BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

THỰC HÀNH

CNSH ỨNG DỤNG TRONG CNTP
GVHD: Cô Nguyễn Thị Thu Sang
SVTH: Nhóm 6

TPHCM,
8/2013
1


LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ sinh học (CNSH) là công nghệ dựa trên sinh học, đặc biệt được ứng
dụng trong nông nghiệp, khoa học thực phẩm và dược phẩm. Qua từng thời kỳ phát triển,
công nghệ sinh học chia thành 3 giai đoạn chính:
•

CNSH truyền thống: chế biến các sản phẩm dân dã đã có từ lâu đời
như tương, chao, nước mắm... theo phương pháp truyền thống, xử lí đất đai, phân bón
để phục vụ nông nghiệp...

•

CNSH cận đại: sử dụng công nghệ trong quá trình chế biến sản phẩm như việc sử
dụng các nồi lên men công nghiệp để sản xuất ở quy mô lớn các sản phẩm như mì
chính, acid amin, acid hữu cơ, chất kháng sinh, vitamin, enzyme.


5
6

1.2. Chủng VSV

6

1.3. Sản phẩm rượu sơri

7

Phần 2: Quy trình sản xuất

8

Phần 3: Kết quả

11

BÀI 2: ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE TRONG SẢN XUẤT NƯỚC QUẢ
TRONG
Phần 1: Tổng quan

15

Nguyên liệu ổi
Đặc điểm chung
Thành phần hóa học và dinh dưỡng
Chọn ổi để làm nước quả
1.2. Giới thiệu chung về Enzyme Pectinase

27

Nguyên liệu dứa
Enzyme bromelin
1.2.1. Đặc điểm
1.2.2. Tính chất của Bromelin
1.2.3. Cấu tạo hóa học của Bromelin
1.2.4. Hoạt tính của Bromelin:
1.2.5. Ứng dụng của Bromelin

27
27
27
28
28
29
29

Phần 2: Quy trình sản xuất

31

Phần 3: Kết quả

34

BÀI 1: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VANG
4



Quả sơri phải đạt được chất lượng về giống, quả phải tươi, chín đỏ, không bị dập
nát, không hư hại, có độ bóng đẹp.
Thu hoạch: Xác định thời gian thu hoạch hợp lý là biện pháp không chỉ ảnh hưởng
đến năng suất mà còn ảnh hưởng đến giá trị kinh tế của sản phẩm. Mùa vụ thu hoạch chín
của sơri vào khoảng tháng 4 đến tháng 9 hàng năm. Thu hoạch không kịp thời, hoặc
không cẩn thận trong quá trính thu hái thì sơri dễ bị dập nát, hư hại. Thời gian từ lúc thu
hoạch đến khi thu mua nên nhớ không quá 15 tiếng. Tuy nhiên, nếu thu hoạch quá sớm,
hàm lượng vitamin C thấp, ảnh hưởng không tốt đến phẩm chất, làm giảm giá trị.
Bảo quản lạnh: trái sơri có đặc điểm là vẫn chín sau khi thu hoạch và khi chín sơri
dễ bị thâm tím và hư hỏng. Nên trong quá trình sản xuất công nghiệp, sơri được bảo quản
ở nhiệt độ khoảng 7°C và không quá 3 ngày.
1.2.

Chủng VSV:
Quá trình lên men rượu là quá trình chuyển hóa đường thành rượu ethylic và CO 2

nhờ một số vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí, trong đó nấm men Saccharomyces
cerevisae là đối tượng có khả năng lên men rượu mạnh nhất và được ứng dụng nhiều
trong công nghiệp sản xuất rượu bia. Nấm men là thành phần chủ đạo tham gia quá trình
lên men rượu nói chung. Nấm mốc và vi khuẩn cũng có khả năng lên men rượu nhưng
cho năng suất thấp nên không được sử dụng trong sản xuất.
Nấm men thuộc loại vi sinh vật có cấu tạo đơn bào, không di động, đa số sinh sản
theo lối nảy chồi. Trong tự nhiên, nấm men phân bố rộng rãi trong thiên nhiên nhất là

6


trong đất, trên bề mặt của rất nhiều loại lá cây, các loại quả hay các loại lương thực, thực
phẩm khác.
Nhiều loại nấm men có khả năng lên men rượu, sinh khí CO 2, có khả năng sinh sản


Các loại nấm men chủ yếu gồm: S.cerevisae, S.ellipsoideus, S.paradoxuc, S.lactis.
1.3.

