Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Thu nhận pectin từ thực vật và sản xuất màng sinh học bảo quản trái cây

• Tác giả: Ngô Thị Minh Phương
• Người hướng dẫn: TS. Trần Thị Xô
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu thu nhận pectin từ một số nguồn thực vật và sản xuất màng pectin sinh học ứng dụng trong bảo quản trái cây
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Chủng VSV chỉ thị
• 2.3. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp xác định thành phần hóa học của nguyên liệu
• 2.4.2. Quy trình chiết tách pectin
• 2.4.3. Phương pháp xác định cấu trúc bằng phổ hồng ngoại FTIR
• 2.4.4. Phương pháp đo độ màu
• 2.4.5. Phương pháp xác định tính chất của pectin
• 2.4.6. Phương pháp tạo màng
• 2.4.7. Phương pháp xác định tính chất của màng
• 2.4.8. Phương pháp phủ màng bảo quản xoài, bơ
• 2.4.9. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu của quả trong thời gian bảo quản
• 2.4.10. Phương pháp đánh giá chất lượng vi sinh
• 2.4.11. Phương pháp toán học
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Xác định một số thành phần hóa học của nguyên liệu
• 3.2. Nghiên cứu chiết tách pectin
• 3.2.1. Khảo sát chọn dung môi chiết
• 3.2.2. Khảo sát các điều kiện chiết tách pectin bằng phương pháp ngâm chiết
• 3.2.3. Khảo sát các điều kiện chiết tách pectin bằng siêu âm
• 3.2.4. So sánh kết quả thu nhận pectin bằng phương pháp siêu âm và ngâm chiết thông thường
• 3.3. Khảo sát khả năng tạo màng pectin phối hợp (màng pectin sinh học hoặc màng pectin composite)
• 3.3.1. Khảo sát độ bền cơ học của màng tạo thành bởi pectin vỏ bưởi (HMP) và pectin lá sương sâm (LMP) với các polymer đồng tạo màng
• 3.3.2. Khảo sát độ hòa tan của màng tạo thành bởi pectin bưởi và pectin lá sương sâm với các polymer đồng tạo màng
• 3.3.3. Khảo sát độ truyền hơi nước của màng tạo thành bởi pectin bưởi và pectin lá sương sâm với các polymer đồng tạo màng
• 3.3.4. Độ truyền khí oxy của màng tạo thành bởi pectin lá sương sâm và pectin vỏ bưởi với các polymer đồng tạo màng
• 3.3.5. Nghiên cứu tạo màng pectin lá sương sâm (LMP) phối hợp với các polymer đồng tạo màng (màng pectin composite)
• 3.4. Kết quả tạo màng pectin lá sương sâm (LMP) – chitosan (CS)
• 3.5. Kết quả tạo màng pectin lá sương sâm (LMP) – alginate (AG)
• 3.6. Kết quả tạo màng pectin lá sương sâm (LMP) - cacboxymethylcellulose (CMC)
• 3.7. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp thụ ẩm của các loại màng
• 3.8. Nghiên cứu tạo màng pectin lá sương sâm phối hợp với vật liệu nano
• 3.8.1. Nghiên cứu tạo màng pectin lá sương sâm - alginate có cố định nano ZnO (LMP/AG2- ZnO-NPs)
• 3.8.2. Nghiên cứu tạo màng pectin lá sương sâm với nanochitosan (LMP/NaCS)
• 3.9. Nghiên cứu ứng dụng màng pectin sinh học để bảo quản xoài và bơ
• 3.9.1. Nghiên cứu lựa chọn loại màng pectin sinh học để bảo quản xoài và bơ
• 3.9.2. Nghiên cứu bảo quản xoài bằng màng P/NaCS
• 3.9.3. Nghiên cứu bảo quản bơ bằng màng pectin/alginate/ZnO-NPs
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về pectin

Pectin là một polysaccharide tự nhiên, chủ yếu được tìm thấy trong thành tế bào của thực vật. Nghiên cứu thu nhận pectin từ thực vật đã chỉ ra rằng pectin có nhiều ứng dụng trong ngành thực phẩm, đặc biệt là trong việc làm chất tạo gel, chất nhũ hóa và chất ổn định. Pectin từ thực vật có thể được chiết xuất từ nhiều nguồn khác nhau như vỏ trái cây, lá và các phần khác của thực vật. Việc chiết tách pectin từ các nguồn nguyên liệu phong phú như vỏ bưởi, vỏ dưa hấu và lá sương sâm không chỉ giúp tăng cường giá trị sử dụng của các sản phẩm nông nghiệp mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu phế phẩm. Theo một số nghiên cứu, hàm lượng pectin trong các nguồn nguyên liệu này có thể đạt mức cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất pectin thương mại. Việc nghiên cứu pectin từ các nguồn thực vật trong nước là cần thiết để phát triển ngành công nghiệp thực phẩm tại Việt Nam.

II. Kĩ thuật thu nhận pectin

Kĩ thuật thu nhận pectin có thể được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp ngâm chiết và siêu âm là hai phương pháp phổ biến. Phương pháp ngâm chiết sử dụng dung môi để chiết xuất pectin từ nguyên liệu thực vật, trong khi phương pháp siêu âm giúp tăng cường hiệu suất chiết tách nhờ vào sóng siêu âm. Nghiên cứu chiết tách pectin từ các nguồn nguyên liệu như vỏ bưởi, vỏ dưa hấu và lá sương sâm đã cho thấy rằng điều kiện chiết tách như nhiệt độ, thời gian và tỉ lệ dung môi có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng pectin thu được. Kết quả cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể nâng cao hiệu suất thu nhận pectin, từ đó tạo ra sản phẩm có chất lượng cao hơn. Việc áp dụng các kĩ thuật hiện đại trong thu nhận pectin không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành công nghiệp thực phẩm.

III. Tổng quan về màng pectin sinh học

Màng pectin sinh học được sản xuất từ pectin kết hợp với các polysaccharide khác như chitosan và alginate. Ứng dụng màng sinh học trong bảo quản trái cây đang trở thành một xu hướng quan trọng trong ngành thực phẩm. Màng pectin có khả năng tạo ra một lớp bảo vệ, giúp duy trì độ tươi ngon và kéo dài thời gian bảo quản cho trái cây. Nghiên cứu cho thấy rằng màng pectin có thể tạo ra rào cản đối với khí oxy và hơi nước, từ đó giảm thiểu sự hư hỏng của trái cây trong quá trình bảo quản. Việc phát triển màng pectin sinh học không chỉ giúp bảo quản trái cây hiệu quả mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường do việc sử dụng bao bì nhựa. Bảo quản trái cây bằng màng pectin sinh học là một giải pháp bền vững, phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại.

IV. Ứng dụng màng pectin trong bảo quản trái cây

Việc ứng dụng pectin trong bảo quản trái cây như xoài và bơ đã cho thấy hiệu quả rõ rệt. Xoài và bơ là hai loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao nhưng lại có cường độ hô hấp mạnh, dẫn đến thời gian bảo quản ngắn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng màng pectin sinh học có thể kéo dài thời gian bảo quản cho hai loại trái cây này, giúp duy trì chất lượng và giá trị thương phẩm. Các thử nghiệm cho thấy rằng màng pectin có khả năng giảm thiểu sự mất nước và hư hỏng do vi sinh vật, từ đó nâng cao khả năng xuất khẩu trái cây. Việc phát triển và ứng dụng màng pectin trong bảo quản trái cây không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân mà còn góp phần nâng cao giá trị sản phẩm nông nghiệp Việt Nam trên thị trường quốc tế.