THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VẬT LIỆU SINH HỌC ĐỂ TẠO TÚI DẦU SA TẾ CHO SẢN PHẨM MÌ ĂN LIỀN

Nhiều loại vật liệu đã được thử nghiệm, các tính chất chức năng của màng như khả năng hòa tan trong nước nóng, khả năng hàn nhiệt, tính chất cơ học, tính thấm hơi nước của màng đã được c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

-o0o -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VẬT LIỆU SINH HỌC ĐỂ TẠO

TÚI DẦU SA TẾ CHO SẢN PHẨM MÌ ĂN LIỀN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Huyền Trang Ngành: Bảo Quản Và Chế biến Nông Sản Thực Phẩm

Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 08/2010

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM đã cung cấp cho em những kiến thức cơ bản, bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện thành công đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Minh Xuân Hồng, người trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn tận tình em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình em, các bạn trong lớp đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên em vượt qua những khó khăn trong quá trình làm đề tài

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2010

Nguyễn Thị Huyền Trang

TÓM TẮT

Đề tài “Thử nghiệm ứng dụng chitosan, gelatin và tinh bột để tạo túi đựng

dầu sa tế cho sản phẩm mì ăn liền” được tiến hành từ ngày 30/03/2010 đến

30/07/2010 tại phòng thí nghiệm Hóa Sinh và phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm- khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Mục tiêu của đề tài là nhằm phát triển một dạng bao bì ăn được, ứng dụng trong gói dầu sa tế của các sản phẩm mì ăn liền tại Việt Nam Nhiều loại vật liệu đã được thử nghiệm, các tính chất chức năng của màng như khả năng hòa tan trong nước nóng, khả năng hàn nhiệt, tính chất cơ học, tính thấm hơi nước của màng đã được chú trọng nghiên cứu Kết quả nhận thấy màng tạo ra từ 0,5% chitosan, 4% gelatin và 0,5% tinh bột được lựa chọn vì có nhiều ưu điểm như:

 Tính tan tốt (80,103%)

 Có tinh chất cơ học tốt (32,859 MPa)

 Khả năng hàn nhiệt cao (16,803MPa)

 Độ thấm hơi nước thấp 1,4478(10-10g.m-1.s-1.pa-1)

Ngoài ra để đánh giá khả năng bảo quản dầu của màng cũng được nghiên cứu, các gói dầu sa tế được bảo quản trong những điều kiện khác nhau Sau bảo quản 30 ngày chỉ số peroxide được xác định để đánh giá khả năng chống oxi hóa của màng Kết quả cho thấy chỉ số peroxide của dầu sa tế sau 4 tuần bảo quản vẫn thấp hơn giá trị khuyến cáo, đặc biệt rất thấp đối với dầu sa tế khi bảo quản trong các bao PE có tráng bạc (1,5076) Như vậy khả năng chống oxi hoá dầu của các bao bì sinh học này là rất cao Ngoài ra, sau 30 ngày bảo quản thì các gói dầu bảo quản trong điều kiện tiếp xúc với môi trường không khí bắt đầu có hiện tượng rỉ dầu nhưng đối với những gói sa tế bảo quản trong các bao PE và bao PE có tráng bạc vẫn có trạng thái như ban đầu trước khi cho vào bảo quản

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

DANH SÁCH CÁC HÌNH v

DANH SÁCH CÁC HÌNH v

DANH SÁCH CÁC BẢNG vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG vi

Chương 1 1

MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Yêu cầu của đề tài 2

1.4 Giới hạn của đề tài 2

Chương 2 3

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về bao bì ăn được 3

2.1.1 Vai trò của bao bì ăn được 3

2.1.2 Ưu điểm của bao bì ăn được 3

2.1.3 Yêu cầu của bao bì ăn được 3

2.1.4 Tính chất của bao bì ăn được 4

2.1.4.1 Tính chất cơ học 4

2.1.4.2 Tính chất hòa tan trong nước nóng và chất béo 4

2.1.4.3 Tính thấm khí và thấm hơi nước của màng 4

2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bao bì ăn được 7

2.1.6 Tổng quan về chitosan, gelatin, tinh bột 8

2.2 Tổng quan về quá trình oxi hóa dầu 11

2.2.1 Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid trong dầu 11

2.2.2 Các biện pháp ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid 12

2.3 Một nghiên cứu về màng hỗn hợp ăn được 13

2.3.1 Màng hỗn hợp chitosan và tinh bột 13

2.3.2 Màng hỗn hợp và màng kép tạo thành từ chitosan và gelatin 13

2.3.3 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột 14

Chương 3 16

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

3.1 Thời gian địa điểm 15

3.2 Vật liệu tạo màng 15

3.3 Phương pháp thí nghiệm 16

3.3.1 Phương pháp tạo màng 16

3.3.2 Phương pháp phân tích tính chất cơ bản của màng 18

3.3.3 Đánh giá mức độ oxy hoá dầu 21

3.3.4 Bố trí thí nghiệm 22

Chương 4 24

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Nồng độ chitosan và gelatin thích hợp để tạo màng hỗn hợp 24

4.1.1 Độ dày màng hỗn hợp chitosan và gelatin 24

4.1.2 Khả năng hoà tan trong nước nóng của màng hỗn hợp chitosan và gelatin 25

4.1.3 Tính chất cơ học của màng 26

4.1.4 Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp 29

4.1.5 Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp 30

4.2 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột 32

4.2.1 Độ dày màng hỗn hợp 32

4.2.2 Độ tan của màng hỗn hợp trong nước nóng 32

4.2.3 Tính chất cơ học của màng hỗn hợp 33

4.2.4 Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp 34

4.2.5 Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp 35

4.3 Kết quản bảo quản dầu sa tế bằng màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột 36

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Đề nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC 44

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan 8

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của amylose (A), amylopectin (B) 10

Hình 2.3: Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid (Cheftel, 1992) 11

Hình 3.1: Quy trình tạo màng hỗn hợp chitosan, gelatin, tinh bột 17

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý đo độ thấm hơi nước theo phương pháp đo trọng lượng 20

Hình 4.1: Hình gói dầu sa tế trước khi để bảo quản trong điều kiện tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí 37

Hình 4.2: Hình gói dầu sa tế sẽ được bảo quản trong bao PE 37

Hình 4.3: Hình gói dầu sa tế sẽ được bảo quản trong bao PE có tráng bạc ở trong 38

Hình 4.4: Hình gói dầu sa tế sau khi bảo quản 1 tháng trong điều kiện tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí (Bắt đầu có hiện tượng rỉ dầu) 38

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Tính thấm oxy của một số loại màng 4

Bảng 2.2: Khả năng thấm khí chọn lọc của một số loại màng (CO2/O2) 5

Bảng 2.3: Khả năng thấm hơi nước của một số loại màng 5

Bảng 2.4: Tính thấm hơi nước của màng làm từ protein 6

Bảng 2.5: Tính thấm hơi nước của màng làm từ polysaccharide 5

Bảng 2.6: Tính thấm hơi nước của màng làm từ chất kỵ nước 6

Bảng 2.7: Chỉ số peroxide của một số loại dầu: 12

Bảng 3.1: Lượng muối và nước dùng để chuẩn bị các dung dịch muối bão hòa và hoạt độ của nó 21

Bảng 4.1:Độ dày của màng 24

Bảng 4.2: Độ hoà tan (%) của màng 25

Bảng 4.3: Khả năng chịu lực kéo đứt của màng 26

Bảng 4.4: Phần trăm độ biến dạng của màng 27

Bảng 4.5: Khả năng chịu lực kéo đứt tại mối hàn của các màng hỗn hợp 29

Bảng 4.6: Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp và màng LDPE 30

Bảng 4.7: Độ dày của màng hỗn hợp 32

Bảng 4.8: Độ tan của màng hỗn hợp 32

Bảng 4.9: Tính chất cơ học của màng hỗn hợp 33

Bảng 4.10: Phần trăm độ biến dạng của màng hỗn hợp 34

Bảng 4.11: Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp 34

Bảng 4.12: Tính thấm hơi nước của màng có bổ sung thêm tinh bột 35

Bảng 4.13: Chỉ số peroxide của dầu sa tế trong các bao bì khác nhau sau 1 tháng bảo quản 36

