393 MÀNG BAO ĂN ĐƯỢC TỔNG QUAN VÀ ỨNG DỤNG VÀO THỰC PHẨM Nguyễn Công Danh, Lê Thị Giang, Văn Vũ Linh Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD ThS Trần Thị Ngọc Mai T[.]
MÀNG BAO ĂN ĐƯỢC: TỔNG QUAN VÀ ỨNG DỤNG VÀO THỰC PHẨM Nguyễn Công Danh, Lê Thị Giang, Văn Vũ Linh Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: ThS Trần Thị Ngọc Mai TÓM TẮT Dinh dưỡng thực phẩm vấn đề cấp thiết mức sống người ngày nâng cao Những chất mang hoạt tính sinh học theo mà quan tâm khả kháng ơxy hóa, chống lão hóa, kháng khuẩn, kháng viêm Song song đó, chất lại nhạy cảm với yếu tố môi trường dễ bị hoạt tính, nên cần có lớp màng bao bảo vệ chất giàu hoạt tính Màng bao ăn được phát triển trở thành lớp bảo vệ thực phẩm từ nhiều nguồn nguyên liệu tự nhiên (polysaccharide, protein, lipid) Đặc biệt, màng bao ăn từ polysaccharide ứng dụng nhiều từ chitosan, gum, alginate… bảo vệ chất dinh dưỡng khỏi tác nhân làm ảnh hưởng kéo dài thời gian sử dụng cho nguyên liệu Từ khóa: Alginate, chitosan, gum, màng bao ăn được, polysaccharide GIỚI THIỆU CHUNG Màng bao ăn lớp mỏng bao phủ bên ngồi thực phẩm, có nguồn gốc chủ yếu từ loài thực vật sinh vật biển Các loại màng bao ăn đảm bảo ngăn chặn di chuyển ôxy, nước, carbon dioxide, lipid vào bên thực phẩm thành phần hương liệu sản phẩm thực phẩm ngồi mơi trường Do đó, màng ăn có vai trị bảo vệ dưỡng chất có hoạt tính kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm thực phẩm [2] Kỹ thuật tạo màng bao ăn sử dụng với nhiều công nghệ tiên tiến khác dễ áp dụng vào thực phẩm bao gồm phương pháp phun, nhúng, quét nhỏ giọt Các kỹ thuật không cần phải tốn nhiều nguyên liệu hay chi phí vận hành cho sản phẩm bao phủ toàn diện bề mặt để tránh tác nhân gây nguy hại đến sản phẩm Hình 1: Kỹ thuật tạo màng bao ăn [2] Vật liệu tạo màng bao ăn đa dạng phong phú, lấy chủ yếu từ nguồn nguyên liệu tự nhiên tái tạo mà không gây nguy hiểm đến vấn đề môi trường sức khỏe người bao gồm polysaccharide, protein, lipid vật liệu tổng hợp Ngoài sử dụng loại 393 vật liệu tự nhiên này, chúng cịn có khả kháng khuẩn, kháng ơxy hóa chất hóa nâu giúp thực phẩm tránh khỏi vấn đề nguy hại làm giảm chất lượng cảm quan sản phẩm thực phẩm [11] Hình 2: Ứng dụng màng bao từ sợi polysaccharide vào sản phẩm thực phẩm [2] ỨNG DỤNG CỦA MÀNG BAO ĂN ĐƯỢC POLYMER SINH HỌC Màng bao cấu thành từ polysaccharide sử dụng rộng rãi phát triển loại màng bao khác số lượng nguyên liệu dồi dào, chúng phủ lên bề mặt thực phẩm để bảo vệ thực phẩm khỏi vi sinh vật gây hại, kéo dài thời gian sử dụng, cải thiện tính chất khác thực phẩm chống ơxy hóa, bảo vệ chất dinh dưỡng quan trọng thực phẩm để cung cấp cho người dùng cách tối ưu hoạt tính [14] 2.1 Màng bao ăn từ chitosan Lớp phủ chitosan sử dụng thành công ngành công nghiệp thực phẩm, chủ yếu tính chất cấu trúc chúng hình thành lớp phủ liên tục bề mặt thực phẩm Chitosan có tính tương thích sinh học, khơng độc hại, dễ ăn, hoạt tính