Do tính chất của màng casein là có độ thấm ẩm khá cao, đồng thời tan được trong nước nên màng phù hợp để sử dụng bảo quản cho các sản phẩm có độ ẩm thấp trong điều kiện bảo quản khô ráo. Bên cạnh đó, điều kiện nghiên cứu không cho phép khảo sát bảo quản trong thời gian dài, nên chọn bảo quản sản phẩm thực phẩm ăn liền có hạn sử dụng ngắn ngày. Đồng thời, màng tạo thành có kích thước 12×8 cm, do đó chọn đối tượng bảo quản có kích thước nhỏ hoặc có thể dễ dàng chia nhỏ để bảo quản mà không làm thay đổi tính chất của sản phẩm đó. Vì những lí do trên, tôi chọn sản phẩm bánh Cake (bánh bông lan) làm đối tượng để thăm dò khả năng bảo quản của màng casein.
Tiến trình chuẩn bị mẫu được trình bày ở mục 2.2.6. Sau 4 ngày bảo quản 2 mẫu bánh Cake ở điều kiện phòng ở nơi thoáng mát (ứng với thời hạn sử dụng của bánh là 4 ngày), thu được kết quả ở bảng 3.6 như sau:
Bảng 3.5 Một số nhận xét cảm quan sau khi tiến hành thăm dò bảo quản bánh bông lan bằng màng casein trong 4 ngày
Thời gian bảo quản
Mẫu M1 Mẫu M2
1 ngày - Có màu vàng tươi, đẹp - Có mùi thơm của trứng, vani, có vị ngọt
- Bánh mềm
- Có màu vàng tươi, đẹp - Mùi thơm của trứng, vani, có vị ngọt
- Bánh mềm 2 ngày - Vẫn giữ được màu vàng
tươi, đẹp
- Giữ được mùi thơm của bánh, vị ngọt không có gì thay đổi
- Bánh mềm
- Có màu vàng tươi, đẹp - Mùi thơm của trứng, vani, có vị ngọt
- Bánh mềm
3 ngày - Vẫn giữ được màu vàng tươi, đẹp
- Giữ được mùi thơm của bánh, vị ngọt không có gì thay đổi
- Bánh mềm nhưng hơi khô
- Có màu vàng tươi, đẹp - Mùi thơm của trứng, vani, có vị ngọt
- Bánh mềm
4 ngày - Vẫn giữ được màu vàng tươi, đẹp
- Giữ được mùi thơm của bánh, vị ngọt không có gì thay đổi
-Bánh vẫn mềm nhưng khô hơn mẫu bảo quản 3 ngày
- Có màu vàng tươi, đẹp - Mùi thơm của trứng, vani, có vị ngọt
- Bánh mềm
Chú thích: Mẫu M1 là mẫu khảo sát được bao gói bằng màng casein; Mẫu M2 là mẫu đối chứng được bao gói bằng giấy bóng kính của cửa hàng.
Qua quá trình khảo sát thăm dò bảo quản với điều kiện trên, kết quả cho thấy, khi bao gói bằng màng casein, trong 2 ngày đầu bánh vẫn giữ được các tính chất cảm quan như là bao gói bằng giấy bóng kính. Sang ngày thứ 3, mẫu M1 xuất hiện hiện tượng hơi khô hơn so với mẫu M2 tuy nhiên độ mềm vẫn chấp nhận được, màu sắc và mùi vị không có gì thay đổi. Ở ngày cuối của hạn sử dụng, bánh ở mẫu M1 khô hơn mẫu M1
có tính hút ẩm, màng tiếp xúc trực tiếp với bề mặt bánh nên hút ẩm của bánh khiến lượng ẩm của bánh giảm, làm bánh khô hơn so với ban đầu. Xét về góc độ thời gian bảo quản, khi độ ẩm của bánh giảm, thời gian bảo quản của bánh sẽ tăng lên. Với điều kiện khí hậu nóng ẩm ở nước ta, nếu chỉ bao gói bánh bằng màng plastic thông thường, khi nhiệt độ của môi trường tăng lên, ẩm của bánh có xu hướng dịch chuyển từ bên trong ra bề mặt bánh và không thoát được ra ngoài, sau thời hạn sử dụng là 4 ngày bánh sẽ bị mốc nhanh hơn so với mẫu bao bằng màng casein. Điều này cho thấy, màng casein có tác dụng kéo dài được thời gian bảo quản cho bánh.
Như vậy, qua 4 ngày thăm dò ứng dụng bảo quản của màng casein, thấy được rằng: khi bao gói bằng màng casein, bánh bông lan vẫn giữ được màu sắc cũng như mùi vị ban đầu của sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản, tuy bánh trở nên khô hơn so với ban đầu nhưng độ mềm của bánh vẫn ở mức chấp nhận được (không quá khô), đồng thời có khả năng kéo dài thời hạn sử dụng cho bánh, điều này chứng tỏ, màng casein vẫn đạt được một số hiệu quả nhất định trong bảo quản sản phẩm thực phẩm.
Qua kết quả từ thực nghiệm thu được, cộng với thời gian nghiên cứu có hạn, không thể tiến hành khảo sát thêm, nên đề xuất của bản thân tôi về ứng dụng bảo quản của màng casein là thích hợp để bao gói các sản phẩm có yêu cầu độ ẩm thấp và khô như sô cô la, bột ngũ cốc,…
KẾT LUẬN
Đã khảo sát được ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến quá trình đông tụ casein trong sữa. Nhìn chung, khi pH của sữa đạt 4,6 đông tụ casein vẫn diễn ra ở điều kiện thường. Tuy nhiên, với sự xúc tác của nhiệt độ trong cùng một mức thời gian, tốc độ phản ứng đông tụ casein tăng theo tỉ lệ thuận, chất lượng casein tạo ra cũng tốt hơn.
Qua quá trình nghiên cứu, xác định được điều kiện tốt nhất để thu nhận casein thô từ sữa bằng phương pháp sử dụng điểm đẳng điện là ở 50 0C trong 15 phút. Với điều kiện này, lượng casein thô thu được là 3,195 gam. Casein thô thu được có màu trắng sáng, dạng hạt mịn.
Đã xác định được điều kiện sản xuất caseinat ở pH = 6,6 và nhiệt độ 65 0C. Dung dịch muối caseinat thu được có dạng keo, màu đục, nồng độ chất tan trong dung dịch Bx = 13 %.
Màng casein có tỷ lệ phối liệu tốt nhất là 79 % NaCas, 20 % glyxerol và 1 % pectin (tính theo % chất khô của màng) cùng với một lượng rất nhỏ CaCl2 (với tỷ lệ 1
% khối lượng so với khối lượng khô của pectin), màng tạo thành dễ tách ra khỏi khuôn, có màu hơi vàng, trong suốt, đồng nhất. Theo nhận định ban đầu cho thấy, màng có độ dày và độ đàn hồi phù hợp để bao gói thực phẩm. Tuy nhiên, màng dễ thấm ẩm khi ở ngoài không khí nên chỉ thích hợp để bao gói các sản phẩm có độ ẩm thấp và điều kiện bảo quản khô ráo. Bên cạnh đó, màng tan dễ dàng trong nước sẽ là điểm cộng cho loại màng này vì tính thân thiện với môi trường, nhưng cần có thêm thời gian nghiên cứu để khắc phục tính hòa tan này để cải thiện khả năng bảo quản và tăng phạm vi ứng dụng của màng.
Đã tiến hành thăm dò ứng dụng màng trong bảo quản bánh bông lan, bước đầu cho thấy bánh hầu như vẫn giữ được tính chất cảm quan khi bao gói bằng màng casein trong suốt thời hạn sử dụng của bánh nhưng chất lượng sản phẩm không bằng bao gói bằng giấy bóng kính của cửa hàng do màng casein còn hút ẩm nhiều.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. http://vbcsd.vn/detail.asp?id=477 (truy cập ngày 20/5/2017).
2. Lê Văn Việt Mẫn (2004), Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
3. http://hotdotvn.blogspot.com/2013/05/24-hop-sua-bo-tuoi-tiet-trung- devondale.html (truy cập ngày 20/05/2017).
4. Milk_Dairy Science and Technology (CRC 2005).
5. Lâm Xuân Thanh (2003), Giáo trình Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
6. Sarode A.R., Sawale P.D., Khedkar C.D., Kaliankar S.D. and Pawshe R.D. (2016),
“Casein and Caseinat: Methods of Manufacture”, The Encyclopedia of Food and Health, vol. 1, pp. 676 – 682.
7. http://www.food-info.net/vn/protein/milk.htm (truy cập ngày 20/5/2017).
8. http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/casein (truy cập ngày 20/5/2017).
9. http://nzic.org.nz/ChemProcesses/dairy/3E.pdf (truy cập ngày 20/5/2017).
10. http://www.meadjohnson.com/company/our-history (truy cập ngày 20/5/2017).
11. Trương Thị Minh Hạnh (2013), Bài giảng môn học kỹ thuật bao gói thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng.
12. Laetitia M. Bonnaillie, Han Zhang, Serife Akkurt, Kit L. Yam and Peggy M.
Tomasula (2014), “Casein Films: The Effects of Formulation, Environmental Conditions and the Addition of Citric Pectin on the Structureand Mechanical Properties”, Polimers, 6, 2018 – 2036.
13. Southward, C.R. &Walker, N.J. (1980), “The manufacture and industrial use of casein”, New Zealand Journal of Dairy Science and Technology, Vol.15 No.3 pp.201-217.
14. Lemuel M. Diamante (1991), Casein Drying, Massey University.
15. J. Chick và Z. Ustunol (1998), “Mechanical and barrier properties of lactic acid and rennet precipitated casein – based edible films”, Journal of Food science, Vol.
63, No. 6, pp 1024-1027.
16. M. Schou, A. Longares, C. Montesinos-Herrero, F.J. Monahan, D. O’Riordan, M.
O’Sullivan (2004), Properties of edible sodium caseinate films and their application as food wrapping, Department of Food Science, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland.
17. Nguyễn Thị Lan và Huỳnh Thái Nguyên (2009), “Nghiên cứu ảnh hưởng màng bao chitosan đến một số tính chất hóa lý của trứng gà trong quá trình bảo quản”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 5(34).2009, tr 81 – 86.
18. Trần Thị Ngọc Thư (2016), Nghiên cứu tạo màng hỗn hợp từ pectin vỏ quả bưởi và ứng dụng để bảo quản quả xoài, Luận văn Thạc sĩ, Trường Cao đẳng Lương thực Thực phẩm Đà Nẵng.
19. http://www.dairyvietnam.com/vn/Sua-Viet-Nam/Thanh-trung-sua.html (truy cập ngày 20/5/2017).
20. TCVN 8099-1:2009, Sữa và sản phẩm sữa – Xác định hàm lượng nitơ – Phần 1:
Nguyên tắc Kjeldahl và tính protein thô.
21. TCVN 5504:1991 (ISO 2446-1976), Sữa – Phương pháp xác định hàm lượng chất béo (Phương pháp thông dụng).
22. ASTM (2004), Standard test methods for thickness of solid electrical insulation, Annual Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, D374 – 99.
23. ASTM (1995a), Standardtest methods for water vapor transmission of materials, Annual Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, E96 – 95.
24. Vũ Thanh Hòa (2017), Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo màng bioplastic từ caseinat và ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng.
25. J. M. Krochta, “Proteins as raw material for films and coatings: definitions, current status, and opportunities” in Protein-based films and coatings, A. Gennadios (Ed.).
Boca Raton: CRC Press LLC, pp. 1 – 42.
26. The Soap and Detergent Association, Glycerine: an overview, New York, 1990.
PHỤ LỤC 1
PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA NGUYÊN LIỆU
1.1. Phương pháp xác định hàm lượng protein
Hàm lượng protein được xác định theo phương pháp Kjeldahl (TCVN 8099-1:2015) 1.1. Nguyên tắc
Phần mẫu thử được phân hủy bằng hỗn hợp của axit sulfuric đậm đặc và kali sulfat. Sử dụng đồng (II) sulfat làm chất xúc tác để chuyển nitơ hữu cơ có mặt về amoni sulfat. Dùng kali sulfat là để tăng điểm sôi của axit sulfuric và tạo hỗn hợp oxi hóa mạnh hơn cho việc phân hủy. Bổ sung một lượng dư natri hydroxit vào dịch phân hủy đã để nguội làm giải phóng amoniac. Amoniac giải phóng được chưng cất hơi trong dung dịch axit boric dư và sau đó dung dịch này được chuẩn độ bằng dung dịch thể tích chuẩn axit clohydric. Hàm lượng nitơ tính được từ lượng amoniac tạo thành.
1.2. Thuốc thử
➢ Kali sulfat (K2SO4) không chứa nitơ.
➢ Dung dịch đồng (II) sulfat ngậm 5 phân tử nước, c(CuSO4.5H2O) = 5,0 g/100 ml.
Hòa tan 5,0 g đồng (II) sulfat ngậm năm phân tử nước (CuSO4.5H2O) trong nước đựng trong bình định mức một vạch dung tích 100 ml. Pha loãng bằng nước đến vạch và trộn.
➢ Axit sulfuric (H2SO4), trong khoảng từ 95 % đến 98 % khối lượng, không chứa nitơ (xấp xỉ- 20 = 1,84 g/ml).
