LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng bản luận văn này là kết quả nghiên cứu do bản thân
mình thực hiện với sự cộng tác của các đồng nghiệp. Những số liệu đưa ra là hoàn
toàn trung thực và không vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả nào khác.

Học viên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC ĐỒ THỊ
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
LỜI NÓI ĐẦU..........................................................................................................1
PHẦN 1: TỔNG QUAN..............................................................................................3
1.1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NƯỚC QUẢ.............................3
1.2. NGUỒN NGUYÊN LIỆU QUẢ SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT NƯỚC
GIẢI KHÁT.............................................................................................................3
1.2.1. Nguyên liệu dứa...........................................................................................4
1.2.1.1. Nguồn gốc và phân loại dứa.................................................................4
1.2.1.2. Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa................................4
1.2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam.............5
1.2.2. Nguyên liệu mận..........................................................................................7
1.2.2.1. Đặc điểm sinh học của cây mận...........................................................7
1.2.2.2. Tình hình trồng và chế biến mận..........................................................7
1.2.2.3. Thành phần hoá học và dinh dưỡng của quả mận................................9
1.3. CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN.............................................9

3.1. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU...........................................30
3.1.1: Đối với mận...............................................................................................30
3.1.2. Đối với dứa.................................................................................................31
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CHÍN NGUYÊN LIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG
DỊCH QUẢ VÀ HIỆU SUẤT ÉP.......................................................................32
3.3. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY BẰNG ENZYME..............................................................................33
3.3.1. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả........................33


3.3.2. Nghiên cứu sử dụng enzyme trong trích ly dịch quả................................35
3.3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Pectinex Ultra SP-L......................36
3.3.2.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly..........41
3.3.3. Đánh giá chất lượng dịch sau khi trích ly:................................................43
3.4. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TRÍCH LY BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH ĐÔNG.......................................44
3.4.1. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu trước khi trích ly dịch quả........................44
3.4.2. Khảo sát nhiệt độ lạnh đông......................................................................45
3.4.3. Khảo sát quá trình rã đông........................................................................48
3.4.5. Đánh giá chất lượng dịch sau khi lạnh đông:...........................................50
3.5. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ÉP DỊCH QUẢ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
XỬ LÝ LẠNH ĐÔNG VÀ ENZYME.................................................................51
3.6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME
PECTINEX 3XL ĐỂ LÀM TRONG DỊCH QUẢ.............................................52
3.3.1. Xác định nồng độ chế phẩm enzyme Pectinex 3XL thích hợp................52
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt lực của enzyme....................................55
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu quả làm trong...........................57
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN........................................................59
4.1. KẾT LUẬN.....................................................................................................59
4.2. ĐỀ NGHỊ.........................................................................................................60

.....................................................................................................................................55
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của thời gian xử lý tới quá trình làm trong dịch quả......57



DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dịch quả.......38
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến hiệu suất trích ly..........................40
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly dịch quả...................42
Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ lạnh đông đến hiệu suất trích ly dịch quả. .47


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

KÝ HIỆU

Ý NGHĨA

ĐC

Đối chứng

NL

Nguyên liệu

HL

Hàm lượng

tế lớn nhưng chất lượng luôn được đảm bảo là vấn đề nhức nhối của các nhà công
nghệ.

10


Trong sản xuất nước quả thì quan trọng nhất là làm thế nào để thu được dịch
quả cao nhất có thể. Với mỗi một loại quả khác nhau sẽ có cấu trúc, thành phần hoá
học khác nhau nên sẽ có phương pháp xử lý khác nhau. Đối với dứa, được cấu tạo
bởi nhiều hoa dứa mà các bầu nhụy nhỏ của chúng hợp nhất lại với nhau xung
quanh lõi trung tâm. Quả dứa có hình trụ và có bề ngang rộng, thịt dứa màu vàng
chứa nhiều chất xơ, có cấu trúc xốp. Nếu chỉ dung phương pháp ép thông thường
hay sử dụng enzyme sẽ không mang lại hiệu quả cao vì hàm lượng pectin trong dứa
không cao mà tác dụng của enzyme chủ yếu đề thủy phân pectin giúp dịch quả thoát
ra được dễ dàng. Do vậy sử dụng phương pháp lạnh đông là một hướng mới cho
nghiên cứu này. Đối với quả mận lại khác, trong thành phần thịt của quả mận có
hàm lượng pectin lớn, việc sử dụng enzyme pectinnaza để thủy phân pectin rất có ý
nghĩa và mang lại hiệu suất trích ly cao.
Như vậy, tuỳ thuộc vào từng loại quả mà ta lựa chọn phương pháp trích ly
phù hợp nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế. Đứng trước nhu cầu cấp
thiết của thực tế, dựa trên những cơ sở nhận định, tôi đã chọn và thực hiện đề tài
“Nghiên cứu nâng cao hiệu suất ép dịch của một số loại quả bằng phương pháp
xử lý lạnh đông và enzyme”.
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài:
Nguyên cứu lựa chọn nguyên liệu, phương pháp xử lý quả trước khi ép dịch
nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi dịch quả
Nội dung nghiên cứu:
1. Nghiên cứu lựa chọn, xác định độ chín của nguyên liệu
2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến trích ly dịch quả bằng enzyme

cam, vải, ổi… Ở đây, chúng tôi đi sâu nghiên cứu đến nguồn nguyên liệu dứa và
mận.

12


1.2.1. Nguyên liệu dứa
1.2.1.1. Nguồn gốc và phân loại dứa
Dứa có tên khoa học là Ananas comosus, thuộc họ Romeliaceae. Loài này
được chia thành 7 nhóm trong đó có 3 nhóm chính là: nhóm dứa Cayen, dứa Queen
và nhóm Spanish. Ở Việt Nam cây dứa được trồng từ lâu, khắp các tỉnh từ Bắc đến
Nam. Dứa có thể trồng phân tán trong vườn gia đình xen dưới các tán cây hoặc
trồng thuần ở các vườn đồi hoặc trồng tập trung hàng trăm ha ở các nông trường
quốc doanh, các trang trại.
+ Nhóm 1: dứa Queen: Quả nhiều mắt, mắt nhỏ, lồi, cứng. Thịt quả vàng đậm,
ít nước, giòn có hương thơm và vị chua ngọt đậm đà, vị thơm hấp dẫn, thích hợp
với thị hiếu ăn tươi, khối lượng trung bình từ 500g đến 700g, quả hơi bầu dục, khó
thao tác trong khi chế biến. Thịt quả có nhiều khe hở, không chặt. Đây là nhóm dứa
có chất lượng tốt hiện nay.
+ Nhóm 2: Nhóm dứa Spanish: Quả có mắt sâu, thịt quả có màu vàng trắng
không đều, nhiều nước hơn dứa hoa, có vị hơi chua. Quả ngắn, nhưng có kích thước
lớn hơn nhóm dứa Queen và nhỏ hơn nhóm Cayen. Khối lượng trung bình của quả
khoảng 1kg. Quả có hình dạng cân đối, hơi hình trụ. Nhóm này có phẩm chất kém,
khó thao tác, ít sử dụng để sản xuất đồ hộp.
+ Nhóm 3: Nhóm dứa Cayen: Quả có dạng hình trụ cân đối, mắt to, nông, thịt
quả có màu vàng nhạt, nhiều nước, ít thơm và ít ngọt hơn so với nhóm dứa Queen.
Đây là nhóm dứa có khối lượng, kích thước lớn nhất trong ba loại chính. Khối
lượng trung bình của quả 1.5-2kg. Quả dứa Cayen chứa nhiều nước và vỏ mỏng nên
rất dễ thối khi vận chuyển xa.
1.2.1.2. Đặc điểm sinh học và tính chất hóa học của Dứa


0,06-1,62

Vitamin A (mg/100g)

130

VitaminB1 (mg/100g)

0,08

Vitamin B2 (mg/100g)

0,02

Vitamin C (mg/100g)

4,2

1.2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam
* Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới
Nước quả là loại đồ uống giải khát có giá trị dinh dưỡng cao, ngoài ra còn có
chức năng phụ như tăng hàm lượng Vitamin, chất khoáng, đặc biệt dứa còn có giá
trị dược liệu quý là enzyme Bromelin. Nhu cầu về dứa trên thế giới ngày càng tăng,
thể hiện qua sự tăng sản lượng dứa không ngừng ở các nước sản xuất dứa trên thế
giới.
Sản lượng dứa Châu Á đạt 6.6 triệu tấn/năm. Trong đó Thái Lan là nước sản
xuất dứa lớn nhất, chiếm gần 31% tổng sản lượng, kế đó là Philippin với sản lượng
chiếm 22.2%. Trung Quốc đứng vị trí thứ ba với tổng sản lượng 13.5%, Ấn Độ 12.5


