 20%... biệt hiệu suất cơng thức thí nghiệm Khi nồng độ tăng từ 0,1%-0,3% Đánh giá hiệu hỗ trợ trích ly dịch long ruột đỏ hai phương pháp: siêu âm xử lí enzyme pectinase hiệu suất tăng nồng độ >0,35% hiệu. .. toán; độ nhớt dịch lọc kiểm tra mẻ trích ly Đánh giá hiệu hỗ trợ trích ly dịch long ruột đỏ hai phương pháp: siêu âm xử lí enzyme pectinase Các tổ hợp nồng độ pectinase (0,1; 0,3; 0,35; 0,4% v/w)