nghiên cứu quy trình trích ly pectin từ vỏ bưởi và khảo sát khả năng ứng dụng làm màng bao bảo quản trái sơri

Cho đến nay, đã có nhiều phương pháp được sử dụng nhằm kéo dài thờigian bảo quản cũng như nâng cao chất lượng của nông sản sau thu hoạch như bảo quảnlạnh, bảo quản trong khí quyển điều c

Giảng viên hướng dẫn: ThS Chu Thị Bích Phượng

Sinh viên thực hiện: Lê Phúc Nguyên

MSSV: 1191100066 Lớp: 11HTP02

TP Hồ Chí Minh, 2013

Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho em thực hiện

đề tài một cách thuận lợi nhất Cảm ơn phòng thí nghiệm trường đã cung cấp và phục vụ các hóa chất, dụng cụ trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em vô cùng biết ơn sự hướng dẫn của cô Chu Thị Bích Phượng đã truyền đạt kiến thức cũng như cách hoàn thành một bài báo cáo có khoa học nhất Cảm ơn cô đã luôn theo sát chúng em trong thời gian qua.

Xin cảm ơn đến các quý thầy cô và các bạn đã đóng góp ý kiến để hoàn thành đề tài một cách thuận lợi.

Do kiến thức và khả năng tìm hiểu có hạn, nên chỉ dừng lại những điểm cơ bản chưa đi sâu vào các vấn đề mà cô yêu cầu Mong quý thầy cô và các bạn đóng góp thêm ý kiến để em hoàn thành bài báo cáo một cách khoa học nhất.

Xin cảm ơn.

Tp Hồ Chí Minh, Ngày 10, tháng 04, năm 2013

Sinh viên thực hiện: Lê Phúc Nguyên

Trong nhiều thập kỷ qua, năng suất, diện tích và sản lượng bưởi trên thế giớikhông ngừng tăng Trên thế giới, tính đến năm 2009, diện tích trồng cây bưởi đạt253.971ha, năng suất bình quân đạt 20,85 tấn/ha và sản lượng đạt 6.565.351tấn TheoFAOSTAT (2010), Việt Nam sản xuất 23.576 tấn bưởi trong năm 2009, sản lượngbưởi tiêu thụ chủ yếu của nước ta là ăn tươi và công nghiệp sản xuất nước ép Vỏ bưởiphế thải là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất pectin Pectin chiết xuất từ vỏbưởi có thể được ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau như làm phụ gia thực phẩm(chất tạo đông, tạo gel, )

Bên cạnh đó, một vấn đề tồn tại trong nông nghiệp hiện nay là tỷ lệ tổn thất nôngsản sau thu hoạch còn cao Theo thống kê của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn(2010), tổn thất sau thu hoạch ở nước ta khoảng 25% đối với các loại quả và hơn 30%đối với rau Cho đến nay, đã có nhiều phương pháp được sử dụng nhằm kéo dài thờigian bảo quản cũng như nâng cao chất lượng của nông sản sau thu hoạch như bảo quảnlạnh, bảo quản trong khí quyển điều chỉnh, sử dụng tia phóng xạ, sử dụng màng baosinh học,… Vì vậy, việc lựa chọn một phương pháp bảo quản phù hợp với từng đốitượng nông sản khác nhau là vấn đề khá phức tạp, đòi hỏi phải có các công trìnhnghiên cứu kỹ lưỡng

Sơ ri (tên khoa học: Malpighia glabra)là loại cây thân gỗ nhỏ cho quả mọng Quả

sơ ri chín có màu đỏ tươi, chứa nhiều vitamine C và chất dinh dưỡng Tuy nhiên, tỷ lệtổn thất sau thu hoạch của trái sơ ri cao, thời gian bảo quản ngắn Chính vì vậy, việcnghiên cứu các phương pháp khác nhau nhằm kéo dài thời gian cũng như chất lượngbảo quản trái sơ ri là điều cần thiết Xuất phát từ các vấn đề đó, chúng tôi thực hiện đề

tài: “Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi và khảo sát khả năng ứng dụng làm màng bao bảo quản trái sơ ri”

Đề tài thực hiện 2 nội dung chính:

Nghiên cứu lựa chọn các thông số tối ưu cho quy trình trích ly pectin từ vỏ bưởi.Phân tích một số chỉ tiêu lý hóa của pectin thu được

Khảo sát khả năng sử dụng pectin từ vỏ bưởi làm màng bao bảo quản trái sơri

Trang

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của bưởi 4

Bảng 1.2 Tác dụng của DE lên việc tạo gel 14

Bảng 3a Phần trăm khối lượng từng thành phần trong bưởi 36

Bảng 3b Định tính pectin và độ ẩm của vỏ trắng 36

Bảng 3.1 Kết quả ảnh hưởng của mẫu/dung môi đến hàm lượng pectin thu được 37

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng pectin 38

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng pectin 39

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hàm lượng pectin thu được 40

Bảng 3.5 Phần trăm của pectin thu được bằng phương pháp canxi pectat 46

Bảng 3.6 Phần trăm độ ẩm trạng thái màu sắc 46

Bảng 3.7 Thay đổi phần trăm khối lượng sau 3 ngày bảo quản 47

Bảng 3.8 Thay đổi phần trăm khối lượng sau 5 ngày bảo quản 48

Hình 1.1 Liên kết cellulose và pectin 7

Hình 1.2 Cấu tạo đơn vị chuỗi pectin 8

Hình 1.3 Công thức HM pectin 10

Hình 1.4 Công thức LM pectin 11

Hình 1.5 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro 12

Hình 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi 13

Hình 2.1 Lựa chọn sơri 34

Hình 3.1 Rửa vỏ qua nước ấm 42

Hình 3.2 Công đoạn sấy 43

Hình 3.3 Công đoạn thủy phân 44

Hình 3.4 Công đoạn tủa 45

Hình 3.5 Công đoạn lắng gạn 45

Hình 3.6 Công đoạn chuẩn bị sấy pectin thu được 45

Hình 3.7 Sản phẫm pectin thu được 47

Hình 3.8 Sự thay đổi màu sắc của sơri trong quá trình bảo quản 49

Hình 3.9 Mẫu có bổ sung dịch chiết tỏi 50

MỤC LỤC

Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Xác định tỷ lệ mẫu trên dung môi thích hợp cho quá trình tách chiết pectin từ vỏ

