Ứng dụng enzyme pectinase trong công nghệ chế biến nước ép táo

CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE
TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
NƯỚC ÉP TÁO

GVHD: Th.s Nguyễn Minh Hải
THÀNH VIÊN NHÓM:
LỚP: D13 – TP06
•
•
•
•
•
•

1

Mai Kim Hồng
Nguyễn Ái Vi
Tô Yến Nga
Lê Thị Thùy Như
Nguyễn Thị Hồng Thủy
Phạm Thị Ngọc Ngân

CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

I. GIỚI THIỆU CHUNG
1. Giới thiệu về táo

Táo là một loại thực vật vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng có khí hậu lạnh
và rất lạnh. Từ lâu loài người đã sử dụng táo như một nguần thực phẩm cung cấp
dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể. Loại táo đầu tiên được tìm thấy thuộc vùng
ven hồ ở Thụy Sĩ. Loại này có kích thước nhỏ hạn so với các loại táo tiện nay,
nhưng khi nghiên cứu sâu về các đặc đỉểm sinh học thì các nhà khoa học thấy
chúng có rất nhiều đặc điểm giống nhau về mặt sinh học. Loại táo này hiện diện
ở rất nhiều vùng thuộc các nước châu Âu. Ngay cả các vùng thấp như Drontheim
thuộc Na Uy. Loại táo Crab hay táo hoang dại có tên khoa học là Pyrus malus có
nguồn gốc thuộc nước Anh là tổ tiên của các loài táo hiện đang được trồng ở tất
cả các vùng khí hậu ôn đới trên thế giới. Trước thời đế chế Norman sự đa dạng
của các loài táo rất phong phú, mà đa số được đưa vào nước Anh bởi người
Romans. Hơn 22 loại táo khác nhau đã được đề cập đến bởi nhà thực vật học
Pliny. Trong một bản thảo của Old Sãxon cũng đã tùng đề cập đến rất nhiều loại
táo và rượu táo khác nhau. Bartholomeus Anglicus trong cuốn bách khoa toàn
thư do ông biên soạn năm 1470 có hơn một chương nói về các loại táo có mặt
trong thời gian đó. Sau quá trình di cư và thám hiểm của loài người, các loài táo
đã được trồng và thu hoạch ở hầu hết các nước trên thế giới. Và hiện nay kết hợp
với những thành tựu khoa học, đặc biệt là các lĩnh vực công nghệ sinh học đã tạo
ra được rất nhiều giống với các khả năng phát triển và tạo quả khác nhau phục vụ
cho con người.
Theo thống kê có hơn 7500 loài táo khác nhau được trồng khắp nơi trên thế
giới. Trong đó, chỉ có 1500 loài là được trồng nhiều nhất. Táo chuyên sống ở
vùng ôn đới, do đó nhiệt độ thích hợp thường nhỏ hơn 10oC độ ẩm 70%.

2


CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, Thổ
Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ.
2. Nước ép táo

Nước táo ép rất giàu vitamin A, cần thiết cho mắt. Trong nước táo ép có lượng
vitamin C cao - một chất chống oxy hóa tốt cho hệ miễn dịch và cơ thể. Do vậy,
loại nước trái cây này giúp phòng ngừa các bệnh như ung thư và đột quỵ.
1. ENZYME

Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép táo được trình bày
trong bảng 1.1
Tên

Tên thương

enzyme

phẩm

Pectinase

Nguồn gốc

Pectinex ultra

Aspergillus

SP-L

aculeatus

Pectinex 3XL

Cellulase Celluclast 1.5L

Aspergillus
Niger
Trichodema
Reesei

pHotp

Totp

4,5

40-50°C

4-5

40-50°C

4-6

50-65°C

Vai trò
Hô trợ quá
trình ép
Hô trợ quá
trình làm trong
Hô trợ quá
trình ép

Bảng 1.1 Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất nước ép tá
1.1
-

Khái quát về enzyme pectinase
Là tên gọi chung của nhóm enzyme phân giải pectin.
Enzyme này có thể nhận được Asp.niger và từ thực vật.
Vai trò của enzyme pectinase:
+ Tăng hiệu suất ép.
+ Tăng tốc độ lọc.
+ Giúp nước quả trong.
+ Tách lớp nhớt có pectin bao quanh hạt.
+ Tăng hiệu suất trích ly dược liệu.
3


CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

-

Pectinex ultra SP-L: có tác dụng phá vỡ các mô quả bằng cách thủy phân

-

protopectin thành pectin hòa tan.
Pectinex 3XL: giúp kết lắng những cấu tử nhỏ lơ lửng kể cả những cấu tử không
thể nhìn thấy bằng mắt thường.
 Phân loại pectinase:
- Pectin esterase ( PE ): enzyme thuỷ phân pectin với sự tham gia của
-

nước.
Polygalacturonase ( PG): Thuỷ phân liên kết glycosid 1-4 của phân tử
polygalacturonic.

1.2 Khái quát về enzyme cellulase
-

Làm tăng hàm lượng chất chiết trong dịch quả nhờ phản ứng thủy phân của
enzyme pectinase.

1.3 Tác động của enzyme trong quy trình
•
-

Xử lí enzyme

Protopectin pectin hòa tan
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.
4


CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TÁO

Táo

Nghiền
Enzyme cellulase

Enzyme pectinase ( 500C)
Ép

Thu hồi hương
Bổ sung PME, PG T 500C/ 1 2g
Amilose glucosidase

Bài khí

Hạ nhiệt để xử lý enzyme

Lọc trong
5


CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY












GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

Tác động của enzyme
Cô đặc (pectinase
70 C ) trong giai đoạn ghiền
Mục đích
Đóng gói
Bảo quản
Tăng lượng nước ép

Tăng khả năng chiết rút các chất
Cải thiện hương vị và màu sắc
Bã nghiền tạo thành sẽ khô ráo hơn.
Giảm được tác động của áp suất ép và năng lượng cơ học.
Tác động của enzyme pectinase trong giai đoạn ép
Nếu dùng áp suất để ép, một phần hương liệu cũng bị mất đi.
Việc xử dụng pectinase làm giảm khối nhầy và giúp cho dịch ép loãng

hơn => giảm áp suất lọc => giảm khối lượng chất trợ lọc.
 Quá trình lọc sẽ dễ dàng hơn và sản phẩm sẽ ổn định hơn.
 Cơ chế làm trong bằng enzyme
( PME)
Pectin

(Acid polygalacturonic + CH3OH)
(PG)
Acid galacturonic

Dịch ép trái cây loãng
-

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.
6


CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

+ 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 của enzyme
- 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.
2.1 Enzyme tham gia việc hình thành màu sắc và mùi hương
- Enzyme esterase: enzyme nội bào có sẵn trong trái cây sẽ thủy phân
-

ester=> acid hữu cơ và rượu tương ứng.
Enzyme lypoxygenase tác động đến các acid béo dây dài ( linoic,

-

linolenic) => aldehyd không bão hòa => rượu.
Enzyme polyphenol oxydase tác động lên các phenol và polyphenol =>
tạo màu sẫm.

 ƯU ĐIỂM
- Kết quả rất đáng tin cậy do độ nhạy của phản ứng rất cao.
- Tương đối rẻ tiền, rất phổ biến tại các phòng thí nghiệm kiểm tra chất
-

lượng trên thế giới.
Tính đặc thù của enzyme trên cơ chất cao.
Các enzyme này hoạt động trên các cơ chất riêng biệt như sucrose,

-

fructose, glucose, acetal dehyd, acid cacboxylic.
Các enzyme này được sử dụng để kiểm tra chất lượng nguyên liệu thô

trước khi sản xuất.
- Kiểm tra nhanh chất lượng sản phẩm
 Ứng dụng của enzyme pectinase:
- Các enzyme pectic được sử dụng rộng rãi trong công nghệ nước quả và
làm rượu có nguồn gốc từ nấm mốc, đặc biệt là từ nấm aspergillus niger.
Dịch quả đục ( chanh, mận, cà chua, nước dạng nectar). Những sản phẩm
dùng enzyme để thủy phân polysaccharide của lớp vỏ.
7

CNSX NƯỚC TẢO ĐÓNG HỘP GIÂY

-

GVHD; PGS. TSLÊ VẨN VIỆT MẨN

Sản xuất nước quả
Sản xuất rượu vang đỏ
Lên men trà và cà phê: việc thêm pectinase cũng làm cải thiện đặc tính
của bột trà bằng cách phân hủy pectinase trà . trong cà phê sử dụng loại

-

lớp vỏ nhày khỏi hạt cà phê
Sản xuất tinh dầu: sử dụng enzyme làm tăng sản lượng dầu oliu do tác

dụng làm hóa lỏng thành cấu trúc của tế bào
II. KẾT LUẬN
Công 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 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.

8