3.2. Khảo sát quá trình tạo màng bioplastic từ caseinat
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng glyxerol đến các tính chất màng
Trong phần khảo sát này, các loại màng G0; G15; G20; G25 và G30 được tạo ra từ các dung dịch tạo màng có tỷ lệ glyxerol (tính theo hàm lượng chất khô trong dung dịch tạo màng) thay đổi theo các mức 0; 15; 20; 25 và 30%.
Tỷ lệ natri caseinat được giữ nguyên như ở các khảo sát trước.
Tỷ lệ pectin so với tổng khối lượng chất khô trong dung dịch tạo màng là 1%.
Khối lượng dung dịch tạo màng trên mỗi khuôn là 10g.
Kết quả tính toán thành phần phối liệu dung dịch tạo màng trong khảo sát ảnh hưởng của glyxerol đến các tính chất màng được thể hiện ở bảng 3.4.
b b b
a a
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
0 0,5 1 1,5 2
Độ thấm hơi nước (g.mm.h-1 .m-2 .kPa-1 )
Tỷ lệ pectin (%)
Ảnh hưởng của pectin đến độ thấm hơi nước của màng
Bảng 3.4. Thành phần cấu tạo dung dịch tạo màng thay đổi tỷ lệ glyxerol (tính cho 100g)
Loại màng
Dung dịch Natri caseinat (Nồng độ
chất khô 13%) (g)
Glyxerol (g)
Tỷ lệ glyxerol (% so với
khối lượng chất
khô của dung dịch tạo màng)
Dung dịch pectin 3% (g)
CaCl2
(g)
Tỷ lệ pectin (% so với khối lượng
chất khô của dung dịch tạo
màng)
Nước cất (g)
G0 68,31 0,00 0 4,00 0,0012 1,00 27,69
G15 68,31 1,80 15 4,00 0,0012 1,00 25,89
G20 68,31 2,40 20 4,00 0,0012 1,00 25,29
G25 68,31 3,00 25 4,00 0,0012 1,00 24,69
G30 68,31 3,60 30 4,00 0,0012 1,00 22,09
a. Khảo sát ảnh hưởng của glyxerol đến độ bền kéo và độ giãn dài của màng
Trong phần khảo sát này, do màng G0 không chứa glyxerol khi tách ra bị vỡ nên chỉ tiến hành khảo sát các tính chất màng đối với 04 loại màng còn lại. Kết quả này cho thấy vai trò là chất tạo dẻo cho màng, khi không có mặt glyxerol, màng giòn, dễ vỡ vụn, không có tính dẻo hay đàn hồi.
Hình 3.6. Màng G0 (không chứa glyxerol)
Kết quả xử lý số liệu độ bền kéo và độ giãn dài của màng (với mức ý nghĩa α = 0,05) được thể hiện qua đồ thị hai hình 3.7 và 3.8 (với a,b,c,d là các hệ số thể hiện sự sai khác có ý nghĩa giữa các giá trị thu nhận được)
Hình 3.7. Ảnh hưởng của glyxerol đến độ bền kéo của màng
Hình 3.8. Ảnh hưởng của glyxerol đến độ giãn dài của màng
Khi hàm lượng glyxerol càng cao thì độ giãn dài càng lớn và độ bền kéo càng giảm. Sở dĩ có hiện tượng này là do số lượng các liên kết ngang giữa phân tử pectin với màng bị suy giảm khi gia tăng hàm lượng glyxerol [12]. Các phân tử glyxerol có kích thước nhỏ hơn, chen vào mạng lưới liên kết giữa casein và pectin, làm suy yếu các liên kết này.
a
b
c
d
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000
15 20 25 30
Độ bền kéo (Pa)
Tỷ lệ glyxerol (%)
Ảnh hưởng của glyxerol đến độ bền kéo của màng
d
c
b
a
0 10 20 30 40 50 60 70
15 20 25 30
Độ giãn dài (%)
Tỷ lệ glyxerol (%)
Ảnh hưởng của glyxerol đến độ giãn dài của màng
b. Khảo sát ảnh hưởng của glyxerol đến độ thấm hơi nước của màng
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của glyxerol đến độ thấm hơi nước của màng được thể hiện ở đồ thị hình 3.9. Các số liệu được xử lý với mức ý nghĩa α= 0,05.
Hình 3.9. Ảnh hưởng của glyxerol đến độ thấm hơi nước của màng
Qua đồ thị có thể thấy rằng, độ thấm hơi nước của màng ở các mức tỷ lệ glyxerol được khảo sát không có sự khác nhau về mặt thống kê. Do đó, có thể kết luận rằng, glyxerol không ảnh hưởng đến độ thấm hơi nước của màng. Điều này cũng tương tự với nhận định trong nghiên cứu “Ảnh hưởng của nồng độ pectin và nồng độ glyxerol đến màu sắc, tính chất cơ lý, tính thấm hơi nước của màng pectin” của Sabina Galus và các đồng nghiệp 2013 [3]. Trong đó, các tác giả cũng kết luận rằng glyxerol không có ảnh hưởng rõ rệt đến độ thấm hơi nước của màng [16].
*Dựa vào kết quả khảo sát, có thể nhận thấy màng G20 (tỷ lệ glyxerol chiếm 20%) tuy có độ giãn dài thấp hơn 02 màng G25 và G30, nhưng lại có độ bền kéo cao hơn. Trong khi đó, màng G20 có độ bền kéo nhỏ hơn màng G15 nhưng lại có độ giãn dài lớn hơn. Vì vậy, lựa chọn tỷ lệ glyxerol ở mức 20% làm mức tốt nhất để tạo màng.
Qua các khảo sát đơn biến độ dày, hàm lượng pectin, hàm lượng glyxerol đến các tính chất màng bao gồm: độ bền kéo và độ giãn dài; độ thấm hơi nước, có thể rút ra kết luận rằng, tỷ lệ phối trộn tốt nhất các thành phần là Natri caseinat:Glyxerol:Pectin = 79:2:1 tính theo khối lượng chất khô và 1% CaCl2 (so với khối lượng pectin khô) trong dung dịch tạo màng (có nồng độ chất khô khoảng 12%). Tức là, nếu tính theo 100 g dung dịch tạo màng
a a a a
0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000
15 20 25 30
Độ thấm hơi nước (g.mm.h-1 .m-2 .kPa-1 )
Tỷ lệ glyxerol (%)
Ảnh hưởng của glyxerol đến độ thấm hơi nước của màng
thì cần 68,31 g dung dịch natri caseinat (nồng độ chất khô 13%); 2,4 g glyxerol; 4 g dung dịch pectin 3%; 0,0012g CaCl2 và 25,29 g nước cất.
Ở điều kiện này, màng tạo ra có độ bền kéo đạt giá trị 13111±1018 Pa; độ giãn dài đạt giá trị 25,556±1,925%; độ thấm hơi nước đạt giá trị 0,3019±0,0191 g.mm.h-1.m-2.kPa-1.
Về cảm quan, màng tạo ra dễ tách ra khỏi khuôn, có độ dẻo, có màu nâu của sữa nguyên liệu, hơi đục, nhanh hút ẩm nếu để ở môi trường bên ngoài bình hút ẩm quá lâu.