PECTIN ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

PECTIN ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA THỰC PHẨM – MÔI TRƯỜNG VÀ ĐIỀU DƯỠNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC HÓA SINH THỰC PHẨM

TÊN ĐỀ TÀI

PECTIN ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

Giáo viên hướng dẫn: Hồ Thị Ngọc Nhung

Biên Hòa, tháng 11 năm 2014

6 Nguyễn Minh Lân 1303912 13DTP2

Nhận xét của giáo viên:

………

………

………

………

………

………

………

………

……… Giáo viên hướng dẫn.

Ký tên.

Th.s Hồ Thị Ngọc Nhung

Lời mở đầu

Những năm gần đây trong xu thế phát triển chung khi đời sống ngày càng được nâng cao cùng sự tăng cường giao lưu với nền kinh tế khác trên thế giới Nhu cầu về thay thế hàng ngoại nhập mà bên cạnh đó sức khỏe đang là vấn đề được quan tâm, chú trọng Để giải quyết vấn đề trên việc chọn sản phẩm từ nguồn nguyên liệu phổ biến từ nhiều vùng Mà sản phẩm chúng ta đang tìm hiểu lại là phế phẩm của các nguyên liệu đó trong nhà máy Phế phẩm đó chính là bả ép các quá trình ép nước quả như: bả ép nước táo, cam, chanh, quýt, bưởi…

Pectin là sản phẩm phụ gia thực phẩm thuộc nhóm phụ gia tạo đông, tạo gel trong quá trình chế biến và bảo quản mứt, mứt đông, kẹo pectin từ hoa quả mà bài viết nói đến Pectin là sản phẩm phụ gia được nghiên cứu bằng phương pháp pectat-canxi trong đó phụ gia có nhiều hữu ích như giúp thực phẩm an toàn và dinh dưỡng, cơ hội lựa chọn thực phẩm nhiều hơn, giá thành thực phẩm.

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I.Giới thiệu về pectin

I.1 Khái niệm về pectin

Pectin là một hợp chất tự nhiên có nhiều trong màng tế bào của các loài thực vật bật cao, phân bố chủ yếu ở các bộ phận như quả, củ, thân Trong màng tế bào, pectin có mặt ở phiến giữa ( với hàm lượng cao nhất ) và vách tế bào sơ cấp Pectin là polysaccharide phức tạp có chứa ít nhất 65% acid galacturonic được liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glycoside, trong đó một số gốc –COOH được methoxyl hóa –CH3O

Hình 1.1 Acid D-galacturonic-đơn vị cấu tạo chủ yếu của pectin

“pectin’’ là một thuật ngữ để chỉ một nhóm các chất sau:

-Protopectin : là pectin ở trạng thái tự nhiên ( trong vách tế bào thực vật và phiến giữa ), mức độ methyl hóa rất cao, không hòa tan, Protopectin có nhiều trong quả xanh

- Acid pectinic: mức độ methyl hóa trung bình, tan, muối pectinnate

- Pectin: mức độ methyl hóa trung bình, tan, bản chất là chất keo,có khả năng tao gel, tạo nhũ, tạo đặc và ổn định

- Acid pectin: mức độ methyl hóa rất thấp,tan,muối là pectate

Người ta rất hay lẫn lộn giữa pectin và acid pectinic nên thật ra trong thực tế

“pectin’’ là tên gọi chung của cả hai chất này

I.2 Nguồn gốc pectin và cấu tạo pectin

I.2.1 Nguồn gốc

Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo đông,tao gel

Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây Đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây đang trưởng thành Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nước và có nhiều trong mô tría cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin Sau đó kết hợp với sự dopolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng

là các loại đường hòa tan và acid

Từ thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong phẩu phần ăn của con người nhưng chỉ mới nữa thế kỷ trước nghành công nghệ thực phẩm mới nhận biết được vai trò quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng các sản phẩm thực phẩm

Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật thường là táo hay các quả có muối như: cam, quýt, bưởi

Phần lớn các quốc gia xem pectin là phụ gia quí và vô hại được sử dụng với liều lượng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ

I.2.2 Cấu tạo của pectin

Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hòa tan và protopectin không hòa tan Dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin

Trong màng tế bào, pectin có mặt ở phiến giữa ( có hàm lượng cao nhất ) và vách tế bào sơ cấp

Hình 1.3 Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật

Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo đông

Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glycozide

Hình 1.4 Cấu tạo của pectin

Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng là chỉ số methoxyl “MI” biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin và chỉ số este hóa “DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin

Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thương mại chia pectin thành

2 loại: pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấp

Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 % hay MI > 7% Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60 %

Hình 1.5 Hight Methoxyl Pectin

- Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 % hay MI

< 7% Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm

Hình 1.6 Low Methoxyl Pectin

Những nghiên cứu mới về cấu trúc phân tử pectin cho thấy pectin có hai vùng cấu tạo chính là vùng suôn thẳng ( smooth regions ) chiếm khoảng 60 – 90% khối lượng, và vùng rậm ( hairy regions ) chiếm 10 – 40% khối lượng

Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa Quá trình tạo đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy hóa càng cao thì khả năng tạo đông càng cao Khi sử dụng cần phải hòa tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì mới sử dụng ở công đoạn cuối chế biến

Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ

sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic Ngoài ra, trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch Khi làm

giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.

I.3 Phân loại pectin và các chỉ số đặc trưng

I.3.1 Phân loại

*Hiệp hội hóa học Mỹ ( American Chemical Society ) phân loại các hợp chất pectin thành 3 loại:

Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:

chỉ số mrthoxyl (MI): chỉ số methyl hóa, là phần trăm khói lượng nhóm

methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử

Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%

Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần trăm

về số lượng của các gốc acid galatoronic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galaturonic có trong phân tử

I.3.1 Tính chất của pectin

a Khả năng tạo gel

Đặc tính quan trọng của pectin là có khả năng tạo gel, vì vậy nó được ứng dụng phổ biến trong công nghệ sản xuất mứt, kẹo gôm, kẹo dẻo Khả năng tạo gel của pectin tùy thuộc nguồn pectin, mức độ methoxyl hóa và phân tử lượng của pectin

b Các tính chất khác

Pectin là một chất có khả năng hydrat hóa cao, pectin có thểbị kết tủa với rượu,

axeton, ete hoặc benzen Dung dịch pectin có tính keo cao, độ nhớt và độ bền của keo lớn

Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng hoặc hơi vàng hoặc màu xám nhạt, và tan trong nước Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

I.3.2 Sự phân bố pectin trong tự nhiên

Pectin có nhiều trong củ, quả, lá và thân cây Hàm lượng pectin trong các loại rau quả là khác nhau

I.3.3 Ứng dụng của pectin

I.4 Nguồn nguyên liệu chứa pectin

Pectin chứa nhiều trong các trong các loại quả của trái cây: táo, mận, cam, chanh, cà rốt, sơn trà, lê, cà chua, bí…

Hình 1.5 Pectin có trong rau, củ, quả

Bảng 1.1: Thành phân và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo %

Tên rau

quả

Tinh bột

Đường Pectin XenlulozaSaccaroza Glucoza Fructoza Cộng

Chanh 0 0.9 0.6 0.6 2.1 1.1 0.5

Trong quá trình phát triển và già chín của rau, hàm lượng pectin luôn biến đổi Thường cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và depolymer hóa Khi bị thoái rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy

Với chủng loại khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau:

Bưởi: Nước ta có nhiều giống bưởi: bưởi trắng, bưởi đào, bưởi chua, bưởi ngọt, bưởi dôn dốt chua,bưởi ngon nổi tiếng ở miền Bắc là bưởi Đoan Hùng ( phú thọ) Ở miền nam là bưởi Năm Roi Bưởi còn gọi là bòng Tên khoa học Citrus Grandis Osbeck Họ cam( Ruta Ceae) Bưởi được nhiều người ưa thích xong ta chỉ

ăn múi và vứt bỏ hạt, cùi, vỏ Tuy nhiên chúng lại có những chất rất có lợi cho sức khỏe trong đó Pectin là chủ yếu