3.3 Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi 383.4 Xác định pH thích hợp cho quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi 40

3.5 Xác định các chỉ tiêu hóa lý của pectin thu được 46

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Tổng quan về cây bưởi

1.1.1 Giới thiệu về cây bưởi

Bưởi là loại cây ăn quả thuộc họ quýt cam, có tên khoa học là Citrus maxima thuộc nhóm Citrus trong họ rutaceace Có nguồn gốc tại các nước nhiệt đới hay bán

nhiệt đới vùng Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương

Trên thế giới có các nhiều giống bưởi, ở Việt Nam có một số giống bưởi nhưbưởi Da xanh (Bến Tre), bưởi lông cổ cò (Vĩnh Long, Bến Tre), bưởi đường (HươngSơn, Hà Tỉnh), bưởi Năm roi bưởi đường lá cam , bưởi Quế Đương …

1.1.3 Đặc điểm thực vật của cây bưởi

Bưởi là loại cây gỗ cao khoảng 5÷6 m, có thể trồng từ hạt hay là chiết nhánhtrồng 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 hìnhcầu to, vỏ dày, màu sắc tùy theo giống

1.1.4 Thành phần hóa học của bưởi

Ngày nay bưởi được xem như là một trong các loại thuốc rất tốt cho sức khoẻ,sau đây là một số công dụng của bưởi trong việc chữa bệnh và phòng bệnh

Thịt bưởi có chứa các thành phần glucoxit, bưởi cũng như cam, quất (quả tắc),chứa nhiều carotin, nhiều loại vitamin, canxi phốtpho Dịch quả chín có chứa nhiềuchất bổ dưỡng

(Nguồn: www.duoclieu.org)

Công dụng của bưởi trong y học và sức khoẻ con người

Tác dụng giảm mỡ

Vỏ ngoài của bưởi chứa nhiều tinh dầu Các hoạt chất (tinh dầu) trong vỏ bưởi

có tác dụng làm giảm mỡ trong máu, làm giảm gan nhiễm mỡ

 Làm đẹp tóc

Tinh dầu còn có tác dụng trong việc làm đẹp tóc, có thể dùng vỏ bưởi đun nướcgội đầu hoặc sau khi gội, bóp tinh dầu vỏ bưởi lên tóc sẽ giúp cho tóc trở nên bóng,chắc, mượt Cách làm này đặc biệt có hiệu quả đối với các bà mẹ sau khi sinh

Một số người còn dùng vỏ ngoài quả bưởi xoa trên da đầu để kích thích lỗ chânlông phòng trị bệnh hói hay rụng tóc.

 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 sănchắc hơn nếu sử dụng lâu dài

 Trị viêm da và làm đẹp da

Đặc tính làm se của vỏ bưởi rất có ích trong việc chống cũng như ngăn ngừatình trạng mẩn đỏ, ngứa ngáy Do trong bưởi chứa hàm lượng cao vitamin A vàvitamin 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

 Phòng chống ung thư

Bưởi rất giàu chất chống oxy hoá như vitamin C, góp phần làm giảm nguy cơstress có liên quan đến nhiều bệnh ung thư Hợp chất naringenin trong quả bưởi đượcchứng minh là có hiệu quả chống lại ung thư tuyến tiền liệt, vì nó giúp sửa chữa hưhỏng 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 chấtnày giúp ngăn ngừa khối u bằng cách hoạt hóa một loại enzyme tác động lên gan thúcđẩy quá trình bài thải chất độc ra ngoài cơ thể Limonoids còn trợ giúp chống lại ungthư miệng, da, phổi, dạ dày Phần ruột bên trong bưởi có chứa glucarates, một loạiphytochemical đã được chứng minh hiệu quả chống lại bệnh ung thư vú

 Giảm cân

Bản thân bưởi không có chất béo, có chứa một số enzyme đốt cháy chất béocao Các nghiên cứu cho thấy chúng góp phần thay đổi nồng độ insulin, do đó ảnhhưởng 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 bưởiđều đem lại hiệu quả cao trong việc ngăn chặn hay chống lại nhiều căn bệnh khác cóliên quan do việc dư thừa axit gây nên

Bưởi cung cấp một lượng lớn chất xơ, có tác dụng chống lại bệnh táo bón, và

được xem như một loại “thực phẩm chức năng” Bởi nó có thể ngăn ngừa bệnh lỵ,

bệnh tiêu chảy, bệnh viêm ruột non

Bưởi có thể điều trị bệnh cúm Ngoài ra bưởi còn dùng giải khát và có tác dụng

hạ sốt Trong bưởi có chứa “quinine”, rất hữu ích trong việc điều trị bệnh sốt rét và

chứng cảm lạnh Đặc biệt, có khả năng giảm căng thẳng và mệt mỏi

1.1.5 Thị trường sản phẩm từ bưởi

Bưởi là loại cây ăn quả mang lại thu nhập cao cho người nông dân, quả bưởi cógiá trị dinh dưỡng cao và có tác dụng tốt đối với sức khỏe con người Ngoài việc ăntươi, 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 tấnvào năm 2004 Trong đó, Mỹ là nước xuất khẩu bưởi tươi lớn nhất thế giới (chiếm40% 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 Namdùng bưởi để ăn tươi là chính Ngoài ra, bưởi còn được dùng để chưng cúng, làm quàbiếu 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 vàcác tỉnh phía Bắc

Bưởi Năm roi cũng là giống được xuất khẩu với sản lượng lớn Theo ĐoànHữu Tiến (2008), Công ty Hoàng Gia xuất khẩu khoảng 80% sản lượng bưởi Năm roisang thị trường châu Âu, chủ lực là thị trường Nga và Hà Lan; thị trường châu Ákhoảng 20% sản lượng xuất khẩu (Hồng Kông, Trung Quốc)

Ngoài sử dụng bưởi để ăn tươi, chưng cúng còn làm nem chả, làm nhiều sảnphẩm 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% khốilượng 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 triệutấn bưởi được sử dụng thì sau khi xử lý đã thải ra môi trường 500 nghìn tấn vỏ bưởiphế 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 phếthải bưởi được thải ra là cực lớn, đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho tách chiết thunhận 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 cómặt chủ yếu ở thành tế bào, pectin được xem là một chất gắn kết giữa các tế bào vàpectin hòa tan tồn tại chủ yếu trong dịch tế bào Khi quả đang phát triển, protopectinphân bố ở thành tế bào; khi quả bắt đầu chín, protopectin chuyển dần sang dạng pectinhòa 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 lượngprotopectin và tăng dần lượng pectin hòa tan trong dịch quả Quá trình này cũng có thểxảy ra dưới tác dụng của acid và quá trình đun sôi Đối với các loài thực vật có sợi nhưđay gai thì pectin có tác dụng gắn kết các sợi lại với nhau Khi ngâm đay, gai trongđiều 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 tườngvững chắc bảo vệ tế bào: Cellulose, hemicellulose và pectin Trong thực vật, pectinthường liên kết với cellulose ở vách tế bào dưới dạng phức hợp mà cho đến nay vẫnchưa được biết rõ

Hình 1.1 Liên kết cellulose và pectin

Pectin công nghiệp được sản xuất từ nguyên liệu là các phụ phẩm nông nghiệpnhư: bã táo, vỏ bưởi, cam, chanh Pectin họ cam quýt chiếm tỉ lệ 20 – 50% trọng lượngkhô, còn ở bã táo từ 10 – 20% (Lê Ngọc Tú, 2005) Trong cùng một loại quả nhưngcác thành phần khác nhau thì hàm lượng pectin cũng không giống nhau Đối với quảbưởi, pectin là chất nhớt bao quanh hạt, ở vỏ, trong cùi bưởi Pectin là một chất có thểtan trong nước và có độ nhớt cao (Hoàng Kim Anh, 2006) Độ nhớt của pectin phụthuộc vào kích thước của phân tử pectin, mức độ methyl hóa, pH, lượng đường và hàmlượng của một số ion.

1.2.2 Cấu tạo của pectin

Pectin là một polysaccharide mạch thẳng, mạch pectin được hình thành từ các

gốc α-D-galacturonideD-D-galacturonidegalacturonide liên kết với nhau bởi các liên kết α-D-galacturonide1,4-D-galacturonideglycoside (trong đó có

một phần các nhóm carboxyl bị oxi hóa) chính là cơ sở cấu tạo của chất pectin Cácliên 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 rhamnosenằm xen kẽ hay liền kề nhau Pectin chứa một lượng nhỏ D-galactan, araban (trongnhững đoạn mạch mở rộng) và một lượng ít hơn là fucose và xylose ở những đoạnmạch ngắn (thường chỉ gồm từ 1 – 3 gốc đường) Những đoạn mạch ngắn này khôngđược coi là thành phần mạch chính của pectin Gốc carboxyl của acid galacturonidetrong mạch pectin bị ester hóa (ở nhiều mức độ khác nhau) với methanol Còn các gốc–OH ở vị trí C2 và C3 có thể bị acetyl hóa với tỉ lệ thấp (Hoàng Kim Anh, 2006)

Hình 1.2 Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin

http://www.epharmacognosy.com/2012/03/pectin.html

Pectin từ các nguồn khác nhau có khối lượng phân tử không giống nhau, daođộng trong phạm vi rộng từ 20.000 – 50.000 Da (Mai Xuân Lương, 2001) Nguồn táo,mận đã thu được pectin có khối lượng phân tử từ 25.000 – 35.000 Da, trong khi pectinlấy từ vỏ cam lại có khối lượng phân tử đạt tới 50.000 Da (Lê Ngọc Tú, 2005).

Cơ chế của quá trình thủy phân pectin rất phức tạp và được chia làm hai giaiđoạn Quá trình chuyển hóa pectin có thể xảy ra trong điều kiện yếm khí, cả hai quátrình này đều xảy ra rất mạnh trong điều kiện tự nhiên Ta có thể xem quá trình xảy ratừng bước đó như sau:

- Giai đoạn thứ nhất: Thủy phân pectin thành đường

 C46H68O40 + 10H2O = 4CHO(CHOH)4COOH + C6H12O6 + C5H10O5 + C5H10O5 +2CH3COOH + 2CH3OH

- Giai đoạn thứ hai: Biến đường thành các sản phẩm lên men

Khi lên men galactose sẽ tạo thành acid buthyric, khí carbonic, hydro và tỏa một

phân tử pectin tăng và khi khối lượng phân tử của pectin giảm Pectin bị kết tủa bởiethanol (Lê Ngọc Tú, 2005).

-Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

- Công thức phân tử C28H33O14

- Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt

- Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

- Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường

- Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường Vì vậy để duy trì khảnăng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủyphân của enzyme pectinase

- Dung dịch pectin có độ nhớt cao Nếu muốn thu dịch quả ép thì dung dịch nàybất lợi, người ta phải dùng enzyme pectinase để thủy phân pectin, giảm độ nhớt

-Còn đối với pectin tan thì dưới tác dụng của pectinase sẽ biến thành acidpectinic (thường dưới dạng muối Ca2+ và Mg2+) và các chất đơn giản khác như rượumethylic, acid acetic, arabinose, galactose

Pectin hòa tan khi bị tác dụng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽgiải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó gọi làacid pectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic Acid pectin có thể tạo nên dạngmuối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng đểđịnh lượng pectin

1.2.4 Phân loại và các chỉ số đặc trưng

1.2.4.1 Phân loại

a Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử

HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI >7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%)

