XỬ lý hỗn hợp NHO CHÀ BẰNG SÓNG SIÊU âm TRONG QUY TRÌNH sản XUẤT nước NHO ẢNH HƯỞNG của CÔNG SUẤT SIÊU âm đến HIỆU SUẤT THU hồi CHẤT CHIẾT và CHẤT LƯỢNG DỊCH QUẢ

XỬ LÝ HỖN HỢP NHO CHÀ BẰNG SÓNG SIÊU ÂM TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT
NƯỚC NHO: ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG SUẤT SIÊU ÂM ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI
CHẤT CHIẾT VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH QUẢ

1.

Giới thiệu

Trích ly nước ép là một trong những quá trình quan trọng nhất trong quy
trình chế biến nước trái cây [1]. Những enzyme như pectinase, hemixenlulaza,
cellulase thường được sử dụng để trích ly dịch quả cải thiện hiệu suất trích ly và
chất lượng nước ép. Vai trò của enzyme là phá vỡ thành tế bào và các khoảng gian
bào trong thịt quả. Do đó, nước từ tế bào chất của tế bào được trích ly và làm tăng
chất lượng dinh dưỡng của nước ép thu được[2].
Trong những thập kỉ đã qua , các ứng dụng của siêu âm để khai thác nước ép
cho những kết quả rất đáng quan tâm. Kĩ thuật siêu âm đã được công nhận là làm
tăng hiệu quả khai thác, nâng cao sản lượng khai thác của các thực phẩm chức
năng từ dược liệu [3], polysaccharides từ cây [4], collagen từ gân bò [5],
phospholipid từ sợi cọ [6], các hợp chất dễ bay hơi từ mật ong [7] và polycyclic
aromatic hydrocarbons từ trầm tích và con trai biển [8]. Gần đây, tiềm năng của
các ứng dụng của siêu âm để chế biến nước ép nho để nâng cao hiệu suất khai thác
nhiều hợp chất hoà tan từ thịt trái cây đã được đề cập. Sử dụng kĩ thuật siêu âm có
thể được coi như là một kỹ thuật thay thế để cho việc xử lý bằng enzym trong chế
biến nước trái cây. Nhiệt độ và thời gian của kĩ thuật siêu âm đã được tối ưu hóa và
được báo cáo [9].
Trong việc dùng phương pháp siêu âm để hỗ trợ, công suất siêu âm là một
tham số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng khai thác [10]. Tuy nhiên,
chưa có nghiên cứu về tác động của công suất âm đến sản lượng khai thác và chất
lượng sản phẩm trong chế biến nước ép nho.
Mục tiêu của nghiên cứu này là để kiểm tra ảnh hưởng của công suất siêu
âm lên sản lượng khai thác và chất lượng dinh dưỡng của nước ép nho trong chế

biến nước trái cây có xử lí bằng siêu âm hỗ trợ.
2.
2.1.

Nguyên liệu và phương pháp
Nguyên liệu
Nho (Vitis Vinifera) được sử dụng trong nghiên cứu này được thu mua từ
một trang trại ở Ninh Thuận, Việt Nam.
2.2. Phương pháp thí nghiệm


Nho được bỏ cuốn , rửa sạch và nghiền nát trong máy xay sinh tố (quốc gia,
T1GN, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam).Dịch nho sau khi nghiền được đem đi
xử lý siêu âm.
Đối với mỗi thí nghiệm mẫu nghiền nho được sử dụng là 100g. Tất cả các
mẫu được đặt vào cốc 250ml. Xử lý bằng siêu âm với tần số 20kHz được thực hiện
bởi một loại thanh siêu âm đầu dò (Sonics & Vật liệu Inc., VC 750, Newtown,
Mỹ). Sức mạnh siêu âm đã được thay đổi từ 0 (mẫu đối chứng) đến 3,8 W / g.
Nhiệt độ siêu âm đã được cố định ở 50 oC bằng cách đặt các cốc chứa mẫu trong
một cốc nước nhiệt (Memmert, WNB 45, Yogyakarta, Indonesia). Thời gian siêu
âm là 1 phút. Sau khi siêu âm, dịch thu được đem đi ly tâm ở 6500 rpm trong 10
phút bởi một máy ly tâm làm lạnh (Sartorius, Sigma 3K30, Geneva, Thụy Sĩ) và
phần dịch nổi trên mặt được thu nhận để phân tích trong sản lượng khai thác và
chất lượng dinh dưỡng.
Đối với mẫu đối chứng, 100g nghiền nho được ép trong một bài báo
(Oekotec, CA59G, Monchengladbatch, Đức), nước thu được này sau đó được ly
tâm ở 6500 rpm trong 10 phút bởi một máy ly tâm làm lạnh và phần dịch nổi trên
mặt cũng đã được thu nhận để phân tích trong sản lượng khai thác và chất lượng
dinh dưỡng.
2.3. Phương pháp phân tích