Sản phẩm rượu sơri:
Nước từ các hoa quả có thể được lên men thành rượu, tuy các loại rượu này sản xuất

theo quy trình của rượu vang nhưng chỉ được gọi là rượu trái cây, ở Việt Nam thường gọi
là rượu vang trái cây.

7


Rượu sơri có hương vị đặc trưng từ việc sử dụng trái sơri làm nguyên liệu chính.
Mùi thơm dịu và có nồng độ cồn không cao rất thích hợp cho mọi người để sử dụng. Sản
phẩm có giá trị cao về dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe vì được làm từ nguyên liệu tự
nhiên.

Phần 2: Quy trình sản xuất

8


Sơri
Trái hư, cuống
Rửa, làm sạch

Men giống thuần chủng

Nghiền


không lựa chọn những quả còn xanh, bị dập và hư úng. Ở độ chín này, trái cây có độ
đường cao, hàm lượng vitamin cao, hàm lượng polyphenol thấp, có màu sắc và hương
vị tốt hơn so với trái cây có độ chín kém hơn.
− Cách xử lý nguyên liệu: Sơri được rửa sạch, bỏ cuống, cắt nhỏ, nghiền nhỏ, nghiền

nát, tránh làm nát hạt sau đó bỏ hạt.
Biến đổi vật lý, hóa học, hóa lý, sinh học: làm giảm kích thước của nguyên liệu, xảy ra
phản ứng oxy hóa vitamin trong nguyên liệu, làm tăng tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ
bay hơi, đồng thời tăng các phản ứng oxy hóa bởi enzyme do tiếp xúc với oxy nhiều hơn.
Ở đây, không làm biến đổi hóa sinh.
Bước 2: Pha chế dịch lên men
Mục đích: bổ sung lượng đường saccharose vào dịch lên men để điều chỉnh nồng độ chất
khô đến 250 Bx, cung cấp đủ cơ chất để nấm men lên men, tạo độ cồn cần thiết, đồng thời
bổ sung NH4Cl vào dịch lên men để tăng lượng nitơ cần thiết cho nấm men sử dụng trong
giai đoạn phát triển sinh khối cũng như bổ sung Na 2S2O5 nhằm chống oxy hóa, hạn chế
sự phát triển và tiêu diệt các vi sinh vật có hại trong quá trình lên men.
Cách tiến hành:
− Sơri có độ nhớt cao vì thế phải pha loãng dịch sơri với nước, nước được thêm vào

dịch từ 20 – 30%.
− Bổ sung lượng đường saccharose, lượng đường cần thiết được bổ sung ba lần:
10


+ Lần thứ nhất bổ sung 4/7 lượng đường cần bổ sung cho dịch ngay ngày đầu lên men.
+ Lần thứ hai bổ sung 2/7 lượng đường cần bổ sung cho dịch sau ba ngày lên men.
+ Lần thứ ba bổ sung lượng đường còn lại vào ngày lên men thứ sáu.
− Dịch quả được điều chỉnh pH bằng CaCO 3 và acid citric… pH = 4 – 5 là tối ưu cho




Bước 4: Lên men phụ, tàng trữ và lọc trong
Mục đích:
− Lên men phụ nhằm chuyển hóa phần đường còn lại mà trong quá trình lên men chính
chưa chuyển hóa hết.
− Tàng trữ nhằm ổn định chất lượng rượu.
− Lọc trong nhằm làm trong rượu, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm.
Cách tiến hành:
− Sau khi kết thúc lên men chính, rượu được tách cặn, chiết đầy chai, nút kín và tàng

trữ ở 15 – 180C.
− Quá trình lên men phụ và tàng trữ kéo dài 4 tuần. Trong thời gian này cần tiến hành

lọc gạn, để lắng, chiết chai vài lần để loại hết xác nấm men lắng dưới đáy chai, hoặc có
thể lọc chân không để làm trong rượu nhanh hơn.
Biến đổi hóa sinh: nấm men tiếp tục sử dụng lượng đường còn sót lại sau quá trình lên
men chính, còn trong quá trình lọc không gây ra biến đổi hóa sinh.
Phần 3: Kết quả
− Độ ngọt: vừa phải, hậu vị dịu dễ chịu.
− Vị chát: có vị chát nhưng không gắt.
− Màu sắc: màu đỏ cam đặc trưng của rượu sơri.
− Độ trong: chưa được trong hoàn toàn còn đục do phương pháp thủ công.
− Mùi thơm: có mùi thơm dịu đặc trưng của rượu sơri.
− Các giá trị cho được như sau:

pH
Bx
Đường khử (g/l)


-

Cách tiến hành:
Pha loãng mẫu rượu 40 lần vì dựa vào độ Bx = 12 > 10 nên pha loãng 40 lần.
Đem mẫu tủa protein bằng cách cho vào 8ml mẫu + 1ml Ba(OH) 2 0.3N + 1 ml

-

ZnSO4 rồi lọc lấy phần trong.
Lấy vào ống nghiệm có nắp 1ml mẫu và 1ml DNS lắc đều dung dịch trong ống
và đun cách thủy ở 1000C trong 5 phút. Sau đó làm nguội nhanh dung dịch về

-

nhiệt độ phòng, làm 3 ống lặp lại 3 lần.
Thêm vào dung dịch 10ml nước cất, lắc đều đến khi dung dịch không còn phân

-

lớp.
Đo độ hấp thu ở bước song λ = 550 nm. Kết quả đo OD:

Ống nghiệm
Ống 1
Ống 2
Ống 3
OD
0.342
0.333
0.344

Lắc đều, đun 5 phút, làm nguội
10
10
10
10
0
0.045
0.085
0.125

4
2
1
10
0.151

 Kết quả: y = 12.985x – 0.0544, = 0.9921.
- Thao tác tiến hành song song 2 bước trên để tiết kiệm thời gian, nhanh có kết

quả. Từ giá trị ∆OD = 0.340 thế vào phương trình y = 12.985x – 0.0544 => y =
-

4.3605 (g/l). Vậy hàm lượng đường khử là 4.3605 (g/l).
Độ cồn 12 nằm trong khoảng thích hợp nên không cần phải tính toán hay điều
chỉnh nữa.

Nhận xét: Rượu của nhóm tương đối thơm hấp dẫn, ngửi có vị nồng, độ ngọt vừa
phải, độ cồn thích hợp đối với sản phẩm rượu vang trái cây. Nhưng do điều kiện thực
14



Ổi và nước quả ổi.
Ổi ta (danh pháp khoa học: Psidium guajava) là loài cây ăn quả thường xanh lâu năm,
thuộc họ Đào kim nương, có nguồn gốc từ Brasil.
1.1.1. Đặc điểm chung:
Cây ổi cao nhiều nhất 10m, đường kính thân tối đa 30 cm. Thân cây chắc, khỏe, ngắn
vì phân cành sớm. Thân nhẵn nhụi rất ít bị sâu đục, vỏ già có thể tróc ra từng mảng phía
dưới lại có một lượt vỏ mới cũng nhẵn, màu xám, hơi xanh. Hoa lưỡng tính, bầu hạ, mọc
từng chùm 2, 3 chiếc, ít khi ở đầu cành mà thường ở nách lá, cánh 5, màu trắng, nhiều nhị
vàng, hạt phấn nhỏ rất nhiều, phôi cũng nhiều.

16


Quả to từ 4 – 5g đến 500 – 700g gần tròn, dài thuôn hoặc hình chữ lê. Hạt nhiều, trộn
giữa một khối thịt quả màu trắng, hồng, đỏ vàng. Từ khi thụ phấn đến khi quả chín
khoảng 100 ngày. Có nhiều giống ổi khác nhau: ổi trâu, ổi bo, ổi xá lị có quả to nhưng
kém thơm ngọt, ổi mỡ, ổi găng, ổi đào, ổi nghệ tuy quả nhỏ nhưng ngọt và rất thơm.
1.1.2. Thành phần hóa học và dinh dưỡng:
Quả và lá ổi đều chứa beta-sitosterol, quereetin, guaijaverin, leucocyanidin và
avicularin, lá còn có tinh dầu dễ bay hơi, eugenol, quả chín chứa nhiều vitamin C và
các polysaccarit như fructoza, xyloza, glucoza, rhamnoza, galactoza... rễ có chứa axit
arjunolic, vỏ rễ chứa tanin và các axit hữu cơ.
Hàm lượng dinh dưỡng trung bình trong 100 gam quả ổi: 1 gam protein, 15 mg canxi,
1 mg sắt, 0,06 mg retinol (vitamin A), 0,05 mg thiamin (vitamin B1) và 200 mg axit
ascorbic (vitamin C). Hàm lượng vitamin C cao trong quả ổi hơn đáng kể so với
trong cam. Các loại vitamin này có tác dụng chống lão hóa và làm cho thành mạch máu
bền vững, có lợi cho hệ tim mạch, ngăn ngừa tình trạng rối loạn mỡ máu.
Trong lá ổi có chứa 10 phần trăm tanin cùng các thành phần tương tự và 0,3% tinh
dầu (chủ yếu là caryophyllene, β-bisabolene, ngoài ra có aromadendrene, β-selinene,

Ở thực vật, sự thủy phân pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Vì vậy
những enzyme này có vai trò rất quan trọng trong quá trình chín tự nhiên của trái cây hay
trong quá trình bảo quản trái cây và hoa quả.
Enzyme pectinase có vai trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quả trái cây và
hoa quả. Nhiệt độ hoạt động tối ưu của enzyme pectinase thường khoảng 44 – 55 0C, pH
hoạt động thường khoảng 3.5 – 4.
1.3.

Ứng dụng của pectinase trong công nghệ thực phẩm:

Pectinase thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm sau:
-

Sản xuất rượu vang;
Sản xuất nước quả và nước uống không có cồn;
Sản xuất các mặt hàng từ quả: nước quả cô đặc, mứt nhừ, mứt đông,…
18


-

Sản xuất trà, cà phê và cà phê hòa tan;
Xử lý tế bào thực vật để tạo tế bào trần.

Enzyme pectinase được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là khả năng
làm trong nước quả. Việc kiểm soát enzyme pectinase cũng có thể kiểm soát được độ
nhớt của sản phẩm.
Trong sản xuất rượu vang, cũng như trong sản xuất nước quả và các nước uống không
cồn, đều có thể sử dụng pectinase một cách rất hiệu quả. Nhờ tác dụng của pectinase mà
các quá trình ép, làm trong và lọc dịch quả rất dễ dàng, do đó làm tăng hiệu suất sản

Gia nhiệt, 900C/5 phút
Dịch syrup Bx 31%, acid citric

Lọc lần 2

Phối trộn

Rót chai, ghép mí

Thanh trùng , làm nguội

Nước ổi
20


Phân loại: nhằm phân chia nguyên liệu để đưa vào chế biến đảm bảo sự đồng đều
về chất lượng, hình dáng, màu sắc, độ chín của quả.
Rửa: nhằm mục đích loại trừ các tạp chất cơ học như đất cát, bụi bẩn, dư lượng
thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên
liệu. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình: ổi được rửa sạch, loại bỏ hết tạp chất.
Gọt vỏ, cắt miếng: nhằm mục đích bỏ đi các phần cản trở quá trình chế biến gây
ảnh hưởng chất lượng nước quả (vỏ chứa nhiều vitamin C nhưng chất chát trong vỏ có
thể gây táo bón, ruột ổi có thể nhuận trường) để lấy toàn bộ thịt quả ổi. Sau khi gọt vỏ ổi
được cắt thành những miếng nhỏ mỏng khoảng 2 – 3 mm để chuẩn bị cho công đoạn
nghiền, ép nước quả được tốt hơn.
Ngâm: ổi sau khi cắt miếng được ngâm ngay vào nước sạch có bổ sung 1 – 2 %
muối ăn NaCl nhằm tránh hiện tượng bị thâm đen của miếng ổi khi tiếp xúc với không
khí làm ảnh hưởng đến màu sắc, chất lượng cũng như cảm quan của sản phẩm và các
công đoạn tiếp theo sau.
Nghiền: nhằm mục đích phá vỡ tế bào thịt quả để giải phóng dịch bào và nghiền

dưỡng, chất màu tự nhiên trong quả ổi.
Phối trộn: đây là khâu quan trọng quyết định đến chất lượng và hình thức của sản
phẩm. Ở công đoạn này, mục đích làm tăng hương vị của sản phẩm, điều chỉnh và phối
trộn tạo vị ngọt hài hòa, đậm đà cho sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá
trình: sản phẩm có hương thơm rõ rệt của nguyên liệu, vị ngọt, chua, độ Bx thích hợp.
Dịch syrup: cung cấp năng lượng, điều chỉnh hài hòa giữa độ chua, độ ngọt, mùi vị,
tạo cấu trúc, trạng thái sản phẩm. Để bổ sung đường vào nước quả theo nguyên tắc có thể
dùng tất cả các loại đường, nhưng trong thực tế phải chọn đường kính trắng là tốt nhất vì
đường này sẽ không làm xấu màu nước quả, yêu cầu độ tinh khiết phải cao, không lẫn tạp
chất. Acid citric: điều chỉnh pH của sản phẩm, tạo đường nghịch đảo, tăng vị cho sản
phẩm. Phối trộn dịch syrup có độ Brix khoảng 31%, khi nấu bổ sung 1,2g acid citric/1 kg
đường. Tính toán pha chế syrup có độ Brix khoảng 31% với 3 lít nước cho 6 nhóm theo
số liệu của nhóm pha chế:
22


Khối lượng đường cần dùng (m) với độ tinh khiết 99%: (3 + m).0,31 = m.0,99
→ m = 1,368 (kg).
• Khối lượng acid citric cần dùng với tỷ lệ 1,2g acid citric/1 kg đường là: 1,642 (g).
•

Ổi là loại quả có độ chua phải phối trộn với lượng syrup theo tỉ lệ 3 ml dịch quả - 1
ml dịch syrup sau đó cảm quan theo khẩu vị chung của nhóm điều chỉnh tỷ lệ và đo độ
Bx khoảng 14 – 15 là được. Mẫu có enzyme thể tích dịch quả 550 ml (sau khi lọc, gia
nhiệt) phối trộn theo tỉ lệ 3 – 1 cần khoảng 200 ml dịch syrup, cảm quan theo khẩu vị
chung của nhóm lượng syrup thực tế bổ sung vào để ra sản phẩm nước quả là 250 ml,
thêm 50 ml so với lý thuyết, đo lại được Bx 15. Mẫu đối chứng có thể tích dịch quả 180
ml (sau khi lọc, gia nhiệt) phối trộn theo tỉ lệ 3 – 1 cần khoảng 60 ml dịch syrup, cảm
quan theo khẩu vị chung của nhóm lượng syrup thực tế bổ sung vào để ra sản phẩm nước
quả là 90 ml, thêm 30 ml so với lý thuyết, đo lại được Bx 15.

Độ nhớt

Thời gian và tốc độ lọc

Có E.pectinase
Bã
71.08 g – bã ít đem lại hiệu
quả kinh tế và chất lượng
nước quả được nâng cao.
Nhạt, mịn hơn thơm hơn,
cao.
Dịch
800 ml (luôn bã).
550 ml (sau khi lọc, gia
nhiệt).
Pectinase phân giải các chất
pectin làm dịch quả trong
suốt không bị vẩn đục –
triệt tiêu nguyên nhân làm
đục nước quả, chiết rút chất
màu làm tăng chất lượng
sản phẩm, vị hoàn toàn.
15 (sau khi phối trộn syrup).

Không có E.pectinase
74.10 g.
Đậm, ít mịn ít thơm, thấp –
bã ẩm.
300 ml (luôn bã).
180 ml (sau khi lọc, gia

pectinase đem lại nhiều hiệu quả hơn.
- Hóa lý: đo hàm lượng chất khô Bx đạt 15
Dùng pectinase không chỉ làm tăng hiệu suất dịch quả mà còn để làm trong dịch
quả, nhờ tác dụng của các enzyme mà các hệ keo của nước quả sẽ bị phá hủy hoàn toàn.
Dịch nước quả được xử lý bằng chế phẩm pectinase thường có vị hoàn toàn hơn và ít có
khuynh hướng bị đục hơn. Trong chế phẩm pectinase, enzyme endo và exo
polygalacturonse sẽ làm giảm độ nhớt của dịch quả, enzyme pectinesterase cũng góp
phần vào tác dụng của enzyme này, enzyme proteinase sẽ thủy phân vỏ protein của vỏ
nguyên sinh tế bào, kết quả làm cho sự thoát của dịch quả dễ dàng.
Đối với nước quả ổi có hàm lượng đường và acid thấp, bổ sung đường và acid
(dịch syrup) để điều chỉnh chất lượng cuối cùng của sản phẩm. Hàm lượng pectin cao
trong sản phẩm thường không có lợi vì khi đó độ nhớt của sản phẩm rất cao, việc thủy
phân các pectin có trong dịch quả còn làm cho các sản phẩm dịch quả không bị đục. Tuy
nhiên việc xử lý pectin bằng pectinase không nên tiến hành phân giải đến cuối cùng mà
phải giữ lại một lượng nhất định trong sản phẩm, chính lượng pectin này sẽ giúp cho chất
lượng nước quả tốt hơn.
Nước quả là một trong những sản phẩm chế biến từ quả thông qua việc tách dịch
quả bằng nhiều phương pháp khác nhau. Việc làm trong dịch quả trong thời gian ngắn là
rất khó khăn bằng phương pháp lắng lọc. Mức độ trong của nước quả có vai trò quyết
định đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Lượng pectinase sử dụng ít nhưng hiệu quả làm
trong cao và nhanh thay thế cho phương pháp hóa lý – lắng lọc tự nhiên kém hiệu quả, dễ
nhiễm khuẩn và thời gian dài.
Trong chế biến nước quả, người ta sử dụng các chế phẩm enzyme pectinase nhằm
2 mục đích cơ bản:
25