Nghiên cứu nâng cao hiệu suất ép dịch của một số loại quả bằng phương pháp xử lý lạnh đông và enzyme

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng bản luận văn này là kết quả nghiên cứu do bản thân
mình thực hiện với sự cộng tác của các đồng nghiệp. Những số liệu đưa ra là hoàn
toàn trung thực và không vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào khác.

Học viên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC ĐỒ THỊ
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................1
PHẦN 1: TỔNG QUAN..............................................................................................3
1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC QUẢ.............................3
1.2. NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC
GIẢI KHÁT.............................................................................................................3
1.2.1. Nguyên liệu dứa...........................................................................................4
1.2.1.1. Nguồn gốc và phân loại dứa.................................................................4
1.2.1.2. Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa................................4
1.2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam.............5
1.2.2. Nguyên liệu mận..........................................................................................7
1.2.2.1. Đặc điểm sinh học của cây mận...........................................................7
1.2.2.2. Tình hình trồng và chế biến mận..........................................................7
1.2.2.3. Thành phần hoá học và dinh dưỡng của quả mận................................9
1.3. CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN.............................................9

1.4. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ÉP DỊCH QUẢ................11
1.4.1. Hệ enzyme pectinaza.................................................................................12
1.4.1.1. Cơ chất của enzyme pectinaza:...........................................................12
1.4.1.2. Sự phân loại và cơ chế tác dụng của hệ enzyme pectinaza................13
1.4.1.3. Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong nguyên liệu tới hiệu quả tác
dụng của các chế phẩm pectinaza....................................................................14
1.4.1.4. Ứng dụng của hệ enzyme Pectinaza trong sản xuất nước quả...........15


1.4.2. Phương pháp lạnh đông.............................................................................17
1.4.2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh......................................17
1.4.2.2. Những biến đổi chính trong quá trình làm lạnh đông thực phẩm......19
PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................24
2.1. NGUYÊN LIỆU.............................................................................................24
2.1.1. Nguyên vật liệu..........................................................................................24
2.1.2. Enzyme......................................................................................................24
2.2. HOÁ CHẤT, THIẾT BỊ................................................................................24
2.2.1. Hoá chất, dụng cụ......................................................................................24
2.2.2. Thiết bị.......................................................................................................24
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................................24
2.3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm..................................................................24
2.3.2. Phương pháp phân tích hoá lý...................................................................25
2.3.2.1. Xác định hàm luợng đường khử bằng phương pháp Graxianop..............25
2.3.2.2. Xác định hàm lượng axit tổng số bằng phương pháp trung hoà........26
2.3.2.3. Xác định nồng độ chất hòa tan...........................................................27
2.3.2.4. Xác định độ pH.....................................................................................27
2.3.2.6. Xác định hàm lượng tanin trong quả..................................................27
2.3.2.7. Xác định hàm lượng pectin bằng phương pháp canxipectat..............28
2.3.2.8. Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iot......29
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................................30

3.1. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU...........................................30
3.1.1: Đối với mận...............................................................................................30
3.1.2. Đối với dứa.................................................................................................31
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CHÍN NGUYÊN LIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG
DỊCH QUẢ VÀ HIỆU SUẤT ÉP.......................................................................32
3.3. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY BẰNG ENZYME..............................................................................33
3.3.1. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả........................33


3.3.2. Nghiên cứu sử dụng enzyme trong trích ly dịch quả................................35
3.3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex Ultra SP-L......................36
3.3.2.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly..........41
3.3.3. Đánh giá chất lượng dịch sau khi trích ly:................................................43
3.4. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH ĐÔNG.......................................44
3.4.1. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả........................44
3.4.2. Khảo sát nhiệt độ lạnh đông......................................................................45
3.4.3. Khảo sát quá trình rã đông........................................................................48
3.4.5. Đánh giá chất lượng dịch sau khi lạnh đông:...........................................50
3.5. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ÉP DỊCH QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ LẠNH ĐÔNG VÀ ENZYME.................................................................51
3.6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME
PECTINEX 3XL ĐỂ LÀM TRONG DỊCH QUẢ.............................................52
3.3.1. Xác định nồng độ chế phẩm enzyme Pectinex 3XL thích hợp................52
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt lực của enzyme....................................55
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả làm trong...........................57
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN........................................................59
4.1. KẾT LUẬN.....................................................................................................59
4.2. ĐỀ NGHỊ.........................................................................................................60

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................61


DANH MỤC BẢNG

Bảng1.1: Thành phần hóa học của dứa....................................................................5
Bảng 1.2: Thành phần hoá học của mận..................................................................9
Bảng 3.1: Phân tích chất lượng nguyên liệu mận..................................................30
Bảng 3.2. Thành phần hóa học của dứa.................................................................31
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của độ chín nguyên liệu đến chất lượng dịch quả và hiệu
suất ép.........................................................................................................................32
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu đến quá trình ép..............................34
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu đến quá trình ép..............................35
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly........................37
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trích ly dịch quả......................39
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly.................41
Bảng 3.9: Chất lượng của dịch mận sau trích ly....................................................43
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của xử lý nguyên liệu trước đến quá trình ép..................44
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông đến quá trình ép.........................46
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của nhiệt độ rã đông đến chất lượng và thời gian rã đông
.....................................................................................................................................48
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của môi trường rã đông đến thời gian rã đông...............49
Bảng 3.14: Chất lượng dịch sau khi lạnh đông......................................................50
Bảng 3.15. Đánh giá chất lượng ép dịch quả bằng phương pháp xử lý lạnh đông
và enzyme...................................................................................................................51
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex 3XL đến quá trình làm
trong dịch quả mận....................................................................................................53
Bảng 3.17: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex 3XL đến quá trình làm
trong dịch quả dứa....................................................................................................54
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý tới quá trình làm trong dịch quả mận

