CÔNG NGHẸ TẠO MỘT SỐ MÀNG SINH HỌC

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Trong tự nhiên, sinh vật sống thành khuẩn lạc khiết riêng rẽ (trong gồm tế bào loài) nhìn thấy đĩa thạch phòng thí nghiệm Trái lại, chúng thường sống thành tập đoàn nhầy, gọi màng sinh học – chúng chia sẻ chất dinh dưỡng Sự tạo thành màng sinh học bắt đầu vi khuẩn bơi tự bám vào bề mặt Nếu vi khuẩn sinh trưởng thành lớp dầy chất dinh dưỡng tới vị trí sâu bên lớp chất trao đổi độc tích lũy bên Màng sinh học tránh vấn đề nhờ cấu trúc cột (hình 27.10-21) mà khoảng cách chúng tạo thành khe hở cho nước chảy qua mang chất dinh dưỡng vào mang chất thải Hệ thống tuần hoàn thô sơ tạo nên để đáp ứng tín hiệu thông tin hóa học vi khuẩn Các vi khuẩn riêng lẻ tập hợp tế bào chúng tách khỏi màng sinh học này, di chuyển nhập vào màng sinh học khác Thông thường, màng sinh học có lớp bề mặt dày khoảng 10µm, với cột cao khoảng 200 µm bên nó.Dòng nước chuyển động (theo mũi tên từ phải sang trái) cột nhày tạo nên sinh trưởng vi khuẩn bám bề mặt cứng Điều cho phép vi khuẩn hấp thụ chất dinh dưỡng thải bỏ chất thải cách hiệu Các vi khuẩn riêng lẻ tạo nhầy vi khuẩn đám nhầy tách khỏi màng sinh học di chuyển đến nơi khác.Màng sinh học gồm vi khuẩn sinh trưởng bên ống hệ thống làm lạnh Cũng giống động vật có mô khác nhau, bên màng sinh học có nhóm tế bào chuyên hóa chúng hoạt động phối hợp để hoàn thành nhệm vụ phức tạp Chẳng hạn, hệ tiêu hóa động vật nhai lại, vi khuẩn thường sống thành màng sinh học với loài khác để phân hủy cenlulose Các màng sinh học có nhân tố quan trọng liên quan đến sức khỏe người Chẳng hạn vi sinh vật màng sinh học có tính kháng chất diệt khuẩn cao khoảng 1000 lần so với trạng thái tự Các chuyên gia CDC cho biết khoảng 65% nhiễm khuẩn người có liên quan đến màng sinh học Các màng sinh học xuất nơi mà nước giá thể cứng gặp nhau, chẳng hạn bề mặt răng, bên ống thông dùng y tế, thủy tinh thể, bên ống dẫn nước Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÀNG SINH HỌC 1.1.Giới thiệu màng sinh học: - Màng sinh học Anthony Van Leewenhoek (người Anh) nghiên cứu năm 1684 mảng bám Do thiếu công cụ phương pháp, đến cuối kỷ 20, giới khoa học nhận thức nghĩa tầm quan trọng màng sinh học Từ đến nay, số lượng nghiên cứu màng sinh học tăng vọt Sau nhiều năm tìm hiểu, nhà khoa học tin rằng, màng sinh học thành phần tự nhiên hệ sinh thái Trái Đất hình thành màng sinh học xu hướng chung loại vi khuẩn - Màng sinh học ứng dụng nhiều đời sống Có thể không quen thuộc với thuật ngữ “màng sinh học” chắn bạn bắt gặp chúng +Cách để vi khuẩn tồn Làm để vi khuẩn bé nhỏ tồn giới tự nhiên khắc nghiệt? Nhờ cộng sinh với loài khác để tự bảo vệ Các vi khuẩn sống bám gắn kết với bề mặt (giữa chất rắn chất lỏng, không khí chất lỏng) - vốn nơi tích tụ nhiều chất dinh dưỡng Theo thời gian, tập hợp vi khuẩn chất Vi khuẩn bám lên bề mặt chúng tiết hình thành lớp vật chất gọi màng sinh học (biofilm) 1.1.1.Định nghĩa màng sinh học: - Màng sinh học (MSH): lớp vật liệu hữu nhớt, hình thành từ cấu trúc cộng sinh vi khuẩn, với thành phần gồm phức hợp polysaccharide, protein, DNA nước (chiếm 97%) MSH thiên nhiên, đặc biệt vùng có độ ẩm cao - Người ta thường bắt gặp MSH dạng lớp váng bề mặt hồ nước tù đọng, nơi lớp đá sỏi ven sông, suối; mảng bám thành tàu… Ở môi trường sống người, MSH sinh sôi nơi ẩm thấp phòng tắm, sàn nhà, đường ống nước ống dẫn nước thải… Trong thể sống, MSH xuất dạng cao răng; lớp xơ hóa gây nhiễm trùng phổi, lớp mủ nhiễm trùng vết thương… Ta nhìn thấy MSH mắt