A Mức ý nghĩa ± SD (n = 4), trong đĩ cộ ta với ký tự giống nhau thì khơng khác biệt đáng kể ở mức khả năng 5%.
7.3Ứng dụng sĩng siêu âm trong việc xử lý nho khi chế biến nước trái cây [16]
chế biến nước trái cây [16]
Tiến hành thí nghiệm
Nguyên liệu trái cây: thí nghiệm được tiến hành trên đối tượng là nho được thu hoạch từ Ninh Thuận, Việt Nam. Nho được rửa sạch và nghiền bằng máy xay từ 2 – 3 phút. pH của khối nho được điều chỉnh đạt giá trị 4,5. Việc tiến hành trên các đối tượng khác như táo, dứa, cam, cà rốt… cũng thu được các kết quả tương tự.
Enzyme:
• Enzyme được sử dụng là Pectinex Ultra SP-L từ hãng Novozyme, Thụy Sĩ.
• Hoạt độ: 26000 PG per ml (polygalacturonase activity per ml)
• Nhiệt độ 500C
• pH = 4,5
Kết quả
Thí nghiệm 1: khối nguyên liệu chỉ được xử lý bằng enzyme. 250 ml khối nguyên liệu được cho vào các erlen 500ml.
TN1a: cho lượng enzyme với các nổng độ khác nhau từ 0%v/v – 0,1%v/v vào
các erlen và giữ trong thời gian 40 phút.
TN1b: cho enzyme với nồng độ 0,04%v/v vào các erlen để xử lý khối nguyên
liệu với thời gian từ 10 – 60 phút.
Các erlen được đặt trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 500C tạo điều kiện tối ưu cho enzyme hoạt động.
Hình 59: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme (A) và thời gian phản ứng (B) lên lượng dịch chiết thu được trong thí nghiệm 1
Từ đồ thị ta cĩ thể thấy được nồng độ enzyme 0,04%v/v và thời gian xử lý 40 phút là điều kiện thích hợp cho quá trình xử lý enzyme. Ở điều kiện này lượng dịch chiết thu được cao hơn 9,2% so với mẫu ép khơng được xử lý enzyme. Ở các nồng độ cao hơn và thời gian lâu hơn khơng đem lại hiệu quả rõ rệt.
Thí nghiệm 2: mẫu được xử lý bằng sĩng siêu âm (2 W/cm2)
Cho các khối mẫu vào bể siêu âm và giữ trong các khoảng thời gian khác nhau từ 5 – 15 phút và ở các nhiệt độ khác nhau 60 – 80
Bảng 29: Kết quả thí nghiệm về lượng dịch chiết thu được ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau ở thí nghiệm 2
Hình 60: Biểu đồ thể hiện liên hệ giữa lượng dịch chiết, nhiệt độ, và thời gian qua kết quả thí nghiệm 2
Từ đồ thị ta thấy nhiệt độ tối ưu để xử lý bằng sĩng siêu âm là 740C và thời gian là 13 phút. Ở điều kiện này lượng dịch chiết thu được cao nhất là 82,3%. Kết quả này cao hơn 12,9% so với mẫu chưa xử lý và 3,4% so với mẫu chỉ xử lý bằng enzyme và thời gian rút ngắn hơn 3 lần.
Thí nghiệm 3: mẫu kết hợp xử lý bằng sĩng siêu âm và enzyme
Các mẫu được cho vào bể siêu âm đồng thời được xử lý với enzyme với các nồng độ từ 0,02%v/v – 0,06%v/v, thời gian từ 4 – 12 phút
Bảng 30: Kết quả thí nghiệm về lượng dịch chiết thu được ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau ở thí nghiệm 3
Hình 61: Biểu đồ thể hiện liên hệ giữa lượng dịch chiết, nhiệt độ, và thời gian qua kết quả thí nghiệm 3
Từ đồ thị, với nồng độ enzyme 0,05%v/v và thời gian 10 phút là điều kiện tối ưu để thu được lượng dịch chiết lớn nhất 81,2%. Kết quả này cao hơn 11,4% so với mẫu khơng được xử lý, và hơn 2% so với mẫu chỉ xử lý enzyme đồng thời rút ngắn thời gian xuống 4 lần. Tuy nhiên kết quả này thấp hơn một ít so với lượng dịch chiết từ phương pháp sĩng siêu âm thu được. Điều này cĩ thể lý giải do nhiệt độ xử lý chỉ là 500C để khơng vơ hoạt enzyme vì thế lượng dịch chiết do sĩng siêu âm tách ra giảm đi. Nhưng thời gian xử lý lại ngắn hơn so với phương pháp sĩng siêu âm. Ngồi ra, sĩng siêu âm cịn cĩ thể tác dụng lên khả năng thủy phân của enzyme làm giảm hiệu suất.
Thí nghiệm 4: mẫu được xử lý trước với sĩng siêu âm rồi tiếp tục xử lý với enzyme
Ban đầu mẫu được xử lý với sĩng siêu âm tương tự như thí nghiệm 2. Sau đĩ các mẫu được chia làm hai để tiếp tục xử lý với enzyme.
Th4a: các mẫu được thêm enzyme vào với các nồng độ khác nhau từ 0%v/v –
0,1%v/v giữ trong thời gian 20 phút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tn4b: các mẫu được bổ sung thêm enzyme với nồng độ 0,06%v/v nhưng thời
gian xử lý khác nhau từ 10 – 40 phút.
Hình 62: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme (A) và thời gian phản ứng (B) lên lượng dịch chiết thu được trong thí nghiệm 4
Từ thí nghiêm 2 ta đã biết nhiệt độ và thời gian tối ưu để xử lý sĩng siêu âm là 740C và 13 phút. Dựa vào đồ thị thu được từ kết quả thí nghiệm ta cĩ kết quả tại nồng độ enzyme 0,06%v/v và trong thởi gian 20 phút sau khi xử lý bằng sĩng siêu âm ta thu được được lượng dịch chiết lớn nhất. Lượng dịch lớn hơn 3,8% so với chỉ sử dụng sĩng siêu âm và cao hơn 7,3% so với chỉ sử dụng enzyme.
Độ nhớt
Enzyme pectinase cĩ khả năng thủy phân các phân tử pectin và các hợp chất keo cĩ trong nho. Nhờ thế phương pháp xử lý enzyme (ET) làm giảm độ nhớt của nước nho. Đối ngược lại, phương pháp sĩng siêu âm (ST) với bước sĩng 2 W/cm2 lại khơng cĩ khả năng phá vỡ các phân tử pectin lại cịn lơi kéo thêm một số đại phân tử từ thành tế bào nên làm cho độ nhớt của nước nho tăng lên. Phương pháp xử lý enzyme sau sĩng siêu âm (ETAS) làm giảm độ nhớt của nước nho do thủy phân được pectin. Tuy nhiên, sĩng siêu âm lại trích được những hợp chất keo mà enzyme Pectinex Ultra SP-L khơng thủy phân được. Do đĩ độ nhớt phương pháp này vẫn cao hơn so với phương pháp ET. Trong phương pháp kết hợp sĩng siêu âm và enzyme (CUET), enzyme làm giảm độ nhớt của dung dịch nhưng sĩng siêu âm lại làm tăng nên độ nhớt của dung dịch tương tự như mẫu khơng xử lý.
Lượng đường
Từ bảng trên ta thấy độ giảm lượng đường trong các phương pháp ET, ST, CUET, ETAS tăng 6,2%, 12%, 10,9%, và 15,4% so với mẫu khơng xử lý.
Lượng acid tổng
Lượng acid tổng trong các phương pháp ET, ST, CUET, ETAS tăng 9,9%, 13,6%, 10,9%, và 14,3% so với mẫu khơng xử lý.
Lượng phenolic tổng
So sánh với mẫu khơng xử lý, lượng phenolic tổng cộng tăng 93%, 114,3%, 89,3%, và 120,8% trong phương pháp ET, ST, CUET, ETAS. Sĩng siêu âm cĩ thể trích được nhiều phenolic hơn phương pháp enzyme là do sĩng siêu âm cĩ thể phá vỡ vách tế bào (tập trung nhiều hợp chất phenolic) tốt hơn enzyme
Màu sắc
Ngồi ra, phương pháp sĩng siêu âm cịn mang lại màu sắc đẹp hơn so với phương pháp enzyme.
Kết luận
Từ các kết quả trên cĩ thể thấy việc ứng dụng sĩng siêu âm vào quá trình ép trong cơng nghệ chế biến nước trái cây mang lại nhiều lợi ích cho các nhà sản xuất lẫn người tiêu dùng. Sử dụng sĩng siêu âm riêng lẻ hay kết hợp giúp làm tăng lượng dịch quả thu được đồng thời giảm thời gian sản xuất. Bên cạnh đĩ các giá trị dinh dưỡng, cảm quan của thực phẩm cũng được tăng cường.