i
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ……………………………………………………. . 2
1.1.4. Phân loại và các chỉ số đặc trƣng của pectin 4
1.1.4.1. Các chỉ số đặc trƣng của pectin4
1.1.4.2. Phân loại5
1.1.5. Tính chất của pectin5
1.1.6. Khả năng tạo gel của pectin 6
1.1.7. Ứng dụng của pectin 7
1.1.7.1. Một số ứng dụng chung8
1.1.7.2. Ứng dụng của pectin trong mỗi loại trái cây.8
1.2. Giới thiệu về bƣởi và tình hình phát triển bƣởi ở Việt Nam11
1.2.1. Đặc điểm của bƣởi11
1.2.2. Một số giống bƣởi ở nƣớc ta hiện nay.12
1.3. Thành phần hóa học và tác dụng của vỏ bƣởi14
1.3.1. Thành phần hóa học của vỏ bƣởi:14
1.3.2. Tác dụng của vỏ bƣởi đối với sức khỏe:14
1.3.3. Một số sản phẩm chế biến từ cùi bƣởi 15
1.3.3.1. Nem bƣởi15
1.3.3.2. Chè bƣởi15
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU17
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU17
2.1.1. Cùi bƣởi17
2.1.2. Nguyên liệu phụ17
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU19
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU19
2.3.1. Nghiên cứu các công đoạn của quy trình sản xuất pectin.20
2.3.1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến 20
2.3.1.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình21
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. MI: Chỉ số methoxyl
2. DE: Chỉ số ester hóa
3. HMP (High Methoxyl Pectin): Pectin có độ methoxyl hóa cao.
4. LMP (Low Methoxyl Pectin): Pectin có độ methoxyl hóa thấp.
5. LDL (Low density lipoprotein): Lipoprotein tỉ trọng thấp. (Cholesterol có hại).
6. HDL (High density lipoprotein): Lipoprotein tỉ trọng cao. (Cholesterol có lợi).
7. IPPA: (International Pectin Producers' Association): Hiệp hội pectin quốc tế.
8. JECFA: (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives):
Uỷ ban hỗn hợp các chuyên gia về phụ gia thực phẩm của Tổ chức Y tế Thế giới và
Tổ chức Lƣơng Nông của Liên hợp quốc. iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Hàm lƣợng pectin trong một số loại củ, quả
Bảng 1.2. Hàm lƣợng pectin trong các phế phẩm quả bƣởi
Bảng 1.3. Sản lƣợng cây có múi ở một số tỉnh phía Nam
Bảng 2.1. Một số tính chất vật lý của axit citric
Bảng 2.2. Bố trí thời gian, nhiệt độ thủy phân.
Bảng 2.3. Mức chất lƣợng sản phẩm theo tổng số điểm của các thành viên trong hội
đồng cảm quan
Bảng 2.4. Hệ số quan trọng với sản phẩm pectin từ cùi bƣởi
Bảng 2.5. Bảng điểm cảm quan của sản phẩm
Bảng 3.1. Một số thành phần hóa học của cùi bƣởi
Bảng 3.2. Đánh giá màu sắc của pectin ở các nồng độ axit khác nhau
Bảng 3.3. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc vào nồng độ dung dịch axit.
Bảng PL 9. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc vào tỷ lệ dung dịch axit / khối lƣợng cùi
Bảng PL 10. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc nhiệt độ, thời gian thủy phân
Bảng PL 11. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc vào nhiệt độ cô đặc
Bảng PL 12. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc vào nồng độ chất khô khi dừng cô đặc
Bảng PL 13. Tiêu chuẩn của pectin do IPPA quy định
Bảng PL 14. Tiêu chuẩn của ethanol.
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ aixt trong dung dịch thủy phân
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung dịch axit / khối lƣợng cùi bƣởi
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ, thời gian thủy phân
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ cô đặc
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chất khô khi dừng cô đặc
Hình 3.1. Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào nồng độ aixt trong dung
dịch thủy phân
Hình 3.2. Hiệu suất thu pectin phụ thuộc vào nồng độ aixt trong dung dịch thủy
phân
Hình 3.3. Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào tỷ lệ dung dịch axit / khối
lƣợng cùi bƣởi
không mất chi phí nguyên liệu đầu vào.
Từ những lợi ích trên và cùng với việc giúp sinh viên làm quen với nghiên
cứu khoa học, bƣớc đầu ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất các mặt
hàng thực phẩm. Trong đợt thực tập này khoa chế biến có giao cho tôi đề tài tốt
nghiệp: “Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất pectin từ cùi bƣởi”.
Do kiến thức có hạn và thời gian thực tập ngắn nên đồ án không tránh khỏi
thiếu sót mong nhận đƣợc sự góp ý từ quý thầy cô để đồ án hoàn thiện hơn. Tôi xin
chân thành cảm ơn! 2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU VỀ PECTIN
1.1.1. Nguồn gốc pectin [4]
Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây. Đóng vai trò vận chuyển nƣớc và lƣu
chất cho các trái cây đang trƣởng thành. Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái
cây. Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nƣớc và có nhiều trong mô
cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin. Sau
đó kết hợp với sự demetyl hóa dƣới tác dụng của enzym và sự depolymer hóa của
pectin thành pectate và cuối cùng là các loại đƣờng hòa tan và acid.
Từ thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong khẩu phần ăn của con
ngƣời. Nhƣng chỉ mới nửa thế kỷ trƣớc ngành công nghệ thực phẩm mới nhận biết
đƣợc vai trò quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng các sản phẩm thực
phẩm.
Trong công nghiệp pectin đƣợc thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu
thực vật thƣờng là táo hay các quả có múi nhƣ: Cam, quýt, bƣởi. Phần lớn các quốc
gia xem pectin là phụ gia quí và vô hại đƣợc sử dụng với liều lƣợng phụ thuộc vào
từng quy trình công nghệ.
1.1.2. Nguồn nguyên liệu chứa pectin
1,6
4,3
0,3
1,2
Cà rốt
0
3,7
2,9
-
6,6
0,4
1,0
Cà chua
< 0,1
0,2
1,5
1,0
2,8
0,1
0,9
Hành
0
6,3
1,3
1,2
8,8
0,3
0,8
Cam
0
Hàm lƣợng pectin trong các phế liệu của bƣởi cũng chiếm một phần không nhỏ:
Bảng 1.2. Hàm lượng pectin trong các phế liệu bưởi [12]
Các phế liệu
Khối lƣợng (%)
Hàm lƣợng pectin (%)
Vỏ xanh
8 – 11
- -
Cùi trắng
15 – 30
3,7
Vỏ múi
8 – 12
5,8
Vỏ hạt
3 – 5
5,3
Bã tép
10 – 16
5,2
Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lƣợng pectin luôn biến
đổi. Thƣờng cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và
depolymer hóa. Khi bị thối rữa thì hàm lƣợng pectin bị phân hủy.
1.1.3. Cấu tạo của pectin [4]
Các chất pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa
các mạch của phân tử acid D-Galacturonic C
6
H
10
MI max = 16,3%
MI của pectin thực vật = 10 – 12%
- Chỉ số ester hóa (DE) (thể hiện mức độ ester hóa của pectin):
Là phần trăm về số lƣợng của các gốc acid galactoronic đƣợc ester hoá trên
tổng số lƣợng gốc acid galacturonic có trong phân tử.
5
1.1.4.2. Phân loại
a. Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử:
Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa trong thƣơng mại chia pectin
thành 2 loại: Pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấp.
HMP: DE > 50% hay MI >7%. LMP: DE ≤ 50% hay MI ≤ 7%. Đƣợc sản xuất bằng cách giảm nhóm
methoxyl trong phân tử pectin.
b. Theo khả năng hòa tan trong nƣớc:
và mức độ methoxyl hóa.
Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel:
+ Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo đƣợc gel mặc dù sử
dụng với liều lƣợng cao.
+ Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng
Mức độ methoxyl hoá quy định cơ chế tạo gel:
HMP:
Tạo gel bằng liên kết hydro.
- Điều kiện tạo gel: [Đƣờng] >50%, pH = 3 - 3,5, [Pectin] = 0,5 - 1%
7
Đƣờng có khả năng hút ẩm, nên nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử
pectin trong dung dịch. pH acid trung hòa bớt các gốc (COO
-
) làm giảm độ tích điện
của các phân tử. Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội
phân tử và tạo gel.
Liên kết hydro đƣợc hình thành giữa các phân tử pectin có thể là hydroxyl
– hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl – carboxyl. Kiểu liên kết này không
bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo bởi tính linh động của các phân tử trong
khối gel.
- Cấu trúc của gel: Phụ thuộc vào hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng acid, hàm
lƣợng pectin, loại pectin và nhiệt độ.
30 – 50% đƣờng thêm vào pectin là sucrose. Do đó cần duy trì pH acid. Tuy
nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một
lƣợng lớn sucrose gây kết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục. Khi
dùng lƣợng pectin vƣợt quá lƣợng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi dùng
một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách
đun lâu hơn.
giúp giảm cân ở ngƣời béo phì.
- Giảm hấp thu lipid.
- Khống chế tăng đƣờng áp ở ngƣời có bệnh tiểu đƣờng.
- Chống táo bón.
- Cầm máu: Pectin có tác dụng bảo vệ các mô mạch chống hiện tƣợng chảy
máu.
- Sát trùng: Dung dịch pectin 5% có tác dụng nhƣ thuốc sát trùng H
2
O
2
.
- Hạ cholesterol toàn phần trong máu ở ngƣời rối loạn lipid máu. Hạ LDL loại
cholesterol không có lợi cho tim mạch. Ngƣợc lại pectin làm tăng HDL chất có lợi
cho tim mạch. Một chế độ ăn hằng ngày rất có lợi cho sức khỏe tim mạch, giảm nhẹ
tình trạng tăng cao lipid máu, đƣờng máu, giảm bớt đƣợc liều lƣợng của các thuốc
dùng hằng ngày của bệnh nhân đái tháo đƣờng, cao huyết áp hoặc cholesterol/ lipid
máu cao.
- Những ngƣời có nguy cơ ô nhiễm Hg (đãi vàng, nơi dùng thuốc nhộm, giấy…)
nên ăn thực vật có chứa nhiều pectin.
Do pectin trong thực vật sẽ kết hợp với Hg, làm giảm nồng độ ion Hg trong máu
giúp tăng tốc bài trừ Hg.
1.1.7.2. Ứng dụng của pectin trong mỗi loại trái cây [13], [14]
- Trong bƣởi :
Làm giảm cholesterol:
Trong bƣởi có pectin và hai flavonoid chính là hesperidin và naringin. Pectin là
chất sợi hòa tan chứa polysaccharid giúp ngoại hấp cholesterol trong thức ăn và muối
mật nên làm giảm cholesterol trong máu, giảm chất béo thâm nhập vào cơ thể.
9
Theo các nghiên cứu trên những ngƣời có lƣợng cholesterol trong máu cao, việc
Pectin trong cà rốt sẽ kết hợp với Hg, làm giảm nồng độ ion Hg trong máu,
giúp tăng tốc bài trừ ion Hg.
- Trong cà chua:
Pectin có trong cà chua làm giảm hấp thu năng lƣợng kích thích bài tiết dịch
vị, xúc tiến nhu động đƣờng ruột.
- Trong đu đủ:
Thành phần pectin có trong đu đủ giúp tẩy sạch độc tố đƣờng ruột.
- Trong táo:
Trong táo chất có tác dụng tốt cho sức khỏe là pectin.
Pectin là một đại phân tử do sự trùng hợp cao của acid D-galacturonic. Pectin
đƣợc coi là chất không đƣợc tiêu hóa khi chúng ta ăn táo, nhƣng khi đến ruột già thì
90% pectin đƣợc enzym của vi khuẩn phân hủy thành acid formic, acid acetic, acid
propionic, butyric, cacbonic…
Ngày nay ngƣời ta cần lƣu ý nhiều về chất pectin nhƣ một chất xơ thực phẩm,
nhằm làm giảm bớt tác động glucoz huyết do ăn uống ở ngƣời đái tháo đƣờng. Quả
táo hay bƣởi chứa nhiều pectin sẽ làm chậm sự vận chuyển thức ăn qua dạ dày, ruột
dẫn đến điều này có lợi cho những ngƣời ăn kiêng để chống mập.
1.1.7.3 Ứng dụng của pectin trong ngành công nghiệp thực phẩm.
1. Trong ngành công nghiệp bánh kẹo [1]:
Pectin tăng tính hấp dẫn, tạo cấu trúc đàn hồi, tăng mùi vị trái cây tự nhiên và
tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm. Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định. Vì
vậy pectin đƣợc ứng dụng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo nhƣ: Mứt quả, kẹo
dẻo, lớp mặt bánh kem, bánh ngọt nhân hoa quả,…
2. Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến sữa:
Pectin bổ sung hƣơng vị trái cây cho các sản phẩm sữa chua. Cho pectin vào
sữa lên men với liều lƣợng vừa đủ, trộn đều để đƣợc dung dịch đồng nhất.
Trong yaourt trái cây, pectin tạo cấu trúc mịn, giúp phân bố đều các mẫu trái
cây nhỏ trong sữa và nó còn làm cho sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng. Trong các sản
phẩm nhiều lớp, pectin còn có tác dụng ổn định và giữ cho trái cây không bị tách
12
Đồng Bằng Sông Cửu Long có 3401 ha diện tích cây có múi và chiếm 79% sản
lƣợng của cả nƣớc. Theo thống kê về sản lƣợng trái cây có múi của các tỉnh phía
Nam năm 1998 của Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam, số liệu đƣợc trình
bày trong bảng sau.
Bảng 1.3. Sản lượng trái cây có múi ở một số tỉnh phía Nam năm 1998[12]
STT
Tỉnh
Sản Lƣợng (Tấn)
1
Cần Thơ
85170
3
Vĩnh Long
26884
4
Đồng Tháp
18850
5
Tiền Giang
17656
6
Trà Vinh
16754
7
Sóc Trăng
16082
8
Tp. Hồ Chí Minh
- Bƣởi ổi:
Da son trái nhỏ, múi mền mịn. Hƣơng vị ngọt, hƣơng thơm ngào ngạt. Trọng
lƣợng trung bình 1kg/quả, để lâu đƣợc khoảng 2 tháng.
- Bƣởi Thanh Trà:
Giống ngày đƣợc trồng phổ biến tại huyện Vĩnh Cữu –Đồng Nai. Cây sinh
trƣởng, phát triển khá manh, ít nhiễm sâu bệnh hại, năng suất cao, tuổi thọ cây lớn.
Quả có hình dạng quả lê, trọng lƣợng quả khoảng 1,2kg, túi tinh dầu nổi rất rõ,
phẩm chất ngon.
- Bƣởi Năm Roi:
Đƣợc trồng phổ biến ở Vĩnh Long. Sau khi trồng khoảng từ 3 - 5 năm thì cây
bắt đầu cho thu hoạch quả. 14
Quả có dạng từ gần tròn tới dạng quả lê, đƣờng kính trung bình 15 - 20cm có
khi đạt 30cm, vỏ ngoài dầy 2 - 2,5cm màu xanh hơi vàng, khi chín có màu vàng tâm
quả rỗng, trên vỏ nổi nhiều tuyến dầu, bề mặt vỏ nhám và vỏ trở nên mỏng hơn. Quả
đƣợc xác định là chín khi 25 - 50% diện tích vỏ quả chuyển màu vàng xanh, vỏ dễ
bóc, trọng lƣợng khoảng 1 - 1,6kg/quả. Vụ thu hoạch rộ nhất vào khoảng tháng 12
năm trƣớc đến tháng 1 năm sau. Hiện nay trên toàn tỉnh Vĩnh Long có khoảng 1600
ha bƣởi tập trung chủ yếu ở các huyện: Bình Minh, Trà Ôn, Tam Bình, Vũng Liêm.
- Bƣởi da xanh:
Bƣởi da xanh có nguồn gốc từ xã Thanh Tân, Mỏ Cày, Bến Tre. Bƣởi da xanh
ra trái quanh năm và năng suất cao hơn bƣởi Năm Roi.
Bƣởi da xanh để cả tháng mà không héo, chất lƣợng không thay đổi. Toàn tỉnh
Bến Tre có khoảng 4000 ha bƣởi da xanh vào năm 2010.
1.3. Thành phần hóa học và tác dụng của vỏ bƣởi
1.3.1. Thành phần hóa học của vỏ bƣởi:
Vỏ ngoài của bƣởi chứa nhiều tinh dầu nhƣ một số loại trái cây khác thuộc họ
Cam quýt (Rutaceae) gồm d-limonen, a-pinen, linalool, geraniol, citral Chúng có
1.3.3.2. Chè bƣởi
Nguyên Liệu:
- 1 vỏ của 1 trái bƣởi. 100 gram đậu phộng rang. 100 gam đƣờng, 100 gam
đậu xanh. Nƣớc cốt dừa, bột năng, muối, dầu bƣởi.
Cách Làm:
- Vỏ bƣởi gọt mỏng bỏ phần vỏ xanh, lấy phần cùi trắng xắt lát mỏng độ 3 mm
dài 2 cm. Bóp đều cùi bƣởi, muối, nƣớc lạnh để bớt đắng rồi bóp lại với phèn chua,
xả lại bằng nƣớc lạnh.
- Sau đó ngâm vỏ bƣởi vôi trắng khoảng 1 ngày thì cùi bƣởi sẽ trở nên giòn,
xả bằng nƣớc lạnh nhiều lần để sạch bớt mùi vôi. Cho cùi bƣởi vào nồi luộc chín
(10 phút) rồi xả nƣớc lạnh và vắt thật ráo nƣớc.
- Trộn đều cùi bƣởi với 200 gam đƣờng với 1 ít nƣớc lạnh.
- Đậu phộng rang giã nhỏ. Đậu xanh ngâm nƣớc rồi nấu chín.
16
-Cho 400 gram đƣờng, một chút muối vào 1,5 lít nƣớc lạnh. Nấu sôi và khuấy
cho tan đƣờng . Khi đƣờng sôi thì cho cùi bƣởi đã chuẩn bị bên trên vào khuấy đảo
liên tục để cùi bƣởi không dính lại với nhau. Bột năng còn lại hoà với chút nƣớc cho
vào nồi chè khi thấy hơi sệt thì cho đậu xanh vào. 17
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
2.1.1. Cùi bƣởi
Cùi bƣởi lấy từ vỏ quả bƣởi sau khi đã loại bỏ phần vỏ xanh bên ngoài.
Đề tài này tôi sử dụng giống bƣởi năm roi. Do
+ Cùi bƣởi năm roi có màu trắng sẽ làm cho sản phẩm có màu sáng hơn
những giống bƣởi có cùi hồng nhƣ bƣởi da xanh.
Nhiệt độ nóng chảy
153ºC
Nhiệt độ sôi
Phân hủy ở 175ºC
18
b. Tính axit:
Tính axít của nó là do ảnh hƣởng của nhóm carboxyl (
-
COOH), mà mỗi
nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành ion citrat. Các muối
citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH của các
dung dịch axít.
Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ biến nhất là
muối Canxi Citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho thực phẩm.
Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tƣơng tự nhƣ các axít carboxylic
khác. Khi nhiệt độ trên 175ºC thì nó phân hủy tạo thành CO
2
và nƣớc.
3. Lý do chọn axit citric
Loại axit ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu suất thu pectin cũng nhƣ khả năng tạo gel,
trọng lƣợng trung bình của sản phẩm.
Trong các loại axit nhƣ axit clohydric, axit nitoric, axit sunfuhydric … thì hiệu
suất pectin thu đƣợc với axit citric la thấp nhất. Nhƣng khả năng ester hóa cao, khả
năng tạo gel tốt hơn và trọng lƣợng phân tử trung bình cao hơn các loại khác.
Bởi thế tôi chọn axit citric để thực hiện đề tài này.
- Cồn 96 độ
Đƣợc mua ở cửa hàng hóa chất đƣờng 2/4 Nha Trang. Đạt tiêu chuẩn cồn trong
công nghiệp (Bảng PL 14).
- Nước.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu:
Dùng phần mềm Exel để xử lý số liệu và vẽ đồ thị.