MỞ ĐẦU 1. Đ t vấn đ Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm gió mùa tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển nghề trồng cây ăn quả. Trong đó, cam quýt là một trong những cây ăn quả đặc sản lâu năm có giá trị dinh dưỡng và kinh t cao. Cam quýt bao gồm hai phần là vỏ và thịt quả.
Ruột là phần ăn được của trái cây có giá trị kinh t chính. Trong khi đó, vỏ cam chứa một hàm lượng lớn pectin (Mcgredy, 1996). Quá trình sản xuất cam, chỉ sử dụng thịt quả chi m 50% tổng trọng lượng của trái cây; phần còn lại được coi là ph phụ phẩm. Tuy nhiên, những chất thải này có thể chứa các hợp chất có giá trị như chất màu, đường, acid hữu cơ và các hợp chất hoạt tính sinh học như chất chống oxy hóa, enzym, các hợp chất kháng vi sinh vật (Prihatin, 2015).
Vì vậy, ph phụ phẩm từ cam nói riêng, và các loại quả citrus nói chung có thể được tận dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao (Pandharipande S, 2012). Thuật ngữ pectin lần đầu tiên được phát hiện và phân lập bởi Braconnot (Braconnot, 1825). Pectin là một hợp chất tạo gel cao phân tử polygalacturonic có trong thành t bào của thực vật trên cạn. Pectin có nhiều trong vỏ quả có múi nói chung và vỏ quả cam nói riêng.
Vì vậy, đây chính là những nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất pectin công nghiệp. Ngoài ra, pectin là một phụ gia được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm như công nghệ ch bi n mứt đông, sữa chua, sản xuất kẹo dẻo. Mặc dù nước ta có một nguồn tài nguyên lớn các sản phẩm nông nghiệp và ph phụ phẩm nông nghiệp có thể được sử dụng để sản xuất pectin. Nhưng cũng như các nước đang phát triển khác, Việt Nam phải nhập khẩu hàng tấn pectin mỗi năm (Ngô, 2015).
Trích ly pectin là một lĩnh vực không mới và có thể dễ dàng tìm thấy các nghiên cứu về phương pháp trích ly hợp chất này ra khỏi thực vật. Shaha và cộng sự (2013) đã nghiên cứu trích lypectin từ chanh sử dụng ba loại acid khác nhau (citric, clohydric và nitric). t quả cho thấy khi sử dụng dung môi trích ly là acid citric ở 90°C, thời gian 1 giờ và pH 1.5, năng suất thu hồi pectin cao nhất là 61. Hosseini và cộng sự (2016) tối ưu hóa trích ly pectin hỗ trợ vi sóng từ vỏ cam cho năng suất cao nhất là 29.
Tương tự Canteri-Schemin (2005) trích ly pectin từ bã táo sử dụng dung môi acid citric cho năng suất thu hồi là 15. Các nghiên cứu gần đây của Chanthaphon (2008); Pinheiro (2008), Yapo (2009) đã chỉ ra rằng acid citric là một acid hữu cơ có hiệu 1 do an quả trong việc trích ly pectin. Ngoài ra, acid citric là một phụ gia thực phẩm tự nhiên và an toàn, ít gây ảnh hưởng đ n môi trường (Canteri-Schemin, 2005); (Kliemann, 2009) (Pinheiro, 2008). Do đó, acid citric thường được phổ bi n hơn các loại acid vô cơ (acid nitric, hydrochloric hoặc sulfuric) trong các phương pháp trích ly pectin thương mại (Yapo, 2009).
Vì vậy, trong nghiên cứu này sử dụng acid citric làm dung môi hữu cơ trích ly pectin từ vỏ cam. Trong nước, đề tài nghiên cứu khả năng tạo gel của pectin và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm cũng được quan tâm không kém. Ngô và cộng sự (2015) đã tối ưu hóa quá trình trích ly pectin từ vỏ chuối và ứng dụng tạo màng bao bảo quản mận. t quả cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng nhiều nhất đ n quá trình thu nhận pectin và điều kiện tối ưu để trích ly pectin là nhiệt độ 90 oC, thời gian 60 phút, nồng độ acid citric là 9% và năng suất thu hồi là 13,4%.
