Các loại màng thực phẩm và ứng dụng của chúng trong công nghiệp thực phẩm
MỤC LỤC
Cấu tạo của màng
- Protein từ động vật 1. Casein (protein từ sữa)
- Protein thực vật
Collagen được làm từ ba dây chuyền song song, Các chuỗi amino acid của collagen bị ảnh hưởng bởi một bộ ba lặp đi lặp lại của Gly-XY dư lượng (trong đó X và Y là thường Proline và hydroxyproline, tương ứng). Tuy nhiên, trong các công nghệ tạo màng với mục đích khác thì có thể dùng nhiều dung môi khác nhau Khi dùng ethanol làm dung môi thì màng có sức bền cao so với acetone, tuy nhiên, nó dễ bị độ ẩm và môi trường độ ẩm cao.
Các phương pháp tạo màng 1. Đúc dung môi
Phương pháp đùn
Là phương pháp thay thế cho phương pháp đúc dung môi, trong đó sử dụng nhiệt độ cao và cắt để làm mềm và tan chảy các polymer, Phun ra các protein để tạo thành các màng. Ưu điểm của phương pháp đùn là phun ra nhanh hơn và đòi hỏi ít năng lượng hơn, do đó thực tế là hơn. Phương pháp đùn làm giảm thời gian và năng lượng, giảm chi phí tăng tính cạnh tranh.
Màng được ép đùn từ protein đậu nành, chịu ảnh hưởng của loại chất làm dẻo, số lượng chất làm dẻo, và liên kết chéo. Tuy nhiên, màng bao bọc có màu nâu là do phản ứng Maillard xảy ra trong thời gian dài, nhiệt độ đùn cao (130 ° C). (2001), gluten lúa mì được ép đùn với tỷ lệ khác nhau của LDPE hoặc xúc tác metallocene-ethylene-butene copolymer (MCEBC).
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của màng
Liên kết ngang
Trong quá trình đúc màng, mà các dung môi là nước, thì sự tạo màng thông qua tương tác điện, liên kết hydro,liên kết van der Waals, lực tương tác giữa các chuỗi protein, liên kết cầu nối disulfua, có tính thuận nghịch. Vì vậy để tạo ra nhiều liên kết thì trong quá trình tạo màng ta cần có dung môi, chất làm dẻo để biến tính protein.
Các ứng dụng của màng protein trong thực phẩm
Màng Zein có chứa dầu thực vật, acid citric và chất chống oxi hóa để ngăn chặn mùi hôi của hạt, ngăn chặn sự thoát hơi nước. Đối với táo, lê thì màng Zein có tính chất như sau: quá trình hô hấp tăng nhưng giảm sự héo, bay hơi nước trong quá trình bảo quản. Tùy từng loại trái cây mà ta cò màng bao bọc khác nhau, Màng Zein dễ biến thành màu trắng khi tiếp xúc với nước.
Trong đậu nành cũng có lượng lớn cysteine, có thể hình thành cầu nối disulfua nên có tính chất dẻo, dai. Có chứa nhiều B-lactoglobulin, Khi gia nhiệt B-lactoglobulin biến tính, giãn mạch, sắp xếp lại mạch, tạo liên kết cầu nối disulfua tạo màng không hòa tan. Dùng để bọc xúc xích, jăm bông, xúc xích hun khối..màng được tạo ra dựa vào phương pháp đùn, thành phần của màng còn được bổ sung thêm MC.
MÀNG POLYSACCHARIDE GUM VÀ ỨNG D ỤNG TRONG THỰC PHẨM
- Chitosan 1. Giới thiệu
- Carageenan 1. Giới thiệu
- Phương pháp sản xuất carrageenan trong công nghiệp
- Algenat
Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm (Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển). Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn. Carrageenan được ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông….
- Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80oC tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy; phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước. - Carrageenan có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust bean gum, trong đó tùy thuộc vào hàm lượng nó sẽ có tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền gel và độ đàn hồi của gel. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
MÀNG TINH BỘT VÀ ỨNG D ỤNG TRONG THỰC PHẨM
Biến hình tinh bột bằng phương pháp hóa học
Tinh bột được biến hình bằng cách tạo liên kết ngang với phosphorous oxychloride, sodium trimetaphosphate, adipie anlydride nhằm mục đích hạn chế mạch tinh bột bị phân đoạn. Succinic anhydride, acetic anhydride, propylene oxide sẽ tấn công vào mạch cacbon bên trong hạt tinh bột theo cơ chế đưa các nhóm thay thế vào phá vỡ hạt, tăng độ ái lực với nước. Axit sẽ tấn công vào amylopectin ở trong vùng vô định hình, phân cách mạch amylopectin, làm cho tinh bột trở nên giống amylose hơn vì số mạch thẳng được tăng lên.
Loại tinh bột biến hình này có khả năng tăng cường độ đặc mà vẫn duy trì được độ nhớt của bột nhão thấp và sản phẩm sau chế biến – làm nguội đạt độ cứng mong muốn. Phương pháp sản xuất dextrin truyền thống là phân giải tinh bột từng phần trong môi trường gia nhiệt khô, sau đó tái trùng hợp với các liên kết khác với liên kết 1,4 glycosid và 1,6 glycosid của tinh bột. Trong sản xuất kẹo có nhân như kẹo nhân chocolate hoặc bơ đậu phộng thường có một lớp gum acacia được dùng làm màng ngăn giữa thành phần béo và đường.
Phụ gia tạo màng tinh bột 1. Polyols
Do khối lượng phân tử trung bình nên màng yếu nhưng lại có đặc tính ngăn oxy tốt. Vì vậy được dùng để bao các sản phẩm trái cây sấy khô cắt lát, kéo dài hạn sử dụng. Nếu bề mặt sản phẩm không đủ ẩm thì lớp màng sẽ dễ dàng bị bong ra.
Ứng dụng màng tinh bột trong thực phẩm 1. Màng cải thiện bề mặt sản phẩm
Đồng thời màng cũng bảo vệ bề mặt các sản phẩm có hàm lượng béo cao và hạn chế sự chuyển dịch của chất béo lên bề mặt. Để tăng cường khả năng bảo vệ của màng, người ta bổ sung thêm các chất chống oxy hóa. Chẳng hạn, bổ sung SO2 vào màng maltodextrin để tăng khả năng bảo vệ màng cho táo và mơ sấy khô.
Dung dịch tạo màng này như là keo hồ có khả năng kết dính các thành phần trong thực phẩm lại với nhau. Bên cạnh việc giữ cho gia vị dính vào sản phẩm, màng còn hạn chế gia vị dính vào tay. Trong các sản phẩm bánh mì người ta cũng dùng màng kết dính để đính mè và các hạt khác lên bề mặt.
MÀNG LIPID VÀ ỨNG D ỤNG TRONG THỰC PHẨM
- Những nhân tố ảnh hưởng đến việc tạo màng thực phẩm 1. Hóa chất tự nhiên và nồng độ các thành phần
Cơ chế giúp cải thiện tính năng rào cản theo thời gian vẫn chưa được được mô tả và giải thích đầy đủ nhưng dường như hai yếu tố quan trọng là (1) giảm khiếm khuyết cấu trúc bằng cách tái kết tinh với tốc độ thấp và (2) giảm thành phần chất béo rắn khi chất béo lỏng kết tinh. Tính kết dính của lớp màng với thực phẩm là một hiện tượng vật lý được kiểm soát bằng cách che phủ bề mặt nhám; lực ẩm do lực tiếp xúc giữa hai bề mặt vật liệu, một vật liệu là chất lỏng; lực tĩnh điện giữa các polymer tích điện; liên kết hóa học khi phản ứng xảy ra. Sự tương tác giữa chất nền và lớp vỏ cần được tính toán vì nó có thể thay đổi đặc tính rào cản của lớp vỏ, hoặc là do chất nền hấp thụ một phần lớp rào cản hoặc do sự phân bố lipid không đồng nhất Thật vậy, một lớp phủ rào cản chỉ hiệu quả khi nó tạo thành một lớp đồng nhất và liên tục trên toàn bộ bề mặt của sản phẩm thực phẩm cần bảo vệ.
Theo phương trình sau đây, WVTR (tỉ lệ truyền hơi nước) tương ứng với số lượng hơi nước (Δm) chuyển qua một diện tích lớp màng (A), trong một thời gian xác định (Δt), trong đó độ thấm (WVTR) được chuẩn hóa theo độ dày (x) và gradient áp suất hơi từng phần (Δp). Tính kháng sự vận chuyển khối lượng lớn của các hợp chất lipid giúp chúng ngăn sự di chuyển của chất khí, chẳng hạn như ôxy, chủ yếu là do cấu trúc; các tinh thể càng dày đặc (ví dụ, nhỏ gọn) và phân phối chúng càng đồng nhất và định hướng, sự khuếch tán khí càng khó khăn và độ thấm càng thấp. Trong trường hợp của vật liệu có mật độ cao ngược với vật liệu xốp, đặc tính của sự thấm, chẳng hạn như mật độ, tính phân cực, hoặc trạng thái vật lý, không chỉ ảnh hưởng đến tương tác của nó với thành phần của lớp màng mà còn ảnh hưởng đến.
Ngay cả đối với các chất kỵ nước, mà về mặt lý thuyết có ái lực độ ẩm thấp, nước ảnh hưởng đến hiệu quả rào cản của lớp màng ăn được và chất phủ khi chúng có chứa các hạt ưa nước hoặc các nhóm phân cực, như trong lớp phủ sô cô la hoặc ca cao. Ví dụ điển hình như phủ lớp sáp lên bề mặt thịt tươi để duy trì màu sắc và giữ ẩm, màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả sau thu hoạch, màng tinh bột dùng để tẩm gia vị và giữ ẩm cho sản phẩm chiên, màng collagen dùng để bọc xúc xích, jăm bông, xúc xích hun khói.