Ứng dụng enzyme trong chế biến ướt cà phê và lên men hạt cacao

Bài viết nghiên cứu xác định các thông số phù hợp để ứng dụng được enzyme trong 2 quá trình chế biến ướt cà phê và chế biến hạt ca cao ở giai đoạn lên men và đã đạt được một số kết quả khá tốt khi ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng enzyme trong chế biến ướt cà phê và lên men hạt cacao ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CHẾ BIẾN ƢỚT CÀ PHÊ VÀ LÊN MEN HẠT CACAO Phan Thanh Bình, Nguyễn Văn Thƣờng, Phạm Văn Thao, Trần Thị Thắm Hà, Nguyễn Thị Thoa, Võ Văn Thắng I. ĐẶT VẤN ĐỀ Cà phê và ca cao là 2 trong nhiều sản phẩm nông nghiệp cần có quá trình sơ chế tốt (đặc biệt đối với quá trình lên men) mới cho sản phẩm có chất lƣợng cao. Trong chế biến ƣớt cà phê và sơ chế hạt ca cao có một giai đoạn rất quan trọng, có ảnh hƣởng lớn tới chất lƣợng sản phẩm cuối cùng, đó là giai đoạn lên men. Tại giai đoạn này các vi sinh vật sẽ phát triển rất mạnh, sử dụng các cơ chất sẵn có để sản sinh ra enzyme đặc hiệu, các enzyme này xúc tác phản ứng sinh hóa đặc trƣng tại lớp cơm nhầy, làm nhanh chóng phân rã chúng, tạo ra nhiều cơ chất cho hệ vi sinh vật sinh trƣởng trong giai đoạn tiếp theo, sau đó dƣới tác dụng của quá trình này các thông số trong khối hạt sẽ bị thay đổi (pH, nhiệt độ, cơ chất, hàm lƣợng các chất ..), sự thay đổi này sẽ tác động và làm hoạt hóa các phản ứng trong nhân cà phê (đặc biệt đối với cà phê chè) và ca cao, các thành tế bào bị phá vỡ, các enzyme nội tại có điều kiện tiếp xúc với các chất và tạo ra các phản ứng sinh hóa từ đó hình thànhnên các tiền hƣơng vị của cà phê và sô cô la. Những sản phẩm của quá trình biến đổi này dƣới tác động của nhiệt trong quá trình chế biến tiếp theo sẽ tạo nên những hƣơng vị đặc trƣng và đặc biệt đối với sản phẩm cà phê và sô cô la cuối cùng. Trong thực tiễn quá trình lên men này thƣờng đƣợc thực hiện một cách tự nhiên, sử dụng các vi sinh vật sẵn có trong không khí và xung quanh địa điểm lên men, hiệu quả của các phản ứng sinh hóa này phụ thuộc khá nhiều vào điều kiện môi trƣờng, điều kiện vi sinh vật, cơ chất và nhiều yếu tố ảnh hƣởng khác, do đó tính ổn định quá trình lên men không cao, chất lƣợng sản phẩm không đồng đều và không ổn định qua các mẻ lên men . Nhiều giải pháp đƣợc đề xuất để làm tăng tính ổn định và hiệu quả của quá trình này nhằm khắc phục những tác động làm cho quá trình lên men không ổn định và chất lƣợng sản phẩm không đồng đều nhƣ: cố định các thông số môi trƣờng, khuấy đảo để làm đều khối hạt, bổ sung vi sinh vật có lợi, bổ sung cơ chất, bổ sung enzyme...mỗi phƣơng pháp có ƣu và nhƣợc điểm riêng, tuy nhiên phƣơng pháp sử dụng chế phẩm enzyme đặc hiệu là một trong những phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm nhất. Các chế phẩm enzyme hiện nay có mức độ phù hợp với môi trƣờng khá lớn, độ thích nghi với sự biến động nhiệt độ và pH khá cao, có khả năng xúc tác tốt các phản ứng sinh hóa, tính đặc hiệu cao, do đó việc sử dụng các chế phẩm enzyme đặc hiệu chính là phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm nhất, dễ thực hiện, có hiệu quả cao trong điều kiện hiện nay của Việt Nam. Trên cơ sở đó chúng tôi đã thực hiện nghiên cứu xác định các thông số phù hợp để ứng dụng đƣợc enzyme trong 2 quá trình chế biến ƣớt cà phê và chế biến hạt ca cao ở giai đoạn lên men và đã đạt đƣợc một số kết quả khá tốt khi ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Chế biến cà phê: + Nghiên cứu xác định loại enzyme phù hợp công nghệ và chất lƣợng sản phẩm. + Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ sử dụng Enzyme (quy mô 2-5 tấn/mẻ). + Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng enzyme trong sản xuất hạt cà phê theo phƣơng pháp ƣớt (quy mô 2 tấn /mẻ). 2.2. Sơ chế hạtca cao: + Nghiên cứu xác định các loại vi sinh vật và enzyme hoạt động trong quá trình lên men hạt ca cao + Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ và thiết bị sơ chế hạt ca cao có sử dụng enzyme quy mô nhỏ 200kg/mẻ. + Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng Enzyme trong sản xuất ca cao III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Kết quả ứng dụng enzyme trong chế biến ƣớt cà phê: Để ứng dụng đƣợc enzyme thì các thông số của mỗi chế phẩm enzyme cần phải đƣợc xác định trên cơ chất là dịch cơm nhầy của cà phê vối và cà phê chè. Kết quả nghiên cứu trên nhiều chế phẩm và cho thấy: chế phẩm Rohapect® PPL thích hợp nhất cho xử lý lớp nhớt của cà phê chè,chế phẩm Rohapect®10L của hãng AB enzyme thích hợp nhất cho xử lý lớp nhớt của cà phê vối. Các chế phẩm này cho hoạt tính khi sử dụng là cao nhất và có hiệu quả nhất trong quá trình sử dụng đối với cơ chất là dịch cơm nhầy cà phê. Các thông số đối với chế phẩm trên từng loại nguyên liệu đã đƣợc xác định: Đối với cà phê chè: + Khi sử dụng chế phẩm Rohapect® PPL với thời gian yêu cầu làm sạch sau 2 giờ thì cần điều chỉnh các thông số: - Liều lƣợng sử dụng là 100 ppm tính trên khối lƣợng cà phê thóc ƣớt (tƣơng đƣơngtừ 50-55% khối lƣợng cà phê quả nguyên liệu), - Môi trƣờng để hoạt hóa enzyme là: pH 4-5, nhiệt độ 45-50 0C. Kết quả sau 2 giờ thì tỷ lệ sạch nhớt cà phê thóc đã lên tới trên 95% và đáp ứng đƣợc yêu cầu của công nghệ, sản phẩm có chất lƣợng thử nếm tốt, màu sắc cà phê thóc và cà phê nhân đặc trƣng. + Khi sử dụng chế phẩm Rohapect® PPL với thời gian yêu cầu làm sạch sau 10 giờ thì yêu cầu các thông số công nghệ: - Liều lƣợng chế phẩm sử dụng 20 ppm tính trên khối lƣợng cà phê thóc ƣớt (tƣơng đƣơng từ 50-55% khối lƣợng cà phê quả nguyên liệu), - Môi trƣờng để hoạt hóa enzyme là: pH 4-5, nhiệt độ 45-50 0C. Kết quả sau 10 giờ thì tỷ lệ sạch nhớt của cà phê thóc đã lên tới trên 95% và đáp ứng đƣợc yêu cầu của công nghệ, sản phẩm có chất lƣợng thử nếm tốt, màu sắc cà phê thóc và cà phê nhân đặc trƣng. Mặc dù có thời gian lên men dài nhƣng vẫn không thấy xuất hiện các mùi vị lạ (off flavour) trong sản phẩm cuối cùng. Đối với cà phê vối: + Khi sử dụng chế phẩm Rohapect® 10L với thời gian yêu cầu là 2 giờ thì cần điều chỉnh các thông số: - Liều lƣợng sử dụng là 150 ppm tính trên khối lƣợng cà phê thóc ƣớt (tƣơng đƣơng từ 50-55% khối lƣợng cà phê quả nguyên liệu); - Môi trƣờng để hoạt hóa enzyme là: pH 4-5, nhiệt độ 45-50 0C. Kết quả sau 2 giờ thì tỷ lệ sạch nhớt cà phê thóc đã lê ...