- 5 -
- Thiết lập cơ sở khoa học cho việc ứng dụng enzyme trong
chế biến cà phê tại Việt Nam.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài
- Việc sử dụng chế phẩm enzyme trong quá trình sản xuất cà
phê ở giai ñoạn tách nhớt ñể loại bỏ lớp nhớt ngoài vỏ thóc bao
quanh nhân cho sản phẩm là cà phê thóc ướt sạch nhớt ñể thuận tiện
cho phơi sấy.
- So với các phương pháp trước ñây thì việc sử dụng chế
phẩm enzyme vào sản xuất sẽ có thể tiết kiệm chi phí sản xuất, hạ giá
thành sản phẩm, nâng cao chất lượng cà phê ñể tăng tính cạnh tranh
của sản phẩm cà phê Việt Nam trên thị trường thế giới.
- Ngoài ra nó còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường,
giảm ñược lượng nước rửa, giảm chỉ số BOD
5
và TSS trong nước
thải theo phương pháp chế biến ướt.
6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
Luận văn gồm các chương và các phần chính như sau:
Mở ñầu
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục.
- 6 -
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHẾ BIẾN CÀ PHÊ
1.1.1. Các chủng loại/giống cà phê
1.1.2. Cấu tạo của quả cà phê
1.1.3. Phương pháp chế biến cà phê nhân
1.1.4. Tổng quan về chất lượng hạt cà phê, các yếu tố tác ñộng
ñến chất lượng
1.2. TỔNG QUAN VỀ ENZYME
1.2.1. Giới thiệu về chế phẩm enzyme pectinase
1.2.2. Pectin và cơ chế tác dụng của pectinase
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.3.1. Các công trình trong nước
1.3.2. Các công trình ngoài nước
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Nguyên liệu
Quả cà phê vối chín ñược thu hoạch vào tháng 11- 12/2010
và tháng 01/2011 từ các vườn cây của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông
lâm nghiệp Tây Nguyên.
2.1.2. Các enzyme sử dụng trong nghiên cứu
Các enzyme th
ương phẩm do các hãng/ công ty ña quốc gia
sản xuất và có ñại diện tại Việt Nam, gồm: Lumipect-CP, Rohapect®
10L, Rohament® pulpex, Pectinex® Ultra SP-L.
- 7 -
2.2. MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Bố trí thí nghiệm
2.3.1.1. Thành phần hóa học chủ yếu trong lớp nhớt cà phê vối
2.3.1.2. Lựa chọn loại chế phẩm enzyme thích hợp ñể xử lý lớp
nhớt cà phê vối
2.3.1.3. Xác ñịnh liều lượng enzyme thích hợp cho xử lý lớp nhớt
của cà phê thóc
2.3.1.4. Xác ñịnh pH thích hợp ñể chế phẩm có hiệu lực cao nhất
2.3.1.5. Xác ñịnh nhiệt ñộ tối ưu ñể chế phẩm có hiệu lực cao nhất
2.3.2. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xác ñịnh
2.3.2.1. Phương pháp tiến hành làm mẫu thí nghiệm
2.3.2.2. Phương pháp lấy mẫu
2.3.2.3. Xác ñịnh ñộ nhớt
2.3.2.4. Xác ñịnh pH nước rửa cà phê sau ủ
2.3.2.5. Xác ñịnh ñộ ẩm nhân
2.3.2.6. Tỉ lệ cà phê nhân khô thu ñược ở ẩm ñộ 12,5%
2.3.2.7. Phương pháp xác ñịnh tỷ lệ sạch nhớt cà phê thóc tươi sau
ủ enzyme
2.3.2.8. Phương pháp toán học
Các phương pháp này ñược xử lý bởi các phần mềm chuyên
dùng trong nông nghi
ệp và công nghiệp thực phẩm MSTATC 1.2 for
Windows (2005), Excel (2003).
