PECTIN và ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM
-----🙞🙞🙞🙞🙞-----

TIỂU LUẬN
MƠN: HOẠT CHẤT BỀ MẶT
Đề tài: PECTIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG
LĨNH VỰC THỰC PHẨM

GVHD: TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
SVTH: TÀO QUANG TUYỀN

18139221

NHÓM THỨ 6 – TIẾT 7 – LỚP DH18HT

TP.HCM, tháng 1 năm 2022


MỤC LỤC
MỤC LỤC

I

DANH MỤC HÌNH VẼ

IV

DANH MỤC BẢNG BIỂU

V

LỜI MỞ ĐẦU

VI

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PECTIN

1

1. Lịch sử nghiên cứu Pectin [1] [2]

1

2. Tình hình nghiên cứu về pectin

1

2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước

1

3. Khái niệm về Pectin

3

3.1. Nguồn gốc của Pectin

4

3.2. Cấu tạo của pectin [3] [4]

4

3.3. Phân loại

7

4. Phương pháp xác định pectin [5]

7

4.1. Định tính:

7

4.2. Định lượng:

8

5. Các chỉ số đặc trưng

8

6. Tính chất của pectin

10

6.1. Khả năng tạo gel [3] [4] [5]

10

6.2 Một số tính chất khác

13

7. Úng dụng của pectin

14

8. Nguồn nguyên liệu chứa pectin

14

9. Một số đặc điểm tính chất của Pectin

16

10. Lợi ích của Pectin đối với sức khỏe [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]

17

10.1. Nguồn chất xơ cao

17

10.2. Giảm cholesterol

17

10.3. Kiểm soát tiêu chảy

18

10.4. Chống lại bệnh tiểu đường

19

10.5. Hỗ trợ giảm cân

19
1


10.6. Thúc đẩy giải độc

20

11. Các chỉ tiêu lý – hóa [15]

20

CHƯƠNG 2: GIÁ TRỊ VÀ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA PECTIN

21

1. Giá trị và thành phần dinh dưỡng của Pectin trong thực phẩm

21

1.2. Tác dụng của Pectin trong mỗi loại trái cây

21

2. Tính chất sản phẩm của Pectin

23

3. Ảnh hưởng của pectin trong chế biến dịch ép

23

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PECTIN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM

24

1. Các ứng dụng của pectin trong các lĩnh vực

24

1.1. Trong công nghệ thực phẩm

24

1.2 Mứt trái cây và mứt đông

25

1.3. Trong công nghiệp chế biến sữa

26

1.5. Trong kẹo mềm pectin

27

1.6. Các ứng dụng khác của pectin trong công nghệ thực phẩm

28

1.7. Trong công nghệ dược phẩm

28

2. Vai trò các cấu tử trong việc tạo gel pectin

29

2.1 Pectin

29

2.2 Nước

30

2.3 Đường

30

2.4 Axit

30

3. Quy định sử dụng

31

TÀI LIỆU THAM KHẢO

33

2


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Acid D-galacturonic-đơn vị cấu tạo chủ yếu của pectin
Hình 1.2 Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật
Hình 1.3 Cấu tạo của pectin
Hình 1.4 Hight Methoxyl Pectin
Hình 1.5 Low Methoxyl Pectin
Hình 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro
Hình 1.7 Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+
Hình 1.8 Pectin có trong rau, củ, quả

3
5
5
6
6

12
13
14

Hình 3.1 Pectin được ứng dụng trong mứt đơng
Hình 3.2 Pectin được ứng dụng trong chế biến nước giải khát
Hình 3.3 Ứng dụng pectin trong sản xuất kẹo mềm
Hình 3.4 pectin được ứng dụng trong dược phẩm

25
27
27
29

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Điều kiện tạo gel
Bảng 1.2 Thành phân và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo %
Bảng 1.3 Chỉ tiêu lý - hóa của pectin

4

9
15
21


LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, đất nước đang trên đà phát triển theo đường lối cơng nghiệp hóa, hiện
đại hóa thì các ngành công nghiệp, nông nghiệp… cũng ngày càng phát triển. Đặc biệt
ngành công nghệ thực phẩm cũng đang rất phát triển ở nước ta hiện nay, nó góp phần
khơng nhỏ và cung cấp một lượng lớn thực phẩm cho xã hội, các sản phẩm của nó như
bánh kẹo, nước giải khát, sữa, mức đông, mứt… đáp ứng nhu cầu xã hội của nước ta hiện
nay và sau này.
Để có được những sản phẩm như vậy, một thành phần không thể thiếu và đóng vai
trị quan trọng trong các sản phẩm đó là pectin, là một loại phụ gia quý và vơ hại có khả
năng tạo gel, tạo đơng trong công nghệ chế biến để tạo ra các sản phẩm đa dạng và phong
phú, dễ bảo quản khi vận chuyển. Mặt khác, nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới nên
thuận lợi cho việc trồng và sản xuất nhiều loại rau quả. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào
để sản xuất pectin. Lượng pectin cịn có nhiều trong phế liệu rau quả trong công nghệ chế
biến nước ép trái cây như bã cam, chanh, táo, vỏ xoài, vỏ - cùi bưởi, đu đủ…
Pectin là sản phẩm phụ gia thực phẩm thuộc nhóm phụ gia tạo đơng, tạo gel trong
q trình chế biến và bảo quản mứt, mứt đơng, kẹo pectin từ hoa quả mà bài viết nói đến.
Pectin là sản phẩm phụ gia được nghiên cứu bằng phương pháp pectat-canxi trong
đó phụ gia có nhiều hữu ích như giúp thực phẩm an toàn và dinh dưỡng, cơ hội lựa chọn
thực phẩm nhiều hơn, giá thành thực phẩm.

5


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PECTIN
1. Lịch sử nghiên cứu Pectin [1] [2]
Lịch sử của pectin bắt đầu vào cuối thế kỷ thứ 18, khi vào năm 1790 nhà hóa học
người Pháp Louis Nicolas Vauquelin, khám phá ra một sản phẩm từ thực vật được chiết
xuất từ nước ép trái cây có tính chất tạo gel. Bốn mươi năm sau, Anri Brakonno đặt tên nó
là axit pectic (từ tiếng Hy Lạp "pektos" - "đơng tụ, vón cục"). [1]
Năm 1937 hai nhà khoa học Schneider và Bock lần đầu tiên thiết lập cơng thức cấu
trúc của pectin, tuy nhiên quy trình sản xuất công nghiệp của pectin chỉ bắt đầu kể từ nửa

sau thế kỷ 20. [1]
Sau này, trong những năm 1920 và 1930, nhà máy được xây dựng mà sản xuất
thương mại pectin từ bã táo khơ và sau đó cây có múi vỏ ở những khu vực sản xuất nước
trái cây táo ở cả Mỹ và châu Âu. Pectin lần đầu tiên được bán như là một chiết xuất chất
lỏng, nhưng bây giờ thường được sử dụng như bột khơ, đó là dễ dàng hơn so với một chất
lỏng để lưu trữ và xử lý.
2. Tình hình nghiên cứu về pectin
2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
- Có cơng trình nghiên cứu thu nhận pectin từ phế liệu quả bưởi và ứng dụng để sản xuất
mứt xồi đơng do hai sinh viên Võ Thị Xuân Hạ- Trương Thị Thu Hà. Trường Cao đẳng
công nghệ, năm 2010.
- Nghiên cứu thu nhận pectin từ vỏ cà phê do tác giả Bùi Anh Võ và Nguyễn Đức Lượng.
Trường Đại học Tôn Đức Thắng và trường Đại học Bách khoa, ĐHQG – HCM, năm
2009.
2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Pectin là polysaccharides hành động như một chất kết dính tế bào trong vỏ của
nhiều loại hoa quả khác nhau và rau quả. Một tính năng quan trọng của pectin là este hóa
1


của acid galacturonic với methanol. Mức độ methyl hóa được định nghĩa là số mol của
methanol trên 100 mol của acid galacturonic.
- Cơng trình nghiên cứu về chỉ số pectin do ông Padivalet al. (năm 1979), nghiên
cứu này được hỗ trợ bởi tài trợ nghiên cứu từ CONICET (Consejo Nacional de
Investigaciones Científicas y Tecnológicas) và Universidad Nacional del Sur, Argentina.
(Planta Piloto de Ingeniería Química (UNS-CONICET) Camino "La Carrindanga" km
7.Camino "La Carrindanga" Km 7. CC 717.CC 717. (8000) Bahía Blanca.(8000) Bahía
Blanca. ARGENTINA.Argentina).
- Các nhà khoa học thuộc Viện Nghiên cứu Thực phẩm Anh mới đây phát hiện một
loại sợi gọi là pectin trong phần lớn rau quả tươi, có thể ngăn chặn nguy cơ phát triển ung

thư. Sau khi nghiên cứu tác dụng của pectin trong phịng thí nghiệm, nhóm chun gia, do
giáo sư Vic Morris dẫn đầu.
- Hội thảo quốc tế lần thứ hai về Pectins và Pectinaza được tổ chức bởi Đại học
Wageningen và Trung tâm nghiên cứu và được tổ chức tại Rotterdam, Ngày 06- ngày 10
tháng 5, năm 2001. Cuộc họp này có hiệu quả sự tham dự của khoảng 130 đại biểu từ hơn
20 quốc gia, đại diện cho gần như tất cả các nhóm/ ngành cơng nghiệp làm việc trên tồn
thế giới về pectins và pectinaza. Sau cuộc họp đầu tiên về chủ đề này được tổ chức vào
tháng 12 năm 1995, hội nghị chuyên đề chắc chắn tạo thành một nền tảng cho các nhà
nghiên cứu và các ngành công nghiệp làm việc trong lĩnh vực này, tất cả trong kỷ luật
chuyên môn riêng của họ.
- Nghiên cứu công nghệ chiết xuất pectin từ Artocarpus heterophyllus lam. Được
nghiên cứu bởi GUO Fei-yan,JI Ming-hui*, SHU Huo-ming, CHEN Jing, CHEN Yinan(Department of

Chemistry,Hainan

Normal

University,Key

Lab

of

Tropical

Pharmaceutical Herb Chemistry of Hainan Province,Haikou 571158,China)Guo Fei-yan,
JI Ming-hui *, SHU Huo-ming, Chen Jing, Chen Yi-nan (Khoa Hóa, Đại học Hải Nam
bình thường, chính Lab của Herb Hóa Dược phẩm nhiệt đới của tỉnh Hải Nam, 571.158
Hải Khẩu, Trung Quốc).

2


- Pectin, một loại chất xơ được tìm thấy trong trái cây và rau quả, theo một nghiên
cứu trong phòng thí nghiệm mới từ Mỹ, được viết trên tạp chí Glycobiology, thì pectin có
thể gây chết tế bào lập trình trong các tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Những gì báo cáo này
cho thấy là nếu bạn lấy tế bào ung thư tuyến tiền liệt của con người và thêm pectin, bạn
có thể tạo ra tế bào chết được lập trình", ơng Debra Mohnen nhà nghiên cứu tế bào. "Nếu
bạn làm như vậy không phải ung thư bằng tế bào chết không xảy ra . "
3. Khái niệm về Pectin
Pectin là một hợp chất tự nhiên có nhiều trong màng tế bào của các loài thực vật
bật cao, phân bố chủ yếu ở các bộ phận như quả, củ, thân. Trong màng tế bào, pectin có
mặt ở phiến giữa (với hàm lượng cao nhất) và vách tế bào sơ cấp. Pectin là
polysaccharide phức tạp có chứa ít nhất 65% acid galacturonic được liên kết với nhau
bằng liên kết -1,4-glycoside, trong đó một số gốc –COOH được methoxyl hóa –CH3O. [2]

Hình 1.1 Acid D-galacturonic-đơn vị cấu tạo chủ yếu của pectin
“pectin’’ là một thuật ngữ để chỉ một nhóm các chất sau:
- Protopectin : là pectin ở trạng thái tự nhiên ( trong vách tế bào thực vật và phiến
giữa ), mức độ methyl hóa rất cao, khơng hịa tan, Protopectin có nhiều trong quả xanh.
- Acid pectinic: mức độ methyl hóa trung bình, tan, muối pectinnate
- Pectin: mức độ methyl hóa trung bình, tan, bản chất là chất keo,có khả năng tao
gel, tạo nhũ, tạo đặc và ổn định.
3


- Acid pectin: mức độ methyl hóa rất thấp,tan,muối là pectate
Người ta rất hay lẫn lộn giữa pectin và acid pectinic nên thật ra trong thực tế
“pectin’’ là tên gọi chung của cả hai chất này.
3.1. Nguồn gốc của Pectin

Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo đơng, tao gel.
Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây. Đóng vai trị vận chuyển nước và lưu chất
cho các trái cây đang trưởng thành. Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Tiền
thân của pectin là protopectin khơng tan trong nước và có nhiều trong mơ trái cây cịn
xanh, q trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin. Sau đó kết hợp
với sự dopolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng là các loại đường hòa tan và
acid
Từ thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong phẩu phần ăn của con người.
nhưng chỉ mới nữa thế kỷ trước nghành công nghệ thực phẩm mới nhận biết được vai trò
quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng các sản phẩm thực phẩm.
Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật
thường là táo hay các quả có muối như: cam, quýt, bưởi.
Phần lớn các quốc gia xem pectin là phụ gia quý và vô hại được sử dụng với liều
lượng phụ thuộc vào từng quy trình cơng nghệ.
3.2. Cấu tạo của pectin [3] [4]
Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham
gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin
hòa tan và protopectin khơng hịa tan. Dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinaza
hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin.
Trong màng tế bào, pectin có mặt ở phiến giữa (có hàm lượng cao nhất) và vách tế
bào sơ cấp
4


Hình 1.2 Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và
rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC. Hàm lượng pectin 1% trong
dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,13,4 sản phẩm sẽ tạo đông.
Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là một polymer
của acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glycozide.

Hình 1.3 Cấu tạo của pectin
Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng là chỉ số methoxyl “MI”
biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH 3 có trong phân tử pectin và
chỉ số este hóa “DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong
phân tử pectin.
Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thương mại chia pectin thành 2
loại: pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấp.

5


Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 % hay MI > 7%.
Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH
= 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60 %.

Hình 1.4 Hight Methoxyl Pectin
- Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 % hay MI <
7%. Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin. Pectin methoxy
thấp có thể tạo đơng trong mơi trường khơng có đường. Chúng thường được dùng làm
màng bao bọc các sản phẩm.

Hình 1.5 Low Methoxyl Pectin
Những nghiên cứu mới về cấu trúc phân tử pectin cho thấy pectin có hai vùng cấu
tạo chính là vùng suôn thẳng (smooth regions) chiếm khoảng 60 – 90% khối lượng, và
vùng rậm (hairy regions) chiếm 10 – 40% khối lượng.
Trong q trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa. Q trình tạo đơng phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy hóa càng cao thì khả năng tạo
6

đơng càng cao. Khi sử dụng cần phải hịa tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì
mới sử dụng ở công đoạn cuối chế biến.
Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ sự
gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic. Ngoài ra,
trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả
năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và
hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một
mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
3.3. Phân loại
*Hiệp hội hóa học Mỹ (American Chemical Society) phân loại các hợp chất pectin thành
3 loại:
- Acid pectic
- Acid pectinic
- Pectin (Polygalacturonate)
* Dựa trên mức độ este hóa, trong thương mại chia pectin thành 2 loại:
Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE > 50%.
Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 %.
4. Phương pháp xác định pectin [5]
4.1. Định tính:
- Định tính pectin dựa vào phản ứng tạo thành pectin hydroxamic acid rồi cho tác
dụng với FeCl3 tạo thành phức có màu đỏ.

7


- Định tính dựa vào sự tạo dựa vào sự có mặt của acid galacturonic: lấy một ít
pectin hịa tan vào 3-4ml nước, thêm vài giọt chì acetate 10% và đun trên nồi cách thủy
đầu tiên có kết tủa trắng rồi dần dần có màu cam hơi đỏ.
- Định tính dựa trên vi phẫu: làm mất nước và mất hoạt tính các enzym bằng cách

ngâm vi phẫu trong aceton. Rửa aceton với 3-4 lần metanol. Cho vi phẫu vào một hỗn
hợp gồm 1ml thuốc thử hydroxyamin và một 1ml natri hydroxit, quấy 5 phút. Thêm 1ml
HCl – etanol và quấy 5 phút. Chuyển vi phẫu vào 2ml thuốc thử sắt ba, sau 10 phút vớt ra
và quan sát dưới kính hiển vi.
- Định tính dựa vào sự tạo thành chất đông: lấy 5g pectin, thêm 50ml nước, để yên
để pectin trương ra, thêm 25g đường mía đã tán thành bột và đun sôi 10-15 phút. Thêm
1ml dung acid citric 40%. Sau 2-3 giờ tạo thành chất đông.
4.2. Định lượng:
- Xác định hàm lượng pectin bằng phương pháp pectat: xà phòng hóa pectin thành
acid pectic sau đó cho kết tủa với CaCl2, rửa và cân kết tủa. Từ đó tính được hàm lượng
pectin.
- Xác định hàm lượng bằng phương pháp so màu: mẫu kiểm nghiệm sau khi loại
đường (chiết bằng etanol) được tác dụng với dung dịch 0,5% EDTA để loại các cation hóa
trị 2. Tiếp theo dùng NaOH 1N để xà phịng hóa các ester 20-30 phút, acid hóa đến pH=55,5 bằng acid acetic. Cho enzym depolymer hóa tác dụng trong 1 giờ, lọc. Cho dịch lọc
tác dụng với acid H2SO4 đậm đặc rồi với dung dịch 0,15% cabarzol trong cồn. Đo màu ở
bước sóng 520nm đối chiếu với đường cong mẫu nahydrouronic acid đi từ acid
glacturonic.
- Ngồi ra có thể xác định hàm lượng bằng phương pháp đo độ quay cực, đo độ nhớt.
5. Các chỉ số đặc trưng
Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:
8


Chỉ số methoxyl (MI = methoxyl index): chỉ số methyl hóa, là phần trăm khói
lượng nhóm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử.
Sự methyl hóa hồn tồn tương ứng với chỉ số methoxyl:
Loại pectin

MI

Protopectin

16,3%

Pectin thông thường

8%

Pectin tách từ thực vật

10-12%

Chỉ số ester hóa (DE = degree of esterification): thể hiện mức độ ester hóa của
pectin, là tỉ lệ phần trăm về số lượng của các gốc acid galatoronic được ester hóa trên tổng
số lượng gốc acid galaturonic có trong phân tử.
Loại pectin

DE

Protopectin

100%

Pectin thông thường

50%

Tác dụng của DE của pectin lên sự tạo gel

Bảng 1.1 Điều kiện tạo gel

9


Chỉ số Amid hóa (DA)
Chỉ số amid hóa biểu hiện mức độ amid hóa của pectin, là phần trăm số nhóm
carboxyl bị chuyển hóa thành nhóm amide bởi q trình xử lý bằng amonia trên tổng số
nhóm carboxyl trong phân tử.
DA = degree of amidation
Ngồi ra cịn có chỉ số DAc (degree of acetylation) để chỉ mức độ acetyl hóa của
pectin. Tuy nhiên chỉ số này rất ít được dùng. DAc đơi khi có thể lớn hơn 100% khi một
gốc monomer liên kết với nhiều hơn một gốc acetyl.
6. Tính chất của pectin
Pectin thuộc nhóm các chất làm đơng tụ. Pectin được xem là một trong những chất
phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này được chứng minh
bởi hàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA
(Joint Food Expert Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở liên minh châu
Âu và GRAS (Generally Regarded).
6.1. Khả năng tạo gel [3] [4] [5]
Khả năng tạo đông tụ của pectin phụ thuộc vào khả năng làm chúng, do đó chúng
có giá trị khác nhau trong sản xuất bánh kẹo, pectin được lấy từ táo, vỏ cam, chanh, củ cải
đường thì có giá trị đơng tụ cao nhất, pectin của mận, me, đào, tạo gel kém bền hơn.
Khả năng tạo gel của pectin ở quả thay đổi theo quá trình phát triển của cây, độ
chín của quả cũng như khi bảo quản và chế biến chúng.
Giá trị chính của pectin trong sản xuất kẹo là khả năng tạo đông của chúng
Các pectin và pectinic có các nhóm hydroxyl ( -OH ) nên có khả năng hydrate hóa
cao.
10

Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng dẩy lẫn nhau, do đó
làm giảm mach và làm tăng độ nhớt dung dịch.
Vì vậy khi làm giảm độ tích điện và độ hydrate hóa sẽ làm cho các phân tử pectin
xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha
lỏng ở bên trong.
Khả năng tạo gel của pectin tùy thuộc nguồn pectin, mức độ methoxyl hóa và phân
tử lượng của pectin.
Chiều dài của chuỗi pectin
Nếu phân tử pectin q ngắn thì nó sẽ khơng tạo được gel mặc dù sử dụng ở liều
lượng cao.
Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng.
Mức độ methoxyl hóa
HMP tạo gel bằng liên kết hydro.
Điều kiện tạo gel:
Đường >50%
pH=3-3,5
Pectin : 0,5-1%
Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy giảm mứt độ hydrat hóa của phân tử pectin
trong dung dịch. pH acid trung hòa bớt gốcc COO-, làm giảm độ tích điện của phân tử. Vì
vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel.
Trong trường hợp này Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có
thể hydroxyl-hydroxyl, carboxyl-carboxyl hoặc hydroxyl-carboxyl. Kiểu liên kết này
11


khơng bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối
gel, loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin.
Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào, pH, nhiệt độ càng thấp
và hàm lượng đường cao thì gel tạo thành càng nhanh.

Hình 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro
Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng
pectin, loại pectin và nhiệt độ.
30 ÷ 50% đường thêm vào pectin là saccharose. Do đó cần duy trì pH acid để khi
đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh của
đường saccharose. Tuy nhiên cũng khơng nên dùng q nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây
ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh tạo nên các
vón cục.
Khi dùng lượng pectin vượt q lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi
dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách
đun lâu hơn.
12


Khi cố định hàm lượng pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm và hàm lượng đường
càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.
LMP tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+
Khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dài phân tử pectin phải
đạt mức độ nhất định. Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không thêm đường và acid.
Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COO – cao
thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị hai đặc biệt
là Ca2+.

Hình 1.7 Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+
Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl. Gel pectin có chỉ
số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi.
6.2 Một số tính chất khác
Pectin là một chất có khả năng hydrat hóa cao, pectin có thể bị kết tủa với rượu,
axeton, ete hoặc benzen. Dung dịch pectin có tính keo cao, độ nhớt và độ bền của keo lớn.
Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng hoặc hơi vàng hoặc màu xám nhạt, và tan

trong nước.
Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đơng khi có đường.

13


Mã hiệu quốc tế của pectin là E440.
7. Ứng dụng của pectin
Trong thực phẩm
Sử dụng như một tác nhân tạo gel, sử dụng như một chất ổn định keo, sử dụng
trong hệ nhũ tương.
Trong Y dược
Pectin là một loại chất xơ hịa tan có tác dụng giảm cholesterol trong máu, chữa
các bệnh đường ruột. Dung dịch pectin 5% cịn được sử dụng như thuốc sát trùng H 202.
8. Nguồn nguyên liệu chứa pectin
Pectin chứa nhiều trong các trong các loại quả của trái cây: táo, mận, cam, chanh, cà
rốt, sơn trà, lê, cà chua, bí…

Hình 1.8 Pectin có trong rau, củ, quả

14


Tên rau

Tinh bột

quả

Đường

Pectin

Xenluloza

Saccaroza

Glucoza

Fructoza

Cộng

17.7

0.6

0.2

0.1

0.9

0.7

1.0

Cải bắp

0

0.1

2.6

1.6

4.3

0.3

1.2

Mận

0

5.4

3.4

0.8

9.6

1.1

0.6

Cà rốt

0

3.7

2.9

-

6.6

0.4

1.0

Cà chua

<0.1

0.2

1.5

1

2.8

0.1

0.9

Hành

0

6.3

1.3

1.2

8.8

0.3

0.8

Cam

0

3.6

1.3

1.5

6.3

0.9

0.5

Quýt

0

4.9

1.0

1.5

7.4

0.7

0.3

Chanh

0

0.9

0.6

0.6

2.1

1.1

0.5

Khoai
tây

Bảng 1.2 Thành phân và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo %
Trong q trình phát triển và già chín của rau, hàm lượng pectin ln biến đổi.
Thường cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và depolymer hóa.
Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy.
Với chủng loại khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau:
Bưởi: Nước ta có nhiều giống bưởi: bưởi trắng, bưởi đào, bưởi chua, bưởi ngọt,
bưởi dôn dốt chua,bưởi ngon nổi tiếng ở miền Bắc là bưởi Đoan Hùng (Phú Thọ). Ở
miền nam là bưởi Năm Roi. Bưởi còn gọi là bòng. Tên khoa học Citrus Grandis Osbeck.
Họ cam( Ruta Ceae). Bưởi được nhiều người ưa thích xong ta chỉ ăn múi và vứt bỏ hạt,
cùi, vỏ. Tuy nhiên chúng lại có những chất rất có lợi cho sức khỏe trong đó Pectin là chủ
yếu.

