Hóa chất tự nhiên và nồng độ thành phần
-Màng lipd có ái lực thấp đối với nước, điều này giải thích tại sao nó có độ thấm ẩm thấp. Tuy nhiên, mỗi chất kỵ nước có tính chất hóa lý riêng. Vì vậy, màng thực phẩm dựa trên những biệu hiện khác nhau chống lại sự chuyển dịch ẩm. độ phân cực của các thành phần lipid được xét đến( sự phân bố của thế điện tử phân tử, nhóm hóa chất, chiều dài chuỗi chất béo)
-Sáp là chất chống thấm ẩm hiệu quả nhất, do nó có tính kỵ nước cao. Các chất hiệu quả nhất là sáp ong, có nhóm rượu stearyl, glycerols acetyl acyl, ankan (hexatriacontane), chất béo trung tính (ví dụ, tristearin),và axit béo (e.g., stearic acid)
Ảnh hưởng của thành phần lipit đến trạng thái lipit và cấu trúc màng
-Hợp chất lipid ở trạng thái rắn hay lỏng tùy thuộc rất lớn vào hiệu quả giữ ẩm của lớp màng.
-Các dạng của chất béo cũng ảnh hưởng đến hiệu quả giữ ẩm của lớp màng thực phẩm làm từ chất béo, đặc biệt là lớp màng làm từ bơ- cocoa và dầu khử nước.
-Tính linh động cao của cấu trúc kết tinh hexagon tạo tính dẻo của lớp màng và ngăn chặn các dạng khiếm khuyết cấu trúc trong quá trình hình thành tinh thể. Điều này lại giúp cải thiện tính thấm hơi ẩm.
Ảnh hưởng của cấu trúc màng lên tính năng rào cản
Vai trị của kỹ thuật chuẩn bị Lớp màng thực phẩm chứa các chất béo có thể được thu nhận bằng các kỹ thuật xác định cấu trúc rào cản khác nhau
Bề mặt lớp màng có lớp lipid phân bố đồng nhất hơn sẽ kiểm soát sự vận chuyển nước hiệu quả hơn. Cấu trúc màng gồm một lớp lipid liên tục sẽ tao rào cản hơi ẩm hiệu quả nhất, lớp màng này được tạo thành nhờ kỹ thuật lớp đôi hoặc làm mất ổn định nhũ tương trong quá trình làm khơ lớp màng thể nhũ.
VD: Trong socola, pha liên tục có chứa cả lipid do q trình xoắn và hịa trộn. Các phần tử ưa nước phân tán (tinh thể đường, bột coca) khơng ảnh hưởng đáng kể đến tính thấm hơi nước, ngoại trừ nơi có hơi ẩm cao sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc lớp màng. Do đặc điểm cơ học kém nên lipid thường được dùng để liên kết chất nền, đơi khi nó được xem như thực phẩm điển hình để làm lớp phủ. Tuy nhiên, chất nền có thể ảnh hưởng lớn đến đặc điểm lớp màng do thay đổi sự phân bố của các chất kị nước. Nếu chất nền xốp, rào cản kém hiệu quả hơn do bề mặt cần bảo vệ lớn hơn và bề mặt nhám làm cho việc hình thành lớp phủ đều và liên tục khó khăn hơn. 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. Barron (1977) cho thấy rằng lớp phủ socola tuy dính với bánh bích quy rất tốt nhưng lại dễ gãy do bị gồ lên khi hút hơi ẩm. Trong trường hợp này, sự kết dính quá chặt giữa lớp vỏ và chất nền không phải là lợi thế. Sự tương tác giữa chất nền và lớp vỏ cần được tính tốn 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. Khi các vết nứt xuất hiện, tất cả các đặc tính rào cản bị mất. Tính liên tục và tính đồng nhất của rào cản cũng phụ thuộc rất lớn vào độ dày lớp màng
Ảnh hưởng độ dày của lớp màng
Độ dầy có thể sửa đổi các thuộc tính lớp màng, như hiệu suất rào cản. Tăng tính thấm của lớp màng bằng độ dày ý nói đến ái lực nước, mà có thể là do sự hiện diện của các hợp chất
khó khăn và độ thấm càng thấp. Trong trường hợp nước di động, đặc tính rào cản càng phức tạp hơn. Ái lực đối với nước cũng quan trọng như cấu trúc của chính lớp màng. Do vậy, sự vận chuyển của các phân tử nước trong lớp màng và lớp phủ phụ thuộc cả vào hiện tượng khuếch tán (yếu tố động lực) và hút thấm bề mặt (yếu tố nhiệt động lực học), ngay cả trong trường hợp chất kị nước
Ảnh hưởng của đặc tính các phân tử thẩm thấu
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, khơng chỉ ảnh hưởng đến tương tác của nó với thành phần của lớp màng mà cịn ảnh hưởng đến động học của sự vận
chuyển. Kích thước và hình dạng của các phân tử khuếch tán ảnh hưởng đến sự khuếch tán, trong khi sự phân cực và khả năng ngưng tụ ảnh hưởng đến sự hấp thụ. Nước là một hợp chất phân cực có kích thước cực nhỏ có xu hướng hấp thụ và khuếch tán trong vật liệu có mật độ cao. Khả năng này làm cho các vật liệu này có tính hút ẩm hơn là khí khơng thể đơng đặc. Trong chương này, chỉ có sự vận chuyển nước sẽ được xem xét.
Ảnh hưởng của Gradient nồng độ nước
Động lực cho sự vận chuyển hơi ẩm là áp suất hơi nước hoặc sự khác biệt về thế nước giữa hai bên màng. Gradient càng cao, tốc độ vận chuyển càng lớn, nếu khơng có sự tương tác giữa nước và màng.
Lớp màng và lớp phủ thường được sử dụng cho các sản phẩm ngậm nước cao trong đó nước là ở trạng thái lỏng, chẳng hạn như gel. Nước tiếp xúc với lớp rào cản có thể ở trong trạng thái rắn, như trong trường hợp của thực phẩm đơng lạnh. Vì vậy, thật thú vị khi xem xét tác động của các trạng thái vật lý của nước lên sự vận chuyển của nó.
3.8Ảnh hưởng của trạng thái vật lý của nước lên chức năng rào cản:
Đối với các lớp màng ăn được và chất phủ, một vài tác giả xem xét việc tiếp xúc trực tiếp giữa các lớp rào cản và các khoang ẩm. Morillon và cộng sự (1998) nghiên cứu tác động của trạng thái vật lý của nước, chất lỏng hoặc hơi nước, về sự di chuyển của chúng qua lớp màng lipid ăn được và thông qua các lớp màng ưa nước và kỵ nước tổng hợp. Họ báo cáo rằng độ thấm nước của lớp màng lipid-đường ăn được là như nhau cho cả hai trạng thái vật lý của nước khi thế nước vẫn còn thấp hơn 0,85. Ảnh hưởng của trạng thái nước (lỏng hay hơi) lên tốc độ vận chuyển nước qua rào cản ăn được làm từ cocoa Tại hoạt độ nước cao hơn, sự vận chuyển nước lỏng dựa trên màng lipid và lớp màng dẻo ưa nước lớn hơn nhều so với vận chuyển hơi nước. Hai hiện tượng này có thể xảy ra hiện tượng hòa tan cục bộ đường sucrose của lớp phim và làm trương nở lớp màng ưa nước.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
quá trình chế biến, và thường được lưu trữ ở nhiệt độ thấp xung quanh. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tất cả các hiện tượng nhiệt động lực học và động học và, do đó ảnh hưởng đến sự vận chuyển độ ẩm. Miễn là không làm biến đổi cơ cấu lớp phim hoặc lớp phủ cơ do nhiệt độ, độ thấm, độ khuếch tán, và hệ số độ hòa tan khác nhau