Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L trong sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β- car

Luận văn thạc sĩ năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L trong sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoài

MỤC LỤC
PHẦN MỘT: MỞ ðẦU 1
1.1. ðẶT VẤN ðỀ .1
1.2. MỤC ðÍCH – YÊU CẦU .3
1.2.1. Mục ñích .3
PHẦN HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 4
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC QUẢ 4
2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới và Việt Nam 4
2.1.2. Phân loại nước quả .5
2.1.3. Quy trình sản xuất nước quả ñục 5
2.2.3. Giá trị dinh dưỡng và tình hình sản xuất – t iêu thụ quả cam . 14
2.3. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BẰNG ENZYME PECTINASE. 16
2.3.1 ðặc ñiểm của enzyme pectinase trong sản xuất nước quả . 16
2.3.3 Cơ chế tác dụng của enzyme pectinase . 18
2.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng ñến tác dụng của enzyme pectinase 19
2.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ HỖN HỢP CAM, XOÀI,GẤC 23
PHẦN BA: ðỐI TƯỢNG - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .24
3.1. ðỐI TƯỢNG - ðỊA ðIỂM – THỜI GIAN NGHIÊN CỨU . 24
3.1.1. ðối tượng 24
3.1.2. ðịa ñiểm 24
3.1.3. Thời gian nghiên cứu: Từ 11/2010 ñến 06/2011 .24
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .24
3.2.1. ðánh giá chất lượng nguyên liệu 24
3.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L nhằm tăng hiệu suất trích ly
quả gấc, xoài 25
3.2.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, ca m ñể ñưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn
hợp giàu β - caroten .25
3.2.4. ðánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng 25
3.2.5. Hạch toán kinh tế .25
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
3.3.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu 26
3.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 26
3.3.5. Phương pháp xác ñịnh chỉ tiêu vi sinh vật 30
3.3.6. Phương pháp ñánh giá cảm quan sản phẩm . 31
3.3.7. Hiệu suất thu hồi 31
PHẦN BỐN: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . 35
4.1. ðÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU 35
4.1.1. Chỉ tiêu cơ lý của nguyên liệu .35
4.1.2. Chỉ tiêu hóa sinh của nguyên liệu . 36
4.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase U ltra SP –L nhằm tăng hiệu suất thu hồi
của gấc, xoài . 3 7
4.2.1. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP – L ñối với quả gấc .38
4.2.2. Nghiên cứu sử dụng chế phẩm enzyme Pectinase Ultra SP – L ñối với quả xoài .43
4.3. Nghiên cứu tỷ lệ phối chế giữa gấc, xoài, cam ñể ñưa ra quy trình sản xuất nước quả hỗn
hợp giàu β - caroten .49
4.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịc h gấc ñến chất lượng nước quả .50
4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn camñến chất lượng sản phẩm .51
4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn xoài ñến chất lượng sản phẩm 52
4.4. ðánh giá chất lượng sản phẩm .54
4.4.1. Chất lượng vệ sinh sản phẩm 54
4.4.2. ðánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm thử ng hiệm với nước quả Xoài theo TCVN .55
4.4.3. Chất lượng dinh dưỡng sản phẩm . 5 6
PHẦN NĂM: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 58
5.1. KẾT LUẬN 58
5.2.KIẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHẦN MỘT: MỞ ðẦU
1.1. ðẶT VẤN ðỀ
Theo tài liệu hội nghị triển khai Ngày vi chất dinhdưỡng năm 2010 do
Bộ Y tế tổ chức ngày 31/05/2010 ở Hà Nội, Việt Nam ñược Tổ chức Y tế Thế
giới xếp vào danh sách 19 nước trên thế giới có tình trạng thiếu vitamin A
tiền lâm sàng ở mức ñộ nặng (trên 10% trẻ dưới 5 tuổi). ðây chính là nguyên
nhân làm tăng nguy cơ mắc các bệnh nhiễm khuẩn, tử vong và giảm tăng
trưởng ở trẻ em [21].
