Báo cáo thí nghiệm công nghệ chế biến công nghệ chế biến nước quả trong

Việc tối ưu hóa các biến số của quá trình lên men khác nhau cho thay rang ở độ âm 70%, d -mannitol nguén cacbon, chiết xuất nam men nguồn nito va ZnSƠưNIC]: được xem như chất cảm ứng muố

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐHQG THÀNH PHÓ

HO CHi MINH KHOA KY THUAT HOA HOC

BO MON CONG NGHE THUC PHAM

Họ và tên sinh viên MSSV

Trần Lê Trọng Nghĩa 1914327

1P.HCM, ngày 26 tháng 10 năm 2022

4.12 Rot hop — bài khí - ghép mí

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I TONG QUAN

Tên bài báo tiếng Việt: “Quy trình sản xuất, đặc tính động lực học, cải thiện chất lượng của nước ép trái cây bằng Exo-polygalacturonase từ Penicillium anczewskii” Tên bài báo tiếng Anh: “Production, thermodynamic characterization, and fruit juice quality improvement characteristics of an Exo-poly galacturonase from Penicillium Janczewskii”

Tác giả: Faiza Amin, Arooj Mohsin, Haq Nawaz Bhatti, Muhammad Bilal

Ngày xuất bản: Ngày 31 tháng 1 năm 2020

Tóm tắt

“Exo-polygalacturonase (Exo-PG), một loai enzym pectinolytic ngoại bào có tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm, được sản xuất từ Penicillium janczewskii trong quá trình lên men ở trạng thái răn sử dụng cám lúa mì làm chất nền Việc tối ưu hóa các biến số của quá trình lên men khác nhau cho thay rang ở độ âm 70%, d -mannitol (nguén cacbon), chiết xuất nam men (nguồn nito) va

ZnSƠưNIC]: (được xem như chất cảm ứng muối kim loại) tạo ra sản lượng tối đa của

Exo-PG Sau khi kết tủa amoni sulfat (mức bão hòa là 70%), enzym được đặc trưng theo

các thông số động học khác nhau (ví dụ: nhiệt độ, pH, chất ức chế, hằng số Michaelis-

Menten) và các thông số nhiệt động học (Ea, AH*, AS# và AG*) Nhiệt độ và pH tối ưu tương ứng là 45°C và 6,0, Exo-PG thê hiện sự ôn định ở một phạm vị rộng hơn của các giá trị nhiệt độ và pH lon kim loại Mn”" cải thiện rõ rệt hoạt động của enzym, trong khi tiếp xúc với urê và axit etylendiamintetraacetic ức chế đáng kê hiệu suất xúc tác sinh học Các thông số động học tức la km va Vmax duoc tính tương ứng 1a 10mM va 41,67 UAmL Sw gia tăng đáng kê về độ trong, giảm độ nhớt đã đạt được đối với các loại nước

trái cây khác nhau (táo, xoài và dao) sau khi xử lý bằng Exo-PG Tổng hàm lượng chất

chống oxy hóa và tong hàm lượng phenolic cũng được cải thiện Tóm lại, hoạt tính xúc

tác, tính ôn định nhiệt và hiệu suất làm trong nước trái cây của Exo-PG cho thay mot

triên vọng lớn cho việc khai thác công nghiệp sinh hoc.”

Abstract

“Exo-polygalacturonase (Exo-PG), an extracellular pectinolytic enzyme with great potential in the food industry, was produced from Penicillium janczewskii under solid-state fermentation using wheat bran as a lignocellulosic substrate Optimization of various fermentation process variables revealed that a moisture level of 70%, Dmannitol (carbon source), yeast extract (nitrogen source) and ZnSO4/NiCl2 as metal salt inducers generated the maximum yield of Exo-PG After ammonium sulfate precipitation (70% saturation level), the enzyme was characterized in terms of various kinetic (i.e., temperature, pH, inhibitors, Michaelis-Menten constants) and thermodynamic

parameters (1.e., Ea, AH*, AS* and AG*) The temperature and pH optima were 45°C

and 6.0, respectively, and the Exo-PG presented stability at a wider range of temperature and pH values Metal ions Mn*? markedly improved the enzyme activity, while exposure

to urea and ethylenediaminetetraacetic acid drastically inhibited the biocatalytic performance The kinetic parameters i.e., km and Vmax were computed to be 10 mM and 41.67 U/mL, respectively A profound increase in clarity, yield, and reduction in viscosity was achieved for different fruit juices (apple, mango, and peach) after treatment with Exo-PG Total antioxidant and total phenolic contents were also ameliorated In conclusion, the catalytic activity, thermal steadiness, and fruit juices clarification performance of Exo-PG manifests a great prospect for bio-industrial exploitation.”

Il QUY TRINH CONG NGHE SAN XUAT QUA NGAM DUONG

Nước thai

Đâu, cuống, mắt dứa

Thời gian: 2 tiếng

Thời gian: | phút Nhiệt độ: 100 độ C

Ba loc

Thời gian: 20 phút Nhiệt độ: 100 độ C

Hình 2 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất quả ngâm đường trong phòng thí

nghiệm

2.1 Rửa

Mục đích công nghệ Chuẩn bị: Loại bỏ các tạp chất cơ học, hóa chất và vi sinh vật bám ngoài vỏ nguyên liệu

Mục đích công nghệ Khai thác: Quá trình này là để loại bỏ những phần không sử dụng được của quả như vỏ, cuồng, mắt quả nhằm lấy thịt quả sử dụng cho quá trình xử lý tiếp theo

Cách tiến hành Dùng dao cắt bỏ đầu, cuống, mắt quả và sau đó đem cân khối lượng, phi nhận lại kêt quả cân được

Cách tiến hành

Dùng đao cắt thành từng lát, sau đó cắt thành từng khoanh nhỏ Sau đó đem cân khối lượng thịt quả, ghi nhận lại kết quả cân được

Hình 2.3 Dưa sau cắt nhỏ 2.4 Xay

Mục đích công nghệ Chuẩn bị: Xay nghiên sẽ cắt nhỏ thịt, phá vỡ lớp vỏ tế bào, hỗ trợ và làm tăng hiệu suất cho quá trình xử lý enzyme và lọc ép tiếp theo

Biến đỗi

Vật lý: Nguyên liệu chuyên từ dạng rắn chuyên sang dạng paste

Hóa học: Dịch bảo tiết ra trên bề mặt tăng làm tăng các quá trình phản ứng oxy hóa trên bề mặt

Cách tiến hành

Khởi động máy xay sinh tố, bật chế độ xay số L, đậy nắp và bỏ từng miếng đứa nhỏ vào lỗng xay Cứ I phút sẽ ngừng xay l lần Khi thấy các miếng dứa được xé nhỏ, dần chuyền thành dạng paste thì bật chế độ xay lên mức 2, 3 cho đến khi cảm thấy dịch quả dứa đã mịn Sau đó đem cân khối lượng, ghi nhận lại kết quả cân được

Hình 2.4 2a san khi xay

2.5U

Mục đích công nghệ Chuan bi: U dich qua bang enzyme pectinase làm tăng hiệu suất cho quá trình

Hình 2.5 U enzyme (khoi lượng cân được chưa trừ bì) 2.6 Lọc thô

Mục đích công nghệ Khai thác: Quá trình lọc thô kết hợp với ép sẽ phân riêng nguyên liệu thành hai phần riêng biệt là dịch lọc thô và bã không sử dụng được

Biến đỗi

Vật lý: Khối lượng nguyên liệu giảm vì đã bỏ phần bã sau khi lọc

Sinh học: Vi sinh vật có thể bị nhiễm trong giai đoạn này nếu túi lọc không được rửa kỹ, làm ráo

Bảo quản: Gia nhiệt lên đến 100°C nhằm ức chế enzyme và một số vi sinh vật

Biến đỗi

Sinh học: Enzyme bị vô hoạt, phản ứng thủy phân pectin ngừng lại

Hóa học: Tăng khả năng hòa tan của bột trợ lọc vào dịch quả và làm kết tủa một

số hợp chất như protein, phenolics

Vật lý: Độ nhớt của nguyên liệu tăng nhưng không đáng kế

Cách tiến hành

Gia nhiệt ở 100°C trong 1 phút, khuấy đảo liên tục

Hình 2.7 Œ¡a nhiệt 2.8 Lọc tỉnh

Mục đích công nghệ Hoàn thiện: Quá trình lọc tính nhằm làm cho nước quả đạt được độ trong như tiêu chí sản phẩm đã đề ra

2.9 Rót chai

Mục đích công nghệ Hoàn thiện: Nước quả được cho vào trong bao bì là chai thủy tính để hoàn thiện tạo sản phẩm cuối cùng

Biến đỗi

Dịch rót được cho vào với một tỷ lệ nhất định

Thay đổi vật lý, hóa học, hóa lý, sinh học, hóa sinh là không đáng kể

Bảo quản: Bài khí sẽ hạn chế các phản ứng oxy hóa và sự phát triển của nhóm vi sinh vật hiếu khí trong quá trình bảo quản sản phẩm Đóng nắp chai nhằm cách ly hoàn toàn sản phẩm với môi trường bên ngoài, tránh hiện tượng tái nhiễm vi sinh vật

đã chườm nước chai xung quanh chai nhằm làm giảm nhiệt độ của chai, cuối cùng là thực hiện đóng nắp chai băng dụng cụ đóng chuyên dụng

2.11 Thanh trùng

Mục đích công nghệ Bảo quản: Võ hoạt enzyme, tiêu diệt vi sinh vật nhằm làm tăng thời gian bảo quản sản phẩm

II KÉT QUÁ TÍNH TOÁN

Bảng 3.1 Đảng kết quả thô

3.1 Tính toán cân bằng vật chất

3.1.1 Quá trình cắt đầu cuống, gọt vỏ bỏ mắt

Tỷ lệ khối lượng được loại bỏ

Rửa - Khối lượng quả đứa thay đổi không đáng kế vì phần đất,

cát, bụi bân được loại thì nước sẽ bám lên vỏ quả

Cơ học -46,13 -45,09% phan dau cuỗng, vỏ, mặt được loại bỏ

-1,04% phan dich qua chay tra trong quá trình cat

Cat nhé -0,21 -0,21% phân dịch quả chảy tra trong quá trình cắt

Xay -4,98 | -4,98% puree dinh lén thiết bị xay

U enzyme -2,13% | +0,03% khôi lượng enzyme được bô sung vảo puree

-2,16% nước bốc hơi đo quá trình ủ vì không đậy kín được cốc thủy tính trong quá trình ủ

Lọc thô -10,46 | -10,46% puree sau ủ dính lên thiết bị, phân bã được loại bỏ

sau khi lọc

Lọc tĩnh -7,81% |+1% bột trợ lọc được thêm vào

-8,81% nước bốc hơi trong quá trình gia nhiệt và phần bã, bột trợ lọc được loại bỏ

3.2 Bàn luận

Nhận xét kết quả Quá trình lọc thô : Hiệu suất quá trình lọc có bỗổ sung enzyme pectinase dat 89,64% (Theo B.N Tochi va W Zhang khi str dung enzyme pectinase hiéu suất thu hồi tăng 20%) Dịch đứa chứa trong các tế bào, các chất cầu tạo thành tế bao gém: pectin, cellulose, protein Để dịch đứa dễ thoát ra khỏi tế bào tiến hành xay nghiên, tế bào được phá vỡ dưới tác dụng cơ học Trong quy trình sản xuất thường sử dụng enzyme pectinase với điều kiện môi trường tôi uu dé enzyme hoạt động tối đa tăng tỷ lệ thủy phân, góp phần làm tăng hiệu suất thu hồi dịch ép

13

Quá trình loc tinh: Khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao giúp vô hoạt enzyme pectinase va đồng thời gây đông tụ một số chất keo, giúp hoàn thiện sản phẩm Ngoài ra, bột trợ lọc

có nhiều lỗ xốp nên đã hấp thụ các hạt có kích thước nhỏ, đồng thời, bột trợ lọc còn đóng vai trò là một lớp lọc ngăn không cho cặn mịn chui qua làm tắc nghẽn lỗ lọc làm cho nước đứa có màu vàng đẹp và trong hơn

So sánh kết quả giữa các nhóm

Bảng 3.3 Kết quả của các nhóm

không có mùi vị lạ | không có mùi vị lạ | không có mùi vị lạ

Vị Ngọt thanh, chua | lt ngọt, chua nhiều Ngọt thanh, chua

Với điêm số tăng dân mức độ từ l F15

Dựa vào bảng so sánh có thê thấy được các chỉ tiêu về màu sắc, độ trong, cặn lắng và hư hỏng của các nhóm là gần giống nhau Đối với chỉ tiêu về màu sắc của các nhóm có sự khác biệt nhỏ là đo trong quá trình chiết rót nhóm 2 có pha thêm nước, nhóm

1 cũng có pha nhưng lượng ít hơn và nhóm 3 giữ nguyên khối lượng địch ban đầu không pha thêm nước, do đó, màu sắc của nhóm 2 gần giỗng với màu dứa tươi nhất Nhóm 3

14

nước dứa trong hơn so với hai nhóm còn lại nguyên nhân là trong quá trỉnh lọc nhóm 3 lọc 2 lần đồng thời lần 2 nhóm có đặt thêm I tờ giấy lọc lên phía trên lớp bột trợ lọc từ lần lọc đầu tiên làm cho nước đứa trong hơn 2 nhóm còn lại (không đặt thêm giấy lọc

phía trên khi lọc lần 2)

Mùi vị của nhóm 3 khác nhóm L và 2 có thê trong quá trình gia nhiệt thời gian dài hơn tạo nên mùi đứa nấu, không còn giữ được mùi dứa tự nhiên, do đó, điểm đánh giá cảm quan cũng thấp hơn so với 2 nhóm còn lại

Vị chua, ngọt của các nhóm khác nhau vì sau quá trình lọc tỉnh thì mỗi nhóm tự nêm nêm lại, do đó, vị chua, ngọt, độ brix của các nhóm sẽ khác nhau

15

IV QUY TRINH SAN XUAT QUA NGAM DUONG TRONG CONG NGHIEP

16

Biến đỗi

Vật lý: Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước

Sinh học: Nguyên liệu trở nên đồng đều về độ chín

Thực hiện

Lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ công Nguyên liệu được dàn mỏng trên các băng chuyển cao su, công nhân đứng hai bên băng chuyền tiến hành lựa chọn, phân loại nguyên liệu

Băng tải phân loại

Hình 4.2 Đăng tải lựa chọn phán loại 4.2 Rửa

Thực hiện

Táo từ băng chuyền phân loại được đưa vào thiết bị rửa xối Thiết bị kết hợp cả quá trình ngâm và rửa xối đưới vòi nước phun áp suất cao Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bân mềm và bong ra Rửa xối dùng tác dụng của dòng nước

đề kéo chất bân còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm Nước rửa phải là nước sạch

Đề nước rửa ít bị nhiễm bắn và giảm nguy cơ tái nhiễm người ta dùng nước chảy liên tục trên các bề

Yêu cầu

Táo không bị đập, không bị dính quá nhiều cát, bụi, lượng nước phải vừa đủ tranh làm dập táo

Thông số công nghệ

Áp suất nước phun 2 — 3at

Thời gian rửa 2 — 3 phút

Thiết bị

Máy rửa thôi khí

Hình 4.3 Thiét bj rita thoi khí

4.3 Chần

Mục đích công nghệ

Chuẩn bị: Hỗ trợ cho quá trình nghiền dễ dàng hơn vì nó sẽ làm mềm nguyên liệu Một số protopectin thủy phân thành pectin hòa tan làm cho quá trình nghiền dễ dàng hơn

18

Bảo quản: Tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt vỏ táo, vô hoạt các enzyme trong nguyên liệu và ngăn các quá trình sinh hóa dưới tác dụng của nhiệt Đặc biệt là các enzyme polyphenoloxydase và peroxydase ảnh hưởng chất lượng sản phẩm Hoàn thiện: Hạn chế sự xuất hiện màu mùi không thích hợp cho sản phẩm

Biến đỗi

Vật lý: Nước từ dung dich chan sé đi vào nguyên liệu Do đó, sau quá trình chân khối lượng và độ âm nguyên liệu sẽ tăng lên, hình dạng nguyên liệu thay đổi Có thể xuất hiện vét nứt trên bề mặt nguyên liệu, làm thay đổi cấu trúc của táo Bên cạnh đó còn có sự khuếch tán và hòa tan một số cấu tử từ nguyên liệu vào dung dịch chan lam ton thất thành phần dinh đưỡng trong nguyên liệu

Hóa học: Nhiệt độ cao có thê làm thúc đây một số phản ứng hóa học, làm tôn thất các vitamin nhất là vitamin C

Hóa sinh: Các loại enzyme oxy hóa như polyphenoloxydase bị vô hoạt, ức chế một số enzyme khác hạn chế một số quá trình sinh hóa của táo

Hóa lý: Nước chuyên từ trạng thái lòng sang hơi, một số chất mùi bị bay hơi, chất mau va hop chất mẫn cảm với nhiệt bi phân hủy, tinh bột bị hồ hóa, các phân tử protein hòa tan sẽ đông tụ, đuôi bớt khí ra khỏi gian bào thuận lợi cho quá trình ép

Sinh học: Một số vi sinh vật có thể bị tiêu diệt hoặc ức chế do nhiệt độ cao làm bién tinh DNA và một số enzyme trong tế bảo

Thực hiện

Táo được ngâm trong nước chân, trong thiết bị có hai băng tải Một băng tải ngập trong nước dùng để đưa nguyên liệu ra khỏi bê đến vùng làm nguội đề tránh hiện tượng táo bị mềm nhữn, một băng tải còn lại nằm phía trên mực nước và có tay gạt Trong quá trình chẩn, táo sẽ ngập trong nước nóng và được tay gạt của băng tải trên di chuyên từ trái sang phải và đi ra ngoài nhờ băng tải lưới

Thông số công nghệ

Nhiệt độ chan: 100°C

Thời gian chân: 3 phút

Lượng địch chân phải lớn hơn hai lần so với nguyên liệu

Thiết bị

Băng tải chân và làm nguội

19