Bí đỏ: người miền trung gọi là quả bí lí bầu rợ, thuộc họ bầu Bí đỏ có thể chế biến thành nhiều món ăn ngon, bổ dưỡng Các nhà khoa học nghiên cứu và chỉ ra rằng bí đỏ có lượng lớn Pectin

Với táo: Ngạn ngữ phương tây có câu:”Mỗi ngày vài quả táo, thì không cần bác sĩ” bất cứ ai, tuy chưa biết giá trị dinh dưỡng của quả táo ra sao, nhưng khi nhìn thấy những quả táo to tròn với màu sắc đỏ thắm hay vàng tươi, đều cảm thấy thích Đến khi nếm thử một miếng táo người ta càng thích hơn bởi mùi vị chua ngọt và thơm của nó Theo chuyên gia dinh dưỡng vỏ ngoài cùng của trái táo chứa nhiều Pectin Pectin là chất có tác dụng tốt cho sức khỏe

I.5 Một số tính chất của Pectin

Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu

Có khả năng tạo gel bền

Pectin hòa tan: methoxyn polyglacturonic

Pectin không hòa tan: Protopectin-là dạng kết hợp của Pectin-araban

Trong cồn và dung dịch muối thì Pectin bị kết tụ

Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản phẩm khi cô đặc

Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao Keo Pectin có

độ nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô nước quả

Trong quá trình chín Dưới tác dụng của enzym Pectinaza hoặc với sự tham gia của Axit hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành Pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào giảm

Khi quả chín Pectin hòa tan thành axit pectic

Các dạng Pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc

Hiểu rõ được quy luật thay đổi của Pectin là điều rất quan trọng để xứ lý và khống chế nó trong quá trình chế biến

Pectin không tan trong dung dịch ethanol

Tính chất quan trọng của Pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1 đến 1.5%) khi có mặt đường 60 đến 70% và axit 1% Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn Pectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của Pectin

Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thì khả năng tạo gel khác nhau

II Hiện trạng của vấn đề

Ngày nay người ta thường lưu ý về chất của Pectin như một chất sơ của thực phẩm, nhằm làm giảm bớt trầm trọng tác động của glucozo huyết, do ăn uống ở người đái tháo đường Mặt khác có tác dụng hạ cholesterol trong máu

Vì vậy ngày nay Pectin được chú ý với nhiều ứng dụng và tác dụng của nó

PHẦN II: NỘI DUNG CHÍNH

I.Giá trị và thành phần dinh dưỡng của Pectin trong thực phẩm

Trong mỗi loại thực phẩm khác nhau tác dụng của Pectin đối với cơ thể người cũng khác nhau

I.1 Một số tác dụng chung

Kéo dài thời gian tiêu hóa thức ăn trong ruột, tăng hấp thu dưỡng chất trong thức ăn

Giảm béo: Do tạo cảm giác no bụng kéo dài, giảm năng lượng ăn vào do đó giúp giảm can ở người béo phì.

Giảm hấp thu Lipid

Khống chế tăng đường áp ở người có bệnh tiểu đường

Chống táo bón

Cầm máu: Pectin có tác dụng bảo vệ mô mạch chống hiện tượng chảy máu

Xác trùng: Dung dịch Pectin 5% có tác dụng như thuốc sát trùng h2o2

Hạ cholesterol toàn phần trong máu ở người rối loạn Lipid máu Hạ LDL- loại cholesterol không có lợi cho tim mạch Ngược lại Pectin làm tăng HDL- chất có lợi cho tim mạch Một chế độ ăn hàng ngày rất có lợi cho sức khỏe tim mạch, giảm nhẹ tình trạng tăng cao Lipid máu, đường máu, giảm bớt được liều lượng các thuốc dùng hàng ngày của bệnh nhân đái tháo đường, cao huyết hoặc cholesterol/lipid máu cao

Những người có nguy cơ ô nhiễm Hg ( đãi vàng, nơi dùng thuốc nhuộm gỗ, giấy…) nên ăn thực vật có chứa nhiều Pectin

Do Pectin trong thực vật sẽ kết hợp với Hg làm giảm nồng độ ion Hg trong máu giúp tăng tốc bài trừ Hg

I.2 Tác dụng của Pectin trong mỗi loại trái cây

Trong bí đỏ: các nhà nghiên cứu đã phát hiện và chỉ ra rằng trong bí đỏ có lượng lớn chất Pectin và nhiều thành phần khác

Chất Pectin có trong bí đỏ, khi ăn cùng với các loại thức ăn loại tinh bột, sẽ nâng cao đọ dính của các chất có trong dạ dày, làm chậm sự hấp thu các chất đường vào cơ thể

Chất Pectin sau khi hấp thụ đầy đủ nước trong đường ruột sẽ hình thành một dạng chất keo, kéo dài chất keo ở đường ruột, do đó mà khống chế sự tăng trưởng cao chất mỡ và chất đường trong máu Như vậy có tác dụng phòng chữa các bệnh cao huyết áp, bệnh đái tháo đường

Chất Pectin có trong bí đỏ có thể bảo vệ đường dạ dày và ruột khỏi bị kích thích bởi thức ăn khô ráp, có tác dụng phòng chữa rất tốt bệnh loét Nó còn có thể dính kết với chất cholesterol quá thừa trong cơ thể, do đó mà hạ thấp được

hàm lượng cholesterol trong máu, có tác dụng chữa rất tốt các bệnh xơ cứng động mạch.

Trong bưởi: Bưởi giúp hạ cholesterol

Bưởi chứa vitamin C nhưng nó còn chứa nhiều hoạt chất y học khác rất có lợi Một trong những chất đó là Pectin một dạng chất xơ, giúp hạ bớt nồng độ cholesterol Các nhà nghiên cứu thị trường đại học Texas ( Mỹ ) đã khám phá Pectin có công dụng kiềm hãm sự phát triển của tế bào ung thư Tuy nhiên ăn sống có lợi hơn là uống nước ép vì chính trong xác bưởi mới có nhiều Pectin Trong cùi bưởi tươi chứa 1 đến 2% Pectin ( khô) nhưng khi phơi cùi bưỡi khô thì chỉ còn 0,5-1% Pectin khô Quanh vỏ hạt bưởi có từ 13-16% Pectin khi phơi khô vỏ hạt bưởi thì chỉ còn 4-20% Pectin ( khô )

Trong carot: Pectin trong cà rốt sẽ kết hợp với Hg, làm giảm nồng đọ ion

Hg trong máu, giúp tăng tốc bài trừ ion Hg

Cà chua: Pectin có trong cà chua làm giảm hấp thhu năng lượng kích thích bài tiết dịch vị, xúc tiến nhu động đường ruột

Đu đủ: Thành phần Pectin có trong đu đủ giúp tẩy sạch độc tố đường ruột Táo: Trong táo chất có tác dụng cho sức khỏe là Pectin Pectin là đại phân

tử do sự trùng hợp cao của axit D-Galacturonic Pectin được coi là chất không được tiêu hóa khi chúng ta ăn táo, nhưng khi đến ruột già thì 90% Pectin được enzym của vi khuẩn phân hủy thành axit fomic, axit axetic, axit propionic, butyric, cabonic… Ngày nay người ta cần lưu ý nhiều về chất Pectin như một chất xơ thực phẩm, nhằm làm giảm bớt trầm trọng tác động của glucozo huyết

do ăn uống ở người đái tháo đường Quả táo hay bưởi chứa nhiều Pectin sẽ làm chậm sự vận chuyển thức ăn qua dạ dày, ruột dãn đến điều này có lợi cho những người ăn kiên chống mập

Tóm lại quả táo được lưu ý ở điểm giàu Pectin Đây là một chất có lợi nhiều mặt cho sưc khỏe

II Tính chất vệ sinh của sản phẩm

• Tính độc hại đối với người sử dụng:

Pectin là một phụ gia thực phẩm được nhiều người chấp nhận nhất và được chứng minh bởi hàm lượng ADI ( lượng tối đa ăn vào hàng ngày ) cho phép “ không xác định” nghĩa là không quy định ADI cụ thể cho phụ gia pectin vì: