Quy trình sản xuất enzyme pectinase và ứng dụng trong làm nước quả

GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÈ ENZYME PECTINASE 1.4.Đặc điểm Enzyme pectinase: .7 1.7.Lợi ích sử dụng enzyme pectinase .15 CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ENZYME 20 PECTINEASE 20 Thuyết minh quy trình: 21 2.3.Tách làm 23 2.4 Phương pháp tinh .27 2.4.1.Giới thiệu chung 27 2.4.2.Phương pháp kết tủa .29 Kết tủa enzyme dung môi hữu Ctf .31 2.4.4.Phương pháp sắc ký 35 2.4.5.Phương pháp thẩm tích 38 2.4.6.Kết tủa lực 39 2.5 Thu chế phẩm từ ASP.NIGER 72-32 .39 Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang 2.5.1.Ảnh hưởng thời gian nuôi 39 2.5.2.Ảnh hưởng nhiệt độ nuôi 39 2.5.3.Ảnh hưởng độ ầm ban đầu môi trường nuôi cấy 41 2.6.Xác định hoạt tính enzyme 43 2.6.1.Phương pháp nhớt kế .43 2.6.2.Phương pháp đông chung(Cu-pectat) 43 2.6.3.Phương pháp so màu: .44 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ENZYME PECTINEASA TRONG LÀM 45 NƯỚC QUẢ .45 3.1 Giói thiệu ứng dụng enzyme pectinase 45 3.2.ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước 3.2.1 Các chế phẩm enzyme 46 3.2.2.ứng dụng chế phẩm pectinase sản xuất nước 48 ♦♦♦ Sản xuất nước uống từ dâu tây, anh đào phúc bồn tử 51 ♦> Sản xuất nước từ nho 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang LỜI MỞ ĐẦU Hiện nước ta thời kỳ phát triển mạnh, với xu hội nhập kinh tế quốc tế, ngành khoa học kỹ thuật dịch vụ ngày phát triển, theo ngành công nghệ thực phẩm bước cải tiến để cung cấp sản phẩm đầy đủ chất dinh dưỡng, đẹp mắt, tiện lợi đáp ứng nhu cầu ngày cao người Sử dụng enzyme sản xuất đời sống trở thành phổ biến ngành sản xuất thực phaamt mang lại lợi ích lớn Trước đây, nguồn enzyme chủ yếu thu nhận từ thực vật động vật Ngày nay, người ta nghiên cứu tìm nguồn enzyme từ vi sinh vật phong phú đa dạng rẻ tiền Và ứng dựng rộng rãi ngành sản xuất khác Đe hiểu sâu hon nguồn enzyme nhóm em thực đề tài tiểu luận quy trình sản xuất enzymepectínase ứng dụng sản xuất nước Vì thòi gian hoàn thành báo cáo không nhiều, kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, em kính mong nhận đóng góp ý kiến cô, bạn để báo cáo em hoàn thiện horn giúp em tiến horn làm tới Nhóm 20Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÈ ENZYME PECTINASE 1.1 Enzyme gì? Enzyme pectinase nhóm enzyme thủy phân pectin , sản phẩm trình acid galactưronic, galactose, arabinose, methanol nhóm ezyme ứng dụng ĩộng rãi cồng nghiệp đứng sau amylase protease Enzyme ban đầu phát cảc dịch chiết trái cà rốt, cà chua hay đại mạch Đầu tiên phải kể đến lầ phát E.fremi (1840) đối tượng cà rốt 1.2 PiírtinasỂ Cấu tạo Pectin polysaccharide dị thề, chủ yếu mạch gầm gốc acid -a-D-1,4 galacturonic, liên kết với liên kết 1,4-0 glucozic gọi acid F'ct’liiDttSe nhúm CIIÍVIII UIL’ tác 1’liei MC til JV plnìỉi pectin P «tinsse P edi MU polygalacturonic hay acỉd pectic Pectine hòa tan tự nhiên ester metylic acid pectic EMto-iMairi Trong thực tế tất nhóm -COOH C6 đường galactose bị metyl hóa (tạo ester metylic), mà số nhóm -COOH bị decacboxyl hóa (khử C02), số nhóm -COOH thay -H kim loại, có lúc giữ nguyên dạng -COO Người ta cho protopectine hợp chất pectine arában, galactose hay tinh bột Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC 1.3 Phân loại Enzyme pectinase phân loại theo chế tác dụng chúng: GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang Bảng 1.1: Phân loại enzyme pectinase Enzym (tên gọi theo hệ Enzym(tên stt thống) thường gọi) Pectin-pectinhydrolase pectinesterase - Poly- -l,4 galacturonidglycano hydrolase-PG Poly-"-l,4-D3 Endopoly galacturonase (endo-PG) Exopoly galacturonidgalacturon- galacturonase hydrolase (exo-PG) Poly-'-l,4-D- Endopolymetil- galacturonidmetilester- galacturonase glycanohydrolase (Endo-PMG) Phản ứng xúc tác Pectin + H20 = n metanol + pectic acid Thủy phân liên kết '-1,4-Dgalacturonid galacturonid không theo trật tự Thủy phân liên kết '-1,4-Dgalacturonid pectat, galacturonic với đứt mạch acid galacturonic Thủy phân liên kết "-1,4-Dgalacturonid pectin không theo trật tự định Thủy phân liên kết '-1,4-D- Poly-"-l,4-D5 galacturonid digalacturonoliase Exo-pectatliase (exo-PKTE) galacturonid pectat với tạo thành aciddegalacturonic '-4,5 không theo trật tự định Thủy phân liên kết '-1,4-D6 Endopectatliase galacturonid pectat, galacturonic với tạo galacturonid glicanoliase (PETE) Poly- ■ -1,4-D- thành nối đôi không theo Nhóm 20Trang GVHD: Th S Nguyen Thị Thu Sang trật tự định Poly-"-l,4-D7 galacturonid glicanoliase Thủy phân liên kết '-1,4-DEndopectinliase galacturonid pectin với metylester (Endo-PTE) tạo thành nối đôi không theo trật tự định 4- Pectinesterase (PE): xúc tác thủy phân nhóm methyl ester Enzyme thường công vào nhóm ester methyl đon vị galaturonate nằm kề đon vị không bị ester hoá, phân cắt nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh nhóm -COOH tự do, tạo thành acid pectinic acid pectic methanol Pectinesterase thu từ nguồn khác có giá trị pH tối ưu khác Nếu thu từ nguồn vsv PH tối ưu từ 4,5-5,5, từ nguồn thực vật có pH tối ưu từ 5,0-8,5 Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu 30-40°C bị vô hoạt 55-62°C Pectinesterase thường hoạt hoá ion Ca2+ Mg2+ 4- Polygalacturonase: có tên gọi poly -1,4- galacturoniglucanohydrolase, xúc tác phân cắt mối liên kết -1,4glycosid Các exo-PG (exo-poly 1,4—D-galacturonide) galacturonohydrolase, phân cắt từ đầu không khử, endo-PG (endo-polyl ,4-D-galacturonide) glycanohydrolase, công ngẫu nhiên vào mạch chất Polygalacturonase gặp thực vật có chủ yếu số nấm mốc vi khuẩn Polygalacturonase phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử thường có tính đặc hiệu cao đối vởi chất Trên sở tính đặc hiệu chế tác dụng với chất, enzym polygalacturonase chia làm bốn loại: 4- Polymethylgalacturonase hay gọi -1,4-galacturonite- methylesglucanohydrolase, tác dụng polygalactorunic acid methoxyl hoá (tức pectin) Enzyme lại phân thành hai nhóm nhỏ phụ thuộc vào khả phân cắt hay cuối mạch phân tử pectin, endo-glucosidase-polymethyl galacturonase kiểu I Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang exo-glucosidase- polymethylgalaturonase kiểu II 4- Polygalacturonase, enzyme tác dụng pectic acid pectinic, chia thành hai nhóm nhỏ endo-glucosidase- polygalacturonase kiểu II exo-glucosidase-polygalacturonase kiểu IV Enzyme endo- glucosidase-Polymethyl-galacturonase kiểu I enzyme polymethylgalacturonase dịch hoá pectin có mức độ methyl hoá cao bị thủy phân enzyme nhanh có hiệu Trong dung dịch, có mặt enzyme pectinesterase hoạt độ enzyme thường bị giảm Enzyme phổ biến vsv, đặc biệt nấm mốc A nỉger, A, awamorl T Pectate lyase (PEL): xúc tác phân cắt đơn vị galacturonate không bị ester hoá Cả hai enzyme exo-PEL (exo-Poly(l,4—D-galac turonide) lyase) endo-PEL (endo-poly(l,4—D-galacturonic lyase) tồn Pectate pectin có lượng methoxyl thấp chất thích hợp cho enzyme Nói chung, hai enzyme có khoảng pH tối đa nằm khoảng từ 8,0-11, cần ion Ca 2+ để hoạt động Pectate lyase không tìm thấy xanh, có vi khuẩn nấm Các enzyme vsv ngoại bào đóng vai trò quan trọng trình gây bệnh thực vật, gây phân hủy mô thành tế bào, làm mềm làm mục mô thực vật Ngoài có: 1- Pectin-transelỉminase hay gọi poly -1,4-galaturonite methylesteglucanoliase, enyme tác dụng pectin pectinic acid 4- Polygalactorunate-transelỉminase gọi poly -1,4Dgalaturonite -glucanoliase, enzyme tác dựng pectic acid pectinic acid Pectin lyase (PNL): xúc tác phân cắt đơn vị galacturonate bị ester hoá Tất PNL endo-enzyme 1.4 Đặc điểm Enzyme pectinase: 1.4.1 Enzym pectinase từ nguồn thực vật: Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang > Pectìnesterase: Trong thực vật, hầu hết loại cho trái chứa enyme PE.Enzyme thường tồn nhiều hình thức khác nhau, nằm phần vỏ tế bào PE thực vật nói chung có hoạt độ tối ưu khoảng pH kiềm Các cation kim loại nồng độ thấp, Ca 2+ chẳng hạn, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động enzyme Cà chua chứa hai loại PE Cả PE1 PE2 tăng giai đoạn đầu trình chm Khi bước vào giai đoạn chín, nồng độ enzyme PE1 giảm xuống, PE2 tích luỹ dần trái có màu đặc trưng trái chín PE2 có khối lượng phân tử 23kD, pH tối ưu 7,6 Enzyme bị bất hoạt 50% sau phút đun 67°c Các ion Ca2+ Na+ làm tăng hoạt độ enzyme lên tối đa nồng độ 0,005M 0,05M, theo thứ tự PE đậu nành protein có khối lượng phân tử 33kD, hoạt động tối ưu pH gần Polygalacturonic acid, sản phẩm hình thành trình để methyl hoá phân tử galacturonic acid Trong thịt chuối có hai isoenzyme PE Cả hai có khối lượng phân tử 30kD, có điểm đẳng điện khác nhau: 8,8 9,3 Các enzyme hoạt động pH tối đa 7,5 Hoạt độ enzyme tăng lên thêm vào dung dịch NaCl nồng độ 0,2M, đưa pH dung dịch 6,0 Các enzyme bị ức chế nhiều loại Polyol có khối lượng phân tử thấp, glycerol, sucrose, glucose, maltose galactose PE cam có hai loại: hai isoenzyme PE1 PE2 có khối lượng phân tử 36,kD, có điểm đẳng điện khác 10,05 11,0, theo thứ tự pH tối ưu PE1 7,6, PE2 8,0 Trong thành phần nhiều thịt khác chứa hai isoenzyem, hai enzyme có tính bền nhiệt hơn, enzyme mẫn cảm bị tác động protease Độ ổn định enzyme liên quan đến mức độ glycosyl hoá phân tử Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang enzyme Enzyme bền nhiệt enzyme lại có khối lượng 51kD 36kD, theo thứ tự Nhóm 20Trang GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang Hình 2.1: cấu trúc pectỉnesterase từ carrot Cả táo kiwi chứa hai loại isoenzyme Các isoenzyme kiwi có khối lượng phân tử 57kD điểm đằng điện 7,3 Tuy nhiên, chúng khác mức độ bền nhiệt > Polygalacturonase: Hầu hết nghiên cứu PG sở nguồn vsv PG thường lìm thấy phần tiết ngoại bào cảc loài nấm vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn Sacchromyces gragỉtís, Aspergillus nig er, Lactobacillus plantarum, Cochỉlioboỉus carbonum, Neurospora crassa, loài Ascomycete, Phizopus arrchtzus, Fusarium osyporum Tuy nhiên, thực tế, Pỡ thực vật bậc cao nghiên cứu nhiều cà chua Các enzyme PG cà chua chm tồn hai dạng, hai endo-enzyme.PGl có khối lượng phân tử 84kD có khoảng 50% bị bất hoạt nhiệt độ 78°C.PG2 có khối lượng phân tử 44kD có khoảng 50% bi bất hoạt 57°c PG1 có độ ổn định tối đa pH 4,3, trái lại PG2 ổn định tối đa ởpH 5,6 Exo-PG thủy phân đầu không khử chuỗi polygalacturonic, tạo galacturonic acid sản phẩm thủy phần chiếm ưu thế.Sự thủy phân polymer bị gián đoạn tồn mạch nhánh chất Mức độ thuỷ phân tăng tỉ lệ với kích thước chất, đạt tối đa với mức polymer hoá 20 exo-PG cà rốt đào Hoạt động Nhóm 20Trang 10 exo-enzyme làm tầng nhanh GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang Hoạt Hoạt động động pectinase pectinase (dvhd/lg (dvhd/lg canh canh trường) trường) hưởng hàm lựơng nguồn nguyên liệu chứa pectin khác Lượng Lượng Ảnh nguyên MT có cà rốt MT có củ cải MT có bã táo nguyên liệuchứađến sinh tổng hợp pectinase Asp.niger & 72-32 (hương liệu pháp đồng) chứa pectinpectin (%) 142 0.39 302 0.65 621 0.72 980 11 0.89 1290 12 0.79 11 1650 142 0.39 296 0.59 532 0.62 820 0.65 1050 0.79 1265 142 0.39 202 0.49 496 0.59 600 0.6 726 0.65 850 12 1400 1500 970 13 1150 1300 1100 14 930 1180 900 15 650 870 800 Nhóm 20Trang 42 13 0.62 0.62 0.68 14 0.58 0.58 0.52 15 0.5 0.5 0.46 Ảnh hưởng hàm lựơng nguồn nguyên liệu chứa pectin khác đến sinh tổng hợppectinase Asp.niger & 72-32 Theo tính tóan sơ cho thấy môi trường kể thiếu nitơ.Yì nghiên ảnh hưởng việc cho thêm muối (NH4)2S04 vào môi trường Asp.niger 72-32 nuôi cấy môi trường có chứa 11% cà rốt với hàm lượng muối amon sunfat thay đổi, nuôi 32°c sau 36 đem xác định họat độ pectinase canh trường, kết thu bảng Qua bảng nhận thấy muối amon sunfat môi trường có ảnh hưởng đến tổng hợp pectinase nấm mốc môi trường có cà rốt 11% Khi thêm từ l2.5%amon sufat họat độ pectinase chùng Asp.niger tăng từ 7- 10 2.6 Xác định hoạt tính enzyme Xác định hoạt tính pectinase tiến hành phương pháp sau đây: 2.6.1 Phương pháp nhớt kế Độ nhớt dung dịch chứa pectine thay đổi sau thời gian bị pectinase tác dụng Độ nhớt đo nhớt kế, thông qua thời gian dịch chuyển thể tích định dung dịch chứa pectinase Sử dụng bình tam giác, bình cho vào 50ml dung dịch pectin 0.6% vào tủ ấm 50 độ c, thời gian 15 phút, sau cho enzyme vào với lượng từ 0.1-0.9 ml bổ sung nước cất cho đủ lml Duy trì mẫu nhiệt độ 50 độ c, thời gian lh, sau làm lạnh xuống 2-3 độ c, lọc qua vải lần Lấy 5ml dung dịch nghiệm cho qua nhớt kế để đo độ nhớt thông qua thời gian chảy mẫu dung dịch chứa pectine đem thí nghiệm nói 2.6.2 Phương pháp đông chung(Cu-pectat) ❖ Nguyên tắc: GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang Thủy phân pectin tác dụng pectinase.Sau dùng CuS0 5% để kết tủa axit pectin dạng đồng pectat(Cu-pectat).Hòa tan kết tủa NH4OH 25% Xác địng lượng đồng nhờ iốt Một đơn vị họat động pectinase theo phương pháp lượng emzyme có khả xúc thủy phân hết mg pectin thời gian điều kiện tiêu chuẩn 2.6.3 Phương pháp so màu: Theo phương pháp này: Một đơn vị họat động pectinase lượng emzyme có khả xúc tác thủy phân hết g pectine thời gian lgiờ thành acid galacturonic điều kiện tiêu chuẩn Nhóm 20Trang 44 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG ENZYME PECTINEASA TRONG LÀM NƯỚC QUẢ 3.1 Giói thiệu ứng dụng enzyme pectinase Trong sản xuất thực phẩm, người ta sử dụng chế phẩm pectinase duới dạng tinh khiết Người ta không dung chế phẩm dạng canh trường nấm mốc sấy khô Tỉ lệ chế phẩm pectinase cô đặc lượng nguyên liệu đem chế biến vào khoảng từ 0,03- 0,05 đến 0,10% Trong sản xuất rượu vang, sản xuất nước nước uống không rượu, sử dụng pectinase cách hiệu Nhờ tác dụng pectinase mà trình ép, làm dịch lọc dễ dàng, làm tăng hiệu suất sản phẩm Chẳng hạn đưa pectinase vào khâu nghiền quả, làm tăng hiệu suất nước sau ép tới 15 - 25% Bởi lẽ có pectinase phân giải chất pectinase mà dịch suốt không bị đục lọc dễ dàng Không Enzyme pectinase góp phần chiết rút chất màu, tannin chất hoà tan nữa, làm tăng thêm chất lượng thành phẩm Tồn nhóm enzyme pectinase phân giải pectin Pectin methyl esterase Depolymease Exoenzym pectmase Pectin methyl esterase (EC.3.1,1,11): Enzyme tham gia phân giải pectin thành acid pectic methanol Enzyme có tên khác pectiestenase (PE).Hiệu suất thuỷ phân pectin enzyme cao, đạt 98% Pectinesterase nấm sợi hoạt động mạnh pH -5 Cả hai loại pectinase bị biến tính nhiệt độ 80°c Ezyme pectin methyl esterase tham gia tác động vào COOH3theo chế sau: Pectin depoỉymease: Ezyme có tế bào thực vật Tuy nhiên người ta sản xuất enzyme theo quy mô công nghiệp từ nấm sợi từ vi khuẩn Chúng phân làm loại sau: Endo pectin traseliminase (EC,4.2.2.3), viết tắt PTE - pectiliase Endo petin acid traseliminase (EC, 4.2.2.1), viét tắt PATE Nhóm 20Trang 45 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang Endo - polygalacturonase (EC, 3.2.1.15), viết tắt PMG Endo - poly methyl galacturonase Việc ứng dựng pectinase để thu nhận nước áp dụng lần vào năm 1930 Từ đến việc áp dụng enzyme trở nên phổ biến nhiều nước giới Việc thu nhận nước từ trước đến chủ yếu phưcmg pháp ép Nếu pectin nhiều theo nước gây tượng nước bị đục, có độ keo cao khó lọc Trong tế bào nước chiếm khoảng 90-95% Néu ta nghiền sau ép ta thu nhận khoảng 60-70% tối đa Khi ta cho enzyme pectinase vào, hiệu suất ép tăng 15-30% Nhiều trường họp, hiệu suất ép tăng đến 50% Liều lượng chế phẩm enzyme tinh khiết cho vào 0,03- 0,05% chế phẩm thô 0,5 - 2% Nhiệt độ trì cho trình thuỷ phân 43 - 45%.Thời gian thuỷphân - 8h.dịch thu pectinase tronng hơn, khả lọc tốt hiệu kinh tế thấy rõ 3.2 ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước 3.2.1 Các chế phẩm enzyme Trong sản xuất nước rượu vang, việc sử dụng enzym tiến khoa học lớn.Các chế phẩm enzyme sử dụng sản xuất nước rượu vang hỗn họp nhiều loại enzyme loại enzyme riêng biệt.việc sử dụng hỗn hợp enzyme hay loại enzyme riêng biệt phụ thuộc vàp nguyên liệu sản phẩm cần đạt tới Ngoài ra, việc sử dụng loại chế phẩm enzyme trình bày phụ thuộc vào công nghệ sản xuất ( yếu tố kỹ thuật) Trong sản xuất nước rượu vang, người ta thường sử dựng sáu nhóm enzyme sau: • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước đục Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm enzyme làm tăng hiệu suất trích ly để thu lượng sản phẩm lớn • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước trong, không chứa pectin Mục đích sử dựng nhóm làm tăng hiệu suất trích ly Nhóm 20Trang 46 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang thuỷ phân hoàn toàn chất protein, pectin, làm giảm độ nhớt làm triệt tiêu nguyên nhân làm đục nước Nhóm 20Trang 47 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để làm tăng khả đòng hoá nước thịt quả, làm tăng khả trích ly nước • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản suất bán sản phẩm rượu vang nhằm làm tăng hiệu suất trích ly bán sản phẩm • Nhóm chế phẩm enzyme dùng để ngăn cản trình oxy hoá làm cản trở phát triển vi sinh vật hiếu khí phát triển nước quả, rượu vang • Nhóm chế phẩm enzyme dùng vào mục đích chống lại đường sản suất siro thành phẩm Việc sử dụng chế phẩm enzyme phải xem xét kỹ lưỡng sở đặc điểm nguyên liệu trái cần xử lý.Trong đặc điểm trái cây, người ta quan tâm nhiều đến đặc điểm màu sắc tự nhiên sản phẩm Trong nhiều trường họp, việc sử dụng enzyme phải đảm hảo giữ màu sắc tự nhiên ban đầu tạo màu sắc theo ý muốn cách điều khiển phản ứng enzyme Theo màu sắc tự nhiên, loại trái chia làm hai loại: •S Trái có màu nhạt: táo, lê, nho trắng, chuối, cam, xoài, bưởi ■S Trái có màu sẩm chứa nhiều antõian: anh đào, mận đỏ, nho đỏ, mận đen, dâu > Để xử lý nghiền có màu nhạt, người ta thường sử dụng loạt enzyme sau: Enzym endo-PmG để làm giảm độ nhớt dịch Enzyme PE làm tăng hiệu suất trích ly Enzyme khác cellulose, hemicelluase, protease không bắt buộc 3.2.2 ứng dụng chế phẩm pectinase sản xuất nước Từ loại khác nhau, người ta thường chế biến thảnh loại nước trong, nước đục, trước tiên phải chiết rút dịch từ mô bản, mô bì mô học Do đó, hiệu suất chiết rút dịch phụ thuộc vào khả thấm tế bào, cấu tạo giải phẩu tình chất lý nguyên liệu, độ nhớt dịch quả, độ thịt quả, Nhóm 20Trang 48 thành phần định GVHD: Th s Nguyễn Thị Thu Sang tính định lượng pectin chứa dịch bào thành tế bào mô Đe sử dụng vào việc chế biến nước chế phẩm pectinase phaỉ có enzym endo exo-polygalacturonse, enzym pectinestenaza.Trong chế phẩm loại enzym vừa kể enzym định hiệu chế phẩm Vì endo exopolygalacturonse làm giảm độ nhớt dịch quả, enzymPE góp phần vapò tác dụng enzym này.Enzym proteinase chế phẩm thuỷ phân vỏ protein vỏ nguyên sinh tế bào, kết làm cho thoát dịch dễ dàng.Sự có mặt xenluase hemixenlulase chế phẩm tốt không bắt buộc, sử dụng cho loại táo, lê chế phẩm không phép có enzyme pectinaseliminase enzym phân huỷ protopectin vốn gắn tế bào riêng biệt mô lại với nhau, gây mủn hoá mô quả, làm tăng độ nhớt dịch kết làm giảm hiệu suất dịch Ngược lại, sử dụng cho loại mọng dâu tâythì có mặt chế phẩm enzym PTE lại càn thiết enzym làm mủn hoá tế bào làm cho tính chất thoát nước tế bào tăng lên độ nhớt dịch lại giảm xuống Ngoài ra, chế phẩm pectinase dùng sản xuất nước không phép có enzym oxydase( ascohatoxydase, poliphenoloxydase) Trong chế biến nước có thịt enzym PTE, hemixenlulase xenlulase lại enzym định hiệu tác dụng chế phẳm.trong vai trò dẫn động enzym PTE có tác dụng phân huỷ protopectin mô Hemixenlulase xenlulase với PTE làm cho độ đồng thể nước có màu sang chế phẩm không chứa enzym oxi hoá, cho nguyên liệu có carotenoid antõian không chứa enzym phá huỷ chất Để thu nước quả, trường họp có sử dụng enzym pectinase, người ta phải nghiền nhỏ nguyên liệu Bã nghiền nhânh đem xử lý enzym, sau đem ép ly tâm.Trong trường Nhóm 20Trang 49 hợp có sử dụng enzyme, GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang người ta có thê nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt thuận lợi cho tác dụng enzym mà không sợ bị tắc nghẽn kênh dẫn dịch trình ép sau Dùng pectinase không làm tăng hiệu suất dịch mà để làm dịch Phương pháp sử dụng enzym có hiệu cả.Bởi lẽ nhờ tác dựng enzyme mà hệ keo nước bị phá huỷ hoàn toàn.Neu làm phương pháp khác pectin bị kết tủa phần xử lý pectinase, pectin bị phân giải hoàn toàn thành chất hoà tan Với phương pháp enzym, mang lượng thừa chế phẩm loại trừ trường hợp làm không hoàn toàn Dịch nước xử lý chế phẩm pectinase thường có vị hoàn toàn có khuynh hướng bị đục Quá trình làm dịch tác dụng pecứnase chia làm giai đoạn: Giai đoạn “ bất ổn định hoá” tiêu biểu giảm độ nhớt cách sâu sắc thường gọi trạng thái “ phá vỡ” Giai đoạn “kết lắng” trạng thái “phá vỡ” kết thúc kết tủa hoàn toàn Giai đoạn cuối thường xác định vắng mặt pectin kết tủa ion canxi ❖ Sử dụng enzym để sản xuất nước trùng uổng trực tiếp từ táo vải Ngày nay, nước nước đục sản xuất nhiều nước giới Tùy theo hàm lượng đường acid có nước quả, người ta chế biến nước có hàm lượng đường acid thấp, người ta bổ sung đường acid điều chỉnh chất lượng cuối sản phẩm Hàm lượng pectin cao sản phẩm thường lợi độ nhớt sản phẩm cao Việc thủy phân pectin có dịch làm cho sản phẩm dịch không bị đục.Tuy nhiên, việc xử lý pectin pectinase không nên tiến hành phân giải pectin đến mà cần phải giữ lượng định sản phẩm nước quả.Chính lượng pectin giúp cho chất lượng nước tốt Nhóm 20Trang 50 GVHD: Th s Nguyễn Thị Thu Sang stt Loại nước Hiệu Chất Độ Đường Pectinase suất khô (%) (%) acid (%) (%) 71,2 10,2 0,53 6,7 78,8 11,5 0,62 8,0 Chất Điểm chát (%) cảm 0,33 0,04 4,5 0,15 0,02 4,8 (%) quan Nước từ táo a- Không cho chế phẩm enzyme b- Có chế phẩm enzyme Nước vải a- Không cho chế phẩm 49,2 8,5 0,91 enzyme b- Có cho chế phẩm 72,4 10,2 1,16 5,62 0,26 0,09 3,8 7,4 0,12 0,16 4,3 enzyme Trong sản xuất nước táo nước vải, người ta sử dụng chế phẩm pectinase cho hiệu cao.Khi xử lý nước 50°c giờ, hiệu suất tách nước tăng 20%, 37- 40% sau2 -4 tăng 20 - 25%.Các nghiên cứu thực tế sản xuất cho thấy hiệu xử lý nước táo cao.Chính thế, việc ứng dụng enzyme pectinase áp dung tất nhà máy sản xuất nước táo giới.Trong xử lý nước bang enzyme pectinase, người ta thường cho thêm ascorbic acid vào chống trình oxy hóa nước táo Bảng 3.1 Hiệu xử lý nước chế phẩm pectinas ♦♦♦ Sản xuất nước uống từ dâu tây, anh đào phúc bồn tử Người ta thường sản xuất dạng nước nước Nhóm 20Trang 51 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang đục từ loại trái Trong trình sản xuất, người ta thường cho thêm đường điều chỉnh lại lượng acid cho phù họp Nhóm 20Trang 52 GVHD: Th s Nguyễn Thị Thu Sang stt Loại nước Hiệu suất (%) 71,2 Chất Độ Đường Pectin Chất Điểm (%) (%) cảm Khô Acid chát quan (%) (%) (%) 10,2 0,53 6,7 0,33 0,04 4,5 Nước 78,8 11,5 0,62 8,0 0,15 0,02 4,8 dâu tây aKhông cho chế phẩm enzyme bCó cho chế phẩm enzyme 0,26 0,09 3,8 Nước mâm 49,2 8,5 0,91 5,62 sôi 72,4 10,2 1,16 7,4 0,12 0,16 4,3 a- Không cho chế phẩm enzyme bCó cho chế phẩm Bảngenzyme 3.2 ‘.Hiệu việc xử lý nước dâu tây, anh đào enzyme Các loại nước thường chứa nhiều pectin Do đó, việc sử dụng chế phẩm enzyme pectinase dễ loại bỏ khả gây đục cho nước ổn định nâng cao chất lượng dịch điều cần thiết Người ta rửa loại nước vòi hoa sen Sau đó, loại nước đem chà thành dạng pure Quả nghiền đun nóng nhiệt độ 40-50°C cho vào máy trộn Tại nước phối trộn với tỷ lệ phần nước 10 phần nước enzyme có lượng enzyme 0,03% Riêng nước dâu tây, người ta cho thêm 0,03% Vitamin c để làm chất chống oxy hóa Hỗn hợp giữ 4°C.Thời gian lưu nhiệt độ 40°c 4-8 Nước sau cho qua máy ép đun nóng đến 45°c Tiếp đó, người ta đem nước ly tâm cuối lọc qua máy ép lọc khung Nhóm 20Trang 53 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang stt Nước nho Mau đối chứng Mầu xử lý 19,0 chế phẩm pectinase nước từ nho Chất khô (%) 17,5 Hiệu suất (%) 65,0 Độ acid (%) 0,54 Đường Chất Căn (%) chát (%) (%) 15,1 0,125 3,0 70,1 0,68 16,85 Điểm came quan 4,2 0,135 Có 4,5 capectat Nước uống từ trái nho loại nước uống không thuộc loại nước uống đục.Loại nước uống từ nho dạng thường sản xuất nhiều hầu châu Âu châu Mỹ Tuy nhiên nay, người ta sản xuất nước uống từ nhỏ dạng đục (chủ yếu màu nho có màu đỏ).Trong đó, Ý nước sản xuất nước uống dạng đục nhiều nhất, sau Pháp, Rumani.Nho loại cho nhiều dịch chứa nhiều đường.Tuy nhiên, nước nho thường chứa nhiều thịt Trong thịt có nhiều pectin, dễ gây đục thu nhận dịch thường không cho hiệu suất cao.Chmh thế, người ta phải xử lý nước nho chế phẩm enzyme pectinase Lượng enzyme pectinase sử dụng trường hợp làm nát nho 0,2% so với khối lượng nho Thời gian xử lý enzyme nhiệt độ 45°c, phương pháp xử lý người ta làm tăng hiệu suất thu nhận dịch nho từ 65,9 Bảng 3.2: Hiệu việc xử lý nước nho enzyme lên 77,3% nho trắng từ 66-82,2% nho đỏ Đối với nho trắng nghiền kỹ, xử lý enzyme pectinase thời gian 2,5-3 nhiệt độ 40-45°C, hiệu suất tăng 14-18% Nếu tiếp tục xử lý sau giai đoạn xử lý thêm 4-5 40 - 50°c, nước táo hoàn toàn Ở giai đoạn làm dịch này, người ta đun nóng dịch lên 90°c, sau hạ nhiệt xuống 50°c sử dụng enzyme để làm nước Trong mẫu dịch không xử lý enzyme, chu trình làm nước nho phải kéo dài 2-4 tháng Hiệu suất thu dịch không sử dụng enzyme đạt trung bình 65% Nhóm 20Trang 54 ♦> Sản xuất GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang ❖ Quá trình sản xuất nước nho trắng có xử ìỷ enzyme pectinase Nho rửa sạch, tách cuống, loại hạt máy xé chứa chứng vào thùng kín thời gian 6-8 thừng lên men liên tục thời gian 3-4 Trong thời gian lưu trữ này, người ta cho 0,02% ascorbic acid, sau ép thu nhận dịch nho Dịch nho làm nóng 80°c, sau làm nguội nhanh đến 40°c, nước nho cho thêm 0,01% enzyme pectinase Tiến hành trình thủy phân cho độ nhớt nước nho suốt.Thời gian thủy phân khoảng 6-8 giờ.Ket thúc trình thủy phân, lại đun nóng dịch lần thứ hai đến 80°c làm nguội đến 20°c lọc nước qua máy lọc ép, tiến hành rót chai đem trùng ❖ Quá trình sản xuất nước nho đỏ có sử dạngpectinase Nho rữa sạch, tách cuống đun nóng 85 - 90°c máy gia nhiệt làm nguội đến 45 - 50°c, giữ dịch nho nhiệt độ thời gian 4-6 thùng kín 3-4 thiết bị lên men liên tục Thường cho enzyme pectinase giai đoạn với liều lượng 0,03% Sua thời gian thủy phân trên, người ta tiến hành lọc ép Dịch lọc cho thêm 0,03% enzyme pectinase để làm dịch Quá trình làm dịch thực 6-8 Sau nước lọc, rót chai đem trùng Hiệu suất chất lượng nước nho sản xuấ theo phưomg pháp xử lý pectinase ❖ Sản xuất nước mận Người ta thường sản xuất nước pha đường từ mận Mận loại cho hiệu suất thu nhân nước ép thấp Để thu nhận nước từ mận, người ta phải áp dụng phưomg pháp nhiệt enzyme Quá trình công nghệ thực sau: Mận rửa sạch, đun nóng với nước.Nước cho vào khoảng 15 - 20% so với khối lượng mận.nhiệt độ giữ 85 - 90°c 5-20 phút tùy thuộc vào độ chín mận Sau khối qua hệ thống ép xử lý enzyme pectinase 40 - 45°c 3-6 Dịch thu nhận máy lọc ép lần nữa, đóng chai đem trùng Phương pháp xử lý nhiệt enzyme kết họp cho ta hiệu suất đạt tới 78,9% so với hiệu suất 58,2% không xử lý enzyme Nhóm 20Trang 55 GVHD: Th.s Nguyễn Thị Thu Sang TÀI LIỆU THAM KHẢO ứng Dụng Cống Nghệ Sinh Học Trong Cống Nghệ Thực Phẩm, giáo trình Trường Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM Lương Đức phẩm, Cống nghệ vi sinh vật, 1998, nhà xuất Nông Nghiệp Tailieavn Nhóm 20Trang 56 [...]... sử dụng trong các ngành công nghiếp thực phẩm sau: Sản xuất rượu vang Sản xuất nước quả và nước uống không có cồn; Sản xuất các mặt hàng từ quả: nước quả cô đặc, mứt nhừ, mứt đông, Sản xuất nước giải khát Sản xuất cà phê và cà phê hòa tan ị Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong sản xuất nước quả và các nước uống không rượu, đều có thể sử dụng pectinase một cách rất hiệu quả Nhờ tác dựng của pectinase. .. quá trình ép, làm trong và lọc dịch quả rất dễ dàng, do đó làm tăng hiệu suất sản phẩm Chẳng hạn đưa pectinase vào khâu nghiền quả, sẽ làm tăng hiệu suất nước quả sau khi ép lên tới 15 - 25% Bởi lẽ khi có pectin thì khối quả nghiền sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép dịch quả không thoát ra được Nhờ pectinase phân giải các cơ chất pectin, làm các chất chiết trong dịch bào dễ thoát ra ngoài hơn, làm. .. enzym này sẽ làm phá vỡ thành tế bào và giúp quá trình thu nhận dịch tế bào tốt horn Làm trong nước quả Nước quả sau khi được tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất khác nhau Trong đó chất pectin chiếm lượng đáng kể và pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao và gây đục nước quả Các chất protein có trong bào tưorng, màng tế bào và gian bào Pectin chứa polygalacturonic acid, araban và galactan .Trong đó... Membrane có thể được sản xuất từ nhiều loại vật liệu khác nhau như: cellulose acetate, polyamide, polysulfone hay ceramic ❖ ứng dung trongnghiên cửu tinh sạch pectinase ❖ Trong lĩnh vực tinh sạch enzyme nói chung, đặc biệt là pectinase, quá trình siêu lọc thường được áp dụng trong giai đoạn đầu của quy trình tinh sạch Mục đích của quá trình là tách nước và các tạp chất có phân tử lượng nhỏ trong canh trường... gian bào sẽ làm các tể bào khó liên kết với nhau và thịt quả dễ dàng bị mềm ra.Pectin thường có mối liên kết hydro và liên kết nguyên tử yếu horn so vởi cellulose Tham gia phân hủy pectin gồm nhiều loại enzym : cellulose, pectinase, 1.7 Lợi ích khi sử dụng enzyme pectinase Từ khi phát hiện ra enzym và khả năng chuyển hóa của enzym loài người đã tăng nhanh quá trình sản xuất và ứng dụng enzym trong công... kết quả tốt và dể được dùng rộng rãi trong sản xuất. Theo phương pháp khuếch tán bằng nước có thể chiết được lượng enzyme trên 90-95% và trong nước chiết không chứa các tạp chất không tan Nước thường dung khuếch tán ở nhiệt độ 25 - 28°c Để tránh tạp nhiễm nên thêm vào nước một ít focmalin hoăc chất sát trùng khác Dịch chiết thu được có màu nâu sẫm, khá trong, chứa 10 - 15% chất khô hòa tan và được làm. .. trung tâm hoạt động sẽ ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của enzyme Nhiệt độ tối ưu của enzyme pectinase khoảng từ 45 - 55°c 1.6 Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase Trong chế biến nước quả, người ta sử dụng các chế phẩm enzym nhằm hai mục đích cơ bản - Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả Làm trong và ổn định chất lượng nước •S Phá vỡ thành tế bào Tế bào thực vật được cấu tạo... mỗi enzyme đòi hỏi phải có phưomg pháp tách và thu nhận riêng: • Enzyme ngoại bào: (gồm pectinase) do vi sinh vật tiết ra trong môi trường nuôi cấy ngoài tế bào, thường hoà tan trong nước do đó dễ trích ly và tinh sạch • Enzyme nội bào: là enzyme được sản xuất ra bên trong tế bào vi sinh vật và không được tiết ra môi trường bên ngoài Những tế bào vi sinh vật sau khi được nuôi cấy sẽ được tách ra và. .. Thị Thu Sang trong hệ dung dịch nước - dung môi hữu cơ sẽ tủa và lắng xuống Độ hòa tan của enzyme vào dung dịch cồn - nước phụ thuộc vào nồng độ cồn, nhiệt độ, lực hút ỉon của dung dịch và tính chất protein của enzyme Đề tránh mất họat tính của enzyme tất cả phải được làm lanh xuống 3 - 5*c Khi trộn phải khuấy mạnh, khỉ các enzyme kết tủa và lắng xuống dưới cần tách ly ngay Sơ đồ tinh sạch Enzyme từ canh... dùng chế phẩm pectinase sẽ làm tăng tốc độ làm trong và tốc độ lọc của dịch Khi sử dụng chế phẩm pectinase, các polime của dịch như protein, pectin sẽ thủy phân làm giảm độ nhớt do đó làm tăng tốc độ lọc Trong 1 giờ dịch thu được từ bã nghiền của nho có xử lý bằng chế phẩm pectinase sẽ qua lọc 7 lần nhanh hơn từ bã không được xử lý Khi dịch không được xử lý bằng enzym thì trong quá trình lắng, các