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

Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Mở đầu Cùng với phát triển kinh tế, nhu cầu người tiêu dùng sản phẩm thiết yếu hàng gia tăng, đặc biệt nhu cầu mặt hàng thực phẩm Một tiêu chuẩn hàng đầu để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm chất lượng sản phẩm Việc nghiên cứu phương pháp để đảm bảo chất lượng sản phẩm từ lâu nhà khoa học nghiên cứu như: bảo quản lạnh, bảo quản hoá chất, bảo quản việc bao gói Việc sử dụng màng bao gói thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến thuộc tính sản phẩm, chúng định chất lượng sản phẩm làm giảm tối đa mức độ thay đổi sản phẩm Một thách thức loại màng bao gói thực phẩm cơng nghiệp q trình sản xuất phải giữ tính bền sản phẩm hay hạn sử dụng chúng Màng phủ thực phẩm phải có tính ổn định, trì tính chất hóa học, tính bảo vệ tính sử dụng suốt trình bảo quản Màng phủ ăn loại màng phủ thực phẩm sử dụng phổ biến nhằm cải thiện chất lượng thực phẩm Tác dụng thể rõ thực tiễn khẳng định đánh giá, sức tiêu thụ khách hàng Nhằm nghiên cứu, tìm hiểu màng phủ thực phẩm, khóa luận này,chúng tơi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chế tạo màng bao gói thực phẩm ăn sở tinh bột dẻo hoá” Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Chƣơng Tổng quan 1.1 Giới thiệu màng bao gói thực phẩm 1.1.1 Yêu cầu màng bọc thực phẩm [13, 15, 18, 19] Khơng giống loại hàng hóa bao gói trơ, yêu cầu bao gói thực phẩm phức tạp thực phẩm thường hệ động có thời hạn bảo quản hạn chế yêu cầu bao gói riêng Ngồi ra, loại thực phẩm phải sử dụng khoảng thời gian định nên vấn đề an tồn thơng số bao gói quan trọng Vật liệu bao gói phải đáp ứng tiêu chuẩn định như: tính chất chắn (hơi nước, khí, ánh sáng, hương thơm), tính chất quang (độ suốt), độ bền, khả hàn đúc, khả in nhãn mác, độ bền nhiệt, tương tự vấn đề khả thích ứng vật liệu với người tiêu dùng giá thành cạnh tranh Vật liệu bao gói phải phù hợp với quy định thực phẩm bao gói, tương tác thực phẩm vật liệu bao gói khơng ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm độ an tồn Một thách thức ngành cơng nghiệp bao gói thực phẩm q trình sản xuất phải làm hài hịa độ bền bao gói với thời hạn sử dụng sản phẩm Vật liệu bao gói phải bền, trì tính chất chắn, tính chất lý tính chất khác trình bảo quản thực phẩm phải phân hủy thải mơi trường Do đó, nên tránh điều kiện mơi trường có lợi cho q trình phân hủy sinh học trình bảo quản 1.1.2 Yêu cầu bao gói số thực phẩm đặc biệt 1.1.2.1 Sản phẩm thịt tươi [19] Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Hai nhân tố quan trọng q trình bao gói loại thịt đỏ màu sắc vi sinh vật Bao gói khí biến đổi MAP, khơng khí thường thay hỗn hợp 70-80% O2 20-30% CO2, thường sử dụng để bảo đảm độ bền màu sắc vi sinh vật Bao gói khí biến đổi MAP với hàm lượng CO2 N2 cao hay bao gói chân khơng thường sử dụng để trì độ bền màu sắc vi sinh vật Trong loại thịt tươi vật liệu bao gói ngăn chặn sản phẩm bị khô ẩm 1.1.2.2 Đồ ăn sẵn [17,19] Thời hạn bảo quản loại thực phẩm ăn sẵn trình bảo quản lạnh xác định mức độ thay đổi oxi hóa phát triển vi sinh vật Nhằm giảm bớt phản ứng có hại đồ ăn nhanh, vật liệu bao gói phải có khả thấm oxi nước thấp Bao gói khí biến đổi với N2 thay cho O2 CO2 nhằm ức chế vi sinh vật thường hay áp dụng 1.1.2.3 Sản phẩm bơ sữa [18, 19] Sữa, kem sản phẩm lên men từ sữa hầu hết loại phomat cần bao gói thấm O2 nhằm tránh q trình oxi hóa phát triển vi sinh vật không mong muốn Tỷ lệ CO2/O2 cao cần thiết để tránh bao gói khơng bị phồng