Ứng dụng enzyme pectinase trong công nghệ chế biến nước ép táo

1. 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: Th.s Nguyễn Minh Hải THÀNH VIÊN NHÓM: LỚP: D13 – TP06  Mai Kim Hồng  Nguyễn Ái Vi  Tô Yến Nga  Lê Thị Thùy Như  Nguyễn Thị Hồng Thủy  Phạm Thị Ngọc Ngân2. 2 I. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Giới thiệu về táo Táo là một loại thực vật vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng có khí hậu lạnh và rất lạnh. Từ lâu loài người đã sử dụng táo như một nguần thực phẩm cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể. Loại táo đầu tiên được tìm thấy thuộc vùng ven hồ ở Thụy Sĩ. Loại này có kích thước nhỏ hạn so với các loại táo tiện nay, nhưng khi nghiên cứu sâu về các đặc đỉểm sinh học thì các nhà khoa học thấy chúng có rất nhiều đặc điểm giống nhau về mặt sinh học. Loại táo này hiện diện ở rất nhiều vùng thuộc các nước châu Âu. Ngay cả các vùng thấp như Drontheim thuộc Na Uy. Loại táo Crab hay táo hoang dại có tên khoa học là Pyrus malus có nguồn gốc thuộc nước Anh là tổ tiên của các loài táo hiện đang được trồng ở tất cả các vùng khí hậu ôn đới trên thế giới. Trước thời đế chế Norman sự đa dạng của các loài táo rất phong phú, mà đa số được đưa vào nước Anh bởi người Romans. Hơn 22 loại táo khác nhau đã được đề cập đến bởi nhà thực vật học Pliny. Trong một bản thảo của Old Sãxon cũng đã tùng đề cập đến rất nhiều loại táo và rượu táo khác nhau. Bartholomeus Anglicus trong cuốn bách khoa toàn thư do ông biên soạn năm 1470 có hơn một chương nói về các loại táo có mặt trong thời gian đó. Sau quá trình di cư và thám hiểm của loài người, các loài táo đã được trồng và thu hoạch ở hầu hết các nước trên thế giới. Và hiện nay kết hợp với những thành tựu khoa học, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệ sinh học đã tạo ra được rất nhiều giống với các khả năng phát triển và tạo quả khác nhau phục vụ cho con người.3. 3 Theo thống kê có hơn 7500 loài táo khác nhau được trồng khắp nơi trên thế giới. Trong đó, chỉ có 1500 loài là được trồng nhiều nhất. Táo chuyên sống ở vùng ôn đới, do đó nhiệt độ thích hợp thường nhỏ hơn 10oC độ ẩm 70%. Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ. 2. Nước ép táo Nước táo ép rất giàu vitamin A, cần thiết cho mắt. Trong nước táo ép có lượng vitamin C cao một chất chống oxy hóa tốt cho hệ miễn dịch và cơ thể. Do vậy, loại nước trái cây này giúp phòng ngừa các bệnh như ung thư và đột quỵ. 1. ENZYME Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép táo được trình bày trong bảng 1.1 Bảng 1.1 Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép tá Tên enzyme Tên thương phẩm Nguồn gốc pHotp Totp Vai trò Pectinase Pectinex ultra SPL Aspergillus aculeatus 4,5 4050°C Hô trợ quá trình ép Pectinex 3XL Aspergillus Niger 45 4050°C Hô trợ quá trình làm trong Cellulase Celluclast 1.5L Trichodema Reesei 46 5065°C Hô trợ quá trình ép4. 4 1.1 Khái quát về enzyme pectinase Là tên gọi chung của nhóm enzyme phân giải pectin. Enzyme này có thể nhận được Asp.niger và từ thực vật. Vai trò của enzyme pectinase: + Tăng hiệu suất ép. + Tăng tốc độ lọc. + Giúp nước quả trong. + Tách lớp nhớt có pectin bao quanh hạt. + Tăng hiệu suất trích ly dược liệu. Pectinex ultra SPL: có tác dụng phá vỡ các mô quả bằng cách thủy phân protopectin thành pectin hòa tan. Pectinex 3XL: giúp kết lắng những cấu tử nhỏ lơ lửng kể cả những cấu tử không thể nhìn thấy bằng mắt thường.  Phân loại pectinase: Pectin esterase ( PE ): enzyme thuỷ phân pectin với sự tham gia của nước. Polygalacturonase ( PG): Thuỷ phân liên kết glycosid 14 của phân tử polygalacturonic.5. 5 1.2Khái quát về enzyme cellulase Làm tăng hàm lượng chất chiết trong dịch quả nhờ phản ứng thủy phân của enzyme pectinase. 1.3Tác động của enzyme trong quy trình Xử lí enzyme Protopectin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE

TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN

NƯỚC ÉP TÁO

GVHD: Th.s Nguyễn Minh Hải THÀNH VIÊN NHÓM:

LỚP: D13 – TP06

I. GIỚI THIỆU CHUNG

1. Giới thiệu về táo

Táo là một loại thực vật vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng có khí hậu lạnh

và rất lạnh Từ lâu loài người đã sử dụng táo như một nguần thực phẩm cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể Loại táo đầu tiên được tìm thấy thuộc vùng ven hồ ở Thụy Sĩ Loại này có kích thước nhỏ hạn so với các loại táo tiện nay, nhưng khi nghiên cứu sâu về các đặc đỉểm sinh học thì các nhà khoa học thấy chúng có rất nhiều đặc điểm giống nhau về mặt sinh học Loại táo này hiện diện

ở rất nhiều vùng thuộc các nước châu Âu Ngay cả các vùng thấp như Drontheim thuộc Na Uy Loại táo Crab hay táo hoang dại có tên khoa học là Pyrus malus có nguồn gốc thuộc nước Anh là tổ tiên của các loài táo hiện đang được trồng ở tất

cả các vùng khí hậu ôn đới trên thế giới Trước thời đế chế Norman sự đa dạng của các loài táo rất phong phú, mà đa số được đưa vào nước Anh bởi người Romans Hơn 22 loại táo khác nhau đã được đề cập đến bởi nhà thực vật học Pliny Trong một bản thảo của Old Sãxon cũng đã tùng đề cập đến rất nhiều loại táo và rượu táo khác nhau Bartholomeus Anglicus trong cuốn bách khoa toàn thư do ông biên soạn năm 1470 có hơn một chương nói về các loại táo có mặt trong thời gian đó Sau quá trình di cư và thám hiểm của loài người, các loài táo

đã được trồng và thu hoạch ở hầu hết các nước trên thế giới Và hiện nay kết hợp với những thành tựu khoa học, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệ sinh học đã tạo

ra được rất nhiều giống với các khả năng phát triển và tạo quả khác nhau phục vụ cho con người

Theo thống kê có hơn 7500 loài táo khác nhau được trồng khắp nơi trên thế giới Trong đó, chỉ có 1500 loài là được trồng nhiều nhất Táo chuyên sống ở vùng ôn đới, do đó nhiệt độ thích hợp thường nhỏ hơn 10oC độ ẩm 70%

Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, Thổ

Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ

Nước táo ép rất giàu vitamin A, cần thiết cho mắt Trong nước táo ép có lượng vitamin C cao - một chất chống oxy hóa tốt cho hệ miễn dịch và cơ thể Do vậy, loại nước trái cây này giúp phòng ngừa các bệnh như ung thư và đột quỵ

Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép táo được trình bày trong bảng 1.1

Tên

enzyme

Tên thương

Pectinase

Pectinex ultra SP-L

Aspergillus

Hô trợ quá trình ép

Hô trợ quá trình làm trong

trình ép

Bảng 1.1 Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép tá

1.1 Khái quát về enzyme pectinase

+ Tăng hiệu suất ép

+ Tăng tốc độ lọc

+ Giúp nước quả trong

+ Tách lớp nhớt có pectin bao quanh hạt

+ Tăng hiệu suất trích ly dược liệu

- Pectinex ultra SP-L: có tác dụng phá vỡ các mô quả bằng cách thủy phân

protopectin thành pectin hòa tan

- Pectinex 3XL: giúp kết lắng những cấu tử nhỏ lơ lửng kể cả những cấu tử không thể nhìn thấy bằng mắt thường

 Phân loại pectinase:

- Pectin esterase ( PE ): enzyme thuỷ phân pectin với sự tham gia của nước

- Polygalacturonase ( PG): Thuỷ phân liên kết glycosid 1-4 của phân tử polygalacturonic

1.2 Khái quát về enzyme cellulase

enzyme pectinase

1.3 Tác động của enzyme trong quy trình

• Xử lí enzyme

- Quá trình này làm giảm độ bền cơ học của màng tế bào, dịch quả sẽ được giải phóng ra khỏi tế bào dễ dàng hơn và hiệu suất nước ép thu được tăng lên trung bình khoảng 15 – 30%, có khi tới 49% (tùy từng loại quả)

- Bổ sung cellulase góp phần phá vỡ lớp cellulose ở thành tế bào làm cho hiệu suất quá trình ép tăng lên đáng kể

2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TÁO

Táo

Nghiền

Ép

Thu hồi hương

Bài khí

Bổ sung PME, PG T 500C/ 1 2g

Amilose glucosidase

Hạ nhiệt để xử lý enzyme

Lọc trong

 Tác động của enzyme pectinase trong giai đoạn ghiền

 Tăng khả năng chiết rút các chất

 Giảm được tác động của áp suất ép và năng lượng cơ học

 Tác động của enzyme pectinase trong giai đoạn ép

 Nếu dùng áp suất để ép, một phần hương liệu cũng bị mất đi

 Việc xử dụng pectinase làm giảm khối nhầy và giúp cho dịch ép loãng

hơn => giảm áp suất lọc => giảm khối lượng chất trợ lọc

 Quá trình lọc sẽ dễ dàng hơn và sản phẩm sẽ ổn định hơn

 Cơ chế làm trong bằng enzyme

( PME)

(PG) Acid galacturonic

Dịch ép trái cây loãng

- Tăng tốc độ quá trình lọc vì sử dụng enzyme pectinase giúp kết lắng những cấu

tử nhỏ lơ lửng kể cả những cấu tử không thể nhìn thấy bằng mắt thường

- Làm trong dịch ép táo giúp ổn định độ trong nước ép táo không bị vẩn đục trở

lại

- Quá trình làm trong 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: giai đoạn bất ổn định, đặc trưng bởi sự giảm độ nhớt của dịch quả, quá trình thủy phân diễn ra với tốc độ nhanh

+ Giai đoạn 2: các chất tạo thành trong quá trình thủy phân bắt đầu kết lắng, sự

thủy phân pectin vẫn còn nhưng chậm dần, giai đoạn này kết thúc khi cặn đã lắng hoàn toàn

Cô đặc ( 70 C )

Bảo quản Đóng gói

+ Giai đoạn 3: kết thúc sự phân giải pectin, có thể xác định bằng cách cho lắng bằng ion Ca2+ mà không thấy pectin

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm trong của enzyme

- Nhiệt độ xử lý enzyme 500 C/ 1-2 giờ giúp làm trong

- Nhiệt độ xử lý 250 C không đạt yêu cầu vì dễ bị nhiễm vi sinh vật

- Chế độ xử lý enzyme để tăng hiệu suất ép là 500 C/30 phút

- Bổ sung enzyme cellulase và hemicellulase làm tăng hiệu suất ép

- Bổ sung enzyme amilase, amiloglucosidase cải thiện độ nhớt của dịch ép không làm nghẹt lưới lọc quá trình lọc trong tốt hơn

- Enzyme esterase: enzyme nội bào có sẵn trong trái cây sẽ thủy phân ester=> acid hữu cơ và rượu tương ứng

- Enzyme lypoxygenase tác động đến các acid béo dây dài ( linoic,

linolenic) => aldehyd không bão hòa => rượu

- Enzyme polyphenol oxydase tác động lên các phenol và polyphenol => tạo màu sẫm

- Kết quả rất đáng tin cậy do độ nhạy của phản ứng rất cao

- Tương đối rẻ tiền, rất phổ biến tại các phòng thí nghiệm kiểm tra chất lượng trên thế giới

- Tính đặc thù của enzyme trên cơ chất cao

- Các enzyme này hoạt động trên các cơ chất riêng biệt như sucrose,

fructose, glucose, acetal dehyd, acid cacboxylic

trước khi sản xuất

làm rượu có nguồn gốc từ nấm mốc, đặc biệt là từ nấm aspergillus niger Dịch quả đục ( chanh, mận, cà chua, nước dạng nectar) Những sản phẩm dùng enzyme để thủy phân polysaccharide của lớp vỏ

- Sản xuất nước quả

- Lên men trà và cà phê: việc thêm pectinase cũng làm cải thiện đặc tính của bột trà bằng cách phân hủy pectinase trà trong cà phê sử dụng loại lớp vỏ nhày khỏi hạt cà phê

- Sản xuất tinh dầu: sử dụng enzyme làm tăng sản lượng dầu oliu do tác dụng làm hóa lỏng thành cấu trúc của tế bào

Công nghệ sản xuất nước ép trái cây ngày càng phổ biến và thông dụng bởi tính tiện dụng cuả nó

Sự phát triển của công nghệ enzyme đã mang lại các ứng dụng rộng rãi của enzyme trong các ngành công nghiệp Trong đó có ứng dụng bổ sung enzyme vào quy trình sản xuất nước ép táo mà tạo được một loại thức uống

bổ dưỡng cho người tiêu dùng