Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ PECTIN
Nhóm tiểu luận:18 Trang 1
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
I. GIỚI THIỆU VỀ PECTIN:
1.1. Phát hiện :
- Tên gọi Pectin được bắt nguồn từ một từ gốc Hy Lạp là “Pectos” có nghóa là “ hoá
gel” hay “ hoá đặc”, Pectin được phát hiện vào năm 1779 bởi Vauquelin, tên gọi Pectin được
sử dụng vào năm 1824.
- Năm 1824, Smolenki lần đầu tiên xác nhận Pectin là polymer của a. Galacturonic.
- Năm 1830, Meyyor và Mark phát hiện thấy cấu trúc thẳng của phân tử Pectin.
- Năm 1937, cấu trúc của Pectin chính thức được Shneider và Boek xác đònh.
1.2. Quá trình phát triển:
- Pectin có vai trò quan trọng trong sản xuất mứt quả, thạch quả.
- Dần dần con người đã biết trộn các loại quả hay chất chiết từ các loại quả có nhiều
Pectin với các loại quả có ít Pectin hoặc không có Pectin làm thành mứt tốt.
VD : Trộn dâu tây với quả phúc bồn tử hoặc dâu tằm, chất chiết từ vỏ và cùi táo được
dùng rất nhiều bổ sung vào các loại mứt.
- Các nhà sản xuất bắt đầu tìm kiếm các nguồn Pectin khác. Đầu TK XX, khả năng tạo
đông nổi bật của Pectin ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn trong Hoá thực phẩm, đánh dấu
sự sản xuất Pectin theo quy mô lớn.
- Chiết xuất Pectin dạng lỏng được sản xuất đầu tiên năm 1908 ở Đức và nhanh chóng
lan truyền đến Hoa Kỳ, những năm gần nay trung tâm sản xuất Pectin đã chuyển sang Châu
Âu và các nước sản xuất nhiều quả có muối ( cam, chanh….): Mehico, Braxin…
1.3. Nguồn gốc của Pectin:
- Pectin là hợp chất tự nhiên có nhiều trong màng tế bào của các loài thực vật bậc cao chủ
yếu phân bố ở các loại quả, củ, thân.
Hình
1
: Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật

Cà rốt 10
Đài hoa hướng dương 25
Thịt củ cải đđường 15-20
Vỏ quả có múi 30-35
- Trong cùng một loại quả nhưng các phần khác nhau có hàm lượng Pectin khác nhau
Bảng 2: Phần trăm Pectin trong các phần phế liệu của bưởi
Các phần
phế liệu
khối lượng ( % ) Hàm lượng
Pectin %
Hiệu suấ thu hồi
( % Pectin/ % Ck )
Vỏ xanh 8-11 - -
Cùi trắng 15-30 3.1 15.6
Vỏ múi 8-12 5.8 25.2
Vỏ hạt 3-5 5.3 12.4
Bã tép 10-16 5.2 -
Nhóm tiểu luận:18 Trang 3
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
1.4. Cấu tạo phân tử Pectin:
Cấu tạo một phân tử Pectin
Hình
2: Cấu tạo một đơn vò chuỗi Pectin
- 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
O
7

Sự Methyl hoá hoàn toàn ứng với chỉ số methoxyl bằng 16.3%, các Pectin tách từ thực
vật thường có chỉ số Methoxyl từ 10% đến 12%.
+ Chỉ số ester hoá ( DE ): thể hiện mức độ ester hoá của Pectin, là % về số lượng của
các gốc Acid Galacturonic được ester hoá trên tổng số lượng gốc Acid galacturonic có trong
phân tử.
1.5. Phân loại Pectin
Sản phẩm pectin trên thò trường rất phong phú và đa dạng về chủng loại. Sản phẩm của
mỗi công ty có tên gọi và đặc điểm riêng. Có thể phân loại pectin trên thò trường theo các
cách sau đây:
 Theo trạng thái
- Pectin dạng lỏng cô đặc
- Chiết suất pectin sấy khô
- Pectin dạng bột
 Theo nguồn nguyên liệu
- Pectin táo
- Pectin quả múi
- Pectin nho
- Pectin củ cải đường
- Pectin hướng dương
 Theo chỉ số DE
- High methoxyl pectin (HMP)
- Medium methoxyl pectin (MMP)
- Low methoxyl pectin (LMP)
- Low methoxyl amidated pectin (LMAP)
- Acid pectic
Ngoài ra còn có dạng High methoxyl amidated pectin (HMAP) nhưng ít gặp
Hình 7: HMP ( High Methoxyl Pectin )
Hình 8: LMP ( Low methoxyl Pectin )
Nhóm tiểu luận:18 Trang 6
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin

- Pectin tinh chế có dạng chất bột màu trắng xám nhạt.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 7
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Hình 10: Pectin tinh chế
2.1 Tính tan của Pectin trong nước:
2.1.1. Tính tan:
- Pectin tan trong nước và tạo thành dung dịch có độ nhớt rất cao.
- Khi tiếp xúc với nước, Pectin nhanh chóng hấp thu nước và trương nở gấp nhiều lần so
với kích thước ban đđầu, sau đó các phân tử Pectin bắt đđầu tách rời khỏi hạt Pectin từ ngoài
vào trong cho đến khi biến mất.
-Nếu các hạt Pectin dính nhau khi tiếp xúc với nước thì tất cả chúng sẽ trương lên, dính
nhau và hợp lại thành một viên to và hoà tan rất lâu.
- Ngược lại, nếu các hạt Pectin đđược tách rời nhau trước khi tiếp xúc với nước thì chúng sẽ
có đđủ chỗ trống đđể trương nở mà không dính vào nhau.

Trước khi tiếp xúc với nước Sau khi tiếp xúc với nước

Trước khi tiếp xúc với nước Sau khi tiếp xúc với nước
- Để tránh làm vón cục Pectin cần phải tách rời các hạt Pectin trước khi cho Pectin tiếp
xúc với nước.
2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hoà tan của Pectin:
- Nhiệt đđộ hoà tan : Nhiệt đđộ càng cao Pectin hoà tan càng tốt, nhiệt đđộ thích hợp nhất đđể
hoà tan Pectin là trên 80
0
C.
- Thời gian hoà tan càng lâu, Pectin càng tan đđược nhiều hơn.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 8
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
- Tốc đđộ khuấy càng cao, Pectin hoà tan càng tốt.
- Nồng đđộ chất khô: Để đđảm bảo hoà tan tốt Pectin, nồng đđộ chất khô của dịch nấu khi bổ

- Pectin được ứng dụng làm chất ổn đònh nhũ tương trong thực phẩm như sốt mayonnaise,
nước sốt cho rau trộn.
2.4 Khả năng tạo gel:
- Đặc tính quan trọng của Pectin là khi có mặt của Acid và Đường, nó có khả năng tạo gel,
tính chất này được ứng dụng khá phổ biến trong công nghệ sản xuất bánh kẹo.
- Pectin có khả năng tạo gel tốt theo một trong hai cơ chế: Đường-Acid và cơ chế tạo gel
bằng Ca
2+
( hay còn gọi là cơ chế “egg-box” ).
- Cơ chế tạo gel của Pectin phụ thuộc chỉ số DE.
+ Khi chỉ số DE giảm, khả năng tạo gel theo cơ chế Đường-Acid giảm, khả năng tạo gel với
các ion hoá trị II ( hay dùng nhất là Ca
2+
) tăng.
+ Khi chỉ số DE tăng , khả năng tạo gel theo cơ chế Đường-Acid tăng.
- HMP chỉ tạo gel theo cơ chế Đường-Acid.
- LMP có thể tạo gel theo hai cơ chế trên.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 9
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
2.4.1. Điều kiện tạo gel:
• Điều kiện tạo gel của HMP:
- PH thấp : 1-3.5
- Nồng đđộ chất khô cao : 55-85%
- Không cần Ca
2+
- Phải có Đường và Acid
• Điều kiện tạo gel của LMP:
- PH : 1-7 hay cao hơn.
- Hàm lượng chất khô : 0-85%
- Cần Ca