thường Hình 1.1: Các dạng màng sinh học 1.1.2 Cấu tạo màng sinh học: -Một Màng Sinh học hoàn chỉnh có thể dầy từ 600-900 um, tức là dầy gấp trăm lần vi khuẩn đơn lẻ (một vi khuẩn dài khoảng 1um) Màng sinh học là một chất vô định hình, hay một khối đặc sệt các polysaccharides và vi khuẩn có người đã nghĩ, nó có tổ chức và cấu trúc Thậm chí là khu vực dày của màng sinh học cũng cho luồng nước chảy qua Nước chảy qua các cấu trúc hình nấm khối cầu vi khuẩn, qua đó, cung cấp dinh dưỡng cho chúng và đem chất thải Rõ ràng, cấu trúc bên của màng sinh học không cấu thành theo cách ngẫu nhiên Các nhà nghiên cứu cho biết có trao đổi thông tin liên tục diễn giữa các vi khuẩn để đảm bảo màng sinh học được hình thành một cách xác (Các vi khuẩn đột biến không thể truyền thông với để tạo nên các màng sinh học bất thường.) Các màng sinh học không luôn giống y chang nhau, theo kiểu gồm nhiều lớp vi khuẩn hiếu khí bên và nhiều lớp vi khuẩn kỵ khí bên dưới Do các luồng nước chảy qua khuấy động nên các vi khuẩn kỵ khí và hiếu khí song song tồn tại các hốc nhỏ ở khắp nơi màng sinh học Vì thế, nhà nghiên cứu ngạc nhiên thấy quá trình khử nitơ xảy một bộ lọc xục khí vốn dùng để xử lý nước thải (cái lọc này cũng giống “lọc” thẩm thấu) họ thấy lượng vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tạo nitơ (nitrat hóa), vi khuẩn khử nitơ, và vi khuẩn kỵ khí, cả ở đáy và cùng, bằng y Và làm thêm những thí nghiệm khác, họ thấy có các hoạt động trao đổi chất qua lại giữa các vi khuẩn tạo nitơ (hiếu khí) và vi khuẩn khử nitơ (ky ̣khí) y ở cả tầng đáy cũng tầng cùng 1.1.3 Tính chất màng sinh học: -Vi khuẩn tồn màng sinh học có tính chất khác biệt đáng kể so với vi khuẩn sống trôi môi trường Chúng có khuynh hướng thích nghi nhanh chóng, tăng cường sức đề kháng với độc chất Các vi khuẩn trung tâm màng sinh học thường có khả kháng thuốc mạnh 1.2 Ứng dụng tạo màng sinh học: -Những ứng dụng phổ biến màng sinh học: +Làm không khí Màng sinh học sử dụng công nghệ lọc sinh học thông dụng, dùng vi sinh vật loại bỏ hợp chất khí bị nhiễm bẩn Trong hệ thống lọc, khí ô nhiễm khuếch tán màng sinh học hấp thụ + Lọc nước MBR (Membrance Bio Reactor) tức “bể lọc sinh học màng” công nghệ lọc nước vi sinh triển vọng Công nghệ phát triển lần vào thập niên 1970 Trong quy trình xử lý nước thải, vi khuẩn màng sinh học giúp loại bỏ chất hữu cơ, số tác nhân gây bệnh vi sinh vật nước Không vậy, màng sinh học loại bỏ dầu ô nhiễm đại dương đường ống lọc dầu biển +Làm màng trị bỏng Khả che phủ bảo vệ khiến màng sinh học “ưu ái” nghiên cứu làm màng trị bỏng Bằng cách chọn lọc vi khuẩn phù hợp, nhà khoa học tạo loại màng sinh học giúp che phủ vết thương, chống nhiễm trùng, thoát nước tốt nhanh liền sẹo Màng sinh học lọc nước Màng sinh học trị bỏng Màng sinh học thực phẩm Hình 1.2: Ứng dụng màng sinh học +Điều trị bệnh nhiễm trùng Nghiên cứu màng sinh học phần giải thích nguyên nhân gây nhiễm trùng dai dẳng, tượng “làm khó” ngành y thời gian dài Từ đó, nhiều phương pháp điều trị hỗ trợ miễn dịch đời Nước súc miệng, thuốc kháng sinh, nước tẩy rửa gia dụng, chất khử trùng,… đời từ phòng thí nghiệm nghiên cứu màng sinh học + Công nghệ thực phẩm Màng sinh học thường gặp công nghệ thực phẩm, chẳng hạn, thạch dừa polysaccharides ngậm nước tồn trạng thái nửa rắn, loại màng sinh học Sợi cellulose vi khuẩn tạo dẻo bền cellulose từ thực vật, nên bổ sung thêm chất kháng khuẩn, màng sinh học dùng bảo quản thực phẩm làm bao bì thực phẩm ăn Tại Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng màng sinh học mức độ phòng thí nghiệm đạt thành định lĩnh vực y học thực phẩm Ví dụ như: đề tài "Đa dạng hóa môi trường sản xuất bacterial cellulose từ vi khuẩn Acetobacter xylium" nghiên cứu khả tạo màng sinh học nhiều loại môi trường khác thay cho môi trường nước dừa già truyền thống, khoa Công nghệ Thực phẩm, Đại học Nông Lâm TP.HCM thực hiện; đề tài “Xây dựng quy trình sản xuất thử nghiệm lâm sàng màng sinh học từ cellulose vi khuẩn trị tổn thương da” Sở KH&CN TP.HCM quản lý Trường Đại học Y dược TP.HCM chủ trì thực hiện; đề tài "Một số ứng dụng cellulose vi khuẩn lĩnh vực thực phẩm" sử dụng màng sinh học làm màng bao thực phẩm, bảo quản dừa tươi (2 - tuần) thịt tươi (3 ngày) Đại học Bách Khoa TP.HCM thực Ngoài ra, Đại học Bách Khoa TP.HCM nghiên cứu ứng dụng thành công màng sinh học cố định bạc nano làm màng trị bỏng, đặc biệt thích hợp cho vết bỏng nhiễm khuẩn, làm lành vết bỏng sâu đường kính cm sau 21 ngày điều trị… Trên giới, ngày nhiều công dụng độc đáo màng sinh học khám phá làm môi trường chất sinh học, chất mang lượng cho pin, làm mạch máu nhân tạo, mặt nạ dưỡng da… Yêu cầu đặt cho nghiên cứu màng sinh học tương lai sản xuất quy mô công nghiệp -Tuy nhiên, màng sinh học tiềm ẩn nhiều mối nguy hiểm khó lường: - Dễ nhận thấy nhất, màng sinh học thường gây tắc nghẽn ăn mòn Màng sinh học chiếm 20% tác nhân gây ăn mòn đường ống dẫn dầu biển Lớp màng sinh học thân tàu khiến sinh vật biển hàu dễ bám vào tàu hơn, làm giảm tốc độ tàu, kéo dài thời gian di chuyển tiêu tốn thêm nhiên liệu Màng sinh học bám bên động làm giảm hiệu suất vận hành máy móc Hình 1.3: Cấu trúc khối u mặt thép tàu kính hiển vi - Màng sinh học nguồn gốc nhiều bệnh viêm nhiễm người Các nhà khoa học cho biết, tìm thấy 400 loài vi khuẩn khác cao với mật độ khoảng 10 tỷ vi khuẩn/ mg Khoảng 15-20% ca nhiễm trùng đường tiết niệu có nguyên nhân bắt nguồn từ màng sinh học thể Đặc biệt, màng sinh học trở thành nguồn lây nhiễm bệnh nguy hiểm chúng hình thành thiết bị y tế Một số vi khuẩn gây bệnh thường gặp màng sinh học: - Staphylococcus aureus: gây nhiễm khuẩn, áp xe - Salmonella typhi: gây bệnh thương hàn - Enterococcus faecalis: gây nhiễm trùng đường ruột - Pseudomonas aeruginosa: làm suy giảm miễn dịch, nhiễm trùng hệ thống hô hấp, viêm phổi, nhiễm trùng đường tiểu, nhiễm trùng máu… Chương 2: CÔNG NGHỆ TẠO MỘT SỐ MÀNG SINH HỌC 2.1 Các phương pháp tạo số màng sinh học: 2.1.1 Màng Chitosan: + Bước 1: Chitosan nghiền nhỏ máy để tăng bề mặt tiếp xúc + Bước 2: Pha dung dịch Chitosan 3% dung dịch axít axectic 1.5% + Bước 3: Bổ sung chất phụ gia PEG-EG 10% (tỷ lệ) vào trộn đều, để yên lúc để loại bọt khí + Bước 4: Sau đem hỗn hợp thu đươc quét lên ống inox nung nóng nhiệt độ 64-65*C ( ống inox nâng nhiệt nước) + Bước 5: Để khô màng vòng 35 phút tách màng  Thu vỏ bóng có màng vàng ngà, không mùi vị, lớp màng Chitosancos tính ưu việt Hình 2.1: Màng Chitosan 2.1.2 Màng Bacterial cellulose: Giai đoạn – Gắn kết: vi khuẩn trôi gặp bề mặt ngập nước bắt đầu tiến hành gắn kết Trong vài phút, chúng tổng hợp chất ngoại bào cao phân tử (EPS - extracellular polysaccharides) để kết dính chặt chẽ với bề mặt Giai đoạn – Tăng trưởng: sau vài giờ, lớp “chất nhầy” polysaccharides vi khuẩn sản sinh phát triển thành cấu trúc chiều, phức tạp, tạo lớp màng sinh học hoàn chỉnh Các vi khuẩn liên tục trao đổi thông tin để đảm bảo cấu thành màng sinh học cách xác Giai đoạn – Phân tán: màng sinh học hoàn chỉnh phân tán để xâm chiếm bề mặt nhờ giải phóng mô tế bào nhỏ (tương tự cách hạt giống phát