- 8 -
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHỦ YẾU CỦA LỚP NHỚT
CÀ PHÊ VỐI
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của lớp nhớt cà phê vối
STT Thành phần Hàm lượng (%)
1 Nước 82
2 Pectins tổng số 2,0
3 Đường khử 2,2
4 Đường không khử 2,0
5 Cellulose, tro 1,2
6 Khác 10,6
Ghi chú: Kết quả phân tích tại Viện Công nghiệp Thực phẩm
Hà Nội
Từ những kết quả trên cho thấy, thành phần hóa học của lớp
nhớt quả cà phê phụ thuộc giống và sự khác nhau về lãnh thổ, vị trí
ñịa lý,…mà thành phần lớp nhớt ñược tạo nên chủ yếu là do hợp chất
pectin và ñường. Chính vì thế, ñể tách lớp nhớt ñược dễ dàng cần
nghiên cứu phương pháp tách cho hiệu quả cao nhất. Chúng tôi sẽ
nghiên cứu phương pháp tách nhớt bằng cách sử dụng enzyme, tùy
theo hàm lượng pectin có trong quả cà phê ñể ta có thể ñiều chỉnh
liều lượng sử dụng enzyme pectinase bổ sung vào cho phù hợp,
nhằm tăng tối ña khả năng làm sạch lớp nhớt của hạt cà phê thóc, và
giảm thiểu tác ñộng xấu ñến chất lượng cà phê nhân thành phẩm.
3.2. XÁC ĐỊNH CHẾ PHẨM ENZYME THÍCH HỢP ĐỂ XỬ
LÝ L
ỚP NHỚT QUẢ CÀ PHÊ VỐI
Hình 3.1 biểu diễn quá trình giảm ñộ nhớt của dịch chiết
bằng số tương ñối (%) trong ñó ñộ nhớt của dịch chiết trước khi xử
- 9 -
lý enzyme là 270 mPa.s tương ứng 100%. Với ñối chứng sau 30 phút
ñộ nhớt vẫn còn 97,5%, trong khi các công thức ñược xử lý enzyme
sau 30 phút ñộ nhớt chỉ còn 6 - 35%. Sau 84 phút, ñộ nhớt của ñối
chứng (dịch nhớt) vẫn còn 92,0%, trong khi ñộ nhớt của các công
thức xử lý enzyme chỉ còn dưới 10%.
1 , 5
100
35,1
10,4
6, 2 3 , 6
5 , 9
9 , 6
9 8 , 1
9 2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84
Thời gian x ử lý (phút)
Độ nhớt tương ñối (%)
Lumipect - CP Rohapect® 10L
Rohament® Pulpex Pectinex® Ultra SP-L
Đối chứng Dịch nhớt Đối chứng Nước
Hình 3.1. Sự thay ñổi ñộ nhớt của dịch chiết xuất lớp nhớt cà phê
vối sau khi xử lý các loại enzyme khác nhau
Trong 4 chế phẩm enzyme thử nghiệm, Lumipect-CP (chứa
Polygalacturonase ñơn lẻ) có hiệu lực thấp (sau 30 phút xử lý, ñộ
nhớt của dịch chiết vẫn còn 35%) còn lại 3 enzyme khác có hiệu lực
rất tốt, sau 30 phút làm ñộ nhớt của dịch chiết giảm chỉ còn 5 - 10%.
Tuy nhiên trong 3 loại này, Pectinex® Ultra SP-L (chứa chủ yếu
Polygalacturonase và tỷ lệ nhỏ hemicellulase) có hiệu lực kém hơn
hai lo
ại còn lại.
- 10 -
Từ kết quả thử nghiệm 4 chế phẩm enzyme, ñã loại ñược hai
chế phẩm là Lumipect-CP và Pectinex® Ultra SP-L; sơ tuyển ñược 2
loại chế phẩm enzyme là Rohapect® 10L và Rohament® Pulpex.
Mặt khác, xét về tính sử dụng thì Rohament® Pulpex phức
tạp và rườm rà hơn Rohapect® 10L và lại có nguy cơ làm chất lượng
sản phẩm không ñồng ñều nếu các thao tác xử lý không ñược thực
hiện nghiêm túc. Tôi quyết ñịnh chọn chế phẩm Rohapect® 10L ñể
làm các thử nghiệm tiếp theo.