ăn nhanh với những sản phẩm rất phong phú và đa dạng cả về mẫu mã lẫn chủng loại Trong đó ta không thể không nhắc đến một sản phẩm rất tiện dụng đó là sản phẩm “Mì

ăn liền” được người tiêu dùng ưa chuộng với những ưu điểm sau: giá rẻ, tiện dụng, có giá trị dinh dưỡng Ngoài những ưu điểm trên thì sản phẩm này vẫn còn một số bất tiện sau: gia vị của gói mì được đóng gói trong gói plastic nhỏ Điều này dẫn đến người tiêu dùng khi sử dụng phải sử dụng dao kéo để cắt làm dơ tay, gây vung vãi khắp nơi cũng gây bất tiện cho người tiêu dùng Ta nhận thấy sản phẩm “Mì ăn liền” rất tiện dụng nhưng giá trị sử dụng của sản phẩm sẽ tăng lên nhiều nếu gói dầu sa tế trong gói mì tôm được thay bằng loại màng bao ăn được tự tan Loại màng bao vừa tiện dụng cho người tiêu dùng vừa góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Vì lý do đó, đồng thời được sự chấp thuận của Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, cùng với sự hướng

dẫn của cô Nguyễn Minh Xuân Hồng chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thử nghiệm ứng dụng vật liệu sinh học để tạo túi đựng sa tế cho sản phẩm mì ăn liền”

1.2 Mục tiêu đề tài

Tạo ra màng có 2 tính chất sau:

 Màng ăn được tan trong nước nóng

 Có tính chất cơ học và khả năng hàn nhiệt phù hợp yêu cầu của gói sa tế

1.3 Yêu cầu của đề tài

Xác định được công thức tạo màng chitosan, gelatin và tinh bột để đáp ứng được 2 tính chất nêu trên trong việc tạo túi dầu sa tế tự tan

1.4 Giới hạn của đề tài

 Các thí nghiệm của đề tài chỉ được thực hiện ở quy mô, điều kiện phòng thi nghiệm

 Thời gian làm đề tài có giới hạn nên thời gian theo dõi khả năng bảo quản của túi gia vị chỉ được thực hiện trong một thời gian nhất định

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về bao bì ăn được

2.1.1 Vai trò của bao bì ăn được

 Bao phủ toàn bộ sản phẩm, có chức năng là màng bảo vệ, chống lại các tác nhân gây hư hỏng: vi sinh vật, quá trình trao đổi chất với môi trường, các tác nhân cơ học,… bảo vệ các tính chất cảm quan nhất là các hợp chất tạo hương

 Là hàng rào cản khí (CO2, O2, N2): bảo vệ các sản phẩm nhạy cảm với O2 , hạn chế sự oxy hóa và trở mùi của chất béo, hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển

 Là hàng rào cản hơi nước: ngăn cản sự mất hơi nước của bề mặt sản phẩm có độ

ẩm cao như sản phẩm đông lạnh, hạn chế sự hút nước của các sản phẩm khô…

 Màng hoạt tính: màng ăn được kết hợp các chất mùi, chất kháng khuẩn, chất chống oxy hóa và các chất màu

2.1.2 Ưu điểm của bao bì ăn được

So với màng plastic theo Guilbert (1989) bao bì ăn được có rất nhiều ưu điểm như: có thể ăn cùng với thực phẩm, cải thiện tính chất cảm quan dinh dưỡng của thực phẩm, làm chậm sự trao đổi ẩm, trao đổi khí O2, CO2 cũng như sự biến đổi của các thành phần chất béo, chất hoà tan, vitamin có trong bản chất nguyên liệu và hạn chế ô nhiễm môi trường…Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm trên thì màng bao ăn được cũng tồn tại nhiều khuyết điểm làm tính ứng dụng của nó bị hạn chế như: tính chất cơ học, khả năng chịu lực, khả năng hàn nhiệt chưa cao, sự thấm hơi nước lớn dẫn đến dễ thay đổi tính chất màng trong quá trình bảo quản

