Ứng dụng Pectin

tham gia quaù trình oxi ho ùa nhö p oly phenoloxidase, per oxidase, catalase thöôøng laøm bieán maøu nöôùc quaû vaø laøm giaûm giaù trò caûm quan khaùc. Do ñoù, trong cheá bieán nöôùc quaû khoâng neân duøng nhöõng l oaïi enzym naøy. Khi cheá bieán nöô ùc quaû coù maøu ñoû caàn löu yù phaûi baûo toàn chaát maøu antocian. Chính vì theá khoâng ñöôïc duøng nhöõng loaïi enzym coù khaû naêng phaân giaûi antocian. Ascorbic acid laø moät trong nhöõng chæ tieâu quan troïng cuûa nöôùc quaû, do ñoù trong khi cheá bieán nöôùc quaû tu yeät ñoái khoâng ñöôïc söû d uïng enzym ascorbicnatoxidase. Trong nhieàu t röôøng hôïp, enzym protease ñoùng vai troø quan troïng t rong q uaù trình laøm trong nöôùc quaû. Chính vì theá khi caàn laøm trong nöôùc quaû, ngöôøi ta thöôøng keát hôïp protease acid vôùi enzym phaân huûy pectin. Khi cheá bieán nöôùc quaû c où thòt quaû, ngöô øi ta thöôø ng söû duïng cheá phaåm en zym bao goàm pectintrancelinu tase, hemicellulase, cellulase. Trong ñoù, enzym pectintrancelinutase ñoùng vai troø quan troïng nhaát. Trong hoãn hôïp cheá phaåm enzym treân, tuyeät ñoái khoâng ñö ôïc coù maët enzym polygalacturonase, ñaëc bieät khoâng ñöôïc chöùa enzym endopolygalacturonase. Nhöõng enzym naøy thöôøng laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa nöôùc quaû vaø phaù vôõ ñoä ñoàng n haát cuûa nöôùc quaû. Vieäc öùng duïng enzymvaøo cheá bieán nöôùc quaû vaø t rong saûn xuaát röôïu vang baét ñaàu töø naêm 1930. Khi ñoù, Z ,J.Kertesz vaø A.Meilliz ñöôïc xem nhö nhöõng n göôøi ñaàu tieân ñöa ra yù töôûng söû duïng enzym trong cheá bieán rau quaû. Töø ñoù ñeán nay, treân theá giôùi coù raát nhieàu loaïi cheá phaåm thöông maïi ñöôïc saûn xuaát vaø öùng duïng trong cheá phaåm rau quaû. III.1.2- Cô cheá taùc ñoäng cuûa enzym pectinase:[I ] Trong cheá bieán nöôùc qu aû, ngöôøi ta söû duïng caùc cheá phaåm enzym nhaèm hai muïc ñích cô baûn. - Phaù vôõ thaønh teá baøo th öùc vaät nhaèm naâng cao hieäu suaát thu nöôùc quaû. - Laøm trong vaø o ån ñònh c haát löôïng nöôùc. Phaù vôõ thaønh teá baøo. Te á baøo thöïc vaät ñöôïc caáu taïo baèng voû teá baøo (thaønh teá baøo). Voû teá baøo nhö moät lôùp thaønh baûo veä raát hö õ u hieäu vaø taïo hình cho teá baøo. ÔÛ voû teá baøo thöïc vaät coù nhieàu ch aát pectin, caùc chaát pectin ñöôïc xem nhö chaát ciment gaén caùc teá baøo vôùi nhau. Phaù vôõ söï gaén keát naøy seõ taïo ñieàu kieän cho caùc vaät chaát tro ng teá baøo thoaùt ra khoûi teá baøo. Caùc cheá phaåm enzym coù chöùa khoâng chæ pectinase maø coøn chöùa caùc enzym trong nhoùm cellulase. Caùc loaïi enzym naøy seõ laøm phaù vôõ thaønh teá baøo vaø giuùp quaù trình thu nhaän dòch teá baøo toát hôn. Laøm trong nöôùc quaû. Nö ôùc quaû sau khi ñöôïc taùch khoûi teá baøo thöôøng chöùa nhieàu chaát khaùc nhau. Trong ñoù chaát pectin chieá m löôïng ñaùng keå vaø pect in thöôøng gaây hieän töôïng ñoä nhôùt cao v aø gaây ñuïc nöôùc quaû. Haøm löôïng pectin ôû moät soá loaïi quaû ñöôïc trình baøy ôû baûng sau: Baûng 6:Haøm löôïng pectin cuûa moät soá loaïi quaû vaø dòch quaû Stt Nguoàn pectin Pectin (%) Chaát ester hoùa (%) Stt Nguoàn pectin Pectin (%) Chaát ester hoùa (%) 1 Nho 0,2 -1,0 10 - 65 6 Voû chanh 32,0 50 - 65 2 Dòch nho 0,01 - 0,09 – 7 Thòt chanh 25,0 – 3 Taùo 0,5 - 1,6 70 - 90 8 Voû cam Voû luïa Dòch quaû 20,0 29,0 16,0 4 Dòch taùo 0,2 – 9 Cuû caûi ñöôøng 30,0 5 Khoái nghieàn nho ñen 1,6 – Caùc chaát protein coù tro ng baøo töông, maøng teá baøo vaø gian baøo. Pect in chöùa polygalacturonic acid, araban vaø galactan. Trong ñoù löôïng polygalacturonic acid chieám tôùi 40-60%. Khi b ò thuûy phaân, pectin taùch t haønh hai phaàn: - Phaàn trung t ính – phöùc chaát galactanoraban - Phaàn acid – acid pectic. Trong baøo töông, pectin naèm ôû daïng hoøa tan. T rong maøng teá baøo vaø gi an baøo, chuùng naèm ôû daïng khoân g hoøa tan go ïi laø pro tope ctin. Protop ectin ôû maøn g gian baøo co ù chöùa löôïng kim loaïi khaù lôùn vaø moät löôïng nhoù m metocyl ñuû ñeå laøm protopectin beàn vöõng. Coøn pro topectin ôû maøng te á baøo chöùa m oät löôïng kim loaïi khoân g nhieàu, coù ño ä metocyl hoùa cao. Vì theá, teá baøo thöïc vaät coù khaû n aêng tröông nôû toát. Neáu enzym tham gia ph aân giaûi pectin ô û gian baø o seõ laøm caùc teá baøo khoù lieân keá t vôùi nhau vaø thòt quaû deã daøng bò meàm ra. Pect in thöôøng coù moá i lie ân keát hydro vaø l ieân keát nguyeân töû yeáu hôn so vôùi cellulose. Tham gia phaân huûy pectin goàm nhieàu loaïi enzym. Baûng 7:Caùc loaïi enzym pectinase Stt Enzym (teân goïi theo he ä thoáng) Enzym (teân thöôøng goïi) Phaûn öùng xuùc taùc 1 Pectin-pectinhydro lase pectinesterase Pectin + H2O = n metanol + pectic acid 2 Poly-α-1,4 galacturonid-glycano Endopoly galacturonase Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong galac turonid hydrolase-PG (endo-PG) khoâng theo moät traä t töï n aøo 3 Poly-α-1,4 -D- galacturonidgalacturon- hydrolase Exopoly galacturonase (exo-PG) Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong pecta t, trong galacturonic vôùi söï ñöùt maïch cuûa acid galacturonic 4 Poly-α-1,4 -D- galacturonidmetilester - glycanohydrolase Endopolymetil - galacturonase (Endo-P MG) Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong pecti n khoâng theo moät traät tö ï nhaát ñònh. 5 Poly-α-1,4 -D- galacturonid digalacturonoliase Exo-pectatliase (exo-PKT E) Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong pecta t vôùi söï taïo thaønh ∆-4,5 aciddegalacturonic khoâng theo moät traä t töï n haát ñònh. 6 Poly-α-1,4 -D- galacturonid glicanoliase Endopectatliase (PET E) Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong pecta t, trong galacturonic vôùi söï taïo t haønh noái ñoâi khoâng theo moät traä t töï n haát ñònh 7 Poly-α-1,4 -D- galacturonid metylester glicanoliase Endopectinliase (Endo-P TE ) Thuûy phaân lieân keá t α-1, 4-D- galacturonid trong pecti n vôùi söï taïo thaønh noái ñoâi khoâng the o moät traät tö ï nhaát ñònh III.1.3 Hieäu quaû cuûa vieäc söû duïng enzym pectinase  Nhöõng baát lôïi khi söû duïng enzym:[I] Nöôùc quaû ñöôïc söû duïng enzym coù nhieàu öu ñieåm , tuy nhieân vieäc söû duïng enzym cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm nhö xaûy ra nhöõng bi eán ñoåi baát lôïi ve à VSV. Neáu xöû lyù trong thô øi gia n ngaén, quaù trình oxy hoù a vaø söï nhieãm VSV khoâng thaønh vaán ñeà lôùn. Nhöng neáu x öû enzym trong thôøi gian daøi seõ xaûy ra quaù trình o xy hoaù vaø söï nhieãm VSV. Ngöôøi ta ngaên ngöøa quaù trình oxy hoaù trong nöô ùc quaû baèng moät trong ba caùch sau: - Cho ascorbic acid - Cho anhydric sulfur - Cho enzym glucose oxidase. Tröôùc khi du øng nhöõng c haát choáng oxy hoùa tre ân, ngöôøi ta phaûi ñun noùng dòch quaû. Khi ñun noùng dòch quaû, caùc enzym coù trong nöôùc quaû seõ bò öùc cheá. Theo ñoù, nöôùc quaû ñöôïc ly taâm ñe å laøm saïch cô hoïc, sau ñoù nöôùc quaû ñöôïc ñun noùng tôùi 80OC vaø sau ñoù haï nhieät ñeán nhieät ñoä toá i öu cuûa hoïat ñoäng enzym. Ngöôøi ta thöôøng cho löôïng ascorbic acid tôùi 5mg/100g nöôùc quaû ñeå haïn cheá quaù trìn h oxy hoaù. Ñeå haïn cheá söï phaùt tr ieå n cuûa VSV trong töôøng hôïp söû duïng enzym ñe å x öû lyù nöô ùc quaû, ngöôøi ta thöôøng aùp duïng nhöõng bieän phaùp sau. Söû duïng sorbic acid, ascorbic acid, benzoate natri. Sorbic acid thöôøng ñöôïc söû duïng trong nöôùc quaû vô ù i lieàu löôïng laø 0,03%. Acid naøy hoaït ño äng ôû p H raát roäng (pH 3,9-9,2).Sorb ic acid öùc cheá söï phaùt trieån cuûa naám men vaø naám sôïi, khoâng laøm thay ñoåi vò vaø muøi cuûa saûn phaåm. Benzoate natri thöôøng ñöôïc söû duïng trong nöôù c quaû vôùi lieàu löôïng laø 0,15%. Söû duïng anhydric sulfur. Ngöôøi ta thöôøng söû duïn g anhydric sunfurô ñeå b aûo quaûn nöôùc quaû baùn thaønh phaåm. Chaát naøy vöøa coù khaû naêng tieâu dieät VSV, vöøa coù khaû naêng choáng oxy hoaù. Khi cho chaát anhydric sunfurô vaø o dòch quaû, chuùng deã daøng bò oxy hoùa. Khi ñoù löôïng oxy coù tro ng dòch quaû ít daàn vaø ñeá n möùc trieät t ieâu, gaây ra t raïng thaùi theá hieäu oxy hoùa-khöû t rong dòch quaû thay ñoåi vaø VSV seõ bò öùc cheá hoaëc tieâu dieät. Tuy nhieân caàn phaûi löu yù raèn g, neáu löôïng anhydric sunfurô quaù nhieàu seõ daãn ñeán öùc cheá caùc hoaït ñoäng cuûa enzym. Caùc thí nghieäm cho thaáy, neáu haøm löôïng anhydric snfur 0,1% laøm giaûm hoaït tính cuûa cheá phaåm enzym, neáu 0,5% thì enzym hoaøn toaøn bò öùc cheá. Xöû lyù nhieät. Ngöôøi ta coù theå ñun noùng dòch quaû ñ eå baûo quaûn nöôùc quaû. T uy nhieân, vieäc ñun noùng dòch quaû khoâng theå quaù cao vì ch ính nhieät ñoä seõ laøm thay ñoåi tính cha át caûm quan, thaønh phaàn hoùa hoïc vaø hoaït tính enzym. Ña soá enzym phaân giaûi pectin bò maát hoaït tính ôû 70OC vaø chuùng hoaït ñoäng maïnh ôû 45-50OC. Tuy nhieân, ôû nöôùc quaû leân men, ngöôøi ta söû duïng enzym ñeå xöû lyù nöôùc quaû ngay ôû nhieät ñoä thöôøng ( truøng vôùi nhie ät ñoä leân m en).  Hieäu quaû cuûa vieäc söû duïng enzym Ñaõ coù nhieàu nghie ân cöù u vaø keát quaû aùp duïng t rong saûn xuaát nöôùc quaû vaø röôïu vang cho thaáy khi söû duïng enzym pectinase cho hieäu suaát nöôùc quaû vaø chaát löôïng röôïu vang raát cao. Khi tieán haønh öùng duïng enzym trong saûn xuaát nöôùc quaû vaø r öôïu vang, ngöôøi ta ñaëc bieät quan taâm ñeán h ai yeáu toá coù tính chaát qu yeát ñònh ñeán hieäu quaû e nzym. - Nguyeân lieäu - Khaû naêng xay, nghieàn vaø laøm nhoû nguyeân lieäu. Nguyeân lieäu. Khoâng phaûi taát caû caùc loaïi quaû ñeàu cho hieäu suaát cao khi xöû ly ù enzym. Khi söû duïng enzym trong cheá bieán nöôùc quaû vaø röôïu vang ngöôøi ta phaûi ñöa ra ñoä chín kyõ thuaät cho phuø hôïp. Khaùi nieäm naøy hoaøn toaøn khaùc vôùi khaùi nieäm ñoä chín kyõ thuaät khi trong coâng ngh eä ngöôøi ta khoâng söû duïng enzym. Ñoä chín kyõ thuaät ñeå saûn xuaát nöôùc quaû laø g iai ñoaïn ch ín cuûa quaû, ñaûm baûo taùc h dòch quaû ñöôïc toát vôùi s öï tích tu ï toá i ña caùc chaát coù giaù trò dinh d öôõng cao vaø höông vò thích hôïp. Tuy nhieân cuõng caàn bi eát raèng, phaàn lôùn nguy eân lieäu, hieäu suaát dòch quaû cao khoâng truøng hôïp vôùi söï tích tuï caùc chaát coù giaù trò dinh döôõng. ÔÛ nhieáu loaïi quaû, khaû naêng thoaùt dòch quaû khoâng truøng vôùi möùc ñoä chí n. Nhieàu khi quaû thaät chín, khaû naêng tích tuï chaát dinh döôõng cao nhöng laïi khoâng thuaän lôïi cho vieäc taùch nöôùc quaû. Chính vì theá, töøng loaïi quaû, ngöô øi ta phaûi tieán haønh phaân l oaïi vaø xaùc ñònh ñoä chín kyõ thuaât rieâ ng, sao cho phuø hôïp vôùi vieäc söû duïng enzym vaø thu hoài dòch quaû. Coâng vieäc thöù hai sau khi phaân loaïi quaû, vieäc nhaát thieát phaûi laøm tröôùc khi söû duïng enzym laø quaû phaûi ñöôïc laøm saïch baèng caùch röûa nhieàu laàn ñeå loaïi boû nhöõng taïp chaát, VSV. Sau ñoù laø caùc quaù trình kyõ thuaät nhö xeù nhoû, nghieàn, … ñeå taên g khaû naêng taùc ñoäng cuûa enzym vaø taêng hieäu suaát thu dòch quaû. Khaû naêng laøm nhoû nguyeân lieäu. Laøm nho û nguyeâ n lieäu laø khaâu kyõ thuaät raát quan troïng, noù quyeát ñònh ñeá n hieäu quaû taùc ñoäng cuûa enzym vaø hieäu suaát thu nhaän dòch quaû cuõng nhö chaát löôïng dòch quaû. Tuøy theo tính chaát cô lyù vaø ñaëc ñieåm caáu taïo cuûa töøng loaïi quaû ngöôøi ta c hoïn nhöõng phöông phaùp xöû l yù quaû thích hôïp nhö nghi eàn caét, chaø hay