ENZYME ĐẾN HIỆU QUẢ TRÍCH LY DỊCH THANH LONG
Nhu cầu về nước ép trái cây và những sản phẩm được chế biến từ các loại trái cây đang ngày càng tăng lên. Vì thế, để tiết kiệm thời gian, chi phí sản xuất và hoàn thiện quy trình chế biến trong công nghiệp sản xuất nước ép, enzyme trở thành một thành phần không thể thiếu. Các chế phẩm enzyme pectinase thường được sử dụng trong sản xuất nước ép trái cây với mục đích đẩy nhanh quá trình lọc, giảm độ nhớt, tăng độ trong, ngăn chặn sự đóng cặn và cải thiện chất lượng sản phẩm (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Thí nghiệm khảo sát về nồng độ pectinase và thời gian xử lý góp phần làm rõ về ứng dụng của enzyme pectinase trong việc cải thiện hiệu suất thu hồi và độ trong của nước quả.
4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian bổ sung enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch thanh long dịch thanh long
Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian bổ sung enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch thanh long được trình bày ở Bảng 4.2.
Bảng 4.2 Ảnh hưởng nồng độ, thời gian ủ enzyme đến hiệu suất thu hồi dịch thanh long Nồng độ enzyme (%) Thời gian ủ (phút) Hiệu suất thu hồi (%)
0 90 81,13a 0 120 83,13c 0 150 82,17b 0,1 90 87,71d 0,1 120 90,03ef 0,1 150 89,49ef 0,2 90 88,71e 0,2 120 92,01h 0,2 150 91,53gh 0,3 90 89,52ef 0,3 120 90,62fg 0,3 150 91,27gh P = 0,0231
Ghi chú: Các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05) theo phép thử LSD.
Kết quả Bảng 4.2 cho thấy nồng độ enzyme pectinase và thời gian ủ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch quả thanh long ở độ tin cậy thống kê 95%. Cụ thể là khi so sánh kết quả thống kê giữa mẫu không sử dụng enzyme và mẫu có sử dụng enzyme, ở các mẫu sử dụng enzyme có hiệu suất thu hồi cao hơn do khi bổ sung chế phẩm pectinase vào khối quả nghiền thì pectinase sẽ lần lượt phân cắt các thành phần cấu tạo nên thành tế bào, phá vỡ cấu trúc và giải phóng các thành phần bên trong (bao gồm nước và các hợp chất màu) (Nguyễn Minh Thủy et al., 2013) nên lượng dịch quả tăng lên đáng kể.
Đối với các mẫu có sử dụng enzyme thì khi nồng độ enzyme tăng dần, hiệu suất thu hồi cũng tăng. Lượng dịch quả thu được cao nhất và không khác biệt thống kê ứng với nồng độ enzyme sử dụng 0,2% hoặc 0,3% và có có xu hướng giảm khi nồng độ enzyme là 0,1%.
Tương tự, thời gian xúc tác của enzyme cũng ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch quả, khi thời gian ủ enzyme tăng thì hiệu suất thu hồi cũng tăng. Ở thời gian ủ 90 phút thì lượng dịch quả thu được thấp hơn so với thời gian ủ ở 120 phút và 150 phút nhưng ở thời gian ủ 120 phút và 150 phút hiệu suất thu hồi không khác biệt ý nghĩa thống kê.
Thật vậy, khi tăng nồng độ enzyme từ 0,1 – 0,2% và thời gian ủ từ 90 – 120 phút thì hiệu suất thu hồi tăng nhưng khi nồng độ ≥ 0,2% và thời gian ủ ≥ 120 phút thì hiệu
suất tăng nhưng không có khác biệt ý nghĩa về mặt thống kê, ví dụ như hiệu suất thu hồi ở các nghiệm thức 0,2 – 120; 0,2 – 150; 0,3 – 150. Điều này có thể được giải thích theo Diệp Ngọc Tú et al. (2002), do cơ chất pectin trong thịt quả thanh long lúc này đã liên kết với pectinase nên lượng enzyme dư sẽ không làm gia tăng hiệu quả trích ly. Bên cạnh đó, theo Lê Ngọc Tú et al. (2000), khi thừa cơ chất, vận tốc phản ứng tăng khi nồng độ enzyme tăng nhưng khi nồng độ enzyme bão hòa với nồng độ cơ chất thì vận tốc phản ứng không thay đổi hoặc không tăng thêm khi tăng nồng độ enzyme. Theo Nguyễn Nhật Minh Phương (2011), phản ứng thủy phân xúc tác bởi enzyme cần có một khoảng thời gian nhất định đối với từng loại enzyme. Việc kéo dài thời gian cho hoạt động thủy phân là cần thiết để tạo ra lượng sản phẩm (dịch quả) nhiều. Việc thời gian thủy phân càng lâu cũng không làm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả có thể do phản ứng thủy phân đã xảy ra hoàn toàn nên việc tăng thêm thời gian ủ cũng không làm tăng thêm hiệu suất thu hồi dịch quả.
Từ các kết quả trên, hiệu suất thu hồi cao nhất ở nồng độ enzyme là 0,2% và thời gian ủ là 120 phút được đề nghị cho công đoạn xử lý nguyên liệu thanh long ruột đỏ.
4.2.2 Ảnh hưởng nồng độ, thời gian bổ sung enzyme đến độ trong dịch thanh long
Trong sản xuất nước ép trái cây việc bổ sung chế phẩm enzyme pectinase ngoài để gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả thì việc làm trong dịch quả cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm nước quả, đặc biệt là nước quả dạng trong. Do đó, việc tìm hiểu về ảnh hưởng nồng độ và thời gian đến độ trong sản phẩm giúp tìm ra được tỷ lệ tối ưu nâng cao chất lượng sản phẩm là điều cần thiết.
Độ truyền quang T (Transmittance)là tỷ số thông lượng bức xạ được truyền qua trên thông lượng bức xạ chiếu tới (ĐLVN 362 : 2020). Độ truyền quang T có giá trị càng lớn thì sản phẩm có độ trong càng cao và ngược lại. Từ kết quả khảo sát cho thấy không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các tỷ lệ nồng độ và thời gian bổ sung enzyme (P = 0,2259 phụ lục 2 Bảng 5).
Ảnh hưởng của nồng độ bổ sung enzyme đến độ trong dịch thanh long được trình bày ở Bảng 4.3.
Bảng 4.3 Ảnh hưởng nồng độ bổ sung enzyme đến độ trong dịch thanh long
Nồng độ enzyme (%) Độ truyền quang (T)
0 91,30c
0,1 90,88b
0,2 90,91b
0,3 90,27a
P = 0,0000
Ghi chú: Các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05) theo phép thử LSD.
Ảnh hưởng của thời gian bổ sung enzyme đến độ trong dịch thanh long được trình bày ở Bảng 4.4.
Bảng 4.4 Ảnh hưởng thời gian bổ sung enzyme đến độ trong dịch thanh long
Thời gian ủ (phút) Độ truyền quang (T)
90 90,96b
120 90,67a
150 90,89ab
P = 0,0484
Ghi chú: Các số mang chữ số mũ khác nhau cùng một cột sai khác có ý nghĩa thống kê (P<0,05) theo phép thử LSD.
Từ kết quả khảo sát Bảng 4.3 cho thấy ở mẫu có bổ sung enzyme độ trong của dịch quả giảm dần và có khác biệt thống kê so với mẫu không bổ sung enzyme. Khi khảo sát các nồng độ enzyme khác nhau (Bảng 4.3) độ trong của dịch quả giảm dần có sự khác biệt thống kê, hay khi khảo sát thời gian ủ (Bảng 4.4) độ trong của dịch quả chênh lệch không đáng kểvà có sự khác biệt thống kê.
Điều này khá tương tự nghiên cứu của Yingxue Zhong et al. (2019) về ảnh hưởng của enzyme pectinase đến độ trong của dịch đu đủ, khi nhóm tác giả bổ sung lượng enzyme pectinase 35 mg/ L dịch đu đủ thì độ truyền ánh sáng của dịch quả là cao nhất, khi lượng pectinase được tăng lên liên tục thì độ truyền ánh sáng bắt đầu giảm đi. Theo Hà Văn Thuyết et al. (2013), để làm trong dịch quả cần để yên ít nhất 180 – 360 phút nên với thời gian ngắn hơn từ 90 – 150 phút chưa thể nhận thấy sự cải thiện về độ trong của dịch quả. Độ trong của dịch quả giảm có thể do khi bổ sung enzyme, pectin bị thủy phân làm cho độ nhớt nguyên liệu giảm, hơn nữa khi pectin bị phân hủy thành tế bào sẽ phá vỡ cấu trúc và giải phóng các thành phần bên trong nên khi lọc qua vải lọc các cặn lơ lửng khó bị giữ lại trên vải lọc dẫn đến độ trong của dịch quả giảm.
Do chưa thể đưa ra kết luận về độ trong dịch quả ở nồng độ và thời gian ủ tối ưu nào vì vậy cần dựa thêm vào kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của dịch quả để lựa chọn tỷ lệ tối ưu.
Kết luận: Nồng độ enzyme 0,2% và thời gian ủ 120 phút được chọn là tỷ lệ tối ưu và tỷ lệ này được chọn để thực hiện cho những thí nghiệm sau.