(Đồ án hcmute) nghiên cứu trích ly pectin từ vỏ thanh long (hylocereus undatus) với sự hỗ trợ của vi sóng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU TRÍCH LY PECTIN TỪ VỎ THANH LONG (HYLOCEREUS UNDATUS) VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA VI SÓNG GVHD: TS NGUYỄN TIẾN LỰC SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÀN MSSV: 12116062 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2016 an 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 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2016-12116062 NGHIÊN CỨU TRÍCH LY PECTIN TỪ VỎ THANH LONG (HYLOCEREUS UNDATUS) VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA VI SÓNG GVHD: TS Nguyễn Tiến Lực SVTH: Trương Thị Thanh Nhàn MSSV: 12116062 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2016 an an an an an an an an an TÀI LIỆU THAM KHẢO Abdul Azis Ariffin 2009 Essential fatty acids of pitaya (dragon fruit) seed oil Food Chemistry 114: 561–564 A K M Azad et al 201 Isolation and characterization of pectin extracted fromlemon pomace during ripening Journal of Food and Nutrition Sciences 2(2): 30-35 A Synytsya 2003 Fourier transform Raman and infrared spectroscopy of pectins Carbohydrate Polymers 54: 97–106 Nguyễn Cảnh.2004 Quy hoạch thực nghiệm NXB Đại học quốc gia Tp.HCM Canteri-Schemin et al 2005.Extraction of Pectin From Apple Pomace Brazilian Archives of Biology AndTechnology, 48, 2: 259-266 Cây long Vietdragonfruit 2015 Debra Mohnen 2008 Pectin structure and biosynthesis Current Opinion in Plant Biology 11:266–277 Didier Lootens 2003 Influence of pH, Ca concentration, temperature and amidation on the gelation of low methoxyl pectin Food Hydrocolloids 3: 237-244 FAO JECFA 2009 Pectin Monographs 10 Fernanda L Seixas et al 2014 Extraction of pectin from passion fruit peel (Passiflora edulis f flavicarpa) by microwave-induced heating Food Hydrocolloids 38 : 186-192 11 Food Chemical Codex 1996 IV monographs pp 283 Washington DC: National Academy Press 12 Homa Bagherian et al 2011.Comparisons between conventional, microwave- and ultrasound-assisted methods for extraction of pectin from grapefruit Chemical Engineering and Processing (11-12):1237-1243 13 Huang Guolin et al 2012.Application of Ionic Liquids in the Microwave-Assisted Extraction of Pectin from Lemon Peels Journal of Analytical Methods in Chemistry 14 Hwang J, Pyun YR, Kokini, JI 1993 Sidechanins of pectins: Some thoughts on their role in plant cell walls Food Hydrocolloids, 7: 39-53 15 Iglesias MI, Lozano JE (2004) Extraction and characterization of sunflower pectin Journal of Food Engineering, 62: 215-223 54 an 16 J Prakash Maran et al 2014 Microwave assisted extraction of pectin from waste Citrullus lanatus fruit rinds Carbohydrate Polymers 101 :786–791 17 Kalapathy U, Proctor A (2001) Effect of acid extraction of pectins from plant material by different pH Carbohydrate Polymer, 43: 62-69 18 Kumar A, Chauhan, GS 2010 Extraction and characterization of pectin from apple pomace and its evaluation as lipase (steapsin) inhibitor Carbohydrate Polymer, 82: 454459 19 Liu Zhongdong et al.2006 Image study of pectin extraction from orange skin assisted by microwave Carbohydrate Polymers 64 : 548–552 20 PGS.Ts Võ Thị Thanh Lộc Phân tích thị trường long Viện Nghiên cứu Phát triển ĐBSCL, Đại học Cần Thơ 21 Lúcia Cristina Vriesmann et al.2012 Extraction and characterization of pectin from cacao pod husks (Theobroma cacao L.) with citric acid Food Science and Technology (1):108-116 22 Manel Masmoudi et al.2008 Optimization of pectin extraction from lemon byproductwith acidified date juice using response surface methodology.Carbohydrate Polymers 74 : 185–192 23 Monsoor, M.A 2005 Effect of drying methods on the functional properties of soy hull pectin Carbohydrate Polymers 61: 362-367 24 Muhamadzadeh J et al 2010 Extraction of Pectin from Sunflower Head Residues of Selected Iranian Caltivers World Applied Science Journal, 8: 21-24 25 Nguyễn Văn Mùi 2001 Thực hành hóa sinh học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 26 Munehiro Hoshino 2009 Separation and characterization of pectin from juice processing residue extracted by Sub-Critical water 27 Nazaruddin,R et al.2011 Pectins From Dragon fuit (Hylocereus polyrhizus) peel Malays Appl Biol 40(1): 19-23 28 Tôn Nữ Minh Nguyệt Công nghệ sản xuất pectin Đề tài nghiên cứu khoa học trường Đại học Cần Thơ 55 an 29 Norazelina Sah Mohd Ismail.2012 Extraction and Characterization of Pectin from Dragon Fruit (Hylocereuspolyrhizus) using Various Extraction Conditions Sains Malaysiana 41(1): 41–45 30 N.M Ptichkinaa et al 2008 Pectin extraction from pumpkin with the aid of microbial enzymes Food Hydrocolloids 22 (2008) 192–195 31 Osamu Kurita 2008 Characterization of the pectin extracted from citrus peel in the presence of citric acid Yamazaki Carbohydrate Polymers 74: 725–730 32 Owens, H.S., McCready, R.M., Shepard, A.D., Schultz, T.H., Pippen, E.L., Swenson, H.A., Miers, J.C., Erlandsen, R.F & Maclay, W.D 1952 Methods used at Western Regional Research Laboratory for Extraction of Pectic Materials pp USDA Bur Agric Ind Chem 33 Pelle Lidstö m et al 2001 Microwave assisted organic synthesis –a rewiev Tetrahedron 57: 9225-9283 34 P.Y.Tang et al.2011 Optimization of Pectin Extraction form peel of Dragon Fruit (Hylocereus polyrphizus) Asian Journal of Biological 4(2):189-195 35 Ramli N, Asmawati 2011 Effect of ammonium oxalate and acetic acid at several extraction time and pH on some physicochemical properties of pectin from cocoa husk (Theobroma cacao) African journal of Food Science, 5: 790-798 36 Sijin Wang et al.2007.Optimization of pectin extraction assisted by microwave from apple pomace using response surface methodology Journal of Food Engineering 78 : 693–700 37.Phạm Văn Sổ Bùi Thị Như Thuận 1991 Kiểm nghiệm lương thực, thực phẩm, Đại học Bách Khoa Hà Nội 603tr 38 Phạm Minh Tâm.2012 Chiết xuất pectin từ vỏ long (Hylocereus undatus) ứng dụng thực phẩm [khóa luận tốt nghiệp] Trường Đại học Tôn Đức Thắng 39 Nguyễn Thị Thu Tâm.2014 Nghiên cứu trích ly chất màu Bectacyanin từ vỏ long 40 Tạ Duy Tiên 2008 Trích ly , tinh pectin điều chế dẫn xuất chlorophyllin tan nước từ dây hoàng Cocculus sarmentosus (Lour.) Diels Tạp chí Khoa học 10: 118-125 56 an 41 Diệp Ngọc Tú Nghiên cứu ảnh hưởng enzyme pectinase lên tính chất cảm quản nước long Trường Đại Học Lạc Hồng 42 Lê Ngọc Tú 2005 Hóa sinh cơng nghiệp, 154-158 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Việt Nam 43 Bùi Minh Trí (2011) Xác suất thống kê quy hoạch thực nghiệm NXB Bách Khoa Hà Nội 44 Bùi Anh Võ Nguễn Đức Lượng.2010 Nghiên cứu thu nhận pectin từ vỏ cà phê Tập chí phát triển khoa học & cơng nghệ K2:47-56 Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM 45 Trịnh Liên Vy 2012.Nghiên cứu pectin xây dựng quy trình sản xuất bột thạch từ sương sâm [luận văn thạc sĩ] Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng : Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng 57 an PHỤ LỤC Bảng khảo sát thành phần vỏ long Thành phần Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn Độ ẩm (%) 13,16 12,58 13,58 13,11 0,5 Khoáng (%) 17,07 16,7 17,02 16,93 0,2 Pectin (%) 39,56 39,1 38,64 39,1 0,46 Đường (%) 12,5 10 10 10,83 1,44 Acid tổng (%) 1,6 1,56 1,64 1,6 0,04 Trung bình Độ lệch chuẩn Thành phần pectin thô Thành phần lần1 lần2 lần3 Độ ẩm (%) 12,05 12,14 12,11 12,1 0,05 Khoáng (%) 11,75 11,61 11,67 11,68 0,07 Pectin sản phẩm (%) 75,07 74,95 75,17 0,29 75,5 Một số tiêu pectin Chỉ tiêu Lần Lần Lần Trung bình Độ lệch chuẩn Đương lượng(Eq) 787,4 781,25 796,23 788,29 7,53 Chỉ số Methoxyl (MeO,%) 3,29 3,35 3,41 3,35 0,06 Chỉ số acid khan (AUA, %) 41,01 41,54 42,24 41,6 0,62 Chỉ số DE (%) 45,54 45,59 45,83 45,65 0,16 an Tối ưu hóa hiệu suất trích ly pectin Bảng ma trận thực nghiệm phương án trực giao cấp với hàm mục tiêu hiệu suất trích ly N 2k 2k no x0 x1 x2 x3 x4 x1x2 x1x3 x1x4 x2x3 x2x4 x3x4 1 1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 10 -1 1 -1 -1 -1 1 11 1 -1 1 -1 -1 -1 12 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 13 1 1 -1 1 -1 -1 -1 14 -1 -1 -1 -1 -1 -1 15 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 16 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 17 1,414 0 0 0 0 18 -1,414 0 0 0 0 19 1,414 0 0 0 0 20 -1,414 0 0 0 0 21 0 1,414 0 0 0 22 0 -1,414 0 0 0 23 0 1,414 0 0 0 24 0 -1,414 0 0 0 25 0 0 0 0 0 an x12 -0,8 x22 -0,8 x32 -0,8 x42 -0,8 y x02 x12 x22 x32 x4 0,2 0,2 0,2 0,2 16,8 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 8,2 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 9,4 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 9,0 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 13,0 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 12,8 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 23,8 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 10,4 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 15,0 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 12,8 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 19,8 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 8,0 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 22,0 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 10,4 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 16,2 1 1 0,2 0,2 0,2 0,2 9,0 1 1 1,2 -0,8 -0,8 -0,8 22,2 0 1,2 -0,8 -0,8 -0,8 10,8 0 -0,8 1,2 -0,8 -0,8 19,6 0 -0,8 1,2 -0,8 -0,8 8,6 0 -0,8 -0,8 1,2 -0,8 17,2 0 -0,8 -0,8 1,2 -0,8 11,4 0 -0,8 -0,8 -0,8 1,2 11,4 0 -0,8 -0,8 -0,8 1,2 10,8 0 -0,8 -0,8 -0,8 -0,8 13,4 0 0 an (x1x2)2 (x1x3)2 (x1x4)2 (x2x3)2 (x2x4)2 (x3x4)2 (x1')2 (x2')2 (x3')2 (x4')2 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 1 1 1 0,04 0,04 0,04 0,04 0 0 0 1,44 0,64 0,64 0,64 0 0 0 1,44 0,64 0,64 0,64 0 0 0 0,64 1,44 0,64 0,64 0 0 0 0,64 1,44 0,64 0,64 0 0 0 0,64 0,64 1,44 0,64 0 0 0 0,64 0,64 1,44 0,64 0 0 0 0,64 0,64 0,64 1,44 0 0 0 0,64 0,64 0,64 1,44 0 0 0 0,64 0,64 0,64 0,64 an x0y x1y x2y x3y x4y (x1x2)y (x1x3)y (x1x4)y 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 16,8 8,2 -8,2 -8,2 8,2 8,2 8,2 -8,2 -8,2 9,4 9,4 -9,4 -9,4 9,4 -9,4 -9,4 9,4 9,0 -9,0 9,0 -9,0 9,0 -9,0 9,0 -9,0 13,0 13,0 -13,0 13,0 -13,0 -13,0 13,0 -13,0 12,8 -12,8 12,8 12,8 -12,8 -12,8 -12,8 12,8 23,8 23,8 23,8 -23,8 -23,8 23,8 -23,8 -23,8 10,4 -10,4 -10,4 -10,4 -10,4 10,4 10,4 10,4 15,0 15,0 -15,0 15,0 15,0 -15,0 15,0 15,0 12,8 -12,8 12,8 12,8 12,8 -12,8 -12,8 -12,8 19,8 19,8 19,8 -19,8 19,8 19,8 -19,8 19,8 8,0 -8,0 -8,0 -8,0 8,0 8,0 8,0 -8,0 22,0 22,0 22,0 22,0 -22,0 22,0 22,0 -22,0 10,4 -10,4 -10,4 10,4 -10,4 10,4 -10,4 10,4 16,2 16,2 -16,2 -16,2 -16,2 -16,2 -16,2 -16,2 9,0 -9,0 9,0 -9,0 -9,0 -9,0 9,0 9,0 22,2 31,39 0 0 0 10,8 -15,27 0 0 0 19,6 27,71 0 0 8,6 -12,16 0 0 17,2 0 24,32 0 0 11,4 0 -16,12 0 0 11,4 0 16,12 0 10,8 0 -15,27 0 13,4 0 0 0 an (x2x3)y (x2x4)y (x3x4)y (x1')y (x2')y (x3')y (x4')y 16,8 16,8 16,8 3,36 3,36 3,36 3,36 -8,2 -8,2 8,2 1,64 1,64 1,64 1,64 9,4 -9,4 -9,4 1,88 1,88 1,88 1,88 -9,0 9,0 -9,0 1,8 1,8 1,8 1,8 -13,0 13,0 -13,0 2,6 2,6 2,6 2,6 12,8 -12,8 -12,8 2,56 2,56 2,56 2,56 -23,8 -23,8 23,8 4,76 4,76 4,76 4,76 10,4 10,4 10,4 2,08 2,08 2,08 2,08 -15 -15 15 3,0 3,0 3,0 3,0 12,8 12,8 12,8 2,56 2,56 2,56 2,56 -19,8 19,8 -19,8 3,96 3,96 3,96 3,96 8,0 -8,0 -8,0 1,6 1,6 1,6 1,6 22 -22 -22 4,4 4,4 4,4 4,4 -10,4 10,4 -10,4 2,08 2,08 2,08 2,08 16,2 16,2 16,2 3,24 3,24 3,24 3,24 -9,0 -9,0 9,0 1,8 1,8 1,8 1,8 0 26,64 -17,76 -17,76 -17,76 0 12,96 -8,64 -8,64 -8,64 0 -15,68 23,52 -15,68 -15,68 0 -6,88 10,32 -6,88 -6,88 0 -13,76 -13,76 20,64 -13,76 0 -9,12 -9,12 13,68 -9,12 0 -9,12 -9,12 -9,12 13,68 0 -8,64 -8,64 -8,64 12,96 0 -10,72 -10,72 -10,72 -10,72 an Áp dụng phương pháp tính tốn phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu để tính hệ số phương trình hồi quy bao gồm: b0, b1, b2, b3,b4, b12, b13, b14, b23, b24, b34, b11, b22, b33, b44 Bảng: Hệ số PTHQ b0 b1 b2 13,68 3,576 b3 2,5475 0,68 b4 b12 b13 b14 -0,8875 1,3875 -0,6375 -0,5875 Bảng: Hệ số PTHQ b23 b24 b34 b11 b22 b33 b44 0,0125 0,0125 0,4875 1,125 -0,075 0,025 -1,575 Tính phương sai tái 𝑆𝑡ℎ xác định theo thí nghiệm bổ sung tâm Bảng: Phương sai tái no You (yuo - ̅̅̅ 𝑦𝑢𝑜 ) 13 0,9025 13,4 0,3025 14,4 0,2025 15 1,1025 ̅̅̅ 𝑦𝑢𝑜 13,95 Tổng: 2,51 𝑆𝑡ℎ 0,837 Sth : 0,915 2 2 2 2 Tính độ lệch quân phương hệ số : 𝑆𝑏0 , 𝑆𝑏1 , 𝑆𝑏2 , 𝑆𝑏3 , 𝑆𝑏4 , 𝑆𝑏12 , 𝑆𝑏13 , 𝑆𝑏14 , 2 2 2 𝑆𝑏23 , 𝑆𝑏24 , 𝑆𝑏34 , 𝑆𝑏11 , 𝑆𝑏22 , 𝑆𝑏33 , 𝑆𝑏44 Bảng: Độ lệch quân phương hệ số Sb0 Sb1 Sb2 Sb3 Sb4 Sb12 Sb13 Sb14 0,183 0,205 0,205 0,205 0,205 0,229 0,229 0,229 an Bảng: Độ lệch quân phương hệ số Sb23 Sb24 Sb34 Sb11 Sb22 Sb33 Sb44 0,229 0,229 0,229 0,323 0,323 0,323 0,323 Tính ý nghĩa hệ số PTQH kiểm định theo tiêu chuẩn Student: |𝑏 | 𝑡𝑗 = 𝑆 𝑗 𝑏𝑗 Tra bảng (f2) = t0,05 (3) = 3,182; chọn p = 0,05, f2 = n0 – = Điều kiện nhận tj > tp(f2) Bảng: Kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student t0 t1 t2 t3 t4 t12 t13 t14 74,779 17,484 12,455 3,325 4,339 6,068 2,788 2,569 nhận nhận nhận nhận nhận nhận loại loại Bảng: Kiểm tra tính ý nghĩa hệ số theo tiêu chuẩn Student t23 t24 t34 t11 t22 t33 t44 0,055 0,055 2,132 3,479 0,232 0,077 4,870 loại loại loại nhận loại loại nhận Hệ số t13, t14, t23, t24, t34, t22, t33 nhỏ (f2) hệ số hồi quy tương ứng bị loại khỏi PTHQ Vậy nhận phương trình hồi qui dạng: 𝑦̂= 13,68+3,576x1+2,548x2+0,68x3-0,888x4+1,388x1x2+1,125(x12-0,8)-1,575(x42-0,8) (I) Dựa vào phương trình (I) ta tính 𝑦̂𝑖 ( yi - 𝑦̂) 𝑖 an Bảng: Kết tính 𝒚̂𝒊 ( yi - 𝒚̂𝒊 ) cho hàm mục tiêu 𝑦̂𝑖 (yi-𝑦̂) 𝑖 16,8 20,894 16,761 8,2 8,646 0,199 9,4 11,662 5,117 9,0 9,606 0,367 13,0 14,798 3,233 12,8 12,742 0,003 23,8 21,31 6,2 10,4 9,062 1,79 15,0 13,022 3,912 12,8 10,966 3,364 19,8 19,534 0,071 8,0 7,286 0,51 22,0 22,67 0,449 10,4 10,422 16,2 13,438 7,629 9,0 11,382 5,674 22,2 21,346 0,729 10,8 11,234 0,188 19,6 17,643 3,83 8,6 10,437 3,375 17,2 15,002 4,831 11,4 13,078 2,816 11,4 9,634 3,119 10,8 12,146 1,812 13,4 14,04 0,41 yi Tổng 76,389 an Tính phương sai dư: Sdư = ∑N ̂i )2 i=1(yi −y N−l = 76,389 25−8 =4,493 Để kiểm tra tương thích PTHQ với thực nghiệm, ta sử dụng kiểm định Fisher 𝑆2 F = 𝑆2𝑑 𝑡ℎ Bảng: Kiểm định Fisher PTHQ hàm mục tiêu độ nhớt 𝑆𝑑ư 4,493 𝑆𝑡ℎ 0,837 F 5,37 F0,05(17,3) 8,68 an an ... trích ly Chính lý chúng tối tiến hành thực ? ?Nghiên cứu trích ly pectin từ vỏ long (Hylocereus undatus) với hỗ trợ vi sóng Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu tìm điều kiện trích ly pectin hỗ trợ vi. .. vi sóng nhằm đạt hiệu suất trích ly hiệu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng: Vỏ long ruột trắng (Hylocereus undatus) Phạm vi giới hạn đề tài Nghiên cứu trích ly pectin từ vỏ long phương pháp vi sóng. .. TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2016-12116062 NGHIÊN CỨU TRÍCH LY PECTIN TỪ VỎ THANH LONG (HYLOCEREUS UNDATUS) VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA VI SÓNG GVHD: TS Nguyễn Tiến Lực SVTH: Trương Thị Thanh Nhàn MSSV: 12116062 THÀNH