Tiến hành 3 mẫu thí nghiệm sử dụng các chất mang khác nhau để nghiên cứu sấy phun thu chế phẩm chlorophyll: mẫu 1: sử dụng dextrose, Mẫu 2: Sử dụng maltodextrin và mẫu 3: sử dụng sucrose. Các mẫu thí nghiệm đều tiến hành lặp lại 3 lần sấy phun với áp suất khí nén P = 1,0bar, tốc độ bơm nhu động nhập liệu 10 vòng/phút (tương đương với lưu lượng dòng nhập liệu là 350 ml/h), tỷ lệ chất mang là 10% (w/v), nhiệt độ khí đầu vào 120oC. Sau khi sấy phun tạo chế phẩm Chl, lấy mẫu đánh giá hàm lượng Chl, hoạt tính chống oxy hóa, v.v… Kết quả phân tích được trình bày trên bảng 3.3 và các hình 3.23.5.
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng chế phẩm chlorophyll sau sấy Loại chất mang
STT Chỉ tiêu Đơn vị tính
Dextrose Sucrose Maltodextrin
1 Hàm lượng Chlorophyll g/g dw 228,96±1,36 321,61±1,40 590,73±3,24 2 TAA mg ascorbic acid/g dw 149,34±2,26 181,74±3,05 834,75±3,20 3 RP mg FeSO4/g dw 21,67±3,52 29,12±2,60 73,25±3,50 4 DPPH % 10±0,02 12±0,04 36±0,01 5 pH 7,23±0,04 7,42±0,12 7,55±0,10 6 Độ ẩm % 8,28±0,05 7,34±0,05 6,56±0,05 7 Khả năng
hòa tan giây 314±1,0 320±1,0 300±0,24
8 aw 0,56±0,01 0,53±0,01 0,44±0,01 9 Trạng thái cảm quan Bột ít mịn, có màu xanh nhạt và ít thơm mùi bắp, vị hơi ngọt Bột hơi mịn, có màu xanh sáng và hơi thơm mùi bắp, có vị ngọt của đường Bột mịn, màu xanh và thơm mùi bắp, không vị ngọt
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll của chế phẩm sau sấy tương ứng với các chất mang khác nhau
Hình 3.3. Sự thay đổi hiệu suất thu hồi chlorophyll của chế phẩm sau sấy tương ứng với các chất mang khác nhau
Hình 3.4. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của chế phẩm sau sấy tương ứng với các chất mang khác nhau
Hình 3.5. Sự thay hoạt tính khử sắt của chế phẩm sau sấy tương ứng với các chất mang khác nhau
Từ các kết quả phân tích ở các hình 3.2 3.5 và bảng 3.3 cho thấy:
* Về hàm lượng chlorophyll
Kết quả phân tích ở bảng 3.3 cho thấy khi sử dụng các loại chất mang khác nhau thì chế phẩm Chl thu được có hàm lượng Chl khác nhau. Cụ thể, khi sử dụng
maltodextrin làm chất mang thì chế phẩm có hàm lượng Chl cao nhất và đạt 590,73 μg/gam chất khô (gdw). Trong khi đó nếu sử dụng đường sucrose làm chất mang thì hàm lượng Chl trong chế phẩm thấp hơn và chỉ đạt 321,61μg/gdw và khi sử dụng dextrose làm chất mang thì hàm lượng Chl trong chế phẩm thấp nhất và chỉ đạt 228,96μg/gdw.
Sự khác biệt này có thể giải thích là do có sự khác nhau trong cấu trúc hóa học của các chất mang. Khi cho chất mang vào dung dịch Chl, giữa chất mang và Chl sẽ hình thành các liên kết. Về mặt bản chất hóa học, các chất mang sử dụng là các chất thuộc nhóm carbohydrat trong cấu trúc có chứa nhiều nhóm hydroxy. Như vậy, giữa chất mang và Chl sẽ hình thành các dạng liên kết hydrogen và liên kết tĩnh điện thông qua nhân Mg2+ của vòng porphyrin của phân tử Chl và các nhóm chức có cực trong cấu trúc của Chl. Ngoài ra, giữa mạch carbua hydro của các chất mang và mạch carbua hydro của Chl có thể hình thành liên kết kỵ nước. Chính các liên kết này làm cho Chl gắn với chất mang tạo phức hợp làm cho trọng lượng phân tử của phức hợp lớn hơn nên phức hợp không bị lôi cuốn theo hơi nước thoát ra ngoài không khí. Chính vì thế, nếu chất mang có nhiều nhóm hydroxy hơn, mạch dài hơn sẽ liên kết với Chl tốt hơn và tất nhiên trọng lượng phân tử của phức hợp lớn hơn và ít bị bay lôi cuốn theo hơi nước nên khối lượng của phức hợp chất mang - chlorophyll sau sấy sẽ thu được nhiều hơn và hiệu suất thu hồi được Chl sau sấy sẽ lớn hơn. Trong 3 chất mang đã sử dụng, maltodextrin có cấu trúc mạch chứa nhiều monosaccharid hay chuỗi polymer ngắn nên chứa nhiều nhóm hydroxy và mạch carbon dài hơn tiếp đến là sucrose và mạch ngắn hơn chứa ít nhóm hydroxy hơn cả là dextrose. Vì vậy khi sử dụng maltodextrin làm chất mang thì khả năng hình thành màng mỏng để bọc các chất màu, hương liệu và ngăn chặn sự mất mát của chúng trong quá trình sấy tốt hơn, khối lượng chế phẩm và hàm lượng Chl trong một gam chế phẩm cao nhất, tiếp đến là sucrose và thấp nhất là dextrose. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Porrarud S. và cộng sự công bố năm 2010 khi nghiên cứu về quá trình sấy để tạo dẫn xuất Zn-Chlorophyll [72].
* Về hoạt tính chống oxy hóa
Kết quả thí nghiệm trình bày ở bảng 3.3 và các hình 3.4, 3.5 cho thấy hoạt tính chống oxy hóa tổng và hoạt tính khử sắt của chế phẩm Chl cũng phụ thuộc vào chất mang. Các chất mang khác nhau thì chế phẩm Chl thu được có hoạt tính khác nhau.
Cụ thể, khi sử dụng dextrose và sucrose làm chất mang thì hoạt tính chống oxy hóa tổng, hoạt tính khử sắt cũng như khả năng bắt gốc tự do (DPPH) của chế phẩm Chl sau sấy thấp hơn so với chế phẩm Chl sử dụng maltodextrin làm chất mang. Kết quả này có thể lý giải là do khi ở trạng thái liên kết với chất mang vòng porphyrin chứa Mg2+ của Chl được bảo vệ bởi chất mang nên nhân Mg2+ với các liên kết phối trí được bảo vệ trong quá trình sấy. Mà đặc tính của Chl nếu nhân Mg2+ bị phân tách Chl sẽ mất màu và mất hoạt tính. Vì thế khi sử dụng maltodextrin làm chất mang chế phẩm Chl có hoạt tính chống oxy hóa tổng, khả năng khử sắt cũng như khả năng bắt gốc tự do (DPPH) cao nhất và chế phẩm sau sấy có màu xanh đặc trưng của Chl.
* Về độ ẩm, hoạt độ nước và khả năng hoà tan
Kết quả phân tích ở bảng 3.3 cho thấy rằng, với các loại chất mang khác nhau thì độ ẩm, hoạt độ nước và khả năng hoà tan của chế phẩm Chl thu được cũng khác nhau. Với mẫu sử dụng maltodextrin làm chất mang, chế phẩm thu được có chất lượng tốt nhất thể hiện qua độ ẩm và hoạt độ nước thấp nhất đồng thời khả năng hoà tan trong nước tốt nhất. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu về sản phẩm bột gấc của Kha Chan Tuyen công bố năm 2010 khi nghiên cứu tạo bột gấc bằng phương pháp sấy phun [52].
* Về trạng thái cảm quan
Khi sử dụng maltodextrin làm chất mang thì trạng thái cảm quan của chế phẩm đạt tốt nhất. Cụ thể, chế phẩm có dạng bột mịn, có màu xanh đặc trưng, không bị vón cục. Trong khi dùng dextrose và scucrose làm chất mang thì sản phẩm cũng có dạng bột nhưng kém mịn và chỉ hơi có mùi thơm của bắp, thêm vào đó khi hòa tan trong nước thì khả năng hoà tan chậm hơn so với chế phẩm khi dùng maltodextrin làm chất mang. Mặt khác, màu sắc của chế phẩm sau sấy cũng có sự khác nhau rõ rệt. Cụ thể đối với mẫu sử dụng maltodextrin làm chất mang thì có màu xanh đặc trưng của chlorophyll, trong khi đó đối với mẫu sử dụng sucrose và dextrose là chất mang thì có màu của chế phẩm kém đặc trưng hơn.
Từ các phân tích ở trên cho thấy khi sử dụng maltodextrin làm chất mang thì chế phẩm chlorophyll thu được có hàm lượng chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa cao hơn chế phẩm sử dụng sucrose và dextrose làm chất mang. Thêm vào đó khi sử dụng maltodextrin làm chất mang thì chế phẩm chlorophyll thu được có màu xanh đặc trưng của chlorophyll. Do vậy maltodextrin được lựa chọn làm chất mang.