nghiên cứu quy trình trích ly pectin từ vỏ bưởi và xác định một số tính chất của pectin thu được

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
LỜI CẢM ƠN
Kết thúc tháng năm đại học với nhiều kỷ niệm vui, buồn bên thầy cô, bạn bè
dưới mái trường Kỹ Thuật Công Nghệ thân yêu – nơi tôi đã chọn lựa và bước đi trên
đôi chân của mình.
Trước tiên, tôi xin cảm ơn thầy cô giảng viên khoa Công Nghệ Thực Phẩm của
trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, cung cấp cho
chúng em những nền tảng kiến thức quý báu. Để mai đây, bước trên đường đời nhiều
chông gai, và có cả “cảm bẫy” – những kiến thức mà chúng em được học sẽ giúp cho
chúng em có đủ niềm tin, sức mạnh và tri thức để trụ vững giữa cuộc đời này. Đặc biệt
hơn tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới cô Th.S Chu Thị Bích Phượng –
Giảng viên khoa Công Nghệ Thực Phẩm của trường đã tận tình hướng dẫn và truyền
đạt những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Xin cảm ơn các Cô – Thầy phụ trách phòng thí nghiệm đã giúp đỡ, tạo điều
kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình làm luận văn. Cảm ơn sự giúp đỡ và góp ý
chân thành của các bạn cùng chung phòng thí nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài.
Con xin cảm ơn Ba Mẹ, gia đình đã nâng đỡ, dìu dắt con theo đuổi con đường
học vấn và tạo mọi điều kiện, luôn động viên trong quá trình học tập.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn những người bạn, anh chị, những người quan tâm,
giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 04 năm 2013
Lê Minh Thiện
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 1
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
LỜI MỞ ĐẦU
Pectin là một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp
thực phẩm. Việc tìm kiếm những nguyên liệu mới giá rẻ để sản xuất pectin rất có ý
nghĩa về mặt kinh tế, khoa học và môi trường. Sản xuất pectin trong nước với quy mô
công nghiệp làm giảm giá thành cho pectin và chủ động trong sản xuất thực phẩm do
không phải lệ thuộc vào sự cung cấp của nước ngoài. Ý nghĩa khoa học ở chỗ tận dụng
được phế phẩm của các ngành sản xuất thức uống từ trái cây, giúp giảm chi phí sử lý

rác thải hữu cơ đang và mối đe dọa đến môi trường sống và làm hạ giá thành sản phẩm.
Bưởi có tên khoa học là Citrus grandis Osbek hay Citrus decumana Mur, là một
loại cây ăn trái quen thuộc với người Việt Nam. Mỗi bộ phận của quả bưởi đều có tác
dụng riêng. Thịt quả là phần được dùng chủ yếu nhưng vỏ quả lại chiếm một tỷ lệ lớn
và mang nhiều thành phần có giá trị như pectin, tinh dầu thơm,….
Vỏ bưởi chứa nhiều flavonoid như naringin, hesperidin, diosmin,…đặc biệt
chứa lượng lớn cellulose và pectin.
Hiện nay trên thị trường đã có một số sản phẩm làm từ bưởi như: nước ép bưởi,
rượu bưởi, nem chay bưởi, tinh dầu bưởi…Tuy nhiên, một lượng lớn vỏ bưởi chưa
được tận dụng, điều này làm giảm tính kinh tế của quả bưởi và còn gây ra ô nhiễm môi
trường nếu nguồn vỏ bưởi không được xử lý tốt. Vỏ bưởi là nguồn nguyên liệu quan
trọng để sản xuất pectin. Xuất phát từ những vấn đề đó, chúng tôi thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu quá trình tách chiết pectin từ vỏ bưởi”.
Mục tiêu của đề tài này là:
- Khảo sát các thông số tối ưu cho quy trình tách chiết pectin từ vỏ bưởi
- Xác định một số tính chất lý hóa của pectin thu được từ vỏ bưởi, so sánh chất
lượng pectin thu được với chế phẩm pectin thương mại trên thị trường
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 2
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
MỤC LỤC
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 3
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Liên kết cellulose với pectin.
Hình 1.2: Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin.
Hình 1.3: HM của pectin.
Hình 1.4: Công thức LM của pectin.
Hình 1.5: Cơ chế tạo gel bằng phương pháp hydro.
Hình 1.6: Cơ chế tạo gel bằng phowng pháp canxi.
Hình 1.7: Các sản phẩm ra quả có sử dụng pectin.

