Tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
Mục Lục
DANH MỤC BẢNG Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC ĐỒ THỊ
LỜI MỞ ĐẦU
Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về cây bưởi
1.1.1. Giới thiệu về cây bưởi
1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây bưởi
1.1.3. Thành phần hóa học của bưởi
1.1.4. Các dạng bưởi và phế liệu bưởi
1.1.4.1.Bưởi
1.1.4.2. Phế liệu bưởi
1.1.5.Công dụng của bưởi trong y học và sức khoẻ con người
1.1.6. Thị trường sản phẩm từ bưởi
1.2. Tổng quan về Pectin
1.2.1. Nguồn gốc của pectin
1.2.2. Cấu tạo của pectin
1.2.3. Tính chất của pectin
1.2.4. Phân loại và các chỉ số đặc trưng
1.2.4.1. Phân loại
1.2.4.2. Chỉ số đặc trưng
1.2.5. Cơ chế tạo gel
1.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng dến khả năng tạo gel
1 . Pectin
2 . Nước
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 1 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
3 . Đường
4 . Acid

1.2.7. Ứng dụng của pectin
1.2.7.1. Trong công nghệ thực phẩm
1.2.7.2. Trong công nghệ dược phẩm
1.2.7.3. Tác dụng dược lý của pectin
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp vật lý
2.2.2.Phương pháp hóa sinh
2.2.4. Thuyết minh quy trình
Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CƯU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi khô
3.2. Nghiên cứu chiết tách pectin trong vỏ bưởi
3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn dung môi
3.2.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách pectin
3.3. Tối ưu hóa các điều kiện chiết tách pectin
3.4. Kiểm tra cấu trúc của pectin
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 2 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
DANH MỤC BẢNG
STT Số hiệu Tên bảng Trang
1 1.1 Thành phần hóa học của bưởi 5
2 1.2 Phần trăm pectin trong các phế liệu của vỏ bưởi 6
3 1.3 Tác dụng của DE lên việc tạo gel 15
4 3.1 Một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi khô 30
5 3.2 Ma trận thực nghiệm và kết quả thí nghiệm 35
6 3.3 Ma trận thực nghiệm thí nghiệm phân tích phương
sai ANOVA

37
7 3.4 Bảng phân tích hồi quy giữa hàm lượng pectin và
các điều kiện chiết tách
38
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 3 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
DANH MỤC HÌNH
STT Số hiệu Tên hình Trang
1 1.1 Cây bưởi 4
2 1.2 Cấu tạo pectin 10
3 1.3 Công thức HM pectin 11
4 1.4 Công thúc LM pectin 12
5 1.5 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro 13
6 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi 14
7 1.7 Sản phẩm rau quả có sử dụng pectin 17
8 1.8 Sản phẩm bánh kẹo có sử dụng pectin 19
9 1.9 Sản phẩm từ sữa có sử dụng pectin 19
10 1.10 Sản phẩm đồ uống có sử dụng pectin 20
11 2.1 Quy trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 24
12 2.2 Thiết bị Micro – kendan 26
13 2.3 Dung dịch sau khi chuẩn độ 27
13 3.1
Hàm kì vọng và điều kiện tối ưu chiết tách pecn
36
14 3.2 Hình ảnh phổ hồng ngoại của mẫu pectin chuẩn
và pectin chiết tách từ vỏ bưởi
32
15 3.3 Ma trận thực nghiệm thí nghiệm phân tích
phương sai ANOVA
33

16 3.4
Bảng phân ch hồi quy giữa hàm lượng pecn và
các điều kiện chiết tách
34
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 4 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
DANH MỤC ĐỒ THỊ
STT Số hiệu Tên đồ thị Trang
1 3.1
Đồ thị biếu diễn ảnh hưởng của các loại dung môi khác
nhau đến hiệu suất thu nhận pecn
31
2 3.2
Đồ thị biếu diễn ảnh hưởngcủa nhiệt độ đến hiệu quả chiết
tách pectin
32
3 3.3
Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu
33
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 5 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
quả chiết tách pecn
4 3.4
Đồ thị biếu diễn ảnh hưởngcủa nồng độ dung môi đến hiệu
quả chiếttách pectin
34
LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Xã hội ngày ngày càng phát triển, kèm theo công nghệ khoa học phát triển, trình
độ con người cũng cao, dẫn đến các sản phẩm tiêu dùng của con người đòi hỏi phải

có sự đa dạng và mới mẻ. Với đề tài “ Nghiên cứu tối ưu h6a qu8 trình chiết t8ch
pectin từ vỏ bưởi”, không phải là đề tài nghiên cứu xa lạ với ngành thực phẩm,
nhưng để đáp ứng nhu cầu của con người thì việc nghiên cứu tìm ra sản phẩm mới
là vấn đề cần phải được quan tâm, nhằm tăng tính cạnh tranh, tạo sự đa dạng cho
ngành thực phẩm. Pectin được ứng dụng nhiều trong đời sống của con người, đặc
biệt là trong ngành thực phẩm là nguồn gen không thể thiếu cho một số sản phẩm
như mứt đông, sữa, nước giải khát và tạo ra nhiều món ăn ngon đa dạng. Ngoài ra
pectin còn ứng dụng rộng rãi trong y dược.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 6 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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.
Để giảm giá thành của pectin và chủ động trong việc sản xuất, chúng tôi thực
hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tối ưu h6a qu8 trình chiết t8ch pectin từ vỏ
bưởi”.
2. Mục tiêu đề tài:
- Thu thập và đánh giá hàm lượng pectin thu được trên mỗi dung môi trích ly nhằm

lựa chọn dung môi thích hợp để nghiên cứu quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi.
- Tối ưu hóa quy trình trích ly pectin từ phế phụ phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực
vật nhằm tạo ra sản phẩm dạng bột có hàm lượng pectin cao.
3. Nhiệm vụ.
- Nghiên cứu chiết tách pectin trong vỏ quả bưởi.
- Định lượng pectin thực trong mẫu pectin thô vỏ tươi và pectin thô vỏ khô.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 7 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
- Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
pectin( nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung môi)
- Đề xuất quy trình chiết tách pectin từ vỏ quả bưởi.
- Xác định mức độ este hóa (DE) của pectin chiết từ vỏ quả bưởi.
4. Ý nghĩa thực tiễn và c8c vấn đề liên quan.
-Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm: Pectin có nhiều ứng dụng trong công nghệ
chế biến đồ hộp rau quả, bánh kẹo, mứt, mứt đông.
-Ý nghĩa về mặt kinh tế: Với nguyên liệu là phế liệu cùi trắng của bưởi giá cả thu
mua rẻ 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 và như thế sẽ được nhiều người dân sử dụng khi đó
chi phí về chi tiêu giảm dần 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 : Pectin có nhiều giá trị trong khẩu phần ăn hằng ngày.
Có nhiều giá trị về phòng và chữa một số bệnh như: hạ cholesterol trong máu, kích
thích bài tiết dịch vị, chống tăng cường đường huyết ở người mắc bệnh tiểu đường.
Trong công nghệ sản xuất kẹo ( kẹo mềm pectin ):pectin có tác dụng làm đông khối
kẹo khi cho vào khối kẹo ở dạng dung dịch 5%. Hàm lượng pectin khoảng 1% so
với khối lượng sản phẩm.
Trong công nghệ sản xuất mứt, mứt đông: có tác dụng nâng cao nồng độ của mứt
trong công đoạn cô đặc.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 8 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
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 
thuộc nhóm  trong họ . 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 …
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 9 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
Hình 1.1. 
1.1.2. 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.
1.1.3. 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.
Bảng 1.1.Thành phần hóa học của bưởi
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 10 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
1.1.5. Các dạng bưởi và phế liệu bưởi
1.1.4.1.Bưởi
- Dạng lỏng: Nước bưởi trong, nước bưởi đục, nước bưởi có tép

- Dạng cô đặc: Mứt vỏ bưởi, Tarami thạch trái cây bưởi
- Dạng nguyên trái: Dùng để ăn và chế biến các món khác
1.1.4.2. Phế liệu bưởi
-  có vị cay, đắng, the, mùi thơm, tính ấm.
- vị ngọt đắng, tính ẩm. Vỏ hạt có chứa nhiều pectin có tác dụng
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 11 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
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
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
cầm máu. Trong cùi bưởi tươi chứa từ 1 - 2% pectin (khô), nhưng khi phơi
cùi bưởi khô thì chỉ còn 0,5-1% pectin (khô).
- : chứa 40-70% dầu béo, vị đắng, tính ẩm.
- : Vị đắng, cay, mùi thơm, tính bình.
- Trong quả bưởi tươi, cùi tươi chiếm 10 - 40%. Hạt tươi chiếm 3 – 6 %, vỏngoài 10
% (có quả hạt lép hết chỉ còn vài hạt mẩy).
Bảng 1.2.  !"#$%"&"'$ ()*+

C8c phế liệu Khôi lượng (%) Hàm lượng
Pectin (%)
Hiệu suât thu
hồi (%)
Vỏ xanh 8 - 11 , ,
Cùi trắng 15-30 3,1 15,6
Vỏ múi 8-12 5,8 25,2
Vỏ hạt 3-3,5 5,3 12,4
Bã tép 10-16 5,2 -
Ø-./"''0
Vỏ ngoài của bưởi chứa nhiều tinh dầu.Các họat chất (tinh dầu) trong vỏ bưởi có tác
dụng làm giảm mỡ trong máu, làm giảm gan nhiễm mỡ.
Ø 123$4
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.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 12 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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  5"' 6"'"' 
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 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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 13 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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 năng78Bởi 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 sốt8Trong 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.
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).
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.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 14 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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 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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 15 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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.
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
Hình 1.2. 9&$"
Pectin là một polysaccharide mạch thẳng, mạch pectin được hình thành từ các
gốc :,;,')&". liên kết với nhau bởi các liên kết :,<=>,')&. (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 pectin bị ester hóa (ở nhiều mức độ khác nhau) với
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 16 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Hình 1.3.Công thức HM pectin [4]
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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).
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 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).
1.2.4. Phân loại và các chỉ số đặc trưng
<8?8>8<8 ")&
8- &@" 4 &)4&"'$ "A
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%).
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 17 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Hình 1.4.Công thức LM pectin[4]
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
8- &B "#"' 5"&"'"C
,  "  5  "  D &)  $&)')&"E Pectin hòa tan là
polysacharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có
chứa nhóm thế methoxyl.
,"B F"' 5"D$&&$"E Là dạng kết hợp của pectin với araban
(polysaccharide ở thành tế bào).
<8?8>8?8 G62H"'
Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau
-  G6 &)DIJE 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%.
-  G6 4D;KE thể hiện mức dộ ester hóa của pectin, là tỉ 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.
I-&')L"')("BM .&
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 18 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Hình 1.5.Cơ chế tạo gel bằngliên kết hidro[4]
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi

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.
+ 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.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 19 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
+ 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.
,I&'))("BML"'&"
?N
Điều kiện tạo gel:khi có mặt Ca

2+
, ngay cả ở nồng độ O0,1% 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.
1.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng dến khả năng tạo gel
5 8"
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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 20 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Hình 1.6.P M&')L"')("BM">
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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
Bảng 1.3.Tác dụng của DE lên việc tạo gel

+ 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.
6 8QC
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.
7 8RS"'
Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan do có sự tạo thành các liên kết
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 21 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Điều kiện tạo gel
DE (%) pH Đường Ion h6a 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
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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.
8 8T.
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 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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 22 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
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.
1.2.7. 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.
<8?8U8<8-&"'F"'"' * V$ W
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.
- 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.
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 23 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
Hình 1.7. X"$ W4A./"'$"

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
- 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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 24 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi
Hình 1.8.X"$ W" B3&4A./"'$"Y
Ø Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến sữa
Hình 1.9. X"$ WZ[4A./"'$"Y

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 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
GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 25 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà