Pectin là phụ gia được sử dụng phổ biến trong công nghệ thực phẩm, là một chất bột, có màu (từ màu trắng cho đến nâu nhạt) và được chiết xuất chủ yếu từ các loại trái cây Pectin là một chất xơ tự nhiên polymer của các acid polygalacturonic và các este metyl, có trong hầu hết các loại thực vật.
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ENZYME TIỂU LUẬN ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TRONG CHIẾT TÁCH PECTIN TỪ VỎ CHANH LEO Thực hiện: NMH 02_NTL 01 DANH SÁCH SINH VIÊN STT Họ tên MSV MỤC LỤC Điểm đánh giá Điểm Table of Contents A PECTIN VÀ NGUỒN CHIẾT TÁCH .4 I Pectin gì? II Phân loại tính chất 2.1 Phân loại: 2.2 Tính chất: .4 .5 B 3.1 Nguồn chiết tách 3.2 Hóa chất hỗ trợ trình chiết tách TIẾN HÀNH .7 I Sơ chế nguyên liệu II Thu pectin III Enzyme trình .7 3.1 Mục đích .7 3.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme 3.3 Một số ảnh hưởng khác đến trình thủy phân enzyme 3.3.1 pH 3.3.2 Nhiệt độ .8 3.3.3 Thời gian C SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ENZYME VÀ HÓA HỌC D THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU A PECTIN VÀ NGUỒN CHIẾT TÁCH I Pectin gì? - Pectin phụ gia sử dụng phổ biến công nghệ thực phẩm, chất bột, có màu (từ màu trắng nâu nhạt) chiết xuất chủ yếu từ loại trái - Pectin chất xơ tự nhiên - polymer acid polygalacturonic este metyl, có hầu hết loại thực vật II Phân loại tính chất II.1 Phân loại: Loại Pectin khơng tan: tồn chủ yếu thành tế bào (dưới dạng kết hợp với polysaccharide araban) Loại Pectin hòa tan: tồn chủ yếu dịch tế bào II.2 Tính chất: Thuộc nhóm chất có khả làm đơng tụ Có dạng chất bột, từ màu trắng màu xám nhạt, nâu nhạt Có khả tạo gel đơng lại có mặt thành phần axit đường Có khả hút nước (biến thành chất keo cần tránh môi trường kiềm) Dễ tan nước Dung dịch pectin có độ nhớt cao Pectin phụ gia an tồn có số tác dụng có lợi cho sức khỏe so với phụ gia loại Gelatin, thích hợp với nhiều đối tượng Tuy nhiên giá thành đắt qua trình chiết tách nhiều phần phức tạp, chưa thể có nguồn cung cấp dồi Nghiên cứu tách chiết pectin từ nhiên liệu quen thuộc III Nguồn chiết tách hóa chất III.1 Nguồn chiết tách - Pectin chủ yếu chiết xuất từ loại trái có họ cam, quýt, táo, mận,… - Tuy nhiên, với loại kể thông thường dùng chế biến nước giải khát, mứt,… với số lượng lớn khó để có nguồn cung lớn cố định Chanh leo, loại dùng sản xuất đồ uống nhiên lại sử dụng phần thịt phần vỏ không thường phần bị nhà máy chế biên bỏ sau tách lấy phần thịt Trong vỏ chanh leo có chứa thành phần pectin lớn, lấy làm nguồn cung III.2 Hóa chất hỗ trợ q trình chiết tách Chế phẩm Enzyme Viscozyme - Nguồn gốc Novozymes, Đan Mạch - Được sản xuất từ nấm A aculeatus - Hoạt động pH 3.3-5.5, nhiệt độ 25-55 ̊ C Chế phẩm Enzyme Cellulast - Nguồn gốc Novozymes, Đan Mạch - Được sản xuất từ nấm Trichoderma reesi - Hoạt động pH 4.6-6.0, nhiệt độ 40-60 ̊ C Các hóa chất khác : aceton, ethanol, hexan, dùng phân tích bảo quản 4̊C trước tiến hành B.TIẾN HÀNH I Sơ chế nguyên liệu - II Vỏ chanh leo rửa sạch, cắt miếng 3-5 cm Xử lý qua với Chlorine 150 ppm có pH = 6-8 phút Xay nhuyễn 100g nguyên liệu vỏ phối với 200ml sodium citrate Bổ sung chế phẩm enzyme Cellulast, Viscozyme nồng độ 0,25% Khuấy hỗn hợp đến đồng Thu pectin - Quá trình thủy phân Enzyme thực pH 5.0, nhiệt độ 40 ̊ C, thời gian 60 phút Bất hoạt enzyme cách gia nhiệt 90 ̊ C 10 phút Lọc hỗn dịch, loại bã lọc để thu hồi pectin Ly tâm 7000 vòng/ phút với thời gian 15 phút nhằm loại bỏ cặn cịn sót lại dịch lọc Bổ sung ethanol tỉ lệ 1:3 để kết tủa pectin ( điều kiện nhiệt độ 4̊ C, thời gian giờ) Ly tâm tiếp tục 4500 vòng/ phút 15 phút Thu tủa pectin rửa ethanol Sấy khô pectin 65 ̊ C độ ẩm 7% III Enzyme q trình III.1 Mục đích Sử dụng enzyme Cellulast Viscozyme để thủy phân cellulose, hemicellulose pectinocellulose thành tế bào thực vật Giải phóng pectin III.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Lượng pectin thu tỉ lệ thuận với lượng enzyme sử dụng Tuy nhiên nên sử dụng tỉ lệ thích hợp 0,5 % lượng enzyme sau 0,5 tăng lên không làm tăng đáng kể lượng pectin thu III.3 Một số ảnh hưởng khác đến trình thủy phân enzyme III.3.1 pH pH thích hợp từ đến Tuy nhiên độ pH cao thấp không đem lại hiệu tốt Lượng pectin tăng dần theo pH sau pH = 5.5 có xu hướng giảm Độ pH thích hợp 4.5 III.3.2 - Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp 40-60 ̊ C Nhiệt độ tăng làm tăng vận tốc phản ứng lại làm biến tính protein, bất hoạt enzyme Nhiệt độ thích hợp 45-50 ̊ C III.3.3 - Thời gian Thời gian ngắn khoảng 60 phút chưa cho hiệu cao Thời gian dài khoảng 120 phút đạt hiệu tốt Thời gian tăng thêm ngồi 120 lại khơng có tỉ lệ hiệu tăng đáng kể Chỉ để thời gian 120 phút C SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ENZYME VÀ HĨA HỌC Hiệu trích ly hai phương pháp so sánh Kết hình cho thấy: phương pháp sử dụng chế phẩm enzyme Celluclast 1,5L cho hàm lượng pectin cao đạt 3,60 g; sử dụng axit HCl 0,1M cho hàm lượng pectin đạt 2,82 g Kết thí nghiệm cho thấy, sử dụng enzyme thu nhận lượng pectin cao 27,65% so với phương pháp hóa học Kết phù hợp với kết nghiên cứu Juliana Vasco-Correa cộng năm 2017 tách chiết pectin từ vỏ chanh leo vàng sử dụng enzyme protopectinase SE so sánh với phương pháp hóa học truyền thống, kết cho thấy sản lượng pectin đạt 17- 26 g/100 g vỏ khô, cao 40% so với tách chiết phương pháp hóa học 10 Đã xác định thơng số thích hợp cho q trình trích ly pectin enzyme Celluclast 1,5L: Nồng độ enzyme Celluclast 1,5L thích hợp 0,5% Tốc độ khuấy 150 vịng/phút pH thích hợp cho chế phẩm enzyme Celluclast 1,5L hoạt động 4,55,0 Nhiệt độ thủy phân enzyme 45-50° ∁ Thời gian thủy phân 120 phút Ở điều kiện tối ưu này, phương pháp sử dụng enzyme cho sản lượng pectin đạt 3,6 g/100 g nguyên liệu, cao 27,65% so với phương pháp hóa học D - THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU Pectin loại phụ gia có nhu cầu cao, nước phát triển Mỹ sản xuất 2500 bột pectin hàng năm Phương pháp tách chiết thường dùng nhiều hóa học đặc tiến trình đơn giản Ở Việt Nam, pectin chiếm phần lớn lượng nhập từ nước ngồi Các nghiên cứu mang tính thử nghiệm 11 Nguồn tài liệu: https://sti.vista.gov.vn/tw/Lists/TaiLieuKHCN/Attachments/318674/CVv201S092 021105.pdf? fbclid=IwAR2BqoAGIxAiPgiriYqmFxiwTw5nERJXryGikez6JLYGxgt4ruhnKIi2 Rhc 12