tán) Trong điều kiện thuận lợi, màng sinh học “trưởng thành” lây lan với tốc độ nhanh chống không ngờ Hình 2.2: Các giai đoạn phát triển màng sinh học 2.1.3 Màng tinh bột: Cho tinh bột phân tán nước đến nồng độ định không đặc không loãng, hồ hoá sơ để tạo độ nhớt định Khuấy thật kỹ,rót dung dịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng nhẵn gia nhiệt thích hợp Để màng khỏi bị dính lại sau khô, phết parafin để trơ hoá bề mặt kim loại Các giai đoạn hình thành màng : • Giai đoạn 1: Từ bề mặt nước bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, hạt tinh bột dịch gần nhau, hướng từ biên vào tâm tác dụng dòng môi trường phân tán xếp lại thành lớp đơn hạt đặc • Giai đoạn 2: Nước nằm hạt tiếp tục bốc Các hạt tiếp xúc nhiều bị biến dạng Sức căng bề mặt lúc có vai trò lớn, có khuynh hướng làm căng bề mặt hệ thống Mức độ biến dạng hạt phụ thuộc vào modun độ nhớt chúng Có thể thêm vào chất hoá dẻo để tạo màng có độ đồng thể • Giai đoạn 3: Khi tiếp xúc với hạt bắt đầu thể lực cố kết Các tính chất lý màng phụ thuộc vào tượng xảy giai đoạn Khi khô thể tích màng bị giảm, dẫn đến co ngót chiều dày xuất ứng suất nội Sự co ngót màng lớn nồng độ tinh bột nhỏ hydrat hoá cao Do người ta thường thêm vào chất pha loãng để làm giảm hydrat hoá Màng thu từ dung dịch có nồng độ thấp tốc độ bay lớn, mạch phân tử tinh bột định hướng cách mạnh mẽ, thường có độ bền cao ứng suất nội lớn Khi làm khô chậm, màng bền nhiên lại ứng suất nội Vì tốc độ bốc nước phải điếu chỉnh hợp lý cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ chuyển dịch trao đổi không khí, thay đổi độ nhớt nồng độ tinh bột dung dịch Khi thay đổi thông số ta thu màng có cấu trúc tính chất khác Qúa trình bốc nước từ màng xảy theo giai đoạn sau: • Giai đoạn 1: Nứơc nhiều nên bốc nước xảy từ bề mặt tự chất lỏng Áp suất bão hoà trở ngại cho bốc • Giai đoạn 2: Trên bề mặt màng tạo lớp thể gel nhớt , nước phải thắng trở lực lớp • Giai đoạn 3: Hình thành cấu trúc • Giai đoạn 4: Bốc nước sonvat hoá nước liên kết vững với tinh bột Ngoài nước phải thắng trở lực lớp màng tạo thành • Giai đoạn 5: Do kết bốc màng tạo Để thu màng tinh bột có tính chất đàn hồi cao ngưới ta thêm chất hoá dẻo để chúng làm tăng khoảng cách phân tử, làm giảm lực Van der Waals làm yếu lực cố kết nước làm tăng động phân tử Chất hóa dẻo thường chất hoá học có trọng lượng phân tử bé Vì màng tinh bột thực phẩm người ta hay dùng glixerin làm chất hoá dẻo Cũng thu màng tinh bột từ dung dịch tinh bột hoà tan kiềm sau tái sinh lại Sơ đồ tạo màng: Tinh bột Nước Khuấy Rót dịch Hồ hoá Màng Hình 2.3: Sơ đồ tạo màng tinh bột Màng tinh bột suốt đàn tính cao thu phương pháp nhúng Chuẩn bị dung dịch tinh bột giống phương pháp tráng kim loại Dung dịch tinh bột phải có độ nhớt thích hợp, để phủ kín bề mặt phim Sau gia nhiệt nhiệt độ thích hợp để làm chín tinh bột Cũng cần lưu ý màng thu giòn,dễ bị rách tạo màng đồng thời xảy hai trình sau: Sự giảm thể tích chất tạo màng (tinh bột) nước bị bốc Sự hình thành vững hoá cấu trúc cục dẫn rắn khả thay đổi kích thứơc chiều dài mình, màng phát sinh ứng suất nội Nếu ứng suất bé độ bền cấu trúc hình thành lúc đó, co ngót không làm rách màng Nếu ứng suất lớn độ bền cấu trúc màng lúc màng bị rách Có thể khắc phục tượng cách tăng nhiệt độ tạo màng lên để tăng chuyển động nhiệt hạt tinh bột phá vỡ cấu trúc tạo Hoặc cách tăng tạo cấu trúc để màng vừa tạo thành bền đàn hồi để không bị đứt co ngót (thường thêm chất hoá dẻo) 2.1.4.Màng phủ composit: Kỹ thuật tạo màng phủ phương pháp tạo dịch lỏng dạng composit,colloid nhũ tương phủ lên bên bề mặtquả riêng rẻ cách phun nhúng xoa Khi dịch lỏng khô tao lớp màng mỏng gần suốt bề mặt quả, nhờ tính bán thấm điều chỉnh trao đổi khí nước màng mà giữ lâu Sử dụng màng phủ bề mặt hạn chế hao hụt khối lượng tự nhiên làm giảm trình thoát nước Do màng phủ tạo màng vi khí điều chỉnh xung quanh làm thay đổi trao đổi khí với môi trường xung quanh Chế phẩm tạo màng composit pha chế từ nhiều nguyên liệu khác gồm nhựa sáp thực vật, sáp động vật, polysaccharit, protein số polyme tổng hợp Thực tế đa số chế phẩm vật liệu composit gồm hai thành phần tạo màng trở lên bổ sung chất phụ gia chất hóa dẻo, chất động bề mặt, chất chống bột, chất nhũ hóa để pha chế chất bảo quản để giữ cho chế phẩm lâu Bảo quản phương pháp tạo màng composit phương pháp mẻ nước ta, sau nghiên cứu ta có nhiều loại màng sinh học khác CP01, CP02, CP03 sử dụng rộng rãi thực tế sản phẩm cam hàm Yên, cam canh, dâu tây, dưa chuột, cà rốt…… Màng vi lọc: kích thước lỗ lọc 0.45µm, 0.22µm, Φ47mm, Φ142mm - Màng lọc compozit: Φ142mm, Φ293mm màng rộng Hình 2.4: Một số sản phẩm màng lọc 2.1.5 Màng Protein: 2.1.5.1 Đúc dung môi: Là phương pháp thường sử dụng để tạo thành màng bọc thực phẩm ăn từ protein Các loại thiết bị có sẵn cho đúc dung môi tạo màng gồm có đúc lô, màng bọc liên tục phòng thí nghiệm Vì cho hiệu cao, giảm chi phí tiêu tốn Các phương pháp sử dụng phổ biến cho hình thành màng bao bọc mẫu Hình 2.5: (a)đúc màng casein, hình (b) tạo màng cuộn ăn Hình (a)đúc màng casein, hình (b) tạo màng cuộn ăn liên tục phòng thí nghiệm, sau làm khô phương pháp sấy chúng điều kiện môi trường xung quanh với không khí nóng, tia hồng ngoại, vi sóng, kiểm soát độ ẩm tương đối Thiết bị tinh vi sản xuất màng protein lớn máy móc tiên tiến để có độ dày cố định Các thông số ảnh hưởngđến chất lượng màng bọc tốc độ dòng chảy, thời gian sấy 2.1.5.2 Phương pháp đùn: Là phương pháp thay cho phương pháp đúc dung môi, sử dụng nhiệt độ cao cắt để làm mềm tan chảy polymer Phun protein để tạo thành màng Ưu điểm phương pháp đùn phun nhanh đòi hỏi lượng hơn, thực tế Phương pháp đùn làm giảm thời gian lượng, giảm chi phí tăng cạnh tranh Thường đùn máy đùn trục vít Các kích thước máy đùn hoạt động cho phép đủ điều kiện nhiệt độ biến tính liên kết chéo protein Phương pháp ứng dụng cho nhiều loại protein khác Màng ép đùn từ protein đậu nành, chịu ảnh hưởng loai chất làm dẻo, số lượng chất làm dẻo liên kết chéo Tuy nhiên, màng bao bọc có màu nâu phản ứng Maillard xảy thời gian dài, nhiệt độ đùn cao (130*C) Trong nghiên cứu et al Obuz (2011), gluten lúa mì ép đùn với tỉ lệ khác LDPE xúc tacsmetalloene-ethylene-butene copolymer (MCEBC) 2.1.5.3 Phương pháp kéo sợi: Phương pháp kéo sợi tạo màng phương pháp phổ biến sử dụng ngành công nghệ dệt để tạo thành sợi Protein ép đùn thành làm đông sau cuộn vào lăn Quá trình kéo sợi ướt sử dụng làm màng bao bọc từ protein đậu nành Rampon et al.(1999) đưa giả thuyết dây chuyền sản xuất protein đậu nành định hướng tương tự loại sơi dệt sử dụng phương pháp kéo sợi 2.1.5.4 Phương pháp tạo màng ăn được: Màng bọc ăn hình thành cách sử dụng quy trình theo chế liên kết với dung môi Một dung dịch loãng protein, áp dung cho bề mặt sản phẩm thực phẩm hình thức lớp phủ sau bốc dung môi Phương pháp tiêu biểu để hình thành lớp phủ bao gồm quét, bay hơi,phun màng nhúng Quét phương pháp sử dụng hai ngành công nghiệp dược phẩm bánh kẹo, đòi hỏi phải đưa sản phẩm bọc vào tô xoay lớn chảo (Minifie 1989) Các phương pháp lớp phủ đúc phun vào luân phiên, yêu cầu trình tạo màng không khí môi trường xung quanh có nhiệt độ cao để làm khô màng Trong nghiên cứu et al (2002a,b), whey protein lớp phủ áp dụng cho kẹo sô-cô-la để cung cấp rõ ràng, bóng kết thúc để sản phẩm bánh kẹo, đánh gôm lắc sử dụng để kết thúc choco-lates bánh kẹo khác Màng phủ kiểu tầng sôi phương pháp sử dụng phổ biến công nghiệp dược phẩm để làm lớp áo bọc viên thuốc Lin krochta (2006) sơn phủ bang phương pháp phun sau sấy hình thành lớp màng phủ.Phương pháp phun màng phủ sử dụng nhiều để tạo thành lớp phủ thực phẩm, có khả sử dụng nhiều ứng dụng Phương pháp phun tạo màng thường sử dụng bề mặt cần tạo màng phải lớn Nhúng phương pháp tạo màng thích hợp cho việc tạo màng lương thực 2.1.6 Tạo màng gelatin – alginate: Pha dung dịch gelatin (Merck)1% alginat (Kanto, Nhật) 1%: cân khuấy gelatin (ở 500 C), alginat (ở nhiệt độ phòng) với nước cất hai lần Trộn khuấy dung dịch gelatin 1% alginat 1% để thu hỗn hợp gelatin – alginat (G:A) theo tỉ lệ (w/w) 8G:2A 30 phút Rót 10 g hỗn hợp vào đĩa petri nhựa (5cm x 1,2cm), để lạnh -700 C 40 Lắc chậm (100 vòng/phút) với màng GA 20ml hỗn hợp aceton:nước cất (tỉ lệ 9:1) có chứa 60mg EDC (Sigma)(0,3% EDC) 24 Sau lấy màng pdf làm khô lạnh (-700 C) 2.1.7 Một số màng khác: 2.1.7.1 Màng bán thấm làm từ đường đa phân tử: Màng bán thấm làm từ nhiều loại polysaccharides sử dụng để làm giảm nước trình bảo quản ngắn hạn Tuy nhiên thân chất polysaccharide chất ưa nước chúng có chức ngăn cản nước Thực chất giảm trình nước với màng bán thấm làm từ polysaccharide thực qua cách khác gọi nước thay thế, tức nước xảy màng polysaccharide không làm nước thân rau, Ngoài việc ngăn ngừa nước số màng bán thấm polysaccharide có tác dụng hạn chế khuyếch tán không khí oxy nhờ có tác dụng hỗ trợ bảo quản Các polysaccharide dùng để làm màng bán thấm cellulose, tinh bột, dẫn xuất tinh bột, pectin, gum 2.1.7.2 Màng bán thấm có nguồn gốc protein: Màng bán thấm ăn được làm từ nhiều nguồn protein khác Protein ưa nước nhạy cảm với hấp thụ nước độ ẩm tương đối nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất chúng Các nguồn protein dùng làm màng bán thấm ăn gồm có zein ngô, gluten lúa mì, protein đậu tương, protein sữa protein có nguồn gốc động vật collagen, keratin gelatin Bao bọc rau với màng túy protein không sử dụng hạn chế chúng chống lại việc thoát nước nhiên màng hỗn hợp màng kép protein vài vật liệu kị nước khác có khả tương hỗ lẫn làm tăng tính hữu ích chúng 2.1.7.3 Màng bán thấm làm từ chất béo: Màng bán thấm làm từ chất béo sử dụng từ 800 năm Màng bán thấm lipid dụng chúng có tính kị nước cao có tác dụng barie ngăn chặn nước Ngoài khả hạn chế nước màng lipid có làm giảm hô hấp nhờ kéo dài thời gian bảo quản cải thiện chất lượng cảm quan bên cho rau cách tạo lớp vỏ sangs bóng Màng lipid làm từ nhiều loại lipid khác bao gồm acetyl monoglycerides, wax chất bề mặt Màng bán thấm lipid chia thành nhiều nhóm nhỏ sau: 2.1.7.4 Màng làm từ sáp (wax) dầu: Màng sáp dầu bao gồm paraffin, sáp ong, sáp polyethylene dầu khoáng Paraffin làm từ dầu thô dùng để bao bọc rau dạng thô (chưa qua sơ chế) Hiện có paraffin tổng hợp làm từ xúc tác polymer hóa ethylene Cả loại paraffin tổng hợp tự nhiên tổ chức thuốc thực phẩm Hoa kỳ cho phép sử dụng chất phụ gia thực phẩm sau vượt qua vài tiêu định khả hấp thụ tia cực tím trọng lượng phân tử 2.1.7.5 Màng bán thấm làm từ axit béo monoglyceride: Axit béo monoglyceride sử dụng màng bàn thấm chất gây nhũ hóa Axit béo chiết suất từ dàu thực vật monoglyceride tạo thành việc trans-ester hóa glycol triglycerides Rượu mạch dài sử dụng có tính kị nước nhiệt độ nóng chảy cao 2.1.7.6 Dung dịch nhũ tương (Emulsion): Sử dụng dung dịch nhũ tương sáp để bao bọc ý tưởng Dung dịch màng có khả ngăn cản nước tốt nhiên lại không đem lại cho sản phẩm độ bóng bên Nhiều chất nhũ hóa sử dụng dung dịch màng sáp có nguồn gốc từ glycerol axit béo Chất nhũ tương thương mại hóa polyglycerols-polystearate Màng bao dạng nhũ tương chia thành loại nhũ tương lớn nhũ tương nhỏ Nhũ tương lớn loại có kích thước hạn x 103 – x 105 angstrom nhũ tương hạt nhỏ có kích thước 1000-2000 angstrom 2.1.7.7 Màng hỗn hợp màng kép: Một lớp màng ăn muốn có khả ngăn chặn nước cần phải tạo thành lớp màng lipid kép Sự hình thành màng lipid kép bề mặt không đồng đều, xốp khó lẽ lipid thấm vào qua bề mặt thực phẩm Để giải vấn đề người ta nghiên cứu xây dựng nên phương pháp “hai bước” theo lớp màng tạo trước bao bọc bề mặt thực phẩm sau lớp màng lipid tạo lên Lớp có tác dụng giữ cho lớp màng lipid ổn định bề mặt thực phẩm Lớp màng thường sử dụng protein phải có độ keo định để tồn bề mặt thực phẩm KẾT LUẬN Dù phương pháp tạo màng có ưu nhược điểm riêng, song phương pháp đánh dấu bước phát triển người suốt trình nghiên cứu công tác bảo quản, trình sản xuất cần đến loại màng Tuy gặp nhiều khó khăn công việc áp dụng phương pháp sản xuất hiệu màng đem lại lớn, góp phần nâng cao suất, chất lượng làm giảm thiểu nhiều tác hại từ bên Ngoài ra, màng có khả góp phần cải thiện giá trị cảm quan giá trị dinh dưỡng… Thông qua này, giúp em hiểu lại cần phải tạo màng sinh học Vì ứng dụng nhiều lĩnh vực thực phẩm, sinh học… Ngày nay, nhà nghiên cứu không ngừng nổ lực để đề phương pháp tạo màng khác đồng thời bước hoàn thiện, nhằm tạo màng có hiệu giải phần vấn đề nan giải mà nhà sản xuất người tiêu dùng đặt để có sản phẩm tốt hơn, chất lượng hơn… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đăng Hưng, STINFO Số 3/2013 [2] Luanvan.co/…ung-dung-chitosan-trong-… [3] http://trantuananhlikemysite.weebly.com/ 17 bao_quan_rau_qua_bang_phuong_phap_mang.doc [4] Đề tài Màng thực phẩm ứng dụng màng - Tài liệu, ebook, giáo trình.pdf [5] http://www.vnulib.edu.vn:8000/dspace/bitstream/123456789/1858/1/sedev060605 [6] http://cynosura.org/index.php/khoahoc-congnghe-80/122-edible-coatings [...]... không làm rách màng Nếu ứng suất này lớn hơn độ bền của cấu trúc màng lúc đó thì màng bị rách Có thể khắc phục các hiện tượng trên bằng cách tăng nhiệt độ tạo màng lên một ít để tăng chuyển động nhiệt của các hạt tinh bột do đó sẽ phá vỡ cấu trúc mới tạo ra Hoặc bằng cách tăng sự tạo cấu trúc để màng vừa tạo thành bền và đàn hồi để không bị đứt khi co ngót (thường thêm chất hoá dẻo) 2.1.4 .Màng phủ composit:... phương pháp tạo màng composit còn là một phương pháp khá mới mẻ ở nước ta, sau nghiên cứu ta có rất nhiều các loại màng sinh học khác nhau CP01, CP02, CP03 và đã được sử dụng rộng rãi trong thực tế trên các sản phẩm cam hàm Yên, cam canh, dâu tây, dưa chuột, cà rốt…… Màng vi lọc: kích thước lỗ lọc 0.45µm, 0.22µm, Φ47mm, Φ142mm - Màng lọc compozit: Φ142mm, Φ293mm và màng tấm rộng Hình 2.4: Một số sản phẩm... thoát hơi nước Do màng phủ tạo ra màng vi khí quyển điều chỉnh xung quanh quả do đó làm thay đổi sự trao đổi khí với môi trường xung quanh Chế phẩm tạo màng composit có thể được pha chế từ nhiều nguyên liệu khác nhau gồm nhựa cây sáp thực vật, sáp động vật, polysaccharit, protein và một số polyme tổng hợp Thực tế đa số các chế phẩm đều là vật liệu composit gồm hai thành phần tạo màng trở lên có thể... pháp tạo màng ăn được: Màng bọc ăn được hình thành bằng cách sử dụng cùng một quy trình và theo cùng một ơ chế liên kết với dung môi Một dung dịch loãng là protein, áp dung cho các bề mặt của sản phẩm thực phẩm và hình thức lớp phủ sau khi bốc hơi của dung môi Phương pháp tiêu biểu để hình thành một lớp phủ bao gồm quét, bay hơi,phun màng và nhúng Quét là một phương pháp được sử dụng cả hai ngành công. .. khác Màng phủ kiểu tầng sôi là một phương pháp được sử dụng phổ biến trong công nghiệp dược phẩm để làm lớp áo bọc viên thuốc Lin và krochta (2006) sơn phủ bang phương pháp phun thì sau khi sấy dần dần hình thành lớp màng phủ.Phương pháp phun màng phủ được sử dụng nhiều để tạo thành lớp phủ thực phẩm, có khả năng sử dụng nhiều ứng dụng Phương pháp phun tạo màng thường được sử dụng khi bề mặt cần tạo màng. .. 1000-2000 angstrom 2.1.7.7 Màng hỗn hợp và màng kép: Một lớp màng ăn được muốn có khả năng ngăn chặn mất nước thì cần phải tạo thành một lớp màng lipid kép Sự hình thành màng lipid kép trên bề mặt không đồng đều, xốp là rất khó bởi lẽ lipid có thể thấm vào qua bề mặt thực phẩm Để giải quyết vấn đề trên người ta đã nghiên cứu và xây dựng nên phương pháp “hai bước” theo đó lớp màng nền được tạo ra trước và bao... phẩm của màng lọc 2.1.5 Màng Protein: 2.1.5.1 Đúc dung môi: Là phương pháp thường được sử dụng để tạo thành màng bọc thực phẩm ăn được từ protein Các loại thiết bị có sẵn cho đúc dung môi tạo màng gồm có đúc tấm lô, màng bọc liên tục trong phòng thí nghiệm Vì cho hiệu quả cao, giảm chi phí tiêu tốn Các phương pháp được sử dụng phổ biến cho hình thành màng bao bọc mẫu Hình 2.5: (a)đúc tấm và màng casein,... lượng phân tử bé hơn Vì vậy màng tinh bột thực phẩm người ta hay dùng glixerin làm chất hoá dẻo Cũng có thể thu được màng tinh bột từ dung dịch tinh bột hoà tan trong kiềm sau đó tái sinh lại Sơ đồ tạo màng: Tinh bột Nước Khuấy Rót dịch Hồ hoá Màng Hình 2.3: Sơ đồ tạo màng tinh bột Màng tinh bột trong suốt và đàn tính cao cũng có thể thu được bằng phương pháp nhúng Chuẩn bị dung dịch tinh bột cũng... 2.1.4 .Màng phủ composit: Kỹ thuật tạo màng phủ là phương pháp tạo ra một dịch lỏng dạng composit,colloid hoặc nhũ tương rồi phủ lên bên bề mặtquả từng quả riêng rẻ bằng cách phun nhúng hoặc xoa Khi dịch lỏng khô sẽ tao ra một lớp màng mỏng gần như trong suốt trên bề mặt quả, nhờ tính bán thấm điều chỉnh sự trao đổi khí và hơi nước của màng mà quả được giữ lâu hơn Sử dụng màng phủ trên bề mặt sẽ hạn chế... lớp màng lipid được tạo lên trên đó Lớp nền có tác dụng giữ cho lớp màng lipid ổn định trên bề mặt thực phẩm Lớp màng nền thường sử dụng là protein và phải có độ keo nhất định để có thể tồn tại trên bề mặt thực phẩm KẾT LUẬN Dù mỗi phương pháp tạo màng đều có ưu nhược điểm riêng, song mỗi phương pháp đều đánh dấu một bước phát triển mới của con người trong suốt quá trình nghiên cứu của mình trong công ... tốt nhanh liền sẹo Màng sinh học lọc nước Màng sinh học trị bỏng Màng sinh học thực phẩm Hình 1.2: Ứng dụng màng sinh học +Điều trị bệnh nhiễm trùng Nghiên cứu màng sinh học phần giải thích... trọng màng sinh học Từ đến nay, số lượng nghiên cứu màng sinh học tăng vọt Sau nhiều năm tìm hiểu, nhà khoa học tin rằng, màng sinh học thành phần tự nhiên hệ sinh thái Trái Đất hình thành màng sinh. .. phổi, nhiễm trùng đường tiểu, nhiễm trùng máu… Chương 2: CÔNG NGHỆ TẠO MỘT SỐ MÀNG SINH HỌC 2.1 Các phương pháp tạo số màng sinh học: 2.1.1 Màng Chitosan: + Bước 1: Chitosan nghiền nhỏ máy để tăng