sinh học khả phân hủy sinh học cao Màng lớp phủ chitosan có tính thấm chọn lọc chất khí ôxy (O2) carbon dioxide (CO2) tính chất học tốt Chitosan có khả ức chế nhiều chủng vi sinh vật vi khuẩn gram âm, vi khuẩn gram dương vi nấm Khả ức chế vi sinh vật chitosan phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lượng Chitosan có khả kháng khuẩn, kháng nấm tốt chitosan có độ deacetyl cao 85% Chitosan phủ lên lớp bao bì thịt PET để tăng đặc tính kháng khuẩn chống lại mầm bệnh thịt E.coli, Salmonella enterica, Listeria monocytogens Cadida albican Chitosan có khả hút nước, khả hấp phụ chất màu, kim loại, kết dính với chất béo, kháng khuẩn, kháng nấm, mang DNA,… phụ thuộc lớn vào độ deacetyl hóa Ngày chitosan nghiên cứu đặc tính kháng khuẩn, đặc biệt màng bao trái [2][3] 394 2.2 Màng bao ăn từ cellulose Cellulose có hiệu suất tạo màng tốt, độ ổn định hóa học cao dễ dàng tổng hợp từ dẫn xuất cellulose Tuy nhiên việc áp dụng cellulose vào màng bao ăn cịn hạn chế tính khơng tan nước phần lớn tan dung mơi hữu Có thể khắc phục nhược điểm cách tạo dẫn xuất, giúp cải thiện khả hòa tan nước cellulose Các dẫn xuất cellulose sử dụng để điều chế bao bì thực phẩm gồm ete (methycellulose, carbonxymethy cellulose, hydrôxypropylmethy cellulose, hydrôxypropyl cenllulose) este (cellulose acetate) [10] Lớp phủ hydrôxypropymethy cellulose methycellulose sử dụng ngăn chặn hấp thụ dầu giảm độ ẩm sản phẩm chiên rán [2][3][13] 2.3 Màng bao ăn từ alginate Alginate polymer sinh học đáng quan tâm nhờ tính chất keo đặc biệt làm dày, tạo gel, tạo màng chất ổn định nhũ tương Các alginate có khả tạo gel có mặt Ca2+ acid [7] Có thể tạo gel pH < 4, thường dùng kết hợp với pectin, Ca2+ có vai trị cầu nối nên gel không thuận nghịch với nhiệt đàn hồi Alginate hỗn hợp chứa alginate nhúng phun dung dịch Ca2+, phương pháp thích hợp tạo cho sản phẩm mỏng, kích thước nhỏ phù hợp tạo màng bao Alginate sử dụng nhiều sản xuất kem, socola, mayonnaise, bánh, tráng miệng với công dụng làm đặc, tạo cấu trúc ổn định cho sản phẩm Vai trị chất ổn định kem đá tính chất như: ngăn cản hạn chế tạo thành tinh thể đá suốt q trình đơng, ức chế hồn tồn tạo thành tinh thể lactose, nhũ hóa cầu béo, tạo độ nhớt cao, tạo gel có khả giữ nước tốt làm cho kem khơng bị tan chảy Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đông lạnh tốt tránh trở mùi khó chịu hạn chế ơxy hóa tiếp xúc trực tiếp với khơng khí [2][13] 2.4 Màng bao ăn từ gum Các lớp phủ từ gum polysaccharide tạo màng bao lên bề mặt sản phẩm để giảm tốc độ hô hấp, giảm tốc độ chín trì giá trị dinh dưỡng trái Gum sử dụng phương tiện tuyệt vời cho hoạt chất, kiểm soát tốc độ khuếch tán chúng kiểm soát trưởng thành trái cây, rau [5] Ngoài ra, chiết xuất thực vật, tinh dầu, hợp chất phenolic vitamin tích hợp vào lớp phủ ăn polysaccharide để cải thiện tính chất học, khả chống ơxy hóa kháng khuẩn màng bao Gum có nhiều lợi polymer tổng hợp, chúng được FAO phê duyệt GRAS việc sử dụng chúng an toàn cho người tiêu dùng thân thiện với môi trường [9] 395 Bảng 1: Ứng dụng màng bao ăn vào thực phẩm Loại màng phủ Lớp phủ chitosan, glycerol, acid gallic bột chè xanh Lớp phủ chitosan, gelatin glycerol Lớp phủ chitosan, pectin trans-cinnamaldehyd Loại thực phẩm Hạt óc chó Thịt ị Dưa đỏ tươi Lớp phủ từ dẫn xuất cellulose (hydrôxy propylmethyl, methyl Lớp phủ alginate, pectin gellan TLTK Ức chế q trình ơxy hóa lipid phát triển nấm mốc, men Giữ màu ức chế trình ôxy hóa lipid K o dài thời hạn sử dụng dưa đỏ lưu trữ oC [12] [8] [11] Lớp phủ sử dụng để giảm Khoai tây cellulose) sorbitol Carbonxymethy cellulose Chức hấp thu dầu sản phẩm [10] chiên, rán Dâu tây Dưa tươi Tăng thời gian sử dụng dâu tươi Giữ màu cho sản phẩm tránh ay nước sản phẩm [13] [15] Kiểm soát màu sắc, nồng độ chất Lớp phủ alginate, pectin natri tinh dầu (Citral eugenol Quả mâm xơi rắn hịa tan, giảm khối lượng tự nhiên quả, tăng khả [2] chống ơxy hóa, tăng hương vị Cải thiện màu sắc, độ cứng, Lớp phủ gum Xanthan Lê tươi nước lê, làm chậm [12] trình hóa nâu, giữ vitamin C C o Gum arabic Quả ổi tươi Giảm nước, giảm hô hấp, chín lão hóa [7] XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI Với mục đ ch hạn chế tối đa việc sử dụng chất hóa học tổng hợp vào thực phẩm, đóng gói làm giảm số lượng thiệt hại hư hỏng thực phẩm, tăng thời gian sử dụng không ảnh hưởng đến môi trường màng bao ăn đáp ứng tiêu chí Các hướng nghiên cứu ứng dụng gần sử dụng hợp chất hóa học tự nhiên có khả chống ơxy hóa, kháng khuẩn… mà khơng có đặc tính nguy hại đến sức khỏe người Polysaccharide có nhược điểm ngăn chặn độ ẩm, nên nhà nghiên cứu tạo màng bao thực phẩm dựa vào lipid lipid rào cản tuyệt với chống lại di chuyển độ ẩm [2][6] Ngồi cịn có màng bao protein giúp ngăn chặn ôxy hiệu độ ẩm tương đối Tinh dầu (EOs) chiết xuất từ thực vật gia vị thể hoạt động kháng khuẩn chống ơxy hóa Tuy nhiên, việc sử dụng chúng làm chất bảo quản thực phẩm thường bị hạn chế hương vị chúng Trong năm gần đây, việc sử dụng loại tinh dầu chủ đề quan tâm chất phụ gia màng lớp phủ ăn được/phân hủy sinh học Vì chúng lipid tự nhiên, chúng thể khả làm giảm thấm nước màng phủ ưa nước, chúng có tác 396 dụng lớn đặc tính màng khác (độ bền kéo, quang học, cấu trúc ) mang lại hiệu kháng khuẩn chống ơxy hóa, tăng cường chức màng bao việc bảo vệ thực phẩm khỏi hư hỏng [1][8] KẾT LUẬN Các tính chất quan trọng đánh giá lớp phủ ăn ổn định vi sinh, độ bám dính, độ kết dính, độ ẩm, độ hịa tan, độ suốt, tính chất học, cảm quan tính thấm nước khí Ngày nay, xu hướng sử dụng màng bao ăn giúp giảm tiêu thụ dầu sản phẩm chiên rán nhiều chất béo, vận chuyển hợp chất hoạt tính sinh học kéo dài thời hạn sử dụng sản phẩm dễ hỏng Do vật liệu đóng gói tổng hợp thường sử dụng phải đối mặt với vấn đề môi trường, nên việc sản xuất bao bì sinh học ngày tăng tương lai, thay hồn tồn bao bì tổng hợp thị trường Hơn nữa, vật liệu dựa polysaccharide hứa hẹn mở rộng tương lai màng ăn cảm biến thông minh hoạt động bao bì thực phẩm, đặc tính rào cản khí chứng minh hoạt tính sinh học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alesken Aleksandra Nešić, Gustavo Cabrera-Barjas, Suzana Dimitrijević-Branković, Sladjana Davidović, Neda Radovanović, Cédric Delattre (2019) Prospect of Polysaccharide-Based Materials as Advanced Food Packaging [2] Bilal Hassan, Shahzad Ali Shahid Chatha, Abdullah Ijaz Hussain, Khalid Mahmood Zia, Naseem Akhtar (2017) Recent advances on polysaccharides, lipids and protein based edible films and coatings: A review [3] Fagundes, L Palou, A.R Monteiro, M.B Pérez-Gago (2015) Sci Hortic 193, pp 249–257 [4] Danalache, F., Carvalho, C Y., Alves, V D., Moldão-Martins, M., & Mata, P (2016) Optimisation of gellan gum edible coating for ready-to-eat mango (Mangifera indical) bars International Journal of Biological Macromolecules, pp 43–53 [5] G Oms-Oliu, R Soliva-Fortuny, O Martín-Belloso, LWT Food (2008) Sci Technol 41 (10), pp 1862–1870 [6] G.P Cardoso, M.P Dutra, P.R Fontes, A.D.L.S Ramos, Meat (2016) Sci 114, pp 85–94 [7] Haroon Elrasheid Tahira, Zou Xiaoboa, Gustav Komla Mahunub, Muhammad Arslana, Mandour Abdalhaia, Li Zhihua (2019) Recent developments in gum edible coating applications for fruits and vegetables preservation: A review [8] M.A Garcıa, C Ferrero, N Bertola, M Martino, N Zaritzky, Innov (2002) Food Sci Emerg Technol 3, pp 391–397 [9] M.E Martinon, R.G.Moreira, M.E.Castell-Perez, C.Gomes, LWT (2014) Food Sci Technol 56, pp 341–350 397 [10] M.Sabaghi, Y.Maghsoudlou, M.Khomeiri, M.Ziaiifar, Postharvest Biol Technol, pp 224–228 [11] Mallikarjunan, P Chinnan, M.Balasubramaniam, V.Phillips (1997) R.Edible coatings for deepfat frying of starchy products1 LWT , 30 , pp 709–714 [12] Murmu, S B & Mishra, H N (2017) Optimization of the arabic gum based edible coating formulations with sodium caseinate and tulsi extract for guava LWT, 80, pp 271–279 [13] P.J Chien, F Sheu, F.H Yang, J (2007) Food Eng 78, pp 225–229 [14] PGS.TS Ngô Đăng Ngh a, PGS.TS Ngô Đăng Ngh a, TS Hoàng Xuân Tùng (2018) Xu hướng nghiên cứu ứng dụng polymer sinh học công nghiệp thực phẩm [15] Rhim, J.-W (2004) Physical and mechanical properties of water resistant sodium alginate films LWT, 37, pp 323–330 398 ... thực phẩm tránh khỏi vấn đề nguy hại làm giảm chất lượng cảm quan sản phẩm thực phẩm [11] Hình 2: Ứng dụng màng bao từ sợi polysaccharide vào sản phẩm thực phẩm [2] ỨNG DỤNG CỦA MÀNG BAO ĂN ĐƯỢC... đa việc sử dụng chất hóa học tổng hợp vào thực phẩm, đóng gói làm giảm số lượng thiệt hại hư hỏng thực phẩm, tăng thời gian sử dụng khơng ảnh hưởng đến mơi trường màng bao ăn đáp ứng tiêu chí... polymer tổng hợp, chúng được FAO phê duyệt GRAS việc sử dụng chúng an toàn cho người tiêu dùng thân thiện với môi trường [9] 395 Bảng 1: Ứng dụng màng bao ăn vào thực phẩm Loại màng phủ Lớp phủ chitosan,