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

Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp hà nội NG TH THANH HIấN NGHIấN CU NG DNG CH PHM ENZYME PECTINASE ULTRA SP-L TRONG SN XUT NC QU HN HP GIU Caroten T NGUYấN LIU GC, CAM, XOI luận văn thạc sĩ nông nghiệp Hà Nội 2012 Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp hà nội NG TH THANH HIấN NGHIấN CU NG DNG CH PHM ENZYME PECTINASE ULTRA SP-L TRONG SN XUT NC QU HN HP GIU Caroten T NGUYấN LIU GC, CAM, XOI luận văn thạc sĩ nông nghiệp Chuyên ngành : Cụng ngh sau thu hoch Mã số : 60.54.10 Ngời hớng dẫn khoa học : PGS.TS. ngô xuân mạnh Hà Nội 2012 Trng i hc Nụng Nghip H Ni Lun vn thc s khoa hc nụng nghip . i Lời cam đoan Lời cam đoanLời 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 đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đề tài này đã đợc ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2011. Tác giả Đặng Thị Thanh Hiên Trng i hc Nụng Nghip H Ni Lun vn thc s khoa hc nụng nghip . ii Lời cảm ơn Lời cảm ơnLời cảm ơn Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Ngô Xuân Mạnh - Trởng bộ môn Hóa Sinh Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm; Thạc sỹ Trần Thị Lan Hơng - Trởng bộ môn Thực Phẩm Dinh Dỡng khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trờng Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, những ngời đã định hớng 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, ngời đã hỗ trợ, hớng dẫn tôi xử lý số liệu trên phần mềm nemrodw. Tôi xin chân thành cảm ơn các thày cô bộ môn Thực Phẩm Dinh Dỡng và các đồng nghiệp ở trong phòng Kỹ thuật Công ty Cổ Phần Acecook Việt Nam chi nhánh Hng 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, ngời thân, bạn bè và những ngời 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 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. iii MỤC LỤC PHẦN MỘT: MỞ ðẦU 1 1.1. ðẶT VẤN ðỀ 1 1.2. MỤC ðÍCH – YÊU CẦU 3 1.2.1. Mục ñích 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 ñục 5 2.2.3. Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất – tiêu thụ quả cam 14 2.3. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG ENZYME PECTINASE.16 2.3.1 ðặc ñiểm 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 ñến tác dụng của enzyme pectinase 19 2.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ HỖN HỢP CAM, XOÀI, GẤC 23 PHẦN BA: ðỐI TƯỢNG - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1. ðỐI TƯỢNG - ðỊA ðIỂM – THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 24 3.1.1. ðối tượng 24 3.1.2. ðịa ñiểm 24 3.1.3. Thời gian nghiên cứu: Từ 11/2010 ñến 06/2011 24 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 24 3.2.1. ðánh giá chất lượng nguyên liệu 24 3.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L nhằm tăng hiệu suất trích ly quả gấc, xoài 25 3.2.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ñể ñưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β - caroten 25 3.2.4. ðánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng 25 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. iv 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 trí thí nghiệm 26 3.3.5. Phương pháp xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật 30 3.3.6. Phương pháp ñánh 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. ðÁNH 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 –L nhằm tăng hiệu suất thu hồi của gấc, xoài 37 4.2.1. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP – L ñối với quả gấc 38 4.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP – L ñối với quả xoài 43 4.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ñể ñưa 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 ñến chất lượng nước quả 50 4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn cam ñến chất lượng sản phẩm 51 4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn xoài ñến chất lượng sản phẩm 52 4.4. ðánh giá chất lượng sản phẩm 54 4.4.1. Chất lượng vệ sinh sản phẩm 54 4.4.2. ðánh 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 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. v 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 45 o C 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 45 o C 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 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. 1 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]. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. 2 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. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………………………. 3 Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi ñã chọn và thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L trong sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β ββ β- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoài”. 1.2. MỤC ðÍCH – YÊU CẦU 1.2.1. Mục ñích Sử dụng chế phẩm enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi và chọn lựa ñược công thức phối trộn nước quả hỗn hợp tối ưu ñể có nước quả hỗn hợp giàu β – caroten. 