Nghiên cứu tính chất lưu biến của gelatin từ da cá tra (pangasius hypophthalmus)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN THANH NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA GELATIN TỪ DA CÁ TRA (PANGASIUS HYPOPHTHALMUS) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Ngành: Công nghệ Thực phẩm) Khánh Hòa - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN THANH NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA GELATIN TỪ DA CÁ TRA (PANGASIUS HYPOPHTHALMUS) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Ngành: Công nghệ Thực phẩm) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Trọng Bách Khánh Hòa – 2017 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: NGUYỄN THANH NGỌC ÁNH Lớp: 55TP3 MSSV: 55133660 Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Đề tài: “Nghiên cứu tính chất lưu biến gelatin từ da cá tra (Pangasius hypophthalmus)” Số trang: 65 Số chương: 03 Tài liệu tham khảo: 17 Hiện vật: báo cáo đĩa CD NHẬN XÉT Kết luận: Khánh Hòa, Ngày…… tháng… năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CAM ĐOAN Xin cam đoan đồ án tốt nghiệp hoàn thành trình tìm hiểu nghiên cứu tài liệu tham khảo ý kiến giáo viên thực phòng thí nghiệm Số liệu báo cáo hoàn toàn trung thực, xử lý theo phương pháp khoa học đảm bảo độ tin cậy Khánh Hòa, ngày 28 tháng 06 năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Thanh Ngọc Ánh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp, nỗ lực thân có giúp đỡ tận tình người trước, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến người giúp đỡ suốt thời gian qua, thời gian tháng thực tập phòng thí nghiệm Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy cô Trường, thầy cô khoa Công nghệ thực phẩm trực tiếp giảng dạy, tận tình dạy, giúp đỡ truyền đạt kiến thức suốt thời gian em theo học Trường Đồng thời em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Trọng Bách bên em, trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình suốt trình thực đề tài hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới cán Phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, Phòng thí nghiệm hóa sinh, Phòng công nghệ sinh học môi trường tạo điều kiện tốt cho em trình nghiên cứu Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba, mẹ kính mến người bạn luôn bên em, hết lòng động viên, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập hoàn thành đồ án tốt nghiệp Khánh Hòa, tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Ngọc Ánh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan gelatin 1.1.1 Giới thiệu chung gelatin[2] 1.1.2 Thành phần hóa học gelatin 1.1.3 Cấu trúc phân tử gelatin 1.1.4 Sự phân bố khối lượng phân tử gelatin[2] 1.1.4 Tính chất hóa lý gelatin[2] .5 1.1.5 Phân loại gelatin[2] 1.1.6 Ứng dụng gelatin[2] 1.1.6.1 Trong thực phẩm 1.1.6.2 Ứng dụng khác 1.2 Tổng quan lưu biến học thực phẩm 12 1.2.1 Vai trò lưu biến công nghệ thực phẩm 13 1.2.2 Phân loại tính chất lưu biến[5] 13 1.2.3 Ứng suất[5] 13 1.2.4 Biến dạng .14 1.2.5 Vận tốc biến dạng phương trình lưu biến (𝛄) 15 1.2.6 Các dạng lưu biến thường gặp .16 1.2.7 Các phép đo lưu biến thực phẩm[1] 19 1.3 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 20 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tượng nghiên cứu 23 iv 2.1.1 Nguyên liệu 23 2.1.2 Nguyên liệu phụ 24 2.2 Nội dung nghiên cứu sơ đồ bố trí thí nghiệm 24 2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ nhiệt độ đến hình thành trạng thái gelatin 24 2.2.1.1 Xác định trạng thái lỏng-gel gelatin nồng độ nhiệt độ khác .24 2.2.1.2.Xác định độ nhớt gelatin nồng độ nhiệt độ khác .25 2.2.1.3.Xác định lực cắt lực đâm xuyên gel gelatin các nồng độ khác .25 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng muối NaCl, CaCl2 26 2.2.2.1 Ảnh hưởng NaCl đến trạng thái độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ cao 27 2.2.2.2 Ảnh hưởng NaCl đến độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ thấp .28 2.2.2.3 Ảnh hưởng NaCl đến lực cắt /lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ cao .29 2.2.2.4 Ảnh hưởng CaCl2 đến trạng thái tạo gel độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ cao 30 2.2.2.5 Ảnh hưởng CaCl2 đến độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ thấp 31 2.2.2.6 Ảnh hưởng CaCl2 đến lực cắt/lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ cao .31 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng đường sucrose 32 2.2.3.1 Ảnh hưởng đường sucrose đến trạng thái độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ cao .33 2.2.3.2 Ảnh hưởng đường sucrose đến độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ thấp 34 2.2.3.3 Ảnh hưởng đường sucrose đến lực cắt lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ cao 34 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng CMC 35 2.2.3.1 Ảnh hưởng CMC đến độ nhớt dung dịch gelatin nồng độ thấp .36 v 2.2.3.2 Ảnh hưởng CMC đến độ nhớt dung dịch gelatin thay đổi nồng độ gelatin 37 2.3 Phương pháp nghiên cứu xử lí số liệu 38 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu .38 2.3.1.1 Phương pháp quan sát .38 2.3.1.2 Phương pháp đo lưu biến 38 2.3.1.3 Phương pháp xác định hàm ẩm 39 2.3.2 Xử lý số liệu 39 2.4 Máy thiết bị sử dụng 40 2.5 Nơi thực 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Kết ảnh hưởng nồng độ gelatin tới tính chất lưu biến .41 3.1.1 Kết ảnh hưởng nồng độ tới nhiệt độ tạo gel độ nhớt .41 3.1.2 Kết ảnh hưởng nồng độ tới lực cắt lực đâm xuyên gel gelatin .42 3.2 Kết ảnh hưởng nhiệt độ tới tính chất lưu biến gelatin .44 3.2.1.Kết khảo sát tính chất thuận nghịch nhiệt gelatin .44 3.2.2.Kết ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhớt gelatin .46 3.3.Kết ảnh hưởng muối đến tính chất lưu biến gelatin .47 3.3.1.Kết ảnh hưởng muối đến nhiệt độ tạo gel độ nhớt .47 3.3.2.Kết ảnh hưởng muối lên lực đâm xuyên lực cắt gel gelatin .50 3.4.Kết ảnh hưởng đường sucrose đến tính lưu biến gelatin .53 vi 3.4.1.Kết ảnh hưởng sucrose đến trạng thái lỏng-gel độ nhớt .53 3.4.2.Kết ảnh hưởng sucrose tới lực cắt lực đâm xuyên gel gelatin .56 3.5.Kết ảnh hưởng CMC tới tính chất lưu biến gelatin .58 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Phụ lục 65 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.2: Các phân đoạn phân tử gelatin Bảng 1.3: Bảng so sánh gelatin từ da cá với gelatin từ động vật Bảng 1.4: Chức gelatin sản phẩm thực phẩm Bảng 2.1: Thành phần axit amin có bột gelatin từ da cá tra dùng làm thí nghiệm .23 53 Cả CaCl2 NaCl dùng chung cách giải thích cho giảm độ cứng độ nhớt, nhiệt độ tạo gel tăng nồng độ muối lên Ở nồng độ CaCl2 lớn lực đâm xuyên giảm có xu hướng ổn định nồng độ CaCl2 thấp Theo nghiên cứu Sarbon cộng (2014), việc bổ sung CaCl2 0,1; 0,2 0,4 M làm giảm đáng kể độ mạnh gel, loại gelatin khác nhau, tùy thuộc vào chủng loại Có khác biệt đáng kể gelatin động vật có vú gelatin từ da cá nồng độ CaCl2 Ở 0,4 M CaCl2, tất gelatin cho thấy giá trị độ mạnh gel thấp nhất, giảm xuống khoảng 33,8%; 14,2% 27,4% gelatin từ bò, cá trác cá nạng [13] Như thêm muối NaCl CaCl2 vào gelatin lực đâm xuyên lực cắt gel gelatin giảm, nồng độ muối cao (từ 20mM trở lên) độ mạnh gel giảm nhiều kéo theo lực cắt lực đâm xuyên giảm 3.4 Kết ảnh hưởng đường sucrose đến tính lưu biến gelatin 3.4.1 Kết ảnh hưởng sucrose đến trạng thái lỏng-gel độ nhớt Đường nguyên liệu thiếu công nghiệp chế biến thực phẩm, giúp tăng mùi vị, cải thiện màu sắc giúp ăn thêm hấp dẫn hơn, đặc biệt vị đường yếu tố thiếu công nghệ chế biến loại bánh kẹo nước giải khát Hàm lượng đường có nguyên liệu ảnh hưởng tới trạng thái lỏnggel, độ nhớt, độ cứng có mặt gelatin thành phần Vì thế, tiến hành khảo sát ảnh hưởng đường, cụ thể đường sucrose với vấn đề nhiệt độ tạo gel, độ nhớt, độ cứng nồng độ đường sucrose khác Để khảo sát nhiệt độ tạo gel gelatin thay đổi cho thêm sucrose vào dung dịch, cố định nồng độ gelatin 10%, nồng độ đường khảo sát từ 1-30%, gelatin hòa tan nhiệt độ 60oC, sau tiến hành đo độ nhớt thiết bị mục Kết quan sát trạng thái gelatin nhiệt độ khác trình bày hình 3.16 54 23,5 22,5 Nhiệt độ (oC) Nhiệt độ (oC) 23 22 21,5 21 20,5 20 10 20 Nồng độ sucrose(%) Lỏng Gel 30 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 10 20 30 Nồng độ sucrose(%) Lỏng Gel Hình 3.15: Trạng thái gelatin thay đổi nhiệt độ theo nồng độ sucrose Theo kết quan sát trạng thái hình 3.16 thấy tăng nồng độ sucrose nhiệt độ tạo gel tăng lên Cụ thể, 1% sucrose, nhiệt độ tạo gel 22oC, tăng nhẹ so với mẫu gelatin nguyên chất Với mẫu từ 20% 30% sucrose, nhiệt độ tạo gel 23oC Điều giải thích vùng liên kết gel gelatin vùng có cấu trúc bậc ba collagen việc thêm đường vào làm tăng tỷ lệ protein chuyển hình thành cấu trúc bậc ba Các vùng liên kết trở nên nhỏ với có mặt đường số lượng vùng liên kết tăng lên, dẫn đến mạng lưới gel rộng chặc chẽ hơn[14] Quan sát thấy việc tăng độ chặt chẽ tăng tốc độ tạo gel dẫn đến làm tăng ổn định cấu trúc gelatin bậc ba khiến cho việc tạo gel dễ dàng Độ nhớt gelatin có mặt đường sucrose có nhiều thay đổi Khảo sát chuẩn bị với nồng độ gelatin 0,5% với nồng độ đường sucrose chạy từ 130%, nhiệt độ khảo sát từ 50oC xuống 5oC Kết khảo sát trình bày hình 3.17 Đồng thời, khảo sát thêm điều kiện với nồng độ gelatin 10% nhiệt độ 30oC Kết khảo sát trình bày hình 3.18 Sở dĩ tiến hành hai nồng độ gelatin khác vậy, để tìm hiểu thay đổi độ nhớt có mặt sucrose khu vực gelatin có nồng độ cao nồng độ thấp nhằm phục vụ cho nhu cầu tìm hiểu vùng ứng dụng gelatin với mục đích khác 55 §é nhít (Pa.s) 0.1 5°C 10°C 20°C 30°C 40°C 0.01 10 15 20 25 30 Nång ®é ®­êng sucrose (%) Hình 3.16: Độ nhớt 0,5% gelatin có đường sucrose nhiệt độ Kết khảo sát cho thấy đường sucrose làm thay đổi dung dịch gelatin theo hướng làm tăng giá trị độ nhớt Đặc biệt nhiệt độ thấp, thay đổi độ nhớt có bước nhảy khác biệt với nồng độ sucrose lớn (từ 10% trở lên) (hình 3.17) Ở 5oC, nồng độ đường 30%, độ nhớt lớn gấp 2,5 lần so với mẫu nồng độ đường 10% Với nhiệt độ 20oC, số xấp xỉ khoảng 1,2 lần Điều cho thấy mức ảnh hưởng sucrose lớn nhiệt độ giảm nồng độ sucrose đủ lớn §é nhít (Pa.s) @30°C 0.1 0.01 10 15 20 25 30 Nång ®é sucrose (%) Hình 3.17: Độ nhớt 10% gelatin có đường sucrose 30oC 56 Tương tự khảo sát nồng độ gelatin cao (10%), nhận thấy rằng, 30oC, từ nồng độ sucrose 15% trở lên, có tăng đáng kể độ nhớt dung dịch gelatin (hình 3.18) Điều cho việc bổ sung nồng độ đường tới mức đủ để phân tử đường làm thúc đẩy trình làm gelatin trở trạng thái bậc ba, liên kết mạng gel rộng mạnh Như vậy, thí nghiệm cho thấy có gia tăng độ nhớt thêm sucrose vào dung dịch gelatin, độ nhớt có xu hướng tăng lên đáng kể nhiệt độ thấp nồng độ sucrose từ 10% trở lên 3.4.2 Kết ảnh hưởng sucrose tới lực cắt lực đâm xuyên gel gelatin Để tìm hiểu ảnh hưởng sucrose tới độ cứng gelatin, tiến hành với gelatin cố định 10%, nồng độ đường sucrose thay đổi từ 1-30% Hỗn hợp hòa tan 60oC, sau đem rót khuôn (kích thước đường kính 2cm, chiều dày mẫu 1,5cm), làm nguội mẫu giữ 5oC khoảng thời gian 15 Mỗi điều kiện lặp lại lần lấy giá trị trung bình Kết thể hình 3.19 3.20 4,5 Lực cắt (N) 3,5 2,5 1,5 0,5 0 10 20 Nồng độ sucose (%) 30 Hình 3.18: Lực cắt gelatin có sucrose nhiệt độ 5oC Lực cắt gel gelatin thể hình 3.19 cho thấy gia tăng đáng kể lực cắt nồng độ sucrose tăng có xu hướng tăng nồng độ cao 15%, 15%, lực cắt tăng nhẹ có số điểm không ổn định, điều sai lệch trình tiến hành thí nghiệm đo lực cắt gel gelatin Dựa vào kết khảo sát cho thấy sucrose có khả cải thiện khả tạo gel gelatin, giúp gelatin chắn Điều phù hợp với nghiên cứu 57 trước rằng, sucrose có khả tạo độ ổn định cho gelatin, giúp gelatin đông nhanh hơn, cứng Theo Choi cộng (2004), độ mạnh gel gelatin có bổ sung sucrose lớn so với gelatin nguyên chất, điều giải thích việc bổ sung sucrose làm chậm thời gian trình gel hóa cạnh tranh trình hydrat hóa nước gelatin sucrose Các chất không mang điện đường glycerol làm tăng cường độ tạo gel gelatin sucrose có khả ổn định liên kết hydro (Koli cộng sự, 2011) [7,15,16] Sucrose yếu tố ảnh hưởng lớn tới tính chất cảm quan tính chất lưu biến gelatin, thêm sucrose vào dung dịch gelatin 10% cải thiện đáng kể độ cứng dai cho khối gel, giúp cho khối gel đông nhanh hơn, độ cứng tăng lên Kết biểu diễn hình 3.20 thể ảnh hưởng 25 Lực đâm xuyên (N) 20 15 10 0 10 20 Nồng độ sucrose (%) 30 Hình 3.19: Lực đâm xuyên gelatin có sucrose nhiệt độ 5oC Đường có tác dụng mạnh mẽ lên sức đông độ cứng gel gelatin, nồng độ đường tỷ lệ thuận với lực cắt lực đâm xuyên gel Kết hoàn toàn giống với nghiên cứu tác giả khác việc thêm đường vào làm tăng độ cứng gel gelatin từ da cá rô phi[14,15] Sự ổn định gel gelatin thêm đường polyol giải thích hydrat hóa phân tử gelatin [14] Trong chế hydrate hóa, phân tử đường loại khỏi khu vực trung gian phân tử gelatin, điều cho thấy việc bổ sung đường làm tăng số lượng xoắn kép không ảnh hưởng đến cấu trúc xoắn ba phân tử gelatin Như kết luận rằng, sucrose yếu tố làm tăng lực cắt lực đâm xuyên bổ sung vào gelatin, nồng độ sucrose đủ lớn, từ 15% trở lên, giúp cho hệ gel định, lực cắt lực đâm xuyên tăng có nghĩa sucrose giúp khối gel cứng hơn, dễ dàng tách khuôn 58 Các khảo sát giúp cho người sử dụng hay nhà sản xuất lựa chọn nồng độ muối đường thích hợp để hoàn thiện qui trình sản xuất Việc phối trộn gia vị làm cho mùi vị sản phẩm thay đổi làm cho tính chất, trạng thái sản phẩm thay đổi Từ kết thí nghiệm trên, nhà sản xuất tinh chỉnh công nghệ để đưa qui trình sản xuất tốt nhất, tiết kiệm lượng gây biến đổi thành phần dinh dưỡng cảm quan sản phẩm Từ đây, việc thiết kế đường ống hay sử dụng thiết bị bơm dịch lỏng nhà máy tính toán cách cụ thể xác 3.5 Kết ảnh hưởng CMC tới tính chất lưu biến gelatin CMC (carboxymethyl cellulose) biết đến chất làm dày, ổn định hệ nhũ tương, kiểm soát độ nhớt Vì tiến hành thí nghiệm để biết độ nhớt gelatin thay đổi có mặt CMC Khảo sát thực với gelatin có nồng độ cố định 0,5%, với nồng độ CMC thay đổi từ 0,1-1% với bước nhảy 0,1 Hỗn hợp hòa tan nước 60oC, điều kiện lặp lại thí nghiệm lần lấy giá trị trung bình Kết đo trình bày hình 3.21 1.2 §é nhít (Pa.s) 1.0 0.8 0.6 0C 10 C 20 0C 30 C 40 0C 50 C 0.4 0.2 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Nång ®é CMC (%) Hình 3.20: Độ nhớt 0,5% gelatin có CMC nhiệt độ Độ nhớt dung dịch gelatin tăng lên đáng kể có mặt CMC tỉ lệ thuận với nồng độ CMC thêm vào Cụ thể, có gelatin nguyên chất, độ nhớt gelatin 0,0042 Pa.s thêm 0,1% CMC vào dung dịch, độ nhớt tăng lên thành 0,0109 Pa.s; 0,5% CMC 0,102 Pa.s; 1% CMC 0,538 Pa.s (với nhiệt độ 40oC ) Ở 10oC, gelatin nguyên chất có độ nhớt 0,0065 Pa.s; với 0,1% CMC độ nhớt tăng 0,018 Pa.s; 0,5% CMC 0,213 Pa.s; 1% CMC 0,951 Pa.s Sự thay đổi lớn bổ 59 sung lượng nhỏ CMC vào dung dịch, điều giải thích tương tác CMC với protein - chất keo bảo vệ, gelatin protein nhạy nhiệt, CMC bổ sung vào tạo phức hợp hòa tan có khả chịu nhiệt tốt giữ nước tốt [4] Sự tương tác protein hòa tan nước với CMC phần lớn dựa chế ion, ra, liên kết hydro, tác động hiệu ứng steric (chiếm chỗ hình học polyme) lực Van der Waals tác động tới hệ CMC bảo vệ protein có tính axit ảnh hưởng nhiệt [17] Protein polyme axit amin Các axit amin có hai nhóm chức đặc trưng nhóm amino (NH2-) nhóm carboxyl (COOH) Trong trạng thái dung dịch, axit amin có dạng ion - phụ thuộc vào độ pH, chúng có điện tích dương, không mang điện điện tích âm (cation / anion lưỡng tính) Đối với hỗn hợp có giá trị pH 5,5; nhóm amino protein proton hóa Lực tĩnh điện giữ cho protein trạng thái hòa tan giữ ổn định hệ nội nhóm carboxyl tích điện âm CMC nhóm amin tích điện dương[5] Chúng có khảo sát thêm ảnh hưởng CMC để có nhìn tổng quan mối quan hệ gelatin CMC Thí nghiệm tiến hành với việc cố định nồng độ CMC 0,5% thay đổi nồng độ gelatin từ 0-1% với bước nhảy 0,1 Kết thể hình 3.22 0.5 §é nhít (Pa.s) 0.4 0.3 C 10 0C 20 C 30 0C 40 C 50 0C 0.2 0.1 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Nång ®é gelatin (%) Hình 3.21: Độ nhớt gelatin có 0,5% CMC Kết khảo sát cho thấy có mặt 0,5% CMC độ nhớt gelatin tăng lên theo nồng độ giảm xuống nhiệt độ tăng Ở nhiệt độ, ta thấy 60 đường biểu diễn có xu hướng lên, đồng qua bước nhảy, nhiên hình 3.21, lại nhận thấy có tăng vọt độ nhớt nồng độ CMC tăng lên 0,7%, điều cho thấy ảnh hưởng CMC gelatin khác nhau, ảnh hưởng gelatin đến độ nhớt dường thay đổi tuyến tính, CMC lại ảnh hưởng đến độ nhớt phi tuyến tính Khi tăng nồng độ CMC, liên kết ion tạo thành nhiều, lực tĩnh điện giữ cho tương tác protein hòa tan nước với CMC mạnh mẽ hơn, làm cho khả chịu nhiệt giữ nước dung dịch tăng lên, từ giúp tăng độ nhớt nhiều [17] 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Từ kết nghiên cứu, đưa số kết luận số kiến nghị sau: Kết luận Gelatin có tính chất thuận nghịch nhiệt, tính chất giúp gelatin sử dụng nhiều lĩnh vực cộng nghệ chế biến thực phẩm Khi nhiệt độ giảm, mạch polypeptide rời rạc đông tụ lại tạo thành cuộn xoắn để tạo gel, ngược lại tăng nhiệt độ, cầu nối liên kết protein –protein bị phá vỡ, gel trở trạng thái lỏng Tính chất lưu biến gelatin chịu ảnh hưởng nồng độ, nhiệt độ, muối, polyme khác,… Ảnh hưởng muối NaCl CaCl2 tới tính chất lưu biến gelatin liên quan trực tiếp tới cường độ ion (Cl-), nguyên nhân khiến cho hình thành liên kết cầu tĩnh điện tạo thành dạng xoắn kép polypeptide khó khăn dẫn tới độ nhớt giảm nhẹ, độ cứng nồng độ muối tăng lên nhiệt độ tạo gel giảm theo Tính chất lưu biến gelatin thể qua độ nhớt, lực cắt lực đâm xuyên cải thiện có mặt đường sucrose, đặc biệt nồng độ sucrose cao (từ 15% trở lên) nhiệt độ thấp (từ 10oC trở xuống) có tăng đáng kể độ nhớt, lực cắt-lực đâm xuyên gelatin Điều khả ổn định liên kết hydro mạng lưới gelatin sucrose, ra, có mặt sucrose, vùng liên kết trở nên nhỏ hơn, số lượng vùng liên kết nhiều lên dẫn tới mạng lưới gel rộng chặt hơn, thúc đẩy cho protein tự trở vùng liên kết bậc ba giúp tạo gel tốt CMC nguyên liệu để cải thiện độ nhớt dung dịch chất lỏng Ngoài chúng có tác dụng cầu nối polyme điện tích hệ nhiều thành phần cầu nối thông qua cation hóa trị II dùng thực phẩm ion canxi Độ nhớt tăng bổ sung lượng nhỏ CMC độ nhớt tăng không tuyến tính với việc tăng nồng độ CMC Tuy nhiên cố định nồng độ CMC, độ nhớt tăng phụ thuộc vào nồng độ gelatin tăng đồng nhiệt độ Đề xuất ý kiến Do thời gian thực hạn chế nên đề tài em tìm hiểu tính chất gelatin qua việc đo độ nhớt đo độ cứng gel gelatin ảnh hưởng nhiệt độ, muối đường CMC Chính để nghiên cứu hoàn thiện ta cần tiến hành làm thí nghiệm sau: 62 - Nghiên cứu kết hợp lúc nhiều yếu tố ảnh hưởng (đường + muối, NaCl + CaCl2, ) đến tính chất lưu biến gelatin - Nghiên cứu cấu trúc hình học gelatin thêm muối, đường để từ có kết nghiên cứu chuyên sâu mạng lưới gel gelatin ảnh hưởng muối hay đường 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Trọng Bách (2017), Bài giảng vật lý thực phẩm, Trường đại học Nha Trang, (Chương 4), 2–94 [2] Nguyễn Quốc Duy, Nguyễn Hữu Hiếu, Nguyễn Phạm Trúc Nguyên, Lê Hồng Vân (2010), Báo cáo CNCB thịt- thủy sản: Gelatin từ da cá, Trường đại học bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, 1-36 [3] Trần Lưỡng Đại (2008), Nghiên cứu tính chất gelatin từ da cá tra, Trường đại học bách khoa thành phố Hô Chí Minh, 2-43 [4] Lê Quang Hồng (1997), Báo cáo kết nghiên cứu điều chế CMC, Đại học khoa học tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, 9-14 [5] Đặng Minh Nhật (2011), Lưu biến học thực phẩm, NXB khoa học kĩ thuật Tiếng Anh [6] J Eysturskar (2010), Mechanical Properties of Gelatin Gels; Effect of Molecular Weight and Molecular Weight Distribution, Norwegian University of Science and Technology, pp 7–16 [7] K Gekko, X Li, and S Makino (1992), Effects of Polyols and Sugars on the SolGel Transition of Gelatin, Biosci Biotechnol Biochem., vol 56, no 8, pp 1279– 1284 [8] J Hagman, N Lorén, and A M Hermansson (2010), Effect of gelatin gelation kinetics on probe diffusion determined by FRAP and rheology, Biomacromolecules, vol 11, no 12, pp 3359–3366 [9] I J Haug, K I Draget, and O Smidsrød (2004), Physical and rheological properties of fish gelatin compared to mammalian gelatin, Food Hydrocolloids, vol 18, no 2, pp 203–213 [10] A A Karim and R Bhat (2009), Fish gelatin: properties, challenges, and prospects as an alternative to mammalian gelatins, Food Hydrocolloids, vol 23, no 3, pp 563–576 [11] Y Maki, S Watabe, T Dobashi, and K Matsuo (2014), Effect of sugars on aging of gelatin gels by vacuum-ultraviolet circular dichroism and rheological measurements, J Biorheol., vol 28, no 1, pp 38–44 [12] A.I.Sarabia and M.C.Gomez-Guillen (2000), The effect of added salts on the viscoelastic properties of fish skin gelatin, Food Chem., vol.70, pp.71–76 [13] N M Sarbon, C S Cheow, Z W Kyaw, and N K Howell (2014), Effects of different types and concentration of salts on the rheological and thermal properties of sin croaker and shortfin scad skin gelatin, Int Food Res J., vol 21, no 1, pp 317–324 [14] S Shimizu and N Matubayasi (2014), Gelation: The role of sugars and polyols 64 on gelatin and agarose, J Phys Chem B, vol 118, no 46, pp 13210–13216 [15] L C Sow and H Yang (2015), Effects of salt and sugar addition on the physicochemical properties and nanostructure of fish gelatin, Food Hydrocoll., vol 45, pp 72–82 [16] P Veiga-Santos, L M Oliveira, M P Cereda, and A R P Scamparini (2007), Sucrose and inverted sugar as plasticizer Effect on cassava starch-gelatin film mechanical properties, hydrophilicity and water activity, Food Chem., vol 103, no 2, pp 255–262, [17] D Wolff and Cellulosics, “properties of CMC,” p 36 65 Phụ lục Bảng PL01: Số liệu lực cắt gel gelatin nồng độ khác 5oC Mẫu 1.1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.40 Nồng độ gelatin, Lực cắt 1, Lực cắt 2, Lực cắt 3, Trung bình, Độ lệch chuẩn (%) (N) (N) (N) (N) 0,10 0,12 0,10 0,1067 0,0115 0,11 0,12 0,15 0,1267 0,0208 0,12 0,15 0,17 0,1467 0,0252 0,14 0,18 0,17 0,1633 0,0208 0,34 0,56 0,76 0,5533 0,2101 0,84 0,74 0,69 0,7567 0,0764 10 1,48 1,68 2,20 1,7867 0,3717 15 2,20 2,03 2,40 2,2100 0,1852 20 20,00 19,00 16,00 18,3333 2,0817 25 55,00 48,00 52,00 51,6667 3,5119 30 78,00 84,00 72,00 78,0000 6,0000 40 108,00 98,00 100,00 102,0000 5,2915 Bảng PL02: Số liệu lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ khác 5oC Mẫu 1.1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.40 Nồng độ gelatin,(%) 10 15 20 25 30 40 Lực đâm xuyên 1,(N) 0,00 0,00 0,12 0,18 3,23 7,79 10,91 20,04 25,36 127,00 327,00 330,00 Lực đâm xuyên 2,(N) 0,00 0,00 0,15 0,19 3,31 7,66 10,94 21,08 25,47 132,00 323,00 327,00 Lực đâm Trung bình, Độ lệch chuẩn xuyên 3,(N) (N) 0,00 0,0000 0,0000 0,00 0,0000 0,0000 0,18 0,1500 0,0300 0,22 0,1967 0,0208 3,37 3,3033 0,0702 7,29 7,5800 0,2594 10,29 10,7133 0,3669 20,84 20,6533 0,5445 25,04 25,2900 0,2234 123,00 127,3333 4,5092 326,00 325,3333 2,0817 329,00 328,6667 1,5275 Bảng PL03: Số liệu lực cắt gel gelatin nồng độ CaCl2 nhiệt độ 5oC Nồng độ gelatin, (%) 3.1 10 3.2 10 3.5 10 3.10 10 3.20 10 3.25 10 3.30 10 3.35 10 3.40 10 3.45 10 3.50 10 3.55 10 3.60 10 3.100 10 3.200 10 Mẫu Nồng độ Lực cắt 1, Lực cắt 2, Lực cắt 3, Trung CaCl2,(mM) (N) (N) (N) bình, (N) 1,28 1,36 1,38 1,3400 1,18 1,27 1,20 1,2167 1,07 1,28 1,07 1,1400 10 0,84 0,88 0,86 0,8600 20 0,80 0,79 0,82 0,8033 25 0,79 0,81 0,78 0,7933 30 0,75 0,81 0,77 0,7767 35 0,75 0,67 0,66 0,6933 40 0,73 0,71 0,64 0,6933 45 0,64 0,78 0,65 0,6900 50 0,68 0,74 0,64 0,6867 55 0,67 0,69 0,65 0,6700 60 0,64 0,67 0,62 0,6433 100 0,63 0,64 0,63 0,6333 200 0,63 0,63 0,64 0,6333 Độ lệch chuẩn 0,0529 0,0473 0,1212 0,0200 0,0153 0,0153 0,0306 0,0493 0,0473 0,0781 0,0503 0,0200 0,0252 0,0058 0,0058 Bảng PL04: Số liệu lực cắt gel gelatin nồng độ NaCl nhiệt độ 5oC Mẫu 4.2 4.5 4.10 4.20 4.50 4.100 4.150 4.200 4.300 Nồng độ Nồng độ Lực cắt 1, Lực cắt 2, Lực cắt 3, Trung bình, Độ lệch chuẩn gelatin,(%) NaCl,(mM) (N) (N) (N) (N) 10 1,65 1,63 1,57 1,6167 0,0416 10 1,53 1,60 1,50 1,5433 0,0513 10 10 1,44 1,47 1,57 1,4933 0,0681 10 20 1,37 1,45 1,48 1,4333 0,0569 10 50 1,30 1,25 1,29 1,2800 0,0265 10 100 0,94 0,96 0,96 0,9533 0,0115 10 150 0,78 0,83 0,72 0,7767 0,0551 10 200 0,63 0,62 0,61 0,6200 0,0100 10 300 0,60 0,59 0,63 0,6067 0,0208 Bảng PL05: Số liệu lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ CaCl2 nhiệt độ C o Mẫu 3.1 3.5 3.10 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40 3.45 3.50 3.55 3.60 3.100 3.200 Nồng độ Nồng độ Cacl2 Lực đâm Lực đâm Lực đâm Trung gelatin,(%) (mM) xuyên 1,(N) xuyên 2,(N) xuyên 3,(N) bình, (N) 10 10,69 10,59 10,23 10,5033 10 9,79 9,65 9,72 9,7200 10 10 9,34 9,47 9,55 9,4533 10 20 9,02 9,12 9,2 9,1133 10 25 8,18 8,26 7,66 8,0333 10 30 7,35 7,26 7,46 7,3567 10 35 6,87 6,79 6,8867 10 40 7,05 7,56 7,46 7,3567 10 45 6,98 7,02 6,87 6,9567 10 50 6,65 6,59 6,72 6,6533 10 55 6,57 6,54 6,62 6,5767 10 60 6,5 6,56 6,58 6,5467 10 100 6,45 6,48 6,56 6,5300 10 200 6,34 6,33 6,27 6,3133 Độ lệch chuẩn 0,2419 0,0700 0,1060 0,0902 0,3258 0,1002 0,1060 0,2702 0,0777 0,0651 0,0404 0,0416 0,0569 0,0379 Bảng PL06: Số liệu lực đâm xuyên gel gelatin nồng độ NaCl nhiệt độ 5oC Mẫu 4.2 4.5 4.10 4.20 4.50 4.100 4.150 4.200 4.300 Nồng độ Nồng độ Lực đâm Lực đâm Lực đâm gelatin,(%) NaCl, (mM) xuyên 1,(N) xuyên 2, (N) xuyên 3, (N) 10 10,13 10,32 10,55 10 10,1 10,33 10,24 10 10 10,06 9,8 10,78 10 20 10,02 8,96 9,58 10 50 10,01 8,76 9,34 10 100 8,64 7,65 8,37 10 150 8,54 7,67 7,89 10 200 7,78 8,07 6,65 10 300 7,32 7,5 6,48 Trung Độ lệch chuẩn bình, (N) 10,3333 0,2103 10,2233 0,1159 10,2133 0,5077 9,5200 0,5325 9,3700 0,6255 8,2200 0,5118 8,0333 0,4524 7,5000 0,7503 7,1000 0,5444 ... quan; 1.2.2 Phân loại tính chất lưu biến[ 5] Tính chất lưu biến vật thể phân thành hai loại: tính chất lưu biến tính chất lưu biến thực nghiệm Tính chất lưu biến bản: tính chất không phụ thuộc... tiễn nghiên cứu khoa học cho việc phát triển sản phẩm từ gelatin hỗn hợp gelatin với thành phần khác Từ lí chọn thực đề tài Nghiên cứu tính chất lưu biến gelatin từ da cá tra (Pangasius hypophthalmus) ... vật chất hay nói cách khác nghiên cứu cách hoạt động vật chất tác dụng ứng suất[1] Lưu biến học gồm lưu biến chất lỏng lưu biến chất rắn Hình 1.9: Sơ đồ lưu biến vật chất[ 1] 13 1.2.1 Vai trò lưu