Ứng dụng enzyme trong chế biến nước táo

Sản xuất nước quả chiếm tỷ trọng lớn trong ngành công nghiệp sản xuất nước giải khát trên thế giới và nước táo là loại nước quả phổ biến nhất.

Thông thường mọi người vẫn quan niệm sản xuất nước quả chỉ đơn giản là ép quả và thu lấy nước cốt. Nhưng trên thực tế quá trình này phức tạp hơn rất nhiều, đặc biệt khi tiến hành với khối lượng lớn vài tấn quả một lúc. Ngoài ra còn rất nhiều vấn đề quan trọng khác mà nhà sản xuất phải quan tâm như làm thế nào đê tăng hiệu suất, kiểm soát độ trong, độ ngọt, kéo dài thời gian sử dụng... Do đó để sản xuất đạt hiệu quả nhất thiết phải áp dụng kỹ thuật trong từng công đoạn sản xuất.

Có rất nhiều yếu tố kỹ thuật trong quá trình sản xuất cần phải quan tâm. Chẳng hạn như phải chọn lực ép thích hợp với từng loại táo như loại táo thu hoạch sớm, loại thu hoạch muộn hoặc loại táo lưu trữ trong kho. Những vấn đề cần quan tâm khác nữa như làm sao để duy trì được độ ngọt, độ trong của sản phẩm nước táo thành phẩm.

Dinh dưỡng:

Thu hoạch:

Mỗi vùng miền trên thế giới thu hoạch vào từng thời điểm khác nhau. Riêng ở Mỹ táo được thu hoạch vào mùa thu. Táo phải được kiểm tra độ chín trước khi quyết định thu hoạch. Trái táo được hái quá sớm sẽ chua hoặc có nhiều bột. Trái táo hái quá muộn sẽ mềm và bở. Những tiêu chuẩn để đánh giá độ chín của táo bao gồm:

Mặc dù đã có một số nơi thu hoạch táo bằng máy nhưng hiện nay thu hoạch bằng tay vẫn là phổ biến.

Chế biến nước táo:

Quy trình chế biến nước táo cơ bản gồm những công đoạn sau:

1) Kiểm tra bằng mắt: Tìm kiếm loại bỏ đất, cành cây còn sót lại,...Những quả táo bị sứt mẻ hay méo mó vẫn có thể làm nước táo.

2) Rửa: Táo sau đó được rửa với nước bằng nhiều cách trong vòng 10 đến 45 phút. Người ta có thể thêm clo điôxit, hipoclorit hay các hợp chất clo khác để hạn chế sự phát triển của vi sinh vật vào nước tuần hoàn. Một số qui trình rửa còn sử dụng cả việc cọ rửa vật lý nhằm làm giảm thời gian rửa táo. Một số qui trình rửa thêm bên ngoài vỏ để loại bỏ hiệu quả các vết bẩn và các chất hóa sinh còn sót lại trên bề mặt quả táo (thuốc trừ sâu).

3) Dịch nghiền: Sau quá trình rửa, táo được cắt nhỏ ra bằng một máy nghiền, máy xay táo hay “búa nghiền” rồi trở thành hỗn hợp dịch táo nghiền. Để dịch táo nghiền dễ ép, nó không được nghiền quá mịn, không được khuấy hay để nhiệt độ quá 35OC. Khi xử lý với pectinaza, nhiệt độ được giữ ở mức vừa phải, từ 20 đến 30OC và quá trình phản ứng thường kéo dài từ 30 đến 120 phút. Điều này nhằm hạn chế quá trình thủy phân của protopectin. Protopectin gắn kết các tế bào và sự thủy phân của nó làm yếu các mô quả, làm giảm khả năng ép và làm tăng độ nhớt.

Táo cũng giống như nhiều loại quả khác có rất nhiều pectin đặc biệt là phía trong lõi. Pectin nói chung là một chuỗi mạch thẳng của D-Galacturonic axit với alpha 1,4 glycosidic liên kết rải rác với L – Rhamnoza. Nó được tìm thấy trong thành của tế bào thực vật cùng với hemixenluloza.

Việc bổ xung pectinaza vào dịch quả có rất nhiều lợi ích, đặc biệt đối với táo là một loại quả có kết cấu mềm. Pectinaza cao cấp dùng cho dịch nghiền táo có một tỷ lệ lớn pectin esteraza và polygalacturonaza (aka pectin glycosidaza). Những loại enzyme này làm giảm một cách nhanh chóng độ nhớt và độ dính của bột táo nhão mà không làm ảnh hưởng đến protopectin hay làm giảm khả năng ép của nó. Hoạt động của hỗn hợp enzyme bao gồm xenlulaza và hemixenlulaza có thể phá vỡ thành tế bào và làm tăng hiệu suất sản xuất sản phẩm nước quả nói chung lên 5 – 10%. Tuy nhiên kèm theo đó còn có sự tăng lên của xenlobioza (phân tử nhỏ). Khi hỗn hợp enzyme này được sử dụng nên dùng với lượng ít nhất có thể và trong khoảng thời gian ngắn nhất nhằm làm giảm đến mức tối thiểu lượng xenlobioza sinh ra.

4) Dịch cháo nghiền sau đó được đưa tới máy ép thủy lực để nén dịch nghiền và tách lấy nước quả. Một máy ép đơn thường chỉ có hiệu suất ép 60 – 70% nước quả từ trái táo tươi.

Táo dự trữ trong kho thường cho ít nước hơn và dịch nhão chưa xử lý của nó thường có xu hướng dính vào máy ép. Hiện tượng này xảy ra do sự thủy phân của protopectin xuất hiện trong quá trình chín của trái táo làm cho các tế bào bị phân tách và làm mềm trái táo. 
Nước được thêm vào phần bã táo còn lại và nó được ép kiệt, thông thường dùng máy ép ngang. Sự tăng lên về thể tích nước ép không quan trọng, sự tăng lên về lượng đường mới cần được quan tâm. Nước táo thông thường có nồng độ khoảng 12 Brix. Lần ép kiệt lấy đường thứ 2 (táo đường) có thể tăng nồng độ nước quả lên 12.3 đến 12.5 Brix.

5) Nước quả sau đó được bơm đến bồn chứa để lọc bỏ tạp chất.

Nếu pectinaza không được bổ xung vào dịch táo nghiền thì có thể bổ xung vào nước táo tại bồn chứa. Việc sử dụng những sản phẩm như LiquiSEB hay ClariSEB sẽ làm giảm độ nhớt, ngăn ngừa và giảm sự tắc ngẽn trong quá trình lọc, tăng tốc độ lọc. Nếu LiquiSEB đã được sử dụng trong dịch táo nghiền thì ClariSEB có thể sử dụng tại công đoạn này nhằm làm giảm độ nhớt và làm trong sản phẩm.

LiquiSEB còn có thể dùng khi tiến hành vệ sinh bồn chứa nhằm giúp thông thoáng màng lọc.

6) Nước quả sau khi lọc được bơm đến bồn làm trong. Một số người thích loại nước quả đục, đặc biệt là tại Nhật Bản. Một số người cảm thấy nước táo đục tự nhiên hơn và nó phổ biến hơn trong các cửa hàng thực phẩm dành cho sức khỏe cũng như trên thị trường thực phẩm tự nhiên. Hiện tượng đục của nước táo gây ra bởi pectin và/hoặc tinh bột. Quả táo chưa chín hoặc hái sớm có mức tinh bột cao hơn một chút so với quả táo được thu hoạch vào giữa hoặc cuối vụ.

Một lần nữa, LiquiSEB hoặc ClariSEB sẽ làm giảm hiện tượng đục của nước quả gây ra bởi pectin.

SEBamyl-L là một endo-amylaza sẽ phân cắt tinh bột thành dextrin và maltoza.

SEBamy-GL là một exo-amylaza sẽ loại bỏ hiện tượng đục đồng thời làm tăng thêm lượng đường gluco.

7) Nước táo được lọc lại một lần nữa khi lảm trong, hầu hết các nhà máy bây giờ sử dụng phương pháp siêu lọc. Kích thước ống lọc trong vi lọc là 0.1 đến 10 µm. Kích thước ống lọc trong siêu lọc là 0.001 đến 0.1 µm. Do đó phân tử nào có kích thướng lớn hơn 10,000 dalton có thể bít kín các lưới lọc này, làm giảm tốc độ lọc và đòi hỏi chi phí cao khi làm sạch lưới lọc. Nếu nước quả đã được xử lý với enzyme pectinaza và amylaza trước đó thì quá trình lọc sẽ không gặp vấn đề gì và hiện tượng tắc nghẽn sẽ không xảy ra.

8) Nước táo sau khi được xử lý enzyme và qua hai lần lọc sẽ có hai hướng xử lý: 
a) Đi thẳng đến dây chuyền đóng chai, ở đó nước táo được thanh trùng và rót vào chai rồi mang đi làm lạnh. 
b) Một phần nước táo được đưa đến bộ phận cô đặc để loại bỏ nước tạo nên dịch cô đặc, dịch này thường có nồng độ 70Brix. Dịch này sau đó được đưa đến chứa trong một bồn inox sạch để đóng chai bất cứ khi nào cần.