Phomat mốc cần thơng thống khơng khí để thúc đẩy phát triển nấm mốc Trong đó, phomat làm chín nấm mốc bề mặt cần hạn chế lượng O2 để giảm thiểu phát triển vi khuẩn thủy phân protein kị khí ánh sáng khơi mào q trình oxi hóa chất béo sản phẩm bơ sữa làm màu, chất dinh dưỡng tạo mùi khơng mong muốn, chí nhiệt độ ngăn đá tủ lạnh Ngoài sản phẩm bơ sữa phải bảo vệ để tránh bay nước hấp thụ mùi từ môi trường xung quanh 1.1.2.4 Đồ uống [9,19] Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Yếu tố hạn chế thời hạn bảo quản đồ uống bao gồm phát triển loại vi khuẩn, oxi hóa thành phần hương thơm, chất dinh dưỡng chất màu, q trình nâu hóa phi enzim trờng hợp đồ uống có ga thất khí CO2 Do đó, u cầu vật liệu bao gói loại đồ uống độ thấm O2, CO2 (đối với đồ uống có ga) ánh sáng thấp Ngồi ra, tính chất chắn nước cao đồ uống chứa axit vật liệu bao gói phải chịu axit 1.1.2.5 Hoa rau tươi [10, 11, 17, 19] Rau tiếp tục hơ hấp, nước tạo hoocmon gây chín, etylen, sau thu hoạch làm cho nồng độ CO2, O2, H2O etylen thay đổi theo thời gian bên túi bảo quản Sự thay đổi thành phần ảnh hưởng tích cực tới màu sắc mùi vị sản phẩm hay gây ảnh hưởng có hại tới cấu trúc, màu sắc, thời hạn bảo quản chất lượng dinh dưỡng Việc giảm tốc độ hơ hấp nước q trình bảo quản ngắn hạn thực cách kiểm soát yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, thành phần khí (etylen, CO2, O2), ánh sáng bổ sung loại phụ gia thực phẩm xử lý phủ sáp chiếu xạ Hư hỏng vật lý (khuyết tật bề mặt, va đập nhẹ) kích thích q trình hơ hấp sản sinh khí etylen làm tăng q trình già hóa Việc lựa chọn vật liệu bao gói phức tạp phụ thuộc vào tốc độ hơ hấp nước riêng sản phẩm khác Vật liệu bao gói lý tưởng phải có khả thấm để trì q trình hơ hấp sản phẩm cho cân khí (tỉ lệ CO2/O2) bên vật liệu bao gói tối ưu Vật liệu bao gói phải giữ mùi vị mong muốn, ngăn chặn trình mùi, tránh ánh sáng chống lại hư hỏng học 1.1.2.6 Đồ ăn nhẹ [19] Hầu hết kiểu hư hỏng thường thấy đồ ăn nhẹ độ giòn tăng lượng mỡ ôi Do vậy, độ thấm nước oxi thấp tối quan trọng Độ Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp bền học thường cần thiết cho sản phẩm ăn nhẹ để ngăn cản vỡ vụn sản phẩm 1.1.2.7 Sản phẩm đông lạnh [17, 19] Hầu hết kiểu hư hỏng thường thấy thực phẩm đông lạnh phân huỷ chất màu, giảm hàm lượng vitamin oxi hố lipit Do đó, vật liệu bao gói cho sản phẩm đơng lạnh cần phải có tính chất chắn O2 ánh sáng để chống lại trình oxi hố Ngồi ra, tính chất chắn nước cao cần thiết để làm giảm khả ẩm Đối với màng polyme thơng thường thu tốc độ truyền nước phù hợp nhiệt độ đông lạnh nhỏ -200C Tuy nhiên nhiệt độ thấp tính chất lí bị ảnh hưởng, đồng thời làm màng polyme bị giòn nhạy lực học 1.1.2.8 Sản phẩm khô [19, 22] Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thực phẩm khơ q trình bao gói thực phẩm độ giịn, q trình oxi hóa chất béo làm xuất mùi ôi Các kiểu hư hỏng khác tuỳ thuộc vào sản phẩm bao gồm trình oxi hoá vitamin, vỡ vụn sản phẩm, hương thơm, mùi, phát triển nấm mốc thiu Chính vật liệu bao gói với tính chất chắn ẩm, oxi hố ánh sáng cao, độ bền lí cao tối cần thiết 1.2 Các loại màng lớp phủ ăn đƣợc Màng phủ ăn cải thiện chất lượng sản phẩm thịt gia cầm hải sản tươi, đông lạnh hay chế biến cách làm chậm q trình ẩm, làm giảm q trình oxi hố lipit màu; tăng cường bề sản phẩm bao gói bán lẻ Ngồi ra, cịn có chức chất Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp mang phụ gia sản phẩm tác nhân kháng khuẩn chống oxi hoá, làm giảm hấp thụ dầu sản phẩm trình chiên rán 1.2.1 Màng phủ sở lipit 1.2.1.1 Sáp mỡ dầu [6, 15, 18, 19, 20] Màng phủ thực phẩm chất béo sử dụng Anh từ kỉ 16 Sáp (sáp carnauba, sáp ong, sáp từ parafin) dầu (dầu khống, dầu thực vật) có mặt thị trờng từ cuối thập niên 30 dới dạng lớp phủ bảo vệ cho rau tươi Vào cuối năm 50, số nhà chế biến Mĩ áp dụng loại lớp phủ bóc từ sáp vi tinh thể có nguồn gốc từ dầu mỏ cho thịt đơng lạnh bị, cừu, bê, hamburger thịt hộp Nói chung lớp phủ sáp có khả chống truyền ẩm cao so với lớp phủ ăn từ lipit không lipit khác Tuy nhiên, lớp phủ từ dầu sáp từ dầu chất béo bộc lộ vấn đề khả nhận cảm (mùi sáp, mùi ôi) Các loại thịt cắt tươi bảo vệ lớp phủ từ chất béo nấu chảy có chất lượng cao so với mẫu đối chứng không phủ màu sắc khả trì độ ẩm trình bảo quản 2-4oC Thịt gia cầm cá đông lạnh không bị tách nước phủ nhũ tương dầu nước chuẩn bị 60-80oC cách trộn mỡ động vật dầu thực vật với chất nhũ hoá, nước, thường tác nhân bảo quản gia vị Thịt làm khô đông lạnh thường bị suy giảm khả hấp thụ ẩm trình bảo quản phun lớp phủ sở chất béo hoá lỏng lên miếng thịt tách nước khoảng 52-79oC Các lớp phủ bao gồm mỡ bò, mỡ lợn, tri-glyxerit axit béo axit lactic (glyxerin lactopanmitic) dầu mỡ thực vật Các ancol axit béo no mạch dài (16-20 nguyên tử cacbon) sử dụng làm lớp phủ bảo vệ để kiểm soát khả ẩm thịt đông lạnh Các lớp phủ áp dụng lên thịt trước Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp bảo quản lạnh dạng nhũ tương nước axit ancol béo chất nhũ hoá nhiệt độ cao (50-90oC) Kết tốt thịt đông lạnh trước áp dụng màng chất béo, thịt phủ đá Lớp trung gian ưa nước đá, glyxerin nước-glyxerin đợc tạo thành màng bề mặt thịt hút nhóm phân cực vật liệu tạo màng axit béo đẩy mạch cacbon kị nước Kết phân tử axit béo duỗi cách thích hợp nén lại vào làm tăng khả chắn ẩm màng axit béo 1.2.1.2 Glyxerin axetylglyxerit [15, 18, 19] Monoglyxerit axetyl hoá, diglyxerit (diaxylglyxerin) triglyxerit mon-di-tri-este glyxerin với axit béo Glyxerit axetyn hố tổng hợp phản ứng glyxerit với andehit glyxerit qua q trình este hóa trao đổi có xúc tác dầu mỡ với triaxetyl Cả glyxerit glyxerit axetyn hoá dùng làm lớp phủ Lớp phủ triaxetyl hoá loại tinh chế sản xuất làm màng bọc ăn năm 1960-1970 với tên thương mại Mivacet, lớp phủ glyxerin monostearat có khả thấm nước so với màng polyamit, etyl xenlulozơ thấm nước nhiều so với màng xenlophan PE Về khả chắn oxi lớp phủ glyxerin monostearat thấm oxi 1.2.2 Màng phủ sở polysaccarit [17, 18, 19] Khả tạo màng tính chất số vật liệu polisaccarit tinh bột dẫn xuất tinh bột, xenlulozơ, carragena, loại gôm vi khuẩn thực vật khác nhau, chitosan pectinat Thông thường chất ưa nước chúng nên màng polisaccarit thường có khả chắn nước hạn chế Tuy nhiên áp dụng dạng lớp phủ, dạng gel có hàm lượng cao, số polysaccarit làm chậm trình ẩm thực phẩm nhờ hoạt động tác nhân vi sinh thay chắn ẩm Lớp sư phạm hố – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp 1.2.2.1 Alginat [18] [6] [22] [15] Alginat chất chiết từ rong nâu thuộc họ Phaephyceae, dẫn xuất alginic axit, copolyme mạch thẳng monome D-manuronic Lgunuronic axit Màng tạo cách cho bay nước từ lớp mỏng dung dịch alginat, chất không thấm dầu mỡ giống polysaccarit ưa nước khác, chúng có tính chất thấm nước cao Khả phản ứng alginat với cation hoá trị II III dùng để chế tạo màng alginat Ion Ca2+ tác nhân tạo gel hiệu Mg2+, K+, Al3+, Fe2+, Fe3+ , tạo cầu nối alginat với qua tương tác ion, tượng liên kết hyđro mạch 1.2.2.2 Carrageenan [18, 19] Carrageenan polyme glactoza chiết từ rong Irish (Chandruscrispus) từ loại tảo đỏ khác Carrageenan hỗn hợp chứa polyme riêng biệt ký hiệu i, l, ỡ, c n - Carrageenan Trong số hỗn hợp i, c, l - Carrageenan dùng thực phẩm Quá trình tạo gel i x - Carrageenan xảy với cation hoá trị I cation hố trị II l - Carrageenan không tạo gel Sử dụng lớp phủ Carrageenan để kéo dài thời gian bảo quản philê cá thu Philê cá thu phủ cách ngâm vào dung dịch nước Careagenan (10g/kg) trước đông lạnh bảo quản -180C ngăn chặn thay đổi mùi vịng tháng Trong mẫu đối chứng không phủ giữ tháng Hơn nữa, chất chống oxi hoá axit galic hay axit ascobic đợc bổ sung vào dung dịch phủ Carrageenan làm chậm q trình hư hỏng bảo quản -180C - tháng Thực tế, bổ sung chất kháng khuẩn lớp phủ phương pháp làm chậm trình thối rữa hiệu nhúng gia cầm vào dung dịch muối- Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp kháng khuẩn Tuy nhiên, chất kháng khuẩn không sử dụng cho gia cầm thời gian dài 1.2.2.3 Agar [2,18] Agar loại gôm nhận từ loại tảo biển đỏ thuộc họ Rhotophyceane giống carrageenan Nó polyme galactoza tạo gel đặc trưng điểm nóng chảy cao nhiều nhiệt độ tạo gel ban đầu Cũng giống màng carrageenan, màng agar bổ sung chất kháng khuẩn tan nước (như: clo tetraxylin, oxitetracylin) hiệu việc kéo dài thời gian bảo quản thịt gia cầm điều kiện bảo quản 0C Thời gian bảo quản thịt bò 50C kéo dài ngày sử dụng màng agar hoá dẻo glyxerin bổ sung clo tetraxylin Mặc dù tương đối dày màng agar không làm giảm lượng ẩm từ thịt lớp phủ glyxerit axetyl hoá màng etylxenlulozơ 1.2.2.4 Dextran [15, 18, 22] Dextran hỗn hợp gồm vi khuẩn tạo thành từ đơn vị a-Dglucopyranosyl với nhiều loại lượng liên kết glycozit khác Leuconostoc mesenteroide L-dextran vi sinh vật thường sử dụng sinh tổng hợp dextran từ trình lên men sucrozơ Lớp phủ dextran áp dụng dạng dung dịch nước lỏng huyền phù để dùng cho tơm ngun con, tơm bóc vỏ, cá sản phẩm thịt dăm bơng, xúc xích, thịt xơng khói để giữ hương vị, màu sắc độ tươi q trình bảo quản lạnh đơng lạnh 1.2.2.5 Các ête xenlulozơ [9, 15, 18] Xenlulozơ tự nhiên dạng thể khơng hồ tan nước lạnh có khối lượng phân tử cao Khả phản ứng nhóm hydroxyl vị trí 2, Lớp sư phạm hoá – K30B Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp mạch glucozyl xenlulozơ sử dụng để tạo dẫn xuất có ích, ête xenlulozơ khác hợp chất polyme tạo thành cách thay phần nhóm hydroxyl xenlulozơ nhóm chức ête Metylxenlulozơ (MC), hydroxylpropyl xenlulozơ (HPC), hydroxypropyl metylXenlulozơ (HPMC) cacboxymetylxenlulozơ (CMC) ete tan nước có tính chất tạo màng tốt Tính ưa nước tương đối tăng theo chiều HPC < MC < HPMC < CMC Etyl xenlulozơ (EC) loại ete xenlulozơ tạo màng khác, trái ngược với ete kể không tan nước MC sử dụng để tạo lớp phủ ăn cho thịt dạng nhũ tương nước dầu.Tương tự, màng phủ hải sản với lớp phủ dạng bột chứa HPMC làm tăng hiệu suất sản phẩm nấu chín (8-20%) so với đối chứng khả ẩm kiểm soát màng HPMC Xenlulozơ xử lý kiềm chuyển thành CMC nhờ phản ứng với muối monoclo axetat CMC ête xenlulozơ không ion tan nước lạnh nóng, thường có sẵn dạng dung dịch muối Na Các công thức lớp phủ cho hoa rau củ chứa CMC este axit béo sucrozơ thương mại hoá.Tuy nhiên đưa CMC vào thành phần lớp phủ ăn cho thịt chưa nghiên cứu Màng EC tổng hợp cách cán làm khô dung dịch EC dung môi hữu cơ, dầu khống, chất hóa dẻo este hỗn hợp nóng chảy axetyl monoglyxerit muối kim loại axit béo monoglyxerit axetyl hóa cho sản phẩm thịt đơng lạnh để tạo màng suốt, bám dính tháo bỏ bảo quản Khi bổ sung chất kháng sinh clotetra axetyl, lớp phủ nóng chảy sở EC làm chậm thời gian tạo mùi vi khuẩn ngăn ngừa q trình khơ miếng thịt bị bảo quản 50C Lớp sư phạm hoá – K30B 10 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp b: độ dài phần thân, 20 mm Chiều rộng mm 2.2.2.6 Hình thái học Nghiên cứu hình thái học bề mặt màng tinh bột phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét máy Hitachi S4800 (Singapore) Viện khoa học vật liệu - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam 2.2.2.7 Phân tích nhiệt Phân tích nhiệt vi sai (DTA) ghi máy TA - 50 Shimadzu với tốc độ gia nhiệt 100C/phút từ nhiệt độ phịng đến 6000C Lớp sư phạm hố – K30B 20 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG Kết thảo luận 3.1 Tạo màng xác định tính chất màng sở tinh bột Lớp sư phạm hoá – K30B 21 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp 3.1.1 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới bề ngồi màng (quan sát định tính) Nói chung, bề ngồi màng tinh bột dẻo hóa sau làm khô đồng so với màng khơng dẻo hóa Màng tinh bột khơng dẻo hóa có bề mặt thơ ráp cịn màng tinh bột dẻo hóa tương đối nhẵn Số hạt khơng tan bọt khí màng tinh bột dẻo hóa giảm Điều chất hóa dẻo làm giảm cách hiệu liên kết hydro nội phân tử, đồng thời làm tăng khơng gian phân tử, nhờ làm giảm độ dòn màng Glyxerin liên kết với phân tử tinh bột làm cho sức căng cố kết phân tử mạch polyme gắn kết bị yếu khiến cho cấu trúc mềm dẻo Glyxerin kết hợp đồng thể mạng lưới liên kết hydro tinh bột, màng trở nên mềm, suốt dẻo 3.1.2 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới chiều dày màng Đo độ dày màng tinh bột với hàm lượng chất hóa dẻo thay đổi từ đến 35% Kết trình bày bảng Bảng ảnh hưởng chất dẻo hố tới chiều dày bề ngồi màng Hàm lượng chất Chiều dày màng hóa dẻo ( % ) ( mm ) Bề màng 0,051 ± 0,0015 Trong, dai, dịn, khơng nhẵn 20 0,055 ± 0,0015 Trong, cứng, dai nhẵn 25 0,056 ± 0,0021 Trong, cứng, dai nhẵn 30 0,059 ± 0,0015 Trong, mềm 35 0,062 ± 0,0010 Trong, mềm Tăng hàm lượng chất hóa dẻo làm tăng chiều dày màng, màng có chất hóa dẻo dày màng khơng hóa dẻo Điều glyxerin xâm Lớp sư phạm hoá – K30B 22 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp nhập vào mạng lưới tinh bơt nhanh chóng dễ dàng để tạo màng dày 3.1.3 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới độ tan màng Nghiên cứu ảnh hưởng chất hóa dẻo đến độ hịa tan màng Kết trình bày bảng Bảng Quan hệ độ hồ tan nồng độ chất dẻo hố Hàm lượng chất hóa dẻo (%) Độ tan (%) 15 20 17 25 21 30 24 35 31 Kết cho thấy màng dẻo hóa có độ tan lớn so với màng khơng dẻo hóa Tăng hàm lượng chất dẻo hóa làm tăng độ tan màng Do chất ưa nước hút ẩm glyxerin, có tương tác mạnh với nước dễ dàng kết hợp vào mạng lưới liên kết hydro Măc dù độ tan nhỏ cần thiết màng ăn q trình bảo quản màng có độ tan cao có ưu điểm q trình nấu chín thực phẩm phủ màng ăn 3.1.4 Tính chất lý màng Độ bền kéo độ dãn dài tương đối màng tinh bột dẻo hóa khơng dẻo hóa trình bày bảng Lớp sư phạm hoá – K30B 23 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Bảng ảnh hưởng chất dẻo tới tính chất lý màng Hàm lượng chất hóa dẻo ( % ) Độ bền kéo ( MPa ) Độ dãn dài tương đối (% ) 17,84 10,1 20 11,72 36,2 25 9,31 38,7 30 5,62 57,62 35 5,26 76,34 Hàm lượng chất hóa dẻo lớn độ bền kéo giảm Độ bền kéo màng khơng hóa dẻo khoảng 17,84MPa Do chất hóa dẻo có tác động tới xếp mạch polyme liên kết hydro nên làm giảm tương tác polyme tính cố kết chủ yếu ảnh hưởng tới tính kết tinh tính chất lý màng, có tính mềm dẻo Độ dãn dài tương đối tăng rõ rệt tăng hàm lượng chất hóa dẻo Màng dẻo hóa cho độ dãn dài lớn so với màng khơng hóa dẻo Độ dãn dài cao màng dẻo hóa chất phân tử glyxerin tương đối nhỏ, ưa nước chứa số nhóm hydroxyl, tạo thành liên kết hidro Mặc dù mạng lưới màng dẻo hóa glyxerin tách rời giữ ẩm trì tính bền dẻo thân màng Nói chung, cấu trúc màng bị mềm hóa, độ bền kéo đứt giảm độ dãn dài tương đối tăng Độ dãn dài cao chứng tỏ màng mềm dẻo chịu lực căng hay ứng suất học Điều có nghĩa màng chịu hư hỏng học gia công thơ hay máy q trình chế biến thực phẩm 3.1.5 ảnh hưởng chất dẻo hoá tới độ thấm nước màng ảnh hưởng chất dẻo hóa tới độ thấm nước màng đươc trình bày hình Lớp sư phạm hố – K30B 24 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Độ thấm nước (g.mm.cm-2) Khóa luận tốt nghiệp 12 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Hàm lượng glyxerin (%) `Hình ảnh hưởng chất dẻo hố đến độ thấm nước màng Khi khơng có chất dẻo hố màng tinh bột thường dịn Khi có glyxerin khắc phục tính dịn cho màng lực nội phân tử lớn Chất dẻo hoá làm giảm lực làm tăng độ co dãn dãn dài màng Số liệu nghiên cứu cho thấy độ thấm nước màng tinh bột hàm hàm lượng glyxerin đồ thị Độ thấm nước màng tăng theo đường thẳng mức độ hàm lượng glyxerin nghiên cứu Các kết liên quan đến cấu trúc biến đổi mạng lưới tinh bột tạo thành chất dẻo hố đặc tính ưa nước glyxerin, ưa hấp thụ giải hấp thụ phân tử nước Chất dẻo hoá làm cấu trúc phân tử polyme mềm dẻo hơn, làm tăng độ linh động nước hấp thụ phân tử dẫn đến độ thấm nước tăng tăng hàm lượng chất dẻo hoá màng Độ thấm nước có quan hệ chặt chẽ với lượng lớn nhóm hydroxil tự do, tăng cường tương tác với nước, làm cho nước chuyển qua màng dễ dàng Lớp sư phạm hoá – K30B 25 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Khi tăng hàm lượng glyxerin độ thấm nước tăng chậm, hàm lượng lớn 30% độ thấm bắt đầu tăng mạnh Do yêu cầu bao gói thực phẩm sản phẩm màng phải có độ thấm nước thấp hàm lượng glyxerin thích hợp để dẻo hố màng 30% 3.2 hình thái học tính chất nhiệt màng tinh bột hóa dẻo 3.2.1 Hình thái học màng tinh bột ảnh SEM màng tinh bột dẻo hố khơng dẻo hố trình bày hình (a) (b) (c) (d) Lớp sư phạm hoá – K30B 26 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp (e) (f) Hình ảnh SEM màng tinh bột khơng dẻo hóa (a,c,e) màng dẻo hóa với 10% glyxerin (b,d,f) độ phóng đại khác Hình thái học màng polyme bề mặt nghiên cứu ảnh hiển vi điện tử quét Tỷ lệ tinh thể so với vô định hình màng ước lượng nhiễu xạ electron quan sát kết cấu mức độ hiển vi Do hiệu ứng bề mặt hình thái học bề mặt màng khác đáng kể so với dạng khối Màng dẻo hoá cho bề mặt đồng khơng có mao quản nứt Điều giải thích phân tử amylozơ khơng có chất dẻo hố tạo thành màng giịn Màng khơng có chất dẻo hố cho thấy tính chất đa lớp màng có chất dẻo hố cho thấy cấu trúc chặt 3.2.2 Phân tích nhiệt Giản đồ phân tích nhiệt vi sai (DTA) màng tinh bột khơng dẻo hóa mang dẻo hóa với 10% glyxerin trình bày hình Lớp sư phạm hố – K30B 27 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Hình Giản đồ phân tích nhiệt vi sai (DTA ) màng tinh bột dẻo hóa khơng dẻo hóa Màng tinh bột khơng dẻo hóa cho pic 70,580C tương ứng với nhiệt độ hồ hóa tinh bột Trong màng tinh bột dẻo hóa khơng cho thấy pic khoảng nhiệt độ < 2000C chứng tỏ trình hồ hóa tinh bột tạo màng xảy hồn tồn Lớp sư phạm hố – K30B 28 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp kết luận Sau thời gian nghiên cứu, khoá luận thu số kết sau: - Tiến hành tạo màng sở tinh bột sắn có bổ sung chất hoá dẻo glyxerin phương pháp tráng - Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lương chất hố dẻo tói chiều dày bề ngồi màng, độ tan, tính chất lý, độ thấm nước tinh bột dẻo hoá - So sánh hình thái học bề mặt tính chất nhiệt màng tinh bột dẻo hố khơng dẻo hoá Việc nghiên cứu chể tạo màng ăn sở tinh bột dẻo hố góp phần tích cực vào trình nghiên cứu ứng dụng màng bảo quản thực phẩm mở triển vọng việc ứng dụng polyme có nguồn gốc tự nhiên lĩnh vực công nghệ thực phẩm dược phẩm Lớp sư phạm hoá – K30B 29 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Văn Khôi, “Polysaccarit ứng dụng dẫn xuất tan chúng thực phẩm”, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 [2] Lê Ngọc Tú, “Hoá học thực phẩm”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1994 [3] Lê Ngọc Tú, Lưu Duẩn, Đặng Thị Thu, Lê Thị Cúc, Lâm Xuân Thanh, Phạm Thu Thuỷ, “Biến hình sinh học sản phẩm từ hạt”, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2000 [4] Natta Laohakunjit Athapoly Nooomhorm, Effect of platicizers on mechanical and barrier properties of Rice starch film, Starch, Vol 56, p 348-356, 2004 [5] Vanessa Dias Alves, Suzana Mali, Adelaide Beleis, Maria Victorya E Grossmamn, “Effect of glycerol and amylose enrichment on cassava starch film properties” [6] The D Phan, F Debeaufort, D Luu, A Voilley; Functional Properties of Edible Agar- Based and Starch- Based Films for Food Quality Preservation; vol 53- p973-981; 2005 [7] D Lourdin, L Coignard, H Bizot and P Colonna; Influence of equilibrium relative humidity and plasticizer concentration on the water content and glass transition of starch materials [8] Jiugao Yu, Songzhe Chen, Jianping Gao, Huawu Zheng, Jie Zhang, Tong Lin; A study on the properties of starch/ glycerine blend Lớp sư phạm hoá – K30B 30 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp [9] Maria A Garcia, Miriam N Martino, Nonemi E Zarizky; Plasticized starch- based coatings to improve strawberry quality and stability; vol 46p 3758- 3767; 1998 [10] Susana Mali, Maria Victoria E Grossmann; Effects of Yam starch on storability and quality of Fresh strawberries; J.Agric Food; vol 51- p 7005-7001; 2003 [11] Suzana Mali, Maria Victoria E Grossmann, Maria A Garcia, Miriam N Martino, Nonemi E Zarizky; Mycrostructural characterizatin of yam starch films; Carbohydrat polymes; vol 50 p 379-386; 2002 [12] P Forsell, R Lahtinen, M Lahetin P Mylarinen; Oxigen permeable of amylozơ and amylopectin films; Cacbonhydrat Polymers; vol 47 – p 125129; 2002 [13] Suzana Mali, Maria Victoria E Grossmann, Mria A Garcia, Miriam N Martino, Nonemi E Zarizky; Barrier, mechanical and optical properties of plasticized yam starch films; carbonhydrate polymes; vol 56 –p 129-135; 2004 [14] Gene Nashed, Rulande P G Rutgers, Peter A Sopade; The Plasticiation effect of glycerol and water on the gelatinisation of Wheat Starch; vol 55p 131-137; 2003 [15] Y P Chang, A Abd Karim, C C Seow; Interactive plasticizingantiplasticizing effects of water and glycerol on the tensile properties of tapioca starch films; vol 20- p 1-8; 2006 [16] Asa Rindlav- Westling, Mats Stading, Anna- Marie Hermansson, Paul Gatenholm; Structure, mechanical and barrier properties of amylozơ and amylopectin films; carbonhydrate polymes; vol 36-p 217-224; 1998 Lớp sư phạm hoá – K30B 31 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp [17] Stephan H.D.Hulleman, Frank H.P.Janssen and Herman Feil; The role of water during plasticization of native starches; vol 3861- p 00301-7; 1997 [18] D Lourdin, H Bizot, P Colona; “ Antiplasticization” in Starch- Glycerol Films; [19] S Mali, L S Sakanaka, F Yamashita, M.V.E Grossmann; Water