tăng hiệu suất thu hồi dịch quả bằng phương pháp enzyme và sóng siêu âm

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN MÔN: CNCB NÔNG SẢN ĐỀ TÀI: TĂNG HIỆU SUẤT THU HỒI DỊCH QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM GVHD:: Th.S NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG Nguyễn Thị Diệu Hậu 10308091 Hà Thị Kim Loan 10311321 Trần Yến Như Huỳnh Phương Thế Ngọc 1 Trần Kim Thúy 10309301 Lớp : DHTP6CLT- Nhóm: 14 Sinh Viên Thực Hiện: NỘI DUNG CHÍNH 1.Giới thiệu sơ lược về tác dụng Enzime và sóng siêu âm. 2.Cơ chế tác dụng của sóng siêu âm và enzyme. 3. Ứng dụng trong công nghệ sản xuất thực phẩm. 4. Chất lượng dịch quả sau thu hồi. 5. Tổng kết. 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ ENZYME. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN: 1.1SÓNG SIÊU ÂM:  1984, Sir John I. Thornycroft và Sydney W. Barnaby đã phát hiện ra sự hình thành và vỡ của những bóng khí.  1999, De Genaro, Cavella, Romano và Masi đã sử dụng kết hợp áp suất, nhiệt độ và sóng siêu âm để vô hoạt peroxidase, phương pháp này gọi là manothermosonication (MTS).  Từ năm 2007 đến nay nghiên cứu về sóng siêu âm, nhiệt độ và enzyne 1.2 ENZYME Qua 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: trước thế kỷ thứ XVII - Giai đoạn 2: từ thế kỷ XVII đến nửa đầu thế kỷ XIX. - Giai đoạn 3: từ giữa thế kỷ XIX đến 30 năm đầu của thế kỷ XX. - Giai đoạn 4: từ những năm 30 của thế kỷ XX đến nay. 1.3 Giới thiệu về sóng siêu âm. 1.3.1 Bản chất của sóng siêu âm Sóng siêu âm là tên gọi của những sóng có tần số cao hơn 18 kHz Bản chất, sóng âm là sóng cơ học 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ ENZYME. Hình 1.1: Sóng siêu âm 1.3 Giới thiệu về sóng siêu âm. 1.3.2 Phân loại sóng siêu âm • Phân loại theo phương dao động: dựa vào cách truyền sóng chia ra làm hai loại: sóng dọc và sóng ngang. - Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử của môi trường vuông góc với tia sóng. Tính chất này chỉ có ở vật rắn. - Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử môi trường trùng với tia sóng. Truyền được trong các vật rắn cũng như trong môi trường lỏng và khí. • Phân loại theo tần số: chia thành 3 vùng chính. -Sóng âm tần số cực thấp, f < 16 Hz. -Sóng âm tần số nghe thấy được (Audible sound): f= 16 Hz – 20 kHz. -Sóng siêu âm (Ultrasound): f > 20kHz 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ ENZYME. 1.4 Giới thiệu về enzyme và phân loại. 1.4.1 Định nghĩa enzyme. • Enzyme có bản chất là protein và là chất xúc tác sinh học có tính đặc hiệu cao. • Bốn vai trò chính của enzyme trong CNTP +Enzyme khắc phục khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu. + Enzyme nâng cao giá trị thương phẩm của nguyên liệu. + Enzyme là công cụ trong quá trình chuyển hóa công nghệ + Enzyme tăng tính chất cảm quan của sản phẩm 1.4.2 Phân loại enzyme: phân loại theo quốc tế gồm 6 loại  Oxydoreductase  Transferase  Hydrolase  Lyase  Isomerase  Ligase: 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ ENZYME. 