NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỨT ĐÔNG CHANH DÂY – TẬN DỤNG PECTIN TỪ VỎ QUẢ

Chúng tôi tiến hành bốn thí nghiệm như sau: - Khảo sát thành phần cấu tạo của nguyên liệu và thành phần hóa học của puree và vỏ chanh dây - Khảo sát quá trình tách pectin từ vỏ chanh dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỨT ĐÔNG CHANH DÂY – TẬN DỤNG PECTIN TỪ VỎ QUẢ

Họ và tên sinh viên: DIỆP THANH TÙNG

Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2005 - 2009

Tháng 08/2009

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỨT ĐÔNG CHANH DÂY – TẬN DỤNG PECTIN TỪ VỎ QUẢ

Thạc sĩ TÔN NỮ MINH NGUYỆT

Tháng 08 năm 2009

Ngày hôm nay, tôi có được thành quả này đó là nhờ tấm lòng yêu thương chân thành, sự quan tâm sâu sắc cùng những kinh nghiệm

quý báu của tất cả các thầy cô, gia đình, bạn bè… Đó là một trong

những yếu tố quan trọng nhất và là nguồn động viên lớn nhất để giúp

tôi hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Do vậy, tôi xin gửi lời tri ân chân thành, sâu sắc đến:

- Công lao to lớn của bố mẹ và gia đình đã chăm sóc, dạy dỗ tôi trưởng thành, đã động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như

chia sẻ những khó khăn trong cuộc sống

- Ban Giám Hiệu trường ĐH Nông Lâm TpHCM, quý thầy cô

Bộ môn Công Nghệ Hóa Học cùng tất cả các thầy cô đã tạo những điều

kiện tốt nhất để tôi nắm bắt kiến thức trong quá trình học tập cũng như

vận dụng những hiểu biết đó trong thực hành để thực hiện đề tài này

- Cô Tôn Nữ Minh Nguyệt, giảng viên trường ĐH Bách Khoa TpHCM đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và dành nhiều thời gian, công

sức để truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm, kiến thức quý giá trong

suốt thời gian tôi thực hiện luận văn

- Thầy Trương Vĩnh, trưởng Bộ môn Công Nghệ Hóa Học đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt kinh nghiệm và kiến thức quý báu để tôi

hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

- Tất cả các bạn sinh viên lớp DH05HH đã động viên, giúp đỡ tôi khắc phục khó khăn trong học tập cũng như trong cuộc sống để tôi

tự hoàn thiện bản thân mình về tri thức, đạo đức, lối sống…

Sinh viên Diệp Thanh Tùng

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu sản xuất mứt đông chanh dây – tận dụng pectin

từ vỏ quả” được tiến hành tại phòng Thí Nghiệm của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học

trường ĐH Nông Lâm TpHCM, thời gian từ tháng 03/2009 đến 08/2009 dưới sự

hướng dẫn của Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt, giảng viên trường ĐH Bách Khoa

TpHCM

Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu quy trình sản xuất mứt đông chanh dây

đồng thời trích ly nguồn pectin từ vỏ chanh dây để bổ sung vảo quy trình nấu mứt

Trên cơ sở đó, chúng tôi đưa ra một công thức phối trộn phù hợp nhất để tạo sản phẩm

đạt được các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra

Chúng tôi tiến hành bốn thí nghiệm như sau:

- Khảo sát thành phần cấu tạo của nguyên liệu và thành phần hóa học của puree

và vỏ chanh dây

- Khảo sát quá trình tách pectin từ vỏ chanh dây

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng pectin thương mại đến quá trình tạo đông

của mứt

- Khảo sát quá trình sử dụng dịch pectin vỏ vào quy trình sản xuất mứt đông

Qua các quá trình khảo sát chúng tôi thu được các kết quả:

• Dịch chanh dây thu được sau 3 lần trích ly có hàm lượng pectin là 0,34% và

sau khi cô đặc hàm lượng pectin đạt 1,27%

• Sản phẩm mứt đông chanh dây có màu vàng cam đặc trưng, hương vị hài hòa

cấu trúc chặt, bền, có độ ngọt 650Bx, lượng pectin thương mại là 0,75% và

lượng pectin từ dịch pectin vỏ chiếm 0,5%

• Sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận ở mức độ ưa thích trong thang

điểm 7 là thích

• Tiến hành kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm đạt chất lượng tốt, không bị

nhiễm vi sinh vật hiếu khí, nấm men – nấm mốc, E.coli, Salmonella

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Tóm tắt ii

Mục lục iii

Danh sách các hình v

Danh sách các bảng vii

Chương 1: MỞ ĐẦU .1

1.1 Đặt vần đề 2

1.2 Mục đích đề tài .3

1.3 Nội dung đề tài .3

Chương 2: TỔNG QUAN 4

2.1 Tổng quan về chanh dây 5

2.1.1 Giới thiệu chung .5

2.1.2 Phân loại 6

2.1.3 Đặc điểm sinh học 6

2.1.4 Thành phần hóa học của chanh dây .9

2.1.5 Giá trị dinh dưỡng của chanh dây .13

2.1.6 Tác dụng và ứng dụng của chanh dây 14

2.2 Tổng quan về mứt 17

2.2.1 Phân loại mứt 18

2.2.2 Nguyên liệu và phụ gia của quá trình nấu mứt 19

Chương 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 38

3.2 Dụng cụ thí nghiệm 38

3.3 Nguyên liệu 41

3.3.1 Chanh dây 41

3.3.2 Nguyên liệu phụ 41

3.4 Sơ đồ nghiên cứu 43

3.5 Phương pháp nghiên cứu 44

3.5.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nguyên liệu 44

3.5.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát quá trình tách pectin từ vỏ chanh dây .45

3.5.3 Thí nghiệm 3: Tạo sản phẩm mứt đông khi sử dụng 100% lượng pectin

thương mại 48

3.5.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát quá trình sử dụng dịch pectin vỏ vào quy trình sản xuất mứt đông 51

3.5.5 Đánh giá sản phẩm cuối 52

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 53

4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nguyên liệu 54

4.1.1 Thành phần cấu tạo quả chanh dây .54

4.1.2 Thành phần hóa học của puree và vỏ chanh dây .54

4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát quá trình tách pectin từ vỏ chanh dây 56

4.2.1 Khảo sát hàm lượng pectin thu hồi trong quá trình trích ly 56

4.2.2 Khảo sát quá trình cô đặc dịch pectin vỏ sau trích ly .58

4.3 Thí nghiệm 3: Tạo sản phẩm mứt đông khi sử dụng 100% pectin thương mại 60

4.3.1 Kết quả sơ bộ 60

4.3.2 Kết quả đo cấu trúc và đánh giá cảm quan .67

4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát quá trình sử dụng dịch pectin vỏ vào quy trình sản xuất mứt đông 72

4.4.1 Tiến hành sử dụng 100% dịch pectin vỏ vào quy trình sản xuất mứt 72

4.4.2 Khảo sát thay thế pectin thương mại bằng dịch pectin vỏ 73

4.5 Đánh giá sản phẩm cuối 79

4.5.1 Khảo sát mức độ ưa thích của người thử đối với sản phẩm cuối 79

4.5.2 Kiểm tra vi sinh 79

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .80

5.1 Kết luận 81

5.1.1 Các thông số của quy trình thu dịch pectin vỏ 83

5.1.2 Các thông số của quá trình sản xuất mứt đông chanh dây 83

5.2 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC .87

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Chanh dây tím và chanh dây vàng 6

Hình 2.2: Lá và thân chanh dây .7

Hình 2.3: Hoa chanh dây (lúc chưa nở) 7

Hình 2.4: Hoa chanh dây tím và chanh dây vàng 7

Hình 2.5: Cấu tạo hoa chanh dây 8

Hình 2.6: Quả chanh dây lúc còn non và khi chín 8

Hình 2.7: Hạt chanh dây .8

Hình 2.8: Một số sản phẩm làm từ chanh dây .16

Hình 2.9: Các loại mứt đông 18

Hình 2.10: Công thức phân tử đường Saccharose 20

Hình 2.11: Tinh thể acid citric .22

Hình 2.12: Công thức phân tử acid citric 22

Hình 2.13: Pectin trong cấu tạo thành tế bào thực vật 23

Hình 2.14: Đơn phân acid D-galacturonic 24

Hình 2.15: Liên kết α-1,4 glycoside giữa 2 đơn phân acid D-glactironic trong mạch thẳng homogalacturonan 25

Hình 2.16: Công thức HMP .26

Hình 2.17: Công thức LMP .26

Hình 2.18: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro .26

Hình 2.19: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ 28

Hình 2.20: Quy trình điều chế pectin 31

Hình 2.21: Công thức phân tử acid benzoic .33

Hình 2.22: Acid benzoic tinh thể 33

Hình 2.23: Công thức phân tử acid sorbic .34

Hình 2.24: Tinh thể acid sorbic .34

Hình 2.25: Một số loại mứt đông 35

Hình 2.26: Jam chanh dây 35

Hình 2.27: Jelly chanh dây .35

Hình 3.1: Tủ sấy Memmert 38

Hình 3.2: Máy xay sinh tố Gali 38

Hình 3.3: Cân Sartorius 2 số lẻ 39

Hình 3.4: Cân Sartorius 4 số lẻ .39

Hình 3.5: Máy đo cấu trúc TA – XT plus 39

Hình 3.6: Máy đo pH .40

Hình 3.7: Bể điều nhiệt Memmert .40

Hình 3.8: Hệ thống cô quay chân không Stuart 40

Hình 3.9: Máy nước cất GFL 42

Hình 3.10: Thành phần cấu tạo quả chanh dây 44

Hình 3.11: Sơ đồ quy trình trích ly dịch pectin vỏ từ vỏ chanh dây 45

Hình 3.12: Sơ đồ quy trình sản xuất mứt đông chanh dây .48

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi pectin trong các lần trích ly 57

Hình 4.2: Dịch pectin vỏ sau quá trình trích ly 58

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng pectin qua các thí nghiệm cô đặc 59

Hình 4.4: Cô đặc dịch pectin vỏ 60

Hình 4.5: Các mẫu mứt đông chanh dây đạt được các yêu cầu cảm quan .67

Hình 4.6: Đo cấu trúc các mẫu 68

Hình 4.7: Mức độ đánh giá của người thử đối với sản phẩm 69

Hình 4.8: Sản phẩm mứt đông chanh dây với 100% dịch pectin vỏ cô đặc 73

Hình 4.9: Sản phẩm mứt đông chanh dây tận dụng pectin từ vỏ 78

Hình 5.1: Sơ đồ quy trình trích ly dịch pectin từ vỏ chanh dây 81

Hình 5.2: Sơ đồ quy trình sản xuất mứt đông chanh dây,

tận dụng pectin từ vỏ quả 82

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Tên gọi chanh dây ở các quốc gia .5

Bảng 2.2: Thành phần cấu tạo vỏ quả của hai loại chanh dây vàng và đỏ tía .9

Bảng 2.3: Thành phần các loại protein có trong vỏ quả chanh dây 10

Bảng 2.4: Hàm lượng đường của hai loại chanh dây .10

Bảng 2.5: Khoảng pH và hàm lượng acid tổng của hai loại chanh dây 10

Bảng 2.6: Thành phần acid của hai loại chanh dây 10

Bảng 2.7: Tỉ lệ đường : acid ở hai loại chanh dây .11

Bảng 2.8: Thành phần của hạt chanh dây khô .12

Bảng 2.9: Thành phần dinh dưỡng chủ yếu của dịch quả chanh dây .13

Bảng 2.10: Vitamin và khoáng chất trong dịch quả chanh dây .13

Bảng 2.11: Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan mứt quả 17

Bảng 2.12: Sự phụ thuộc độ hòa tan của đường saccharose vào nhiệt độ 20

Bảng 2.13: Nhiệt độ sôi của đường saccharose phụ thuộc vào nồng độ saccharose ở áp suất thường 20

Bảng 2.14: Các chỉ tiêu cảm quan của đường 21

Bảng 2.15: Các chỉ tiêu hóa – lý của đường 21

Bảng 2.16: Chỉ tiêu cảm quan của acid citric được quy định 22

Bảng 2.17: Hàm lượng pectin trong thực vật 24

Bảng 2.18: Tác dụng của DE của pectin lên sự tạo gel .29

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu của đường được ghi trên bao bì 41

Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm cô đặc dịch pectin 47

Bảng 3.3: Các phương án tạo sản phẩm mứt đông chanh dây 50

Bảng 3.4: Yêu cầu chất lượng cảm quan sản phẩm mứt đông chanh dây .51

Bảng 4.1: Tỷ lệ thành phần cấu tạo quả chanh dây .54

Bảng 4.2: Bảng các thông số hóa học của nguyên liệu 55

Bảng 4.3: Hiệu suất thu hồi pectin qua các lần trích ly .56

Bảng 4.4: Tỷ lệ pectin trong các thí nghiệm cô đặc 58

Bảng 4.5: Các phương án tạo sản phẩm mứt đông chanh dây 60

Bảng 4.6: Đánh giá cảm quan các mẫu mứt có hàm lượng chất khô 55oBrix 61

Bảng 4.7: Đánh giá cảm quan các mẫu mứt có hàm lượng chất khô 60oBrix 62

Bảng 4.8: Đánh giá cảm quan các mẫu mứt có hàm lượng chất khô 65oBrix 64

Bảng 4.9: Đánh giá cảm quan các mẫu mứt có hàm lượng chất khô 70oBrix 65

Bảng 4.10: Các mẫu được lựa chọn để đánh giá cảm quan .66

Bảng 4.11: Kết quả đo độ cứng của các mẫu trong thí nghiệm 3 .67

Bảng 4.12: Bảng điểm ứng với mức độ ưa thích .68

Bảng 4.13: Giá trị trung bình của mức độ ưa thích đối với từng chỉ tiêu

của các sản phẩm 69

Bảng 4.14: Đánh giá cảm quan mẫu mứt đông có 100% dịch pectin vỏ 72

Bảng 4.15: Bảng tỷ lệ pectin được thay thế 73

Bảng 4.16: Kết quả đo cấu trúc các mẫu sản phẩm ở thí nghiệm 4 74

Bảng 4.17: Bảng mã hóa mẫu phép thử so hàng 75

Bảng 4.18: Kết quả xếp hạng đối với chỉ tiêu cấu trúc 75

Bảng 4.19: Kết quả xếp hạng đối với mức độ ưa thích chung 77

Bảng 4.20: Bảng điểm sản phẩm cuối dựa vào phép thử cho điểm 79

Bảng 4.21: Các chỉ tiêu vi sinh đạt được của mẫu mứt đông chanh dây 79

Bảng 5.1: Các thông số của quy trình thu địch pectin vỏ 83

Bảng 5.2: Các thông số của quá trình sản xuất mứt đông chanh dây .83

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam đang trên đường hội nhập với kinh tế toàn cầu, cơ hội cũng nhiều mà thách thức cũng không ít, vì vậy để có thể tạo được uy tín trên thương trường, tạo được thương hiệu hàng Việt Nam chất lượng cao, để có thể cạnh tranh với nhiều sản phẩm khác trên thế giới nhất là loại sản phẩm bánh mứt, đòi hỏi người Việt Nam luôn sáng tạo để làm ra những sản phẩm thật độc đáo với nguyên liệu dễ tìm, giá thành rẻ, phù hợp với thu nhập của tất cả mọi người (từ bình dân đến cao cấp) với chất lượng lại cao bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm

Chanh dây là loại trái cây mới được trồng rất nhiều ở Đà Lạt, Lâm Đồng, Củ Chi, Hóc Môn…rất được ưa chuộng trong những năm gần đây nhờ có vị chua và mùi thơm rất đặc trưng của trái cây vùng nhiệt đới Quả có nhiều tên gọi như trái mát mát, chanh dây, Passiflora…Nhờ có ưu thế dễ trồng, sản lượng lớn cùng với màu sắc và hương vị rất đặc biệt, chanh dây ngày càng được người tiêu dùng ưa chuộng kể từ khi

nó gia nhập thị trường cây ăn trái nước ta hơn một năm qua Ngoài ra, việc tận dụng nguồn phế liệu từ vỏ chanh dây để thu hồi pectin sẽ góp phần nâng cao giá trị sử dụng của chanh dây

Mứt đông là một sản phẩm không lạ đối với người dân Việt nam nói riêng và trên thế giới nói chung Nó trở thành một món ăn kèm với bánh mì phổ biến trong bữa

ăn sáng Mứt đông không chỉ có giá trị về mặt dinh dưỡng mà còn có giá trị thương mại cao Và điều quan trọng là mứt đông có thể được sản xuất ở quy mô công nghiệp

Do vậy được sự phân công của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, dưới sự hướng dẫn của Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt – giảng viên trường ĐH Bách Khoa TPHCM tôi

thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất mứt đông từ chanh dây – tận dụng pectin từ vỏ quả” để đáp ứng các yêu cầu trên

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Để đề tài được hoàn thiện với các mục đích nêu trên, đầu tiên chúng tôi phải thực hiện việc khảo sát tỷ lệ thu hồi dịch quả và các thành phần hóa học có trong nguyên liệu Tiếp đến chúng tôi tiến hành khảo sát tỷ lệ thu hồi dịch pectin từ vỏ quả để tạo đông cho sản phẩm từ nguồn pectin này

Thực hiện ba khâu cơ bản trên từ đó chúng tôi sẽ xây dựng một công thức phối trộn chuẩn nhất để tạo ra sản phẩm đạt được các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra và tiến hành đánh giá sản phẩm bằng phương pháp cám quan và phương pháp vi sinh để tìm hiểu mức độ ưa thích của mọi người đối với sản phẩm đồng thời đảm bảo sản phẩm đạt yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm

2.1 TỔNG QUAN VỀ CHANH DÂY

2.1.1 Giới thiệu chung [18, 19, 20]

Chanh dây hay còn gọi là lạc tiên, chanh sô-đa, mát mát, dây mát, mê-ly là loại trái cây có hình quả trứng, mọc chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt Nó có nguồn gốc từ Brazil, Úc, Malaysia và Nam Mỹ, nhưng lại được trồng chủ yếu ở New Zealand Chanh dây có màu đỏ tía, vỏ ngoài hơi sần sùi, bên trong có nhiều hột và có cùi màu vàng, vị mát Tuy nhiên, hột chanh dây giòn, mềm nên có thể ăn được

Phân loại khoa học:

Chanh dây có tên khoa học là Passiflora edulis Sims thuộc họ Passifloraceae Có

khoảng 500 loại chanh dây được trồng ở các nước nhiệt đới Nhưng chỉ có 50 loại ăn được Người ta có thể trồng chanh dây cả năm, bởi chúng có rất nhiều lợi ích cho sức khỏe

Bảng 2.1: Tên gọi chanh dây ở các quốc gia

Tiếng Anh Passion fruit, Granadilla, Purple Granadilla, Yellow

Passion Fruit

Tiếng Việt Chanh dây, lạc tiên, lạc viên, hồng tiên, lồng đèn, long

châu, mác mác, mốc mác, chùm bao, nhãn lồng…

Tiếng Pháp Fruit de la passion, grenadille hay couzou

Tiếng Tây Ban Nha Granadilla, Parcha, Parchita, Parchita maracuyá

2.1.2 Phân loại [19]

Chanh dây được chia làm 2 loại tùy màu vỏ trái:

™ Loại trái tím (edulis): Có vỏ trái màu tím đến tím sậm Trái nhỏ (đường kính 4-5

cm), có tua dây, nhánh và gân lá xanh Dạng này rất phổ biến ở vùng khí hậu mát (cao

độ 1200-2000 m), có vĩ độ cao như Đà Lạt, Tây Nguyên của Việt Nam và cho hương

vị trái ngon nhất Trồng ở cao độ dưới 1000 m, dạng trái tím không ra hoa

™ Loại trái vàng (flavicarpa): Vỏ trái màu vàng chanh Trái lớn hơn dạng trái tím

(6-12 x 4-7 cm), có tua dây, nhánh và gân lá ửng đỏ tím Hoa lớn và có tràng (corona) dây mọc tốt hơn loại trái tím Đây là dạng chịu nóng, thích hợp với vùng có cao độ thấp (0-800 m) như đồng bằng sông Cửu Long