xeù nhoû. Khi thöïc hieän moät tron g nhöõng phöông phaùp cô hoïc treân, moät soá teá b aøo bò pha ù huûy, maát tính chaát baùn thaám, do ñoù vieäc choïn phöông phaùp cô hoïc laøm nhoû quaû phuø hôïp vôùi töøng loaïi quaû raát coù yù nghóa coâng ngheä. III.1.4-ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong saûn xuaát nöôùc quaû:[V] Töø caùc loaïi quaû khaùc nhau, ngöôøi ta thöôøng cheá bieán thaønh caùc daïng nöôùc quaû trong, nöôùc quaû ñuïc vaø p haåm, tröôùc tieân phaûi chi eát ruùt ñöôïc dòch quaû tö ø moâ cô baûn, moâ bì ñoâi khi moâ cô hoïc nöõa . Do ñoù, hieäu suaát chieát r uùt dòch quaû seõ phuï thuoäc vaøo khaû naêng thaám cuûa teá baøo, caáu taïo giaûi phaåu vaø tính chaát cô lyù cuûa nguyeân li eäu, ñoä nhôùt cuûa chính dòch quaû, ñoä chaéc cuûa thòt quaû, cuõng nhö thaønh phaàn ñònh tính vaø ñònh löôïng cuûa pectin chöùa trong dò ch baøo vaø trong thaønh teá baøo cuûa moâ quaû. Ñeå söû duïng vaøo vieäc cheá bieán nöôùc quaû trong thì cheá phaåm pectinase phaûi coù enzym endo vaø exo-polygalacturonse, enzym pectinesterase vaø protein aza. Trong cheá phaåm loaïi naøy thì nhöõng enzym vöøa keå treân laø n höõng enzym quyeát ñònh hieäu quaû taùc duïng cuûa cheá phaåm. Vì endo vaø exo-PG seõ laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa dòch q uaû; coøn enzym PE cuõng goùp phaàn vaøo t aùc duïng cuûa enzym naøy. Enzym proteinase cuûa cheá phaåm seõ thuûy phaân voû protein cuû a voû nguyeân sinh teá baøo, keát quaû laø laøm cho söï t hoaùt cuûa dòch quaû deã daøng. Söï coù maët cuûa xenluase vaø hemixenlulase ôû trong cheá phaå m cuõng toát nhöng khoâng baét buoäc. Khi söû duïng cho caùc loaïi quaû nhö taùo, leâ thì t rong cheá phaåm khoâng ñöôïc pheùp coù enzym pectinaseliminase, vaø enzym naøy seõ phaân huûy protopectin voán gaén caùc teá baøo rieâng bieät cuûa moâ quaû laïi vôùi nhau, do ñoù gaây muûn hoaù moâ quaû, laøm taêng ñoä nhôùt cuûa dòc h quaû vaø keát quaû laø laøm giaûm hieäu suaát dòch quaû. Ngöôïc laïi, khi söû duïng cho caùc loaïi quaû moïng nhö daâu taây t hì söï coù maët trong cheá p haåm enzym PTE laïi caàn th ieát vì enzy m naøy seõ laøm muûn hoaù teá baøo laøm cho tính chaát t hoaùt nöôùc cuûa teá baøo taêng leân coøn ñoä nhôùt cuûa dòch quaû laïi giaûm xuoáng. Ngoaøi ra, ñoái vôùi caùc cheá phaåm pectinase duøng trong saûn xuaát nöôùc quaû trong cuõng khoâng ñöôïc pheùp coù caùc enzym oxydase (ascohatoxydase, poliphenoloxydase). Trong cheá bieán nöôùc qu aû coù thòt thì caùc enzym P TE, hemixenlulase vaø xenlulase laïi laø nhöõng e nzym quyeát ñònh hieäu q uaû taùc duïng cuûa cheá phaåm. Trong ñoù vai troø daãn ñoäng laø enzy m PTE coù taùc duïng phaân huûy protopectin cuûa moâ quaû. Hemixenlulase vaø xenlulase seõ cuøng vôùi PTE laø m cho ñoä ñoàng theå cuûa nöôùc quaû coù thòt toát hôn. Trong t röôøn g hôïp naøy söï coù maët tron g cheá phaåm enzym PG ñaëc bieät laø endo-PG laø khoâng cho p heùp vì leõ ñoä ñoàng the å cuû a nöôùc quaû seõ phuï thuoäc vaøo ñoä nghieàn mòn cuûa moâ quaû vaø ñoä nhôùt cuûa dòch quaû. Trong cheá phaåm loaïi naø y coù maët proteinase cuõng toát nhön g khoâng baét buoäc. Ngoaøi ra khi duøng caùc nguyeân lieäu coù maøu saùng thì trong cheá phaåm khoâng ñöôïc chöùa enzym oxi hoaù, coøn cho caùc nguyeân lieäu coù carotenoid vaø antoxian t hì khoâng ñöôïc chöùa enzym phaù huûy caùc chaát naøy. Ñeå thu ñöôïc nöôùc quaû, trong t röôøng hô ïp coù söû duïng enzym pectinase, ngöôøi ta cuõng phaûi nghieàn nhoû nguyeân lieäu quaû. Baõ nghieàn nhaän ñöôïc ñem xöû lyù baèng enzym, sau ñoù môùi ñem eùp hoaë c ly taâm. Trong tröôøng hôïp coù söû duïng enzym, ngöôøi ta coù the å nghieàn nhoû tôùi möùc toái ña, coát sao thuaän lôïi cho taùc duïng cuûa enzym maø khoâpng sôï bò taéc ngheõn keânh daãn dòch quaû trong quaù trình eùp sau naøy. Vì leõ sau khi ñaõ kinh qua taùc duïng cuûa enzym, dòch q uaû deãõ daøng thoaùt ra khoûi baõ nghieàn, ne ân khi e ùp h oaëc ly taâm, chæ laøm coâng vieäc taùch dòch khoûi caùc tieåu phaàn cuûa moâ quaû maø thoâi. Thöïc teá saûn xuaát ñaõ chöùng toû khi xöû lyù baõ taùo nghieàn baèng 0,03% cheá phaåm pectinase hieäu suaát cuûa dòch quaû ñöôïc naâng leân töø 20-25%. Hoaëc khi thu nöôùc nho maø khoâng söû duïng cheá phaå m pectinase thì h ieäu suaá t dòch chæ ñaït ñöôïc toái ñ a laø 65% so vôùi khoái löôïng nguyeân lieäu. Neáu söû duïng pectinase thì taêng hieäu suaát dòch quaû töø 65% leân 77,3% (nho traéng ) vaø töø 66% leân 82,2% (nho ñoû ) . Duøng pectinase khoâng chæ laøm taêng hieäu suaát dò ch quaû maø coøn ñeå laøm t r ong dòch quaû. Phöông phaùp söû d uïng enzym coù hieäu quaû hôn caû. Bôûi leõ nhô ø taùc duïng cuûa caùc enzym maø caùc heä keo cuûa nöôùc quaû seõ bò phaù huyû hoaøn toaøn. Neáu nhö khi laøm t rong b aèng caùc phöông phaùp kh aùc pectin bò ke át tu ûa moät phaàn thì khi xöû lyù baèng pectinase, pectin bò phaân giaûi hoaø n toaøn thaønh caùc chaát hoaø tan. Vôùi phöông phaùp enzym, khi mang moät löôïng thöøa cheá phaåm seõ loaïi tröø ñöôïc tröôøng hôïp laøm t rong kh oâng hoaøn toaøn. Dòch nöôùc quaû ñöôïc xöû lyù baèng cheá phaåm pectinase thöôøng coù vò hoaøn toaøn hôn vaø ít coù khuynh höôùng bò ñuïc hôn. Quaù trình laøm trong d òch quaû döôùi taùc du ïng cuûa p ectinase coù theå chia laøm ba giai ñoaïn: - Giai ñoaïn “baát oån ñònh hoaù” ñöôïc t ieâu bieåu baè ng söï giaûm ñoä nhôùt mo ät caùch saâu saéc vaø thöôøng ñöôïc goïi laø traïng thaùi “phaù vôõ”. - Giai ñoaïn keát laéng baé t ñaàu töø traïng thaùi “phaù vôõ” vaø keá t thuùc khi ke át tuûa hoaøn toaøn. - Giai ñoaïn cuoái cuøng th öôøng ñöôïc xaùc ñònh baèn g söï vaéng maë t caùc pecti n keát tuûa bôûi ion canxi.
Söû duïng enzym ñeå saûn xuaát nöôùc quaû thanh truøng uoáng tröïc tieáp töø quaû taùo vaø quaû vaûû Ngaøy nay, nöôùc quaû trong hoaëc nöôùc quaû ñuïc ñöôïc saûn xuaát ôû nhieàu nöôù c treân the á giôùi. Tuøy theo haøm löôï ng ñöôøng vaø axit coù tro ng quaû, ngöôøi ta cheá bi eán nöôùc quaû coù cho theâm ñöôøng hoaëc acid hay khoâng. Ñoái vôùi nöôùc quaû coù haøm löôïng ñöôøng vaø acid thaáp, ngöôøi ta thöôøng b oå sung ñöôøng vaø acid ñ eå ñieàu chænh chaát löôïng cuoái cuøng cuûa saûn phaåm.Haøm löôïng pe ctin cao trong saûn phaåm thöôøng khoâng coù lôïi v ì k hi ñoù ñoä nhôùt cuûa saûn phaåm raát cao. Vieäc thuûy phaân pectin coù trong dòch quaû coøn laøm cho caùc saûn phaåm dòch quaû khoâng bò ñuïc. Tuy nhieân, vieäc xöû lyù pectin baèng pectinase khoâng neân tieán haønh phaân giaûi pectin ñeán cuøng maø caàn phaûi giöõ moät löôïng nhaát ñ ònh trong saûn phaåm nöôùc quaû. Chính löôïng pectin naøy seõ giuùp cho chaát löôïng nöôùc quaû toát hôn. Trong saûn xuaát nöôùc q uaû taùo vaø nöôùc quaû vaû, ngöôøi ta söû duïng cheá phaåm pectinase cho hieäu quaû raát cao. Khi xöû lyù nöôùc quaû ôû 50OC trong 2 giôø, hieäu suaát taùch nöôùc quaû taêng ñöôïc 20%, ôû 37-40OC sau 2-4 giôø thì taêng ñöôïc 20-25%. Caùc nghieân cöùu vaø thöïc teá saûn xuaát cho thaáy hieäu quaû xö û lyù nö ôùc taùo raát cao. Chính vì theá, vieäc öùn g duïng enzym pectinase ñöôïc aùp duïng ôû taát caû caù c nhaø maùy saûn xuaát nöôù c taùo treân the á giôùi. T rong khi xöû ly ù nöôùc quaû baèng enzym pectinase, ngöôøi ta thö ôøng cho theâm ascorbic acid vaøo ñeå choáng quaù trình oxy hoaù cuûa nöôùc taùo. Baûng 8 :Hieäu quaû xöû lyù nöôùc taùo vaø nöôùc quaû vaû baèng cheá phaåm pectinase
Saûn xuaát nöôùc quaû uoáng ngay töø daâu taây, anh ñaøo vaø phuùc boàn töû. Ngöôøi ta thöôøng saûn xuaá t caû daïng nöôùc quaû tron g vaø nöôùc quaû ñuïc töø caù c loaïi traù i caây treân. Trong quaù trìn h saûn xuaát, ngöôøi ta cho theâm ñöôøng vaø ñieàu c hænh laïi löô ïng acid cho phuø hôïp. Caùc loaïi nöôùc quaû naøy thöôøng chöùa nhieàu pect in. Do ñoù v ieäc söû duïng caùc cheá phaåm enzym pectinase ñeå loaïi boû khaû naêng gaây duïc cho nöôùc quaû cuõng nhö oån ñònh vaø naâng cao chaát löôïng dòch quaû laø ñieàu caàn thieát. Ngöôøi ta röûa saïch caùc loaïi quaû treân baèng nöôùc cuûa voøi hoa sen. Sau ñoù, caùc loaïi quaû treân ñöôïc ñem chaø thaønh daïng pureâ. Quaû nghieàn ñöôïc ñun noùng ôû nhieät ñoä 40- 50OC ñöôïc cho vaøo maùy troän. Taïi ñaây nöô ùc quaû ñöôïc phoái troän vôù i tyû leä moät phaàn nöôùc quaû vaø 10 phaàn nöôùc en zym coù löôïng enzym 0,03%. Rieâng ñoái vôùi nöô ùc daâu taây, ngöôøi ta cho theâm vaøo 0,03% ascorbic acid ñeå laøm chaát choáng oxy hoùa. Hoãn hôïp naøy ñöôïc giöõ ôû 4OC. Thôø i gian lö u ôû nhieät ñoä 40OC laø 4 - 8 giôø. Nöôùc quaû sau ñoù ñöôïc cho qua maùy eùp vaø ñöôïc ñun noù ng ñeán 45OC. Tieáp ño ù, ngöôøi ta ñem nöô ùc quaû ly taâm vaø cuoá i cuøng laø loïc qua maùy eùp l oïc khung baûn. Baûng 9:Hieäu quaû vieäc xöû lyù nöôùc quaû daâu taây, anh ñaøo baèng enzym Stt Loaïi nöôùc quaû Hieäu suaát Chaát khoâ Ñoä acid Ñöôøng (%) Pectin (%) Chaát chaùt Ñieåm caûm Stt Loaïi nöôùc quaû Hieäu suaát (%) Chaát khoâ (%) Ñoä acid (%) Ñöôøng (%) Pectin (%) Chaát chaùt (%) Ñieåm caûm quan 1 Nöôùc quaû töø taùo a- Khoâng cho che á phaåm enzym b- Coù cho cheá phaåm enzym 71,2 78,8 10,2 11,5 0,53 0,62 6,7 8,0 0,33 0,15 0,04 0,02 4,5 4,8 2 Nöôùc quaû vaû a- Khoâng cho che á phaåm enzym b- Coù cho cheá phaåm enzym 49,2 72,4 8,5 10,2 0,91 1,16 5,62 7,4 0,26 0,12 0,09 0,16 3,8 4,3 (%) (%) (%) (%) quan 1 Nöôùc quaû daâu taây a- Khoâng cho cheá phaå m enzym b- Coù cho cheá phaå m enzym 71,2 78,8 10,2 11,5 0,53 0,62 6,7 8,0 0,33 0,15 0,04 0,02 4,5 4,8 2 Nöôùc quaû maâm soâi a- Khoâng cho cheá phaå m enzym b- Coù cho cheá phaå m enzym 49,2 72,4 8,5 10,2 0,91 1,16 5,62 7,4 0,26 0,12 0,09 0,16 3,8 4,3
Saûn xuaát nöôùc quaû töø nho Nöôùc uoáng töø traù i nho l aø loaïi nöôùc uoáng trong chöùù khoâng th uoäc loaïi n öôùc uoáng ñuïc. Loaïi nöôùc uoáng töø nho daïng t rong thöôøng ñ öôïc saûn xuaát nhie àu ôû haà u heát caùc nöô ùc chaâu AÂu vaø chaâu Myõ. Tuy nhieân hieän nay, ngöôøi ta cuõng saûn xuaát nöôùc uoáng töø nho daïng ñuïc (chuû yeáu laø n ho coù maøu ñoû ). T rong ñ où, YÙ laø nöôùc saûn xuaát n öôùc uoáng daïng ñuïc nhieàu nhaát, sau ñoù laø Phaùp, Rumani. Nho laø loaïi quaû cho nhieàu dòch vaø chöùa nhieàu ñöôøng. Tuy nhieân, nöôù c nho thöôøng chöùa nhi eàu thòt quaû. Trong th òt quaû coù nhieàu pectin, deã gaây ñuïc hoaëc neáu thu nhaän dòch quaû t rong thöôøng khoâng cho hieäu suaát cao. Chính vì theá, ngöôøi ta phaûi xöû lyù nöô ùc nho baè ng cheá phaåm enzym pe ctinase. Löôïng enzym pectinase ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp laøm naùt nho laø 0,2% so vôùi khoái löôïng nho trong saûn xuaát. Coøn khi nho ñaõ laøm naùt, ngöôøi ta xöû lyù pectinase vôùi lieàu löôïng 0,2% so vôùi khoái löôïng nho. Thôøi gian xöû lyù b aèng enzym laø 3 giôø ôû nhieät ñoä 45OC. baèng phöông phaùp xöû lyù naøy ngöôøi ta ñaõ laøm taêng hieäu suaát thu nhaän dòch nho töø 65,9 leân 77,3% ñoái vôùi nho tr aéng vaø töø 66-82,2% ñoái vôùi nho ñoû. Ñoái vôùi nho traéng nghieà n kyõ, khi xöû lyù enzym pectinase trong thôøi gian 2,5-3 giôø ôû nhieät ñoä 40-45OC, hieäu suaát taêng 14-18%. Neáu tieáp tuïc xöû lyù sau giai ñoaïn xöû lyù treân theâm 4-5 giôø ô û 40-50OC, nöôùc taùo seõ hoaøn toaøn trong. ÔÛ giai ñoaïn laøm t rong dòch quaû naøy, ngöôøi ta ñun noùng dòch quaû leân 90OC, sau ñoù haï nhieä t xuoáng 50OC vaø khi ño ù môùi söû duïng enzym ñeå laøm trong nöôùc quaû. Trong khi ôû nhöõng maãu dòch khoâng xöû ly ù enzym, chu trình laøm trong nöôùc nho phaûi keùo daøi 2-4 thaùng. Hieäu suaát thu dòch khoâng söû duïng enzym chæ ñaït tr ung bình 65%. Baûng 10:Hieäu quaû vieäc xöû lí nöôùc nho baèng enzym Stt Nöôùc nho Chaát khoâ (%) Hieäu suaát (%) Ñoä acid (%) Ñöôøng (%) Chaát chaùt (%) Caën (%) Ñieåm caûm quan 1 Maãu ñoái chöùng 17,5 65,0 0,54 15,1 0,125 3,0 4,2 2 Maãu xöû lyù baèng cheá phaåm pectinase 19,0 70,1 0,68 16,85 0,135 Coù moät ít caù- pectat 4,5 Quaù trình saûn xuaát nöôùc nho traéng coù xöû lyù enzym pectinase ñöôïc thöïc hieän nhö sau: Nho ñöôïc röûa saïch, taùch cuoáng, loaïi haït baèng maùy xeù vaø chöùa chuùng vaøo caùc thuøng kín trong thôøi gia n 6-8 giôø hoaëc caùc thuøng leân men lieân tuïc tron g thôøi gian 3-4 giôø. Trong thôøi gian löu tröõ naøy, ngöôøi ta cho 0,02% ascorbic acid, sau ñoù eùp ñeå thu nhaän dòch nho. Dòch nho ñöôïc laøm noùng ôû 80OC, sau ñoù nguoäi nhanh ñeán 40OC, nöôùc nho ñoù ñöôïc cho theâm 0,01% enzym pectinase. Tieán haønh quaù trình thuûy phaân cho ñoä nhôùt giaûm tôùi ñoä nhôùt cuûa nöôùc nho trong suoát. Thôøi gian thuûy phaân naøy khoaûng 6-8 giôø. Keát thuùc quaù trình thuûy phaân, laïi ñun noùng dòch quaû laàn thöù hai ñeán 80OC vaø laøm nguoäi ñeán 20OC vaø loïc nöôùc quaû qua maùy loïc eùp, tieán haønh roùt chai vaø ñe m thanh truøng. Quy trình saûn xuaát nöôùc nho ñoû coù söû duïng enzym pectinase nhö sau: Nho ñaõ röûa saïch, taùch c uoáng vaø ñun noùng ñeán 85-90OC trong maùp gia nhieät vaø ngay laäp töùc laøm nguoäi ñeán 45-50OC. giöõ d òch n ho ôû nhieä t ñoä naøy t rong thôøi g ian 4-6 giôø trong thuøng k ín hoaë c 3-4 giôø thong nhöõng t hieát bò leân men lieân tuïc . Thöôøng cho enzym pectinase trong giai ñoaïn naøy vô ùi l ieàu l öôïng 0,03%. Sau thôøi g ian thuyû phaân treân, ngöôøi ta tieán haønh loïc eùp. Dòch loïc ñöôïc cho theâm 0,03% enzym pectinase ñeå laøm trong dòch quaû. Quaù trìn h laøm trong dòch quaû ñöôïc thöïc hieän trong 6-8 gi ôø. Sau ñoù nöôùc quaû ñöôïc loïc, roùt chai vaø ñem thanh truøng. Hieäu suaát vaø chaát löôïng nöôùc nho saûn xuaát theo phöông phaùp xöû lyù pecti nase
Saûn xuaát nöôùc maän Ngöôøi ta thöôøng saûn xuaát nöôùc quaû pha ñöôøng töø maän. Maän laø loaïi quaû cho hieäu suaát thu nhaän nöô ùc eùp r aát thaáp. Ñeå thu nhaän nö ôùc quaû töø maän, ngöô øi ta phaûi aùp duïng phöông phaùp nhieät vaø en zym. Quaù trình coâng ngheä ñöôïc thöïc hieän nhö sau: Maän ñöôïc röûa saïch, ñu n noùng vôùi nöôùc. Nöôùc ñöôïc cho vaøo khoaûng 15-20% so vôùi khoái löôïng maän. Nh ieät ñoä ñöôïc giöõ ôû 85 -90 OC trong 5-20 phuùt tuøy thuoäc vaøo ñoä chính cuûa maän. Sau ñoù caû khoái quaû qua he ä thoá ng eùp vaø xöû lyù enzym p ectinase ôû 40- 45OC trong 3-6 giôø. Dòch quaû ñöôïc thu nhaän baèng maùy loïc eùp laàn nöõa, ñoùng chai vaø ñem thanh truøng. Phöông phaùp xöû lyù nhie ät vaø enzym keát hôùp ñaõ ch o ta hieäu suaát ñaït tôù i 78, 9% so vôùi hieäu suaát 58,2% khi khoâng xöû lyù enzym. III.1.5-ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong saûn xuaát röôïu vang Röôïu vang ñöôïc saûn xu aát töø nöô ïc eùp quaû nho. Röôïu vang cuõng ñöôïc s aûn xuaát tö ø nöôùc eùp caùc quaû khaùc nhö taùo, daâu, döùa, cam, chanh, mô, maän, anh ñaøo … ; do ñoù m a ø coù vang döùa, vang chuoái, vang daâu … Sô ñoá saûn xuaát röôïu van g goàm coù 3 giai ñoaïn chuû yeáu: - Thu hoaïch quaû. - Leân men dòch quaû. - Xöû lyù vaø taøng t röõ. Bình thöôøng ñeå thu hoaï ch dòch quaû ngöôøi ta phaûi nghieàn naùt quaû. Khi nghieàn seõ thu ñöôïc dòch quaû vaø baõ nghieàn. Baõ nghieàn sau khi taùch dòch ñöôïc ñem vaøo eùp. Dòch chaûy ra tröôùc khi eùp goï i laø dòch töï chaûy. Dòch t aùch ra sau khi eùp goïi laø dòch eùp. Thu ñöôïc dòch quaû ñem laøm trong roài le ân men. Trong saûn xuaát vang ngöôøi ta cuõng duøng cheá phaåm pectinase ñeå taêng hieäu suaát dòch quaû cuõng nhö ñeå laøm trong. Caùc cheá phaåm pectinase duøng trong saûn xuaát phaû i coù nhöõng yeâu caàu sau: - Cheá phaåm khoâng ñöôïc laøm giaûm chaát löôïng cuûa vang, khoâng ñöôïc gaây aûnh höôûng xaáu ñeán höông vò vaø maøu saéc cuûa saûn phaåm; nghóa laø cheá phaåm phaûi ñöôïc laøm saïch tôùi möùc toái ña khoûi caùc taïp chaát coù aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng vang. - Cheá phaåm ñöôïc ñöa vaøo dòch hay baõ nghieàn ñeå taêng cöôøng quaù trình sô cheá quaû, taêng nhanh vaø laøm trong dòch, naâng cao toác ñoä loïc, taêng hieäu suaát chung vaø ñaëc bieät laø hie äu suaát cuûa ph aàn töï chaûy coù chaát löô ïn g cao. Ñeå taêng nhanh v aø toát quaù t rình laøm trong dòch thì töôn g quan hoaït ñoä cuûa caù c enzym chính nhö en do – P MG la ø 55,0.102 ñôn vò/mg protein chöùa trong cheá phaåm, coøn enzym Cx laø 57,5 ñôn vò/mg protein trong 1 lí t dung dòch. Trong tröôøng hôïp naøy khoâng caàn coù maët PE. Nhöng neáu hoaït ñoä cuûa endo – PMG ôû trong cheá phaåm laø 31,0.102 ñôn vò/mg protein thì caàn coù maët PE vôùi hoaït ñoä laø 4, 1 ñôn vò/mg protein. Tro ng saûn xuaát vang nho giöõa haøm löôïng enzym endo – PMG va Cx phaûi coù söï töông quan nhaát ñònh. Khi cheá phaåm coù hoaït ñoä endo – PMG laø 28,2.102 ñôn vò/mg protein vaø Cx laø 28,7 ñôn vò/mgP quaù trình laøm trong seõ xaûy ra n hanh h ôn khi coù hoaït ñoä endo – PMG laø 25,4.102 ñôn vi/mg P vaø Cx laø 55,0 ñôn vò/mgP. - Cheá phaåm pectinase cuõng phaûi taêng ñoä oån ñòn h cuûa vang nghóa laø phaûi chöùa enzym proteinase vôùi hoaït ñoä khoâng thaáp hôn 12 0 ñôn vò/g theo globulin vaø 140 ñôn vò/g theo anbumin. - Ñeå traùnh gaây toån thaát caùc chaát maøu cuøa vang ñoû vaø traùnh xuaát hieän maøu toái trong vang traéng thì hoaï t ñoä cuûa caùc enzym oxy hoaù trong cheá phaåm khoâng ñöôïc vöôït quaù 0,1 ñôn vò/mg axit ascorbic trong moät phuùt t r eân moät gam cheá phaåm. - Cheá phaåm pect inase duøng trong vang quaû p haûi baûo toaøn ñöôïc hoaït ñoä t rong ñieàu kieän coù chöùa röôïu (10-12%) vaø phaûi taùc d uïng coù hieäu quaû trong ñieàu kieän coù ñoä pH nhaát ñònh. - Ñeå xöû lyù d òch hoaëc baõ nghieàn ôû t raïng thaù i doøng coù theå du øng cheá phaåm p ectinase coù hoaït ñoä cao (12000ñv/g) hoaëc duøng cheá phaåm pectinase khoâng tan. Chaúng haïn trong saûn xu aát vang nho, kh i söû duïng cheá phaåm pectawamori n PM10x, ngöôøi ta thaáy coù theå taên g hieäu suaát dòch tö ï chaûy leân 32%. Trung bình theå tích cuûa phaàn dòch töï chaûy coù theå taêng ñöôïc 10%, coøn hieäu suaát chung cuûa dòch taêng leân 1 – 2%. Hoaëc khi eùp baõ nghieàn nho traéng ñaõ ñöôïc xöû lyù baèng pectinol thì thaáy quaù trình eùp tieán haønh nhanh hôn. Hieäu suaát dòch khi ñoù taêng leân 9,6%. Vaäy duøng cheá p haåm pectinase seõ laøm taêng toác ñoä laøm t rong vaø toác ñoä loïc cuûa dò ch. Baûng 11:Toác ñoä eùp cuûa baõ nghieàn nho khi söû duïng pectinol Thôøi gian eùp Theå tích dòch thu ñöôïc Khoâng xöû lyù Khi coù xöû lyù baèng enzym 30 giaây ñaàu 30 giaây thöù 2 Phuùt thöù 2 Phuùt thöù 3 Phuùt thöù 4 Phuùt thöù 5 Phuùt thöù 6 Phuùt thöù 7 Phuùt thöù 8 Phuùt thöù 9 Phuùt thöù 10 400 100 90 90 80 60 50 50 50 50 40 1060 675 225 215 205 110 110 110 110 100 100 90 2050 Khi söû duïng cheá phaåm pectinase, caùc polime c uûa dòch nhö p rotein, pe ctin … seõ thuûy phaân laøm giaûm ñoä nhôùt do ñoù laøm taêng toác ñoä loïc. T rong 1 giôø dòch thu ñöôïc töø ba õ nghieàn cuûa nho coù xöû lyù baèng cheá phaåm pectinase seõ qua loïc 7 laàn nhanh hôn töø baõ khoâng ñöôïc xöû lyù. A.A.Martakov ñaõ chöùng toû raèng khi xöû lyù baõ nghieàn baèng enzym thì ñoä nhôùt cuûa dòch bò giaûm ñi ít hôn laø khi xöû ly ù dòch, vì leõ khi ñoù protopect in cuûa thaøn h teá baøo cuõng bò phaân giaûi. Khi dòch khoâng ñöôïc xöû lyù baèng enzym thì tron g quaù trình laéng, caùc haït vaån ñuïc lôùn vaø nhoû seõ bò keát tuûa xuoáng. Khi söû duïng enzym thì caùc chaát cao phaân töû cuûa dòch seõ bò thuûy phaân töøng phaàn, ñoä nhôùt bò giaûm, keát quaû laø toác ñoä laøm trong ñe àu taêng. Söû duïng cheá phaåm pecti nase seõ laøm taêng chaát löôïng cuûa dòch quaû vaø cuûa vang. Trong quaù trình xöû ly ù b aõ nghieàn baèng cheá phaå m pectinase, thaønh phaà n hoùa hoïc cuûa baõ thay ñoåi raát ñaùng keå maø tröôùc tie ân laø haøm löôïng chaát phenol. Ngöôø i ta thaáy raèng khi xöû lyù baõ nghieàn baèng cheá phaåm pectinase seõ laøm taêng haøm löôïng catesin ôû trong dòch. Khi ñoù quaù t rình tr ích ly seõ vöôït leân tröôùc quaù trình oxy hoaù catesin ngay caû kh i nhieät ñoä taêng. Ñieàu naøy raát quan t roïng, vì caùc hôïp chaát phenol ñaëc bieä t laø catesin co ù caùc nhoùm hydroxil ôû vò trí octo thöôøng coù hoïat tính cuûa vitamin P. Nhö vaäy xöû lyù baõ nghieàn baèng cheá phaåm pectinase seõ laøm taêng giaù trò sinh hoïc cuûa dòch quaû vaø vang. Khoâng nhöõng vaäy vang ñöôïc pha cheá töø dòch vaø baõ nghieàn coù xöû lyù baõ baèng cheá phaåm pectinase seõ chín nhanh hôn do ñoù caàn chieát sôùm hôn. Ngöôøi ta cho thaáy raèng cheá phaåm thu ñöôïc töø n aám moác, Botrylis cinere a gaây aûnh höôûng raát toá t ñeán chaát löôïng cuûa vang, vang coù höôn g thôm maïnh vaø dòu do haøm löôïng glyxer in vaø ester ôû trong vang cao. III.2 Söû duïng cheá phaåm pectinase trong trích ly caùc döôïc lieäu ñoâng y:[V] Caùc döôïc lieäu coù nguoàn goác thöïc vaät thöôøng laø h oa, laù, quaû, voû vaø thaân c aây, cuû, reã … pectin laø moät trong caù c thaønh phaàn phoå bieán cuûa moâ thöïc vaät. Tuy nhi eân haøm löôïng cuûa chuùng trong caùc döôïc lieäu khoâng gioáng nh au: loaïi chöùa ít nhaát laø 3,8%, loaïi chöùa nhieàu nhaát laø 37,7%. Saéc thuoác laø nhaèm muïc ñích trích ly caùc hoaït chaát ôû trong döôïc lieäu ra. Song do coù pectin neân laøm cho q uaù trình t rích ly khoù khaê n, khoâng trích ly he át hoaë c dòch trích ly bò ñuïc sau 1 vaøi ngaøy. Ñeå tieát kieäm coâng söùc traùnh phieàn phöùc vaø toån thaát khi saéc thuoác, ñoàng thôøi trích ly ñöôïc trieät ñeå vaø taïo khaû naêng pha cheá thuoác theo ñôn, ngöôøi ta coù theå duøng cheá phaåm pectinase. Döôøi taùc duïng cuûa phöùc heä pectinase, pectin bò phaân giaûi moâ thöïc vaät bò phaù huûy do ñoù caùc hoaït chaát ñöôïc giaûi phoùng ra deã d aøng. Caùc cheá phaåm pectinase duøng trong tr ích ly caùc döôïc lieäu ñoâng y phaûi thoûa maõn nhöõng ñieàu lieän to ái thieåu sau: - Cheá phaåm phaûi coù ñoä t inh khieát raát cao ñeå kho â ng mang theo nhöõng taïp chaát coù theå laøm giaûm phaåm chaát cuûa thuoác. - Cheá phaåm phaûi coù hoaït ñoä cao ñeå chæ caàn söû duïng vôùi moät löôïng to ái thieå u. Sô ñoà quaù trình t rích ly d öôïc lieäu coù söû duïng cheá phaåm pectinase coù theå nhö sau: Döôïc lieäu  Laøm nhoû  Troän enzym  Thuûy phaân laàn 1  Haõm chieát  Thuûy phaân laàn 2  Ñun noùng, ñeå nguoäi  Loïc  Coâ ñaëc  Ñoùng chai  Thanh truøng III.3-ÖÙng duïng pectinaza trong chaên nuoâi:[V] Khaåu phaàn thöùc aên cuûa ñoäng vaät thöôøng c où haøm löôïng pectin, xenluloza va ø hemixenluloza cao. Theá nhöng ñoäng vaät lai chæ coù khaû naêng toång hôïp raát haïn cheá caùc enzyme cacbohydraza phaân giaûi ñöôïc t inh boät v aø disacarit. Trong dòch t ieâu hoùa ñoäng vaät khoâng coù enzyme phaân ly lieân keát –glucozi t do ñoù khoâng theå thuûy phaân xenluloza vaø chuyeån noù thaønh daïn g ñoàng hoùa ñöôïc. Trong dòch tie âu hoùa ñoäng vaät cuõng khoâng co ù hemixenluloza ñeå phaân giaûi xilan, pectinaza ñeå phaân giaûi pectin, liguinaza ñeå phaân giaûi ligin vaø caùc hôïp chaá t phöùc taïp khaùc. Nhö vaä y laø moät nhoùm glux it ro än g raõi seõ khoâng ñöôïc phaân hoùa bôûi caùc enzyme cuûa chính ñoäng vaät maø nhôø vaøo enzyme cuûa vi sinh vaät soáng ôû daï coû vaø ruoät gi aø, ñeå söû du ïng hoùa naêng taøng t röõ trong caùc poly me ñoù. Trung bình, khoûang moät phaàn ba chaát höõu cô ñ i vaøo c uøng vôùi thöùc aên kho âng ñöôïc ñoàng hoùa bôûi ñoäng vaät. Ñeå giuùp ñoäng vaät söû duïng trieät ñeå thöùc aên, ngöôøi ta phaûi theâm vaøo khaåu phaàn aên cuûa chuùng caùc cheá phaåm enzyme nguoàn vi sinh vaät coù hoaït ñoä pectinaza cuøng vôùi xenlulaza vaø hemixenlulaza cao. Trong chaên nuoâi ngö ôøi ta thöôøng du øng c aùc cheá phaåm pectinaza BMx, pectaW amorin BM10x vaø pectofoctidin BM10x. Khi söû duïng enzyme t ro ng chaên nuoâi, ñie àu raát q uan troïng laø phaûi choïn ñöôïc cheá phaåm thích hôïp. Chaúng haïn khi nuoâi vaø voã beùo lôïn thì phaûi duøng cheá phaåm phöùc hôïp coù taùc duïng toái öu tron g moâi tröôøng t rung tính acid yeáu, coù hoaït ñoä proteaza cao vaø amylase vöøa phaûi. Khi nuoâi gia caàm, keát quaû t oát nhaát laø duøng cheá phaå m vi khuaån co ù haøm löôïng cacbohydraza cao vaø haøm löôïng p rot eaza kieàm tính cuõng nh ö acid tính vöøa phaûi. Khi nuoâi beâ thì trong khaåu phaàn toát nhaát laø theâm cheá phaåm coù haøm löôïng proteaza vaø cacbohydaza cao, coøn khi voã beùo thì theâm phöùc heä cacbohydraza coù taùc duïng toái öu trong mo âi tr öôøng acid yeáu. Trong chaên nuoâi, ñieàu r aát quan troïng nöõa laø xaùc laäp ñöôïc lieàu löôïng cheá phaåm toái öu. Thöôøng khi söû duïng lieàu löôïng quaù lôùn laïi kh oâng coù hieäu quaû. III.3.1 ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong khaåu phaàn ñoäng vaät nhai laïi Ñoäng vaät nhai laïi khaùc vôùi loaøi coù vuù khaùc ôû choã coù caùc vi sinh vaät soáng ôû daï coû tham gia tích cöïc vaøo vieäc tieâu hoùa thö ùc aên. ÔÛ ñaây coù ñ ieàu kie än töô ng ñoái o ån ñòn h thuaän lôïi cho söï phaùt tr i eån cuûa caùc quaàn theå vi sinh vaät khaùc nhau, trong doù coù vi khuaån mao truøng vaø naám moác . Vi khuaån ñoùng vai troø chính trong caùc quaù trì nh enzyme ô û trong daï coû(toång löôïng v i khuaån trong 1 gam caùc vaät chöùa trong daï coû leân tôùi 108-1010). Do caùc phaåm chaát cuûa söï leân men vi khuaån l ieân tuïc ñöôïc taùch ra neân kh oâng ngaên caûn maø coøn taïo ñie àu kieän th uaän lôïi cho caùc enzyme vi sinh vaät taùc du ïng. Do ñoù, theâm vaøo thöùc aên caùc cheá phaåm e nzyme coù hoaït ñoä pectin ase vaø xenlulaza cao coù pH=6,0-7,0 se õ laøm taên ñoä tieâu hoùa cuûa thöùc aên. Naêm 1972 ôû noâng trang “Zaria” thuoäc tænh Bengoroxki ñaõ thí nghieäm voã beùo traâu boø non 12-13 thaùng tuoåi (troïng löôïng 275 kg ) baèng baõ cuû caûi coù theâm cheá phaåm pectawmorin BMx vôùi lieàu löôïng töø 0,10%, 0,15% vaø 0,25% (so vôùi chaát khoâ cuûa khaåu phaàn) trong140 ngaøy. K eát quaû cho thaáy lieàu löôï ng cheá phaåm pectawamorin toát nhaát la ø 0,15%(xem baûng 12) Baûng 12: Keát quaû thí nghieäm voã beùo traâu boø non 12-13 thaùng tuoåi (troïng löôïng 275 kg) baèng baõ cuû caûi coù theâm cheá phaåm pectawmorin BMx vôùi lieàu löôïng töø 0,10%, 0,15% vaø 0,25% TN1 TN2 TN3 Nhoùm Ñoái chöùng TN Ñoái chöùng TN Ñoái chöùng TN Troïng löôïng soáng Ban ñaàu TN Sau TN Taêng troïng t rung bình h aøng ngaøy(g) % so vôùi ñoái chöùng Chi phí cho kg taêng troïn g Ñôn vò thöùc aên % so vôùi ñoái chöùng Taêng troïng the âm treân 1 ñaàu suùc vaät(kg) 275 384 991 100 8.4 100 __ 275 401 1145 115.5 7.2 85.6 17.0 260 376 960 100 9.0 100 __ 261 391 1084 112.9 7.9 88.4 14.0 285 390 913 100 8.8 100 __ 285 105 1045 114 7.7 87.5 15.0 N.V. Ezdakob vaø IU.E. Razmacin (1970) cuõng ñaõ nghieân cöùu hie äu qu aû söû duïng cuûa cheá phaåm pectawamorin BM10x vôùi lieàu löôï ng töø 0,005% ; 0,01%; 0, 015%, 0.3% va ø 0.05% ñeå voã beùo beâ ñöï c. Khaåu phaàn chính luùc ban ñaàu thí nghieäm laø baõ, thöùc aên tinh rôm vaø 1kg maät ræ, tính ra trong ñoù coù chöùa 6,51 ñôn vò thöùc aên, 685 ga m protein tie âu hoùa ñöôïc, 35,3 gam canxi vaø 31 gam photpho. Khaåu phaàn ñöôïc tính ñeå thu ñöôïc 800 gam taêng troïng trung bì nh haøng ngaøy. Cheá phaåm enzyme pectawamorin ñöôïc cho vaøo cuøng vôùi thöùc aên tinh 1l aàn/ngaøy. Thôøi gian th í n ghieäm keùo daøi trong 90 ngaøy. Caùc keát quaû thí nghieäm ñöôïc daãn ra trong baûng döôùi ñaây: ( xem baûng 13) Baûng 13:Keát quaû thí nghieäm nghieân cöùu hieäu quaû söû duïng cuûa cheá phaåm pectawamorin BM10x vôùi lieàu löôïng töø 0,005%; 0,01%; 0,015%, 0.3% vaø 0.05% ñeå voã beùo beâ ñöïc Troïng löôïng soáng (kg) Taêng troïng t rung bình h aèng ngaøy theo thaùng voã beùo Sau thí nghieäm Thaùng thöù 4 Thaùng thöù 2 Thaùng thöù 3 Nhoùm vaø lieàu löôïng cheá phaåm Ñaàu TN Sau TN g % g % g % Taêng troïng trung bình haèng ngaøy (g) So vôùi ñoái chöùng Nhoùm ñoái chöùng 296 363 710 100 760 100 760 100 744 100 I 0.005% II 0.01% III 0.015% IV 0.03% V 0.05% 298 295 289 296 295 871 376 367 368 362 865 970 930 805 705 121.8 136.6 130.9 113.3 99.4 820 920 890 810 750 107.8 121.5 117.1 106.5 98.6 740 800 790 770 800 97.3 105.2 103.9 101.3 105.2 800 895 870 306 751 107 120.3 116.8 107.6 100.9 Qua baûng cho thaáy l ieàu l öôïng cheá phaåm pectawa morin BM10x toát nhaá t laø 0,01% so vôùi trong löôïng chaát kh oâ cuûa khaåu phaàn. Söï taêng troïng trung bình haèn g ngaøy cuûa beâ ñöïc so vôùi nhoùm ñoái chöùng laø 20,3% (P<0,005 ). Söï taêng troïng qua tö øng chaêng ôû nhoùm naøy cuõng cao hôn ôû caùc nhoùm khaùc. Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa pectawamorin BM16x ñeán ñoä tieâu hoùa caùc chaát dinh döôõng cuûa khaåu phaàn b aõ chöùng toû raèng noù laøm taêng ñoä t ieâu ho ùa cuûa pr otein leân 4,1%- 11%. Cheá phaåm cuõng laøm taêng möùc ñoä xöû duïng nitô leân 11%. Baûng 14: Hieäu quaû söû duïng pectawmorin BM10x (0,01%) ñeå voã beùo gia suùc non baèng baõ Noâng tröôøngÑöôøng Lenin tænh Tunxk i (20 ñaàu gia suùc trong nhoùm voã beùo trong 115 ngaøy) Noâng tröôøng Zaria tænh Bengoroxki (116 gia suùc voã beùo trong 115 ngaøy) Noâng tröôøng Ñanoâv tænh Bengoroxki(31 ñaàu gia suùc voã beùo trong 115 ngaøy Chæ tieâu Ñoái chöùng TN Ñoái chöùng TN Ñoái chöùng TN Taêng troïng t rung bình haøng ngaøy g % so vôùi ñoái chöùng Chi phí cho 1kg taêng troïng Ñôn vò thöùc aên % so vôùi ñoái chöùng Ñoä calo cuûa 1kg thòt kcal % so vôùi ñoái chöùng Cöù moät ñaàu gia suùc taêng troïng theâm (tính ra kg) 783 100 8.6 100 1516 100 887 113.3 7.6 88.4 1945 128.3 12.0 913 100 8.8 100 2029 100 1043 114.2 7.7 87.5 2410 118.7 15.0 744 100 9.01 100 __ __ 895 120 7.53 83.2 __ __ 13.6 III.3.2-ÖÙng duïng pectinase trong chaên nuoâi ngoãng Ngoãng coù naêng löïc sinh tröôûng raá t cao, coù theå s öû duïng caùc thöùc aên xan h, thöùc aên moïng nöôùc vaø thöùc aên t hoâ do ñoù laøm haï ñöôïc giaù thaønh saûn xuaát thòt. Vaán ñeà chính trong saûn xuaát thòt ngoãn g laø laøm theá naøo ruùt ngaé n ñöôïc thôøi gian nuoâ i nh öng ñoàng thôøi laïi taêng troïng nhanh vaø giaûm ñöôïc chi phí thöùc aên treân moät ñôn vò taêng troïng. Ñeå ñaït muïc ñích ñoù, ngöôøi ta coù theå duøng caùc cheá phaåm pectoclostridin BS3x pectawamorin BM10x vaø pectawamorin BMx cho theâm vaøo khaåu phaàn thöùc aên cuûa ngoãng. Ngöôøi ta ñaõ th í nghieäm nuoâi ngoãng baèng khaåu phaàn thöùc aên coù cho t heâm che á phaåm pectawamorin BMx vaø pectawamorin BM10x. Khaåu phaàn goàm thöùc aên troän saün, khoâ daàu, naám men, boät caù vaø caùc thöùc aên khaùc ñaõ ñöôïc tính caân baèng veà naêng löôïng, protein vitamin vaø caùc n guyeân toá vi löôïng. Ngoãn g ñöôïc chia thaønh 7 nhoùm: Nhoùm I : khaåu phaàn khoâ ng coù cheá phaåm enzyme II: khaåu phaàn thöù c aên + 0,01% pectawamorin BM10x III: “ ” + 0,02% “ ” IV: “ ” +0,03% “ ” V: “ ” +0,04% pectawamorin BMx VI: “ ” +0,08% “ ” VII: “ ” +0,16% “ ” Baûng 15:Troïng löôïng bình quaân vaø söï taêng troïng cuûa ngoãng sau 70 ngaøy tuoåi Troïng löôïng soáng bình q uaân Taêng troïng tuye ät ñoái Nhoùm g Taêng leân so vôùi ñoái chöùng g % so vôùi ñoái chöùng I II III IV V VI VII 3700 4180 4157 4180 4460 4367 4429 _ + 480 + 457 + 480 + 764 + 663 + 720 3600 4080 4057 4080 4364 4263 4320 100 113.3 112.7 13.3 21.2 8.4 1.0 Qua baûng cho thaáy troïn g löôïng cuûa ngoãng ô û caù c nhoùm ñeàu cao hôn ôû nhoùm ñoái chöùng. Lieàu löôïng cheá phaåm pectawamorin coù hieäu quaû hôn caû laø 0,0 1% (nhoùm V ). Theâm pectawamorin BM10x vaøo khaåu phaàn cuûa ngoãng seõ laøm taêng chi phí leân 5,3-6%. Keát quaû seõ kinh teá hôn khi ñöa vaøo thöùc aên tr oän saün cheá phaåm pectawamorin BMx chöa tinh cheá. Khoâng nhöõng taêng t roïng maø chaát löôïng cuûa th òt ngoãng cuûa nhoùm thí ngh ieäm laïi co ù haøm löôïng protein vaø ch aát beùo nhieàu hôn. Do ñoù, ñoä calo cuõng lôùn hôn (b aûng IV-11) Baûng 16: Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa thòt ngoãng(%) Nhoùm Chæ tieâu I II III Chaát khoâ Protein Chaát beùo Tro Ñoä sinh troïng löôïng(Kca l) 35.12 17.5 19.6 0.96 2585 35.96 18.2 16.77 1.02 2630 38.7 18.5 19.02 1.01 2870 III.3.3- ÖÙng duïng pectinase trong thaønh phaàn thöùc aên cuûa gaø maùi ñeû Ngöôøi ta cuõng duøng c aùc cheá phaåm pectawamorin BM10x, petofocti din BM10x, pectoclostridin boå sung vaøo khaåu phaàn thöùc aên cuûa gaø maùi ñeû ñeå taêng saûn löôïng tröùng gaø. N.V/Ezdakov vaø V.F.Kastin 1973) ñaõ duøng ba cheá phaåm treân boå sung vaøo khaåu phaàn thöùc aên cuûa gaø maùi ñeû vaø so saùnh hieäu quaû taùc duïng cuûa nhöõng cheá phaåm ñoù. III.4-ÖÙng duïng trong malt vaø bia:[ IV] Petidaza xuùc taøc cho söï phaân giaûi protein Petidaza seõ thuûy phaân polypeptit ñeán acid amin, vì emzym naøy keùm chòu nhieät neân khi saáy malt haàu heát chuùng bò phaù huûy nhieät ñoä toái thích ôû ñie àu kieän ñöøông hoùa töø 45_480 C,pH toái thích töø 7,5-8,0. III.5- ÖÙng duïng trong leân men vaø saûn xuaát caø pheâ:[ III ] Trong quaù trình leân men , nhieàu taùc giaû cho thaáy löôïng enzum pectinaza ñöôïc toång hô ïp khaù nhieàu .Caùc enzyme naøy tham gia phaûn öùng sau : Pectin + H2O
pexit pe ctic + CH3OH Enzym pectinaza ñöôïc t aïp thaønh nhôø vi khuaån v aø nhôø naám moác .T rong ñoù, löu yù raèng caùc pectinaza cuûa vi khuaån thöôøng hoaït ñ oäng ôû pH cao hôn cuûa naám moác (ôû vi khuaån pH 5 - 6 vaø ôû naám moác ,pH 4-5 ).C aùc enzyme pectinaza thöôøng bò maát hoaït tính ôû nhieä t ñoä 950 C trong 20 phuùt. MUÏC LUÏC  LÔØI GIÔÙI THIEÄU......................................................................................... Trang 1 PHAÀN I:ÑAËC DIEÅM CUÛA HEÄ ENZYM PECTINASE............................. Trang 2 I.Cô chaát pectin ............................................................................................. Trang2 II.Pectinase .................................................................................................... Trang3 III.Ñaëc ñieåm cuûa caùc pectinase töø caùc nguoàn khaùc nhau .......................... Trang4 1.Pectinesterase .............................................................................................. Trang5 2.Polygalacturonase ........................................................................................ Trang5 3.Pectate lyase................................................................................................. Trang7 IV. Caùc ñaëc tính kyõ thuaät quan troïng cuûa enzyme pectinase .................... Trang9 1.Pectinesterase ............................................................................................ Trang10 2.Polygalacturonase ...................................................................................... Trang10 3.Endo-pectate lyates .................................................................................... Trang10 4.Rhamno-galacturonase............................................................................... Trang11 5.Pectinase thöông maïi.................................................................................. Trang11 V.Thu nhaän .................................................................................................. Trang11 1.Thu nhaän cheá phaåm pectinase töø canh tröôøng beà maët ................................. Trang12 2.Thu nhaän cheá phaåm enzyme töø anh tröôøng beà saâu ....................................... Trang12 3.YÙ nghóa veà maët kyõ thuaät cuûa caùc endo-enzyme ............................................ Trang12 PHAÀN II:ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄ ENZYM PECTINASE ......................... Trang14 I.Tình hình öùng duïng enzym trong coâng nghieäp treân theá giôùi................. Trang18 II. Giôùi thieäu veà öùng duïng cuûa heä enzym Pectinase ................................. Trang19 III.Caùc öùng duïng cô baûn ............................................................................. Trang21 III.1 -Caùc öùng duïng enzyme pectinase trong saûn xuaát nöôùc quaû vaø röôïu v angTrang23 III.1.2- Cô cheá taùc ñoäng cuûa enzym pectinase................................................ Trang23 III.1.3- Hieäu quaû cuûa vieäc söû duïng enzym pectinase ...................................... Trang23 III.1.4-ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong saûn xuaát nöôùc quaû ..................... Trang24 III.1.5-ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong saûn xuaát röôïu vang.................... Trang32 III.2 -Söû duïng cheá phaå p ectinnas trong trích ly caù c döôïc lieäu ñoâng y ............ Trang35 III.3 -ÖÙng duïng pectinaz a trong chaên nuoâi .................................................... Trang36 III.3.1 ÖÙng duïng cheá phaåm pectinase trong khaåu phaàn ñoäng vaät nhai laïi ...... Trang36 III.3.2-ÖÙng duïng pectinase trong chaên nuoâi ngoãng........................................ Trang38 III.3.3- ÖÙng duïng pectinase trong thaønh phaàn thöùc aên cuûa gaø maùi ñeû............ Trang40 III.4 -ÖÙng duïng trong ma lt vaø bia .................................................................. Trang40 III.5 - ÖÙng duïng trong leâ n men vaø saûn xuaát caø pheâ ....................................... Trang40 MUÏC LUÏC.................................................................................................... Trang41 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO........................................................................... Trang42 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO COÂNG NGHEÄ ENZYM(Nguyeãn Ñöùc Löôïng) HOÙA SINH COÂNG NGHIEÄP (Leâ Ngoïc Tuù) COÂNG NGHEÄ VI SINH taäp 2(Nguyeãn Ñöùc Löôïng) COÂNG NGHEÄ VI SINH taäp 3(Nguyeãn Ñöùc Löôïng) COÂNG NGHEÄ LEÂN MEN ÖÙNG DUÏNG TRONG COÂNG NGHEÄ THÖÏC PHAÅM(Buøi Aùi) ÖÙNG DUÏNG CUÛA HEÄ ENZYM PECTINASE