2.1.3 Yêu cầu của bao bì ăn được

Chính những ưu và khuyết điểm trên của bao bì ăn được mà theo chúng tối

nghiên cứu, để bao bì ăn được có thể ứng dụng rộng rãi hơn thì nó cần đạt được những yêu cầu sau:

 Hòa tan trong nước nóng hay trong thực phẩm khi nấu

 Tính chất cảm quan tốt, có cùng bản chất với thực phẩm

 Độ bền cơ học cao có thể chống lại những tác động trong quá trình sản xuất

 Tính ổn định tốt (hóa học hay hóa sinh)

 Kĩ thuật tạo màng đơn giản

Tính chất cơ học của màng ăn được thường được đánh giá qua khả năng chịu

lực kéo hoặc lực xuyên thủng (Cuq và ctv, 1996) Nó tùy thuộc vào loại nguyên liệu

tạo màng, các điều kiện tạo màng và vật liệu sử dụng (Guilbert và Cuq, 1997) Tính

bền cơ học của màng ăn được thường thấp hơn màng PE hay Polyester

2.1.4.2 Tính chất hòa tan trong nước nóng và chất béo

Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu tạo thành mà màng có thể tan hoặc không

tan trong nước hay trong chất béo

2.1.4.3 Tính thấm khí và thấm hơi nước của màng

- Tính thấm khí của một số loại màng được thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2.1: Tính thấm oxy của một số loại màng

(oC)

Độ dày (m)

Khả năng thấm oxy (1012g.cm/cm2.s.mmH)

(Guilbert và ctv, 1994) Đặc tính này là ưu điểm của màng bao ăn được thích hợp cho

bảo quản các loại sản phẩm nhiều dầu mỡ và rau quả tươi tránh bị oxy hóa Ngoài ra

một số loại màng còn có khả năng thấm khí chọn lọc (O2/CO2) giúp hiệu chỉnh được

phần nào không khí bao quanh sản phẩm Tính thấm khí chọn lọc của một số loại

màng được thể hiên qua Bảng 2.2

Bảng 2.2: Khả năng thấm khí chọn lọc của một số loại màng (CO2/O2)

Đặc tính cản hơi nước của màng phụ thuộc nhiều vào điều kiện nhiệt độ, ẩm độ

môi trường bảo quản cũng như độ dày màng

Bảng 2.3: Khả năng thấm hơi nước của một số loại màng

Màng Khả năng thấm hơi nước

(10-12mol.m.m-2.s-1.Pa-1)

Nhiệt độ (oC)

PVE (10-11g.m-1.s-1.pa-1) Tài liệu tham khảo Lactoserum +

glycerol

McHug và ctv, 1993 Zeine + glycerol 21 0 - 85 8,9 – 13,3 Park và chinnan, 1990

Gluten+ glycerol 25 0 - 100 44 – 13,2 Gontard và ctv, 1992

Protein đậu nành 25 50 - 74 104,4 Gennadios và ctv, 1993

Ovalbumine +

glycerol

Gennadios và ctv, 1993

Bảng 2.5: Tính thấm hơi nước của màng làm từ polysaccharide

Thành phần Nhiệt độ (oC) ΔRH (%)

PVE (10-11g.m-1.s-1.pa-1) Tài liệu tham khảo Methylcellulose

1954 Sáp ong 25 0 - 100 0,06 Greener-Donhowe và Fennema, 1993 Acid sterique 23 12 - 56 0,22 Koelsch và Labuza, 1992 Dầu cọ hydrogen

Lovegen và Feugen,

1954 Dầu đậu phộng

Lovegen và Feugen,

1954

2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bao bì ăn được

 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Theo Rogers (1985), khả năng hấp thu của khí giảm khi nhiệt độ tăng, trong khi khả năng khuếch tán lại tăng theo nhiệt độ Do đó tùy thuộc vào điều kiện động học và nhiệt động học mà tính thấm khí của màng sẽ tăng hay giảm khi nhiệt độ thay đổi Tuy nhiên, Kester và Fennema (1989) cho rằng có sự gia tăng khả năng khuếch tán khi nhiệt độ giảm trong trường hợp màng keo nước chẳng hạn như màng protein Tóm lại, nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của màng

 Ảnh hưởng của ẩm độ tương đối và chênh lệch ẩm độ giữa hai bề mặt màng

Độ ẩm tương đối của môi trường không khí ảnh hưởng rất lớn tính chất của màng Quá trình di chuyển hơi nước qua màng chủ yếu là do sự chênh lệch áp suất riêng phần giữa hai bề mặt màng mà ẩm độ thay đổi sẽ làm cho chênh lệch áp suất riêng phần thay đổi Debeaufort và cộng sự (1994) đã chỉ ra rằng hệ số trao đổi hơi nước của màng methylcellulose sẽ tăng theo sự gia tăng của áp suất riêng phần ở cùng một nhiệt độ, nhưng khi ẩm độ tăng thì ảnh hưởng của chêch lệch áp suất cũng tăng

Sự chênh lệch ẩm độ không khí còn ảnh hưởng đến tính thấm khí của màng McHugh và Krockta (1994) chỉ ra rằng sự sự trao đổi O2 qua màng protein lactoserum

và glycerol sẽ tăng mạnh khi ẩm độ tăng, điều này cũng xảy ra khi tăng nồng độ chất tạo dẻo đặc biệt với glycerol

 Tính chất của nguyên liệu tạo màng

Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu tạo màng mà mỗi loại màng có tính chất hoàn toàn khác nhau Theo Hernandez (1994) màng được tạo thành từ lipid thì có tính cản nước tốt và có thể mang được các phụ gia trong dầu Tuy nhiên, loại màng này thường có những nhược điểm như dễ bị oxy hóa, giòn và bị ôi Khác hẳn với màng lipid do có tính háo nước của các phân tử tạo màng như protein và polysaccharide nên hơi nước rất dễ vận chuyển qua màng này và tính cản hơi nước tương đối kém (Nisperos Corriedo, 1994) Ngược lại, màng này lại có khả năng cản chất béo rất tốt

Vì vậy, chúng được sử dụng để hạn chế quá trình oxy hóa của một số thực phẩm Chính vì vậy để khắc phục những nhược điểm trên người ta thường kết hợp các loại nguyên liệu khác nhau để tạo ra được màng có tính chất phù hợp với mục đích sử dụng

 Ảnh hưởng của chất tạo dẻo

Chất tạo dẻo được bổ sung vào trong quá trình tạo màng để làm tăng tính dẻo dai của màng, nó được xem như một chất phụ gia Khi tăng hàm lượng chất tạo dẻo tính thấm của màng và tính tan của màng tăng lên Ngoài ra, loại chất tạo dẻo cũng ảnh hưởng đến tính chất của màng (Debeaufort và ctv, 1994)

Tính chất của màng ăn được chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố Chính vì vậy

mà màng ăn được không được sử dụng phổ biến như màng plastic

2.1.6 Tổng quan về chitosan, gelatin, tinh bột

 Chitosan: tên khoa học: Poly(1-4)-2-amino-2-deoxy-ß-D-glucose

Công thức phân tử: [C6H11O4N]n

Phân tử lượng : Mchitosan =(161,07)n

Hình 2.1: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan

(Nguồn: Arai và ctv, 1968)

Chitosan là chất xơ có nguồn gốc động vật, tiền chất của nó là chitin Chitin có

cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N-Acetyl-ß-D-glucosamin liên

kết với nhau bởi liên kết ß-(1-4) glucoside (Lê Tuấn Tú, 2003)

Chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi các cầu nối cộng hóa trị với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác, tạo thành một hợp chất ổn định với các chất oxy hóa (Arai và ctv, 1968) Chitin ổn định với các chất oxy hóa mạnh như thuốc tím (KMNO4); oxy già (H2O2); nước javel (NaOCl – NaCl),

lợi dụng tính chất này mà người ta dùng các chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin

Chitosan được sản xuất bằng phản ứng deacetyl hóa chitin, biến đổi nhóm acetyl thành nhóm amin ở vị trí C2 Khi đun nóng trong dung dịch NaOH đậm đặc (40-50%), ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan

N-Do quá trình deacetyl hóa không bao giờ hoàn toàn nên người ta quy ước nếu

độ deacetyl (DD) > 50% thì gọi là chitosan, nếu (DD) < 50% thì gọi là chitin Chitosan có độ deacetyl, trọng lượng phân tử khác nhau thì sẽ có đặc tính chức năng khác nhau

Chitosan có màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy, không mùi, không vị, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311 oC Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước, trong kiềm nhưng hòa tan được trong dung dịch acid hữu cơ loãng như: acid acetic, acid fomic, acid lactic, tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt Chitosan hòa tan trong dung dịch acid acetic 1,5 % Chitosan có nhiều tính năng công nghệ và sinh lý học có ích trong thực phẩm nhờ các đặc tính chức năng của nó (Arai

và ctv, 1968)

Chitosan có khả năng ngăn cản hoạt động của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc Mức độ ngăn cản phụ thuộc vào loại chitosan và nồng độ chitosan (Sagoo và ctv, 2002; No và ctv, 2002) Ngoài ra, chitosan còn có khả năng tạo màng bao, có tính chất của màng bán thấm Chitosan còn có các đặc tính khác như khả năng tạo nhũ, khả năng chống oxy hóa, như một chất điều chỉnh độ chắc, là chất đông tụ được dùng trong lọc nước, trong nước ép trái cây… Khi sử dụng trong thực phẩm nó

có tác dụng ngăn cản không khí và ẩm Hiện nay chúng được dùng để ngăn cản sự chuyển màu và giảm sự thoát hơi nước của trái cây và rau quả (Arai và ctv, 2002) Về sinh lý học, chức năng chính của chitosan là như một chất xơ giúp giảm sự hấp thụ lipid trong ruột, làm giảm cholesterol và giảm trọng lượng cơ thể một cách đáng kể

 Gelatin

Gelatin là sản phẩm của quá trình thủy phân một phần collagen Collagen có cấu tạo màng và những sợi nhỏ, là cấu trúc một bộ phận trong mô động vật, tồn tại trong mô, xương và mô liên kết Gelatin là một chuỗi hỗn hợp những amino acid như glycine, proline và hydroxyproline (Ross, 1987) Gelatin nóng chảy ở 35 – 40 oC và tạo gel khi dung dịch được làm lạnh, đó là tính thuận nghịch nhiệt của gelatin (Ross-Murphy, 1992) Màng gelatin có thể được tạo ra từ 20-30% gelatin, 10-30% chất tạo

dẻo và 40-70% nước sau đó đổ màng và đem đi sấy khô (Guilbert, 1986) Gelatin được

sử dụng như màng bao những thực phẩm có độ ẩm thấp cũng như thực phẩm có nhiều

dầu mỡ và dược phẩm Nó có tác dụng ngăn cản ánh sáng và oxy (Gennadios et al.,

1994) Ngoài ra, màng gelatin còn được ứng dụng trên thịt để giảm sự xâm nhập của

oxy, độ ẩm (Gennadios et al., 1994)

 Tinh bột

Là một hợp chất hữu cơ được cấu tạo bởi những phân tử glucose Hầu hết tinh bột đều bao gồm hai loại: chuỗi phân tử không phân nhánh, mạch thẳng là amylose và

phân nhánh là amylopectin (Rodriguez et al., 2006)

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của amylose (A), amylopectin (B)

(Nguồn :Whistler and Daniel, 1985) Tinh bột thường được sử dụng trong công nghệ thực phẩm Nó đã được sử dụng