Hình 2.1: Chanh dây tím và chanh dây vàng

2.1.3 Đặc điểm sinh học [19]

o Sinh trưởng: hột chanh dây rất khó bảo quản (chỉ vài tuần) Cây con trồng

bằng hột rất yếu ớt, phải cần 5-7 tuần mới bò lan được (cho 4 nhánh khỏe), vì vậy không nên trồng bằng hột Chanh dây rất dễ giâm cành (bằng cành bánh tẻ, đã 1 phần hóa gỗ), dễ cho nhiều nhánh khỏe bò lan, sau 5-7 tháng đã bò dài 10-15 m Mầm hoa mọc từ các chồi mới, tung phấn sau 40-46 ngày Từ hoa trổ đến trái chín

là 60-70 ngày (giống trái vàng) hoặc 60-90 ngày (giống trái tím) Dây chanh dây rất cần nhiều ánh sáng để ra hoa và kết trái, do đó sau mùa thu hoạch trái nên xén tỉa để dây ra nhiều chồi mới phơi ra ánh sáng để có nhiều hoa Ở vùng nhiệt đới gió mùa, dây thường ra hoa tập trung từ cuối mùa mưa (giống trái tím) và thường kéo dài trong mùa nắng (giống trái vàng) làm kéo dài mùa thu hoạch

o Thân và lá: thân chanh dây thuộc loại dây đa niên, nửa gỗ, dài đến 15 m Thân

tròn cạnh, màu xanh, mang tua dài và lá ở mỗi đốt Lá mọc xen, mang lá kèm ở

mỗi đốt Cuống lá dài 2-5 cm, mang phiến lá có 3 thùy dài, kích thước lá 10-15 x 12-25 cm, bìa phiến có răng cưa nhỏ, tròn đầu

Hình 2.2: Lá và thân chanh dây

o Hoa đơn độc, mọc từ nách lá, có mùi thơm, đường kính 7,5-10 cm với cuống

dài 2-5 cm 5 cánh hoa và 5 đài hoa trắng mọc xen nhau, bên trên là 2 lớp tràng (corona) với các sợi trắng (dài 2-3 cm), ửng tím ở gốc rất đẹp Mỗi hoa mang 5 nhị đực với 5 chỉ dính nhau thành ống ở đáy và tách rời ở phần mang bao phấn Do hoa đẹp nên cũng được nhiều nơi trồng như 1 loại hoa kiểng

Hình 2.3: Hoa chanh dây (lúc chưa nở)

Hình 2.4: Hoa chanh dây tím và chanh dây vàng

Hình 2.5: Cấu tạo hoa chanh dây

o Quả hình cầu đến bầu dục, kích thước 4-12 x 4-7 cm, màu tím sậm hay vàng

chanh, tự rụng khi chín Ngoại quả bì (vỏ trái) mỏng, cứng; trung quả bì màu xanh; nội quả bì màu trắng Trái mang rất nhiều hột có cơm mềm, mùi thơm rất quyến rũ (nên được gọi là "passion fruit") Phần cơm chứa nhiều acid được thu hoạch, thêm đường, cô đặc và chế biến làm nước giải khát, nước quả (juice), rượu hay mứt

Hình 2.6: Quả chanh dây lúc còn non và khi chín

o Hạt: Hạt chanh dây có dạng bẹt (một đầu nhọn và một đầu tròn), kích thước

khá nhỏ, có màu tối (thường là đen) Bề mặt hạt hơi rỗ nhưng có độ bóng nhất định Tùy thuộc từng loài mà hạt chanh dây có thể hoặc không thể ăn được

Hình 2.7: Hạt chanh dây

2.1.4 Thành phần hóa học của chanh dây [5, 18]

¾ Đối với vỏ quả

Khoảng giữa thế kỷ XX, Martin và Reuter đã tách được chất pectin từ vỏ chanh

dây tím Vài năm sau, Sherman và cộng sự đã phân tách và xác định được rằng tinh

chất pectin trong chanh dây vàng có hàm lượng methoxyl từ 8,9 ÷ 9,2% nên khá phù

hợp với quá trình sản xuất jelly Tuy nhiên theo “Fruit of warm climates” [14] Morton

cho rằng pectin được trích ly từ quả chanh dây tím có chất lượng tốt hơn từ quả chanh

dây vàng

Trong vỏ chanh dây vàng và đỏ tía đều có hàm lượng carbohydrate cao, ít chất

có thể trích ly bằng ether và lượng protein thô vừa phải

Bảng 2.2: Thành phần hóa học vỏ quả của hai loại chanh dây vàng và đỏ tía

Vỏ quả đỏ tía tươi (%)a Vỏ quả vàng khô (%)b

(a: Pruthi (1963), b: Otagaki và Matsumoto (1958))

Khi phân tích sâu về thành phần vỏ tươi của 2 loại chanh dây, người ta còn tìm

thấy sự có mặt của tinh bột (0,75-1,36%), đường (saccharose, glucose, fructose)

1,64%, chất béo (0,05-0,16%), phosphorus (0,03-0,06%), silica (0,01-0,04%), kali

(0,60-0,78%), acid hữu cơ (acid citric, acid malic (0,15%) và acid ascorbic

(78,3-166,2%)) Ngoài ra, lớp vỏ ngoài của chanh dây đỏ tía còn chứa một ít tanin và

khoảng1,4mg/100g sắc tố anthocyanin, pelargonidin 3-diglucoside

Bảng 2.3: Thành phần các loại protein (%) có trong vỏ quả chanh dây

Loại protein Thành phần

Albumin 49,83 Globulin 15,71 Prolamine 2,96 Glutelin 7,9

¾ Đối với dịch quả

- Đường: Hàm lượng đường tổng chiếm khoảng 15–20% và có sự thay đổi

không đáng kể giữa 2 loại chanh dây vàng và đỏ tía

Bảng 2.4: Thành phần đường (%) của hai loại chanh dây

Loại chanh dây Fructose Glucose Saccharose

- Acid: Hàm lượng acid hữu cơ cao cũng là một tính chất đặc trưng bên cạnh

mùi vị của chanh dây Chính lượng acid hữu cơ này làm cho dịch chanh dây có giá trị

pH thấp và vị chua rất gắt

Bảng 2.5: Khoảng pH và hàm lượng acid tổng của hai loại chanh dây

Bảng 2.6: Thành phần acid của hai loại chanh dây

Thành phần acid hữu cơ của hai loại chanh dây (Meq/100g) Loại chanh dây Acid

citric

Acid malic

Acid lactic

Acid malonic

Acid succinic

Acid ascorbic

Khoảng pH của dịch quả 2,6 ÷ 3,2 2,8 ÷ 3,3

Acid toàn phần của dịch quả (%)

