Tài liệu Nghiên cứu chế biến đa dạng các sản phẩm từ khóm cầu đúc hậu giang và tận dụng phế liệu cho quá trình trích ly enzyme bromelin

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH HẬU GIANG SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI CẤP TỈNH NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN ĐA DẠNG CÁC SẢN PHẨM TỪ KHÓM CẦU ĐÚC HẬU GIANG VÀ TẬN DỤNG PHẾ LIỆU CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ENZYME BROMELIN Cơ quan chủ trì: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS. NGUYỄN MINH THỦY HẬU GIANG - 2013 THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI 1. Tên đề tài (dự án): Nghiên cứu chế biến đa dạng các sản phẩm từ khóm Cầu Đúc Hậu Giang và tận dụng phế liệu cho quá trình trích ly enzyme bromelin Lĩnh vực: Nông Nghiệp 2. Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy 3. Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Cần Thơ Địa chỉ: Khu II, đường 3/2, Q. Ninh Kiều, TP. Cần Thơ Số điện thoại: 0710.3830604 4. Danh sách cán bộ tham gia chính TT Họ và tên Học vị Chức Danh Đơn vị công tác 1 Nguyễn Văn Thành TS. PGS Viện nghiên cứu và phát triển CNSH, ĐHCT 2 Nguyễn Phú Cường KS Nghiên cứu viên BM. CNTP, Khoa NN&SHƯD, ĐHCT 3 Dương Kim Thanh KS Phục vụ giảng dạy BM. CNTP, Khoa NN&SHƯD, ĐHCT 4 Nguyễn Tuyền Th.S Giảng viên BM. CNTP, Khoa NN&SHƯD, ĐHCT 5 Đinh Công Dinh KS Nghiên cứu viên BM. CNTP, Khoa NN&SHƯD, ĐHCT 6 Hồ Thanh Hương KS Nghiên cứu viên BM. CNTP, Khoa NN&SHƯD, ĐHCT Thị Mỹ 5. Thời gian thực hiện đã được phê duyệt: Năm bắt đầu : 2011 Năm kết thúc: 2013 6. Thời gian kết thúc thực tế (thời điểm nộp báo cáo kết quả): Tháng 12/2013 7. Kinh phí thực hiện đề tài: 667.954.000 đồng (Sáu trăm sáu mươi bảy triệu chín trăm năm mươi bốn ngàn đồng). i KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI 1. Kết quả nghiên cứu 1.1. Ý nghĩa khoa học của kết quả nghiên cứu - Hoạt động xây dựng bảng màu của khóm là biện pháp hữu hiệu để kiểm soát chất lượng trong các giai đoạn sau thu hoạch. Các hoạt động thực hiện như: thu hoạch trái đúng thời điểm, chụp hình mẫu cùng với biện pháp phân tích chất lượng (các chỉ tiêu lý hóa học) sẽ giúp người sử dụng (i) biết chất lượng nguyên liệu tại thời điểm ăn hoặc có hướng chọn lựa nguyên liệu đúng cho quá trình sản xuất (về mặt chất lượng), (ii) thỏa mãn nhu cầu và giá cả giữa người mua và người bán (khi biết chất lượng bên trong theo màu sắc trái), (iii) khả năng tồn trữ và sự thay đổi các chỉ tiêu chất lượng của trái sau thu hoạch (dựa vào bảng màu). - Các quá trình chế biến sản phẩm khóm đa dạng được thực hiện với các công nghệ sẵn có (công nghệ cổ truyền kết hợp với công nghệ hiện đại-sử dụng các biện pháp hóa học và sinh học) sẽ tạo ra sản phẩm với chất lượng đạt chuẩn. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cũng được kiểm soát trong toàn bộ quá trình sản xuất, các công nghệ được cải tiến bằng việc áp dụng khoa học kỹ thuật (thiết bị, các tác động về mặt sinh học cho quá trình sản xuất) sẽ là tiền đề tốt cho hoạt động sản xuất với chất lượng được kiểm soát, giảm được mối nguy và nâng cao an toàn cho sản phẩm. Sản phẩm từ trái khóm gia tăng sẽ giúp người dân tăng thu nhập và cải thiện cuộc sống. - Các kỹ thuật mới được áp dụng trong một vài công đoạn của quá trình sản xuất, ví dụ nấm men thuần chủng được sử dụng cho tiến trình lên men rượu sẽ tăng hiệu suất tạo rượu và hạn chế các yếu tố có hại (methanol). Công nghệ enzyme được áp dụng trong giai đoạn làm trong rượu (sau lên men) sẽ rút ngắn được thời gian rất nhiều so với các biện pháp trước đây (lắng tự nhiên hoặc bằng các tác nhân khác: gelatin, agar…). Ngoài ra, hoạt động tồn trữ sản phẩm được thiết kế thêm trong khoảng nhiệt độ thấp cũng có thể được xem là biện pháp nâng cao và cải thiện chất lượng thành phẩm theo công nghệ tương tự các nước tiên tiến đã áp dụng. - Các biện pháp hóa học được sử dụng cho quá trình trích ly enzyme bromelin, phương thức sấy (đông khô, chân không hoặc sấy lò) được áp dụng cùng với việc chọn lựa nhiệt độ và biện pháp tồn trữ enzyme thích hợp sẽ giúp (i) nâng cao hiệu suất trích ly enzyme bromelin, (ii) sản phẩm có hoạt độ cao và độ ẩm ii thích hợp cho quá trình tồn trữ và (iii) biện pháp tồn trữ và sử dụng nguồn enzyme này trong thời gian dài sau khi trích ly. 1.2. Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quả khoa học. Toàn bộ các hoạt động nghiên cứu và kết quả thu được sẽ mở hướng cho việc (i) sử dụng nguyên liệu có chất lượng đúng theo yêu cầu của quá trình sản xuất hoặc tồn trữ, (ii) giúp cho các nhà máy sản xuất (hoặc quy mô sản xuất nhỏ) có thể định hướng chế biến các sản phẩm đa dạng từ khóm và (iii) tận dụng nguồn phế phẩm (vỏ khóm) cho quá trình trích ly enzyme bromelin (sử dụng cho quá trình chế biến thực phẩm và giảm nhẹ mối nguy ô nhiễm môi trường). Các kết quả nghiên cứu khoa học hoàn toàn có khả năng ứng dụng vào thực tiễn với điều kiện chế biến hộ gia đình, quy mô sản xuất nhỏ hoặc vừa. 2. Các sản phẩm khoa học 2.1. Các bài đã tham gia hội thảo khoa học Trường Đại học Cần Thơ (02) + Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Thị Nếp, Nguyễn Phú Cường, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, Đinh Công Dinh, Huỳnh Trần Toàn. 2012. Tác động của các thành phần bổ sung và điều kiện xử lý đến chất lượng sản phẩm nước khóm (Cầu Đúc, Hậu Giang) - chanh dây. Kỷ yếu HNKH PT NN bền vững. Chuyên đề Công nghệ sau thu hoạch - Công nghệ thực phẩm và Quản lý chuỗi giá trị, trang 115-125. + Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Trần Thị Quế, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, Nguyễn Phú Cường, Huỳnh Trần Toàn. 2012. Sử dụng nấm men phân lập và thuần chủng cho quá trình lên men rượu vang khóm (Cầu Đúc, Hậu Giang). Kỷ yếu HNKH PT NN bền vững. Chuyên đề Công nghệ sau thu hoạch - Công nghệ thực phẩm và Quản lý chuỗi giá trị, trang 126-134. 2.2. Bài đã đăng trên Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ (08) + Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Phú Cường, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền và Phạm Hữu Phước. 2011. Biện pháp làm trong và ổn định sản phẩm rượu vang khóm. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 18b, trang 73–82. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. + Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Trần Thị Quế, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền. 2013. Phân lập, tuyển chọn và định danh nấm men trong lên men rượu vang khóm. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 25, trang 27–35. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. iii + Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy và Dương Thị Diễm Trang. 2013. Tận dụng phế phẩm khóm Cầu Đúc (Hậu Giang) cho quá trình trích ly enzyme bromelain. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 26, trang 27–35. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. + Nguyễn Minh Thủy, Trần Thị Kim Ngân, Đinh Công Dinh và Hồ Thanh Hương. 2013. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến bánh nướng nhân khóm. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 27, trang 40–47. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. + Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Thị Nếp, Nguyễn Phú Cường, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, Đinh Công Dinh và Hồ Thanh Hương. 2013. Khảo sát ảnh hưởng của các thành phần bổ sung và điều kiện xử lý đến chất lượng nước khóm - chanh dây. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 27, trang 48–55. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. + Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Trần Thị Quế, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, Nguyễn Phú Cường và Huỳnh Trần Toàn. 2013. Lên men rượu vang khóm (Ananas comosus) Cầu Đúc (Hậu Giang) bằng nấm men phân lập và thuần chủng. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Vol. 27, trang 5663. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. ISSN 1859-2333. + Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Thị Tố Như, Nhan Minh Trí, Đinh Công Dinh, Nguyễn Phú Cường, Hồ Thanh Hương. 2013. Ảnh hưởng của các điều kiện tiền xử lý đến chất lượng khóm sấy (Cầu Đúc - Hậu Giang). Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Vol…. , trang ….. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. + Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Minh Thủy, Lê Hà Ny, Lê Trung Hiếu. 2013. Trích ly enzyme bromelain từ phế phẩm khóm Cầu Đúc Hậu Giang. Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Vol. 28, trang 21-27. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. iv 3. Kết quả tham gia đào tạo 3.1. Đào tạo thạc sĩ (05) TT Họ và tên học viên Tên luận văn Cấp đào tạo Ghi chú PGS.TS. Nguyễn Phân lập, tuyển chọn và Minh Thủy. ứng dụng nấm men tự Cao học TS. Nguyễn Văn nhiên lên men rượu vang Thành – Đã hoàn khóm. thành tháng 02/2012. 1 Trần Thị Quế 2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản Trần Thị xuất nước khóm cô đặc từ Cao học Thanh Thúy khóm Cầu Đúc, Hậu Giang. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 11/2012. 3 Nguyễn Tố Như Ảnh hưởng các điều kiện Thị xử lý đến chất lượng sản Cao học phẩm khóm sấy (Cầu ĐúcHậu Giang). PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 11/2012. 4 Nguyễn Nếp Tác động của các thành phần bổ sung và điều kiện Thị xử lý đến chất lượng sản Cao học phẩm nước khóm - chanh dây. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 11/2012. 5 Ảnh hưởng của các yếu tố đến quy trình trích ly Dương Thị enzyme bromelin thô từ Cao học Diễm Trang phụ phế phẩm khóm cầu đúc. TS. Nguyễn Thành. Văn PGS. TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 11/2012. v 3.2. Đào tạo đại học (16) TT Họ và tên học viên Tên luận văn Cấp đào tạo Ghi chú Ảnh hưởng phương pháp xử lý bằng enzyme Mỹ pectinase đến hiệu suất Đại học trích ly và chất lượng dịch khóm. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 2 Trần Thảo Khảo sát các yếu tố ảnh Ngọc hưởng đến quá trình sản Đại học xuất khóm tươi (dạng chuẩn bị sẵn). PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 3 Lê Nguyễn Thị Xây dựng bảng màu khóm Đại học Thanh Loan Cầu Đúc – Hậu Giang. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 4 Ảnh hưởng của các yếu tố Phạm Văn Mỹ đến chất lượng sản phẩm Đại học Hưng khóm sấy. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 5 Hồ Thị Tiên Ảnh hưởng của phương Thủy pháp xử lý và nhiệt độ ủ Đại học đến hiệu suất trích ly và chất lượng dịch khóm. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 6 Nghiên cứu các yếu tố ảnh Nguyễn Thị hưởng đến quá trình sản Đại học Kim Kiều xuất nước khóm cô đặc. PGs.Ts. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 7 Huỳnh Toàn Hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang khóm từ Đại học nấm men phân lập. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 8 Trịnh Quí Tác động của các thành Đình phần bổ sung và điều kiện Đại học xử lý đến chất lượng sản phẩm nước khóm. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 9 Ảnh hưởng của độ chín và Ngô Thị Tuyết biện pháp xử lý đến chất Đại học Nhung lượng sản phẩm khóm sấy. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 1 Lê Thị Linh Trần vi TT Họ và tên học viên Tên luận văn Cấp đào tạo Ghi chú Hoàn thiện quy trình sản xuất mứt đông khóm– Đại học chanh dây. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Tháng 12/2011 Nguyễn Trung Ảnh hưởng của kali Chí sorbate và chế độ thanh Đại học trùng đến khả năng tồn trữ nước khóm cô đặc. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011 12 Nguyễn Huệ Lan Thiết lập chế độ thanh Thị trùng cho nước khóm Đại học chanh dây trong chai thuỷ tinh và lon sắt tây. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2012. 13 Lê Thị Phương Ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng sản phẩm Đại học khóm sấy. PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2011. Bước đầu phân lập nấm men từ khóm trồng ở Hậu Kiều Giang (Long Mỹ, Vị Đại học Thanh) và Kiên Giang (Gò Quao). PGS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Đã hoàn thành tháng 12/2010. 15 Lê Hà Ny Trích ly chế phẩm enzyme bromelin từ phụ phế phẩm Đại học khóm. TS. Nguyễn Văn Thành - Đã hoàn thành tháng 5/2012. 16 Trích ly chế phẩm enzyme Lê Trung Hiếu Đại học bromelin từ thân khóm. TS. Nguyễn Văn Thành - Đã hoàn thành tháng 7/2012. 10 11 14 Lê Ngọc Vĩnh Phạm Thư Bích Cần Thơ, ngày 18 tháng 02 năm 2014 Xác nhận của tổ chức chủ trì Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Minh Thủy vii LỜI CÁM ƠN Chủ nhiệm đề tài và nhóm nghiên cứu xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt thành của các đơn vị: 1. Sở Khoa học - Công nghệ tỉnh Hậu Giang đã hỗ trợ kinh phí, theo sát các hoạt động và giúp đỡ chúng tôi hoàn thành công việc trong điều kiện tốt nhất. 2. Phòng QL-KH Trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện tốt cho chúng tôi về mặt hành chánh và quản lý đề tài. 3. BCN Khoa Nông Nghiệp & Sinh học ứng dụng (NN & SHƯD), BCN Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ đã giúp đỡ chúng tôi hoàn thành công việc. 4. Đài PT-TH tỉnh Hậu Giang đã thông tin kịp thời các nghiên cứu của đề tài trên phương tiện truyền thông của Tỉnh. 5. Các cán bộ và các em sinh viên đại học CNTP K34, CNTP K35, các học viên cao học ngành CNTP&ĐU K17 đã nhiệt tình trong các công tác điều tra, lấy mẫu và thực hiện các nghiên cứu trên đồng ruộng và trong phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa NN&SHƯD, Trường Đại học Cần thơ. Sự hỗ trợ của tất cả các đơn vị đã giúp chúng tôi hoàn thành khối lượng lớn công việc trong thời gian cho phép và là nguồn động viên to lớn cho chúng tôi trong công tác nghiên cứu khoa học và tiếp cận nhiều hơn với hoạt động sản xuất của cộng đồng. Xin chân thành cảm ơn! Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Minh Thủy viii TÓM LƯỢC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Các hoạt động nghiên cứu chủ yếu được thực hiện bao gồm (i) xây dựng bảng màu khóm Cầu Đúc Hậu Giang với 2 nhóm khóm tơ và khóm lão ở các giai đoạn tăng trưởng, thu hoạch và sau thu hoạch; (ii) khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình công nghệ chế biến đa dạng các sản phẩm dinh dưỡng từ khóm Cầu Đúc, bao gồm: khóm tươi (được chuẩn bị sẵn và là sản phẩm ăn liền), khóm sấy (sấy chân không và sấy bằng không khí nóng), khóm đóng hộp, mứt đông khóm, nước khóm-chanh dây, nước khóm cô đặc, phân lập nấm men và chế biến rượu vang khóm, bánh khóm nướng và (iii) tận dụng phế phụ phẩm trong quá trình sản xuất khóm cho hoạt động trích ly enzyme bromelin. Kết quả của nghiên cứu đã xây dựng bảng màu của trái khóm (theo thời gian trồng và phân nhóm) ở các điều kiện chín sau thu hoạch (với giá trị dinh dưỡng được phân tích và trình bày kèm theo), hoạt động này hỗ trợ cho việc chọn lựa nguyên liệu phù hợp cho quá trình chế biến từng dạng sản phẩm với chất lượng cao nhất. Kết quả cũng đã xây dựng 08 quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm từ khóm (với các công nghệ kết hợp) trên cơ sở giảm tổn thất giá trị dinh dưỡng trong quá trình chế biến với thời gian phù hợp. Các sản phẩm sản xuất ra đảm bảo được giá trị dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm theo các Quy chuẩn Việt Nam đã được công bố. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng đã xây dựng và tối ưu hóa quy trình trích ly enzyme bromelin từ phế phụ phẩm của khóm (chồi ngọn, thân khóm) bằng ammonium sulfate với nồng độ 70-80% ở 27-28oC. Chế phẩm enzyme bromelin (có màu trắng ngà) thu được từ công nghệ sấy chân không ở 35oC trong 24 giờ với hiệu suất thu hồi hoạt tính tổng cao (7075%) và độ ẩm (7-8%). Bột enzyme (chứa trong bao bì PA hoặc chai nhựa) bảo quản tốt ở nhiệt độ thấp (khoảng 5oC hoặc -20oC). Kết quả của đề tài cũng đã phổ biến cho người dân và cán bộ ở địa phương thông qua hội thảo được tổ chức tại Hậu giang, là nơi có nguồn đặc sản này. ix MỤC LỤC THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI ...........................................................................I KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI................................................................... II 1. Kết quả nghiên cứu ............................................................................................ ii 1.1. Ý nghĩa khoa học của kết quả nghiên cứu ...................................................... ii 1.2. Ý nghĩa thực tiễn và khả năng ứng dụng kết quả khoa học. ........................... iii 2. Các sản phẩm khoa học..................................................................................... iii 2.1. Các bài đã tham gia hội thảo khoa học Trường Đại học Cần Thơ (02) ......... iii 2.2. Bài đã đăng trên Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ (08)................ iii 3. Kết quả tham gia đào tạo ................................................................................... v 3.1. Đào tạo thạc sĩ (05) ....................................................................................... v 3.2. Đào tạo đại học (16)..................................................................................... vi LỜI CÁM ƠN ....................................................................................................... VIII TÓM LƯỢC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU................................................................ IX MỤC LỤC ................................................................................................................. X DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................... XIX DANH SÁCH HÌNH ...............................................................................................XX DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................... XXVIII LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ......................................................................................... 3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI............................................................... 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI........................................ 5 1.1. Lược khảo về khóm ......................................................................................... 5 1.1.1. Phân loại khóm ........................................................................................... 6 1.1.2. Thành phần hóa học của khóm.................................................................... 6 1.1.3. Công dụng của khóm................................................................................... 7 1.2. Các biến đổi xảy ra trong khóm sau thu hoạch và bảng màu trái cây.......... 8 1.2.1. Các quá trình vật lý..................................................................................... 9 1.2.2. Các quá trình sinh lý, sinh hóa.................................................................. 10 1.2.3. Bảng màu trái cây sau thu hoạch .............................................................. 10 x 1.3. Tổng quan các sản phẩm đa dạng từ khóm.................................................. 11 1.3.1. Khóm tươi (chuẩn bị sẵn).......................................................................... 11 1.3.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khóm tươi trong quá trình bảo quản.......................................................................................................... 11 1.3.1.2. Các chất phụ gia sử dụng trong quá trình xử lý................................... 12 1.3.1.3. Bao bì sử dụng trong bảo quản ........................................................... 14 1.3.2. Mứt đông khóm ......................................................................................... 14 1.3.2.1. Sơ lược về sản phẩm mứt đông........................................................... 14 1.3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel ........................................ 15 1.3.3. Rượu vang khóm ....................................................................................... 17 1.3.3.1. Công dụng của rượu vang................................................................... 17 1.3.3.2. Cơ chế của quá trình lên men.............................................................. 17 1.3.3.3. Nấm men ............................................................................................ 20 1.3.3.4. Các tác nhân ảnh hưởng đến lên men rượu vang................................. 21 1.3.3.5. Độ trong rượu vang ............................................................................ 22 1.3.4. Bánh khóm nướng ..................................................................................... 24 1.3.4.1. Vai trò của các nguyên liệu sử dụng cho quá trình sản xuất bánh khóm............................................................................................................... 24 1.3.4.2. Các hiện tượng hư hỏng thường gặp trong quá trình bảo quản bánh khóm............................................................................................................... 26 1.3.5. Nước khóm cô đặc..................................................................................... 27 1.3.5.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình cô đặc ................................................... 27 1.3.5.2. Các biến đổi của thực phẩm trong quá trình cô đặc............................. 27 1.3.6. Khóm sấy .................................................................................................. 28 1.3.6.1. Sơ lược về công nghệ sấy rau quả....................................................... 28 1.3.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy.............................................. 29 1.3.7. Sản phẩm khóm đóng hộp ......................................................................... 31 1.3.8. Sản phẩm nước khóm đóng chai thủy tinh ................................................. 32 1.4. Enzyme bromelin........................................................................................... 34 1.4.1. Sơ lược về enzyme bromelin...................................................................... 34 1.4.1.1. Đặc điểm của enzyme bromelin.......................................................... 34 1.4.1.2. Tính chất của enzyme bromelin .......................................................... 35 1.4.2. Trích ly và một số phương pháp kết tủa tách enzyme................................. 37 xi 1.4.2.1. Cơ sở chung để trích ly các enzyme.................................................... 37 1.4.2.2. Một số phương pháp kết tủa tách enzyme ........................................... 37 1.4.3. Làm khô và bảo quản chế phẩm protein enzyme........................................ 39 1.4.4. Các nghiên cứu liên quan về trích ly enzyme bromelin.............................. 39 CHƯƠNG II. PHƯƠNG TIỆN & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 41 2.1. Thí nghiệm 1. Xây dựng bảng màu khóm sau thu hoạch (STH) và khảo sát các biến đổi của khóm sau thu hoạch (ở nhiệt độ khí quyển).............. 41 2.1.1. Thí nghiệm 1.1. Xây dựng bảng màu của trái khóm ở các điều kiện chín STH............................................................................................................. 41 2.1.2. Thí nghiệm 1.2. Biến đổi chất lượng khóm theo màu sắc (thay đổi trong quá trình STH) .......................................................................................... 41 2.2. Chế biến đa dạng các sản phẩm từ khóm Cầu Đúc, Hậu Giang ................. 42 2.2.1. Thí nghiệm 2. Khóm tươi (chuẩn bị sẵn) (gồm 3 thí nghiệm)..................... 42 2.2.1.1. Thí nghiệm 2.1. Ảnh hưởng của độ chín trái khóm và CaCl2 xử lý đến chất lượng sản phẩm................................................................................. 42 2.2.1.2. Thí nghiệm 2.2. Ảnh hưởng của quá trình xử lý đến khả năng chống hóa nâu khóm tươi ................................................................................ 42 2.2.1.3. Thí nghiệm 2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng bảo quản khóm tươi........................................................................................................ 42 2.2.2. Thí nghiệm 3. Mứt đông khóm (gồm 3 thí nghiệm) .................................... 43 2.2.2.1. Thí nghiệm 3.1. Ảnh hưởng của độ chín trái khóm và tỷ lệ khóm:chanh dây đến chất lượng sản phẩm ...................................................... 43 2.2.2.2. Thí nghiệm 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin và đường bổ sung đến chất lượng và khả năng bảo quản mứt đông khóm........................................... 44 2.2.2.3. Thí nghiệm 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt đến chất lượng sản phẩm mứt đông khóm.......................... 44 2.2.3. Thí nghiệm 4. Rượu vang khóm (gồm 6 thí nghiệm) .................................. 44 2.2.3.1. Thí nghiệm 4.1. Phân lập nấm men..................................................... 44 2.2.3.2. Thí nghiệm 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng phát triển của nấm men thuần chủng. Hoạt tính của nấm men thuần chủng..................................................................................................... 46 2.2.3.3. Thí nghiệm 4.3. Khảo sát hoạt tính lên men của nấm men thuần chủng .............................................................................................................. 46 2.2.3.4. Thí nghiệm 4.4. Ảnh hưởng của mật số nấm men đến khả năng lên men và chất lượng rượu vang khóm ................................................................ 47 xii 2.2.3.5. Thí nghiệm 4.5. Ảnh hưởng của pH và hàm lượng chất khô hòa tan đến khả năng lên men và chất lượng rượu vang khóm ............................... 47 2.2.3.6. Thí nghiệm 4.6. Khảo sát ảnh hưởng của các tác nhân làm trong đến chất lượng rượu vang khóm ...................................................................... 48 2.2.4. Thí nghiệm 5. Bánh khóm (gồm 4 thí nghiệm) ........................................... 48 2.2.4.1. Thí nghiệm 5.1. Khảo sát ảnh hưởng độ chín và tỷ lệ khóm đến chất lượng bánh khóm..................................................................................... 49 2.2.4.2. Thí nghiệm 5.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ trứng, đường (so với bột mì) đến chất lượng bánh. ........................................................................... 49 2.2.4.3. Thí nghiệm 5.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nướng đến chất lượng của bánh................................................................................................ 49 2.2.4.4. Thí nghiệm 5.4. Khảo sát sự thay đổi chất lượng và khả năng bảo quản bánh ở các nhiệt độ khác nhau ................................................................ 50 2.2.5. Thí nghiệm 6. Nước khóm cô đặc (gồm 4 thí nghiệm)................................ 50 2.2.5.1. Thí nghiệm 6.1. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất chân không và thời gian (nhiệt độ được kiểm soát) đến chất lượng sản phẩm nước khóm cô đặc.............................................................................................................. 51 2.2.5.2. Thí nghiệm 6.2. Ảnh hưởng của các tác nhân xử lý đến khả năng duy trì màu sắc sản phẩm sau khi cô đặc ......................................................... 51 2.2.5.3. Thí nghiệm 6.3. Ảnh hưởng của các thành phần bổ sung: nước chanh dây, nước chanh đến khả năng duy trì màu sắc sản phẩm nước khóm cô đặc.............................................................................................................. 52 2.2.5.4. Thí nghiệm 6.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến màu sắc và khả năng tồn trữ sản phẩm...................................................... 52 2.2.6. Thí nghiệm 7. Khóm sấy (gồm 4 thí nghiệm) ............................................. 53 2.2.6.1. Thí nghiệm 7.1. Khảo sát ảnh hưởng của độ chín khóm nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm .......................................................................... 53 2.2.6.2. Thí nghiệm 7.2. Ảnh hưởng của phương pháp và thời gian xử lý đến chất lượng khóm sấy................................................................................. 53 2.2.6.3. Thí nghiệm 7.3. Ảnh hưởng của phương pháp kết hợp (thẩm thấu và sấy) đến thời gian hoàn thiện quá trình sản xuất và chất lượng khóm sấy.... 54 2.2.6.4. Thí nghiệm 7.4. Ảnh hưởng của phương pháp sấy (bằng không khí nóng, chân không) đến thời gian hoàn thiện quá trình sản xuất và chất lượng khóm sấy............................................................................................... 54 2.2.7.Thí nghiệm 8. Khóm đóng hộp (gồm 3 thí nghiệm)..................................... 55 xiii 2.2.7.1. Thí nghiệm 8.1. Khảo sát ảnh hưởng của độ chín khóm nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm .......................................................................... 55 2.2.7.2. Thí nghiệm 8.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dịch đường và tỷ lệ khóm:nước đường đến khả năng chấp nhận sản phẩm. ............................ 56 2.2.7.3. Thí nghiệm 8.3. Khảo sát chế độ thanh trùng sản phẩm khóm đóng hộp.................................................................................................................. 56 2.2.8. Thí nghiệm 9. Nước khóm dạng chai thủy tinh (gồm 2 thí nghiệm)............ 56 2.2.8.1. Thí nghiệm 9.1. Ảnh hưởng của enzyme pectinase và hemicellulase, nhiệt độ ủ và phương pháp xử lý trích ly dịch khóm khác nhau đến khả năng trích ly và chất lượng nước quả ......................................... 57 2.2.8.2. Thí nghiệm 9.2. Thanh trùng nước khóm và thiết lập mô hình động học biến đổi vitamin C trong quá trình thanh trùng nước khóm chanh dây........................................................................................................ 58 2.3. Thí nghiệm 10. Trích ly bromelin thô từ phụ phế phẩm khóm và khả năng bảo quản enzyme bromelin cho quá trình sử dụng ................................... 59 2.3.1. Thí nghiệm 10.1. Tuyển chọn loại nguyên liệu chứa nhiều enzyme dùng để trích ly bromelin.................................................................................... 61 2.3.2. Thí nghiệm 10.2. Khảo sát ảnh hưởng của các tác nhân kết tủa ethanol (cồn), aceton, và ammonium sulfate đến hiệu suất trích ly bromelin từ chồi ngọn, vỏ và lõi khóm........................................................................................... 61 2.3.3. Thí nghiệm 10.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tác nhân tủa, nhiệt độ và pH đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin (từ biện pháp tốt nhất) ............ 62 2.3.4. Thí nghiệm 10.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian kết tủa đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin.............................................................................. 63 2.3.5. Thí nghiệm 10.5. Khảo sát ảnh hưởng của phương thức sấy đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin.............................................................................. 63 2.3.6. Thí nghiệm 10.6. Khảo sát khả năng bảo quản enzyme bromelin cho quá trình sử dụng................................................................................................ 63 2.4. Thu thập và đánh giá toàn bộ số liệu............................................................ 64 2.5. Các phương pháp phân tích và xử lý dữ liệu thu thập ................................ 64 2.5.1. Các phương pháp phân tích ...................................................................... 64 2.5.2. Phân tích dữ liệu thu thập ......................................................................... 68 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... 69 3.1. Xây dựng bảng màu khóm sau thu hoạch .................................................... 69 xiv 3.1.1. Xây dựng bảng màu khóm Cầu Đúc – Hậu Giang ..................................... 69 3.1.2. Thay đổi chất lượng khóm Cầu Đúc ở các thời điểm sau thu hoạch (tồn trữ ở nhiệt độ khí quyển 30±2oC)................................................................. 70 3.1.2.1. Tính chất vật lý của khóm................................................................... 70 3.1.2.2. Thành phần hóa học của khóm sau thời gian tồn trữ ở nhiệt độ khí quyển (30±2oC)............................................................................................... 73 3.1.3. Xây dựng tương quan giữa tính chất vật lý và thành phần hóa học của trái...................................................................................................................... 79 3.2. Chế biến đa dạng các sản phẩm từ khóm..................................................... 83 3.2.1. Sản phẩm khóm tươi (dạng chuẩn bị sẵn) ................................................. 83 3.2.1.1. Ảnh hưởng của độ chín khóm và CaCl2 xử lý đến chất lượng sản phẩm trong thời gian tồn trữ............................................................................ 83 3.2.1.2. Ảnh hưởng của quá trình xử lý bằng acid citric và acid ascorbic đến khả năng bảo vệ màu sắc của khóm tươi ................................................... 89 3.2.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng bảo quản khóm tươi ................ 92 3.2.2. Mứt đông khóm ......................................................................................... 95 3.2.2.1. Ảnh hưởng của độ chín trái khóm và tỷ lệ khóm:chanh dây đến chất lượng sản phẩm ....................................................................................... 95 3.2.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) và tỷ lệ pectin bổ sung (%) đến chất lượng và khả năng bảo quản mứt đông khóm ................ 98 3.2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ nấu, áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt đến chất lượng sản phẩm mứt đông khóm............................................. 103 3.2.3. Rượu vang khóm ..................................................................................... 109 3.2.3.1. Phân lập nấm men từ nước khóm tươi cho quá trình lên men rượu ... 109 3.2.3.2. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng phát triển của nấm men thuần chủng ............................................................................. 110 3.2.3.3. Hoạt tính lên men của nấm men thuần chủng.................................... 118 3.2.3.4. Ảnh hưởng của mật số nấm men đến khả năng lên men và chất lượng rượu vang khóm .................................................................................. 121 3.2.3.5. Ảnh hưởng của pH và hàm lượng chất khô hòa tan (°Brix) đến khả năng lên men và chất lượng rượu vang khóm ................................................ 123 3.2.3.6. Ảnh hưởng của các tác nhân làm trong đến chất lượng rượu vang khóm............................................................................................................. 125 3.2.4. Bánh khóm .............................................................................................. 128 xv 3.2.4.1. Ảnh hưởng của độ chín và tỷ lệ khóm đến chất lượng bánh khóm nướng............................................................................................................ 128 3.2.4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ trứng, đường (so với bột mì) đến chất lượng bánh .............................................................................................................. 131 3.2.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ nướng đến chất lượng của bánh.................. 134 3.2.4.4. Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ bảo quản (nhiệt độ mát 15±2°C và nhiệt độ phòng 30±2oC) đến chất lượng bánh trong thời gian bảo quản .... 137 3.2.5. Nước khóm cô đặc................................................................................... 140 3.2.5.1. Ảnh hưởng của áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt đến chất lượng sản phẩm............................................................................................. 140 3.2.5.2. Ảnh hưởng của acid ascorbic, acid citric và ascorbyl palmitate với nồng độ khác nhau đến khả năng duy trì màu sắc sản phẩm nước khóm cô đặc ................................................................................................................ 146 3.2.5.3. Ảnh hưởng của các thành phần bổ sung (nước chanh dây và nước chanh) đến khả năng duy trì màu sắc sản phẩm nước khóm cô đặc................ 148 3.2.5.4. Ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến màu sắc và khả năng bảo quản sản phẩm .............................................................................................. 150 3.2.6. Khóm sấy ................................................................................................ 154 3.2.6.1. Ảnh hưởng của độ chín nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm khóm sấy....................................................................................................... 154 3.2.6.2. Ảnh hưởng của tác nhân xử lý và thời gian ngâm đến chất lượng khóm sấy....................................................................................................... 156 3.2.6.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thẩm thấu và tỷ lệ quả/dịch thẩm thấu đến quá trình sản xuất và chất lượng khóm sấy ............................. 161 3.2.6.4. Ảnh hưởng của phương pháp sấy (không khí nóng, chân không) và nhiệt độ đến quá trình sản xuất và chất lượng khóm sấy ................................ 166 3.2.7. Khóm đóng hộp....................................................................................... 170 3.2.7.1. Ảnh hưởng của độ chín nguyên liệu đến chất lượng sản phẩm khóm đóng hộp ............................................................................................. 170 3.2.7.2. Ảnh hưởng của nồng độ dịch đường và tỷ lệ khóm: nước đường đến khả năng chấp nhận sản phẩm................................................................. 173 3.2.7.3. Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm khóm đóng hộp ............................................................................................. 176 3.2.8. Nước khóm - chanh dây .......................................................................... 180 xvi 3.2.8.1 Ảnh hưởng của enzyme (pectinase và hemicellulase), nhiệt độ và phương pháp xử lý trích ly dịch khóm khác nhau đến khả năng trích ly và chất lượng nước quả...................................................................................... 180 3.2.8.2. Động học biến đổi chất dinh dưỡng trong quá trình thanh trùng nước khóm chanh dây ................................................................................... 186 3.3. Trích ly enzyme bromelin ........................................................................... 197 3.3.1. Tuyển chọn loại nguyên liệu chứa nhiều enzyme dùng để trích ly bromelin. .......................................................................................................... 197 3.3.2. Ảnh hưởng của các tác nhân kết tủa ethanol (cồn), aceton, và ammonium sulfat đến hiệu suất trích ly bromelin từ chồi ngọn, vỏ và lõi khóm................................................................................................................. 198 3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân tủa, nhiệt độ và pH kết tủa đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin............................................................................ 200 3.3.3.1. Nồng độ tác nhân kết tủa .................................................................. 200 3.3.3.2. Nhiệt độ kết tủa ................................................................................ 201 3.3.3.3. pH kết tủa......................................................................................... 203 3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian kết tủa đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin ........................................................................................................... 204 3.3.5. Ảnh hưởng của phương thức sấy đến hiệu suất thu hồi enzyme bromelin ........................................................................................................... 207 3.3.6. Khả năng bảo quản enzyme bromelin cho quá trình sử dụng .................. 208 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................................... 211 Kết luận .............................................................................................................. 211 Phần 1. Xây dựng bảng màu khóm Cầu Đúc..................................................... 211 Phần 2. Chế biến đa dạng các sản phẩm từ khóm Cầu Đúc – Hậu Giang ......... 211 Phần 3. Bromelin.............................................................................................. 213 Đề nghị ................................................................................................................ 213 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 226 PHỤ LỤC 1. BẢNG MÀU KHÓM TƠ VÀ KHÓM LÃO ..............................XXXII PHỤ LỤC 2. TỔ CHỨC HỘI THẢO TẠI HẬU GIANG..................................XLII PHỤ LỤC 3. CÁC HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... XLV PHỤ LỤC 4. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ KHÓM CẦU ĐÚC-HẬU GIANG .....................................................XLIX xvii PHỤ LỤC 5. CÁC KẾT QUẢ KIỂM NGHIỆM CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ KHÓM.................................................................................................. LIII PHỤ LỤC 6. SO SÁNH SẢN PHẨM CHẾ BIẾN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VỚI CÁC SẢN PHẨM HIỆN CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG ........................ LIV xviii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ĐBSCL: Đồng bằng Sông Cửu Long HL: Hàm lượng Vd: Ví dụ HSTH: Hiệu suất thu hồi AS: Ammonium sulfate VK: Nấm men phân lập từ khóm ở Vị Thanh LK: Nấm men phân lập từ khóm ở Long Mỹ STD: Độ lệch chuẩn PYGA: Potato Yeast Glucose Agar MEA: Malt Extract Agar NM: Nấm men PG: Polygalacturonase PME: Pectin methylesterase enzyme EPS: Expanded polystyrene PVC: Polyvinylchloride HPM: Pectin methoxyl hóa cao CMC: Carboxymethyl cellulose PP: Polypropylene PE: Polyethylene HDL: lipoprotein mật độ cao GRAS: Generally Recognized As Safe HMF: Hydroxymethyl furfural xix