(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch nhàu từ quả nhàu tươi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.94 MB, 86 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU ĐẾN HIỆU SUẤT
THU HỒI DỊCH VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH NHÀU
TỪ QUẢ NHÀU TƯƠI
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Thủy Tiên
MSSV: 107150184
Lớp: 15H2B
Đà Nẵng – Năm 2019
TÓM TẮT
Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến
hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch nhàu từ quả nhàu tươi
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Thủy Tiên
MSSV: 107150184
Lớp: 15H2B
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Noni (Morinda citrifolia L) đã được sử dụng trong các phương thuốc dân gian và
được báo cáo là có nhiều tác dụng chữa bệnh. Để tăng hiệu suất thu hồi và chất lượng
dịch nhàu trước khi đưa vào sấy phun tạo sản phẩm bột, nghiên cứu này tập trung khảo
sát các phương pháp tiền xử lí trái nhàu bao gồm phương pháp chần, phương pháp thu
hồi dịch quả. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi chần quả nhàu bằng hơi nước trong 6
phút giữ lại hàm lượng vitamin C và polyphenol tổng số cao hơn trong nước nóng ở
85°C trong 4 phút. Tuy nhiên, sự thay đổi này không đáng kể với mức ý nghĩa α=0,05.
So với kỹ thuật ép, dịch quả được chiết xuất bằng cách xay nhàu với nước theo tỉ lệ 1:2
(m/w) được cho là tốt nhất về hiệu suất thu hồi (80,37%) và độ truyền quang (87,36%).
Dựa trên hiệu suất thu hồi và các tính chất hóa lý đáng kể, quả nhàu được xử lý chần
bằng hơi nước và tách dịch bằng phương pháp xay được khuyến nghị để nghiên cứu
thêm.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HĨA
CỘNG HỊA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Hồ Thị Thủy Tiên
Lớp: 15H2B
Số thẻ sinh viên: 107150184
Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài đồ án: Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu
đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch nhàu từ quả nhàu tươi
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
5. Các bản vẽ, đồ thị ( Không )
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hồn thành đồ án:
/
/
/2019
/2019
Đà Nẵng, ngày
Trưởng Bộ mơn
tháng
năm 2019
Người hướng dẫn
Công nghệ thực phẩm
PGS.TS Đặng Minh Nhật
TS. Mạc Thị Hà Thanh
LỜI NÓI ĐẦU
Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp
xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch nhàu từ quả nhàu tươi”,
dưới sự hướng dẫn của TS. Mạc Thị Hà Thanh, em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp
của mình.
Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô Mạc Thị Hà Thanh,
cảm ơn cô đã luôn luôn giành thời gian quý báu của mình để hướng dẫn em rất tận tình
từ việc chọn đề tài cho đến khi hồn thành đề tài tốt nghiệp. Trong thời gian thực hiện
đề tài cô đã truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm, ln định hướng và góp ý
sửa chữa về phương pháp, nội dung cũng như các vấn đề liên quan đến đề tài để em có
thể hồn thành một cách tốt nhất.
Em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cơ Khoa Hóa - Trường Đại học Bách Khoa
Đà Nẵng nói chung, bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm nói riêng, đã tận tâm truyền đạt
những kiến thức nền tảng, nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi về phịng thí
nghiệm, trang thiết bị trong suốt thời gian em thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình.
Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đồ
án tốt nghiệp đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và đưa ra ý kiến đóng góp cho
đồ án tốt nghiệp của em.
Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2019
Sinh viên thực hiện
Hồ Thị Thủy Tiên
i
CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu sử dụng
phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã cơng bố theo đúng quy định. Các kết
quả nghiên cứu trong đồ án do tơi tự thực hiện, phân tích một cách trung thực, khách
quan. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.
Sinh viên thực hiện
Hồ Thị Thủy Tiên
ii
MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu ................................................................................................................................. i
Cam đoan...................................................................................................................................ii
Mục lục .................................................................................................................................... iii
Danh sách các bảng, hình vẽ..................................................................................................vi
Danh sách các kí hiệu, chữ viết tắt..................................................................................... viii
Trang
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN ..................................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về cây nhàu .................................................................................................... 4
1.1.1. Giới thiệu chung về cây nhàu ...................................................................................... 4
1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây nhàu .................................................................................. 4
1.1.3. Thành phần hóa học của quả nhàu .............................................................................. 6
1.1.4. Tác dụng dược lý của nhàu .......................................................................................... 9
1.1.5. Các hiện tượng hư hỏng xảy ra trong quá trình bảo quản nguyên liệu: ....................10
1.2. Tổng quan về Enzyme pectinase...................................................................................11
1.2.1. Giới thiệu chung ..........................................................................................................11
1.2.2. Phân loại .......................................................................................................................12
1.2.3. Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase ....................................................................13
1.2.4. Trung tâm hoạt động của pectinase...........................................................................13
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme ....................................................13
1.2.6. Ứng dụng của enzyme pectinase ...............................................................................13
1.3. Tổng quan về cơ chất pectin..........................................................................................14
1.3.1. Cấu tạo và phân loại....................................................................................................14
1.3.2. Tính chất chung của pectin.........................................................................................15
1.4. Tình hình nghiên cứu về quả nhàu...............................................................................15
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................................15
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ..............................................................................16
1.5. Đề xuất phương pháp xử lý nguyên liệu trái nhàu tươi thu dịch quả trong chuẩn bị
cho q trình sấy phun..........................................................................................................17
1.5.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ..........................................................................................17
1.5.2. Thuyết minh quy trình ................................................................................................17
iii
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 20
2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................... 20
2.1.1. Qủa nhàu ...................................................................................................................... 20
