- Dâu Hạ Châu đƣợc trồng ở huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ.
- Các chế phẩm enzyme sử dụng là các chế phẩm enzyme của hãng Novozym (Đan Mạch): Pectinex Ultra SP-L và Viscozym L. 3.1.3 óa chất - Acid citric (C4H6O5) - Đƣờng saccharose (RE) - Phenolphthalein 1% trong cồn 60o - NaOH 0,1N
- Acid acetic (CH3COOH 0,1N)
3.1.4 hiết bị dụng cụ thí nghiệm
- Máy quang phổ spectrophotometer - Chiếc quang kế ATAGO, nhiệt kế - Máy đo pH ECO Testr pH 2 - Thiết bị thanh trùng
- Cân phân tích - Bếp gas - Máy chà
- Các dụng cụ phân tích mẫu (pipet, buret, bình tam giác…)
ình 3.1 âu ạ hâu
( guồn:http://www.amthuc365.vn/t1347 5c253/dac-san-can-tho/2012/05/ve-can- tho-an-ga-vuon-um-dau.html)
3.2 Á Ê ỨU 3.2.1 hương pháp lấy mẫu
Nguyên liệu dâu Hạ Châu đƣợc mua từ nhà vƣờn ở huyện Phong Điền, thành phố Cần Thơ. Sau đó đƣợc đƣa về trữ lạnh ở thiết bị lạnh đông -86o
C ở phòng thí nghiệm.
3.2.2 hương pháp thí nghiệm
Các thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên. Mỗi thí nghiệm lặp lại 2 lần, kết quả phân tích, đánh giá cảm quan đƣợc xử lý, thống kê theo chƣơng trình Statgraphics Plus 15.2 và Excel.
3.2.3 hương pháp phân tích
Một số phƣơng pháp phân tích đƣợc thể hiện ở (bảng 3.1).
ảng 3.1 ột số phương pháp phân tích
hỉ tiêu hương pháp
Chất khô hòa tan Dùng chiết quang kế cầm tay (ATAGO, Nhật)
pH Máy đo pH ECO Testr pH 2
Độ truyền quang Máy quang phổ (Infrared Spectrophotometer, Nhật), bƣớc sóng 370 nm
Màu sắc, mùi vị Đánh giá cảm quan bằng phƣơng pháp cho điểm mô tả Đo độ ẩm Sấy đến khối lƣợng không đổi
3.3 QUY Ì Í Ệ Hình 3.2 Quy trình thí nghiệm đề nghị Thành phẩm Rót bao bì, ghép mí Làm trong Thủy phân (ở 35o C) Chà Chần (90oC trong 90 giây) Dâu Hạ Châu
Xử lý sơ bộ (rửa, bóc vỏ, tách múi)
Thanh trùng (90oC, 10 phút)
Làm nguội Lọc
Phối chế
Ngâm acid citric (0,15%)
3.4 Ố Í Í Ệ
3.4.1 hí nghiệm 1: hảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn enzyme pectinase và hemicellulase đến hiệu suất trích ly và độ trong của dịch quả dâu
3.4.1.1 Mục đích
Nhằm xác định đƣợc tỷ lệ phối trộn enzyme pectinase và hemicellulase thích hợp cho quá trình thủy phân dịch nƣớc dâu Hạ Châu.
3.4.1.2 Chuẩn bị mẫu
- Dâu Hạ Châu.
- Acid citric, enzyme pectinase và hemicellulase. - Khối lƣợng mẫu: 200g
3.4.1.3 Bố trí thí nghiệm
Nồng độ enzyme đƣợc sử dụng là 0,1% tính trên khối lƣợng quả.
Nhân tố A: Tỷ lệ phối trộn 2 chế phẩm enzyme pectianase và hemicellulase (%) A1: 0:0
A2: 40:60 A3: 50:50 A4: 60:40
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại. Tổng số nghiệm thức: 4
Tổng số thí nghiệm: 4x2 = 8
3.4.1.4 Tiến hành thí nghiệm
Dâu Hạ Châu sau khi tan giá với vòi nƣớc chảy tràn thì đƣợc tách vỏ cẩn thận tránh làm rách màng bao của các múi dâu bên trong, bóc vỏ lụa màu trắng, tách riêng từng múi. Chần dâu trong nƣớc nóng với nhiệt độ 90o
C trong 90 giây và đem chà. Sau đó đem cân mỗi mẫu 200g và tiến hành thủy phân với các tỷ lệ phối trộn theo các tỷ lệ phối trộn ở trên và ủ ở 35o
C trong 60 phút, lọc thu đƣợc dịch quả và làm trong. Tiến hành đánh giá kết quả thu đƣợc.
3.4.1.5 Chỉ tiêu đánh giá
- Chỉ tiêu chất lƣợng: hiệu suất thu hồi (%).
3.4.2 hí nghiệm 2: hảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hiệu suất trích ly và quá trình làm trong dịch quả dâu
3.4.2.1 Mục đích
Nhằm xác định đƣợc nồng độ enzyme và thời gian thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân dịch quả dâu.
3.4.2.2 Chuẩn bị mẫu
- Dâu Hạ Châu.
- Acid citric, enzyme pectinase và hemicellulase. - Khối lƣợng mẫu: 200g
3.4.2.3 Bố trí thí nghiệm
Nhân tố B: hàm lƣợng enzyme (ml/100g pure dâu) B1 (0); B2 (0,1); B3 (0,2); B4 (0,3); B5 (0,4)
Nồng độ C: thời gian thủy phân (phút) C1(0); C2 (40); C3 (60); C4 (80)
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại. Tổng số nghiệm thức: 20
Tổng số thí nghiệm: 20x2 = 40
Bố trí thí nghiệm theo (bảng 3.2) sau:
ảng 3.2 ảng bố trí thí nghiệm 2 hân tố hân tố C1 C2 C3 C4 B1 B1C1 B1C2 B1C3 B1C4 B2 B2C1 B2C2 B2C3 B2C4 B3 B3C1 B3C2 B3C3 B3C4 B4 B4C1 B4C2 B4C3 B4C4 B5 B5C1 B5C2 B5C3 B5C4 3.4.2.4 Tiến hành thí nghiệm
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ thí nghiệm 1. Tỷ lệ phối trộn đƣợc lựa
chọn là kết quả tối ƣu của thí nghiệm 1. Sau đó đem cân mỗi mẫu 200g và tiến hành
thủy phân với các mức độ theo bố trí ở (bảng 3.2), lọc thu đƣợc dịch quả và làm trong. Tiến hành đánh giá kết quả thu đƣợc.
3.4.2.5 Chỉ tiêu đánh giá
- Chỉ tiêu vật lý: độ truyền quang (%). - Chỉ tiêu chất lƣợng: hiệu suất thu hồi (%).
3.4.3 hí nghiệm 3: hảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch quả và đường đến chất lượng của sản phẩm
3.4.3.1 Mục đích
Nhằm xác định đƣợc tỷ lệ phối chế dịch quả và đƣờng thích hợp để tạo cho sản phẩm có mùi vị thơm ngon và chất lƣợng cao.
3.4.3.2 Chuẩn bị mẫu
- Dâu Hạ Châu.
- Đƣờng, acid citric, enzyme pectinase và hemicellulase. - Khối lƣợng mẫu: 200g 3.4.3.3 Bố trí thí nghiệm Nhân tố D: Tỷ lệ dịch quả (%) D1 (30); D2 (40); D3 (50) Nồng độ E: hàm lƣợng đƣờng (o Brix) E1 (18); E2 (20); E3 (22)
Thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại. Tổng số nghiệm thức: 9
Tổng số thí nghiệm: 9x2 = 18
Bố trí thí nghiệm theo (bảng 3.3) sau:
ảng 3.3 ảng bố trí thí nghiệm 3 hân tố hân tố E E1 E2 E3 D1 D1E1 D1E2 D1E3 D2 D2E1 D2E2 D2E3 D3 D3E1 D3E2 D3E3
3.4.3.4 Tiến hành thí nghiệm
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm tƣơng tự nhƣ thí nghiệm 2. Nồng độ enzyme và thời gian thủy phân lựa chọn là kết quả tối ƣu của thí nghiệm 2, sau đó đem cân mỗi mẫu 200g dịch quả và tiến hành phối chế theo bố trí ở (bảng 3.3). Tiến hành làm trong sau đó năng nhiệt bài khí ở 85o
C, đóng chai và thanh trùng ở 90o
C trong 10 phút. Sản phẩm đƣợc làm nguội đến nhiệt độ 38 – 40oC. Tiến hành đánh giá kết quả thu đƣợc.
3.4.3.5 Chỉ tiêu đánh giá
- Chỉ tiêu vật lý: độ truyền quang (%).
4: Ế QUẢ VÀ Ả LUẬ
4.1 Ả Ở Ủ Ỷ LỆ Ố Ế Ẩ ENZYME
PECTINASE VÀ HEMICELLULASE, Ồ E ZY E VÀ Ờ ỦY Â Ế Ế ỆU UẤ Í LY Ị QUẢ DÂU
4.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme pectinase và hemicellulase đến hiệu suất trích ly dịch quả dâu
Hợp chất pectin và hemicellulose thƣờng tồn tại ở vách tế bào của các loại rau quả và trong quá trình chế biến khi nghiền để trích ly dịch quả, các hợp chất này sẽ phóng thích cùng với dịch quả, làm cho khối quả có trạng thái keo. Do đó, dịch quả không thoát ra đƣợc trong quá trình ép và khối nghiền có tính sệt và độ nhớt cao, khả năng giữ nƣớc lớn. Vì thế, việc trích ly dịch quả bằng cách lọc rất khó khăn và hiệu suất trích ly dịch quả không cao (Đặng Thị Thu và cộng sự, 2004).
ảng 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme đến hiệu suất trích ly dịch dâu
ỷ lệ phối trộn (%)
(pectinase:hemicellulase) iệu suất trích ly (%)
0:0 53,65a
40:60 62,55b
50:50 72,05c
60:40 63,40b
Các trung bình nghiệm thức đi kèm các chữ giống nhau trên cùng một cột không khác biệt ý nghĩa 0,05
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0:0 40:60 50:50 60:40 ỷ lệ phối trộn (%) iệ u su ất t rí ch ly ( %)
ình 4.1 ồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme đến hiệu suất trích ly dịch dâu
Chế phẩm Pectinex Ultra SP-L ở dạng dịch lỏng, có màu nâu và mùi nhẹ của sản phẩm lên men. Enzyme này hoạt động ở khoảng pH 4,5 và dƣới 50o
C (Lê Ngọc Tú và ctv, 2000). Viscozym L có pH tối ƣu trong khoảng 4,5-5,5, nhiệt độ 40-50oC, hoạt tính của chế phẩm 700 UI/ml (Nguyễn Kim Ngân, 2009). Nhìn chung thì pH và nhiệt độ tối thích của 2 chế phẩm enzyme là nhƣ nhau nên thích hợp cho việc phối trộn năng cao hiệu suất trích ly. Mặt khác, nhờ hệ enzyme hemicellulose phá vỡ thành tế bào mà enzyme pectinase dễ dàng tác dụng với cơ chất pectinase (Lê Ngọc Tú, 2007). Do đó, việc kết hợp 2 enzyme thích hợp là điều cần thiết để tăng hiệu quả trích ly.
Từ kết quả thống kê (hình 4.1) cho thấy tỷ lệ phối trộn enzyme ảnh hƣởng đến hoạt động xúc tác của enzyme hemicellulase và pectinase. Khi không sử dụng enzyme thì hiệu suất trích ly (53,65%) thấp và khi sử dụng enzyme với tỷ lệ pectinase : hemicellulase (%) là 50:50 thì cho hiệu suất trích ly dịch quả là cao nhất (72,05%). Mặt khác, từ (bảng 4.1) cho thấy có sự khác biệt ý nghĩa giữa tỷ lệ phối trộn (%) 2 enzyme là 50:50 với các tỷ lệ khác và không có sự khác biệt giữa 2 tỷ lệ phối trộn (%) là 40:60 và 60:40 dù hiệu suất trích ly dịch quả của tỷ lệ 60:40 (63,40%) cao hơn 40:60 (62,55%). Hiệu suất trích ly tăng là do tỷ lệ phối trộn thích hợp của 2 chế phẩm enzyme pectinase và hemicellulase làm phá vỡ vách tế bào triệt để hơn giúp dịch thoát ra dễ dàng hơn. Mặt khác, do hai hệ enzyme khác nhau nên không xảy ra hiện tƣợng cạnh tranh cơ chất. Do ảnh hƣởng của enzyme hemicellulase mà các chất mật, gôm… Vốn không bị tác dụng của pectinase cũng bị thuỷ phân một cách mạnh mẽ (Lê Ngọc Tú, 2007). Kết quả này trùng hợp với một số kết quả nghiên cứu của Crukor và Nyarady (1999) và Will và cộng sự (2000) cho thấy rằng khi sử dụng enzyme sẽ làm tăng hiệu suất trích ly trong rau quả và trái cây.
Do đó, để hiệu suất trích ly cao nên chọn tỷ lệ phối trộn hai chế phẩm enzyme pectianse và hemicellulase (%) là 50:50.
4.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hiệu suất trích ly dịch quả dâu
Trong trƣờng hợp thừa cơ chất nồng độ enzyme tăng sẽ làm tăng tốc độ phản ứng của các enzyme (Nguyễn Công Hà và Lê Nguyễn Đoan Duy, 2010). Tuy nhiên quá trình phân cắt phải cần một thời gian nhất định nhằm tạo hiệu quả phân cắt tốt nhất. Do đó cần phải khảo sát với các nồng độ và thời gian thủy phân khác nhau. Từ đó có thể chọn đƣợc nồng độ enzyme và thời gian thủy phân thích hợp để đạt đƣợc hiệu quả trích ly cao nhất.
ảng 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hiệu suất trích ly dịch quả dâu, %
ồng độ enzyme (ml/100g pure)
hời gian thủy phân (phút) Trung bình nghiệm thức 0 40 60 80 0 51,85 52,55 53,50 52,05 52,49a 0,1 52,95 65,10 73,75 72,90 66,18b 0,2 53,55 64,75 76,50 72,55 66,84b 0,3 54,50 65,50 78,80 72,60 67,85b 0,4 54,65 65,65 78,05 72,30 67,66b Trung bình nghiệm thức 53,50a 62,71b 72,12d 68,48c
Các trung bình nghiệm thức đi kèm các chữ giống nhau trên cùng một cột hoặc dòng không khác biệt ý nghĩa 0,05 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 40 60 80 hời gian (phút) iệ u su ất t rí ch ly ( %) 0ml/100g pure 0,1ml/100g pure 0,2ml/100g pure 0,3ml/100g pure 0,4ml/100g pure
ình 4.2 ồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hiệu suất trích ly dịch quả dâu
Theo Nguyễn Đức Lƣợng (2004) chế phẩm enzyme thƣơng mại thƣờng chứa nhiều phức hợp enzyme. Viscozym L đƣợc sản xuất từ loài Aspergillus aculeatus. Sản phẩm gồm nhiều enzyme khác nhau nhƣ -glucanase, arabanase, xylanase, cellulase và hemicellulase. Pectinase thƣơng mại là một phức hệ enzyme bao gồm: pectinase, hemicellulase, cellulose, protease… Khi bổ sung chế phẩm enzyme vào khối quả thì phức hợp các enzyme sẽ lần lƣợt phân cắt các thành phần cấu tạo nên thành tế bào nhƣ pectin bị cắt bởi pectinase, protein bị phân cắt bởi protease và cellulose, hemicellulose sẽ bị phân cắt bởi cellulase, hemicellulase... Kết quả của việc này làm phá vỡ cấu trúc thành tế bào, đây vốn là cơ quan che chở bên ngoài của tế bào làm giải phóng các thành phần bên trong bao gồm cả nƣớc và các hợp chất màu. Vì vậy làm cho lƣợng dịch quả tăng lên đáng kể và làm tăng chất lƣợng dịch quả.
Sự phân cắt pectin bởi enzyme pectinase dẫn đến giảm khả năng giữ nƣớc, do đó nƣớc trong tế bào thoát ra ngoài gây giảm độ nhớt và tăng năng suất dịch quả (Kabrya et al,
2001; Lee et al, 2006).
Kết quả thống kê cho thấy nồng độ enzyme và thời gian thủy phân ảnh hƣởng đến hiệu suất trích ly dịch quả. Khi không sử dụng enzyme và thời gian thủy phân là 0 phút thì hiệu suất trích ly dịch quả thấp (51,85%). Khi sử dụng với các nồng độ enzyme khác thì hiệu suất trích ly dịch quả tăng và cao nhất (67,85%) là ở nồng độ enzyme bổ sung là 0,3ml/100g pure dâu nhƣng không có sự khác biệt giữa các nồng độ enzyme bổ sung khác. Do quá trình tăng nồng độ sẽ làm cho khả năng phân cắt các hợp chất tốt hơn dịch quả có thể tăng lên nhƣng không đáng kể. Khi tăng đến nồng độ nhất định thì hiệu suất dịch quả không thể tăng thêm do khả năng phân cắt đã triệt để và dịch quả đã lấy ra hết. Thời gian thủy phân tốt nhất để có hiệu suất trích ly cao nhất (72,12%) là 60 phút và có sự khác biệt ý nghĩa với các thời gian thủy phân khác. Enzyme cũng cần một khoảng thời gian để phân cắt hết các cơ chất nên khi thời gian càng tăng thì các cơ chất phân cắt càng nhiều và hiệu suất trích ly càng cao nhƣng do quá trình phân cắt diễn ra ở một thời gian nhất định với từng nồng độ bổ sung khác nhau. Vì vậy, khi càng tăng thời gian thủy phân lên đến một thời điểm thì enzyme không thể phân cắt tiếp đƣợc và hiệu suất có thể có xu hƣớng giảm xuống do một số hợp chất bị phân cắt nhỏ làm cản trở quá trình lọc. Kết quả này trùng hợp với nghiên cứu ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinex để nâng cao hiệu suất trích ly và chất lƣợng nƣớc quả dứa
(Ananas comosus) tự nhiên của Ngô Xuân Mạnh và Trần Thị Lan Hƣơng (2005) và sử dụng enzyme trong chế biến nƣớc chuối của Lê Mỹ Hồng (2005).
Đối với quá trình tăng hiệu suất trích ly dịch quả thì nên chọn nồng độ enzyme là 0,1ml/100g pure quả và thời gian thủy phân là 60 phút để giảm chi phí và đạt hiệu suất trích ly cao.
4.2 Ả Ở Ủ Ỷ LỆ Ố Ế Ẩ E ZY E
PECTINASE VÀ HEMICELLULASE Ồ E ZY E VÀ Ờ ỦY Â Ế QUÁ TRÌNH LÀM TRONG Ị DÂU
4.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme pectinase và hemicellulase đến độ trong của dịch dâu
Dùng enzyme không chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịch quả. Phƣơng pháp sử dụng enzyme có hiệu quả hơn cả. Bởi lẽ nhờ tác dụng của các enzyme mà các hệ keo của nƣớc quả sẽ bị phá huỷ hoàn toàn. Nếu nhƣ khi làm trong bằng các phƣơng pháp khác pectin bị kết tủa một phần thì khi xử lý bằng enzyme, pectin bị phân
giải hoàn toàn thành các chất hoà tan. Với phƣơng pháp enzyme, khi mang một lƣợng thừa chế phẩm sẽ loại trừ đƣợc trƣờng hợp làm trong không hoàn toàn. Dịch nƣớc quả đƣợc xử lý bằng chế phẩm pectinase thƣờng có vị hoàn toàn hơn và ít có khuynh hƣớng bị đục hơn (Nguyễn Đức Lƣợng, 2004).
ảng 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme đến độ truyền quang của dịch dâu, %
ỷ lệ phối trộn (%)
(pectinase:hemicellulase) ộ truyền quang (T%)
0:0 13,60a
40:60 22,05b
50:50 36,10c
60:40 23,05b
Các trung bình nghiệm thức đi kèm các chữ giống nhau trên cùng một cột không khác biệt ý nghĩa 0,05
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0:0 40:60 50:50 60:40 ỷ lệ phối trộn (%) ộ t ru yề n q u an g ( %)
Hình 4.3 ồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn chế phẩm enzyme đến độ truyền quang của dịch dâu
Theo Lê Ngọc Tú (2003) nhờ enzyme pectinase và hemicellulase phân cắt các hợp chất pectin và hemicellulose mà dịch quả không bị đục và lọc dễ dàng hơn. Không những vậy, các enzyme này còn góp phần chiết rút các chất màu những chất hòa tan làm tăng chất lƣợng cho nƣớc quả. Có thể thấy việc sử dụng các enzyme để thủy phân khối pure dâu sẽ giúp cho quá trình ép đƣợc dễ dàng và làm tăng chất lƣợng của dịch quả rõ rệt.
