ENZYME TRONG CHẾ BIẾN RAU QUẢ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM


BÁO CÁO TIỂU LUẬN
MÔN:

HÓA SINH HỌC THỰC PHẨM

Đề tài:
ENZYME TRONG CHẾ BIẾN RAU QUẢ
Nguyễn Phan Khánh Hòa

Tp.HCM 02/2015

Page2

GVHD:


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................................................3
Stt.......................................................................................................................................................4
Enzym (tên gọi theo hệ thống)............................................................................................................4
Enzym(tên thường gọi).......................................................................................................................4

LỜI MỞ ĐẦU

Nền kinh tế quốc tế trên đà phát triển thì các ngành khoa học kỹ thuật và dịch
vụ ngày càng phát triển, theo đó ngành công nghệ thực phẩm cũng từng bước được cải
tiến để cung cấp các sản phẩm đầy đủ chất dinh dưỡng, đẹp mắt, tiện lợi đáp ứng
những nhu cầu ngày càng cao của con người.
Sử dụng enzyme trong sản xuất và đời sống đã trở thành phổ biến trong ngành sản
xuất thực phaamt và mang lại lợi ích khá lớn. Trước đây, nguồn enzyme chủ yếu thu
nhận từ thực vật và động vật. Ngày nay, người ta nghiên cứu tìm ra nguồn enzyme từ
vi sinh vật phong phú và đa dạng và rẻ tiền. Và được ứng dụng rộng rãi trong các
ngành sản xuất khác nhau. Để hiểu sâu hơn về nguồn enzyme này nhóm em thực hiện
3


HÓA SINH THỰC PHẨM

đề tài tiểu luận:

NHÓM 2

Quy Trình Sản Xuất Enzyme Pectinase Và Ứng Dụng

Trong Sản Xuất Nước Quả.
Vì thời gian hoàn thành báo cáo không nhiều, cũng như kiến thức còn hạn chế nên
không tránh khỏi những sai sót, em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của cô,
các bạn để bài báo cáo của em được hoàn thiện hơn và giúp em tiến bộ hơn trong
những bài làm sắp tới.

I. Giới thiệu chung về enzyme pectinase
1.1 Khái niệm:
Là hệ enzyme có tác dụng lên pectin dạng hòa tan, làm giải phóng nhóm
metoxy (CH3O-) và phần polysaccarit còn lại được gọi là acid pectin

1.2 Phân loại
Enzyme pectinase có thể phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng:
Bảng 1.1: Phân loại enzyme pectinase
St

Enzym (tên gọi Enzym(tên
theo
thống)

1

Pectinpectinhydrolase

hệ

thường

Phản ứng xúc tác

gọi)
pectinesterase

Pectin + H2O = n metanol + pectic acid

4


HÓA SINH THỰC PHẨM

Poly--1,4

galacturonid-

2

glycano hydrolasePG
Poly--1,4-D-

3

Endopoly
galacturonase
(endo-PG)
Exopoly

galacturonidgalactu galacturonase
ron-hydrolase
Poly--1,4-Dgalacturonidmetiles

4

terglycanohydrolase
Poly--1,4-D-

5

galacturonid
digalacturonoliase
Poly--1,4-D-

6

galacturonid
glicanoliase

(exo-PG)
Endopolymetilgalacturonase
(Endo-PMG)

Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid
trong galacturonid không theo một trật tự
nào
Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid
trong pectat, trong galacturonic với sự đứt
mạch của acid galacturonic
Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid
trong pectin không theo một trật tự nhất
định.
Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid

Exo-pectatliase

trong pectat với sự tạo thành -4,5

(exo-PKTE)

aciddegalacturonic không theo một trật tự
nhất định.
Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid

Endopectatliase

trong pectat, trong galacturonic với sự tạo

(PETE)

thành nối đôi không theo một trật tự nhất
định
Thủy phân liên kết -1,4-D-galacturonid

Poly--1,4-D7

NHÓM 2

galacturonid

Endopectinliase

trong pectin với sự tạo thành nối đôi

metylester

(Endo-PTE)

không theo một trật tự nhất định

glicanoliase

•

Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester.

Enzyme thường tấn công vào các nhóm ester methyl của đơn vị galaturonate nằm kề
đơn vị không bị ester hoá, phân cắt các nhóm methoxy (COOCH 3) đứng cạnh các
nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic hoặc acid pectic và methanol.
Pectinesterase thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau. Nếu
thu từ nguồn VSV thì PH tối ưu từ 4,5-5,5 còn nếu từ nguồn thực vật thì có pH tối ưu
5


