Carotenoid nĩi chung hay BC nĩi riêng là những chất rất nhạy cảm và dễ dàng bị phá hủy khi tiếp xúc với oxy, ánh sáng trong quá trình bảo quản hoặc sản xuất thực phẩm. Điều này cĩ thể gây ra những mất mát về mặt dinh dưỡng, các hoạt tính sinh học cũng như sản xuất các chất thơm, mùi vị khơng mong muốn. Vì những lí do đĩ, các hoạt chất này thường khơng được sử dụng dưới dạng tinh thể mà thơng qua dạng bao gĩi của chúng.
B. Ozcelik và cộng sự [48] đã nghiên cứu tạo vi nang bằng các kỹ thuật bao gĩi khác nhau như: sấy phun, đơng khơ, bẫy alginat để tạo lớp vỏ bao bọc bảo vệ các BC bên trong. Khi tạo vi nang BC bằng kỹ thuật sấy phun sử dụng chất nhũ hĩa là Tween 80 với vật liệu bao gĩi là maltodextrin đạt hiệu suất bao gĩi tốt nhất (81%), sản phẩm vi nang BC tạo thành cũng cĩ khả năng hịa tan trong nước cao nhất đạt 87%. Trong khi đĩ, Trần Hải Đăng và cộng sự [3] đã nghiên cứu cơng nghệ vi nang để bao gĩi dầu gấc đạt tiêu chuẩn thực phẩm từ các hệ nhũ tương theo các phương pháp vi nang hĩa khác nhau: đơng tụ và sấy phun. Đối với phương pháp sấy phun, vi nang tạo thành cĩ màu vàng cam và tồn tại dưới dạng bột mịn với 86.2% hạt cĩ kích thước < 10 µm. Hiệu suất tạo vi nang cao nhất đạt 70.4%. Đối với phương pháp đơng tụ, vi nang tạo thành cĩ dạng hạt trịn, màu cam đến đỏ. Hiệu suất tạo vi nang đạt tới 96% với kích thước vi nang < 40μm…
Nhìn chung, các phương pháp bao gĩi thơng thường này gặp phải một số hạn chế như:
- Cấu tạo vỏ bao khơng liên tục. Vỏ cĩ thể bị đứt gãy do quá trình sấy (mất nước cục bộ) làm cho khả năng bảo vệ của vỏ suy giảm.
- Hạn chế trong việc chọn vật liệu bao gĩi như dung dịch trong dung mơi, tương tác với lõi, tính ổn định….
- Quá trình chế biến phức tạp, đơi khi khơng đạt chuẩn thực phẩm như chọn hệ dung mơi để rửa…
Vì vậy, trong những năm gần đây, việc sử dụng tế bào nấm men để bao gĩi các hoạt chất cĩ hoạt tính sinh học như chất thơm, BC… ngày càng được quan tâm.
Gần đây tế bào nấm men được khai thác bởi một số người bởi tiềm năng của chúng như kiểm sốt sự phân phối đối với sự giải phĩng chất thơm và để cải thiện khả năng sinh học của các thuốc kém hịa tan. Thực vậy, theo Shark thì tế bào nấm men được nghiên cứu từ những năm 1970 khi phịng thí nghiệm Serozyme, Pháp và Swift và Co., Mỹ đã sáng chế ra một kỹ thuật sử dụng tế bào nấm men chứa hơn 40% lipid. Họ đã mơ tả việc bao gĩi thuốc nhuộm, thuốc và chất thơm khi sử dụng vi sinh vật sống và chết bao gồm nấm và động vật nguyên sinh. Cơ chế của quá trình bao gĩi trong nấm men liên quan đến ái lực tương đối của nguyên liệu được bao gĩi với pha lipid trong của tế bào nấm men. Các thành phần chất thơm mà tương tác với dung dịch lí tưởng với pha lipid sẽ được bao gĩi với mức độ tốt nhất.
Vấn đề được đề cập ở đây là pha lipid trong màng là lớp phospholipid màng khơng giống như câú trúc mixen điển hình. Hoạt động khơng phân cực (như BC) cĩ thể mong đợi sự tồn tại phía trong mixen, tuy nhiên kích thước phân tử của chúng sẽ liên quan đến các thay đổi hình học của mixen và do đĩ các hydrocacbon phân tử lượng cao cĩ thể bị loại trừ khỏi tế bào.
Cân bằng lại chất thơm, sử dụng bao gĩi để biến đổi các tính chất của pha lỏng trong để bù đắp lượng khơng cân đối, và những thay đổi tế bào khác như sự chiết của thành tế bào khi sử dụng chất tẩy để cải thiện tính thấm đã giúp đỡ việc mở rộng vùng phân phối của tế bào nấm men như tạo thành các nang.
Thực vậy, thành phần và chiều dày của thành tế bào nấm men cĩ thể bị thay đổi khi sử dụng các chủng tế bào khác nhau do sự biểu hiện của enzyme hoặc bởi sự thay đổi gen liên quan đến quá trình sinh tổng hợp hoặc phân hủy trong thành tế bào .
Dưới điều kiện sấy (ví dụ như hoạt độ nước dưới 0,7), tốc độ bay hơi được xem như thấp do đĩ giới hạn quá trình chuyển khối. Sự giải phĩng chất thơm cĩ thể được phục hồi nhờ sự tái hydrat hĩa. Normand và cộng sự [46] đã sử dụng limonene như vật mơ hình đối với chất thơm kị nước và chất thơm cần quan tâm – cơ chế giải phĩng với
sự quan sát đến cấu trúc thành tế bào nấm men và sự thẩm thấu ngược trong suốt quá trình sấy các tế bào nấm men. Nền tảng của lực phân phối đối với việc giải phĩng chất thơm từ các tế bào nấm men bị hydrat hĩa hiện diện trong sự thỏa thuận tốt với lý thuyết mơ tả sự giải phĩng dung dịch thơ, một lý thuyết được mơ tả bởi Crank [35].
Sử dụng tế bào nấm men làm vật liệu bao gĩi sẽ khắc phục các nhược điểm của các phương pháp bao gĩi thơng thường như :
- Các dung mơi sử dụng để rửa tế bào nấm men trong quá trình bao gĩi được yêu cầu nghiêm ngặt do đĩ làm tăng tính an tồn thực phẩm.
- Vi nang tạo ra đồng nhất về mặt cấu trúc và kích thước nên chịu được nhiệt
độ, pH… do cấu trúc vỏ liên tục, khơng bị đứt gãy.
- Một số trường hợp cải thiện tính chất cảm quan của sản phẩm.
- Phân tán tốt hơn trong mơi trường thực phẩm do kích thước nấm men nhỏ 3 –
10µm, bề mặt cĩ tính chất ưa và kị nước.
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU