TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA MÔI TRƢỜNG – THỰC PHẨM – HÓA

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG CỦA
ENZYME PECTINASE VÀ TỶ LỆ NẤM MEN
TỚI CHẤT LƢỢNG CIDER TÁO XANH
NINH THUẬN

Sinh viên thực hiện : Phan Đình Quốc
Chuyên ngành

Tp.HCM, tháng 8 năm 2017

: Công nghệ thực phẩm


TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA MÔI TRƢỜNG – THỰC PHẨM – HÓA


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG CỦA
ENZYME PECTINASE VÀ TỶ LỆ NẤM MEN
TỚI CHẤT LƢỢNG CIDER TÁO XANH

NINH THUẬN
Sinh viên thực hiện : Phan Đình Quốc
Mã số sinh viên

: 1311526468

Lớp

: 13DTP03

Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn : TS. Lê Quốc Tuấn

Tp.HCM, tháng 8 năm 2017


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA MÔI TRƢỜNG – THỰC PHẨM - HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21tháng 08 năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phan Đình Quốc


Mã số sinh viên: 1311526468

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp: 13DTP03

1. Tên đề tài:
Khảo sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới
chất lƣợng cider táo xanh Ninh Thuận

2. Nhiệm vụ luận văn:
- Xác định điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế phẩm
enzyme Pectinase Ultra SP-L hoạt động trong quá trinh trích ly dịch quả.
- Xác định điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế phẩm
enzyme Pectinase 3LX hoạt động trong quá trình làm trong dịch quả.
- Khảo sát tỉ lệ nấm men ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 13/02/2017
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 20/08/2017
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên
Lê Quốc Tuân

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

Tiến Sĩ


BM Công nghệ thực phẩm

100%

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Ths Nguyễn Thị Vân Linh

TS Lê Quốc Tuấn


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƢỜNG – THỰC PHẨM - HÓA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 08 năm 2017

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN ĐỀ CƢƠNG
Họ và tên sinh viên: Phan Đình Quốc


Mã số sinh viên:1311526468

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp:13DTP03

1. Tên đề tài:
Khảo sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới
chất lƣợng cider táo xanh Ninh Thuận
2. Thành phần Hội đồng phản biện:
Họ và tên

Học hàm, học vị

Chức danh trong Hội đồng

Bùi Thị Minh Thủy .................GVC.ThS ......................................Chủ tịch
Đặng Thanh Thủy ..................... Thạc sĩ...........................................Thư ký
Nguyễn Quốc Duy .................... Thạc sĩ....................................... Thành viên
3. Nội dung phần ý kiến nhận xét:

Chủ tịch Hội đồng

Thư ký

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)



LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lê Quốc Tuấn,
người đã tận tình hướng dẫn, định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện
luận văn.
Nhân dịp này, tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo, các anh chị kỹ
thuật viên trong khoa Môi trường – Thực phẩm – Hóa học của trường Đại Học
Nguyễn Tất Thành đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, thời gian và kiến thức cho tôi
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Qua đây tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè, những
người luôn ủng hộ và động viên tôi trong quá trình học tập và công tác để hoàn thành
luận văn.

Tp.Hồ Chí Minh, Ngày 21 tháng 08 năm 2017
Tác giả

Phan Đình Quốc

iii


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Táo xanh là một loại quả có sản lượng khá lớn ở Ninh Thuận vào thời điểm chính
vụ. Đa dạng hóa sản phẩm từ táo xanh Ninh Thuận là hương đi triển vọng nhằm mang
lại nhiều lợi ích về kinh tế cho người trông táo. Để tạo ra sản phẩm cider chất lượng từ
táo xanh Ninh Thuân, trong quy trình sản xuất cider, nghiên cứu tập trung khảo sát: (1)
điều kiện hoạt động của enzyme pectinase (nồng độ, nhiệt độ, pH, thời gian) đến quá
trình trích lý (enzyme Pectinase Ultra SP-L) và làm trong dịch quả (enzyme Pectinase
3LX ); (2) Tỷ lệ nấm men bổ sung vào quy trình sản xuất cider để cải thiện tính chất
cảm quan của sản phẩm. Kết quả nghiên cứu xác định được điều kiện tối ưu cho chế

phẩm enzyme Pectinase Ultra SP-L hoạt động trong quá trình trích ly dịch táo là: Tỷ lệ
enzyme = 0.06% so với dịch ép, nhiệt độ = 30oC, pH = 4.0, thời gian = 60 phút. Điều
kiện thích hợp nhất cho chế phẩm enzyme Pectinase 3LX hoạt động trong quá trình
làm trong dịch táo là: Tỷ lệ enzyme = 0.06% so với dịch ép, nhiệt độ = 40oC, pH = 4.0,
thời gian = 80 phút. Lượng nấm men bổ sung thích hợp là 0.03% so với thể tích dịch
lên men, cung cấp sản phẩm cider có chất lượng cảm quan được yêu thích.

iv


MỤC LỤC

MỤC LỤC ................................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ viii
DANH MỤC HÌNH............................................................................................... ix
Chƣơng 1. MỞ ĐẦU.............................................................................................1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................2
Chƣơng 2. TỔNG QUAN.....................................................................................3
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU TÁO XANH .......................3
2.1.1 Nguồn gốc ................................................................................................3
2.1.2 Phân biệt một vài giống táo .....................................................................4
2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị y học của táo ...........................................4