Trần và cộng sự (2016) đã tối ưu hóa một số thông số công nghệ ảnh hưởng đ n quá trình thu nhận pectin từ vỏ quả thanh long. Điều kiện trích ly với dung môi là acid citric 40%, pH 3,5 ở 85 °C trong 35 phút thu được năng suất thu hồi đạt là 13%. Phan và cộng sự (2020) trích ly pectin từ cây sương sáo đạt năng suất thu hồi là 20,67% trong điều kiện nhiệt độ 85 °C, thời gian 90 phút, sử dụng dung dịch acid citric 12% làm dung môi. Một trong những ứng dụng của pectin trong thực phẩm là phụ gia trong sản xuất mứt đông, kẹo dẻo.
Các chất tạo gel trong sản xuất kẹo dẻo phổ bi n là pectin, gelatin và tinh bột bi n tính. Yasui (1999) đã nghiên cứu hàm lượng pectin thích hợp sản xuât kẹo là từ 1,9% đ n 2,6% so với tổng trọng lượng nguyên liệu. N u lượng pectin của kẹo nhỏ hơn 1,9% trọng lượng thì kẹo có khả năng chịu nhiệt thấp, và ngược lại n u vượt quá 2,6% trọng lượng kẹo sẽ trở nên quá cứng. Từ những thông tin trên, có thể thấy rằng nghiên cứu về pectin trên th giới rất được quan tâm và đã có nhiều nghiên cứu công bố.
Tuy nhiên ở Việt Nam, nghiên cứu về trích ly pectin từ vỏ cam còn hạn ch. Vì những lí do trên, nghiên cứu “Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam để ứng dụng trong sản xuất kẹo dẻo” được ti n hành. Hy vọng nghiên cứu này sẽ mở ra hướng đi mới về công nghiệp sản xuất pectin và giải quy t vấn đề môi trường và ứng dụng trong thực phẩm. Mụ tiêu đ tài 2 do an Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đ n quá trình trích ly pectin.
Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam từ đó ứng dụng vào sản xuất kẹo dẻo. Nội ung nghiên u Đề tài “Đánh giá chất lượng pectin trích ly từ vỏ cam để ứng dụng trong sản xuất kẹo dẻo” bao gồm các nội dung cụ thể sau: - hảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đ n năng suất thu hồi pectin từ vỏ cam - Đánh giá chất lượng pectin trích ly - Sản xuất kẹo dẻo với hàm lượng pectin 8%, 10%, 12% và đánh giá chất lượng kẹo dẻo. ngh a hoa họ và ngh a thự ti n 4. ngh a hoa họ Nghiên cứu về năng suất thu hồi pectin trích ly từ vỏ cam.
Qua đó, mở rộng hướng nghiên cứu phát triển sản phẩm kẹo dẻo mới bổ sung các nguyên liệu có giá trị sinh học cao ứng dụng vào quy mô công nghiệp. ngh a thự ti n Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa trong việc tận dụng nguồn ph phụ phẩm ứng dụng vào công nghệ thực phẩm. Đề tài ứng dụng pectin làm chất tạo gel trong sản phẩm kẹo dẻo. 3 do an CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.
Tổng quan v cam 1. Nguồn gốc và phân bố Cam sành (Citrus sinensis) là loại trái cây được trồng phổ bi n nhất trên th giới, thuộc một trong năm mặt hàng trái cây hàng đầu trên toàn cầu. Cam cùng họ với bưởi thuộc giới Plantae, ngành Magnoliophyta, bộ Sapidales. Cam được lai từ xưa, có thể lai giữa loài bưởi (Citrus maxima) và quýt (citrus reticulata) (Nicolosi, 2000).
Cây cam là một loài cây có hoa, có chiều cao trung bình từ 9 đ n 10 m, một số cây có thể đạt tới 15m (Hodgson, 1943). Các lá hình bầu dục, được sắp x p xen kẽ, dài từ 4 đ n 10 cm và có mép khía. Quả cam ngọt có các kích thước và hình dạng khác nhau. Khi chưa chín, quả có màu xanh.
Vỏ của quả chín sần sùi có màu từ cam sáng đ n vàng cam. Giống như tất cả các loại trái cây có múi khác, cam ngọt không chứa vi khuẩn (Webber, 1903); (Kimball, 1999). Cây cam được trồng nhiều ở những nơi có khí hậu ấm áp như khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Các nước sản xuất cam chủ y u là Brazil, Hoa ỳ, Trung Quốc, Ấn Độ và Mexico năm 2012 (FAO, 2014).
Tổng sản lượng quả có múi hàng năm trên th giới dao động vào khoảng 123 - 131 triệu tấn trong 5 năm từ 2011 đ n 2016 (FAO, 2017). Trong đó cam chi m khoảng 65% tổng số các loại trái cây (Luengo, 2013). Lượng chất thải rắn thải ra mỗi năm ước tính khoảng 15 đ n 25 triệu tấn (Zandleven, 2007). Trong số các chất thải này, vỏ cam quýt là thành phần chính chi m khoảng 44% trọng lượng quả (Scora, 1975).
Ở nước ta hiện nay, các vùng cam phổ bi n phải kể tới như Hà Giang, Tuyên Quang, Yên Bái với tổng diện tích năm 2007 là 86 700 ha. Tại tỉnh Tuyên Quang, nổi ti ng nhất là cam sành Hàm Yên và được trồng tại xã Phù Lưu. Cam sành còn được trồng nhiều tại Tam Bình, Trà Ôn (Vĩnh Long); Cái Bè, Châu Thành, Chợ Gạo (Tiền Giang); Mỹ Khánh, Ô Môn (Cần Thơ). Trong năm 2018, diện tích cam đạt 94,4 nghìn ha (tăng khoảng 7 nghìn ha so với năm 2017); sản lượng đạt 868,2 nghìn tấn (tăng 12,6% so với năm 2017); diện tích bưởi đạt 79,9 nghìn ha (tăng khoảng 8 nghìn ha so với năm 2017) và sản lượng đạt 624,9 nghìn tấn (tăng 9,1% so với năm 2017) (Baochinhphu,2019).
4 do an Hình 1. Thành phần h a họ a. Thành phần hóa học của cam Cũng như các loại trái cây họ cam quýt khác, nước cam là nguồn cung cấp vitamin C chính. Cam chứa các chất phytochemical bao gồm carotenoid (beta-carotene, lutein và beta-crytoxanthin), flavonoid (naringenin) (Aschoff JK, 2015).
Trái cam chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ bay hơi tạo ra mùi thơm bao gồm aldehyde, este, terpen, rượu và xeton (Perez, 2008). Độ pH trong cam thấp khoảng từ 2,9 đ n 4,0 (Sinclair, 1945). Thành phần dinh dưỡng của cam (USDA Nutrient Database) Thành phần Hà lƣợng Năng lượng (Kcal/100g) 47 Carbohydrate (g/100g) 11,75 Đường (g/100g) 9,35 Chất béo (g/100g) 0,12 Chất xơ dinh dưỡng (g/100g) 2,4g Chất đạm 0,94g Vitamin A (μg/100g) (1%) 11 μg Thiamine (B1) (mg/100g) (8%) 0,087 mg 5 do an Riboflavin (B2) (mg/100g) (3%) 0,04 mg Niacin (B3) (mg/100g) (2%) 0.282 mg Axit pantothenic (mg/100g) (5%) 0,25 mg Vitamin E (mg/100g) (1%) 0,18 mg Ca (mg/100g) (4%) 40 mg Potassium, K (mg/100g) (4%) 181 mg Iron (mg/100g) (1%) 0,1 mg ZinC (mg/100g) (1%) 0,07 mg Mg (3%) 10 mg Mn (1%) 0,025 mg Nước 86,75 g b. Thành phần hóa học của vỏ cam Vỏ cam chủ y u bao gồm cellulose, pectin, hemicellulose, lignin, chất diệp lục, chất màu và các chất có trọng lượng phân tử thấp (Liang, 2010).
Thành phần hóa học của vỏ cam được trình bày trong Bảng 1. Thành phần hóa học của vỏ cam (USDA National Nutrient data base) Thành phần Hàm lượng Năng lượng (Kcal/100g) 97 Carbohydrate (g/100g) 25 Protein (g/100g) 1.2 Chất xơ dinh dưỡng (g/100g) 10.25 Các đặc điểm khí hậu, đất trồng sẽ ảnh hưởng trục ti p đ n các thành phần hóa học của vỏ cam.