Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................3
1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................3
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..............................................4
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ PECTIN............................................5
1.1. Tình hình nghiên cứu về pectin..........................................................5
1.1.1. Tình hình nghiên cứu pectin trong nước...........................................5
1.1.2. Tình hình nghiên cứu pectin trên thế giới.........................................5
1.2. Nguồn gốc, cấu tạo và tính chất của pectin.......................................6
1.2.1. Nguồn gốc...........................................................................................6
1.2.2. Cấu tạo................................................................................................7
1.2.3. Tính chất.............................................................................................8
1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng.......................................................9
1.3.1. Phân loại.............................................................................................9
1.3.2. Chỉ số đặc trưng...............................................................................11
1.4. Cơ chế tạo gel.....................................................................................11
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel....................................13
1.5.1. Pectin................................................................................................13
1.5.2. Nước.................................................................................................14
1.5.3. Đường...............................................................................................15
1.5.4. Acid...................................................................................................15
1.6. Ứng dụng............................................................................................16
1.6.1. Trong công nghệ thực phẩm............................................................16
1.6.2. Trong công nghệ dược phẩm...........................................................20
1.7. Tác dụng dược lý của pectin.............................................................21
Chương 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU...........................22
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
1
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
2.1. Đặc tính thực vật của cây bưởi.........................................................22

phẩm đa dạng và phong phú, dễ bảo quản khi vận chuyển. Mặt khác, nước ta là
nước có khí hậu nhiệt đới nên thuận lợi cho việc trồng và sản xuất nhiều loại rau
quả. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất pectin. Lượng pectin còn có
nhiều trong phế liệu rau quả trong công nghệ chế biến nước ép trái cây như bã cam,
chanh, táo, vỏ xoài, vỏ - cùi bưởi, đu đủ...Đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm
từ nguyên liệu là phế liệu những phần ta không ăn được hay những phần kém giá
trị dinh dưỡng mà ta có thể sử dụng lại để chiết xuất lấy pectin có trong những phế
liệu đó làm cho chúng có tác dụng và ứng dụng nhiều, hơn nữa việc thu mua phế
liệu không sử dụng của các nhà máy và xử lý chúng để đem dùng là có tác dụng lớn
trong việc bảo vệ môi trường và đem lại giá trị kinh tế cao. Đây là sản phẩm còn ít
người được biết đến và nghiên cứu về nó cũng chưa nhiều, mặc dù nhu cầu tiêu thụ
tương đối lớn. Vì vậy, việc tìm hiểu về nguyên liệu các tính chất biến đổi và qui
trình công nghệ thích hợp để sản xuất và ứng dụng hợp lý đang là vấn đề cần thiết,
đem lại hiệu suất thu hồi pectin cao hơn, đóng góp thiết thực cho sự phát triển
chung của ngành công nghệ thực phẩm trong việc đa dạng hoá các sản phẩm.
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
3
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa về mặt kinh tế: Nguyên liệu là phế liệu bưởi giá cả thu mua rẻ nên
dẫn đến chi phí về một sản phẩm thấp.
- Ý nghĩa về mặt xã hội: Khi chi phí cho một đơn vị sản phẩm thấp đồng nghĩa
với giá thành sản phẩm không cao nên chi phí về chi tiêu giảm dẫn đến chi phí về
giáo dục cao. Trình độ con người trong xã hội ngày càng được nâng cao.
- Ý nghĩa về mặt sức khỏe: Có nhiều giá trị dinh dưỡng trong khẩu phần ăn
hằng ngày, phòng và chữa một số bệnh như: hạ cholesterol trong máu, chống tăng
cường đường huyết ở người mắc bệnh tiểu đường, kích thích bài tiết dịch vị….
- Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm: Ứng dụng trong chế biến đồ hộp và rau
quả, bánh kẹo, mứt, mứt đông…


- Hội thảo quốc tế lần thứ hai về Pectins và Pectinaza được tổ chức bởi Đại
học Wageningen và Trung tâm nghiên cứu và được tổ chức tại Rotterdam, Ngày
06- ngày 10 tháng 5, năm 2001. Cuộc họp này có hiệu quả sự tham dự của khoảng
130 đại biểu từ hơn 20 quốc gia, đại diện cho gần như tất cả các nhóm / ngành công
nghiệp làm việc trên toàn thế giới về pectins và pectinaza. Sau cuộc họp đầu tiên
về chủ đề này được tổ chức vào tháng 12 năm 1995, hội nghị chuyên đề chắc chắn
tạo thành một nền tảng cho các nhà nghiên cứu và các ngành công nghiệp làm việc
trong lĩnh vực này, tất cả trong kỷ luật chuyên môn riêng của họ.
- Nghiên cứu công nghệ chiết xuất pectin từ Artocarpus heterophyllus lam.
Được nghiên cứu bởi Guo Fei-yan, JI Ming-hui *, SHU Huo-ming, Chen Jing,
Chen Yi-nan (Khoa Hóa, Đại học Hải Nam bình thường, chính Lab của Herb
Hóa Dược phẩm nhiệt đới của tỉnh Hải Nam, 571.158 Hải Khẩu, Trung Quốc).
- Pectin, một loại chất xơ được tìm thấy trong trái cây và rau quả, theo một
nghiên cứu trong phòng thí nghiệm mới từ Mỹ, được viết trên tạp chí
Glycobiology, thì pectin có thể gây chết tế bào lập trình trong các tế bào ung thư
tuyến tiền liệt. Những gì báo cáo này cho thấy là nếu bạn lấy tế bào ung thư tuyến
tiền liệt của con người và thêm pectin, bạn có thể tạo ra tế bào chết được lập trình",
ông Debra Mohnen nhà nghiên cứu tế bào. "Nếu bạn làm như vậy không phải ung
thư bằng tế bào chết không xảy ra . "
1.2. Nguồn gốc, cấu tạo và tính chất của pectin
1.2.1. Nguồn gốc
- Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo gel,
tạo đông.
- Pectin có mặt trong củ quả, thân cây. Đóng vai trò vận chuyển nước và lưu
chất cho các trái cây đang trưởng thành. Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái
cây. Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nước và có nhiều trong
mô trái cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
6
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga

liên kết 1,4- glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm methoxyl (-OCH
3
).
Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng
trăm đơn vị acid polygalacturonic.
- Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin:

Hình 2: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin.
- Phân tử lượng: của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay
đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galaturonic và thường thay đổi
trong phạm vi từ 10.000 ÷ 100.000. Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài
phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose. Ví dụ từ nguồn táo,
mận thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 ÷ 35.000, trong khi đó pectin lấy
từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000.
- Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin.
1.2.3. Tính chất
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
8
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
- Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ. Pectin được xem là một trong
những chất phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này
được chứng minh bởi hàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được ban hành
bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Expert Committee), SCF (Scientific Committee
for Food) ở liên minh châu Âu và GRAS (Generally Regarded).
- Mã hiệu quốc tế của pectin là E440.
- 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 khả
năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy

10
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là
polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có
chứa nhóm thế methoxyl.
- Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban
(polysaccharide ở thành tế bào).
1.3.2. 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 (-OCH
3
) trên tổng khối lượng phân tử.
+ Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn
các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.
- Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần
trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng
gốc acid galacturonic có trong phân tử.
1.4. Cơ chế tạo gel [1], [5], [16]
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:

SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
11
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
Hình 6: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro.

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

:

Hình 7: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca
2+
.
Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca
2+
, 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
không thêm đường và acid.
+ Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COO
-
cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị
hai đặc biệt là Ca
2+
.
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
13
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca
2+
và chỉ số methoxyl. Gel pectin
có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar.
1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel [4], [5]
1.5.1. Pectin
- Mạch phân tử của pectin là cơ cấu chính của hiện tượng tạo gel. Vì thế,
lượng pectin có trong dịch đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đó mới tạo
được sự keo tụ. Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợp giữa các
phân tử xảy ra càng nhanh, hệ keo đông tụ càng bền. Thường lượng pectin sử dụng
khoảng từ 0,5 ÷ 1%. Khi dùng cao quá lượng thích hợp sẽ thu được gel quá cứng,

phần nước đang liên kết với pectin. Khi đó pectin trở nên không hòa tan. Cộng với
tác động của ion H
+
từ lượng acid sử dụng để tạo đông, H
+
làm trung hòa điện tích
của các gốc COO- trên mạch phân tử pectin, tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin
không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau và tạo mạng.
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
Điều kiện tạo gel
pH Đường Ion hóa trị
II
Tốc độ tạo
gel
>70 2,8 ÷ 3,4 65 Không Nhanh
50 ÷ 70 2,8 ÷ 3,4 65 Không Chậm
<50 2,5 ÷ 6,5 0 Có Nhanh
15
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga
- Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn hơn
50%thì mới có khả năng tạo gel. Thông thường người ta tạo hỗn hợp có 65%
đường để tiến hành keo đông. Nếu dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xảy ra
trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để khắc phục có thể thay thế một
phần đường saccharose bằng đường glucose nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường.
1.5.4. 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 tạo đông tụ và có thể chuyển dạng muối pectat

1.6.1. Trong công nghệ thực phẩm
a. Ứng dụng của pectin trong công nghệ chế biến rau quả
- Pectin là chất tạo đông tốt nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực
phẩm, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả. Nó có khả năng giữ
mùi tự nhiên trong kẹo đông hay các sản phẩm khác, không gây mùi vị lạ.
- Tác dụng tạo đặc của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm
mà qui định không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành rẻ hơn hay ở
những loại thực phẩm cần có một hình dáng thật tự nhiên.
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
17
Đề tài: Chiết xuất pectin từ phế liệu bưởi GVHD: Nguyễn Thị Thanh Nga

Hình 8: Các sản phẩm rau quả có sử dụng pectin.
HMP dùng trong mứt trái cây và mứt đông:
- Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây
để những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, tạo ra
mùi vị thơm ngon cho sản phẩm, và giảm tối đa sự phân rã. Quá trình sản xuất mứt
đông và mứt trái cây phải đảm bảo tạo ra sự phân bố đồng đều của các phân tử
trong pha liên tục ngay từ khi quá trình khuấy trộn ngừng lại. Hàm lượng pectin sử
dụng trong mứt và mứt đông thường trong khoảng 0,2 ÷ 0,4%.
- Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt vì
yêu cầu của sản phẩm phải tạo được gel, tạo đặc trước khi đóng hộp.
- Quá trình tạo gel của pectin có thể được tạo ra trong một qui trình lạnh
bằng 2 cách:
SVTH: Phạm Thị Thanh Ngọc Lớp: 08C3
18