Đề tài: Công nghệ sản xuất pectin từ phế liệu rau quả

Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PECTIN Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin I GIỚI THIỆU VỀ PECTIN: 1.1 Phát : - Tên gọi Pectin bắt nguồn từ từ gốc Hy Lạp “Pectos” có nghóa “ hoá gel” hay “ hoá đặc”, Pectin phát vào năm 1779 Vauquelin, tên gọi Pectin sử dụng vào năm 1824 - Năm 1824, Smolenki lần xác nhận Pectin polymer a Galacturonic - Năm 1830, Meyyor Mark phát thấy cấu trúc thẳng phân tử Pectin - Năm 1937, cấu trúc Pectin thức Shneider Boek xác định 1.2 Quá trình phát triển: - Pectin có vai trò quan trọng sản xuất mứt quả, thạch - Dần dần người biết trộn loại hay chất chiết từ loại có nhiều Pectin với loại có Pectin Pectin làm thành mứt tốt VD : Trộn dâu tây với phúc bồn tử dâu tằm, chất chiết từ vỏ cùi táo dùng nhiều bổ sung vào loại mứt - Các nhà sản xuất bắt đầu tìm kiếm nguồn Pectin khác Đầu TK XX, khả tạo đông bật Pectin ngày sử dụng rộng rãi Hoá thực phẩm, đánh dấu sản xuất Pectin theo quy mô lớn - Chiết xuất Pectin dạng lỏng sản xuất năm 1908 Đức nhanh chóng lan truyền đến Hoa Kỳ, năm gần trung tâm sản xuất Pectin chuyển sang Châu Âu nước sản xuất nhiều có muối ( cam, chanh….): Mehico, Braxin… 1.3 Nguồn gốc Pectin: - Pectin hợp chất tự nhiên có nhiều màng tế bào loài thực vật bậc cao chủ yếu phân bố loại quả, củ, thân Hình 1: Pectin cấu tạo thành tế bào thực vật - Trong màng tế bào, Pectin có mặt phiến ( có hàm lượng cao vách tế bào sơ cấp - Phiến phiến mỏng ngăn cách hai tế bào kế cận, cấu tạo chủ yếu Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Pectin có chức phân biệt liên kết hai tế bào kế cận, pectin đóng vai trò chất keo kết dính, người ta gọi Pectin ciment cấu trúc tế bào thực vật Pectin thường tồn hai dạng: + Dạng hoà tan: tồn chủ yếu dịch tế bào + Dạng Protopectin không tan : tồn chủ yếu thành tế bào có khả hấp thu lượng nước lớn, giúp điều chỉnh, cân lượng nước cho tế bào thực vật - Protopectin chuyển sang dạng Pectin hoà tan tác dụng acid, enzyme Pectinase đun sôi Ở vách tế bào thứ cấp số loài chuyển hoá cao, Pectin có mặt - Protopectin có nhiều rau xanh khoảng 1-1.5%, riêng cà rốt, bí ngô lên đến 2.5% già chín hay đun nóng protopectin chuyển thành Pectin hoà tan - Quá trình già chín kèm theo phản ứng demethyl hoá depolyme hoá Pectin tác dụng hệ enzyme có tạo thành Pectate và cuối acid loại đường hoà tan - Hàm lượng Pectin hoà tan chiếm khoảng 10% tổng hàm lượng acid uronic vách tế bào bưởi chín , 35-40% anh đào dâu tây chín , 85% bơ chín - Hàm lượng Pectin thường cao chín vừa tới, sau giảm bị demethyl hoá Khi thối, Pectin bị phân huỷ sâu Bảng 1: Hàm lượng Pectin số thực vật Tên thực vật Pectin % chất khô Khoai tây 2.5 Cà chua Táo 5-7 Bã táo 15-20 Cà rốt 10 Đài hoa hướng dương 25 Thịt củ cải đường 15-20 Vỏ có múi 30-35 - Trong loại phần khác có hàm lượng Pectin khác Bảng 2: Phần trăm Pectin phần phế liệu bưởi Các phần khối lượng ( % ) phế liệu Vỏ xanh 8-11 Cùi trắng 15-30 Vỏ múi 8-12 3-5 Vỏ hạt Bã tép 10-16 Nhóm tiểu luận:18 Hàm lượng Hiệu suấ thu hồi Pectin % ( % Pectin/ % Ck ) 3.1 15.6 5.8 25.2 5.3 12.4 5.2 - Trang Tieåu luận Công nghệ sản xuất pectin 1.4 Cấu tạo phân tử Pectin: Cấu tạo phân tử Pectin Hình 2: Cấu tạo đơn vị chuỗi Pectin - Pectin Polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ liên kết mạch phân tử acid D – Galacturonic C6H10O7 , liên kết với liên kết 1,4-Glucoside Trong số gốc acid có chứa nhóm Methoxyl (-OCH3 ) Chiều dài chuỗi acid Polygalacturonic biến đổi từ vài đơn vị đến hàng trăm đơn vị acid Galacturonic * Cách gọi tên: + Pectin : chuỗi Polygalacturonic methyl hoá 100% ( tương ứng với số Methoxyl cao 16.3% ) Hình 3: Cấu tạo phân tử pectin Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin + Acid Pectinic : chất Methyl hoá thấp 100% Hình 4: Cấu tạo phân tử Acid Pectinic Hình 5:Cấu trúc ghế đôi không gian Pectin + Acid Pectic : acid Polygalacturonic hoàn toàn không chứa nhóm Methoxy Hình 6: Cấu trúc phân tử Acid Pectic Trong thực tế người ta dùng tên Pectin để acid Pectinic Pectin - Phân tử lượng : Các loại Pectin tách từ khác có phân tử lượng thay đổi giới hạn rộng tuỳ theo số phân tử Acid Galacturonic thường thay đổi phạm vi từ 10.000-100.000 VD Pectin thu từ nguồn táo mận có PTL : 25.000-35.000, Pectin thu từ cam có PTL : 50.000 - Trong hợp chất Glucid, so chiều dài phân tử Pectin cao tinh bột thấp Cellulose Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Pectin đặc trưng số sau: + Chỉ số Methoxyl ( MI ): biểu tỷ lệ methyl hoá, % khối lượng nhóm Methoxyl ( -OCH3 ) tổng khối lượng Sự Methyl hoá hoàn toàn ứng với số methoxyl 16.3%, Pectin tách từ thực vật thường có số Methoxyl từ 10% đến 12% + Chỉ số ester hoá ( DE ): thể mức độ ester hoá Pectin, % số lượng gốc Acid Galacturonic ester hoá tổng số lượng gốc Acid galacturonic có phân tử 1.5 Phân loại Pectin Sản phẩm pectin thị trường phong phú đa dạng chủng loại Sản phẩm công ty có tên gọi đặc điểm riêng Có thể phân loại pectin thị trường theo cách sau đây: ( Theo trạng thái - Pectin dạng lỏng cô đặc - Chiết suất pectin sấy khô - Pectin dạng bột ( Theo nguồn nguyên liệu - Pectin táo - Pectin múi - Pectin nho - Pectin củ cải đường - Pectin hướng dương ( Theo số DE - High methoxyl pectin (HMP) - Medium methoxyl pectin (MMP) - Low methoxyl pectin (LMP) - Low methoxyl amidated pectin (LMAP) - Acid pectic Ngoaøi có dạng High methoxyl amidated pectin (HMAP) gặp Hình 7: HMP ( High Methoxyl Pectin ) Hình 8: LMP ( Low methoxyl Pectin ) Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Hình 9: LMAP(Low methoxyl amidated pectin) ( Theo tốc độ tạo gel - Pectin có tốc độ tạo gel thật nhanh ( Ultra Rapid Set) - Pectin có tốc độ tạo gel nhanh ( Rapit Set ) - Pectin có tốc độ tạo gel trung bình ( Medium Set ) - Pectin có tốc độ tạo gel chậm( Slow Set ) - Pectin có tốc độ tạo gel cực chậm ( Ultra Slow Set ) ( Theo đặc tính riêng - Pectin tinh khiết sản xuất từ loại nguyên liệu - Pectin hỗn hợp, sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu ( đồng trích ly) ( thí vụ Combin Pectin pectin sản xuất từ vỏ táo vỏ múi, gel tạo thành vừa có tính đàn hồi cao pectin múi vừa dễ phết pectin táo ) - Pectin có khả phân tán nhanh, không tạo thành vón cục ( Istant Pectin) : loại pectin sản xuất cách xử lý bột pectin chuẩn hoá để thu hạt to có cấu trúc xốp, diện tích bề mặt lớn ( Theo độ nhớt - Pectin có độ nhớt cao - Pectin có độ nhớt trung bình - Pectin có độ nhớt thấp - Pectin có độ nhớt cực thấp ( Theo lónh vực ứng dụng - Pectin thực phẩm - Pectin dược phẩm: pectin táo, pectin múi biến tính II TÍNH CHẤT CỦA PECTIN: - Pectin thuộc nhóm chất phụ gia tạo gel, tạo sệt vàđđược xem phụ gia thực phẩm an toàn đđược chấp nhận nhiều nhất.Và ñđiều naøy đñược chứng minh haøm lượng ADI cho phép “ không xác đđịnh”được ban hành tổ chức JECFE ( Joint Food Expert Committee ), SCF ( Scientific Committee for Food) Liêên Minh Châu âu GRAS ( General Regarded ) - Mã hiệu quốc tế Pectin E440 - Pectin tinh chế có dạng chất bột màu trắng xám nhạt Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Hình 10: Pectin tinh chế 2.1 Tính tan Pectin nước: 2.1.1 Tính tan: - Pectin tan nước tạo thành dung dịch có độ nhớt cao - Khi tiếp xúc với nước, Pectin nhanh chóng hấp thu nước trương nở gấp nhiều lần so với kích thước ban đđầu, sau phân tử Pectin bắt đđầu tách rời khỏi hạt Pectin từ vào biến -Nếu hạt Pectin dính tiếp xúc với nước tất chúng trương lên, dính hợp lại thành viên to hoà tan lâu - Ngược lại, hạt Pectin đđược tách rời trước tiếp xúc với nước chúng có đđủ chỗ trống đđể trương nở mà không dính vào Trước tiếp xúc với nước Trước tiếp xúc với nước Sau tiếp xúc với nước Sau tiếp xúc với nước - Để tránh làm vón cục Pectin cần phải taùch rời caùc hạt Pectin trước cho Pectin tiếp xúc với nước 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hoà tan Pectin: - Nhiệt đđộ hoà tan : Nhiệt đđộ cao Pectin hoà tan tốt, nhiệt đđộ thích hợp đđể hoà tan Pectin 800C - Thời gian hoà tan lâu, Pectin tan đđược nhiều Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin - Tốc đđộ khuấy cao, Pectin hoà tan tốt - Nồng đđộ chất khô: Để đđảm bảo hoà tan tốt Pectin, nồng đđộ chất khô dịch nấu bổ sung Pectin không nên 25% , nồng đđộ chất khô thích hợp 3.5 - Độ nhớt lớn, khối lượng phân tử khả tạo đặc Pectin lớn 2.3 Khả tạo đặc, tạo nhũ ổn định nhũ tương: 2.3.1 Khả tạo đặc, giữ nước: - Pectin có khối lượng phân tử lớn hoà tan vào dung dịch, nhóm hoạt đđộng Pectin tương tác với nước tạo thành lớp vỏ hydrat làm cho lực liên kết mắt xích đđó phân tử bị yếu đđi, phân tử Pectin bị xê dịch bị nhão ra, nước xâm nhập vào bên khiến Pectin bị trương lên - Nếu Pectin trương lên mà không bị rã Pectin đđóng vai trò chất giữ nước, Pectin bị rã hoàn toàn tạo thành dung dịch nhớt Pectin đóng vai trò chất tạo đñặc 2.3.2 Khả ổn ñịnh nhũ tương: - Pectin hoaø tan pha liên tục vaø laøm tăng đđộ nhớt hệ phân tán, hạn chế khả chuyển đđộng giọt phân tán, làm giảm va chạm chúng nhờ đđó hạn chế tạo giọt - Khả tạo đđặc ổn đđịnh nhũ tương hai tính chất đđi kèm 2.3.3 Khả tạo nhũ : - Pectin có nhóm ưa nước ( cacboxyl, hydroxyl ) kỵ nước ( methoxyl ) phân tử, hấp phụ lên bề mặt phân pha tạo thành lớp màng đặc bao quanh giọt phân tán, nhờ ngăn cản tụ giọt - Pectin ứng dụng làm chất ổn định nhũ tương thực phẩm sốt mayonnaise, nước sốt cho rau trộn 2.4 Khả tạo gel: - Đặc tính quan trọng Pectin có mặt Acid Đường, có khả tạo gel, tính chất ứng dụng phổ biến công nghệ sản xuất bánh kẹo - Pectin có khả tạo gel tốt theo hai chế: Đường-Acid vaø chế tạo gel Ca2+ ( hay gọi chế “egg-box” ) - Cơ chế tạo gel Pectin phụ thuộc số DE + Khi số DE giảm, khả tạo gel theo chế Đường-Acid giảm, khả tạo gel với caùc ion hoaù trị II ( hay dùng Ca2+ ) tăng + Khi số DE tăng , khả tạo gel theo chế Đường-Acid tăng - HMP tạo gel theo chế Đường-Acid - LMP coù thể tạo gel theo hai chế Nhóm tiểu luận:18 Trang Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin 2.4.1 Điều kiện tạo gel: • Điều kiện tạo gel HMP: - PH thấp : 1-3.5 - Nồng đđộ chất khô cao : 55-85% - Không cần Ca2+ - Phải có Đường Acid • Điều kiện tạo gel LMP: - PH : 1-7 hay cao - Haøm lượng chất khoâ : 0-85% - Cần Ca2+ 2.4.2 Cơ chế tạo gel: • Cơ chế tạo gel HMP: -Tạo gel theo chế Đường-Acid, kết hợp chuỗi pectin kết hai tương tác khác * Sự tương tác nhóm kỵ nước - Các nhoùm methylester kỵ nước tụ tập lại cho bề mặt tiếp xúc với nước nhỏ nhất, tạo kết tụ ban đđầu mạch pectin, nhóm đđịnh thời gian tạo gel HMP * Sự hình thành cầu nối hydro Các cầu nối Hydro đđược hình thành nhóm cacboxyl tự không phân ly, đđóng vai trò ổn đđịnh khối liêên kết qúa trình kết tụ nhóm methylester giữ chúng lại với nhau, PH thấp, số nhóm cacboxyl liêên kết cầu nối Hydro hình thành dễ dàng Hình 11: Cơ chế tạo gel liên kết Hidro • Cơ chế tạo gel LMP: - Sư kết hợp caùc chuỗi Pectin xảy phản ứng với ion Ca2+ Do hình dáng khúc khuỷu, mạch Pectin hình thành nhiều lỗ trống Các chỗ trống bị nhóm cacboxyl hydroxyl chiếm chỗ Sư hình thành lỗ trống nhóm hydroxyl, cacboxyl giúp cho Pectin dễ dàng liêên kết với qua liêên kết trung gian với ion Ca2+ Các vùng liên kết đđược hình thành cácđđoạn mạch Pectin xoắn ốc, vùng có 14 -20 gốc acid Nhóm tiểu luận:18 Trang 10 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Bảng : Qui định độ tinh pectin theo số tổ chức quốc tế: Chỉ tiêu EU Chất dễ bay hơi% Tro không tan acid (HCl 3N),% Tổng chất không tan, % Natrimethylsulphate ,% Methanol, ethanol vaø isopropanol tự do, % chất khô Methanol,% Ethanol,% Isopropan,% SO2, ppm theo chất khô Nitơ (pectin),% chất khô tách tro Nitơ ( pectin amid hoá), % chất khô tách tro 10 Acid Galacturonic, % chất khô tách tro 11 Hàm lượng methoxyl,% chất khô, pectin chưa chuẩn hoá 12 Chỉ số amid hoá(DA),% 13 Đường acid hữu cơ,mg/g 14 Arsenic,ppm 15 Chì, ppm 16 Cadmium,ppm 17 Thuỷ ngân, ppm 18 Đồng ,ppm ≤ 12 ≤1 Nhóm tiểu luận:18 - FAO/WHO/ JECFA ≤ 12 ≤1 FDA/FCC EEC USP ≤ 12 ≤1 ≤ 12 ≤1 ≤ 10 ≤3 ≤3 - - ≤ 0.1 - - - ≤1 - ≤1 - ≤1 - - ≤1 ≤ 50 ≤ 0.3 ≤ 0.5 ≤ 0.5 - - ≤ 50 ≤ 50 ≤ 0.1 ≤ 2.5 - ≤ 0.5 - - ≤ 2.5 - ≤ 2.5 - ≥ 65 - ≥ 65 ≥ 65 - ≤ 50 - - ≤ 25 ≤ ≤ ≤ ≤ 1 ≤ 25 ≤3 ≤5 ≤1 ≤ 50 - ≥ 6.7 ≤ 25 ≤3 ≤5 - - ≥ 74 - ≤3 ≤5 - PDF by http://www.ebook.edu.vn ≤ 160 ≤3 ≤5 - - Trang 49 Tiểu luận 19 Kẽm, ppm 20 Đồng kẽm, ppm 21 Kim loại nặng,ppm 22 Dư lượng thuốc trừ sâu 23 Vi sinh vật gây bệnh 24 Các chất bẩn hữu dễ bay Công nghệ sản xuất pectin - ≤ 25 - ≤ 20 ≤ 20 Tuân theo quy định chung thực phẩm Tuân theo quy định chung thực phẩm Tuân theo quy định chung thực phẩm ≤ 25 ≤ 50 - - Không có Salmonella Giới hạn xác định Ghi chú: - : không xác định 1.4 Qui định sử dụng: Pectin xem phụ gia thực phẩm có giá trị an toàn, thành phần liều lượng sử dụng qui định luật pháp phụ gia thực phẩm( Food Additive law) giám sát CAC ( the Codex Alimentarius Commission) Theo JECFA pectin gán ADI ( Acceptable Daily Intake) “ không xác định “ II TÌNH HÌNH SẢN XUẤT: 2.1 Nhà sản xuất: Hiệp hội công ty sản xuất pectin hàng đầu giới IPPA ( InternationalPectin Producers’ Association ) đặt trụ sở tạiThụy Só IIPA thành viên ELC ( the Federation of European Food Additives and Food Enzyme Industries) Một số công ty thành viên hiệp hội gồm có : Herbstreith & Fox: công ty Đức chuyên sản xuất sản phẩm pectin Đây công ty lớn, có uy tín thành lập lâu đời Thương hiệu pectin Herbstreith & Fox ( H&F) Herbstreith & Fox KG Pektin-Fabrik Neuenbürg Turnstrasse 37, D-75305 Neuenbürg/Württ Germany http://www.herbstreith-fox.de/ Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 50 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin CP Kelco : công ty sản xuất hydrocolloid hàng đầu giới, trụ sở Đan Mạch Bên cạnh pectin, công ty sản xuất : carrageenen,gellan gum, locustbean gum… Sản hiệu pectin công ty GENU CP Kelco Ved Banen 16 DK-4623 Lille Skensved Denmark http://www.cpkelco.com/ Cargill : công ty Bỉ, sản phẩm gồm pectin, tinh bột xanthan Thương hiệu pectin laø Cargill CARGILL Cerestar BVBA Bedrijvenlaan B-2800 Mechelen Belgium http://www.cargill.com/ Dansico : công ty Mỹ, công ty sản xuất hydrocolloid hàng thứ hai giới Sản phẩm công ty pectin, alginate, carrageenan locust ban gum Các sản phẩm bán thương hiệu Geodan, Cremodan Degussa công ty Đức, chuyên sản xuất pectin, alginate, carrageenan xanthan Thương hiệu sản phẩm Satiagin, Satiagum, Aubygel, Satiagel Danisco Ingredients USA Inc., 201 New Century Parkway, PO Box 26, Kansas 66031-0026, USA http://www.danisco.com/ Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 51 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Obipektin công ty lớn Th Só, pectin sản xuất nhiều sản phẩm khác Thương hiệu pectin Obipektin Obipektin AG, Industriestrasse 8, CH-9220 Bischofszell, Switzerland http://www.obipektin.ch/ 2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ: Thị trường toàn cầu khoảng 30.000 tấn/năm, riêng thị trường Australia khoảng 400 tấn/năm Lượng LMP chiếm khoảng 15% tương đương 5.000 tấn/năm Sản xuất pectin đạt tốc độ tăng trưởng cao Các công ty sản xuất phần lớn tập đoàn đa quốc gia, có chi nhánh khắp giới Các công ty quy mô không ngừng mở rộng quy mô sản xuất, xây dựng thêm nhà máy khu vực có nguồn nguyên liệu dồi dào, giá công nhân lượng rẻ Mexico, Brazil,… Ở Mỹ hàng năm sản xuất 2500 pectin bột, khoảng 80% pectin từ cam chanh, lại từ táo Ngoài Mỹ sản xuất loại pectin thô( chiết xuất pectin từ vỏ cam, chanh ngâm chiết) Ở Bungari việc sản xuất pectin sử dụng pectin phát triển rộng rãi Hằng năm Bungari sản xuất khoảng 250 phế phẩm pectin thô Hiện Việt Nam nhà máy độ hộp rau hàng năm sản xuất khoảng 500 – 600 cam, chanh Lượng bã thải chiếm tới gần 50% trọng lượng nguyên liệu chưa tận dụng để sản xuất pectin Trong năm gần số nhà máy nghiền mịn cùi cam thay pectin cho vào số loại mứt (như mứt chuối,…) để tăng độ dẻo mứt.Tuy nhiên sản phẩm nhiều có mùi vị lạ Trường Đại học Công nghiệp nghiên cứu thu nhận thành công chế phẩm từ vỏ bưởi theo quy trình gần giống quy trình sản xuất pectin từ bã ép cam, chanh 2.3.Giá pectin: Nhìn chung giá pectin cao loại hydrocolloid khác Giá pectin thời Úc / Châu u 11,00 đô-la Úc/kg HMP 12,90 đô-la Úc / kg LMP Giá pectin múi giới 6-8 USD/pound, tuỳ thuộc vào loại pectin Giá pectin tăng lên 4-6 % giá dầu tăng cao Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 52 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Bảng : giá tham khao công ty Pacific Pectin Inc Tên Pacific Pectin Mix Ứng dụng Mứùt chuẩn Pacific Pectin “ No Acid” Mứt làm từ loại Mix chua lựu, dâu dại Pacific LM-3 Pectin Mứt làm từ đường khử hay giảm 1/3 hàm lượng đường Pacific LM-0 Pectin Mứt không đường đường Pectin lỏng sấy khô Giá ( tính giá vận chuyển, chưa tính giảm giá mua sỉ) 54 USD/10 pound 109 USD/25 pound 195 USD/50 pound 54 USD/10 pound 109 USD/25 pound 195 USD/50 pound 62 USD/10 pound 134 USD/25 pound 240 USD/50 pound 62 USD/10 pound 134 USD/25 pound 240 USD/50 pound 15.75 USD/ pound Đặt mua tối thiểu pound 15.75 USD/ pound Đặt mua tối thiểu pound 8.85 USD/pound( không tính phí vận chuyển) 8.85 USD/pound Pectin lỏng sấy khô trộn Mứt làm từ loại natri citrate chua Pacific 150 Grade Pectin - Rapid set Pacific 150 Grade Pectin - Slow set Pacific LM pectin chuẩn 13 USD/ pound hoá Đặt mua tối thiểu 10 pound Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 53 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Chương 4: ỨNG DỤNG CỦA PECTIN Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 54 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Bảng 8: Tóm tắt ứng dụng pectin Tính chất pectin Phân tử pectin dài dễ vướng vào tạo dung dịch có độ nhớt nên pectin có khả tạo đặc Nếu hàm lượng đường đủ lớn bổ sung vào để giảm độ hydrat hóa phân tử pectin, phân tử lại hình thành mạng lưới gel Vì nhóm acid yếu, thay đổi pH thay đổi khả điện tích chuỗi pectin.Pectin liên kết với điều kiện acid Nhóm acid pectin phản ứng với ion Ca2+ tạo liên kết với nhóm COO- để hình thành gel không cần đường Phân tử pectin liên kết với protein tích điện (+) nên chúng không bị đông lại gia nhiệt 4.1 Khả ứng dụng Pectin cải thiện cấu trúc nước uống có hàm lượng đường thấp Mứt trái có đướng cao phụ thuộc vào pectin để hình thành Cần có đường acid sản xuất mứt đông LMP sử dụng để làm mứt trái có hàm lựơng đường thấp nhiều sản phẩm chế biến từ trái Giúp protein sữa yughort không bị đông tụ nhiệt độ , tiệt trùng UHT Ứng dụng pectin sản xuất mứt: Hình 24: Các sản phẩm mứt có sử dụng pectin Pectin sản xuất mứt chất tạo gel Mứt làm từ pectin có ưu điểm khả giữ nước cao, mùi vị lạ Khả tạo gel sử dụng thực phẩm cần có ổn định nhiều pha, sản phẩm cuối giai đoạn tức thời qui trình sản xuất ¾ HMP dùng mứt trái mứt đông: • Vai trò pectin nhằm tạo cấu trúc cho mứt đông mứt trái để sản phẩm vận chuyển không bị thay đổi cấu trúc, tạo mùi vị thơm ngon Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 55 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin cho sản phẩm, giảm thiểu đến mức tối đa phân rã Quá trình sản xuất mứt đông mứt trái phải đảm bảo tạo phân bố đồng phân tử pha liên tục từ trình khuấy trộn ngừng lại Hàm lượng pectin sử dụng mứt đông thường khoảng từ 0,2 – 0,4% • Pectin có khả tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt sản xuất mứt yêu cầu sản phẩm phải tạo gel, tạo đặc trước đóng hộp.Còn mứt đông trái tốt chúng không bị tác động suốt trình tạo gel Đó lý pectin tạo gel chậm sử dụng, khâu vào hộp, đóng nắp, dán nhãn, xếp chồng phải thực trước trình tạo gel diễn ¾ LMP thường ứng dụng mứt trái có hàm lựơng chất khô hòa tan < 55%: Loại LMP chọn lựa hàm lượng chất khô pH sản phẩm.Trong sản phẩm có hàm lượng chất khô thấp, ví dụ mứt trái câykhông đường cho người bị tiểu đường, LMP khó tạo đủ liên kết với nước, số trường hợp người ta sử dụng pectin carragenan 4.2 Ứng dụng pectin sản xuất bánh nướng: Hình 25 : Các sản phẩm bánh có sử dụng pectin Pectin đóng vai trò chất tạo gel cho chế phẩm trái Chế phẩm trái dùng sản xuất bánh nướng chia làm loại: • Loại thứ fruit filling (FF), có nghóa trái FF đïc rót, phủ lên bế mặt hay tiêm vào bánh sau nướng Loại chế phẩm trái không trải qua trình nướng với bánh • Loại thứ hai gọi baking stable fruit preparation (BFP), có nghóa chế phẩm trái bền nướng, cho vào bột nhào trước nướng bánh Loại có trái qua trình nướng với bánh nên yêu cầu phải bền nhiệt Pectin chứng tỏ khả đặc biệt công nghệ sản xuất bánh Nó có vai trò quan trọng việc chống lại biến tính biến dạng thành phần làm từ trái trình nướng bánh loại bánh rán, bánh hấp, bánh gừng, bánh trộn hạnh nhân phết kem hay bánh xốp có nhiều bơ Pectin đảm bảo cho chế phẩm có tính chất sau: kết cấu láng mịn, có độ vững cao, khả chống chịu áp lực học cao, khả phục hồi cao sau xử lý áp lực, Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 56 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin bị chảy nước, ổn định với sản phẩm khác nhau, tạo bề mặt bóng láng cho bánh, mùi vị thơm ngon khả giải phóng mùi tốt Trong sản xuất người ta thường sử dụng pectin táo Pectin táo có ưu điểm tạo thành kết cấu gel nhớt khả liên kết nước cao Gel tạo thành từ HMP táo bền học chảy nước MHP múi 4.3 Ứng dụng pectin sản xuất kẹo: Hình 26: Các sản phẩm kẹo làm từ pectin Kẹo pectin có ưu điểm khả giải phóng mùi tốt, đổ khuôn trực tiếp nồng độ chất khô 80%, làm nguội nhanh tách khuôn sau 30 phút Kẹo có hàm lượng chất khô khoảng 80%, pH khoảng 3,5 Pectin tăng tính hấp dẫn, tạo cấu trúc đàn hồi, tăng mùi vị trái tự nhiên tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm Pectin chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định Vì vậy, pectin ứng dụng nhiều công nghiệp sản xuất kẹo kẹo dẻo, kẹo mềm,… 4.4 Ứng dụng pectin sản phẩm từ sữa: Hình 27 : Các sản phẩm từ sữa làm từ pectin Pectin bổ sung hương trái cho sản phẩm từ sữa chua Cho pectin vào sữa lên men với liều lượng vừa đủ, trộn để dung dịch đồng Trong yaourt trái cây, pectin tạo cấu trúc mịn, giúp phân bố mẫu trái nhỏ sữa làm cho sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng Trong sản phẩm nhiều lớp, pectin có tác dụng ổn định giữ cho trái không bị tách khỏi yaourt, tạo thành bề mặt lớp chế phẩm làng mịn Trong yaourt uống, pectin từ táo citrus bảo vệ protein không bị biến tính trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa kết Pectin giúp sản phẩm ổn định đạt tính chất cảm quan tốt nhất, không giảm chất lượng bảo quản thời gian dài Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 57 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Pectin phản ứng với canxi yaourt nhằm cải thiện cấu trúc yaourt Trong sản xuất sữa chua : casein sữa chua thường bị vón cục Nếu cho pectin vào hỗn hợp casein sữa kết tủa dạng mịn làm tăng giá trị cảm quan thực phẩm HMP tác nhân tạo gel thích hợp đồ tráng miệng làm từ sữa, kinh tế carragenan carragenan tạo gel với sữa liều lượng thấp nhiều LMP ưa dùng làm tác nhân tạo gel cho loại bánh pudding sữa chua hay đồ tráng miệng sữa trộn trái Không giống carragenan, LMP không đồng kết tủa với casein pH thấp đảm bảo thời gian bảo quản sản phẩm vừa phải Trong sorbet ( kem sữa) , nước đá hay kem đá, pectin có tác dụng giữ cho tinh thể đá có kích thước nhỏ trình lạnh đông, pectin giúp cải thiện tính chất lưu biến độ nhớt kem 4.5 Ứng dụng pectin công nghiệp chế biến nước giải khát: Hình 28 : Các sản phẩm nước giải khát có sử dụng pectin Việc sử dụng pectin sản phẩm đồ uống phù hợp chúng có cacbohydrat tự nhiên lượng thấp ổn định tính đục sản phẩm Pectin dùng để tăng độ bền keo loại nước sản xuất từ nước dứa, chanh dây, xoài… cô đặc Các loại nước thường dễ bị sa lắng, tách lớp, nhìn không đẹp mắt Khi sử dụng High Methoxyl Pectin với liều lượng nhỏ, hạt keo trình tồn trạng thái phnâ bố thời gian dài, nhờ làm tăng giá trị cảm quan nước 4.6 Các ứng dụng khác pectin công nghệ thực phẩm: • Dùng pectin hay pectrat để chế tạo bao bì ( màng) ăn được: màng thu cách đem nhúng sản phẩm vào dung dịch pectin methoxyl thấp hay natri pectat sau nhúng vào dung dịch canxi clorua Đôi người ta thêm glyxerin vào dung dịch pectin để làm dẻo hóa Màng phủ lên đem sấy • Pectin sử dụng nhiều sản xuất thức ăn kiêng cho người mắc bệnh tiểu đường Loại thức ăn có hàm lượng đường thấp Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 58 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin Pectin ứng dụng sản phẩm chế biến sẵn: LMP giúp cải thiện số tính chất lưu biến sản phẩm từ cà chua(có nồng độ chất khô khoảng 10-46%) xốt cà chua, tương ớt… Các sản phẩm náy phải bền nhiệt Hàm lượng pectin sử dụng khoảng 0,3 – % Pectin dùng để cải thiện khả giữ nước cấu trúc Creme fraiche, Mayonnaise Bổ sung pectin củng làm tăng khả phết margarine béo • Pectin dùng để giữ bán thành phẩm bánh nướng tươi lâu hơn: loại bán thành phẩm bánh nướng( bột nhào lạnh đông bánh chưa nướng) dễ bị biến đổi sau vài tháng tượng thoái hóa tinh bột bán thành phẩm Tinh bột trương nở tái kết tinh làm giảm khả giữ nước bột nhào, sản phẩm sau nướng khô Khi dùng pectin, chất lượng sản phẩm cải thiện đáng kể Do khả giữ nước cao, pectin có ảnh hưởng lớn đến trình phát triển tinh thể đá bột nhào tiến hành lạnh đông Pectin có tác dụng làm giảm tốc độ tăng kích thước khiến tinh thể đá tạo thành có kích thước bé, ruột bánh nướng mịn Bánh khô hơn, tươi lâu có tính chất cảm quan tốt Nhờ pectin, khả giữ nước bột nhào tăng 3%, bột nhào ổn định đàn hồi hơn, xử lý học dễ CHÚ Ý : ¾ Lượng pectin sử dụng sản phẩm thực phẩm: • Đá, kem hỗn hợp, sản xuất phomat, thủy sản đóng hộp(10g/kg) • Sữa chua thơm, sản phẩm xử lý nhiệt sau lên men(10g/kg) • Kem sữa diễt khuẩn (5g/kg) • Đồ hộp rau có bơ, dầu hay mỡ(10g/kg) • Sữa (10g/kg) • Sirô 2,5g/kg • Mứt, mứt cam 5g/kg • Có thể sử dụng pectin hay sử dụng kết hợp với chất nhũ hóa, chất ổn định làm đông đặc khác ¾ Bột pectin đạt đăng ký chất lượng đơn vị, cụ thể là: • Độ ẩm: 12% • Hàm lượng pectin : 60% • Cảm quan :bột màu vàng sáng, có mùi thơm vỏ hoa • Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 59 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin 4.7 Ứng dụng pectin công nghệ dược phẩm: Hình 29 : Các sản phẩm dược phẩm có sử dụng pectin Pectin dùng chế thuốc uống, thuốc tiêm để cầm máu trước sasu phẫu thuật hàm mặt, tai mũi họng, phụ khoa Chữa chảy máu đường tiêu hóa, tiết niệu Dung dịch pectin 5% sử dụng thuốc sát trùng H2O2 (nước oxy già) phẫu thuật hàm mặt, tai mũi họng (không gây xót lại cầm máu tốt) Thấm nhét vào chỗ để cầm máu Trên thị trường có biệt dược Hacmophobin(Đức) Arhemapctin(Pháp) Tác dụng dược lý pectin: • Pectin loại chất xơ hòa tan nước Nó không cung cấp lượng có nhiều giá trị phòng, chữa bệnh • Kéo dài thời gian tiêu hóa thức ăn ruột, có tác dụng tăng hấp thu dưỡng chất thức ăn Giảm béo phì (do tạo cảm giác no bụng kéo dài, giảm lượng ăn vào, giúp giảm cân người béo phì) • Giảm hấp thu lipid • Giảm cholesterol toàn phần máu (đặc biệt giảm cholesterol xấu LDL) người rối loạn lipid máu Phân tích thành phần hóa học, cùi bưởi có chứa pectin, tinh dầu flavonoid hesperidin narigin Pectin chất sợi hòa tan, ngoại hấp cholesterol thức ăn muối mật nên góp phần làm giảm cholesterol máu, gián tiếp ngăn ngừa béo phì xơ cứng mạch máu Hesperidin narigin giúp bảo vệ tính đàn hồi mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch, gián tiếp chống cao huyết áp tai biến mạch máu nạo • Khống chế tăng cường đường huyết trước sau bữa ăn người có bệnh tiểu đường • Chống táo bón • Cầm máu • Sát trùng • Hoa quà có nhiều pectin giúp thể hấp thu tốt acid hữu chất trung gian thúc đẩy chuyển hóa, tăng khả sử dụng chất dinh dưỡng thức ăn Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 60 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin 4.8 Ứng dụng pectin từ bửơi qui mô gia đình: ¾ Chế biến pectin từ bưởi: Trong gia đình, sau ăn bưởi tận dụng nguồn pectin quanh vỏ bưởi để làm thuốc phòng chữa bệnh nói Cách làm: • Hạt bưởi chọn bỏ hết hạt lép Nếu lượng hạt nhiều lấy khoảng 20 hạt (để chế nước pectin dùng ngày), số lại đem phơi sấy khô ( vỏ ngoài) Đựng túi PE khô sạch(hoặc lọ khô sạch) để dùng dần Chú ý tránh ẩm dễ mốc • Cho hạt bưởi vào cốc, rót nước sôi nóng khoảng 70 – 80oC cho ngập hạt, dùng dóa nhiều đánh liên tục chừng 5- phút gạn nhầy vảo cốc riêng Tiếp tục làm lấy nhầy(sờ tay vào vỏ hạt thấy hết nhầy) Tùy theo giống bưởi, bưởi, có nhiều loại pectin phải đánh hạt với nước 5- lần hết nhầy Loại pectin cần làm lần Cách dùng nước pectin: • Chống táo bón, rối loạn lipid máu, bệnh tim mạch: uống 50ml sau ăn bữa ăn 60 phút • Giảm béo, ngừa tiểu đường: uống 50ml trước ăn bữa ăn 5-10 phút • Chống chảy máu( răng, máu cam, rong kinh, đa kinh): lần dùng 20ml cách 20 phút/ lần đầu Chú ý : Sau chế giờ, dùng không hết, nên cho vào tủ lạnh ( bảo quản 48 giờ), lúc pectin đông lại giống thạch trắng Pectin có nhiều loại quả, song có cùi vỏ hạt bưởi có tỷ lệ cao dễ chiết xuất ¾ Chè bưởi: Đầu tiên người ta đưa vỏ bưởi tươi gọt hết lớp vỏ Sau bóc lớp vỏ tơi bên , giữ lại phần vỏ trắng dai Vỏ bưởi nhồi nhiều lần nước muối để làm hết vị the đắng Sau đó, chúng nhồi nước lã, xả đến nhai thử thấy không mùi vỏ bưởi Sau nứơc, vỏ bưởi xắt thành sợi, vuông cạnh, vừa tầm sợi bột khoai,đưa vào nấu với nước đường tinh 4.9 Các ứng dụng khác pectin: ¾ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SINH HỌC: • Tác dụng lên trình đột biến: theo Rowland, cho chuột thí nghiệm ăn theo chế độ bổ sung pectin hàm lượng hợp chất nitơ giảm rõ rệt • Tạo môi trừơng nuôi cấy vi sinh vật: - Sử dụng dung dịch LMP xác định hoạt tính enzynm pectolytic nhờ vùng suốt tạo xung quanh cụm vi sinh vật enzym phát triển môi trường ( đục ) chứa pectin - Môi trường chứa pectin thúc đẩy qaú trình sản xuất interferon hiệu lực cao Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 61 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin - Pectin kết hợp với hợp chất giải phóng chlorin đợc ứng dụng để chuẩn bị môi trường nuôi cấy tự vô khuẩn ¾ ỨNG DỤNG TRONG NHA KHOA & MỸ PHẨM: • Ứng dụng nha khoa : - Pectin dùng làm sản xuất kem đánh răng, giúp bảo vệ bicarbonat peroxide kem đánh khô khỏi bị chảy nước sớm - Pectin pectinate chất polyanionic thích hợp để sản xuất loại cao dán • ng dụng mỹ phẩm: - Pectin ứng dụng sản xuất kem cạo râu nước dưỡng da, xà phòng, sáp thơm bôi tóc, tá dược thuốc khử mùi thân thể - Pectin chất tạo đặc chất ổn định loại thuốc dưỡng tóc, thuốc dưỡng da dầu gội ¾ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THUỐC LÁ: Trong công nghệ sản xuất thuốc lá, hợp chất pectic sử dụng để làm loại thuốc tự cắt, chất kết dính thuốc hoàn nguyên film, chất giữ ẩm, chất thay thuốc lá, làm áo tạo hương cho thuốc ¾ ỨNG DỤNG TRONG BẢO VỆ ĐẤT: - Pectin ( hàm lượng 0,05- 7,5% chất khô) sử dụng để chống xói mòn đất khu vực trồng nhờ liêm kết với canxi đất - Pectin ứng dụng xây dựng hồ nhân tạo, Dung dịch pectin phân tán nước bơm vào hồ, tiếp xúc với nước muối chứa ion dương hóa trị II, kết tủa bít kín hiệu lỗ xốp ¾ ỨNG DỤNG PECTIN TRONG SẢN XUẤT THỨC ĂN GIA SÚC: Trộn pectin hay acid oligo galactuonic vào thức ăn cừu kích thích cừu tiết hormone tăng trưởng prolactin ( loại hormone sinh dục) máu giai đoạn tăng trưởng lợn, thêm 2% pectin vào thức ăn làm giảm tốc độ tăng trọng không ảnh hưởng đến hiệu chuyển hóa thức ăn Pectin làm giảm tốc độ dày mỡ lưng lợn Ngo ra, pectin dùng để bọc thức ăn dạng viên dành cho cá biến ¾ ỨNG DỤNG KHÁC: - Pectin coi hóa chất công nghiệp chất trung gian tổng hợp hóa học Thuốc trừ sâu chứa chất diệt virus thực vật hóa chất chống đông kết hợp với pectin - Pectin chất trrong tổng hợp dehydrogalacturonate enzym - Pectin thành phần số loại gel chữa bệnh, khăn ăn vệ sinh thuốc tránh thai - Các hợp chất pectin đóng vai trò quan trọng sản xuất chất thay giấy, giấy không chứa carbon, film chụp ảnh, pin chì dự trữ, điện cực có lỗ đồng đều, gốm, silicate xốp, máy lọc khí, bạc xúc tác, chất loại gỉ sét , chất bôi trơn chất hóa dẻo Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 62 Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lượng, Cơ sở vi sinh công nghiệp , NXB Đại học Quốc gia Thành phố HCM,2004,237 trang [2] Nguyễn Văn Tiếp , Quách Đình, Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất đồ hộp rau quả, NXB Thanh Niên,2000,423 trang [3] Lê Ngọc Tú ( chủ biên), Hoá sinh công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội,2002,443 trang [4] MT Đenhicop,Tận dụng phế liệu công nghệ thực phẩm, NXB Khoa học Kỹ thuaät,1977,249 trang [5] http://www.ippa.info [6] http://www.cpkelco.com/food/pectin.htm [7] http://www.citrico.com [8] http://www.obipektin.ch/e/frame/set_pektin.htm [9] http://www.pacificpectin.com [10] http://www.herbstrieth-fox.de/ [11] http://www.cargill.com/ Nhóm tiểu luận:18 PDF by http://www.ebook.edu.vn Trang 63 ... Tiểu luận Công nghệ sản xuất pectin I NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT : 1.1 Nguồn nguyên liệu: Nguyên liệu dùng để sản xuất pectin thương mại chủ yếu phế liệu thu sản xuất số loại sản phẩm rau quả, thường... sánh quy trìmh công nghệ sản xuất pectin từ bã táo từ phế liệu citrus: Bảng 5: So sánh dịch Petin từ phế liệu táo citrus Dịch pectin từ bã táo Dịch pectin từ phế liệu citrus Giống Đều có giai đoạn... luận Công nghệ sản xuất pectin 3.5 So sánh quy trình công nghệ sản xuất pectin sản phẩm chúng: 3.5.1 So sánh đặc tính sản phẩm pectin từ bã táo từ phế liệu citrus: Bảng : so sánh đặc tính sản