2.1.2. Enzyme......................................................................................................................... 20
2.1.3. Nước ............................................................................................................................. 21
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm .................................................................... 21
2.2.1. Hóa chất ....................................................................................................................... 21
2.2.2. Dụng cụ thí nghiệm .................................................................................................... 21
2.2.3. Thiết bị thí nghiệm ..................................................................................................... 21
2.2.4. Địa điểm tiến hành...................................................................................................... 22
2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 22
2.3.1. Bố trí thí nghiệm ......................................................................................................... 22
2.3.2. Phương pháp phân tích vật lý .................................................................................... 28
2.3.3. Phương pháp phân tích hóa lý ................................................................................... 29
2.3.4. Phương pháp phân tích hóa học................................................................................ 30
2.3.5. Phương pháp xác kiểm tra hoạt tính enzyme .......................................................... 35
2.3.6. Phương pháp xác định độ trong ................................................................................ 35
2.3.7. Phương pháp xử lí số liệu .......................................................................................... 35
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 36
3.1. Ảnh hưởng của các mức độ chín của trái nhàu đến khả năng trích li dịch nhàu . 36
3.2. Xác định thành phần hóa học của quả nhàu chín ..................................................... 37
3.2.1. Xác định thành phần cấu tạo của quả nhàu ............................................................. 37
3.2.2. Xác định thành phần hóa học của quả nhàu chín.................................................... 37
3.3. Ảnh hưởng của thời gian chần bằng hơi nước đến chất lượng dịch nhàu ............ 39
3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian chần bằng hơi nước đến khả năng ức chế các enzyme
gây sẫm màu........................................................................................................................... 39
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng vitamin C trong quả nhàu.......... 40
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian chần bằng hơi nước đến hàm lượng polyphenol tổng
trong quả nhàu........................................................................................................................ 41
3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian chần đến hoạt tính kháng oxy hóa ................................ 42
3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần bằng nước nóng đến chất lượng dịch
nhàu......................................................................................................................................... 44
3.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần bằng nước nóng đến khả năng ức chế
các enzyme gây sẫm màu ..................................................................................................... 44
3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần bằng nước nóng đến hàm lượng vitamin
C trong quả nhàu.................................................................................................................... 44
iv
3.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng trong
quả ............................................................................................................................................45
3.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần và thời gian chần đến hoạt tính kháng oxy hóa ...46
3.5. So sánh hai phương pháp xử lí nhiệt nguyên liệu đến chất lượng của nhàu ..........48
3.6. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến chất lượng dịch
quả nhàu khi thu dịch bằng phương pháp ép....................................................................49
3.6.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến hàm lượng chất
tan và hiệu suất thu hồi của dịch quả nhàu..........................................................................49
3.6.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến độ trong dịch
quả nhàu...................................................................................................................................51
3.7. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến chất lượng dịch
quả nhàu khi thu dịch bằng phương pháp xay ..................................................................52
3.7.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến hiệu suất thu
hồi dịch quả nhàu ...................................................................................................................52
3.7.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến độ trong của
dịch quả nhàu ..........................................................................................................................53
3.8. So sánh hiệu quả của hai phương pháp xử lí nguyên liệu (xay và ép) đến hàm lượng
chất tan, hiệu suất trích li và độ trong của dịch nhàu .......................................................54
3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH xử lí trong q trình ủ đến hiệu suất thu hồi dịch và
chất lượng dịch nhàu trong phương pháp xay ..................................................................56
3.9.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH của dịch quả nhàu trong quá trình ủ đến hiệu suất
thu hồi dịch quả ......................................................................................................................56
3.9.2. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ ủ đến độ nhớt của dịch quả ..................................57
3.9.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH dịch ủ đến độ truyền quang của sản phẩm .........58
3.10. Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất bột nhàu sấy phun thử nghiệm.................59
3.10.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ .......................................................................................59
3.10.2. Thuyết minh quy trình ..............................................................................................59
KẾT LUẬN ............................................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................63
PHỤ LỤC 1.............................................................................................................................. 1
PHỤ LỤC 2.............................................................................................................................. 6
v
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của quả nhàu........................................................................ 6
Bảng 2.1 Ma trận thí nghiệm 1 ............................................................................................ 22
Bảng 2.2 Ma trận thí nghiệm 2 ............................................................................................ 24
Bảng 2.3 Ma trận thí nghiệm 3 ............................................................................................ 24
Bảng 2.4 Ma trận thí nghiệm 4 ............................................................................................ 26
Bảng 2.5 Ma trận thí nghiệm 5 ............................................................................................ 28
Bảng 3.1 Thành phần cấu tạo cuả quả nhàu ....................................................................... 37
Bảng 3.2 Thành phần hóa học của quả nhàu...................................................................... 38
Bảng 3.3 Khả năng bắt gốc tự do DPPH của nhàu theo tỷ lệ pha loãng ........................ 42
Bảng 3.4 Giá trị IC50 của từng mẫu dịch chiết nhàu tại các chế độ chần ....................... 43
Bảng 3.5 Khả năng bắt gốc tự do DPPH của nhàu theo tỷ lệ pha loãng ........................ 47
Bảng 3.6 Giá trị IC50 của mẫu nhàu ở các nhiệt độ và thời gian chần ............................ 47
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của phương pháp xử lí nhiệt đến chât lượng dịch nhàu .............. 48
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của phương pháp xử lí đến hàm lượng chất tan, hiệu suất trích li
và độ trong của dịch nhàu..................................................................................................... 55
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cây nhàu .................................................................................................................. 4
Hình 1.2 Cấu tạo quả nhàu ..................................................................................................... 5
Hình 1.3 Qúa trình chín của quả nhàu ................................................................................. 5
Hình 1.4 Cơng thức cấu tạo vitamin C ................................................................................. 7
Hình 1.5 Xeronine trong quả nhàu ....................................................................................... 7
Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo Scopoletin ................................................................................ 8
Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo của damnacanthal.................................................................... 8
Hình 1.8 Công thức cấu tạo của một số dấn xuất terpene ................................................. 9
Hình 1.9 (1) isomericanoic A và (2) 3- methoxy-americanoic A ..................................... 9
Hình 1.10 Cơ chế tác dụng của PE ..................................................................................... 12
Hình 1.11 Cơ chế tác dụng của PG và PMG...................................................................... 13
Hình 1.12 Cấu tạo hóa học của pectinase .......................................................................... 14
Hình 1.13 Các sản phẩm chiết xuất từ nhàu trên thị trường ............................................ 17
Hình 1.14 Sơ đồ quy trình công nghệ cho công đoạn xử lý nhàu tươi để sản xuất bột
nhàu bằng phương pháp sấy phun ....................................................................................... 19
Hình 2.1 Độ chín của trái nhàu ............................................................................................ 20
vi
Hình 2.2 Enzyme pectinex Ultra ........................................................................................ 20
Hình 2. 3 Cơ chế bắt gốc tự do ............................................................................................ 33
Hình 3.1 Hiệu suất trích li của các loại nguyên liệu ở các mức độ chín, điều kiện tồn
trữ khác nhau...........................................................................................................................36
Hình 3.2 Các mẫu quả sau khi chần bằng hơi nước được rót dung dịch H2 O2 ............. 39
Hình 3.3 Hàm lượng vitamin C tại các chế độ chần ......................................................... 40
Hình 3.4 Hàm lượng polyphenol tổng trong quả nhàu sau các chế độ chần khác nhau41
Hình 3.5 Các mẫu quả sau khi chần trong nước nóng được rót dung dịch H2 O2 ......... 44
Hình 3.6 Hàm lượng vitamin C tại các chế độ chần ......................................................... 45
Hình 3.7 hàm lượng polyphenol tổng trong quả nhàu sau các chế độ chần khác nhau 46
Hình 3.8 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến hàm lượng
chất tan (A) và hiệu suất thu hồi (B) của dịch quả nhàu .................................................. 49
Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian ủ và tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung đến độ truyền quang T
................................................................................................................................................. 51
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian ủ và tỉ lệ enzyme bổ sung đến hàm
lượng chất tan (A), hiệu suất thu hồi (B) dịch quả nhàu .................................................. 52
Hình 3.11 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme pectinase bổ sung và thời gian ủ đến độ trong
của dịch quả nhàu .................................................................................................................. 54
Hình 3.12 Độ trong của dịch nhàu ...................................................................................... 55
Hình 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH của dịch nhàu trong quá trình ủ đến hiệu suất
thu hồi. .................................................................................................................................... 56
Hình 3.14 Ảnh hưởng của pH, nhiệt độ ủ dịch quả đến độ nhớt của dịch nhàu............ 57
Hình 3.15 Ảnh hưởng của pH, nhiệt độ ủ dịch quả đến độ truyền quang của sản phẩm
................................................................................................................................................. 58
Hình 3.16 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột nhàu bằng phương pháp sấy phun 61
vii
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DAA
Deacetylasperulosidic acid
DE
Dextrose (Dextrose Equivalent)
UV- VIS
Ultraviolet - visible
ASS
Phương pháp phổ nguyên tử hấp phụ
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
BYT
Bộ Y tế
PE
Pectinesterase
PG
PMG
Polygalacturonase
Polymethylgalacturonase
PME
Pectin methylesterase
TE
Trans – elyminase
OD
Độ hấp thụ quang
IC50
Inhibitory concentration 50%
DPPH
1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
p
phút
viii
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nhàu có tên khoa học là Morinda citrifolia L (noni), thuộc họ cà phê (Rubiacae).
Cây thường mọc ở vùng nhiệt đới và ơn đới, trong đó có các tỉnh miền Nam Việt Nam
[1]. Qủa nhàu là giải pháp hoàn hảo cho nhiều vấn đề liên quan đến sức khỏe bởi thành
phần chứa rất nhiều dưỡng chất như các loại vitamin, hợp chất polyphenol, 20 loại acid
amin… Đặc biệt, quả nhàu có chứa nhiều hợp chất sinh học có tác dụng chữa bệnh như
proxeronine, scopoletin, damnacanthal, terpene,..[2].
Dựa vào các tài liệu đã công bố về công dụng của trái nhàu cho thấy dịch trái nhàu
có rất nhiều tác dụng dược lý như: ngăn ngừa ung thư, kháng viêm, tăng cường miễn
dịch, tác dụng chống oxy hóa, phịng chống bệnh tiểu đường, giảm đau, bổ sung dưỡng
chất cho cơ thể… ngoài ra còn là thần dược của phái nữ làm da đẹp mịn màng, chống
lão hóa, giảm vết nhăn, nám da. Chính vì thế, nhàu được xem là vị thuốc hữu ích trong
y học cổ truyền của nhiều nước.
Gần đây các lợi ích sức khỏe của nhàu đã dần được y học phương Tây khám phá.
Sản phẩm đã và đang được dùng rộng rãi hơn ở Mỹ, một số nước phát triển và thậm chí
có xu hướng phổ biến trên tồn thế giới. Tuy nhiên quả nhàu tươi có mùi khai nồng khó
chịu, khi chín quả mềm, dễ bị tổn thương do các va chạm cơ học trong quá trình vận
chuyển và bảo quản. Để khắc phục những khuyết điểm đó, việc nghiên cứu các phương
pháp chế biến khác nhau để tạo ra các sản phẩm mới, dễ sử dụng hơn, tăng thời gian sử
dụng và tăng giá trị cho sản phẩm là rất cần thiết. Trong đó, bột nhàu được người tiêu
dùng ưa chuộng hơn cả bởi nó dễ vận chuyển, bảo quản và cách sử dụng, pha chế sản
phẩm đơn giản. Đặc biệt, việc ứng dụng công nghệ sấy phun để tạo nên sản phẩm bột
nhàu có chất lượng cao rất có tiềm năng phát triển.
Tuy nhiên, q trình nghiên cứu quy trình chế biến bột nhàu bằng phương pháp
sấy phun cịn rất nhiều khó khăn và hạn chế trong việc chiết xuất dịch trong từ quả nhàu.
Bởi vì quả nhàu có hàm lượng chất khơ hịa tan khá thấp, khi tiến hành cơ đặc đảm bảo
nồng độ thích hợp trước khi đưa vào sấy phun tốn khá nhiều thời gian và hàm lượng
maltodextrin bổ sung cao làm giảm đi mùi vị đặc trưng của sản phẩm. Hơn nữa, có rất
ít tài liệu liên quan đến hiệu quả của các phương pháp xử lý nhàu nguyên liệu đến chất
lượng dịch nhàu thu được.
Với tất cả lí do nêu trên, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các
phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch nhàu từ
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
1
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
quả nhàu tươi” là rất có ý nghĩa khoa học.
2. Mục tiêu nghiên cứu
❖ Xác định được độ chín thích hợp cho q trình chế biến.
❖ Xác định thành phần hóa học của quả nhàu tươi.
❖ Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp như xử lý nhiệt và xử lý cơ học đến chất
lượng dịch quả thu được. Từ đó tìm ra các thơng số cơng nghệ phù hợp cho quy trình
trích ly dịch quả trước khi sấy phun.
❖ Đề xuất được quy trình sản xuất sản phẩm bột nhàu sấy phun.
3. Đối tượng nghiên cứu
Quả nhàu được thu mua được thu mua tại xã Easô, Huyện Ea Kar, Tỉnh Đắk Lắk.
4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được thực hiện tại các địa điểm sau:
❖ Phịng thí nghiệm xưởng Cơng nghệ Thực phẩm - Khoa Hóa, Trường Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng.
❖ Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ Sinh học - Khoa Hóa, trường Đại học Bách
Khoa Đà Nẵng.
❖ Phịng thí nghiệm Bộ mơn Kỹ thuật dầu khí - Khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa
Đà Nẵng
5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp vật lý, phương pháp hóa lý, phương pháp hóa học, phương pháp phân
tích cảm quan... và các phần mềm xử lý số liệu như Excel, Minitab, SPSS.
6. Nội dung bài báo cáo
Gồm 3 chương:
❖ Chương 1: Tổng quan
- Tổng quan về cây nhàu (giới thiệu chung, đặc điểm thực vật, thành phần hóa học,
tác dụng dược lý, các hiện tượng hư hỏng).
- Tổng quan về enzyme pectinase (giới thiệu chung, phân loại, cơ chế tác dụng, trung
tâm hoạt động và ứng dụng của enzyme pectinase).
- Tổng quan về pectin (cấu tạo, phân loại, tính chất chung).
- Tình hình nghiên cứu về quả nhàu trên thế giới và Việt Nam.
- Đề xuất phương pháp xử lý nguyên liệu dự kiến cho quá trình tạo sản phẩm bột
nhàu bằng phương pháp sấy phun.
❖ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu.
- Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm.
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
2
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
- Phương pháp nghiên cứu (bố trí thí nghiệm; phương pháp phân tích vật lý, hóa
lý, hóa học).
❖ Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Kết quả thí nghiệm.
- Nhận xét, giải thích và kết luận.
❖ Kết luận
- Kết luận về kết quả nghiên cứu.
- Đề xuất hướng nghiên cứu mới.
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
3
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây nhàu
1.1.1. Giới thiệu chung về cây nhàu
Cây nhàu có tên khoa học là Morinda citrifolia L (noni), thuộc họ cà phê
(Rubiacae) [1].
Giới: Plantae
Nhóm: Division
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Gentianales
Họ: Rubiaceae (Cà phê)
Giống: Morida
Hình 1.1 Cây nhàu [1]
Lồi: M. Citrifloia
Tên khác: Nhàu núi, nhàu rừng, nhàu lớn, cây ngao.
Tên nước ngoài: Great Morinda, Indian Mulberry, Nunaakai (India),Mengkudu
(Malaysia) [2].
Lịch sử cây nhàu: Cây nhàu có nguồn gốc ở Đơng Nam Á và sau đó được mang
đến quần đảo Thái Bình Dương. Những người dân ở Nam Thái Bình Dương, Đơng Nam
Á đã sử dụng tất cả bộ phận cây nhàu gồm cả trái, lá, hạt và vỏ vì những lợi ích sức
khỏe, để nâng cao hệ miễn dịch, thải độc tố, chống lão hóa, cải thiện làn da, mái tóc,…
với 210 vi chất dinh dưỡng khác nhau, trái Nhàu được người dân Tahiti gọi thân thuộc
là “Quà tặng của Thượng đế” [3].
Nơi sống và thu hái: thường mọc ở vùng nhiệt đới và ôn đới. Ở Việt Nam, nhàu
mọc nhiều ở những vùng ẩm thấp dọc theo bờ sông bờ suối, ao hồ hoặc mương rạch ở
khắp các tỉnh miền Nam và một số tỉnh miền Trung [4]. Cây của vùng nhiệt đới thuộc
châu Á và Châu Úc, còn phân bố ở Trung Quốc và Ấn Độ. Ở Việt Nam cây mọc hoang
khắp nơi, cũng có khi được trồng. Cây thích nơi đất ẩm, gần nước, có nhiều ở miền
Nam, gần đây cịn thấy ở Quảng Bình, Quảng Trị, Huế. Ra hoa quanh năm, nhiều nhất
là tháng 11-2, cho quả tháng 3 – 5 [2].
1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây nhàu
Cây nhàu có chiều cao trung bình từ 3 – 10 m khi cây trưởng thành [5]. Nhàu là
loại cây bụi có thể phát triển trên những địa hình khác nhau như đất cát, đảo san hô, đất
núi lửa, đất đỏ badan và có khoảng dao động độ ẩm của đất rộng trong các mùa trong
năm. Ngoài ra, độ acid của đất cũng ít ảnh hưởng đến cây, cây chịu được nồng độ muối
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
4
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
cao, phát triển tốt nhất khi có đầy đủ ánh nắng mặt trời và bóng râm từ khoảng 100%
đến 20% nắng. Nhiệt độ thích hợp cho cây nhàu phát triển là từ 20 – 35 oC trong khi
nhiệt độ cao nhất là 32 – 38o C, tối thiểu từ 12 – 18 oC và khi có lượng mưa từ 250 - 4000
mm. Tốc độ tăng trưởng vừa phải 0,75 - 1,5 m/năm [6].
Cây nhàu có cành lớn và cứng. Rễ tương tự như các cây họ Citrus, cà phê, phát
triển ăn sâu và rộng trong đất. Thân cành nhẵn, cành non mập, có 4 cạnh rõ, hơi dẹt, có
rãnh, màu lục hoặc màu nâu nhạt [1]. Hoa mọc ngay trên quả cịn non, khơng có cuống
hoa, có đầu hình cầu với chiều rộng từ 1,5 - 2 cm tại vị trí cuống trái (hình 1.1). Hoa nhỏ
hình ống dài khoảng 7 - 9 mm, nở từng chùm màu trắng, hơi xanh. Lá thường có màu
xanh đậm, bóng và có hình dạng khác nhau: trịn, elip, oval hoặc dài. Lá tròn lớn rộng
15 - 35 cm, dài 20 - 40 cm. Loại lá dài có chiều rộng 10 cm và dài 60 cm. Lá hình elip,
oval có chiều rộng từ 7 - 25 cm, dài 20 - 45 cm. Gân lá nằm chính giữa màu xanh nhạt
và nổi bật trên nền lá và có nhiều gân nhỏ nằm ngang, khơng phân biệt rõ ràng (hình1.1).
Quả nhàu hình trứng, mặt ngồi lồi lõm, chiều dài từ 5 - 10 cm, đường kính 3 - 4cm
(hình 1.2). Quả nhàu có nhiều hạt và thịt quả, mỗi hạt có phôi nhũ cứng bên trong [7], [8].
1.
2.
3.
4.
5.
Vỏ quả
Hạt
Thịt quả
Mắt quả
Cuống quả
Hình 1.2 Cấu tạo quả nhàu [9]
Quả nhàu lúc cịn non có màu xanh, cứng. Khi chín quả có màu vàng mỡ gà hoặc
trắng, mềm, có vị hơi đắng chát, chua và mùi khai nồng khó chịu (hình 1.3)[9]
Hình 1.3 Qúa trình chín của quả nhàu [10]
Các giống nhàu phổ biến trên thế giới:
+ Morinda citrifolia var. citrifolia: gồm loại quả lớn và nhỏ. Là giống phổ biến
nhất, có giá trị cả về mặt thương mại và y học. Nó được trồng chủ yếu ở các nước thuộc
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
5
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
vùng Nam Thái Bình Dương, được phân chia thành nhiều lồi với các đặc tính khác nhau.
+ Morinda citrifolia var. baracteata: Là giống có quả nhỏ với lá nhỏ mọc đối xứng,
được tìm thấy ở Indonesia và các vùng khác của khu vực giữa Ấn Độ Dương và Thái
Bình Dương.
+ Morinda citrifolia cultivar “Potteri”: Đây là giống duy nhất chỉ xuất hiện dọc
theo vùng biển Thái Bình Dương, lá có hai màu xanh và trắng [5].
Việt Nam phổ biến với giống nhàu Morinda citrifolia var. citrifolia với chi nhàu
Morinda citrifolia L được sử dụng trong nghiên cứu này.
1.1.3. Thành phần hóa học của quả nhàu
Năm 1992 kết quả nghiên cứu của Duke JA cho thấy trong cây và trái nhàu có 23
hoạt chất khác nhau, 5 loại Vitamin và 3 loại khống chất. Ngồi ra, trong trái nhàu cịn
có các Enzymes, Polysaccharides, Dietary Fibers, acid béo chuỗi ngắn, Phytosterols [11].
Thành phần quả nhàu chủ yếu là nước (chiếm khoảng 96%), vitamin C, hợp chất
polyphenol, 20 loại acid amin và nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe. Đặc biệt là quả
nhàu có chứa nhiều hợp chất sinh học có tác dụng chữa bệnh như proxeronine,
scopoletin, damnacanthal, terpene,..[12].
Theo nghiên cứu của Phan Thị Xuân Mai (2008), kết quả phân tích thành phần hóa
học và dinh dưỡng trong quả nhàu như sau [12]:
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của quả nhàu
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Độ ẩm
%
89,61
pH
%
4,13
Đường khử
%
1,49
Vitamin C
mg%
33,65
Acid
%
0,36
Protein
Tro
%
%
0,43
0,54
Hàm lượng chất khơ hịa tan ( 0Brix)
%
7,5
Bên cạnh đó, quả nhàu còn chứa các thành phần dinh dưỡng:
✓ Amino acids
Amino acid là hợp chất cấu tạo nên protein. Quả nhàu gồm các acid amin cần thiết
như Alanine, Arginina, Cistine, Phenylalanine, Glycine,… mà cơ thể không thể tự tổng
hợp được. Hàm lượng này trong nhàu khá cân đối gồm 17 acid amin trên tổng số 20 acid
amin và 9 acid amin thiết yếu [13].
✓ Acid béo
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
6
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
Quả nhàu có chứa các acid béo như: hexanoic acid, octanoic acid và methyl ester
của chúng, 1-pentene, 5-pentyloxyl, 2-pentenyl ester, decanoic acid và metyl ester của
chúng. Nó cung cấp chất béo, giúp bảo vệ da, cấu tạo nên các tế bào thần kinh, cấu tạo
nên lớp mỡ mỏng bảo vệ tim và hệ thống mao mạch, cấu tạo thành tế bào giúp cho hoạt
động trao đổi chất diễn ra bình thường [13].
Ngồi ra cịn tìm thấy các loại acid khác trong quả nhàu như Isobutyric, Oleic,
Stearic, Benzoic,…[14]
✓ Chất xơ
Chất xơ trong quả nhàu như cellulose, lignin, pectin,... có tác dụng làm sạch máu, giảm
cholesterol, liên kết với chất béo, cân bằng đường huyết trong cơ thể và hỗ trợ tiêu hóa [13].
✓ Vitamin C
Hàm lượng vitamin C trung bình trong nhàu khá cao. Đây là hợp chất có vai trị là
chất chống oxy hóa thơng qua việc loại trừ sự oxy hóa các lipid, phân hủy các acid béo
chưa bão hịa. Ngồi ra, vitamin C cịn giữ vai trị trong việc duy trì sức đề kháng, kháng
viêm,… Nếu thiếu nó, nhiều phản ứng miễn dịch sinh học của cơ thể giảm xuống [13].
Hình 1.4 Cơng thức cấu tạo vitamin C [13]
Ngoài ra, trong quả nhàu đặc biệt cịn chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học với tác
dụng phòng và chữa bệnh tuyệt vời. Một số hợp chất nổi bật được tìm thấy trong quả nhàu như:
✓ Proxeronine
Proxeronine – một chất dinh dưỡng nhiều gấp 40 lần so với trong trái dứa [15]. Là
hợp chất alkaloid, tiền thân của xeronine, có tính kiềm và được Dr. Ralph M.Heinicke
– một nhà sinh học khám phá ra. Nó có cấu tạo gồm đường, amino acid, khơng chứa
acid nucleic. Khi kết hợp với enzyme proxeronase (có trong dạ dày) sẽ tạo thành chất
xeronine (hình 1.5).
Hình 1.5 Xeronine trong quả nhàu [12]
Xeronine thuộc hợp chất alkaloid, là chất ổn định của protein, nó cung cấp năng
lượng cho protein và hoạt hóa cho hơn 220 enzyme. Khi protein kết hợp với xeronine
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
7
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
có khả năng sinh năng lượng giúp cho tế bào cơ thể khỏe mạnh. Theo Dr. Ralph
M.Heinicke (1936), xeronine là hợp chất mà cơ thể sản sinh ra nó để kích thích các
enzyme hoạt động đúng mực, tuy nhiên nó khơng tồn tại trong cơ thể con người, vì ngay
sau khi tạo ra, cơ thể lập tức sử dụng và sau đó phá hủy nó. Sự thiếu hụt xeronine là
nguyên nhân của nhiều loại bệnh. Cho đến nay chưa có cơng bố chính thức nào về cấu
trúc của xeronine hay proxeronine mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng của hợp
chất này [13].
✓ Scopoletin (C10 H8O4 - 7, Hydroxyl-6-methoxylcoumarin)
Hình 1. 6 Cơng thức cấu tạo Scopoletin
Scopoletin có tác dụng dãn nở mạch máu, điều hòa huyết áp, ức chế histamin, chống
lại hoạt động của các vi khuẩn (Escherichia coli, Staphylococcus, Streptococcus,
Pseudomonas) và vi nấm, kháng viêm, giảm đau, chữa các bệnh viêm khớp, dị ứng, khó
ngủ, chữa bệnh hen suyễn, viêm phổi, chữa bệnh dạ dày và các bệnh đường tiêu hóa
(tiêu chảy, ợ nóng, buồn nơn), stress, suy nhược cơ thể,.. Nó kích thích việc sản xuất
những tế bào T ( tế bào bạch cầu) - tế bào đóng vai trị chủ chốt trong việc chống lại
bệnh tật. Đồng thời, scopoletin còn tấn công nhiều loại vi khuẩn, kiềm chế khả năng tiền
ung thư và sự phát triền khối u bằng cách cho phép các tế bào bình thường hoạt động
trở lại [13].
✓ Anthraquinone Damnacanthal (C16H10O5 - 3, Hydroxyl-methoxylanthraquinone-2aldehyde)
Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo của damnacanthal
Hợp chất này có tác dụng tăng sức đề kháng cho cơ thể do kích thích tế bào bạch
cầu và những bộ phận khác của hệ miễn dịch. Bên cạnh đó, nó kìm hãm khả năng phát
triển của những tế bào tiền ung thư (RAS) bằng cách cho phép những tế bào khác hoạt
động bình thường trở lại và có tác dụng như thuốc giảm đau, khử trùng (Escherichia coli,
Salmonella, Shigella aradysenteriae và Staphylococcus aureaus ), ngăn chặn sự hình
thành kháng thể sớm ở Epstein- Barr virus [12].
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
8
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
✓ Terpene
Là hợp chất hydrocarbon chưa bão hịa có mặt trong quả nhàu với tác dụng chống
oxy hóa, có vai trị trong sự trao đổi chất của con người, giúp trẻ hóa các tế bào [12].
Hình 1.8 Cơng thức cấu tạo của một số dấn xuất terpene [12]
✓ Phytochemical & Selenium
Là hợp chất có tác dụng bảo vệ như một chất chống oxy hóa các chất tự do. Hoạt
động chống oxy hóa do có nhóm phyto dựa trên khả năng ức chế gốc tự do DPPH (1,1diphenyl 1,2-picryhydrazyl) bao gồm các chất như isomericanoic A và 3-methoxyamericanoic A với năm hợp chất: isoamercanol A, isoamercanin A, americanin A,
americanoic acid A và rutin [12].
Hình 1.9 (1) isomericanoic A và (2) 3- methoxy-americanoic A [12]
1.1.4. Tác dụng dược lý của nhàu
✓ Ngăn ngừa ung thư
Dịch chiết từ quả nhàu có chứa thành phần damnacanthal, thành phần có tác dụng
ức chế tế bào ung thư đồng thời làm giảm lượng máu tới khối u. Bên cạnh đó, thành
phần iriodoids acubin và geniposide có tác dụng ức chế hình thành khối u, chống đột
biến tế bào.
