Ứng dụng các chế phẩm enzyme Pectinex để nâng cao hiệu suất trích ly và chất lượng nước quả dứa (Ananas comosus) tự nhiên

ứng dụng các chế phẩm enzyme Pectinex để nâng cao hiệu suất trích ly và chất l−ợng n−ớc quả dứa (Ananas comosus ) tự nhiên Use of pectinases to improve extraction efficiency and quality of natural pineapple (Annanas comosus) juice Ngô Xuân Mạnh1, Trần Thị Lan H−ơng2 Summary The present study was aimed at improving the extraction efficiency and quality of natural pineapple (Annanas comosus) juice. Pectinase Preparations, viz. Pectinex Ultra SP-L and Pectinex 3XL were applied for cayenne pineapples produced in Đong Giao corporation. The optimal conditions for Pectinex Ultra SP-L and Pectinex 3XL were selected. Pectinex Ultra SP-L increased the extraction rate by 19,9%. Pectinex 3XL increased T index of the natural pineapple juice. The scheme for its production was proposed. Key words: Pectinase, extraction efficiency, Annanas comosus, natural juice 1. Đặt vấn đề Trong công nghệ sản xuất n−ớc quả tự nhiên nói chung, n−ớc dứa tự nhiên nói riêng, một điều gây ảnh h−ởng không tốt đến chất l−ợng sản phẩm trong quá trình tồn trữ là n−ớc quả bị “đục” trở lại hay bị phân lớp. Nguyên nhân là do trong các loại quả chứa một l−ợng hợp chất Pectin (Faigh, 1995; Tucker &Wood, 1991). Có nhiều giải pháp đ−ợc đề xuất nh− dùng chất trợ lọc, xử lý nhiệt, sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase (Hohn, 1996), trong số đó giải pháp sử dụng các enzyme thuỷ phân nhóm Pectinase là hiệu quả và triệt để. Trong bài báo này chúng tôi trình bày các kết quả thu đ−ợc trong việc ứng dụng các chế phẩm enzyme nhóm Pectinase để nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả và khả năng chống hiện t−ợng “đục” trở lại của n−ớc quả đ−ợc sản xuất từ dứa. 2. Vật liệu và ph−ơng pháp nghiên cứu 2.1. Vật liệu + Dứa Cayenne trồng đại trà tại nông tr−ờng Đồng Giao thu hoạch vụ xuân 2002. Dứa nguyên liệu có thời gian chín sinh lý phù hợp với sản xuất n−ớc dứa nh− Công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao khuyến cáo. + Các chế phẩm enzyme sử dụng là các chế phẩm enzyê của hãng Novozyme (Đan Mạch): Pectinex Ultra SP – L và Pectinex 3XL. 2.2. Ph−ơng pháp nghiên cứu - Xác định chất rắn hoà tan (TSS) bằng chiết quang kế cầm tay Atago, Nhật Bản - Xác định hiệu quả thuỷ phân của các enzyme Pectinase thông qua độ đục. Độ đục đ−ợc xác định thông qua độ truyền quang T đ−ợc đo ở b−ớc sóng 670 nm trên máy quang phổ kế tử ngoại và khả kiến Cintra 10e (CBS, Australia) ( Tucker& Woods, 1991) - Các chỉ tiêu phẩm chất đ−ợc xác định theo các ph−ơng pháp hoá sinh thông dụng (Vũ Thị Th− & cs, 2001) 3. Kết quả và thảo luận 3.1. ứng dụng Pectinex Ultra SP-L để tăng hiệu suất trích ly Chọn các điều kiện tối −u Tiến hành chọn lựa các điều kiện tối −u cho enzyme Pectinex Ultra SP-L hoạt động trên cơ sở các điều kiện phản ứng nh− nhau trong khi một điều kiện thay đổi gồm l−ợng enzyme, nhiệt độ tối −u và thời gian xử lý. Kết quả thu đ−ơc trình bày ở đồ thị 1, 2 và 3. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 L−ợng enzym (ml) H iệ u su ất tr íc h ly ( % ) Đồ thị 1. ảnh h−ởng của l−ợng enzyme đến hiệu suất trích ly 78 80 82 84 86 88 90 92 20 25 30 35 40 45 50 Nhiệt độ (oC) H iệ u su ất tr íc h ly ( % ) 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 20 30 40 50 60 70 80 90 Thời gian (phút) H iệ u su ất th u hồ i ( % ) Đồ thị 2. ảnh h−ởng của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly dịch dứa Đồ thị 3. ảnh h−ởng của thời gian xử lý đến hiệu suất trích ly 2 Trên cơ cơ sở các kết quả thu đ−ợc chúng tôi chọn điều kiện tối −u cho chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L: + L−ợng chế phẩm Pectinex Ultra SP-L cho 100 g thịt quả là 0,022 ml + Nhiệt độ tối thích: 300C + Thời gian xử lý enzyme: 60 phút + pH = 3,5 nh− pH của dịch dứa. ảnh h−ởng của Pectinex Ultra SP-L đến hiệu suất trích ly dịch dứa Tiến hành trích ly dịch dứa có sử dụng chế phẩm Pectinex Ultra SP-L. Kết quả thu đ−ợc trình bày ở đồ thị 4 cho thấy việc sử dụng chế phẩm Pectinex SP-L ở các điều kiện tối −u đã chọn cho phép làm tăng hiệu suất trích ly dịch dứa lên 91,4 % so với đối chứng 71,5 % (không sử dụng chế phẩm enzyme), tăng 19,9%. 71.5 91.4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Không xử lý enzyme Xử lý enzyme Công thức H iệ u su ất tr íc h ly ( % ) Đồ thị 4. ảnh h−ởng của Pectinex Ultra SP-L đến hiệu suất trích ly dịch dứa 3.2. ứng dụng chế phẩm enzym Pectinex 3XL để làm trong n−ớc dứa Chọn lựa các điều kiện tối −u cho chế phẩm enzyme Chúng tôi tiến hành bổ sung l−ợng chế phẩm enzyme Pectinex 3XL và chọn lựa pH, nhiệt độ và thời gian xử lý. Kết quả thu đ−ợc trình bày ở đồ thị 5, 6,7 và 8. 0 20 40 60 80 100 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.45 Nồng độ enzyme (%) Đ ộ tr uy ền q ua ng ( % ) Đồ thị 5. ảnh h−ởng của l−ợng enzyme Pectinex 3XL tới quá trình làm trong dịch dứa 3 100 ) Đ ộ tr uy ền q ua ng ( % ) Đồ thị 6. ảnh Đồ thị 7. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Đ ộ tr uy ền q ua ng T ( % ) Trên cơ sở các kết q - Tỷ lệ: 0 - pH: pH 60 80 ua ng ( %0 20 40 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 pH Đ ộ tr uy ền q 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 30 35 40 45 50 55 60 65 Nhiệt độ (oC) h−ởng của pH tới khả năng làm trong dịch dứa của enzyme Pectinex 3XL ảnh h−ởng của nhiệt độ tới khả năng làm trong dịch dứa của enzyme Pectinex 3XL. 30 50 70 90 120 150 170 Thời gian (phút) uả thu đ−ợc, chúng tôi chọn các điều kiện tối −u cho chế phẩm pectinex 3XL: Đồ thị 8. ảnh h−ởng của thời gian xử lý tới khả năng làm trong dịch dứa của enzym e Pectinex 3XL ,2 ml/100ml dịch quả dịch quả (3,5) 4 - Nhiệt độ: 450C - Thời gian: 90 phút 3.2. ảnh h−ởng của chế phẩm enzyme pectinex 3XL đến độ truyền quang của n−ớc quả Tiến hành xử lý dịch dứa bằng chế phẩm enzyme Pectinex 3XL với các điều kiện đã chọn: l−ợng enzyme 0,2 ml/100 ml dịch quả, pH dịch quả (3,5), nhiệt độ 450C và thời gian 90 phút. Kết quả thu đ−ợc trình bày ở đồ thị 9 cho thấy khi xử lý enzyme đã làm tăng độ truyền quang (từ hơn 10% đến hơn 80%) và giảm thời gian lọc rõ rệt . 13.5 84.3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Không xử lý enzym Xử lý enzym Công thức Đ ộ tr uy ền q ua ng T ( % ) Đồ thị 9. ảnh h−ởng của chế phẩm pectinex 3XL đến độ truyền quang của n−ớc quả 3.3. Quy trình chế biến n−ớc dứa trong có sử dụng enzyme Trên cơ sở các kết quả thu đ−ợc, chúng tôi đã xây dựng quy trình chế biến n−ớc dứa tự nhiên có sử dụng 2 chế phẩm enzyme là Pectinex Ultra SP-L và Pectinex 3XL để tăng hiệu quả trích ly và làm trong dịch dứa (sơ đồ 1). Dứa nguyên liệu Dịch nghiền - Bổ sung enzyme Pectinex Ultra SP-Lvới tỉ lệ 0,02ml/100g dứa nghiền, nhiệt độ 300C, t= 60phút - Lọc loại bã - pH dịch quả - Rửa sạch - Gọt vỏ, loại lõi - Cắt thành miếng nhỏ - Xay nhỏ Dịch dứa Dịch dứa trong - Bổ sung n−ớc, đ−ờng, axit citric để đạt 13oBx, độ chua 0,2% - Rót chai, ghép nắp - Thanh trùng: 800C, 10phút Phối chế, rót chai và thanh trùng - Bổ sung enzyme Pectinex 3XL với tỉ lệ 0,2ml/100ml dịch dứa, nhiệt độ 450C, thời gian 90phút, pH=3,5 - Lọc N−ớc dứa thành phẩm Sơ đồ 1. Quy trình chế biến n−ớc dứa trong có sử dụng enzyme Pectinex 5 3. Kết luận Đã chọn lựa đ−ợc các điều kiện tối −u cho chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L: Tỷ lệ enzyme: dịch nghiền – 0,02 ml: 100 g dứa nghiền; pH = 3,5; T = 30oC; t = 60 ph. Chế phẩm enzyme đã làm tăng hiệu suất trích ly %. Đã chọn lựa đ−ợc các điều kiện tối −u cho chế phẩm enzyme Pectinex 3XL: Tỷ lệ enzyme/ dịch dứa là 0,20 ml/ 100 ml dịch dứa; pH = 3,5; T = 45oC; t = 90 phút. Chế phẩm đã làm giảm rõ rệt độ đục của dịch quả. Đã xây dựng đ−ợc quy trình chế biến thử nghiệm n−ớc dứa trong từ nguyên liệu dứa Cayenne với chế phẩm Pectinex Ultra SP-L 0,02 ml/100 g thịt quả, T=30oC, pH dịch quả (3,5 – 4,0), t=60 ph. và Chế phẩm Pectinex 3XL để làm trong dịch quả 0,20 ml/100 ml dịch dứa, pH dịch qua 3,5 to=45oC, t = 90 phút. Tài liệu tham khảo Faigh J.G., 1995. Enzyme formulations for optimizing juice yields. Food Technology, 49 (9), p. 79 – 83. Hohn A., 1996. Enzymes in the fruit Juice and wine industry. In “ Processing fruit: Science and Technology, Ed. By Somogyi L.P., H.S. Ramaswamy & bY.H. Hui, Vol. 1 Vũ Thị Th−, Vũ Kim Bảng, Ngô Xuân Mạnh, 2001. Giáo trình thực tập Hoá sinh thực vật, ĐHNNI Tucker G.A. & Woods L.F.J. (Eds), 1991. Enzymes in Food Processing, Blackie Glasgow & London 6