15


Bí đỏ: người miền trung gọi là quả bí lí bầu rợ, thuộc họ bầu. Bí đỏ có thể chế biến
thành nhiều món ăn ngon, bổ dưỡng. Các nhà khoa học nghiên cứu và chỉ ra rằng bí đỏ có
lượng lớn Pectin.
Với táo: Ngạn ngữ phương tây có câu:”Mỗi ngày vài quả táo, thì khơng cần bác sĩ”
bất cứ ai, tuy chưa biết giá trị dinh dưỡng của quả táo ra sao, nhưng khi nhìn thấy những
quả táo to trịn với màu sắc đỏ thắm hay vàng tươi, đều cảm thấy thích. Đến khi nếm thử
một miếng táo người ta càng thích hơn bởi mùi vị chua ngọt và thơm của nó. Theo chun

gia dinh dưỡng vỏ ngồi cùng của trái táo chứa nhiều Pectin. Pectin là chất có tác dụng tốt
cho sức khỏe.
9. Một số đặc điểm tính chất của Pectin
Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
Có khả năng tạo gel bền.
Pectin hịa tan: methoxyn polyglacturonic.
Pectin khơng hịa tan: Protopectin - là dạng kết hợp của Pectin - araban.
Trong cồn và dung dịch muối thì Pectin bị kết tụ.
Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của
sản phẩm khi cô đặc.
Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo Pectin có độ nhớt
và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong q trình làm trong khi cơ nước quả.
Trong q trình chín. Dưới tác dụng của enzym Pectinaza hoặc với sự tham gia của
Axit hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành Pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế
bào giảm.
Khi quả chín Pectin hịa tan thành axit pectic.
Các dạng Pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc.

16


Hiểu rõ được quy luật thay đổi của Pectin là điều rất quan trọng để xứ lý và khống
chế nó trong q trình chế biến.
Pectin khơng tan trong dung dịch ethanol.
Tính chất quan trọng của Pectin là có thể tạo đơng ở nồng độ thấp (1 đến 1.5%) khi
có mặt đường 60 đến 70% và axit 1%. Khả năng tạo đơng phụ thuộc vào nguồn Pectin,
mức độ methoxin hóa và phân tử lượng của Pectin.
Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thì khả năng tạo gel khác nhau.
10. Lợi ích của Pectin đối với sức khỏe [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]
10.1. Nguồn chất xơ cao

Chất xơ pectin không chỉ đơn thuần là một chất điều tiết – nó là một loại chất xơ
giàu lợi ích có thể hòa tan trong nước và giúp giảm cholesterol và tăng sức khỏe tiêu hóa.
Là một chất xơ hịa tan, pectin hoạt động bằng cách liên kết với các chất béo trong đường
tiêu hóa, bao gồm cholesterol và độc tố, và thúc đẩy q trình đào thải của chúng. Điều
này có nghĩa là pectin có lợi cho khả năng giải độc cơ thể, giúp điều chỉnh cơ thể sử dụng
đường và cholesterol, và cải thiện sức khỏe đường ruột và tiêu hóa.
Một nghiên cứu năm 2014 xuất bản trong Tạp chí hóa học nơng nghiệp và thực
phẩm thấy rằng pectin làm giảm mức độ tiêu hóa lipid, được cho là do tương tác ràng
buộc của nó với các thành phần tiêu hóa cụ thể. Tiêu hóa lipid là khi các giọt chất béo lớn
bị phá vỡ thành các giọt nhỏ hơn. Điều này làm cho nó dễ dàng hơn cho enzyme tiêu hóa
chất béo, được gọi là lipase tụy, để tiêu hóa. Điều này giúp cơ thể bạn phân hủy chất béo
thành axit béo.
Một nghiên cứu năm 1994 xuất bản năm Tạp chí dinh dưỡng phát hiện ra rằng
những con chuột được cho ăn chế độ ăn có chứa pectin có nồng độ cholesterol trong máu
và LDL thấp hơn nhóm đối chứng sau chế độ ăn bổ sung pectin trong 28 ngày.

17


10.2. Giảm cholesterol
Pectin là một chất xơ hòa tan trong nước có thể liên kết cholesterol trong ruột, do
đó ngăn chặn sự hấp thụ của nó vào máu. Nghiên cứu cho thấy liều thích hợp cho
cholesterol cao là 15 gram pectin mỗi ngày. Pectin có thể được tiêu thụ trực tiếp từ thực
phẩm giàu chất xơ như trái cây, rau và hạt; Thêm vào đó, những thực phẩm lành mạnh
này được biết là làm giảm cholesterol vì hàm lượng chất xơ tổng thể của chúng.
Một nghiên cứu năm 1998 xuất bản trong Tạp chí sinh lý và hóa sinh gợi ý rằng
việc tiêu thụ pectin dẫn đến giảm nồng độ cholesterol trong gan và huyết thanh cũng như
sự gia tăng chất thải. Nghiên cứu bao gồm những con chuột bình thường được cho ăn chế
độ ăn có chứa 2,5% hoặc 5% pectin táo hoặc cam, hoặc khơng có pectin, là nhóm đối
chứng, trong ba tuần.

Nồng độ cholesterol được xác định trong chất thải (phân) sau một, hai và ba tuần
điều trị và trong gan và huyết thanh khi kết thúc các thử nghiệm thực nghiệm. Nồng độ
cholesterol trong chất thải cho thấy sự gia tăng đáng kể vào tuần thứ ba ở những con
chuột được cho ăn 5% pectin cam hoặc táo. Nồng độ cholesterol trong gan giảm đáng kể
ở tất cả các nhóm ăn pectin.
Một nghiên cứu khác tiến hành tại Đại học Y khoa Florida phát hiện ra rằng chế độ
ăn bổ sung pectin bưởi, không thay đổi lối sống, có thể làm giảm đáng kể cholesterol
huyết tương. Nghiên cứu kéo dài 16 tuần và liên quan đến 27 tình nguyện viên của con
người được sàng lọc có nguy cơ từ trung bình đến cao bệnh tim mạch vành do tăng
cholesterol máu. Nghiên cứu không can thiệp vào những người tham gia chế độ ăn uống
hoặc lối sống hiện tại. Bổ sung pectin bưởi làm giảm cholesterol huyết tương 7,6% và
cholesterol LDL 10,8%.
10.3. Kiểm soát tiêu chảy
Pectin làm tăng độ nhớt và thể tích của phân; do đó, nó thường được sử dụng
cho giảm táo bón tự nhiên và tiêu chảy. Một Nghiên cứu năm 2001 tiến hành tại Trung
tâm Nghiên cứu Sức khỏe và Dân số ở Bangladesh đã đánh giá tác dụng đường ruột có lợi
của chất xơ từ chuối xanh hoặc pectin ở trẻ bị tiêu chảy kéo dài.
18


Trong nghiên cứu, 62 bé trai, 5 tuổi 12 tháng, được chọn ngẫu nhiên một chế độ ăn
kiêng dựa trên gạo có chứa chuối xanh, pectin hoặc chế độ ăn gạo một mình. Sau bảy
ngày, trọng lượng phân và tính nhất quán, tần suất nôn mửa và thanh lọc, và thời gian bị
bệnh đã được đo. Vào ngày thứ ba sau điều trị, nhiều trẻ em đã hồi phục đáng kể sau khi
bị tiêu chảy khi nhận pectin hoặc chuối so với nhóm chứng và đến ngày thứ tư, các tỷ lệ
này tiếp tục tăng.
Kết quả chỉ ra rằng chuối xanh và pectin làm giảm đáng kể lượng phân, dung dịch
bù nước đường uống, dịch truyền tĩnh mạch, tần suất nôn và thời gian tiêu chảy – và
pectin là một bước quan trọng cần thực hiện ngừng tiêu chảy.
10.4. Chống lại bệnh tiểu đường

Pectin được biết là làm chậm hoạt động của các enzyme phá vỡ tinh bột và đường.
Việc hấp thụ carbohydrate và đường bị chậm lại do hàm lượng chất xơ pectin. Điều này
giúp ngăn ngừa đột biến lượng đường trong máu, gây ra tình trạng khơng dung nạp
glucose, tăng cân và tiểu đường.
Một Nghiên cứu năm 1988 xuất bản trong Tạp chí Dinh dưỡng lâm sàng Hoa
Kỳ đánh giá tác dụng của việc uống pectin trên 12 bệnh nhân đái tháo đường týp 2 không
phụ thuộc insulin. Những người tham gia đã được kiểm tra về việc làm rỗng dạ dày, dung
nạp glucose và đáp ứng hormone sau khi được áp dụng chế độ ăn ít chất xơ, ít calo trong
hai tuần, sau đó là bốn tuần bổ sung thêm 20 gram pectin táo.
Kết quả cho thấy việc uống pectin bền vững làm chậm tốc độ làm rỗng dạ dày và
cải thiện khả năng dung nạp glucose, làm cho pectin trở thành một trợ giúp tự nhiên hữu
hiệu cho triệu chứng bệnh tiểu đường.
10.5. Hỗ trợ giảm cân
Pectin là một carbohydrate phức tạp hòa tan trong nước phục vụ như là một thực
phẩm đốt cháy chất béo. Bởi vì tính nhất qn giống như kẹo cao su hoặc giống như gel,
khi bạn ăn trái cây tươi hoặc rau có pectin, các tế bào sẽ hấp thụ nó thay vì chất béo.

19