để sản xuất ra màng tự phân huỷ để thay thế bao bì plastic một phần hoặc hoàn toàn bởi vì giá rẻ, có khả năng làm mới lại và cũng vì một vài đặc tính tốt của tinh bột (Xu

et al., 2005) Tinh bột với hàm lượng cao amylose như tinh bột bắp là một nguồn

nguyên liệu tốt cho việc tạo màng, màng tinh bột có thể tạo thành từ dung dịch

amylopectin Với một số loại bắp đột biến hàm lượng amylose có thể lên tới 85%

(Whistler and Daniel, 1985) Theo báo cáo của Mark et al (1966) những màng sản

xuất từ tinh bột bắp 71% amylose không phát hiện thấy sự thấm oxy ở RH < 100% Điều này đúng cả khi có hoặc không có chất tạo dẻo Kết quả này đã mở ra những phát hiện tiếp theo đó là khi ta thêm chất tạo dẻo vào sẽ làm tăng tính thấm khí của màng

(Banker et al., 2000)

2.2 Tổng quan về quá trình oxi hóa dầu

2.2.1 Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid trong dầu

Quá trình oxy hóa dầu thường được chia làm 3 giai đoạn trong Hình 2.3

Hình 2.3: Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid (Cheftel, 1992)

Phản ứng mở đầu sẽ tạo ra các gốc tự do từ các acide béo không bão hòa hay các peroxide

Phản ứng lan truyền xảy ra khi có sự tích lũy một lượng peroxide nhất định và tiếp tục các quá trình oxy hóa thông qua phản ứng với gốc tự do Trong phản ứng kết thúc, các gốc tự do sẽ kết hợp với nhau để tạo lên các aldehyde và các cetone nhẹ, dễ bay hơi và là nguyên nhân gây ra mùi ôi Trừ giai đoạn đầu của quá trình oxy hóa, cả 3 giai đoạn đều diễn ra đồng thời với nhau

Bảng 2.7: Chỉ số peroxide của một số loại dầu

Mẫu Theo phương pháp FI (mequiv O

2.2.2 Các biện pháp ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid

Để hạn chế quá trình oxy hóa lipid và kéo dài thời gian bảo quản người ta

thường áp dụng 2 phương pháp sau:

để tạo thành các sản phẩm không có gốc Như vậy các chất này có khả năng làm giảm

số lượng các gốc tự do và làm chậm quá trình oxy hóa lipid

- Thứ hai, ta sử dụng các chất ngăn chặn hoặc làm giảm sự hình thành các gốc

tự do Thường sử dụng các chất có khả năng liện kết với kim loại, khả năng hoạt động

của chúng tùy thuộc vào pH và nhiệt độ (Phan Thế Đồng, 2007)

 Phương pháp vật lý:

Trong phương pháp này, người ta điều chỉnh các điều kiện vật lý để làm chậm quá trình oxy hóa lipid như hạn chế hàm lượng O2, độ ẩm tương đối, nhiệt độ môi trường

Trong thực tế người ta kết hợp nhiều loại chất chống oxy hóa và phương pháp vật lý khác Khó khăn của phương pháp này là khả năng kết hợp của các chất chống oxy hóa với các cấu phần lipid trong thực phẩm (Phan Thế Đồng, 2007)

2.3 Một vài nghiên cứu về màng hỗn hợp ăn được

2.3.1 Màng hỗn hợp chitosan và tinh bột

Theo Vásconez B và ctv (2009) tính kháng khuẩn của dung dịch chitosan và màng hỗn hợp tạo ra từ chitosan, tinh bột có bổ sung hoặc không bổ sung thêm potassium sorbate được nhiều nhà khoa học nghiên cứu

Dung dịch chitosan có khả năng tạo màng rất tốt và khi bổ sung thêm tinh bột thì tính kháng khuẩn của nó thể hiện rất rõ Đó là nó đã làm giảm đáng kể số lượng tế bào vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình và những vi khuẩn ưa lạnh Tuỳ thuộc vào nồng

