Nghiên cứu sản xuất pectin từ vỏ chuối và ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm”

Đồ án tốt nghiệp 1 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 5
1. Tính cấp thiết của đề tài 5
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 6
1 Tổng quan về pectin 6
1.1 Khái niệm 6
1.2 Cấu tạo 6
1.3 Phân loại 7
1.4 Tính chất 8
1.5 Ứng dụng 10
2 Giới thiệu về chuối 12
2.1 Đặc điểm thực vật học và phân bố 12
2.3 Hệ thống phân loại chuối 13
2.2 Sản lượng 14
2.4 Thành phần hóa học của vỏ chuối 14
3 Các phương pháp chiết pectin 15
3.1 Chiết tách pectin bằng axit 15
3.2 Chiết pectin bằng nước 15
3.3 Chiết pectin dưới tác dụng của enzym 15
4 Tổng quan về màng 16
4.1 Kỹ thuật tạo màng 16
4.2 Tác dụng bảo quản của màng 16
4.3 Màng sinh học phổ biến 16
5. Tình hình nghiên cứu về pectin từ phế liệu quả trên thế giới và trong nước 17
5.1 Tình hình Thế Giới 17
5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 18
CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20
2.1 Đối tượng nghiên cứu 20
2.2 Hóa chất và thiết bị 20

2.3 Phương pháp nghiên cứu 21
2.3.1 Phương pháp vật lý 21
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 2 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
2.3.2 Phương pháp hóa học 22
2.3.3 Qui trình chiết pectin từ vỏ chuối 23
2.2.4 Khảo sát các điều kiện chiết pectin 25
2.2.5 Qui hoạch thực nghiệm và tìm kiếm tối ưu 26
2.2.6 Xác định pectin chiết tách bằng phổ hồng ngoại 26
2.2.7 Xác định chỉ số DE bằng phương pháp chuẩn độ 26
2.2.8 Tạo màng bằng hỗn hợp pectin, alginat 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28
3.1. Xác định một số thành phần hóa học của vỏ chuối 28
3.2. Khảo sát lựa chọn dung môi 29
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng pectin thu nhận 30
3.3.1 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ 30
3.3.2 Khảo sát nồng độ axit xitric 32
3.3.3 Khảo sát thời gian chiết tách 33
3.4 Kết quả quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 1 hai yếu tố ba mức ảnh hưởng 34
3.5 Xác định pectin và chỉ số DE 38
3.6 Đề xuất quy trình sản xuất pectin quy mô phòng thí nghiệm 40
3.7 Thăm dò khả năng tạo màng bảo quản quả mận của pectin thu được 41
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 3 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
DANH MỤC BẢNG
Số hiệu bảng Tên bảng Trang

1.1 Phân loại khoa học của chuối 12
1.2 Sản lượng một số loại trái cây phổ biến trên Thế giới. 15
1.3 Thành phần hóa học của vỏ chuối 16
2.1 Nguồn gốc hóa chất 21
3.1 Thành phần hóa học của bột chuối theo nghiên cứu 31
3.2 Điều kiện thí nghiệm 37
3.3 Ma trận thí nghiệm 38
3.4
Kết quả tổng bình phương độ lệch chuẩn giữa giá trị
thực nghiệm và phương trình hồi qui
41
3.5 Độ giảm khối lượng trong quá trình bảo quản 46
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 4 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
DANH MỤC HÌNH
Số hiệu
hình
Tên hình Trang
1.1 Cấu tạo của pectin 6
2.1 Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 22
2.2 Quy trình chiết tách pectin 26
3.1 Biểu đồ ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất chiết tách 33
3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả chiết tách 34
3.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi tới hiệu suất chiết tách 35
3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu nhận pectin 36
3.5 Phổ hồng ngoại của mẫu chiết từ vỏ chuối 42
3.6 Phổ hồng ngoại của mẫu pectin chuẩn 43
3.7 Trạng thái mận sau 6 ngày không bảo quản bằng màng 46

3.8 Trạng thái bên ngoài của mận sau 6 ngày 46
3.9 Trạng thái bên trong của mận sau 6 ngày 47
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 5 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, khi đời sống ngày càng phát triển thì yêu cầu về thực phẩm ngày
càng cao. Thực phẩm cần phải đảm bảo các yếu tố tươi, ngon và an toàn. Kỹ thuật
bảo quản hiện nay cho phép nhà cung cấp giữ thực phẩm tươi trong thời gian dài.
Trong đó, kĩ thuật tạo màng bảo quản từ các hợp chất polysaccarit đã được nghiên
cứu rộng rãi như màng tinh bột, lipit, alginate, pectin Ngoài khả năng tạo màng
bảo quản, pectin còn là phụ gia tạo gel tạo đông tốt, an toàn với chỉ số ADI (liều
lượng ăn cho phép) không giới hạn [22]. Tuy nhiên, giá pectin hiện tại đến 11 đô la
Úc/ 1kg [22]. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra nguyên liệu phù hợp trong nước để sản
xuất pectin là vô cùng cần thiết.
Trong lúc đó chuối là một cây trồng phổ biến ở Việt Nam. Với sản lượng chỉ sau
họ citrus. Chuối chủ yếu chỉ được sử dụng ăn và bỏ vỏ, vỏ chuối chiếm tới 40%
khối lượng quả (Tchobanoglous et al.1930) . Lượng vỏ này hầu hết chỉ sử dụng
làm phân sinh học hay thải ra môi trường. Nó chưa đem lại giá trị kinh tế cao và có
thể gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, lượng vỏ này lại chứa tới 10- 21 % pectin
[11]. Đây chính là nguồn thu nhận pectin rẻ tiền ta có thể hướng tới.
Những nghiên cứu về pectin chiết tách từ vỏ chuối trên thế giới vẫn còn ít. Đồng
thời, ở Việt Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào. Ngoài ra, với giống chuối tiêu lùn ở
Quảng Nam vẫn chưa có nghiên cứu nào được báo cáo. Trong lúc đó, Quảng Nam
là địa phương có diện tích trồng chuối lên tới 700 ha với thị trường tiêu thụ không
ổn định. Việc ra đời một nhà máy mứt chuối, nước chuối trong tương lai tại khu vực
này là đầy triển vọng và ta có thể sử dụng phế liệu của nhà máy để sản xuất pectin.
Nguồn pectin từ chuối với giá rẻ có tính cạnh tranh trên thị trường pectin.Vì thế, tôi

chọn đề tài “Nghiên cứu sản xuất pectin từ vỏ chuối và ứng dụng tạo màng bảo
quản thực phẩm”.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của nghiên cứu là tìm ra qui trình chiết tách pectin từ vỏ chuôi
với hàm lượng pectin thu được cao nhất và ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 6 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1 Tổng quan về pectin
1.1 Khái niệm
Pectin là một polysacarit tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia
xây dựng cấu trúc tế bào thực vật.
Tên gọi pectin được bắt nguồn từ một từ gốc Hi Lạp là “Pectos” có nghĩa là hóa
gel hay hóa đặc.
Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hòa tan và protopectin không
hòa tan. Dưới tác dụng của axit, enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì
protopectin chuyển thành pectin.
1.2 Cấu tạo
- Pectin được phát hiện năm 1779 bởi Vauquelin và tên gọi pectin được sử dụng
năm 1824 [27].
- Năm 1824, Smolenki lần đầu tiên xác nhận pectin là polymer của a.
Galactorunic [27].
- Năm 1930, Meyyor và Mark phát hiện thấy cấu trúc thẳng của pectin [26].
- Năm 1937, cấu trúc của Pectin chính thức được Shneider và Boek xác định
[27].
- Nghiên cứu hoàn chỉnh của Pectin xác định: Pectin là hợp chất cao phân tử
polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân
tử từ 20.000 - 200.000 đvC [21].

- Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của axit pectic, axit pectic là một
polymer của axit D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glycozide [21].
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của pectin
Các chỉ số đặc trưng
Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng là chỉ số methoxyl “MI”
và chỉ số “DE” [21].
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 7 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
- Chỉ số MI: biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH
3
có
trong phân tử pectin.
- Chỉ số DE: Thể hiện mức độ este hóa của pectin, là % số lượng của các gốc a.
Galacturonic trên tổng số gốc a. Galacturonic có trong phân tử pectin.
1.3 Phân loại
Sản phẩm petin trên thị trường rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, ta có thể
phân loại pectin theo các cách sau [21]:
 Phân loại dựa vào mức độ metyl hóa, pectin được chia làm hai loại:
• Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 %
hay MI > 7%. Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn
tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên
60 %.
• Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 %
hay MI < 7% được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong
phân tử pectin. Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường
không có đường. Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản
phẩm.
 Theo trạng thái, ta có:

• Pectin dạng lỏng cô đặc
• Chiết suất pectin sấy khô
• Pectin dạng bột
 Theo tốc độ tạo gel
• Pectin có tốc độ tạo gel thật nhanh (Ultra Rapid Set)
• Pectin có tốc độ tạo gel nhanh (Rapit Set)
• Pectin có tốc độ tạo gel trung bình (Medium Set)
• Pectin có tốc độ tạo gel chậm (Slow Set)
• Pectin có tốc độ tạo gel cực chậm (Ultra Slow Set)
 Theo lính vực ứng dụng
• Pectin thực phẩm
• Pectin dược phẩm: pectin táo, pectin quả múi biến tính.
 Theo nguồn nguyên liệu
• Pectin táo
• Pectin quả múi
• Pectin nho
• Pectin củ cải đường
• Pectin hướng dương
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 8 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
1.4 Tính chất
1.4.1. Tính chất chung
- Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu
- Có khả năng tạo gel bền.
- Pectin không tan trong dung dịch ethanol. Trong cồn và dung dịch muối thì
pectin bị kết tụ.
- Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính
đông của sản phẩm khi cô đặc.

- Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin có độ
nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô đặc
nước quả.
- Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự tham
gia của axit hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực
liên kết giữa các tế bào giảm.
- Khi quả chín pectin hòa tan thành axit pectic.
- Các dạng pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc.
- Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp (1-1,5%)
khi có mặt đường 60-70% và axit 1%. Khả năng tạo đông phụ thuộc vào
nguồn pectin, mức độ methoxyl hóa và phân tử lượng của pectin.
- Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
1.4.2 Khả năng tạo gel
- Các pectin và axit pectinic có các nhóm hydroxyl ( -OH) nên có khả năng
hydrat hóa cao [24].
- Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, do
đó làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Vì vậy khi làm giảm độ tích
điện và độ hydrat hóa sẽ làm cho các phân tử pectin xích lại gần nhau và tương tác
với nhau tạo nên một mạng lưới 3 chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
Tính chất tạo đông của pectin được xác định phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố
sau:
 Chiều dài mạch phân tử pectin: Chiều dài mạch pectin quyết định độ cứng
của gel [24].
• Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel dù sử dụng
với hàm lượng lớn.
• Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành có độ cứng.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 9 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương

Chiều dài phân tử pectin quyết định độ cứng của gel, chỉ có pectin có khối
lượng phân tử không bé hơn 10000 mới có khả năng tạo gel, nếu chiều dài quá thấp
thì nó không tạo gel được mặt dù dùng với liều lượng cao.
 Mức độ methoxyl hóa qui định cơ chế tạo gel [24].
• Khi pectin có cùng khối lượng phân tử thì khả năng tạo gel phụ thuộc
vào mức độ este hóa các gốc của mach galacturonic tại các nhóm
metoxyl (-OCH
3
).
• Nhóm metoxyl tăng từ 8 -11% thì độ bền đông tụ của nó tăng, ngược
lại khả năng đông tụ giảm.
Trong thành phần của phân tử pectin có thể có nhóm axetyl CH
3
CO, hàm lượng
nhóm CH
3
CO có trong pectin, este hóa cao không quá 0,8% thì không ảnh hưởng
đến khả năng tạo đông của pectin, song cao hơn thì khả năng đông tụ giảm.
1.4.3 Cơ chế tạo gel
1.4.3.1 HMP : Tạo gel bằng liên kết hidro
- Điều kiện tạo gel : [đường] > 60%, pH = 3 - 3,5; [pectin] = 0,5 -1%.
- Đường có khả năng hút ẩm và vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử
pectin trong dung dịch.
- pH axit trung hòa 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. Liên kết
hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể hydroxyl-hydroxyl, carboxyl-
carboxyl hoặc hydroxyl-carboxyl. Kiểu liên kết này không bền do đó gel tạo thành
sẽ mềm dẻo bởi tính linh động của các phân tử trong khối gel [24].
Cấu trúc của gel phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng axit, hàm lượng
pectin, hoặc pectin và nhiệt độ 30 – 35

o
C. Đường thêm vào pectin là sacaroza. Do
đó cần duy trì pH axit để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường
sacaroza. Tuy nhiên cũng không nên dung qua nhiều axit vì pH quá thấp sẽ gây ra
nghịch đảo một lượng lớn sacaroza sẽ gây kết tinh gluco và hoá gel nhanh gây ra
hiện tượng vón cục. Khi nồng độ pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel qua
cứng. Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH & nhiệt độ
càng thấp và hàm lượng đường cao thì gel tạo thành càng nhanh [24].
1.4.3.2. LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca
2+
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 10 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
- Vai trò của Ca
2+
và ion kim loại khác trong việc tạo gel là: các nhóm carboxyl
tự do liên kết lại nhờ các ion Ca
2+
nên các phân tử axit pectic tác dụng tương hỗ lẫn
nhau tạo thành khung bền vững [24].
- Dạng cation và anion có ảnh hưởng đến độ bền đông tụ các cation Ca
2+
, Al
2+
làm tăng độ bền gel còn cation hóa trị I như Na
+
ở điều kiện xác định có tác dụng
ngược lại
1.5 Ứng dụng

1.5.1 Ứng dụng cho sản xuất mứt
Pectin trong sản xuất mứt là chất tạo gel. Mứt làm từ pectin có ưu điểm là khả
năng giữ nước rất cao, không có mùi lạ [25].
Khả năng tạo gel của nó còn được sử dụng ở những thực phẩm cần có sự ổn
định của nhiều pha, hoặc trong sản phẩm cuối hoặc ở một giai đoạn tức thời trong
quy trình sản xuất.
- 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
cho những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không bị thay đổi cấu trúc, tạo ra
mùi thơm ngon cho sản phẩm, và giảm thiểu 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 đông thường trong khoảng từ 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 được tạo gel, tạo đặc trước khi đóng hộp. Còn mứt đông trái
cây tốt nhất khi chúng không bị tác đọng trong suốt quá trình tạo gel. Đó là lí do
pectin tạo gel chậm được sử dụng, và cấc khâu hộp, đóng nắp, dán nhãn, xếp chồng
phải thực hiện trước khi quá trình tạo gel diễn ra.
- LMP thường được ứng dụng trong mứt trái cây
Sử dụng với mứt trái cây có hàm lượng chất khô hòa tan < 55%:
Loại LMP được chọn lựa 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 tiểu đường. Nếu LMP không tạo đủ liên kết với nước, trong một
số trường hợp người ta có thể sử dụng cả pectin và carrageenan.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 11 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
1.5.2 Ứng dụng trong sản xuất bánh nướng
Pectin đóng vai trò là chất tạo gel cho chế phẩm trái cây. Chế phẩm trái cây

dùng trong sản xuất bánh nướng được chia làm 2 loại:
Loại thứ nhất là fruit filling (FF), có nghĩa là trái cây: FF được rót, phủ lên bề
mặt hay tiêm vào bánh sau khi nướng, được cho vào bột nhào trước khi nướng
bánh. Loại này có trải qua quá trình nướng với bánh nên yêu cầu phải bền nhiệt.
Pectin đã chứng tỏ khả năng đặc biệt của mình trong công nghệ sản xuất bánh.
Nó có vai trò quan trọng trong việc chống lại sự biến tính và biến dạng của các
thành phần làm từ trái cây trong quá trình nướng bánh trong các loại bánh rán, bánh
hấp, bánh gừng, bánh trộn .
Pectin đảm bảo cho chế phẩm có những tính chất sau: kết cấu láng mịn, có độ
vững chắc cao, khả năng chống chịu áp lực cơ học cao, khả năng phục hồi cao sau
khi xử lí áp lực, ít bị chảy nước, ổn định với các sản phẩm khác nhau, tạo được bề
mặt bóng láng cho bánh, mùi vị thơm ngon và khả năng giải phóng mùi tốt.
Trong sản xuất người ta thường sử dụng pectin táo, Pectin táo có ưu điểm là có
thể tạo thành kết cấu gel nhớt và khả năng liên kết nước cao. Gel tạo thành từ HMP
táo cũng bền cơ học vào ít chảy nước hơn MHP quả múi.
1.5.3 Ứng dụng của pectin trong sản xuất kẹo
Kẹo pectin có ưu điểm là khả năng giải phóng mùi tốt, có thể đổ khuôn trực tiếp
ở nồng độ chất khô 80%, làm nguội nhanh và tách khuôn sau 30 phút. Kẹo có hàm
lượng chất khô khoảng 80%, pH khoảng 3,5.
Pectin tăng tính hấp dẫn, tạo cấu trúc đàn hồi, tăng mùi vị trái cây tự nhiên và
tạo bề mặt bóng loáng cho sản phẩm. Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định.
Vì vậy, pectin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất kẹo như kẹo dẻo,
kẹo mềm.
1.5.4 Ứng dụng pectin trong các sản phẩm từ sữa
Pectin bổ sung hương trái cây cho các sản phẩm từ 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 khôn bị tác khỏi yaourt, tạo thành bề mặt lớp chế phẩm láng mịn.

Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 12 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
Trong yaourt uống, pectin từ táo và cirus bảo vệ protein không bị biến tính trong
quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết bông. Pectin giúp sản phẩm
ổn định và đạt tính chất cảm quan tốt, không giảm chất lượng ngay cả khi bảo quản
một thời gian dài.
1.5.5 Ứng dụng trong sử dụng nước giải khát
Pectin dùng để làm tăng độ bền keo của các sản phẩm nước uống từ dứa, chanh
dây, xoài cô đặc. Các loại nước này thường dễ bị sa lắng, tách lớp làm mất tính chất
cảm quan của sản phẩm. Khi sử dụng pectin methoxyl hóa cao bổ sung với liều
lượng rất nhỏ chúng đã có khả năng phân tán đều trong thời gian dài.
1.5.6 Tác dụng dược lý
- Pectin được dùng chế thuốc ống, thuốc tiêm trước và sau phẫu thuật. Chữa
chảy máu đường tiêu hóa, tiết niệu. Dung dịch pectin 5% còn được sử dụng như
thuốc sát trùng oxy già trong phẫu thuật răng hàm mặt.
- Kéo dài thời gian tiêu hóa thức ăn trong ruột, có tác dụng tăng hấp thu dinh
dưỡng trong thức ăn. Tác dụng giảm cân cho người béo phì do nó không có giá trị
dinh dưỡng nhưng vẫn tạo cảm giác no bụng
- Giảm hấp thu lipid, giảm cholesterol toàn phần trong máu tốt cho người rối
loạn lipid máu. Giảm béo phì và xơ vữa động mạch.
- Khống chế tăng cường huyết trước và sau khi ăn ở người bị bệnh tiểu đường.
- Chống táo bón
- Cầm máu, sát trùng
Hoa quả chứa nhiều pectin giúp cơ thể hấp thu tốt các axit hữu cơ và là chất
trung gian thúc đẩy sự chuyển hóa, tăng cường khả năng sử dụng các chất dinh
dưỡng trong thức ăn.
1.5.7 Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm
Pectin đã được sử dụng để tạo màng bảo cho một số loại trái cây, nó được biết

đến là loại màng ăn được. Màng pectin có thể bọc trái cây bằng cách phun, nhúng
hay có thể dung để gói như bao bì trong của bánh kẹo.
2 Giới thiệu về chuối
2.1 Đặc điểm thực vật học và phân bố.
Phân loại khoa học của chuối được trình bày ở bảng 1.1[27].
Bảng 1.1. Phân loại khoa học của chuối
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 13 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
Bộ (ordo) Gừng (Zingiberales)
Họ (familia) Chuối (Musaceae)
Chi (genus) Chuối (Musa L. )
Loài (species) Musa spp.
Quả chuối ra thành nải treo, mỗi tầng (gọi là nải) có tới 20 quả, và mỗi buồng
gồm nhiều nải. Các nải nhìn chung gọi là một buồng, nặng 30–50 kg. Một quả
trung bình nặng 125 g, trong số đó vào khoảng 75% là nước và 25% là chất khô.
Mỗi quả riêng có vỏ dai chung quanh thịt mềm ăn được. Vỏ và thịt đều ăn được ở
dạng tươi hay đã qua chế biến (nấu). Những người phương Tây thường ăn thịt chuối
còn tươi và vứt vỏ, trong khi một số nước Á Đông nấu rồi ăn cả vỏ và thịt. Quả
chuối thường có nhiều sợi (gọi là bó libe) nằm giữa vỏ và thịt. Chuối chứa nhiều
vitamin B6, vitamin C và kali [26].
Chi chuối (Musa) có nguồn gốc từ vùng Châu Á nhiệt đới và được thuần hóa rất
sớm ở vùng Đông Nam Á. Nhiều loài chuối dại vẫn còn mọc lên ở New Guinea,
Malaysia, Indonesia, và Philippines.
Hiện nay trên thế giới có ít nhất 107 quốc gia trồng chuối với nhiều mục đích
khác nhau: chủ yếu dùng làm trái cây, kế đến là dùng để lấy sợi, sản xuất rượu
chuối và làm cây cảnh.
Vào năm 2013 chuối đứng hàng thứ tư về giá trị tài chính trong các cây lương
thực chính trên thế giới (sau gạo, lúa mì và ngô).

2.3 Hệ thống phân loại chuối
 Phân loại theo tác dụng
Họ Chuối (Musaceae) thuộc thực vật một lá mầm (Monocots) có 2 chi. Bao gồm
chi chuối ăn (Musa) có nguồn gốc ở Đông Nam Á và chi chuối cảnh (Ensete) có nguồn
gốc ở Đông Phi.
Chi Chuối ăn (Musa) bao gồm hai nhóm:
- Nhóm chuối mềm (banana) là những loài chuối khi chín quả mềm, bốc vỏ
được và dùng để ăn tươi. Trong tiếng Anh từ “Banana” (chuối) để chỉ các loài chuối
mềm được cho là bắt nguồn từ ngôn ngữ Wolof do từ “banaana” [27].
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 14 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
- Nhóm chuối cứng (Plantains) là những loài chuối có quả khi chín vẩn cứng
rắn, không bốc vỏ được, phải dùng dao để gọt. Chuối cứng trước khi ăn phải nấu
hoặc chiên, là nguồn cung cấp tinh bột quan trọng ở các nước nhiệt đới đang phát
triển như Châu Á, Châu Phi và Nam Mỹ [27] .
 Phân loại theo hệ thống gen
Theo hệ thống gen, hai loài là tổ tiên của tất cả giống chuối ngày nay là:
- Musa acuminata (loài chuối hột hoang dại), ký hiệu là “A”.
- Musa balbisiana (một loài chuối hột hoang dại khác, ký hiệu là “B”.
Theo đó, tất cả các loài chuối hiện nay thuộc thể đơn bội hay đa bội của hai kiểu
gen trên.
Hiện nay các nhà khoa học công nhận khoảng 50 loài chuối thuộc chi Musa với
nhiều công dụng khác nhau đối với con người như lấy quả, lấy lá, lấy sợi, làm rau,
làm cây cảnh [27].
Đánh giá của các chuyên gia nước ngoài về chuối ở Việt Nam: "Việt Nam là
một trong những trung tâm xuất xứ của các giống chuối Musa spp., có nhiều loài,
giống, và nhân bản ."(Persley, GJ và Pamela George (1996) ) [18].
2.2 Sản lượng

Sản lượng một số loại trái cây trên Thế Giới năm 2007 [12].
Bảng 1.2. Sản lượng một số loại trái cây phổ biến trên Thế giới
STT Loại quả Sản lượng (tấn) Phần trăm
1 Táo 64255520 12,86
2 Chuối 81263358 16,26
3 Họ cam chanh 115650545 23,14
4 Cam 63906064 12,79
5 Chanh 13032388 2,61
6 Nho 54716444 13,26
7 Dừa 54716444 10,94
8 Sản lượng quả nói chung 499711349 100
Qua bảng 1.2 ta thấy sản lượng chuối trên thế giới chiếm tới 16.26%, chỉ đứng
sau họ cam chanh. Chính vì vậy đây là nguyên liệu dồi dào có thể đáp ứng cho quá
trình sản xuất pectin liên tục và chủ động.
2.4 Thành phần hóa học của vỏ chuối
Theo nghiên cứu của Anhwange (2009) [10], chuối sấy khô tới độ ẩm 6,7 % có
thành phần hóa học như bảng 1.3.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 15 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của vỏ chuối (tính theo khối lượng nguyên liệu ở độ
ẩm 6,7%)[10].
STT Thành phần Vỏ chuối khô
1 Ẩm 6,7
2 Protein 0,9
3 Lipit thô 1,7
4 Cabohydrat 59
5 Xơ thô 31,7
6 Cenlulose 8,5

8 Pectin 24-Oct
3 Các phương pháp chiết pectin
3.1 Chiết tách pectin bằng axit
Phương pháp này dựa trên sự thủy phân protopectin dưới tác dụng của axit. Nó
bao gồm ba giai đoạn: Sự thủy phân protopectin của pha rắn trong dung dịch axit.
Sự khuếch tán pectin trong các mao quản từ trong ra ngoài. Sự di chuyển pectin
qua các lớp màng mỏng và thoát ra khỏi vật liệu [21].
Petin trong vỏ cam và bã táo được chiết tách trong dung dịch axit nóng tại pH =
1– 3 bởi Rolin 2002. Điều kiện chiết tách như thời gian, nhiệt độ tỷ lệ dung môi ở
các nghiên cứu khác nhau phụ thuộc vào tỷ lệ loại pectin và pectin thu nhận mong
muốn. Tuy nhiên, thông thường nhiệt độ dao động từ 50 đến 100
o
C trong thời gian
0,5h đến 5h ( Wang và cộng sự 2002) [21].
3.2 Chiết pectin bằng nước
Trong thành tế bào thực vật tồn tại các pectin tự do, chính vì vậy ta có thể dễ
dàng chiết tách nó bằng nước. Hiệu quả của quá trình tăng khi ta kết hợp chiết
pectin trong nước nóng trong thời gian dài. Tuy nhiên, nếu chiết với nhiệt độ cao
trong thời gian dài ta cần quan tâm đến vấn đề suy thái pectin và yếu tố năng lượng
(Simpson, Egyakor 1984) [21].
3.3 Chiết pectin dưới tác dụng của enzym
Sử dụng hỗn hợp enzyme cenlluloza và pectinaza để chiế tách pectin. Trong đó,
enzym cenlulaza có nhiệm vụ phá hủy cenlulose trong thành tế bào để giải phóng
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 16 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
pectin và để lộ protopectin cho enzyme pectinasa tương tác và thủy phân thành
pectin. Đây là phương pháp thân thiện với môi trường [21].
4 Tổng quan về màng

Trong bối cảnh ngày càng tăng các vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, đặc biệt
vấn đề sử dụng hóa chất không cho phép, không rõ nguồn gôc để kéo dài thời gian
thương mại nông sản đã làm tăng lên nỗi bất an trong người tiêu dùng. Chính vì vậy
các nhà nghiên cứu đã cho ra đời nhiều phương pháp bảo quản an toàn hơn như : sử
dụng chiếu xạ, màng sinh học, Hiện nay, phương phá bảo quản an toàn, phù hợp
tính kinh tế đó là bảo quản thực phẩm bằng màng sinh học có nguồn gốc tự nhiên.
4.1 Kỹ thuật tạo màng
Kĩ thuật tạo màng sinh học là phương pháp tạo ra một dịch lỏng hay nhũ tương
sau đó phủ lên bề mặt từng quả bằng cách phun, nhúng hoặc xoa. Khi dịch lỏng
khô sẽ tạo ra một lớp màng mỏng trong suốt trên bề mặt quả. Nhờ tính bán thấm
điều chỉnh sự trao đổi khí và hơi nước của màng mà quả được giữ tươi lâu hơn.
Qủa sử dụng màng bao sẽ làm giảm sự hao hụt khối lượng và mất hơi nước. Màng
tạo ra vùng khí quyển điều chỉnh xung quanh nó do đó làm thay đổi sự trao đổi khí
với môi trường bên ngoài.
4.2 Tác dụng bảo quản của màng
Làm giảm tổn thất khối lượng và giảm biến dạng do sự mất hơi nước trong quá
trình bảo quản. Thay thế màng sáp tự nhiên trên mặt quả
Làm giảm sự trao đổi khí dẫn tới làm chậm quá trình chin hay già quá
Cải thiện hình thức bên ngoài.
Tăng độ tươi của quả do chống mất nước.
Phòng ngừa tổn thương cơ học và nhiễm bệnh trong quá trình vận chuyển.
4.3 Màng sinh học phổ biến
Màng thực phẩm từ các vật liệu polysaccarit. Các polysacccarit dùng làm màng
bán thấm là cenlulose, tinh bột, pectin, chitin [28].
Màng sáp gồm sáp paraffin, sáp ong, dầu khoáng cho phép chống bay hơi và cho
bề mặt đẹp.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 17 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương

Màng tạo thành từ các chất hữu cơ phân tử lượng lớn như chitosan trong môi
trường axit không những có khả năng bảo quản màol và axit béo. còn chống mất
màu vỏ quả.
Màng vi nhũ từ dung dịch nhũ tương có khả năng chống mất nước tuy nhiên sản
phẩm có độ bóng kém. Nhiều chất nhũ hóa sử dụng trong dung dịch tạo màng sáp
đều có nguồn gốc glycerol.
5. Tình hình nghiên cứu về pectin từ phế liệu quả trên thế giới và trong nước
5.1 Tình hình Thế Giới
Thomas Happy Emaga và cộng sự (2007) đã tiến hành chiết pectin từ vỏ chuối
(Musa AAA) và khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện nhiệt độ, thời gian pH. Với
các khoảng khảo sát là nhiệt độ (80- 90), pH ( 1- 4) và thời gian (1- 4h). Kết quả
nghiên cứu các điều kiện chiết tách tối thích là ở pH = 1.5 nhiệt độ 80
0
C và trong
thời gian 1h [13].
Shaila, Zaharia và cộng sự đã chiết được 12% pectin trong vỏ chuối ở điều kiện
dung môi HCl, nhiệt độ chiết 75
o
C trong thời gian 1h [15].
Debabandya Mohapatra và cộng sự đã nghiên cứu khai thác nguồn lợi từ cây
chuối. Trong đó có nghiên cứu thành phần và ứng dụng từ vỏ chuối với thành phần
pectin chiếm tới 10- 21 [16].
Theo Canteri- Schemin( 2005) trong nghiên cứu sử dụng các loại dung môi chiết
xuất pectin từ bã táo. Các dung môi được khảo sát bao gồm cả axit hữu cơ lẫn vô cơ
như axit xitric, nitric phosphoric,sunfuric, axit clohidric. Kết quả là với dung môi
H
2
SO
4
11.27%, HCl 12.31%, H

3
PO
4
cho 9.44% và HNO
3
cho 14.07%. Trong khi đó
axit xitric cho hàm lượng pectin cao nhất với 15.19% pectin [11].
Năm 2012 Manel Masmoud đã tiến hành chiết tách pectin từ chanh dây bằng
axit. Ông khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách như nhiệt độ, thời
gian, pH. Kết quả thu được tại 84,34
o
C thời gian 3 giờ và pH = 2,8 [17].
Yamina Zouambia (2014) đã nghiên cứu chiết tách pectin trong vỏ citrus với
phương pháp gia nhiệt cảm ứng từ trong điều kiện pH 1,2 nhiệt độ 80
o
C tại các
khoảng thời gian khác nhau. Kết quả nếu gia nhiệt ở 90 phút thì hàm lượng pectin
thu được là 29% không lớn hơn nhiều so với phương pháp gia nhiệt thông thường là
24%. Tuy nhiên, khi thời gian gia nhiệt giảm thì phương pháp cảm ứng từ cho
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 18 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
lượng pectin lớn hơn nhiều so với làm nóng thông thường. Đặc biệt, khi thời gian
gia nhiệt bằng cảm ứng từ là 2,94 phút thì đã tạo ra một nửa lượng pecin chiết với
phương pháp thong thường trong 90 phút. Đây là một nghiên cứu rất có giá trị kinh
tế trong sản xuất pectin [19].
Ranjit Kumar Shaha, Yoga Nayagi( 2012) nghiên cứu chiết tách pectin trên họ
Citrus và khảo sát các loại dung môi (HCl, xitric và nitric) và các điều kiện nhiệt độ
(45, 65, 95

o
C, pH= 1.5 trong vòng 1h trên hai nguyên liệu được làm khô bằng nắng
và lò vi song. Kết quả cho dung môi Xitric, nhiệt độ 90
o
C và làm khô bằng lò vi
sóng cho hàm lượng pectin cao nhất. Nilesh. R. Khule*, Nitin B. Mahale, Dipak S.
Shelar, Manisha M. Rokade chiết xuất pectin trên vỏ citrus khô thu được 18.21%
[15].
Hanna Salminen & Jochen Weiss (2014) nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH và
chỉ số DE tới sự ổn định phức hợp protein- pectin. Sự ổn định là tốt nhất với pectin
có DE 50% (Ổn định ở pH 3,5-6,0) và với 62% DE (ổn định ở pH 3.0- 6.0) [14].
Nghiên cứu thành phần hóa học của vỏ chuối Musa sapientum, vỏ chuối được
phân tích khoáng chất, dinh dưỡng Kết quả của hàm lượng khoáng chất cho thấy
nồng độ (mg / g) kali, canxi, natri, sắt, mangan, brôm, rubidium, stronti, zirconi và
niobium là 78,10, 19,20, 24,30, 0,61, 76,20, 0,04, 0,21, 0,03, 0,02 và 0,02 tương
ứng. Nồng độ phần trăm của protein, lipid thô, carbohydrate và chất xơ thô là 0,90,
1,70, 59,00 và 31,70 tương ứng [10].
Sabina và cộng sự đã nghiên cứu tạo màng với hỗn hợp pectin/ alginat ở các tỷ
lệ khác nhau 100: 0, 75: 25, 50: 50, 25: 75, 0: 100 và theo dõi các tính chất của
màng [9].
5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu khả năng tạo gel của pectin và ứng dụng trong công nghiệp thực
phẩm Trương Thị Minh Hạnh(1997) [8].
Huỳnh Thị Diễm Uyên (2010) nghiên cứu đặc tính và ứng dụng của pectin chiết
tách từ vỏ bưởi [4].
Nghiên cứu chiết tách pectin từ vỏ cà phê được Bùi Anh Võ – Nguyễn Đức
Lượng trường ĐH Tôn Đức Thắng, trường Đại học Bách khoa Hồ Chí Minh báo
cáo năm 2009[1].
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi

Đồ án tốt nghiệp 19 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
Nghiên cứu chiết tách pectin từ phế liệu bưởi và ứng dụng sản xuất mứt xoài
đông đã được thực hiện bởi sinh viên Võ Thị Xuân Hạ- Trương Thị Thu Hà trường
cao đẳng công nghệ năm 2010.
Nghiên cứu pectin và xây dựng quy trình sản xuất bột thạch từ lá sương sâm,
luận văn thạc sĩ của Trình Liên Vy [7].
Từ những thông tin trên, tôi thấy nghiên cứu về pectin trên thế giới rất được
quan tâm và đã có nhiều nghiên cứu công bố. Tuy nhiên, ở Việt Nam nghiên cứu về
pectin vẫn còn ít. Ngoài ra, vẫn chưa có nghiên cứu nào về nguồn pectin từ vỏ
chuối. Trong lúc đó, theo số liệu tham khảo từ các tài liệu nước ngoài cho thấy
trong vỏ chuối có thể chứa tới 20% pectin đây chính là nguồn pectin rẻ tiền tôi
hướng tới.
Với những lí do trên tôi tiến hành nghiên cứu chiết tách pectin từ vỏ chuối và
ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. Hy vọng nghiên cứu này sẽ mở ra hướng
đi mới cho công nghiệp sản xuất pectin và giải quyết được vấn đề môi trường từ phế
liệu vỏ chuối.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 20 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng nghiên cứu
Đối tương nghiên cứu là vỏ Chuối tiêu lùn có nguồn gốc từ Quảng Nam. Vỏ
chuối sau khi thu nhận được làm sạch, sấy trong 24h sau đó nghiền mịn và bảo quản
trong lọ thủy tinh.
2.2 Hóa chất và thiết bị
Các hóa chất sử dụng chủ yếu có nguồn gốc từ Trung Quốc và Việt Nam với độ tinh
khiết cao.
Bảng 2.1. Nguồn gốc hóa chất

STT Hóa chất
Độ tinh
khiết(%)
Nước sản xuất
1 HCl 37 Trung Quốc
2 Etanol 96 Việt Nam
3 CuSO
4
.5H
2
O 99 Việt Nam
4 Na
2
SO
4
99 Trung Quốc
5 Pb(NO
3
)
2
99 Trung Quốc
6 Na
2
CO
3
99,8 Trung Quốc
7 Glyxerin 99 Trung Quốc
8 H
2
SO

4
99,8 Trung Quốc
9 KMnO
4
99,5 Việt Nam
10 K
2
SO
4

11 H
3
BO
3
99.5 Trung Quốc
12 CaCl
2
96 Trung Quốc
13 Pectin Ấn Độ
14 Axit xitric
Dụng cụ và thiết bị
- Máy phân tích phổ FT- ỈR. Phổ ghi theo kĩ thuật ép viên với KBr đo trên thiết bị
Simadu, Trường Đại học sư phạm, Đại Học Huế.
- Máy cất đạm Gerhardt – Đức
- Máy phá mẫu hotte Đức
- Tủ sấy
- Cân phân tích
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 21 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh

Th.S Ngô Thị Minh Phương
- Máy lọc chân không
Các thiết bị, dụng cụ thủy tinh thông thường tại phòng thí nghiệm Trường Cao
đẳng Công nghệ.
(a) (b)

© (d)

(e) (f)
Hình 2.1 Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu (a) Thiết bị xác định độ ẩm, (b) Thiết bị
sấy, (c) Thiết bị phá mẫu, (d) Thiết bị cất đạm, (e) Thiết bị lọc, (f) Bếp cách thủy.
2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp vật lý
Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ
105
o
C.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 22 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
2.3.2 Phương pháp hóa học
2.3.2.1 Xác định thành phần protein
Xác định thành phần protein bằng phương pháp Kjeldahl [2].
Nguyên tắc :
- Đốt nóng mẫu cần phân tích với H
2
SO
4
đậm đặc, các hợp chất hữu cơ bị oxy

hóa; carbon và hydro tạo thành CO
2
và H
2
O. Còn Nitơ sau khi được giải phóng ra
dưới dạng NH3, kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch.
H-CH-COOH + H
2
SO
4
NH
3
+ CO
2
+ H
2
O + SO
2
NH
2
NH
3
+ H
2
SO
4
(NH
4
)
2

SO
4
- Dùng kiềm mạnh NaOH để đẩy NH
3
từ muối (NH
4
)
2
SO
4
hình thành ra thể tự
do.
(NH
4
)
2
SO
4
+ 2 NaOH Na
2
SO
4
+ 2 H
2
O + 2 NH
3
- NH
3
sinh ra được chưng cất vào dung dịch axit boric có chứa chất chỉ thị
methylene xanh và methyl đỏ.

2 NH
4
OH + H
3
BO
3
(NH
4
)
2
B
4
O
7
+ 7 H
2
O
- Định phân lượng (NH
4
)
2
B
4
O
7
tạo thành bằng dung dịch H
2
SO
4
0,01N.

(NH
4
)
2
B
4
O
7
+ H
2
SO
4
+ 5 H
2
O (NH
4
)
2
SO
4
+ 4 H
3
BO
3
Các bước tiến hành và tính toán kết quả được trình bày ở mục 1.1.3 phụ lục 1.
2.3.2.2 Xác định đường khử
Xác định đường tổng bằng phương pháp Bertrand [2].
- Nguyên tắc
Trong môi trường kiềm các đường khử (glucose, fructose, maltose ) dễ dàng
khử đồng II thành đồng I theo phản ứng Fehling. Kết tủa đồng I oxyt có màu đỏ

gạch, có khả năng khử với muối Fe
3+
thành muối Fe
2+
trong môi trường axit:
CuSO
4
+ 2 NaOH = Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4

Cu
2
O + Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
SO
4
→ 2CuSO
4
+ 2FeSO
4

+ H
2
O
- Fe
2+
sinh ra có tính khử lại tác dụng với KMnO
4
là chất oxy hóa nên dùng
KMnO
4
để chuẩn độ Fe
2+
trong môi trường axit:
10FeSO
4
+ 2KMnO
4
+ 8H
2
SO
4
→ K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 5Fe
2
(SO

4
)
3
+ 8 H
2
O
- Dựa vào lượng KMnO
4
sử dụng ta có thể tính được lượng Cu
2
O và từ đó tính
được lượng đường khử trong dung dịch bằng cách tra bảng tỉ lệ giữa dung dịch
KMnO
4
và đường khử của Bertrand.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 23 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
- Các bước tiến hành và tính toán được trình bày cụ thể ở phần 1.1.2 phụ lục 1.
2.3.2.3 Xác định thành phần Pectin
Trong môi trường kiềm, pectin hòa tan sẽ giải phóng ra nhóm methoxyl thành
rượu methylic và axit pectin tự do Định lượng axit pectic sinh ra bằng cách kết tủa
với Ca
2+
tạo canxi pectat. Rửa sạch, sấy khô và cân lượng tủa tạo thành từ đó tính ra
hàm lượng axit pectic [5].
Cách tiến hành
- Cân khoảng 10g mẫu vào bình, cho thêm 100ml NaOH 0,1N. Để hỗn hợp qua
đêm để xà phòng hóa hoàn toàn pectin.

- Lọc hỗn hợp qua giấy lọc và thêm 50ml CH
3
COOH 1N vào dịch lọc.
- Sau 5 phút, thêm 50ml CaCl
2
2N và giữ 1 giờ
- Đun sôi hỗn hợp trong 5 phút rồi lọc qua giấy lọc đã được sấy đến khối lượng
không đổi (m1).
- Rửa kết tủa canxi pectat bằng nước cất nóng đến khi không còn ion Cl- (thử nước
rửa bằng dung dịch AgCl 1% đến khi không có tủa trắng).
- Cho giấy lọc có kết tủa vào tủ sấy, sấy đến khối lượng không đổi và cân (m2).
Tính kết quả
Hàm lượng pectin trong mẫu được tính theo công thức:
Trong đó:
m: khối lượng mẫu phân tích (g)
m
1
: khối lượng giấy lọc (g)
m
2
: khối lượng giấy lọc và tủa pectate canxi (g)
0,92: hệ số chuyển đổi từ canxi pectat về pectin
2.3.2.4 Xác định xơ (cenllulose)
Hàm lượng cenllulose được xác định bằng phương pháp thủy phân trong axit
mạnh và kiềm mạnh [2].
Nguyên tắc
Sử dụng kiềm mạnh và axit mạnh để loại bỏ ligin, hemicenlulose thu hồi
cenllulose. Kĩ thuật này không ảnh hưởng gì đến cenlulose ngay cả những phân tử
lượng thấp.
2.3.3 Qui trình chiết pectin từ vỏ chuối

Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành chiết theo quy trình chuẩn có sửa đổi
(Ranganna S, 2001), (Joye and Luzio, 2000) như hình 2.2.
Hàm lượng phần trăm pectin xác định theo công thức:
y
pec
(%) = 100 (P / B
i
)
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Đồ án tốt nghiệp 24 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
Trong đó:
- y
pec
= pectin chiết xuất được, tính bằng phần trăm (%),
- P = Lượng pectin chiết xuất được, g
- B
i
= Khối lượng mẫu ban đầu, g.
Hình 2.2 Sơ đồ chiết tách pectin
Thuyết minh quy trình
 Nguyên liệu:
Vỏ chuối được nghiền mịn, sau đó trộn lẫn với dung môi theo tỷ lệ 1: 20, khuấy
trộn để nguyên liệu phân tán đều trong dung môi. Ba loại dung môi sử dụng khảo
sát trong nghiên cứu là nước, HCl và axit xitric.
 Ngâm
Mục đích của ngâm giúp dung môi thẩm thấu vào nguyên liệu và bước đầu giải
phóng các pectin tự do có trong nguyên liệu vào dung môi.
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,

Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi
Lọc
Chiết, trích li
Rửa bã
Nguyên liệu: dung môi
Ngâm
Trung hòa (pH=4,5
Cô đặc
Rửa tủa
Sấy
Dịch lọc
Kết tủa, Lọc
Cồn 96°
60
0
C, 24h
Nghiền nhỏ
Pectin thô
Cồn 96° ( 2:1)
60
0
C, 24h
KOH 0.1N
Nhiệt độ, thời gian
Đồ án tốt nghiệp 25 GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Th.S Ngô Thị Minh Phương
 Gia nhiệt, giữ nhiệt
Nhiệt độ cao làm tăng các phản ứng sinh hóa, cùng với tác dụng của axit sẽ cắt
đứt các mạch protopectin thành pectin tự do và giải phóng vào dung môi. Qúa trình
chiết cần đủ thời gian để chuyển hóa protopectin thành pectin.

 Lọc, rửa bã
Là quá trình tách dung dịch chứa pectin ra khỏi bã nguyên liệu. Qúa trình rửa bã
được tiến hành với nước cất mục đích thu hồi triệt để lượng pectin có trong nguyên
liệu.
 Cô đặc
Tiến hành cô đặc ở nhiệt độ 60
o
C trong 24h.
Qúa trình cô đặc loại bỏ nước tăng nồng độ chất khô giúp tạo điều kiện cho quá
trình kết tủa.
 Kết tủa, rửa tủa
Dùng cồn 96
o
C để kết tủa pectin trong dung dịch. Tỷ lệ cồn 2:1 so với thể tích
dung dịch sau cô đặc.
Đây là quá trình tách pectin ra khỏi hỗn hợp. Qúa trình chuyển pectin từ dạng
hòa tan sang dạng kết tủa bông xốp.
Lọc kết tủa ra khỏi dung dịch, tạo điều kiện cho quá trình sấy.
Qúa trình rửa tủa loại bỏ các tạp chất bám dính vào pectin.
 Sấy
Sấy tủa ở nhiệt độ 60
o
C, trong 24h.
Mục đích giảm lượng nước trong sản phẩm để tăng thời gian bảo quản của sản
phẩm.
 Nghiền, rây
Mục đích giảm kích thước bán thành phẩm và thu được pectin bột đồng nhất.
2.2.4 Khảo sát các điều kiện chiết pectin
2.4.1 Khảo sát lựa chọn dung môi
Tiến hành chiết pectin theo sơ đồ 2.1 lần lượt với các loại dung môi nước, axit HCl

0,1 N, axit xitric 5%. Các thông số của quy trình là: gia nhiệt lên 60
o
C, giữ nhiệt 1h .
Đề tài: Nghiên cứu sản xất pectin từ vỏ chuối,
Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm. SVTH: Vũ Thị Mùi