Đặt vấn đề Khi Việt Nam gia nhập WTO, nền kinh tế nước ta bước sang một giai đoạn mới. Bên cạnh những thuận lợi thì vẫn còn nhiều khó khăn, thách thức lớn nhất là các doanh nghiệp Việt Nam phải cạnh tranh với các doanh nghiệp nước ngoài. Trong lĩnh vực thực phẩm cũng thế, để sản phẩm của mình có thể cạnh tranh với sản phẩm nước ngoài thì đòi hỏi các doanh nghiệp trong nước phải luôn cải tiến công nghệ để nâng cao chất lượng cũng như mẫu mã của sản phẩm. Và một yêu cầu luôn đi đôi với cải tiến công nghệ mà cũng không kém phần quan trọng đó là tìm kiếm nguồn nguyên liệu rẻ tiền, để giảm chi phí sản xuất, tăng lợi ích kinh tế nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm.
Bưởi là một loại trái cây được trồng từ lâu đời ở nhiều nước châu Á, mỗi bộ phận đều có nhiều công dụng như: nước bưởi có thành phần tựa như insulin, giúp hạ đường huyết, có tác dụng hỗ trợ đối với bệnh nhân tiểu đường, cao huyết áp; vỏ chứa tinh dầu giúp kháng viêm, làm giãn mạch; lá bưởi vị đắng, the ,mùi thơm ,tính ấm ,có tác dụng tán hàn, tán khí, thông kinh lạc, giải cảm, trừ đờm, tiêu thực, hoạt huyết, tiêu sưng, tiêu viêm. Nhờ có ưu thế dễ trồng, sản lượng lớn, có nhiều công dụng, bưởi được trồng nhiều ở Việt Nam và được nhân dân ta rất chuộng. Đặc biệt, ngoài tác dụng nói trên, vỏ bưởi còn được tận dụng để thu hồi các tinh chất và ứng dụng vào công nghệ chế biến thực phẩm. Việc tận dụng được phế liệu từ quả bưởi, góp phần quan trọng giảm ô nhiễm môi trường, đem lại giá trị kinh tế cao.
Do vậy được sự phân công của Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Anh Trinh - giảng viên trường ĐH Nông Lâm tôi thực hiện đề tài “ Nghiên cứu chiết rút tinh dầu và pectin từ vỏ bưởi để ứng dụng trong thực phẩm” .2 Mục đích đề tài Nghiên cứu phương pháp chiết xuất tinh dầu trong vỏ bưởi. Nghiên cứu phương pháp chiết tách pectin trong vỏ bưởi sau khi đã tách tinh dầu. Ứng dụng sản phẩm thu được vào công nghệ chế biến thực phẩm.3 Nội dung đề tài Khảo sát quá trình chiết tinh dầu từ vỏ bưởi. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách hàm lượng pectin.4 Yêu cầu Tìm ra quy trình chiết tách tinh dầu phù hợp nhất.
Tìm ra quy trình chiết tách pectin phù hợp nhất. 2 Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về bưởi Hình 2.1 Tên gọi Bưởi Tên khoa học Citrus Maxima Burm. Thuộc họ Cam - Rutaceae.2 Đặc điểm thực vật Cây gỗ to, cao 10-13 m. Cành có gai nhỏ mọc đứng ở kẽ lá.
Lá có hình trái xoan, nguyên, cuống lá có cành dài. 3 Hoa đếu, trắng to, thơm mọc thành chùm 8 đến 10 hoa. Quả hình cầu, cùi dày, màu sắc tùy theo giống. Cây ra hoa, kết quả hầu như quanh năm, chủ yếu mùa hoa từ tháng 3 đến tháng 5 và mùa quả từ tháng 8 đến tháng 11.2: Hoa bưởi Hình 2.3 Phân loại Có nhiều giống trồng có quả chua, ngọt khác nhau.
Bưởi Đoan Hùng (Vĩnh Phú) quả tròn, ngọt, nhiều nước. Bưởi Vinh, quả to có núm, ngọt, ít nước, trồng nhiều ở Hương Sơn (Hà Tĩnh). Bưởi Phúc Trạch quả to, ngọt, nhiều nước, trồng nhiều ở Hương Khê (Hà Tĩnh). Bưởi Thanh Trà (Huế) quả nhỏ nhiều nước, ngọt và thơm.
4 Bưởi Biên Hoà (Đồng Nai) quả to, ngọt; nhiều nước, trồng ven sông Đồng Nai. Bưởi đào, ruột và múi màu đỏ nhạt, thường rất chua. Bưởi gấc, quả đỏ, chua, trồng ở ngoại thành Nam Định (Nam Hà). Bưởi Năm Roi quả to, nhiều nước, trồng nhiều ở vùng tây Nam Bộ.4 Thành phần hóa học Hình 2.4: Mặt cắt ngang của quả bưởi Quả chứa 0,5% tinh dầu; trong lá cũng có tinh dầu.
Dịch quả chín có nhiều chất bổ dưỡng: nước 89%; glucid 9%; protid 0,6%; lipid 0,1% và các khoáng Ca 20mg%; P 20mg%; K 190mg%; Mg 12mg%; S 7mg% và Na, Cl, Fe, Cu, Mn. Có các vitamin (tính theo mg%) C 40; B 0,07; B2 0,05; P 0,3 và tiền sinh tố A 0,1. 100 mg dịch quả cung cấp cho cơ thể 43 calo. Vỏ quả ngoài rất giàu chất naringin, do đó có vị đắng, trong vỏ có tinh dầu, tỷ lệ 0,80-0,84%.
Tinh dầu vỏ bưởi chứa d-limonen, a- pinen, linalol, geraniol, citral; còn có các alcol, pectin, acid citric.5 Thành phần hóa học trong vỏ bưởi 5 Thành phần chính bao gồm: tinh dầu, pectin, naringin, các men peroxydaza, amylaza, đường ramnoza, vitamin A và C, hesperidin. Trong quả bưởi tươi, hàm lượng pectin trong cùi bưởi chiếm cao nhất 10 - 40%, vỏ ngoài chiếm 10%. Chất pectin trong vỏ bưởi tồn tại dưới dạng protopectin, thường ở dạng tập hợp với hemicellulose và cellulose. Hợp chất protopectin không hòa tan trong nước nhưng dễ bị thủy phân bởi enzyme hay acid và bị chuyển thành pectin.
Sự chuyển hóa protopectin thành pectin còn có thể thực hiện bằng cách đun nóng ở nhiệt độ 80oC trong môi trường acid nhẹ.6 Công dụng của bưởi Theo Đông y Cơm bưởi vị ngọt, chua, tính mát, không độc, có tác dụng kiện tỳ, trị ho, giải rượu. Vỏ ngoài chứa tinh dầu (vỏ trong thường dùng làm mứt), vị cay, đắng, ngọt, tính ấm, có tác dụng trị ho, giảm đau. Hạt bưởi vị đắng, tính ấm, chứa chất béo, có tác dụng trị đau thoát vị bẹn, sa đì. Lá bưởi vị đắng, the, mùi thơm, tính ấm, có tác dụng tán hàn, tán khí, thông kinh lạc, giải cảm, trừ đờm, tiêu thực, hoạt huyết, tiêu sưng, tiêu viêm.
Theo y học hiện đại Nước bưởi có thành phần tựa như insulin, giúp hạ đường huyết, có tác dụng hỗ trợ đối với bệnh nhân tiểu đường, cao huyết áp. Vỏ chứa tinh dầu giúp kháng viêm, làm giãn mạch. Kiểm chứng thực tế cho thấy ăn bưởi đều đặn sẽ giúp giảm cân và phòng chống được tiểu đường. Vỏ ngoài của bưởi chứa nhiều tinh dầu, có tác dụng hỗ trợ tiêu hóa và trị cảm cúm, thường được dùng trong liệu pháp nấu nồi xông giải cảm.
Ngoài ra, vỏ bưởi còn chứa nhiều flavonoid như naringosid, hesperidin, diosmin, diosmetin, hesperitin. có tác dụng bảo vệ thành mao mạch, giảm tính thấm, giúp cho mao mạch đàn hồi và bền 6 vững hơn, từ đó ngăn ngừa tai biến do vỡ các mao mạch, gián tiếp giúp hạ huyết áp. Một số người còn dùng vỏ ngoài quả bưởi xoa trên da đầu để kích thích lỗ chân lông phòng trị bệnh hói hay rụng tóc.2 Khái quát về tinh dầu 2.1 Khái niệm tinh dầu Tinh dầu còn gọi là hợp chất thơm hay hỗn hợp chất bay hơi có mùi đặc biệt (thơm hoặc khó chịu). Chúng có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật, một ít ở động vật và cả ở vi sinh vật.
