Ứng dụng gelatin trong chế tạo màng chitosan làm bao bì thực phẩm
MỤC LỤC
Tính chaát Gelatin
- Gelatin có thể làm giảm độ hoà tan của một số muối dễ hoà tan như NH4Cl, MgCl2 nhưng lại làm tăng độ hoà tan của một số muối khó hoà tan như CaSO4, CaCO3 …. Trong đó, sự ảnh hưởng của các ion âm rất lớn, các ion của các axit sulfuric, axit nitric, axit tartaric và axit acetic có thể rút ngắn thời gian đông đặc, đồng thời nhiệt độ đông đặc của nó lại tăng lên. - Độ dính của dung dịch Gelatin chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như thời gian, nhiệt độ, khuấy trộn, mức độ thủy phân, môi trường thủy phân bằng axit hay kiềm, ảnh hưởng của tỷ lệ muối.
Người ta ứng dụng gelatin làm tác nhân chuyển thể của sữa trong sản xuất kem, làm tác nhân tạo bọt, tạo màng, làm tác nhân trợ lọc trong công nghệ sản xuất rượu vang và nước ép trái caây. - Người ta nghiên cứu dùng Gelatin để chế tạo màng bao thực phẩm vì nguồn Gelatin dồi dào, giá thành thấp lại có khả năng tạo màng cao, khi sử dụng làm màng thực phẩm nó làm tăng giá trị cảm quan, hạn chế quá trình giảm trọng lượng do bốc hơi nước[26], [32].
TOÅNG QUAN VEÀ BENZOAT
Cơ chế tác dụng của axit benzoic và những dẫn xuất của chúng là làm ức chế quá trình hô hấp của tế bào, ức chế quá trình oxi hóa gluco và pyruvat. Natri benzoat được dùng để bảo quản nước quả, bánh kẹo, mứt … Nồng độ benzoat được phép sử dụng trong thực phẩm theo khuyến nghị của WHO là không được quá 0,1% tính theo khối lượng (ở Mỹ, FDA quy định lượng sử dụng trong thực phẩm là 0,05 – 0,1% tính theo khối lượng). Nhược điểm của việc sử dụng benzoat trong việc bảo quản một số sản phẩm thực phẩm như mứt, mứt đông, tương cà chua, tương ớt, tương quả … là có thể làm cho sản phẩm bị thâm đen và dễ nhận biết dư vị.
Ở các nồng độ cho phép sử dụng như trên, chưa có bằng chứng cụ thể nào cho thấy tác động không tốt đến sức khỏe của người tiêu dùng. Tiến hành thí nghiệm trên chó cho thấy mức sử dụng dưới 1g/1kg thì không ảnh hưởng nhưng khi sử dụng vựot quá mức trên thỉ chó bắt đầu có biểu hiện co giật thần kinh, một vài trường hợp có thể dẫn đến chết.
ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN
- Trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm, chitosan có thể dùng làm chất phụ gia như làm tá dược độn, tá dược dính, chất tạo màng viên nang mềm và cứng và chất mang sinh học dẫn thuốc… Theo nghiên cứu dùng chitosan làm tá dược dính trong một số công thức viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng của Nguyễn Thị Ngọc Tú, Nguyễn Phúc Khuê và Nguyễn Thị Thanh Hải cho kết quả chitosan làm tá dược dính trên viên Vitamin C tốt ngang PVP (dung dịch cồn polyvinyl pirovidin) và là tác nhân khoá ion kim loại nặng tương tự EDTA_Na2 (Etylen Diamin Tetra Natriacetat). Enzym cố định cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzym trong công nghiệp, trong y học, khoa học phân tích… Enzym cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác, nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzym cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao. + Đặc điểm quan trọng của các nguyên liệu được sử dụng làm chất mang enzym là diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích hay trọng lượng phải rộng, không bị phân giải, không tan, bền vững với các yếu tố hoá học, giá rẻ, dễ kiếm.
- Chitosan dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu bia, nước ngọt và có thể tẩy lọc các nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm nhờ khả năng làm đông các thể lơ lững, rắn giàu protein trong nước thải của quá trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến tôm nhờ khả năng kết dính tốt các. Chitosan còn dùng trong xử lý nước thải công nghiệp, nó có khả năng tạo phức với kim loại nặng độc hại, dùng để lọc trong nước sạch tiêu dùng, thanh lọc nước nhiễm chất độc hại và chất phóng xạ do chitosan khoá chặt các ion kim loại như: Hg, Pb và Uranium.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA MÀNG CHITOSAN .1 Nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu ngoài nước
Người ta dùng Chitosan được chiết rút từ các nguồn phế liệu thủy sản khác nhau như tôm, cua, ghẹ lần lượt làm màng mỏng bao gói cá thì thấy màng Chitosan chiết rút từ vỏ tôm có độ dày, độ bền kéo, đàn hồi cao nhất. - Attaya Kungsuwan và các cộng tác viên đã nghiên cứu sử dụng dung dịch Chitosan (hoà tan 5g Chitosan trong 500 ml axit acetic 1%) làm bao gói bảo quản cá [27] thì thấy cá có bảo quản bằng màng Chitosan kéo dài thời gian bảo quản tới 2 tháng trong khi cá không được bảo quản bằng màng Chitosan thì thời gian bảo quản chỉ kéo dài tối đa 1 tháng trong cùng một điều kiện bảo quản. - Blaise Ouattara và các cộng sự đã nghiên cứu dùng màng Chitosan bao gói thịt thì có thể ức chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa nhằm kéo dài thời gian bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt [29].
- Lopez – Caballero và các cộng sự đã nghiên cứu dùng hỗn hợp chitosan- gelatin bao gói bảo quản chả cá thì thấy sau 20 ngày bảo quản mùi vị của chả cá hầu như không biến đổi nhiều và các tính chất khác như độ cứng, độ cố kết, độ mềm dẻo … hầu như không đổi [ 39]. Việc nghiên cứu tính chất của màng tạo từ hỗn hợp Gelatin và một số polyme khác cũng được thực hiện như kết hợp Gelatin với carrageenan, tinh bột, alginate cho phép chúng ta thay đổi tính chất cơ học, lý học của màng, làm màng có độ bền thích hợp, khả năng chịu được hơi ẩm tốt hơn, phù hợp hơn cho việc ứng dụng trong thực phẩm, thường có độ ẩm cao [35].
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀNG CHITOSAN
- Sobral và các cộng sự đã nghiên cứu các tính chất cơ lý của màng Gelatin ảnh hưởng bởi nguồn gốc Gelatin và chất tạo dẻo sorbitol. - Gây ra sự tổng hợp của polyelectrolyte với polyme mang tính chất axit trên bề mặt tế bào vi khuẩn. Như vậy việc dùng màng chitosan bao bọc thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự thối hỏng do khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của nó.
Màng mỏng chitosan có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bao gói, bao bì thực phẩm vì nó có thể thay thế PE để sản xuất giấy bóng kính bao bọc thực phẩm cao cấp. Mặt khác hiện nay ô nhiễm môi trường là vấn đề bức xúc đang được quan tâm của toàn cầu, đang tìm mọi cách khắc phục, như lượng rác thải, nước thải công nghiệp …Trong đó vật dụng bao bì từ PE, PVC,… mà hằng ngày thải ra môi trường một lượng rất lớn và việc xử lý nó rất phức tạp, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, ngoài ra ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Sau thời gian này đem các màng nay đi cân và ghi nhận lại khối lượng của từng màng (m1) rồi được ngâm trong nước trong thời gian 1h. Sau đó lau khô từng màng bằng giấy hút nước và cân lại khối lượng của từng màng (m2). - Thanh trùng môi trường nuôi cấy (môi trường MHA – Mueller Hinton Agar) rồi rót môi trường vào dĩa petri.
Cấy 0,1 ml dịch chứa vi sinh vật với lượng 105 ÷ 106 cfu/ml (trong đề tài này cần kiểm tra khả năng kháng khuẩn của màng đối với 4 loại vi sinh vật là Staphylococcus aureus, Salmonella typhmurium, Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus vào môi trường nuôi cấy rồi đặt từng mẩu màng lên trên môi trường. Tiến hành đo vùng kháng khuẩn xung quanh mẩu, vùng kháng khuẩn là vùng tròn sạch (clear zone) xung quanh màng. Đường kính vùng kháng khuẩn tạo thành phải > 17mm thì mới kết luận màng có tính kháng khuẩn.
Phổ hồng ngoại của màng được phân tích tại phòng thí nghiệm trực thuộc trung tâm phân tích thí nghiệm TPHCM. Phổ nhiễu xạ tia X được phân tích tại Viện Hóa Học Dầu Khí trên máy nhiễu xạ tia X – Model XPERT PRO (Philips). - Chỉ tiêu 5 (CT5): Khả năng kháng khuẩn của màng đối với 4 loại vi khuẩn là Staphylococcus aureus, Salmonella typhmurium, Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus.
Sản phẩm fillet cá ngừ đại dương mua tại công ty XNK Nam Trung Bộ - đường 23/10 Nha Trang. Phải đảm bảo nhiệt độ sản phẩm trong suốt quá trình chế biến kế từ khâu tiếp nhận nguyên liệu cho đến khi fillet ra sản phẩm nhiệt độ không được vượt quá 40C nhằm hạn chế sự phát triển histidine thành histamin. Fillet cá ngừ đại dương không bao gói, cấp đông và bảo quản ở - 100 trong thời gian 45 ngày.
XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ PHỐI TRỘN CHITOSAN VÀ GELATIN TỐI ƯU .1 Kết quả xác định các chỉ tiêu cơ lý của các loại màng mỏng thu được
So với màng chitosan không bổ sung gelatin (CG1), màng có bổ sung gelatin có sức căng tăng hơn. Sỡ dĩ như vậy là do chitosan khi kết hợp với gelatin sẽ xảy ra tương tác giữa nhóm NH3+ của chitosan với các nhóm tích điện âm trong phân tử gelatin làm cho sức căng của màng tăng lên.
