(Đồ án tốt nghiệp) đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam trong sản xuất kẹo dẻo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG PECTIN TRÍCH LY
TỪ VỎ CAM TRONG SẢN XUẤT KẸO DẺO

GVHD: VŨ TRẦN KHÁNH LINHSVTH:
NGUYÊN HỒ THU LAN
MSSV: 16116039
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM NGUYÊN
MSSV: 16116057

SKL007570

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09/2020


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN
CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2020-16116039

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG PECTIN TRÍCH LY
TỪ VỎ CAM TRONG SẢN XUẤT KẸO DẺO

GVHD: TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH

SVTH: NGUYỄN HỒ THU LAN

16116039

NGUYỄN THỊ KIM NGUYÊN 16116057

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 09/2020

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN
CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2020-16116039

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG PECTIN TRÍCH LY
TỪ VỎ CAM TRONG SẢN XUẤT KẸO DẺO

GVHD: TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH
SVTH: NGUYỄN HỒ THU LAN

16116039

NGUYỄN THỊ KIM NGUYÊN 16116057

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 09/2020

ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA
CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồ Thu Lan
Nguyễn Thị Kim Nguyên
Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đồ án: Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam để ứng dụng trong sản

xuất kẹo dẻo.
2. Mã số đồ án: 2020-16116039
3. Nhiệm vụ của đồ án:
-

hảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đ n năng suất thu hồi pectin từ vỏ
cam

-

Đánh giá chất lượng pectin trích ly

-

Sản xuất kẹo dẻo với hàm lượng pectin 8%, 10%, 12% và đánh giá chất lượng
kẹo dẻo.

4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/02/2020

5. Ngày hoàn thành đồ án: 04/09/2020
6. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS. Vũ Trần Khánh Linh

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi
Trƣởng Ngành Công nghệ Thực phẩm
Tp.HCM, ngày

tháng

năm 20
Ngƣời hƣớng dẫn

Trƣởng Ngành

iii


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, chúng tơi xin tỏ lịng bi t ơn và gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đ n cô
TS. Vũ Trần Khánh Linh. Chúng tôi cảm ơn cơ vì cơ đã ln hỗ trợ, tận tình chỉ bão và
hướng dẫn đề tài luận văn tốt nghiệp của chúng tôi. Cô luôn sẵn sàng quan tâm, giúp đỡ
để chúng tơi mới có thể hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Ngồi ra chúng tơi gửi lời cảm ơn đ n trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố
Hồ Chí Minh đã cung cấp đầy đủ thi t bị, dụng cụ và luôn hỗ trợ để chúng tơi hồn thành
bài luận văn này. Bên cạnh đó, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đ n tất cả các quý
thầy cô trong khoa Công nghệ Thực phẩm và Hóa học đã tận tình hướng đẫn và giúp đỡ để
chúng tơi hồn thành tốt bài luận văn.
Ti p theo đó chúng tơi xin chân thành cảm ơn ba mẹ, ông bà và anh chị luôn hỗ trợ
và ti p thêm động lực cho chúng tôi cả về mặt vật chất lần tinh thần.
Một lần nữa với lịng bi t ơn sâu sắc của mình, chúng tơi xin cảm ơn quý thầy cô

giáo giảng dạy tại khoa Cơng nghệ Thực phẩm và Hóa học dạy dỗ chúng tôi đ n ngày hôm
nay. Trong 4 năm tại trường, chúng tơi đã có thể học tập được những ki n thức vô cũng
quý báu và các kỹ năng chuyên môn kỹ năng sống sau này.
Xin chân thành cảm ơn!

TP. Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 9 năm 2020

iv


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp
là do chính chúng tơi thực hiện. Chúng tơi xin cam đoan các tài liệu tham khảo trong bài
đều được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy định.

Ngày 4 tháng
Ký tên

v


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ......................................................................
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................

LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................

MỤC LỤC ...........................................................................................................................

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................

DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................................
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..........................................................................................
TÓM TẮT KHÓA LUẬN
MỞ ĐẦU ...............................................................................................................................

1.

Đ t vấn đ ..................................................................................................................

2.

Mụ

3.

Nội

4.

ngh a hoa họ và ngh a thự ti n ................................

tiêu đ tài ...........................................................................................................

ung nghiên

4.1.

ngh a hoa họ

4.2.

ngh a thự

CHƢƠNG

TỔNG QUAN .

1.1.

Tổng quan v

1.3.1. Nguồn gốc và phân bố ...................................................................................
1.3.2.

Thành phần h a

1.3.3.

ng ụng vỏ

1.2.

Tổng quan v

1.3.1.

Nguồn nguyên l

1.3.2.

Cấu tạo pectin .

1.3.3.

Phân loại ..........

1.3.4.

T nh hất ..........

vi


1.3.5.

Các yếu tố

1.3.6.

Cá

1.3.7.

ng

1.3.

Tổng quan v

1.3.1.

Giới thiệu v

1.3.2.

Các chất tạo gel tr

1.3.3.

Các nghiên

CHƢƠNG 2 NGUYÊN LIỆU V
2.1.

Nguyên liệu, h a

2.1.1.

Nguyên liệu .............................................................................

2.1.2

Hoá

2.1.3

Thiết ......................................................................................

2.2.

Quy tr nh tr h ly p

2.3.

Quy tr nh sản xuất

2.4.
2.4.1.

Bố trí thí n

2.4.2.

Thí nghiệm

thu hồi pectin từ vỏ cam .............................................................................................

2.4.3.

Thí nghiệm

2.4.4. Thí nghiệm 3: Sản xuất k o d o với hà
đánh giá hất lƣợng k o d o. .....................................................................................

2.5.

Phƣơng pháp ph n t

2.5.1.

Phƣơng ph

2.5.2.

Phƣơng ph

2.5.3.

Phƣơng ph

2.5.4.

Phƣơng ph

vii


2.5.5.

P

2.5.6.

P

2.5.7.

P

2.5.8.

P

2.5.9.

P

2.5.10.

P

2.5.11.

P

2.5.12.

P

CHƢƠNG
3.1.

Thí nghiệm 1:

hồi pectin từ vỏ cam. ......................................................................................................

3.2.

Thí nghiệm 2: Đánh giá hất lƣợng pectin trích ly

3.2.1.

Đ

3.2.2. Tính chất của pectin ........................................................................................

3.2.3. Cấu trúc của pectin
3.3. Thí nghiệm 3: Sản xuất và đánh giá
0%, 2% và đánh giá
3.3.1.

Ho

3.3.2.

Đ

3.3.3.

Đ

3.3.4.

Kết

CHƢƠNG 4 ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................
4.1.

Kết luận ................................................................................................................

4.2.

Kiến ngh

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................

PHỤ LỤC ............................................................................................................................

viii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cam sành................................................................................................................5
Hình 1.2. Cấu tạo pectin........................................................................................................ 9
Hình 1.3.Sơ đồ cấu trúc của pectin. Pectin bao gồm bốn các loại polysaccharid. Kdo, acid
3-DeoxyD-manno-2-octulosonic; DHA, acid 3-deoxy-D-lyxo-2-heptulosaric. HG và RGI
dồi dào hơn nhiều so với các thành phần khác (Harholt, 2010).......................................... 10
Hình 1.4. Pectin trong cấu tạo của thành t bào thực vật.....................................................10
Hình 1.5. High Methoxyl Pectin..........................................................................................11
Hình 1.6. Low Methoxyl Pectin...........................................................................................12
Hình 1.7. Cơ ch tạo gel HMP.............................................................................................14
Hình 1.8. Cơ ch tạo gel bằng Ca2+.................................................................................... 15
Hình 1.9. Kẹo dẻo hình gấu.................................................................................................20
Hình 2.1. Đường trắng Biên Hịa.........................................................................................22
Hình 2.2. Bột pectin.............................................................................................................23
Hình 2.3. Sơ đồ nội dung nghiên cứu.................................................................................. 30
Hình 3.1. Ảnh hưởng nồng độ đ n năng suất thu hồi trích ly pectin....................................38
Hình 3.2. Bột pectin trích ly từ vỏ cam................................................................................39
Hình 3.3. Quang phổ FTIR của pectin trích ly từ vỏ cam................................................... 43

Hình 3.4. Quang phổ FTIR của pectin thương mại............................................................. 43
Hình 3.5. Kẹo dẻo pectin..................................................................................................... 45
Hình 3.6. Hoạt độ nước của kẹo dẻo....................................................................................45
Hình 3.7. Hàm lượng đường khử, đường tổng của kẹo mẫu: M8; M10; M12 lần lượt là mẫu
kẹo dẻo với hàm lượng pectin là 8%, 10%,12% so với tổng khối lượng kẹo......................47

