Nghiên cứu chế tạo màng bao gói thực phẩm ăn được trên cơ sở tinh bột dẻo hoá

Việc sử dụng màng bao gói thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến các thuộc tính của sản phẩm, chúng quyết định chất lượng của sản phẩm và làm giảm tối đa mức độ thay đổi đối với sản phẩm.. Một t

Mở đầu

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu của người tiêu dùng về các sản phẩm thiết yếu hàng ngày đang ngày một gia tăng, đặc biệt là nhu cầu về các mặt hàng thực phẩm Một trong những tiêu chuẩn hàng đầu để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm là chất lượng của sản phẩm Việc nghiên cứu các phương pháp để đảm bảo chất lượng sản phẩm từ lâu đã được các nhà khoa học nghiên cứu như: bảo quản lạnh, bảo quản bằng hoá chất, bảo quản bằng việc bao gói

Việc sử dụng màng bao gói thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến các thuộc tính của sản phẩm, chúng quyết định chất lượng của sản phẩm và làm giảm tối

đa mức độ thay đổi đối với sản phẩm Một trong những thách thức đối với các loại màng bao gói thực phẩm công nghiệp trong quá trình sản xuất là phải giữ đ-ược tính bền của sản phẩm hay hạn sử dụng của chúng Màng phủ thực phẩm phải có tính ổn định, duy trì được tính chất hóa học, tính năng bảo vệ và tính năng sử dụng trong suốt quá trình bảo quản

Màng phủ ăn được là một loại màng phủ thực phẩm được sử dụng rất phổ biến nhằm cải thiện chất lượng của thực phẩm Tác dụng của nó đã thể hiện rõ trong thực tiễn và được khẳng định bằng chính những đánh giá, sức tiêu thụ của khách hàng

Nhằm nghiên cứu, tìm hiểu về màng phủ thực phẩm, trong khóa luận

này,chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo màng bao gói thực phẩm

ăn được trên cơ sở tinh bột dẻo hoá”

Chương 1 Tổng quan

1.1 Giới thiệu về màng bao gói thực phẩm

1.1.1 Yêu cầu đối với màng bọc thực phẩm [13, 15, 18, 19]

Không giống như các loại hàng hóa được bao gói trơ, yêu cầu bao gói của thực phẩm rất phức tạp do thực phẩm thường là những hệ động có thời hạn bảo quản hạn chế và các yêu cầu bao gói riêng Ngoài ra, các loại thực phẩm đều phải được sử dụng trong một khoảng thời gian nhất định nên vấn đề an toàn là một thông số bao gói quan trọng Vật liệu bao gói phải đáp ứng được những tiêu chuẩn nhất định như: tính chất chắn (hơi nước, khí, ánh sáng, hương thơm), tính chất quang (độ trong suốt), độ bền, khả năng hàn và đúc, khả năng in nhãn mác,

độ bền nhiệt, tương tự các vấn đề như khả năng thích ứng của vật liệu với người tiêu dùng và giá thành cạnh tranh Vật liệu bao gói phải phù hợp với quy định về thực phẩm và bao gói, tương tác giữa thực phẩm và vật liệu bao gói và không được ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm và độ an toàn

Một trong những thách thức đối với ngành công nghiệp bao gói thực phẩm trong quá trình sản xuất là phải làm hài hòa độ bền của bao gói với thời hạn sử dụng của sản phẩm Vật liệu bao gói phải bền, duy trì được tính chất chắn, tính chất cơ lý cũng như các tính chất khác trong quá trình bảo quản thực phẩm và phải phân hủy khi thải ra môi trường Do đó, nên tránh những điều kiện môi trường có lợi cho quá trình phân hủy sinh học trong quá trình bảo quản

1.1.2 Yêu cầu bao gói đối với một số thực phẩm đặc biệt

1.1.2.1 Sản phẩm thịt tươi [19]

Hai nhân tố quan trọng trong quá trình bao gói các loại thịt đỏ là màu sắc

và vi sinh vật Bao gói bằng khí quyển biến đổi MAP, trong đó không khí thường được thay thế bằng hỗn hợp 70-80% O2 và 20-30% CO2, thường được sử dụng

để bảo đảm độ bền màu sắc và vi sinh vật Bao gói bằng khí quyển biến đổi MAP với hàm lượng CO2 và N2 cao hay bao gói bằng chân không thường được

sử dụng để duy trì độ bền màu sắc và vi sinh vật Trong các loại thịt tươi thì vật liệu bao gói có thể ngăn chặn sản phẩm bị khô do mất ẩm

