Cơ chế tạo gel của pectin chiết xuất từ phế liệu bưởi

Cơ chế tạo gel [1], [5], [16]

+ Ion H+ được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quá trình chế biến trung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử. + Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl. 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.

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

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel [4], [5]

- Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan do có sự tạo thành các liên kết 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. 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, tạo gốc -COOH.

Để khắc phục có thể thay thế một phần đường saccharose bằng đường glucose nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường. - Trong môi trường có H+, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và trở thành dạng trung hòa điện dễ tạo đông tụ và có thể chuyển dạng muối pectat (không tạo đông) thành dạng pectin (có tạo đông). - Acid sử dụng để tạo đông cần có mức độ phân ly cao hơn acid pectin để acid này có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectin, và giữ cho chúng ở dạng trung hòa điện tích.

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. - Mức độ tạo 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 hòa điện tích.

Ứng dụng

Nhưng việc tăng nồng độ này lại dễ làm tăng lượng đường chuyển hóa và làm tăng tính háo nước của sản phẩm. - Tác dụng của pectin là tạo ra cấu trúc mứt đông và mứt trái cây không bị thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo ra mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và giảm sự phá vỡ cấu trúc. - Pectin là chất tạo đông tốt nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả.

- Tác dụng tạo đặc của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm mà qui định không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành rẻ hơn hay ở những loại thực phẩm cần có một hình dáng thật tự nhiên. - Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây để những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, tạo ra. Quá trình sản xuất mứt đông và mứt trái cây phải đảm bảo tạo ra sự phân bố đồng đều của các phân tử trong pha liên tục ngay từ khi quá trình khuấy trộn ngừng lại.

- Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt vì yêu cầu của sản phẩm phải tạo được gel, tạo đặc trước khi đóng hộp. Trong những sản phẩm có hàm lượng chất khô rất thấp, ví dụ như mứt trái cây không đường cho người bị bệnh tiểu đường, LMP khó tạo đủ liên kết với nước, trong một số trường hợp người ta có thể sử dụng cả pectin và carragenan. - Pectin tăng tính hấp dẫn, tạo cấu trúc đàn hồi, tăng mùi vị trái cây tự nhiên và tạo bề mặt bóng láng cho sản phẩm.

Vì vậy, pectin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo như: mứt quả, kẹo dẻo, lớp mặt bánh kem, bánh ngọt nhân hoa quả. Trong yaourt trái cây, pectin tạo cấu trúc mịn, giúp phân bố đều các mẫu trái cây nhỏ trong sữa và nó còn làm cho sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng. Trong yaourt uống, pectin từ bưởi bảo vệ protein không bị biến tính trong quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết đông, giúp sản phẩm ổn định và đạt tính chất cảm quan tốt nhất, không giảm chất lượng ngay cả khi bảo quản một thời gian dài, nhằm cải thiện cấu trúc yaourt, tạo kết tủa dạng mịn và làm tăng giá trị cảm quan thực phẩm trong sữa chua.

Việc sử dụng pectin trong các sản phẩm đồ uống rất phù hợp vì chúng có cacbonhydrate tự nhiên năng lượng thấp và ổn định tính đục của sản phẩm. - Dùng pectin hay pectat để chế tạo bao bì (màng) ăn được: màng thu được bằng cách đem nhúng sản phẩm vào dung dịch pectin methoxyl thấp hay natri pectat và sau đó nhúng vào dung dịch canxi clorua. Pectin được dùng để chế biến thuốc uống, thuốc tiêm để cầm máu trước và sau phẫu thuật răng hàm mặt, tai mũi họng, phụ khoa.

Tác dụng dược lý của pectin

- Pectin còn được sử dụng nhiều trong sản xuất thức ăn kiêng cho những người mắc bệnh tiểu đường. (nước oxy già) trong phẫu thuật răng hàm mặt, tai mũi họng (không gây xót lại cầm máu tốt).

XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT PECTIN TỪ PHẾ LIỆU BƯỞI