Header Page of 145 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN, BIẾN TÍNH PECTIN TỪ CÁC NGUỒN THỰC VẬT TẠI KHU VỰC MIỀN TRUNG – TÂY NGUYÊN VÀ ỨNG DỤNG TẠO MÀNG BAO BẢO QUẢN XOÀI, GỪNG Mã số: Đ2015-06-21 Chủ nhiệm đề tài: ThS Ngô Thị Minh Phƣơng Đà Nẵng, 9/2016 Footer Page of 145 Header Page of 145 Footer Page of 145 Header Page of 145 Footer Page of 145 Header Page of 145 MỤC LỤC Trang phụ bìa Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài đơn vị phối hợp Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Danh mục chữ viết tắt Thông tin kết nghiên cứu tiếng Việt tiếng Anh MỞ ĐẦU…………………………………………………………….1 CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT…………………… 15 1.1 TỔNG QUAN VỀ PECTIN………………………………….15 1.1.1 Giới thiệu chung pectin…………………………………15 1.1.1.1 Cấu trúc thành phần hoá học pectin………… 15 1.1.1.2 Nhóm chức pectin………………………… 16 1.1.1.3 Tính chất pectin……………………………………17 1.1.2 Kĩ thuật chiết xuất pectin…………………………………20 1.1.2.1 Nguyên liệu chiết xuất pectin………………………….20 1.1.2.2 Các phương pháp chiết xuất pectin……………………23 1.1.2.3 Biến tính pectin……………………………………… 27 1.1.3 Ứng dụng pectin………………………………………28 1.1.3.1 Ứng dụng pectin y dược…………………….28 1.1.3.2 Ứng dụng pectin thực phẩm…………… 30 1.2.1 Giới thiệu màng sinh học ứng dụng bảo quản thực phẩm……………………………………………………………… 31 1.2.2 Tổng quan nguyên liệu sử dụng để sản xuất màng pectin sinh học…………………………………………………………….32 1.2.2.1 Các Polyme …………………………………………….32 1.2.2.2 Chất hóa dẻo ………………………………………… 32 1.2.3 Sự tạo thành màng composite…………………………… 33 1.2.4 Các phƣơng pháp tạo màng………………………………33 1.3 Ứng dụng màng pectin sinh học bảo quản xoài, gừng………………………………………………………………34 Footer Page of 145 Header Page of 145 1.3.1 Tổng quan gừng……………………………………….34 1.3.2 Tổng quan xoài…………………………………….34 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU37 2.1 VẬT LIỆU………………………………………………… 37 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………….37 2.2.1 Phƣơng pháp xác định thành phần hóa học nguyên liệu …………………………………………………………………….37 2.2.2 Phƣơng pháp chiết xuất pectin………………………… 37 2.2.3 Phƣơng pháp xác định cấu tạo, tính chất pectin…….39 2.2.4 Phƣơng pháp biến tính pectin …………………………….41 2.2.5 Phƣơng pháp tạo màng…………………………………….42 2.2.6 Phƣơng pháp xác định tính chất màng……………….42 2.2.8 Phƣơng pháp xử lí số liệu…………………………………42 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…45 3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU………………………………………………………………45 3.2 NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT PECTIN……………………45 3.2.1 Nghiên cứu chiết xuất pectin phƣơng pháp ngâm chiết……………………………………………………………… 45 3.2.2 Khảo sát điều kiện chiết xuất pectin siêu âm…60 3.2.3 So sánh trình thu nhận pectin phƣơng pháp siêu âm ngâm chiết thông thƣờng………………………………….63 3.3 NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH PECTIN………………………65 3.4 NGHIÊN CỨU TẠO MÀNG PECTIN BẢO QUẢN XOÀI, GỪNG…………………………………………………………….66 3.4.1 Nghiên cứu tạo màng pectin……………………………….66 3.4.2 Ứng dụng màng pectin bảo quản xoài……………72 3.4.3 Ứng dụng màng bảo quản gừng…………………….73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………….75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Footer Page of 145 Header Page of 145 DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 1.1 1.2 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 Tên bảng Trang Thành phần hóa học vỏ dưa hấu tươi khô Thành phần hóa học vỏ chuối (tính theo khối lượng nguyên liệu) Bảng thích loại màng Một số thành phần hóa học nguyên liệu Hàm lượng pectin chiết dung môi khác Các điều kiện chiết tách pectin Các mức yếu tố ảnh hưởng Ma trận thực nghiệm kết thí nghiệm Bảng phân tích hồi quy hàm lượng pectin điều kiện chiết tách Các mức yếu tố ảnh hưởng Ma trận thực nghiệm kết thí nghiệm Các mức yếu tố ảnh hưởng Ma trận thực nghiệm kết thí nghiệm (TN) Bảng phân tích hồi quy hàm lượng pectin điều kiện chiết tách Các mức yếu tố ảnh hưởng Ma trận thực nghiệm kết thí nghiệm Công thức đường chuẩn hệ số tương quan nồng độ độ nhớt động học loại pectin Độ nhớt riêng khối lượng phân tử trung bình bốn loại pectin nghiên cứu Ảnh hưởng phương pháp chiết xuất đến hiệu tính chất pectin thu nhận Ma trận thí nghiệm kết khảo sát biến tính 21 Footer Page of 145 22 42 45 46 46 47 47 48 49 50 50 50 51 52 53 55 59 64 65 Header Page of 145 3.18 3.19 3.20 3.21 pectin Các tiêu màng Độ dày màng Số liệu đo độ thấm nước màng Ảnh hưởng loại màng đến trạng thái mẫu gừng Footer Page of 145 66 67 71 73 Header Page of 145 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 Tên hình vẽ Trang Cấu tạo thành tế bào thực vật Một đoạn phân tử pectin có nhóm chức Sơ đồ cấu tạo tổng quát pectin Các loại pectin Sự linh hoạt phân tử polysaccharide xoắn ngẫu nhiên Sơ đồ tạo gel HMP Sơ đồ tạo gel LMP Cấu tạo dưa hấu (a) Hình ảnh hạt xốp (b) chế thủy phân pectin vận chuyển pectin đến bề mặt hạt Sự thủy phân pectin Sơ đồ tạo màng cho trái Đồ thị biểu diễn tương quan độ nhớt động học pectin với nồng độ 15 16 16 17 Thiết bị siêu âm Hệ thống đo độ nhớt pectin nhớt kế mao quản Quy trình biến tính pectin Bộ đo độ thấm nước màng Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng cặp yếu tố đến hàm lượng pectin thu nhận Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng cặp yếu tố đến hàm lượng pectin thu nhận Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng cặp yếu tố đến hàm lượng pectin thu nhận Đồ thị biểu diễn tương quan độ nhớt động học Footer Page of 145 18 19 19 20 24 24 34 35 36 38 40 42 44 49 52 54 54 Header Page of 145 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 pectin với nồng độ Đồ thị độ nhớt vốn có độ nhớt suy giảm pectin vỏ bưởi Đồ thị độ nhớt vốn có độ nhớt suy giảm pectin vỏ chuối Đồ thị độ nhớt vốn có độ nhớt suy giảm pectin vỏ dưa hấu Đồ thị độ nhớt vốn có độ nhớt suy giảm pectin sương sâm Ảnh hưởng biên độ đến hàm lượng pectin Ảnh hưởng chu kì đến hàm lượng pectin Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng pectin Hình ảnh pectin sau kết tủa cồn 96o sau lọc lấy kết tủa Cấu trúc pectin (a) Từ vỏ bưởi (b) Từ sương sâm Kết xác định diện tích peak bước sóng 1760 - 1745 1640 – 1620 Hình ảnh màng tạo Đồ thị biểu diễn độ bền học màng Đồ thị biểu diễn độ hòa tan màng Đồ thị biểu diễn độ trương nở màng a) Hao hụt khối lượng b) Độ cứng thời gian bảo quản Hao hụt khối lượng gừng thời gian bảo quản Gừng trước sau bao màng Gừng bảo quản sau 15 ngày: mẫu đối chứng(trái); mẫu bao màng (phải) Footer Page of 145 57 58 58 59 60 61 62 63 64 64 67 68 69 70 72 73 74 74 Header Page 10 of 145 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CDTA CMC DE EDTA FTIR: GalA HMP LMP : Cyclohexane diamino tetraaxetic acid : Carboxymethylcellulose : Degree of Esterification : Etylen diamin tetraaxetic acid : Fourier Transform InfraRed spectroscopy : Galacturonic acid : High methoxyl pectin : Low methoxyl pectin Footer Page 10 of 145 Header Page 26 of 145 2.2.5 Phƣơng pháp tạo màng 2.2.6 Phƣơng pháp xác định tính chất màng - Xác định độ dày màng - Xác định độ hòa tan màng - Xác định độ trương nở màng - Xác định tính chất lý màng 2.2.7 Phƣơng pháp đánh giá tính chất xoài, gừng bảo quản 2.2.8 Phƣơng pháp xử lí số liệu CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU Bảng 3.1 Một số thành phần hóa học nguyên liệu Hàm lƣợng, % (tính theo g/100g nguyên liệu) Thành Đơn STT phần vị Vỏ Lá sƣơng Vỏ Vỏ dƣa bƣởi sâm chuối hấu Độ ẩm Pectin tổng Đường khử % % % Xơ thô % Protein % 6,6 6,84 4,21 4,23 19,95 18,58 15,40 12,4 13,61 6,03 4,44 4,97 23,4 45,4 33,44 22,34 0,284 0,31 0,50 0,41 Từ kết bảng 3.1 ta thấy vỏ bưởi pectin chiếm 19,95%, sương sâm pectin chiếm 18,58%, vỏ dưa hấu pectin chiếm 12,4% vỏ chuối pectin chiếm 15,4% Hơn nữa, với nguồn vỏ bưởi, vỏ chuối, vỏ dưa hấu dồi nguồn sương sâm nhiều mà chưa sử dụng nói nguồn nguyên liệu có ý nghĩa lớn việc chiết xuất pectin 3.2 NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT PECTIN Footer Page 26 of 145 10 Header Page 27 of 145 3.2.1 Nghiên cứu chiết xuất pectin phƣơng pháp ngâm chiết 3.2.1.1 Khảo sát dung môi chiết Bảng 3.2 Hàm lượng pectin chiết dung môi khác Loại dung Nguyên liệu môi Vỏ dƣa Vỏ Vỏ Lá sƣơng hấu chuối bƣởi sâm H2O 1,36 2,3 7,2 0.17 HCl (0,1 N) 2,56 3,9 8,52 3,92 Acid citric 5% 4,25 4,5 9,5 10,9 Ta thấy chiết pectin dung môi axit citric cho kết cao 3.2.1.2 Khảo sát điều kiện chiết xuất pectin Bảng 3.3 Các điều kiện chiết tách pectin Mẫu Vỏ dƣa Vỏ chuối Vỏ Lá sƣơng hấu bƣởi sâm o Nhiệt độ, C 80 80 90 90 Thời gian, phút 80 80 90 70 Nồng độ AC, % 5 Hàm lượng pectin 7,96 7,76 14,24 14,43 3.2.1.3 Tối ưu hóa trình chiết xuất pectin 1) Tối ưu hóa trình chiết xuất pectin từ vỏ bưởi Chọn phương án quy hoạch trực giao cấp TYT 2k Mô tả toán học biểu diễn sau: Y = b0 + b1x1 + b2x2+ b3x3 + b12x1x2 + b23x2x3 + b13x1x3 + b11x12 + b22x22 + b33x32 Thiết lập ma trận thực nghiệm tính toán ta tìm phương trình hồi quy có dạng sau: Y = 15.89 + 2.17x1 + 0.82x2 + 0.75x3 - 1.75x12 – 1.9x22 (1) Kết tìm điều kiện tối ưu để chiết tách pectin nhiệt độ 96,89oC, thời gian 98,16 phút, nồng độ AC 7% 2) Tối ưu hóa trình chiết xuất pectin từ sương sâm: Chọn phương án quy hoạch trực giao cấp TYT 2k Footer Page 27 of 145 Header Page 28 of 145 11 Mô tả toán học biểu diễn sau: Y = b0 + b1x1 + b2x2+ b3x3 + b12x1x2 + b23x2x3 + b13x1x3 + b11x12 + b22x22 + b33x32 Ta tìm phương trình hồi quy có dạng sau: Y = 15.64 – 0.85x1 + 1.84x3 + 1.22x23 - 1.71x12 – 1.88x22 – 1.45x32 (1) Chúng tìm điều kiện tối ưu để chiết tách pectin nhiệt độ 87.860C, thời gian 74.78 phút, nồng độ AC 6.48% hàm lượng pectin thu thời gian 16.43% 3) Tối ưu hóa trình chiết xuất pectin từ vỏ chuối Chọn quy hoạch cấp Chọn phương trình hồi quy: Y= bo + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b23x2x3 + b13x1x3 + b123x1x2x3 Chúng tìm phương trình hồi qui có dạng: Y= 9,784 + 1,664x1 + 0.194x2 + 1.429x3 – 0,621x2x3 Chọn điều kiện tốt cho trình chiết pectin với điều kiện nhiệt độ 90oC, nồng độ axit 9% thời gian 60 phút, hàm lượng pectin thu 13,4% 4) Tối ưu hóa trình chiết xuất pectin từ vỏ dưa hấu Chọn quy hoạch cấp Chọn phương trình hồi quy: Y= bo + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b12x1x2 + b23x2x3 + b13x1x3 + b123x1x2x3 Chúng tìm phương trình hồi qui có dạng: = 5,983+1,748x1 + 0,248x2 + 0,873x3 – 0,223x2x3 – 0,398x1x2x3 Chúng tìm điều kiện tốt để chiết tách pectin: nhiệt độ chiết 90°C, thời gian chiết 60 phút nồng độ axit xitric sử dụng 7% cho lượng pectin thu nhận nhiều 9,06% 3.2.1.4 Xác định tính chất pectin - Xác định độ nhớt pectin: Footer Page 28 of 145 12 Header Page 29 of 145 Xác định độ nhớt nhớt kế với nồng độ dung dịch pectin khác nhau, xây dựng đường biểu diễn quan hệ độ nhớt nồng độ dung dịch pecitn sau: Pectin từ vỏ bưởi : y = e x + 0,27646 ; R2 = 0,98644 Pectin từ vỏ chuối : y = e x - 0,16925 ; R2 = 0,97435 Pectin từ sương sâm : y = e x + 1,11835 ; R2 = 0,98575 Pectin từ vỏ dưa hấu : y = ex+2,27644 ; R2 = 0,84 - Xác định khối lượng phân tử pectin: Tiến hành xác định khối lượng phân tử theo độ nhớt công thức tính Mark – Houwink: M= [1.2] Trong đó: + M: Khối lượng phân tử pectin + [η]: Độ nhớt riêng pectin + K α hai hệ số tùy thuộc vào chất dung môi nhiệt độ khác Theo nghiên cứu Martin Alberto Masuelli với pectin nhiệt độ 400C dung môi nước hệ số K = 0,0214 α = 0,8189 Kết khối lượng phân tử sản phẩm pectin sau: - Khối lượng phân tử pectin từ vỏ chuối: MC = = 34009,1 (g/mol) - Khối lượng phân tử pectin từ sương sâm: MS = = 111105,2 (g/mol) - Khối lượng phân tử pectin từ vỏ bưởi: MB = = 46407,67 (g/mol) - Khối lượng phân tử pectin từ vỏ dưa hấu : MD = 294288,7 (g/mol) Footer Page 29 of 145 = Header Page 30 of 145 13 Sau khảo sát độ nhớt dung dịch pectin khối lượng phân tử pectin thu nhận được, chọn pectin từ vỏ bưởi (HMP) sương sâm (LMP) để nghiên cứu trình tạo màng pectin sinh học 3.2.2 Khảo sát điều kiện chiết xuất pectin siêu âm 3.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng biên độ đến trình chiết xuất pectin Hình 3.1 Ảnh hưởng biên độ đến hàm lượng pectin Như từ kết khảo sát trên, chọn biên độ siêu âm 80% để thực cho nghiên cứu trình chiết xuất pectin từ vỏ bưởi sương sâm 3.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng chu kì đến trình chiết xuất pectin Hình 3.2 Ảnh hưởng chu kì đến hàm lượng pectin Footer Page 30 of 145 Header Page 31 of 145 14 Kết nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng chu kì đến trình chiết xuất pectin từ hai nguyên liệu có khác Chu kì tốt để chiết pectin từ sương sâm 70% chu kì chiết xuất tốt để chiết pectin từ vỏ bưởi 50% 3.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian siêu âm đến trình chiết xuất pectin Từ đồ thị hình 3.3 ta thấy thời gian thích hợp để chiết xuất pectin từ sương sâm 20 phút từ vỏ bưởi 25 phút Như điều kiện siêu âm tốt để chiết xuất pectin từ vỏ bưởi biên độ 80%, chu kì 50%, thời gian 30 phút điều kiện chiết xuất pectin từ sương sâm biên độ 80%, chu kì 70%, thời gian 20 phút, thực thiết bị có công suất 400W, tần số 24kHz, 40oC Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng pectin Sau khảo sát điều kiện chiết xuất pectin phương pháp ngâm chiết phương pháp siêu âm, tiến hành xác định cấu trúc sản phẩm thu phổ hồng ngoại FT-IR nhận thấy sản phẩm thu pectin Sau so sánh độ nhớt, khối lượng phân tử sản phẩm pectin, lựa chọn pectin từ sương sâm vỏ bưởi thu nhận phương pháp ngâm chiết để tiếp tục nghiên cứu tạo màng 3.2.3 So sánh trình thu nhận pectin phƣơng pháp siêu âm ngâm chiết thông thƣờng Footer Page 31 of 145 Header Page 32 of 145 15 Sau tìm điều kiện tốt để chiết tách pectin phương pháp, làm thí nghiệm kiểm chứng lấy mẫu phân tích phổ hồng ngoại, so sánh với mẫu chuẩn pectin thương mại hãng HiMedia (Ấn Độ) Từ kết ta thấy phương pháp siêu âm ta thu nhận lượng pectin tương đương với phương pháp ngâm chiết điều kiện nghiên cứu tối ưu Như chiết xuất pectin phương pháp siêu âm ta rút ngắn thời gian chiết xuất nhiều Và kết luận rút số DE giảm chiết phương pháp siêu âm (đối với vỏ bưởi DE giảm từ 58,93 xuống 50,8 với sương sâm DE giảm từ 48,36 xuống 45,25), điều tác động sóng siêu âm ảnh hưởng đến liên kết este, làm giảm số DE pectin Vì đủ thời gian nên đề tài chưa thực việc đánh giá tính chất pectin thu nhận phương pháp siêu âm, chọn sản phẩm pectin chiết phương pháp ngâm chiết để tiến hành nghiên cứu 3.3 NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH PECTIN Qua kết thí nghiệm nhận thấy rõ chuyển hóa số ester hóa( DE) sau trình thủy phân từ 51,22% xuống khoảng 30-46% Trong có thay đổi mạnh ngâm với HNO3 từ 51,22% xuống 31,86% với ngâm 48 33,59 với ngâm 24 giờ, có khác thời gian kết chênh lệch không lớn Khi thủy phân pectin axit bazơ yếu, tác dụng chất nhóm methoxyl( -OCH3) bị cắt mạch tách khỏi pectin làm giảm có mặt nhóm methoxyl pectin Do nên pectin sau thủy phân có số ester hóa (DE) thấp thuộc nhóm pectin methoxyl hóa thấp Tuy nhiên dựa vào kết bảng 3.17 ta thấy việc biến tính pectin làm giảm khối lượng phân tử pectin xuống nhiều nên sử dụng pectin để tạo màng 3.4 NGHIÊN CỨU TẠO MÀNG PECTIN Footer Page 32 of 145 Header Page 33 of 145 16 3.4.1.1 Nghiên cứu tạo màng Chúng tiến hành tạo màng theo quy trình nêu tạo thành công màng pectin, màng CMC màng kết hợp pectin CMC Tất màng suốt, bề mặt nhẵn mịn, vết nứt bọt khí, dễ dàng lấy khỏi khuôn, đảm bảo tiêu cảm quan sử dụng làm màng ứng dụng thực phẩm Để lựa chọn loại pectin thích hợp cho trình tạo màng hỗn hợp, thực phối trộn HMP từ vỏ bưởi LMP từ sương sâm chiết phương pháp ngâm chiết với CMC theo tỉ lệ 1:1 Bảng 3.18 Các tiêu màng Loại màng Tính chất màng LMP-CMC HMP-CMC Độ hòa tan,% 100.00 45.95 TS (MPa) 7.64 43.43 E (%) 42.2 2.60184 Dựa vào kết bảng 3.18 ta thấy màng tạo HMP CMC có độ hòa tan nước thấp, độ bền học tốt nên chọn HMP để nghiên cứu trình tạo màng hỗn hợp pectinCMC 3.4.1.2 Xác định tính chất màng Xác định độ dày màng Khảo sát độ bền lý màng Footer Page 33 of 145 Header Page 34 of 145 17 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn độ bền học màng Nhìn vào hai đồ thị ta thấy màng P/CMC2 có độ bền kéo đứt cao có độ dãn dài trung bình, màng tốt cho trình bảo quản thực phẩm Khảo sát độ hòa tan màng Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan màng Độ hòa tan màng P/CMC2 thấp nhất, điều chứng tỏ màng kết hợp với tỉ lệ giảm độ tan đáng kể, thích hợp cho việc ứng dụng bảo quản thực phẩm Khảo sát độ trương nở màng Mẫu màng với kích thước đồng sau ngâm nước cất nhiệt độ đưa cân khối lượng sau khoảng thời gian từ 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút để so sánh mức độ trương nở Kết xác định độ trương nở thể đồ thị hình 3.19 Footer Page 34 of 145 18 Header Page 35 of 145 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn độ trương nở màng Khảo sát độ thấm nước màng Độ thấm nước thể khả khuếch tán nước qua màng Đây tiêu quan trọng màng Chúng khảo sát độ thấm nước màng kết biểu thị bảng 3.5 Bảng 3.5 Số liệu đo độ thấm nước màng Tên màng w/t (g/d) x (µm) A (m2) Po (kPa) RH1RH2 WVP(g.mm/h.m2.kPa) P 0,0373 63 75,6 3,159 3,159 0,552245 0,0587 0,002376 0,002376 0,5 P/CMC1 0,5 1,108614 3,159 P/CMC2 0,0399 71 0,002376 0,5 0,680956 P/CMC3 0,0396 74,4 0,002376 3,159 0,5 0,711159 CMC 0,0923 47,2 0,002376 3,159 0,5 1,086987 Từ kết độ thấm nước độ trương nở ta thấy việc kết hợp pectin CMC làm giảm độ thấm nước so với màng CMC; khả trương nở lớn chứng tỏ chúng tồn nước lâu 3.4.2 Ứng dụng màng pectin bảo quản xoài Chúng chọn màng P/CMC2 để thử nghiệm ứng dụng bảo quản xoài cách nhúng xoài vào dung dịch tạo màng làm khô quạt Để kiểm tra hiệu việc bảo quản xoài màng, tiến hành khảo sát hao hụt khối lượng độ cứng xoài Footer Page 35 of 145 19 Header Page 36 of 145 thời gian bảo quản nhiệt độ 30oC, kết thể hình 3.19 a) b) Hình 3.19 a) Hao hụt khối lượng b) Độ cứng thời gian bảo quản Kết hình 3.19a ta thấy mẫu xoài bao màng có hao hụt khối lượng thấp nhiều so với mẫu đối chứng Độ cứng thay đổi trình bảo quản trình chín, trình nước Ở đồ thị hình 3.19b ta thấy độ cứng hai mẫu giảm theo thời gian bảo quản nhiên tốc độ giảm khác Độ cứng mẫu đối chứng giảm mạnh ngày đầu mẫu bao màng giảm từ từ Và theo đánh giá cảm quan, đến ngày thứ mẫu đối chứng hư hỏng hoàn toàn, vỏ bị nhăn xuất chấm đen vi sinh vật mẫu bao màng giữ trạng thái cảm quan tốt tiếp tục chín ngày thứ 18 Điều giải thích xoài bao màng nên có khả cản nước làm giảm tốc độ hao Footer Page 36 of 145 Header Page 37 of 145 20 hụt khối lượng, đồng thời mẫu bao màng pectin CMC có khả làm rào cản khí O2, làm giảm tốc độ hô hấp làm giảm trình chín xoài, kết xoài bảo quản thời gian dài Kết cho thấy việc bao màng pectin/CMC để bảo quản xoài đạt hiệu tốt 3.4.3 Ứng dụng màng bảo quản gừng Chúng tiến hành khảo sát ứng dụng màng bảo quản gừng Kết khảo sát hao hụt khối lượng gừng thời gian bảo quản trình bày đồ thị hình 3.20 Đồ thị 3.20 Hao hụt khối lượng gừng thời gian bảo quản Từ đồ thị 3.21 ta thấy khối lượng gừng bao màng có độ hao hụt khối lượng nhiều so với mẫu không bao màng Sau 20 ngày bảo quản điều kiện thường 30oC mẫu bảo quản màng tổn thất 26% khối lượng mẫu không bao màng có tỉ lệ hao hụt khối lượng 50% Điều chứng tỏ việc bao màng giảm nhiều tốc độ bốc nước gừng bảo quản Để kiểm tra hiệu việc bảo quản gừng màng, có khảo sát tính chất gừng thời gian bảo quản, kết mô tả bảng 3.21 Bảng 3.21 Ảnh hưởng loại màng đến trạng thái mẫu gừng Footer Page 37 of 145 Header Page 38 of 145 TG bảo quản (ngày) Mẫu trắng Mẫu gừng bao màng Mẫu gừng tươi, căng, vỏ sần, màu sạm 21 Bề mặt bị nhăn lại Bề mặt bị nhăn lại nhiều Bề mặt tươi, căng Một số chỗ mẫu xuất Một số nhánh mẫu 12 màu xanh gừng bị co lại Bề mặt gừng Trên bề mặt gừng bắt bị co lại nhiều, có vài 16 đầu xuất nếp chỗ xuất màu vàng nhăn nhạt Bị co lại nhiều, có màu Bị co lại ít, nhánh 20 nâu bắt đầu bị co Kết bảng 3.21 cho thấy mẫu gừng sau 15 ngày bảo quản mẫu bao màng có trạng thái cảm quản tốt nhiều so với mẫu đối chứng Điều cho thấy việc bao màng P/CMC2 có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản gừng, giữ gừng đảm bảo tươi trạng thái cảm quan tốt Hình 3.21 Gừng trước sau bao màng Hình 3.22 Gừng bảo quản sau 15 ngày: mẫu đối chứng(trái); mẫu bao màng(phải) Footer Page 38 of 145 Header Page 39 of 145 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu, xác định số thành phần hóa học vỏ bưởi protein, đường khử, chất xơ, đặc biệt đánh giá lượng pectin vỏ bưởi, vỏ dưa hấu, vỏ chuối sương sâm 19,95; 12,4; 15,40 18,58 g/100g nguyên liệu Sử dụng phương pháp qui hoạch thực nghiệm tính toán kết dựa phần mềm Design expert (phiên 7.1 Trial, Stat-EaseInc., Minneapolis, USA), tìm điều kiện ngâm chiết nhiệt tối ưu để chiết tách pectin từ vỏ bưởi nhiệt độ 96,89oC, thời gian 98,16 phút, nồng độ AC 7g/100g dung dịch hàm lượng pectin thu điều kiện 17,43%; điều kiện tối ưu để chiết tách pectin từ vỏ dưa hấu nhiệt độ 89,98oC, thời gian 60,29 phút, nồng độ acid citric 7g/100g dung dịch hàm lượng pectin thu nhận 9,055 (g/100g nguyên liệu); điều kiện tối ưu để chiết tách pectin từ vỏ chuối nhiệt độ 90oC, thời gian 60 phút, nồng độ AC 9g/100g dung dịch hàm lượng pectin thu nhận 13,4%; điều kiện tối ưu để chiết tách pectin từ sương sâm nhiệt độ 87,860C, thời gian 74,78 phút, nồng độ AC 6,48g/100g dung dịch hàm lượng pectin thu thời gian 16,43% Mẫu pectin thu nhận xác định độ nhớt, khối lượng phân tử Kết cho thấy mẫu pectin từ vỏ bưởi sương sâm có độ nhớt khối lượng phân tử thích hợp cho ứng dụng tạo màng pectin Đã xác định điều kiện siêu âm tốt để chiết xuất pectin từ vỏ bưởi biên độ 80%, chu kì 50%, thời gian 30 phút hàm lượng pectin thu 17,230%; từ sương sâm biên độ 80%, chu kì 50%, thời gian 30 phút hàm lượng pectin thu 16,875% Dựa vào số DE đo phân loại pectin từ vỏ bưởi thuộc nhóm HMP pectin từ sương sâm thuộc nhóm LMP Đã thử nghiệm biến tính pectin HMP từ vỏ bưởi dung môi axit kiềm yếu nhằm mục đích thu nhận pectin LMP Mặc dù chuyển đổi số DE thành công để tạo pectin LMP pectin Footer Page 39 of 145 Header Page 40 of 145 23 thu nhận có khối lượng phân tử thấp không thích hợp cho việc tạo màng Đã tạo thành công màng pectin, màng CMC, màng kết hợp pectin CMC đạt tiêu cảm quan tốt: suốt, bề mặt nhẵn mịn, vết nứt bọt khí Các loại màng sau tạo kiểm tra tính chất độ bền lý, độ hòa tan, độ thấm nước độ trương nở Trong tỉ lệ phối trộn tỉ lệ 50:50 tốt Sau thử nghiệm ứng dụng màng pectin CMC với tỉ lệ 50:50 bảo quản xoài gừng Kết cho thấy sau 18 ngày bảo quản, xoài có trạng thái cảm quan bên tốt bị hao hụt khối lượng nhiều so với mẫu đối chứng Việc bao màng pectin – CMC có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản gừng đến 20 ngày, giữ gừng đảm bảo tươi trạng thái cảm quan tốt KIẾN NGHỊ VÀ TRIỂN VỌNG CỦA ĐỀ TÀI Trong thời gian tới, xác định tính chất pectin thu nhận phương pháp siêu âm Sau đánh giá hiệu trình siêu âm tiếp tục nghiên cứu thêm phương án chiết kết hợp ngâm chiết thông thường có hỗ trợ siêu âm Chúng tiếp tục kiểm tra thêm số tính chất màng nghiên cứu đề tài khả hút ẩm điều kiện khác môi trương bảo quản, độ thấm khí màng, số tính chất nhiệt màng Chúng nghiên cứu mở rộng số loại màng khác từ pectin Tiếp tục nghiên cứu số ứng dụng màng tạo lĩnh vực thực phẩm Footer Page 40 of 145 ... biến tính pectin nghiên cứu tạo màng pectin để bảo quản xoài, gừng NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp tài liệu - Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu để chiết pectin - Nghiên cứu... nguồn nguyên liệu 2- Nghiên cứu biến tính pectin 3- Nghiên cứu tạo màng pectin: Kiểm tra độ dày, độ hòa tan, độ trương nở, độ thấm nước, độ bền học màng 4- Nghiên cứu bảo quản xoài, gừng màng pectin: ... thu nhận, biến tính pectin từ nguồn thực vật khu vực miền Trung – Tây Nguyên ứng dụng tạo màng bao bảo quản xoài, gừng - Mã số: Đ201 5-0 6-2 1 - Chủ nhiệm: ThS Ngô Thị Minh Phương - Thành viên tham