1.1.2.2 Đồ ăn sẵn [17,19]

Thời hạn bảo quản của các loại thực phẩm ăn sẵn trong quá trình bảo quản lạnh được xác định bởi mức độ thay đổi oxi hóa và phát triển của vi sinh vật Nhằm giảm bớt các phản ứng có hại trong đồ ăn nhanh, vật liệu bao gói phải có khả năng thấm oxi và hơi nước thấp Bao gói bằng khí quyển biến đổi với N2thay cho O2 và CO2 nhằm ức chế vi sinh vật thường hay được áp dụng nhất

1.1.2.3 Sản phẩm bơ sữa [18, 19]

Sữa, kem và các sản phẩm lên men từ sữa hầu hết các loại phomat đều cần bao gói thấm ít O2 nhằm tránh quá trình oxi hóa và sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn Tỷ lệ CO2/O2 cao là cần thiết để tránh bao gói không bị phồng Phomat mốc thì cần thông thoáng không khí để thúc đẩy sự phát triển của nấm mốc Trong khi đó, phomat làm chín bằng nấm mốc bề mặt cần hạn chế lượng O2 để giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn thủy phân protein kị khí ánh sáng có thể khơi mào quá trình oxi hóa của chất béo trong sản phẩm bơ sữa và làm mất màu, mất chất dinh dưỡng và tạo mùi không mong muốn, thậm chí cả ở nhiệt độ trong ngăn đá tủ lạnh Ngoài ra các sản phẩm bơ sữa phải được bảo vệ

để tránh bay hơi nước hoặc hấp thụ mùi từ môi trường xung quanh

1.1.2.4 Đồ uống [9,19]

Yếu tố hạn chế thời hạn bảo quản của đồ uống bao gồm sự phát triển của các loại vi khuẩn, sự oxi hóa các thành phần hương thơm, chất dinh dưỡng và chất màu, quá trình nâu hóa các phi enzim và trong trờng hợp đồ uống có ga là thất thoát khí CO2 Do đó, yêu cầu đối với vật liệu bao gói các loại đồ uống là độ thấm O2, CO2 (đối với đồ uống có ga) và ánh sáng thấp Ngoài ra, tính chất chắn hơi nước cao đối với đồ uống chứa axit thì vật liệu bao gói phải chịu được axit

1.1.2.5 Hoa quả và rau tươi [10, 11, 17, 19]

Rau quả tiếp tục hô hấp, thoát hơi nước và tạo các hoocmon gây chín, etylen, sau khi thu hoạch làm cho nồng độ CO2, O2, H2O và etylen có thể thay đổi theo thời gian bên trong các túi bảo quản Sự thay đổi thành phần có thể ảnh hưởng tích cực tới màu sắc và mùi vị sản phẩm hay cũng có thể gây ra ảnh h-ưởng có hại tới cấu trúc, màu sắc, thời hạn bảo quản và chất lượng dinh dưỡng Việc giảm tốc độ hô hấp và thoát hơi nước trong quá trình bảo quản ngắn hạn có thể thực hiện được bằng cách kiểm soát các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, thành phần khí (etylen, CO2, O2), ánh sáng hoặc bổ sung các loại phụ gia thực phẩm và xử lý như phủ sáp và chiếu xạ Hư hỏng vật lý (khuyết tật bề mặt,

va đập nhẹ) có thể kích thích quá trình hô hấp và sản sinh ra khí etylen do đó làm tăng quá trình già hóa Việc lựa chọn vật liệu bao gói phức tạp do nó phụ thuộc vào tốc độ hô hấp và thoát hơi nước riêng của các sản phẩm khác nhau Vật liệu bao gói lý tưởng phải có khả năng thấm để duy trì quá trình hô hấp trong sản phẩm sao cho cân bằng khí quyển (tỉ lệ CO2/O2) bên trong vật liệu bao gói là tối

ưu Vật liệu bao gói phải giữ được mùi vị mong muốn, ngăn chặn được quá trình mất mùi, tránh được ánh sáng và chống lại được các hư hỏng cơ học

1.1.2.6 Đồ ăn nhẹ [19]