Canada

2.6%

Anh

6.1%

Bỉ

2.3%

Hà Lan

5.2%

Pháp

4.3%

Các nước khác

19.2%

* Tình hình chế biến và tiêu thụ dứa ở Việt Nam.
- Giá trị chế biến công nghiệp của dứa:
Trong những năm gần đây, công nghệ chế biến dứa ở nước ta tăng khá nhanh
thể hiện qua việc xây dựng nhiều nhà máy chế biến dứa với công suất lớn, công
nghệ hiện đại của thế giới. Chỉ tính riêng một số nhà máy lớn ở Đồng Giao, Tiền
Giang, Kiên Giang khả năng chế biến đạt 36500 tấn/năm và nhu cầu nguyên liệu

Mận Việt Nam thuộc hai loài chính là loài Pr.domestical và loài Pr.salicana.
được trồng phổ biến ở một số vùng gồm Mộc Châu (Sơn La), Sa Pa, Bắc Hà (Lào
Cai), Mẫu Sơn (Lạng Sơn), Chợ Đồn, Bạch Thông (Bắc Cạn), Quảng Bạ (Hà
Giang) đáp ứng được nhu cầu lạnh cho cây mận. Hiện nay một số giống mận ngon,
có phẩm chất tốt, năng suất cao được trồng rộng rãi là:
* Mận Tam hoa: Có nguồn gốc từ Quảng Đông Trung Quốc, tán cây hình
dạng ô, rỗng giữa, quả tròn màu vàng, ruột quả có màu đỏ thắm, trọng lượng quả
trung bình 20-30gr, cá biệt có quả nặng đến 60gr. Là giống có phẩm chất tốt, năng
suất cao được mọi người rất ưa chuộng, trồng chủ yếu ở Sơn La, Lào Cai, Hà

16


Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn.
* Mận hậu: được trồng nhiều ở Bắc Hà, Mường Khương của tỉnh Lào Cai,
quả to, trọng lượng trung bình 25-30gr, thịt quả dày và chắc hạt, khi chín vỏ quả có
màu xanh vàng, thịt quả giòn, ngọt, chất lượng giống tốt.
* Mận chua: là giống được trồng nhiều ở đồng bằng và trung du. Quả chín đỏ
hoặc vàng, hoar a sớm trước tết âm lịch một tháng, quả chín vào tháng 5-6, chất
lượng trung bình, vị chua và chat, đắng, giống này trồng bằng hạt, giá trị sử dụng
thấp, sản phẩm chủ yếu để làm ô mai mà mứt mận.
Ngoài ra còn một số giống mận khác trông rải rác ở các địa phương như mận
thép, mận cơm, mận tả hoàng li, mận tím, mận vàng, mận đỏ…
Cây mận nhờ có hiệu quả kinh tế cao, thích hợp với điều kiện khí hậu tự nhiên
lại dễ trồng, dễ chăm sóc. Bởi vậy, trong vòng 10 năm qua diện tích trồng cây mơmận của nước ta đã phát triển mạnh mẽ. Theo số liệu của tổng cục thống kê thì năm
1991 tổng diện tích nước ta có khoảng 800 ha, đến năm 1995 diện tích tăng lên là
2800 ha và năm 2000 chỉ riêng vùng Đông Bắc là 1800 ha, Tuyên Quang: 150 ha,
Cao Bằng: 300ha, Lạng Sơn: 700 ha, Bắc Thái: 150 ha, Quảng Ninh: 150 ha (số liệu
thống kê năm 2000). Dự tính đến năm 2010 tổng diện tích trồng mơ-mận nước ta sẽ
tăng lên 150000 ha

Protit (%)

0.7

Lipit (%)

0.2

Axit hữu cơ (%)

0.4-0.7

Về mặt dinh dưỡng theo GS.TS. Trần Thế Tục thì ăn mận dễ tiêu hoá, nhuận
tràng, chống táo bón. Với cơ thể khi tiêu thụ 100gr thịt quả mận sẽ cho mức năng
lượng là 24kcalo, Protein tổng số: 0.6gr, chất tro: 0.5gr, xenluloza: 0.7gr, Natri:
9.6mg, Kali: 255.8mg, Photpho: 20mg, ngoài ra còn có sắt, mangan, vitamin A:
8.3mg, vitamin B1, B2, PP, vitamin C: 3mg, lượng axit tổng số là: 1.3g.
1.3. CÁC DẠNG SẢN PHẨM TỪ DỨA VÀ MẬN
Các loại quả được sử dụng ở dạng tự nhiên mang lại giá trị dinh dưỡng là cao
nhất. Tuy nhiên điều này mang lại hiệu quả không cao do các loại quả có tính chất
thời vụ nên thời gian bảo quản ngắn, phạm vi sử dụng hạn chế. Chính vì vậy mà
chúng ta cần tác động các công nghệ để nhằm làm đa dạng hoá các sản phẩm đáp
ứng nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản và hiệu quả
kinh tế cao.
Tùy vào mức độ tự nhiên của sản phẩm người ta chia nước quả thành các dạng
sau:
+ Dạng quả tự nhiên: lựa chọn quả chín có độ chín thích hợp để sử dụng
+ Dạng sệt, rắn: mứt mận, mứt dứa, dứa lạnh đông
+ Dạng lỏng: dứa và mận được sử dụng làm đồ uống rất đa dạng và phong phú
và có thể phân loại thành các dạng chủ yếu sau đây:

để chế biến các sản phẩm khác như: xiro quả, rượu vang…
1.4. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT ÉP DỊCH QUẢ
Đối với ngành sản xuất nước quả, ép quả là khâu kỹ thuật rất quan trọng bởi

19


chỉ có ép mới thu được dịch quả. Hàm lượng nước quả chảy ra khi ép phụ thuộc vào
sự cấu tạo của mô quả, quá trình xử lý sơ bộ, lượng pectin hoà tan trong quả… Với
các loại quả như cam, chanh, dưa… thì thành phần nước quả rất dễ thoát ra khỏi
thành phần thịt quả khi bị ép. Trái lại, những loại qủa như mận, dứa, ổi, xoài, dừa…
nếu ép bằng các phương pháp truyền thống thì rất khó đạt được hiệu quả ép tối đa.
Để nâng cao hiệu quả ép nước quả, người ta có thể sử dụng một số phương
pháp xử lý trước khi ép sau:
+ Nghiền cơ học: dưới tác dụng của lực cơ học, các tế bào bị xé nhỏ. Hiệu
quả nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị phá huỷ. Mức độ nghiền phụ thuộc từng
loại quả. Phương pháp này không lấy được hoàn toàn nước quả khi ép nhưng đơn
giản nên được áp dụng rộng rãi.
+ Đun nóng: Dưới tác dụng của nhiệt đô cao, protit của chất nguyên sinh bị
đông tụ và tính thấm của tế bào tăng lên, do đó dịch quả sẽ thoất ra dễ dàng. Người
ta thường đun nóng quả ở nhiệt độ 80-85 0C. Nếu nhiệt độ thấp hơn thì quá trình
đông tụ kéo dài, nếu nhiệt độ cao quá thì làm mất chất thơm của quả, thay đổi vị,
biến màu, gây tổn thất vitamin
+ Xử lý bằng dòng điện: dùng điện xoay chiều có U=220V, I=20-30A, qua
khối quả khoảng 2-5 giây. Dòng điện có tác dụng phá vỡ tế bào làm nước quả thoát
ra nhanh và nhiều khi ép.
+ Chiếu xạ bằng tia γ: có khả năng phân huỷ protopectin, làm phá vỡ màng tế
bào.
Các phương pháp trên đều có ưu nhược điểm riêng. Hiện nay do yêu cầu sản
xuất của nền công nghiệp hiện đại cùng với sự phát triển của công nghệ sinh học,

galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucozit tạo nên.
Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi
trong giới hạn rộng rãi. Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng
từ 25000-35000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50000,
nói chung phân tử lượng của pectin thấp hơn nhiều so với xenllulo và hemixelluloza
và thường từ 20000-50000 dalton tuỳ thuộc vào nguồn pectin.
Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi

21


chuyển hoá các chất và trong quá trình chín của rau quả.
Trong thực vật, pectin thường tồn tại ở hai dạng: pectin hoà tan và pectin
không hoà tan (protopectin)
- Pectin hoà tan: cấu tạo bởi các gốc axit galacturonic trong đó một số gốc
axit có chứa nhóm thế metoxyl.
- Protopectin: là những chuỗi mạch có gắn thêm các thành phần khác như ion
Ca, Mg, các phần tử xenllulo, axit H3PO4, đường… Protopectin tồn tại chủ yếu ở
thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccarit araban. Nó không hoà tan trong
nước nhưng dễ bị thuỷ phân bởi axit hoặc enzyme thành pectin. Trong rau quả,
propopectin là vật liệu gắn kết các chum sợi xenllulo ở thành tế bào và nằm ở gian
bào để gắn các tế bào, tạo nên sự rắn chắc của quả khi còn xanh.
Trong quả tỷ lệ protopectin/pectin phụ thuộc vào loại và độ chín của quả. Khi
quả đang phát triển, protopectin phân tán ở thành tế bào và chiếm tỷ lệ khá cao.
Trong quá trình chín protopecin chuyển dần sang dạng pectin hoà tan do tác dụng
của các enzyme protopectinaza và các axit hữu cơ trong quả làm cho quả trở nên
mềm hơn. Khi quả thối rữa, pectin bị phân huỷ sâu hơn. Trong quá trình bảo quản
quả thì cũng nhận thấy sự giảm dần protopectin và tăng dần pectin hoà tan.
1.4.1.2. Sự phân loại và cơ chế tác dụng của hệ enzyme pectinaza
Trong hệ enzyme phân giải pectin có nhiều enzyme khác nhau và được phân

hiệu quả tác dụng của polygalacturonaza càng thấp. Pectin đã este hoá bị thuỷ phân
nhanh gấp 60 lần so với pectin este hoá. Tính chất đặc trung của dùng dịch pectin là
độ nhớt tăng lên nhiều so với mức tăng nồng độ pectin. Nhưng tính chất này không
biểu hiện ở mọi loại pectin. Do đó, chỉ căn cứ theo nồng độ pectin trong nguyên liệu
thì không nên đánh giá độ nhớt của nước quả mà cần phải căn cứ chất lượng của
pectin. Cũng không nên đánh giá sự cần thiết tác dụng bằng các chế phẩm enzyme.
* Ảnh hưởng của đường và axit
Đường và axit trong quả tạo với pectin thành các gen, làm độ nhớt của dùng
dịch pectin tăng lên.

23


Trong quả có chứa chủ yếu là glucoza, fructoza, một ít saccaroza và các axit
hữu cơ như xitric, malic, tactric. Các dạng đường và axit đó có nồng độ và tỷ lệ
khác nhau ở mỗi loại nguyên liệu. Độ nhớt của nước quả ngoài số lượng, chất lượng
pectin còn phụ thuộc vào dạng đường số lượng đường có trong nguyên liệu.
Người ta chứng minh rằng với nồng độ pH như nhau, trong dùng dịch pectin,
axit xitric ức chế các enzyme pectinaza mạnh hơn so với axit tactric. Tính chất ức
chế của các axit rõ ràng là yếu tố rất quan trọng, nhiều khi là yếu tố quyết định
trong ứng dụng các chế phẩm enzyme pectinaza nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi và
làm trong nước quả.
* Ảnh hưởng của các chất chát
Người ta chứng minh được các chế phẩm enzyme có độ mẫn cảm khác nhau
đối với tác dụng của các chất chát. Tác dụng ức chế mạnh nhất biểu hiện ở
leucoantoxian oxi hoá còn tannin có tác dụng yếu hơn.
* Ảnh hưởng của thành phần khoáng và pH của nước quả
Theo nhiều tác giả, các ion K+, Na+, Ca2+, Mg2+ có ảnh hưởng tới hiệu quả tác
dụng của các enzyme pectinaza. Người ta thừa nhận rằng muối Ca 2+, Mg2+ nâng cao
hoạt độ của enzyme, Cu2+ ức chế các enzyme pectinaza.

khác, không những hiệu suất thu hồi nước quả tăng mà ngay cả chất lượng nước quả
cũng được cải thiện rõ rệt. Tất cả những điều này đã góp phần đáng kể trong việc
nâng cao chất lượng và giảm giá thành sản phẩm.
1.4.2. Phương pháp lạnh đông
1.4.2.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình làm đông lạnh
* Quá trình làm lạnh đông các sản phẩm rau quả, thực phẩm
Các sản phẩm thực phẩm chứa đựng trong nó các mô sinh học. Đó là các
dùng dịch bao gồm nhiều chất hoà tan trong nước.
Quá trình đông lạnh là quá trình hạ nhiệt độ của sản phẩm từ nhiệt độ ban
đầu xuống dưới điểm đóng băng của dịch bào. Tại nhiệt độ này các tinh thể băng

25