2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM. 2.1 Sóng siêu âm. 2.1.1 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm. Là quá trình kéo và nén liên tục làm cho các liên kết hóa học bị giảm dần và đến khi lực kéo đủ mạnh để thắng các lực liên kết giữa các phân tử và tạo thành những bọt khí nhỏ. Trong suốt chu trình kéo/nén bọt khí kéo giãn nỡ Diện tích bề mặt bọt khí Các bọt khí lớn đến một kích cỡ nhất định làm chocác bọt khí nổ tung dữ dội. 2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM. 2.1 Sóng siêu âm. 2.1.1.1 Hiện tượng xâm khí thực. Hiện tượng xâm thực khí mở đầu cho rất nhiều phản ứng: • tăng cường phản ứng polymer hoá và depolymer hóa . • tăng hiệu suất đồng hoá. • hỗ trợ trích ly các chất tan như enzyme từtế bào động vật, thực vật, nấm men hay vi khuẩn. • tách virus ra khỏi tế bào bị nhiễm loại bỏ các phần tử nhạy cảm bao gồm cả vi sinh vật Hình: Sự hình thành bọt khí trong sóng siêu âm 2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM. 2.1 Sóng siêu âm. 2.1.1.2 Hiện tượng vi xoáy: Sóng siêu âm cường độ cao đi vào chất lỏng sẽ gây nên sự kích thích mãnh liệt. Tại bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha lỏng/rắn hay khí/rắn, sóng siêuâm gây nên sự hỗn loạn cực độ do tạo thành những vi xoáy. 2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM. 2.1 Sóng siêu âm. 2.1.2 Các hiệu ứng vật lý và hóa học khi chiếu siêu âm lên hệ chất lỏng . 2.1.2.1 Hiện tượng sủi bóng (cavitation) Khi sóng truyền trong môi trường lỏng, các phần tử trong trường siêu âm trải qua các chu trình nén-duỗi và những dao động này sẽ lan truyền cho các phần tử kế cận. Khi năng lượng đủ lớn sẽ vượt quá lực hấp dẫn nội tại và các lỗ hổng nhỏ trong lòng chất lỏng được hình thành. Hiện tượng trên còn được gọi là hiện tượng sủi bóng. 2.1.2.2 Hiện tượng vỡ bóng. • Khi hiện tượng sủi bọt đạt đến trạng thái quá cân bằng thì chúng vỡ đột ngột và nhanh chóng. • Trong quá trình vỡ, nhiệt độ và áp suất sẽ tăng lên rất cao (khoảng 4000K và 1000atm. • Nhiệt độ và áp suất cao tạo ra khi nổ bong bóng sẽ dẫn tới sự tạo thành các gốc tự do như là H+ và OH- [...]... vị và sắc tố màu đáng kể so với các phương pháp khác Hiệp lực của siêu âm với nhiệt độ và áp suất • Sóng siêu âm hiệu quả hơn khi kết hợp với các phương pháp khác - Nhiệt và siêu âm - Áp suất và siêu âm - Áp suất, nhiệt và siêu âm Oxy hóa Sóng siêu âm (20kHz) có ảnh hưởng vào quá trình oxy hóa cholesterol đến cholestenone 4 CHẤT LƯỢNG DỊCH QUẢ SAU THU HỒI • • • • • • • • • • • Ưu điểm: Tăng hiệu suất. .. mịn 3 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM TRONG THỰC PHẨM 3.2 Tác động của sóng siêu âm đến hoạt tính enzyme trong công nghê thực phẩm • Ở năng lượng tương đối thấp sóng siêu âm có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme • Ở năng lượng cao sóng siêu âm làm vô hoạt enzyme • sóng siêu âm cũng có thể vô hại hoạt enzyme Tóm lại, đối với một enzyme cụ thể, sóng siêu âm có khả năng làm tăng hoạt tính nhưng... bào vào dung môi Trích ly Protein và Enzyme Hiệu quả của siêu âm cường độ cao: chiết xuất của các hợp chất hữu cơ chứa trong cơ thể thực vật và siêu âm có lợi trong khai thác tiềm năng và thành phần Chất béo và protein Sóng siêu âm thường được sử dụng để cải thiện việc khai thác các chất béo và protein từ hạt giống cây trồng, như đậu tương hoặc hạt dầu khác 3 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM TRONG... CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM 2.1 Sóng siêu âm 2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình thành và vỡ bóng Tần số và biên độ: biên độ cao cường độ sủi bọt mạnh Nhiệt độ và độ nhớt của môi trường: Độ nhớt cao làm giảm mức độ sủi bong bóng 2 CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM 2.2 Cơ chế tác động của enzyme Enzyme tác động theo nguyên tắc “ổ khóa, chìa khóa.” Hình 2.3 Cơ chế tác động của enzyme. .. tính nhưng cũng có khả năng vô hoạt và cũng có thể không gây ảnh hưởng gì đến hoạt tính của enzyme 3 ỨNG DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM TRONG THỰC PHẨM 3.2.1 Siêu âm sử dụng trong quá trình khai thác và bảo quản Phá vỡ tế bào Siêu âm có thể làm giảm tính chọn lọc của màng tế bào Các hoạt động cơ học của siêu âm hỗ trợ sự khuếch tán của các dung môi vào mô Khi siêu âm phá vỡ các tế bào cơ học do sự... TRONG THỰC PHẨM 3.2.1 Siêu âm sử dụng trong quá trình khai thác và bảo quản Giải phóng hợp chất Phenolic và Anthocyanins • Siêu âm có thể dẫn tới sự gia tăng trong các hợp chất phenolic, ancaloit và sản lượng nước trái cây • Việc phá vỡ các thành tế bào bằng cách sử dụng enzym đã được cải thiện khi kết hợp với siêu âm Vô hoạt vi sinh vật và Enzyme Nhiệt tạo ra bởi hiện tượng xâm thực, có thể vô hoạt... táo đóng hộp và dấm Ứng dụng của enzyme trong quá trình thu hồi dịch quả của enzyme • Ứng dụng đầu tiên của enzyme trong công nghiệp sản xuất nước ép trái cây là sử dụng pectinase trong việc lọc nước trái cây • Kết hợp với thiết bị kĩ thu t và quy trình công nghệ mới, enzyme công nghiệp cho phép người sản xuất tăng thêm hiệu quả để sản xuất thực phẩm, thức ăn gia súc, và tái chế (xử lý) một khối lượng... CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM 2.2 Cơ chế tác động của enzyme: • • • • E :enzyme S:cơ chất ES:phức hợp Enzyme- cơ chất P:sản phẩm - Giai đoạn thứ nhất: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức hợp Enzyme- cơ chất (ES) không bền, phản ứng này xảy ra rất nhanh và cần năng lượng hoạt hoá thấp - Giai đoạn thứ hai: xảy ra sự biến đổi cơ chất dẫn đến sự kéo căng và phá vỡ các liên... DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM TRONG THỰC PHẨM Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm • Sản xuất nước quả chiếm tỷ trọng lớn trong ngành công nghiệp sản xuất nước giải khát trên thế giới và nước táo là loại nước quả phổ biến nhất • Do đó để sản xuất đạt hiệu quả nhất thiết phải áp dụng kỹ thu t trong từng công đoạn sản xuất Dinh dưỡng Một quả táo cỡ trung bình cho 6 oz hay ¾ cốc nước táo Một quả táo cỡ... • • • • • • • • • Ưu điểm: Tăng hiệu suất thu hồi nước quả Quá trình trích ly nhanh hơn Tăng lượng đường và acid trích ly Cải thiện màu sắc Quá trình làm trong và lọc dễ dàng hơn Tăng hiệu quả sản xuất Giảm độ nhớt Làm tăng và ổn định màu sắc Nhược điểm Thời gian xử lý kéo dài (1-2 giờ) ở nhiệt độ tương đối cao (xấp xỉ 50oC) • Làm tăng chi phí nhiên liệu và ảnh hưởng xấu đến các chất dinh dưỡng mẫn . thiệu về sóng siêu âm. 1.3.1 Bản chất của sóng siêu âm Sóng siêu âm là tên gọi của những sóng có tần số cao hơn 18 kHz Bản chất, sóng âm là sóng cơ học 1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ. VÀ ENZYME. Hình 1.1: Sóng siêu âm 1.3 Giới thiệu về sóng siêu âm. 1.3.2 Phân loại sóng siêu âm • Phân loại theo phương dao động: dựa vào cách truyền sóng chia ra làm hai loại: sóng dọc và sóng. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ SÓNG SIÊU ÂM VÀ ENZYME. 2. CƠ CHẾ TÁC DỤNG CỦA ENZYME VÀ SÓNG SIÊU ÂM. 2.1 Sóng siêu âm. 2.1.1 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm. Là quá trình kéo và nén liên tục làm cho