Chiết tách pectin từ lá xương rồng bàn chải (opuntina dillenii) và khảo sát khả năng ứng dụng dịch chiết từ lá xương rồng này làm màng bao bảo quản trái cây

  • Số trang: 77 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 383 |
  • Lượt tải: 2
tailieuonline

Đã đăng 27670 tài liệu

Mô tả:

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài: Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) thuộc họ Cactaceae có thân lá phủ đầy gai, hình như tai vợt, mộc thành bụi lớn, phân bố dều ở các tỉnh miền Trung Nam Bộ. Xương rồng Nopal sinh trưởng rất nhanh và rất thích hợp với vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng của Việt nam như vùng đất ven biển miền Trung, Tây Nguyên và cả trên đảo Trường Sa. Ngoài tính sinh trưởng tốt trên đất xấu, đất bạc màu, xương rồng Nopal còn có ưu điểm là có độ che phủ cao, chống được cát bay. Người dân các vùng này thường dùng làm hàng rào, thức ăn gia súc và chưa có thói quen dùng làm rau thực phẩm... Theo y học cổ truyền các loài xương rồng có khả năng chữa bệnh, trong đó có loại Opuntina. người ta cho rằng cây xương rồng vợt gai có tác dụng làm thuốc do trong cây có một chất nhày là heterosid flavonic. Bên cạnh đó, trên thê giới hiện này đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược lý của pectin trong lá xương rồng, khả năng chiết tách và sử dụng xương rồng còn rất ít. Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của mình là: “ Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii) và khảo sát khả năng ứng dụng của dịch chiết từ lá xương rồng này dung làm màng bao bảo quản trái cây.” 2.Mục đích nghiên cứu Mục đích chính của nghiên cứu là tìm ra quy trình chiết tách pectin từ xương rồng với hiệu quả cao nhất và xác định tính chất của xương rồng để từ đó làm cơ sở ứng dụng vào việc bảo quản trái cây trong quy mô phòng thí nghiệm. 3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: -Xương rồng bàn chải (Opuntina dillenii ) được thu hái ở các tỉnh miền trung. 3.2 Phạm vi nghiên cứu -Nghiên cứu chiết pectin từ xương rồng -Xác định tính chất của pecin chiết tách -Ứng dụng kết quả nghiên cứu tạo màng bao bảo quản trái cây. 4.Phương pháp nghiên cứu: 4.1 Xác định một số thành phần hoá sinh của lá xương rồng. - Xác định hàm lượng nước phương pháp trọng lượng. - Xác định hàm lượng protein thô theo phương pháp Kjeldahl. - Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp DNS SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 1 - Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ vứi iod. - Xác định hàm lượng khoáng tổng số bằng phương pháp tro hoá. - Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Soxhlet. 4.2 Xây dựng quy trình chiết tách pectin - Lựa chọn quy trình chiết tách - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng pectin : dung môi, tỷ lệ dung môi,nhiệt độ, thời gian, pH... 5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5.1 Ý nghĩa khoa học - Xác định một số thành phần hoá học của xương rồng - Xác định một số yếu tố công nghệ trong quá trình chiết tách, thu nhận pectin với hiệu suất cao - Xây dựng quy trình tạo màng . 5.2 Ý nghĩa thực tiễn. - Cung cấp thông tin về nguồn pectin trong thân xương rồng phục vụ cho quá trình khai thác, ứng dụng pectin sau này. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 2 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về xương rồng Nopal 1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố Hình 1.1. Lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii Xương rồng Nopal thuộc xương rồng dạng phiến là loại xương rồng ăn được, mọc tự nhiên rất nhiều trong các xa mạc Tây Bắc Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ, có tên tiếng Anh là Prickly Pear Cactus ( tạm gọi là Xương rồng lê gai ). Tên dân gian là xương rồng bàn chải, xương rồng vợt, xương rồng tay thỏ… Theo hệ thống phân loại thực vật : Tên khoa học của cây là: Opuntia dillenii Giới : Thực vật Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida Bộ : Caryophyllales Họ : Cactaceae Chi : Opuntia Xương rồng Nopal là một cây rất dễ tính. Vốn là cây của sa mạc, với đặc điểm hình thái phù hợp: lớp bì sáp trên lá dày tránh mất nước, cành lá chứa một lượng lớn nhu mô có tác dụng như một “ bể nước” cho mô diệp lục tố hoạt động, xương rồng Nopal có thể sinh trưởng và phát triển trên đất cát sa SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 3 mạc, trên vùng đất khô cằn, đất bạc màu, nghèo dinh dưỡng với một lượng mưa hằng năm cực thấp. Ở Việt Nam, cũng có loại xương rồng Nopal bản địa, mọc tự nhiên, nông dân cũng có dùng cho gia súc nhưng chưa có thói quen dùng làm thực phẩm cho người. Xương rồng Nopal châu Mỹ được du nhập và nghiên cứu từ năm 2002 tại Trung tâm sinh học thực nghiệm Hà Nội (Viện ứng dụng công nghê, Bộ khoa học và công nghệ). Hiện nay, xương rồng Nopal đã được nhân giống thành công bằng 2 phương pháp nuôi cấy mô và kỹ thuật phân nhánh. Năm 2006 -2007, trung tâm đã đưa trồng khảo nghiệm tại tỉnh Bình Phước và Bà Rịa – Vũng Tàu. Cây xương rồng tiểu mộc cao đến 0,5 -3m, thân có những lóng dẹp hình vợt, xanh dợt, mang nhiều nuốm có gai. Hoa vàng rồi đỏ to, phiến hoa nhiều. Phì quả to 4-5 cm màu đỏ đậm. Hiện nay, xương rồng Nopal được trồng rải rác (làm hàng rào hoặc làm cảnh) ở vùng Duyên Hải từ Huế đến Bình Thuận (Trần Bá Thoại, 2011) Hình 1.2 Cấu tạo của phiến lá xương rồng Nopal Opuntina Hình 1.2 thể hiện cấu tạo của phiến lá xương rồng Nopal Opuntina. Phiến lá có dạng phẳng hình thành từ các khớp nối với thân (cladode). Trên phiến lá có những gai nhọn, cứng, kích thước 2 - 3cm (spine). Dưới chân gai là các núm gai (areole) có chứa các sợi lông nhỏ (glochids), chúng bám chặt vào gốc gai và sẽ bung ra khi nhổ phần gai. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 4 Xương rồng Nopal sinh trưởng rất nhanh và rất thích hợp với vùng đất khô hạn, nghèo dinh dưỡng của Việt nam như vùng đất ven biển miền Trung, Tây Nguyên và cả trên đảo Trường Sa. Ngoài tính sinh trưởng tốt trên đất xấu, đất bạc màu, xương rồng Nopal còn có ưu điểm là có độ che phủ cao, chống được cát bay. ( Trần Bá Thoại, 2008) Nopal sinh trưởng nhanh, đạt chiều cao 4 - 5 m, đường kính tán 3 - 4 m, sinh khối có thể đạt từ 120 - 400 tấn/ha. Cây sinh trưởng và phát triển tốt ở địa hình có độ cao từ 0 - 2.400 m, chịu nóng đến 500C và thời tiết khô hạn. Về mặt dinh dưỡng, lá xương rồng Nopal giàu carbohydrat, vitamin, canxi, acid amin (lysin, isoleucin, treonin, valin, leucin, triptophan, metiomin và phenilanin,..) nên có thể dùng làm rau (vị gần giống như ớt Đà Lạt, chế biến hoặc ăn sống như dưa leo), dược liệu (phòng trị các bệnh rối loạn tiêu hóa, béo phì, tim mạch, tiểu đường... Trái có vị chua ngọt, có thể dùng làm trái cây ăn tươi (có khả năng giảm cholesterol, kháng viêm, chữa khô miệng, chán ăn). Theo các nghiên cứu nước ngoài thì hoa xương rồng đặc biệt hiệu quả trong điều trị u tuyến tiền liệt. Ngoài ra, Nopal còn được ứng dụng trong sản xuất mỹ phẩm (hiện đã có trên 50 sản phẩm), làm chất nhuộm màu thực phẩm không độc hại… Hiện tại, các nhà khoa học Việt Nam đã nhân giống được 15 loại xương rồng Nopal gồm 7 loại Nopal rau, 5 loại Nopal ăn quả và 3 loại Nopal làm thức ăn cho gia súc và sẵn sàng chuyển giao cho bà con nông dân. (Nguyễn Thị Ngọc Mai, Lương Thị Loan, 2010) Hình 1.3 Chồi lá xương rồng Nopal (Lê Anh Tuấn, 2008) SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 5 1.1.2. Cấu trúc hình thái của cây Gai Liên tưởng đến cây xương xồng, mọi người đều nghĩ hình ảnh một loại thực vật trơ trụi lá, thân thể bao quanh bằng các lưỡi gai nhọn. Gai xương rồng chính là lá của chúng bị biến đổi. Một số xương rồng, gai và lông đều mọc lên từ các cụm chân gai (areoles). Mục đích gai và lông là: - Giảm thiểu tối đa sự thoát hơi nước. - Đón bắt lượng mưa và sương đêm ít ỏi của vùng hoang mạc. Chống lại các kẻ thù gây hại, nhất là các loài thú. Đối với các cây con mọc ra từ thân, nếu vì một nguyên nhân nào đó mà rụng xuống, gai có nhiệm vụ cố định chúng lại chung quanh thân cây mẹ hoặc bám vào lông thú vật để chuyển đến một vùng đất khác. Nhờ có gai, cây con ít bị gió lốc và dòng chảy cuốn đi khỏi nơi chúng vừa bám rễ. Hình 1.4 Hoa và gai xương rồng Nopal Opuntia (Lê Anh Tuấn, 2008) Da cây Da cây xương rồng thường trơn láng, có độ dai dẻo nhất định, ít có tế bào khí khổng. Mục đích là để hạn chế sự mất nước và giảm ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 6 Hình 1.5 Phiến lá xương rồng Nopal Opuntia. Rễ Bộ rễ xương rồng thường bò lan theo chiều ngang hơn là chiều sâu. Lý do chính là lượng nước trong đất nơi nó sống thường tập trung ở phần lớp đất mặt (do lượng mưa ít nên những vùng này nước ngầm rất sâu hoặc không có vỉa nước ngầm). Hình 1.6 Rễ xương rồng Nopal Opuntia Cấu tạo thân lá Bên trong thân cây xương rồng là các màng nhầy dạng gel. Chính có dạng này xương rồng mới giữ được một lượng nước lớn trong cơ thể để có thể chịu đựng sự khô hạn trong một thời gian dài. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 7 Hình 1.7 Mặt cắt ngang thân xương rồng Nopal Opuntia Lá của O. dillenii đã được phân tích một cách tương ứng với lá của O. inermis có thành phần trung bình sau khi thu hoạch 13-20 cm chiều dài, độ ẩm 91,7% trọng lượng tươi; protein 12,2, lipid 2,3, carbohydrate 55,5, chất xơ thô 13,8, và tro 16,8 phần trăm chất khô; acid ascorbic 17,9 và carotenoids 38,4 mg trên 100 g nguyên liệu tươi. (Rodriguez – Felix and Cantwell, 1998) SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 8 Bảng 1.1. Hàm lượng pectin trong Opuntia và 1 số loài khác Loài Pectin tổng số(%) Wet Dry Protopectin (%) Wet Dry Weight Weight Weight Weight 13.84 0.097 3.56 1.418 10.28 indica var Ia O.ficus-indica var 1.10 8.39 0.622 4.74 0.478 3.65 IIa O.spp (Blanca I)a 0.95 7.6 0.448 3.58 0.482 4.02 O.spp (Blanca II)a 0.84 7.05 0.721 6.05 0.129 1.00 O.amylaceaa 1.40 9.58 0.685 4.69 0.715 4.89 O.megacanthaa 0.80 5.06 0.586 3.43 0.279 1.63 O.stepthacanthaa 0.97 6.59 0.605 4.38 0.365 2.21 O.robustaa 3.30 26.61 0.653 5.26 2.64 23.87 Apple pomaceb,c 0.5-1.6 10-15 ------- ------- ------------- ------- Opuntia Citrus peel ficus- 1.91 c Sugar-beet 1.00 Weight Pectin hòa tan(%) Wet Dry 20-30 ------- ------- ------------- ------- ------- ------- ------- Weight pulpb (M.Goycoolea,2003) SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 9 Hoa Hoa xương rồng thường có màu sắc rực rỡ, nổi bậc trong khung cảnh hoang vắng của hoang mạc. Mục đích của màu sắc là để hấp dẫn các loại côn trùng đến để tạo thuận lợi cho sự thụ phấn giúp bảo tồn nòi giống. Hình 1.8 Hoa xương rồng Nopal Trái Trái xương rồng có vị ngọt, nhiều hạt. Điều này kích thích các loại chim, dơi đến ăn và sau đó mang các hạt đi phát tán nhiều nơi khác để có thế hệ xương rồng về sau. Hình 1.9 Quả xương rồng Nopal Opuntia SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 10 Hình 1.10 Quả Nopal Opuntia cắt đôi với các hạt nhỏ và kích thước quả. Bảng 1.2 Thành phần hóa học của quả O. dillenii tại một số vị trí địa lý Vị trí Phía Thành phần nam đảo Độ ẩm Tro Tenerife – Tây Ban o Brix Nha pH protein Chất béo Tổng chất sơ Tổng phenol Acid ascorbic Đảo Penghu – Đài Acid ascorbic Tổng phenol Loan Đơn vị % % % % % mg/100g mg/100g mg/100g mg/100g Hàm lượng 81,68 0,44 10,35 3,34 0,52 0,71 9,49 117,0 29,7 0,0 – 15,1 133,4 – 212,8 (Rodriguez – Felix and Cantwell, 1998) Hạt Hạt có nhiều trong quả của cây Nopal, hạt cứng, dẹp, màu nâu xám. Hạt gồm có 2 lớp: lớp ngoài rắn chắc, lớp trong mọng nước. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Đại học Bách Khoa (ĐHQG thành phố HCM) và Đại học Bách khoa Hà Nội đã lấy hạt từ quả chín đỏ của cây xương rồng Nopal được trồng tại huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận và tiến hành tách dầu béo. Kết quả thu được lượng acid béo của dầu béo từ hạt xương rồng từ 63,62% 69,06%. So sánh hàm lượng acid béo của dầu béo hạt xương rồng với các loại dầu béo từ các loại hạt khác như ngô (59%), hạt coton (49-58%), hạt đậu nành (51%), hạt thược dược (78%) hạt thuốc phiện (70%), dầu olive (10%), dầu cọ SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 11 (10%), hạt hướng dương (68%), hạt nho (73%), hạt vừng (45%)…. có thể nhận thấy axít béo trong dầu béo hạt xương rồng là khá cao. Đặc biệt, khi so sánh hàm lượng axít béo thu được từ dầu béo hạt xương rồng Nopal Ninh Thuận với hàm lượng axít béo thu được của dầu béo hạt xương rồng của một số nước thấy rằng: tương đương với dầu Tunisia (khoảng 70%), nhưng lại cao hơn dầu Đức (53%) tới hơn 10% và cao hơn rất nhiều so với dầu tại Trung Quốc (3%). Đây là loại axít rất tốt cho sức khoẻ, hoàn toàn không thể thiếu cho quá trình trao đổi chất ở những cơ thể mà không có khả năng tự sinh ra loại axít này. TS. Trần Thượng Quảng, năm 2010, Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, chất béo của hạt xương rồng thường được sử dụng bổ sung để ngăn ngừa một số bệnh như ung thư, viêm da, tiểu đường, xơ vữa động mạch, cao huyết áp, đột quỵ, chống oxy hoá, giảm đau và sử dụng trong công nghiệp làm xà phòng, mỹ phẩm, chất nhũ hoá,…) Hình 1.11 Hạt xương rồng Nopal 1.1.3. Tính dược lý của cây Theo y học cổ truyền các loài xương rồng có khả năng chữa bệnh, trong đó có loại Opuntina. Trong Đông Y người ta cho rằng cây xương rồng vợt gai có tác dụng làm thuốc do trong cây có một chất nhày là heterosid flavonic. Xương rồng có tính vị đắng, tính mát, có tác dụng hành khí, hoạt huyết, thanh nhiệt, giải độc, tán ứ, giảm ho. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 12 Rễ và thân xương rồng được dùng để chữa tâm vị khí thống, bang, lỵ, trĩ ra máu, ho, đau họng, nhọt phổi…Người ta dung toàn cây và rễ chữa viêm loét dạ dày – hành tá tràng, ly, cấp tính, ung độc và phỏng. Theo Tây y, xương rồng Nopal cho nhiều lợi ích , trong đó có tác dụng điều hòa đường huyết và sức khỏe tim mạch. Cây xương rồng lê gai là thực phẩm dinh dưỡng với 18 axit amin, vitamin B, khoáng chất và nhiều chất có hoạt tính sinh học. Cây xương rồng cung cấp nhiều lợi ích sức khỏe:  Làm giảm đường huyết và điều chỉnh khối lượng đường huyết Cây xương rồng đã được chứng minh là rất có triển vọng trong việc giảm sự tăng đường huyết và giúp điều hòa lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường loại II. Chúng có chứa hàm lượng xơ hòa tan và không hòa tan. Khi ăn hoặc trước khi ăn, các loại xơ giúp ngăn chặn sự hấp thụ carbohydrate và đường vào máu khi bữa ăn đã được tiêu hóa. Quá trình này có tác dụng làm giảm chỉ số đường huyết của bữa ăn và hỗ trợ sự trao đổi chất ổn định hơn của lượng đường trong máu. Ngoài ra, cây xương rồng có chứa dinh dưỡng thực vật xâm nhập vào máu và giúp điều chỉnh các phản ứng tế bào với insulin. Đây là một cơ chế cực kỳ quan trọng đối với những bệnh nhân bị bệnh tiểu đường loại II. Một nghiên cứu lâm sàng đánh giá một nhóm người bị tiểu đường loại II, nhóm cao chỉ số đường trong máu này đã được giảm xuống mức bình thường trong vòng một giờ sau khi sử dụng chúng. Người khỏe mạnh không bị tiểu đường không bị ảnh hưởng gì và không gặp bất kỳ hiện tượng giảm lượng đường trong máu.  Cây xương rồng làm giảm nồng độ cholesterol LDL Lá cây xương rồng có chứa sợi polysaccharide và sterol làm việc với nhau để giúp LDL cholesterol thấp hơn cũng như triglyceride. Chủ yếu, cây có thể làm giảm nồng độ chất béo không tốt trong máu bởi vì nó liên kết với muối mật trong ruột, ngăn ngừa tái hấp thu vào máu. Ngoài ra, cây xương rồng có SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 13 chứa carotenoids và glycoprotein làm tăng hoạt động trong các thụ thể gan, hỗ trợ mức lipid trong máu khỏe mạnh.  Cây xương rồng có tác dụng chống viêm Cây xương rồng có chứa polyphenol, sterol, và glycoprotein, đó là chất chống oxy hóa và có tác dụng kháng viêm. Điều này là quan trọng bởi vì các thành phần này giúp loại bỏ và ngăn ngừa mảng bám trong mạch máu. Ngoài ra, cây xương rồng có hiệu quả trong việc phòng chống bệnh viêm tim mạch. Nó thúc đẩy phục hồi nhanh hơn, chữa lành và làm dịu kích ứng da. Trong nhiều thế kỷ, xương rồng đã được sử dụng để điều trị bỏng nhẹ da, vết cắt, trầy xước, vết côn trùng cắn.  Cây xương rồng và tiêu hóa Như đã đề cập trước đây, cây xương rồng có đầy đủ các chất xơ hòa tan và không hòa tan. Các chất xơ không hòa tan trong cây cây xương rồng kích thích nhu động ruột hoạt động đều đặn. Cây xương rồng hỗ trợ đường ruột khỏe mạnh và chức năng ruột. Cây chứa xơ và chất nhầy đã được chứng minh giúp kiểm soát sự sản xuất acid dạ dày quá mức. Chúng giúp bảo vệ màng nhầy dạ dày, cung cấp một pH đệm và lớp phủ trong dạ dày và đường tiêu hóa có thể giúp ngăn chặn thiệt hại có thể xảy ra do ăn thức ăn quá nhiều gia vị, rượu, aspirin và các dược phẩm khác. Nghiên cứu cho thấy cây xương rồng lê gai làm giảm đáng kể tình trạng viêm đường tiêu hóa và gây ra một quá trình chữa bệnh nhẹ nhàng trong trường hợp bị loét dạ dày.  Cây xương rồng Nopal còn có tác dụng giảm cân Các chất xơ trong cây xương rồng thúc đẩy giảm cân lành mạnh bằng cách tạo cảm giác no để mọi người không cảm thấy đói và ít có khả năng ăn quá nhiều. Các chất xơ cũng giúp ức chế sự hấp thu đường vào máu, có thể dẫn đến tăng cân. Điều đáng khích lệ về xương rồng so với các loại hình thức giảm cân khác là xương rồng cung cấp nhiều chất dinh dưỡng và chất chống oxy hóa có hỗ trợ sức khỏe tổng thể và dinh dưỡng. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 14 Ngoài ra, Opuntina dillenii còn có các hoạt chất chống oxy hóa Bảng 1.3 Thành phần hợp chất flavonoid trong Opuntia dillenii Hợp chất Kaempferol +Kaempferide 3-O-Methylquercetin+ Quercetin Isorhamnetin 3-O-Methylisorhamnetin Kaempferol 7-O-glucoside Kaempferol 7-O-glucosy(14)glicoside Kaempferol 3-O-arabinoside Quercetin 3-O-glucoside (Isoquercitrin) Quercetin 3-O-rutinoside (Rutin) 3-OMethylquercetin-7-Oglucoside Isorhamnetin 3-O-glucoside Isorhamnetin 3-O- rutinoside Catechin Epicatechin Lá + + Hoa Quả + + + + + + + + + + + + + + 1.1.4.Ứng dụng trong đời sống Ở Mexico , xương rồng Nopal thường được bán dạng rau qủa tươi sống, dạng đóng hộp hoặc phơi khô chủ yếu để xuất khẩu ra nước ngoài. Thống kê cho thấy người dân Mexico mỗi năm sử dụng trung bình đến 6,4 kg xương rồng. Có rất nhiều thức ăn thức uống của Mexico sử dụng Nopal làm nguyên liệu như: Trứng với nopal, thịt với nopal, salads Nopal, nước uống Nopal,… Thành phần dinh dưỡng của 100g xương rồng Nopal: năng lượng 27 calo, protide 1,7g, lipid 0,3 g, glucid dạng xơ sợi hòa tan và không hòa tan, pectin, nhiều vitamin như vitamin A, vitamin nhóm B, vitamin C, nhiều chất khoáng như calci, magie, sắt , đồng... (Trần Bá Thoại,2008) SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 15 Dầu béo trong hạt xương rồng chứa các acid béo không no, giá trị cao cho nhiều ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Dầu béo trong hạt xương rồng chủ yếu là acid linoleic (omega 6) và acid oleic (omega 3). 1.1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Xương rồng Nopal Opuntia được xem là một loại cây đa lợi nhuận và chức năng không chỉ vì đặc điểm sống dễ dàng trên vùng đất khô cằn và năng suất cao mà sản phẩm từ loại cây này cũng không ít. Nổi tiếng khắp châu Mỹ La Tinh như một tá dược. Loại cây này được trồng nhiều tại Mexico với 24 loài, trong đó 15 loài dùng làm thức ăn gia súc, 6 loài lấy quả và 3 loài làm rau xanh (Opuntia ficus indi, Opuntia robusta và Nopan cochellinifera). Mức tiêu thụ sản phẩm từ cây xương rồng bình quân của người dân Mexico cũng đáng kể, khoảng 6.4kg/người/năm. Với diện tích trồng trên 100.000 ha và năng suất thu hoạch là 350.000 tấn/năm. Không chỉ Mexico nổi tiếng với khả năng tiêu thụ Nopal mà các nước khác như Argentina, Italia, Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc cũng là những nước nhập khẩu các sản phẩm của Nopal khá lớn. Tại Việt Nam, những vùng khô hạn miền Trung, Tây Nguyên, Ninh Thuận, Bình Thuận, Hà Tây, Hưng Yên, Thừa Thiên Huế, … là những vùng đất được hồi sinh với sức sống mới bằng loại xương rồng này, vừa tận dụng được những vùng đất cát nóng, đất trống, tận dụng được cây bụi làm thức ăn cho gia súc gia cầm, vừa có thêm khoảng thu nhập cho nông dân. Thực trạng chăn nuôi tại miền Trung nước ta cũng có nhiều biến động lớn, trước đây các tỉnh như Bình Thuận, Ninh Thuận và Khánh Hòa là những vùng sỏi đá hay cát bụi, khó có một loại cây nào sinh sống lâu bền dẫn đến việc chăn nuôi gia súc gia cầm đều khó khăn. Có lúc đàn gia súc (bò, dê, cừu) khoảng trên 1 triệu con và đang tiếp tục tăng trưởng mạnh với tỷ lệ khoảng 20 25%/năm. Nhu cầu thức ăn cho gia súc là một vấn đề khó khăn, trong khi sản lượng cỏ trồng phục vụ cho ngành thức ăn gia súc chỉ mới đáp ứng được khoảng 3.000 ha cỏ cao sản. Trong suốt 6 tháng mùa khô, các nguồn cỏ và SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 16 thức ăn tự nhiên khác bị cạn kiệt. Tình trạng thiếu thức ăn kéo dài đã khiến cho 20 - 30% tổng đàn gia súc (khoảng 400.000 con) bị suy dinh dưỡng dẫn đến bệnh dịch (lở mồm long móng, các trận rét đậm hay các đợt nắng nóng đỉnh điểm) và chết hàng loạt. Trong khi đó, vùng Nam Trung bộ có đến vài trăm ngàn ha đất không có nước tưới trong diện có nguy cơ hoang mạc hóa, phần lớn hầu như không thể sản xuất. phần đất này có thể khai thác một phần để đưa vào dự án “trồng xương rồng xóa đói giảm nghèo” - một giải pháp cho vùng khô hạn. Ngoài là nguồn rau xanh, thức ăn cho gia súc, xương rồng thực phẩm còn giúp cải tạo đất, tăng độ che phủ, chống xói mòn rửa trôi và góp phần cải thiện nguồn nước ngầm vốn rất khan hiếm tại đây. Nếu được quan tâm một cách đúng mức, rất có thể nhiều khu vực của Khánh Hòa và các tỉnh Nam Trung Bộ sẽ có thêm một loại đặc sản hàng hóa đặc trưng của vùng khô hạn và ngoài ra còn cải thiện tình trạng “có đất không dùng được” của người dân nơi đây, “tăng đất trồng, tăng thu nhập”. Xương rồng Nopal trồng tại Việt Nam vẫn có chất lượng tốt để làm rau thực phẩm.Ngoài ra, đây cũng là loài cây có giá trị về mặt dược liệu. Hiện nay, loài cây này đã được sử dụng nhiều trong các bữa ăn hàng ngày, đặc biệt tại các hải đảo. Bên cạnh đó, xương rồng Nopal là 1 loài cây đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước. 1.2. Tổng quan về pectin 1.2.1. Nguồn gốc của pectin Pectin là polysaccharide có nhiều trong quả, củ, thân cây, cây có sợi như đay, gai. Trong thực vật pectin tồn tại ở hai dạng: protopectin là dạng không tan, vốn có mặt chủ yếu ở thành tế bào, pectin được xem là một chất gắn kết giữa các tế bào và pectin hòa tan tồn tại chủ yếu trong dịch tế bào. Khi quả đang phát triển, protopectin phân bố ở thành tế bào; khi quả bắt đầu chín, protopectin chuyển dần sang dạng pectin hòa tan dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzyme protopectinase có trong quả làm cho vỏ quả mềm khi chín. Trong quá trình bảo quản cũng nhận thấy sự giảm dần của lượng protopectin và tăng SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 17 dần lượng pectin hòa tan trong dịch quả. Quá trình này cũng có thể xảy ra dưới tác dụng của acid và quá trình đun sôi. Đối với các loài thực vật có sợi như đay gai thì pectin có tác dụng gắn kết các sợi lại với nhau. Khi ngâm đay, gai trong điều kiện yếm khí, các vi sinh vật tiết enzyme phân giải pectin và làm cho các sợi rời ra (Lê Ngọc Tú, 2005). . Hình 1. 12: Liên kết của cellulose với pectin Pectin công nghiệp được sản xuất từ nguyên liệu là các phụ phẩm nông nghiệp như: bã táo, vỏ bưởi, cam, chanh. Pectin họ cam quýt chiếm tỉ lệ 20 – 50% trọng lượng khô, còn ở bã táo từ 10 – 20% (Lê Ngọc Tú, 2005). Trong cùng một loại quả nhưng các thành phần khác nhau thì hàm lượng pectin cũng không giống nhau. Đối với quả bưởi, pectin là chất nhớt bao quanh hạt, ở vỏ, trong cùi bưởi. Pectin là một chất có thể tan trong nước và có độ nhớt cao (Hoàng Kim Anh, 2006). Độ nhớt của pectin phụ thuộc vào kích thước của phân tử pectin, mức độ methyl hóa, pH, lượng đường và hàm lượng của một số ion. 1.2.2. Cấu tạo của pectin Pectin là một polysaccharide mạch thẳng, mạch pectin được hình thành từ các gốc α-D-galacturonide liên kết với nhau bởi các liên kết α-1,4-glycoside (trong đó có một phần các nhóm carboxyl bị oxi hóa) chính là cơ sở cấu tạo của chất pectin. Các liên kết trong mạch pectin bị phá hủy bởi enzyme pectinase và dưới tác dụng của acid. Ngoài ra, trong thành phần mạch chính của pectin còn có các gốc đường rhamnose nằm xen kẽ hay liền kề nhau. Pectin chứa một SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 18 lượng nhỏ D-galactan, araban (trong những đoạn mạch mở rộng) và một lượng ít hơn là fucose và xylose ở những đoạn mạch ngắn (thường chỉ gồm từ 1 – 3 gốc đường). Những đoạn mạch ngắn này không được coi là thành phần mạch chính của pectin. Gốc carboxyl của acid galacturonide trong mạch pectin bị ester hóa (ở nhiều mức độ khác nhau) với methanol. Còn các gốc –OH ở vị trí C2 và C3 có thể bị acetyl hóa với tỉ lệ thấp (Hoàng Kim Anh, 2006). http://www.epharmacognosy.com/2012/03/pectin.html Hình 1. 13: Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin Pectin từ các nguồn khác nhau có khối lượng phân tử không giống nhau, dao động trong phạm vi rộng từ 20.000 – 50.000 Da (Mai Xuân Lương, 2001). Nguồn táo, mận đã thu được pectin có khối lượng phân tử từ 25.000 – 35.000 Da, trong khi pectin lấy từ vỏ cam lại có khối lượng phân tử đạt tới 50.000 Da (Lê Ngọc Tú, 2005). 1.2.3. Tính chất của pectin Pectin thuộc nhóm chất đông tụ, được xem như là một chất phụ gia an toàn và được chấp nhận nhiều nhất trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Pectin công nghiệp là có dạng bột màu trắng, hút nước, dễ tan trong nước, không tan trong ethanol. SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 19 Pectin có tính chất keo háo nước nên chúng có khả năng hydrate hóa cao nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydrôxyl của mỗi chuỗi polymethyl galacturonide. Ngoài ra, phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Nên khi làm giảm độ tích điện và hydrate hóa sẽ làm cho các sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau, tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng bên trong (Nguyễn Văn khôi, 2006). Pectin hòa tan trong nước, amoniac, dung dịch kiềm, carbonate natri và trong glycerine nóng. Độ hòa tan của pectin trong nước tăng lên khi mức độ ester hóa trong phân tử pectin tăng và khi khối lượng phân tử của pectin giảm. Pectin bị kết tủa bởi ethanol (Lê Ngọc Tú, 2005). 0Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường. Vì vậy để duy trì khả năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy phân của enzyme pectinase. - Dung dịch pectin có độ nhớt cao. Nếu muốn thu dịch quả ép thì dung dịch này bất lợi, người ta phải dùng enzyme pectinase để thủy phân pectin, giảm độ nhớt. 1Còn đối với pectin tan thì dưới tác dụng của pectinase sẽ biến thành acid pectinic (thường dưới dạng muối Ca 2+ và Mg2+) và các chất đơn giản khác như rượu methylic, acid acetic, arabinose, galactose. Pectin hòa tan khi bị tác dụng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó gọi là acid pectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic. Acid pectin có thể tạo nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng để định lượng pectin. 1.3. Phân loại và các chỉ số đặc trưng 1.3.1.1. Phân loại a. Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễễm 20
- Xem thêm -