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

từ 5,0-8,5. Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu là 30-40 oC và bị vô hoạt ở 5562oC. Pectinesterase thường được hoạt hoá bởi các ion Ca2+ và Mg2+.
• Polygalacturonase: còn có tên gọi là poly -1,4-galacturoniglucanohydrolase,
xúc tác sự phân cắt các mối liên kết –1,4-glycosid. Các exo-PG (exo-poly 1,4--Dgalacturonide) galacturonohydrolase, phân cắt từ các đầu không khử, và endo-PG
(endo-poly1,4--D-galacturonide) glycanohydrolase, tấn công ngẫu nhiên vào giữa
mạch cơ chất. Polygalacturonase ít gặp trong thực vật nhưng có chủ yếu ở một số nấm
mốc và vi khuẩn. Polygalacturonase là một phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử và
thường có tính đặc hiệu cao đối với cơ chất. Trên cơ sở tính đặc hiệu và cơ chế tác
dụng với cơ chất, enzym polygalacturonase được chia làm bốn loại:
• Polymethylgalacturonase
hay
còn
gọi
là
-1,4-galacturonitemethylesglucanohydrolase, tác dụng trên polygalactorunic acid đã được methoxyl hoá
(tức là pectin). Enzyme này lại được phân thành hai nhóm nhỏ phụ thuộc vào khả năng
phân cắt ở trong hay cuối mạch trong phân tử pectin, đó là endo-glucosidasepolymethyl galacturonase kiểu I và exo-glucosidase-polymethylgalaturonase kiểu II.
• Polygalacturonase, enzyme tác dụng trên pectic acid hoặc pectinic, cũng được

chia thành hai nhóm nhỏ là endo-glucosidase-polygalacturonase kiểu II và exoglucosidase-polygalacturonase

kiểu

IV.

Enzyme

endo-glucosidase-Polymethyl-

galacturonase kiểu I là enzyme polymethylgalacturonase dịch hoá pectin có mức độ
methyl hoá càng cao thì bị thủy phân bởi enzyme này càng nhanh và càng có hiệu quả.
Trong dung dịch, khi có mặt của enzyme pectinesterase thì hoạt độ của enzyme này
thường bị giảm. Enzyme này rất phổ biến trong các VSV, đặc biệt là nấm mốc A.
niger, A, awamori.
• Pectate lyase (PEL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate không bị
ester hoá. Cả hai enzyme exo-PEL (exo-Poly(1,4--D-galac turonide) lyase) và endoPEL (endo-poly(1,4--D-galacturonic lyase) đều tồn tại. Pectate và pectin có lượng
methoxyl thấp là các cơ chất thích hợp hơn cả cho các enzyme này. Nói chung, cả hai
enzyme này đều có khoảng pH tối đa nằm trong khoảng từ 8,0-11, đều cần ion Ca 2+ để
hoạt động. Pectate lyase không được tìm thấy trong cây xanh, nhưng có ở vi khuẩn và
nấm. Các enzyme VSV ngoại bào này đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình
6


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

gây bệnh ở thực vật, gây ra sự phân hủy mô của thành tế bào, làm mềm và làm mục
mô thực vật.

Ngoài ra còn có:
•

Pectin-transeliminase hay còn được gọi là poly

–1,4-galaturonite

methylesteglucanoliase, là enyme tác dụng trên pectin và pectinic acid.
•
Polygalactorunate-transeliminase còn được gọi là poly -1,4D-galaturonite –
glucanoliase, là enzyme tác dụng trên pectic acid và pectinic acid.
Pectin lyase (PNL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate đã bị ester hoá.
Tất cả các PNL đều là endo-enzyme.
1.3 Nguồn thu nhận enzyme pectinase
Enzym pectinase từ nguồn thực vật:


Pectinesterase:
Trong thực vật, hầu hết các loại cây cho trái đều chứa enyme PE.Enzyme này

thường tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau, nằm trong phần vỏ tế bào. PE ở thực
vật nói chung có hoạt độ tối ưu trong khoảng pH hơi kiềm. Các cation kim loại ở nồng
độ thấp, như Ca2+ chẳng hạn, có khuynh hướng làm tăng nồng độ hoạt động của
enzyme.
-

Cà chua chứa ít nhất hai loại PE. Cả PE1 và PE2 đều tăng trong giai

đoạn đầu của quá trình chín. Khi bước vào giai đoạn chín, nồng độ enzyme PE1 giảm
xuống, nhưng PE2 tích luỹ dần cho đến khi trái cây có màu đặc trưng của trái chín.

PE2 có khối lượng phân tử 23kD, pH tối ưu 7,6. Enzyme này bị bất hoạt 50% sau 5
phút đun ở 67oC. Các ion Ca2+ và Na+ làm tăng hoạt độ của enzyme lên tối đa ở các
nồng độ 0,005M và 0,05M, theo thứ tự.
-

PE của đậu nành là protein có khối lượng phân tử 33kD, hoạt động tối

ưu tại pH gần 8. Polygalacturonic acid, là sản phẩm được hình thành do quá trình để
methyl hoá các phân tử galacturonic acid.
-

Trong thịt quả chuối có hai isoenzyme PE. Cả hai có cùng khối lượng

phân tử là 30kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau: 8,8 và 9,3. Các enzyme này
hoạt động ở pH tối đa là 7,5. Hoạt độ enzyme tăng lên khi thêm vào dung dịch NaCl ở
7


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

nồng độ 0,2M, và đưa pH của dung dịch về 6,0. Các enzyme này bị ức chế bởi nhiều
loại.
-

Polyol có khối lượng phân tử thấp, như glycerol, sucrose, glucose,

maltose và galactose. PE trong quả cam có hai loại: đó là hai isoenzyme PE1 và PE2
có khối lượng phân tử 36,kD, nhưng có điểm đẳng điện khác nhau là 10,05 và 11,0,

theo thứ tự. pH tối ưu của PE1 là 7,6, còn của PE2 là 8,0.
-

Trong thành phần của nhiều thịt quả khác cũng chứa hai isoenzyem, một

trong hai enzyme này có tính bền nhiệt hơn, còn enzyme kia thì ít mẫn cảm hơn khi bị
tác động của protease. Độ ổn định của enzyme có thể liên quan đến mức độ glycosyl
hoá của các phân tử enzyme. Enzyme bền nhiệt hơn và enzyme còn lại có khối lượng
là 51kD và 36kD, theo thứ tự.

Hình 2.1: Cấu trúc của pectinesterase từ carrot
- Cả táo và kiwi cũng chứa hai loại isoenzyme. Các isoenzyme của kiwi có cùng
khối lượng phân tử là 57kD và cùng điểm đẳng điện là 7,3. Tuy nhiên, chúng khác
nhau về mức độ bền nhiệt.
 Polygalacturonase:
Hầu hết các nghiên cứu về PG đều trên cơ sở các nguồn VSV. PG thường được
tìm thấy trong các phần tiết ngoại bào của các loài nấm và vi khuẩn gây bệnh, chẳng
hạn như Sacchromyces gragilis, Aspergillus niger, Lactobacillus plantarum,
Cochiliobolus carbonum, Neurospora crassa, các loài Ascomycete, Phizopus

8


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

arrchizus, và Fusarium osyporum. Tuy nhiên, trong thực tế, PG của thực vật bậc cao
được nghiên cứu rất nhiều ở cà chua chín.
Các enzyme PG trong cà chua chín tồn tại dưới hai dạng, và cả hai đều là

endo-enzyme.PG1 có khối lượng phân tử 84kD và có khoảng 50% bị bất hoạt ở nhiệt
độ 78oC.PG2 có khối lượng phân tử 44kD và có khoảng 50% bị bất hoạt ở 57 oC. PG1
có độ ổn định tối đa ở pH 4,3, trái lại PG2 ổn định tối đa ở pH 5,6.
Exo-PG thủy phân các đầu không khử của chuỗi polygalacturonic, tạo ra
galacturonic acid là sản phẩm thủy phân chiếm ưu thế.Sự thủy phân polymer này bị
gián đoạn của sự tồn tại của các mạch nhánh trong cơ chất. Mức độ thuỷ phân tăng tỉ
lệ với kích thước cơ chất, đạt tối đa với mức polymer hoá 20 đối với các exo-PG ở cà
rốt và đào. Hoạt động của các exo-enzyme làm tăng nhanh sự tạo thành các nhóm khử
và làm tăng chậm độ nhớt của dung dịch cơ chất. Sự phân hủy polyuronide trong quá
trình chín không gây ra sự tích lũy galacturonic acid, và chỉ có endo-enzyme PG là có
liên quan.
Enzym pectinase từ vi sinh vật
Nguồn giàu enzyme pectinase là nấm mốc, nấm men, vi khuẩn.
Nấm mốc: penicillium glaucum, p.ehrlichii, p.chrysogenum, p.expanam,
p.cilrimim, aspergillus awamori, a.foetidus, a.niger, a.terrus, a.saitoi, a.aureus,
a.oryzae, a.wentii, fusarium moniliforme,…
Nấm men: saccharomyces fragilis
Vi khuẩn: bacillus polymyxa, flavobacterium pectinovorum, klebsiella
aerogenes…
Các loài vi sinh vật này thường có trong bề mặt tất cả các loại quả, các bộ phận
khác của thực vật. khi quả bị hư hỏng, hoặc thực vật chết, chúng sẽ cùng các loài vi
sinh vật khác phá huỷ nhanh quả và các bộ phận của thực vật. Người ta thường thu
pectinase từ canh trường bề mặt hoặc từ canh trường bề sâu của nấm mốc.
9


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

Các vi khuẩn và nấm men cũng tổng hợp được enzime này a.niger chủ yếu tổng
hợp

ra

pectinnesterase.

polygalacturonase.