sorption and mechanical properties of cassva starch films and their relation to plasticizing effect; cacbonhydrat polymes; vol 60-p 283-289; 2005 [20] Maria A Garcia, Miriam N Martino and Nonemi E Zaritzky; StarchBased Coatings: Effect on Refrigerated Strawbery Quality; vol 76- p 411420; 1998 [21] A Gernadios, M.A Hanna, Lyndon B Kurth; Application of Edible Coatings on meats, Poultry and seafoots: A Review; Review article; Vol 30- p 337-350; 1997 [22] Vibeke K Haugaard, Anna- Marie Udsen, Grith Mortense, Lars Hoegh, Karina Petersen, Frank Monahan; Potential Food application of biobased materials; Starch/ Starke; vol 53-p 189- 200; 2001 [20] M.A.Bertuzzi, E.F Castro Vidaurre, M Armada, J.C Gottifredi; Water vapor permeability of edible starch bases films; ScienceDirect; 2006 [23] Maria A Gacia, Adriana Pinotti, Noemi E Zaritky, Physicochemical, water vapor barrier and mechanical properties of corn starch and chitosan composite film; vol 58- p 453- 463; 2006 [24] E A Baldwin, M O Nisperos, X Chen, R D Hagenmaier; Improving storage life of cut apple and potato with edible coating, posthavest biology and technology; vol 9- p 151-163; 1996 [25] Rossana M.S.M.Thire, Cristina T Andrade; Effect of Aging on the Microstructure of Plasticized cornstarch films Lớp sư phạm hoá – K30B 32 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp Mục lục Chƣơng Tổng quan 1.1 Giới thiệu màng bao gói thực phẩm 1.1.1 Yêu cầu màng bọc thực phẩm [13, 15, 18, 19] 1.1.2 Yêu cầu bao gói số thực phẩm đặc biệt 1.2 Các loại màng lớp phủ ăn đƣợc 1.2.1 Màng phủ sở lipit 1.2.2 Màng phủ sở polysaccarit [17, 18, 19] 1.3 Màng ăn đƣợc sở tinh bột hóa dẻo 11 1.3.1 Giới thiệu màng tinh bột dẫn xuất sở [5, 8, 10, 11, 12, 16, 18, 19, 21, 23] 11 1.3.2 Cơ chế hóa dẻo [2, 4, 11, 13, 16] 13 1.3.3 Một số đặc tính màng ăn sở tinh bôt [18] 14 CHƢƠNG Thực nghiệm 17 2.1 Hóa chất dụng cụ 17 2.1.1 Hóa chất 17 2.1.2 Dụng cụ 17 2 Thực nghiệm 17 2.2.1 Tạo màng 17 2.2.2 Các tính chất cần khảo sát 18 CHƢƠNG Kết thảo luận 21 3.1 Tạo màng xác định tính chất màng sở tinh bột 21 Lớp sư phạm hoá – K30B 33 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội Vũ Minh Đức Khóa luận tốt nghiệp 3.1.1 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới bề ngồi màng (quan sát định tính) 22 3.1.2 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới chiều dày màng 22 3.1.3 ảnh hưởng chất hóa dẻo tới độ tan màng 23 3.1.4 Tính chất lý màng 23 3.2 Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ thấm nƣớc màng Error! Bookmark not defined 3.2.1 ảnh hưởng độ dày màng Error! Bookmark not defined 3.2.2 ảnh hưởng chất dẻo hoá tới độ thấm nước màng 24 3.3 hình thái học tính chất nhiệt màng tinh bột hóa dẻo 26 3.3.1 Hình thái học màng tinh bột 26 3.4.2 Phân tích nhiệt 27 kết luận 29 Tài liệu tham khảo 30 Lớp sư phạm hoá – K30B 34 Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội ... bột dẻo hoá - So sánh hình thái học bề mặt tính chất nhiệt màng tinh bột dẻo hố khơng dẻo hố Việc nghiên cứu chể tạo màng ăn sở tinh bột dẻo hố góp phần tích cực vào trình nghiên cứu ứng dụng màng. .. ngồi màng tinh bột dẻo hóa sau làm khô đồng so với màng không dẻo hóa Màng tinh bột khơng dẻo hóa có bề mặt thơ ráp cịn màng tinh bột dẻo hóa tương đối nhẵn Số hạt khơng tan bọt khí màng tinh bột. .. liệu bao gói phải phù hợp với quy định thực phẩm bao gói, tương tác thực phẩm vật liệu bao gói không ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm độ an toàn Một thách thức ngành cơng nghiệp bao gói thực phẩm