Nghiên cứu nâng cao hiệu suất ép dịch của một số loại quả bằng phương pháp xử lý lạnh đông và enzyme

Tùy vào mức độ tự nhiên của sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạngsau: + Dạng quả tự nhiên: lựa chọn quả chín có độ chín thích hợp để sử dụng + Dạng sệt, rắn: mứt mận, mứt dứa, d

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng bản luận văn này là kết quả nghiên cứu do bản thânmình thực hiện với sự cộng tác của các đồng nghiệp Những số liệu đưa ra là hoàntoàn trung thực và không vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào khác

Học viên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC ĐỒ THỊ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN 1: TỔNG QUAN 3

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC QUẢ 3

1.2 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT 3

1.2.1 Nguyên liệu dứa 4

1.2.1.1 Nguồn gốc và phân loại dứa 4

1.2.1.2 Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa 4

1.2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam 5

1.2.2 Nguyên liệu mận 7

1.2.2.1 Đặc điểm sinh học của cây mận 7

1.2.2.2 Tình hình trồng và chế biến mận 7

1.2.2.3 Thành phần hoá học và dinh dưỡng của quả mận 9

1.3 CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN 9

1.4 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ÉP DỊCH QUẢ 11

1.4.1 Hệ enzyme pectinaza 12

1.4.1.1 Cơ chất của enzyme pectinaza: 12

1.4.1.2 Sự phân loại và cơ chế tác dụng của hệ enzyme pectinaza 13

1.4.1.3 Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong nguyên liệu tới hiệu quả tác dụng của các chế phẩm pectinaza 14

1.4.1.4 Ứng dụng của hệ enzyme Pectinaza trong sản xuất nước quả 15

1.4.2 Phương pháp lạnh đông 17

1.4.2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh 17

1.4.2.2 Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm 19

PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 NGUYÊN LIỆU 24

2.1.1 Nguyên vật liệu 24

2.1.2 Enzyme 24

2.2 HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ 24

2.2.1 Hoá chất, dụng cụ 24

2.2.2 Thiết bị 24

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

2.3.2 Phương pháp phân tích hoá lý 25

2.3.2.1 Xác định hàm luợng đường khử bằng phương pháp Graxianop 25

2.3.2.2 Xác định hàm lượng axit tổng số bằng phương pháp trung hoà 26

2.3.2.3 Xác định nồng độ chất hòa tan 27

2.3.2.4 Xác định độ pH 27

2.3.2.6 Xác định hàm lượng tanin trong quả 27

2.3.2.7 Xác định hàm lượng pectin bằng phương pháp canxipectat 28

2.3.2.8 Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iot 29

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU 30

3.1.1: Đối với mận 30

3.1.2 Đối với dứa 31

3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CHÍN NGUYÊN LIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG DỊCH QUẢ VÀ HIỆU SUẤT ÉP 32

3.3 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY BẰNG ENZYME 33

3.3.1 Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả 33

3.3.2 Nghiên cứu sử dụng enzyme trong trích ly dịch quả 35

3.3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex Ultra SP-L 36

3.3.2.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly 41

3.3.3 Đánh giá chất lượng dịch sau khi trích ly: 43

3.4 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH ĐÔNG 44

3.4.1 Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả 44

3.4.2 Khảo sát nhiệt độ lạnh đông 45

3.4.3 Khảo sát quá trình rã đông 48

3.4.5 Đánh giá chất lượng dịch sau khi lạnh đông: 50

3.5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ÉP DỊCH QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LẠNH ĐÔNG VÀ ENZYME 51

3.6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME PECTINEX 3XL ĐỂ LÀM TRONG DỊCH QUẢ 52

3.3.1 Xác định nồng độ chế phẩm enzyme Pectinex 3XL thích hợp 52

3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt lực của enzyme 55

3.3.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả làm trong 57

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 59

4.1 KẾT LUẬN 59

4.2 ĐỀ NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG

Bảng1.1: Thành phần hóa học của dứa 5

Bảng 1.2: Thành phần hoá học của mận 9

Bảng 3.1: Phân tích chất lượng nguyên liệu mận 30

Bảng 3.2 Thành phần hóa học của dứa 31

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của độ chín nguyên liệu đến chất lượng dịch quả và hiệu suất ép 32

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu đến quá trình ép 34

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu đến quá trình ép 35

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly 37

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trích ly dịch quả 39

Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly 41

Bảng 3.9: Chất lượng của dịch mận sau trích ly 43

Bảng 3.10: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu trước đến quá trình ép 44

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông đến quá trình ép 46

Bảng 3.12: Ảnh hưởng của nhiệt độ rã đông đến chất lượng và thời gian rã đông 48

Bảng 3.13: Ảnh hưởng của môi trường rã đông đến thời gian rã đông 49

Bảng 3.14: Chất lượng dịch sau khi lạnh đông 50

Bảng 3.15 Đánh giá chất lượng ép dịch quả bằng phương pháp xử lý lạnh đông và enzyme 51

Bảng 3.16: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex 3XL đến quá trình làm trong dịch quả mận 53

Bảng 3.17: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex 3XL đến quá trình làm trong dịch quả dứa 54

Bảng 3.18 Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý tới quá trình làm trong dịch quả mận 55

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của thời gian xử lý tới quá trình làm trong dịch quả 57

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dịch quả 38

Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu suất trích ly 40

Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly dịch quả 42

Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông đến hiệu suất trích ly dịch quả .47

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trên thế giới, xu hướng tiêu thụ các loại nước uống từ nguyên liệuquả tươi đang rất phổ biến Loại nước quả này đang dần thay thế các loại nước phachế khác bởi tính ưu việt của nó như: có chứa nhiều các vitamin, giàu khoáng, các

vi chất dinh dưỡng, các loại đường đơn dễ tiêu hoá… Ngoài ra một số loại quả cònchứa các hợp chất có hoạt tính sinh học quý giá giúp con người có thể phòng chốngđược một số bệnh như: tim mạch, tiểu đường, thống phong, sỏi thận hay chứng béophì…

Việt Nam là nước nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên rất đadạng về các loại cây ăn quả Có những loại quả trở thành mặt hàng chủ đạo đượctrồng cho năng suất lớn và đem lại thu nhập cho quốc gia thông qua xuất khẩu như:vải, cam, bưởi, dứa, thanh long… Bên cạnh đó, Việt Nam còn có những loại cây ănquả mang đậm bản sắc văn hoá ẩm thực như: mơ, sơ-ri, mận, đào, dâu, sim Mặtkhác, do nước ta có khí hậu nóng nhiều và dân số đông, nên nhu cầu về nước uống

là rất lớn Do vậy, sản xuất nước quả không những đáp ứng nhu cầu ngày càng caocủa thị trường mà còn góp phần nâng cao sức khoẻ của người dân, điều này gópphần thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất nước quả tươi phát triển

Quả dứa là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao, được trồng dễ dàng ở nhiều nơikhắp nước ta, với sản lượng hàng năm rất lớn chủ yếu xuất khẩu ở dạng quả nướcđường, dứa lạnh đông, dứa cô đặc còn nước dứa sản xuất chưa nhiều Còn quả mậnmang tính chất thời vụ cao, mỗi năm chỉ cho thu hoạch trong vòng 30-50 ngày chủyếu dùng để ăn tươi việc chế biến loại quả này chưa được quan tâm

Với xu hướng hiện nay, sản xuất nước quả là một hướng đi đầy triển vọng chongành chế biến nông sản ở nước ta Làm cách nào để sản xuất mang lại giá trị kinh

tế lớn nhưng chất lượng luôn được đảm bảo là vấn đề nhức nhối của các nhà côngnghệ

Trong sản xuất nước quả thì quan trọng nhất là làm thế nào để thu được dịchquả cao nhất có thể Với mỗi một loại quả khác nhau sẽ có cấu trúc, thành phần hoáhọc khác nhau nên sẽ có phương pháp xử lý khác nhau Đối với dứa, được cấu tạobởi nhiều hoa dứa mà các bầu nhụy nhỏ của chúng hợp nhất lại với nhau xungquanh lõi trung tâm Quả dứa có hình trụ và có bề ngang rộng, thịt dứa màu vàngchứa nhiều chất xơ, có cấu trúc xốp Nếu chỉ dung phương pháp ép thông thườnghay sử dụng enzyme sẽ không mang lại hiệu quả cao vì hàm lượng pectin trong dứakhông cao mà tác dụng của enzyme chủ yếu đề thủy phân pectin giúp dịch quả thoát

ra được dễ dàng Do vậy sử dụng phương pháp lạnh đông là một hướng mới chonghiên cứu này Đối với quả mận lại khác, trong thành phần thịt của quả mận cóhàm lượng pectin lớn, việc sử dụng enzyme pectinnaza để thủy phân pectin rất có ýnghĩa và mang lại hiệu suất trích ly cao

Như vậy, tuỳ thuộc vào từng loại quả mà ta lựa chọn phương pháp trích lyphù hợp nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế Đứng trước nhu cầu cấpthiết của thực tế, dựa trên những cơ sở nhận định, tôi đã chọn và thực hiện đề tài

“Nghiên cứu nâng cao hiệu suất ép dịch của một số loại quả bằng phương pháp

xử lý lạnh đông và enzyme”.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài:

Nguyên cứu lựa chọn nguyên liệu, phương pháp xử lý quả trước khi ép dịchnhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả

Nội dung nghiên cứu:

1 Nghiên cứu lựa chọn, xác định độ chín của nguyên liệu

2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly dịch quả bằng enzyme

3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly dịch quả bằng lạnh đông

4 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme để làm trong dịch quả sau ép

PHẦN 1: TỔNG QUAN

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC QUẢ

Mặc dù có khác biệt về thói quen tiêu dùng, truyền thống và trình độ phát triểncủa mỗi quốc gia, xu hướng nghiên cứu, sản xuất cũng như tiêu thụ sảm phẩm đồuống đáng chú ý hiện nay là nước tinh khiết và nước uống từ các loại quả tươi, đượcminh chứng qua tốc độ tăng thị phần ở các nước phát triển trên thế giới cũng như ởViệt Nam Tại Thái Lan: thị trường nước quả ép mỗi năm tăng thêm 50%, sản phẩmchính là dứa, ngoài ra còn có nước cam, nước xoài; tại Hàn Quốc: thị trường nướcquả chiếm 40.3% so với nước uống nói chung Lượng nước ép đều gia tăng từ 30-40%

Hiện nay, các nhà máy sản xuất nước quả hầu như đã có khả năng sản xuất cácloại quả từ các loại quả tươi sẵn có ở Việt Nam, nhưng hầu hết các doanh nghiệpchỉ đạt công suất 60-70% Sở dĩ các mặt hàng nước quả tiêu thụ chậm là do giáthành của sản phẩm còn cao so với mặt bằng thu nhập của số đông người lao động,hơn nữa về chất lượng còn thấp hơn so với các loại nước quả nhập ngoại nên chưathể là mặt hàng xuất khẩu Mặt khác, một số công đoạn chế biến còn bất cập chưaứng dụng các tiến bộ kỹ thuật nên việc tách dịch quả ở đa số các doanh nghiệp cònđạt hiệu suất thu hồi thấp, chất lượng dịch quả chưa cao dẫn đến chất lượng sảnphẩm còn thấp

1.2 NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT

Nguyên liệu dung trong sản xuất đồ uống rất phong phú Tuỳ thuộc vào từngloại nguyên liệu để chế biến thành các dạng đồ uống khác nhau như nước chanh,cam, vải, ổi… Ở đây, chúng tôi đi sâu nghiên cứu đến nguồn nguyên liệu dứa vàmận

1.2.1 Nguyên liệu dứa

1.2.1.1 Nguồn gốc và phân loại dứa

Dứa có tên khoa học là Ananas comosus, thuộc họ Romeliaceae Loài nàyđược chia thành 7 nhóm trong đó có 3 nhóm chính là: nhóm dứa Cayen, dứa Queen

và nhóm Spanish Ở Việt Nam cây dứa được trồng từ lâu, khắp các tỉnh từ Bắc đếnNam Dứa có thể trồng phân tán trong vườn gia đình xen dưới các tán cây hoặctrồng thuần ở các vườn đồi hoặc trồng tập trung hàng trăm ha ở các nông trườngquốc doanh, các trang trại

+ Nhóm 1: dứa Queen: Quả nhiều mắt, mắt nhỏ, lồi, cứng Thịt quả vàng đậm,

ít nước, giòn có hương thơm và vị chua ngọt đậm đà, vị thơm hấp dẫn, thích hợpvới thị hiếu ăn tươi, khối lượng trung bình từ 500g đến 700g, quả hơi bầu dục, khóthao tác trong khi chế biến Thịt quả có nhiều khe hở, không chặt Đây là nhóm dứa

có chất lượng tốt hiện nay

+ Nhóm 2: Nhóm dứa Spanish: Quả có mắt sâu, thịt quả có màu vàng trắngkhông đều, nhiều nước hơn dứa hoa, có vị hơi chua Quả ngắn, nhưng có kích thướclớn hơn nhóm dứa Queen và nhỏ hơn nhóm Cayen Khối lượng trung bình của quảkhoảng 1kg Quả có hình dạng cân đối, hơi hình trụ Nhóm này có phẩm chất kém,khó thao tác, ít sử dụng để sản xuất đồ hộp

+ Nhóm 3: Nhóm dứa Cayen: Quả có dạng hình trụ cân đối, mắt to, nông, thịtquả có màu vàng nhạt, nhiều nước, ít thơm và ít ngọt hơn so với nhóm dứa Queen.Đây là nhóm dứa có khối lượng, kích thước lớn nhất trong ba loại chính Khốilượng trung bình của quả 1.5-2kg Quả dứa Cayen chứa nhiều nước và vỏ mỏng nênrất dễ thối khi vận chuyển xa

1.2.1.2 Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa

* Điều kiện thích hợp của Dứa

Dứa thích hợp với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, sợ rét và sương muối, rấtthích hợp với nhiệt độ trung bình ở nước ta (220C) và hàm lượng mưa trung bình1300-1500mm/năm Trong điều kiện thích hợp có thể sinh trưởng quanh năm

* Thành phần hóa học của dứa

Tùy theo giống dứa, mùa vụ cũng như điều kiện canh tác mà thành phần hóahọc cũng như hàm lượng của chúng khác nhau Thành phần chủ yếu là nước chiếm72-88% trọng lượng quả, ngoài ra còn có các chất có giá trịnh dinh dưỡng và cảmquan như: gluxit, protit, axit hữu cơ, vitamin, các chất khoáng Ngoài ra trong quảdứa còn chứa enzyme Bromelin là loại enzyme giúp tiêu hóa rất tốt

Bảng1.1: Thành phần hóa học của dứa

1.2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam

* Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới

Nước quả là loại đồ uống giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, ngoài ra còn cóchức năng phụ như tăng hàm lượng Vitamin, chất khoáng, đặc biệt dứa còn có giátrị dược liệu quý là enzyme Bromelin Nhu cầu về dứa trên thế giới ngày càng tăng,thể hiện qua sự tăng sản lượng dứa không ngừng ở các nước sản xuất dứa trên thếgiới

Sản lượng dứa Châu Á đạt 6.6 triệu tấn/năm Trong đó Thái Lan là nước sảnxuất dứa lớn nhất, chiếm gần 31% tổng sản lượng, kế đó là Philippin với sản lượngchiếm 22.2% Trung Quốc đứng vị trí thứ ba với tổng sản lượng 13.5%, Ấn Độ 12.5

%, Indonesia với tổng sản lượng chiếm 10.9%, cuối cùng là Việt Nam với sảnlượng chiếm một phần khiêm tốn 2.8%.