Năng suất khai thác của việc khai thác không siêu âm và siêu âm (Y,% w /
w) được đánh giá theo công thức sau:
m1 là khối lượng (g) của dịch nho ban đầu; W là độ ẩm (%) của nghiền nho
ban đầu; m2 là khối lượng (g) của nước ép nho thu được sau khi ly tâm, và C là
hàm lượng của chiết xuất hòa tan (g) trong nước ép nho thu được sau khi ly tâm.
Độ ẩm và chiết xuất hòa tan được định lượng bằng phương pháp [11] khô.
Hàm lượng đường của nước ép nho được xác định bằng phương pháp quang
phổ, sử dụng 3,5-dinitrosalicylic axit tinh khiết [12].
Tổng axit tương đương với hàm lượng axit citric (g / L), và xác định bằng
phương pháp chuẩn độ, sử dụng giải pháp 0.1N NaOH [13].
Tổng số phenolics được xác định bằng phương pháp quang phổ, sử dụng
thuốc thử Folin-Ciocalteu [14].
2.4. Phân tích thống kê
Tất cả các thí nghiệm được tiến hành trong ba lần. Phương tiện được so sánh
bằng nhiều thử nghiệm với p <0,05. Phân tích phương sai được thực hiện bằng
cách sử dụng Statgraphics cộng, phiên bản 3.2.
3.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN


Những ảnh hưởng của kĩ thuật siêu âm về sản lượng khai thác trong chế biến
nước ép nho được trình bày trong hình 1.
Khi xử lý siêu âm thịt quả nho trong chế biến nước trái cây làm tăng đáng kể
sản lượng khai thác so với mẫu đối chứng. Nó có thể được giải thích rằng khi một
chất lỏng được chiếu xạ bằng siêu âm, vi-bong bóng hình thành, phát triển, dao
động cực kỳ nhanh chóng và sụp đổ dữ dội nếu áp suất âm là đủ cao. Những bong
bóng khí khi bị vỡ sẽ tạo ra áp lực và sóng xung kích lên bề mặt rắn gần đó. Hơn
nữa, sự tạo thành các vi bong bóng và các vi soái làm tăng cường khả năng xáo
trộn và tăng sự khuếch tán chất tan từ tế bào vào dịch nước ép [10]. Do đó, thành tế

bào và khoảng gian bào trong thịt quả và vỏ quả nho bị vỡ trong khi xử lý bằng
siêu âm và các chất chiết xuất tan trong nước bên trong tế bào thực vật đã được
trích ra nhiều hơn.
Hình 1 cho thấy rằng khi tăng công suất siêu âm 0-2,8 W / g làm tăng hiệu
suất khai thác 0-10,1%. Theo ông Li et al. (2007), công suất siêu âm cao thúc đẩy
sự tạo bọt dữ dội dẫn đến các tế bào trái cây bị phá hủy dữ dội và khối lượng chất
hòa tan khai thác được đạt một tỷ lệ cao [4]. Do đó, hiệu suất khai thác đã được cải
thiện. Quan sát tương tự đã được báo cáo trong xử lý siêu âm hỗ trợ việc trích
anthraquinon từ Nhàu rễ [15]. Tuy nhiên, Ma et al. (2008) báo cao khi siêu âm ở
những tần số khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất khai thác của hesperidin từ vỏ
trái quýt [16]. Nó có thể được giải thích bởi sự khác biệt trong cơ cấu cây trồng và
chiết xuất nội hóa trong tế bào thực vật.
Trong nghiên cứu này, khi công suất siêu âm cao hơn 2,8 W / g phân tích phương
sai cho thấy hiệu suất khai thác không tăng nữa . Ngoài ra, công suất siêu âm cao
tăng cường chi phí năng lượng của các hoạt động. Theo đó, việc lựa chọn công
suất siêu âm thích hợp để xử lý siêu âm của mỗi mẩu trái cây là cần thiết.
Những ảnh hưởng của công suất siêu âm vào chất lượng dinh dưỡng của nước ép
nho trong việc khai thác siêu âm hỗ trợ được trình bày trong hình 2-6.

Hình 1. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hiệu
suất khai thác nước ép nho

Hình 2. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến nồng độ
đường trong nước ép nho


Hình 2 và 3 cho thấy rằng nồng độ đường và amino nitơ tự do trong nước ép
nho thu được từ việc xử lý siêu âm cao hơn nhiều so với các mẫu đối chứng.
Đường và các axit amin chủ yếu nằm trong không bào của tế bào của thịt nho. Sự
phân hủy của vách tế bào trong thịt trái cây khi xử lí siêu âm tạo điều kiện cho

đường và amino axit được giải phóng ra. Khai thác tối đa hàm lượng đường và axit
amin từ bã nho đạt được khi công suất siêu âm 2,8 W / g. Lượng đường giảm và
nồng độ nitơ amin tự do trong mẫu siêu âm là 9,2% và 31,0%, tương ứng cao hơn
so với mẫu đối chứng.
Liên quan đến các axit hữu cơ, khi công suất siêu âm tăng cường 0-2,8 W /
g, tổng hàm lượng axit trong thu được tăng 0-32,6% (Hình 4). Các phân tích
phương sai cho thấy khi công suất siêu âm cao hơn nữa cũng không làm tăng tổng
số axit của nước ép nho. Do đó, cần xử lý bã nho với công suất siêu âm phù hợp để
cải thiện việc chiết axit hữu cơ. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong các
nghiên cứu của Palma et al. (2002), người áp dụng siêu âm để tách axit tartaric và
malic từ nho và làm các sản phẩm rượu [17].

Hình 3. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến nồng độ
amino nito tự do trong nước ép nho

Hình 4. Ảnh hưởng của công suất siêu âm lên tổng acid
trong nước ép nho

Phenolics trong nho có hợp chất flavonoid và không flavonoid. Một trong số
chúng có hoạt tính sinh học mạnh. Hơn nữa, sắc tố phenolic như anthocyanins tạo
màu đỏ trong nước ép nho và rượu vang đỏ [18]. Hình 5 và 6 cho thấy việc xử lý
siêu âm bã nho làm tăng cao nồng độ tổng phenolic và anthocyanin trong nước ép
nho. Với công suất siêu âm 2,8 W / g , hàm lượng tổng phenolics và anthocyanins
trong nước ép thu được là 32,6% và 23,9%, tương ứng cao hơn so với mẫu đối
chứng. Kết quả này cũng trùng hợp với kết quả của Ma et al. (2009) đã kết luận
rằng khai thác với sự trợ giúp của siêu âm là một phương pháp hiệu quả để phục
hồi các hợp chất phenolic từ vỏ cam quýt so với phương pháp khai thác thông
thường [19].

Hình 5. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến tổng
lượng phenolic trong nước ép nho

4.

Hình 6. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến nồng độ
anthocyanin trong nước ép nho

KẾT LUẬN
Xử lí bằng siêu âm thịt quả nho trong chế biến nước trái cây làm tăng cường
rõ ràng là năng suất nước trái cây và chất lượng của các sản phẩm cuối cùng. Tăng
công suất siêu âm 0-2,8 W / g gia tăng sản lượng khai thác và chất lượng dinh
dưỡng của nước quả thu được. Tuy nhiên, khi công suất siêu âm cao hơn 2,8 W / g,
sự thay đổi về sản lượng và mức độ của các hợp chất dinh dưỡng trong nước được
khai thác trở nên không đáng kể. Do đó khi sử dụng phương pháp siêu âm hỗ trợ
cho việc khai thác nước ép trái cây cần lựa chọn công suất siêu âm phù hợp là yêu
cầu cần thiết.