Slide Thuyết trình Công nghệ sản xuất Pectin từ phế liệu rau quả

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT : Là những phế liệu thu được trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả :  Bã táo  Vỏ quả có múi :vỏ chanh, vỏ cam và vỏ bưởi  Một số loại nguyên liệu mới như

SẢN XUẤT PECTIN TỪ PHẾ LIỆU RAU QUẢ

 Chương 1: Tổng quan về

Pectin

 Chương 2: Sản xuất Pectin

Pectin

Chöông 1:

TOÅNG QUAN VEÀ PECTIN

I GIỚI THIỆU VỀ PECTIN

Pectin thường tồn tại ở hai dạng:

 Dạng hoà tan: tồn tại chủ yếu ở

dịch tế bào

 Dạng Protopectin không tan : tồn

tại chủ yếu ở thành tế bào có

khả năng hấp thu một lượng nước

rất lớn, giúp điều chỉnh, cân bằng lượng nước cho tế bào thực vật

Hình 1: Pectin trong cấu tạo của

thành tế bào thực vật

1 Cấu tạo phân tử Pectin:

Hình 2: Cấu tạo một đơn vị

chuỗi Pectin

* Cách gọi tên:

+ Acid Pectic : chỉ acid Polygalacturonic

hoàn toàn không chứa nhóm Methoxy

Hình 3: Cấu trúc phân tử Acid Pectic

+ Acid Pectinic : chất được Methyl

hoá thấp hơn 100%.

+ Pectin : chỉ chuỗi

Polygalacturonic methyl hoá 100%

Pectin được đặc trưng bởi các

chỉ số sau:

+ Chỉ số Methoxyl ( MI ): biểu hiện

tỷ lệ methyl hoá, là % khối lượng

nhóm Methoxyl ( -OCH3 ) trên tổng khối lượng

+ 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

2 Phân loại Pectin

*Theo chỉ số DE

 High methoxyl pectin (HMP): DE 50% hay MI > 7%

 Medium methoxyl pectin (MMP)

 Low methoxyl pectin (LMP): DE< 50%

MI < 7%

 Low methoxyl amidated pectin (LMAP)

 Acid pectic

II TÍNH CHẤT CỦA PECTIN

 Mã hiệu quốc tế của Pectin là

1. Tính tan của Pectin trong nước

2. Độ nhớt của dd Pectin

3. Khả năng tạo đặc, tạo nhũ và

ổn định nhũ tương

4 Đặc tính tạo gel

* Điều kiện tạo gel của HMP

 pH thấp : 3 - 3.5

 Nồng độ chất khô cao : 55 - 85%

 Không cần Ca2+

 Phải có Đường và Acid

* Điều kiện tạo gel của LMP

 pH : 1 - 7 hay cao hơn.

 Hàm lượng chất khô : 0 - 85%

 Cần Ca2+.

Cơ chế tạo gel của HMP

Cơ chế tạo gel của LMP

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel của Pectin

Chương 2: SẢN XUẤT PECTIN

1 NGUYÊN LIỆU SẢN

XUẤT :

Là những phế liệu thu được trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả :

 Bã táo

 Vỏ quả có múi :vỏ chanh, vỏ cam và vỏ bưởi

 Một số loại nguyên liệu mới như củ cải đường và đài hoa hướng dương,xoài, đu đủ xanh

Bảng 1: Hàm lượng Pectin trong một số thực vật

Tên thực vật Pectin % chất

1.2 Lựa chọn nguyên liệu

sản xuất pectin:

 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

 Xử lý bằng enzyme để dễ tách vỏ hơn sẽ làm giảm khối lượng

phân tử của pectin

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 dịch chiết

Bước 3 : Tách pectin từ dung dịch

lỏng

 Nếu sản phẩm là LMP thì cần

tiến hành thêm bước thứ 4

Bước 4 : De-ester hoá HMP

Hình 15: Quy trình sản xuất pectin

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHUNG SẢN XUẤT PECTIN

C t

pH

6 5

.

0

100 60

3 5

1

0 0

Tẩy màu

Cô đặc

B a õ

Sấy

Pectin lỏng

Pectin sấy

Bước 2 : Tinh chế dung dịch chiết

đặc

Cô

C

t0 55 60 0

Bước 3 ,4: Tách pectin từ dung

dịch lỏng

Đường/

muối đệm

LMP

Kết tủapectin

Tách kết tủa

Rửa kết tủa

Eùp kết tủa

Cồn

Dịch chiết

Sấy

Bao bì

Nghiền, rây

Kiểm tra/chuẩn

hoá Đóng gói

SẢN XUẤT PECTIN TỪ PHẾ

LIỆU QUẢ CITRUS (BÃ TƯƠI)

Bước 1 : Trích ly pectin từ nguyên

liệu Vỏ quả múi tươi Tách hạt

Xử lý đắng

 Xử lý đắng:

Cùi và bã citrus được rửa sạch, tách hạt

Cắt nhỏ rồi rửa nước

ấm (50 – 60oC) để loại bỏ các glucoside còn sót lại

Sau đó đưa nhiệt độ lên đến 95 – 98oC để làm

mất hoạt tính của enzyme phân giải pectin

SẢN XUẤT PECTIN TỪ PHẾ

LIỆU QUẢ TÁO (BÃ TÁOTƯƠI)

Bước 1 : Trích ly pectin từ nguyên

liệu

Nghiền Trích ly

Nước,a

õ

Bã táo tươi

Thủy phân dịch chiết

Amilase , proteas e

 Thuûy phaân dòch chieát:

 Baèng enzym

 Baèng Aspegillus Oryzae:

CÁC NGHIÊN CỨU MỚI TRONG

SẢN XUẤT PECTIN

Nghiên cứu sản xuất

pectin từ vỏ quýt

bằng vi sinh vật:

 Vấn đề đặt ra:

 Vỏ quýt rất mỏng lại rất mềm, dễ

bị nhũn nát, nếu thực hiện trích ly

như thông thường sẽ khiến vỏ bị

bấy làm cho dịch chiết pectin rất

nhớt, không thể lọc được

 Tiến hành nghiên cứu sản xuất

pectin từ vỏ quýt bằng Trichosporon

penicillatum – một giống nấm men tiết

ra enzym hoà tan protopectin

Các nghiên cứu khác

1 Trích ly bằng phương pháp vi sóng để gia nhiệt

Sử dụng vi sóng để gia nhiệt vỏ citrus

ngâm trong các bồn chứa chịu áp chứa dung dịch axit loãng Dùng phương pháp

này có thể tách pectin trong vòng 10

phút mà tiêu tốn ít năng lượng hơn, pectin thu đượ có chất lượng cao hơn pectin bằng phương pháp gia nhiệt thông thường

2 Trích ly pectin bằng hơi nước ở áp

suất cao

Được thực hiện trong 2-6 phút ở áp suất 5psi, ngiêt độ gia nhiệt 120 o C.

Chương 3: SẢN PHẨM

PECTIN

SO SÁNH PECTIN TỪ BÃ TÁO &

TỪ PHẾ LIỆU QUẢ CITRUS

Pectin từ bã táo Pectin từ phế

liệu quả citrus

Chuỗi cấu trúc dài hơn

Khối lượng phân tử lớn (60000 –

90000g/mol) Chuỗi cấu trúc ngắn hơn

Cấu

trúc Mềm hơn và dẻo hơn khi tạo gel

Ít có xu hướng tiến lại gần nhau khi tạo gel

Có khoảng hở và gel co dãn hơn

Có xu hướng tiến lại gần nhau nhiều hơn khi tạo gel

TÍNH CHAÁT CUÛA PECTIN

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT GEL

1 Phương pháp USA-Sag:

2 Phương pháp của

Joseph Baier :

 Nguyên tắc

 Cách tiến hành

CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG

-QUY ĐỊNH SỬ DỤNG

 Quy định bởi pháp

luật về phụ gia thực

phẩm (Food Additive law)

 Và được giám sát bởi CAC ( the Codex

Alimentarius Commission)

 ADI: không xác định

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT

 1 Nhà sản xuất:

Herbstreith & Fox KG Pektin-Fabrik Neuenbürg Turnstrasse 37,

D-75305 Neuenbürg/Württ.

Germany

 Danisco Ingredients USA Inc.,

201 New Century Parkway,

PO Box 26, Kansas 66031-0026, USA.

 http://www.danisco.com/

 CARGILL Cerestar BVBA

Bedrijvenlaan 9 B-2800 Mechelen Belgium

 http://

TÌNH HÌNH SẢN XUẤT

VÀ TIÊU THỤ

 1 Mỹ: 2500 tấn pectin bột / năm

 2 Bungari: 250 tấn phế phẩm pectin thô / năm

GIÁ PECTIN THAM KHẢO TẠI

CÔNG TY PECTIN INC

Pacific Pectin “

No Acid” Mix Mứt làm từ các loại quả

chua như lựu, dâu dại

109 USD/25 pound

Pacific LM-3

Pectin Mứt làm từ đường khử hay

giảm 1/3 hàm lượng đường

134 USD/25 pound

Pacific LM-0

Pectin Mứt đường hoặc ít không

đường 134 pound USD/25

Pectin lỏng

sấy khô trộn

natri citrate

Mứt làm từ các loại quả chua

15.75 USD/ pound

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA

PECTIN

Tính chất của

pectin Khả năng ứng dụng

Dung dịch pectin có

độ nhớt nên

pectin có khả

năng tạo đặc

Pectin có thể cải thiện cấu trúc

nước uống có hàm lượng đường thấp

Pectin có khả

năng tạo gel khi

hàm lượng đường

đủ lớn

Mứt trái cây

Pectin có thể liên

kết với nhau ở

điều kiện acid

Sản xuất mứt đông (có cả đường & acid)

Pectin tạo gel

không cần đường Mứt trái cây có hàm lựơng đường

thấp , sản phẩm chế biến từ trái cây

Pectin không bị

đông khi gia nhiệt Yaourt (protein sữa không bị đông tụ)

4.1 Ứng dụng pectin trong

sản xuất mứt:

 Vai trò: pectin là chất tạo gel

 Tác dụng: Khả năng giữ

nước cao

Không có mùi vị lạ

4.2 Ứng dụng pectin trong

sản xuất bánh nướng

 Vai trò: Chất tạo gel cho chế

phẩm trái cây

phẩm:

cao

4.3 Ứng dụng pectin trong

sản xuất kẹo:

 Tác dụng:

- Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định

- Tăng tính hấp dẫn

- Tạo cấu trúc đàn hồi

- Tăng mùi vị trái cây tự

nhiên

- Tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm

4.4 Ứng dụng pectin trong các sản phẩm từ sữa

 Yaourt trái cây:

- Pectin tạo cấu trúc mịn,

- Giúp phân bố đều các mẫu trái cây nhỏ trong sữa

- Sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng

- Sản phẩm ổn định và đạt tính

chất cảm quan tốt nhất

 Sữa chua: cho pectin vào thì casein sữa sẽ kết tủa

trong quá trình lạnh đông

- Cải thiện độ nhớt của

kem

4.5 Ứng dụng pectin trong

công nghiệp chế biến

nước giải khát:

- Pectin có

cacbohydrat tự

nhiên năng lượng

thấp và ổn định

tính đục của sản

phẩm.

- Pectin: tăng độ

bền keo của các

loại nước quả

4.6 Các ứng dụng khác của pectin trong công nghệ thực

phẩm

 Dùng pectin hay pectrat để chế tạo

bao bì ( màng) ăn được

 Pectin :sản xuất thức ăn kiêng cho những người mắc bệnh tiểu đường

 Pectin được ứng dụng trong các sản phẩm chế biến sẵn

 Pectin được dùng để giữ bán thành phẩm bánh nướng tươi lâu hơn

4.7 Ứng dụng của pectin

trong công nghệ dược

phẩm

o Pectin được dùng chế

thuốc uống, thuốc tiêm

để cầm máu trước và

sau khi phẫu thuật răng

hàm mặt, tai mũi họng,

phụ khoa

o Chữa chảy máu đường

tiêu hóa, tiết niệu

o Dung dịch pectin 5% còn

được sử dụng như thuốc

sát trùng H2O2 trong

phẫu thuật răng hàm

mặt, tai mũi họng

4.8 Các ứng dụng khác

của pectin

 Ứng dụng pectin từ bưởi ở qui mô gia đình: chế pectin từ bưởi, chè

bưởi

 Ứùng dụng trong công nghệ sinh học

 Ứng dụng trong nha khoa và mỹ

phẩm

 Ứùng dụng trong bảo vệ đất

 Ứùng dụng pectin trong sản xuất

thức ăn gia súc.