độ, khối lượng phân tử, pH dung dịch chitosan và tinh bột mà sự tác động này mạnh yếu khác nhau Màng chitosan và tinh bột có tác dụng hạn chế sự phát triển của vi

khuẩn Zygosaccharomyces bailii là vi khuẩn gây hư hỏng trên những sản phẩm bán

rắn

Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính kháng khuẩn của những màng hỗn hợp này còn phụ thuộc vào kỹ thuật áp dụng công nghệ tạo màng Sự tương tác giữa chitosan, tinh bột và potassium sorbate ảnh hưởng trực tiếp những tính chất cơ lý của màng và khả năng kháng khuẩn của nó Khi thêm chitosan vào dung dịch tạo màng sẽ làm giảm tính thấm hơi nước và khả năng hoà tan của màng tinh bột (Vásconez B và ctv, 2009)

2.3.2 Màng hỗn hợp và màng kép tạo thành từ chitosan và gelatin

Tính chất cơ lý và đặc tính hoá học của màng hỗn hợp chitosan với gelatin và màng kép của chitosan với gelatin được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và đưa ra những kết luận rất có ý nghĩa thực tế

Màng được tạo thành từ 7,5% gelatin, 1% chitosan và 0,75% glycerol được khảo sát kỹ Những tính chất vật lý như màu sắc, độ ẩm, độ trong suốt của màng cũng

được phân tích Cấu trúc bề mặt của màng kép và màng hỗn hợp từ chitosan và gelatin đều rất tốt

Tính thấm hơi nước của màng phụ thuộc vào độ dày của màng Đối với màng gelatin là 120 μm và 60 μm đối với màng chitosan Màng nhiều lớp tạo thành từ chitosan và gelatin có khả năng làm giảm tính thấm hơi nước tới 42,5% của màng hỗn hợp một lớp đơn chitosan và gelatin Ngoài ra màng nhiều lớp còn làm tăng khả năng chịu lực kéo đứt của màng từ 54,3 MPa đối với màng đơn và tăng lên đến 77.2 MPa đối với màng kép Tuy nhiên giá trị độ biến dạng của cả hai loại màng thì như nhau (2.2–5.7%) (Rivero.S và ctv, 2008)

Ngoài ra, màng hỗn hợp chitosan sẽ có tính chất vật lý và hoá học thay đổi phụ thuộc vào phương pháp làm khô ở nhiệt độ cao hay nhiệt độ thấp Cụ thể là khi sấy màng theo phương pháp nhiệt độ thấp ở nhiệt độ là 22oC thì số tinh thể gelatin trong dung dịch tạo màng sẽ tăng lên làm ảnh hưởng đến tính thấm khí O2 và CO2 của màng hỗn hợp chitosan và gelatin Không chỉ vậy mà nồng độ chất tạo dẻo và loại chất tạo dẻo cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của màng Khi tăng hàm lượng chất tạo dẻo lên thì tính thấm khí của màng cũng tăng lên đáng kể Ngoài ra, khi thêm tới 30% chất tạo dẻo sẽ làm tăng độ dẻo dai và làm giảm lực kéo đứt của màng (Ioannis.S và ctv, 1998)

2.3.3 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột

Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột có bổ sung thêm glycerol đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và đặc tính vật lý và hoá học Kết quả đạt được là khi

bổ sung thêm tinh bột và gelatin vào dung dịch chitosan để tạo màng hỗn hợp thì sau khi sấy ta thu được màng có nhiều ưu điểm nổi bật hơn màng đơn chitosan Cụ thể là tính chất cơ lý của màng được cải thiện, màng có độ chịu lực kéo đứt cao hơn, dẻo dai hơn, có khả năng chịu độ biến dạng lớn Ngoài ra, màng này còn có tác dụng lớn trong việc ứng dụng để bảo quản những sản phẩm thực phẩm tươi sống, đảm bảo chất lượng sản phẩm được duy trì (Qiu-Ping Z., Wen-S.X, 2007)

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm