Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm enzim nhằm nâng cao chất lượng nước cam

Nguyễn khắc trung Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: công nghệ thực phẩm Công nghệ thực phẩm 2004 - 2006 Hà nội 2006 Nghiên cứu ứng dụng số chế phẩm enzim nhằm nâng cao chất lượng nước cam Nguyễn khắc trung Hà Nội - 2006 Mở đầu Lĩnh vực sản xuất nước giải khát đà có lịch sử phát triển lâu đời, ngành công nghiệp hấp dẫn dung thị trường tiªu thơ rÊt lín, thêi gian thu håi vèn nhanh, có tỷ lệ sinh lời cao giải nhiều công ăn việc làm Cùng với phát triển xà hội, nước giải khát chế biến từ tươi ngày thể vai trò quan trọng mình, tác dụng giải khát mà nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho thể người Từ năm cuối kỷ 20 đời sống xà hội nâng cao, người ngày quan tâm đến sức khoẻ chất tự nhiên thực phẩm Chính mà nhu cầu tiêu dùng loại nước uống có ga bổ dưỡng, loại nước uống bổ sung phẩm màu, chất phụ gia, hương liệu ngày giảm sút Thay vào nhu cầu tiêu thụ loại nước uống có nguồn gốc từ rau - loại nước giải khát chứa nhiều chất khoáng, vitamin, loại đường đơn dễ tiêu hoá cần thiết bổ dưỡng cho thể người, đặc biệt cho trẻ em người già ngày tăng Việt Nam n»m khu vùc nhiƯt ®íi cã khÝ hËu nãng nhiều mật độ dân số đông, nên nhu cầu vỊ n­íc ng lµ rÊt lín Do vËy, n­íc ng từ nguồn nguyên liệu từ rau tươi đáp ứng nhu cầu ngày cao thị trường mà góp phần nâng cao sức khỏe người dân Hơn nữa, nước ta có điều kiện sinh thái đa dạng nên có tiềm phát triển ăn to lớn với nhiều chủng loại có hương vị, màu sắc độc đáo Đây thực nguồn nguyên liệu vô quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển tiểu nghành công nghiệp sản xuất nước tươi Điều có giá trị thị hiếu người tiêu dùng ngày nghiêng sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên Trong số loại giàu dinh dưỡng, cam loại trồng rộng rÃi ba miền với sản lượng thu hoạch hàng năm lớn, đồng thời lại loại có thành phần dinh dưỡng phong phú, màu sắc hấp dẫn thích hợp cho mục đích chế biến nước Tuy nhiên loại sử dụng cho mục đích ăn tươi mà quan tâm chế biến thành sản phẩm khác, đặc biệt sản phẩm nước uống nhằm đa dạng hóa sản phẩm giải vấn đề đầu cho cam Hiện Việt Nam, đà có số sở sản xuất sản phẩm nước uống từ cam , nhiên giá thành chất lượng sản phẩm vấn đề nhiều nhà sản xuất quan tâm Trong thành phần cam, có nhiều pectin nguyên nhân gây khó khăn cho trình chế biến (cụ thể trình ép, lọc), làm cho hiệu suất trích ly dịch thấp, chất lượng dịch không cao, thêm vào trình chế biến nhiệt dịch cam thường có vị đắng hợp chất limonin naringin có chủ yếu lớp cùi v mng múi gây nên Vì việc xác định biện pháp kỹ thuật để hoàn thiện chất lượng sản phẩm nước cam cần thiết Trong biện pháp kỹ thuật sử dụng nhằm tăng chất lượng sản phẩm đồ uống từ rau tươi phương pháp sử dụng enzim coi phương hướng tiến bé cã triĨn väng cđa c«ng nghƯ sinh häc øng dụng vào ngành sản xuất nước quả, rượu vang nước uống không cồn Sử dụng enzim làm giảm giá thành, tăng chất lượng độ hấp dẫn sản phẩm nước uống chế biến trực tiếp từ tươi Trên sở nhận định đà chọn thực đề tài Nghiên cøu øng dơng mét sè chÕ phÈm enzim nh»m n©ng cao chất lượng nước cam Chương 1: Tổng quan 1.1 Giới thiệu cam 1.1.1 Nguồn gốc giống cam Cam (Citrus x sinensis) loài ăn thuộc họ Citrus họ có múi, cam có kích thước khác phụ thuộc vào giống chủng loại, chín có vị chua Loài cam lai trồng từ xưa, lai giống loài bưởi (Citrus maxima) quít (Citrus reticulata) Nhiều kết nghiên cứu cho cam trồng có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Đông Nam Châu Tanaka ( 1979 ) đà vạch đường xuất phát từ ranh giới vùng xuất xứ giống thuộc chi Citrus từ phía đông ấn Độ ( chân dÃy Hymalaya ) qua châu úc, miền nam Trung Quốc, Nhật Bản[10], * Các giống cam phỉ biÕn ë ViƯt Nam ViƯt Nam n»m vïng Đông Nam Châu nôi phát sinh loài cam quýt trồng Theo kết nghiên cứu nhà phân loại học cho thấy Việt Nam trồng giống cam sau [13]: + Giống cam sành (quýt king) - Citrus reticulata Blanco Quả có khối lượng trung bình 200gr, vỏ xù xì rõ Ruột màu vàng đỏ, tép mịn nhiều nước, đậm chua (do hàm lượng đường axit cao) Thuộc nhóm đa phần lai cam chanh quýt, điển cam sành Bố Hạ, cam sen (Yên Bái), cam Hàm Yên (Tuyên Quang) Cam sành chín muộn, thích hợp với trung du đồi núi tính chịu hạn khá, chất lượng đậm để lâu cây, nhiên dễ bị nhiễm virus nỈng + Gièng cam chanh (Citrus sinensis Osbeck) Một số giống cam chanh trồng nước ta Cam xà Đoài, cam Vân Du, cam Sông Con, cam Naven - Cam xà Đoài: Được trồng phổ biến Nghi Lộc- Nghệ An Đây giống cho sản lượng cao, chất lượng tốt, khả thích ứng với điều kiện gió Lào Quả có từ 10-12 múi, vỏ dày, đường kính khoảng từ 6,8-7,8cm, khối lượng bình quân từ 200g-250g/quả, nhiên nhiều hạt xơ - Cam Sông Con: Giống cam có khả chịu hạn chống bệnh tốt, ngọt, thơm dịu, bà Khối lượng từ 200-250g Ruột màu mỡ gà, hạt vỏ màu sáng vàng đẹp - Cam Vân Du: Là cam nhập nội vào trại cam Vân Du năm 1947, từ nhân giống nhiều nơi mang tên cam Vân Du Quả có khối lượng từ 170-180g, vỏ mỏng, trơn bóng, túi tinh dầu nhỏ phân bố quả, chín có màu đỏ vàng, ruột màu vàng tươi, vị Tuy nhiên không hái kịp, để dễ bị xốp, rụng - Cam Naven: Còn gọi cam rốn, xuất xứ từ California, trồng Việt Nam từ năm 1973, khối lượng trung bình đạt 200g, chín vỏ có màu vàng xám, thịt màu vàng đậm, không hạt, vị đậm thơm, suất cam Vân Du Ngoài giống cam chanh kể trên, địa phương số giống cam khác cam Thuận vi (Thái Bình), cam Thanh Hà (Hải Dương), cam Bù (Nghệ An), vµ mét sè gièng nhËp néi nh­ cam CuBa, cam Valencia 1.1.2 Thành phần hoá học cam Cam loại có giá trị dinh dưỡng cao Trong thành phần thịt có chứa 11 % đường (chủ yếu đường Saccaroza ), hàm lượng vitamin C cao 40 90 mg/ 100g thịt quả, có axit hữu chiếm 0,4 1,2 % tạo cho cam có hương vị đặc trưng, chiếm phần lớn axit có hoạt tính sinh học cao, với chất khoáng dầu thơm Bảng 1.1 : Thành phần hoá học cam, [9] Loại Thành phần Cam chanh Múi Vỏ Nước ( % ) 88,06 75,95 Fructoza ( % ) 1,45 3,24 Glucoza ( % ) 1,25 3,49 Saccaroza ( % ) 3,59 1,22 Axit ( % ) 1,41 0,22 Tinh dÇu ( % ) vÕt 2,40 Pectin ( % ) 0,98 4,47 Xenluloza ( % ) 0,47 3,49 ChÊt kho¸ng ( % ) 0,49 0,67 Vitamin C, mg ( % ) 65 170 Vitamin B , mg ( % ) 0,04 0,02 Vitamin B , mg ( % ) 0,06 Vitamin PP, mg ( % ) 0,75 1,27 ChØ tiªu 1.1.3 Sự thay đổi thành phần hóa học cam theo độ chín Thành phần hoá học cam không biến đổi theo chủng giống, khí hậu điều kiện chăm sóc trước thu hoạch mà biến đổi theo độ chín Xác định thành phần lý hoá nguyên liệu cã thĨ sư dơng chóng ®óng mơc ®Ých sản xuất, có bảo đảm chất lượng sản phẩm mặt dinh dưỡng, cảm quan thu hiệu kinh tế cao [8] Đối với mục đích chế biến nước quả, tiêu đặc trưng cho phẩm chất dịch khối lượng riêng, hàm lượng chất khô, độ axit, hàm lượng vitamin (đặc biệt VitaminC) coi trọng thành phần ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng tự nhiên sản phẩm Theo số kết nghiên cứu cho thấy: Trong trình phát triển cận thu hoạch cam thành phần thay đổi đáng kể lượng lẫn chất Khi theo dõi thay đổi thành phần hóa học hai gièng cam chÝnh – cam sµnh vµ cam chanh- thời gian cận thu hoạch (từ ngày thứ 180 đến ngày thứ 210 kể từ đậu quả) cho thấy : Hàm lượng chất khô hoà tan đường tổng số tăng dần có mối quan hệ tỷ lệ thuận hàm lượng đường chất khô hoà tan Đặc biệt hàm lượng đường tăng cao giai đoạn chín, nói cam để lâu có vị tăng, nhiên điều ảnh hưởng lớn đến trình hoa đậu năm Ngoài ra, đặc tính riêng cam, trình chín có mối liên hệ mật thiết thay đổi hàm lượng đường axit Tỷ số định mùi vị quả, kết nghiên cứu cho thấy tỷ số hàm lượng đường/axit biến đổi tăng dần tiến dần đến giá trị không đổi trình phát triển giống cam chanh cam sành Cũng theo kết thí nghiệm cho thấy hàm lượng Vitamin C hai giống cam tăng dần theo thời gian phát triển đạt giá trị lớn giai đoạn ngày thứ 200 đến 210, sau có chiều hướng giảm dần Như kết luận hàm lượng Vitamin C tối ưu giai đoạn từ ngày thứ 200 đến 210 Bảng 1.2: Sự thay đổi thành phần hãa häc cđa cam sµnh vµ cam chanh thêi gian cËn thu ho¹ch [7] Thêi gian Thêi gian tõ đậu đến thời điểm phân tích Chỉ tiêu (ngµythø ) 180 190 200 210 N­íc (%) 91,0 91,0 91,1 90,1 ChÊt hoµ tan (0Bx) 8,5 9,3 9,2 9,6 0,9 0,7 0,67 0,6 §­êng tỉng sè(%) 6,4 6,5 6,9 7,5 VTM C (mg/100g) 50,2 51,0 51,2 54,5 N­íc (%) 91,0 91,2 91,2 91,2 Cam ChÊt hoµ tan (0Bx) 8,9 9,2 10,3 12,0 Sµnh axit tỉng sè (%) 0,7 0,65 0,60 0,6 §­êng tỉng sè(%) 6,0 7,8 9,0 10,0 VTM C (mg/100g) 23,8 25,5 31,7 29,0 Cam Chanh axit tæng số (%) 1.1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ cam giới Cam quýt thuộc họ có múi, ăn quan trọng phổ biến giới, với ưu điểm cam trồng sớm cho thu hoạch, đầu tư ban đầu không cao hiệu kinh tế lớn Hiện nay, cam phát triển khắp lục địa, tập trung dải lớn Bắc Nam bán cầu: từ vĩ độ 20 đến 40 Hình thành số vùng cam sau: Vùng cam châu Bao gồm nước : Trung Quốc, ấn Độ, Inđônêxia, Malayxia, Pakistan, Thái Lan, Thỉ NhÜ K×, PhilÝppin, ViƯt Nam, … Vïng cam Địa Trung Hải Vùng bao gồm nước : Tây Ban Nha, Italia, Hy Lạp, Ahgiêri, Ai Cập, Marốc, Israen Vùng cam châu Mỹ Các nước sản xuất nhiều : Mỹ, Mêhicô, Cuba, Costarica,ở Nam Mỹ cã : Braxin, Achentina, Equado, Colombia, Urugoay Ngoµi vïng cam có vùng cam châu úc hàng năm cho thu hoạch nửa triệu cam quýt Theo dự báo FAO, năm 2000 tổng sản lượng có múi giới đạt 85 triệu tấn, tiêu thụ cam quýt thị trường nước 80 triệu tấn, tăng trưởng hàng năm 2,85% Cũng theo thông báo FAO năm thập kỷ 2000 mức tiêu thụ có múi giới tăng khoảng 26 triệu với nước xuất cam Tây Ban Nha, Ixaren, Italia, Braxin Mỹ Trong đó, ước tính sản lượng cam tươi Italia năm 2005 đạt 2,23 triệu tấn, tăng 10% so với 1.997 triệu năm 2004 nhờ ®iỊu kiƯn thêi tiÕt tèt thêi gian cam chÝn vùng sản xuất cam chủ yếu miền Nam nước này, Braxin từ tháng tháng đà xuất 348.,050 nước cam thị trường giới [24] Bảng 1.3: Sản lượng cam giới năm 2002 tt Địa danh Sản lượng (tấn) Các tiểu vương quốc ả rập thống nhÊt 427,148 óc 437,000 ViƯt Nam 441,800 Ind«nexia 664,312 Ma rèc 723,100 Argentina 780,000 Nam Phi 1,082,330 Thæ NhÜ K ú 1,160,000 Hy l¹p 1,164,508 10 Pakistan 1,400,000 11 ý 1,723,630 12 Ai cËp 1,725,000 13 Iran 1,880,000 14 T©y Ban Nha 2,867,100 15 Ên §é 2,980,000 16 TRung Quèc 3,742,681 17 Mexico 3,843,960 18 Mü 11,225,500 19 Brazil 18,446,900 Tæng sè 63,380,657 Nguån: FAO Stat/database ... Màu sắc - Hương vị 47 2.3.4.2 Sử dụng chế phẩm enzim pectinaza nhằm nâng cao chất lượng dịch cam Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tăng hiệu suất thu hồi chất lượng dịch Quả có độ chín thích... giảm chất lượng cảm quan dịch cam Chính để nâng cao chất lượng nước cam tiến hành khử vị đắng dịch cam ép enzim β- glucosidaza 3.3 Nghiªn cøu øng dơng enzim β- glucosidaza nhằm khử đắng dịch cam. .. trưng cam ã Nước cam đục: Sản phẩm chứa phần thịt định Sản phẩm có màu sắc hương vị đặc trưng cam , dịch đục 19 ã Nước cam nguyên chất: 100% nước cam ép không pha thêm đường chất phụ gia khác ã Nước