2.2 GIỚI THIỆU VỀ RƢỢU TÁO (CIDER) ...................................................6
2.2.1 Lịch sử hình thành ...................................................................................6
2.2.2 Phân loại rượu táo ....................................................................................7
2.2.3 Rượu táo và sức khỏe...............................................................................7

2.2.4 Tình hình sản xuất và tiêu thị rượu táo trên thế giới và tại Việt Nam .....8
2.3 PECTIN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PECTINASE TRONG SẢN
XUẤT RƢỢU TÁO ............................................................................................8
2.3.1 Pectin và các hợp chất của pectin ............................................................8
2.3.2 Enzyme pectinase và ứng dụng của nó trong sản xuất rượu táo ............12
2.3.3 Ứng dụng của enzyme trong chế biến rượu táo .....................................14
2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới tác dụng của enzyme pectinase .....................15
2.4 CÁC CHẾ PHẨM ENZYME PECTINASE ĐƢỢC SỬ DỤNG ............17
2.4.1 Chế phẩm enzyme pectinex Ultra SP-L .................................................17
2.4.2 Chế phẩm enzyme pectinex 3XL ...........................................................18
v


2.4.3 Sử dụng chế phẩm enzyme trong quá trình chuẩn bị dịch lên men .......18
Chƣơng 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............21
3.1 NGUYÊN LIỆU ..........................................................................................21
3.1.1 Nguyên liệu chính ..................................................................................21
3.1.2 Nguyên liệu phụ .....................................................................................21
3.2 DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - HÓA CHẤT ......................................................22
3.2.1 Dụng cụ ..................................................................................................22
3.2.2 Thiết bị ...................................................................................................22
3.2.3 Hóa chất sử dụng ...................................................................................23
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊM CỨU .........................................23
3.3.1 Thời gian thực hiện đề tài ......................................................................23
3.3.2 Địa điểm tiến hành thí nghiệm ...............................................................23
3.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................24
3.4.1 Quy trình công nghệ...............................................................................24
3.4.2 Thuyết minh quy trình ...........................................................................25
3.4.3 Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................26
3.4.4 Bố trí thí nghiệm ....................................................................................27

3.5 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................32
3.6 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................32
Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................33
4.1 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ VÀ THỜI GIAN THỦY PHÂN CỦA
ENZYME PECTINASE ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DỊCH QUẢ ...........33
4.2 ẢNH HƢỞNG CỦA pH và NHIỆT ĐỘ THỦY PHÂN CỦA ENZYME
PECTINASE ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DỊCH QUẢ .............................34
4.3 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ VÀ THỜI GIAN TỚI KHẢ NĂNG LÀM
TRONG DỊCH QUẢ CỦA ENZYE PECTINASE 3LX ...............................35
4.4 ẢNH HƢỞNG CỦA pH VÀ NHIỆT ĐỘ TỚI KHẢ NĂNG LÀM
TRONG DỊCH QUẢ CỦA ENZYE PECTINASE 3LX ...............................36

vi


4.5 ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ LỆ NẤM MEN ĐẾN CHẤT LƢỢNG CỦA
CIDER THÀNH PHẨM ...................................................................................37
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................43
5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................43
5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................46

vii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Một số loại táo..................................................................................................4
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của táo xanh ....................................................................5
Bảng 2.3 Phân loại rượu táo ...........................................................................................7

Bảng 3.1 Thiết bị dùng cho nghiên cứu ........................................................................22
Bảng 3.2 Các phương pháp phân tích............................................................................32
Bảng 4.1 Các thông số cuối của quá trình lên men ......................................................40
Bảng 4.2 Kết quả đánh giá cảm quan của các mẫu có tỷ lệ nấm men khác nhau ........41

viii


DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Táo xanh Ninh Thuận .....................................................................................21
Hình 3.2 Quy trình sản xuất cider .................................................................................24
Hình 3.3 Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................26
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme và thời gian thích hợp..........27
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH và nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích
ly thu hồi dịch quả .................................................................................................28
Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme và thời gian thích hợp cho quá
trình làm trong dịch quả ........................................................................................29
Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH và nhiệt độ thích hợp cho quá trình làm
trong dịch quả ........................................................................................................30
Hình 3.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nấm men thích hợp cho quá trình lên
men ........................................................................................................................31
Hình 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme và thời gian thủy phân của enzyme đến hiệu
suất thu hồi dịch quả. .............................................................................................33
Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH thủy phân của enzyme đến hiệu suất thu hồi
dịch quả..................................................................................................................34
Hình 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme và thời gian tới khả năng làm trong dịch táo của
enzyme pectinase 3LX ..........................................................................................35
Hình 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH tới khả năng làm trong dịch táo của enzyme
pectinase 3LX ........................................................................................................36