Vi chất dinh dưỡng (vitamin A) hay còn gọi là retinol tồn tại trong tự
nhiên gồm 2 dạng, thứ nhất là retinol - dạng hoạt ñộng của vitamin A, ñược
ñồng hoá trực tiếp bởi cơ thể, dạng thứ hai là tiềnvitamin A (β– caroten), β–
caroten là một trong những tiền chất quan trọng nhất của vitamin A.
Vitamin A có nhiều chức năng quan trọng ñối với sự tồn tại và phát
triển của các bộ phận cơ thể con người, như mắt, da, sự sinh trưởng, sự phát
triển của xương, hệ thống miễn dịch, chống lão hoá,chống ung thư.
Thiếu vitamin A kéo dài gây mù lòa, tăng nguy cơ tửvong, kìm hãm sự
phát triển thể lực, trí tuệ.
Nguyên nhân của sự thiếu hụt này là do chế ñộ ăn nghèo vitamin A và
β–caroten bởi vì cơ thể không tự tổng hợp ñược vitamin A mà phải lấy từ
nguồn thức ăn.
Khắc phục sự thiếu hụt vitamin A bằng cách sử dụng những nguồn thức
phẩm giàu vitamin A và β– caroten như thực phẩm có nguồn gốc từ ñộng vật
(gan gà, gan lợn, trứng vịt lộn ) và từ thực vật (cà rốt, gấc, ñu ñủ chín, rau
ngót .). Vitamin A nguồn gốc ñộng vật có thể ñảm nhiệm tốt các vai trò ñối
với sự sống, nhưng lại không có khả năng phòng chống ung thư và xơ hoá tế
bào, vì chỉ có β-caroten mới có chức năng ñó [24].
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
2
Nắm bắt ñược nhược ñiểm của thực phẩm có nguồn gốc từ ñộng vật và
vai trò của β-caroten trong một số loại quả tự nhiên chính vì vậy, trên thị
trường hiện nay ngoài nguồn quả tự nhiên người ta còn chế biến ra rất nhiều
loại sản phẩm quả chế biến sẵn trong ñó có nước giải khát (nước quả ép, nước
quả hỗn hợp ) nhằm tăng giá trị của các loại quả tựnhiên ñồng thời phục vụ
nhu cầu cho cuộc sống hiện ñại. Nước uống có nguồn gốc tự nhiên chứa nhiều
vitamin, khoáng chất, các loại ñường ñơn dễ tiêu hóa rất cần thiết và bổ
dưỡng cho con người ñặc biệt cho trẻ em và người già ngày càng tăng. Chính
vì vậy, việc cho ra ñời những sản phẩm nước quả sử dụng nguyên liệu tự
nhiên, thơm ngon, ñồng thời ñáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng mà còn an
toàn cho người sử dụng ñang là mối quan tâm trên thị trường hiện nay. Trong
số các loại quả phổ biến ở nước ta xoài là một trong các loại quả ñược ưa
chuộng bởi mùi thơm, vị ngọt, màu sắc hấp dẫn. Cam là loại loại quả rất giàu
vitamin C, có ñộ chua dịu. Gấc là loại quả rất giàu β– caroten và lycopen. Do
ñó chế biến nước quả từ các loại nguyên liệu này sẽtạo ra một sản phẩm giàu
vitamin, ñặc biệt là β– caroten và vitamin C.
Trong quá trình sản xuất nước quả từ nguyên liệu trên thì giá thành và
chất lượng sản phẩm ñang là vấn ñề ñược nhà sản xuất quan tâm. Trong thành
phần quả gấc, xoài có nhiều pectin là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình
chế biến (cụ thể là quá trình ép, lọc), làm cho hiệu quả trích ly dịch quả thấp,
chất lượng dịch quả không cao. Vì vậy việc xác ñịnhbiện pháp kỹ thuật ñể
hoàn thiện chất lượng nước quả hỗn hợp này là rất cần thiết [10].
Trong số các biện pháp kỹ thuật ñang ñược sử dụng nhằm tăng chất lượng
sản phẩm ñồ uống từ rau quả tươi thì phương pháp sửdụng enzyme ñược coi là
một trong những phương hướng tiến bộ có triển vọng của công nghệ sinh học
ứng dụng vào ngành sản xuất nước quả, rượu vang và nước uống không cồn.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
3
Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi ñã chọnvà thực hiện ñề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme Pectinase UltraSP-L trong sản
xuất nước quả hỗn hợp giàu β ββ β- caroten từ các nguyên liệu gấc, cam, xoài”.
1.2. MỤC ðÍCH – YÊU CẦU
1.2.1. Mục ñích
Sử dụng chế phẩm enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thuhồi và chọn
lựa ñược công thức phối trộn nước quả hỗn hợp tối ưu ñể có nước quả hỗn
hợp giàu β – caroten.
1.2.2. Yêu cầu
- Xác ñịnh các chỉ tiêu vật lý, hóa học của nguyên liệu.
- Xác ñịnh các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu suất thu hồikhi sử dụng chế
phẩm enzyme (nồng ñộ, thời gian, nhiệt ñộ).
- Xác ñịnh ñược công thức phối trộn (cam: xoài: gấc) tối ưu từ ñó ñưa ra
quy trình công nghệ sản xuất nước quả hỗn hợp giàu β– caroten.
- ðánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- Hạch toán kinh tế (tính ñịnh mức giá thành nguyên liệu sử dụng cho 1
lít nước quả).
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
4
PHẦN HAI: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NƯỚC QUẢ
2.1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trênthế giới và Việt Nam
2.1.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới
Nước quả là một trong những hình thức tiêu dùng quảtươi phổ biến và
quan trọng. Ngay từ những năm 60 của thế kỷ 20, trên thế giới lượng quả tươi
ñược ñem chế biến thành nước quả lên tới 10 triệu tấn và cho ñến nay số
lượng này ñã tăng lên gấp nhiều lần [3].
Ở khu vực ðông Nam Á, nhu cầu sử dụng nước quả cũngñang có xu
hướng tăng dần. Việc sản xuất và tiêu thụ nước quả gia tăng rõ rệt trong
những năm gần ñây [17,18].
Thái Lan: thị trường nước quả ép mỗi năm tăng lên 50%, sản phẩm
chính là dứa, ngoài ra còn có nước cam, nước xoài, nước lạc tiên.
Hàn Quốc: thị trường nước quả chiếm 40,3% so với ñồuống nói chung,
lượng nước quả ép ñều gia tăng từ 30-40%.
ðài Loan: theo số liệu thống kê năm 1994, nước quả ép ñược xếp vào
hàng thứ ba trong số các loại ñồ uống bán chạy. Việc tiêu thụ nước quả ép
ngày một tăng, ñặt biệt là loại nước quả ép nguyên chất. Sản phẩm ñược ưa
chuộng là nước ép lê, nho, ñồ uống giàu vitamin.
Malaysia: tỷ lệ tăng trưởng ñối với thị trường nướcquả ép là 7%, trị giá
29,43 triệu USD, mỗi năm tiêu thụ 400 lít.
Indonesia: năm 1993 mức tiêu dùng các loại quả là 118 triệu lít/ năm,
tăng bình quân 26,9% mỗi năm trong thời kỳ 1990-1993.
Nhật: thị trường nước ép cũng ngày một tăng, xu hướng tiêu thụ của
người Nhật là các ñồ uống từ nước quả ép không có hoặc có ít ñường.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
5
2.1.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả tạiViệt Nam
Thị trường nước quả ở Việt Nam so với thị trường nước quả trên thế
giới vẫn chưa ña dạng về chủng loại và số lượng cònít. Tuy nhiên thị trường
nước quả ở Việt Nam trong những năm gần ñây ñã có sự gia tăng rõ rệt.
Theo thống kê năm 2004, thực trạng công nghiệp sản xuất nước giải
khát ở Việt Nam có nhiều thay ñổi lớn. Hiện nay có 169 cơ sở sản xuất nước
giải khát, hầu hết các doanh nghiệp ñều tập trung sản xuất nước quả từ một số
loại quả: ñu ñủ, xoài, dứa, lạc tiên, cam Các thị trường xuất khẩu chính của
Việt Nam là Trung Quốc, ðài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc. Gần ñây chúng ta
mở rộng sang một số nước châu Âu như: ðức, Nga, Hà Lan và nhất là Mỹ.
2.1.2. Phân loại nước quả
- Căn cứ vào mức ñộ tự nhiên của sản phẩm mà phân loại nước quả
thành các dạng sau: Nước quả tự nhiên, nước quả hỗnhợp, nước quả pha
ñường, nước quả cô ñặc.
- Căn cứ theo phương pháp bảo quản người ta chia nướcquả thành các
dạng sau: Nước quả thanh trùng, nước quả làm lạnh, nước quả nạp khí CO
2
,
nước quả sunfit hóa, nước quả rượu hóa.
- Tùy theo trạng thái sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạng
sau: Nước quả ép dạng trong, nước quả ép dạng ñục, nước quả nghiền
(thường gọi là necta).
2.1.3. Quy trình sản xuất nước quả ñục
Nước quả ñục ñược sản xuất bằng cách pha chế pure quả (dịch quả)
nghiền với nước ñường theo những tỷ lệ nhất ñịnh. Hàm lượng pure nước quả
trong sản phẩm dao ñộng từ 35-70% tùy theo tính chất nguyên liệu ñầu vào và
dạng sản phẩm. Quy trình chế biến nước quả ñục như sau [4]:
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
6
Nguyên liệu → Lựa chọn, phân loại → Rửa → Chần → Xửlý cơ học → Lọc
sơ bộ → Phối chế → Gia nhiệt → Bài khí → ðồng hóa →Rót hộp → Ghép
nắp → Thanh trùng → Làm nguội → Bảo ôn → Sản phẩm.
- Yêu cầu nguyên liệu
Nguyên liệu ñể chế biến nước quả cần phải có giá trị dinh dưỡng, có
hương vị thơm ngon, màu sắc ñẹp. Quả phải tươi tốt,không bầm dập, sâu
thối, có ñộ chín ñúng mức. Kích thước và hình dáng tùy theo loại quả.
- Lựa chọn, phân loại
Mục ñích của quá trình này là làm cho nguyên liệu ñược ñồng nhất về
kích thước, ñộ chín và loại trừ nguyên liệu không ñủ tiêu chuẩn ñưa vào sản
xuất. Quá trình phân loại có thể tiến hành bằng tay, hoặc bằng máy.
- Rửa, làm sạch
Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như ñất, cát, bụi bẩnvà làm giảm lượng
vi sinh vật ở trên bề mặt nguyên liệu. Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là
nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không dập nát, các chất dinh dưỡng ít tổn
thất theo thời gian rửa và tốn ít nước. Nước rửa cũng phải ñảm bảo các chỉ
tiêu theo quy ñịnh của Viện Vệ sinh dịch tễ (Bộ y tế). Tùy theo ñối tượng
nguyên liệu, lượng tạp chất bề mặt mà người ta có thể sử dụng các loại thiết
bị rửa khác nhau (máy rửa chèo, máy rửa bàn chải, máy rửa thổi khí ).
- Chần: là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nóng hay dung dịch
muối ăn, ñường, axit nóng. Mục ñích của quá trình này là:
+ ðình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu và tiêu diệt vi sinh vật.
+ Tránh hiện tượng làm ñen sản phẩm do các men oxi hóa khử
feroxidase và polyphenoloxidase.
+ Tạo những biến ñổi thuận lợi cho các quá trình chế biến tiếp theo như
protopectin chuyển thành pectin hòa tan tạo ñiều kiện cho bóc vỏ dễ dàng.
+ ðuổi bớt không khí khỏi gian bào của nguyên liệu làm cho nguyên liệu
chắc ñể bảo vệ các chất dễ bị oxi hóa và các vitamin.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Bộ công nghiệp (1999), Chiến lược phát triển ngành rượu bia – nước
giải khát ñến năm 2020, ðồ uống Việt Nam.
2. Bùi Ngọc Diễm (2009), Bước ñầu nghiên cứu chế biến thử nghiệm
nước quả hỗn hợp giàu caroten từ thịt gấc và lạc tiên”, Luận văn tài tốt
nghiệp ñại học, trường ðại học Nông nghiệp Hà nội.
3. Nguyễn Văn ðằng (2001), Ngành sản xuất nước giải khát tại Việt Nam
và khu vực, tham luận tại ñại hội Hiệp hội rượu bianước giải khát.
4. Quách ðĩnh – Nguyễn Văn Tiếp – Ngô Mỹ Vân (2000), Kỹ thuật sản
xuất ñồ hộp rau quả, NXB Khoa học và kỹ thuật.
5. Trần Thị Lan Hương (2006), Giáo trình thực tập côngnghệ chế biến
rau quả, NXB Nông nghiệp.
6. TS. Lê Hồng Phúc (2009), Trồng cây phát triển kinh tế, NXB nông nghiệp.
7. Hoàng Công Quý (2009), Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng ngũ cốc
ăn liền bổ sung màng ñỏ hạt gấc, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trường
ðại học Nông nghiệp Hà Nội.
8. Bùi Thị Thúy (2010), Hoàn thiện quy trình sản xuất nước quả hỗn hợp
từ các nguyên liệu giàu carotenoid, Luận văn tốt nghiệp ñại học,
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội.
9. Vũ Thị Thư – Vũ Kim Bảng – Ngô Xuân Mạnh (2001), Giáo trình thực
tập hóa sinh, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội.
10. Nguyễn Khắc Trung (2006), Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm
enzyme nhằm nâng cao chất lượng nước cam, Luận văn thạc sỹ khoa
học, Trường ðại học Bách Khoa Hà Nội.
11. GS.TS Trần Thế Tục; PTS. Cao Anh Long; PGS. PTS. Phạm Văn Côn;
PTS. Hoàng Ngọc Thuận; PTS. ðoàn Thế Lư (1998), Giáo trình cây ăn
quả, NXB nông nghiệp.
12. Nguyễn Minh Tuyển (2005), Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học
kỹ thuật.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp .
60
13. TCVN 3215 - 79, Phân tích cảm quan sản phẩm thực phẩm bằng
phương pháp cho ñiểm.
14. TCVN 3216 – 1994, Phương pháp phân tích cảm quan bằng phương
pháp cho ñiểm ñồ hộp rau quả.
15. TCVN 4589 - 1988, Phương pháp xác ñịnh hàm lượng axit tổng số
bằng phương pháp trung hòa và xác ñịnh axit bay hơicủa ñồ hộp.
16. TCVN 5042 – 1994, Yêu cầu về vệ sinh – Phương pháp thử ñối với
nước giải khát.
Tài liệu tiếng Anh
17. Asia Pacific Food Industry Buyer, Guide (1994).
18. Asia Pacific Food Industry (1996)
Tài liệu từ Internet
19. Gấc - báu vật Á ðông, 10/02/2011
http://www.amthuc.net.vn/DetailNews.aspx?id=144
20. Chi Xoài, 13/04/2011 http://vi.wikipedia.org/wiki/Xo%C3%A0i
21. Sản xuất và tiêu thụ Xoài trên thế giới (Cập nhật: 14-02-11),
15.03.2011,
http://bannhanong.vn/danhmuc/OQ==/baiviet/San-xuat-va-tieu-thu-Xoai-tren-the-gioi/NjE5/index.bnn
22. Sức khỏe & ñời sống, Vitamin A và cách bổ sung an toàn, 10/09/2010,
http://www.dinhduong.com.vn/story/vitamin-va-cach-bo-sung-toan.
23. Tình hình sản xuất và tiêu thụ xoài trên thị trường EU – Phần 2 (Thứ
tư, 16 tháng 6 năm 2010 15:22), 01/01/2011,
http://www.vietrade.gov.vn/rau-qu/1430-tinh-hinh-san-xuat-va-tieu-thu-xoai-tren-thi-truong-eu-phan-2.html
24. Việt Nam trong số 19 nước thiếu vitamin A nặng (02/06/2010),
http://www.cimsi.org.vn/?action=News&newsId=8751.
25. http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx, 10/01/2011
26. http://wiki.ask.com/Orange_(fruit)?qsrc=3044, 1/05/2011
27. http://www.******************/2019/960578/dau-gac-vinaga-tinh-hoa-trai-gac-viet.html, 10/04/2011.