Tài liệu ứng dụng enzyme pectinase và cellulase trong sản xuất cà phê theo phương pháp ướt

  • Số trang: 32 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 459 |
  • Lượt tải: 0
trangtranthi64149

Tham gia: 04/06/2016

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ HÓA SINH ENZYME CHUYÊN ĐỀ: ỨNG DỤNG PECTINASE VÀ XENLULASE TRONG SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT GVHD: TH.S NGÔ THỊ TY NA LỚP: DH10BQ SVTH: Phan Điền Khả 10125078 Lê Công Thuận 10125157 Trịnh Thị Mỹ Trang 10125173 Lê Thị Tuyến 10125182 Ngày 29, tháng 5, năm 2013 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na MỤC LỤC GIỚI THIỆU ........................................................................................................................ 1 I. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT .... 2 I.1. Quy trình sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt ....................................... 2 I.2. Giải thích quy trình ............................................................................................ 3 I.2.1. Nguyên liệu .................................................................................................. 3 I.2.2. Thu nhận và bảo quản nguyên liệu .............................................................. 3 I.2.2.1. Thu nhận nguyên liệu. ............................................................................... 3 I.2.2.2. Bảo quản .................................................................................................... 4 I.2.3. Làm sạch và phân loại .................................................................................. 4 I.2.4. Xát cà phê quả tươi ...................................................................................... 5 I.2.5. Ngâm ủ ( Lên men ) ..................................................................................... 6 I.2.6. Rửa nhớt ....................................................................................................... 8 1.2.7. Làm ráo ........................................................................................................ 9 1.2.8. Sấy ............................................................................................................... 9 I.2.9. Đóng bao, bảo quản...................................................................................... 9 I.2.10. Sàng tách tạp chất ..................................................................................... 10 I.2.11. Xát khô ..................................................................................................... 10 I.2.12. Đánh bóng cà phê ..................................................................................... 10 I.2.13. Phân loại theo kích thước ......................................................................... 11 I.2.14. Phân loại theo trọng lượng ....................................................................... 11 I.2.15. Phân loại theo màu sắc ............................................................................. 12 I.2.16. Cân, đóng bao ........................................................................................... 12 II. ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE VÀ CENLLULASE TRONG SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT ................................................ 12 II.1. Pectinase .......................................................................................................... 12 II.1.1. Định nghĩa ................................................................................................. 12 II.1.2. Ứng dụng .................................................................................................. 13 II.1.3. Phân loại ................................................................................................... 13 II.1.4. Chức năng ................................................................................................. 13 II.1.5. Các vi sinh vật tổng hợp pectinase ........................................................... 14 2 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na II.2. Cellulase........................................................................................................... 14 II.2.1. Định nghĩa ................................................................................................. 14 II.2.2. Tính chất ................................................................................................... 15 II.2.3. Ứng dụng .................................................................................................. 15 II.2.4. Phân loại ................................................................................................... 15 II.2.5 Chức năng .................................................................................................. 16 II.2.6. Hệ vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzyme cellulase ............................ 16 II.3. Ứng dụng của enzyme pectinase và xenlulase trong việc tách lớp vỏ nhày ( lên men ) ............................................................................................................................ 21 II.4. Xử lý phế phẩm ............................................................................................ 23 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 28 3 GIỚI THIỆU Cà phê đã được con người biết đến khoảng năm 1200 , muộn hơn rất nhiều so với nhiều cây lương thực, thực phẩm quan trọng khác. Tuy nhiên, ngày nay cây cà phê đã trở thành một loại cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, là một mặt hàng xuất khẩu quan trọng của nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Sản phẩm của nó là một loại thức uống thú vị không thể thiếu của nhiều dân tộc. Bên cạnh đó, một số mặt hàng thực phẩm như sữa, bánh, kẹo,... được chế biến với sự có mặt của cà phê sẽ làm tăng thêm hương vị và giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Trong hạt cà phê chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người như đường saccharose, đường khử, các protein hòa tan,… đặc biệt là các vitamin B1, B2, B6, B12 và PP có hàm lượng khá cao, đó là những chất cần thiết cho nhu cầu sinh lý của cơ thể chúng ta. Do đó cà phê giúp nâng cao sinh lực, chống mệt mỏi, giúp con người làm việc sáng suốt và thoải mái hơn. Hiện nay trong kỹ thuật chế biến cà phê có 2 phương pháp chủ yếu là chế biến theo phương pháp ướt và phương pháp khô. Phương pháp chế biến ướt tốn kém và phức tạp hơn so với chế biến theo phương pháp khô nhưng phương pháp này sản xuất ra cà phê nhân sạch và phẩm chất tốt hơn nên được sử dụng rộng rãi để chế biến cà phê nhân chất lượng cao. Với sự phát triển của công nghệ sinh học nói chung và công nghệ enzyme nói riêng chúng ta đã từng bước ứng dụng các chế phẩm enzyme trong việc xử lý vỏ cà phê trong phương pháp chế biến ướt và mang lại hiệu quả cao. Enzyme được sử dụng đó là pectinase và cenllulase, có hoat tính phân giải mạnh tác động vào hai thành phần chính của vỏ cà phê là pectin và cellulose. Mục đích của bài báo cáo: - Nắm được quy trình sản xuất cà phê ướt. - Tìm hiểu về enzyme pectinase và cellulase. - Tìm hiểu ứng dụng của enzyme pectinase và xenlulase trong quá trình xử lý vỏ nhày của cà phê trong sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt. - Xử lý phế phẩm trong quy trình sản xuất 1 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na I. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT I.1. Quy trình sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt Nguyên liệu Thu nhận, bảo quản Làm sạch, phân loại Xát cà phê quả tươi Tạp chất chất Ngâm ủ( lên men) Rửa nhớt Cân, đóng gói Làm ráo Phân loại theo màu sắc Sấy Đóng gói, bảo quản Phân loại theo trọng lượng Cà phê thóc Phân loại kích thước Sàng tạp chất Đánh bóng Xát khô Sơ đồ 2.1: Quy trình sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt 2 Cà phê nhân GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na I.2. Giải thích quy trình I.2.1. Nguyên liệu Do đặc thù của địa phương trồng rất nhiều cà phê chè arabica, bên cạnh đó cà phê chè arabica có giá xuất khẩu cao gấp 2 lần so với robusta nên chọn nguyên liệu của nhà máy là cà phê chè arabica. Do tính chất thời vụ nên nhà máy thu mua thêm cà phê thóc khô để sản cà phê nhân. I.2.2. Thu nhận và bảo quản nguyên liệu I.2.2.1. Thu nhận nguyên liệu. Cà phê là một loại sản phẩm dễ bị mất phẩm chất nếu không được thu hái đúng lúc, và chế biến kịp thời. Để đảm bảo phẩm chất tốt, đồng thời tránh lãng phí vì rơi rụng hư hỏng, việc thu hái cần đạt được các yêu cầu sau: - Cần thu hái đúng lúc, kịp thời, đúng tầm chín. - Không thu hái những quả cà phê còn xanh còn non chưa đầy đủ chất lượng. - Phải hái từng quả, không hái chùm làm ảnh hưởng đến cây và năng suất mùa sau -Khi thu hái phải bảo vệ các nụ hoa nhất là cà phê mít. - Cần giữ vệ sinh khi thu hái, không để lẫn rác, cành, đất, đá làm nhiễm bẩn khối hạt. - Sau khi thu hái xong phải vận chuyển ngày về nơi chế biến không để ủ đống quá lâu làm cho cà phê nẫu, bốc nóng. Mỗi loại cà phê có thời gian chín và thu hoạch khác nhau. Cà phê chè và cà phê mít chín tập trung hơn.Cà phê vối thường chín rải rác hơn. Thời gian thu rộ vào khoảng 20 – 40 ngày, nên việc tập trung nhân lực thu hoạch rất chú trọng. Tuỳ thuộc vào thời tiết khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hoặc muộn hơn, ngoài ra còn phụ thuộc vào mức độ chăm bón. Thông thường thời vụ thu hoạch như sau: - Cà phê chè: từ tháng 11 – 12, 1 – 2, tập trung vào tháng 12 và tháng 1. Ở Tây Nguyên thu hoạch sớm hơn khoảng 2 tháng. 3 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na - Cà phê vối: từ tháng 12, 1, 2, 3, 4, thu rộ vào tháng 2, 3. - Cà phê mít: tháng 5, 6, 7, 8, rộ vào tháng Nhìn qua thời vụ thu hoạch của 3 loại cà phê ta thấy: nếu trồng cả 3 loại cà phê với 1 tỷ lệ thích hợp, thì sẽ có một sản lượng nguyên liệu tương đối ổn định tận dụng được công suất của các cơ sở chế biến. I.2.2.2. Bảo quản Nguyên liệu sau thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt, nếu chưa chế biến thì không được chất thành đống mà phải được bảo quản ở nơi thoáng mát, có mái che và trải thành lớp dày khoảng 15-20 cm trên nền sạch, 2-3 giờ ta tiến hành đảo trộn một lần. Thời gian bảo quản càng ngắn càng tốt thường kéo dài không quá 36 giờ. I.2.3. Làm sạch và phân loại  Mục đích: Cà phê hái về thường có lẫn đất đá, rác cành, quả khô, quả to nhỏ khác nhau… cho nên trước khi đưa vào máy xát tươi, nguyên liệu cần phải được làm sạch và phân loại. Tuỳ theo độ đồng đều của nguyên liệu mà công đoạn làm sạch và phân loại sẽ dễ dàng hay khó khăn, đơn giản hay phức tạp. Làm sạch và phân loại nguyên liệu để tách các tạp chất lẫn trong nguyên liệu, làm cho kích thước nguyên liệu đồng đều. Rửa sạch cà phê trước khi đưavào máy để tạo điều kiện tốt cho việc tăng năng suất máy và độ bền của thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm.  Cơ sở của các phương pháp phân loại và làm sạch: Làm sạch và phân loại nguyên liệu chủ yếu là dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lý, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất.Đặc biệt chú ý đến các tạp chất khó làm sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng các phương pháp kinh tế nhất, có hiệu quả nhất. Có thể quy về các phương pháp sau: - Dựa vào sự khác nhau về kích thước của nguyên liệu về các tạp chất để phân loại và làm sạch có thể dùng loại sàng chấn động, sàng bắc ngang, sàng tròn, sàng nẩy. 4 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na - Dựa vào sự khác nhau về sức chịu gió của nguyên liệu và tạp chất mà làm sạch và phân loại thường dùng catado hay quạt hòm … - Dựa vào sự khác nhau giữa chiều dài của nguyên liệu và tạp chất để phân loại, thường dùng máy hình trụ hoặc máy đĩa … - Dựa vào sự khác nhau về hình dáng, trạng thái bề mặt, trọng lượng riêng để làm sạch và phân loại. Bể xi phông để phân loại và làm sạch bằng nước … Đối với nguyên liệu cà phê quả tươi thì dùng phương pháp phân loại và làm sạch bằng bể xi phông là hợp lý nhất vì nó có rất nhiều ưu điểm như: - Tách các tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm thuần khiết. - Làm mềm và rửa sạch quả tạo điều kiện tốt cho máy bóc vỏ quả tươi dễ dàng. - Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hoà mà không dùng sức người. Sự phân loại nguyên liệu tốt vẫn theo trọng lượng riêng để có chế độ chế biến thích hợp. I.2.4. Xát cà phê quả tươi  Mục đích Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, gluxit và protein. Vỏ quả gây khó khăn trong quá trình chế biến như: gây thối rửa, kéo dài thời gian phơi sấy. Vì vậy phải loại bỏ lớp vỏ quả. Hiệu suất và kỹ thuật xát tươi có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thành phẩm như tỷ lệ phẩm cấp, hiệu suất của các công đoạn tiếp theo và giá thành. Sau khi xát tươi ta thu được các thành phần chính như sau: - Vỏ quả và thịt quả. - Cà phê thóc ướt còn dính lớp nhớt. - Quả xanh, non có vỏ cứng chưa bóc được vỏ  Cơ sở phương pháp xát cà phê quả tươi: Dưới tác dụng của lực cơ học, vỏ quả và vỏ thịt bị bóc ra khỏi nhân cà phê. 5 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na I.2.5. Ngâm ủ ( Lên men )  Mục đích Cà phê sau khi xát tươi lớp nhớt vẫn còn bám xung quanh vỏ thóc; đặc tính của lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu của lớp nhớt là pectin chiếm khoảng 5 – 6 % theo trọng lượng nguyên liệu tươi, nó dính chặt vào vỏ trấu làm trở ngại cho việc phơi sấy khô và bảo quản cà phê. Mặt khác trong lớp nhớt còn chứa một lượng đường khá lớn là môi trường thuận lợi cho sự phát triển các loại nấm, vi khuẩn,… đặc biệt là các loại nấm mốc và vi sinh vật có hại gây trạng thái lên men, cũng có một số nghiên cứu nước ngoài cho rằng ngâm ủ làm cho men hoạt động tăng chất thơm trong cà phê sau quá trình biến hoá về hoá học, tăng thêm hương vị của cà phê. Nhưng cũng có người cho rằng ngâm ủ không có ảnh hưởng gì đến hương vị và phẩm chất của cà phê.Hiện nay vấn đề này vẫn còn tiếp tục tranh luận.Yêu cầu sau khi tách lớp nhớt cà phê cần giữ được nguyên hạt và chất lượng của hạt không bị biến đổi xấu.  Cơ sở của phương pháp lên men: Hiện nay có 4 phương pháp tách lớp vỏ nhớt: - Phương pháp sinh hoá - Phương pháp hoá học - Phương pháp cơ học Vì phương pháp sinh hoá đơn giản và có nhiều ưu điểm nên chọn phương pháp này để tách vỏ nhớt. Phương pháp sinh hoá còn gọi là phương pháp lên men. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc dùng các enzim có trong bản thân nguyên liệu hoặc trong một số vi sinh vật được cấy vào làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hoà tan trong nước. Trong sản xuất, quá trình ngâm ủ ( lên men ) yêu cầu phải đặt khối nguyên liệu vào những điều kiện nhất định để đẩy mạnh quá trình phân giải lớp nhớt mà không kéo theo quá trình lên men phụ như lên men lactic, axetic, butiric … làm hại cho chất lượng của thành phẩm. Qua nghiên cứu của các nước cũng như qua thực tế của nước ta về quá trình lên men, chúng ta có thể rút ra một kết luận sơ bộ như sau: 6 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na - Các loại enzim pectosinaza, pectinaza, pectaza đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men phân huỷ lớp nhớt, nhưng nếu có vi sinh vật hoạt động thêm vào thì nó có thể làm tăng vận tốc phân huỷ và do sự hoạt động của vi sinh vật mà làm tăng sự tiếp xúc giữa các enzim và thành tế bào của nguyên liệu, sự hoạt động của các vi sinh vật thể hiện là sự axit hoá môi trường. - Có thể thêm vào các loại enzim khác vào để làm tăng tốc độ enzim lên, rút ngắn thời gian, song cần lấy enzim nguyên chất có trong vỏ cà phê hơn đểkhỏi ảnh hưởng đến hương vị của cà phê sau này. - Sự tăng các vi sinh vật chỉ đóng vai trò phụ cho việc phân huỷ lớp nhớt nhưng nó có thể làm cho hương vị cà phê khác đi. Cần chú ý làm cho sự phát triển của các vi khuẩn lactic nhiều hơn vì nó có thể bảo vệ cho toàn khối hạt cà phê khỏi bị ảnh hưởng của những vi khuẩn khác như Coli và các nấm mốc … - Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷ của lớp nhớt nhưng không ảnh hưởng tới tốc độ axit hoá. - Sự lên men ướt ( yếm khí ) với nước tinh khiết sẽ cho ta cà phê có hương vị thơm ngon và màu sắc thành phẩm tốt hơn là lên men khô ( hiếu khí ).  Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: - Độ chín của quả: yếu tố này rất quan trọng vì nếu quả còn xanh lượng protopectin ( pectin không hoà tan ) tinh bột nhiều gây khó khăn và kéo dài thời gian phân huỷ lớp vỏ nhớt. - Thành phần của nước: trong nước không được chứa lẫn một chất nào có tính chất làm tê liệt sự hoạt động của vi sinh vật, không chứa các chất bài tiết của vi sinh vật phân giải NH3 hoặc men thối có thể làm cho quá trình lên men chậm lại hoặc đình chỉ tuỳ theo nồng độ và độ pH của nước cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu nhiệt độ thấp và pH cao thì sẽ kéo theo thời gian lên men. - Khối lượng đống ủ: cũng như các sản phẩm lên men khác, cần phải có đủ một khối lượng nhất định để cho quá trình lên men tiến hành tốt, không bị bên ngoài cản trở. Khối lượng đống ủ ảnh hưởng đến sự tạo thành nhiệt độ đống ủ, khối lượng lớn thì sự tạo thành nhiệt độ nhiều và nhanh, giữ được nhiệt cần thiết cho quá trình lên men mà không ảnh hưởng bởi một môi trường bên ngoài. 7 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na - Nhiệt độ: mỗi loại men có một nhiệt độ thích hợp. Đối với cà phê thì nhiệt độ thích hợp khoảng 35 – 420C. - Thời gian lên men: Nếu thời gian ngắn thì quá trình phân giải lớp nhớt chưa hoàn toàn, nếu thời gian lên men kéo dài quá thì ảnh hưởng đến màu sắc, hương vị của thành phẩm. Thời gian kết thúc sự lên men khoảng 10 – 12 giờ đối với cà phê Arabica và 16 – 18 giờ đối với cà phê Robusta và Chari. - Khoảng cách về thời gian thu hoạch và xát tươi: nên xát tươi sớm sau khi thu hoạch ( tối đa 36 giờ ) để tránh sự lên men đầu tiên có thể xảy ra ngay trong quá trình còn là quả nguyên.  Tiến hành lên men: Quá trình lên men được thực hiện trong các tank lên men. Điều chỉnh các thông số kỹ thuật phù hợp với yêu cầu công nghệ. I.2.6. Rửa nhớt  Mục đích: Loại bỏ những phẩm vật tạo thành trong quá trình lên men và những mảnh vỏ thịt còn sót lại, dính vào vỏ thóc bởi vì không những ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của cà phê thành phẩm mà còn kéo dài thời gian sấy nữa.  Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa nhớt: - Quá trình lên men: lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trìnhđánh và rửa nhớt. Nếu lên men tốt, nhớt được phân huỷ hoàn toàn thì quá trình rửa nhớt sẽ dễ dàng và nhanh chóng, hoặc ngược lại. - Quá trình khuấy: nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độ khuấy. Cần điều chỉnh tốc độ vừa phải tuỳ theo kết quả lên men. Nếu tốc độ quá nhỏ thì làm cho lớp nhớt không tách được hoàn toàn; nếu tốc độ lớn quá thì sự va đập giữa máy và nguyên liệu sẽ lớn gây nên dập nát hoặc làm bong vỏ trấu ra khỏi nhân cà phê, hoặc vỏ trấu bị xé rách làm cho nhân mất lớp bảo vệ đặc biệt là khi phơi nhân tiếp xúc trực tiếp với nắng làm biến đổi màu. - Tỷ lệ nước: nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt. Nếu tỷ lệ nước/nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị. Thông thường có thể dùng tỷ lệ khoảng 0,9 – 1,2. 8 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na 1.2.7. Làm ráo  Mục đích: Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám xung quanh vào khoảng 8 – 10 %. Nếu để nguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì có ảnh hưởng không tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao, lượng nước này sẽ gần sôi làm cho nhân gần như luộc dẫn đến nhân cà phê sẽ có màu xanh thẫm và tốn nhiều thời gian sấy và tốn thêm nhiên liệu; nếu để nguyêncả vỏ thóc ướt mang phơi thì kéo dài thời gian phơi và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay trên sân. Vì vậy trước khi phơi cần làm giảm lượng nước bề mặt của nó.  Phương pháp thực hiện: Để tiết kiệm chi phí sản xuất, chỉ thực hiện làm ráo tự nhiên, nước tự chảy tách khỏi bề mặt vật liệu. 1.2.8. Sấy  Mục đích: Hạ thủy phần của hạt xuống 10-12% để bảo quản và thực hiện các quá trình tiếp theo. Sấy có ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc phẩm chất của cà phê nên đòi hỏi phải đảm bảo đúng kỹ thuật.  Phương pháp thực hiện: Chúng ta nên sấy 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: sấy sơ bộ bằng phương pháp sấy tĩnh, tác nhân sấy là khói lò, bên trên có quạt hút không khí ẩm vì nó phù hợp với quy mô sản xuất lớn và công nghệ sản xuất hiện đại. - Giai đoạn 2: dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay. I.2.9. Đóng bao, bảo quản 9 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na Cà phê thóc khô không đem đi xát, đánh bóng ngay mà nhập kho bảo quản để dự trữ. I.2.10. Sàng tách tạp chất  Mục đích: Cà phê thóc khô không tránh khỏi các tạp chất nặng nhẹ như kim loại, cành, lá, rơm rác và các vỏ vụn cà phê; cần phải làm sạch rồi mới đưa vào máy xay xát để đảm bảo cho thiết bị khỏi hư hỏng thất thường.  Phương pháp thực hiện Thường dùng sàng rung động để tách. Lưới sàng có lỗ khác nhau để các tạp chất tách ra riêng và cà phê thóc ra riêng. Ở miệng phểu ra có gắn một nam châm vĩnh cửu để hút các tạp chất kim loại. Bộ khung có tay truyền động gắn với trục khuỷu. Khi hoạt động, máy bị giật lui đẩy sản phẩm đi. I.2.11. Xát khô  Mục đích: Cà phê thóc khô vỏ trấu chiếm 25 ÷ 35 % trọng lượng hạt, lớp này bao bọc lấy nhân cà phê rất chắc, người ta phải dùng nhiều loại máy để bóc vỏ trấu ra.  Phương pháp thực hiện: Có 3 loại chính: nén và xé, đập và xé, văng và đập. Đối với cà phê thì vỏ quả và vỏ trấu bọc rất chắc quanh nhân nên người ta thường dùng loại đập và xé, ma sát qua các gờ của dao máy thì vỏ trấu mới bong ra được. Điển hình thường dùng là loại máy trục ngang có gắn nhiều dao xiên nổi lên trên trục để ma sát với dao ngoài vỏ máy làm bong vỏ trấu. I.2.12. Đánh bóng cà phê  Mục đích: Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn còn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulô nó không giúp ích gì cho quá 10 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na trình tạo thành chất lượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê. Vì vậy cà phê sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong ra hoặc mòn đi.Đó cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp.  Phương pháp thực hiện Thường dùng máy để đánh bóng cà phê nhân. Nguyên tắc chung là dùng ma sát giữa hạt và vỏ, giữa hạt và trục máy, giữa hạt và hạt. Yêu cầu trục máy và vỏ máy có cấu tạo cứng, dẫn nhiệt tốt. I.2.13. Phân loại theo kích thước  Mục đích: Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường người ta gọi là cà phê xô bao gồm tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê quả chưa bóc hết vỏ hoặc còn một phần nhỏ … cho nên người ta tiến hành phân cà phê xô ra các cỡ khác nhau theo kích thước.  Phương pháp thực hiện: Thường dùng sàng tròn quay hoặc sàng lắc để phân loại theo kích thước. Nguyên tắc để phân loại theo kích thước là sự khác nhau về kích thước của hạt. I.2.14. Phân loại theo trọng lượng  Mục đích: Sau khi phân loại theo kích thước thì hạt cà phê có sự đồng đều về mặt kích thước nhưng chưa được đồng đều về trọng lượng hạt cho nên cần được phân loại theo trọng lượng.  Phương pháp thực hiện: Có nhiều loại thiết bị phân loại theo trọng lượng riêng nhưng thường dùng 2 loại chính: loại nằm ngang và loại thẳng đứng. 11 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na Loại nằm ngang: cà phê rơi từ trên xuống, quạt gió nằm ngang hơi chếch thổi từ dưới lên. Do sự khác nhau của hạt mà được phân riêng làm nhiều loại khác nhau: tạp chất, rác, bụi … Loại thẳng đứng: Catador. 3.3.15. Phân loại theo màu sắc. I.2.15. Phân loại theo màu sắc  Mục đích: Để hạn chế số hạt lỗi ( hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều, tăng chất lượng cảm quan.  Phương pháp thực hiện: Có hai cách phân loại: Phân loại bằng máy, phân loại bằng tay. I.2.16. Cân, đóng bao  Mục đích. Để thuận tiện cho quá trình bảo quản, kiểm tra, vận chuyển và tiêu thụ  Phương pháp thực hiện. Việc đóng gói cũng phải theo tiêu chuẩn đã quy định. Thường nước ta đóng gói 50kg và 70kg một bao.Bao bằng loại PE ở trong và bao gai ở ngoài. Bao bì không được có mùi lạ: thơm hoặc hôi. II. ỨNG DỤNG ENZYME PECTINASE VÀ CENLLULASE TRONG SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT II.1. Pectinase II.1.1. Định nghĩa Enzyme pectinase là enzyme tham gia các phản ứng thủy phân polymer pectin.Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín.Những enzyme này có vai trò hết sức quan trọng trong bảo quản trái cây và rau quả. 12 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na Enzyme pectinase cũng được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm, nó được dùng nhiều để tăng hiệu suất ép, làm trong nước quả, rượu quả. II.1.2. Ứng dụng Pectinase được tạo ra trong suốt quá trình chín tự nhiên của của một số loại quả (cùng với cellulose), chúng giúp làm mềm thành tế bào của quả. II.1.3. Phân loại Enzyme có thể được phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng - Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester. Polygalacturonase: còn có tên gọi là poly 𝛼 -1,4galacturoniglucanohydrolase, xúc tác sự phân cắt các mối liên kết 𝛼-1,4glycoside. - Polymethylgalacturonase: hay còn gọi là 𝛼 -1,4galacturonitemethylesglucanohydrolase, tác dụng trên polygalacturonic acid đã được methoxyl hóa. Enzyme này lại được phân thành hai nhóm nhỏ là endo-glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu I (Endo-PMG I) và exo- glucosidase-polymethylgalacturonase kiểu III (Exo-PMG III). - Polygalacturonase: enzyme tác dụng trên pectic acid (hoặc pectinic) cũng được chia thành hai nhóm nhỏ là endo-glucosidasepolygalacturonase kiểu II (Endo-PG II) và exo- glucosidasepolygalacturonase kiểu IV (Exo-PG IV). - Pectate lyase (PEL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate không bị ester hóa. Các enzyme vi sinh vật ngoại bào này đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình gây bệnh ở thực vật, gây ra sự phân hủy mô từ thành tế bào, làm mềm và làm mục mô thực vật. Ngoài ra còn có: - Pectin-transeliminase Polygalacturonate- transeliminase Pectin lyase (PNL) II.1.4. Chức năng Pectinase làm đứt trạng thái gắn chặt giữa phân tử acid galacturonic để làm ngắn chuỗi pectin từ những đoạn lớn thành những đoạn nhỏ hơn. Cơ chế xúc tác của pectinase sử dụng là nước, vì thế pectinase được xem là một enzyme thủy phân.Nó cắt đứt phân tử nước, gắn –H vào một C và gắn –OH vào một C khác. 13 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na Hình 1: Hạt động của pectinase II.1.5. Các vi sinh vật tổng hợp pectinase  Nấm mốc - Aspergillus awamori, Aspergillus foetidus, Aspergillus niger, Aspergillus terrus, Aspergillus saitoi. - Fusarium moniliforme. - Penicillium galaucum, Penicillium ehrlichii, Penicillium chrysogenum, Penicillium expanam, Penicillium cilrrimin,…  Nấm men - Saccharomyces fragilis  Vi khuẩn - Bacillus polymyxa - Flavobacterium pectinovorum Klebsiella aerogenes,… Ngoài ra, pectinase cũng được tiết ra bởi một số mầm bệnh cây trồng như: - Nấm Monilinia fructigena II.2. Cellulase II.2.1. Định nghĩa Enzyme cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thủy phân cellulose thông qua việc thủy phân liên kết 1,4- 𝛽 -glucoside trong cellulose tạo ra sản phẩm glucose cung cấp cho công nghiệp lên men. Nguồn thu nzyme cellulosse lớn nhất hiện nay là vi sinh vật. 14 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na Cellulase là một phức hệ hydrolyse gồm từ cellulase C1 đến cellulase CX và 𝛽-glucosidase. Chúng sẽ phân hủy lần lượt cellulose để cuối cùng tạo ra sản phẩm đường glucose. II.2.2. Tính chất Hoạt tính của hệ enzyme cellulase đạt cao nhất ở hiệt độ nằm trong khoảng 40o 60 C, pH nằm trong khoảng 4-7. Cellulase bị ức chế bởi nhũng sản phẩm phản ứng của nó như glucose, cellobiose. Hg ức chế hoàn toàn cellulase, trong khi các ion như Mn2+, Ag+, Cu2+ và Zn2+ chỉ ức chế nhẹ. Hoạt tính của chế phẩm cellulase bị mất hoàn toàn sau 10-15 phút ở 80oC. II.2.3. Ứng dụng Hiện nay, cellulase từ vi sinh vật được sản xuất với quy mô công nghiệp và được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau. Các ứng dụng quan trọng nhất có thể kể đến là; Trong công nghiệp thực phẩm, cellulase được sử dụng để sản xuất glucose, mật đường từ nguyên liệu chứa nhiều cellulase như rơm, gỗ vụn, mạt cưa… Trong công nghiệp sản xuất ethanol từ các phế liệu có chứa cellulase. Trong chăn nuôi động vật ăn cỏ: việc bổ sung cellulase vào thức ăn sẽ tăng cường sự tiêu hóa hấp thụ thức ăn ở các loại này. Trong sản xuất dược liệu có nguồn gốc thực vật: cellulase phá vỡ thành tế bào thực vật giúp cho việc trích ly được dễ dàng. II.2.4. Phân loại  Enzyme cellulase được phân chia theo chức năng thành 3 nhóm sau: - Endocellulase - Exocellulase - 𝛽-glucosidase  Theo danh pháp quốc tế thì được chia thành 3 nhóm sau: - 1,4-𝛽-D-glucan cellobiohydrolase - 1,4-𝛽-D-glucan-4-glucanohydrolase - 𝛽-D-glucoside glucohydrolase 15 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na II.2.5 Chức năng Cellulase CX còn được gọi là endocellulase hay endoglucanase, tên khác là 1,4𝛽-D-glucan-4-glucanohydrolase. Thủy phân liên kết 𝛽-1,4-glucosid ở vị trí ngẫu nhiên trong chuỗi cellulose, chuỗi cellodextrin và các dẫn xuất cellulose như Carboxyl Methyl Cellulose (CMC) và Hydroxyethyl Cellulose (HEC). Chúng tham gia tác động mạnh đến cellulose vô định hình, tác động yếu đến cellulose kết tinh. Sự thủy phân của endocellulase tạo ra những chuỗi cellodextrin có đầu không khử. Cellulase C1 còn được gọi là exocellulase hay exobiohydrolase, tên khác là 1,4𝛽-D-glucan cellobiohydrolase. Thủy phân đặc hiệu liên kết 𝛽 -1,4-glucoside ở đầu không khử của chuỗi cellulose hoặc các cellodextrin để giải phóng cellobiose (cấu trúc gồm 2 phân tử Dglucose nối với nhau bằng liên kết 𝛽-1,4-glucoside). Enzyme này không có khả năng phân giải cellulose ở dạng kết tinh mà chỉ làm thay đổi tính chất hóa lý, giúp cho enzyme endocellulase phân giải chúng. 𝛽-glucosidase (cellobiase), tên khác là 𝛽-D-glucoside glucohydrolase. Chúng không có khả năng phân hủy cellulose nguyên thủy mà than gia phân huy cellobiose, cellodextrin tạo thành D-glucose. II.2.6. Hệ vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzyme cellulase Hệ vi sinh vật có khả năng tổng hợp cellulase khá phong phú, thuộc 3 nhóm: nấm sợi, xạ khuẩn và vi khuẩn. Trong công nghiệp sản xuất cellulase hiện nay, người ta chủ yếu nuôi cấy nấm sợi và xạ khuẩn, còn vi khuẩn ít được sử dụng.  Nấm sợi Chủ yếu là nấm mốc và nấm quả thể, đa số có khả năng sinh tổng hợp hai hoặc nhiều exocellulase, một vài endocellulase và một ít 𝛽-glucosidase. Các enzyme này đều là enzyme ngoại bào( được nấm tiết ra từ môi trường nuôi cấy). - Aspergillus fumigates, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sydovii, Aspergillus terrus. Trichoderma koningi, Trichoderma lignorum, Trichoderma roseum, Trichoderma reesei 16 GVHD: Th s: Ngô Thị Ty Na - Penicillium spp Altenaria tenuis Fusarium culmorum, Fusarium oxysporum, Fusarium solani,…  Xạ khuẩn - Actinomyces spp,… - Chiếm ưu thế là loại xạ khuẩn chịu nhiệt Thermonospora cruvata được phân lập từ phân rác ủ.  Vi khuẩn - Hệ vi sinh vật trong dạ dày của động vật ăn cỏ, ví dụ: Cillobacterium cellulosolvens, Ruminococcus albus, Ruminobacter parum,… - Celluvibrio gilvus - Acetobacter xylinum,… Trong đó, Trichoderma reesei được biết đến như một vi sinh vật sản xuất cellulase rất tốt .Một số chủng đột biến của Trichoderma reesei có thể sản xuất 160-250 UI/g cellulose. Hình 3.2.6.A Hoạt động của cellulase 17
- Xem thêm -