3.3. XÁC ĐỊNH LIỀU LƯỢNG ENZYME THÍCH HỢP CHO
XỬ LÝ LỚP NHỚT QUẢ CÀ PHÊ VỐI
3.3.1. Kết quả xác ñịnh liều lượng enzyme thích hợp cho xử lý
thời gian 2 giờ
3.3.1.1. Mức ñộ sạch nhớt của cà phê thóc sau xử lý enzyme 2 giờ
97
96
86
65
10
98
67
95
86
80
75
100
100
98
95
95
84
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300 350
Liều lượng (ppm)
Tỷ lệ sạch nhớt (% )
Tỉ lệ 10 cà phê/5 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/4 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/3 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/2 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/1 nước
Hình 3.2. Hi
ệu quả xử lý lớp nhớt của enzyme Rohapect® 10L ở
các liều lượng khác nhau xử lý 2 giờ
- 11 -
Kết quả thu ñược ở hình 3.2 cho thấy, mức ñộ sạch nhớt tăng
dần theo sự tăng liều lượng enzyme. Tuy nhiên tỉ lệ sạch nhớt từ
90% trở lên mới ñược coi là sạch thì trong 6 công thức về liều lượng
ở tỷ lệ cà phê/nước là 10/5, 10/4, 10/3 chỉ có hai liều lượng là 300
ppm và 350 ppm mới ñáp ứng yêu cầu tách lớp nhớt ra khỏi vỏ thóc
tốt nhất, còn với tỷ lệ 10/2 nhớt ñược làm sạch ở liều lượng 250 ppm.
Riêng ñối với tỷ lệ 10/1 chỉ với liều lượng 150 ppm hạt cà phê thóc
ñã sạch nhớt.
Kết quả còn cho thấy, tỉ lệ cà phê/nước càng cao thì mức ñộ
sạch nhớt của cà phê thóc càng cao. Tỉ lệ 10 cà phê/1 nước có mức
ñộ sạch nhớt khá cao ở các nồng ñộ từ 150 - 350 ppm, và ñáng chú ý
là chỉ với liều lượng enzyme 150 ppm thì tỉ lệ sạch nhớt ñã ñạt tới
95%.
3.3.1.2. Ảnh hưởng của liều lượng Rohapect® 10L tới khối lượng
sản phẩm
33
30,1
31,3
30,9
34,4
33,3
32,4
31,6
31,4
31,1
33,5
33,3
32,4
31,6
33,8
33,7
31,3
31,4
30,9
32,2
33,4 34,1
31,4
34,3
35
32,2
31,8
31,4
32,3
36,2
34,4
34,5
35,1
35,3
35,3
29
30
31
32
33
34
35
36
37
0 50 100 150 200 250 300 350
Liều lượng (ppm)
Tỷ lệ cà phê nhân thu hồi (%)
Tỉ lệ 10 cà phê/5 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/4 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/3 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/2 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/1 nước
Hình 3.3. T
ỷ lệ nhân thu hồi ở các liều lượng enzyme Rohapect®
10L khác nhau xử lý 2 giờ
- 12 -
Từ kết quả hình 3.3 cho thấy, tỉ lệ cà phê nhân khô thu ñược
ở ẩm ñộ 12,5% lại có xu hướng giảm dần theo sự tăng của liều lượng
enzyme Rohapect® 10L từ 150 - 350 ppm.
Kết quả cũng cho thấy khối lượng cà phê nhân thu ñược tăng
dần theo sự tăng của tỉ lệ cà phê/nước và sự khác biệt về tỉ lệ cà phê
nhân thu ñược. Ở tỉ lệ 10 cà phê/1 nước thì khối lượng cà phê nhân
khô ñạt cao nhất so với các tỉ lệ khác.
Tóm lại, liều lượng chế phẩm enzyme Rohapect®10L thích
hợp nhất ñể xử lý lớp nhớt cà phê vối trong thời gian 2 giờ là 150
ppm (tính theo khối lượng cà phê thóc ướt còn nhớt) với tỉ lệ pha
trộn 10 cà phê/1 nước.
3.3.2. Kết quả xác ñịnh liều lượng enzyme thích hợp cho xử lý
lớp nhớt với thời gian 10 giờ
3.3.2.1. Mức ñộ sạch nhớt của cà phê thóc sau xử lý enzyme 10 giờ
62
81
96
85
9999
90
100
95
79
15
25
35
45
55
65
75
85
95
105
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Liều lượng (ppm)
Tỷ lệ sạch nhớt (%)
Tỉ lệ 10 cà phê/5 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/4 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/3 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/2 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/1 nước
Hình 3.4. Hi
ệu quả xử lý lớp nhớt của enzyme Rohapect® 10L ở
các liều lượng khác nhau xử lý 10 giờ
- 13 -
Kết quả hình 3.4 cho thấy mức ñộ sạch nhớt của cà phê thóc
tăng khi liều lượng enzyme tăng. Ở các tỉ lệ cà phê/nước khác nhau
thì mức ñộ sạch nhớt của cà phê thóc ñều tăng dần theo liều lượng
enzyme.
Tuy nhiên tỉ lệ sạch nhớt từ 90% trở lên mới ñược coi là sạch
thì trong 6 công thức về liều lượng thì công thức ở liều lượng 40 ppm
và 50 ppm ñều chưa ñảm bảo ñộ sạch ở tất cả các tỷ lệ nước, còn với
liều lượng 60 ppm thì mức ñộ sạch nhớt của cà phê thóc ñạt 95% ở tỷ
lệ cà phê/nước 10/3, và sau ñó tăng dần ở các liều lượng tiếp theo và
ñạt cao nhất ở liều lượng 90 ppm ñã ñảm bảo ñược ñộ sạch nhớt ở tất
cả các tỷ lệ cà phê/nước.
Kết quả còn cho thấy, tỷ lệ cà phê/nước càng cao thì mức ñộ
sạch nhớt của cà phê thóc càng cao.
3.3.2.2. Ảnh hưởng của liều lượng Rohapect® 10L tới tới khối
lượng sản phẩm
34,7
35,7
36
35
36,9
35,6
34,4
36,6
34,3
36,7
34,2
36
34,6
35,3
34
35
36
37
38
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
liều lượng (ppm)
Tỷ lệ nhân thu hồi (%)
Tỉ lệ 10 cà phê/5 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/4 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/3 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/2 nước
Tỉ lệ 10 cà phê/1 nước
Hình 3.5. T
ỷ lệ nhân thu hồi ở các liều lượng enzyme Rohapect®
10L khác nhau xử lý 10 giờ
- 14 -
Kết quả ở hình 3.5 cho thấy giữa liều lượng enzyme và tỉ lệ
cà phê nhân khô ở ẩm ñộ 12,5% có sự tương quan nghịch với nhau;
tức là liều lượng enzyme càng cao thì tỉ lệ cà phê nhân khô thu ñược
càng thấp. Tỉ lệ cà phê nhân thu ñược giảm dần theo sự tăng của liều
lượng enzyme Rohapect® 10L từ 40 - 90 ppm.
Kết quả cũng cho thấy tỉ lệ nhân thu hồi ñạt cao nhất ở tỉ lệ
cà phê/nước là 10/5 và thấp nhất ở tỉ lệ cà phê/nước 10/1. Chênh lệch
giữa tỉ lệ thu hồi cao nhất và tỉ lệ thu hồi thấp nhất là 1%. Do vậy,
kết hợp với sự ñánh giá mức ñộ sạch nhớt, chúng tôi chọn tỷ lệ cà
phê/nước là 10/3.
3.4. XÁC ĐỊNH pH THÍCH HỢP ĐỂ CHẾ PHẨM ENZYME
CÓ HIỆU LỰC CAO NHẤT
3.4.1. Xử lý 2 giờ với các công thức liều lượng enzyme cao
94,3
95
95,7
96
96,7
95,7
94,3
91,3
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
Tỷ lệ sạch nhớt (%)
3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7
pH
Hình 3.6. Ảnh hưởng của pH tới mức ñộ sạch nhớt của cà phê
thóc x
ử lý 2 giờ
Kết quả hình ở 3.6 cho thấy, với thời gian ủ 2 giờ chế phẩm
enzyme Rohapect®10L hoạt hóa lớp nhớt của hạt cà phê vối trong
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét