ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN
TRÍCH LY LÊN QUÁ TRÌNH THU
NHẬN PECTIN TỪ VỎ CHUỐI

SVTH : ĐẶNG NHÃ TÂM
MSSV : 1311519134

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2016


ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN
TRÍCH LY LÊN QUÁ TRÌNH THU
NHẬN PECTIN TỪ VỎ CHUỐI

SVTH

: ĐẶNG NHÃ TÂM

Mã số sinh viên

: 1311519134

Lớp

: 13CTP01

Niên khóa

: 2013 - 2016

Hệ đào tạo

: Cao Đẳng

GVHD

:Th.S Nguyễn Quốc Duy

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2016


ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ
THỰC PHẨM
-------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

---------------------Tp. HCM,

ngày tháng năm

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên :...........................................................................................................
Lớp: .....................................................................MSSV: .............................................
1. Tên đề tài: .................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:........................................................................................
4. Ngày hoàn thành và nộp về khoa: ............................................................................
5. Giáo viên hướng dẫn: ................................................................................................
.......................................................................................................................................

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua Khoa và Bộ
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(ký và ghi rõ họ tên)


TRƯỞNG KHOA
(ký và ghi rõ họ tên)


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

i


BÀN LUẬN CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

ii


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập tại trường Đại học Nguyễn Tất Thành cũng như
trong quá trình nghiên cứu tại trường, chúng em đã nhận được sự quan tâm và
truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu thông qua sự giúp đỡ nhiệt tình của
quý thầy cô ở trường.
Em xin tỏ lòng biết ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nguyễn Tất Thành,
Khoa Công nghệ hóa học và thực phẩm cùng toàn thể quý thầy cô với lòng yêu

nghề đã tận tâm truyền đạt những kiến thức chuyên môn để cho em có thể tiếp cận
với thực tế. Đặc biệt là thầy Nguyễn Quốc Duy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em
trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này.
Vì thời gian nghiên cứu có hạn và khả năng hiểu biết còn hạn chế, vì thế
không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình nghiên cứu. Với những kinh
nghiệm và kiến thức sâu rộng của quý thầy cô, em rất mong nhận được nhiều ý
kiến đóng góp, khuyên bảo, chỉ dẫn để kiến thức của chúng em ngày càng hoàn
thiện hơn.
Cuối cùng, em xin kính chúc Ban Giám Hiệu cùng toàn thể quý thầy cô
trường Đại học Nguyễn Tất Thành luôn luôn mạnh khỏe và gặt hái được nhiều
thành công trong công tác của mình.

Chân thành cảm ơn
Sinh viên
Đặng Nhã Tâm

iii


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 1
1.1 Tổng quan về nguyên liệu chuối ..................................................................... 1
1.1.1Đặc điểm thực vật học và phân bố ............................................................ 1
1.1.2 Hệ thống phân loại chuối .......................................................................... 2
1.1.3 Sản lượng .................................................................................................. 3
1.1.4Thành phần dinh dưỡng của chuối ............................................................ 4
1.1.5 Thành phần hóa học của vỏ chuối ............................................................ 5
1.2 Tận dụng phế phẩm vỏ chuối trong đời sống ................................................. 6
1.2.1 Ứng dụng vỏ chuối trong xử lý nước thải ................................................ 6
1.2.2 Ứng dụng vỏ chuối trong sản xuất năng lượng sinh học ......................... 7

1.2.3 Ứng dụng vỏ chuối trong sản xuất phân hữu cơ ...................................... 7
1.2.4 Ứng dụng vỏ chuối trong thu nhận pectin và các hợp chất khác ............. 7
1.3 Tổng quan về pectin ...................................................................................... 11
1.3.1 Khái niệm ................................................................................................ 11
1.3.2 Cấu tạo .................................................................................................... 11
1.3.3 Phân loại.................................................................................................. 11
1.3.4 Tính chất ................................................................................................. 12
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 16
2.1 Nguyên liệu thí nghiệm ................................................................................. 16
2.1.1 Vỏ chuối .................................................................................................. 16
2.1.2 Hóa chất .................................................................................................. 16
2.1.3 Thiết bị .................................................................................................... 16
2.1.4 Địa điểm, thời gian thí nghiệm ............................................................... 17
2.2 Quy trình thu nhận pectin từ vỏ chuối .......................................................... 18
2.2.1 Phối trộn .................................................................................................. 19
2.2.2 Trích ly .................................................................................................... 19
2.2.3 Lọc thô .................................................................................................... 19
iv


2.2.4 Lọc tinh ................................................................................................... 19
2.2.5 Kết tủa ..................................................................................................... 20
2.2.6 Ly tâm ..................................................................................................... 20
2.2.7 Sấy........................................................................................................... 20
2.2.8 Nghiền ..................................................................................................... 20
2.3 Sơ đồ nghiên cứu ....................................................................................... 22
2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nguyên liệu ...................................................... 24
2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát nồng độ acid citric ........................................... 24
2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tỉ lệ dung môi với nguyên liệu ........................ 25
2.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát nhiệt độ trích ly................................................ 25

2.3.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian trích ly .............................................. 25
2.4 Phương pháp phân tích .................................................................................. 26
2.5 Công thức tính toán ....................................................................................... 26
2.6 Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................ 26
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .......................................................... 27
3.1 KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU ....................................................................... 27
3.2 KHẢO SÁT NỒNG ĐỘ DUNG MÔI .......................................................... 27
3.3 KHẢO SÁT TỈ LỆ DUNG MÔI VỚI NGUYÊN LIỆU .............................. 30
3.4 KHẢO SÁT NHIỆT ĐỘ TRÍCH LY ........................................................... 32
3.5 KHẢO SÁT THỜI GIAN TRÍCH LY .......................................................... 34
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................... 37
4.1 Kết luận .......................................................................................................... 37
4.2 Khuyến nghị .................................................................................................. 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 39
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 41

v


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1 Sản lượng một số loại trái cây phổ biến trên thế giới ................................ 3
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của chuối và các sản phẩm chuối ....................... 4
Bảng 1.3 Thành phần hóa học của vỏ chuối ............................................................. 5
Bảng 3.1 Hàm ẩm có trong vỏ chuối ....................................................................... 27

vi


DANH SÁCH HÌNH


Hình 1.1 Qủa chuối ....................................................................................................1
Hình 1.2 Cấu tạo pectin ...........................................................................................11
Hình 2.1 Vỏ chuối nguyên liệu ............................................................................... 16
Hình 2.2 Máy ly tâm 80 – 2B...................................................................................17
Hình 2.3 Máy đo quang ........................................................................................... 17
Hình 2.4 Tủ sấy ....................................................................................................... 17
Hình 2.5 Máy khuấy từ ...........................................................................................17
Hình 2.6 Máy sấy ẩm ..............................................................................................17
Hình 3.1 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ acid citric lên hiệu suất thu nhận
pectin .......................................................................................................................28
Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ acid citric lên hàm lượng acid
galacturonic ............................................................................................................. 29
Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi lên hiệu suất thu nhận
pectin ........................................................................................................................30
Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng tỉ lệ dung môi lên hàm lượng acid
galacturonic ............................................................................................................. 31
Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ dung môi lên hiệu suất thu nhân
pectin ....................................................................................................................... 32
Hình 3.6 Biểu dồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly lên hàm lượng acid
galacturonic ............................................................................................................. 33
Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian trích ly lên hiệu suất thu nhận
pectin ........................................................................................................................35
Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian trích ly lên hàm lượng acid
galacturonic ............................................................................................................. 36

vii


LỜI MỞ ĐẦU
Pectin là một chất phụ gia được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp

thực phẩm. Việc tìm kiếm những nguyên liệu giá rẻ để sản xuất pectin rất có ý
nghĩa về mặt kinh tế, khoa học và môi trường. Sản xuất pectin trong nước với quy
mô công nghiệp làm giảm giá thành cho pectin và chủ động trong thực phẩm do
không phải lệ thuộc vào nguồn cung cấp pectin từ nước ngoài. Ý nghĩa khoa học ở
chổ tận dụng được nguồn phế phẩm trong công nghiệp thực phẩm giúp giảm giá
thành sản phẩm và giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường đang là mối nguy cho
môi trường sống.
Trong lúc đó chuối là một cây trồng phổ biến ở Việt Nam. Với sản lượng
chỉ sau họ citrus. Chuối chủ yếu chỉ được sử dụng ăn và bỏ vỏ, vỏ chuối chiếm tới
40% khối lượng quả (Tchobanoglous và cộng sự (1930)). Lượng vỏ này hầu hết
chỉ sử dụng làm phân sinh học hay thải ra môi trường. Chúng chưa đem lại giá trị
kinh tế cao và có thể gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, lượng vỏ này lại chứa
tới 10-21 % pectin. Đây chính là nguồn thu nhận pectin rẻ tiền ta có thể hướng tới.
Hiện nay trên thị trường đã có những sản phẩm từ chuối như bánh chuối,
kẹo chuối, bột chuối, rượu chuối,…Tuy nhiên một lượng lớn vỏ chuối chưa được
tận dụng điều này giảm giảm giá trị kinh tế của vỏ chuối và có thể gây ô nhiễm
môi trường nếu không được xử ly tốt. Vỏ chuối là nguồn nguyên liệu giàu pectin.
Vậy nên, xuất phát từ những vấn đề đó chúng tôi thực hiện đề tài: “ Khảo sát ảnh
hưởng của các điều kiện trích ly lên quy trình thu nhận pectin từ vỏ chuối “.
Mục đích của đề tài này là khảo sát các thông số tối ưu nhất cho quy trình
thu nhận pectin từ vỏ chuối để hiệu suất pectin thu nhận có giá trị tốt nhất.

viii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về nguyên liệu chuối
1.1.1 Đặc điểm thực vật học và phân bố
Phân loại khoa học
Giới:


Plantae

Ngành:

Magnoliophyta

Phân lớp:

Zingiberiadae

Bộ:

Zingibera

Họ:

Musaceae

Chi:

Musa

Hình 1.1: Quả chuối
Quả chuối có dạng nải treo, mỗi tầng (gọi là nải) có tới 20 quả và mỗi buồng gồm
nhiều nải. Các nải nhìn chung gọi là một buồng, nặng 30–50 kg. Một quả trung bình nặng
125g, trong số đó vào khoảng 75% là nước và 25% là chất khô. Mỗi quả riêng có vỏ dai
xung quanh thịt mềm ăn được. Vỏ và thịt đều ăn được ở dạng tươi hay đã qua chế biến
(nấu). Những người phương Tây thường ăn thịt chuối còn tươi và vứt vỏ, trong khi một số
nước Á Đông nấu rồi ăn cả vỏ và thịt. Quả chuối thường có nhiều sợi nằm giữa vỏ và thịt.

Chuối chứa nhiều vitamin B6, vitamin C và kali.
1


Chi chuối (Musa) có nguồn gốc từ vùng Châu Á nhiệt đới và được thuần hóa rất
sớm ở vùng Đông Nam Á. Nhiều loài chuối dại vẫn còn mọc lên ở New Guinea, Malaysia,
Indonesia, và Philippines.
Hiện nay trên thế giới có ít nhất 107 quốc gia trồng chuối với nhiều mục đích khác
nhau: chủ yếu dùng làm trái cây, kế đến là dùng để lấy sợi, sản xuất rượu chuối và làm
cây cảnh.
Vào năm 2013 chuối đứng hàng thứ tư về giá trị tài chính trong các cây lương thực
chính trên thế giới (sau gạo, lúa mì và ngô).
1.1.2 Hệ thống phân loại chuối
 Phân loại theo tác dụng
Họ chuối (Musaceae) thuộc thực vật một lá mầm (Monocots) có 2 chi. Bao gồm
chi chuối ăn (Musa) có nguồn gốc ở Đông Nam Á và chi chuối cảnh (Ensete) có nguồn
gốc ở Đông Phi.
-

Chi chuối ăn (Musa) bao gồm hai nhóm:
Nhóm chuối mềm (Banana) là những loài chuối khi chín quả mềm, bốc vỏ được

và dùng để ăn tươi. Trong tiếng Anh từ “Banana” (chuối) để chỉ các loài chuối mềm được
cho là bắt nguồn từ ngôn ngữ Wolof do từ “banaana”.
Nhóm chuối cứng (Plantains) là những loài chuối có quả khi chín vẩn cứng rắn,
không bốc vỏ được, phải dùng dao để gọt. Chuối cứng trước khi ăn phải nấu hoặc chiên,
là nguồn cung cấp tinh bột quan trọng ở các nước nhiệt đới đang phát triển như Châu Á,
Châu Phi và Nam Mỹ.
 Phân loại theo hệ thống gen
Theo hệ thống gen, hai loài là tổ tiên của tất cả giống chuối ngày nay là:

- Musa acuminata (loài chuối hột hoang dại), ký hiệu là “A”.
- Musa balbisiana (một loài chuối hột hoang dại khác, ký hiệu là “B”.
Theo đó, tất cả các loài chuối hiện nay thuộc thể đơn bội hay đa bội của hai kiểu
gen trên.
2


Hiện nay các nhà khoa học công nhận khoảng 50 loài chuối thuộc chi Musa với
nhiều công dụng khác nhau đối với con người như lấy quả, lấy lá, lấy sợi, làm rau, làm
cây cảnh.
Đánh giá của các chuyên gia nước ngoài về chuối ở Việt Nam: "Việt Nam là một
trong những trung tâm xuất xứ của các giống chuối khác nhau, có nhiều loài, giống và
nhân bản"(Persley và cộng sự, 1996).
1.1.3 Sản lượng
Sản lượng một số loại trái cây trên thế giới năm 2007.
Bảng 1.1 Sản lượng một số loại trái cây phổ biến trên thế giới
STT

Loại quả

Sản lượng (tấn)

Tỉ lệ (%)

1

Táo

64.255.520


15,04

2

Chuối

81.263.358

19,02

3

Họ cam chanh

115.650.545

27,05

4

Cam

63.906.064

14,96

5

Chanh


13.032.388

3,04

6

Nho

54.716.444

12,8

7

Dừa

34.615.643

8,09

8

Tổng

427.439.962

100

Qua bảng 1.1 ta thấy sản lượng chuối trên thế giới chiếm tới 19,02%, chỉ đứng sau
họ cam chanh. Chính vì vậy đây là nguyên liệu dồi dào có thể đáp ứng cho quá trình sản

xuất pectin liên tục và chủ động.

3


1.1.4 Thành phần dinh dưỡng của chuối
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của chuối và các sản phẩm chuối

Thành phần

Đơn vị

Chuối thô

Bột chuối khô

Nước

g

74,91

3

Năng lượng

kcal

89


346

Protein

g

1,09

3,89

Tổng số lipid

g

0,33

1,81

Carbohydrate

g

22,84

88,28

Xơ

g


2,6

9,9

Đường, tổng

g

12,23

47,3

Calcium

mg

5

22

Iron

mg

0,26

1,15

Magnes


mg

27

108

Phosphor

mg

22

74

Kali

mg

358

1491

Natri

mg

1

3


Selen

mg

1

3,9

Ascorbic acid

mg

8,7

7

Thiamin

mg

0,031

0,18

Riboflavin

mg

0,073


0,24

Niasin

mg

0,665

2,8

Vitamin B-6

mg

0,367

0,44

Folate

µg

20

14

Choline

µg


9,8

19,6

Carotene, beta

µg

26

101
4


Carotene, alpha

µg

25

96

Vitamin A, IU

IU

64

248


Lutein + zeaxanthin

µg

22

84

Vitamin K (phylloquinone)

µg

0,5

2

1.1.5 Thành phần hóa học của vỏ chuối
Bảng 1.3 Thành phần hóa học của vỏ chuối
STT

Thành phần

Hàm lượng (%)

1

Ẩm

6,7


2

Protein

0,9

3

Lipid thô

1,7

4

Carbohydrate

59

5

Xơ thô

31,7

6

Cellulose

8,5


8

Pectin

10-24

Thành phần hóa học chuối phụ thuộc nhiều hơn vào giai đoạn chín của trái cây hơn
loại chuối và điều này có nghĩa là chuối tiêu thụ như món tráng miệng hoặc chuối để nấu
ăn (nấu chuối, bao gồm cả lá chuối). Aurore và cộng sự (2009) báo cáo protein và
carbohydrate hàm lượng cao hơn trong trái cây chưa chín của chuối, với mức
carbohydrate cao hơn trong chuối hơn trong chuối ngọt (món tráng miệng chuối). Ảnh
hưởng của giống chuối và các khu vực sản xuất đã được thử nghiệm khi màu sắc của vỏ
là vàng (giai đoạn 6). Sự khác biệt về thành phần hóa học được tìm thấy giữa các giống
thu hoạch ở Châu Âu (Tenerife) và Nam Mỹ (Ecuador). Những giống chuối có phương
pháp từ châu Âu có khối lượng đường tổng, tro, xơ, fructose,…,cao hơn những giống
chuối từ Nam Mỹ (Morris và cộng sự, 2002).
5


1.2 Tận dụng phế phẩm vỏ chuối trong đời sống
1.2.1 Ứng dụng vỏ chuối trong xử lý nước thải
Các nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm thả vỏ chuối xay và sấy khô vào các
bình chứa nước có thành phần ion đồng và chì dương tính, sau đó tăng đều. Vài phút sau,
kiểm tra lại, độ kim loại trong nước thấp hơn so với giai đoạn đầu cuộc thí nghiệm. Như
vậy, có thể kết luận rằng vỏ chuối đã hấp thụ kim loại.
Trong quá trình tìm kiếm phương pháp loại bỏ kim loại trong nước ăn không ảnh
hưởng tới môi trường, nhiều nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm đối với dứa, sợi dừa, vỏ táo
và nhiều nguyên liệu khác. Castro và cộng sự (2011) là những người đầu tiên thử nghiệm
với vỏ chuối, loại chứa các protein có thể kết dính với kim loại, vỏ chuối có khả năng tách
độc tố cao hơn các nguyên liệu tương tự được tạo ra từ các phản ứng hóa học như silic,

oxide nhôm và cellulose.
Các kim loại nặng như đồng và chì là những chất ô nhiễm phổ biến trong nước thải
nông nghiệp và công nghiệp. Thậm chí, với nồng độ rất thấp trong nước ăn, những kim
loại này cũng có thể ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người. Điều đáng lo ngại là các kim
loại này rất khó phát hiện nếu ở nồng độ thấp.
Nghiên cứu trên cho thấy, sử dụng vỏ chuối vẫn có hiệu quả kể cả khi nước có độ
pH cao, nghĩa là kỹ thuật này cũng có thể ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp.
Đặc biệt, sau khi đã dùng 10 lần để thử nghiệm, vỏ chuối vẫn có khả năng hấp thụ kim
loại .
Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ, lượng chì tối đa cho phép trong nước
uống là 15 phần tỷ, mức độ có thể lọt lưới với nhiều loại thiết bị lọc. Tuy nhiên, trong
nghiên cứu trên vỏ chuối làm tăng mức độ lắng của đồng và chì thêm 20% khiến những
kim loại này dễ bị phát hiện hơn dù bằng những dụng cụ đơn giản.
Phát hiện từ nghiên cứu này của các nhà khoa học Brazil mang lại hy vọng mới
cho các nước phát triển, nơi chất lượng nước sinh hoạt còn thấp và công nghệ lọc nước
tiên tiến nhất chưa được ứng dụng.
6


1.2.2 Ứng dụng vỏ chuối trong sản xuất năng lượng sinh học
Hiện nay các mối đe dọa môi trường khác nhau và sự leo thang giá cả của các
nguồn năng lượng dầu hỏa, năng lượng sinh học đã đạt được tầm quan trọng. Ethanol sinh
học, một thay thế cho nhiên liệu hóa thạch có thể sản xuất từ lignocellulosics với hàm
lượng thấp trong môi trường thấp. Chuối và chất thải của nó là nguyên liệu đầy hứa hẹn
rằng có thể sử dụng để sản xuất ethanol với mức giá rẻ hơn so với các sản phẩm nông
nghiệp khác thông qua quá trình thủy phân, lên men và chưng cất. Các hàm lượng lignin
và cellulose trong chất thải thân cây chuối là khoảng 83% và 15-20%. Các chất thải này
có thể mang lại gas sinh học lên đến 271 (l/kg) của tổng chất rắn. Hơn nữa sự chuyển đổi
chất thải chuối thành ethanol có thể thu được nhiệt độ chịu nhiệt nhất định, vi khuẩn kỵ
khí.

1.2.3 Ứng dụng vỏ chuối trong sản xuất phân hữu cơ
Chủ yếu chất thải chuối được tiêu hủy, thân chuối, chuối thối và dư lượng chuối
khác có thể được chuyển đổi trong để sản xuất phân hữu cơ như phân gia súc. Phân hữu
cơ từ chất thải chuối cho thấy khoảng 0,91%N, 2,2%P và 5,5%K với C/N 23,1. Phân hữu
cơ thu được từ chất thải chuối hoặc với phân sinh học làm giảm việc sử dụng phân bón
hóa học khoảng 50% cũng như giảm số lượng (40%) và tần suất (15%) nước thải của
phân hữu cơ với chất thải chuối với phân bò và tăng số vi khuẩn Eudrilius eugeniae và
hàm lượng acid humic hơn hỗn hợp tự nhiên do cải thiện độ phì nhiêu của đất và năng
suất cây trồng.
1.2.4 Ứng dụng vỏ chuối trong thu nhận pectin và các hợp chất khác
1.2.4.1 Ứng dụng cho sản xuất mứt
Pectin trong sản xuất mứt là chất tạo gel. Mứt làm từ pectin có ưu điểm là khả
năng giữ nước rất cao, không có mùi lạ.
Khả năng tạo gel của nó còn được sử dụng ở những thực phẩm cần có sự ổn định
của nhiều pha hoặc trong sản phẩm cuối hoặc ở một giai đoạn tức thời trong quy trình sản
xuất.
7


 HMP dùng trong mứt trái cây và mứt đông
Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây để cho
những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không bị thay đổi cấu trúc tạo ra mùi thơm
ngon cho sản phẩm và giảm thiểu tối đa sự phân rã. 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. Hàm lượng pectin sử dụng trong mứt đông thường
trong khoảng từ 0,2-0,4% .
Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt vì yêu cầu
của sản phẩm phải được tạo gel, tạo đặc trước khi đóng hộp. Mứt đông trái cây tốt nhất
khi chúng không bị tác động trong suốt quá trình tạo gel. Đó là lí do pectin tạo gel chậm
được sử dụng và khâu vào hộp, đóng nắp, dán nhãn, xếp chồng phải thực hiện trước khi

quá trình tạo gel diễn ra.

 LMP thường được ứng dụng trong mứt trái cây
Sử dụng với mứt trái cây có hàm lượng chất khô hòa tan < 55%.
Loại LMP được chọn lựa trên hàm lượng chất khô và pH trong sản phẩm. Trong
những sản phẩm có hàm lượng chất khô rất thấp, ví dụ như mứt trái cây không đường cho
người tiểu đường. Nếu LMP không tạo đủ liên kết với nước, trong một số trường hợp
người ta có thể sử dụng cả pectin và carrageenan.
1.2.4.2 Ứng dụng trong sản xuất bánh nướng
Pectin đóng vai trò là chất tạo gel cho chế phẩm trái cây. Chế phẩm trái cây dùng
trong sản xuất bánh nướng được chia làm 2 loại:
Loại thứ nhất là fruit filling (FF), có nghĩa là mứt trái cây. FF được rót, phủ lên bề
mặt hay tiêm vào bánh sau khi nướng, được cho vào bột nhào trước khi nướng bánh. Loại
này có trải qua quá trình nướng với bánh nên yêu cầu phải bền nhiệt.
Pectin đã chứng tỏ khả năng đặc biệt của mình trong công nghệ sản xuất bánh. Nó
có vai trò quan trọng trong việc chống lại sự biến tính và biến dạng của các thành phần

8


làm từ trái cây trong quá trình nướng bánh trong các loại bánh rán, bánh hấp, bánh gừng,
bánh trộn.
Pectin đảm bảo cho chế phẩm có những tính chất sau: kết cấu láng mịn, có độ
vững chắc cao, khả năng chống chịu áp lực cơ học cao, khả năng phục hồi cao sau khi xử
lí áp lực, ít bị chảy nước, ổn định với các sản phẩm khác nhau, tạo được bề mặt bóng láng
cho bánh, mùi vị thơm ngon và khả năng giải phóng mùi tốt.
Trong sản xuất người ta thường sử dụng pectin táo, pectin táo có ưu điểm là có thể
tạo thành kết cấu gel nhớt và khả năng liên kết nước cao. Gel tạo thành từ HMP táo cũng
bền cơ học vào ít chảy nước hơn MHP quả múi.
1.2.4.3 Ứng dụng của pectin trong sản xuất kẹo

Kẹo pectin có ưu điểm là khả năng giải phóng mùi tốt, có thể đổ khuôn trực tiếp ở
nồng độ chất khô 80%, làm nguội nhanh và 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 cây tự nhiên và tạo
bề mặt bóng loáng cho sản phẩm. Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định. Vì vậy,
pectin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất kẹo như kẹo dẻo, kẹo mềm.
1.2.4.4 Ứng dụng pectin trong các sản phẩm từ sữa
Pectin bổ sung hương trái cây cho các sản phẩm từ sữa chua. Cho pectin vào sữa
lên men với liều lượng vừa đủ, trộn đều để được dung dịch đồng nhất. 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 các sản phẩm nhiều lớp, pectin còn có tác dụng ổn định và giữ cho trái cây
không bị tác khỏi yaourt, tạo thành bề mặt lớp chế phẩm láng mịn.
Trong yaourt uống, pectin từ táo và cirus bảo vệ protein không bị biến tính trong
quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết bông. Pectin giúp sản phẩm ổn
định và đạt tính chất cảm quan tốt, không giảm chất lượng ngay cả khi bảo quản một thời
gian dài.
9


1.2.4.5 Ứng dụng trong sử dụng nước giải khát
Pectin dùng để làm tăng độ bền keo của các sản phẩm nước uống từ dứa, chanh
dây, xoài cô đặc. Các loại nước này thường dễ bị lắng, tách lớp làm mất tính chất cảm
quan của sản phẩm. Khi sử dụng pectin methoxyl hóa cao bổ sung với liều lượng rất nhỏ
chúng đã có khả năng phân tán đều trong thời gian dài.
1.2.4.6 Tác dụng dược lý
Pectin được dùng điều chế thuốc ống, thuốc tiêm trước và sau phẫu thuật. Chữa
chảy máu đường tiêu hóa, tiết niệu. Dung dịch pectin 5% còn được sử dụng như thuốc sát
trùng oxy già trong phẫu thuật răng hàm mặt.
Kéo dài thời gian tiêu hóa thức ăn trong ruột, có tác dụng tăng hấp thu dinh dưỡng

trong thức ăn. Tác dụng giảm cân cho người béo phì do nó không có giá trị dinh dưỡng
nhưng vẫn tạo cảm giác no bụng.
Giảm hấp thu lipid, giảm cholesterol toàn phần trong máu tốt cho người rối loạn
lipid máu. Giảm béo phì và xơ vữa động mạch.
Khống chế tăng cường huyết trước và sau khi ăn ở người bị bệnh tiểu đường.
Chống táo bón.
Cầm máu, sát trùng.
Hoa quả chứa nhiều pectin giúp cơ thể hấp thu tốt các axit hữu cơ và là chất trung
gian thúc đẩy sự chuyển hóa, tăng cường khả năng sử dụng các chất dinh dưỡng trong
thức ăn.
1.2.4.7 Ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm
Pectin đã được sử dụng để tạo màng bảo cho một số loại trái cây, nó được biết đến
là loại màng ăn được. Màng pectin có thể bọc trái cây bằng cách phun, nhúng hay có thể
dung để gói như bao bì trong của bánh kẹo.

10


1.3 Tổng quan về pectin
1.3.1 Khái niệm
Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham
gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật.
Tên gọi pectin được bắt nguồn từ một từ gốc Hi Lạp là “Pectos” có nghĩa là hóa
gel hay hóa đặc.
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.
1.3.2 Cấu tạo
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là acid galacturonic
và methanol. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC.

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-glycoside.

Hình 1.2: Cấu tạo pectin
1.3.3 Phân loại
Sản phẩm pectin trên thị trường rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, ta có thể
phân loại pectin theo các cách sau:
 Phân loại dựa vào mức độ metyl hóa, pectin được chia làm hai loại
-

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%.
11


-

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.

 Theo trạng thái, ta có
-

Pectin dạng lỏng cô đặc

-


Chiết suất pectin sấy khô

-

Pectin dạng bột

 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 lĩnh vực ứng dụng
-


Pectin thực phẩm

-

Pectin dược phẩm: pectin táo, pectin quả múi biến tính.

 Theo nguồn nguyên liệu
-

Pectin táo

-

Pectin quả múi

-

Pectin nho

-

Pectin củ cải đường

-

Pectin hướng dương

1.3.4 Tính chất
1.3.4.1 Tính chất chung
Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu. Có khả năng tạo gel bền.


12


Pectin không tan trong dung dịch ethanol. 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 đặc
nước quả.
Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinase hoặc với sự tham gia của
acid 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 acid pectic. Các dạng pectin trong trái cây
tồn tại cùng một lúc.
Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp (1-1,5%) khi có
mặt đường 60-70% và acid 1%. Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn pectin, mức độ
methoxyl hóa và phân tử lượng của pectin.
Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
1.3.4.2 Khả năng tạo gel
Các pectin và acid pectic có các nhóm hydroxyl (-OH) nên có khả năng hydrate
hóa cao.
Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, do đó
làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Vì vậy khi làm giảm độ tích điện và độ
hydrate hóa sẽ làm cho các phân tử pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên
một mạng lưới 3 chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
Tính chất tạo đông của pectin được xác định phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau:
 Chiều dài mạch phân tử pectin: Chiều dài mạch pectin quyết định độ cứng của gel.
-

Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel dù sử dụng với hàm
lượng lớn.


-

Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành có độ cứng.

13


-

Chiều dài phân tử pectin quyết định độ cứng của gel, chỉ có pectin có khối lượng
phân tử không bé hơn 10000 mới có khả năng tạo gel, nếu chiều dài quá thấp thì
không tạo gel được mặt dù dùng với liều lượng cao.

 Mức độ methoxyl hóa qui định cơ chế tạo gel.
-

Khi pectin có cùng khối lượng phân tử thì khả năng tạo gel phụ thuộc vào mức độ
este hóa các gốc của mạch galacturonic tại các nhóm metoxyl (-OCH3).\

-

Nhóm metoxyl tăng từ 8-11% thì độ bền đông tụ của nó tăng, ngược lại khả năng
đông tụ giảm.

-

Trong thành phần của phân tử pectin có thể có nhóm axetyl CH3CO, hàm lượng
nhóm CH3CO có trong pectin, este hóa cao không quá 0,8% thì không ảnh hưởng
đến khả năng tạo đông của pectin, song cao hơn thì khả năng đông tụ giảm.


1.3.4.3 Cơ chế tạo gel
a) HMP: Tạo gel bằng liên kết hidro
Điều kiện tạo gel: [đường] > 60%, pH = 3 - 3,5; [pectin] = 0,5 -1%.
Đường có khả năng hút ẩm và vậy nó làm giảm mức độ hydrate hóa của phân tử
pectin trong dung dịch.
pH acid trung hòa 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. Liên kết
hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể hydroxyl-hydroxyl, carboxylcarboxyl hoặc hydroxyl-carboxyl. Kiểu liên kết này không bền do đó gel tạo thành sẽ
mềm dẻo bởi tính linh động của các phân tử trong khối gel.
Cấu trúc của gel phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng
pectin và nhiệt độ 30 – 35oC. Đường thêm vào pectin là saccharoze. Do đó cần duy trì pH
acid để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharoze. Tuy nhiên cũng
không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn
saccharoze sẽ gây kết tinh glucose và hoá gel nhanh gây ra hiện tượng vón cục. Khi nồng
độ pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel qua cứng. Khi sử dụng một lượng cố
14