Nấm

con.diplodiella,
men

pen.citrimin

sacch.fragilis

tạo

dường

ra

như

chủ

yếu

là

chỉ

tạo

ra

endopectintraseliminase. Vi khuẩn bac.polymyxa, bac.species lại chủ yếu tạo ra
transeliminase.
 Pectinesterase:
Pectinesterase thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị PH tối ưu khác nhau:
PH tối ưu của pectinesterase từ nguồn nấm mốc là 4,5 đến 5,5 còn của chế phẩm đã
loại bỏ enzime polygalacturonase sẽ có PH tối ưu từ 2,0 đến 6,5. Trái lại ph tối ưu của
pectinesterase từ nguồn thực vật thượng đẳng là từ 6 đến 7,5 – 8.
Nhiệt độ tối ưu của pectinesterase từ nấm mốc là 40 đến 45 0C.từ 55 đến 620C thì
enzime bị vô hoạt, trong khi đó nhiệt độ tối ưu của enzime pectinesterase từ thực vật
thượng đẳng cao hơn: từ 55 – 600C
Pectinesterase có thể nhận được từ canh trường nấm mốc A.niger có nhiệt độ tối
ưu là 30 – 45oC, PHopt= 4,5-5,5 và bị vô hoạt ở 55- 62oC và từ thực vật (phopt=7,5-8,
toopt= 55-60oC). khả năng hoạt động của chúng phụ thuộc vào nguồn thu nhận, mức độ
ester hoá của pectin. Ion natri và đặc biệt là ion canxi, cũng như chlorua của Na, K và
Ca sẽ hoạt hóa pectinesterase từ nấm mốc conithyrium diplodiella và từ a.niger.trái lại
các cation hóa trị 3 và 4 (thủy ngân nitrat, chì nitrat, nhôm sunfat và sắt clorua) sẽ kìm
hãm tác dụng của pectinesterase. Ngoài ra, người ta đã thu được enzime pectinesterase
ở trạng thái đông thể. và người ta cũng đã xác lập được rằng n-axit cuối trong phân tử
enzime là phenylalanin.
Pectinesterase của nấm mốc sẽ thủy phân trước nhất là nhóm methylester nằm ở
giữa hai nhóm carboxyl tự do. và enzime sẽ thủy phân lần lượt cắt liên kết ester dọc
theo phân tử pectin. hoạt động của pectinesterase phụ thuộc nhiều vào mức độ ester

hóa của pectin và tỷ lệ thuận vào mức độ ester hóa. Chẳng hạn, đối với tác động của
pectinesterase từ nấm mốc a.niger, cần thiết phải có pectin ester hóa ở mức độ cao
không ít hơn 70%.
10


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

 Polygalacturonase:
Hầu hết các nghiên cứu về Polygalacturonase đều trên cơ sở các nguồn Vi sinh
vật. Polygalacturonase thường được tìm thấy trong các phần tiết ngoại bào của các loài
nấm và vi khuẩn gây bệnh, chẳng hạn như: saccharomyces fragilis, asperigillus niger,
lactobacillus plantarum, cochlibolus carbonum, neurosrora crassa, các loài
ascomycete, rhizopus arrchizus và fusarium oxysrorum.
PH tối ưu của các polygalacturonase cũng khác nhau, phụ thuộc vào nguồn thu
và cơ chất. Chẳng hạn polygalacturonase dịch hóa (endopolygalacturonase) khi tác
dụng trên acid pectinic thì ph tối ưu nằm trong khoảng từ 4,0 – 5,5. cũng enzime đó
nhưng khi tác dụng trên pectin thì lại có ph tối ưu trong khoảng 5,5 – 6. còn
polygalacturonase đường hóa khi tác dụng trên pectin thì ph tối ưu từ 3 – 4 nhưng khi
tác dụng trên acid pectinic thì ph tối ưu cao hơn một ít ở vùng 4,4- 6. Các
polygalacturonase chủ yếu bền vững ở vùng pH từ 4 – 6
Polygalacturonase đường hóa chủ yếu từ A.niger nếu được hoạt hóa bằng thủy
ngân thì có thể bền vững khi pH= 2,5. Nhiệt độ tối ưu của đa số polygalacturonase
nằm trong khoảng từ 40 -450C.trong khoảng nhịệt độ đó, chúng thường bền vững,
nhưng sẽ bị vô hoạt hóa khi ở nhiệt độ 50 và 55 - 650C.
1.4

Trung tâm hoạt động của pectinase

Enzyme pectinase chứa vùng có 8 – 10 vòng xoắn kép về phía phải với 2 vòng

tạo thành khe liên kết với cơ chất.
Trung tâm hoạt động của enzyme này chứa axit amin Aspartate và Lysine. Có 1
Histidine nằm gần trung tâm hoạt động sẽ ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của
enzyme Nhiệt độ tối ưu của enzyme pectinase khoảng từ 45 – 550C.
1.5

Vai trò của enzyme pectinase
• Tăng hiệu suất ép
• Tăng tốc độ lọc
• Giúp hoa quả trong
11


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

• Tách lớp Nhớt có pectin bao quanh hạt
• Tăng hiệu suất trích li dược liệu

1.6

Cơ chế tác động của enzyme pectinnase
Trong chế biến nước quả, người ta sử dụng các chế phẩm enzym nhằm hai mục
đích cơ bản.
- Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả.
- Làm trong và ổn định chất lượng nước.


Phá vỡ thành tế bào. Tế bào thực vật được cấu tạo bằng vỏ tế bào

(thành tế bào). Vỏ tế bào như một lớp thành bảo vệ rất hữu hiệu và tạo hình cho tế bào.
Ở vỏ tế bào thực vật có nhiều chất pectin, các chất pectin được xem như chất ciment
gắn các tế bào với nhau. Phá vỡ sự gắn kết này sẽ tạo điều kiện cho các vật chất trong
tế bào thoát ra khỏi tế bào. Các chế phẩm enzym có chứa không chỉ pectinase mà còn
chứa các enzym trong nhóm cellulase. Các loại enzym này sẽ làm phá vỡ thành tế bào
và giúp quá trình thu nhận dịch tế bào tốt hơn.


Làm trong nước quả. Nước quả sau khi được tách khỏi tế bào

thường chứa nhiều chất khác nhau. Trong đó chất pectin chiếm lượng đáng kể và
pectin thường gây hiện tượng độ nhớt cao và gây đục nước quả.
Nếu enzym tham gia phân giải pectin ở gian bào sẽ làm các tế bào khó liên kết
với nhau và thịt quả dễ dàng bị mềm ra.Pectin thường có mối liên kết hydro và liên kết
nguyên tử yếu hơn so với cellulose. Tham gia phân hủy pectin gồm nhiều loại enzym :
cellulose, pectinase,…
II.

Tác động của enzyme trong chế biến rau quả
2.1 Những bất lợi khi sử dụng enzyme
Nước quả được sử dụng enzyme co nhiều ưu điểm, tuy nhiên việc sử dụng

enzyme cũng có những nhược điểm như xảy ra những bất lợi về vi sinh vật. Nếu được
sử lí trong thời gian ngắn, quá trình oxi hóa và sự nhiễm vsv không thành vấn đề lớn.
12

HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

Nhưng nếu sử lí enzyme trong thời gian dài sẽ xảy ra quá trình oxi hóa và sự nhiễm
vsv.
Người ta ngăn chặn quá trình oxi hóa trong nước quả bằng một trong ba cách
sau:
 Cho ascorbic acíd
 Cho anhydric sulfur
 Cho enzym glucose oxidase
Trước khi dùng những chất oxi hóa trên, người ta thường phải đun nóng dịch
quả, khi đun nóng dịch quả các enzyme có trong nước quả sẽ bị ức chế. Theo đó, nước
quả sẽ được li tâm để làm sạch làm sạch cơ học. Sau đó nước quả sẽ được đun nóng
tới 800C và sau đó sẽ được hạ nhiệt đến nhiệt độ tối ưu của hoạt động của enzyme.
Người ta thường cho lượng ascorbic acid tới 5mg/100g nước hoa quả để hạn chế quá
trình oxi hóa.
Để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật trong trường hợp sử dụng enzyme để sử
lí nước quả, người ta thường dùng các biện pháp sau:

Sử dụng aorbic scid, acorbic acid, benzoate natri. Sorbic acid thường
được sử dụng trong nước quả với liều lượng là 0,3%. Acid này hoạt động ở pH rất
rộng ( pH từ 3,9 đến 9,2%). Sorbic acid ức chế sự phát triển của nấm men và nấm sợi,
không làm thay đổi mùi vị của sản phẩm. Benzoat natri được sử dụng trong hoa quả
với liều lượng là 0,15%.

Sử dung Anhydric sulfur. Người ta thường dùng Anhydric sulfur để bảo
quản nước quả bán thành phẩm. Chất này vừa có khả năng tiêu diệt VSV, vừa có khả
năng chống oxi hóa. Khi chất này vào dịch quả, chúng dễ dàng bị oxi hóa. Khi đó
lượng oxi có trong dịch quả ít dần và đến mức triệt tiêu gây ra trạng thái thế hiệu oxi

hóa-khử trong dịch quả thay đổi và VSV sẽ bị ức chế hoặc bị tiêu diệt. Tuy nhiên, cần
phải lưu ý rằng nếu lượng anhdric sulfur quá nhiều sẽ dẫn đến ức chế hoạt động của
enzyme

Xử lý nhiệt. Người ta có thể đun nóng dịch quả để bảo quản nước quả.
Tuy nhiên việc đun nóng dich quả không thể quá cao vì chinh nhiệt độ sẽ làm thay đổi
tính chất cảm quan, thành phần hóa học của enzyme.
2.2

Hiệu quả của việc sử dụng enzyme

- Đã có nhiều nghiên cứu và kết quả áp dụng trong sản xuất nước quả và rượu
vang cho thấy khi sử dụng enzyme pectinase cho thấy hiệu suất nước quả và chất
lượng rượu vang rất cao. Khi tiến hành ứng dụng enzyme trong sản xuất nước quả và
sản xuất rượu vang người ta đặt biệt quan tâm đến 2 yếu tố có tính chất quyết định đến
hiệu quả của enzyme:
 Nguyên liệu
 Khả năng xay, nghiền và làm nhỏ nguyên liệu.
- Nguyên liệu. Không phải tất cả cac loại quả đều có khả năng cho hiệu suất cao
khi lí enzyme. Khi sử dụng enzyme trong chế biến nước quả và rượi vang, người ta
đưa ra độ chín kĩ thuật cho phù hợp. Khi khái niệm này hoàn toàn khác với khái niệm
độ chín kĩ thuật trong công nghệ người ta không sử dụng enzyme. Độ chín kĩ thuật để
13