Hình 1.3 Công thức HM pectin

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%).

b Theo khả năng hòa tan trong nước

-D-galacturonide Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là

polysacharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứanhóm thế methoxyl

-D-galacturonidePectin không hòa tan (protopectin): Là dạng kết hợp của pectin với

araban

(polysaccharide ở thành tế bào)

1.2.4.2 Chỉ số đặc trưng

Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau

- Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, là phần trăm khối lượng nhóm

methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứngvới chi số methoxyl bằng 16,3% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chi sốmethoxyl từ 10% đến 12%

- Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức dộ ester hóa của pectin, là ti lệ phần

trăm về số lượng cùa các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tồng số lượnggốc acid galacturonic có trong phân tử

1.2.5 Cơ chế tạo gel

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel cũng khác nhau

- HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro

Hình 1.4 Công thức LM pectin

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 tửpectin trong dung dịch

+ lon H+ được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quá trình chế biến trunghòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử Vì vậy các phân tử cóthể 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 cầuhydro giữa các nhóm hydroxyl Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành sẽmềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gelthạch 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 đócần 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 nhiềuacid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinhglucose và hóa gel nhanh tạo nên các vón cục

+ Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khidùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằngcách đun lâu hơn

+ Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm vàhàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh

-D-galacturonideLMP tạo gel liên kết bằng ion Ca 2+

Hình 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi Hình 1.5 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro

Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dài phân

tử pectin phải đạt mức độ nhất định Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi khôngthêm đường và acid

+ Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COO- cao thìcác liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị hai, đặc biệt

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 cácloại quả chứa dư pectin người ta cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâuhơn

-Phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của pectin Hai yếu tố quan trọng hàng đầu làchiều dài mạch phân tử pectin và mức độ methoxyl hóa trong phân tử của chúng

+ 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 tửpectin 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 giữachúng sẽ khác nhau trong việc tạo gel.

1.2.6.2Nước

Nước là dung môi để pectin có thể trương nở và khuếch tán tạo nên dung dịch đồngthể Nước đóng vai trò quan trọng giúp pectin định hướng và sắp xếp lại mạch phân tửcủa chúng Thông thường khi độ ấm của dung dịch tạo keo tăng lên thì quá trình keohoá diễn ra càng nhanh

mà tiến lại gần nhau và tạo mạng

Lượng đường trong hỗn hợp pectin - đường - acid thường phải lớn hơn 50% thìmới có khả năng tạo gel Thông thường người ta tạo hỗn hợp có 65% đường để tiếnhành 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 saccharosebằng đường glucose nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường

1.2.6.4 Acid

Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH <4 Trong môi trường có

H+, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và trở thành dạng trung hòa điện dễ

Điều kiện tạo gel

DE (%)

II

Tốc độ tạo gel

tạo đông tụ và có thể chuyển dạng muối pectat (không tạo đông) thành dạng pectin (cótạo đông).

Acid sử dụng để tạo đông cần có mức độ phân ly cao hơn acid pectin để acidnày có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectin, và giữ cho chúng ở dạng trung hòađiện tích

Nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao Cầnduy 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 dùngquá nhiều acid, vì pH quá thấp sẽ gây ra sự nghịch đảo một lượng lớn saccharose từ đókết 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 ngừnglại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO- của phân tử pectin đã được trunghòa điện tích

- Nếu phải sử dụng pectin có khả năng đông tụ yếu thì nên tăng nồng độ acid lên.Nhưng việc tăng nồng độ này lại dễ làm tăng lượng đường chuyển hóa và làm tăngtính háo nước của sản phẩm

1.3 Các quá trình xảy ra khi bảo quản quả tươi

1.3.1 Quá trình biến đổi vật lý

 Sự bay hơi nước

Trong rau quả thì phần chiếm nhiều nhất đó là nước từ 65-95% tùy thuộc vàotừng loại quả Sau khi thu hái rau quả bị mất hàm lượng nước trong suốt quá trình bảoquản do tham gia vào quá trình hô hấp hoặc bay hơi vào môi trường Đây là nguyên

nhân chính làm cho rau quả bị hao hụt khối lượng so với ban đầu Sự mất nước cònlàm tăng khả năng nhạy cảm với sự biến đổi nhiệt độ và kết quả là tăng cường độ hôhấp của quả Khi rau quả mất đi 5-10% khối lượng chúng sẽ bị héo và hư hỏng nhanhchóng Do sự chênh lệch độ ẩm giữa quả và môi trường, tốc độ bay hơi phụ thuộc vào:

+ Cấu tạo và hình thức của mô che chở: nếu phần vỏ cấu tạo bởi tếbào cứng, chắc sẽ làm giảm tốc độ mất nước

+ Điều kiện môi trường: nhiệt độ càng cao, độ ẩm không khí càngthấp thì tốc độ bay hơi nước càng nhanh

+ Tốc độ chuyển động của không khí: càng cao thì mức độ bay hơinước càng nhiều

 Sự giảm khối lượng tự nhiên:

Nguyên nhân là trong quá trình quản quả bị mất nước và mất chất khô do hô hấp

1.3.2 Quá trình biến đổi hóa học

+ Đường: Giảm đáng kể do hô hấp, tuy nhiên ở những loại quả mà khi thuhái hàm lượng đường chưa cao thì thời gian bảo quản đường có thể tăng lên do tinhbột chuyển hóa thành

+ Tinh bột: Có thể tăng hoặc giảm tùy loại rau quả Nếu tinh bột đã đạt tớihạn thì trong quá trình bảo quản thì hàm lượng tinh bột sẽ giảm ( ví dụ: chuối xanh)còn nếu chưa cao thì quá trình bảo quản sẽ tăng lên do tinh bột được tổng hợp (ví dụ:đậu non)

+ Protopectin: Có thể bị phân giải thành pectin hòa tan làm yếu các liên kết

và quả bị mềm ra

+ Các acid hữu cơ: Các acid hữu cơ giảm dần làm độ chua của quả giảm.+ Các vitamin: Giảm đi rất nhanh do tác động của các enzyme nội bào và sựoxi hóa

+ Các chất màu: (chlorophyl, carotennoit, flavonoit) dưới tác động của oxikhông khí sẽ bị chuyển hóa làm biến đổi màu sắc tự nhiên của quả, một số chất màumới được tổng hợp Lượng chlorophyl bị mất đi thay vào đó sự tăng lên của các cấu

tử mang màu sắc khác như carotenoit làm cho quả có màu vàng, đỏ Các quá trình nàyđều có sự tham gia của enzyme

+ Các hợp chất phenol: Phenol bị oxi hóa bởi men PPO tạo thành flobafil có

màu nâu làm mất màu sắc tươi của quả khi bảo quản.

