Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzym thủy phân trong sản xuất nước ép Carro

Ngày nay, các loại thức uống như nước giải khát pha chế, nước rau quả, nước khoáng... ở nước ta khá phong phú và đa dạng. Người tiêu dùng ngày càng quan tâm nhiều hơn đến các loại thức uống có nguồn gốc thiên nhiên, đặc biệt là nước rau quả. Hiện có nhiều sản phẩm nước ép trái cây trên thị trường như nước táo, đào, xoài, cam, ổi, nho, khóm, bưởi...; nước rau như nước cà chua hay nước uống từ các loại thảo mộc... Nước rau quả có thể ở dạng trong hoặc dạng đục. Chúng tôi nhận thấy tại Việt Nam đã có sản phẩm nước carrot pha với nước khớm và táo, nước carrot pha với nước táo hoặc nước carrot pha với nước cam và táo nhưng chưa có sản phẩm nước carrot nguyên chất. Các hộ gia đình có thể ép carrot lấy nước dùng ngay, tuy nhiên sản phẩm nước carrot đóng hộp tiện lợi vẫn chưa có trên thị trường nước ta. Carrot ở nước ta hiện nay có thể trồng gối vụ quanh năm. Các giống carrot được trồng từ Đà Lạt, Hà Nội rồi thu hoạch và chở vào Thành Phố Hồ Chí Minh hay carrot nhập từ Trung Quốc đều cho củ tốt, màu đẹp, thành phần hóa học tương đương nhau. Loại cây nầy mang lại lợi ích kinh tế khá cao cho các hộ nông dân. Carrot cũng được xem là loại rau củ quý vì có hàm lượng caroten cao cùng với các vitamin và khoáng chất cần thiết cho sức khỏe như K, Ca, Fe, P, Cu. Nước carrot được khuyến cáo là 1 trong 8 loại nước ép rau quả tốt cho sức khỏe do nước carrot giúp tăng cường thị lực ban đêm, giảm nguy cơ bệnh đục thủy tinh thể; những chất chống oxy hóa thuộc nhóm carotenoid giúp giảm nguy cơ bị ung thư phổi, dạ dày và bàng quang, giúp tăng cường khả năng loại bỏ gốc tự do ra khỏi cơ thể. Do thị trường trong nước hiện chưa có sản phẩm nước carrot cùng với những lợi ích của sản phẩm nầy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzym thủy phân trong sản xuất nước carrot” Nội dung gồm có: Tổng quan tài liệu về carrot và các loại enzym thủy phân (Pectinase, Hemicellulase và Cellulase) được sử dụng trong quá trình xử lí nguyên liệu để làm tăng hiệu suất thu nhận dịch ép. Nghiên cứu thực nghiệm: Chọn chế phẩm enzym sử dụng phù hợp để quá trình thu nhận dịch quả đạt hiệu suất cao nhất: + Tiến hành khảo sát chọn pH, nhiệt độ, hàm lượng và thời gian xử lý của từng loại chế phẩm enzym. + Kết hợp sử dụng 2 hoặc 3 chế phẩm enzym. Trên cơ sở đó chọn phương thức sử dụng enzym cho hiệu suất thu nhận chất chiết cao nhất. Khảo sát và chọn công thức phối chế phù hợp với giá trị cảm quan về mùi vị, màu sắc cho sản phẩm nước carrot.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ***** NGUYỄN KIM NGÂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÁC CHẾ PHẨM ENZYM THỦY PHÂN TRONG SẢN XUẤT NƯỚC ÉP CARROT Chuyên ngành: Hoá sinh Mã số: 1.07.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2009 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, trước hết em xin chân thành cám ơn Thầy PGS_TS Lê Văn Việt Mẫn, chủ nhiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm Trường ĐH Bách Khoa TP HCM đã tận tình hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Trong quá trình học tập, em xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến toàn thể Thầy Cô Khoa Sinh chuyên ngành Sinh hóa Trường ĐH Khoa học Tự nhiên TP HCM: Cô PGS_TS Phạm Thò Ánh Hồng, Cô PGS_TS Đồng Thò Thanh Thu, Cô Lâm Thò Kim Châu, Cô Nguyễn Thò Huyên, Thầy Văn Đức Chín. Những Thầy Cô đã giảng dạy kiến thức nền tảng cho em trong giai đoạn Đại học và cả giai đoạn Sau Đại học. Trong quá trình công tác, em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Minh Thiện một đồng nghiệp đã quan tâm động viên em trong thời gian qua. Em cũng xin cám ơn các anh chò nhóm Sinh Trường Hồng Bàng đã hỏi thăm và giúp đỡ. Trong tâm tình gia đình con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ. Người đã nuôi dưỡng và yêu thương con. Cám ơn các bạn khóa 14_ Chò Uyên, Ngọc, Nhung, Dung, Tuấn đã cùng Ngân học nhóm và tìm tài liệu Các bạn khóa 15, 16 cùng các em phòng Sinh hóa đã giúp Ngân lạc quan khi thí nghiệm. Một lần nữa xin cám ơn tất cả mọi người, xin nhận ở nơi em lòng biết ơn chân thành và lời chúc tốt đẹp. MỤC LỤC Nội dung Trang - Lời cảm ơn - Danh mục chữ viết tắt - Danh mục các bảng - Danh mục các hình - Danh mục các sơ đồ - PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 - PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Giới thiệu về carrot: 3 2.1.1 Phân loại 3 2.1.2 Mô tả cây 3 2.1.3 Phân bố và tình hình xuất nhập khẩu carrot 5 2.1.4 Đặc tính sinh học carrot 7 2.1.5 Bảo quản carrot: 8 2.1.5.1 Bảo quản trong kho ở nhiệt độ thường 8 2.1.5.2 Bảo quản trong kho lạnh 8 2.1.5.3 Bảo quản bằng hóa chất 9 2.1.6 Thành phần hóa học và giá trò dinh dưỡng của carrot 9 2.1.7 Công dụng của carrot và nước carrot 11 2.1.8 Chế biến carrot sau thu hoạch 13 2.1.8.1 Quy trình sản xuất nước carrot 13 2.1.8.2 Thuyết minh quy trình sản xuất nước carrot 15 2.2 Enzym pectinase 18 2.2.1 Đònh nghóa 18 2.2.2 Cơ chất 19 2.2.3 Phân loại 20 2.3 Enzym cellulase 23 2.3.1 Đònh nghóa 23 2.3.2 Cơ chất 23 2.3.3 Phân loại 24 2.4 Enzym hemicellulase 25 2.4.1 Đònh nghóa 25 2.4.2 Cơ chất 25 2.4.3 Phân loại 26 2.5 Một số nghiên cứu mới về công nghệ sản xuất nước carrot và ứng dụng enzym thủy phân trong công nghệ nầy 27 2.5.1 Công nghệ sản xuất nước carrot 27 2.5.1.1 Nghiên cứu sử dụng phương pháp trường điện từ cao áp (High voltage electrostatic field_HVEF) trong sản xuất nước carrot để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm 27 2.5.1.2 Sử dụng xung điện trong quy trình thu nhận nước carrot để làm tăng hiệu suất thu hồi chất chiết 28 2.5.1.3 Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt đến quá trình chuyển hóa dạng cis-trans của β−caroten trong sản phẩm nước carrot 28 2.5.1.4 Nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng amino acid trong nước carrot cô đặc trong quá trình bảo quản 30 2.5.1.5 Nghiên cứu sử dụng các phụ gia để làm giảm độ đục, độ nhớt và các chất cặn trong nước carrot 30 2.5.2 Nghiên cứu ứng dụng enzym trong quá trình sản xuất nước carrot 31 2.5.2.1 Nghiên cứu sử dụng pectinase cố đònh để xử lí puree carrot 32 2.5.2.2 Sử dụng chế phẩm cellulase và pectinase để làm tăng hiệu suất trích li carotenoid từ carrot 32 - PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP: 34 3.1 Vật liệu 34 3.1.1 Carrot 34 3.1.2 Chế phẩm enzym 34 3.1.2.1 Pectinase: Pectinex Ultra SP_L 34 3.1.2.2 Hemicellulase: Vizcozym L 34 3.1.2.3 Cellulase: Cellulast 1.5L 35 3.2 Phương pháp phân tích 35 3.2.1 Phương pháp xác đònh độ ẩm (phương pháp sấy khô) 35 3.2.2 Phương pháp xác đònh đường tổng 35 3.2.3 Đònh lượng đường khử theo phương pháp Miller 37 3.2.4 Phương pháp xác đònh pectin 38 3.2.5 Phương pháp xác đònh cellulose 39 3.2.6 Phương pháp xác đònh lipid 40 3.2.7 Xác đònh protein theo phương pháp Bradford 41 3.2.8 Phương pháp xác đònh độ tro 42 3.2.9 Xác đònh vitamin C: bằng phương pháp chuẩn độ iod 43 3.2.10 Phương pháp xác đònh độ chua 44 3.2.11 Phương pháp xác đònh pH 45 3.2.12 Xác đònh nồng độ chất khô bằng phương pháp khúc xạ kế 45 3.2.13 Phương pháp đánh giá cảm quan 45 3.3 Sơ đồ nghiên cứu 46 3.3.1 Nội dung nghiên cứu 47 3.3.2 Phân bố thí nghiệm 48 3.3.2.1 Sử dụng 1 chế phẩm enzym 48 + Thí nghiệm 1: Sử dụng chế phẩm pectinase 48 + Thí nghiệm 2: Sử dụng chế phẩm hemicellulase 50 + Thí nghiệm 3: Sử dụng chế phẩm cellulase 51 3.3.2.2 Sử dụng kết hợp 2 chế phẩm enzym 52 +Thí nghiệm 4: Sử dụng kết hợp chế phẩm pectinase và hemicellulase 52 +Thí nghiệm 5: Sử dụng kết hợp chế phẩm pectinase và cellulase 53 +Thí nghiệm 6: Sử dụng kết hợp chế phẩm hemicellulase và cellulase 54 3.3.2.3 Thí nghiệm 7: Sử dụng kết hợp 3 chế phẩm pectinase, hemicellulase và cellulase 56 3.3.2.4 Thí nghiệm 8: Xác đònh công thức phối chế 57 - PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN: 59 4.1 Nguyên liệu 59 4.2 Nghiên cứu quá trình xử lí carrot đã xay với từng loại chế phẩm enzym 60 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm pectinase đến quá trình thu nhận nước carrot 60 4.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng pH xúc tác của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu nhận nước carrot 60 4.2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ xúc tác của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu nhận chất chiết 63 4.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu nhận nước carrot 65 4.2.1.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chế phẩm Pectinex Ultra SP_L sử dụng đến quá trình thu nhận nước carrot 67 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm hemicellulase đến quá trình thu nhận nước carrot 70 4.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng pH xúc tác của enzym Viscozym L đến quá trình thu nhận nước carrot 70 4.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ xúc tác của enzym Viscozym L đến quá trình thu nhận nước carrot 73 4.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xúc tác của enzym Viscozym L đến quá trình thu nhận nước carrot 75 4.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chế phẩm enzym Viscozym L xúc tác đến quá trình thu nhận nước carrot 78 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm cellulase đến quá trình thu hồi nước carrot 81 4.2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH xúc tác của enzym Cellulast 1.5 L đến quá trình thu hồi nước carrot 81 4.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ xúc tác của enzym Cellulast 1.5 L đến quá trình thu hồi nước carrot 83 4.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xúc tác của enzym Cellulast 1.5 L đến quá trình thu hồi nước carrot 85 4.2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chế phẩm Cellulast 1.5 L đến quá trình thu hồi nước carrot 88 4.2.4 Tóm tắt kết quả khảo sát xử lí nguyên liệu carrot khi sử dụng chế phẩm enzym dạng đơn 90 4.3 Nghiên cứu quá trình xử lí nước ép carrot khi sử dụng tổ hợp 2 chế phẩm enzym 91 4.3.1 Sử dụng kết hợp 2 chế phẩm enzym: pectinase và hemicellulase 91 4.3.1.1 Chọn hàm lượng 2 chế phẩm khi sử dụng kết hợp 91 4.3.1.2 Chọn thời gian thủy phân 93 4.3.2 Sử dụng kết hợp 2 chế phẩm enzym: pectinase và cellulase 94 4.3.2.1 Chọn hàm lượng 2 chế phẩm khi sử dụng kết hợp 94 4.3.2.2 Chọn thời gian thủy phân 96 4.3.3 Sử dụng kết hợp 2 chế phẩm hemicellulase và cellulase 97 4.3.3.1 Chọn hàm lượng 2 chế phẩm khi sử dụng kết hợp 97 4.3.3.2 Chọn thời gian thủy phân 98 4.3.4 Kết luận chung 99 4.4 Nghiên cứu quá trình xử lí carrot khi sử dụng tổ hợp 3 chế phẩm enzym 100 4.4.1 Chọn hàm lượng 3 chế phẩm enzym thủy phân khi sử dụng kết hợp 100 4.4.2 Chọn thời gian thủy phân khi sử dụng kết hợp 3 chế phẩm enzym. 101 4.5 Xác đònh công thức phối chế tạo sản phẩm nước carrot 103 4.5.1. Xác đònh hàm lượng đường saccharose cần bổ sung cho sản phẩm nước carrot 103 4.5.2 Xác đònh hàm lượng acid citric cần bổ sung vào sản phẩm nước carrot 104 - PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ: 106 5.1 Kết luận chung 106 5.2 Đề nghò 108 - PHẦN 6: TÀI LIỆU THAM KHẢO: 109 - PHẦN 7: PHỤ LỤC 117 DANH MỤC VIẾT TẮT CJC: Carrot juice concentrate CMC: sodium carboxymethylcellulose FNU: formazin nephelometric unit E-group: Electrostatic group GA: guar GE: gellan HSTHCC: Hiệu suất thu hồi chất chiết HVEF: High-voltage electrostatic field LAA: Leading amino acid NTU: Nephelometric turbidity units P: Pressing PEF: Pulsed electric field PS: pulp sediment P-W-P: Pressing-washing-pressing R-group: Refrigerator group TAA: Total amino acid W: Washing W-P: Washing-pressing WS: white sediment XA: xanthan DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1: Sản lượng carrot của một số nước trên thế giới năm 2006 6 Bảng 2.2: Thành phần hóa học carrot 10 Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của nước carrot 18 Bảng 2.4: Kết hợp nồng độ chế phẩm pectinase và cellulase 33 Bảng 3.1: Dựng đồ thò chuẩn glucose 37 Bảng 3.2: Dựng đường chuẩn đònh lượng protein 42 Bảng 3.3: Tóm tắt thí nghiệm sử dụng chế phẩm hemicellulase trong quá trình sản xuất nước carrot 50 Bảng 3.4: Tóm tắt thí nghiệm sử dụng chế phẩm cellulase trong quá trình sản xuất nước carrot 51 Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm pectinase và hemicellulase 52 Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm pectinase và cellulase 54 Bảng 3.7: Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm hemicellulase và cellulase 55 Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm pectinase, hemicellulase và cellulase 56 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của hai loại carrot xuất xứ từ Đà Lạt và Trung Quốc 59 Bảng 4.2: Ảnh hưởng pH xúc tác của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu hồi chất chiết 61 Bảng 4.3: Ảnh hưởng nhiệt độ xúc tác của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu hồi chất chiết 63 Bảng 4.4: Ảnh hưởng thời gian xúc tác của enzym Pectinex Ultra SP_L đến quá trình thu hồi chất chiết 65 [...]... lợi ích của sản phẩm nầy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzym thủy phân trong sản xuất nước carrot” Nội dung gồm có: Tổng quan tài liệu về carrot và các loại enzym thủy phân (Pectinase, Hemicellulase và Cellulase) được sử dụng trong quá trình xử lí nguyên liệu để làm tăng hiệu suất thu nhận dòch ép Nghiên cứu thực nghiệm: Chọn chế phẩm enzym sử dụng phù hợp... quả có thể ở dạng trong hoặc dạng đục Chúng tôi nhận thấy tại Việt Nam đã có sản phẩm nước carrot pha với nước khớm và táo, nước carrot pha với nước táo hoặc nước carrot pha với nước cam và táo nhưng chưa có sản phẩm nước carrot nguyên chất Các hộ gia đình có thể ép carrot lấy nước dùng ngay, tuy nhiên sản phẩm nước carrot đóng hộp tiện lợi vẫn chưa có trên thò trường nước ta Carrot ở nước ta hiện nay... hàm lượng chế phẩm Cellulast 1.5 L đến độ nhớt tương đối của nước carrot thu được 89 Hình 5.1: Sản phẩm nước carrot 117 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ Trang Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất nước carrot 14 Sơ đồ 2: Quy trình nghiên cứu tổng quát 46 Sơ đồ 3: Sơ đồ thu nhận nước carrot 47 Sơ đồ 4: Tổng kết quy trình sản xuất nước carrot sử dụng các loại enzym thủy phân ... biến carrot sau thu hoạch: - Sau thu hoạch, carrot có thể sử dụng làm thực phẩm dạng tươi (nấu canh, nấu món, làm dưa chua hoặc trang trí…) Carrot cũng có thể dùng làm đồ hộp rau hay đồ hộp nước ép - Trong luận văn nầy, chúng tôi chỉ trình bày phần quy trình sản xuất nước carrot 2.1.8.1 Quy trình sản xuất nước carrot: - Theo tài liệu của tác giả Nguyễn Văn Tiếp và cộng sự, việc sản xuất nước carrot... và thời gian xử lý của từng loại chế phẩm enzym + Kết hợp sử dụng 2 hoặc 3 chế phẩm enzym Trên cơ sở đó chọn phương thức sử dụng enzym cho hiệu suất thu nhận chất chiết cao nhất Khảo sát và chọn công thức phối chế phù hợp với giá trò cảm quan về mùi vò, màu sắc cho sản phẩm nước carrot 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về carrot: 2.1.1 Phân loại: Carrot được phân loại thực vật như sau: Ngành:... nay, các loại thức uống như nước giải khát pha chế, nước rau quả, nước khoáng ở nước ta khá phong phú và đa dạng Người tiêu dùng ngày càng quan tâm nhiều hơn đến các loại thức uống có nguồn gốc thiên nhiên, đặc biệt là nước rau quả Hiện có nhiều sản phẩm nước ép trái cây trên thò trường như nước táo, đào, xoài, cam, ổi, nho, khóm, bưởi ; nước rau như nước cà chua hay nước uống từ các loại thảo mộc Nước. .. để sản xuất sản phẩm chính và phần bã còn lại trên rây.[27] - Chà carrot dùng máy chà có đường kính lỗ 1 - 1.5 mm.[38] Phối chế: - Để tăng hương vò cho sản phẩm, ta có thể phối trộn nước carrot với nước đường, hoặc trộn lẫn một số nước quả với nhau.[3, 30] - Ở giai đoạn phối chế, có thể sử dụng acid ascorbic hoặc acid citric để điều hòa vò chua ngọt cho sản phẩm Acid ascorbic (Vitamin C) được sử dụng. .. nước carrot được tiến hành theo quy trình sau:[35] Carrot Chọn lọc Phân loại Rửa sạch Gọt vỏ Rửa lại Vỏ 14 Cắt lát Chần Chà Lọc Phối chế Đun nóng Bài khí Bao bì Rót nóng Thanh trùng Sản phẩm Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất nước carrot 15 2.1.8.2 Thuyết minh quy trình sản xuất nước carrot: Chọn lọc: nhằm loại bỏ các thành phần nguyên liệu không đủ quy cách để chế biến như bò sâu, thối, hỏng, màu sắc không thích... hồi chất chiết 99 Bảng 4.21: Tóm tắt kết quả xử lý nguyên liệu carrot khi sử dụng tổ hợp 2 chế phẩm enzym 100 Bảng 4.22: Ảnh hưởng hàm lượng 3 chế phẩm enzym khi sử dụng kết hợp đến hiệu suất thu hồi chất chiết của dòch carrot 101 Bảng 4.23: Ảnh hưởng thời gian thủy phân khi sử dụng kết hợp 3 chế phẩm enzym đến hiệu suất thu hồi chất chiết 102 Bảng 4.24: Kết quả đánh... vật.[71] - Theo nghiên cứu mới vào năm 2008, các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra loại carrot biến đổi gen cung cấp thêm nhiều canxi, do biến đổi gen nên canxi có thể truyền qua dễ dàng màng tế bào carrot Các nhà nghiên cứu cho biết ăn loại carrot mới nầy sẽ hấp thu được thêm 41% canxi so với loại truyền thống Tuy nhiên các nhà khoa học vẫn còn tiếp tục nghiên cứu thêm về vấn đề nầy.[68] Nước carrot: - Carrot là . trường trong nước hiện chưa có sản phẩm nước carrot cùng với những lợi ích của sản phẩm nầy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzym thủy phân trong sản xuất. 2.5.1.5 Nghiên cứu sử dụng các phụ gia để làm giảm độ đục, độ nhớt và các chất cặn trong nước carrot 30 2.5.2 Nghiên cứu ứng dụng enzym trong quá trình sản xuất nước carrot 31 2.5.2.1 Nghiên cứu. Phân loại 26 2.5 Một số nghiên cứu mới về công nghệ sản xuất nước carrot và ứng dụng enzym thủy phân trong công nghệ nầy 27 2.5.1 Công nghệ sản xuất nước carrot 27 2.5.1.1 Nghiên cứu sử dụng