Đề tài Giá trị sử dụng phế liệu rau trái

Bảng 5: Phạm vi ứng dụng của tinh dầu quả có múi Loại tinh dầu Bưởi Chanh Cam Bánh mì * * * Bánh nướng * * * Phô mai * * Gà * * * Món tráng miệng * * * Trứng * * Cá * * * Trái cây * * * Kem * * * Thịt * Mì Ý * * * Cơm * * * Rau trộn * * VD: Chế biến nước sốt marinade cho gà nướng: 4 muỗng mật ong + 2 muỗng mù tạc + 2 giọt tinh dầu cam (hoặc tinh dầu chanh) + 1 muỗng jam mơ => khuấy đều => phủ lên gà nướng. Sản xuất pectin: Qui trình công nghệ: Dd HCl loãng Xay nhỏ Rửa Trích ly pectin Cùi, bã Nước nóng Pectin Lọc Thanh trùng Rót bao bì Bao bì Ép Bã ép Dịch lọc Cô đặc chân không Bã lọc Dịch ép Giải thích qui trình: Xử lý đắng: Mục đích: Loại bỏ glucoside sót lại: rửa bằng nước ấm (50–60oC). Vô hoạt enzyme pectinase: đưa nhiệt độ lên 95–98oC. Thiết bị: Hình 11: Máy rửa băng chuyền Sử dụng hệ thống băng tải có đục lỗ, được nhúng một phần trong bể nước. Vỏ và bã được cho vào máng dẫn nguyên liệu rồi theo băng tải đi qua bể nước, trước khi ra ngoài tiếp tục được rửa bằng vòi phun nước áp lực cao. Xay: Mục đích Chuẩn bị, giúp tăng hiệu suất cho quá trình trích ly. Hiệu quả nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị tác dụng, song vì kích thước tế bào khá nhỏ nên chỉ một số nhỏ tế bào bị phá hủy. Yêu cầu Kích thước miếng xé: càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép. Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy nếu nghiền quá nhỏ, thì khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Thiết bị: Máy nghiền dao cong. Cắt nhỏ hay xay nghiền đều tác dụng cơ học để thay đổi hình dạng và kích thước của nguyên liệu, mục đích là để chuẩn bị cho quá trình ép được dễ dàng. Lưỡi dao là bộ phận hoạt động chủ yếu của thiết bị xay. Cấu tạo lưỡi dao gồm có hai loại: lưỡi phẳng để cắt nguyên liệu mềm, lưỡi răng để cắt nguyên liệu cứng. Để tăng hiệu suất cho quá trình ép, người ta thường dùng máy nghiền dao cong. Hình 12: Máy nghiền dao cong 1. phễu nhận nguyên liệu; 2. trục đĩa quay; 3. lưỡi dao cong Trích li: Mục đích: Khai thác, chiết rút pectin: đun nóng trong nước chứa acid (chlohydride, sulfuric, sulfurơ), sử dụng lượng nước gấp ba lần lượng vỏ khô, pH=1.3 – 1.4, nhiệt độ 90–100oC và thời gian đun là khoảng 1 h. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình: Nguyên liệu: + Kích thước và hình dạng của nguyên liệu + Thành phần hóa học của nguyên liệu Ẩm và sự phân bố ẩm trong nguyên liệu (ẩm tăng, tốc độ trích ly thấp do nước liên kết với protein và các hợp chất háo nước, ngăn cản sự thấm sâu của nước vào bên trong). Quá trình và thiết bị: + Tỉ lệ dung môi: nguyên liệu + Nhiệt độ: ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán và độ nhớt. + Thời gian trích ly + Lưu lượng dung môi Sản phẩm: Nồng độ trích ly cần đạt được. Thiết bị: nồi hai vỏ có cánh khuấy. Hình 13: Nồi hai vỏ 1. cửa nhập liệu; 2. cửa cấp hơi; 3. cửa tháo bã 4. van xả hơi; 5. cánh khuấy; 6. trục khuấy 7. đồng hồ đo áp suất Quá trình thủy phân kết thúc khi độ khô dung dịch đạt 2% (pectin 0.7–1.0%; đường 1.0–1.3%). Một ít tạp chất như tinh bột và protein lẫn với pectin sẽ được loại bỏ nhờ các enzyme phân giải protein. Việc xử lý này được thực hiện ở pH = 4.5 – 5 (điều chỉnh bằng dung dịch natri cacbonate) và ở nhiệt độ 40–50oC. Ép Mục đích: khai thác, thu dịch lỏng. Khi đã loại bỏ hết tinh bột (kiểm tra bằng iod), điều chỉnh pH dung dịch tới 3 bằng cách thêm acid citric rồi đưa nhiệt độ lên 80oC để làm mất hoạt tính của enzyme. Dung dịch có thể được làm mất màu nhờ anhydride sulfurơ, rồi cho lọc ép sau đó dung dịch pectin được làm sạch và lắng gạn, thu dung dịch pectin trong suốt. Thiết bị: sử dụng thiết bị ép thuỷ lực. Hình 14: Máy ép thuỷ lực. Bã sau khi nghiền sẽ được rải trên nylon hoặc vải làm bằng sợi tổng hợp và được định thành dạng tấm (“cheese”) có độ dày khoảng 10cm. Các tấm được tách biệt với nhau bởi các giá bằng gỗ hoặc plastic. Độ cao của các tấm là khoảng 1 m. Sau đó, 2–3 trục ép (nằm xung quanh trục của khối nguyên liệu) sẽ nén từ trên xuống. Áp lực ép có thể lên đến 200 atm. Dịch lỏng sẽ được thu qua máng hứng dưới máy ép. Máy ép thủy lực cho hiệu suất ép khá cao (khoảng 55 – 60%). Tuy nhiên mức độ cơ giới hóa của máy không cao, sự chuẩn bị trước khi ép, rửa thiết bị đều phải làm thủ công. Lọc: Mục đích: Phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc Tách tạp chất Cải thiện độ trong với sự hỗ trợ của bột trợ lọc Những biến đổi trong quá trình lọc: Biến đổi vật lý: Khối lượng riêng hỗn hợp giảm, nhiệt độ giảm. Biến đổi hóa lý: Chỉ còn một pha đồng nhất. Biến đổi về mặt cảm quan: Tăng độ trong. Thiết bị: Thiết bị lọc khung bản Thiết bị làm việc gián đoạn, huyền phù nhập vào liên tục, nước trong chảy ra liên tục, còn tháo bã theo chu kỳ Thiết bị lọc khung bản được cấu tạo chủ yếu bởi khung và bản: khung giữ vai trò chứa bã lọc và là nơi nhập huyền phù vào, bản tạo ra bề mặt lọc với các rãnh dẫn nước lọc. Khung và bản thường được chế tạo có dạng hình vuông và phải có sự ghép kín giữa khung và bản, được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ, giữa khung và bản là vật ngăn lọc. Hình 15: Thiết bị lọc khung bản Huyền phù vào theo đường nhập liệu sau đó phân ra theo số lượng khung tràn vào khoang trống, dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theo các rãnh trên bản chảy xuống và nhờ van được lấy ra ngoài. Bã được giữ trên bề mặt của vật ngăn lọc và được chứa trong khung. Khi bã trong khung đầy thì dừng bơm nước nóng vào để rữa bã nhằm trích ly thêm chất hòa tan nhưng hiệu quả không cao. Cô đặc: Mục đích: Khai thác: Tăng nồng độ chất khô trong dịch chiết Bảo quản: Ức chế vi sinh vật phát triển do nhiệt độ. Thông số: Độ khô 10%, thu chế phẩm pectin hàm lượng 4 – 5 %. Cô đặc trong chân không ở nhiệt độ 55-60oC và độ chân không từ 600 mmHg trở lên. Trung bình 100 kg cùi quả cho 50-70 l dung dịch pectin độ khô 10%. Thiết bị: cô đặc chân không. Hình 16: Thiết bị cô đặc chân không Hiện tượng tổn thất chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: Hơi thứ khi thoát ra khỏi thiết bị cô đặc có thể bị lôi cuốn theo một số cấu tử ở trạng thái sương mù. Hiện tượng này xảy ra khi ta gia nhiệt làm cho sự sôi của dung dịch nhân sâm diễn ra quá mãnh liệt. Thông thường, các thiết