Hình 4.5 Sự thay đổi Bx trong các mẫu thí nghiệm qua các ngày các ngày lên men ...38
Hình 4.6 Sự thay đổi hàm lượng rượu sinh ra trong các ngày lên men.........................38
Hình 4.7 Sự thay đổi hàm lượng đường khử trong các ngày lên men ..........................39
Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình có trọng số ở các giá trị tỷ lệ nấm
men khác nhau .......................................................................................................41

ix


Chƣơng 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Những năm gần đây, cây táo được phát triển mạnh ở tỉnh Ninh Thuận do đặc thù
thuận lợi về điều kiện sinh thái, thổ nhưỡng, vốn và trình độ sản xuất dân địa phương.
Cây táo được phân bổ trên nhiều huyện: Ninh Sơn, Ninh Hải, Ninh Phước, Thuận Bắc,
Thuận Nam và thành phố Phan Rang - Tháp Chàm, trong đó tập trung nhiều ở Phan
Rang - Tháp Chàm và huyện Ninh Phước [8]. Táo tươi Ninh Thuận có nhiều cơ hội để
phát triển nhờ hương thơm ngon và vị táo đặc trưng. Tuy nhiên, người trồng táo cũng
còn gặp khó khăn do táo tiêu thụ chủ yếu qua 2 kênh truyền thống (Kênh 1: Người
trồng táo - Thương lái - Chủ vựa trong tỉnh - Chủ vựa ngoài tỉnh - Người bán lẻ/siêu
thị ngoài tỉnh - Người tiêu dùng; Kênh 2: Người trồng táo - Chủ vựa trong tỉnh -Người
bán lẻ trong tỉnh - Người tiêu dùng). Táo chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng tươi thông
qua 2 kênh này. Kênh 3: Người trồng táo - Công ty chế biến - Người tiêu dùng còn hạn
chế [8].
Hiện tại, nhiều sản phẩm được chế biến từ táo tươi: táo khô, siro táo, mứt táo,
nước ép táo hay rượu táo, đã góp phần tăng thêm thu nhập đáng kể cho những hộ dân
trồng táo. Trong đó, sản phẩm nước ép táo Phan Rang đã được nhiều người tiêu dùng
biết đến và được giới thiệu thông qua dịch vụ du lịch. Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm
chưa cao và thời gian bảo quản ngắn. Ngoài ra, sản phẩm táo sấy khô cũng đã được
sản xuất. Tuy nhiên, với sản lượng còn rất nhỏ so với sản lượng táo được trồng tại địa
phương. Hơn nữa, sản phẩm này chịu áp lực cạnh tranh từ sản phẩm thay thế; Người

tiêu dùng có thể lựa chọn như nho, táo lớn (bơm), hồng,mận, nho khô, mít sấy, mận
sấy, hồng sấy. Vì thế, táo Ninh Thuận chủ yếu dùng để ăn tươi và được tiêu thụ chủ
yếu qua thương lái và các chủ vựa hay kênh thứ nhất và thứ 2 [8].
Diện tích trồng táo và sản lượng táo của tỉnh Ninh Thuận tăng mạnh trong những
năm gần đây do sự dịch chuyển mô sản xuất và định hướng phát triển cây táo của tỉnh
Ninh Thuận. Ngoài những lợi điểm trên, nhiều vấn đề liên quan đến sản xuất và tiêu
thụ nguồn nguyên liệu táo đã đặt ra nhiều câu hỏi cho Ninh Thuận và người trồng táo.
Để tiêu thụ lượng táo nguyên liệu với khối lượng lớn, kênh thị trường thứ 3 (người
trồng – công ty chế biến, người tiêu dùng) là hướng đi đầy tiềm năng do sản phẩm đầu
1


ra của kênh này là sản phẩm có giá trị gia tăng cao (phạm vi thương mại lớn: cả trong
nước và ngoài nước) [8].
Xuất phát từ những thực tế nêu trên, chúng tôi đề xuất và thực hiện đề tài: Khảo
sát điều kiện sử dụng cảu enzyme pectinase và tỷ lệ nấm men tới chất lượng cider táo
xanh Ninh Thuận nhằm đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị cho táo xanh Ninh
Thuận. Sản phẩm tiềm năng, phù hợp với hộ nông dân trồng táo sản xuất với quy mô
nhỏ và vừa.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm Cider có gas từ táo xanh Ninh Thuận nhằm
đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị trái táo xanh Ninh thuận.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
- Xác định điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế phẩm
enzyme Pectinase Ultra SP-L hoạt động trong quá trinh trích ly dịch quả.
- Xác định được điều kiện thích hợp (nồng độ, nhiệt độ, thời gian, pH) cho chế
phẩm enzyme Pectinase 3LX hoạt động trong quá trình làm trong dịch quả.
- Khảo sát tỉ lệ nấm men ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.


