Đánh giá đặc trưng hình thái, cấu trúc pectin

2.2 Các phương pháp nghiên cứu

2.2.5 Đánh giá đặc trưng hình thái, cấu trúc pectin

2.2.5.1 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscope)

Cấu trúc hình thái của pectin được đánh giá qua ảnh chụp hiển vi điện tử quét (SEM). Bề mặt mẫu pectin cần được phun phủ một lớp Pt (dày khoảng 5 nm) trước khi chụp. Phép đo được thực hiện trên thiết bị FE-SEM (Hitachi S-4800), Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Nguyên lý: Chùm điện tử hẹp được quét trên bề mặt mẫu, các electron va chạm

với bề mặt mẫu tạo ra các electron thứ cấp đi tới detector và chuyển thành tín hiệu điện, các tín hiệu này được khuếch đại đi tới ống tia catot và quét lên ảnh, thể hiện hình thái cấu trúc vật liệu.

28

2.2.5.2 Ảnh phổ hồng ngoại (FTIR)

Phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) đo cường độ hấp thụ bức xạ hồng ngoại của mẫu vật liệu, dựa trên nguyên tắc hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại của phân tử. Khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại, các chuyển động dao động và chuyển động quay của phân tử bị kích thích với các tần số khác nhau, thu được dải phổ hấp thụ hồng ngoại. Các nhóm định chức khác nhau hấp thụ bức xạ hồng ngoại ở các tần số khác nhau tương ứng với bản chất hóa học của chúng. Dựa vào phổ hồng ngoại có thể xác định được các nhóm chức đặc trưng và các liên kết có trong phân tử của pectin.

Cách đo: Các mẫu được sấy khô ở 45 °C để loại bỏ hết ẩm. Mẫu dạng bột được trộn với bột KBr, sau đúc thành viên hình trụ dẹt có độ dày 1nm và đưa vào máy FTIR. Phổ FTIR được ghi lại trên máy quang phổ Spectrum Two, với 32 lần quét và độ phân giải 4 cm-1 trong dải số sóng 400-4000 cm-1. Các phép đo được thực hiện trên thiết bị FTIR (Spectrum Two, Perkin Elmer), đo tại trường Học viện kỹ thuật Quân sự.

2.2.5.3 Xác định khối lượng phân tử của pectin bằng phương pháp đo độ nhớt

Chuẩn bị các mẫu dung dịch pectin với các nồng độ khác nhau: 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 g/L bằng cách hòa tan lượng cân chính xác 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 g pectin trong dung dịch NaCl 0,1 M, để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 12 giờ nhằm tạo dung dịch đồng nhất.

Tiến hành đo: Khuấy đều dung dịch của các mẫu 10 phút trước khi đo. Các dung dịch mẫu pectin đã hòa tan hoàn toàn được đổ vào mao quản của nhớt kế và tiến hành đo thời gian chảy. Khi mà điều kiện đo như dung môi và nhiệt độ được cố định thì độ nhớt đặc trưng chỉ phụ thuộc vào khối lượng phân tử. Mối quan hệ giữa độ nhớt đặc trưng và khối lượng phân tử được thể hiện trong phương trình Mark- Houwink: η = KMα

Trong đó: K, α là các hằng số tùy theo mỗi loại polyme M là khối lượng phân tử polyme (g/mol)

Tại 25ºC và dung môi sử dụng là dung dịch NaCl 0,1 M thì K và α của pectin tương ứng là: (1,4 x 10-6) và 1,43 [26].

29

2.2.5.4 Phương pháp xác định độ ester hóa (DE) của Pectin

Chỉ số ester hóa thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là phần trăm số lượng các gốc axit galacturonic được ester hóa trên tổng số lượng gốc axit galacturonic có trong phân tử.

Độ ester hóa của pectin được xác định theo phương pháp của Pinheiro và cộng sự (2008). Cho 0,5 g pectin vào 5 mL etanol, 1,0 g NaCl, 1-2 giọt phenolphthalein và thêm 100 mL nước cất ấm. Hỗn hợp được chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,1 N thu được thể tích V1 (mL). Sau đó, thêm 25 mL dung dịch NaOH 0,25 N vào và khuấy ở nhiệt độ phòng trong 30 phút. Tiếp đó, cho thêm 25 mL dung dịch HCl 0,25 N và lắc cho đến khi mất màu hồng. Hỗn hợp được chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,1 N và thu được thể tích V2 (mL) [23]

Độ ester được tính theo công thức:

DE (%) = 𝑉2

𝑉1+𝑉2× 100 %

2.2.4.5 Phương pháp xác định độ tinh khiết của Pectin

Độ tinh khiết của pectin được xác định bằng phương pháp kết tủa canxi pectat [24]. Cho 0,15 g pectin thô vào 100 mL dung dịch NaOH 0,1 N. Để hỗn hợp trong 7 giờ cho pectin bị xà phòng hóa hoàn toàn thành axit pectic. Thêm 50 mL dung dịch axit axetic 1 N và sau 5 phút thêm 50 mL CaCl2 1 N rồi để yên 1 giờ, tiếp đó, đun sôi 5 phút và lọc qua giấy lọc không tan đã được sấy khô tới trọng lượng không đổi. Rửa kết tủa canxi pectat bằng nước cất nóng cho tới khi không còn ion clo nữa (thử nước rửa với dung dịch bạc nitrat 1 %). Sau khi rửa xong, đặt giấy lọc có kết tủa vào chén cân và sấy ở 105 oC cho tới khối lượng không đổi [25].

Độ tinh khiết của pectin (P) được tính theo công thức sau: P (%) = 𝑚 × 0,92 × 100 %𝑀

Trong đó: m (g): Khối lượng của kết tủa canxi pectat (g) M (g): Khối lượng pectin thô (g)

30