bị cô đặc có không gian hoặc bộ phận tách sương mù nhằm hạn chế sự tổn thất chất khô do hơi thứ lôi cuốn theo. Thiết bị gồm 3 phần cơ bản: buồng đốt ngoài, buồng bốc và thiết bị ngưng tụ. Đóng chai: nhiệt độ 75-79oC Mục đích: Bảo quản: Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào sản phẩm. Hoàn thiện: Tạo sự thuận tiện trong phân phối, lưu kho, tạo hình thức đẹp hấp dẫn người tiêu dùng. Thiết bị: Máy chiết rót chai tự động dạng tròn. Hình 17: Máy chiết rót chai Thanh trùng: Pectin cô đặc có thể bảo quản bằng SO2 không qua thanh trùng. Mục đích: Bảo quản: Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật vào sản phẩm. Thiết bị: Thiết bị thanh trùng tunnel. Thanh trùng ngoài bao bì Hình 18: Thiết bị thanh trùng tunnel Để thu pectin ở dạng bột người ta đông tụ pectin lỏng bằng cồn ethylic 95oC rồi lọc tách pectin khỏi hỗn hợp rượu - nước. Kết tủa pectin được rửa lại bằng cồn 90oC, đem sấy ở 60-70oC đến khi độ ẩm còn 3-4%, nghiền nhỏ và đóng bao. Sấy chân không: Mục đích: Chế biến: dịch trích được phân tán thành các hạt nhỏ li ti trong buồng sấy rồi tiếp xúc trực tiếp với tác nhân sấy. Do đó, hơi nước sẽ được bốc hơi đi nhanh chóng, ta thu được sản phẩm dạng bột. Bảo quản: bột thu được có hàm ẩm thấp (3-4 %) nên sẽ kéo dài thời gian bảo quản. Thiết bị sấy chân không: Hình 19: Máy sấy chân không trụ tròn Sản xuất mứt: Ở Ấn Độ người ta sản xuất mứt từ cùi trắng các loại quả citrus, đặc biệt là bưởi. Phế liệu của bưởi chiếm tới 70-75%, bao gồm vỏ, cùi và quả xanh. Khi làm mứt đông, phế liệu được xay nhỏ rồi nấu với nước theo tỷ lệ 1:1, có bổ sung 0,3% acid citric, thời gian nấu 30ph. Gạn lấy chất lỏng và tiếp tục nấu trong 15ph nữa với 50% nước và 0,15% acid citric rồi bỏ bã. Chất lỏng thu được qua hai lần thủy phân pectin được trộn chung với nhau rồi hòa với đường, acid citric theo tỷ lệ: Dung dịch pectin: 100l Đường kính: 100kg Acid citric: 0,6kg Cô đặc hỗn hợp đến khi nhiệt độ sôi đạt 105,5oC (độ khô 68-70%) thu được mứt đông. Rót vào đồ đựng khô sạch, làm nguội, bảo quản ở nơi khô mát. Khi làm mứt rim, cùi được ngâm kỹ trong nước muối 5-10% cho tới khi trong. Sau đó ngâm cùi trong nước muối 10-12% có bổ sung 5-6g/kg SO2 và bảo quản đến khi nấu mứt. Trước khi nấu mứt, cùi đã ngâm phải được rửa kỹ, sau đó ngâm trong syrup 30-35% trong 2 ngày. Khi đó do khuếch tán, nồng độ đường trong syrup giảm, người ta rót syrup ra và cô đặc lên 30-35% độ khô rồi cho cùi vào nấu trong 5-7ph. Cho acid citric tỷ lệ 0,12-0,15% so với cùi. Sau đó để nguội và tiếp tục cho khuếch tán tự nhiên. Việc cô đặc từng bậc để nâng nồng độ syrup lên hàng ngày là 5%, cho đến khi đạt 75%. Lấy cùi thấm đường ra khỏi syrup và để khô tự nhiên, hoặc sấy ở nhiệt độ không quá 50oC. Hình 20: Mứt rim từ vỏ citrus Các hướng sử dụng phế liệu trong chế biến chuối: Sản xuất rượu chuối: Chuối mẩu Chà mịn Nước Điều chỉnh dịch lên men Tiệt trùng dịch lên men Dịch men Lên men Chưng cất Rượu Quy trình công nghệ: Chuối mẩu đem xé tơi hay chà mịn, trộn lẫn với bã chuối ở nhà máy chà. Pha loãng bằng nước sạch và điều chỉnh hỗn hợp sao cho độ khô từ 13 – 15%, pH khoảng 4-4.5. Đun sôi hỗn hợp trong 10 – 15 phút để diệt các vi sinh vật. Để nguội xuống 32 – 37oC rồi pha dịch men rượu vào. Khi độ khô của dung dịch cho lên men còn 4-5%, đem chưng cất và tinh chế ta được rượu trắng với độ rượu tùy theo yêu cầu. Cứ 100kg phế liệu ruột chuối thu được khoảng 20 l rượu 40o. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm: Chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng cồn ở 20oC (%v/v): theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Hàm lượng acetaldehyde trong 1l ethanol 100o: ≤ 50 mg. Hàm lượng este, tính bằng miligam este etylaxetat trong1 l rượu 1000, không lớn hơn 200 mg. Hàm lượng methanol trong 1l ethanol 1000: ≤ 0.1% (v/v). Hàm lượng rượu bậc cao tính theo tỷ lệ hỗn hợp izopentanol và izobutanol 3:1, tính bằng miligam trong 1l etanol 100o: tùy thuộc vào nhà sản xuất. Hàm lượng furfurol, mg/l: vết Giới hạn nồng độ kim loại tối đa: Asen (As): max 0.2 mg/l. Chì (Pb): max 0.2 mg/l. Thủy ngân (Hg): max 0.05 mg/l. Cadimi (Cd): max 1 mg/l. Đồng (Cu): max 5 mg/l. Kẽm (Zn): max 2 mg/l. Sản xuất kẹo chuối: Ruột chuối sau khi chà cô đặc đến độ khô 70%. Chuối cô đặc chứa 25-30% đường khử; 22-27% saccharose; 0,9-1,1% acid. Để bảo quản dài ngày cần trữ trong nước lạnh 5-7oC hoặc bổ sung 1% NaHSO3 hay 0,2% acid sorbic. Chuối cô đặc được phối chế như sau: Chuối cô đặc 8 phần; đường kính 5 phần; đường nha 2,5 phần. Và cô đặc hỗn hợp đến khi độ ẩm còn 9-10%. Có thể bổ sung thêm lạc, vừng, dừa, gừng, sữa bột để thành các loại kẹo khác nhau. Sau khi để nguội, cắt kẹo thành miếng rồi bao gói bằng các lớp giấy: trong cùng là giấy tinh bột (ăn được) để chống dính và khi ăn không phải bóc; giữa là giấy thiếc hay giấy nhôm, giấy tẩm paraffin vazolin để chống ẩm, ngoài cùng là giấy nhãn. Bảng 6: Hợp phần bổ sung vào kẹo chuối (phần khối lượng) Loại kẹo chuối Hợp phần Đặc biệt Xuất khẩu Hỗn hợp Dừa Vừng Lạc Cacao Bột Chuối cô đặc 8 8 8 8 8 8 8 8 Đường kính 5 5 5 5 5 5 5 5 Đường nha 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 Dừa nạo tươi 2 2 Sữa bột 1.2 1.2 Lạc rang 0.8 0.8 0.8 0.8 Vừng rang 0.6 0.6 0.6 0.8 Cacao sữa 1.5 Gừng sợi 0.25 0.25 0.25 Bột sắn 1 Các hướng sử dụng phế liệu trong chế biến dứa: Sản xuất chế phẩm bromelin: Trong cây, lá, quả, chồi ngọn của dứa đều có chứa bromelin nhưng hoạt lực tăng dần từ trên xuống dưới (theo vị trí cây dứa và trên quả dứa) và từ trong ra ngoài (đối với quả). Bảng 7: Sự phân bố tổng hoạt tính enzyme bromelin ở các phần khác nhau của quả dứa trưởng thành Thịt quả Vỏ Lá chồi Cuống Lõi Chồi 61% 26% 9% 1% 2% 1% Để chiết rút bromelin, phế liệu được nghiền nhỏ rồi ép lấy dịch dứa, sau đó cho (NH4)2SO4 hay cho acetone để kết tủa enzyme. Rửa sạch kết tủa, sấy nhẹ ở nhiệt độ 50 – 60oC cho đến khô, ta thu được chế phẩm bromelin. Qui trình công nghệ Phế liệu dứa Nghiền Bromelin Sấy khô Ly tâm thu tủa Kết tủa (NH4)2SO4 hay acetone, ethanol Ép Bã Giải thích qui trình: Để chiết rút bromelin, phế liệu được nghiền nhỏ rồi ép lấy dịch dứa. Có thể ly tâm dịch lọc trong 10 phút để loại bỏ chất xơ sẽ thu được dịch chiết có ít tạp chất hơn. Sau đó cho (NH4)2SO4 hay cho acetone