(Đồ án hcmute) khảo sát quá trình vi bao curcumin bằng phương pháp sấy phun

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH VI BAO CURCUMIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY PHUN GVHD: LÊ TẤN HOÀNG SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC HIỆP MSSV:15116088 SVTH: NGUYỄN THỊ THÙY TRANG HIỆP MSSV:15116144 SKL 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2019 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2019- 15116088 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH VI BAO CURCUMIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY PHUN GVHD: ThS LÊ TẤN HOÀNG SVTH: HUỲNH THỊ NGỌC HIỆP MSSV: 15116088 NGUYỄN THỊ THÙY TRANG MSSV: 15116144 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 08/2019 an NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Huỳnh Thị Ngọc Hiệp MSSV: 15116088 Nguyễn Thị Thùy Trang MSSV: 15116144 Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Khảo sát q trình vi bao curcumin phương pháp sấy phun Nhiệm vụ khóa luận: Tạo mẫu bột curcumin vi bao phương pháp sấy phun với màng bao whey protein maltodextrin Tiến hành vi bao với yếu tố thay đổi tỷ lệ màng bao : chất bao, biên độ sóng siêu âm nhiệt độ sấy Từ mẫu bột thu khảo sát hàm mục tiêu hiệu vi bao, hiệu suất vi bao, độ hòa tan bột curcumin nước, ảnh hưởng pH đến độ ổn định curcumin, ảnh hưởng ánh sáng nhiệt độ đến độ ổn định curcumin Từ hàm mục tiêu đưa nhận xét kết luận, tìm mẫu bột curcumin vi bao tối ưu Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 12/01/2019 Ngày hồn thành khóa luận: 31/07/2019 Họ tên người hướng dẫn 1: ThS Lê Tấn Hồng Phần hướng dẫn: Tồn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp HCM, ngày Trưởng Bộ môn tháng năm 2019 Người hướng dẫn i an PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN ii an iii an iv an PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN v an vi an PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG vii an viii an 0.350 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 Độ hấp thụ I170-2 Độ hấp thụ I170-1 10 pH Mẫu đối chứng 10 pH Mẫu đối chứng 170 170 Độ hấp thụ I170-3 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 pH Mẫu đối chứng 170 Hình 11 Ảnh hưởng p H lên tính ổn định Curcumin vi bao G150: mẫu với nhiệt độ sấy 150oC; H160: mẫu với nhiệt độ sấy 160oC; I160: mẫu với nhiệt độ sấy 1700C (-1): khoảng thời gian 30 phút; (-2): khoảng thời gian 20h, (-3) khoảng thời gian 40h 42 an G 100.000 80.000 % 60.000 40.000 20.000 0.000 7.5 7.5 7.5 pH 20 30 phút 40 H 100.000 80.000 % 60.000 40.000 20.000 0.000 pH 20 30 phút 40 I 100.000 80.000 % 60.000 40.000 20.000 0.000 pH 30 phút 20 40 Hình 12 Biến đổi lượng curcumin mẫu giá trị pH thời gian 30 phút, 20h 40h (G) – Mẫu 1500C, (H) – Mẫu 160oC, (I) – Mẫu 170oC 43 an Độ ổn định curcumin vi bao curcumin tự xử lý pH khác nhau, hiển thị Hình 3.12 Sự thay đổi màu sắc nhìn thấy rõ ràng curcumin tự pH từ 7.5 đến cho thấy curcumin tự dễ bị phân hủy điều kiện kiềm Nhưng curcumin vi bao màu sắc có thay đổi không rõ ràng Độ ổn định cao curcumin (vi bao tự do) điều kiện acid đóng góp cấu trúc diene liên hợp Tuy nhiên, độ pH điều chỉnh 7, curcumin bị suy giảm nhanh chóng phá hủy cấu trúc diene liên hợp Curcumin khơng đóng gói bị phân hủy gần hoàn toàn sau 40 điều kiện kiềm, thối hóa curcumin vi bao tương đối chậm (Hong-Hao Jin et al, 2015) 3.3.4 Ảnh hưởng điều kiện lưu trữ đến độ bền curcumin vi bao Các mẫu curcumin đối chứng vi bao với nhiệt độ sấy phun khác lưu trữ điều kiện gồm sáng (sáng, tối), nhiệt độ (6, 25 500C) RR curcumin mẫu đo sau khoảng thời gian xác định Hình 3.13 minh họa tác động hai điều kiện lưu trữ RR curcumin E RR (%) 100 90 80 70 60 Lần đo Sáng (150℃) Sáng (160℃) Sáng(170℃) Sáng (Đối chứng) Tối (150℃) Tối (160℃) Tối (170℃) Tối (Đối chứng) 44 an F RR (%) 100 95 90 85 80 Lần đo 6℃ (150℃) 6℃ (160℃) 6℃(170℃) 6℃ (Đối chứng) 25℃ (150℃) 25℃ (160℃) 25℃(170℃) 25℃(Đối chứng) Hình 13 Ảnh hưởng điều kiện lưu trữ đến tỷ lệ giữ lại (RR) curcumin E: Sáng; F: nhiệt độ Hình E, ta thấy tổn thất curcumin thấp lưu trữ bóng tối so với ánh sáng Sau bảo quản ánh sáng sau 30 ngày, RR curcumin mẫu vi bao tương ứng 72.78 ± 0.53%, 74.79 ± 0.39%, 73.46 ± 0.65%, RR curcumin mẫu đối chứng tương ứng khoảng 59% Còn lưu trữ bóng tối nhiệt độ 500C sau 30 ngày, RR curcumin mẫu vi bao tương ứng 76.23 ± 0.28%, 81.16 ± 0.46%, 76.94 ± 0.45%, RR mẫu đối chứng tưng ứng khoảng 64% Ta thấy hai điều kiện lưu trữ (sáng, tối) mẫu với nhiệt độ sấy 1600C có RR cao mẫu với nhiệt độ sấy 1500C có RR thấp Hình E, F, RR curcumin cao lưu trữ 60C so với 250C thấp 500C Sau 30 ngày lưu trữ nhiệt độ 60C, RR mẫu tương ứng 93.78 ± 0.11% , 94.98 ± 0.31%, 94.26 ± 0.45%, RR curcumin mẫu đối chứng khoảng 83% Khi lữu trữ nhiệt độ 250C, RR mẫu tương ứng 92.12 ± 0.41%, 92 ± 0.23%, 91.87 ± 0.54%, RR curcumin mẫu đối chứng tương ứng khoảng 78% Khi lữu trữ nhiệt độ 500C, RR mẫu tương ứng 76.23 ± 0.28%, 81.54 ±0.46 %, 76.94 ± 0.45%, RR curcumin mẫu đối chứng tương ứng khoảng 64% Từ số liệu ta thấy, RR mẫu sau vi bao có RR cao so với mẫu đối chứng khơng có chênh lệch đáng kể RR mẫu vi bao nhiệt độ khảo sát 40C, 250C sau thời gian lưu trữ 30 ngày Nhưng lưu trữ 500C, có 45 an chênh lệch RR mẫu, mẫu với nhiệt độ sấy 1600C có RR cao thấp mẫu biên độ 1500C ➢ Kết luận: Từ kết đánh giá, ta thấy mẫu curcumin vi bao với nhiệt độ sấy 1600C cho kết tối ưu hiệu quả, hiệu suất, độ hòa tan, độ bền pH tính ổn định điều kiện lưu trữ Mẫu có hiệu quả, hiệu suất, độ hòa tan 79.84 ± 0.31%, 75.68 ± 0.64%, 5.33 (µg / ml) (tăng 4.2 lần so với mẫu đối chứng) 3.4 Hình thái hạt bột Hình 3.14 Hình ảnh SEM mẫu curcumin vi bao tối ưu (tỷ lệ chẩt bao: màng bao : 30; biên độ sóng siêu âm 70; nhiệt độ sấy phun 1600C) Hình thái hạt bột mẫu tối ưu thể Hình 3.5 Các hạt bột hầu hết có dạng hình cầu tương đối đặn Bề mặt tương đối nhẵn số số chúng có hình thành vết lõm (biểu co rút), nhiên khơng có vết nứt xuất hiện, điều cần thiết để đảm bảo tính thấm khí thấp, bảo vệ giữ vật liệu lõi (curcumin) tốt 46 an CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Vi bao thành công curcumin phương pháp sấy phun với vật liệu gồm whey maltodextrin Yếu tố biên độ sóng siêu âm nhiệt độ sấy phun có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả, hiệu suất tính chất hạt bột Điều kiện tối ưu xác định sau: tỷ lệ chất bao màng bao 1/30, biên độ sóng siêu âm A70, nhiệt độ khí đầu vào 1600C, tương ứng với hiệu quả, hiệu suất, độ hòa tan 79.84%, 75.68%, 5.33 (µg / ml) (tăng 4.2 lần so vơi mẫu đối chứng) Sau sấy phun cho thấy độ hòa tan ổn định tốt, độ ổn định pH, ổn định chịu nhiệt, ổn định ánh sáng Các hạt bột hầu hết có dạng hình cầu tương đối đặn, không xuất vết nứt Nghiên cứu hữu ích để thúc đẩy ứng dụng curcumin rộng rãi vào công nghiệp thực phẩm 4.2 Kiến nghị Khảo sát thay đổi tỷ lệ whey protein maltodextrin để đánh giá hiệu hiệu suất trình vi bao tính chất bột curcumin Khảo sát thay đổi thời gian đồng hóa siêu âm để đánh giá hiệu hiệu suất trình vi bao tính chất bột curcumin Nghiên cứu bổ sung bột curcumin vào sản phẩm thực phẩm làm tăng ứng dụng curcumin 47 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Aniesrani Delfiya, D S., Thangavel, K., Natarajan, N., Kasthuri, R., & Kailappan, R (2015) icroencapsulation of turmeric oleoresin by spray drying and in vitro release studies of microcapsules Journal of Food Process Engineering, 38(1), 3748 Ariyarathna, I R., & Karunaratne, D N (2016) Microencapsulation stabilizes curcumin for efficient delivery in food applications Food Packaging and Shelf Life, 10, 79-86 Aziz, H A., Peh, K K., & Tan, Y T F (2007) Solubility of core materials in aqueous polymeric solution effect on microencapsulation of curcumin Drug development and industrial pharmacy, 33(11), 1263-1272 Bae, E K., & Lee, S J (2008) Microencapsulation of avocado oil by spray drying using whey protein and maltodextrin Journal of Microencapsulation, 25(8), 549560 Bucurescu, A., Blaga, A C., Estevinho, B N., & Rocha, F (2018) Microencapsulation of curcumin by a spray-drying technique using gum arabic as encapsulating agent and release studies Food and bioprocess technology, 11(10), 1795-1806 Cano-Higuita, D M., Vélez, H A V., & Telis, V R N (2015) Microencapsulation of turmeric oleoresin in binary and ternary blends of gum arabic, maltodextrin and modified starch Ciência e Agrotecnologia, 39(2), 173182 Desai, K G H., & Jin Park, H (2005) Recent developments in microencapsulation of food ingredients Drying technology, 23(7), 1361-1394 Fugita, R A., Gálico, D A., Guerra, R B., Perpétuo, G L., Treu-Filho, O., Galhiane, M S., & Bannach, G (2012) Thermal behaviour of curcumin Braz J Therm Anal, 1(1), 19-23 Gaonkar, A G., Vasisht, N., Khare, A R., & Sobel, R (Eds.) (2014) Microencapsulation in the food industry: a practical implementation guide Elsevier 10 Gharsallaoui, A., Roudaut, G., Chambin, O., Voilley, A., & Saurel, R (2007) Applications of spray-drying in microencapsulation of food ingredients: An overview Food research international, 40(9), 1107-1121 11 Gómez-Estaca, J., Gavara, R & Hernández-Moz, P (2015) Encapsulation of curcumin in electrosprayed gelatin microspheres enhances its bioaccessibility and widens its uses in food applications Innovative food science & emerging technologies, 29, 302-307 12 Gómez-Estaca, J., Gavara, R., & Hernández-Muñoz, P (2015) Encapsulation of curcumin in electrosprayed gelatin microspheres enhances its bioaccessibility and widens its uses in food applications Innovative food science & emerging technologies, 29, 302-307 i an 13 Indira Priyadarsini, K (2013) Chemical and structural features influencing the biological activity of curcumin Current pharmaceutical design, 19(11), 20932100 14 Jin, H H., Lu, Q., & Jiang, J G (2016) Curcumin liposomes prepared with milk fat globule membrane phospholipids and soybean lecithin Journal of dairy science, 99(3), 1780-1790 15 Keri Marshall, N D (2004) Therapeutic applications of whey protein Alternative medicine review, 9(2), 136-156 16 Liu, W., Chen, X D., Cheng, Z., & Selomulya, C (2016) On enhancing the solubility of curcumin by microencapsulation in whey protein isolate via spray drying Journal of Food Engineering, 169, 189-195 17 Liu, W., Chen, X D., Cheng, Z., & Selomulya, C (2016) On enhancing the solubility of curcumin by microencapsulation in whey protein isolate via spray drying Journal of Food Engineering, 169, 189-195 18 Madene, A., Jacquot, M., Scher, J., & Desobry, S (2006) Flavour encapsulation and controlled release–a review International journal of food science & technology, 41(1), 1-21 19 Nazzaro, F., Orlando, P., Fratianni, F., & Coppola, R (2012) Microencapsulation in food science and biotechnology Current opinion in biotechnology, 23(2), 182186 20 Paulo, F., & Santos, L (2017) Design of experiments for microencapsulation applications: A review Materials Science and Engineering: C, 77, 1327-1340 21 Saeidy, S., Keramat, J., & Nasirpour, A (2014) Physicochemical properties of calcium-fortified soymilk with microencapsulated and chelated calcium salt European Food Research and Technology, 238(1), 105-112 22 Santos, A B D., Fávaro-Trindade, C S., & Grosso, C R F (2005) Preparation and characterization of paprika oleoresin microcapsules obtained by spray drying Food Science and Technology, 25(2), 322-326 23 Shahgholian, N., & Rajabzadeh, G (2016) Fabrication and characterization of curcumin-loaded albumin/gum arabic coacervate Food hydrocolloids, 59, 17-25 24 Shen, L., & Ji, H F (2007) Theoretical study on physicochemical properties of curcumin Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 67(3-4), 619-623 25 Sheu, T Y., & Rosenberg, M (1995) Microencapsulation by spray drying ethyl caprylate in whey protein and carbohydrate wall systems Journal of Food Science, 60(1), 98-103 26 Tomaro-Duchesneau, C., Saha, S., Malhotra, M., Kahouli, I., & Prakash, S (2012) Microencapsulation for the therapeutic delivery of drugs, live mammalian and bacterial cells, and other biopharmaceutics: current status and future directions Journal of pharmaceutics, 2013 27 Wang, Y., Lu, Z., Lv, F., & Bie, X (2009) Study on microencapsulation of curcumin pigments by spray drying European Food Research and Technology, 229(3), 391-396 ii an 28 Yu, H., & Huang, Q (2010) Enhanced in vitro anti-cancer activity of curcumin encapsulated in hydrophobically modified starch Food Chemistry, 119(2), 669674 29 Zuanon, L A C., Malacrida, C R., & Telis, V R N (2013) Production of turmeric Oleoresin microcapsules by complex Coacervation with gelatin–gum A rabic Journal of Food Process Engineering, 36(3), 364-373 iii an PHỤC LỤC – KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Ghi cột, giá trị đánh dấu chữ giống khác khơng có ý nghĩa theo phân tích thống kê ANOVA (p