i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH 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

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Giảng viên hướng dẫn : Th.s Chu Thị Bích Phượng
Sinh viên thực hiện : Lương Huỳnh Ngọc Diễm
MSSV: 0951100018 Lớp: 09DTP1


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 điển hình là pectin từ xường rồng Opuntina giúp điều hòa
lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu đường loại II…, 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 làm màng bao bảo quản trái cây.”
Đề tài được thực hiện từ 22/04/2013 đến ngày 08/07/ 2013 tại trường Đại học Kỹ thuật
Công nghệ Tp. Hồ Chí Minh. Đề tài đã thu nhận được các kết quả như sau:
Ở nội dung 1, chúng tôi xác định được trông xương rồng Opuntina dillenii có hàm lượng
ẩm cao 89 -92%, hàm lượng nito tổng là 0,527%, hàm lượng tro và lipid thì khá thấp lần lượt là
1,29 và 1,22%, hàm lượng vitamin C trong mẫu khá cao lên đến 110,88 mg/100g, protein trong
mẫu chiếm 0,312 – 0,63%, đường khử chiếm 0,225%.
Ở nội dung 2, chúng tôi đã xác định được mẫu xương rồng trưởng thành thích hợp để
chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóa với tỷ lệ mẫu/ dung môi thích hợp là 1/1 với pH
chiết tách tối ưu cho công đoạn khử enzyme là pH4, pH cho công đoạn tách pectin là pH12, pH
cho công đoạn tủa enzyme là pH2 với tác nhân acid là HCl., hàm lượng pectin thô thu được
trong quy trình trên là 0,271 % và độ tinh khiết của petin thu dduocj khi thử bằng phương pháp
canxi pectac là 61,73%. Chúng tôi nhận thấy rằng, pectin trong Opuntina dillenii có hàm lượng
thấp khó có thể ứng dụng để chiết tách pectin từ xương rồng này.
Ở nội dung 3, chúng tôi nhận thấy dịch chiết từ xương rồng có độ nhớt rất cao có khả
năng bám tốt, khi có bổ sung PEG 10% kết hợp với CaCl
2
3% có thể nâng cao thời gian bảo
quản sơ ri lên đến 10 ngày.
Đây là đề tài có tính ứng dụng cao, nếu được tiếp tục đầu tư nghiên cứu sẽ góp phần nâng
cao giá trị kinh tế của cây xương rồng, góp phần phủ xanh những vùng đất khô cằn, hạn hán ở


2.2.2. Hóa chất Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Dụng cụ thí nghiệm Error! Bookmark not defined.
2.3. Nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined.
2.3.1. Nội dung 1: Xác định một số thành phần hóa sinh của xương rồng Nopal Opuntina
dillenii Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình trích ly pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
2.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận
dịch chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng sử dụng dịch chiết này làm màng
bao bảo quản trái sơ ri Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3 :Error! Bookmark not defined.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.
3.1.Nội dung 1: Phân tích xác định một số thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồng Nopal Opuntina dillenii Error! Bookmark not defined.
3.1.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của lá xương rồngError! Bookmark not defined.
3.1.2. Kết quả định tính hàm lượng pectin trong nguyên liệu Error! Bookmark not defined.
3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình chiết tách pectin bằng phương pháp kiềm hóaError! Bookmark not defined.
3.2.1. Thí nghiệm 1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hiệu
suất chiết tách pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Thí nghiệm 2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ở giai đoạn khử enzyme trong
quy trình tách chiết pectin từ lá xương rồng Error! Bookmark not defined.
3.2.3. Thí nghiệm 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đoạn tách pectin trong
bã Error! Bookmark not defined.

3.2.4. Thí nghiệm 4: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến giai đọan thu pectinError! Bookmark not defined.
3.2.1. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của tác nhân acid đến giai đoạn thu pectin Error! Bookmark not defined.
3.2.5. Thí nghiệm 6: Kết quả xác định hàm lượng pectin có trong pectin thô bằng phương
pháp canxi pectat Error! Bookmark not defined.
3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình thu nhận dịch
chiết từ xương rồng Nopal và khảo sát khả năng bảo quản của dịch chiết này trên trái sơ
ri Error! Bookmark not defined.

Hình 1. 13: Cấu tạo đơn vị của chuỗi pectin Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 14 Công thức HM pectin Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 15:Công thức LM pectin Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 16 : Cơ chế tạo gel bằng liên kết hidro Error! Bookmark not defined.
Hình 1. 17. Cơ chế tạo gel bằng liên kết canxi Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 1Hình minh họa mẫu lá xương rồng già và non Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 2Kết quả thí nghiệm định tính pectin (A, B: lần lượt là mẫu lá xương rồng già và
non; mũi tên chỉ vết vẩn đục hay kết tủa) Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 3.Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phản ứng của enzymeError! Bookmark not defined.
Hình 3. 4 Lá xương rồng trước và sau khi cắt gai. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 5: Lá cương rồng đã được cắt hạt lựu Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 6Đun xương rồng ở 85
o
C trong 20 phút. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 7Mẫu xương rồng sau khi đun và đang làm nguội Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 8Thao tác lọc hỗn hợp sau quá trình đun và làm nguội.Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 9Dùng mấy lắc để khuấy đảo hỗn hợp Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 10Pectin thô thu được trong giai đoạn tủa pectin từ phần rắnError! Bookmark not defined.
viii

Hình 3. 11Pectin tủa trong cồn. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 12: Pec tin thô trước và sau khi sấy. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 13Sản phẩm pectin thô thu được. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 14:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined.
Hình 3. 15:Sự biến đổi màu sắc, trạng thái của mẫu trái sơ ri theo thời gian bảo quảnError! Bookmark not defined. ix

DANH MỤ C BẢ NG

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 1

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:

cho quá trình khai thác, ứng dụng pectin sau này.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về xương rồng Nopal
1.1.1. Đặc điểm thực vật và phân bố


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
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 5

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.
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 50
0
C và thời tiết khô hạn. Về mặt

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)
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 7

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. 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).


Loài
Pectin tổng số(%)

Protopectin (%)
Pectin hòa tan(%)
Wet
Weight
Dry
Weight

Wet
Weight
Dry
Weight Wet
Weight
Dry
Weight

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.amylacea
a

1.40

9.58

0.685
4.69

0.715
4.89
O.megacantha
a

5.26

2.64
23.87
Apple pomace
b,c

0.5-1.6

10-15
Citrus peel
c
20-30
Sugar-beet
pulp

xương rồng về sau.
Hình 1.9 Quả xương rồng Nopal Opuntia
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 11

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
Thành phần
Đơn vị
Hàm lượng
Phía nam đảo
Tenerife – Tây Ban

Loan
Acid ascorbic
mg/100g
0,0 – 15,1
Tổng phenol
mg/100g
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
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 12

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
(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

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.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Chu Thị Bích Phượng

SVTH: Lương Huỳnh Ngọc Diễm 14

 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
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

Bảng 1.3 Thành phần hợp chất flavonoid trong Opuntia dillenii
Hợp chất
Lá
Hoa
Quả
Kaempferol
+ Kaempferide
+ Quercetin
+

+
3-O-Methylquercetin
+ Isorhamnetin
+ 3-O-Methylisorhamnetin
+ Kaempferol 7-O-glucoside

Isorhamnetin 3-O- rutinoside

+

Catechin +
Epicatechin +