Có nhiều phương pháp chiết tách như chưng cất, trích ly, ép.1 Phân loại theo nguyên liệu. Nguyên liệu quả hạt (hồ tiêu, đại hồi), cỏ lá (sả, tràm), hoa (hồng, nhài), củ rễ (gừng, nghệ), vỏ quả, vỏ cây (cam, chanh), nhựa (nhựa cánh kiến).2 Phân loại theo thành phần tinh dầu. Tinh dầu có chứa cacbur như pinen (thông), limonen (chanh), chứa rượu, geraniol, xitronellol (hoa hồng, sả.3 Tính chất lý – hóa của tinh dầu.1 Tính chất vật lý của tinh dầu. Trạng thái: nhiệt độ thường, đa số tinh dầu có dạng lỏng, trừ một số trường hợp đặc biệt chúng ở thể rắn: menthol, borneol, camphor, vanilin.
Tinh dầu bay hơi ở nhiệt độ thường. Màu sắc: không màu hoặc màu vàng nhạt. Một số tinh dầu có màu như tinh dầu quế màu nâu sẫm. Mùi: mỗi tinh dầu có một mùi đặc trưng.
Thông thường chúng có mùi thơm, dễ chịu, một số có mùi hắc, khó chịu. Vị: cay, nhưng một số có vị ngọt như tinh dầu quế, hồi. 7 Tỷ trọng: thường nhỏ hơn 1. Tỷ lệ thành phần chính quyết định tỷ trọng tinh dầu.
Độ tan: không tan hoặc ít tan trong nước, tan trong alcol và các dung môi hưữ cơ. Độ sôi: phụ thuộc vào thành phần cấu tạo. Năng suất quay cực: cao. Chỉ số khúc xạ: 1,45 - 1,56.2 Tính chất hóa học tinh dầu Rất dễ bị oxy hóa: dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, ánh sáng, không khí, nước, tinh dầu có thể bị oxy hóa và nhựa hóa một phần (sự trùng hợp chuyển tinh dầu thành chất nhựa).
Một số thành phần chính trong tinh dầu cho các phản ứng đặc hiệu của nhóm chức, tạo thành các sản phẩm kết tinh hay cho màu, người ta dựa vào đặc tính này để định tính và định lượng thành phần chính trong tinh dầu. Một số hợp chất chính thường gặp: ─ Hydrocacbon gồm cacbur terpen (chiếm nhiều nhất): limonen, pinen, camphen; cacbur no: heptan, parafin. ─ Rượu: rượu methylic, etylic, xinamic. ─ Phenol và ester phenolic: anetol, eugenol, safrol.
─ Aldehyde: benzoic, xitral. ─ Xeton: mentol, camfo. ─ Acid (dưới dạng ester): axetic, butyric,.4 Công dụng của tinh dầu. Tinh dầu và nguyên liệu chứa tinh dầu có vai trò rất quan trọng trong đời sống.
Chúng phục vụ rất nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm như làm gia vị, tạo màu, 8 tạo mùi. Chỉ cần một lượng nhỏ nhưng gia vị có thể kích thích sự tiêu hóa, làm tăng sự ngon miệng. Sau ngành thực phẩm, tinh dầu còn được sử dụng trong ngành mỹ phẩm và hương liệu, công nghệ sơn. Trong ngành dược, tinh dầu được dùng để sát trùng nhất là sát trùng đường hô hấp (bạch đàn, khuynh diệp), giúp tiêu hóa, chống viêm khớp.5 Bảo quản Trong thời gian bảo quản và vận chuyển sản phẩm tinh dầu cần chú ý ba yếu tố sau: không khí, ánh sáng, nhiệt độ.
Oxy trong không khí tạo phản ứng oxy hóa dầu. Vì vậy, chai lọ chứa tinh dầu cần đậy kín hoặc hàn kín. Ánh sáng thúc đẩy tác dụng tụ hợp tác hại đến màu sắc, mùi thơm tinh dầu. Cần để trong chai sậm, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng.
Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ oxy hóa, làm hao hụt tinh dầu do bốc hơi. Vì vậy, cần bảo quản ở nhiệt độ thấp.3 Khái quát các quá trình chiết xuất tinh dầu Việc lựa chọn phương pháp tách hợp chất thơm thiên nhiên phụ thuộc vào từng loại tinh dầu, nhựa thơm, giá trị thương mại, khả năng tách, độ bền nhiệt và dạng nguyên liệu ban đầu. Các phương pháp được dùng để tách hợp chất thơm cần phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau: Giữ cho hợp chất thơm (sản phẩm) mùi tự nhiên ban đầu. Đơn giản, thích hợp, thuận tiện và nhanh chóng.
Tách tương đối triệt để, khai thác được hết tinh dầu có trong nguyên liệu với chi phí thấp.