1.2.2. Yêu cầu - Xác ñịnh các chỉ tiêu vật lý, hóa học của nguyên liệu. - Xác ñịnh các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu suất thu hồi khi sử dụng chế phẩm enzyme (nồng ñộ, thời gian, nhiệt ñộ). - Xác ñịnh ñược công thức phối trộn (cam: xoài: gấc) tối ưu từ ñó ñưa ra quy trình công nghệ sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β – caroten. - ðánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng. - Hạch toán kinh tế (tính ñịnh mức giá thành nguyên liệu sử dụng cho 1 lít nước quả). [...]... c c a m t nguyên t nào ñó trong nguyên li u mà không gây nh hư ng gì t i c u trúc khác cũng có m t trong nguyên li u ñó Hơn n a, các cơ ch t ch y u có trong thành ph n c a qu không d ng hòa tan ñư c l i là cơ ch t mà các enzyme này r t d tác d ng ñ chuy n hóa thành nguyên li u hòa tan Pectinase là nhóm enzyme xúc tác s phân c t các h p ch t pectin thành các h p ph n khác nhau, các enzyme pectinase. .. n xu t nư c qu ph i k ñ n là: Pectinase ULTra SP –L, Pectinase ULTra 3XL [10] ∗ Enzyme Pectinase ULTra SP- L Là ch ph m enzyme pectinase ho t tính cao ñư c dùng ñ x lý qu nghi n Enzyme này ñư c s n xu t t m t ch ng ch n l c c a nhóm A.niger Enzyme này ch a ch y u pectinase và m t lo i ho t tính c a hemixenlulase Nó có kh năng phân h y màng t báo th c v t Pectinase ULTra SP-L d ng dung d ch s m màu,... i enzyme pectinase ∗ nh hư ng c a pH môi trư ng Các enzyme pectinase t các ngu n khác nhau có ñ pH t i ưu khác nhau Như các enzyme khác, ho t tính c a enzyme pectinase cũng ph thu c vào pH Enzyme này có kho ng ho t ñ ng khá r ng và ho t tính c a nó tùy thu c vào ngu n g c, ch ng lo i enzyme H u h t d ch qu ñ u có tính axit Ho t tính c a enzyme tăng t l v i chi u tăng c a pH Giá tr pH t i ưu c a enzyme. .. năng cao áp (HPLC) Nguyên t c: Dùng các dung môi ether petrol và n–hexan ñ tách chi t ∗ β -caroten t m u, sau ñó ñưa m t lư ng nh m u vào h th ng HPLC ñ ñ nh tính và ñ nh lư ng β -caroten trong m u d a vào s c ký ñ c a h n h p d ch chi t và so sánh v i s c ký ñ c a dung d ch β -caroten chu n Ti n hành ∗ - Chu n b dung d ch β -caroten chu n 1ppm: pha 0,1g β -caroten chu n (tinh khi t) trong 100ml pha ñ ng... a thành ph n ch t khoáng trong qu Các ion K+, Na+, Ca++, Mg++ có nh hư ng t i hi u qu tác d ng c a các enzyme pectinase Ngư i ta th y r ng mu i Ca++, Mg++ làm tăng ho t ñ c a các enzyme do chúng có th tham gia vào trung tâm ho t ñ ng c a enzyme ðã có nghiên c u xác ñ nh r ng các ion Ca++, Mg++ gây tác d ng kích thích các enzyme pectolitic khi b sung mu i CaSO4 và MgSO4; còn các ion K+, Na+ gây tác d... ng ch ph m enzyme pectinase c n ñưa vào nguyên li u qu và nư c qu Khi s d ng các ch ph m enzyme nh m các m c ñích tăng hi u su t và làm trong nư c qu , hi u qu tác d ng c a ch ph m enzyme có th hi n th chính xác hơn b ng các phương pháp d a trên s xác ñ nh m c gi m ñ nh t c a các dung d ch pectin Khi l a ch n n ng ñ ch ph m enzyme nên ch n phương pháp t i thi u n ng ñ mà v n ñ m b o ñư c các bi n ñ... NG ENZYME PECTINASE 2.3.1 ð c ñi m c a enzyme pectinase trong s n xu t nư c qu Enzyme là ch t xúc tác sinh h c, nó phù h p v i s thay ñ i trong su t quá trình phát tri n, thu ho ch, tàng tr , ch hi n c a hoa qu Ngoài enzyme có s n trong qu thì enzyme ñư c thêm vào cũng có tác d ng t o ra nh ng s thay ñ i ch y u và phù h p v i nh ng yêu c u mong mu n c a nhà s n xu t Enzyme b nh hư ng r t l n b i các. .. TƯ NG - N I DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 3.1 ð I TƯ NG - ð A ðI M – TH I GIAN NGHIÊN C U 3.1.1 ð i tư ng 3.1.1.1 Các lo i nguyên li u giàu β – caroten - Xoài : Cát chu - G c: gi ng g c n p có màu ñ , mi n b c g c ñư c thu ho ch t tháng 9 ñ n tháng 2 năm sau - Cam: s d ng gi ng cam sành Tuyên Quang thu ho ch vào d p t t âm l ch 3.1.1.2 Ch ph m enzyme: Pectinase Ultra SP-L (Novozymes - ðan M ch) 3.1.1.3... t mà v n có th gi nguyên t t c các h th ng ép thông thư ng t c là không làm thay ñ i thi t b c a h th ng ép thông thư ng Trư ng ð i h c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p ……………………… 17 ∗ Pectinase ULTra 3XL Pectinase ULTra 3XL là m t enzyme có ho t tính pectinase cao Pectinase ULTra 3XL là dung d ch màu s m v i hương v thơm nh , ñ c trưng c a s n ph m lên men Enzyme này th y phân... qu cho phép N u enzyme ñư c b sung n ng ñ nh thì lư ng enzyme s không ñ ñ phá v h t các mô t bào khi n cho các ch t dinh dư ng cũng như các s c t , các ch t thơm trong qu không thoát ra ñư c nhi u d n ñ n hi u su t trích ly th p Ngoài ra, do n ng ñ enzyme nh nên ph i kéo dài th i gian ch bi n khi n cho s n ph m d b nhi m t p vi sinh v t và d h ng trong quá trình b o qu n N u n ng ñ enzyme l n thì có . chọn và thực hiện ñề tài: Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L trong sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β ββ β- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoài . 1.2. MỤC ðÍCH – YÊU. với quả gấc 38 4.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP – L ñối với quả xoài 43 4.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ñể ñưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn. 3.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L nhằm tăng hiệu suất trích ly quả gấc, xoài 25 3.2.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ñể ñưa ra quy trình sản xuất nước