1

MỤC LỤC
1.TỔNG QUAN 2
2.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 13
2.1. Quy trình công nghệ 13
2.2.Giải thích quy trình công nghệ 14
3. TÍNH TOÁN- NHẬN XÉT. 18
3.1.Các số liệu thí nghiệm: 18
3.2.Kết quả: 18
3.3.Đề nghị: 20

2

1.TỔNG QUAN
ỨNG DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ XỬ LÝ DỨA TRONG SẢN XUẤT
NƯỚC ÉP TRÁI CÂY
Tóm tắt: Nghiên cứu này tập trung vào ứng dụng của sóng siêu âm để xử lý dứa trong
quy trình sản xuất nước ép quả. Ảnh hưởng của năng lượng sóng siêu âm, thời gian xử lý
và nhiệt độ sonication đến hiệu suất trích ly sẽ được khảo sát. Kỹ thuật sonication với dứa
trong quy trình nước trái cây làm tăng hiệu suất trích ly 10.8% so với không xử lý bằng
sóng siêu âm. Ngoài ra, sử dụng sóng siêu âm xử lý dứa làm tăng hàm lượng đường, acid
tổng, hợp chất phenolic và vitamin C trong nước dứa thành phẩm.
Từ khóa: Ananas comosus, juice, mash, treatment, ultrasound
Giới thiệu:
Dứa (Ananas cosmosus) là một trong các loại trái cây nhiệt đới phổ biến nhất. Loại quả
này có thể sử dụng tươi hoặc chế biến với nhiều hình thức khác nhau và nước dứa là một
sản phẩm phổ biến bởi vì hương vị dễ chịu của nó (Rattanathanalerk et al.,2005). Trong

thu được bằng việc ứng dụng sóng siêu âm.
Nguyên liệu và phương pháp
Nguyên liệu:
Dứa (Ananas comusus, Cayen variety) sử dụng trong nghiên cứu có nguồn gốc từ nông
trại ở Bến Lức, Việt Nam. Dứa được phân loại, rửa và nghiền trong thiết bị xay
(National, T1GN, Hồ Chí Minh, Việt Nam). Sau đó, dứa xay nhuyễn được sử xử lý bằng
sóng siêu âm.
Phương pháp thí nghiệm
Mẫu 100g dứa đã xay nhuyễn được sử dụng trong thí nghiệm. Mẫu được cho vào cốc
250mL. Xử lý bằng sóng siêu âm được tạo bởi một cảm biến sóng siêu âm (Sonics và
Materials Inc., VC 750, Newtown, USA). Thiết bị này thường hoạt động ở tần số 20kHz
4

với nguồn sóng siêu âm có công suất tối đa là 750W. Nhiệt độ được hiệu chỉnh bằng
cách đặt cốc chứa mẫu vào trong bể nước điều nhiệt (Memmert, WNB 45, Yogyakarta,
Indonesia).
Ảnh hưởng của các đặc tính sóng siêu âm đến hiệu suất trích ly khi sản xuất nước dứa
Ảnh hưởng này được khảo sát qua 3 thí nghiệm:
Thí nghiệm 1: Công suất sóng siêu âm được thay đổi từ 0 đến 300W. Việc xử lý thực
hiện ở nhiệt độ thường. Thời gian xử lý được ấn định là 1 phút.
Thí nghiệm 2: Thời gian xử lý được thay đổi từ 0 đến 5 phút. Công suất sóng siêu âm ấn
định ở 225W. Tiến hành ở nhiệt độ thường.
Thí nghiệm 3: Nhiệt độ sonication thay đổi trong khoảng từ 30 đến 80
0
C. Công suất sóng
siêu âm và thời gian xử lý tương ứng là 225W và 2 phút.
Sau khi xử lý bằng sóng siêu âm, huyền phù được ly tâm 6,500 vòng trong 10 phút bằng
máy ly tâm lạnh (Sartorius, Sigma 3K30, Geneva, Switzerland) và phần nổi trên bề mặt
có thể thu thập để phân tích thêm. Trong tất cả các thí nghiệm, mẫu chuẩn là mẫu không
xử lý bằng sóng siêu âm. 100g dứa đã qua nghiền được ép trong máy ép trục vít

- Xử lý thời gian
( phút )
Y - Hiệu suất (%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
187.5
262.5
187.5
262.5
171.975
278.025
225
225
225
225
225
1
1
3
3
2

Hiệu suất trích ly trong phương pháp trích ly có và không có sử dụng sóng siêu âm (Y,
%w/w) được tính toán theo công thức sau:

Với m
1
là khối lượng dứa ban đầu, W là thành phần ẩm (%) trọng lượng dứa ban đầu; m
2

là khối lượng (g) nước dứa thu được sau khi ly tâm, và C là hàm lượng chất hòa tan trích
ly (g) trong nước dứa thu được sau khi ly tâm.
Ẩm và chất hòa tan trích ly được định lượng bằng phương pháp sấy (Bradley, 2003).
Tổng hàm lượng đường của nước dứa được xác định bằng phương pháp quang phổ, sử
dụng thuốc thử 3,5 – dinitrosalicylic acid (BeMiller, 2003). Acid tổng được thể hiện
tương đương với hàm lượng acid citric (g/L), và xác định bằng phương pháp chuẩn độ, sử
dụng dung dịch NaOH 0.1N (Cliff et al.,2007). Phenolic tổng được đánh giá bằng
phương pháp quang phổ, sử dụng thuốc thử Folin-Ciocalteu (Luque-Rodriguez et
al.,2007). Vitamin C trong dịch quả được định lượng bằng phương pháp chuẩn độ với
dung dịch iot (Suntornsuk et al., 2002).

Phân tích thống kê
Tất cả các thí nghiệm được tiến hành 3 lần. Các số liệu được thống kê theo phương pháp
chuẩn để kiểm định sự khác biệt có ý nghĩa (p<0.05) của các thông số giữa các thí
nghiệm. Phân tích phương sai được thực hiện trên phần mềm Statgraphics plus, phiên bản
3.2 .
KẾT QUẢ - THẢO LUẬN:
Ảnh hưởng của biện pháp xử lý bằng sóng siêu âm đến hiệu suất trích ly nước quả dứa.
7

Sự phụ thuộc của công suất sóng siêu âm đến hiệu suất trích ly nước quả dứa được thể
hiện ở hình 1:

vào khối lượng nguyên liệu ta sử dụng trong thí nghiệm, nhiệt độ và công suất sóng siêu
âm mà thời gian xử lý tối thích sẽ khác nhau.
Hình 3, thể hiện tác động của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly nước dứa. Khi nhiệt độ tăng
từ 30 lên 40
0
C, hiệu suất quá trình tăng nhẹ, 84-84.5%, nhiệt độ trong khoảng 40-60
0
C,
theo như khảo sát thì hiệu suất đạt ổn định. Trái lại, khi nhiệt độ cao hơn, tức 70-80
0
C,
hiệu suất giảm dần.
9 Hình 3: Tác động của nhiệt độ đến hiệu suất trích ly nước dứa
Theo Patist and Bates (2008), nhiệt độ cao làm suy giảm khả năng vỡ bọt do áp suất khí
cao. Tuy nhiên, nhiệt độ càng cao thì số lượng bọt hình thành và vỡ càng nhiều, chưa kể
độ nhớt dung dịch giảm, dẫn đến hiện tượng vỡ bọt càng mãnh liệt. Vì vậy, cần chọn
nhiệt độ tối thích, trong thí nghiệm này, hiệu suất cao nhất khi nhiệt độ xử lý trong
khoảng 40-60
0
C, vậy 40
0
C được xem là nhiệt độ tối thích. Ứng dụng siêu âm trên các
nguyên liệu khác nhau thì nhiệt độ tối thích để đạt được hiệu suất cao nhất sẽ khác nhau,
do cấu trúc tế bào chúng khác nhau về thành phần hoá học, tính chất vật lý. Bên cạnh đó,
nhiệt độ khi xử lý bằng sóng siêu âm thấp, một số mặt lợi cũng được chú ý như chi phí
năng lương thấp, các chất nhạy cảm với nhiệt sẽ không bị ảnh hưởng nhiều.
Xác định hiệu suất trích ly tối đa trong sản xuất nước dứa ứng dụng sóng siêu âm bằng

(1)
Trong đó Y, X
1
, X
2
lần lượt là hiệu suất nước dứa trích ly được nhờ sóng siêu âm (%),
nguồn sóng siêu âm (W), thời gian sonication (phút). Đồ thị bề mặt đáp ứng có được sử
dụng mô hình theo phương trình (1) có dạng như hình 4.

Hình 4: Diện tích bề mặt đáp ứng cho thấy ảnh hưởng của năng lượng sóng siêu âm (W)
và thời gian thực hiện ( phút) đối với hiệu suất trích ly (%) trong sản xuất nước dứa với
sự hỗ trợ của sóng siêu âm.
Theo phương trình (1), sự thay đổi năng lượng siêu âm hoặc thời gian sonication ảnh
hưởng đáng kể đến hiệu suất trích ly. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của thời gian sonication là
11

lớn hơn so với cường độ sóng siêu âm. Theo phương trình (1), hiệu suất trích ly đạt giá trị
tối đa là 85.7% khi năng lượng sóng siêu âm là 247.4W và thời gian thực hiện là 2.7 phút.
Để xác minh tính chính xác của mô hình, ta tiến hành 3 lần thí nghiệm độc lập ở điều
kiện tối ưu. Hiệu suất trích ly khi sử dụng sóng siêu âm là 83

1.8 %. Còn trong điều
kiện bình thường, hiệu suất thu được là 74.9%. Như vậy, việc sử dụng sóng siêu âm đã
tăng hiệu suất trích ly thêm 10.8% so với phương pháp trích ly thông thường.
Đánh giá một số tính chất hóa lý của nước dứa thu được nhờ phương pháp trích ly có sử
dụng sóng siêu âm.
Các tính chất hóa lý của nước dứa thu được theo phương pháp trích ly thông thường được
thể hiện trong bảng 2. Thành phần đường và acid hữu cơ trong nước ép trái cây
(McLellan and Padilla-Zakour, 2005). Hàm lượng đường và acid hữu cơ thu được ở
phương pháp có sử dụng sóng siêu âm lần lượt là 9.9% và 14.3% , cao hơn so với phương

a

0.63
b

Phenolic (g/L)
1.09
a

0.75
b

Vitamin C (mg/L)
272
a

232
b
Kết luận
Ứng dụng sóng siêu âm đối với dứa đã qua nghiền làm tăng đáng kể hiệu suất trích ly
trong sản xuất nước ép quả. Hơn nữa, thành phần dinh dưỡng trong nước dứa cũng cao
hơn đáng kể so với phương pháp trích ly thông thường. Kĩ thuật sóng siêu âm khá đơn
giản và chi phí không quá cao. Việc áp dụng kĩ thuật này đem lại hiệu quả trích ly và
thành phần dinh dưỡng của sản phẩm cao hơn, vì vậy việc ứng dụng vào sản xuất là rất
triển vọng.
Bã lọc
Vỏ, mắt
Dứa
Rửa
Cắt gọt
Xay nghiền
Chỉnh pH
Ủ
Lọc thô
Lọc tinh
Rót nóng
Thanh trùng
Làm nguội
Bảo ôn
Sản phẩm
Pectinase
Chai
Na
2
CO
3

Gia nhiệt
Bột trợ lọc
14

2.2.Giải thích quy trình công nghệ
2.2.1. Rửa quả.
Mục đích: Loại bỏ các tạp chất ảnh hưởng đến cảm quan của sản phẩm, chuẩn bị cho quá
trình nghiền.

CO
3
đến pH = 4.5.
-Cho enzyme pectinase với lượng 0.005% vào, trộn đều.
-Cho vào bể điều nhiệt ở nhiệt độ 45
0
C trong thời gian 90 phút. Cứ khoảng 20-30 phút lại
tiến hành trộn đều hỗn hợp.
2.2.5. Lọc thô.
Mục đích: Loại bỏ phần bã lọc để chuẩn bị cho quá trình lọc tinh.
Các biến đổi:
-Vật lý: Độ nhớt của dịch giảm và nước quả trong hơn .
-Các biến đổi khác đáng kể.
Cách tiến hành: Lọc bằng túi vải, loại bỏ bã
2.2.6. Lọc tinh.
Mục đích: Loại bỏ phần rắn còn lại không tan trong dịch lọc, làm tăng độ trong của nước
quả.
Các biến đổi: Tương tự lọc thô.
16

Cách tiến hành:
-Gia nhiệt nước quả trên bếp cho đến khi sôi.
-Cho bột trợ lọc vào với lượng 1% khối lượng/thể tích.
-Lọc trong thiết bị hút chân không.
2.2.7. Rót nóng.
Mục đích:Bảo quản, hạn chế sự ảnh hưởng của vi sinh vật, bài khí trong chai.
Các biến đổi:
-Hóa sinh: Enzyme bị vô hoạt.
-Sinh học: Vi sinh vật bi ức chế.
Cách tiến hành:


3. TÍNH TOÁN- NHẬN XÉT.
3.1.Các số liệu thí nghiệm:
- Khối lượng dứa nguyên liệu (chưa gọt vỏ): 920g.
- Khối lượng dứa sau gọt vỏ: 500g.
- Khối lượng bã sau lọc: 43g.
- Thể tích dịch quả sau lọc thô thu được : 360ml.
- Thể tích dịch quả sau lọc tinh thu được: 300ml.
- Dịch quả có pH = 4.25 và độ Bx = 19.6.
Thành phần hóa học của dứa
Thành phần hóa học
Hàm lượng (%)
Nước
72-88
Chất khô
12-28
Chất khô hòa tan
15-24
Đường
8-19
Protein
0.5
Acid
0.3-0.8
Khoáng
0.25

3.2.Kết quả:
-Từ giá trị
0

3.2.6 Gia nhiệt và lọc tinh:
- Tổn thất khối lượng do bay hơi: 0.2%
- Tổn thất quá trình lọc tinh: 0.1%
- Lượng Bentonite cho vào: 1% . 360 = 3.6 g/ml và tách ra hoàn toàn khỏi bán thành
phẩm sau lọc tinh
- Khối lượng riêng dung dịch nước quả 19.6
0
Bx là : 1081.1 kg/m
3
{ [2],I.86,159}
20

- Bã lọc tinh = Nguyên liệu vào - Bán thành phẩm sau lọc tinh – tổng thất
= 449.55 – 300/1081.1 .10
3
– 0.2%.449.55 – 0.1%. (449.55 – 0.2%. 449.55)
= 170.71g
- Trong nguyên liệu ban đầu: các phẩn tử chất khô không hòa tan chiếm trung bình
80.5 % tương đương (80.5% . 20% .920) = 148.12g
- Lượng bã lọc lớn hơn lượng chất rắn không hòa tan khoảng 15.25% hoặc hơn nữa
đo phần lớn chất khô không hòa tan bị tách ra trong quá trình gọt vỏ và bị giữ lại
một phần trong lọc thô. Bên cạnh đó do trong quá trình chế biến có gia nhiệt dẫn
đến biến tính protein, enzyme bị bị tách ra theo bã và trong bã cũng mang theo
một lượng ẩm nhất định vì thế lọc tinh không chỉ tách các phần tử không hòa tan
ban đầu và sai số trong quá trình tính toán.
3.2.7 Quá trình rót tổn thất 0.1% và các quá trình khác coi như không có tổn thất
Lượng thành phẩm thu được = 300 – 300. 0.1% = 299.7 ml
3.2.8 Sau quá trình bảo quản 5 ngày lượng cặn lắng khoảng 0.5%.
3.3.Đề nghị:
- Cần phải xác định lượng enzyme và thời gian ủ thích hợp nhất để hoạt tính