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cam (USDA Nutrient Database).............................. 5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của vỏ cam (USDA National Nutrient data base)................6
Bảng 1.3. Nguồn gốc và cách sử dụng các chất tạo gel trong kẹo dẻo................................21
Bảng 2.1. Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu.....................................................................23
Bảng 2.2. Công thức sản xuất kẹo dẻo.................................................................................27
Bảng 2.3. Các phương pháp xác định chỉ tiêu pectin.......................................................... 31
Bảng 3.1. Chỉ tiêu chất lượng pectin trong vỏ cam............................................................. 41
Bảng 3.2. Một số phổ nhóm chức đặc trưng của pectin.......................................................44
Bảng 3.3. K t quả giá trị đo màu trên các mẫu kẹo..............................................................46
Bảng 3.4. Tính chất k t cấu của kẹo với M8, M10, M12 lần lượt là mẫu kẹo dẻo với hàm
lượng pectin là 8%, 10%,12% so với tổng khối lượng kẹo................................................. 48

x


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

xi

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Vỏ cam chi m khoảng 50% khối lượng quả, được xem là phụ phẩm trong ngành
công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên, trong vỏ cam có chứa hàm lượng lớn pectin - chất phụ
gia được ứng dụng nhiều thực phẩm. Việc sử dụng pectin không làm bi n đổi mùi vị tự
nhiên của sản phẩm và không độc hại cho người tiêu dùng. Vì vậy, q trình trích ly pectin
từ vỏ cam giúp tận dụng nguồn phụ phẩm, giảm thiểu vấn đề môi trường và mang lại giá trị
kinh t cao. Phương pháp trích ly pectin thơng thường sử dụng các dung môi là acid vô cơ
lẫn hữu cơ. Trong nghiên cứu này, acid citric được sử dụng làm dung mơi trích ly vì tính an
tồn và ít gây ảnh hưởng đ n mơi trường của nó. Ti n hành khảo sát trích ly pectin ở nồng
độ dung mơi acid citric khác nhau (0%, 5%,10%,12%). Pectin trích ly trong điều kiện:
o

nhiệt độ 95 C trong thời gian 90 phút, tỉ lệ 1:25 (nguyên liêu : dung môi). K t quả cho thấy,
trích ly với nồng độ acid citric 5% đạt năng suất thu hồi pectin cao (22,0283%). Nồng độ
acid citric thấp an toàn trong ứng dụng vào các sản phẩm thực phẩm. Do đó, pectin được ti
n hành sản xuất tại nồng độ dung môi acid citric 5%. Sản phẩm pectin thu được có hàm
lượng khống 1,54 ± 0,03, hàm lượng ẩm 8,69 ± 0,046, giá trị đương lượng
(443,84 6,04), chỉ số Methoxyl (6,5 , chỉ số acid khan (76,56 0,63), và chỉ số DE là (48,2
0.36). K t quả phân tích quang phổ cho thấy sản phẩm pectin trích ly từ vỏ cam chắc chắn
là pectin, nên có thể ứng dụng vào các sản phẩm cơng nghệ cần tạo gel. Từ đó, ứng dụng
pectin để sản xuất kẹo dẻo và đồng thời đánh giá chất lượng kẹo. Ti n hành sản xuất kẹo
dẻo với hàm lượng pectin khác nhau ( 8%, 10%, 12%). Theo k t quả nghiên cứu, chất tạo
gel ảnh hưởng đáng kể đ n các thơng số hóa lý của kẹo. hi tăng hàm lượng pectin hoạt độ
nước giảm dần, màu sắc kẹo càng sậm hơn, hàm lượng đường khử giảm trong khi đó
đường tổng tăng dần, độ cứng và độ dai tăng đần. Cơng thức kẹo với hàm lượng pectin 8%
có độ k t dính cao nhất (0,907±0,009) nhưng độ cứng (2827±28) và độ dai (2479,47) thấp
nhất trong 3 mẫu. Ngược lại hàm lượng pectin 12% dẫn đ n kẹo bị cứng dai, độ đàn hồi và
độ k t dính thấp nhất. Với mẫu kẹo có hàm lượng pectin 10% có độ đàn hồi tốt nhất
(0,967±0.007) và độ cứng dai ổn định (2811,86).

xii


MỞ ĐẦU
1.

Đ t vấn đ
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm gió mùa tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát

triển nghề trồng cây ăn quả. Trong đó, cam quýt là một trong những cây ăn quả đặc sản lâu
năm có giá trị dinh dưỡng và kinh t cao. Cam quýt bao gồm hai phần là vỏ và thịt quả.
Ruột là phần ăn được của trái cây có giá trị kinh t chính. Trong khi đó, vỏ cam chứa một
hàm lượng lớn pectin (Mcgredy, 1996). Quá trình sản xuất cam, chỉ sử dụng thịt quả chi m
50% tổng trọng lượng của trái cây; phần còn lại được coi là ph phụ phẩm. Tuy nhiên,
những chất thải này có thể chứa các hợp chất có giá trị như chất màu, đường, acid hữu cơ
và các hợp chất hoạt tính sinh học như chất chống oxy hóa, enzym, các hợp chất kháng vi
sinh vật (Prihatin, 2015). Vì vậy, ph phụ phẩm từ cam nói riêng, và các loại quả citrus nói
chung có thể được tận dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao (Pandharipande S, 2012).
Thuật ngữ pectin lần đầu tiên được phát hiện và phân lập bởi Braconnot (Braconnot,
1825). Pectin là một hợp chất tạo gel cao phân tử polygalacturonic có trong thành t bào của
thực vật trên cạn. Pectin có nhiều trong vỏ quả có múi nói chung và vỏ quả cam nói riêng.
Vì vậy, đây chính là những nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất pectin cơng nghiệp.
Ngồi ra, pectin là một phụ gia được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm như
công nghệ ch bi n mứt đông, sữa chua, sản xuất kẹo dẻo... Mặc dù nước ta có một nguồn
tài nguyên lớn các sản phẩm nông nghiệp và ph phụ phẩm nơng nghiệp có thể được sử
dụng để sản xuất pectin. Nhưng cũng như các nước đang phát triển khác, Việt Nam phải
nhập khẩu hàng tấn pectin mỗi năm (Ngơ, 2015).
Trích ly pectin là một lĩnh vực khơng mới và có thể dễ dàng tìm thấy các nghiên
cứu về phương pháp trích ly hợp chất này ra khỏi thực vật. Shaha và cộng sự (2013) đã
nghiên cứu trích lypectin từ chanh sử dụng ba loại acid khác nhau (citric, clohydric và

nitric). t quả cho thấy khi sử dụng dung mơi trích ly là acid citric ở 90°C, thời gian 1 giờ và
pH 1.5, năng suất thu hồi pectin cao nhất là 61.8% (Shaha, 2013). Hosseini và cộng sự
(2016) tối ưu hóa trích ly pectin hỗ trợ vi sóng từ vỏ cam cho năng suất cao nhất là 29.1%.
Tương tự Canteri-Schemin (2005) trích ly pectin từ bã táo sử dụng dung mơi acid citric cho
năng suất thu hồi là 15.19%. Các nghiên cứu gần đây của Chanthaphon (2008); Pinheiro
(2008), Yapo (2009) đã chỉ ra rằng acid citric là một acid hữu cơ có hiệu

1


quả trong việc trích ly pectin. Ngồi ra, acid citric là một phụ gia thực phẩm tự nhiên và an
toàn, ít gây ảnh hưởng đ n môi trường (Canteri-Schemin, 2005); (Kliemann, 2009)
(Pinheiro, 2008). Do đó, acid citric thường được phổ bi n hơn các loại acid vô cơ (acid

nitric, hydrochloric hoặc sulfuric) trong các phương pháp trích ly pectin thương mại (Yapo,
2009). Vì vậy, trong nghiên cứu này sử dụng acid citric làm dung mơi hữu cơ trích ly
pectin từ vỏ cam.
Trong nước, đề tài nghiên cứu khả năng tạo gel của pectin và ứng dụng trong công
nghệ thực phẩm cũng được quan tâm không kém. Ngô và cộng sự (2015) đã tối ưu hóa q
trình trích ly pectin từ vỏ chuối và ứng dụng tạo màng bao bảo quản mận. t quả cho thấy
nhiệt độ ảnh hưởng nhiều nhất đ n quá trình thu nhận pectin và điều kiện tối ưu để trích ly
o

pectin là nhiệt độ 90 C, thời gian 60 phút, nồng độ acid citric là 9% và năng suất thu hồi
là 13,4%. Trần và cộng sự (2016) đã tối ưu hóa một số thơng số cơng nghệ ảnh hưởng đ n
quá trình thu nhận pectin từ vỏ quả thanh long. Điều kiện trích ly với dung môi là acid
citric 40%, pH 3,5 ở 85 °C trong 35 phút thu được năng suất thu hồi đạt là 13%. Phan và
cộng sự (2020) trích ly pectin từ cây sương sáo đạt năng suất thu hồi là 20,67% trong điều
kiện nhiệt độ 85 °C, thời gian 90 phút, sử dụng dung dịch acid citric 12% làm dung môi.
Một trong những ứng dụng của pectin trong thực phẩm là phụ gia trong sản xuất mứt

đông, kẹo dẻo. Các chất tạo gel trong sản xuất kẹo dẻo phổ bi n là pectin, gelatin và tinh
bột bi n tính. Yasui (1999) đã nghiên cứu hàm lượng pectin thích hợp sản xuât kẹo là từ
1,9% đ n 2,6% so với tổng trọng lượng nguyên liệu. N u lượng pectin của kẹo nhỏ hơn
1,9% trọng lượng thì kẹo có khả năng chịu nhiệt thấp, và ngược lại n u vượt quá 2,6%
trọng lượng kẹo sẽ trở nên quá cứng. (Yasui, 1999).
Từ những thông tin trên, có thể thấy rằng nghiên cứu về pectin trên th giới rất được
quan tâm và đã có nhiều nghiên cứu công bố. Tuy nhiên ở Việt Nam, nghiên cứu về trích ly
pectin từ vỏ cam cịn hạn ch . Vì những lí do trên, nghiên cứu “Đánh giá chất lượng pectin
trích ly từ vỏ cam để ứng dụng trong sản xuất kẹo dẻo” được ti n hành. Hy vọng nghiên
cứu này sẽ mở ra hướng đi mới về công nghiệp sản xuất pectin và giải quy t vấn đề môi
trường và ứng dụng trong thực phẩm.
2.

Mụ tiêu đ tài

2


Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đ n
quá trình trích ly pectin. Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam từ đó ứng dụng vào
sản xuất kẹo dẻo.
3.

Nội ung nghiên

u

Đề tài “Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam để ứng dụng trong sản xuất kẹo dẻo”
bao gồm các nội dung cụ thể sau:
-

hảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đ n năng suất thu hồi pectin từ vỏ cam

-

Đánh giá chất lượng pectin trích ly

-

Sản xuất kẹo dẻo với hàm lượng pectin 8%, 10%, 12% và đánh giá chất lượng kẹo

dẻo.
4.

ngh

4.1.

ngh
Nghiên cứu về năng suất thu hồi pectin trích ly từ vỏ cam. Qua đó, mở rộng hướng

nghiên cứu phát triển sản phẩm kẹo dẻo mới bổ sung các nguyên liệu có giá trị sinh học
cao ứng dụng vào quy mô công nghiệp.
4.2.

ngh a thự ti n
Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa trong việc tận dụng nguồn ph phụ phẩm ứng dụng vào

công nghệ thực phẩm. Đề tài ứng dụng pectin làm chất tạo gel trong sản phẩm kẹo dẻo.

3


CHƢƠNG
1.1.

TỔNG QUAN

Tổng quan v cam

1.3.1. Nguồn gốc và phân bố
Cam sành (Citrus sinensis) là loại trái cây được trồng phổ bi n nhất trên th giới,
thuộc một trong năm mặt hàng trái cây hàng đầu trên toàn cầu. Cam cùng họ với bưởi
thuộc giới Plantae, ngành Magnoliophyta, bộ Sapidales. Cam được lai từ xưa, có thể lai
giữa lồi bưởi (Citrus maxima) và quýt (citrus reticulata) (Nicolosi, 2000). Cây cam là một
lồi cây có hoa, có chiều cao trung bình từ 9 đ n 10 m, một số cây có thể đạt tới 15m
(Hodgson, 1943). Các lá hình bầu dục, được sắp x p xen kẽ, dài từ 4 đ n 10 cm và có mép
khía. Quả cam ngọt có các kích thước và hình dạng khác nhau. Khi chưa chín, quả có màu
xanh. Vỏ của quả chín sần sùi có màu từ cam sáng đ n vàng cam. Giống như tất cả các loại
trái cây có múi khác, cam ngọt không chứa vi khuẩn (Webber, 1903); (Kimball, 1999).

Cây cam được trồng nhiều ở những nơi có khí hậu ấm áp như khí hậu nhiệt đới và
cận nhiệt đới. Các nước sản xuất cam chủ y u là Brazil, Hoa ỳ, Trung Quốc, Ấn Độ và
Mexico năm 2012 (FAO, 2014). Tổng sản lượng quả có múi hàng năm trên th giới dao
động vào khoảng 123 - 131 triệu tấn trong 5 năm từ 2011 đ n 2016 (FAO, 2017). Trong đó
cam chi m khoảng 65% tổng số các loại trái cây (Luengo, 2013). Lượng chất thải rắn thải
ra mỗi năm ước tính khoảng 15 đ n 25 triệu tấn (Zandleven, 2007). Trong số các chất thải
này, vỏ cam quýt là thành phần chính chi m khoảng 44% trọng lượng quả (Scora, 1975).
Ở nước ta hiện nay, các vùng cam phổ bi n phải kể tới như Hà Giang, Tuyên

Quang, Yên Bái với tổng diện tích năm 2007 là 86 700 ha. Tại tỉnh Tuyên Quang, nổi ti ng
nhất là cam sành Hàm Yên và được trồng tại xã Phù Lưu. Cam sành cịn được trồng nhiều
tại Tam Bình, Trà Ơn (Vĩnh Long); Cái Bè, Châu Thành, Chợ Gạo (Tiền Giang); Mỹ
Khánh, Ơ Mơn (Cần Thơ). Trong năm 2018, diện tích cam đạt 94,4 nghìn ha (tăng khoảng
7 nghìn ha so với năm 2017); sản lượng đạt 868,2 nghìn tấn (tăng 12,6% so với năm 2017);
diện tích bưởi đạt 79,9 nghìn ha (tăng khoảng 8 nghìn ha so với năm 2017) và sản lượng
đạt 624,9 nghìn tấn (tăng 9,1% so với năm 2017) (Baochinhphu,2019).

4


Hình 1.1. Cam sành
1.3.2. Thành phần h a họ
a.

Thành phần hóa học của cam

Cũng như các loại trái cây họ cam quýt khác, nước cam là nguồn cung cấp vitamin
C chính. Cam chứa các chất phytochemical bao gồm carotenoid (beta-carotene, lutein và

beta-crytoxanthin), flavonoid (naringenin) (Aschoff JK, 2015). Trái cam chứa nhiều hợp
chất hữu cơ dễ bay hơi tạo ra mùi thơm bao gồm aldehyde, este, terpen, rượu và xeton
(Perez, 2008). Độ pH trong cam thấp khoảng từ 2,9 đ n 4,0 (Sinclair, 1945) .
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cam (USDA Nutrient Database)
Thành phần
Năng lượng (Kcal/100g)
Carbohydrate (g/100g)
Đường (g/100g)
Chất béo (g/100g)
Chất xơ dinh dưỡng (g/100g)

Chất đạm
Vitamin A (μg/100g)
Thiamine (B1) (mg/100g)

5


Riboflavin (B2) (mg/100g)
Niacin (B3) (mg/100g)
Axit pantothenic (mg/100g)
Vitamin E (mg/100g)
Ca (mg/100g)
Potassium, K (mg/100g)
Iron (mg/100g)
ZinC (mg/100g)
Mg
Mn
Nước
b. Thành phần hóa học của vỏ cam
Vỏ cam chủ y u bao gồm cellulose, pectin, hemicellulose, lignin, chất diệp lục, chất
màu và các chất có trọng lượng phân tử thấp (Liang, 2010).
Thành phần hóa học của vỏ cam được trình bày trong Bảng 1.2
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của vỏ cam (USDA National Nutrient data base)
Thành phần
Năng lượng (Kcal/100g)
Carbohydrate (g/100g)
Protein (g/100g)
Chất béo (g/100g)
Chất xơ dinh dưỡng (g/100g)
Folates (μg/100g)

Niacin (mg/100g)
Vitamin C (mg/100g)
Vitamin E (mg/100g)
Calcium, Ca (mg/100g)


Potassium, K (mg/100g)

212

Iron (mg/100g)

0.8

ZinC (mg/100g)

0.25

Các
đặc điểm khí
hậu, đất trồng
sẽ ảnh hưởng
trục ti p đ n
các

thành

phần hóa học
của vỏ cam.
Vỏ cam quýt

chứa

một

lượng lớn các
hợp

chất

phenolic

tự

nhiên

đặc

trưng là các
glycoside
flavanone
(Bocco

A,

1998).

Tổng

hàm

lượng

phenol

trong

vỏ cam dao
động từ 1,13 đ
n 7,30g / 100g
(Cheynier

V,

2006)
(Kammoun
Bejar

A,

2011). Vỏ cam
quýt là nguồn
cung cấp tinh


dầu quan trọng, đặc biệt là limonoids (Espiard, 2002).
Limonoid có các đặc tính sinh học khác nhau (các hoạt động
kháng virus, kháng nấm và kháng khuẩn) (Ma Y, 2009). Vỏ
cam quýt được sử dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị như
khí sinh học, etanol, hoặc các hợp chất tạo hương dễ bay hơi
(Djilas, 2009). Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để chi t, tách

và tinh ch các phân tử hoạt tính sinh học có lợi. Vỏ cam qt
có chứa nhiều phân tử với các đặc tính đặc biệt (pectin) được
sử dụng làm chất phụ gia tự nhiên trong các ngành công nghiệp
khác nhau (Djilas, 2009).
1.3.3.

ng ụng vỏ a
Hiện nay, việc bảo vệ môi trường và tái sử dụng ph phụ

phẩm từ trái cây đặc biệt là cam đang là vấn đề đáng quan tâm
của các nhà khoa học. Trong công nghiệp, vỏ cam được sử
dụng nhiều trong các nghiên cứu như là một nguồn chất xơ
tiềm năng bổ sung vào thực phẩm (Fernando, 2005).
Aravantinos (1994) đã lên men vỏ cam làm chất nền để sản
xuất acid citric. Hoạt động bão quản thực phẩm của các hợp
chất phenolic trong chất trích ly từ vỏ cam (MK Khan, 2010).
Ribeiro và cộng sự (2017) điều ch than hoạt tính từ vỏ cam và
ứng dụng để khử phenol . Ngoài ra, vỏ cam quýt làm thức ăn
chăn nuôi của động vật nhai lại (Bampidis, 2005). Đây là
những giải pháp xử lý ph phẩm trái cây đem lại hiệu quả kinh t
rõ rệt.
1.2.

Tổng quan v p tin

1.3.1. Nguồn nguyên liệu
Pectin thương mại hầu như được sản xuất từ vỏ cam
quýt hoặc bã táo – ph phụ phẩm từ các các ngành công nghiệp
sản xuất nước trái cây (Thakur, 1997). Bã táo chứa 10-15%
pectin trên tổng hàm lượng chất khô. Vỏ cam quýt chứa hàm

lượng pectin tương đối cao hơn trong bã táo (20-30%). Pectin
cam quýt có màu kem nhạt hoặc nâu nhạt trong khi
7


pectin táo thường có màu sẫm hơn. Ngồi ra, pectin cịn được trích ly từ các nguồn ngun
liệu khác bao gồm ph phẩm củ cải đường thu được từ quá trình sản xuất đường, vỏ hướng
dương và vỏ xồi. Tuy nhiên, việc trích ly pectin từ củ cải đường khơng được ứng dụng
rộng rãi vì khả năng tạo gel của nó kém (Penfield, 1990). Táo, mận, cam và các loại trái
cây họ cam quýt chứa nhiều pectin hơn nhiều so với các loại trái cây như anh đào, nho và
dâu tây (Thakur, 1997). Một số ví dụ về hàm lượng pectin trong thực vật là (trọng lượng
tươi): Táo (1-1,5%), Quả mơ (1%), Anh đào (0,4%), Cam (0,5 - 3,5%), Cà rốt (1,4%) và vỏ
cam (30%) (Maier, 1993).
1.3.2. Cấu tạo pectin
Pectin là một polysaccharides có cấu tạo phức tạp nhất trong tự nhiên. Pectin có
nhiều trong vách t bào đang phát triển, phân chia và có nhiều ở phi n giữa (hàm lượng cao
nhất). Pectin là mạch thẳng có trọng lượng phân tử lên đ n 150000 (Phillips, 2000). Giống
như hầu h t các polysaccharid thực vật khác, pectin vừa là polydisperse vừa polymolecular.
Thành phần của pectin thay đổi theo nguồn nguyên liệu và điều kiện trích ly. Trong cùng
một phân tử pectin, các thông số như trọng lượng phân tử, hàm lượng của các tiểu đơn vị
cụ thể có thể khác nhau. Thành phần và cấu trúc của pectin vẫn chưa xác định chính xác
mặc dù pectin đã được phát hiện hơn 200 năm trước. Qua các nghiên cứu khác nhau, người
ta nhận thấy rằng cấu trúc của pectin rất khó xác định vì thành phần tiểu đơn vị pectin có
thể thay đổi trong q trình phân lập từ thực vật, bảo quản và ch bi n. Hiện tại, pectin bao
gồm các tiểu đơn vị acid D- galacturonic (GalA) được liên k t với nhau bằng liên k t α- (14) glycosidic. Các (Hình 1.2) (Srivastava, 2011).
Nhiều polysaccharid pectic khác nhau được phát hiện trong thành t bào, bao gồm
homogalacturonan (HG), xylogalacturonan (XGA), apiogalacturonan, rhamnogalacturonan
I (RGI), và rhamnogalacturonan II (RGII; Hình 1.2). Tỉ lệ giữa HG, XGA, RGI và RGII
trong một phân tử có sự khác nhau, nhưng HG là polysaccharide phong phú nhất (65%),
RGI chi m 20% đ n 35%. XGA và RGII là thành phần phụ chi m dưới 10% (F. R. Marín,

2007) (Mohnen, 2008).

8


Hình 1.2. Cấu tạo pectin

Theo Ovodov (2009) cấu trúc pectin bao gồm mạch thẳng và các vùng mạch nhánh.
Vùng mạch thẳng Homogalacturonan là các phân tử acid α-D-galacturonic (C 6H10O7 ) liên
k t với nhau bằng liên k t 1,4-glycoside. Trong đó, một số gốc chứa nhóm th methoxyl (-

OCH3) (cấu trúc của các phân tử α-D-galacturonic). Các vùng homogalacturonan được liên
k t với nhau bởi các phân tử α-L-rahamnopyranose (Rha) bằng liên k t 1,2-glycoside tạo
nên vùng Rhamnogalacturonan.

9


Hình 1.3.Sơ đồ cấu trúc của pectin. Pectin bao gồm bốn các loại polysaccharid. Kdo, acid
3-DeoxyD-manno-2-octulosonic; DHA, acid 3-deoxy-D-lyxo-2-heptulosaric. HG và RGI
dồi dào hơn nhiều so với các thành phần khác (Harholt, 2010).
Vùng mạch nhánh RG-I là vùng tạo sự khác biệt căn bản cho từng loại pectin trích
ly từ các thực vật khác nhau. RG-I bao gồm các thành phần là arabinan (Ara),
galactan(Gal), và arabinogalactan (Ara). Sự có mặt đồng thời của 3 phân tử này với những
tỉ lệ khác nhau tạo nên sự khác biệt trong cấu trúc phân nhánh phức tạp của từng loại pectin
(Ovodov, 2009).
Những nghiên cứu mới về cấu trúc phân tử pectin cho thấy pectin có hai vùng cấu
tạo chính là vùng sn thẳng (smooth regions) chi m khoảng 60-90% khối lượng và vùng
rậm ( Hairy regions) chi m 10-40% khối lượng (Vy, 2012).

Hình 1.4. Pectin trong cấu tạo của thành t bào thực vật.

10


Pectin như một chất liên k t các t

bào thực vật với nhau. Vì th , người ta gọi

chúng là ciment trong cấu trúc t bào thực vật.

hi quả còn xanh, ciment là protopectin và

propectin chi m tỉ lệ khá cao. Protopectin khơng tan trong nước giúp quả có độ cứng, chắc.
hi quả chín dần, dưới tác dụng của enzyme protopectinase, protopectin sẽ chuyển sang
pectin hòa tan và araban, làm giảm liên k t giữa các t

bào, trở nên mềm hơn. Quá trình

này cũng xảy ra dưới tác dụng của acid và khi đun sơi (Ball, 1997).
1.3.3. Phân loại
• Ph n loại th o phần tră

nh

thoxyl

Hình 1.5. High Methoxyl Pectin
HMP ( High Methoxyl Pectin) : Pectin có mức độ methoxyl hóa cao là những
pectin mà có MI > 7%, DE > 50% (Rolin, 1993). Chúng được xem là một trong những phụ

gia tạo gel tốt nhất trong thực phẩm hiện nay. Tuy nhiên, HMP tạo gel tốt trong một số điều
kiện có mặt của đường và pH. hi có mặt đường và acid, chúng bị mất một phần nước và tạo
điện tích âm cần thi t cho phép xảy ra tương tác giữa các chuỗi (C.D.May, 1990).
LMP ( Low Methoxyl Pectin): Pectin có mức độ methoxyl hóa thấp là những pectin
có MI < 7%, và DE < 50% (Rolin, 1993). Các LMP tạo gel bằng cách phản ứng với các ion
calcium. Sự tạo gel có tính đàn hồi và có khả năng đảo nhiệt khi có sự góp mặt của một số
muối trong quá trình hình thành gel như sodium citrate, potasium và sodium tartrates
(Ovodov, 2009).

11