Sản lượng dứa Châu Mĩ đạt xấp xỉ 4 triệu tấn, trong đó Brazil là nước sản xuấtdứa nhiều nhất chiếm 46% tổng sản lượng toàn Châu Mĩ, các nước sản xuất dứađáng kể ở Châu Mĩ là Colombia chiếm 9.8% tổng sản lượng, Mĩ chiếm 8% tổng sảnlượng rồi đến Mexico 7.8% và uối cùng là Costaria 6.6%

Tình hình nhập khẩu dứa hộp trên thế giới:

* Tình hình chế biến và tiêu thụ dứa ở Việt Nam.

- Giá trị chế biến công nghiệp của dứa:

Trong những năm gần đây, công nghệ chế biến dứa ở nước ta tăng khá nhanhthể hiện qua việc xây dựng nhiều nhà máy chế biến dứa với công suất lớn, côngnghệ hiện đại của thế giới Chỉ tính riêng một số nhà máy lớn ở Đồng Giao, TiềnGiang, Kiên Giang khả năng chế biến đạt 36500 tấn/năm và nhu cầu nguyên liệudứa tươi là 23000-27000 tấn/năm Ngoài ra còn có nhiều nhà máy chế biến dứa cócông suất vừa và nhỏ khác, ở nhiều tỉnh thành như, Hà Tĩnh, thành phố Hồ ChíMinh, Cần Thơ

- Thị trường tiêu thụ:

Đối với dứa tươi, hầu hết thị trường tiêu thụ là nội địa dưới dạng ăn tươi, làmthực phẩm, làm nguyên liệu cho nhà máy chế biến, xuất khẩu dứa tươi, còn gặpnhiều trở ngại là do yếu kiếm trong bảo quản dứa sau thu hoạch và vận chuyển

Đối với dứa chế biến, xuất khẩu là chính, thị trường nội địa chiếm tỷ trọng2-5% tổng sản lượng chế biến Trong những năm gần đây các sản phẩm dứa chếbiến của Việt Nam được xuất khẩu đi nhiều nước trên toàn thế giới với nhiều mặthàng đa dạng trong số 22 thị trường xuất khẩu, Nga là thị trường lớn nhất chiếm27.2% tổng sản lượng.

1.2.2 Nguyên liệu mận

1.2.2.1 Đặc điểm sinh học của cây mận

Mận có tên khoa học là Prunussalicina thuộc họ hoa hồng (Rosaceae), là cây

ăn quả có nguồn gốc ôn đới, phù hợp với khí hậu miền Bắc Mận được trồng nhiều

ở vùng núi và vùng cao Cây mận dễ trồng, sớm cho thu hoạch, cho năng suất cao,góp phần phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, cải thiện đời sống cho đồng bào dân tộcthiểu số, thuộc loại cây lâu năm nên đem lại hiệu quả kinh tế cao

Quả mận thuộc loại quả hạch có 2 phần chính là thịt quả và hạt (hạt cứng cóchứa phôi) Quả mận tròn có một đường khía lõm xuống chạy dài từ cuống quả đếnđáy quả, toàn quả nhìn giống hình trái tim Quả mận khi chín thì độ cứng giảm, vỏquả chuyển từ màu xanh nhạt sang màu vàng nhạt, vàng sẫm rồi đỏ hoặc tím tuỳtheo từng giống

1.2.2.2 Tình hình trồng và chế biến mận

* Trồng mận

Mận Việt Nam thuộc hai loài chính là loài Pr.domestical và loài Pr.salicana.được trồng phổ biến ở một số vùng gồm Mộc Châu (Sơn La), Sa Pa, Bắc Hà (LàoCai), Mẫu Sơn (Lạng Sơn), Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc Cạn), Quảng Bạ (HàGiang) đáp ứng được nhu cầu lạnh cho cây mận Hiện nay một số giống mận ngon,

có phẩm chất tốt, năng suất cao được trồng rộng rãi là:

* Mận Tam hoa: Có nguồn gốc từ Quảng Đông Trung Quốc, tán cây hìnhdạng ô, rỗng giữa, quả tròn màu vàng, ruột quả có màu đỏ thắm, trọng lượng quảtrung bình 20-30gr, cá biệt có quả nặng đến 60gr Là giống có phẩm chất tốt, năngsuất cao được mọi người rất ưa chuộng, trồng chủ yếu ở Sơn La, Lào Cai, Hà

Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn.

* Mận hậu: được trồng nhiều ở Bắc Hà, Mường Khương của tỉnh Lào Cai,quả to, trọng lượng trung bình 25-30gr, thịt quả dày và chắc hạt, khi chín vỏ quả cómàu xanh vàng, thịt quả giòn, ngọt, chất lượng giống tốt

* Mận chua: là giống được trồng nhiều ở đồng bằng và trung du Quả chín đỏhoặc vàng, hoar a sớm trước tết âm lịch một tháng, quả chín vào tháng 5-6, chấtlượng trung bình, vị chua và chat, đắng, giống này trồng bằng hạt, giá trị sử dụngthấp, sản phẩm chủ yếu để làm ô mai mà mứt mận

Ngoài ra còn một số giống mận khác trông rải rác ở các địa phương như mậnthép, mận cơm, mận tả hoàng li, mận tím, mận vàng, mận đỏ…

Cây mận nhờ có hiệu quả kinh tế cao, thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiênlại dễ trồng, dễ chăm sóc Bởi vậy, trong vòng 10 năm qua diện tích trồng cây mơ-mận của nước ta đã phát triển mạnh mẽ Theo số liệu của tổng cục thống kê thì năm

1991 tổng diện tích nước ta có khoảng 800 ha, đến năm 1995 diện tích tăng lên là

2800 ha và năm 2000 chỉ riêng vùng Đông Bắc là 1800 ha, Tuyên Quang: 150 ha,Cao Bằng: 300ha, Lạng Sơn: 700 ha, Bắc Thái: 150 ha, Quảng Ninh: 150 ha (số liệuthống kê năm 2000) Dự tính đến năm 2010 tổng diện tích trồng mơ-mận nước ta sẽtăng lên 150000 ha

Cây mận sau trồng 2-3 năm đã ra quả, sau 8-10 năm là thời kỳ cho năng suấtcao, mỗi cây có thể đạt 50-70 kg Tuổi thọ của cây thường dài 20-30 năm do vậy giátrị kinh tế của cây mận rất lớn Chính vì lẽ đó nhiều nơi ở vùng núi phía Bắc ViệtNam cây mận đã trở thành cây có tác dụng “xoá đói, giảm nghèo”, thay đổi bộ mặtnông thôn miền núi, nhất là đối với đồng bào dân tộc Song thực tế cho thấy khi sảnlượng tăng thì giá bán lại thấp, đã có tình trạng nông dân chặt bỏ cây mận

1.2.2.3 Thành phần hoá học và dinh dưỡng của quả mận

Thành phần hoá học của quả mận thay đổi theo từng giống và vùng trồng.Thành phần chủ yếu của mận thể hiện ở bảng 1.2a

Về mặt dinh dưỡng theo GS.TS Trần Thế Tục thì ăn mận dễ tiêu hoá, nhuậntràng, chống táo bón Với cơ thể khi tiêu thụ 100gr thịt quả mận sẽ cho mức nănglượng là 24kcalo, Protein tổng số: 0.6gr, chất tro: 0.5gr, xenluloza: 0.7gr, Natri:9.6mg, Kali: 255.8mg, Photpho: 20mg, ngoài ra còn có sắt, mangan, vitamin A:8.3mg, vitamin B1, B2, PP, vitamin C: 3mg, lượng axit tổng số là: 1.3g.

1.3 CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN

Các loại quả được sử dụng ở dạng tự nhiên mang lại giá trị dinh dưỡng là caonhất Tuy nhiên điều này mang lại hiệu quả không cao do các loại quả có tính chấtthời vụ nên thời gian bảo quản ngắn, phạm vi sử dụng hạn chế Chính vì vậy màchúng ta cần tác động các công nghệ để nhằm làm đa dạng hoá các sản phẩm đápứng nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản và hiệu quảkinh tế cao

Tùy vào mức độ tự nhiên của sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạngsau:

+ Dạng quả tự nhiên: lựa chọn quả chín có độ chín thích hợp để sử dụng

+ Dạng sệt, rắn: mứt mận, mứt dứa, dứa lạnh đông

+ Dạng lỏng: dứa và mận được sử dụng làm đồ uống rất đa dạng và phong phú

và có thể phân loại thành các dạng chủ yếu sau đây:

- Nước quả tự nhiên: là sản phẩm mà thành phần chủ yếu là dịch quả trong

đó có một phần thịt quả hoặc không có thịt quả Nước rau quả tự nhiên có giá trịdinh dưỡng cao và có hương vị, màu sắc gần với nguy liệu

- Necta quả: còn gọi là nước quả đục, necta quả có chứa nhiều thịt quả vàdạng sệt Loại nước quả này cũng có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cao,tương tự như nước quả tự nhiên

- Nước quả cô đặc: là nước quả ép, lọc trong rồi được cô đặc tới hàm lượngchất khô 60 - 70% Có thể coi nó là một dạng bán chế phẩm để chế biến nước giảikhát, rượu vang, kem

- Xiro quả: là nước quả được pha thêm nhiều đường để độ đường trong sảnphẩm đạt tới 60 - 70%

- Squash quả: Tương tự như xiro quả, nhưng chứa nhiều thịt quả hơn vàtrạng thái đặc sánh hơn

Nước quả lên men: được chế biến bằng cách cho nước quả lên men rượu tới

độ rượu 4 - 5%V Loại nước quả này có hương vị đặc biệt do nấm men tạo ra, lạichứa nhiều CO2 nên có tác dụng tiêu hoá tốt

- Bột quả giải khát: Bao gồm dạng cao cấp là bột quả hoà tan và dạng thấpcấp hơn là bột quả không hoà tan Bột quả hoà tan được chế biến từ nước quả, quaquá trình cô đặc rồi sấy khô thành dạng bột, có thêm một số phụ gia thực phẩm Bộtquả không hoà tan được chế biến từ quả nghiền mịn rồi sấy khô để thuỷ phần chỉcòn 2 - 5%, sau đó lại nghiền mịn rồi thêm phụ gia thực phẩm

- Nước quả giải khát: thành phần chủ yếu là dịch quả, đường, axit thựcphẩm, chất màu và hương liệu Sản phẩm có thể được nạp CO2 hoặc không nạp

CO2

Nước quả có đầy đủ và cân đối các chất có giá trị dinh dưỡng cao như: gluxit,axit hữu cơ, vitamin… Nước quả dùng để uống trực tiếp là chính, ngoài ra còn dùng

để chế biến các sản phẩm khác như: xiro quả, rượu vang…

1.4 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ÉP DỊCH QUẢ

Đối với ngành sản xuất nước quả, ép quả là khâu kỹ thuật rất quan trọng bởi

chỉ có ép mới thu được dịch quả Hàm lượng nước quả chảy ra khi ép phụ thuộc vào

sự cấu tạo của mô quả, quá trình xử lý sơ bộ, lượng pectin hoà tan trong quả… Vớicác loại quả như cam, chanh, dưa… thì thành phần nước quả rất dễ thoát ra khỏithành phần thịt quả khi bị ép Trái lại, những loại qủa như mận, dứa, ổi, xoài, dừa…nếu ép bằng các phương pháp truyền thống thì rất khó đạt được hiệu quả ép tối đa

Để nâng cao hiệu quả ép nước quả, người ta có thể sử dụng một số phươngpháp xử lý trước khi ép sau:

+ Nghiền cơ học: dưới tác dụng của lực cơ học, các tế bào bị xé nhỏ Hiệuquả nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị phá huỷ Mức độ nghiền phụ thuộc từngloại quả Phương pháp này không lấy được hoàn toàn nước quả khi ép nhưng đơngiản nên được áp dụng rộng rãi

+ Đun nóng: Dưới tác dụng của nhiệt đô cao, protit của chất nguyên sinh bịđông tụ và tính thấm của tế bào tăng lên, do đó dịch quả sẽ thoất ra dễ dàng Người

ta thường đun nóng quả ở nhiệt độ 80-850C Nếu nhiệt độ thấp hơn thì quá trìnhđông tụ kéo dài, nếu nhiệt độ cao quá thì làm mất chất thơm của quả, thay đổi vị,biến màu, gây tổn thất vitamin

+ Xử lý bằng dòng điện: dùng điện xoay chiều có U=220V, I=20-30A, quakhối quả khoảng 2-5 giây Dòng điện có tác dụng phá vỡ tế bào làm nước quả thoát

ra nhanh và nhiều khi ép

+ Chiếu xạ bằng tia γ: có khả năng phân huỷ protopectin, làm phá vỡ màng tếbào

Các phương pháp trên đều có ưu nhược điểm riêng Hiện nay do yêu cầu sảnxuất của nền công nghiệp hiện đại cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học,trên thế giới đang có xu hướng sử dụng một phương pháp xử lý nước quả ép có hiệuquả tăng nhanh đáng kể năng suất và hiệu suất trích ly dịch quả tránh được các biếnđổi xấu cho dịch quả và có hiệu quả kinh tế cao, đó là phương pháp sử dụng chếphẩm enzyme pectinaza và phương pháp làm lạnh đông chậm để xử lý khối quảnghiền

Dùng chế phẩm enzyme có thể làm phân huỷ các chất protopectin, pectin,xenlluloza, tinh bột… làm giảm mối liên kết giữa các tế bào, phá vỡ một cáchnhanh chóng và hà ng loạt các mô của quả, giảm độ keo của khối thịt quả và tạođiều kiện cho dịch bào thoát ra một cách dễ dàng Hơn nữa, do sự phá vỡ mô quảbằng enzyme nên các chất màu, tanin và những chất hoà tan trong nước quả đượcchiết rút một cách triệt để nhờ đó mà tăng thêm chất lượng của thành phẩm

Trích ly dịch quả bằng phương pháp làm lạnh đông cũng là một trong nhữngphương pháp để thu hồi dịch quả cao, vì thực vật bị chết khi làm lạnh đông là vì ảnhhưởng chung của sự mất nước do tạo thành nước đá, của tác dụng độc do nồng độacid và muối trong dịch bào tăng lên, của sức ép của tinh thể nước đá lên tế bào Người ta sử dụng buồng lạnh thâm độ để xử lý quả ở nhiệt độ -180C đến -300C Sau

đó làm tan giá quả ở ngoài không khí hay ngâm trong nước

Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi chọn enzyme pectinaza và phương pháplạnh đông chậm để trích ly dịch quả

1.4.1 Hệ enzyme pectinaza

Sử dụng các chế phẩm enzyme có thể coi là một trong các phương hướng tiến

bộ có triển vọng trong sản xuất nước quả Nó mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt,không những rút ngắn thời gian sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm

1.4.1.1 Cơ chất của enzyme pectinaza:

Cơ chất chính được quan tâm tới là pectin Pectin là polysaccarit có nhiềutrong quả, củ và thân cây Nó là hợp chất cao phân tử, mạch thẳng, do các axitgalacturonic liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucozit tạo nên

Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổitrong giới hạn rộng rãi Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng

từ 25000-35000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50000,nói chung phân tử lượng của pectin thấp hơn nhiều so với xenllulo và hemixelluloza

và thường từ 20000-50000 dalton tuỳ thuộc vào nguồn pectin

Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi

chuyển hoá các chất và trong quá trình chín của rau quả.

Trong thực vật, pectin thường tồn tại ở hai dạng: pectin hoà tan và pectinkhông hoà tan (protopectin)

- Pectin hoà tan: cấu tạo bởi các gốc axit galacturonic trong đó một số gốcaxit có chứa nhóm thế metoxyl

- Protopectin: là những chuỗi mạch có gắn thêm các thành phần khác như ion

Ca, Mg, các phần tử xenllulo, axit H3PO4, đường… Protopectin tồn tại chủ yếu ởthành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccarit araban Nó không hoà tan trongnước nhưng dễ bị thuỷ phân bởi axit hoặc enzyme thành pectin Trong rau quả,propopectin là vật liệu gắn kết các chum sợi xenllulo ở thành tế bào và nằm ở gianbào để gắn các tế bào, tạo nên sự rắn chắc của quả khi còn xanh

Trong quả tỷ lệ protopectin/pectin phụ thuộc vào loại và độ chín của quả Khiquả đang phát triển, protopectin phân tán ở thành tế bào và chiếm tỷ lệ khá cao.Trong quá trình chín protopecin chuyển dần sang dạng pectin hoà tan do tác dụngcủa các enzyme protopectinaza và các axit hữu cơ trong quả làm cho quả trở nênmềm hơn Khi quả thối rữa, pectin bị phân huỷ sâu hơn Trong quá trình bảo quảnquả thì cũng nhận thấy sự giảm dần protopectin và tăng dần pectin hoà tan

1.4.1.2 Sự phân loại và cơ chế tác dụng của hệ enzyme pectinaza

Trong hệ enzyme phân giải pectin có nhiều enzyme khác nhau và được phânloại theo các cách sau:

+ Dựa vào tính đặc hiệu: phân thành các enzyme phân giải pectin, axitpectinic và axit pectic

+ Dựa vào cơ chế tác dụng: phân thành enzyme phân giải các liên kết trongnội mạch và enzyme phân giải các liên kết ở đầu mạch

+ Dựa vào pH tối ưu: phân thành enzyme tác dụng ở pH axit và pH kiềmNgày nay, theo quan điểm hiện đại, trong phức hệ enzyme pectinaza cónhững enzyme sau:

 Pectinesterraza phân cắt liên kết este giữa methanol và nhóm cacboxylcủa axit galacturonic theo sơ đồ:

Pectin + nH2O → methanol + axit pectinic

 Polygalacturonaza thuỷ phân liên kết α-1,4-D-galactozit giữa các phân

tử axit galacturonic trong pectin và trong các axit polygalacturonickhác

 Protopectinaza tách araban và galactan khỏi protopectin để tạo thànhdẫn xuất metyl của axit polygalacturonic (tức pectin hoà tan)

 Transeliminaza phân huỷ pectin bằng con đường phi thuỷ phân

1.4.1.3 Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong nguyên liệu tới hiệu quả tác dụng của các chế phẩm pectinaza

Mục đích chủ yếu khi sử dụng các chế phẩm enzyme pectinaza là giảm độnhớt tuyệt đối của nước quả tới trị số bảo đảm cho lượng dịch quả thu được tối đa

và dễ làm trong nhất Vì vậy, cần thiết phải xác định ảnh hưởng của thành phần hoáhọc của nguyên liệu tới hiệu quả tác dụng của enzyme pectinaza

* Ảnh hưởng của tình trạng chất lượng pectin trong dịch quả

Tình trạng chất lượng pectin ảnh hưởng nhiều tới sự tạo độ nhớt và khả năngthủy phân do enzyme Pectin có mức độ este hoá càng cao thì độ nhớt càng cao vàhiệu quả tác dụng của polygalacturonaza càng thấp Pectin đã este hoá bị thuỷ phânnhanh gấp 60 lần so với pectin este hoá Tính chất đặc trung của dùng dịch pectin là

độ nhớt tăng lên nhiều so với mức tăng nồng độ pectin Nhưng tính chất này khôngbiểu hiện ở mọi loại pectin Do đó, chỉ căn cứ theo nồng độ pectin trong nguyên liệuthì không nên đánh giá độ nhớt của nước quả mà cần phải căn cứ chất lượng củapectin Cũng không nên đánh giá sự cần thiết tác dụng bằng các chế phẩm enzyme

* Ảnh hưởng của đường và axit

Đường và axit trong quả tạo với pectin thành các gen, làm độ nhớt của dùngdịch pectin tăng lên

Trong quả có chứa chủ yếu là glucoza, fructoza, một ít saccaroza và các axit

hữu cơ như xitric, malic, tactric Các dạng đường và axit đó có nồng độ và tỷ lệkhác nhau ở mỗi loại nguyên liệu Độ nhớt của nước quả ngoài số lượng, chất lượngpectin còn phụ thuộc vào dạng đường số lượng đường có trong nguyên liệu.

Người ta chứng minh rằng với nồng độ pH như nhau, trong dùng dịch pectin,axit xitric ức chế các enzyme pectinaza mạnh hơn so với axit tactric Tính chất ứcchế của các axit rõ ràng là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu tố quyết địnhtrong ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinaza nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi vàlàm trong nước quả

* Ảnh hưởng của các chất chát

Người ta chứng minh được các chế phẩm enzyme có độ mẫn cảm khác nhauđối với tác dụng của các chất chát Tác dụng ức chế mạnh nhất biểu hiện ởleucoantoxian oxi hoá còn tannin có tác dụng yếu hơn

* Ảnh hưởng của thành phần khoáng và pH của nước quả

Theo nhiều tác giả, các ion K+, Na+, Ca2+, Mg2+ có ảnh hưởng tới hiệu quả tácdụng của các enzyme pectinaza Người ta thừa nhận rằng muối Ca2+, Mg2+ nâng caohoạt độ của enzyme, Cu2+ ức chế các enzyme pectinaza

1.4.1.4 Ứng dụng của hệ enzyme Pectinaza trong sản xuất nước quả

* Vai trò của enzyme trong quá trình trích ly nước quả

Đối với ngành sản xuất nước quả, ép quả là khâu kỹ thuật rất quan trọng Bộtnghiền đem xử lý bằng enzyme sau đó mới ép hoặc ly tâm Có thể nghiền nhỏ quảđến mức tối đa mà không sợ bị tắc mao quản trong quá trình ép

Tuỳ theo yêu cầu tác dụng, hoạt độ của chế phẩm enzyme, loại quả và pHcủa khối quả nghiền mà lượng chế phẩm enzyme so với khối quả có thể là 0,003-0,1% (đối với chế phẩm tinh khiết cô đặc) Nhờ tác dụng cuả enzyme pectinaza,lượng nước quả ép có thể tăng thêm 9,6-49% tuỳ từng loại quả

Hoạt tính của enzyme sử dụng trong quá trình ép dịch quả phụ thuộc vàolượng enzyme, nhiệt độ và thời gian hoạt động của enzyme Tuy nhiên, đối với mỗi

loại quả khác nhau cần phải xác định các điều kiện này bằng thực nghiệm để thuđược hiệu suất ép cao nhất.

* Vai trò của enzyme trong quá trình làm trong nước quả:

Dịch quả là dùng dịch trong đó có đường, axit, muối, protit, chất chát, chấtmàu và các cấu tử thành phần hoá học khác của nguyên liệu Sau khi ép ra khỏinguyên liệu, dịch chiết quả tồn tại ở dạng đa phân tán, gồm những phần tử lơ lửng,phân tán có kích thước khác khau từ 0,001 µm đến vài trăm µm

Muốn có nước quả trong suốt cần phải loại các hạt lơ lửng trông thấy bằngmắt thường Song dịch quả là hệ thống keo nên việc tách các hạt lơ lửng gặp khókhăn Do đó, phải phá huỷ hệ thống keo mới có thể tách được hết các hạt lơ lửng vàlàm cho dịch quả trong

Người ta thấy rằng, muốn nhanh chóng thu được nước quả trong và không bịđục trở lại trong suốt thời gian bảo quản thì phương pháp đơn giản và hiệu quả là sửdụng các chế phẩm enzyme pectinaza

Việc sử dụng enzyme trong sản xuất nước quả hoặc các loại sản phẩm từnước quả đem lại hiệu quả kinh tế lớn và rút ngắn được quá trình sản xuất Mặtkhác, không những hiệu suất thu hồi nước quả tăng mà ngay cả chất lượng nước quảcũng được cải thiện rõ rệt Tất cả những điều này đã góp phần đáng kể trong việcnâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm

1.4.2 Phương pháp lạnh đông

1.4.2.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh

* Quá trình làm lạnh đông các sản phẩm rau quả, thực phẩm

Các sản phẩm thực phẩm chứa đựng trong nó các mô sinh học Đó là cácdùng dịch bao gồm nhiều chất hoà tan trong nước

Quá trình đông lạnh là quá trình hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ banđầu xuống dưới điểm đóng băng của dịch bào Tại nhiệt độ này các tinh thể băngbắt đầu được hình thành trong các mô tế bào (nhiệt độ bắt đầu kết tinh hoặc nhiệt độ

nóng chảy) Khi nhiệt độ hạ xuống thêm nữa càng có nhiều tinh thể băng hình thànhlàm cho nồng độ dùng dịch trong thực phẩm được cô đặc lại

Phần lớn nước trong rau quả, thực phẩm (rau quả, thực phẩm chứa 70 – 90%)chuyển thành băng ở – 120C Tuy nhiên, ngay cả ở nhiệt độ - 400C vẫn còn mộtphần nước nhỏ chưa đóng băng Trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm, yếu tốquan trọng nhất quyết định đến sự đóng băng là nồng độ phân tử gam của dịch tếbào do mỗi một phân tử chất dịch bào đều liên kết với một số phân tử nước nhấtđịnh Để đóng băng được những mỗi phân tử nước liên kết này cần phải làm lạnhđến 1,840C Đó chính là độ hạ băng điểm Ät trong định luật Raun

Ät = 1.84nTrong đó: n là nồng độ phân tử gam

Độ hạ băng điểm Ät tỷ lệ thuận với nồng độ chất hoà tan trong dịch bào Chonên trong kỹ thuật lạnh đông thực phẩm người ta chú ý tăng nồng độ phân tử dịchbào của các sản phẩm làm lạnh đông, để hạ băng điểm, ứng với nhiệt độ đông lạnhthấp, từ đó tạo điều kiện cho các sản phẩm đóng băng với tinh thể đá nhỏ, khônglàm vỡ cấu trúc tế bào của sản phẩm

Quá trình làm lạnh đông cần phải được tiến hành nhanh nhất có thể được, vớitốc độ phù hợp như thế sẽ ít hoặc không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Cần tránh lạnh đông chậm, bởi vì lạnh đông chậm sẽ tạo ra các tinh thể nước đá lớn,gây hiện tượng phá vỡ cấu trúc tế bào làm các sản phẩm bị chảy nước dịch bào vàsản phẩm bị nhũn ra sau khi làm tan giá Ngược lại làm lạnh đông nhanh dẫn đến sựhình thành các phân tử nước đá nhỏ giữ gìn được gần như nguyên vẹn chất lượngthực phẩm Theo Ni-côn-ski thì khi thực phẩm được làm lạnh đạt đến nhiệt độ –

100C  - 400C thì các tinh thể đá được tạo ra là rất nhỏ (5  10àm) và nếu nhiệt độđông lạnh đạt – 800C thì chất lỏng sẽ không tạo thành các tinh thể mà chỉ tạo thànhcác chất rắn vô định hình

Nhiều công trình nghiên cứu đã cho biết nếu nhiệt độ làm lạnh cao hơn -300Cthì các tinh thể tạo ra lớn Nhưng nếu nhiệt độ làm lạnh thấp hơn -300C thì các tinh

thể nước đá chỉ phát triển theo chiều dài thành hình sợi dài bao bọc xung quanh tếbào Những tinh thể nước đá dạng này không những không phá huỷ cấu trúc tế bào

mà còn có tác dụng bảo vệ những cấu trúc ấy Cho nên nếu chúng ta thực hiện lạnhđông các sản phẩm dưới nhiệt độ –300C thì sẽ đảm bảo được chất lượng thực phẩmmột cách tốt nhất

Do các thực phẩm khác nhau có thành phần và nồng độ chất hoà tan và hàmlượng nước khác nhau nên có điểm kết tinh ban đầu, thời gian kết tinh của nướctrong thực phẩm khác nhau… do đó để đưa ra được một công nghệ lạnh đông chomột sản phẩm ta cần xác định được 3 thông số cơ bản của quá trình lạnh đông sau:

- Nhiệt độ kết tinh ban đầu

- Tỷ lệ nước kết tinh hoặc không kết tinh

- Thời gian xử lý lạnh đông để có nhiệt độ trong lòng sản phẩm như mong muốn

* Các phương pháp làm lạnh đông rau quả

* Phương pháp lạnh đông chậm

Phương pháp lạnh đông chậm vẫn được áp dụng trong bảo quản một số loạirau quả nhằm dự trữ nguyên liệu cho chế biến nước rau quả và cô đặc nước quả.Lạnh đông chậm trong trường hợp này có tác dụng tích cực vì lạnh đông chậm pháhuỷ cấu trúc tế bào, cấu trúc hệ keo, làm tăng năng suất và hiệu suất ép Quả nho,quả táo qua lạnh đông chậm và bảo quản ở -14 - 18oC, đem ép lấy nước thì hiệu suấttăng đến 150% so với ép quả tươi

* Phương pháp lạnh đông nhanh

Môi trường làm lạnh nhanh thường là không khí có nhiệt độ nhỏ hơn to≤

-35oC với tốc độ lưu lượng khí 3 – 4 m/s cho các phòng nhỏ, hầm lạnh đông nhanh(tunel) Thời gian làm lạnh đông nhanh các sản phẩm rau quả từ 15 – 25 phút tuỳthuộc vào kích thước và loại rau quả

Lạnh đông nhanh tinh thể đá trong sản phẩm tạo thành nhỏ nên ít phá huỷcấu trúc của thế bào, có thể giữ được trên 95% phẩm chất của sản phẩm

* Phương pháp lạnh đông cực nhanh (siêu nhanh)

Đối với phương pháp lạnh đông cực nhanh, các tinh thể đá tạo thành trongsản phẩm ở dạng vô định hình nên không phá vỡ cấu trúc tế bào, hơn nữa ở nhiệt độthấp (-1960C) Nitơ lỏng tiêu diệt và hạn chế nhiều vi sinh vật hơn so với cácphương pháp khác

1.4.2.2 Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm

* Những biến đổi vật lý

Trong quá trình làm lạnh đông, các tinh thể đá được hình thành Khi các tinhthể này lớn lên, nó làm phá vỡ cấu trúc tế bào, đặc biệt là những tế bào cứng củaquả và rau dễ bị tổn thương nhất Sau khi làm tan giá ở những tế bào bị tổn thương

sẽ gây ra hiện tượng chảy nước dịch bào, cấu trúc và độ trương của rau quả bị pháhuỷ Vì vậy, cần phải làm lạnh nhanh đặc biệt là trong vùng nhiệt độ tới hạn

Nếu thực phẩm sau khi được làm lạnh đông mà bảo quản ở nhiệt độ quá thấpthì những tinh thể đá được sắp xếp lại (tái kết tinh) Những tinh thể đá lớn sẽ tănglên và những tinh thể đá nhỏ sẽ mất đi Điều đó cũng làm phá vỡ cấu trúc tế bào

Nếu nhiệt độ bảo quản thường xuyên thay đổi sẽ dẫn đến hiện tượng tái kếttinh, nước di chuyển dần vào những phần lạnh hơn bên trong làm cho các tinh thể

đá ở đây lớn dần lên

Trong thiết bị lạnh sẽ có độ ẩm thấp, vì nước bị ngưng tụ ở góc làm lạnh, sảnphẩm có thể bị khô đi và thể hiện sự “cháy lạnh” là nguyên nhân hình thành nhữngvùng có màu xám trên bề mặt thực phẩm sau khi kết tinh, sau khi làm tan giá để lạitrên bề mặt sản phẩm những lỗ nhỏ, sâu Sự cháy lạnh không có tính thuận nghịch,

có nghĩa là nó không mất đi sau khi làm tan giá hay chế biến, gây ra những biến đổikhông mong muốn về mùi vị và cấu trúc

Nếu cháy lạnh ở mức độ nhẹ thì tạo ra trên bề mặt sản phẩm những vết đốmtrắng, tạo ra hình thái bề ngoài không được chấp nhận bởi người tiêu dùng Songnhững biến đổi này thường được mất đi sau khi làm tan giá hoặc chế biến, khônggây biến đổi về mùi vị và cấu trúc

Trong quá trình làm lạnh cũng gây ra hiện tượng mất trọng lượng do sự bayhơi nước nhất là những thực phẩm không được bao gói

* Những biến đổi sinh hoá

Sản phẩm thực phẩm đã qua lạnh đông phải đạt nhiệt độ cuối cùng tâm sảnphẩm ≤ -120C (theo tiêu chuẩn của Nga quy định về chế độ làm lạnh đông thực

phẩm) Trong điều kiện nhiệt độ thấp của quá trình làm lạnh đông, những biến đổi

sinh hoá trong thực phẩm được hạn chế rất nhiều so với quá trình làm lạnh thường

Do quá trình đóng băng của các sản phẩm, các phản ứng sinh hoá nói chung bị kìmhãm với các mức độ khác nhau

Tại nhiệt độ –18 0C thì sự hư hỏng do hoá học và enzim xảy ra rất thấp,nhưng tốc độ phản ứng của một số phản ứng có thể tăng lên do nồng độ của sảnphẩm tăng lên Tuy vậy, sự tổn thất các thành phần dinh dưỡng do quá trình đônglạnh là rất thấp

Phần lớn các loại rau bị bạc trắng sau khi làm đông lạnh là do nhiệt độ lạnhlàm mất hoạt tính của enzim Tuy nhiên, hiện tượng này có thể kiểm soát được bằngcác phương pháp loại trừ oxi hoặc sự acid hoá, sunphur dioxide hoá

Trong quá trình làm lạnh sâu những hư hỏng chính diễn ra trong thực phẩmnhư sau:

Sự phân huỷ sắc tố:

Chlorophyl bị phân huỷ chậm đưa đến hình thành pheophytin màu nâu ngay

cả trên rau đã được chần Còn trên quả, pH bị thay đổi do sự kết tủa dẫn đến hiệntượng biến đổi màu của sản phẩm do anthocyanin

Sự tổn thất vitamin:

Những vitamin hoà tan trong nước (vitamin C, acid pantothenic…) giảm đitại nhiệt độ thấp Nhiệt dộ bảo quản lạnh đông tăng cao thì tổn thất vitamin C tănglên Bằng thực nghiệm người ta tính được rằng cứ mỗi khi nhiệt độ tăng lên 100C thìhàm lượng vitamin C giảm từ 6 –10 lần trong rau và 30 –70 lần trong quả Ngoài ra,hàm lượng vitamin C còn giảm do hiện tượng chảy nước dịch bào sau quá trình tangiá

Hoạt động của enzim

Trong công nghệ chế biến rau quả không được chần ở chế độ hợp lý cácenzim như : polyphenoloxidase , lipoxigenase gây ra sự nâu hoá và mất mùi rấtnghiêm trọng, làm giảm tính cảm quan của sản phẩm.

Nói chung những biến đổi sinh hoá trong quá trình làm đông lạnh còn tiếptục xảy ra trong suốt quá trình bảo quản lạnh đông về sau Tốc độ biến đổi các thànhphần dinh dưỡng phụ thuộc vào rất nhiều trạng thái của sản phẩm

* Những biến đổi về mặt vi sinh vật

Quá trình lạnh đông kìm hãm quá trình phát triển của vi sinh vật Trong quátrình bảo quản lạnh đông, số lượng vi sinh vật cũng giảm Hiệu quả gây chết ở nhiệt

độ từ – 4  –100C cao hơn đáng kể so với nhiệt độ thấp từ –15  - 300C Điều này

có thể được lý giải do hoạt độ của nước (aw) thấp trong điều kiện nhiệt độ thấp vàkhả năng chống chịu của vi sinh vật cao hơn ở những giá trị aw thấp hơn

Nấm men ở trạng thái hoạt động, nấm mốc và những vi khuẩn gram âm phầnlớn bị phá huỷ dễ dàng ở nhiệt độ đông lạnh Các vi khuẩn gam dương và các bào

tử (spore) của nấm mốc chống chịu tốt với tồn trữ lạnh đông Các spore của vikhuẩn ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh

Khi tốc độ hạ nhiệt độ trong quá trình làm lạnh càng nhanh thì sự sinh trưởngcủa vi sinh vật bị ức chế càng mạnh

* Những biến đổi trong rau quả bảo quản đông lạnh

Rau quả được làm lạnh đông ở dạng rời hay đã đóng vào các gói nhỏ vớikhối lượng từ 0,3 – 1 kg Rau quả đông lạnh, sau đó được đóng vào các thùng từ 15– 20 kg và được bảo quản trong các phòng có nhiệt độ thích hợp

Rau quả sau khi làm lạnh đông (có hay không tẩm đường) được bảo quản ởnhiệt độ ≤ - 100C, thường bảo quản ở –180C có khi bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn –

200C Đối với các loại rau trộn thêm đường thì nhiệt độ bảo quản lạnh đông thấphơn, thường từ –23  –250C Thời gian bảo quản tương ứng với chất lượng tốt nhấtcủa sản phẩm 6  12 tháng Nhiệt độ bảo quản lạnh đông càng thấp bao nhiêu thì

sự thay đổi chất lượng rau quả càng ít bấy nhiêu và do đó thời gian bảo quản càngđược lâu hơn

Những biến đổi quan trọng trong rau quả khi bảo quản lạnh đông dài hạn lànhững biến đổi về axit, độ ngọt (hệ số vị), thành phần chất khô, hệ vi sinh vật vàmen.

Người ta thấy rằng, bảo quản ở nhiệt độ càng cao thì hàm lượng chất khô và

độ axit của dịch bào càng tăng, hàm lượng đường giảm rất mạnh ở – 90C so với –

180C Dưới tác dụng của enzyme invectaza (mặc dù ở nhiệt độ thấp nó đã bị kìmhãm nhiều) đường saccaroza chuyển hoá khá nhiều Ví dụ như: bảo quản dâu tây 12tháng ở nhiệt độ – 180C thì giảm 23%, ở – 90C giảm 6 lượng đường ban đầu.Enzyme invectaza có ngay trong rau quả và cũng có thể vào rau quả từ ngoài do cácloại nấm men có nhiều invectaza Sự chuyển hoá đường saccaroza là quá trình thuỷphân không có lợi, nó là giai đoạn đầu của sự tổn thất đường do các quá trình oxihoá - khử trong rau quả đã lạnh đông

Trong quá trình bảo quản, có một số trường hợp độ axit tăng, hàm lượngđường giảm nên hệ số vị (tỷ số giữa hàm lượng đường và hàm lượng axit) cũnggiảm mạnh, khác với quá trình xảy ra khi bảo quản lạnh tạm thời thì hệ số vị ngọttăng (vì rau quả còn sống, đang tiếp tục quá trình chín và hô hấp) Các quá trình oxihoá - do enzyme oxi hoá tác dụng – làm tổn hao hàm lượng đường đơn giản - đườngkhử – và tích tụ các sản phẩm phân huỷ (như axetanđêhit, rượu etylic, các axit ) vàphân huỷ các hợp chất tạo mùi và vị tạo màu sản phẩm Các hợp chất gluxit,Protein, lipid và các chất khoáng khác bảo quản ở – 18oC ít biến đổi

Trong quá trình bảo quản còn tổn thất vitamin C Nhiệt độ bảo quản càngcao, thời gian bảo quản càng dài thì tổn thất vitamin C càng nhiều Ví dụ: sau 6tháng bảo quản đậu Hà Lan ở – 18oC tổn thất vitamin C là 6%, - 12oC là 23,5%, -

9oC là 71% Quả ngâm đường hay sirô thì ít tổn thất vitamin C hơn Đối với rau quảbảo quản ở ≤ – 18oC thì vitamin C ít bị tổn thất nhất

Bảo quản rau quả đông lạnh lâu dài sẽ làm thay đổi thành phần hệ vi sinh vậtcủa chúng Bảo quản các loại củ từ 6 -7 tháng ở – 9oC thì chỉ còn 3 loại trong số 8loại nấm men, 5 trong số 8 loại vi khuẩn… Trong thực phẩm có ngâm đường (-

12oC) hay muối ăn (-20oC) thì vi sinh vật chết rất nhanh Tuy vậy trong quá trình

bảo quản vẫn tích tụ một lượng đáng kể rượu etylic do quá trình lên men của nấmmen.

PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Nguyên vật liệu

- Dứa: dứa Cayen, dứa Queen, được trồng tại địa bàn Bắc Giang

- Mận: mận Tam Hoa, mận Hậu được trồng tại Bắc Hà, Lào Cai, Lạng Sơn

2.1.2 Enzyme

- Chế phẩm enzyme Pectinex UL Tra SP-L (Novo Industry Đan Mạch)

- Chế phẩm enzyme Pectinex 3XL (Novo Industry Đan Mạch)

2.2 HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ

2.2.1 Hoá chất, dụng cụ

- Các hoá chất tinh khiết được dùng cho việc xác định hàm lượng các chấttrong nguyên liệu cũng như trong sản phẩm như: Natri hydroxit, Kali cromat, tinhbột, I2… có xuất xứ Trung Quốc

- Các dụng cụ thí nghiệm để phục vụ thí nghiệm

2.2.2 Thiết bị

- Bể ổn nhiệt – JULABO TW20, Đức

- Cân phân tích – SHIMADZU & MONO BLOC, Nhật Bản

- Máy say sinh tố - Moulinex, Pháp

- Kho lạnh đông - Italya

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Các thông số công nghệ nghiên cứu phù hợp với từng nội dùng.

- Tiêu chí đánh giá dựa trên các thông số đánh giá chất lượng của quá trìnhtrích ly dịch quả, làm trong dịch quả và đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi tríchly

2.3.2 Phương pháp phân tích hoá lý

2.3.2.1 Xác định hàm luợng đường khử bằng phương pháp Graxianop

* Tiến hành:

+ Chuẩn bị dịch đường đem phân tích:

- Đối với nguyên liệu mận, dứa: cân 25g, nghiền nhỏ, chuyển vào bình địnhmức 250ml, thêm nước cất đến 3/4 thể tích bình và đun cách thuỷ ở nhiệt độ 70-

800C trong vòng 30- 40 phút, thỉnh thoảng lắc bình để hoà tan hết đường vào dùngdịch Sau đó làm nguội đến 200C, định mức bằng nước cất và đem lọc

Lấy 100ml dịch lọc cho vào bình định mức 250ml, định mức bằng nước cất

- Đối với dịch quả: Tuỳ thuộc vào khoảng nồng độ đường trong dùng dịch phântích, pha loãng bằng nước cất vào bình định mức thích hợp

+ Xác định đường:

Nếu muốn xác định lượng đường khử trong dịch thì đem luôn dịch vừa chiếtđược đó đi xác định (theo phương pháp Graxianop), còn nếu muốn xác định lượngđường tổng thì phải thuỷ phân dịch vừa thu được Lấy 100ml dịch lọc, cho thêm 2

ml dùng dịch HCl đậm đặc và đun ở 70oC trong 2 phút Sau đó trung hoà dịch thuđược bằng NaOH 33% và xác định lượng đường khử có trong dùng dịch, suy ralượng đường tổng có trong mẫu

Cho vào bình tam giác 250ml gồm 20ml dùng dịch K3Fe(CN)6 1%, 5mldùng dịch KOH 2.5N và vài giọt chỉ thị xanh metylen Lắc đều và đun trên bếp saocho sau 1-2 phút thì sôi Dùng dịch đường vừa chuẩn bị để chuẩn cho đến khi dùngdịch phản ứng chuyển sang màu vàng cam thì dừng

+Tính toán: