nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ lá xương rồng bàn chải và khảo sát khả năng ứng dụng dịch chiết từ lá xương rồng này làm màng bao bảo quản trái cây

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PECTIN
TỪ LÁ XƯƠNG RỒNG BÀN CHẢI (OPUNTINA
DILLENII) VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG
DỤNG DỊCH CHIẾT TỪ LÁ XƯƠNG RỒNG NÀY
LÀM MÀNG BAO BẢO QUẢN TRÁI CÂY




Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



Giảng viên hướng dẫn : Th.s Chu Thị Bích Phượng
Sinh viên thực hiện : Lương Huỳnh Ngọc Diễm
MSSV: 0951100018 Lớp: 09DTP1

TP. Hồ Chí Minh, 2013
ii


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài một cách thuận lợi nhất. Cảm ơn phòng thí
nghiệm trường đã cung cấp và phục vụ các hóa chất, dụng cụ trong suốt quá trình thực
hiện đề tài
Em vô cùng biết ơn sự hướng dẫn của cô Chu Thị Bích Phượng đã truyền đạt kiến
thức cũng như cách hoàn thành một bài báo cáo có khoa học nhất. Cảm ơn cô đã luôn
theo sát chúng em trong thời gian qua.
Xin cảm ơn đến các quý thầy cô và các bạn đã đóng góp ý kiến để hoàn thành đề
tài một cách thuận lợi.
Do kiến thức và khả năng tìm hiểu có hạn, nên chỉ dừng lại những điểm cơ bản
chưa đi sâu vào các vấn đề mà cô yêu cầu. Mong quý thầy cô và các bạn đóng góp thêm ý
kiến để em hoàn thành bài báo cáo một cách khoa học nhất.
`Xin cảm ơn.
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 10, tháng 07, năm 2013
SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm

iii


TÓM TẮT

Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) thuộc họ Cactaceae có thân lá phủ đầy gai,
hình như tai vợt, mộc thành bụi lớn. Xương rồng này sinh trưởng rất nhanh và rất thích hợp với

vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng của Việt nam như vùng đất ven biển miền Trung, Tây
Nguyên và cả trên đảo Trường Sa. Ngoài tính sinh trưởng tốt trên đất xấu, đất bạc màu, xương
rồng Nopal còn có ưu điểm là có độ che phủ cao, chống được cát bay. Người dân các vùng này
thường dùng làm hàng rào, thức ăn gia súc và chưa có thói quen dùng làm rau thực phẩm Theo
y học cổ truyền các loài xương rồng có khả năng chữa bệnh, trong đó có loại Opuntina. người ta
cho rằng cây xương rồng vợt gai có tác dụng làm thuốc do trong cây có một chất nhày là
heterosid flavonic. Bên cạnh đó, trên thê giới hiện này đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược
lý của pectin trong lá xương rồng điển hình là pectin từ xường rồng Opuntina giúp điều hòa
lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường loại II…, khả năng chiết tách và sử dụng xương
rồng còn rất ít.
Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là:“ Nghiên cứu quy trình
chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii) và khảo sát khả năng ứng dụng của
dịch chiết từ lá xương rồng này làm màng bao bảo quản trái cây.”
Đề tài được thực hiện từ 22/04/2013 đến ngày 08/07/ 2013 tại trường Đại học Kỹ thuật
Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh. Đề tài đã thu nhận được các kết quả như sau:
Ở nội dung 1, chúng tôi xác định được trông xương rồng Opuntina dillenii có hàm lượng
ẩm cao 89 -92%, hàm lượng nito tổng là 0,527%, hàm lượng tro và lipid thì khá thấp lần lượt là
1,29 và 1,22%, hàm lượng vitamin C trong mẫu khá cao lên đến 110,88 mg/100g, protein trong
mẫu chiếm 0,312 – 0,63%, đường khử chiếm 0,225%.
Ở nội dung 2, chúng tôi đã xác định được mẫu xương rồng trưởng thành thích hợp để
chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóa với tỷ lệ mẫu/ dung môi thích hợp là 1/1 với pH
chiết tách tối ưu cho công đoạn khử enzyme là pH4, pH cho công đoạn tách pectin là pH12, pH
cho công đoạn tủa enzyme là pH2 với tác nhân acid là HCl., hàm lượng pectin thô thu được
trong quy trình trên là 0,271 % và độ tinh khiết của petin thu dduocj khi thử bằng phương pháp
canxi pectac là 61,73%. Chúng tôi nhận thấy rằng, pectin trong Opuntina dillenii có hàm lượng
thấp khó có thể ứng dụng để chiết tách pectin từ xương rồng này.
Ở nội dung 3, chúng tôi nhận thấy dịch chiết từ xương rồng có độ nhớt rất cao có khả
năng bám tốt, khi có bổ sung PEG 10% kết hợp với CaCl
2
3% có thể nâng cao thời gian bảo

quản sơ ri lên đến 10 ngày.
Đây là đề tài có tính ứng dụng cao, nếu được tiếp tục đầu tư nghiên cứu sẽ góp phần nâng
cao giá trị kinh tế của cây xương rồng, góp phần phủ xanh những vùng đất khô cằn, hạn hán ở
các tỉnh miền trung nước ta và cải thiện đời sống cho người nông dân
iv


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined.
1.1. Tổng quan về xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố Error! Bookmark not defined.
1.1.2. Cấu trúc hình thái của cây Error! Bookmark not defined.
1.1.3. Tính dược lý của cây Error! Bookmark not defined.
1.1.4. Ứng dụng trong đời sống Error! Bookmark not defined.
1.1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Error! Bookmark not defined.
1.2. Tổng quan về pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Nguồn gốc của pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Cấu tạo của pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Tính chất của pectin Error! Bookmark not defined.
1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Cơ chế tạo gel Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel Error! Bookmark not defined.
1.3.4. Ứng dụng của pectin Error! Bookmark not defined.
1.3.5. Một số phương pháp được sử dụng để chiết tách pectin từ thực vậtError! Bookmark not defined.
1.4. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước có liên quan đến đề tàiError! Bookmark not defined.
1.5. Tổng quan về màng bao trong bảo quản rau quả Error! Bookmark not defined.
1.5.1. Khái niệm về màng bao bảo quản rau quả Error! Bookmark not defined.
1.5.2. Màng polymer sinh học Error! Bookmark not defined.
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Error! Bookmark not defined.

2.2. Vật liệu, hóa chất và dụng cụ nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
v

2.2.1. Vật liệu nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Hóa chất Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Dụng cụ thí nghiệm Error! Bookmark not defined.
2.3. Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Nội dung 1: Xác định một số thành phần hóa sinh của xương rồng Nopal Opuntina
dillenii Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình trích ly pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
2.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận
dịch chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng sử dụng dịch chiết này làm màng
bao bảo quản trái sơ ri Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 :Error! Bookmark not defined.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.
3.1.Nội dung 1: Phân tích xác định một số thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồngError! Bookmark not defined.
3.1.2. Kết quả định tính hàm lượng pectin trong nguyên liệuError! Bookmark not defined.
3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
3.2.1. Thí nghiệm 1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu
suất chiết tách pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Thí nghiệm 2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ở giai đoạn khử enzyme trong
quy trình tách chiết pectin từ lá xương rồng Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Thí nghiệm 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đoạn tách pectin trong
bã Error! Bookmark not defined.

3.2.4. Thí nghiệm 4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đọan thu pectinError! Bookmark not defined.
3.2.1. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của tác nhân acid đến giai đoạn thu pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Thí nghiệm 6: Kết quả xác định hàm lượng pectin có trong pectin thô bằng phương
pháp canxi pectat Error! Bookmark not defined.

vi

3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận dịch
chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng bảo quản của dịch chiết này trên trái sơ
ri Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu/dung môi đến quá trình thu nhận
dịch chiết Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ổn định đến quá trình chiết dịchError! Bookmark
3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng tạo màng bảo quản của dịch chiết có bổ sung
PEG Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.
4.1. Kết luận Error! Bookmark not defined.
4.2. Kiến nghị Error! Bookmark not defined.




vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 2: Cấu tạo của phiến lá xương rồng Nopal OpuntinaError! Bookmark not defined.

Hình 1. 3: Chồi lá xương rồng Nopal (Lê Anh Tuấn, 2008) Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 4: Hoa và gai xương rồng Nopal Opuntia (Lê Anh Tuấn, 2008)Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 5: Phiến lá xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 6: Rễ xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 7: Mặt cắt ngang thân xương rồng Nopal Opuntia .Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 8: Hoa xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 9: Quả xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 10:Quả Nopal Opuntia cắt đôi với các hạt nhỏ và kích thước quả.Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 11: Hạt xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 12: Liên kết của cellulose với pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 13: Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 14 Công thức HM pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 15:Công thức LM pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 16 : Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 17. Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 1Hình minh họa mẫu lá xương rồng già và non Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 2Kết quả thí nghiệm định tính pectin (A, B: lần lượt là mẫu lá xương rồng già và
non; mũi tên chỉ vết vẩn đục hay kết tủa) Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 3.Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng của enzymeError! Bookmark not defined.

Hình 3. 4 Lá xương rồng trước và sau khi cắt gai Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 5: Lá cương rồng đã được cắt hạt lựu Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 6Đun xương rồng ở 85
o
C trong 20 phút. Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 7Mẫu xương rồng sau khi đun và đang làm nguội Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 8Thao tác lọc hỗn hợp sau quá trình đun và làm nguội.Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 9Dùng mấy lắc để khuấy đảo hỗn hợp Error! Bookmark not defined.

viii

Hình 3. 10Pectin thô thu được trong giai đoạn tủa pectin từ phần rắnError! Bookmark not defined.

Hình 3. 11Pectin tủa trong cồn Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 12: Pec tin thô trước và sau khi sấy. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 13Sản phẩm pectin thô thu được. Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 14:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined.
Hình 3. 15:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined.

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Hàm lượng pectin trong Opuntia và 1 số loài khácError! Bookmark not defined.

Bảng 1. 2 Thành phần hóa học của quả O. dillenii tại một số vị trí địa lýError! Bookmark not defined.
Bảng 1. 3:Thành phần hợp chất flavonoid trong Opuntia dilleniiError! Bookmark not defined.

Bảng 1. 4: Điều kiện tạo gel của pectin Error! Bookmark not defined.
Bảng 3. 1:Thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng Opuntina dilleniiError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 2Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng
pectin thu được Error! Bookmark not defined.

Bảng 3. 3Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH khử enzyme đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 4Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH giai đoạn tách đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 5: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng trong giai đoạn thu pectinError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 6: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của loại acid đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 7: Hàm lượng pectin có trong mẫu pectin thô Error! Bookmark not defined.

Bảng 3. 8 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu /dung môi đên khả năng thu hồi dịch chiếtError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 9Kết quả ảnh hưởng của thời gian ổn định đến khả năng thu hồi dịchError! Bookmark not defined.

x


DANH MỤC BIỂU Ồ
Biểu đồ 3. 1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng
pectin thu được Error! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 2Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH khử enzyme đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 3Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH giai đoạn tách đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 4. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng trong giai đoạn thu pectinError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 5: Ảnh hưởng của loại acid đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 6: Kết quả khảo sát khả năng thu hồi dịch với các tỷ lệ mẫu/dung môi khác
nhau Error! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 7: Khảo sát khả năng thu hồi dịch với các tỷ lệ mẫu/dung môi khác nhauError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 8: khảo sát sụ hao hụt khối lượng khi bổ sung PEG (bảng khác).Error! Bookmark not defined.


BM05/QT04/ĐT

Khoa: Công Nghệ Thực Phẩm

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP



1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm……):
LƯƠNG HUỲNH NGỌC DIỄM - MSSV: 0951100018. Lớp: 09DTP1.
Ngành : Công Nghệ Thực Phẩm.
Chuyên ngành : Công Nghệ Thực Phẩm.
2. Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình tách chiết pectin từ xương rồng bàn chải (
Opuntina
dillenii)
và khảo sát khả năng ứng dụng dịch chiết từ lá xương rồng làm màng bao bảo
quản trái sơ ri.
3. Các dữ liệu ban đầu :
Nguyên liệu: lá xương rồng bàn chải (
Opuntina dillenii) thu hái từ Phú Yên, Việt Nam.

Các hóa chất và thiết bị cần thiết, được cung cấp tại PTN trường ĐH KTCN TP. HCM
Tài liệu tổng quan về xương rồng bàn chải, pectin và quy trình chiết tách pectin. Tài

liệu về tạo màng bảo quản sinh học.
4. Các yêu cầu chủ yếu :
Hoàn thành đề tài đúng thời hạn.
Số liệu trung thực.
5. Kết quả tối thiểu phải có:
Đề tài phải hoàn thành được 3 nội dung chính:
- Phân tích xác định một số thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng bàn
chải Phú Yên (
Opuntina dillenii).

- Xây dựng được quy trình tách chiết pectin từ xương rồng bàn chải, qua đó xác
định được hàm lượng pectin trong xương rồng.
- Xác định các thông số thích hợp cho quy trình thu nhận dịch chiết lá xương
rồng và khảo sát khả năng ứng dụng làm màng bao bảo quản trái sơ ri.

Ngày giao đề tài: 15/04/2013. Ngày nộp báo cáo: 08/07/2013.


Chủ nhiệm ngành
(Ký và ghi rõ họ tên)

TP. HCM, ngày tháng … năm ……….
Giảng viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)





Giảng viên hướng dẫn phụ

(Ký và ghi rõ họ tên)

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PECTIN
TỪ LÁ XƯƠNG RỒNG BÀN CHẢI (OPUNTINA
DILLENII) VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG
DỤNG DỊCH CHIẾT TỪ LÁ XƯƠNG RỒNG NÀY
LÀM MÀNG BAO BẢO QUẢN TRÁI CÂY




Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn : Th.s Chu Thị Bích Phượng
Sinh viên thực hiện : Lương Huỳnh Ngọc Diễm
MSSV: 0951100018 Lớp: 09DTP1


TP. Hồ Chí Minh, 2013
ii


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài một cách thuận lợi nhất. Cảm ơn phòng thí
nghiệm trường đã cung cấp và phục vụ các hóa chất, dụng cụ trong suốt quá trình thực
hiện đề tài
Em vô cùng biết ơn sự hướng dẫn của cô Chu Thị Bích Phượng đã truyền đạt kiến
thức cũng như cách hoàn thành một bài báo cáo có khoa học nhất. Cảm ơn cô đã luôn
theo sát chúng em trong thời gian qua.
Xin cảm ơn đến các quý thầy cô và các bạn đã đóng góp ý kiến để hoàn thành đề
tài một cách thuận lợi.
Do kiến thức và khả năng tìm hiểu có hạn, nên chỉ dừng lại những điểm cơ bản
chưa đi sâu vào các vấn đề mà cô yêu cầu. Mong quý thầy cô và các bạn đóng góp thêm ý
kiến để em hoàn thành bài báo cáo một cách khoa học nhất.
`Xin cảm ơn.
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 10, tháng 07, năm 2013
SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm

iii


TÓM TẮT

Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) thuộc họ Cactaceae có thân lá phủ đầy gai,
hình như tai vợt, mộc thành bụi lớn. Xương rồng này sinh trưởng rất nhanh và rất thích hợp với
vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng của Việt nam như vùng đất ven biển miền Trung, Tây
Nguyên và cả trên đảo Trường Sa. Ngoài tính sinh trưởng tốt trên đất xấu, đất bạc màu, xương
rồng Nopal còn có ưu điểm là có độ che phủ cao, chống được cát bay. Người dân các vùng này
thường dùng làm hàng rào, thức ăn gia súc và chưa có thói quen dùng làm rau thực phẩm Theo
y học cổ truyền các loài xương rồng có khả năng chữa bệnh, trong đó có loại Opuntina. người ta
cho rằng cây xương rồng vợt gai có tác dụng làm thuốc do trong cây có một chất nhày là
heterosid flavonic. Bên cạnh đó, trên thê giới hiện này đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược
lý của pectin trong lá xương rồng điển hình là pectin từ xường rồng Opuntina giúp điều hòa
lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường loại II…, khả năng chiết tách và sử dụng xương
rồng còn rất ít.
Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là:“ Nghiên cứu quy trình
chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii) và khảo sát khả năng ứng dụng của
dịch chiết từ lá xương rồng này làm màng bao bảo quản trái cây.”
Đề tài được thực hiện từ 22/04/2013 đến ngày 08/07/ 2013 tại trường Đại học Kỹ thuật
Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh. Đề tài đã thu nhận được các kết quả như sau:
Ở nội dung 1, chúng tôi xác định được trông xương rồng Opuntina dillenii có hàm lượng
ẩm cao 89 -92%, hàm lượng nito tổng là 0,527%, hàm lượng tro và lipid thì khá thấp lần lượt là
1,29 và 1,22%, hàm lượng vitamin C trong mẫu khá cao lên đến 110,88 mg/100g, protein trong
mẫu chiếm 0,312 – 0,63%, đường khử chiếm 0,225%.
Ở nội dung 2, chúng tôi đã xác định được mẫu xương rồng trưởng thành thích hợp để
chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóa với tỷ lệ mẫu/ dung môi thích hợp là 1/1 với pH
chiết tách tối ưu cho công đoạn khử enzyme là pH4, pH cho công đoạn tách pectin là pH12, pH
cho công đoạn tủa enzyme là pH2 với tác nhân acid là HCl., hàm lượng pectin thô thu được
trong quy trình trên là 0,271 % và độ tinh khiết của petin thu dduocj khi thử bằng phương pháp
canxi pectac là 61,73%. Chúng tôi nhận thấy rằng, pectin trong Opuntina dillenii có hàm lượng
thấp khó có thể ứng dụng để chiết tách pectin từ xương rồng này.
Ở nội dung 3, chúng tôi nhận thấy dịch chiết từ xương rồng có độ nhớt rất cao có khả

năng bám tốt, khi có bổ sung PEG 10% kết hợp với CaCl
2
3% có thể nâng cao thời gian bảo
quản sơ ri lên đến 10 ngày.
Đây là đề tài có tính ứng dụng cao, nếu được tiếp tục đầu tư nghiên cứu sẽ góp phần nâng
cao giá trị kinh tế của cây xương rồng, góp phần phủ xanh những vùng đất khô cằn, hạn hán ở
các tỉnh miền trung nước ta và cải thiện đời sống cho người nông dân
iv


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN Error! Bookmark not defined.
1.1. Tổng quan về xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố Error! Bookmark not defined.
1.1.2. Cấu trúc hình thái của cây Error! Bookmark not defined.
1.1.3. Tính dược lý của cây Error! Bookmark not defined.
1.1.4. Ứng dụng trong đời sống Error! Bookmark not defined.
1.1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Error! Bookmark not defined.
1.2. Tổng quan về pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Nguồn gốc của pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Cấu tạo của pectin Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Tính chất của pectin Error! Bookmark not defined.
1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Cơ chế tạo gel Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel Error! Bookmark not defined.
1.3.4. Ứng dụng của pectin Error! Bookmark not defined.
1.3.5. Một số phương pháp được sử dụng để chiết tách pectin từ thực vậtError! Bookmark not defined.
1.4. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước có liên quan đến đề tàiError! Bookmark not defined.
1.5. Tổng quan về màng bao trong bảo quản rau quả Error! Bookmark not defined.

1.5.1. Khái niệm về màng bao bảo quản rau quả Error! Bookmark not defined.
1.5.2. Màng polymer sinh học Error! Bookmark not defined.
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.2. Vật liệu, hóa chất và dụng cụ nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
v

2.2.1. Vật liệu nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Hóa chất Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Dụng cụ thí nghiệm Error! Bookmark not defined.
2.3. Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Nội dung 1: Xác định một số thành phần hóa sinh của xương rồng Nopal Opuntina
dillenii Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình trích ly pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
2.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận
dịch chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng sử dụng dịch chiết này làm màng
bao bảo quản trái sơ ri Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 :Error! Bookmark not defined.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.
3.1.Nội dung 1: Phân tích xác định một số thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồngError! Bookmark not defined.
3.1.2. Kết quả định tính hàm lượng pectin trong nguyên liệuError! Bookmark not defined.
3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
3.2.1. Thí nghiệm 1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu
suất chiết tách pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Thí nghiệm 2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ở giai đoạn khử enzyme trong
quy trình tách chiết pectin từ lá xương rồng Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Thí nghiệm 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đoạn tách pectin trong
bã Error! Bookmark not defined.

3.2.4. Thí nghiệm 4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đọan thu pectinError! Bookmark not defined.

3.2.1. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của tác nhân acid đến giai đoạn thu pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Thí nghiệm 6: Kết quả xác định hàm lượng pectin có trong pectin thô bằng phương
pháp canxi pectat Error! Bookmark not defined.
vi

3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận dịch
chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng bảo quản của dịch chiết này trên trái sơ
ri Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu/dung môi đến quá trình thu nhận
dịch chiết Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ổn định đến quá trình chiết dịchError! Bookmark
3.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng tạo màng bảo quản của dịch chiết có bổ sung
PEG Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined.
4.1. Kết luận Error! Bookmark not defined.
4.2. Kiến nghị Error! Bookmark not defined.




vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 2: Cấu tạo của phiến lá xương rồng Nopal OpuntinaError! Bookmark not defined.

Hình 1. 3: Chồi lá xương rồng Nopal (Lê Anh Tuấn, 2008) Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 4: Hoa và gai xương rồng Nopal Opuntia (Lê Anh Tuấn, 2008)Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 5: Phiến lá xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 6: Rễ xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 7: Mặt cắt ngang thân xương rồng Nopal Opuntia .Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 8: Hoa xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 9: Quả xương rồng Nopal Opuntia Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 10:Quả Nopal Opuntia cắt đôi với các hạt nhỏ và kích thước quả.Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 11: Hạt xương rồng Nopal Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 12: Liên kết của cellulose với pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 13: Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 14 Công thức HM pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 15:Công thức LM pectin Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 16 : Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 17. Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 1Hình minh họa mẫu lá xương rồng già và non Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 2Kết quả thí nghiệm định tính pectin (A, B: lần lượt là mẫu lá xương rồng già và
non; mũi tên chỉ vết vẩn đục hay kết tủa) Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 3.Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng của enzymeError! Bookmark not defined.

Hình 3. 4 Lá xương rồng trước và sau khi cắt gai Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 5: Lá cương rồng đã được cắt hạt lựu Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 6Đun xương rồng ở 85
o
C trong 20 phút. Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 7Mẫu xương rồng sau khi đun và đang làm nguội Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 8Thao tác lọc hỗn hợp sau quá trình đun và làm nguội.Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 9Dùng mấy lắc để khuấy đảo hỗn hợp Error! Bookmark not defined.

viii

Hình 3. 10Pectin thô thu được trong giai đoạn tủa pectin từ phần rắnError! Bookmark not defined.

Hình 3. 11Pectin tủa trong cồn Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 12: Pec tin thô trước và sau khi sấy. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 13Sản phẩm pectin thô thu được. Error! Bookmark not defined.

Hình 3. 14:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined.
Hình 3. 15:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined.

ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Hàm lượng pectin trong Opuntia và 1 số loài khácError! Bookmark not defined.

Bảng 1. 2 Thành phần hóa học của quả O. dillenii tại một số vị trí địa lýError! Bookmark not defined.
Bảng 1. 3:Thành phần hợp chất flavonoid trong Opuntia dilleniiError! Bookmark not defined.

Bảng 1. 4: Điều kiện tạo gel của pectin Error! Bookmark not defined.
Bảng 3. 1:Thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng Opuntina dilleniiError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 2Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng
pectin thu được Error! Bookmark not defined.

Bảng 3. 3Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH khử enzyme đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 4Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH giai đoạn tách đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 5: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng trong giai đoạn thu pectinError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 6: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của loại acid đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 7: Hàm lượng pectin có trong mẫu pectin thô Error! Bookmark not defined.

Bảng 3. 8 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ mẫu /dung môi đên khả năng thu hồi dịch chiếtError! Bookmark not defined.
Bảng 3. 9Kết quả ảnh hưởng của thời gian ổn định đến khả năng thu hồi dịchError! Bookmark not defined.

x


DANH MỤC BIỂU Ồ
Biểu đồ 3. 1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng
pectin thu được Error! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 2Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH khử enzyme đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 3Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH giai đoạn tách đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 4. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng trong giai đoạn thu pectinError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 5: Ảnh hưởng của loại acid đến hàm lượng pectin thôError! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 6: Kết quả khảo sát khả năng thu hồi dịch với các tỷ lệ mẫu/dung môi khác
nhau Error! Bookmark not defined.

Biểu đồ 3. 7: Khảo sát khả năng thu hồi dịch với các tỷ lệ mẫu/dung môi khác nhauError! Bookmark not defined.
Biểu đồ 3. 8: khảo sát sụ hao hụt khối lượng khi bổ sung PEG (bảng khác).Error! Bookmark not defined.

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 1

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài:
Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) thuộc họ Cactaceae có thân lá
phủ đầy gai, hình như tai vợt, mộc thành bụi lớn, phân bố dều ở các tỉnh miền
Trung Nam Bộ. Xương rồng Nopal sinh trưởng rất nhanh và rất thích hợp với
vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng của Việt nam như vùng đất ven biển
miền Trung, Tây Nguyên và cả trên đảo Trường Sa. Ngoài tính sinh trưởng tốt
trên đất xấu, đất bạc màu, xương rồng Nopal còn có ưu điểm là có độ che phủ
cao, chống được cát bay. Người dân các vùng này thường dùng làm hàng rào,
thức ăn gia súc và chưa có thói quen dùng làm rau thực phẩm Theo y học cổ
truyền các loài xương rồng có khả năng chữa bệnh, trong đó có loại Opuntina.
người ta cho rằng cây xương rồng vợt gai có tác dụng làm thuốc do trong cây
có một chất nhày là heterosid flavonic. Bên cạnh đó, trên thê giới hiện này đã
có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược lý của pectin trong lá xương rồng, khả
năng chiết tách và sử dụng xương rồng còn rất ít.

Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là: “
Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntina
dillenii) và khảo sát khả năng ứng dụng của dịch chiết từ lá xương rồng này
dung làm màng bao bảo quản trái cây.”
2.Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của nghiên cứu là tìm ra quy trình chiết tách pectin từ
xương rồng với hiệu quả cao nhất và xác định tính chất của xương rồng để từ
đó làm cơ sở ứng dụng vào việc bảo quản trái cây trong quy mô phòng thí
nghiệm.
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tượng nghiên cứu:
-Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) được thu hái ở các tỉnh miền
trung.
3.2 Phạm vi nghiên cứu
-Nghiên cứu chiết pectin từ xương rồng
-Xác định tính chất của pecin chiết tách
-Ứng dụng kết quả nghiên cứu tạo màng bao bảo quản trái cây.
4.Phương pháp nghiên cứu:
4.1 Xác định một số thành phần hoá sinh của lá xương rồng.
- Xác định hàm lượng nước phương pháp trọng lượng.
- Xác định hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl.
Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 2

- Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp DNS
- Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ vứi iod.
- Xác định hàm lượng khoáng tổng số bằng phương pháp tro hoá.

- Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Soxhlet.
4.2 Xây dựng quy trình chiết tách pectin
- Lựa chọn quy trình chiết tách
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng pectin : dung môi, tỷ lệ
dung môi,nhiệt độ, thời gian, pH
5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1 Ý nghĩa khoa học
- Xác định một số thành phần hoá học của xương rồng
- Xác định một số yếu tố công nghệ trong quá trình chiết tách, thu nhận
pectin với hiệu suất cao
- Xây dựng quy trình tạo màng .
5.2 Ý nghĩa thực tiễn.
- Cung cấp thông tin về nguồn pectin trong thân xương rồng phục vụ
cho quá trình khai thác, ứng dụng pectin sau này.















Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về xương rồng Nopal
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố










Hình 1.1. Lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii
Xương rồng Nopal thuộc xương rồng dạng phiến là loại xương rồng ăn được,
mọc tự nhiên rất nhiều trong các xa mạc Tây Bắc Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ,
có tên tiếng Anh là Prickly Pear Cactus ( tạm gọi là Xương rồng lê gai ). Tên
dân gian là xương rồng bàn chải, xương rồng vợt, xương rồng tay thỏ…
Theo hệ thống phân loại thực vật :
Tên khoa học của cây là: Opuntia dillenii
Giới : Thực vật
Ngành : Magnoliophyta
Lớp : Magnoliopsida
Bộ : Caryophyllales
Họ : Cactaceae

Chi : Opuntia

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 4

Xương rồng Nopal là một cây rất dễ tính. Vốn là cây của sa mạc, với
đặc điểm hình thái phù hợp: lớp bì sáp trên lá dày tránh mất nước, cành lá
chứa một lượng lớn nhu mô có tác dụng như một “ bể nước” cho mô diệp lục tố
hoạt động, xương rồng Nopal có thể sinh trưởng và phát triển trên đất cát sa
mạc, trên vùng đất khô cằn, đất bạc màu, nghèo dinh dưỡng với một lượng mưa
hằng năm cực thấp.
Ở Việt Nam, cũng có loại xương rồng Nopal bản địa, mọc tự nhiên,
nông dân cũng có dùng cho gia súc nhưng chưa có thói quen dùng làm thực
phẩm cho người. Xương rồng Nopal châu Mỹ được du nhập và nghiên cứu từ
năm 2002 tại Trung tâm sinh học thực nghiệm Hà Nội (Viện ứng dụng công
nghê, Bộ khoa học và công nghệ). Hiện nay, xương rồng Nopal đã được nhân
giống thành công bằng 2 phương pháp nuôi cấy mô và kỹ thuật phân nhánh.
Năm 2006 -2007, trung tâm đã đưa trồng khảo nghiệm tại tỉnh Bình Phước và
Bà Rịa – Vũng Tàu. Cây xương rồng tiểu mộc cao đến 0,5 -3m, thân có những
lóng dẹp hình vợt, xanh dợt, mang nhiều nuốm có gai. Hoa vàng rồi đỏ to,
phiến hoa nhiều. Phì quả to 4-5 cm màu đỏ đậm. Hiện nay, xương rồng Nopal
được trồng rải rác (làm hàng rào hoặc làm cảnh) ở vùng Duyên Hải từ Huế đến
Bình Thuận (Trần Bá Thoại, 2011)

Hình 1.2 Cấu tạo của phiến lá xương rồng Nopal Opuntina