2+
, LMP tạo thành gel bằng cách hình thành các vùng liêên kết trượt
ở nhiệt đđộ thấp ( khoảng 10
0
C ), gel tạo thành trong suốt.
- Quá trình tạo gel của LMP tương đđối đđộc lập với nồng đđộ chất khô và PH của sản phẩm.
Hình 12: Cơ chế tạo gel bởi Ca
2+
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel của Pectin:
Tính chất tạo gel của pectin chịu kết hợp bởi nhiều yếu tố như bản chất của Pectin, nhiệt đđộ
tạo gel, PH, đđường và các chất hoà tan, Ca
2+
và các ion khác. Các yếu tố này có liêên quan lẫn
nhau và cùng ảnh hưởng lên quá trình tạo gel của Pectin.
2.4.3.1. Bản chất của Pectin:
Các loại Pectin khác nhau có thể khác nhau về chiều dài phân tử, mức đđộ methoxyl hóa,
sự phân bố các nhóm ưa nước và kỵ nước trên mạch Pectin,…. Mỗi đđiểm khác biệt đđều khiến
cho tính chất tạo gel của pectin khác đđi.
• Chiều dài phân tử
Mạch Pectin càng dài, khả năng tạo gel càng cao, gel tạo thành càng cứng, nếu mạch
Pectin qúa ngắn, Pectin sẽ không thể tạo gel.
• Các nhóm chức
- Sự có mặt của nhóm amid khiến tính chất tạo gel của LMAP có một số đđiểm khác với
LMCP.
- Nhóm amid khiến cho LMAP kém ưa nước hơn, do đđó làm tăng khả năng tạo gel, LMAP
nhạy cảm với Canxi hơn LMCP.
- Số lượng các nhóm amid quyết đđịnh đđộ nhạy cảm với Canxi của LMAP, mức đđộ amid
hoa ùcàng cao thì lượng Ca
2+
càng giảm.

- LMP cũng đđược phân loại theo tốc đđộ tạo gel như sau:
Bảng 2: Bảng phân loại LMP
Loại LMP Tốc đđộ tạo gel DE ( % ) DA ( % )
LMCP Chậm 40 0
LMCP Nhanh 30 0
LMAP Chậm 35 15
LMAP Nhanh 30 20
- Đối với HMP, DE càng cao thì tốc đđộ tạo gel càng cao, hay nhiệt đđộ tạo gel có thể càng
cao.
- Đối với LMP, DE càng thấp thì tốc đđộ tạo gel càng cao.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 12
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
- Chỉ số DE càng cao tức là số nhóm kỵ nước ( methyl ester ) càng nhiều, số vùng liêên kết
giữa các nhóm kỵ nước càng nhiều khiến cho Pectin tạo gel càng nhanh.
2.4.3.3. Đường:
- Trong dung dòch nước, Pectin hoà tan trong nước, các nhóm OH
-
của mạch Pectin liên
kết với các H
+
của phân tử nước.
- Khi có mặt của đường, đường đóng vai trò là chất hydrat hoá, ngậm nước của phân tử
Pectin, Pectin trở nên không hoà tan, cộng với H
+
từ acid, H
+
sẽ làm trung hoà điện tích
của các gốc COO
-
trên mạch Pectin, tạo gốc COOH, vì thế sợi Pectin không còn đẩy nhau

- Hàm lượng acid cần thiết phụ thuộc vào hàm lượng Pectin và loại Pectin, nồng đđộ chất
khô và loại muối đđệm sử dụng.
- pH giảm thì nhiệt đđộ tạo gel tăng , thời gian tạo gel giảm do các mạch Pectin liêên kết
nhiều hơn.
- pH tăng quá, nhiệt đđộ tạo gel sẻ giảm, thời gian tạo gel kéo dài, nguy cơ sản phẩm không
tạo gel cũng tăng.
- pH sản phẩm thích hợp đđể có mùi vị tốt là 3.2-3.6, đđây là pH thường đđược chọn trong
sản xuất kẹo dẻo và mứt đông, sản phẩm có kết cấu dai và cứng.
- Không nên chọn pH < 3 vì mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ
acid sẽ ngừng lại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO
-
của phân tử Pectin đã được
trung hoà điện tích, nên nồng độ H
+
có tăng lên cũng không thể tăng thêm mức độ tạo gel.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 13
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Chương 2:
SẢN XUẤT PECTIN
Nhóm tiểu luận:18 Trang 14
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
I. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT :
1.1. Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu dùng để sản xuất pectin thương mại chủ yếu là những phế liệu thu được
trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả, thường là táo hay quả có múi, ví dụ như vỏ cam
quýt, bã táo còn lại sau khi sản xuất nước táo … Các phụ phẩm này được sấy khô bảo quản để
sử dụng trong thời gian dài. Với 1g bã táo khô, bậc tạo gel tương ứng 25 – 35, còn với cùng
lượng vỏ cam quýt khô thì bậc tạo gel đạt ít ra là 6 lần cao hơn bậc tạo gel của bã táo khô.
Trong thực tế người ta biểu thò khả năng tạo gel của các loại pectin bằng các chỉ số hay bậc
tạo gel. Ngoài ra pectin còn được sản xuất từ củ cải đường và đài hoa hướng dương.

Để đảm bảo chất lượng của nguyên liệu sản xuất (bã táo, vỏ quả múi …) ngành sản
xuất pectin phải lựa chọn kiểm tra và giám sát kỹ các nguồn cung cấp nguyên liệu từ trồng
trọt cho đến lúc thu hái, xử lý và bảo quản bã táo hay vỏ quả múi, đồng thời thường xuyên
huấn luyện các nhà cung cấp nguyên liệu.
Trước khi nhập, bã táo hay vỏ quả múi phải được kiểm tra kỹ. Đối với vỏ quả múi, các
điều kiện xử lý trước đó được quy đònh rất nghiêm ngặt. Không được xử lý vỏ quả múi bằng
Ca(OH)
2
và enzyme. Việc xử lý vôi hóa sẽ làm thủy phân hoàn toàn pectin thành acid pectic
còn xử lý bằng enzyme để dễ tách vỏ hơn sẽ làm giảm khối lượng phân tử của pectin.
II. QUY TRÌNH CHUNG SẢN XUẤT PECTIN CÔNG NGHIỆP:
Quy trình sản xuất pectin gồm từ 3 đến 4 bước cơ bản:
Bước 1 : Trích ly pectin từ nguyên liệu
Bước 2 : Tinh chế dung dòch chiết
Bước 3 : Tách pectin từ dung dòch lỏng
Nếu sản phẩm là LMP thì cần tiến hành thêm bước thứ 4
Bước 4 : De-ester hoá HMP
Nhóm tiểu luận:18 Trang 16
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Hình 15: Quy trình sản xuất pectin theo mô hình thiết bò
Nhóm tiểu luận:18 Trang 17
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Nhóm tiểu luận:18 Trang 18
Nghiền
Trích ly
Lọc
Tẩy màu
Cô đặc
Kết tủapectin
Tách kết tủa

Sấy
Bao bì
Nghiền, rây
Kiểm tra/chuẩn hoá
Đóng gói
LMP
bột
HMP
bột
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT PECTIN:
1. Thu hoạch:
Vào mùa thu hoạch, một lượng lớn nguyên liệu( táo, quả citrus….) được thu hoạch từ các
vùng trồng chúng.
2. Ép
Quả tươi được vận chuyển từ nông trại đến các nhà máy sản xuất nước quả, ở đây quả
được ép và chế biến thành nước quả ép, nước quả lên men và tách tinh dầu
3. Sấy bã khô
Phần bã còn lại sẽ được đem đi rửa và sấy ở nhiệt độ thấp. Vì nguyên liệu (táo và quả
có múi…) chỉ được thu hoạch một vài tuần trong năm còn pectin được sản xuất quanh năm nên
quá trình sấy bã táo và vỏ quả có múi rất quan trọng, giúp quá trình vận chuyển dễ hơn và
bảo quản lâu hơn.
Bã thô sau khi sấy là nguyên liệu để sản xuất pectin
4. Bảo quản bã sấy
Bã sấy được sản xuất từ nơi sản xuất nước quả đến nơi sản xuất pectin. Ởû đó bã sấy sẽ
được bảo quản trong một phòng tồn trữ đặc biệt ở điều kiện tồn trữ không đổi và kiểm soát
liên tục. Từ đây bã sấy sẽ được dùng để sản xuất pectin quanh năm.
Trường hợp sử dụng bã ẩm, cần phải đem sản xuất pectin ngay khi vừa thu nhận thì bã
ẩm rất dễ hư hỏng
5. Nghiền bã sấy

pH=1.5 – 3.0 , t
0
= 60 – 100
0
C, thời gian= 0.5 – 6 giờ
Nguyên tắc : cho nước chảy tuần hoàn liên tục cho đến khi nồng độ pectin đạt giá trò theo
yêu cầu
Các yếu tố ảnh hưởng :
• Kích thướt bã thô
• Tỉ lệ bã với dung môi
• Nguồn gốc nguyên liệu
• Loại acid dùng trích ly
• Nhiệt độ và thời gian trích ly
Một số phng pháp khác ;
• Phương pháp nghiền bi ướt ở nhiệt độ thấp
• Phương pháp trích ly pectin bằng enzym galacturonase: tuy nhiên phương pháp
này chỉ dùng trong nghiên cứu. Pectin thu được có mạch ngắn và phân nhánh. Để
thu được pectin ít bò biến đổi so với tự nhiên có thể sử sụng enzym arabinase và
galactanase
Nhóm tiểu luận:18 Trang 20
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Có thể ngăn chặn quá trình phân huỷ enzym bằng cách : bổ sung các chất hoạt động bề
mặt như SDS( sodium dodecyl sulphate ) . SDC ( sodium deoxycholate) được dùng để loại bỏ
các chất màu và lipid. DMSO ( dimethyl sulphoxide ) giúp loại bỏ một lượng lớn tinh bột ra
khỏi dòch thuỷ phân.
Phần bã khô sau khi trích ly gần hết pectin sẽ được sấy khô ép đùn thành viên và sử
dụng làm thức ăn gia súc. Đây là loại thức ăn gia súc có giá trò dinh dưỡng và năng lượng cao
7. Làm sạch dòch chiết
Dòch pectin thu được sau trích ly sẽ được làm trong bằng ly tâm, lọc ép…
Sau cùng dòch chiết được tẩy màu bằng hoá chất SO

trọng

lực)
4.Khoang
chứa

bã

và

đóa
5.Buồng
6.
Vít

tải
8. Cô đặc và xử lý dòch chiết
Thiết bò : cô đặc chân không màng rơi
• Nhiệt độ: 55 -60
0
C
• Nồng độ chất khô sau cô đặc: khoảng 10 %( pectin 2-4 % )
Dòch cô đặc được làm nguội và rót vào các thùng chứa để bán dạng lỏng, hoặc đem sấy
thùng quay để được dòch chiết pectin sấy khô hay xử lý tiếp để thu bột pectin
Để sản xuất sữa bột: dòch cô đặc đem đi kết tủa ngay -> thu được HMP có DE cao hoặc
dự trữ thêm một thời gian để xử lý tiếp pectin ( de-ester hoáHMP, amid hoá) nhằm thu được
dung dòch có chứa HMP có DE thấp, LMP
Quá trình de-ester hoá có thể thực hiện bằng acid, amoniac, hoặc enzym. Xử lý bằng
acid là tốt nhất, pectin tin thu được tạo được gel tốt hơn, xử lý bằng enzym sẽ khiến cho quá
trình de-ester hóa không được đồng đều

Trong quá trình xử lý bằng cồn, pectin tạo thành kết tủa màu trắng và nổi thành mảng
lên trên bề mặt, có thể tách ra khỏi dung dòch rất dễ dàng. Pectin kết tủa có thể được rửa
sạch lại bằng cồn. Nồng độ cồn sử dụng có ảnh hưởng đến lượng và độ tinh khiết của pectin
Nếu kết tủa pectin bằng muối nhôm, kết tủa thu được phải đem rửa bằng cồn có pha
acid để chuyển nhôm pectinate thành ra dạng acid sau đó trung hoà bằng cồn kiềm hoá nhẹ.
Cồn sử dụng có thể chứa các muối hay kiềm để biến đổi pectin thành muối một phần ( Na
+
,
K
+
, Ca
2+
,
+
4
NH
).
11. Ép kết tủa
Pectin kết tủa được đem ép, sản phẩm thu được là pectin thô và dung dòch chiết chứa
cồn cùng với các loại đường và chất màu.
Nhóm tiểu luận:18 Trang 24
Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin
Dòch cồn dùng để kết tủa và rửa kết tủa sẽ được đem chưng cất để thu lại cồn tinh khiết
sử dụng lại cho quá trình kết tủa. Phần dòch chiết còn lại sẽ được gộp chung với phần dòch
chiết dòch bã thô sau khi đã tách kết tủa pectin.
Dòch chiết bã thô sau khi tách cồn còn chứa nhiều đường, acid quả, các chất màu và các
chất mùi tự nhiên. Các chất chiết này có thể được sử dụng làm chất tạo ngọt hoặc chất tạo
màu thực phẩm. ng dụng nữa là có thể lên men dòch chiết để thu hồi etanol táo. Có tyhể
dùng những kó thuật xử lý đặc biệt xử lý tiếp để tách các tác nhân gây sẫm màu, khoáng chất
và các acid quả ra khỏi dòch chiết. Sản phẩm thu được sẽ chỉ chứa đường của nguyên liệu