Hầu hết các kiểu hư hỏng thường thấy của đồ ăn nhẹ là mất độ giòn và tăng lượng mỡ ôi Do vậy, độ thấm hơi nước và oxi thấp là tối quan trọng Độ

bền cơ học thường cần thiết cho sản phẩm ăn nhẹ để ngăn cản sự vỡ vụn của sản phẩm

1.1.2.7 Sản phẩm đông lạnh [17, 19]

Hầu hết các kiểu hư hỏng thường thấy của thực phẩm đông lạnh là sự phân huỷ của chất màu, giảm hàm lượng vitamin và oxi hoá lipit Do đó, vật liệu bao gói cho sản phẩm đông lạnh cần phải có tính chất chắn O2 và ánh sáng để chống lại quá trình oxi hoá Ngoài ra, tính chất chắn hơi nước cao cũng cần thiết để làm giảm khả năng mất ẩm

Đối với màng polyme thông thường có thể thu được tốc độ truyền hơi nước phù hợp ở nhiệt độ đông lạnh nhỏ hơn -200C Tuy nhiên ở nhiệt độ thấp các tính chất cơ lí có thể bị ảnh hưởng, đồng thời làm màng polyme bị giòn và nhạy đối với các lực cơ học

mang phụ gia sản phẩm như các tác nhân kháng khuẩn và chống oxi hoá, làm giảm sự hấp thụ dầu của các sản phẩm trong quá trình chiên rán

1.2.1 Màng phủ trên cơ sở lipit

bò, cừu, bê, hamburger và thịt hộp Nói chung lớp phủ sáp có khả năng chống truyền hơi ẩm cao hơn so với các lớp phủ ăn được từ lipit và không lipit khác Tuy nhiên, các lớp phủ từ dầu sáp cũng như từ dầu và chất béo đều bộc lộ những vấn đề về khả năng nhận cảm (mùi sáp, mùi ôi)

Các loại thịt cắt tươi được bảo vệ bởi 1 lớp phủ từ chất béo nấu chảy thì có chất lượng cao hơn so với các mẫu đối chứng không phủ cả về màu sắc và khả năng duy trì độ ẩm trong quá trình bảo quản ở 2-4oC Thịt gia cầm và cá đông lạnh không bị tách nước khi phủ bằng nhũ tương dầu trong nước được chuẩn bị ở 60-80oC bằng cách trộn mỡ động vật hoặc dầu thực vật với chất nhũ hoá, nước,

và thường là tác nhân bảo quản và gia vị Thịt làm khô đông lạnh thường bị suy giảm khả năng hấp thụ ẩm trong quá trình bảo quản khi phun 1 lớp phủ trên cơ

sở chất béo hoá lỏng lên các miếng thịt tách nước trong khoảng 52-79oC Các lớp phủ này bao gồm mỡ bò, mỡ lợn, một tri-glyxerit của axit béo và axit lactic (glyxerin lactopanmitic) và dầu mỡ thực vật Các ancol hoặc axit béo no mạch dài (16-20 nguyên tử cacbon) đã được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ để kiểm soát khả năng mất ẩm của thịt đông lạnh Các lớp phủ này được áp dụng lên thịt trước

khi bảo quản lạnh ở dạng nhũ tương nước của axit hoặc ancol béo và chất nhũ hoá ở nhiệt độ cao (50-90oC) Kết quả sẽ tốt hơn đối với thịt đông lạnh nếu trước khi áp dụng màng chất béo, thịt được phủ đá Lớp trung gian ưa nước của đá, glyxerin hoặc nước-glyxerin đợc tạo thành giữa màng và bề mặt của thịt sẽ hút các nhóm phân cực của vật liệu tạo màng và axit béo và đẩy các mạch cacbon kị nước của nó Kết quả là các phân tử axit béo sẽ duỗi ra một cách thích hợp và nén lại vào nhau làm tăng khả năng chắn ẩm của màng axit béo

1.2.1.2 Glyxerin và axetylglyxerit [15, 18, 19]

Monoglyxerit axetyl hoá, diglyxerit (diaxylglyxerin) và triglyxerit là các mon-di-tri-este của glyxerin với axit béo Glyxerit axetyn hoá có thể được tổng hợp bằng phản ứng của glyxerit với andehit glyxerit hoặc qua quá trình este hóa trao đổi có xúc tác của dầu hoặc mỡ với triaxetyl Cả glyxerit và glyxerit axetyn hoá đều được dùng làm lớp phủ Lớp phủ triaxetyl hoá loại tinh chế đã được sản xuất làm màng bọc ăn được trong những năm 1960-1970 với tên thương mại là Mivacet, lớp phủ glyxerin monostearat có khả năng ít thấm hơi nước hơn so với màng polyamit, etyl xenlulozơ và thấm hơi nước nhiều hơn so với màng xenlophan và PE Về khả năng chắn oxi thì lớp phủ glyxerin monostearat ít thấm oxi hơn

1.2.2 Màng phủ trên cơ sở polysaccarit [17, 18, 19]

Khả năng tạo màng và các tính chất của một số vật liệu polisaccarit như tinh bột và dẫn xuất của tinh bột, xenlulozơ, carragena, các loại gôm vi khuẩn và thực vật khác nhau, chitosan và pectinat Thông thường do bản chất ưa nước của chúng nên màng polisaccarit thường có khả năng chắn hơi nước hạn chế Tuy nhiên khi được áp dụng dưới dạng lớp phủ, dạng gel có hàm lượng cao, một số polysaccarit có thể làm chậm quá trình mất ẩm của thực phẩm nhờ hoạt động như một tác nhân vi sinh thay vì chắn ẩm

1.2.2.1 Alginat [18] [6] [22] [15]

Alginat là chất được chiết từ rong nâu thuộc họ Phaephyceae, là dẫn xuất của alginic axit, một copolyme mạch thẳng của các monome D-manuronic và L-gunuronic axit Màng được tạo ra bằng cách cho bay hơi nước từ 1 lớp mỏng của dung dịch alginat, là chất không thấm dầu và mỡ nhưng giống như các polysaccarit ưa nước khác, chúng có tính chất thấm hơi nước cao Khả năng phản ứng của alginat với cation hoá trị II hoặc III được dùng để chế tạo màng alginat Ion Ca2+ là tác nhân tạo gel hiệu quả hơn Mg2+, K+, Al3+, Fe2+, Fe3+ , nó tạo cầu nối alginat với nhau qua tương tác giữa các ion, hiện tượng này là liên kết hyđro giữa các mạch

1.2.2.2 Carrageenan [18, 19]

Carrageenan là một polyme glactoza được chiết từ rong Irish

(Chandruscrispus) và từ các loại tảo đỏ khác Carrageenan là một hỗn hợp chứa

ít nhất 5 polyme riêng biệt được ký hiệu là i, l, ỡ, c và n - Carrageenan Trong số

đó hỗn hợp của i, c, và l - Carrageenan được dùng trong thực phẩm Quá trình tạo gel của i và x - Carrageenan xảy ra với cả cation hoá trị I và cation hoá trị II trong đó l - Carrageenan không tạo gel

Sử dụng lớp phủ Carrageenan để kéo dài thời gian bảo quản của philê cá thu Philê cá thu được phủ bằng cách ngâm vào dung dịch nước của Careagenan (10g/kg) trước khi đông lạnh và bảo quản ở -180C có thể ngăn chặn sự thay đổi mùi trong vòng 5 tháng Trong khi đó các mẫu đối chứng không được phủ chỉ giữ được 3 tháng Hơn nữa, khi các chất chống oxi hoá như axit galic hay axit ascobic đợc bổ sung vào dung dịch phủ Carrageenan thì có thể làm chậm quá trình hư hỏng khi bảo quản ở -180C trong 7 - 8 tháng

Thực tế, bổ sung các chất kháng khuẩn trong lớp phủ là một phương pháp làm chậm quá trình thối rữa hiệu quả hơn là nhúng gia cầm vào dung dịch muối-

kháng khuẩn Tuy nhiên, các chất kháng khuẩn không được sử dụng cho gia cầm trong một thời gian dài

1.2.2.3 Agar [2,18]

Agar là một loại gôm nhận được từ 1 loại tảo biển đỏ thuộc họ

Rhotophyceane và cũng giống như carrageenan Nó là một polyme galactoza tạo

gel chắc được đặc trưng bởi điểm nóng chảy cao hơn nhiều nhiệt độ tạo gel ban đầu Cũng giống như màng carrageenan, màng agar được bổ sung chất kháng khuẩn tan trong nước (như: clo tetraxylin, oxitetracylin) rất hiệu quả trong việc kéo dài thời gian bảo quản của thịt gia cầm trong điều kiện bảo quản ở 20C Thời gian bảo quản của thịt bò ở 50C được kéo dài hơn 2 ngày khi sử dụng màng agar được hoá dẻo bằng glyxerin và được bổ sung clo tetraxylin Mặc dù tương đối dày nhưng màng agar này không làm giảm lượng ẩm từ thịt như lớp phủ glyxerit axetyl hoá hoặc màng etylxenlulozơ

1.2.2.4 Dextran [15, 18, 22]

Dextran là hỗn hợp gồm vi khuẩn được tạo thành từ các đơn vị

a-D-glucopyranosyl với nhiều loại và lượng liên kết glycozit khác nhau Leuconostoc mesenteroide và L-dextran là các vi sinh vật thường được sử dụng trong sinh

tổng hợp dextran từ quá trình lên men sucrozơ Lớp phủ dextran được áp dụng dạng dung dịch nước lỏng hoặc huyền phù để dùng cho tôm nguyên con, tôm bóc vỏ, cá và các sản phẩm thịt như dăm bông, xúc xích, thịt xông khói để giữ h-ương vị, màu sắc và độ tươi trong quá trình bảo quản lạnh hoặc đông lạnh

1.2.2.5 Các ête xenlulozơ [9, 15, 18]

Xenlulozơ tự nhiên ở dạng thể không hoà tan trong nước lạnh có khối lượng phân tử cao Khả năng phản ứng của 3 nhóm hydroxyl ở vị trí 2, 3 và 6

trên mạch glucozyl của xenlulozơ đã được sử dụng để tạo các dẫn xuất có ích, các ête xenlulozơ khác là các hợp chất polyme tạo thành bằng cách thay thế một phần các nhóm hydroxyl trong xenlulozơ bằng các nhóm chức ête Metylxenlulozơ (MC), hydroxylpropyl xenlulozơ (HPC), hydroxypropyl metylXenlulozơ (HPMC) và cacboxymetylxenlulozơ (CMC) là các ete tan trong nước có tính chất tạo màng tốt Tính ưa nước tương đối tăng theo chiều HPC <

MC < HPMC < CMC Etyl xenlulozơ (EC) là một loại ete xenlulozơ tạo màng khác, trái ngược với các ete kể trên không tan trong nước

MC đã được sử dụng để tạo lớp phủ ăn được cho thịt dưới dạng nhũ tương nước trong dầu.Tương tự, màng phủ hải sản với lớp phủ dạng bột chứa HPMC sẽ làm tăng hiệu suất trong sản phẩm nấu chín (8-20%) so với đối chứng do khả năng mất ẩm được kiểm soát bằng màng HPMC

Xenlulozơ xử lý kiềm được chuyển thành CMC nhờ phản ứng với muối monoclo axetat CMC là một ête xenlulozơ không ion tan trong nước lạnh và nóng, thường có sẵn ở dạng dung dịch muối Na Các công thức lớp phủ cho hoa quả và rau củ chứa CMC và este axit béo sucrozơ được thương mại hoá.Tuy nhiên đưa CMC vào thành phần lớp phủ ăn được cho thịt vẫn chưa được nghiên cứu

Màng EC được tổng hợp bằng cách cán và làm khô dung dịch EC trong các dung môi hữu cơ, dầu khoáng, chất hóa dẻo este hoặc hỗn hợp nóng chảy axetyl monoglyxerit và muối kim loại của axit béo và một monoglyxerit axetyl hóa cho các sản phẩm thịt đông lạnh để tạo màng trong suốt, bám dính có thể tháo bỏ và bảo quản Khi được bổ sung một chất kháng sinh clotetra axetyl, thì các lớp phủ nóng chảy trên cơ sở EC thì sẽ làm chậm thời gian tạo mùi do vi khuẩn và ngăn ngừa quá trình khô của các miếng thịt bò được bảo quản ở 50

C

Tuy nhiên, lớp phủ ở nhiệt độ cao có ảnh hưởng tiêu cực tới bề ngoài của sản phẩm do làm hư hỏng tế bào bề mặt và làm đông tụ dịch từ thịt chảy ra Các lớp phủ trên cơ sở este xenlulozơ của axit hữu cơ như xenlulozơ propionat, xenlulozơ axetat, xenlulozơ butyrat đã được sử dụng để bảo quản chất lượng thịt tươi và thịt chế biến Tuy nhiên, các lớp phủ trên cơ sở este xenlulozơ không ăn được và phải bóc khỏi thịt và bề mặt thực phẩm khác trước khi nấu

1.2.2.6 Màng trên cơ sở protein [6,10,18]

Khả năng tạo màng và tính chất của protein động - thực vật như collagen, gelatin, protein sữa, gluten lúa mỳ, protein đậu nành, zein ngô và protein lạc đã được nghiên cứu Tương tự như màng polysaccarit, màng protein có tính chất thấm hơi nước tương đối cao, gấp từ 2-4 lần so với vật liệu bao gói thông thường như: PE, PP, polyeste và PVC Mặt khác, màng từ collagen gluten lúa mỳ, zein ngô, protein đậu nành và protein váng sữa thường có tính chất chắn O2 tốt trong các môi trường có độ ẩm tương đối thấp

Một vấn đề trong việc áp dụng lớp phủ protein cho thịt sống, thịt gia cầm

và hải sản thô là khả năng chấp nhận protein đối với các enzym thủy phân protein có trong các loại thực phẩm này Hơn nữa, về phương diện khả năng chấp nhận của người tiêu dùng và yêu cầu nhãn mác của sản phẩm, việc áp dụng các lớp phủ protein trên thịt và các sản phẩm khác phải tính đến các phản ứng có hại có thể xảy ra đối với protein

1.3 Màng ăn đƣợc trên cơ sở tinh bột hóa dẻo

1.3.1 Giới thiệu về màng tinh bột và dẫn xuất trên cơ sở [5, 8, 10, 11, 12, 16,

18, 19, 21, 23]

Amylozơ, phần liên kết mạch thẳng của tinh bột có khả năng tạo màng chắc, tương đối bền,trái ngược hẳn với màng amylopectin dòn và không liên tục

Màng trong suốt không thấm dầu được hình thành từ dung dịch butanol-nước của amylozơ hồ hoá có độ thấm oxi thấp trong môi trờng khô Trong khi đó, màng tạo được từ dung dịch etanol- nước của tinh bột amylozơ cao (71%) đã đư-

ợc xử lý trước bằng dimetylsunfoxit(DMSO) cho độ thấm oxi thấp ở độ cân bằng tương đối cao

Dẫn xuất hydroxyl propionat của tinh bột amylozơ cao tạo màng với khả năng chắn ẩm thấp nhưng lại có khả năng chắn oxi ở độ ẩm tơng đối trên 78% Màng ăn được trên cơ sở hydroxyl propionat tinh bột amylozơ cao được sản xuất theo phương pháp đùn trên cơ sở hydroxyl propionat tinh bột amylozơ đã có trên thị trường với tên thương mại là Ediflex Trong lĩnh vực ứng dụng bao gói, các màng này rất được quan tâm khi sử dụng trong thực phẩm đông lạnh bao gồm thịt đông lạnh, gia cầm và cá Ediflex có tính co dãn, độ trong suốt, thấm oxi, chịu dầu và mỡ thực vật, hòa tan trong nước nóng và nước lạnh, khả năng in nhãn rất tốt Đồng thời, màng phủ có thể bảo vệ thịt trong quá trình bảo quản lạnh và thường bị tan khi tan giá và nấu Tuy nhiên, không tìm thấy tài liệu đánh giá về ảnh hưởng của màng tinh bột amylozơ cao hydropropyl hóa làm màng bảo

quản cho thịt đông lạnh, thịt gia cầm và đồ hải sản

Màng phủ được tạo thành từ tinh bột khoai lang và glyxerin, được sử dụng làm bao gói để kéo dài thời hạn bảo quản của dâu tây ở độ ẩm tơng đối 80% ảnh hưởng của màng tinh bột khoai lang có thể được so sánh với màng bao gói PVC Màng tinh bột và PVC làm giảm đáng kể tỷ lệ quả hỏng so với đối chứng

Sử dụng màng phủ ăn được để kéo dài thời gian bảo quản rau quả đã được nghiên cứu trong những năm gần đây Màng phủ tinh bột phù hợp với các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tương đối, chắn oxi và cacbonic tốt nhưng chắn hơi nước kém Các đặc trưng này rất phù hợp để bảo quản rau quả, do nó làm giảm tốc độ

hô hấp nhờ hạn chế tiếp xúc với oxi xung quanh và tăng cacbonic bên trong, vì

vậy chậm quá trình chín Việc chắn hơi nước kém cho phép nước di chuyển qua màng, ngăn quá trình ngưng tụ nước, có thể là nguồn vi khuẩn có hại cho rau