Hình 1.8: Các sản phẩm bánh kẹo có sử dụng pectin.
Hình 1.9: Các sản phẩm từ sữa có sử dụng pectin.
Hình 1.10: Các sản phẩm sản phẩm đồ uống có sử dụng pectin.
Hình 2.1: Chần vỏ bưởi qua nước nóng.
Hình 2.2: Sấy vỏ bưởi.
Hình 2.3: Công đoạn thủy phân.
Hình 3.1: Độ thị biểu diễn ảnh hưởng của nông độ acid citric đến hiệu suất chiêt pectin.
Hình 3.2: Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ mẫu/ dung môi đến hiệu suất.
Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất.
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất.
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất.

SVTH: Lê Minh Thiện Trang 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của bưởi
Bảng 1.2 Tác dụng của DE lên việc tạo gel
Bảng 3.1: Bảng trăm khối lượng từng thành phần của trái bưởi
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến hiệu suất
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mẫu/ dung môi đến hiệu suất
Bảng 3.4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian thuỷ phân đến hiệu suất
Bảng 3.5: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thuỷ phân đến hiệu suất
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất chiết
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm H
2
O
2
đến hiệu suất
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H
2

O
2
đến hiệu suất
Bảng 3.9: Kết quả phân tích pectin thô tách chiết được
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về cây bưởi
1.1.1 Giới thiệu về cây bưởi
Bưởi là loại cây ăn quả thuộc họ quýt cam, có tên khoa học là Citrus maxima
thuộc nhóm Citrus trong họ rutaceace. Có nguồn gốc tại các nước nhiệt đới hay bán
nhiệt đới vùng Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương.
Trên thế giới có các nhiều giống bưởi, ở Việt Nam có một số giống bưởi như
bưởi da xanh (Bến Tre), bưởi lông cổ cò (Vĩnh Long, Bến Tre), bưởi đường (Hương
Sơn, Hà Tỉnh), bưởi Năm roi bưởi đường lá cam , bưởi Quế Đương …
1.1.2 Nguồn gốc xuất xứ
Bưởi được trồng nhiều trên thế giới như : Trung Quốc, Ấn Độ, Tây Ban Nha,
Việt Nam… Thu hoạch chủ yếu vào mùa thu, có nhiều ở những nơi có khí hậu ấm áp.
Ở Việt Nam bưởi được trồng trên cả nước nhưng có một số vùng chuyên canh
bưởi như khu vực ĐB sông Cửu Long, Đồng Nai…
1.1.3 Đặc điểm thực vật của cây bưởi
Bưởi là loại cây gỗ cao khoảng 5÷6 m, có thể trồng từ hạt hay là chiết nhánh
trồng. Cành có gai dài, nhọn. Lá hình trứng, dài 11÷12 cm, rộng 4.5÷5.5 cm, hai đầu
tù, nguyên, dai, cuống có dìa cánh to. Hoa đều, mọc thành chùm 6÷10 bông. Quả hình
cầu to, vỏ dày, màu sắc tùy theo giống.
1.1.4 Thành phần hóa học của bưởi
Ngày nay bưởi được xem như là một trong các loại thuốc rất tốt cho sức khoẻ,
sau đây là một số công dụng của bưởi trong việc chữa bệnh và phòng bệnh.
Thịt bưởi có chứa các thành phần glucoxit, bưởi cũng như cam, quất (quả tắc),

chứa nhiều carotin, nhiều loại vitamin, canxi phốtpho. Dịch quả chín có chứa nhiều
chất bổ dưỡng.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 6
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
(Nguồn: www.duoclieu.org)
Công dụng của bưởi trong y học và sức khoẻ con người
ØTác dụng giảm mỡ
Vỏ ngoài của bưởi chứa nhiều tinh dầu. Các hoạt chất (tinh dầu) trong vỏ bưởi
có tác dụng làm giảm mỡ trong máu, làm giảm gan nhiễm mỡ.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 7
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của bưởi
Thành phần Hàm lượng
Nước 80g
Glucid 9g
Protein 0.6g
Lipid 0.1g
Calo 30 – 40 calo
Chất xơ 0.7g
Vitamin:
B1 0.04mg
B2 0.02mg
PP 0.3mg
C 95mg
Khoáng:
Ca 23mg
P 19mg
Fe 0.5mg
K …
Mg …
Na …

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
Ø Làm đẹp tóc
Tinh dầu còn có tác dụng trong việc làm đẹp tóc, có thể dùng vỏ bưởi đun nước
gội đầu hoặc sau khi gội, bóp tinh dầu vỏ bưởi lên tóc sẽ giúp cho tóc trở nên bóng,
chắc, mượt. Cách làm này đặc biệt có hiệu quả đối với các bà mẹ sau khi sinh.
Một số người còn dùng vỏ ngoài quả bưởi xoa trên da đầu để kích thích lỗ chân
lông phòng trị bệnh hói hay rụng tóc.
Ø Chống lão hóa
Tinh dầu vỏ bưởi có thể nuôi dưỡng làn da và kích thích hình thành collagen,
giúp thay thế mô da đã lão hoá bằng mô mới khoẻ mạnh hơn, giúp da có bề mặt săn
chắc hơn nếu sử dụng lâu dài.
Ø Trị viêm da và làm đẹp da
Đặc tính làm se của vỏ bưởi rất có ích trong việc chống cũng như ngăn ngừa
tình trạng mẩn đỏ, ngứa ngáy. Do trong bưởi chứa hàm lượng cao vitamin A và
vitamin C nên bưởi có tính chống oxy hoá mạnh, giúp duy trì đủ độ ẩm trong da, bảo
vệ da khỏi bị khô, bệnh vẩy nến, mụn trứng cá và nếp nhăn.
Ø Phòng chống ung thư
Bưởi rất giàu chất chống oxy hoá như vitamin C, góp phần làm giảm nguy cơ
stress có liên quan đến nhiều bệnh ung thư. Hợp chất naringenin trong quả bưởi được
chứng minh là có hiệu quả chống lại ung thư tuyến tiền liệt, vì nó giúp sửa chữa hư
hỏng DNA trong các tế bào tuyến tiền liệt của con người.
Một số nghiên cứu đã chứng minh trong quả bưởi có chứa limonoids, hoạt chất
này giúp ngăn ngừa khối u bằng cách hoạt hóa một loại enzyme tác động lên gan thúc
đẩy quá trình bài thải chất độc ra ngoài cơ thể. Limonoids còn trợ giúp chống lại ung
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
thư miệng, da, phổi, dạ dày. Phần ruột bên trong bưởi có chứa glucarates, một loại
phytochemical đã được chứng minh hiệu quả chống lại bệnh ung thư vú.
Ø Giảm cân
Bản thân bưởi không có chất béo, có chứa một số enzyme đốt cháy chất béo

cao. Các nghiên cứu cho thấy chúng góp phần thay đổi nồng độ insulin, do đó ảnh
hưởng đến tỉ lệ trao đổi chất cao.
Ngoài ra, các công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng, ăn bưởi giúp tiết nước bọt và
dịch vị, vì thế có khả năng hỗ trợ hệ tiêu hoá. Ăn bưởi hay uống nước ép từ bưởi đều
đem lại hiệu quả cao trong việc ngăn chặn hay chống lại nhiều căn bệnh khác có liên
quan do việc dư thừa axit gây nên.
Bưởi cung cấp một lượng lớn chất xơ, có tác dụng chống lại bệnh táo bón, và
được xem như một loại “thực phẩm chức năng”. Bởi nó có thể ngăn ngừa bệnh lỵ,
bệnh tiêu chảy, bệnh viêm ruột non.
Bưởi có thể điều trị bệnh cúm. Ngoài ra bưởi còn dùng giải khát và có tác dụng
hạ sốt. Trong bưởi có chứa “quinine”, rất hữu ích trong việc điều trị bệnh sốt rét và
chứng cảm lạnh. Đặc biệt, có khả năng giảm căng thẳng và mệt mỏi.
1.1.5 Thị trường sản phẩm từ bưởi
Bưởi là loại cây ăn quả mang lại thu nhập cao cho người nông dân, quả bưởi có
giá trị dinh dưỡng cao và có tác dụng tốt đối với sức khỏe con người. Ngoài việc ăn
tươi, bưởi còn dùng trong công nghiệp chế biến các sản phẩm khác như: rượu bưởi,
nước ép, chiết xuất tinh dầu, làm dược liệu.
Tổng sản lượng xuất khẩu bưởi của các nước trên thế giới đã đạt 3,52 triệu tấn
vào năm 2004. Trong đó, Mỹ là nước xuất khẩu bưởi tươi lớn nhất thế giới (chiếm 40%
sản lượng bưởi xuất khẩu trên thế giới), tiếp đến là Israel (Izham, 2007).
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 9
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
Ở nước ta, quả bưởi được tiêu thụ chủ yếu ở thị trường nội địa. Người Việt Nam
dùng bưởi để ăn tươi là chính. Ngoài ra, bưởi còn được dùng để chưng cúng, làm quà
biếu. Bưởi Năm roi có mặt ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước nhưng tiêu thụ mạnh ở
Tp. Hồ Chí Minh và Đông Nam bộ, một phần nhỏ ở các tỉnh miền Trung, Tây Nguyên và
các tỉnh phía Bắc.
Bưởi Năm roi cũng là giống được xuất khẩu với sản lượng lớn. Theo Đoàn Hữu
Tiến (2008), Công ty Hoàng Gia xuất khẩu khoảng 80% sản lượng bưởi Năm roi sang
thị trường châu Âu, chủ lực là thị trường Nga và Hà Lan; thị trường châu Á khoảng

20% sản lượng xuất khẩu (Hồng Kông, Trung Quốc).
Ngoài sử dụng bưởi để ăn tươi, chưng cúng còn làm nem chả, làm nhiều sản
phẩm khác như rượu, bánh kẹo …
Từ các số liệu trên có thể nhận thấy sản lượng bưởi tiêu thụ hàng năm là rất lớn.
Trong quá trình tiêu thụ, chỉ 50% khối lượng tươi của quả là phần ăn được, 50% khối
lượng phế thải còn lại (bao gồm vỏ quả, cùi bưởi, hạt,…) được thải ra môi trường.
Thống kê của Mark và ctv (2007) cho thấy trong giai đoạn 2003-2004, cứ một triệu
tấn bưởi được sử dụng thì sau khi xử lý đã thải ra môi trường 500 nghìn tấn vỏ bưởi
phế thải, đây là nguồn chưa được sử dụng có hiệu quả mà chỉ bán như thức ăn gia súc
có giá trị thấp. Như vậy, với hàng triệu tấn bưởi được tiêu thụ hằng năm thì lượng phế
thải bưởi được thải ra là cực lớn, đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho tách chiết thu
nhận pectin.
1.2 Tổng quan về Pectin
1.2.1 Nguồn gốc của pectin
Pectin là polysaccharide có nhiều trong quả, củ, thân cây, cây có sợi như đay, gai.
Trong thực vật pectin tồn tại ở hai dạng: protopectin là dạng không tan, vốn có mặt chủ
yếu ở thành tế bào, pectin được xem là một chất gắn kết giữa các tế bào và pectin hòa
tan tồn tại chủ yếu trong dịch tế bào. Khi quả đang phát triển, protopectin phân bố ở
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
thành tế bào; khi quả bắt đầu chín, protopectin chuyển dần sang dạng pectin hòa tan
dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme protopectinase có trong quả làm cho vỏ quả
mềm khi chín. Trong quá trình bảo quản cũng nhận thấy sự giảm dần của lượng
protopectin và tăng dần lượng pectin hòa tan trong dịch quả. Quá trình này cũng có thể
xảy ra dưới tác dụng của acid và quá trình đun sôi. Đối với các loài thực vật có sợi như
đay gai thì pectin có tác dụng gắn kết các sợi lại với nhau. Khi ngâm đay, gai trong
điều kiện yếm khí, các vi sinh vật tiết enzyme phân giải pectin và làm cho các sợi rời ra
(Lê Ngọc Tú, 2005).
Tế bào thực vật gồm ba loại polysaccharide quan trọng được coi như bức tường
vững chắc bảo vệ tế bào: Cellulose, hemicellulose và pectin. Trong thực vật, pectin

thường liên kết với cellulose ở vách tế bào dưới dạng phức hợp mà cho đến nay vẫn
chưa được biết rõ.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 11
Hình 1.1 Liên kết cellulose và pecn
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
Pectin công nghiệp được sản xuất từ nguyên liệu là các phụ phẩm nông nghiệp
như: bã táo, vỏ bưởi, cam, chanh. Pectin họ cam quýt chiếm tỉ lệ 20 – 50% trọng lượng
khô, còn ở bã táo từ 10 – 20% (Lê Ngọc Tú, 2005). Trong cùng một loại quả nhưng các
thành phần khác nhau thì hàm lượng pectin cũng không giống nhau. Đối với quả bưởi,
pectin là chất nhớt bao quanh hạt, ở vỏ, trong cùi bưởi. Pectin là một chất có thể tan
trong nước và có độ nhớt cao (Hoàng Kim Anh, 2006). Độ nhớt của pectin phụ thuộc
vào kích thước của phân tử pectin, mức độ methyl hóa, pH, lượng đường và hàm lượng
của một số ion.
1.2.2 Cấu tạo của pectin
Pectin là một polysaccharide mạch thẳng, mạch pectin được hình thành từ các gốc
α-D-galacturonide liên kết với nhau bởi các liên kết α-1,4-glycoside (trong đó có một
phần các nhóm carboxyl bị oxi hóa) chính là cơ sở cấu tạo của chất pectin. Các liên kết
trong mạch pectin bị phá hủy bởi enzyme pectinase và dưới tác dụng của acid. Ngoài
ra, trong thành phần mạch chính của pectin còn có các gốc đường rhamnose nằm xen
kẽ hay liền kề nhau. Pectin chứa một lượng nhỏ D-galactan, araban (trong những đoạn
mạch mở rộng) và một lượng ít hơn là fucose và xylose ở những đoạn mạch ngắn
(thường chỉ gồm từ 1 – 3 gốc đường). Những đoạn mạch ngắn này không được coi là
thành phần mạch chính của pectin. Gốc carboxyl của acid galacturonide trong mạch
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 12
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
pectin bị ester hóa (ở nhiều mức độ khác nhau) với methanol. Còn các gốc –OH ở vị trí
C
2
và C
3

có thể bị acetyl hóa với tỉ lệ thấp (Hoàng Kim Anh, 2006).
Pectin từ các nguồn khác nhau có khối lượng phân tử không giống nhau, dao
động trong phạm vi rộng từ 20.000 – 50.000 Da (Mai Xuân Lương, 2001). Nguồn táo,
mận đã thu được pectin có khối lượng phân tử từ 25.000 – 35.000 Da, trong khi pectin
lấy từ vỏ cam lại có khối lượng phân tử đạt tới 50.000 Da (Lê Ngọc Tú, 2005).
1.2.3 Tính chất của pectin
Pectin thuộc nhóm chất đông tụ, được xem như là một chất phụ gia an toàn và
được chấp nhận nhiều nhất trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.
Pectin công nghiệp là có dạng bột màu trắng, hút nước, dễ tan trong nước, không
tan trong ethanol.
Pectin có tính chất keo háo nước nên chúng có khả năng hydrate hóa cao nhờ sự
gắn các phân tử nước vào nhóm hydrôxyl của mỗi chuỗi polymethyl galacturonide.
Ngoài ra, phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, làm
giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Nên khi làm giảm độ tích điện và
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 13
Hình 1.2 Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin
hp://www.epharmacognosy.com/2012/03/pecn.html
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
hydrate hóa sẽ làm cho các sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau, tạo nên
một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng bên trong (Nguyễn Văn khôi, 2006).
Cơ chế của quá trình thủy phân pectin rất phức tạp và được chia làm hai giai
đoạn. Quá trình chuyển hóa pectin có thể xảy ra trong điều kiện yếm khí, cả hai quá
trình này đều xảy ra rất mạnh trong điều kiện tự nhiên. Ta có thể xem quá trình xảy ra
từng bước đó như sau:
- Giai đoạn thứ nhất: Thủy phân pectin thành đường
Ø C
46
H
68
O

40
+ 10H
2
O = 4CHO(CHOH)
4
COOH + C
6
H
12
O
6
+ C
5
H
10
O
5
+ C
5
H
10
O
5
+
2CH
3
COOH + 2CH
3
OH
- Giai đoạn thứ hai: Biến đường thành các sản phẩm lên men

Khi lên men galactose sẽ tạo thành acid buthyric, khí carbonic, hydro và tỏa một
ít năng lượng.
Ø C
6
H
12
O
6
= CH
3
CH
2
CH
2
COOH + 2CO
2
+ 2H
2
+ Q
Khi lên men arabinose sẽ tạo thành acid buthyric, khí carbonic, nước và tỏa một ít
năng lượng.
Ø C
5
H
10
O
5
= CH
3
CH

2
CH
2
COOH + CO
2
+ H
2
O + Q
Pectin hòa tan trong nước, amoniac, dung dịch kiềm, carbonate natri và trong
glycerine nóng. Độ hòa tan của pectin trong nước tăng lên khi mức độ ester hóa trong
phân tử pectin tăng và khi khối lượng phân tử của pectin giảm. Pectin bị kết tủa bởi
ethanol (Lê Ngọc Tú, 2005).
- Mã hiệu quốc tế của pectin là E440
- Công thức phân tử C
28
H
33
O
14
- 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
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 14
Hình 1.3 Công thức HM pecn
Hình 1.4 Công thức LM pecn
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng

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
2+
và Mg
2+
) 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 pectin.
1.2.4 Phân loại và các chỉ số đặc trưng
1.2.4.1 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%).
LMP (Low Methoxy/ Pectin): Nhóm có chi số methoxyl thấp: MI < 7%,
khoảng từ 3 + 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa
(DE <50%).
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 15
Hình 1.5. Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
b. Theo khả năng hòa tan trong nước
- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là polysacharide
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).

1.2.4.2 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 chi số methoxyl bằng 16,3% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chi số
methoxyl từ 10% đến 12%.
- Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức dộ ester hóa của pectin, là ti lệ phần
trăm về số lượng cùa các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tồng số lượng
gốc acid galacturonic có trong phân tử
1.2.5 Cơ chế tạo gel
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
Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3- 3.5; [Pectin] = 0,5 - 1%
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
+ Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân
tử pectin trong dung dịch.
+ lon 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.
-LMP tạo gel liên kết bằng ion Ca
2+
Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca
2+
, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dài
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 17
Hình 1.6. Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
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.
1.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng dến khả năng tạo gel
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 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.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 18
Bảng 1.2 Tác dụng của DE lên việc tạo gel
Điều kiện tạo gel
DE (%) 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 Chậm
<50 2,5 - 6,5 0 Có Nhanh
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
+ 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 còn 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.
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 mạch phân tử
của chúng. Thông thường khi độ ấm của dung dịch tạo keo tăng lên thì quá trình keo
hoá diễn ra càng nhanh.
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 COO
-
. 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.

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
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
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 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.
1.2.4 Ứng dụng của pectin
Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng đế 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 phấm mứt trái cây và mứt đông.

Tác dụng của pectin là tạo ra cấu trúc mút đông và mứt trái cây không bị thay
đối trong quá trình vận chuyến, 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.
1.2.4.1 Trong công nghệ thực phẩm
Ø 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.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
- 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.

Hình 1.7: Các sản phẩm rau quả có sử dụng pectin.

SVTH: Lê Minh Thiện Trang 21
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
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 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.
Ø Ứng dụng của pectin trong công nghiệp bánh kẹo

SVTH: Lê Minh Thiện Trang 22
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
Hình 1.8 : 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

Ø
Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến sữa

Hình 1.9: 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
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 23
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
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
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.
Ø Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến nước giải khát
Hình 1.10: 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.
Ø 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.
1.2.4.2. Trong công nghệ dược phẩm
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 24
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Chu Thị Bích Phượng
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 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).
1.2.4.3 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.
1.2.5 Tình hình nghiên cứu về pectin
1.2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Cùng với sự phát triển của các lĩnh vực nghiên cứu khác thì, hiện nay lĩnh vực
nghiên cứu trích ly pectin từ các nguồn nguyên liệu khác nhau cũng được chú tâm và
phát triển mạnh.
SVTH: Lê Minh Thiện Trang 25