➢ Dung dịch natri hydroxit (NaOH), không chứa nitơ, chứa 50 g natri hydroxit trên 100 g dung dịch.
➢ Dung dịch chất chỉ thị
Hòa tan 0,1 g đỏ metyl trong etanol 95 % (thể tích) trong bình định mức một vạch 50 ml. Pha loãng bằng etanol đến 50 ml và trộn. Hòa tan 0,5 g xanh bromocresol trong etanol 95 % (thể tích) đựng trong bình định mức một vạch 250 ml. Pha loãng đến 250 ml bằng etanol và trộn. Trộn một phần dung dịch đỏ metyl với năm phần dung dịch xanh bromocresol hoặc gộp và trộn tất cả các phần của cả hai dung dịch.
➢ Dung dịch axit boric, c(H3BO3) = 40,0 g/l.
Hòa tan 40,0 g axit boric (H3BO3) trong 1 lít nước nóng đựng trong bình định mức một vạch dung tích 1000 ml. Để dung dịch này nguội đến 200C. Pha loãng bằng nước đến vạch, thêm 3 ml dung dịch chất chỉ thị và trộn. Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh bo silicat, dung dịch này sẽ có màu cam nhạt. Bảo quản dung dịch này tránh ánh sáng và các nguồn hơi amoniac.
➢ Dung dịch thể tích chuẩn axit clohydric, c(HCl) = (0,1 ± 0,0005) mol/l
Nếu dùng axit sulfuric thay cho axit clohydric, thì dung dịch này cần có nồng độ 0,05 ± 0,000 3 mol/l.
➢ Amoni sulfat, [(NH4)2SO4], tối thiểu 99,9 % (khối lượng) theo chất khô
Ngay trước khi sử dụng, sấy khô amoni sulfat ở 1020C ± 20C không ít hơn 2 h. Để nguội trong bình hút ẩm cho đến nhiệt độ phòng.
➢ Tryptophan (C11H12N2O2) hoặc lysin hydro clorua (C6H15ClN2O2), tối thiểu 99 % (khối lượng)
➢ Sacaroza, có chứa hàm lượng nitơ không quá 0,002 % (khối lượng).
1.3. Thiết bị, dụng cụ
➢ Nồi cách thủy, có thể duy trì nhiệt độ nước từ 380C đến 400C.
➢ Cân phân tích, có thể cân chính xác đến 0,1 mg.
➢ Buret hoặc pipet tự động, có thể phân phối các lượng 1,0 ml dung dịch đồng
➢ Ống đong chia độ, dung tích 25 ml, 50 ml, 100 ml và 500 ml.
➢ Bình nón, dung tích 500 ml.
➢ Buret tự động
➢ Dụng cụ nghiền.
➢ Bình phân hủy
➢ Chất trợ sôi
➢ Thiết bị phân hủy, để giữ các bình phân hủy theo tư thế nghiêng (khoảng 450), có bộ phận gia nhiệt bằng điện hoặc đầu đốt bằng khí mà không đốt bình cao quá mức lượng chứa trong bình và có hệ thống hút khói.
Nguồn nhiệt có thể được điều chỉnh để kiểm soát nhiệt độ tối đa của bộ gia nhiệt được sử dụng trong quá trình phân hủy. Làm nóng sơ bộ nguồn nhiệt ở bộ gia nhiệt để ước lượng. Quá trình làm nóng sơ bộ phải là 10 min đối với bộ gia nhiệt sử dụng khí và 30 min đối với bộ gia nhiệt dùng điện. Đối với mỗi loại bộ gia nhiệt, xác định việc cài đặt bộ gia nhiệt sao cho trong khoảng từ 5 min đến 6 min sẽ làm sôi 250 ml nước cùng với 5 đến 10 hạt trợ sôi có nhiệt độ ban đầu là 250C. Việc cài đặt nhiệt tối đa này sẽ được sử dụng trong suốt quá trình phân hủy.
➢ Thiết bị chưng cất, được làm bằng thủy tinh bo silicat hoặc vật liệu thích hợp khác phù hợp với bình phân hủy gồm có bộ phận chống bắn tung tóe được nối với bộ ngưng có ống phía trong thẳng và ống thoát gắn với đầu ra thấp hơn. Ống nối và nắp đậy phải khít chặt và tốt nhất là được làm bằng polycloropren.
➢ Bình định mức một vạch, dung tích 50 ml, 250 ml và 1000 ml.
➢ Bộ chuẩn độ tự động có gắn máy đo pH
➢ Dao trộn hoặc dụng cụ thích hợp khác.
➢ Giấy lọc, không có nitơ, có kích thước và độ xốp thích hợp để giữ phần mẫu thử phomat.
➢ Tấm khuấy từ rọi sáng.
1.4. Chuẩn bị mẫu thử
Làm ấm mẫu thử trong nồi cách thủy ở 380C đến 400C. Nhẹ nhàng trộn kỹ mẫu thử bằng cách đảo chiều chai đựng mẫu mà không tạo bọt hoặc tạo kẹm. Làm nguội mẫu đến nhiệt độ phòng ngay khi trộn xong.
1.5. Cách tiến hành
1.5.1. Phần mẫu thử và xử lý sơ bộ
Cho vào bình phân hủy khô và sạch từ 5 đến 10 viên trợ sôi, 15 g kali sulfat, 1ml dung dịch đồng (II) suffat , một lượng mẫu thử đã chuẩn bị, được cân chính xác đến 0,1 mg và 25 ml axit sulfuric, dùng axit sulfuric để rửa đồng (II) sulfat, kali sulfat hoặc mẫu thử còn dính trên cổ bình. Trộn nhẹ lượng chứa trong bình phân hủy.
1.5.2. Tiến hành xác định
➢ Phân hủy
Bật hệ thống hút khói của thiết bị phân hủy trước khi bắt đầu phân hủy. Làm nóng bình phân hủy và lượng chứa bên trong trên thiết bị phân hủy, sử dụng bộ cài đặt nhiệt đủ thấp để đốt phân hủy mà không làm bọt trào lên cổ bình phân hủy. Phân hủy ở nhiệt độ cài đặt cho đến khi có khói trắng xuất hiện trong bình sau khoảng 20 min. Tăng nhiệt đến một nửa nhiệt độ cài đặt tối đa xác định được và tiếp tục đốt nóng trong 15 min. Ở thời điểm cuối trong giai đoạn 15 min đốt nóng, tăng đến nhiệt độ cài đặt tối đa xác định được. Sau khi dịch thủy phân đó trong (có màu lục lam sáng trong) thì tiếp tục đun sôi 1 h đến 2,5 h ở nhiệt độ cài đặt tối đa. Nếu không thấy chất lỏng trong suốt sôi vì hình thành bọt trên bề mặt chất lỏng nóng là do nhiệt độ của thiết bị gia nhiệt có thể quá thấp. Tổng thời gian phân hủy sẽ nằm trong khoảng từ 1,8 h đến 3,25 h.
Để xác định thời gian sôi cần thiết trong các điều kiện phân tích của từng phòng thử nghiệm, sử dụng một bộ dụng cụ đặc thù, thì chọn mẫu sữa có hàm lượng protein cao, chất béo cao và xác định hàm lượng protein dùng các khoảng thời gian sôi khác nhau (1 h đến 2,5 h) sau khi làm trong. Các sản phẩm sữa khác cần phải có các thành phần mẫu tương tự với mẫu đã phân tích. Kết quả trung bình của protein tăng theo thời gian sôi lúc đầu không đổi và sau đó giảm khi thời gian sôi quá dài. Chọn thời gian sôi để cho kết quả protein tối đa đối với sản phẩm thử nghiệm.
Tại thời điểm kết thúc phân hủy, dịch phân hủy phải trong và không chứa vật liệu chưa phân hủy. Để dịch phân hủy nguội trong bình cầu mở nắp trong tủ hốt riêng khoảng 25 min đến nhiệt độ phòng. Nếu bình cầu để nguội trên thiết bị gia nhiệt thì sẽ mất một khoảng thời gian dài hơn để đạt được nhiệt độ phòng. Dịch phân hủy đã nguội phải ở dạng lỏng hoặc dạng lỏng có một ít kết tinh nhỏ ở đáy bình sau khi làm nguội trong 25 min. Không để dịch phân hủy chưa pha loãng trong bình cầu qua đêm. Dịch phân hủy chưa pha loãng có thể có kết tinh trong giai đoạn này và sẽ khó để phân hủy các kết tinh này trở lại trạng thái lỏng.
Thêm 300 ml nước vào các bình phân hủy dung tích 500 ml hoặc 400 ml nước khi dùng các bình phân hủy dung tích 800 ml. Dùng nước để tráng rửa cổ bình. Trộn kỹ lượng chứa trong bình để hòa tan các phần kết tinh. Để hỗn hợp nguội lại đến nhiệt độ phòng trước khi