Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi docx

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

1







Đề tài:
“Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi”
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

2


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 3
1. Lý do chọn đề tài 3
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PECTIN 5
1.1. Tình hình nghiên cứu về pectin 5
1.1.1. Tình hình nghiên cứu pectin trong nước 5
1.1.2. Tình hình nghiên cứu pectin trên thế giới 5
1.2. Nguồn gốc, cấu tạo và tính chất của pectin 6
1.2.1. Nguồn gốc 6
1.2.2. Cấu tạo 7
1.2.3. Tính chất 8

1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng 9
1.3.1. Phân loại 9
1.3.2. Chỉ số đặc trưng 11
1.4. Cơ chế tạo gel 11
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel 13
1.5.1. Pectin 13
1.5.2. Nước 14
1.5.3. Đường 15
1.5.4. Acid 15
1.6. Ứng dụng 16
1.6.1. Trong công nghệ thực phẩm 16
1.6.2. Trong công nghệ dược phẩm 20
1.7. Tác dụng dược lý của pectin 21
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 22
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

3


2.1. Đặc tính thực vật của cây bưởi 22
2.2. Các loại bưởi thường gặp 23
2.3. Thành phần hoá học của bưởi 26
2.4. Các dạng bưởi và phế liệu bưởi 26
2.3.1. Bưởi 26
2.3.2. Phế liệu bưởi 26
2.5. Ứng dụng của bưởi và phế liệu bưởi 27
2.5.1. Bưởi 27
2.5.2 Phế liệu bưởi 29
2.6. Tác dụng của bưởi và phế liệu bưởi 30

2.6.1. Bưởi 30
2.6.2. Phế liệu bưởi 31
Chương 3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT PECTIN32
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ 32
3.2. Thuyết minh quy trình 33
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44








Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

4


LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, đất nước đang trên đà phát triển theo đường lối công nghiệp hoá,
hiện đại hoá thì các ngành công nghiệp, nông nghiệp cũng càng ngày phát triển.
Đặc biệt ngành công nghệ thực phẩm cũng đang rất phát triển ở nước ta hiện nay,
nó góp phần không nhỏ và cung cấp một lượng lớn thực phẩm cho xã hội, các sản
phẩm của nó như bánh kẹo, nước giải khát, sữa, mứt đông, mứt đáp ứng một
lượng lớn cho 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 trò quan trọng trong các sản phẩm đó là pectin, là một loại phụ gia quí và
vô hại có khả năng tạo gel, tạo đông 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 còn 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 Đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm
từ nguyên liệu là phế liệu những phần ta không ăn được hay những phần kém giá
trị dinh dưỡng mà ta có thể sử dụng lại để chiết xuất lấy pectin có trong những phế
liệu đó làm cho chúng có tác dụng và ứng dụng nhiều, hơn nữa việc thu mua phế
liệu không sử dụng của các nhà máy và xử lý chúng để đem dùng là có tác dụng lớn
trong việc bảo vệ môi trường và đem lại giá trị kinh tế cao. Đây là sản phẩm còn ít
người được biết đến và nghiên cứu về nó cũng chưa nhiều, mặc dù nhu cầu tiêu thụ
tương đối lớn. Vì vậy, việc tìm hiểu về nguyên liệu các tính chất biến đổi và qui
trình công nghệ thích hợp để sản xuất và ứng dụng hợp lý đang là vấn đề cần thiết,
đem lại hiệu suất thu hồi pectin cao hơn, đóng góp thiết thực cho sự phát triển
chung của ngành công nghệ thực phẩm trong việc đa dạng hoá các sản phẩm.

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

5


2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa về mặt kinh tế: Nguyên liệu là phế liệu bưởi giá cả thu mua rẻ nên
dẫn đến chi phí về một sản phẩm thấp.
- Ý nghĩa về mặt xã hội: Khi chi phí cho một đơn vị sản phẩm thấp đồng nghĩa
với giá thành sản phẩm không cao nên chi phí về chi tiêu giảm dẫn đến chi phí về
giáo dục cao. Trình độ con người trong xã hội ngày càng được nâng cao.

- Ý nghĩa về mặt sức khỏe: Có nhiều giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần ăn
hằng ngày, phòng và chữa một số bệnh như: hạ cholesterol trong máu, chống tăng
cường đường huyết ở người mắc bệnh tiểu đường, kích thích bài tiết dịch vị….
- Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm: Ứng dụng trong chế biến đồ hộp và rau
quả, bánh kẹo, mứt, mứt đông…














Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

6


Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PECTIN
1.1. Tình hình nghiên cứu về pectin [25], [26], [27]
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
- Có công trình nghiên cứu thu nhận pectin từ phế liệu quả bưởi và ứng dụng
để sản xuất mứt xoài đông 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.
1.1.2. 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 của acid galacturonic với methanol. Mức độ methyl hóa được định
nghĩa là số mol của methanol trên 100 mol của acid galacturonic.
- Công 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. CC 717. (8000) Bahía Blanca. 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 phòng thí
nghiệm, nhóm chuyên 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 công
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

7


nghiệp làm việc trên toàn 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 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).
- 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",
ông Debra Mohnen nhà nghiên cứu tế bào. "Nếu bạn làm như vậy không phải ung
thư bằng tế bào chết không xảy ra . "
1.2. Nguồn gốc, cấu tạo và tính chất của pectin
1.2.1. Nguồn gốc
- Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo gel,
tạo đông.
- Pectin có mặt trong củ quả, thân cây. Đóng vai trò 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 không tan trong nước và có nhiều trong
mô trái cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành
pectin. Sau đó kết hợp với sự demetyl hóa dưới tác dụng của enzyme và sự
depolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng là các loại đường hòa tan và
acid.

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

8

- Từ thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong khẩu phần ăn của con
người. Nhưng chỉ mới nửa thế kỷ trước ngành công nghệ thực phẩm mới nhận biết
được vai trò quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng hóa 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 múi 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 công nghệ.
1.2.2. Cấu tạo [4], [5], [12], [14]
- Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các este methyl
của chúng. Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật, pectin tồn tại
dưới hai dạng:
+ Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết
hợp với polysaccharide araban.
+ Dạng hòa tan của pectin, tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào.











Hình 1: Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật.
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

9


- Các chất pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết
giữa các mạch của phân tử acid D- galacturonic C
6
H
10
O
7,
liên kết với nhau bằng
liên kết 1,4- glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm methoxyl (-OCH
3
).
Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng
trăm đơn vị acid polygalacturonic.
- Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin:



Hình 2: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin.
- Phân tử lượng: của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay
đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galaturonic và thường thay đổi
trong phạm vi từ 10.000 ÷ 100.000. Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài
phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose. Ví dụ từ nguồn táo,
mận thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 ÷ 35.000, trong khi đó pectin lấy
từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000.
- Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin.
1.2.3. Tính chất

- Pectin thuộc nhóm các chất làm đông 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
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

10

bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Expert Committee), SCF (Scientific Committee
for Food) ở liên minh châu Âu và GRAS (Generally Regarded).
- Mã hiệu quốc tế của pectin là E440.
- Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt.
- Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol.
- Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường.
- Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường. Vì vậy để duy trì khả
năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy
phân của enzyme pectinase.
- Dung dịch pectin có độ nhớt cao. Nếu muốn thu dịch quả ép thì dung dịch
này bất lợi, người ta phải dùng enzyme pectinase để thủy phân pectin, giảm độ
nhớt.
- Còn đối với pectin tan thì dưới tác dụng của pectinase sẽ biến thành acid
pectinic (thường dưới dạng muối Ca và Mg) và các chất đơn giản khác như rượu
methylic, acid acetic, arabinose, galactose.
- Pectin hòa tan khi bị tác dụng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase
sẽ giải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó
gọi là acid pectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic. Acid pectin có thể tạo
nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó
được dùng để định lượng các chất pectin.
1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng
1.3.1. Phân loại

a. Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử
- HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI >
7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%).


Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

11





Hình 3: Công thức HM pectin.
- LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%,
khoảng từ 3 ÷ 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa
(DE ≤ 50%).




Hình 4: Công thức LM pectin.
+ Trong đó một vài pectin phản ứng với amoniac để tạo ra pectin được
amid hóa ứng dụng trong một số lĩnh vực khác.




Hình 5: Công thức pectin được amid hóa.

b. Theo khả năng hòa tan trong nước
- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là
polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có
chứa nhóm thế methoxyl.
- Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban
(polysaccharide ở thành tế bào).

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

12

1.3.2. Chỉ số đặc trưng
Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:
- Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, là phần trăm khối lượng nhóm
methoxyl (-OCH
3
) trên tổng khối lượng phân tử.
+ Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn
các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.
- Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần
trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng
gốc acid galacturonic có trong phân tử.
1.4. Cơ chế tạo gel [1], [5], [16]
Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel cũng
khác nhau.
- HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro:

Hình 6: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro.
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

13

Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 ÷ 3,5; [Pectin] = 0,5 ÷ 1%
+ Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của
phân tử pectin trong dung dịch.
+ Ion H
+
được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quá trình chế
biến trung hòa bớt các gốc COO
-
, làm giảm độ tích điện của các 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 giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu
nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl. Kiểu liên kết này không 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.

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 không nên dùng quá 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 quá 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.
+ Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ
càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.





Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

14

- LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca
2+
:

Hình 7: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca
2+
.
Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca
2+
, 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 Ca
2+
.
Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca
2+
và chỉ số methoxyl. Gel pectin
có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar.
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel [4], [5]
1.5.1. Pectin
- Mạch phân tử của pectin là cơ cấu chính của hiện tượng tạo gel. Vì thế,
lượng pectin có trong dịch đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đó mới tạo
được sự keo tụ. Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợp giữa các

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

15

phân tử xảy ra càng nhanh, hệ keo đông tụ càng bền. Thường lượng pectin sử dụng
khoảng từ 0,5 ÷ 1%. Khi dùng cao quá lượng thích hợp sẽ thu được gel quá cứng,
vì vậy đối với các loại quả chứa dư pectin người ta cần tiến hành phân giải bớt
chúng bằng cách đun lâu hơn.
- Phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của pectin. Hai yếu tố quan trọng hàng đầu
là chiều dài mạch phân tử pectin và mức độ methoxyl hóa trong phân tử của chúng.
+ Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel:
Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo gel mặc dù sử dụng với
liều lượng cao.
Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành quá cứng.
+ Mức độ methoxyl hóa quy định cơ chế tạo gel:
Khả năng keo hóa của pectin phụ thuộc tương đối vào mức độ hiện diện
của các nhóm methoxyl. Tùy thuộc vào chỉ số methoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3-
5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chúng sẽ khác nhau trong việc tạo
gel.

Bảng 1.1. Tác dụng của DE lên sự tạo gel.

1.5.2. Nước
Nước là dung môi để pectin có thể trương nở và khuếch tán tạo nên dung
dịch đồng thể. Nước đóng vai trò quan trọng giúp pectin định hướng và sắp xếp lại

DE (%)
Điều kiện tạo gel
pH Đường Ion hóa trị
II
Tốc độ tạo
gel
>70

2,8
÷

3,4

65

Không

Nhanh

50 ÷

70

2,8 ÷

3,4

65

Không

Ch
ậm

<50

2,5 ÷

6,5

0

Có

Nhanh

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

16

mạch phân tử của chúng. Thông thường khi độ ẩm của dung dịch tạo keo tăng lên
thì quá trình keo hoá diễn ra càng nhanh.
1.5.3. Đường
- Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan do có sự tạo thành các
liên kết hydro giữa các nhóm OH

-
của mạch phân tử pectin và H
+
của phân tử nước.
- Khi đường xuất hiện, đường đóng vai trò của chất hydrate hóa, ngậm mất
phần nước đang liên kết với pectin. Khi đó pectin trở nên không hòa tan. Cộng với
tác động của ion H
+
từ lượng acid sử dụng để tạo đông, H
+
làm trung hòa điện tích
của các gốc COO- trên mạch phân tử pectin, tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin
không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau và tạo mạng.
- Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn hơn
50%thì mới có khả năng tạo gel. Thông thường người ta tạo hỗn hợp có 65%
đường để tiến hành keo đông. Nếu dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xảy ra
trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để khắc phục có thể thay thế một
phần đường saccharose bằng đường glucose nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường.
1.5.4. Acid
- Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH <4.
- Trong môi trường có H
+
, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và
trở thành dạng trung hòa điện dễ tạo đông tụ và có thể chuyển dạng muối pectat
(không tạo đông) thành dạng pectin (có tạo đông).
- Acid sử dụng để tạo đông cần có mức độ phân ly cao hơn acid pectin để
acid này có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectin, và giữ cho chúng ở dạng trung
hòa điện tích.
- Nồng độ ion H
+

càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng
cao. Cần duy trì độ pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường
saccharose (30 ÷ 50 đường thêm vào pectin) để ngăn cản sự kết tinh của đường.
Cũng không nên dùng quá nhiều acid, vì pH quá thấp sẽ gây ra sự nghịch đảo một
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

17

lượng lớn saccharose từ đó kết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục.
Thường dùng độ pH từ 3 ÷ 3,5.
- Mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ acid rồi sẽ
ngừng lại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO- của phân tử pectin đã
được trung hòa điện tích.
- Nếu phải sử dụng pectin có khả năng đông tụ yếu thì nên tăng nồng độ acid
lên. Nhưng việc tăng nồng độ này lại dễ làm tăng lượng đường chuyển hóa và làm
tăng tính háo nước của sản phẩm.
1.6. Ứng dụng
- Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel
cho thực phẩm. Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần
có sự ổn định của nhiều pha. Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu
trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông.
- Tác dụng của pectin là tạo ra cấu trúc mứt đông và mứt trái cây không bị
thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo ra mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và
giảm sự phá vỡ cấu trúc. Trong một số trường hợp, pectin còn được sử dụng với
carageenan để tăng hiệu quả tạo gel.
1.6.1. Trong công nghệ thực phẩm
a. Ứng dụng của pectin trong công nghệ chế biến rau quả
- Pectin là chất tạo đông tốt nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực
phẩm, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả. Nó có khả năng giữ

mùi tự nhiên trong kẹo đông hay các sản phẩm khác, không gây mùi vị lạ.
- Tác dụng tạo đặc của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm
mà qui định không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành rẻ hơn hay ở
những loại thực phẩm cần có một hình dáng thật tự nhiên.


Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

18

Hình 8: Các sản phẩm rau quả có sử dụng pectin.
HMP dùng trong mứt trái cây và mứt đông:
- Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây
để những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, tạo ra


Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

19
mùi vị thơm ngon cho sản phẩm, và giảm tối đa sự phân rã. Quá trình sản xuất mứt
đông và mứt trái cây phải đảm bảo tạo ra sự phân bố đồng đều của các phân tử
trong pha liên tục ngay từ khi quá trình khuấy trộn ngừng lại. Hàm lượng pectin sử
dụng trong mứt và mứt đông thường trong khoảng 0,2 ÷ 0,4%.
- Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt vì
yêu cầu của sản phẩm phải tạo được gel, tạo đặc trước khi đóng hộp.
- Quá trình tạo gel của pectin có thể được tạo ra trong một qui trình lạnh
bằng 2 cách:
+ Trộn syrup đường pectin có hàm lượng chất khô hoà tan từ 60 ÷ 65%, pH
bằng 3,8 ÷ 4,2 với dịch acid trái cây để đạt được pH = 3.
+ Trộn dung dịch pectin có pH = 2,9 và hàm lượng hoà tan là 25% với syrup
đường để thu được hỗn hợp mới có hàm lượng chất khô 23%.
LMP thường được ứng dụng trong mứt trái cây có hàm lượng chất khô tan <
55% : Loại LMP được chọn dựa trên hàm lượng chất khô và pH trong sản phẩm.
Trong những sản phẩm có hàm lượng chất khô rất thấp, ví dụ như mứt trái cây
không đường cho người bị bệnh tiểu đường, LMP khó tạo đủ liên kết với nước,
trong một số trường hợp người ta có thể sử dụng cả pectin và carragenan.
b. Ứng dụng của pectin trong công nghiệp bánh kẹo

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

20






Hình 9 : Các sản phẩm bánh kẹo có sử dụng pectin.
- Pectin tăng tính hấp dẫn, tạo cấu trúc đàn hồi, tăng mùi vị trái cây tự nhiên
và tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm. Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn
định. Vì vậy, pectin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo như: mứt
quả, kẹo dẻo, lớp mặt bánh kem, bánh ngọt nhân hoa quả
c. Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến sữa

Hình 10: Các sản phẩm từ sữa có sử dụng pectin.
Pectin bổ sung hương vị trái cây cho các sản phẩm sữa chua. Cho pectin vào
sữa lên men với liều lượng vừa đủ, trộn đều để được dung dịch đồng nhất. Trong
yaourt trái cây, pectin tạo cấu trúc mịn, giúp phân bố đều các mẫu trái cây nhỏ
trong sữa và nó còn làm cho sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng. Trong các sản phẩm

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

21
nhiều lớp, pectin còn có tác dụng ổn định và giữ cho trái cây không bị tách khỏi
yaourt. Trong yaourt uống, pectin từ bưởi bảo vệ protein không bị biến tính trong
quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết đông, giúp sản phẩm ổn
định và đạt tính chất cảm quan tốt nhất, không giảm chất lượng ngay cả khi bảo
quản một thời gian dài, nhằm cải thiện cấu trúc yaourt, tạo kết tủa dạng mịn và làm
tăng giá trị cảm quan thực phẩm trong sữa chua.
d. Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến nước giải khát







Hình 11: Các sản phẩm đồ uống có sử dụng pectin.
Việc sử dụng pectin trong các sản phẩm đồ uống rất phù hợp vì chúng có
cacbonhydrate tự nhiên năng lượng thấp và ổn định tính đục của sản phẩm.

e. Các ứng dụng khác của pectin trong công nghệ thực phẩm
- Dùng pectin hay pectat để chế tạo bao bì (màng) ăn được: màng thu được
bằng cách đem nhúng sản phẩm vào dung dịch pectin methoxyl thấp hay natri
pectat và sau đó nhúng vào dung dịch canxi clorua. Đôi khi người ta thêm glyxerin
vào dung dịch pectin để làm dẻo hoá. Màng phủ lên phải đem sấy.
- Pectin còn được sử dụng nhiều trong sản xuất thức ăn kiêng cho những
người mắc bệnh tiểu đường. Loại thức ăn này thường có hàm lượng đường rất thấp.
1.6.2. Trong công nghệ dược phẩm [7], [8], [9], [10], [13], [17], [18]
Pectin được dùng để chế biến thuốc uống, thuốc tiêm để cầm máu trước và
sau phẫu thuật răng hàm mặt, tai mũi họng, phụ khoa. chữa chảy máu đường tiêu

Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

22
hoá, tiết niệu. Dung dịch pectin 5% còn được sử dụng như thuốc sát trùng H
2
O
2

(nước oxy già) trong phẫu thuật răng hàm mặt, tai mũi họng (không gây xót lại cầm
máu tốt). Thấm bông nhét vào chỗ răng để cầm máu. Trên thị trường hiện có dược
phẩm Hacmophobin (Đức) và Arhemapctin (Pháp).
1.7. Tác dụng dược lý của pectin
- Pectin là một loại chất xơ hoà tan trong nước. Nó không cung cấp năng
lượng nhưng có nhiều giá trị phòng, chữa bệnh như:
+ Kéo dài thời gian tiêu hoá thức ăn trong ruột, có tác dụng tăng hấp thu
dưỡng chất trong thức ăn. Giảm béo (do tạo cảm giác no bụng kéo dài, giảm năng
lượng ăn vào, do đó giúp giảm cân ở người béo phì).
+ Giảm hấp thu lipid.

+ Giảm cholesterol toàn phần trong máu.
+ Khống chế tăng đường huyết trước và sau bữa ăn ở người có bệnh tiểu
đường.
+ Chống táo bón.
+ Cầm máu.
+ Sát trùng.
+ Hoa quả có nhiều pectin giúp cơ thể hấp thu tốt các acid hữu cơ và là chất
trung gian thúc đẩy sự chuyển hoá, tăng khả năng sử dụng các chất dinh dưỡng
trong thức ăn.
Ngoài ra, quá trình lên men các chất pectin được ứng dụng rộng rãi trong kỹ
nghệ làm sợi đay, gai, dệt vải, làm bao tải.





Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

23
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

Bưởi có một lịch sử khá gần đây, đã được phát hiện
ở Barbados trong thế kỷ 18. Nhiều nhà thực vật học cho
rằng bưởi đã thực sự là kết quả của một giống lai tự nhiên
xảy ra giữa cam và bưởi, một trái cây có múi đã được đưa
từ Indonesia đến Barbados trong thế kỷ 17.
Các kết quả trái cây được đặt tên là "bưởi" năm 1814 ở Jamaica, một tên
phản ánh cách bố trí của nó khi nó lớn lên, treo trong các cụm giống như nho. Cây
bưởi được trồng ở Florida vào đầu thế kỷ 19, mặc dù họ không trở thành khả thi

thương mại cây trồng cho đến thế kỷ sau đó. Florida vẫn còn là một nhà sản xuất
chính của bưởi, như California, Arizona và Texas. Các nước khác sản xuất bưởi
thương mại bao gồm Israel, Nam Phi và Brazil.
2.1. Đặc tính thực vật của cây bưởi [19]
Bưởi (có tên khoa học là Citrus grandis Linn hay Citrus grandis Osbeck
thuộc họ Cam_ Rutaceae)
- Có thân gai cao từ 1,5 ÷ 4m hoặc hơn, nhiều nhánh, sống lâu năm.
- Lá lớn, dai nguyên. Trong lá có dầu, chủ yếu Dipenten, Linalola và Xitrala.
- Hoa bưởi trắng, mọc đơn hay thành từng chùm từ 2 ÷ 10 hoa với 4 ÷ 5 lá
đài, 4 ÷ 5 cánh hoa, nhiều nhị và 5 ÷ 10 tâm bì.
- Quả bưởi hình cầu, đường kính từ 10 ÷ 13 cm, màu xanh, khi chín hơi ngả
vàng, có vỏ dày 1 ÷ 2 cm. Vỏ ngoài chứa ester và khoảng 26% Xitrala. Vỏ trong
có Nigin, đường Ramnoza, vitamin A , C , Hesperidin.
- Múi bưởi chứa 9% acid citric , 14% đường , các men , các vitamin như A,
C, B1.



Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

24
2.2. Các loại bưởi thường gặp [20]
Ở Việt Nam có rất nhiều loại bưởi, đa dạng và phong phú. Và ta cũng có
nhiều cách phân biệt loại bưởi: như bưởi Thanh (gốc Huế), bưởi Long (gốc Tiền
Giang), bưởi năm roi (gốc Cần Thơ, Vĩnh Long), bưởi Xiêm Vang, bưởi đường lá
cam ( lá như lá cam ), bưởi đường hồng, bưởi đường núm, bưởi da láng, bưởi da
xanh, bưởi da cóc, bưởi bung, bưởi chùm, bưởi ổi Mỗi năm, bưởi ra hoa khoảng
2 lần, nhất là những tháng mưa. Dễ dàng ra trái vụ. Bưởi thích hợp với đất phù sa,
nhiều mùn và khí hậu mát mẻ. Sau đây chúng ta có thể tìm hiểu một số loại bưởi

sau:
a. Giống bưởi da xanh
Người đầu tiên trồng giống bưởi da xanh tại
Bến Tre là ông Trần Văn Luông (Sáu Luông), sinh
năm 1965, mất năm 1979 ở ấp Thanh Sơn II, xã
Thanh Tân, huyện Mõ Cày, tỉnh Bến Tre.

b. Bưởi lồng cổ cò
Có nguồn gốc tại huyện Cái Bè, tỉnh Tiền
Giang. Hiện nay giống này được nhân rộng và trồng
khá phổ biến tại các tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long,
Bến Tre….
c.Bưởi đường lá cam
Bưởi đường lá cam được trồng tại huyện Vĩnh
Cửu, Đồng Nai và hiện nay giống được nhân rộng
và trồng khá phổ biến tại các tỉnh Đồng Nai, Bình
Dương…



Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3

25
d. Bưởi đường đặc sản Hương Sơn
Bưởi đường Hương Sơn, còn gọi là bưởi tàu,
được trồng từ lâu đời, quả to, vị ngọt đậm, múi
mọng nước, nhiều vitamin C, không có hậu chua,
không the, không đắng, mùi hương dễ chịu và nhất
là ít xơ. Nhờ những đặc tính nổi trội này, người

dân bản địa đã xếp bưởi đường lên vị trí cao nhất
về độ ngon ngọt so với các giống bưởi hiện có ở Hương Sơn được người tiêu dùng
ưa chuộng.
e. Bưởi Biên Hòa – Đặc sản Tân Triều








Được trồng ở vùng Nam Bộ - Tỉnh Biên Hòa.
f. Bưởi Quế Dương
Ở làng Quế Dương, xã Cát Quế, huyện Hoài
Đức, Hà Nội có một giống bởi quý mà cứ vào mỗi
dịp Tết Nguyên đán người dân quanh vùng cố tìm
mua cho được vài ba quả để về đặt lên bàn thờ.
Theo các cụ cao tuổi trong làng kể lại, giống bưởi
đường này do cụ Thảo ở xóm Tháp Thượng lưu giữ và nhân giống từ một cây bưởi
hạt đã trên 90 năm nay.