Tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi

Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Mục Lục DANH MỤC BẢNG Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC HÌNH DANH MỤC ĐỒ THỊ LỜI MỞ ĐẦU Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về cây bưởi 1.1.1. Giới thiệu về cây bưởi 1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây bưởi 1.1.3. Thành phần hóa học của bưởi 1.1.4. Các dạng bưởi và phế liệu bưởi 1.1.4.1.Bưởi 1.1.4.2. Phế liệu bưởi 1.1.5.Công dụng của bưởi trong y học và sức khoẻ con người 1.1.6. Thị trường sản phẩm từ bưởi 1.2. Tổng quan về Pectin 1.2.1. Nguồn gốc của pectin 1.2.2. Cấu tạo của pectin 1.2.3. Tính chất của pectin 1.2.4. Phân loại và các chỉ số đặc trưng 1.2.4.1. Phân loại 1.2.4.2. Chỉ số đặc trưng 1.2.5. Cơ chế tạo gel 1.2.6. Các yếu tố ảnh hưởng dến khả năng tạo gel 1 . Pectin 2 . Nước GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 1 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 3 . Đường 4 . Acid 1.2.7. Ứng dụng của pectin 1.2.7.1. Trong công nghệ thực phẩm 1.2.7.2. Trong công nghệ dược phẩm 1.2.7.3. Tác dụng dược lý của pectin Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp vật lý 2.2.2.Phương pháp hóa sinh 2.2.4. Thuyết minh quy trình Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CƯU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Xác định một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi khô 3.2. Nghiên cứu chiết tách pectin trong vỏ bưởi 3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn dung môi 3.2.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách pectin 3.3. Tối ưu hóa các điều kiện chiết tách pectin 3.4. Kiểm tra cấu trúc của pectin KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 2 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC BẢNG STT Số hiệu Tên bảng Trang 1 1.1 Thành phần hóa học của bưởi 5 2 1.2 Phần trăm pectin trong các phế liệu của vỏ bưởi 6 3 1.3 Tác dụng của DE lên việc tạo gel 15 4 3.1 Một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi khô 30 5 3.2 Ma trận thực nghiệm và kết quả thí nghiệm 35 6 3.3 Ma trận thực nghiệm thí nghiệm phân tích phương sai ANOVA 37 7 3.4 Bảng phân tích hồi quy giữa hàm lượng pectin và các điều kiện chiết tách 38 GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 3 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC HÌNH STT Số hiệu Tên hình Trang 1 1.1 Cây bưởi 4 2 1.2 Cấu tạo pectin 10 3 1.3 Công thức HM pectin 11 4 1.4 Công thúc LM pectin 12 5 1.5 Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro 13 6 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi 14 7 1.7 Sản phẩm rau quả có sử dụng pectin 17 8 1.8 Sản phẩm bánh kẹo có sử dụng pectin 19 9 1.9 Sản phẩm từ sữa có sử dụng pectin 19 10 1.10 Sản phẩm đồ uống có sử dụng pectin 20 11 2.1 Quy trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 24 12 2.2 Thiết bị Micro – kendan 26 13 2.3 Dung dịch sau khi chuẩn độ 27 13 3.1 Hàm kì vọng và điều kiện tối ưu chiết tách pecn 36 14 3.2 Hình ảnh phổ hồng ngoại của mẫu pectin chuẩn và pectin chiết tách từ vỏ bưởi 32 15 3.3 Ma trận thực nghiệm thí nghiệm phân tích phương sai ANOVA 33 16 3.4 Bảng phân ch hồi quy giữa hàm lượng pecn và các điều kiện chiết tách 34 GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 4 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC ĐỒ THỊ STT Số hiệu Tên đồ thị Trang 1 3.1 Đồ thị biếu diễn ảnh hưởng của các loại dung môi khác nhau đến hiệu suất thu nhận pecn 31 2 3.2 Đồ thị biếu diễn ảnh hưởngcủa nhiệt độ đến hiệu quả chiết tách pectin 32 3 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hiệu 33 GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 5 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi quả chiết tách pecn 4 3.4 Đồ thị biếu diễn ảnh hưởngcủa nồng độ dung môi đến hiệu quả chiếttách pectin 34 LỜI MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Xã hội ngày ngày càng phát triển, kèm theo công nghệ khoa học phát triển, trình độ con người cũng cao, dẫn đến các sản phẩm tiêu dùng của con người đòi hỏi phải có sự đa dạng và mới mẻ. Với đề tài “ Nghiên cứu tối ưu h6a qu8 trình chiết t8ch pectin từ vỏ bưởi”, không phải là đề tài nghiên cứu xa lạ với ngành thực phẩm, nhưng để đáp ứng nhu cầu của con người thì việc nghiên cứu tìm ra sản phẩm mới là vấn đề cần phải được quan tâm, nhằm tăng tính cạnh tranh, tạo sự đa dạng cho ngành thực phẩm. Pectin được ứng dụng nhiều trong đời sống của con người, đặc biệt là trong ngành thực phẩm là nguồn gen không thể thiếu cho một số sản phẩm như mứt đông, sữa, nước giải khát và tạo ra nhiều món ăn ngon đa dạng. Ngoài ra pectin còn ứng dụng rộng rãi trong y dược. GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 6 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 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. Để giảm giá thành của pectin và chủ động trong việc sản xuất, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu tối ưu h6a qu8 trình chiết t8ch pectin từ vỏ bưởi”. 2. Mục tiêu đề tài: - Thu thập và đánh giá hàm lượng pectin thu được trên mỗi dung môi trích ly nhằm lựa chọn dung môi thích hợp để nghiên cứu quá trình trích ly pectin từ vỏ bưởi. - Tối ưu hóa quy trình trích ly pectin từ phế phụ phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật nhằm tạo ra sản phẩm dạng bột có hàm lượng pectin cao. 3. Nhiệm vụ. - Nghiên cứu chiết tách pectin trong vỏ quả bưởi. - Định lượng pectin thực trong mẫu pectin thô vỏ tươi và pectin thô vỏ khô. GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 7 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi - Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách pectin( nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung môi) - Đề xuất quy trình chiết tách pectin từ vỏ quả bưởi. - Xác định mức độ este hóa (DE) của pectin chiết từ vỏ quả bưởi. 4. Ý nghĩa thực tiễn và c8c vấn đề liên quan. -Ý nghĩa trong công nghệ thực phẩm: Pectin có nhiều ứng dụng trong công nghệ chế biến đồ hộp rau quả, bánh kẹo, mứt, mứt đông. -Ý nghĩa về mặt kinh tế: Với nguyên liệu là phế liệu cùi trắng của bưởi giá cả thu mua rẻ 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 và như thế sẽ được nhiều người dân sử dụng khi đó chi phí về chi tiêu giảm dần 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 : Pectin có nhiều giá trị trong khẩu phần ăn hằng ngày. Có nhiều giá trị về phòng và chữa một số bệnh như: hạ cholesterol trong máu, kích thích bài tiết dịch vị, chống tăng cường đường huyết ở người mắc bệnh tiểu đường. Trong công nghệ sản xuất kẹo ( kẹo mềm pectin ):pectin có tác dụng làm đông khối kẹo khi cho vào khối kẹo ở dạng dung dịch 5%. Hàm lượng pectin khoảng 1% so với khối lượng sản phẩm. Trong công nghệ sản xuất mứt, mứt đông: có tác dụng nâng cao nồng độ của mứt trong công đoạn cô đặc. GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 8 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về cây bưởi 1.1.1. Giới thiệu về cây bưởi Bưởi là loại cây ăn quả thuộc họ quýt cam, có tên khoa học là  thuộc nhóm  trong họ . Có nguồn gốc tại các nước nhiệt đới hay bán nhiệt đới vùng Đông Nam Á và Nam Thái Bình Dương. Trên thế giới có các nhiều giống bưởi, ở Việt Nam có một số giống bưởi như bưởi da xanh (Bến Tre), bưởi lông cổ cò (Vĩnh Long, Bến Tre), bưởi đường (Hương Sơn, Hà Tỉnh), bưởi Năm roi bưởi đường lá cam , bưởi Quế Đương … GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 9 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Hình 1.1.  1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây bưởi Bưởi là loại cây gỗ cao khoảng 5÷6 m, có thể trồng từ hạt hay là chiết nhánh trồng.Cành có gai dài, nhọn.Lá hình trứng, dài 11÷12 cm, rộng 4.5÷5.5 cm, hai đầu tù, nguyên, dai, cuống có dìa cánh to.Hoa đều, mọc thành chùm 6÷10 bông. Quả hình cầu to, vỏ dày, màu sắc tùy theo giống. 1.1.3. Thành phần hóa học của bưởi Ngày nay, bưởi được xem như là một trong các loại thuốc rất tốt cho sức khoẻ, sau đây là một số công dụng của bưởi trong việc chữa bệnh và phòng bệnh. Thịt bưởi có chứa các thành phần glucoxit, bưởi cũng như cam, quất (quả tắc), chứa nhiều carotin, nhiều loại vitamin, canxi phốtpho.Dịch quả chín có chứa nhiều chất bổ dưỡng. Bảng 1.1.Thành phần hóa học của bưởi GVHD: ThS. Ngô Thị Minh Phương 10 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà [...]... chiết tách pectin từ vỏ bưởi Ø Sấy: Pectin sau khi lọc xong, đem sấy ở nhiệt độ khảo sát, 60 0C Thu được sản phẩm pectin, dễ bảo quản Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN GVHD: ThS Ngô Thị Minh Phương 35 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 3.1 Xác định một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi khô Bảng 3.1 Một số thành phần hóa học trong bột vỏ bưởi. .. vỏ bưởi GVHD: ThS Ngô Thị Minh Phương 32 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Vỏ bưởi Xử lý (làm sạch tạp chất) (600C) Sấy khô Xay nhỏ Ngâm – Thủy phân Lọc – Cô đặc Kết tủa – Lọc Sấy (10h – 60 phút) ( 600C) (Cồn 960C) (600C – 24h) Pectin Hình 2.3.Quy trình chiết tach pectin từ vỏ bưởi GVHD: ThS Ngô Thị Minh Phương 33 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối. .. 1.1.4.2 Phế liệu bưởi - La bưởi: có vị cay, đắng, the, mùi thơm, tính ấm - Cùi bưởi: vị ngọt đắng, tính ẩm Vỏ hạt có chứa nhiều pectin có tác dụng GVHD: ThS Ngô Thị Minh Phương 11 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi cầm máu Trong cùi bưởi tươi chứa từ 1 - 2% pectin (khô), nhưng khi phơi cùi bưởi khô thì chỉ còn 0,5-1% pectin (khô) - Hạt bưởi: chứa 40-70%...Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Thành phần Hàm lượng Nước 80g Glucid 9g Protein 0.6g Lipid 0.1g Calo 30 – 40 calo Chất xơ 0.7g Vitamin: B1 0.04mg B2 0.02mg PP 0.3mg C 95mg Khoáng: Ca 23mg P 19mg Fe 0.5mg 1.1.5 Các dạng bưởi và phế liệu bưởi 1.1.4.1 .Bưởi - Dạng lỏng: Nước bưởi trong, nước bưởi đục, nước bưởi có tép - Dạng cô đặc: Mứt vỏ bưởi, Tarami thạch trái cây bưởi -... Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi 2.2.4 Thuyết minh quy trình Ø Vỏ bưởi: Là phế liệu vỏ bưởi từ các chợ trong địa bàn thành phố Đà Nẵng có nguồn gốc từ Huế Ø Xử lý: Loại bỏ một phần tạp chất Loại bỏ phần lớn vi sinh vật bám trên nguyên liệu.Thuận lợi cho công đoạn xay nhỏ Ø Sấy khô: Để loại bỏ vi sinh vật, tạo độ khô thích hợp cho quá trình xay nhỏ, nghiền mịn... Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi V1: số ml dung dịch thí nghiệm hút từ bình định mức vào bầu cất 100 : hệ số chuyển thành % m : lượng mẫu cân tính bằng (mg) d Xac định hàm lượng pectin trong bột vỏ bưởi[ 1] Nguyên tắc: Trong môi trường kiềm loãng, pectin hòa tan sẽ giải phóng ra nhóm methoxyl thành rượu methylic và acid pectin tự do Acid pectin tự do trong môi... Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Hình 1.8 Sản phẩm banh kẹo có sử dụng pectin [5] Ø Ứng dụng của pectin trong công nghiệp chế biến sữa Hình 1.9 Sản phẩm từ sữa có sử dụng pectin [5] Pectin bổ sung hương vị trái cây cho các sản phẩm sữa chua Cho pectin vào sữa lên men với liều lượng vừa đủ, trộn đều để được dung dịch đồng nhất.Trong yaourt trái cây, pectin tạo cấu trúc... cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Hình 2.2 Dung dịch sau khi chuẩn độ [2] Phương pháp xác định mức độ ester hóa (DE) (theo Food Chemical Codex, FCC, 1981; trích dẫn bởi Singthong et al, 2005)[1] Tính toán kết quả: Trong đó: X: Chỉ số DE,% Vbđ: Thế tích NaOH 0,1N chuẩn độ ban đầu, ml Vs: Thể tích NaOH 0,1N chuẩn độ lúc sau, ml 2.2.3 Quy trình công nghệ thử nghiệm chiết tách pectin từ. .. Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi hydro giữa các nhóm OH- của mạch phân tử pectin và H+ của phân tử nước Khi đường xuất hiện, đường đóng vai trò của chất hydrate hóa, ngậm mất 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, ... hưởng dến khả năng tạo gel 5 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 GVHD: ThS Ngô Thị Minh Phương 20 SVTH: Hoàng Thị Thu Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi phân tử xảy ra càng . Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi Mục Lục DANH MỤC BẢNG Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC HÌNH DANH MỤC ĐỒ THỊ LỜI. cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi - Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách pectin( nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung môi) - Đề xuất quy trình chiết. Hà Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình chiết tách pectin từ vỏ bưởi DANH MỤC BẢNG STT Số hiệu Tên bảng Trang 1 1.1 Thành phần hóa học của bưởi 5 2 1.2 Phần trăm pectin trong các phế liệu của vỏ bưởi 6 3