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

sản xuất nước quả là giai đoạn chín của quả, đảm bảo tách dịch quả được tốt với sự

tích tụ đa chất có giá trị dinh dưỡng cao và hương vị thích hợp
Tuy nhiên cũng cần biết rằng, phần lớn nguyên liệu hiệu suất dịch quả cao không
phũ hợp với sự tích tụ các chất có giá trị dinh dưỡng. Ở nhiều loại quả khả năng thoát
dịch quả không trùng với mức độ chín. Nhiều khi quả thật chín khả năng tích tụ dinh
dưỡng cao nhưng lại không thuận lợi trong việc tách nước quả. Chính vì thế, từng loại
quả người ta tiến hành phân loại và xác định độ chín kĩ thuật riêng sao cho phù hợp
với sử dụng enzyme và thu hồi dịch quả.
Công việc thứ 2 sau khi phân loại quả việc nhất thiết trước khi sử dụng enzyme
là quả phải được làm sạch bằng cách là rửa nhiều lần để loại bỏ các tạp chất, VSV. Sau
đó là quá trình kĩ thuật như sé nhỏn nghiền… Để làm tăng tác động của enzyme va
làm tăng hiệu suất thu nhận dịch quả.
- Khả năng làm nhỏ nguyên liệu, làm nhỏ nguyên liệu là khâu kĩ thuật rất quan
trọng. Nó tác động đến hiệu quả của enzyme và hiệu suất dịch quả cũng như chất
lượng dịch quả.
Tùy theo tính chất cơ lí và đặc điểm cấu tạo của từng loại quả , người ta chọn
những phương pháp sử lí quả thích hợp như nghiền, cắt, chà hay xé nhỏ.
III.

Ứng dụng enzyme pectinase sản xuất nước quả
Trong sản xuất nước quả và rượu vang, việc sử dụng enzym là một tiến bộ

khoa học rất lớn.Các chế phẩm enzyme được sử dụng trong sản xuất nước quả và rượu
vang có thể là một hỗn hợp nhiều loại enzyme và cũng có thể chỉ là một loại enzyme
riêng biệt.việc sử dụng hỗn hợp enzyme hay từng loại enzyme riêng biệt phụ thuộc
vàp nguyên liệu và sản phẩm cần đạt tới. Ngoài ra, việc sử dụng các loại chế phẩm
enzyme như trình bày còn phụ thuộc vào công nghệ sản xuất ( các yếu tố kỹ thuật).
Trong sản xuất nước quả và rượu vang, người ta thường sử dụng một trong sáu
nhóm enzyme sau:
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả đục. Mục đích sử

dụng nhóm chế phẩm enzyme này là làm tăng hiệu suất trích ly để thu được
luợng sản phẩm lớn.
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản xuất nước quả trong, không chứa
pectin. Mục đích sử dụng nhóm này là làm tăng hiệu suất trích ly và thuỷ phân
hoàn toàn các chất protein, pectin, làm giảm độ nhớt và làm triệt tiêu nguyên
nhân làm đục nước quả.
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để làm tăng khả năng đồng hoá nước quả
và thịt quả, làm tăng khả năng trích ly nước quả.
14


HÓA SINH THỰC PHẨM

•

NHÓM 2

Nhóm chế phẩm enzyme dùng để sản suất bán sản phẩm rượu vang

nhằm làm tăng hiệu suất trích ly của bán sản phẩm.
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng để ngăn cản quá trình oxy hoá và làm cản
trở sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí phát triển trong nước quả, trong rượu
vang.
•
Nhóm chế phẩm enzyme dùng vào mục đích chống lại đường trong sản
suất siro thành phẩm.
Việc sử dụng các chế phẩm enzyme phải được xem xét kỹ lưỡng trên cơ sở đặc

điểm nguyên liệu trái cây cần xử lý.Trong các đặc điểm của trái cây, người ta quan
tâm rất nhiều đến đặc điểm màu sắc tự nhiên của sản phẩm. Trong nhiều trường hợp,
việc sử dụng enzyme phải đảm bảo giữ được màu sắc tự nhiên ban đầu hoặc tạo ra
những màu sắc theo ý muốn bằng cách điều khiển những phản ứng enzyme. Theo
màu sắc tự nhiên, các loại trái cây được chia làm hai loại:
 Trái cây có màu nhạt: táo, lê, nho trắng, chuối, cam, xoài, bưởi..
 Trái cây có màu sẩm do chứa nhiều antõian: anh đào, mận đỏ, nho đỏ,


mận đen, dâu..
Để xử lý quả nghiền có màu nhạt, người ta thường sử dụng một loạt các

enzyme sau:
Enzym endo-PmG để làm giảm độ nhớt của dịch quả.
Enzyme PE làm tăng hiệu suất trích ly
Enzyme khác như cellulose, hemicelluase, protease không bắt buộc.
1. Ứng dụng chế phẩm pectinase trong sản xuất nước quả
Từ các loại quả khác nhau, người ta thường chế biến thành các loại nước quả
trong, nước quả đục, trước tiên phải chiết rút được dịch quả từ mô cơ bản, mô bì đôi
khi mô cơ học nữa. Do đó, hiệu suất chiết rút dịch quả sẽ phụ thuộc vào khả năng thấm
của tế bào, cấu tạo giải phẩu và tình chất cơ lý của nguyên liệu, độ nhớt của chính dịch
quả, độ chắc của thịt quả, cũng như thành phần định tính và định lượng của pectin
chứa trong dịch bào và trong thành tế bào của mô quả.
Để sử dụng vào việc chế biến nước quả trong thì chế phẩm thì pectinase phaỉ có
enzym endo và exo-polygalacturonse, enzym pectinestenaza.Trong chế phẩm loại này
thì những enzym vừa kể trên là những enzym quyết định hiệu quả của chế phẩm.Vì
endo và exo-polygalacturonse sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả, còn enzymPE cũng
15

HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

góp phần vapò tác dụng của enzym này.Enzym proteinase của chế phẩm sẽ thuỷ phân
vỏ protein của vỏ nguyên sinh tế bào, kết quả là làm cho sự thoát của dịch quả dễ
dàng.Sự có mặt của xenluase và hemixenlulase ở trong chế phẩm cũng tốt nhưng
không bắt buộc. khi sử dụng cho các loại quả như táo, lê thì trong chế phẩm không
được phép có enzyme pectinaseliminase và enzym này sẽ phân huỷ protopectin vốn
gắn các tế bào riêng biệt của mô quả lại với nhau, do đó gây mủn hoá mô quả, làm
tăng độ nhớt của dịch quả và kết quả là làm giảm hiệu suất dịch quả. Ngược lại, khi sử
dụng cho các loại quả mọng như dâu tâythì sự có mặt trong chế phẩm enzym PTE lại
cần thiết vì enzym này sẽ làm mủn hoá tế bào làm cho tính chất thoát nước của tế bào
tăng lên còn độ nhớt của dịch quả lại giảm xuống.
Ngoài ra, đối với các chế phẩm pectinase dùng trong sản xuất nước quả trong
cũng không được phép có các enzym oxydase( ascohatoxydase, poliphenoloxydase).
Trong chế biến nước quả có thịt thì các enzym PTE, hemixenlulase và xenlulase lại là
những enzym quyết định hiệu quả tác dụng của chế phẩm.trong đó vai trò dẫn động là
enzym PTE có tác dụng phân huỷ protopectin của mô quả. Hemixenlulase và
xenlulase sẽ cùng với PTE làm cho độ đồng thể của nước quả có màu sang thì trong
chế phẩm không chứa enzym oxi hoá, còn cho các nguyên liệu có carotenoid và
antõian thì không chứa enzym phá huỷ các chất này.
Để thu được nước quả, trong trường hợp có sử dụng enzym pectinase, người ta
cũng phải nghiền nhỏ nguyên liệu quả. Bã nghiền nhânh được đem xử lý bằng enzym,
sau đó mới đem ép hoặc ly tâm.Trong trường hợp có sử dụng enzyme, người ta có thê
nghiền nhỏ tới mức tối đa, cốt sao thuận lợi cho tác dụng của enzym mà không sợ bị
tắc nghẽn kênh dẫn dịch quả trong quá trình ép sau này.
Dùng pectinase không chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịch
quả. Phương pháp sử dụng enzym có hiệu quả hơn cả.Bởi lẽ nhờ tác dụng của các
enzyme mà các hệ keo của nước quá sẽ bị phá huỷ hoàn toàn.Nếu như khi làm trong

bằng các phương pháp khác pectin bị kết tủa một phần thì khi xử lý bằng pectinase,
pectin bị phân giải hoàn toàn thành các chất hoà tan.
Với phương pháp enzym, khi mang một lượng thừa chế phẩm sẽ loại trừ được
trường hợp làm trong không hoàn toàn. Dịch nước quả được xử lý bằng chế phẩm
pectinase thường có vị hoàn toàn hơn và ít có khuynh hướng bị đục hơn.
16


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

Quá trình làm trong dịch quả dưới tác dụng của pectinase có thể chia làm 3
giai đoạn:
-

Giai đoạn “ bất ổn định hoá” được tiêu biểu bằng sự giảm độ nhớt một

cách sâu sắc và thường được gọi là trạng thái “ phá vỡ”
Giai đoạn “kết lắng” bắt đầu từ trạng thái “phá vỡ” và kết thúc khi kết
tủa hoàn toàn.
Giai đoạn cuối cùng thường được xác định bằng sự vắng mặt các pectin
kết tủa bởi ion canxi.
Sử dụng enzym để sản xuất nước quả thanh trùng uống trực tiếp từ quả



táo và quả vải
Ngày nay, nước quả trong hoặc nước quả đục được sản xuất ở nhiều nước trên
thế giới. Tùy theo hàm lượng đường và acid có trong nước quả, người ta chế biến nước

quả có hàm lượng đường và acid thấp, người ta bổ sung đường và acid điều chỉnh chất
lượng cuối cùng của sản phẩm. Hàm lượng pectin cao sản phẩm thường không có lợi
vì khi đó độ nhớt của sản phẩm rất cao. Việc thủy phân pectin có trong dịch quả còn
làm cho các sản phẩm dịch quả không bị đục.Tuy nhiên, việc xử lý pectin bằng
pectinase không nên tiến hành phân giải pectin đến cùng mà cần phải giữ một lượng
nhất định trong sản phẩm nước quả.Chính lượng pectin này sẽ giúp cho chất lượng
nước quả tốt hơn.
Trong sản xuất nước quả táo và nước quả vải, người ta sử dụng chế phẩm
pectinase cho hiệu quả rất cao.Khi xử lý nước quả ở 500C trong 2 giờ, hiệu suất tách
nước quả tăng 20%, ở 37- 40% sau2 -4 giờ thì tăng 20 – 25%.Các nghiên cứu và thực
tế sản xuất cho thấy hiệu quả xử lý nước táo rất cao.Chính vì thế, việc ứng dụng
enzyme pectinase được áp dung ở tất cả các nhà máy sản xuất nước táo trên thế
giới.Trong khi xử lý nước quả bằng enzyme pectinase, người ta thường cho thêm
ascorbic acid vào chống quá trình oxy hóa của nước quả táo.
Bảng 3.1. Hiệu quả xử lý nước quả và bằng chế phẩm pectinas
Stt

Loại nước quả

Hiệu

Chất

Độ

Đườn Pectina

Chất

Điểm

suất

khô

acid

g (%)

chát

cảm

(%)

(%)

(%)

(%)

quan

se (%)

17


HÓA SINH THỰC PHẨM

1

Nước quả từ táo
a- Không cho chế
phẩm enzyme
b- Có chế phẩm

NHÓM 2

71,2

10,2

0,53

6,7

0,33

0,04

4,5

78,8

11,5

0,62

8,0

0,15

0,02

4,8

enzyme

2

Nước quả vải
a- Không cho chế
phẩm enzyme
b- Có cho chế phẩm

49,2

8,5

0,91

5,62

0,26

0,09

3,8

72,4

10,2

1,16

7,4

0,12

0,16

4,3

enzyme

IV.

Ứng Dụng Enzyme Pectinase Trong Sản Xuất Nước Táo.

1. Quy trình sản xuất nước táo đóng hộp:

18


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

2. Tác động của enzyme pectinase trong quy trình xử lý enzyme:

Quá trình này làm giảm độ bền cơ học của màng tế bào, dịch quả sẽ được giải
phóng ra khỏi tế bào dễ dàng hơn và hiệu suất nước ép thu được tăng lên trung bình
khoảng 15 – 30%, có khi tới 49% (tùy từng loại quả). Bổ sung cellulase góp phần phá
vỡ lớp cellulose ở thành tế bào làm cho hiệu suất quá trình ép tăng lên đáng kể.
3. Cơ chế làm trong của enzyme:

19


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

Làm trong giúp tăng tốc độ quá trình lọc vì sử dụng enzyme pectinase giúp kết
lắng những cấu tử nhỏ lơ lửng kể cả những cấu tử không thể nhìn thấy bằng mắt
thường.
Làm trong dịch ép táo giúp ổn định độ trong nước ép táo không bị vẩn đục trở lại.
 Quá trình làm trong 3 giai đoạn:
• Giai đoạn 1: giai đoạn bất ổn định, đặc trưng bởi sự giảm độ nhớt của dịch quả,
•

quá trình thủy phân diễn ra với tốc độ nhanh.
Giai đoạn 2: các chất tạo thành trong quá trình thủy phân bắt đầu kết lắng, sự
thủy phân pectin vẫn còn nhưng chậm dần, giai đoạn này kết thúc khi cặn đã

•

lắng hoàn toàn.
Giai đoạn 3: kết thúc sự phân giải pectin, có thể xác định bằng cách cho lắng

bằng ion Ca2+ mà không thấy pectin.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm trong:
• pH của môi trường phải thấp.
• Nhiệt độ xử lý enzyme 500 C/ 1-2 giờ giúp làm trong.
• Nhiệt độ xử lý 250 C không đạt yêu cầu vì dễ bị nhiễm vi sinh vật.
• Chế độ xử lý enzyme để tăng hiệu suất ép là 500 C/30 phút.
• Bổ sung enzyme cellulase và hemicellulase làm tăng hiệu suất ép.
• Bổ sung enzyme amilase, amiloglucosidase cải thiện độ nhớt của dịch ép không
làm nghẹt lưới lọc quá trình lọc trong tốt hơn.
C

ông nghệ sản xuất nước ép trái cây ngày càng phổ biến và thông dụng bởi tính tiện
dụng cuả nó. Sự phát triển của công nghệ enzyme đã mang lại các ứng dụng rộng rãi
20


HÓA SINH THỰC PHẨM

NHÓM 2

của enzyme trong các ngành công nghiệp. Trong đó có ứng dụng bổ sung enzyme vào
quy trình sản xuất nước ép táo mà tạo được một loại thức uống bổ dưỡng cho người
tiêu dùng.

21