1.3.3 Quá trình hô hấp

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của quả luôn xảy ra các quá trìnhđồng hóa và dị hóa Khi quả bắt đầu phát triển và còn đang ở trên cây chủ yếu xảy raquá trình đồng hóa là chủ yếu, quá trình tổng hợp chất hữu cơ như tinh bột, đường chấtkhoáng…, quả càng phát triển đầy đủ cho tới khi chín: kích thước quả tăng lên,màusắc thay đổi rõ ràng

Khi quả được thu hái vẫn xảy ra quá trình sống của rau quả nhưng lúc nàyttrong rau quả chủ yếu xảy ra quá trình dị hóa: đó là quá trình sử dụng các chất hữu cơ

đã có sẵn để duy trì sự sống của quả Trong rất nhiều những biến đổi xảy ra sau khi thuhái rau quả thì hô hấp là chủ yếu

Hô hấp sử dụng dạng tinh bột hoặc đường và các hợp chất khác Dưới tácdụng của oxi không khí các mạch hidrocacbon sẽ bị bẻ gãy và sản phẩm thu được là

CO2 và nước và tỏa năng lượng dưới dạng nhiệt

Khi oxi trong không khí được cung cấp đầy đủ thì quá trình trên xảy ra rấtmạnh mẽ và biến thiên theo từng thời kì bảo quản, và kết quả của quá trình này dẫnđến thay đổi màu sắc của rau quả và dẫn đến hư hỏng Cũng trong quá trình này cónhững phản ứng làm tăng chất lượng của rau quả như sự chuyển hóa của tinh bột thànhđường,…

Quá trình hô hấp này là hô hấp hiếu khí: Có sự tham gia của oxi không khísản phẩm của quá trình là CO2 , H2O và nhiệt theo phản ứng:

C6H12O6 + 6CO2 = 6CO2 + 6 H2O + 673KcalKhi oxi trong môi trường giảm xuống thấp hơn 2% thì quá trình lên menthay thế quá trình hô hấp hiếu khí Quá trình hô hấp yếm khí này tạo ra một lượng lớncác chất trung gian trong đó đáng kể nhất là quá trình biến đổi đường thành rượu vàkhí cacbonic Chính sản phẩm trung gian này làm cho quả nhanh chóng hư hỏng, biếnđổi màu sắc mùi vị, tiêu biểu là phản ứng:

C6H12O6 → C2H5OH+ 2CO2+28KcalNhư vậy khi sự lưu thông không khí trong khi bảo quản kém sẽ làm tăngnồng độ khí cacbonic, nhiệt độ xung quanh quả và tạo môi trừng thuận lợi cho vi sinhvật phát triển làm cho quả hư hỏng nhanh chóng Vì vậy đảm bảo sự lưu thông không

khí một cách thích hợp tránh hô hấp yếm khí và đảm bảo hô hấp hiếu khí xảy ra thíchhợp là rất quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến chất lượng của quá trình bảo quản.

Những loại quả có quá trình hô hấp tăng lên rất nhanh chóng và sau đógiảm xuống gọi là hô hấp đột biến ( climacteric), ví dụ như cà chua và xoài Cònnhững loại quả trong quá trình hô hấp giảm thì cường độ hô hấp không có điểm độtbiến ( non-climacteric) như táo nho… khí etylen tạo ra trong suốt quá trình hô hấp lànguyên nhân quan trọng thúc đẩy quá trình chín của quả Etylen là một hormone thựcvật tự nhiên liên quan đến quá trình sinh trưởng, phát triển, chín và sự lão hóa của thựcvật

Như vậy trong quá trình bảo quản quả cần phải hạn chế hô hấp để tránh tổnthất chất khô đồng thời phải tuyệt đối tránh hô hấp yếm khí Đây là một bài toán tối ưuquan trọng quyết định lớn tới chất lượng bảo quản

1.3.4 Nguyên lý bảo quản rau quả

 Sự hư hỏng trong quá trình bảo quản

Trong quá trình bảo quản, rau quả có thể bị hư hỏng do những nguyên nhân sau:

+ Do vi sinh vật: Vi sinh vật xâm nhập từ môi trường bên ngoài

+ Do hô hấp

+ Do sự bay hơi nước

+ Do hoạt độ của enzyme

+ Do sự tự biến đổi các chất

+ Do tác động cơ học

+ Do tác động của những hóa chất bảo vệ thực vật

 Nguyên lý bảo quản rau quả

Theo giáo sư Nikitin, ông chia các phương pháp bảo quản thành ba nhóm:

Nhóm thứ nhất: Bao gồm các phương án dựa trên nguyên lý bảo toàn sự

sống- Bioza: rau quả được giữ nguyên trạng thái sống bình thường không cần tác độngbất cứ giải pháp xử lý nào ngoài một vài tác động hạn chế cường độ sống nhằm giảmmức độ phân hủy thành phần dinh dưỡng do hô hấp và giảm tổn hao khối lượng tựnhiên do bay hơi

Nhóm thứ hai: gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý tiềm sinh-Anabioza.

Làm chậm, ức chế hoạt động sống của rau quả và vi sinh vật nên làm chậm thời gian

hư hỏng và thối rữa của rau quả Trong nhóm này gồm các phương pháp: bảo quảnlạnh, lạnh đông, cô đặc, sấy, điều chỉnh thành phần khí quyển, muối chua,dầm giấm…đặc điểm chung của phương pháp này là tạo ra môi trường không thuận lợi cho hoạtđộng sống của quả và của vi sinh vật

Nhóm thứ ba: Dựa trên nguyên lý phi tiềm sinh- Abizona Đó là các phương

pháp loại bỏ sự sống của quả cũng như vi sinh vật Khi không còn hoạt động sống thìquả cũng mất tính kháng bệnh tự nhiên chính vì thế chúng trở thành môi trường thuậnlợi cho sự phát triển của vi sinh vật, muốn giữ sản phẩm khỏi hư hỏng thì phải tiêu diệthay ức chế hoàn toàn vi sinh vật có trong sản phẩm Các phương pháp thuộc nhómnày có tanh trùng, tiệt trùng, các phương pháp bảo quản bằng hóa chất hay bằng khángsinh, phương pháp lọc vi sinh, chiếu xạ…

Ở châu Âu, có quá trình được gọi là “Larding” - lưu trữ nhiều trái cây trong sápong hoặc mỡ trước khi tiêu thụ

Thế kỷ XIX, Mỹ đã phát minh ra công nghệ bảo quản các sản phẩm thịt bằngmàng bao gelatin Phương pháp bảo quản ban đầu bao gồm: hun khói hoặc đặt các sảnphẩm trong các phòng lạnh hoặc trong tầng hầm

Ngày nay đã có nhiều phương pháp hiện đại, bao gồm làm lạnh, lưu trữ khôngkhí kiểm soát, tiệt trùng bằng cả hai tia UV và Gamma được sử dụng để giữ an toàncho thực phẩm của họ Tuy nhiên, màng bảo quản vẫn được sử dụng cho nhiều loạithực phẩm nhằm duy trì chất lượng sản phẩm ổn định nhằm kéo dài thời gian bảoquản

1.4.1 Khái niệm về màng bao bảo quản rau quả

Màng bảo quản rau quả tươi là vật liệu bao quanh rau quả sau thu hoạch nhằmngăn cản sự tiếp xúc giữa rau quả tươi và các vi sinh vật phá hủy, khí oxy, hạn chế mộtphần độ ẩm Từ đó rau quả sẽ không bị dập úng, không bị phá hủy bởi vi sinh vật hay

các tác nhân khác từ môi trường Hiện nay người ta đã tạo ra rất nhiều loại màng bảoquản, nhưng chúng ta cần chọn lựa loại màng nào tối ưu nhất (rẻ tiền, dễ kiếm, không

ô nhiễm môi trường…)

Ưu điểm của màng bao:

+ Có khả năng tạo độ dẻo dai

+ Có khả năng kháng khuẩn cao

+ Tránh mất ẩm khi bảo quản

+ Hạn chế oxi cung cấp, giảm hô hấp hiếu khí và tránh yếm khí

+ Làm chậm quá trình thâm của rau quả

ở nhiệt độ thấp này không hoàn toàn loại bỏ các hoá chất không mong muốn và cácphản ứng hoá lý Ví dụ: trái cây và rau quả có nguồn gốc ở vùng khí hậu nhiệt đới bịảnh hưởng của không khí lạnh làm cho màng tế bào bị tổn thương ở nhiệt độ 10-120C.Ngoài ra, còn bị ảnh hưởng của một số vi sinh vật chịu lạnh gây bệnh có thể phát triểnngay cả dưới nhiệt độ lạnh

Màng đang được sử dụng cho nhiều mục đích đa dạng trong thực phẩm Màngsáp tạo vẻ ngoài sáng bóng cho các loại trái cây trong siêu thị, màng được sử dụngtrong các loại thuốc nhằm ngăn chặn sự đổ vỡ hoặc để che vị đắng và hương vị khôngmong muốn trước khi uống Ngay cả khoai tây chiên kiểu Pháp cũng thường được phủmàng để bảo quản trong kho lạnh, chống sự khô hé, kiểm soát các khoang lỗ nướctrước khi chiên hay để hạn chế sự hấp thụ dầu và chất béo trong khi chiên Trong bảoquản rau quả, người ta thường hay sử dụng màng để ngăn chặn các phản ứng sinh lý,các phản ứng hoá nâu bởi enzyme polyphenol oxidase, chống lại sự mất nước, hay tỷ

lệ hao hụt các thành phần dinh dưỡng,…

1.4.3 Các loại màng trong bảo quản thực phẩm

1.4.3.1 Chitosan

Chitosan là một loại polymer sinh học, được nhiều nhà khoa học trên thếgiới quan tâm vì có những tác động tốt trên bệnh nhân ung thư Hai nước nghiên cứunhiều về chitosan hiện nay là Trung Quốc và Nhật Bản Ở Việt Nam, chitosan đượcsản xuất từ vỏ tôm đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất bánh cuốn, bánh susê Những nghiên cứu gần đây tại Việt Nam chúng ta đã thành công với những ứngdụng chitosan làm vỏ bảo quản thực phẩm tươi sống, dễ hư hỏng như cá, thịt, rauquả mà không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm.

Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lạitan được trong dung dịch axit Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiênchỉ đứng sau xenluloza Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza Cảchitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt làtrong chế biến và bảo quản thực phẩm

Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp Chitin là thành phầncấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống trong

đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chấtthải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thếgiới là 5,ll triệu tấn/năm

Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượngchất thải trên, tương lai cho thấy tiềm năng phát triển của loại màng này là rất cao

Cách tạo màng bọc chitosan

+ Chitosan được nghiền nhỏ bằng máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc

+ Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch axit axetic 1,5%

+ Bổ sung chất phụ gia PEG - EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào và trộn đều, để yênmột lúc để loại bọt khí

+ Sau đó đem hỗn hợp thu được quét đều lên một ống inox đã được nungnóng ở nhiệt độ 64-65oC (ống inox được nâng nhiệt bằng hơi nước)

+ Để khô màng trong vòng 35 phút rồi tách màng

1.4.3.2 Màng pectin

Pectin là một polysaccarit tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham giaxây dựng cấu trúc tế bào thực vật Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn xuất của axit

pectic, axit pectic là một polyme của axit D-galacturonic liên kết với nhau bằng liênkết 1-4-glicozit

Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ

sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic Trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau,làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch

Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau

và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.Dung dịch này được phun hay nhúng trái cây vào tạo nên lớp màng trên bề mặt tráicây, ngăn chặn sự hư hỏng của trái cây

1.4.3.3 Màng polysaccharide

Gồm alginate, carrageenan, cellulose và các dẫn xuất, dextrin, pectin và tinhbột v.v Hầu hết các polysaccharide có bản chất ưa nước, một số polysaccharide nhưcác dẫn xuất cellulose dẫn nước thấp hơn tỷ lệ trung bình polysaccharide và kém hiệuquả hơn so với sáp Thuận lợi chính của màng này là ổn định cấu trúc của nó, khả nănglàm chậm sự trao đổi oxy, nó không có tác dụng trao đổi nước Ví dụ: màng alginate

có thể bảo vệ thực phẩm từ quá trình oxy hoá lipid và mùi hôi ban đầu

1.4.3.4 Màng lipid

Các loại sáp và chất béo là những màng cổ nhất được biết đến Trong hầu hếtcác loại sáp có nguồn gốc tự nhiên, monoglyceride acetyl hoá tổng hợp có đặc tínhtương tự và được sử dụng với sự cho phép của FDA trong các màng đựơc sử dụngtrong thịt, cá và gia cầm Ban đầu, lớp phủ lipid đã được áp dụng bằng cách đơn giản

đổ paraffin nóng chảy hoặc sáp trên trái cây họ cam quýt Quá trình này dần dầnnhường chỗ cho lớp chất liệu dày phủ trên mặt bằng cách áp dụng số lượng nhỏ sápkhác nhau thông qua nhúng hoặc phun Lớp bề mặt kỵ nước bề mặt trái cây nó bảo vệchống lại sự hư hỏng trong quá trình vận chuyển

1.4.3.5 Màng protein

Màng được tạo ra từ các nguồn protein khác nhau như ngô, sữa, đậu nành, lúa

mì Màng này bị tiêu huỷ ở nhiệt độ của miệng Khi lựa chọn protein làm màng nênxem xét mở rộng không chỉ là chọn protein chức năng và tình trạng an toàn mà điềuquan trọng là một số đông người bị dị ứng với protein

Ví dụ: collagen có thể ép đùn cho hình dạng mong muốn như một vỏ bọc chocác liên kết xúc xích,và collagen thay thế cho vật liệu truyền thống (có nguồn gốc từruột động vật) do nó dễ sản xuất Nhìn chung, giá trị của các protein như là các rào cản

độ ẩm thấp và cũng không kiểm soát đầy đủ việc vận chuyển oxy, C02 và các loại khíquan trọng đối với sự ổn định các loại thực phẩm khác nhau, lợi thế lớn nhất của nó là

sự ổn định cấu trúc (là giữ hình thức cần thiết cho sản phẩm) như vỏ xúc xích Việc tạomàng protein phụ thuộc vào độ pH

1.4.3.6 Yêu cầu khi sử dụng màng

Tuỳ vào các yêu cầu cụ thể và chi tiết kỹ thuật của sản phẩm thực phẩm để xácđịnh loại màng thích hợp Ví dụ như sản phẩm có độ ẩm cao cần lớp mỡ để ngăn ngừa

sự mất nước, để ngăn ngừa sự đổi màu thì cần một lớp màng chắn thành phần oxy,v.v… Vì vậy, nhiều lớp màng sẽ cần phải tạo từ nhiều vật liệu tổng hợp với nhiềuthuộc tính Các đặc tính cần có của màng bao gồm:

- Thành phần không chứa chất độc hại, dị ứng và dễ tiêu hoá

- Giữ cấu trúc sản phẩm ổn định trong quá trình bảo quản cũng như vận chuyển

- Có độ bám dính tốt với bề mặt thực phẩm

- Kiểm soát độ ẩm bên trong và ngoài như mong muốn

- Giữ ổn định các thành phần dinh dưỡng, tránh sự thất thoát của các chất tạohương thơm, mùi vị cũng như duy trì đặc tính cảm quan của sản phẩm

- Có tính bán thấm giúp duy trì trạng thái cân bằng nội bộ các khí tham gia hôhấp hiếu khí và kỵ khí

- Dễ sản xuất và hiệu quả kinh tế cao

1.5 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước liên quan đến đề tài

Từ trước đến nay, đã có nhiều công trình nghiên cứu về pectin và các sản phẩmliên quan đến pectin được thực hiện Năm 1979, Padival và cs đã thu nhận thành côngpectin LMP từ vỏ chanh Trong nghiên cứu này, quá trình de methyl hóa dịch chiếtpectin ở 80 và 90°C thu được LMP có tính chất tạo gel kém và khối lượng phân tửgiảm khi gia tăng nhiệt độ de methyl hóa.Năm 2009, Kliemann và cs sử dụng phươngpháp bề mặt đáp ứng nhằm tối ưu hóa quy trình tách chiết pectin từ vỏ trái passion

(Passiflora edulis flavicarpa) Nghiên cứu chứng minh các thông số nhiệt độ, pH và thời

gian phản ứng có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất pectin thu được Calliari và cs (2004)

đã chiết xuất thu nhận pectin thành công từ vỏ cam ( Citrus sinensis) phế thải bằng acidcitric Cũng trong năm 2004, Kratchanova và cs đã nghiên cứu ảnh hưởng của phươngpháp xử lý nhiệt bằng vi sóng trên đối tượng vỏ cam tươi và chất lượng của pectin thuđược

Trong nước, nhiều công trình nghiên cứu tách chiết pectin từ các loại nguyên liệukhác nhau đã được thực hiện Năm 2010, Võ Thị Xuân Hạ, Trương Thị Thu Hà đã thunhận pectin từ phế liệu vỏ bưởi và ứng dụng để sản xuất mứt xoài đông thành công

Vỏ cà phê phế thải cũng được Bùi Anh Võ, Nguyễn Đức Lượng (2009) sử dụng làmnguyên liệu tách chiết pectin Trình Liên Vy (2012) đã nghiên cứu thu nhận pectin vàxây dựng quy trình sản xuất bột thạch của lá sương sâm

Bảo quản cam sành bằng màng bao chitosan của Trần Thanh Tuấn năm 2001,Tống Thị Ngọc Anh năm 2002,Trường Đại Học Cần Thơ

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Thời gian và địa điểm

Các thí nghiệm tách chiết pectin được thực hiện: từ 31/12/2012 đến 14/04/2013tại Phòng Thí Nghiệm khoa Công Nghệ Thực Phẩm, trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ

Tp HCM

2.2 Vật liệu nghiên cứu

Cùi bưởi, vỏ bưởi phơi khô hay sấy khô ở 500C đến khối lượng không đổi

2.3 Nội dung thực hiện

Đề tài thực hiện hai nội dung chính:

+ Nghiên cứu lựa chọn các thông số tối ưu cho quy trình tách chiết pectin từ vỏbưởi Phân tích một số chỉ tiêu hóa lý của pectin thu được

+ Khảo sát khả năng ứng dụng pectin thu được làm màng bao bảo quản trái sơri

Mục đích: Trong thí nghiệm này, hai loại bưởi được khảo sát là bưởi Da xanh và bưởi

Năm roi Tiến hành xác định phần trăm khối lượng từng thành phần của quả bưởi, địnhtính pectin và xác định độ ẩm (%) của phần cùi trắng Qua đó, đánh giá tiềm năng táchchiết pectin từ phế liệu bưởi

Cách tiến hành:

Xác định phần trăm khối lượng từng thành phần (vỏ xanh, cùi trắng, thịt quả) của quả bưởi

- Cân khối lượng quả bưởi (m), khối lượng quả tương ứng 100%

- Tách riêng từng thành phần của quả bưởi, ghi nhận khối lượng (m’), tính % khối lượng của từng thành phần (%) theo công thức:

 Định tính pectin trong vỏ bưởi

Nguyên tắc: Dùng hơi nóng làm bay hơi hết lượng nước tự do trong cùi trắngcủa bưởi (đến khối lượng không đổi) Cân khối lượng cùi trắng trước và sau khi sấykhô ở 1050C, từ đó tính ra phần trăm nước có trong cùi trắng

2.4.1 Nội dung 1: Nghiên cứu xác định các thông số tối ưu cho quy trình tách chiết pectin từ vỏ bưởi

2.4.1.1 Xác định tỷ lệ mẫu/dung môi thích hợp cho quy trình trích ly pectin từ vỏ bưởi

 Mục đích: xác định tỉ lệ mẫu/dung môi tối ưu cho quy trình chiết tách pectin từ

Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm bố trí 3 lần lặp lại

- Cân 10g cùi vỏ bưởi đã sấy đến khối lượng không đổi cho vào bình tam giác,thêm nước cất vào đạt tỉ lệ khảo sát

- Nâng nhiệt độ và giữ ở 800C trong 15 phút

- Thủy phân dịch chiết bằng HCl loãng để chiết tách pectin pH của dịch chiết đạt1,3; nhiệt độ của quá trình chiết đạt 90-1000C và thời gian chiết 100-120 phút

- Lọc lấy phần dịch lỏng

Vỏ bưởi

Khảo sát tỷ lệ mẫu/dung môi

1/10 1/20 1/30 1/40

- Tủa bằng cồn 96o với tỉ lệ 1:1

- Lọc và rửa lấy tủa

- Sấy khô ở 50oC (theo phương pháp của Lê Ngọc Tú, 2002)

Hàm lượng pectin được tính bằng công thức sau:

2.4.1.2 Xác định thời gian gia nhiệt thích hợp cho quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi

 Mục đích: của thí nghiệm là khảo sát ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến quá

trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Xác định thời gian tối ưu cho quá trình chiết táchpectin

Tiến hành thí nghiệm với các khoảng thời gian gia nhiệt được thay đổi tăng dần từ

100, 105, 110, 115, 120 phút Tỷ lệ mẫu/ dung môi sử dụng khảo sát là thông số tối ưuthu nhận được từ thí nghiệm 2.4.1.1 Thông số theo dõi là hàm lượng pectin thu được

 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

 Cách tiến hành thí nghiệm:

Thí nghiệm được lặp lại 3 lần

- Cân 10g cùi vỏ bưởi cho vào bình tam giác, thêm nước cất vào đạt tỉ lệmẫu/dung môi là kết quả tối ưu thu được từ thí nghiệm 2.4.1.1.

- Nâng nhiệt độ và giữ ở 750C trong 15 phút

- Thủy phân dịch chiết bằng HCl 10% để chiết tách pectin pH của dịch chiết đạt1.3-1.4

- Gia nhiệt 90- 1000C ở thời gian khảo sát

- Lọc lấy phần dịch lỏng

- Tủa bằng cồn 96o với tỉ lệ 1:1

- Lọc và rửa lấy tủa

- Sấy khô ở 50oC (theo phương pháp của Lê Ngọc Tú, 2002)

- Hàm lượng pectin được tính theo công thức (1)

2.4.1.3 Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi

 Mục đích: của thí nghiệm là khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình

chiết tách pectin từ vỏ bưởi, từ đó xác định điều kiện nhiệt độ tối ưu cho quá trìnhchiết tách pectin

Tiến hành thí nghiệm với thông số nhiệt độ được thay đổi tăng dần từ 800C, 850C,

Thời gian chiết tách ở 115 phút

Khảo sát nhiệt độ chiết tách (0C)