để kết tủa enzyme. Rửa sạch kết tủa, sấy nhẹ ở nhiệt độ 50 – 60oC cho đến khô, ta thu được chế phẩm bromelin. Trước khi kết tủa enzyme có thể sử dụng phương pháp đồng hoá dưới điều kiện áp suất cao để phá vỡ tế bào mô dứa, giảm độ nhớt của dịch chiết, phóng thích các enzym nội bào mà không làm biến tính chúng, đồng thời làm tăng sản lượng và hoạt tính enzym bromelin. Xay nghiền: Mục đích: Tăng hiệu suất cho quá trình ép. Yêu cầu: Kích thước miếng xé nhỏ hơn 0,3 cm3 hiệu suất ép giảm do khối nguyên liệu mất độ xốp. Nhỏ hơn 1 cm3 hiệu suất ép cũng không cao do tỷ lệ tế bào bị phá vỡ thấp. Thiết bị: máy nghiền dao cong Ép: Mục đích: Khai thác thu dịch quả Yêu cầu: Hiệu suất ép cao Cách thực hiện: Xử lý với enzyme pectinase và glucosidase. Tiến hành ép với thiết bị ép trục ép nằm ngang. Áp suất ép ban đầu là 4.9 – 5.9x106 N/m2 sau đó tăng lên 1.96 – 2.45x107 N/m2 Hình 21: Thiết bị với trục ép nằm ngang 1. Bản ép 2. Lưới 3. Thanh chặn Tách bromelin bằng phương pháp kết tủa enzyme: Nguyên tắc Phá vỡ nước liên kết xung quanh phân tử enzym bằng cách bổ sung vào dung dịch protein enzyme các dung môi hoặc các hóa chất ưa nước có ái lực với nước mạnh hơn protein để lôi kéo nước ra khỏi phân tử protein đó, giúp cho protein tủa xuống. Dùng acetone và ethanol, hoặc các muối trung tính, ammonium sunfate. Làm lạnh nước dứa ép 0 – 40oC và acetone tinh khiết ở 20oC. Tủa bromelin phải được rửa bằng acetone và làm khô thật nhanh để bromelin không bị biến tính. Dùng amonium sunfate với nồng độ bão hoà là 0.7( 70% bão hòa) để làm tác nhân kết tủa bromelin (đặc biệt ở nhiệt độ thấp). Tủa dễ dàng hoà tan bằng nước và muối có thể loại bỏ ra khỏi protein bằng phương pháp thẩm tích. Cách tạo tủa với muối ammonium sulfate (NH4)2SO4. Dùng 1 lít dung dịch nước dứa ly tâm. Cho từ từ 532g ammonium sunfate vào và khuấy đều. Để yên ở nhiệt độ phòng từ 10-15 phút. Ly tâm: Ly tâm dung dịch với vận tốc 6.000 vòng/ phút trong 5 phút để thu nhận tủa. Hình 22: Thiết bị lọc ly tâm Sấy khô: Thu tủa chế phẩm bromelin và sấy khô tủa sau đó tinh sạch enzyme. Tinh sạch enzyme bằng phương pháp thẩm tích: Cân 1kg enzym thô, pha trong 10ml dung dịch đệm sodiumphotphate 0.03% có pH 7.2. Lấy enzym hoà tan cho vào túi cellphane rồi đặt túi vào cốc chứa 1l dung dịch đệm. Thẩm tích trong 6 giờ và cứ 2 giờ thì thay dung dịch đệm 1 lần. Dung dịch đệm được khuấy đều liên tục bằng máy khuấy từ. Tinh sạch enzym ở nhiệt độ thấp, để giảm sự biến tính của enzyme. Sản phẩm: Hình 23: Dược phẩm chứa hàm lượng bromelin cao Hình 24: Bột enzyme bromelain dùng cho người ăn kiêng Thủy phân protein: Thủy phân protein cá: Việc sử dụng protease để sản xuất chế phẩm cá đậm đặc là phương pháp biến đổi những loại cá rẻ tiền, những thành phần không ngon của cá thành chế phẩm đậm đặc có tính chất chức năng tốt hơn bột cá cổ truyền. Trong những quá trình cổ điển, người ta lợi dụng enzym vi sinh vật thủy phân có sẵn trong cá để phân giải protein một cách chậm chạp trong thời gian dài và nhiệt độ thích hợp. Ngày nay enzym được sử dụng trong quá trình thủy phân với những đặc điểm thỏa mãn cho sản xuất công nghiệp. Cần phải lựa chọn những điều kiện để ngăn ngừa hoạt động của vi khuẩn phân giải. Enzyme bromelin có top = 70oC, ở nhiệt độ này loại trừ sự tồn tại của hầu hết vi khuẩn phân giải. Sản phẩm phân giải có phân tử lượng trung bình tương đối thấp. Tùy theo điều kiện thủy phân mà sử dụng một hay nhiều loại enzym. Sản xuất dịch thủy phân protein cá bằng enzyme thực vật để thêm vào nước mắm cổ truyền có những ưu điểm to lớn: Cho phép tăng thể tích thu hồi mà không làm thay đổi giá trị dinh dưỡng. Thay thế các loại cá được dùng trong sản xuất nước mắm hiện nay bằng các loại cá có giá trị thương phẩm kém hơn. Rút ngắn được quy trình sản xuất cổ truyền. Gia tăng sự chuyển lượng protein không hòa tan thành protein hòa tan. Sự làm mềm thịt Chỉ cần một phần bromelin là có khả năng thủy phân 1.000 phần thịt, tương tự như papain và pepsin. Các enzyme được rải lên thịt dưới dạng bột hoặc được ngâm trong dung dịch enzyme hoặc tiêm dung dịch enzyme vào thịt. Thủy phân gan bò: bromelin dùng để thủy phân gan bò làm cao gan, thuốc bổ. Gan bò được xử lí bằng chế phẩm bromelin trong thời gian 10 giờ ở nhiệt độ 55oC, sau đó xử lí nhiệt 100oC trong vòng 3 - 5 phút. Dịch thủy phân được tách lọc và đông khô. Sử dụng trong quá trình đông tụ sữa: Thông thường để chế biến các sản phẩm từ sữa người ta dùng renin. Renin là loại enzym được sử dụng làm đông tụ sữa truyền thống. Tuy nhiên lượng renin sản xuất chưa đáp ứng đủ yêu cầu thực tế. Gần đây sử dụng enzyme thực vật trong chế biến sữa đang được phát triển, trong đó bromelin chồi dứa đang được quan tâm sử dụng vào mục đích này. Sử dụng bromelin thu nhận chất ức chế protease: Trong tế bào cơ quan động thực vật tồn tại các chất ức chế enzyme, trong đó có các chất ức chế protease. Các chất ức chế trong tế bào thường có bản chất protein như enzyme. Hiện nay trong công nghiệp và y tế thường sử dụng rộng rãi các chất ức chế này. Chế phẩm bromelin được sử dụng để thu nhận các chất ức chế các chất ức chế protein có chứa nhóm –SH. Bromelin được tinh sạch sau đó được cố định trong gel sepharose. Dịch nghiền dầu và lõi dứa sau khi lọc và li tâm được cho qua cột chứa bromelin cố định, trước tiên trong dung dịch đệm phosphat, pH = 4.6 sau đó pH = 7.6 – 7.8, khi đó xảy ra quá trình liên kết giữa bromelin và chất ức chế của chúng có mặt trong dịch nghiền nói trên , sau đó thu hồi chất ức chế bằng dung dịch 0.01M NaOH có chứa 0.1M NaCl, pH = 11.5 - 12. Bằng phương pháp này sẽ thu được chất ức chế protein ở dạng tinh sạch, chất ức chế này tác động mạnh lên enzym như papain, ficin. Các lĩnh vực ứng dụng khác: Nhờ tác dụng làm dễ tiêu hóa protein, bromelin được điều chế với vài chất khác để bổ sung hay điều trị sự thiếu protease tiêu hóa tự nhiên. Những dược phẩm này chứa bromelin và các enzyme khác như lipase, amilase, những chất bổ hay sinh tố. Sản xuất giấm: Sản xuất giấm từ vỏ dứa. Đây là sản phẩm có thể tận dụng vỏ quả dứa, thứ thải ra từ quá trình chế biến hoặc tiêu thụ trái cây. Vỏ quả dứa phải là vỏ quả dứa đã chín đã được rửa sạch, vỏ không được hư hỏng, thối hoặc bị nhiễm trùng. Chỉ sử dụng vỏ, không sử dụng lá hay cuống. Nước sử dụng phải là nước có thể uống được, nếu đã đun sôi thì càng tốt. Tất cả thiết bị phải được rửa sạch, kể cả chai lọ dùng để đựng cũng nên được tiệt trùng bằng hơi nước trước khi sử dụng. Quy trình công nghệ: Lọc Men giấm Lên men Nước đường Phối trộn Vỏ dứa Cắt nhỏ Giấm Bã Giải thích quy trình: Vỏ dứa được cắt thành những miếng mỏng và đặt trong những thùng thép không gỉ hoặc đất sét, không nên dùng thùng nhôm hoặc sắt. Thêm nước sạch và đường. Mỗi thùng sau khi cấy men giấm được đậy kín bằng vải sạch, xung quanh buộc dây cho chặt để tránh côn trùng, bụi. Dứa được lên men ở nhiệt độ phòng trong 8 ngày và độ chua cần được kiểm tra mỗi ngày. Độ chua càng ngày càng tăng và sẽ đạt 4% acid acetic vào ngày thứ 8, nếu cần chua hơn nữa thì sẽ để lên men thêm 1 hay 2 ngày nữa. Sự tăng dần về độ chua có thể được kiểm tra bằng cách nếm trong suốt quá trình lên men. Những vi khuẩn còn dư lại có thể được dùng lại hai hoặc ba lần để lên men sau này. Sản xuất giấm từ dịch quả: Để sản xuất giấm, hàm lượng đường của dịch quả phải đạt từ 8% trở lên. Cứ 1000 l dịch quả có độ đường 8-10% sẽ thu được 612-765 l giấm có hàm lượng acid acetic 10%. Sản xuất giấm từ dịch dứa gồm các công đoạn: thanh trùng dịch quả, lên men dịch quả để thu rượu vang, lên men rượu vang để thu giấm, tang trữ, pha trộn và thanh trùng giấm. Dịch quả được thanh trùng ở 85oC trong 2-3ph rồi làm nguội xuống 25-35oC và đưa đi lên men cồn trong thùng lên men. Canh trường nấm men Saccharomyces cho vào bằng 2% thể tích dịch quả, nhiệt độ duy trì 18-25oC trong 6-7 ngày. Nếu nhiệt độ 32-37oC thì lượng giống phải cao hơn (10% hoặc hơn), và có thể rút ngắn thời gian lên men (còn 4-6 ngày). Rượu vang thu được sau khi lên men etylic được gạn lọc và làm trong. Quá trình oxi hóa etanol thành acid acetic tiến hành dưới sự xúc tác của các vi khuẩn acetic như Acetobacter acetic, A. pasteuianum, A. orleanense, A. xylium, A. schiitzenbachii. Nồng độ cồn thích hợp cho lên men acetic là 10-13%, nếu nồng độ quá thấp thì etanol bị oxi hóa triệt để thành CO2 và nước, nếu nồng độ cao hơn sẽ ức chế giống phát triển và một phần cồn không biến thành giấm. Môi trường lên men phải acid hóa bằng chính acid acetic nếu pH quá 4.5-5.0; và phải bổ sung supephosphate, amon phosphate, kali cacbonat. Cho rượu vang chảy vào thùng lên men acetic, trong đó xếp chặt phoi bào được nhiễm giống vi khuẩn acetic. Để tăng hiệu quả oxi hóa, có thể thổi không khí và phun môi trường thành bụi. Thời gian lên men 8-10 ngày, nhiệt độ 24-37oC. Giấm thu được có hàm lượng cồn không quá 0.5% và nồng độ acid acetic tới 10.5%. Giấm thu được đem tàng trữ trong 1-2 tháng để ổn định chất lượng, sau đó lọc trong, pha thành giấm ăn (5-9% acid acetic), đóng chai và thanh trùng thêm vào 1-2% muối ăn. Sản phẩm: Sản phẩm giấm từ vỏ quả dứa có hương vị đặc trưng mùi dứa trong khi vẫn giữ được giá trị về mặt thương mại. Hình 25: Giấm dứa Sản xuất acid citric: Ở Hawaii, acid citric được sản xuất từ phế liệu dứa với khối lượng lớn. Acid citric được sản xuất từ phế liệu dứa với khối lượng lớn. Asp. niger Micell Muối kết tủa PHỀ LIỆU DỨA Ép Lên men hiếu khí Dd Ca(OH)2 nóng Lọc Bã ACID CITRIC Cô đặc Phân ly Kết tinh Tinh chế Acid hóa Rửa kết tủa Nước sôi H2SO4 36oBe Đun sôi CaSO4 Quy trình công nghệ: Giải thích quy trình: Ép: Mục đích: Thu dịch trích ly Biến đổi: Vật lý: các biến đổi về cấu trúc nguyên liệu, trang thái liên kết, tỷ lệ giữa các pha rắn, lỏng. Hóa học: một ít chất hòa tan: vitamin, enzyme; chất không hòa tan: thành tế bào, mảnh vụn, cellulose,… được tách ra. Yếu tố ảnh hưởng: Tính chất nguyên liệu. Áp lực ép: tỷ lệ thuận với hiệu suất ép, nhưng có giới hạn nhất định. Vận tốc máy ép: tỷ lệ thuận với năng suất ép, tỷ lệ nghịch với chiều dày lớp nguyên liệu. Phương pháp thực hiện: ép nhiều lần. Cho nguyên liệu đi qua máy ép gồm 3 bộ trục, mổi bộ có 3 trục. Thiết bị: máy ép 12 trục Lên men: Nấm mốc Aspergillus niger biến đường thành acid. Chúng sinh trưởng chủ yếu bằng con đường tạo ra bào tử. Chuẩn bị: Dịch lên men chứa 3-4% đường, cần bổ sung 0.07% nitơ, 0.016-0.021% P2O5. Các ion: K+, Mg2+, Zn2+ và các nguyên tố khác chỉ cần một lượng rất ít vào thùng lên men có cánh khuấy. Dịch nấm giống và lên men được vô trùng, hoạt hóa giống trong 5h bằng cách cho vào dịch một lượng bào tử theo tỷ lệ 1g/lit canh trường. Thùng gây giống có dung tích 5m3, có cánh khuấy, sục khí vô trùng liên tục 28-36h, nhiệt độ 34-35oC, lượng không khí giai đoạn đầu 9-10m3/h. Khi bào tử phát triển ta tăng dần tới 90-100m3/h. Kiểm tra chất lượng nấm giống thường xuyên sau 12h. Tiến hành: Sau 36h, ta dùng áp suất không khí vô trùng đẩy nấm giống vào thùng lên men. Lượng nấm giống chiếm 10-12% thể tích thùng lên men. Bổ sung đường đặc với tốc độ 0.5-0.8m3/h (do nồng độ đường giảm). Nhiệt độ: 31-32oC. Áp suất trong thùng: 0.1-0.2kg/cm2. pH = 3-4 Nồng độ đường trong dung dịch 3-4%. Thời gian kéo dài 5-10 ngày. Cần sục khí vô trùng liên tục. Kết thúc: Khi độ chua không đổi trong 4-6h lên men cuối. pH: 2.2 1m3 canh trường thu lượng acid từ 7.5kg trở lên. Lọc: Mục đích: lọc bỏ hết micelle. Dung dịch lên men chứa hỗn hợp acid citric, oxalic, gluconic,… cùng với đường sót. Tách acid khỏi dịch lên men: Tăng nhiệt độ dịch lên men: 60-65oC Trung hòa với nước vôi, điều chỉnh pH = 6.8-7.5 Lượng dung dịch và nồng độ Ca(OH)2 tính theo lượng tương đương của acid citric có trong dịch dứa. Xảy ra các phản ứng: 2C6H8O7 + 3Ca(OH)2 = Ca3(C6H5O7)2 $ + 6H2O Citrate canxi 2C6H12O7 + Ca(OH)2 = Ca(C6H11O7)2 + 2H2O Gluconat canxi C2H2O4 + Ca(OH)2 = CaC2H4 $ + 2H2O Oxalate canxi Lọc và rửa bã thu muối canxi kết tủa. Acid hóa: Dùng H2SO4 36oBe vừa đủ, đun sôi 30 phút và để yên trong 3h. Phản ứng chỉ hòa tan citrate canxi: Ca3(C6H5O7)2 + 3H2SO4 = 2C6HO7 + 3CaSO4 $ Lọc bỏ CaSO4 và Oxalate canxi. Cô đặc: Cô đặc dung dịch qua lọc chân không đến nồng độ 40oBe. Để yên kết tinh trong 3-5 ngày. Phân li bằng máy li tâm, được acid citric tinh thể. Acid citric thu được còn lẫn tạp chất, cần tinh chế bằng nước sạch và than hoạt tính để có acid tinh khiết. Các hướng sử dụng phế liệu trong chế biến táo: Sản xuất pectin: Kết tủa pectin Pectin Dd HCl loãng Dd Na2CO3 Trích ly Sấy Nghiền Nghiền nhỏ Ép Bã táo Bã ép Lọc Đường hoá Lọc ép Cô đặ