(quy về acid citric) 2,4 ÷ 4,8 3,0 ÷ 5,0

Theo bảng 2.6, trong chanh dây vàng acid citric chiếm ưu thế hơn, kế đến là acid malic, còn sự có mặt của các acid khác chỉ là rất ít, xem như không đáng kể Với chanh dây tím, hàm lượng các loại acid khác nhau tương đối rõ ràng hơn, trong đó nhiều nhất vẫn là acid citric, kế đến là acid lactic, malonic, malic và succinic

Thông thường người ta dùng tỉ lệ đường : acid để đo độ ngọt của chanh dây Và

từ đó nhận ra rằng có sự khác biệt đáng kể giữa chanh dây vàng và chanh dây tím là chanh dây tím có vị ngọt hơn chanh dây vàng

Bảng 2.7: Tỉ lệ đường : acid ở hai loại chanh dây

Tỉ lệ Loại chanh dây

Đường Acid

Vàng 3 8

- Sắc tố: Vào những năm cuối thế kỷ XX, màu của chanh dây đã được xác

định là không liên quan đến anthocyanine, đây là một trong những sắc tố thực vật glycoside nhuộm màu mạnh, tan trong nhựa cây tương ứng với các màu như màu đỏ tía, màu đỏ tươi, màu hoa cà và tạo màu xanh trong thực vật lớn hơn Các nghiên cứu

ở phòng thí nghiệm chỉ tìm thấy một lượng lớn flavon chính là một số keton gồm các hợp chất flavonoic (C15H10O2), hợp chất kết tinh không màu xuất hiện như dạng bụi

trên bề mặt của nhiều loại cây

Sau đó, công việc nghiên cứu tiến triển hơn và người ta xác định rằng sắc tố chính carotenoid trong thành phần của chanh dây tím là:

- Enzym: Enzym catalase có trong chanh dây vàng có thể bị vô hoạt hoàn toàn

khi đun nóng dịch quả ở 79oC trong 75 giây Trong chanh dây đỏ tía lại có mặt enzym

pectin methylesterase và enzym này có thể bị vô hoạt hoàn toàn ở 80oC trong 60 giây

- Amino acid: Pruthi (1963) đã tìm ra được một số loại acid amin tự do trong

dịch quả chanh dây đỏ như leucine, valine, tyrosine, proline, threonine, glycine, acid aspartic, arginine và lysine

- Các hợp chất alkaloid: Một số chất có tác dụng an thần cũng được tìm thấy

trong chanh dây Đến năm 1975, người ta đã phát hiện ra 7 loại và 4 trong số đó đã được định danh: harman, harmol, harmin và harmalin Theo các nhà nghiên cứu thì hàm lượng các chất làm dịu thần kinh có trong dịch quả chanh dây là nhẹ và cho phép

sử dụng trong thực phẩm

- Các hợp chất dễ bay hơi:

Năm 1972, hơn 165 loại hợp chất dễ bay hơi trong nước quả từ trái chanh dây vàng đã được xác định Đa số là các ester, acid béo có số C2 - C8 Những hợp chất dễ bay hơi khác có trong thành phần của trái chanh dây có tác dụng làm giảm hoạt tính của carotenoid, hợp chất chứa lưu huỳnh và rất ít các ester béo

Casmir và Whitfield vào năm 1978 đã giới thiệu khái niệm về sự ảnh hưởng của mùi của trên 300 hợp chất dễ bay hơi Hai ông nhận thấy có 22 hợp chất tạo nên mùi của chanh dây Nhờ vào sự trợ giúp của các phương pháp hóa học và lý thuyết về đường hồi quy, từ 15 chất dễ bay hơi hai ông đã mô phỏng được mùi tự nhiên của chanh dây

¾ Đối với hạt

Thành phần của hạt chanh dây sau khi được sấy khô như sau:

Bảng 2.8: Thành phần (%) của hạt chanh dây khô

Thành phần Tỉ lệ

Độ ẩm 5,4

Chất xơ 53,7 Protein 11,1 Tro tổng 1,84

Tro hòa tan trong HCl 0,35

2.1.5 Giá trị dinh dưỡng của chanh dây [5, 14, 21, 22]

Gần 84% dịch quả chanh dây là nước, còn lại là các hợp chất thơm, hợp chất màu, các chất sinh năng lượng như đường, tinh bột và các chất vi lượng Chất béo và protein chứa trong dịch quả chanh dây không đáng kể Chanh dây chứa nhiều vitamin

C, vitamin A Giá trị dinh dưỡng của chanh dây chủ yếu được tạo thành từ các vitamin

Se mg 0,1

Vitamin A I.U 2410,0 Vitamin

Ngoài ra, trong trái chanh dây còn có chứa kẽm, mangan, đồng, vitamin B, niacin, B-carotene và một lượng nhỏ các vi chất khác nữa

2.1.6 Tác dụng và ứng dụng của chanh dây [21, 22]

™ Tác dụng của chanh dây:

- Trong y học, cả hoa, lá, trái và vỏ trái chanh dây đều được dùng để chữa bệnh

- Nước ép chanh dây, đặc biệt là lá chanh dây, có chứa chất alkaloids giúp làm

hạ huyết áp, an thần, giảm đau, và chống lại tác động của các cơn co thắt Nhiều quốc gia trên thế giới dùng lá chanh dây để bào chế thuốc

- Hoa chanh dây đã và đang được nhiều nước dùng để điều trị cho những trẻ em

dễ bị kích động hoặc có vấn đề bất ổn về thần kinh, chữa bệnh hen suyễn, rối loạn tiêu hóa, chứng mất ngủ, và các khó chịu của hội chứng tiền mãn kinh

- Trái chanh dây không chứa cholesterol, giàu vitamin A và vitamin C, là nguồn cung cấp kali và chất sắt dồi dào, nguồn chất xơ tuyệt hảo, và giúp làm dịu các cơ đang bị căng cứng, chống ôxy hóa và chống viêm nhiễm

- Chanh dây cũng giàu carbohydrate cung cấp năng lượng cho cơ thể

- Chanh dây có chứa thành phần gây ngủ và rất tốt để thư giãn, do đó bạn nên uống chanh dây trước khi đi ngủ (như vậy giấc ngủ sẽ sâu hơn)

- Chanh dây có thể giúp bạn giảm sự phát triển của tế bào ung thư

- Trà được làm từ lá chanh dây hoặc nước ép từ quả có khả năng kiềm chế bớt tính hiếu động thái quá ở trẻ em

- Theo y học truyền thống của người Peru, ngày nay nước ép chanh dây thường được sử dụng cho bệnh nhân bị nhiễm trùng đường tiết niệu và giúp lợi tiểu

- Hạt chanh dây còn được tận dụng để ép dầu với chất lượng cao tương tự dầu phộng, dầu hướng dương Dầu từ hạt chanh dây có chứa 8,9% acid béo no, 84,9% acid béo không no nên được đánh giá cao trong việc đẩy mạnh sự tăng trưởng và khả năng tiêu hoá khi được sử dụng ở mức 5% trong khẩu phần ăn của người Nam Ấn và khẩu

™ Các sản phẩm làm từ chanh dây

- Chanh dây rất chua và có mùi thơm rất mạnh Vì thế, trong công nghiệp thực phẩm nước ép chanh dây được sử dụng để tạo hương cho các sản phẩm khác (gel, nước giải khát, xi-rô, kem…) Ngoài ra, chanh dây còn được sử dụng tươi dưới dạng nước quả hay hỗn hợp nhiều loại trái cây

- Ở nhiều nước, người ta dùng trái chanh dây để chế biến thành nhiều thứ bánh ngọt khác nhau, kết hợp hoặc không kết hợp với các loại trái cây khác để làm kem, yaourt Còn ở nước ta, cách dùng phổ biến nhất là nấu với nước đường và pha với đá

để làm nước uống giải khát Chanh dây cũng thật tuyệt vời khi được trộn chung với sữa đặc Hương thơm đặc trưng của chanh dây cùng vị chua nhè nhẹ kết hợp với vị béo và ngọt của sữa tạo thành một món giải khát hỗn hợp không thể nào quên

- Cùi chanh dây giống tinh dầu vanilla hoặc xi rô lựu; nên có thể dùng nó làm gia vị khi nướng hay pha lẫn cùng các món cocktail

- Người ta còn dùng lá chanh dây làm rau ăn: Lấy lá non thái nhỏ, vò nhẹ nấu với tôm sẽ là một món canh ngon hay có thể luộc ăn (như những loại rau khác)

- Vỏ chanh dây được sử dụng làm thức ăn gia súc và sản xuất phân bón Bên cạnh đó vỏ còn là nguồn cung cấp pectin

- Hạt chanh dây giàu chất xơ, được sử dụng làm thức ăn cho gia súc

a) Nước ép b) Trà hòa tan c) Nước cốt

d) Rau câu e) Bánh phô mai f) Bánh mousse

Hình 2.8: Một số sản phẩm làm từ chanh dây

2.2 TỔNG QUAN VỀ MỨT [4, 8]

Mứt quả là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hóa) nấu với đường đến độ khô 65 – 70 % Sản phẩm mứt nổi bật là vị ngọt, thơm tự nhiên tinh khiết của quả Ngoài hàm lượng đường có sẵn trong quả, người ta còn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường

Đường cho vào mứt quả không chỉ để tăng độ ngọt mà còn để bảo quản sản phẩm Ta biết rằng, hầu hết màng tế bào của quả và vi sinh vật có tính thẩm thấu chọn lọc, nghĩa là có thể cho một số dung môi hay chất tan nhất định đi qua, tùy thuộc nồng

độ chất tan cao hay thấp trong môi trường bên ngoài tế bào mà có hiện tượng co hay trương nguyên sinh Như vậy, trong mứt quả, hàm lượng đường trong môi trường bên ngoài cao sẽ làm vi sinh vật có trạng thái co nguyên sinh và ngừng hoạt động Vì vậy,

có nhiều loại mứt nấu xong không cần thanh trùng Một số loại mứt có hàm lượng đường tương đối thấp cần phải thanh trùng với thời gian ngắn, chủ yếu là để diệt nấm men, nấm mốc trên bề mặt mứt Mứt quả có hàm lượng acid cao cũng làm ức chế hoạt động của vi sinh vật

Phần lớn các loại mứt quả cần có độ đông nhất định Chất tạo đông có sẵn trong quả là pectin Trường hợp cần tăng độ đông của mứt quả, người ta pha thêm pectin bột, pectin cô đặc, agar – agar (thạch) hoặc các loại quả giàu pectin (như táo)

Bảng 2.11: Tiêu chuẩn đánh giá cảm quan mứt quả

(dựa theo TCVN 1870-76 dành cho sản phẩm mứt quả cam)

Màu sắc Màu từ vàng sáng đến vàng sậm, tương đối đồng đều, cho phép trên

mặt sản phẩm có màu sẫm hơn

Mùi vị Mùi thơm, vị ngọt tự nhiên, không khê, khét

Trạng thái Dạng đông đặc, khối mứt có thể lún chậm trên mặt sản phẩm, cho

phép có nước đường đọng nhẹ trên mặt sản phẩm

• Jelly: nguyên liệu là nước quả hay siro

• Jam: nguyên liệu là pureé quả

• Marmalade: nguyên liệu là quả tươi, để nguyên hay cắt miếng

2.2.1.4 Mứt rim

Mứt rim là sản phẩm thu được từ các loại quả nguyên hoặc thái lát nấu với đường Các loại quả dùng để nấu mứt không được mất tính nguyên vẹn, hình dạng lúc ban đầu khi chuẩn bị nấu Siro cần có độ đặc cao, không bị keo tụ và trong suốt

2.2.2 Nguyên liệu và phụ gia của quá trình nấu mứt [4, 8]

2.2.2.1 Quả và dịch quả

Nguyên liệu quả cần phải có hàm lượng cao các chất đường, acid, chất thơm, chất màu, dịch quả cần có hương vị, màu sắc tự nhiên của quả Quả đưa vào chế biến cần tươi tốt, không bầm dập, không sâu bệnh, ít khuyết tật và có độ chín thích hợp Quả chưa đủ độ chín có độ cứng cao vì mô và thành tế bào chứa nhiều protopectin, Các quả này có hàm lượng đường thấp, độ acid cao và hương thơm chưa đầy đủ Quả chín quá thì mô quả mềm, có thể có mùi ủng và khi ép, dịch quả thoát ra có nhiều bọt, khó lắng lọc Tùy thuộc vào các loại quả và các loại mứt khác nhau (jam, jelly,…) mà

có thể dùng dạng quả nguyên, quả cắt miếng, nước quả trong hay puree quả

2.2.2.2 Đường

Ngoài lượng đường có sẵn trong nguyên liệu, người ta bổ sung vào mứt một lượng đường đáng kể Để bổ sung đường vào mứt theo nguyên tắc có thể dùng tất cả các loại đường, nhưng trong thực tế phải chọn đường kính trắng là tốt nhất, vì loại đường này sẽ không làm thay đổi màu của sản phẩm

Lượng đường này không chỉ để tăng vị ngọt và giá trị dinh dưỡng (năng lượng)

mà còn có tác dụng tạo ra áp lực thẩm thấu ức chế các vi sinh vật để bảo quản sản phẩm

Đường cho vào mứt cũng có tác dụng tăng độ đông Nồng độ đường trong mứt cần đạt gần nồng độ bão hòa (khoảng 65% đối với saccharose) nên đường dễ kết tinh

Để tránh hiện tượng này, người ta thay thế một phần saccharose bằng đường khử (glucose, fructose) vì độ hòa tan của hỗn hợp saccharose và đường khử cao hơn độ hòa tan của riêng saccharose Tuy nhiên, hàm lượng glucose trong mứt cao quá thì mứt cũng bị lại đường do glucose kết tinh Tỷ lệ giữa saccharose và đường khử trong mứt quả tốt nhất là 1:1

Saccharose có dạng tinh thể màu trắng, được biết đến như là một loại đường ăn rất phổ biến trong đời sống hằng ngày Mía và củ cải đường là hai nguyên liệu tự nhiên phổ biến để sản xuất đường ăn Saccharose cấu tạo từ α-D-glucose và β-D-fructose nối

Hình 2.10: Công thức phân tử đường Saccharose

với nhau bằng liên kết glucoside giữa hai nhóm –OH glucoside của cả hai C-anomer của chúng (C-1 của glucose và C-2 của fructose)

Đường saccharose dùng trong sản xuất mứt là loại RE, tan nhiều trong nước Độ tan thay đổi theo nhiệt độ

Bảng 2.12: Sự phụ thuộc độ hòa tan của đường saccharose vào nhiệt độ

Để tránh lại đường, người ta còn điều chỉnh độ acid của sản phẩm hoặc dùng mật pha vào khi nấu mứt và tránh lắc đảo trong quá trình bảo quản sản phẩm

Bảng 2.13: Nhiệt độ sôi của đường saccharose phụ thuộc

vào nồng độ saccharose ở áp suất thường

Bảng 2.14: Các chỉ tiêu cảm quan của đường (theo TCVN 6958:2001)

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô,

Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03

Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng (m/m),

không lớn hơn

0,05

Acid citric có công thức phân tử C6H8O7H2O, có dạng tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước hay cồn, khó tan trong ethylen Nó có vị chua dịu hơn nhiều so với các acid thực phẩm khác nên thường được dùng làm chất

điều vị cho mứt quả và các loại thực phẩm nói

chung

Bảng 2.16: Chỉ tiêu cảm quan của acid citric được quy định (theo TCVN 5516-1991)

1 Hình dạng bên ngoài và

màu sắc

- Các tinh thể không màu hay bột trắng không vón cục Đối với acid citric hạng 1 cho phép hơi có ánh vàng, dung dịch acid citric trong nước cất có nồng

độ khối lượng 20g/L phải trong suốt

2 Vị - Chua, không có vị lạ

3 Mùi - Dung dịch acid trong nước cất nồng độ 20g/L

không có mùi

4 Cấu trúc - Rời và kho

5 Tạp chất cơ học - Không cho phép

Hình 2.11: Công thức phân tử acid citric Hình 2.12: Tinh thể acid citric

2.2.2.4 Pectin [4, 8, 16, 17]

a Nguồn gốc

- Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các ester methyl của chúng Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccharide araban, dạng hòa tan của pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào

- Pectin như một loại keo gắn chặt các tế bào thực vật với nhau, vì thế người ta gọi chúng là chất ciment trong cấu trúc tế bào thực vật

- Khi quả còn xanh, ciment là protopectin, protopectin chiếm tỉ lệ khá cao, protopectin không hòa tan trong nước giúp quả có độ cứng

- Khi quả chín dần, dưới tác dụng enzyme protopectinase, protopectin sẽ chuyển sang pectin hòa tan (pectin) và araban, làm giảm sự liên kết giữa các tế bào, quả trở nên mềm hơn Quá trình này cũng xảy ra dưới tác dụng của acid và nhiệt độ trong quá trình chần ở 60 – 85oC

- Trong thực vật các pectin thường liên kết với cellulose ở vách tế bào dưới dạng phức hợp chưa biết rõ

- Pectin tồn tại với những hàm lượng khác nhau trong quả, củ hoặc thân của một số loài thực vật: trong táo 10 – 15%; vỏ trái cây họ citrus 20 – 50%; củ cải đường

10 – 20%; đài hoa hướng dương 15 – 25% Trong cùng một loại quả nhưng ở các phần khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau

Hình 2.13: Pectin trong cấu tạo thành tế bào thực vật

Bảng 2.17: Hàm lượng pectin trong thực vật

Nguyên liệu Hàm lượng pectin (g/100g) Táo

Chuối Đậu

Cà rốt Cherry Nho Bưởi Quả kiwi Chanh Cam

Củ cải đường Hạt hướng dương Khoai tây

0,39 – 0,49 0,55 – 0,68 0,43 – 0,63 0,72 – 1,01 0,40 0,70 0,65 0,85 0,63 0,57

15

25 0,81 (Nguồn In Handbook of Dietary fiber) [1]

b Cấu tạo

- Pectin là polysaccharide có cấu trúc dị thể, mạch thẳng là dẫn xuất methyl của acid pectic Acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic C6H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài trăm đến hàng ngàn đơn vị acid galacturonic Pectin khác với hydratcacbon thông thường là không phải được xây dựng từ các phân tử đường mà là

từ acid galacturonic, mạch thẳng vì thế có tên gọi là homogalacturonan

Cấu tạo một đơn vị của chuỗi pectin:

OCOOH

H

H

OHOH

HOH

HHHO

Hình 2.14: Đơn phân acid D-galacturonic

Hình 2.15: Liên kết α-1,4 glycoside giữa 2 đơn phân acid D-glactironic

trong mạch thẳng homogalacturonan

- Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi

trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galacturonic và thường thay đổi trong phạm vi từ 10.000 – 100.000 Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 – 35.000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000

- Tên gọi pectin dùng để chỉ các chuỗi polygalacturonic methyl hóa 100% Tên gọi acid pectinic để chỉ chất được methyl hóa thấp hơn 100% Còn tên gọi acid pectic

để chỉ acid polygalacturonic hoàn toàn không chứa nhóm methoxyl

- Trong thực tiễn, pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin

c Các chỉ số đặc trưng

- Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện tỷ lệ methyl hóa, là phần trăm khối lượng

nhóm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử

MI max = 16,3%

MI của pectin thực vật = 10 – 12 %

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

số lượng của các gốc acid galacturonic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galacturonic có trong phân tử

d Phân loại pectin

¾ Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử:

- HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI

lớn hơn 7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE lớn hơn 50%)

Hình 2.16: Công thức HMP

- LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp (LMP): MI

nhỏ hơn 7%, khoảng từ 3 – 5% trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị

ester hóa (DE nhỏ hơn 50%)

Hình 2.17: Công thức LMP

¾ Theo khả năng hòa tan trong nước:

- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là

polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl

- Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban

(polysaccharide ở thành tế bào)

e Cơ chế tạo gel

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hóa khác nhau mà có cơ chế tạo gel khác nhau:

HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro

Điều kiện tạo gel: [Đường] lớn hơn 50%, pH = 3 - 3,5; [Pectin] = 0,5 - 1%

Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử pectin trong dung dịch

Ion H+được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quả chế biến trung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel

Trong trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể hydroxyl – hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl – carboxyl Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm

lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ

30 – 50% đường thêm vào pectin là saccharose Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh của đường saccharose Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục

Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn

Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh

Không thể tạo gel nếu lượng đường nhỏ hơn 50%, pH lớn hơn 4,5 – 5

LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca 2+

Hình 2.19: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca 2+

Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ thấp hơn 0,1% miễn là chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không thêm đường và acid

Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COOcao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị hai đặc biệt là Ca2+

-Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl Gel pectin

có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar

Đặc điểm của gel: đàn hồi

Ý nghĩa thực tế của LMP: cho phép tạo gel mà không cần bổ sung đường và

sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm thấp calo cũng như ăn kiêng

f Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel

Gồm 4 yếu tố: pectin, đường, nước và acid

™ Pectin

Mạch phân tử của pectin là cơ cấu chính của hiện tượng tạo gel Vì thế, lượng

keo tụ Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợp giữa các phân tử xảy

ra càng nhanh, hệ keo đông tụ càng bền Thường lượng pectin sử dụng khoảng từ 1% Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ thu được gel quá cứng

0,5-Tuy nhiên, chất lượng của hệ keo pectin lại phụ thuộc rất lớn vào tính chất của pectin chứ không đơn thuần ở hàm lượng pectin được sử dụng Hai yếu tố quan trọng hàng đầu là chiều dài mạch phân tử pectin và mức độ methoxyl hóa trong phân tử của chúng

Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel:

ƒ Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử dụng với liều lượng cao

ƒ Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng

Mức độ methoxyl hoá quy định cơ chế tạo gel: Khả năng gel hóa của pectin

phụ thuộc tương đối vào mức độ hiện diện của các nhóm methoxyl Tùy thuộc vào chỉ

số methoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3 – 5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chúng sẽ khác nhau trong việc tạo gel

Bảng 2.18: Tác dụng của DE của pectin lên sự tạo gel

Điều kiện tạo gel DE%

pH Đường (%) Ion hoá trị II Tốc độ tạo gel

mà tiến lại gần nhau và tạo mạng

Lượng đường trong hỗn hợp pectin - đường - acid thường phải lớn hơn 50% thì mới có khả năng tạo gel Thông thường người ta tạo hỗn hợp có 65% đường để tiến hành gel đông Nếu hàm lượng đường dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xảy ra trên bề mặt hạt gel, hoặc ngay trong hệ gel Để có thể khắc phục có thể thay thế một phần đường saccharose bằng đường glucose nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường Với pectin chất lượng càng tốt thì lượng pectin dùng để gel hoá cùng một lượng đường càng ít

™ Nước

Nước là dung môi để pectin có thể trương nở và khuếch tán tạo nên dung dịch đồng thể Nước đóng vai trò quan trọng giúp pectin định hướng và sắp xếp lại mạch phân tử của chúng Thông thường khi độ ẩm của dung dịch tạo keo tăng lên thì quá trình keo hoá diễn ra càng nhanh

™ Acid

Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường có pH bé hơn 4 Trong môi trường có

H+, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hoà và trở thành dạng trung hoà điện dễ tạo đông tụ Hơn nữa, ion H+ sẽ thay thế các ion kim loại (nếu có) trong nhóm cacboxyl của phân tử pectin và chuyển thành dạng muối pectat (không tạo gel) thành dạng pectin (có tạo gel)

Acid sử dụng để tạo gel cần có mức độ phân ly cao hơn acid pectic để acid này

có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectic, và giữ cho chúng ở dạng trung hoà điện tích

Nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao Cần duy trì độ pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose (30 - 50% đường thêm vào pectin) để ngăn cản sự kết tinh của đường Cũng không nên dùng quá nhiều acid, vì pH quá thấp sẽ gây ra sự nghịch đảo một lượng lớn saccharose từ đó gây kết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục Thường dùng độ pH từ 3 - 3,5

Mức độ gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ acid rồi sẽ ngừng lại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO- của phân tử pectin đã được trung hoà điện tích Nên dù có tăng ion H+ cũng không thể tăng thêm mức độ tạo gel Nồng độ acid để tạo gel dung dịch pectin phụ thuộc mức độ methoxyl của pectin và hàm lượng

(chần, rửa, sấy, xay, nghiền…)

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu ban đầu được rửa sạch, cắt nhỏ rồi rửa bằng nước ấm (50 – 60oC)

Trích ly: trích ly pectin bằng cách đun nóng trong nước chứa acid (chlohydride,

sulfuric, sulfurơ), thường người ta dùng lượng nước gấp ba lần lượng vỏ khô, pH = 1,5 – 3; nhiệt độ 90oC và thời gian đun là khoảng 1 giờ

Lọc hay ly tâm: loại bỏ phần bã không tan trong dung dịch acid trong quá trình

chiết xuất

Rửa tủa: trong kết tủa pectin vẫn còn dung dịch acid do đó cần dùng cồn rửa

tủa nhiều lần

Sấy: Tủa pectin thu được đem sấy ở nhiệt độ 500oC, có đối lưu không khí với

thời gian sấy khoảng 4 – 5h Chế phẩm pectin thu được có độ ẩm khoảng 5%

Nghiền mịn và bao gói: Sau khi sấy pectin được đem đi xay thành dạng bột mịn và cho vào bao bì

h Ứng dụng của pectintrong các lĩnh vực khác nhau

¾ Tạo gel trong sản phẩm mứt quả:

Mứt quả là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc quả bán chế phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hóa) nấu với đường đến độ khô 65 hoặc 70% Sản phẩm mứt nổi bật là vị ngọt, thơm tự nhiên tinh khiết của quả Ngoài hàm lượng có sẵn trong quả, người ta còn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường tinh khiết

Hàm lượng đường > 60%, pH khoảng 3.0, pectin 0,2 – 0,4% là điều kiện tối

ưu cho tạo gel Pectin giúp tạo gel, tạo bề mặt láng mịn, phân phối trái cây đều trong sản phẩm

¾ Tạo độ chắc cho bột trong sản xuất bánh, tạo bề mặt bóng đẹp, tránh quá trình khô bề mặt

¾ Tạo vẻ ngoài hấp dẫn, cấu trúc đàn hồi, tăng cường hương vị trái cây, làm cho kẹo trơn mượt, tạo các hạt trong các sản phẩm kẹo

¾ Tạo độ nhớt cho sữa trái cây, phân phối trái cây đều trong sản phẩm Tạo ra sản phẩm đồng nhất trong sản phẩm sữa lên men và thời gian bảo quản dài

¾ Trong yaourt trái cây: pectin cho cấu trúc nhẵn, mịn, hương vị trái cây đặc trưng và phân tán trái cây đều trong sản phẩm