Ứng dụng enzyme trong sản xuất nước thanh long

Là “thủ phủ” thanh long của cả nước, Bình Thuận đang bước vào mùa hoạch thanh long trái vụ (kéo dài đến tháng 6/2022) với sản lượng dự kiến khoảng 300 000 tấn. Tuy nhiên, giá bán thanh long nơi đây đang giảm mạnh, thậm chí nhiều doanh nghiệp ngừng thu mua do Trung Quốc - thị trường chính của thanh long Bình Thuận, đang siết chặt xuất khẩu nhằm kiểm soát dịch bệnh COVID-19. Tình trạng này khiến anh Lê Thiên Khiêm ở TP HCM, hiện đang làm trong lĩnh vực kiểm định thuốc bảo vệ thực vật không khỏi trăn trở: “Liệu có lối thoát nào cho trái thanh long, để người dân bớt khổ phần nào?”

Suy nghĩ này đã bám đuổi anh Lê Thiên Khiêm từ nhiều năm nay. Giải pháp mà anh hướng đến là “phải tìm cách tạo ra nhiều sản phẩm chế biến từ thanh long”. Cũng giống như phần lớn các loại nông sản của Việt Nam, thanh long chủ yếu được tiêu thụ dưới dạng quả tươi, dẫn đến sức ép lớn vào mỗi mùa thu hoạch. Hiện nay ở Bình Thuận có khoảng 13 đơn vị chế biến các sản phẩm từ thanh long nhưng tổng năng lực chỉ chiếm 5% tổng sản lượng thanh long toàn tỉnh - dư địa trong lĩnh vực chế biến hiện đang còn quá lớn. “Nếu tăng tỉ lệ chế biến, đa dạng hóa sản phẩm thì không chỉ góp phần giảm bớt tình trạng thanh long tồn đọng mà còn gia tăng giá trị sản phẩm và thu nhập cho người sản xuất”, anh nhận xét.

Trong khi mọi người thường tìm cách sáng tạo những sản phẩm mới lạ, độc đáo như bánh mì, tương, kem hay mì tôm,... từ thanh long, tại sao anh lại chọn một sản phẩm truyền thống như nước trái cây? “Thực ra ban đầu tôi định làm rượu thanh long, nhưng quá trình sản xuất rượu tốn nhiều thời gian ủ lên men, vả lại không phải ai cũng uống được rượu. Cho nên tôi nghĩ đến nước thanh long vì sản phẩm này dùng được cho nhiều đối tượng hơn, vừa tốt cho sức khỏe lại tốn ít thời gian, có thể giải quyết được sản lượng thanh long lớn hơn”, anh Lê Thiên Khiêm giải thích.

Việc giữ gìn các chất dinh dưỡng, hương vị tự nhiên trong thời gian dài và đảm bảo hiệu quả tách nước là bài toán khó nhất trong sản xuất nước trái cây, đặc biệt là với thanh long. “Điểm đặc biệt của quả thanh long là chứa nhiều chất xơ hòa tan pectin, khiến dịch quả sau khi nghiền có độ nhớt cao, gây khó khăn cho quá trình lọc và nhìn vẩn đục không hấp dẫn”, anh cho biết. Do vậy, “phương pháp ép nước thanh long kiểu ly tâm thường chỉ đạt hiệu quả tách nước khoảng 20-30%, năng suất và tính kinh tế không cao”.

Khi biết anh Lê Thiên Khiêm vốn không phải là chuyên gia về công nghệ thực phẩm, có lẽ không ít người sẽ nghi ngờ rằng liệu anh có đủ khả năng để giải quyết bài toán trên? “Mình chỉ có cách duy nhất là đọc thật nhiều tài liệu và tự mày mò thôi”, anh bày tỏ. Trong quá trình tìm hiểu, anh nhận thấy việc sử dụng enzyme là phương pháp phổ biến nhất để xử lý vấn đề nhớt và độ trong của nước quả. Là chất xúc tác sinh học không độc hại, có khả năng xúc tác mạnh và dễ dàng chiết xuất từ nhiều nguồn tự nhiên, enzyme đã được ứng dụng trong sản xuất nước quả từ những năm 1930 cho đến hiện tại. Một số loại enzyme tiêu biểu như amylase có khả năng loại bỏ tinh bột của các loại trái cây; enzyme pectinase dùng để phá vỡ pectin, giảm độ nhớt và cải thiện năng suất lọc; enzyme cellulase có thể làm mềm tế bào thực vật, giúp quá trình nghiền dễ dàng hơn, tăng độ trong và nâng cao năng suất dịch quả,...

Theo lý thuyết chung thì phương pháp này rất đơn giản, chỉ cần đưa enzyme vào ủ với trái cây đã nghiền, sau đó mang đi lọc sẽ thu được nước quả. Tuy nhiên, mỗi loại quả lại có một đặc tính khác nhau, quả thanh long sẽ phù hợp với công thức phối trộn enzyme nào? Sau nhiều lần thử nghiệm và “điều chỉnh tới lui”, anh Khiêm đã tìm thấy câu trả lời: bổ sung enzyme cellulase và polygalaturonaza theo tỉ lệ là 0,15% trên tổng thể tích thanh long đã nghiền, khuấy đều trong vòng 15 phút, sau đó đem ủ rồi lọc, tách lấy nước. “Khi đưa hai loại enzyme này tác dụng với ruột thanh long đã được đánh tơi, chúng sẽ cắt đứt liên kết cellulase và pectin làm cho hai thành phần này tách rời nhau ra. Các pectin sẽ hòa tan trong nước còn các cellulase sẽ nổi lên trên. Enzyme chỉ có chức năng cắt liên kết, cho nên các thành phần dinh dưỡng trong trái thanh long không bị thay đổi”, anh cho biết. Nhờ vậy, nước thanh long thu được theo phương pháp này không chỉ đạt hiệu suất rất cao (lượng nước tách ra chiếm khoảng 70% tổng thể tích, phần nước nằm dưới, phần bã và hạt nổi lên trên) mà còn giữ được hương vị tươi ngon tự nhiên. Để kéo dài thời gian sử dụng và tạo điều kiện thuận lợi khi đưa ra sản phẩm ra thị trường, anh Khiêm còn áp dụng công nghệ tiệt trùng UHT giúp nước thanh long có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng trong vòng 1 năm. “Mừng nhất là khi mang tặng mọi người uống thử, tất cả đều phản hồi rất tích cực”, anh hào hứng kể lại.

Một giải pháp dù tốt đến đâu, cũng chỉ phát huy hiệu quả nếu dễ dàng triển khai trong thực tế và khả thi về mặt kinh tế. Phương pháp sản xuất nước thanh long bằng enzyme của anh Lê Thiên Khiêm đã hội tụ đủ các yếu tố này: “Nguyên liệu enzyme rất phổ biến, dễ mua và không đắt, ước tính chi phí mua enzyme cho mỗi kg thanh long sẽ tốn khoảng 1 ngàn đồng, bù lại giá trị thu được cao hơn - 1kg thanh long bán được khoảng 10 ngàn đồng, nếu chuyển sang làm nước ép thì có thể bán được 20 hoặc 30 ngàn đồng. Ngoài ra, quy trình này có thể tích hợp vào các hệ thống sản xuất nước trái cây đang có, chứ không cần nhiều máy móc trang thiết bị phức tạp, hơn nữa có thể dễ dàng điều chỉnh công suất phù hợp với quy mô sản xuất, từ mức vài chục tấn đến vài trăm tấn mỗi ngày”, anh cho biết.

Sau khi hoàn thiện quy trình, anh Lê Thiên Khiêm đã đăng ký bảo hộ sáng chế phương pháp sản xuất nước thanh long nguyên chất bằng cách sử dụng enzyme và đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng vào tháng 2/2022 nhờ tính mới, tính sáng tạo và khả năng áp dụng công nghiệp. Dù tốn chi phí và mất nhiều thời gian song anh cho rằng đây là việc cần làm, ngoài mục đích bảo vệ tài sản trí tuệ, đăng ký sáng chế còn là bước chuẩn bị cho cơ hội ứng dụng trong tương lai: “Tôi muốn chuyển giao hoặc hợp tác với đơn vị nào đó để sản xuất nước thanh long. Nếu không có bằng sáng chế, chỉ nói chay thì không ai tin tưởng vào phương pháp của mình”.

“Mong muốn lớn nhất của tôi vẫn là làm sao cho trái thanh long không phải nằm chờ giải cứu, thậm chí còn gia tăng thêm giá trị. Vậy nên sáng chế về nước thanh long chỉ là một phần ý tưởng thôi, theo quy trình của tôi, phần bã thanh long còn lại vẫn đủ tiêu chuẩn và chất lượng để chế biến các sản phẩm khác như bột thanh long sấy, mứt thanh long,... Nếu tận dụng được hết tất cả thì giá trị của trái thanh long sẽ được nâng lên rất lớn”, anh kể về những dự định đang ấp ủ.