.....................................................................................................................................55
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tới quá trình làm trong dịch quả......57



DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dịch quả.......38
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu suất trích ly..........................40
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly dịch quả...................42
Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông đến hiệu suất trích ly dịch quả. .47


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU

Ý NGHĨA

ĐC

Đối chứng

NL

Nguyên liệu

HL

Hàm lượng

HS

Hiệu suất


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trên thế giới, xu hướng tiêu thụ các loại nước uống từ nguyên liệu
quả tươi đang rất phổ biến. Loại nước quả này đang dần thay thế các loại nước pha
chế khác bởi tính ưu việt của nó như: có chứa nhiều các vitamin, giàu khoáng, các
vi chất dinh dưỡng, các loại đường đơn dễ tiêu hoá… Ngoài ra một số loại quả còn
chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học quý giá giúp con người có thể phòng chống
được một số bệnh như: tim mạch, tiểu đường, thống phong, sỏi thận hay chứng béo
phì…
Việt Nam là nước nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nên rất đa
dạng về các loại cây ăn quả. Có những loại quả trở thành mặt hàng chủ đạo được
trồng cho năng suất lớn và đem lại thu nhập cho quốc gia thông qua xuất khẩu như:
vải, cam, bưởi, dứa, thanh long… Bên cạnh đó, Việt Nam còn có những loại cây ăn
quả mang đậm bản sắc văn hoá ẩm thực như: mơ, sơ-ri, mận, đào, dâu, sim... Mặt
khác, do nước ta có khí hậu nóng nhiều và dân số đông, nên nhu cầu về nước uống
là rất lớn. Do vậy, sản xuất nước quả không những đáp ứng nhu cầu ngày càng cao
của thị trường mà còn góp phần nâng cao sức khoẻ của người dân, điều này góp
phần thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất nước quả tươi phát triển.
Quả dứa là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao, được trồng dễ dàng ở nhiều nơi
khắp nước ta, với sản lượng hàng năm rất lớn chủ yếu xuất khẩu ở dạng quả nước
đường, dứa lạnh đông, dứa cô đặc còn nước dứa sản xuất chưa nhiều. Còn quả mận
mang tính chất thời vụ cao, mỗi năm chỉ cho thu hoạch trong vòng 30-50 ngày chủ
yếu dùng để ăn tươi việc chế biến loại quả này chưa được quan tâm.
Với xu hướng hiện nay, sản xuất nước quả là một hướng đi đầy triển vọng cho
ngành chế biến nông sản ở nước ta. Làm cách nào để sản xuất mang lại giá trị kinh

tế lớn nhưng chất lượng luôn được đảm bảo là vấn đề nhức nhối của các nhà công
nghệ.

10


Trong sản xuất nước quả thì quan trọng nhất là làm thế nào để thu được dịch
quả cao nhất có thể. Với mỗi một loại quả khác nhau sẽ có cấu trúc, thành phần hoá
học khác nhau nên sẽ có phương pháp xử lý khác nhau. Đối với dứa, được cấu tạo
bởi nhiều hoa dứa mà các bầu nhụy nhỏ của chúng hợp nhất lại với nhau xung
quanh lõi trung tâm. Quả dứa có hình trụ và có bề ngang rộng, thịt dứa màu vàng
chứa nhiều chất xơ, có cấu trúc xốp. Nếu chỉ dung phương pháp ép thông thường
hay sử dụng enzyme sẽ không mang lại hiệu quả cao vì hàm lượng pectin trong dứa
không cao mà tác dụng của enzyme chủ yếu đề thủy phân pectin giúp dịch quả thoát
ra được dễ dàng. Do vậy sử dụng phương pháp lạnh đông là một hướng mới cho
nghiên cứu này. Đối với quả mận lại khác, trong thành phần thịt của quả mận có
hàm lượng pectin lớn, việc sử dụng enzyme pectinnaza để thủy phân pectin rất có ý
nghĩa và mang lại hiệu suất trích ly cao.
Như vậy, tuỳ thuộc vào từng loại quả mà ta lựa chọn phương pháp trích ly
phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế. Đứng trước nhu cầu cấp
thiết của thực tế, dựa trên những cơ sở nhận định, tôi đã chọn và thực hiện đề tài
“Nghiên cứu nâng cao hiệu suất ép dịch của một số loại quả bằng phương pháp
xử lý lạnh đông và enzyme”.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài:
Nguyên cứu lựa chọn nguyên liệu, phương pháp xử lý quả trước khi ép dịch
nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả
Nội dung nghiên cứu:
1. Nghiên cứu lựa chọn, xác định độ chín của nguyên liệu
2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly dịch quả bằng enzyme

3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly dịch quả bằng lạnh đông
4. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme để làm trong dịch quả sau ép

11


PHẦN 1: TỔNG QUAN
1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC QUẢ
Mặc dù có khác biệt về thói quen tiêu dùng, truyền thống và trình độ phát triển
của mỗi quốc gia, xu hướng nghiên cứu, sản xuất cũng như tiêu thụ sảm phẩm đồ
uống đáng chú ý hiện nay là nước tinh khiết và nước uống từ các loại quả tươi,
được minh chứng qua tốc độ tăng thị phần ở các nước phát triển trên thế giới cũng
như ở Việt Nam. Tại Thái Lan: thị trường nước quả ép mỗi năm tăng thêm 50%,
sản phẩm chính là dứa, ngoài ra còn có nước cam, nước xoài; tại Hàn Quốc: thị
trường nước quả chiếm 40.3% so với nước uống nói chung. Lượng nước ép đều gia
tăng từ 30-40%.
Hiện nay, các nhà máy sản xuất nước quả hầu như đã có khả năng sản xuất các
loại quả từ các loại quả tươi sẵn có ở Việt Nam, nhưng hầu hết các doanh nghiệp
chỉ đạt công suất 60-70%. Sở dĩ các mặt hàng nước quả tiêu thụ chậm là do giá
thành của sản phẩm còn cao so với mặt bằng thu nhập của số đông người lao động,
hơn nữa về chất lượng còn thấp hơn so với các loại nước quả nhập ngoại nên chưa
thể là mặt hàng xuất khẩu. Mặt khác, một số công đoạn chế biến còn bất cập chưa
ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật nên việc tách dịch quả ở đa số các doanh nghiệp còn
đạt hiệu suất thu hồi thấp, chất lượng dịch quả chưa cao dẫn đến chất lượng sản
phẩm còn thấp.

1.2. NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT
NƯỚC GIẢI KHÁT
Nguyên liệu dung trong sản xuất đồ uống rất phong phú. Tuỳ thuộc vào từng
loại nguyên liệu để chế biến thành các dạng đồ uống khác nhau như nước chanh,

cam, vải, ổi… Ở đây, chúng tôi đi sâu nghiên cứu đến nguồn nguyên liệu dứa và
mận.

12


1.2.1. Nguyên liệu dứa
1.2.1.1. Nguồn gốc và phân loại dứa
Dứa có tên khoa học là Ananas comosus, thuộc họ Romeliaceae. Loài này
được chia thành 7 nhóm trong đó có 3 nhóm chính là: nhóm dứa Cayen, dứa Queen
và nhóm Spanish. Ở Việt Nam cây dứa được trồng từ lâu, khắp các tỉnh từ Bắc đến
Nam. Dứa có thể trồng phân tán trong vườn gia đình xen dưới các tán cây hoặc
trồng thuần ở các vườn đồi hoặc trồng tập trung hàng trăm ha ở các nông trường
quốc doanh, các trang trại.
+ Nhóm 1: dứa Queen: Quả nhiều mắt, mắt nhỏ, lồi, cứng. Thịt quả vàng đậm,
ít nước, giòn có hương thơm và vị chua ngọt đậm đà, vị thơm hấp dẫn, thích hợp
với thị hiếu ăn tươi, khối lượng trung bình từ 500g đến 700g, quả hơi bầu dục, khó
thao tác trong khi chế biến. Thịt quả có nhiều khe hở, không chặt. Đây là nhóm dứa
có chất lượng tốt hiện nay.
+ Nhóm 2: Nhóm dứa Spanish: Quả có mắt sâu, thịt quả có màu vàng trắng
không đều, nhiều nước hơn dứa hoa, có vị hơi chua. Quả ngắn, nhưng có kích thước
lớn hơn nhóm dứa Queen và nhỏ hơn nhóm Cayen. Khối lượng trung bình của quả
khoảng 1kg. Quả có hình dạng cân đối, hơi hình trụ. Nhóm này có phẩm chất kém,
khó thao tác, ít sử dụng để sản xuất đồ hộp.
+ Nhóm 3: Nhóm dứa Cayen: Quả có dạng hình trụ cân đối, mắt to, nông, thịt
quả có màu vàng nhạt, nhiều nước, ít thơm và ít ngọt hơn so với nhóm dứa Queen.
Đây là nhóm dứa có khối lượng, kích thước lớn nhất trong ba loại chính. Khối
lượng trung bình của quả 1.5-2kg. Quả dứa Cayen chứa nhiều nước và vỏ mỏng nên
rất dễ thối khi vận chuyển xa.
1.2.1.2. Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa

* Điều kiện thích hợp của Dứa
Dứa thích hợp với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao, sợ rét và sương muối, rất
thích hợp với nhiệt độ trung bình ở nước ta (22 0C) và hàm lượng mưa trung bình
1300-1500mm/năm. Trong điều kiện thích hợp có thể sinh trưởng quanh năm.

13


* Thành phần hóa học của dứa
Tùy theo giống dứa, mùa vụ cũng như điều kiện canh tác mà thành phần hóa
học cũng như hàm lượng của chúng khác nhau. Thành phần chủ yếu là nước chiếm
72-88% trọng lượng quả, ngoài ra còn có các chất có giá trịnh dinh dưỡng và cảm
quan như: gluxit, protit, axit hữu cơ, vitamin, các chất khoáng. Ngoài ra trong quả
dứa còn chứa enzyme Bromelin là loại enzyme giúp tiêu hóa rất tốt.
Bảng1.1: Thành phần hóa học của dứa
Thành phần hóa học
Chất khô (Bx)

Số lượng
10,8-17,5

Đường (%)

8-19

Pectin (%)

0,06-0,16

Axit (%)

0,06-1,62

Vitamin A (mg/100g)

130

VitaminB1 (mg/100g)

0,08

Vitamin B2 (mg/100g)

0,02

Vitamin C (mg/100g)

4,2

1.2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam
* Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới
Nước quả là loại đồ uống giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, ngoài ra còn có
chức năng phụ như tăng hàm lượng Vitamin, chất khoáng, đặc biệt dứa còn có giá
trị dược liệu quý là enzyme Bromelin. Nhu cầu về dứa trên thế giới ngày càng tăng,
thể hiện qua sự tăng sản lượng dứa không ngừng ở các nước sản xuất dứa trên thế
giới.
Sản lượng dứa Châu Á đạt 6.6 triệu tấn/năm. Trong đó Thái Lan là nước sản
xuất dứa lớn nhất, chiếm gần 31% tổng sản lượng, kế đó là Philippin với sản lượng
chiếm 22.2%. Trung Quốc đứng vị trí thứ ba với tổng sản lượng 13.5%, Ấn Độ 12.5

14


%, Indonesia với tổng sản lượng chiếm 10.9%, cuối cùng là Việt Nam với sản
lượng chiếm một phần khiêm tốn 2.8%.
Sản lượng dứa Châu Mĩ đạt xấp xỉ 4 triệu tấn, trong đó Brazil là nước sản xuất
dứa nhiều nhất chiếm 46% tổng sản lượng toàn Châu Mĩ, các nước sản xuất dứa
đáng kể ở Châu Mĩ là Colombia chiếm 9.8% tổng sản lượng, Mĩ chiếm 8% tổng sản
lượng rồi đến Mexico 7.8% và uối cùng là Costaria 6.6%.
Tình hình nhập khẩu dứa hộp trên thế giới:
Mĩ

30%

Tây Ba Nha

3.1%

Đức

11.9%

Italia

3.1%

Nhật

8.8%

Canada

2.6%

Anh

6.1%

Bỉ

2.3%

Hà Lan

5.2%

Pháp

4.3%

Các nước khác

19.2%

* Tình hình chế biến và tiêu thụ dứa ở Việt Nam.
- Giá trị chế biến công nghiệp của dứa:
Trong những năm gần đây, công nghệ chế biến dứa ở nước ta tăng khá nhanh
thể hiện qua việc xây dựng nhiều nhà máy chế biến dứa với công suất lớn, công
nghệ hiện đại của thế giới. Chỉ tính riêng một số nhà máy lớn ở Đồng Giao, Tiền
Giang, Kiên Giang khả năng chế biến đạt 36500 tấn/năm và nhu cầu nguyên liệu

dứa tươi là 23000-27000 tấn/năm. Ngoài ra còn có nhiều nhà máy chế biến dứa có
công suất vừa và nhỏ khác, ở nhiều tỉnh thành như, Hà Tĩnh, thành phố Hồ Chí
Minh, Cần Thơ.
- Thị trường tiêu thụ:
Đối với dứa tươi, hầu hết thị trường tiêu thụ là nội địa dưới dạng ăn tươi, làm
thực phẩm, làm nguyên liệu cho nhà máy chế biến, xuất khẩu dứa tươi, còn gặp
nhiều trở ngại là do yếu kiếm trong bảo quản dứa sau thu hoạch và vận chuyển.

15


Đối với dứa chế biến, xuất khẩu là chính, thị trường nội địa chiếm tỷ trọng
2-5% tổng sản lượng chế biến. Trong những năm gần đây các sản phẩm dứa chế
biến của Việt Nam được xuất khẩu đi nhiều nước trên toàn thế giới với nhiều mặt
hàng đa dạng trong số 22 thị trường xuất khẩu, Nga là thị trường lớn nhất chiếm
27.2% tổng sản lượng.
1.2.2. Nguyên liệu mận
1.2.2.1. Đặc điểm sinh học của cây mận
Mận có tên khoa học là Prunussalicina thuộc họ hoa hồng (Rosaceae), là cây
ăn quả có nguồn gốc ôn đới, phù hợp với khí hậu miền Bắc. Mận được trồng nhiều
ở vùng núi và vùng cao. Cây mận dễ trồng, sớm cho thu hoạch, cho năng suất cao,
góp phần phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, cải thiện đời sống cho đồng bào dân tộc
thiểu số, thuộc loại cây lâu năm nên đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Quả mận thuộc loại quả hạch có 2 phần chính là thịt quả và hạt (hạt cứng có
chứa phôi). Quả mận tròn có một đường khía lõm xuống chạy dài từ cuống quả đến
đáy quả, toàn quả nhìn giống hình trái tim. Quả mận khi chín thì độ cứng giảm, vỏ
quả chuyển từ màu xanh nhạt sang màu vàng nhạt, vàng sẫm rồi đỏ hoặc tím tuỳ
theo từng giống.
1.2.2.2. Tình hình trồng và chế biến mận
* Trồng mận

Mận Việt Nam thuộc hai loài chính là loài Pr.domestical và loài Pr.salicana.
được trồng phổ biến ở một số vùng gồm Mộc Châu (Sơn La), Sa Pa, Bắc Hà (Lào
Cai), Mẫu Sơn (Lạng Sơn), Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc Cạn), Quảng Bạ (Hà
Giang) đáp ứng được nhu cầu lạnh cho cây mận. Hiện nay một số giống mận ngon,
có phẩm chất tốt, năng suất cao được trồng rộng rãi là:
* Mận Tam hoa: Có nguồn gốc từ Quảng Đông Trung Quốc, tán cây hình
dạng ô, rỗng giữa, quả tròn màu vàng, ruột quả có màu đỏ thắm, trọng lượng quả
trung bình 20-30gr, cá biệt có quả nặng đến 60gr. Là giống có phẩm chất tốt, năng
suất cao được mọi người rất ưa chuộng, trồng chủ yếu ở Sơn La, Lào Cai, Hà

16


Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn.
* Mận hậu: được trồng nhiều ở Bắc Hà, Mường Khương của tỉnh Lào Cai,
quả to, trọng lượng trung bình 25-30gr, thịt quả dày và chắc hạt, khi chín vỏ quả có
màu xanh vàng, thịt quả giòn, ngọt, chất lượng giống tốt.
* Mận chua: là giống được trồng nhiều ở đồng bằng và trung du. Quả chín đỏ
hoặc vàng, hoar a sớm trước tết âm lịch một tháng, quả chín vào tháng 5-6, chất
lượng trung bình, vị chua và chat, đắng, giống này trồng bằng hạt, giá trị sử dụng
thấp, sản phẩm chủ yếu để làm ô mai mà mứt mận.
Ngoài ra còn một số giống mận khác trông rải rác ở các địa phương như mận
thép, mận cơm, mận tả hoàng li, mận tím, mận vàng, mận đỏ…
Cây mận nhờ có hiệu quả kinh tế cao, thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên
lại dễ trồng, dễ chăm sóc. Bởi vậy, trong vòng 10 năm qua diện tích trồng cây mơmận của nước ta đã phát triển mạnh mẽ. Theo số liệu của tổng cục thống kê thì năm
1991 tổng diện tích nước ta có khoảng 800 ha, đến năm 1995 diện tích tăng lên là
2800 ha và năm 2000 chỉ riêng vùng Đông Bắc là 1800 ha, Tuyên Quang: 150 ha,
Cao Bằng: 300ha, Lạng Sơn: 700 ha, Bắc Thái: 150 ha, Quảng Ninh: 150 ha (số liệu
thống kê năm 2000). Dự tính đến năm 2010 tổng diện tích trồng mơ-mận nước ta sẽ
tăng lên 150000 ha

Cây mận sau trồng 2-3 năm đã ra quả, sau 8-10 năm là thời kỳ cho năng suất
cao, mỗi cây có thể đạt 50-70 kg. Tuổi thọ của cây thường dài 20-30 năm do vậy giá
trị kinh tế của cây mận rất lớn. Chính vì lẽ đó nhiều nơi ở vùng núi phía Bắc Việt
Nam cây mận đã trở thành cây có tác dụng “xoá đói, giảm nghèo”, thay đổi bộ mặt
nông thôn miền núi, nhất là đối với đồng bào dân tộc. Song thực tế cho thấy khi sản
lượng tăng thì giá bán lại thấp, đã có tình trạng nông dân chặt bỏ cây mận.
1.2.2.3. Thành phần hoá học và dinh dưỡng của quả mận
Thành phần hoá học của quả mận thay đổi theo từng giống và vùng trồng.
Thành phần chủ yếu của mận thể hiện ở bảng 1.2a

17


Bảng 1.2: Thành phần hoá học của mận
Thành phần hoá học

Tỉ lệ

Nước (%)

85.1

Đường tổng số (%)

9.5-13

Gluxit (%)

13.5

Protit (%)

0.7

Lipit (%)

0.2

Axit hữu cơ (%)

0.4-0.7

Về mặt dinh dưỡng theo GS.TS. Trần Thế Tục thì ăn mận dễ tiêu hoá, nhuận
tràng, chống táo bón. Với cơ thể khi tiêu thụ 100gr thịt quả mận sẽ cho mức năng
lượng là 24kcalo, Protein tổng số: 0.6gr, chất tro: 0.5gr, xenluloza: 0.7gr, Natri:
9.6mg, Kali: 255.8mg, Photpho: 20mg, ngoài ra còn có sắt, mangan, vitamin A:
8.3mg, vitamin B1, B2, PP, vitamin C: 3mg, lượng axit tổng số là: 1.3g.
1.3. CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN
Các loại quả được sử dụng ở dạng tự nhiên mang lại giá trị dinh dưỡng là cao
nhất. Tuy nhiên điều này mang lại hiệu quả không cao do các loại quả có tính chất
thời vụ nên thời gian bảo quản ngắn, phạm vi sử dụng hạn chế. Chính vì vậy mà
chúng ta cần tác động các công nghệ để nhằm làm đa dạng hoá các sản phẩm đáp
ứng nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản và hiệu quả
kinh tế cao.
Tùy vào mức độ tự nhiên của sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạng
sau:
+ Dạng quả tự nhiên: lựa chọn quả chín có độ chín thích hợp để sử dụng
+ Dạng sệt, rắn: mứt mận, mứt dứa, dứa lạnh đông
+ Dạng lỏng: dứa và mận được sử dụng làm đồ uống rất đa dạng và phong phú
và có thể phân loại thành các dạng chủ yếu sau đây:

18


- Nước quả tự nhiên: là sản phẩm mà thành phần chủ yếu là dịch quả trong
đó có một phần thịt quả hoặc không có thịt quả. Nước rau quả tự nhiên có giá trị
dinh dưỡng cao và có hương vị, màu sắc gần với nguy liệu.
- Necta quả: còn gọi là nước quả đục, necta quả có chứa nhiều thịt quả và
dạng sệt. Loại nước quả này cũng có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cao,
tương tự như nước quả tự nhiên.
- Nước quả cô đặc: là nước quả ép, lọc trong rồi được cô đặc tới hàm lượng
chất khô 60 - 70%. Có thể coi nó là một dạng bán chế phẩm để chế biến nước giải
khát, rượu vang, kem...
- Xiro quả: là nước quả được pha thêm nhiều đường để độ đường trong sản
phẩm đạt tới 60 - 70%.
- Squash quả: Tương tự như xiro quả, nhưng chứa nhiều thịt quả hơn và
trạng thái đặc sánh hơn.
Nước quả lên men: được chế biến bằng cách cho nước quả lên men rượu tới
độ rượu 4 - 5%V. Loại nước quả này có hương vị đặc biệt do nấm men tạo ra, lại
chứa nhiều CO2 nên có tác dụng tiêu hoá tốt.
- Bột quả giải khát: Bao gồm dạng cao cấp là bột quả hoà tan và dạng thấp
cấp hơn là bột quả không hoà tan. Bột quả hoà tan được chế biến từ nước quả, qua
quá trình cô đặc rồi sấy khô thành dạng bột, có thêm một số phụ gia thực phẩm. Bột
quả không hoà tan được chế biến từ quả nghiền mịn rồi sấy khô để thuỷ phần chỉ
còn 2 - 5%, sau đó lại nghiền mịn rồi thêm phụ gia thực phẩm.
- Nước quả giải khát: thành phần chủ yếu là dịch quả, đường, axit thực
phẩm, chất màu và hương liệu. Sản phẩm có thể được nạp CO 2 hoặc không nạp
CO2.
Nước quả có đầy đủ và cân đối các chất có giá trị dinh dưỡng cao như: gluxit,
axit hữu cơ, vitamin… Nước quả dùng để uống trực tiếp là chính, ngoài ra còn dùng

để chế biến các sản phẩm khác như: xiro quả, rượu vang…
1.4. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ÉP DỊCH QUẢ
Đối với ngành sản xuất nước quả, ép quả là khâu kỹ thuật rất quan trọng bởi

19


chỉ có ép mới thu được dịch quả. Hàm lượng nước quả chảy ra khi ép phụ thuộc vào
sự cấu tạo của mô quả, quá trình xử lý sơ bộ, lượng pectin hoà tan trong quả… Với
các loại quả như cam, chanh, dưa… thì thành phần nước quả rất dễ thoát ra khỏi
thành phần thịt quả khi bị ép. Trái lại, những loại qủa như mận, dứa, ổi, xoài, dừa…
nếu ép bằng các phương pháp truyền thống thì rất khó đạt được hiệu quả ép tối đa.
Để nâng cao hiệu quả ép nước quả, người ta có thể sử dụng một số phương
pháp xử lý trước khi ép sau:
+ Nghiền cơ học: dưới tác dụng của lực cơ học, các tế bào bị xé nhỏ. Hiệu
quả nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị phá huỷ. Mức độ nghiền phụ thuộc từng
loại quả. Phương pháp này không lấy được hoàn toàn nước quả khi ép nhưng đơn
giản nên được áp dụng rộng rãi.
+ Đun nóng: Dưới tác dụng của nhiệt đô cao, protit của chất nguyên sinh bị
đông tụ và tính thấm của tế bào tăng lên, do đó dịch quả sẽ thoất ra dễ dàng. Người
ta thường đun nóng quả ở nhiệt độ 80-85 0C. Nếu nhiệt độ thấp hơn thì quá trình
đông tụ kéo dài, nếu nhiệt độ cao quá thì làm mất chất thơm của quả, thay đổi vị,
biến màu, gây tổn thất vitamin
+ Xử lý bằng dòng điện: dùng điện xoay chiều có U=220V, I=20-30A, qua
khối quả khoảng 2-5 giây. Dòng điện có tác dụng phá vỡ tế bào làm nước quả thoát
ra nhanh và nhiều khi ép.
+ Chiếu xạ bằng tia γ: có khả năng phân huỷ protopectin, làm phá vỡ màng tế
bào.
Các phương pháp trên đều có ưu nhược điểm riêng. Hiện nay do yêu cầu sản
xuất của nền công nghiệp hiện đại cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học,

trên thế giới đang có xu hướng sử dụng một phương pháp xử lý nước quả ép có hiệu
quả tăng nhanh đáng kể năng suất và hiệu suất trích ly dịch quả tránh được các biến
đổi xấu cho dịch quả và có hiệu quả kinh tế cao, đó là phương pháp sử dụng chế
phẩm enzyme pectinaza và phương pháp làm lạnh đông chậm để xử lý khối quả
nghiền.

20


Dùng chế phẩm enzyme có thể làm phân huỷ các chất protopectin, pectin,
xenlluloza, tinh bột… làm giảm mối liên kết giữa các tế bào, phá vỡ một cách
nhanh chóng và hà ng loạt các mô của quả, giảm độ keo của khối thịt quả và tạo
điều kiện cho dịch bào thoát ra một cách dễ dàng. Hơn nữa, do sự phá vỡ mô quả
bằng enzyme nên các chất màu, tanin và những chất hoà tan trong nước quả được
chiết rút một cách triệt để nhờ đó mà tăng thêm chất lượng của thành phẩm
Trích ly dịch quả bằng phương pháp làm lạnh đông cũng là một trong những
phương pháp để thu hồi dịch quả cao, vì thực vật bị chết khi làm lạnh đông là vì ảnh
hưởng chung của sự mất nước do tạo thành nước đá, của tác dụng độc do nồng độ
acid và muối trong dịch bào tăng lên, của sức ép của tinh thể nước đá lên tế bào...
Người ta sử dụng buồng lạnh thâm độ để xử lý quả ở nhiệt độ -18 0C đến -300C. Sau
đó làm tan giá quả ở ngoài không khí hay ngâm trong nước.
Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi chọn enzyme pectinaza và phương pháp
lạnh đông chậm để trích ly dịch quả.
1.4.1. Hệ enzyme pectinaza
Sử dụng các chế phẩm enzyme có thể coi là một trong các phương hướng tiến
bộ có triển vọng trong sản xuất nước quả. Nó mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt,
không những rút ngắn thời gian sản xuất mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.4.1.1. Cơ chất của enzyme pectinaza:
Cơ chất chính được quan tâm tới là pectin. Pectin là polysaccarit có nhiều
trong quả, củ và thân cây. Nó là hợp chất cao phân tử, mạch thẳng, do các axit

galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucozit tạo nên.
Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi
trong giới hạn rộng rãi. Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng
từ 25000-35000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50000,
nói chung phân tử lượng của pectin thấp hơn nhiều so với xenllulo và hemixelluloza
và thường từ 20000-50000 dalton tuỳ thuộc vào nguồn pectin.
Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi

21


chuyển hoá các chất và trong quá trình chín của rau quả.
Trong thực vật, pectin thường tồn tại ở hai dạng: pectin hoà tan và pectin
không hoà tan (protopectin)
- Pectin hoà tan: cấu tạo bởi các gốc axit galacturonic trong đó một số gốc
axit có chứa nhóm thế metoxyl.
- Protopectin: là những chuỗi mạch có gắn thêm các thành phần khác như ion
Ca, Mg, các phần tử xenllulo, axit H3PO4, đường… Protopectin tồn tại chủ yếu ở
thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccarit araban. Nó không hoà tan trong
nước nhưng dễ bị thuỷ phân bởi axit hoặc enzyme thành pectin. Trong rau quả,
propopectin là vật liệu gắn kết các chum sợi xenllulo ở thành tế bào và nằm ở gian
bào để gắn các tế bào, tạo nên sự rắn chắc của quả khi còn xanh.
Trong quả tỷ lệ protopectin/pectin phụ thuộc vào loại và độ chín của quả. Khi
quả đang phát triển, protopectin phân tán ở thành tế bào và chiếm tỷ lệ khá cao.
Trong quá trình chín protopecin chuyển dần sang dạng pectin hoà tan do tác dụng
của các enzyme protopectinaza và các axit hữu cơ trong quả làm cho quả trở nên
mềm hơn. Khi quả thối rữa, pectin bị phân huỷ sâu hơn. Trong quá trình bảo quản
quả thì cũng nhận thấy sự giảm dần protopectin và tăng dần pectin hoà tan.
1.4.1.2. Sự phân loại và cơ chế tác dụng của hệ enzyme pectinaza
Trong hệ enzyme phân giải pectin có nhiều enzyme khác nhau và được phân

loại theo các cách sau:
+ Dựa vào tính đặc hiệu: phân thành các enzyme phân giải pectin, axit
pectinic và axit pectic.
+ Dựa vào cơ chế tác dụng: phân thành enzyme phân giải các liên kết trong
nội mạch và enzyme phân giải các liên kết ở đầu mạch
+ Dựa vào pH tối ưu: phân thành enzyme tác dụng ở pH axit và pH kiềm
Ngày nay, theo quan điểm hiện đại, trong phức hệ enzyme pectinaza có
những enzyme sau:

22


• Pectinesterraza phân cắt liên kết este giữa methanol và nhóm cacboxyl
của axit galacturonic theo sơ đồ:
Pectin + nH2O → methanol + axit pectinic
• Polygalacturonaza thuỷ phân liên kết α-1,4-D-galactozit giữa các phân
tử axit galacturonic trong pectin và trong các axit polygalacturonic
khác
• Protopectinaza tách araban và galactan khỏi protopectin để tạo thành
dẫn xuất metyl của axit polygalacturonic (tức pectin hoà tan)
• Transeliminaza phân huỷ pectin bằng con đường phi thuỷ phân
1.4.1.3. Ảnh hưởng của thành phần hoá học trong nguyên liệu tới hiệu quả tác
dụng của các chế phẩm pectinaza
Mục đích chủ yếu khi sử dụng các chế phẩm enzyme pectinaza là giảm độ
nhớt tuyệt đối của nước quả tới trị số bảo đảm cho lượng dịch quả thu được tối đa
và dễ làm trong nhất. Vì vậy, cần thiết phải xác định ảnh hưởng của thành phần hoá
học của nguyên liệu tới hiệu quả tác dụng của enzyme pectinaza
* Ảnh hưởng của tình trạng chất lượng pectin trong dịch quả
Tình trạng chất lượng pectin ảnh hưởng nhiều tới sự tạo độ nhớt và khả năng
thủy phân do enzyme. Pectin có mức độ este hoá càng cao thì độ nhớt càng cao và

hiệu quả tác dụng của polygalacturonaza càng thấp. Pectin đã este hoá bị thuỷ phân
nhanh gấp 60 lần so với pectin este hoá. Tính chất đặc trung của dùng dịch pectin là
độ nhớt tăng lên nhiều so với mức tăng nồng độ pectin. Nhưng tính chất này không
biểu hiện ở mọi loại pectin. Do đó, chỉ căn cứ theo nồng độ pectin trong nguyên liệu
thì không nên đánh giá độ nhớt của nước quả mà cần phải căn cứ chất lượng của
pectin. Cũng không nên đánh giá sự cần thiết tác dụng bằng các chế phẩm enzyme.
* Ảnh hưởng của đường và axit
Đường và axit trong quả tạo với pectin thành các gen, làm độ nhớt của dùng
dịch pectin tăng lên.

23


Trong quả có chứa chủ yếu là glucoza, fructoza, một ít saccaroza và các axit
hữu cơ như xitric, malic, tactric. Các dạng đường và axit đó có nồng độ và tỷ lệ
khác nhau ở mỗi loại nguyên liệu. Độ nhớt của nước quả ngoài số lượng, chất lượng
pectin còn phụ thuộc vào dạng đường số lượng đường có trong nguyên liệu.
Người ta chứng minh rằng với nồng độ pH như nhau, trong dùng dịch pectin,
axit xitric ức chế các enzyme pectinaza mạnh hơn so với axit tactric. Tính chất ức
chế của các axit rõ ràng là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu tố quyết định
trong ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinaza nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi và
làm trong nước quả.
* Ảnh hưởng của các chất chát
Người ta chứng minh được các chế phẩm enzyme có độ mẫn cảm khác nhau
đối với tác dụng của các chất chát. Tác dụng ức chế mạnh nhất biểu hiện ở
leucoantoxian oxi hoá còn tannin có tác dụng yếu hơn.
* Ảnh hưởng của thành phần khoáng và pH của nước quả
Theo nhiều tác giả, các ion K+, Na+, Ca2+, Mg2+ có ảnh hưởng tới hiệu quả tác
dụng của các enzyme pectinaza. Người ta thừa nhận rằng muối Ca 2+, Mg2+ nâng cao
hoạt độ của enzyme, Cu2+ ức chế các enzyme pectinaza.

1.4.1.4. Ứng dụng của hệ enzyme Pectinaza trong sản xuất nước quả
* Vai trò của enzyme trong quá trình trích ly nước quả
Đối với ngành sản xuất nước quả, ép quả là khâu kỹ thuật rất quan trọng. Bột
nghiền đem xử lý bằng enzyme sau đó mới ép hoặc ly tâm. Có thể nghiền nhỏ quả
đến mức tối đa mà không sợ bị tắc mao quản trong quá trình ép.
Tuỳ theo yêu cầu tác dụng, hoạt độ của chế phẩm enzyme, loại quả và pH
của khối quả nghiền mà lượng chế phẩm enzyme so với khối quả có thể là 0,0030,1% (đối với chế phẩm tinh khiết cô đặc). Nhờ tác dụng cuả enzyme pectinaza,
lượng nước quả ép có thể tăng thêm 9,6-49% tuỳ từng loại quả
Hoạt tính của enzyme sử dụng trong quá trình ép dịch quả phụ thuộc vào

24


lượng enzyme, nhiệt độ và thời gian hoạt động của enzyme. Tuy nhiên, đối với mỗi
loại quả khác nhau cần phải xác định các điều kiện này bằng thực nghiệm để thu
được hiệu suất ép cao nhất.
* Vai trò của enzyme trong quá trình làm trong nước quả:
Dịch quả là dùng dịch trong đó có đường, axit, muối, protit, chất chát, chất
màu và các cấu tử thành phần hoá học khác của nguyên liệu. Sau khi ép ra khỏi
nguyên liệu, dịch chiết quả tồn tại ở dạng đa phân tán, gồm những phần tử lơ lửng,
phân tán có kích thước khác khau từ 0,001 µm đến vài trăm µm.
Muốn có nước quả trong suốt cần phải loại các hạt lơ lửng trông thấy bằng
mắt thường. Song dịch quả là hệ thống keo nên việc tách các hạt lơ lửng gặp khó
khăn. Do đó, phải phá huỷ hệ thống keo mới có thể tách được hết các hạt lơ lửng và
làm cho dịch quả trong.
Người ta thấy rằng, muốn nhanh chóng thu được nước quả trong và không bị
đục trở lại trong suốt thời gian bảo quản thì phương pháp đơn giản và hiệu quả là sử
dụng các chế phẩm enzyme pectinaza.
Việc sử dụng enzyme trong sản xuất nước quả hoặc các loại sản phẩm từ
nước quả đem lại hiệu quả kinh tế lớn và rút ngắn được quá trình sản xuất. Mặt

khác, không những hiệu suất thu hồi nước quả tăng mà ngay cả chất lượng nước quả
cũng được cải thiện rõ rệt. Tất cả những điều này đã góp phần đáng kể trong việc
nâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm.
1.4.2. Phương pháp lạnh đông
1.4.2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh
* Quá trình làm lạnh đông các sản phẩm rau quả, thực phẩm
Các sản phẩm thực phẩm chứa đựng trong nó các mô sinh học. Đó là các
dùng dịch bao gồm nhiều chất hoà tan trong nước.
Quá trình đông lạnh là quá trình hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban
đầu xuống dưới điểm đóng băng của dịch bào. Tại nhiệt độ này các tinh thể băng

25