2


Chƣơng 2. TỔNG QUAN
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU TÁO XANH
2.1.1 Nguồn gốc
Giống táo Ninh Thuận gọi là táo xanh (nhiều người gọi là táo Phan Rang), quả nhỏ
(từ 10 đến 25 quả/kg) màu xanh vàng bóng, giòn và có vị ngọt thanh chứa nhiều chất
chống oxy hóa. Đặc điểm khí hậu Ninh Thuận nắng nhiều và khô hanh gần như quanh
năm nên rất thuận lợi cho cây táo xanh phát triển [8].
Tổng diện tích trồng táo xanh trên địa bàn toàn tỉnh ước lượng có hơn 900 ha,
năng suất bình quân 44 tấn/ha/năm, sản lượng không dưới 40.000 tấn/năm [8]. Cây táo
xanh dễ trồng và đầu tư không cao, nhiều năm trước người nông dân trồng nhỏ lẻ
trong vườn nhà thu hoạch quả chủ yếu ăn tươi và tiêu thụ theo kiểu tự phát. Nhưng
những năm gần đây, táo Phan Rang đã được nhiều người biết đến hơn, thị trường tiêu
thụ được phát triển nên người dân trong tỉnh tập trung đầu tư thâm canh mở rộng diện
tích. Đến nay, cây táo xanh đã được trồng ở hầu hết các địa phương trong tỉnh, từ
huyện Ninh Sơn, Ninh Phước, Ninh Hải, Thuận Nam, Thuận Bắc và thành phố Phan
Rang – Tháp Chàm [8].
Hiện nay, táo xanh Phan Rang chủ yếu dùng ăn tươi, sản xuất và tiêu thụ tự do,
không bao bì nhãn mác nên giá bán còn khá thấp. Các sản phẩm chế biến từ táo như
nước ép, táo sấy khô, mứt táo, rượu táo còn hạn chế nên táo Phan Rang thường hay bị
ép giá khi được mùa. Thời gian thu hoạch chín mùa trong khoảng từ tháng 1 đến tháng
5 hằng năm [8].

3


2.1.2 Phân biệt một vài giống táo
Bảng 2.1 Một số loại táo


Tên táo

Hình ảnh

Đặc điểm
Có nguồn gốc từ Úc
Vỏ màu xanh lục hoặc màu

Táo Granny

vàng, ruột trắng. táo có hàm

Smith

lượng thấp, acid cao, thịt quả
cứng.

Có nguồn gốc ở New Zealand
Táo có kích thước nhỏ, vỏ
Táo Gla

mỏng, ruột trắng sáng, thịt quả
ngọt, hương vị nhẹ.

Giống táo này được phát triển
bởi Richard Cox năm 1825 tai
Táo

Colnbrook, Anh.


Cox-orange

Loại này có vỏ màu đỏ,

pippin

vàng,ruột quả vàng ngà, thịt
quả ngọt và bở.

(Nguồn: Lưu Khắc Hiếu)[13]
2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị y học của táo
Táo chứa nhiều thành phân chức năng, ví dụ:…ptotein, vitamin, carbohydrate
(pectin, xơ), (Bảng 2.2).

4


a. Thành phần hóa học
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của táo xanh
Thành phần

Hàm lƣợng trên 100 gram

Nước (g)

89,5

Năng lượng (kCal)


38

Protein (g)

0,8

Lipid (g)

0,2

Glucid (g)

8,3

Cellulose (g)

0,7

Tro (g)

0,5

Calcium (g)

44

Iron (mg)

0,2


Magnesium (mg)

10

Manganese (mg)

0,08

Phosphorus (mg)

25

Potassium (mg)

250

Sodium (mg)

3

Zinc (mg)

0,05

Copper (mcg)

73

Vitamin C (mg)


24

Vitamin B1 (mg)

0,06

Vitamin B2 (mg)

0,04

Vitamin PP (mg)

0,6

Vitamin B6 (mg)

0,081

Beta-caroten (mcg)

5
(Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam)[2]

b. Một số tác dụng đối với y học:
- Tăng cường trí nhớ: Uống nước ép từ quả táo có thể giúp cải thiện chức năng
não và tốt cho các bệnh nhân Alzheimer (mất trí nhớ). Nghiên cứu của các nhà khoa
học thuộc Đại học Massachusetts Lowell (Mỹ), nước ép táo có thể thúc đẩy việc sản

5



sinh chất acetylcholine trong não vốn cần thiết cho trí nhớ. Các nhà khoa học hy vọng
với phát hiện này, trong tương lai các chế phẩm từ táo, nước ép từ quả táo có thể được
xem là loại thuốc trị chứng mất trí nhớ hữu hiệu [3] [30].
- Ngăn ngừa ung thư: Nghiên cứu của Finland’s National Public Health tại
Helsinki (1994) ghi nhận các Flavonoids trong táo đóng một vai trò quan trọng trong
việc làm giảm nguy cơ ung thư phổi. Theo các nhà nghiên cứu Quercetin, một
Flavonoid có nhiều trong táo, cung cấp 95% lượng Flavonoids tổng cộng mà các
người thử nghiệm đã dùng trong cuộc nghiên cứu. Nguy cơ bị ung thư phổi trong
nhóm ăn táo giảm được 58%. Nghiên cứu do Viện Ung thư Mỹ thực hiện trong 24
tuần trên chuột đã cho thấy, nước chiết xuất từ táo làm chậm quá trình tăng trưởng các
khối u tuyến, nguyên nhân gây lên ung thư vú. Càng ăn nhiều táo, các khối u này càng
bị ức chế. Đặc biệt, nếu ăn những quả táo còn nguyên vỏ thì hiệu quả ngăn ngừa bệnh
sẽ cao hơn nhiều khi gọt vỏ [5].
- Tốt cho ruột và hệ tiêu hoá: Nhà nghiên cứu người Anh - giáo sư Burkitt đã đưa
ra kết luận rằng táo giúp ngừa chứng táo bón. Quả và vỏ táo chứa từ 4 - 5g chất xơ
giúp ruột hoạt động tốt. Táo còn rất tốt cho những người bị bệnh tiêu chảy do trong táo
có chất pectin [3].
2.2 GIỚI THIỆU VỀ RƢỢU TÁO (CIDER)
2.2.1 Lịch sử hình thành
Cider là một trong những phân khúc phát triển nhanh nhất của ngành công nghiệp
đồ uống, và nó được coi như là đồ uống của tương lai. Giữa những năm 1870 và 1892,
sự tiêu dùng rượu táo đã tăng lên 200% do nó tốt cho sức khỏe và trở thành đồ uống
phổ biến của nước Mỹ [23].
Nguồn gốc của Cider được cho rằng từ công nghệ sản xuất rượu vang của người
dân ở phía Bắc Tây Ban Nha. Công nghệ sản xuất rượu táo lan truyền khắp nơi từ phía
Bắc duyên hải Châu Âu bởi người dân Ailen. Họ di chuyển từ Tây Ban Nha sang Anh
và các nước khác. Những người thực dân đã đem táo và công nghệ sản xuất rượu táo
đến toàn thế giới. Tất cả các cider đều phải trải qua ba giai đoạn cơ bản. Vào mùa thu,


6


táo được nghiền, ép lấy dịch. Dịch táo này có thể được lên men khoảng vài tuần hoặc
vài tháng nhưng thường hoàn thành lên men vào cuối mùa đông và đóng chai [23].
2.2.2 Phân loại rƣợu táo
Có nhiều cách phân loại rượu táo (cider) khác nhau tùy thuộc vào thành phần của
rượu, phương pháp sản xuất, nguyên liệu sử dụng. Dựa vào lượng tanin và acid có thể
chia thành 4 loại: (i) Bittersweets: là loại có hàm lượng tanin cao acid thấp; (ii) Sweets:
thấp cả tanin và acid; (iii) Bittersharps: có hàm lượng tanin và acid cùng cao và (iv)
Sháp: Hàm lượng tanin thấp acid cao [27]. Các thông số cụ thể được trình bày trong
bảng 2.2.
Bảng 2.3 Phân loại rượu táo
Loại cider

Acid(%)

Tanin(%)

Shaps (Cồn cao)

> 0.45

< 0.2

Bittersharps (Vừa đắng vừa cay)

> 0.45

> 0.2


Bittersweets (Vừa ngọt vừa đắng)

< 0.45

> 0.2

Sweets (Ngọt)

< 0.45

< 0.2

(Nguồn: Lea. A.G.H.)[24]
2.2.3 Rƣợu táo và sức khỏe
Các nhà nghiên cứu Scotland cho biết uống một ly rượu táo mỗi ngày có thể giúp
ngừa ung thư, bệnh tim và đột quỵ, do trong rượu táo có nhiều hợp chất được gọi là
phenolic - một chất chống oxy hóa. Theo các nhà nghiên cứu Trường ĐH Glasgow,
phenolic là thành phần chính đem lại màu và mùi đặc trưng cho rượu táo. Trong táo
cũng có nhiều chất này. Serena Marks [21] đã đo nồng độ phenolic trong 19 loại rượu
táo khác nhau của Anh và 35 loại rượu táo khác và kết quả nghiên cứu cho thấy lượng
phenolic trong rượu táo còn nhiều hơn. Điều này được cho là có liên quan đến độ chín
của táo, ánh sáng mặt trời, điều kiện thời tiết.
Cider chứa một loạt các vitamin, beta-carotene, pectin và khoáng chất quan trọng
như kali, natri, magiê, canxi, phốt pho, clo, lưu huỳnh, sắt và flo. Pectin trong cider là
một chất xơ giúp giảm cholesterol và giúp điều hoà huyết áp. Cider có chất chống oxy

7



hóa rất mạnh, ức chế sự phát triển tế bào ung thư, giảm quá trình oxy hóa lipid và
cholesterol [30].
2.2.4 Tình hình sản xuất và tiêu thị rƣợu táo trên thế giới và tại Việt Nam
Cider là loại đồ uống lên men làm từ nước táo, có độ cồn thay đổi trong khoảng 2%
đến 8.5% hoặc cao hơn đối với cider truyền thống ở Anh [13].
Cider phổ biến ở Vương quốc Anh, đặc biệt là Tây Nam nước Anh. Ở đó có mức
tiêu thụ đầu người cao nhất về rượu táo và cũng có các công ty rượu táo lớn nhất trên
thế giới trong đó HP Bulmer lớn nhất. Vào năm 2006, Vương quốc Anh đã sản xuất ra
600 triệu lít rượu táo mỗi năm (tương ứng với 130 triệu gallon). Cider cũng phổ biến
và truyền thống ở Ireland, Normandy ở Pháp. Asturia (Tây Ban Nha) (Sidra), Ở
Rheinland, Hessen (Frankfurt am Main) và các vùng khác của Đức (Most. Viez hoặc
Apfelwein). Argentina là quốc gia sản xuất rượu táo và đồ uống đặc biệt là các tỉnh
Río Negro và Mendoza. Australia có vùng sản xuất rượu táo truyền thống từ lâu đời đó
là đảo Tasmania [13]. Trong những năm gần đây, tượu táo đang ngày càng phổ biến
trên thế giới, đặc biệt là thê hệ trẻ đang ngày càng bị đồ uống này thu hút.
Tại Việt Nam, rượu táo vần chưa được sản xuất và mới chỉ tiêu thụ ở số lượng ít
(nhập khẩu từ nước ngoài). Các sản phẩm của táo được sản xuất ở nước ta chủ yếu là
nước ép táo không có cồn và phổ biến nhất là nước giải khát có gas được bổ sung
hương liệu táo [13].
2.3 PECTIN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PECTINASE TRONG SẢN
XUẤT RƢỢU TÁO
2.3.1 Pectin và các hợp chất của pectin
Các hợp chất pectin là hợp chất carbohydrate cao phân tử (polysacharide) nhưng
khối lượng phân tử của nó thấp hơn nhiều so với cellulose và hemicellulose. Trong tế
bào thực vật pectin tồn tại ở hai dạng: Pectin hoà tan và pectin không hoà tan [22].
Pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nước khi chuyển hoá và trong
quá trình chín của quả. Pectin cũng tham gia vào sự cố kết thành tế bào và cấu trúc vỏ
quả [25] [22]. Pectin là một loại carbohydrate đặc biệt bởi vì thành phần chủ yếu của

8



nó không phải là đường đơn thường thấy trong các polysacharide vẫn gặp mà là đường
có tính acid-galacturonic.
Pectin không hoà tan (protopectin): Là hợp chất có cấu tạo rất phức tạp và không
hoà tan trong nước. Protopectin có nhiều trong quả xanh tạo cho quả xanh có độ cứng
nhất định và khi quả chín dưới tác dụng của enzyme protopectinase với sự tham gia
của các chất hữu cơ, làm cho lực liên kết giữa các tế bào trở nên mỏng tế bào quả mềm
dần. Trong thành phần của protopectin có các phân tử pectin, các phân tử cellulose,
các ion Ca2+, Mg2+, các gốc phosphoric acid, acetic acid, đường. Khi thuỷ phân triệt để
protopectin bằng acid, nhiệt độ hoặc enzyme ta sẽ thu được pectin hoà tan và araban
[11].
Pectin hoà tan: Tồn tại chủ yếu ở dịch bào, là polysacharide cấu tạo chủ yếu bởi
các galacturonic acid trong đó có một gốc cacboxyl bị metyl hoá (phản ứng este hoá
bằng methanol) tạo thành methylic este. Trong pectin tự nhiên có khoảng 2/3 nhóm
cacboxyl của galacturonic acid được metyl hoá [22]. Dựa vào mức độ metyl hoá mà có
các dạng pectin hoà tan khác nhau:
+ Pectin: Các chuỗi polygalacturonic acid được metyl hoá 100%.
+ Pectinic acid: Các chất được metyl hoá thấp hơn 100%.
+ Pectic acid: Các chuỗi polygalacturonic hoàn toàn được giải phóng khỏi
nhóm metoxyl, nghĩa là trong đó chứa một nhóm cacboxyl tự do trên một đơn vị
galacturonic acid.
Trong rau quả protopectin là một vật liệu gắn kết các chùm sợi cellulose ở thành tế
bào và nằm ở gian bào để gắn các tế bào, tạo nên sự rắn chắc của rau quả khi còn xanh.
Trong quá trình chín protopectin đều bị thuỷ phân thành pectin hoà tan làm cho cường
độ lực liên kết giữa các tế bào bị giảm, thành tế bào trở nên mỏng và quả mềm dần
[22].
Vì vậy mỗi loại rau quả khác nhau, mỗi độ chín khác nhau thì tỉ lệ
protopectin/pectin hoà tan trong rau quả là khác nhau. Trong quá trình bảo quản người
ta thấy rằng: Hàm lượng protopectin giảm đi và hàm lượng pectin tăng lên [22].


9


Trong chế biến người ta có thể chuyển protopectin còn lại trong quả thành pectin
bằng cách đun nóng. Khi đó môi trường acid của trái cây sẽ tham gia vào quá trình này
và ngoài pectin còn thu được polysaccharide. Quá trình này làm cho quả mềm sau khi
chần hay gia nhiệt ở 80-85oC [25].
2.3.1.1 Tính chất vật lý của pectin
Pectin không mùi, không vị, keo pectin nhờ có các nhóm cacboxyl tự do nên
mang điện tích âm. Do đó, dễ dàng kết tủa với rượu, aceton, este hoặc benzen.
Pectin kết hợp với tanin tạo thành hợp chất không tan, kết tủa. Khi đun nóng trong
nước, pectin bị phá huỷ.
Pectin không hoà tan trong nước, NH3, Na2SO3, etylendiamin và trong glycerol.
Các pectin đều là các chất keo háo nước, khi hydrat hoá sẽ làm tăng độ nhớt của dung
dịch. Độ nhớt của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ pectin, nhiệt độ, khối lượng và
mức độ este hoá của pectin, các chất điện ly trong dung môi, độ cứng của nước .
2.3.1.2 Tính chất hóa học của pectin
Pectin hoà tan khi bị tác dụng của kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giải
phóng nhóm metoxyl dưới dạng rượu metylic và polysaccharide còn lại khi đó được
gọi là acid pectin tự do, nghĩa là acid polygalacturonic. Pectic acid có thể tạo nên dạng
muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng để
định lượng các chất pectin [12].
Pectin còn dễ dàng kết tủa bởi etanol, iso-propanol, aceton, amon sunfat, nhôm
clorua, các muối đồng, muối canxi và acid. Độ bền vững của pectin trước các enzyme
sẽ tăng khi có mặt các cation Al3+, Fe3+ .
2.3.1.3 Tính chất công nghệ của pectin.
- Tính chất tạo gel.
Khả năng tạo gel của pectin phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: chiều dài của chuỗi
pectin và mức độ metyl hoá. Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel. Nếu

phân tử pectin có chiều dài quá thấp thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử dụng liều
lượng cao [12].

10


Tuỳ thuộc vào chỉ số metoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3-5%) ở phân tử pectin mà
các kiểu kết hợp giữa chung sẽ khác nhau trong việc tạo gel. Khi pectin có chỉ số
metoxyl cao (mứt quả nghiền, nước quả đông) mức độ hydrat hoá có thể giảm thấp
nhờ thêm đường còn độ điện tích sẽ hạ đi nhờ thêm ion H+ hoặc đôi khi chính nhờ độ
acid của quả chế biến. Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau
chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl. Kiểu liên kết này không bền do
đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại
gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin [12].
Khi chỉ số metoxyl cuả pectin thấp, cũng có nghĩa là tỉ lệ các nhóm –COO- cao thì
các liên kết giữa các phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hoá trị hại đặc biệt là
Ca2+. Có thể tạo gel khi dùng một lượng canxi dưới 0,1% miễn là chiều dài phân tử
pectin phải đạt mức độ nhất định. Khi đó gel được hình thành ngay cả khi không thêm
đường và acid. Ý nghĩa thực tế của các pectin có chỉ số metoxyl thấp là nó cho phép
chế tạo được mứt quả đông, sữa đông mà không cần thêm đường hoặc tạo được thịt
đông có độ bền ngay cả ở khí hậu nhiệt đới (khác với đông gelatin). Gel pectin có chỉ
số metoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel aga- aga [12].
- Sự tạo gel đường- đường acid:
Để sản xuất loại gel này người ta dùng pectin có chỉ số metoxyl cao lấy từ nguồn
quả dùng làm mứt, nước đông quả và mứt quả nghiền. Ngoài yếu tố chiều dài của phân
tử pectin trong nguyên liệu, cần phải xét đến nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của
gel được tạo thành. Khi dùng một nguyên liệu có chứa một loại pectin nhất định thì
các yếu tố lưu lượng pectin, lượng đường và pH môi trường góp phần tạo nên một cân
bằng mà thiếu gel thì sẽ không hình thành. Đối với các gel nghèo pectin, gel chỉ được
tạo nên ở pH acid cao, và lượng đường cuối cùng phải khá lớn. Với loại quả có hàm

lượng pectin cao thì giới hạn pH và hàm lượng đường đưa vào có thế biến đổi trong
một giới hạn rộng mà vẫn cho phép tạo được gel. Để tạo thành gel pectin có thể thêm
đường saccarose với tỉ lệ bão hoà đường 65-75% và tạo môi trường có pH bằng 3.13.5 nhờ các acid hữu cơ như citric acid [12].
Trong sản xuất nước rau quả, sự có mặt của pectin sẽ gây khó khăn cho các nhà
sản xuất do các đặc điểm sau: Pectin hoà tan giữ dịch quả ở lại bã trong suốt quá trình

11


ép sẽ làm giảm hiệu suất thu hồi. Nó hoà tan có mặt trong dung dịch làm cho độ nhớt
dung dịch tăng lên cản trở quá trình lọc gây ảnh hưởng tới việc làm trong dịch quả. Độ
nhớt cao gây khó khăn cho việc cô đặc dịch quả. Pectin hoà tan có thể gây ra các cấu
tử bền khiến cho dịch quả bị đục trở lại, phân lớp trong quá trình bảo quản tồn trữ.
2.3.2 Enzyme pectinase và ứng dụng của nó trong sản xuất rƣợu táo
2.3.2.1 Cơ chế tác dụng của enzyme Pectinase
Cũng như mọi enzyme nói chung, enzyme pectinnase có khả năng xúc tác và có
tính đặc hiệu cao, vì vậy chúng có thể làm biến đổi rất nhanh chóng về mặt hoá học
của một nguyên tử nào đó trong nguyên liệu mà không gây ảnh hưởng gì tới cấu trúc
khác cũng có mặt trong nguyên liệu đó. Hơn nữa, các chất có trong rau quả (ở dạng
không hoà tan) lại là cơ chất mà các enzyme này rất dễ tác dụng để chuyển hoá thành
các chất hoà tan [1].
Pectinase là nhóm enzyme xúc tác sự phân tách các hợp chất pectin thành các hợp
phần khác nhau. Dựa vào tính đặc hiệu xúc tác, các pectinase được chia thành ba
nhóm chủ yếu [1].

 Pectinesterase(PE).
Là các enzyme xúc tác sự thuỷ phân liên kết este trong phần tử pectin hoặc acid
(các chuỗi polygalacturonic acid có độ metoxyl hoá thấp). Sản phẩm tạo thành là
metanol và các polygalacturnic acid. Các hợp chất có độ metoxyl hoá càng cao thì ái
lực của enzyme này càng lớn. Sự thuỷ phân chỉ xảy ra ở liên kết este liền kề với nhóm

cacboxyl tự do [22] [9].

 Hydrolase
Là enzyme xúc tác thuỷ phân các liên kết 1-4 glucoside nằm trong phân tử pectin.
Tuỳ theo tính đặc hiệu cơ chất của enzyme, tuỳ theo độ metoxyl hoá mà enzyme này
được chia thành hai nhóm:
Polymetyl galacturonase (PMG): Xúc tác thuỷ phân các liên kết glucoside nằm
trong chuỗi mạch polygalacturonic có độ metoxyl hoá cao như protopectin và pectin.
Enzyme này có ái lực với gốc galacturonic acid đã metoxyl hoá. Hoạt tính của enzyme
này sẽ bị giảm khi có mặt của enzyme pectinesterase (PE) trong môi trường [20]. Tuỳ
12


thuộc vị trí liên kết bị phân cắt mà có enzyme này tiếp tục được chia thành hai nhóm
nhỏ:
+ Endo – Polymetyl galacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết
glucoside nội mạch của choouix polymetyl galacturonic [9].
COOH

COOCH3

COOCH3

COOCH3

COOH

COOCH3

+ Exo – Polymetyl galacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân liên kết glucoside ở

đầu mạch để tách từng gốc galacturonase acid ra khỏi phân tử pectin, bắt đầu từ đầu
không khử.[9]

COOCH3

COOCH3

COOCH3

Polymetyl galacturonase (PG): Xúc tác thuỷ phân liên kết glucoside của chuỗi
polygalacturonic có độ metoxyl hoá thấp như pectic acid và pectinic acid. Enzyme này
có ái lực với nhóm cacboxyl tự do. Hoạt tính của enzyme này được tăng cường nếu có
mặt của enzyme pectinesterase (PE) trong môi trường [9]. Tuỳ thuộc vị trí liên kết được
phân cắt mà enzyme này được chia thành hai nhóm nhỏ:
+ Endo – Polygalacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucoside ở
giữa mạch của các phân tử pectic acid [9].

COOCH3

+ Exo – Polygalacturonase: Xúc tác sự thuỷ phân các liên kết glucoside ở đầu
mạch của phân tử pectic acid hoặc pectinic acid.[9]
COOH

COOH

COOCH3 COOH

13

COOH


COOCH3


 Transeliminase (TE):
Xúc tác phân cắt liên kết 1–4 glucoside của chuỗi polygalacturonic. Khi liên kết bị
đứt, nguyên tử hydro từ nguyên tử cacbon thứ năm (C5) của gốc galacturonic acid này
được chuyển cho nguyên tử cacbon thứ nhất (C1) của gốc galacturonic acid khác. Kết quả
là sẽ hình thành các đơn vị galacturonic acid có chứa nối đôi. Phản ứng thường xảy ra
trong môi trường kiềm yếu hoặc trung tính [10].
Dựa vào tính đặc hiệu cơ chất, vào mức độ metoxyl hoá và vào vị trí liên kết được
phân cắt mà enzyme này cũng chia thành các nhóm như sau:
+ Pectintranseliminase(PTE): Có ái lực đối với đối với hợp chất pectin có độ
metoxyl hoá cao. Nhóm enzyme này bao gồm: Endo- PTE và Exo- PGTE [10].
+ Polymetyl galacturonaselimilase (PGTE): Có ái lực đối với chất pectin có độ
metoxyl hoá thấp. Nhóm enzyme này bao gồm: Endo- PGTE và Exo- PGTE
[10].
Ngoài ra còn có enzyme protopectinase xúc tác sự phân giải protopectin không tan
thành pectin hoà tan. Các enzyme thuỷ phân pectin có tính bền nhiệt và pH hoạt động
tối ưu khác nhau. Nhiệt độ tối ưu của enzyme này nằm trong khoảng 35-52oC [10].
2.3.3 Ứng dụng của enzyme trong chế biến rƣợu táo
Trong sản xuất thực phẩm, người ta thường sử dụng các chế phẩm pectinase dưới
dạng tinh khiết. Người ta không dùng chế phẩm dưới dạng canh trường nấm mốc sấy khô
để tránh sản phẩm có mùi vị lạ có tác dụng xấu, pectinase thường được sử dụng trong
công nghiệp đồ uống và công nghiệp rau quả [3] [22].
Trong sản xuất rượu cũng như trong sản xuất rượu táo, nước quả và đồ uống
không cồn đều có sử dụng enzyme pectinase một cách có hiệu quả. Nhờ có tác dụng
của pectinase mà các quá trình ép, lọc và làm trong dịch quả rất dễ dàng do đó làm
tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm. Theo các nhà nghiên cứu, đưa enzyme pectinese vào
khâu nghiền dịch quả sẽ làm tăng hiệu suất ép lên 15÷25%. Điều đó được giải thích:

Trong khối quả nghiền chứa pectin làm cho nó có trạng thái keo do đó khi ép dịch quả
không thoát ra được, nhưng nhờ enzyme pectinase đã phân hủy hợp chất pectin làm

14