✓ Kháng viêm
Nhàu có tác dụng trong việc chữa các bệnh liên quan đến cơ và khớp như bệnh viêm
khớp, hội chứng nhức xương cổ tay. Bên cạnh đó, nhàu cịn có tác dụng giảm đau và giảm
sưng vết thương với các triệu chứng như các vết thâm tím, căng da và bỏng ngồi da.
✓ Tăng cường miễn dịch
Thành phần proxeronine trong nhàu nhiều gấp 40 lần so với quả dứa. Kích thích
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
9
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
sản xuất những tế bào bạch cầu - tế bào này đóng vai trị chủ chốt trong việc chống lại
bệnh tật. Giúp đai thực bào và tế bào bạch huyết hoạt động mạnh, ngăn chặn sự tấn công
của rất nhiều loại vi khuẩn, kiềm chế khả năng tiền ung thư và sự phát triển của khối u
bằng cách cho phép những tế bào khác hoạt động bình thường.
✓ Tác dụng chống oxy hóa
Trong nhàu có chứa vitamin C, polyphenol, β-caroten,... các thành phần này có tác
dụng ức chế các gốc tự do, ngăn chặn quá trình oxy hóa tế bào mục đích phịng bệnh,
nâng cao sức khỏe, chống lão hóa.
✓ Phịng chống bệnh tiểu đường
Thành phần iridoids có trong quả nhàu khơng chỉ có tác dụng chống oxy hóa mà cịn
tăng khả năng dung nạp glucose, đồng thời cung cấp acid DAA có tác dụng làm giảm
glucose huyết. Qua các cơ chế đó, đưa tới tác dụng phòng chống bệnh tiểu đường.
✓ Giảm đau
Việc thường xuyên sử dụng quả nhàu và các sản phẩm từ nhàu có thể hỗ trợ điều
trị những cơn đau trong cơ thể như đau lưng, đau mỏi cơ, thần kinh, viêm khớp và những
cơn đau như căng thẳng, đau nửa đầu,..
✓ Bổ sung dưỡng chất cho cơ thể
Các nhà khoa học đã tìm thấy hơn 140 chất dinh dưỡng và hơn 130 loại vitamin,
khống chất có trong nhàu như kẽm, canxi, sắt, vitamin C, vitamin E, vitamin B1,
vitamin B12, acid folic, magie, phospho,..
✓ Hỗ trợ sinh lý nữ
Nhàu cịn có tác dụng chống dị ứng, ngăn ngừa stress, trầm cảm và rối loạn tâm
sinh lý ở phụ nữ tiền mãn kinh. Bên cạnh đó, cịn giúp điều hịa rối loạn kinh nguyệt [16].
✓ Tác dụng khác
Ngoài ra, trong trái nhàu cung cấp cho ta một enzyme, giúp cơ thể tiết ra Endorphin,
một chất được gọi là ma túy nội sinh nên giúp cho ta cảm thấy vui vẻ, khoan khoái, chống
buồn phiền, giảm căng thẳng thần kinh, nhờ đó giảm huyết áp. Dùng liều cao gấp đơi, có
thể giúp các cơn nghiện rượu, nghiện thuốc lá và cả ma túy nếu người nghiện có quyết tâm
cao để cai [15].
1.1.5. Các hiện tượng hư hỏng xảy ra trong quá trình bảo quản nguyên liệu:
Trong quá trình bảo quản, quả nhàu sẽ có hiện tượng giảm chất lượng ban đầu nếu
khơng được bảo quản đúng cách. Các nguyên nhân gây ra hư hỏng là do: vi sinh vật, côn
trùng, bản thân khối hạt hoặc sai sót trong q trình bảo quản.
✓ Do vi sinh vật:
Vi sinh vật là tác nhân quan trọng dẫn đến giảm chất lượng của quả nhàu, dần dẫn đến
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
10
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
hư hỏng hoàn toàn. Ban đầu rất khó phát hiện nếu khơng có dụng cụ đo tỉ lệ vi sinh. Trong
điều kiện nóng ẩm, các vi sinh vật phát triển mạnh mẽ làm quả nhàu bốc nóng. Đây là hiện
tượng tự bốc nóng của quả nhàu.
Những hiện tượng hư hỏng xảy ra do sự phát triển của vi sinh vật bao gồm:
- Làm thay đổi màu sắc quả nhàu.
- Làm thay đổi mùi vị quả nhàu.
- Làm thay đổi nhiệt độ quả nhàu.
Khi có bất kỳ các dấu hiệu trên, cần nhanh chóng phân loại và loại bỏ những nguyên
liệu kém chất lượng.
✓ Do côn trùng:
Cơn trùng xốy mịn nội nhũ hoặc ăn phơi nhàu. Cường độ xâm nhập và mức độ xâm
nhập phụ thuộc vào chất lượng giống nhàu, đất đai, độ ẩm, khí hậu thổ nhưỡng và các điều
kiện môi trường khác.
Những ảnh hưởng cơ bản của côn trùng tới chất lượng nguyên liệu nhàu bao gồm:
- Làm bẩn nguyên liệu.
- Hao hụt về khối lượng ngun liệu.
- Kích thích tự bốc nóng trong nguyên liệu.
- Gây nhiễm khuẩn nguyên liệu.
- Phá hỏng bao bì, máy móc và các vật dụng phục vụ bảo quản và chế biến.
✓ Do bản thân khối nguyên liệu:
Thường thấy hiện tượng xuất hiện nấm mốc ở nguyên liệu. Khi độ ẩm nguyên liệu
chưa đạt tiêu chuẩn đã đưa vào bảo quản, khối nguyên liệu bị bốc nóng làm giảm giá trị
nguyên liệu như giảm giá trị dinh dưỡng, giảm màu sắc [17].
1.2. Tổng quan về Enzyme pectinase
1.2.1. Giới thiệu chung
Enzyme pectinase là một nhóm enzyme xúc tác cho sự thủy phân pectin, sản phẩm
của quá trình thủy phân là acid galacturonic, galactose, arabinose, methanol. Đây là
nhóm enzyme được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chỉ sau amylase và protease.
Enzyme này được phát hiện trong các dịch trái cây như cà rốt, cà chua và ở đại mạch.
Đầu tiên là phát hiện của E. Fremi (1840) trên cà rốt [18].
Enzyme pectinase được sử dụng nhiều trong công nghiệp chế biến trái cây nhằm
mục đích gia tăng hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện chất lượng dịch quả và có tác
dụng làm trong (Nilay Demir et al, 2000).
Enzyme pectinase được tìm thấy ở thực vật bậc cao, có nhiều trong lá, củ khoai
tây, trong chanh, cà chua, dứa, cỏ ba lá…Sau này, các nhà khoa học còn tìm thấy ở một
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
11
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
số loài vi sinh vật như Bacillus, Aspergillus, Pseudomonas, Penicillium, Trichoderma...
Trong đó Aspergillus niger là vi sinh vật chính được sử dụng để sản xuất enzyme
pectinase quy mô lớn cho ngành công nghiệp trái cây [19].
1.2.2. Phân loại
Enzyme pectinase được chia ra làm 2 nhóm như sau:
1.2.2.1 Nhóm enzyme thủy phân có sự tham gia của nước
❖
Pectinesterase (PE)
Xúc tác q trình khử ester của nhóm methoxyl trong pectin, để tạo thành pectic
acid và methanol. Tuy nhiên, chúng hoạt động hiệu quả hơn khi tấn công vào các nhóm
ester methyl của đơn vị galacturonate – nằm kế đơn vị khơng bị ester hóa. Chúng sẽ hoạt
động trước khi hai loại enzyme polygalacturonases và pectate lyases cần các chất khơng
bị ester hóa. Cơ chế tác dụng của pectinesterase được mơ tả ở hình 1.10.
Hình 1.10 Cơ chế tác dụng của PE [20]
❖
Polygalacturonase (PG) và Polymethylgalacturonase (PMG)
Polygalacturonase xúc tác thủy phân các liên kết -1,4-glycosid trong acid
polygalacturonic tạo ra D – galacturonate.
Polymethylgalacturonase xúc tác sự phân cắt thủy phân của các liên kết -1,4glycosid trong chuỗi mạch pectin, pectin được ester hóa cao, tạo thành 6-methyl-Dgalacturonate.
Cả hai enzyme nhóm hydrolase (PG và PMG) này đều có thể hoạt động trong chế
độ endo- hoặc exo-. Endo-PG và endo-PMG xúc tác sự phân cắt ngẫu nhiên vào giữa
mạch cơ chất (cắt nội mạch), exo-PG và exo-PMG xúc tác sự phân cắt từ đầu không khử
của mạch (cắt ngoại mạch) [20].
Cơ chế tác dụng của polygalacturonase và polymethylgalacturonase được mô tả ở
hình 1.11.
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
12
Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi dịch và chất lượng dịch
nhàu từ quả nhàu tươi
Hình 1.11 Cơ chế tác dụng của PG và PMG [20]
R = H đối với PG và R = CH3 đối với PMG
1.2.2.2 Nhóm enzyme pectin khơng có sự tham gia của nước
Cắt đứt liên kết glycosid 1 - 4. Chúng thuộc nhóm enzyme phân cắt. Tên chung
của nhóm là Trans – elyminase (TE).
Liên kết glycosid 1 - 4 bị phân cắt bằng cách chuyển hydrogen của C3-C4 của một
đơn vị galacturonic sang C1 của một đơn vị galacturonic khác và tạo nối đôi giữa C4,
C5 và đồng thời phân cắt pectin thành các đơn vị sản phẩm [21].
1.2.3. Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase
Trong chế biến nước quả, người ta thường sử dụng chế phẩm enzyme với hai mục
đích chính sau:
- Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả: tế bào của
thực vật được cấu tạo bằng vỏ tế bào hay còn gọi là thành tế bào. Vỏ tế bào thực vật như
một lớp thành bảo vệ rất vững chắc và tạo hình ổn định cho tế bào. Ở vỏ tế bào thực vật
có rất nhiều pectin, các chất pectin được xem như chất kết dính gắn các tế bào với nhau
thành một khối vững chắc. Phã vỡ sự gắn kết này sẽ tạo điều kiện tốt cho các vật chất
trong tế bào thoát ra khỏi tế bào một cách dễ dàng và triệt để.
- Làm trong và ổn định chất lượng nước quả: nước quả sau khi được tách ra khỏi
tế bào vẫn còn chứa rất nhiều chất khác. Trong đó có chất pectin chiếm lượng lớn và
pectin thường gây hiện tượng nhớt và làm đục nước quả.
1.2.4. Trung tâm hoạt động của pectinase
Enzyme pectinase chứa vùng có 8 – 10 vịng xoắn kép về phía phải với 2 vịng 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 – 55 0C.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme
Enzyme là xúc tác sinh học mang bản chất của protein nên hoạt động của enzyme phụ
thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác như nhiệt độ, pH môi trường, nồng độ enzyme, nồng
độ cơ chất, sự có mặt của các chất hoạt hóa hoặc kìm hãm enzyme trong nguyên liệu [22].
1.2.6. Ứng dụng của enzyme pectinase
Trong công nghệ thực phẩm, người ta thường sử dụng các chế phẩm pectinase dưới
dạng tinh khiết. Tỷ lệ pectinase trên lượng nguyên liệu sử dụng thường vào khoảng
0.10,3% [23], enzyme pectinase được sử dụng rộng rãi để:
- Tăng hiệu suất ép.
SVTH: Hồ Thị Thủy Tiên
GVH D: Mạc Thị Hà Thanh
13