Trong các loại quả mọng thì dâu tây mới được đưa ra thị trường trong những năm gần đây và nguyên nhân chính gây hư hỏng và thối rữa khi bảo quản

là do vi khuẩn Phương pháp phổ biến để duy trì chất lượng và hạn chế quá trình

hư hỏng của dâu tây là làm mát nhanh sau khi thu hoạch và bảo quản ở nhiệt độ thấp trong khoảng 0-40C với độ ẩm cao Quá trình hư hỏng của dâu tây sau khi thu hoạch có thể được hạn chế bằng cách sử dụng thuốc diệt nấm, tuy nhiên thuốc còn sót lại đã ảnh hưởng đến cảm quan và giá trị dinh dưỡng của quả tươi Tinh bột được phân loại phân loại trên cơ sở hàm lượng amylozơ, với hàm lượng amylozơ trung bình trong khoai tây và ngô Chất lượng của quả được đánh giá bằng hao hụt khối lượng, độ chắc, thối do vi khuẩn, phát triển màu bề mặt, hàm lượng đường và axit chuẩn được ảnh hưởng của hàm lượng amylozơ trong tinh bột và nồng độ glyxerin lên tính chất màng cũng được phân tích

1.3.2 Cơ chế hóa dẻo [2, 4, 11, 13, 16]

Các chất hóa dẻo xâm nhập vào hạt tinh bột và phá hủy liên kết hydro của tinh bột trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất cao Kết quả là lực liên kết giữa các đại phân tử tinh bột bị phá vỡ các phân tử dễ dàng trượt lên nhau và khả năng chịu kéo tăng lên, làm tăng độ co dãn của màng, đồng thời làm tăng không gian phân tử

Màng tinh bột sắn được chế tạo bằng phương pháp cán để nghiên cứu ảnh hưởng của glyxerin và tinh bột giàu amylozơ lên các tính chất của màng Glyxerin đóng vai trò như một chất dẻo hoá thông thường trong màng tinh bột, với việc tăng nồng độ glyxerin, độ thấm hơi nước, độ dãn dài tương đối tăng trong khi độ bền kéo giảm Màng phủ thực phẩm hoặc màng phủ ngăn ngừa vi sinh vật có hại không hẳn thay thế hoàn toàn các loại màng bọc tổng hợp, tuy

nhiên chúng có tiềm năng thay thế các loại màng phủ thông thường trong một số ứng dụng Việc sử dụng tinh bột như một loại polyme phân hủy sinh học có thể

là một giải pháp lý tưởng bởi vì polyme này rất rẻ, phong phú, không độc

Glyxerin được xác nhận là một chất hoá dẻo tốt cho tinh bột và có thể làm tăng khả năng gia công của tinh bột Với sự tăng hàm lượng glyxerin độ nhớt biểu kiến của tinh bột nóng chảy và nhiệt độ hoá thuỷ tinh đều giảm Phân tích SEM đã cho thấy glyxerin có thể giúp phá huỷ cấu trúc hạt của tinh bột trong khi đùn và chế biến nó thành vật liệu nhựa nhiệt dẻo và có thể chế biến lại

ảnh hưởng của hàm lượng amylozơ của tinh bột, loại chất dẻo hóa (glyxerin và sorbitol) và kể cả tác nhân chống vi khuẩn trong công thức của màng phủ cũng

đã được phân tích Đặc tính vi cấu trúc của màng có liên quan đến độ thấm hơi nước (WVP) quan sát được Màng phủ được chế tạo từ tinh bột với hàm lợng amylozơ cao hơn làm giảm WVP, làm giảm hao hụt khối lượng duy trì độ chắc quả trong thời gian bảo quản dài hơn là màng từ tinh bột có hàm lượng amylozơ trung bình Màng phủ chứa sorbitol có WVP nhỏ hơn so với glyxerin Cả sorbitol và glyxerin đều làm giảm hao hụt khối lượng, duy trì độ bền và màu sắc

bề mặt của hoa quả, sorbitol với hàm lượng 20g/lít cho hiệu quả dẻo hóa cao nhất Sorbitol được sử dụng rộng rãi trong các công thức màng ưa nước ảnh hư-ởng của chất dẻo hóa lên tính thấm hơi nước và khí phụ thuộc vào chất nền, loại chất dẻo hóa và điều kiện môi trường Màng phủ chứa sorbitol giúp làm giảm tổng số vi khuẩn Việc bổ sung kali sorbat làm màng hiệu quả hơn do thời gian bảo quản được kéo dài đến 28 ngày khi so với 14 ngày không phủ

1.3.3 Một số đặc tính của màng ăn được trên cơ sở tinh bôt [18]

1.3.3.1 Độ thấm hơi nước của màng tinh bột ăn được [10, 20]

Quá trình vận chuyển nước trong màng ăn được trên cơ sở tinh bột là một hiện tượng phức tạp do tương tác mạnh của phân tử nước thấm vào cấu trúc

polyme tinh bột Đẳng nhiệt hấp thụ nước của màng tinh bột amylozơ cao có dạng đường thẳng trong khoảng nghiên cứu (5á45oC), vì thế độ hút ẩm thường bị ảnh hưởng của các thông số như nhiệt độ, bề dày màng và hàm lượng chất dẻo hóa Độ thấm hơi nước cuối cùng có khả năng chuyển khối, tương tác với chất tan và polyme trong màng ăn được Theo động học của quá trình bất thuận nghịch, sự khác nhau về hóa thế của nước là lực truyền nước qua màng Khi quá trình xảy ra ở nhiệt độ và áp suất không đổi, hóa thế của nước khác nhau do đó nồng độ hơi nước khác nhau ở 2 mặt độ thấm nước được định nghĩa là tích của

độ khuếch tán và độ hòa tan chỉ khi định luật Fick và Henry được thỏa mãn hoàn toàn đối với hầu hết các màng ăn được hơi nước tương tác mạnh với cấu trúc của polyme, độ khuếch tán và hòa tan cùng phụ thuộc vào ảnh hưởng của lực định hướng Các báo cáo thực nghiệm cho thấy hấp thụ nước là một quá trình sol- gel thuận nghịch Cân bằng hấp thụ được mô tả bằng phương trình BET đơn giản Vì vậy độ tan trong nước được coi như là hàm tỉ lệ nghịch với nhiệt độ

1.3.3.3 Tính chất thấm khí của màng [9]

ảnh hưởng của lượng nước và glyxerin lên độ thấm khí của màng tinh bột polyme đã được nghiên cứu Màng tinh bột được tổng hợp từ amylozơ và amylopectin Trong môi trường ẩm thì loại màng này có tính chất chắn oxi rất tốt Do tinh bột có khả năng được sử dụng như màng chắn để bảo vệ thực phẩm

và bảo quản thực phẩm nên có thể đóng vai trò chắn khí Một nghiên cứu khác

về độ thấm khí qua màng tổng hợp từ tinh bột khoai tây, gạo và lúa mì được phân tích ở thang nhiệt độ rộng, khuếch tán khí tăng khi tăng nhiệt độ và hàm l-ượng nước Độ ẩm tương đối trong quá trình làm khô màng ở 230C trong khoảng

từ 20-90% không ảnh hưởng đến độ thấm oxi của màng Độ thấm oxi của màng tinh bột dẻo hóa bằng glyxerin ở nhiệt độ cố định phụ thuộc vào hàm lượng nước của màng Nếu hàm lượng nước < 15% màng có tính chất chắn khí tốt nhưng nếu hàm lượng nước tăng lên 20% thì tính chất chắn mất đi Cấu trúc của polyme tinh bột không ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển oxi

CHƯƠNG 2 Thực nghiệm

2.1 Hóa chất và dụng cụ

2.1.1 Hóa chất

- Tinh bột sắn (Công ty lương thực Hà Tây)

- Glyxerin (Trung Quốc)

- NaOH (Trung Quốc)

- CaCl2 khan (Trung Quốc)

- Nước

2.1.2 Dụng cụ

- Đĩa petri đường kính 10 cm, đũa khuấy, cốc thủy tinh, chén cân, pipet

- Tủ sấy chân không Karl Kolb D6072 (Đức)

- Tủ sấy Memmet CM 400 (Đức)

- Máy khuấy từ gia nhiệt IKA (Đức)

- Máy đo độ dày màng Quanic 1500 (Đức)

- cân phân tích CTG - 602 (Trung Quốc)

2 2 Thực nghiệm

2.2.1 Tạo màng

Dung dịch chứa 1g tinh bột (hàm lượng tinh bột 5% theo khối lượng) được khuấy đều trong 60 phút ở nhiệt độ phòng và 10 phút ở 900C trên máy khuấy từ