MÀNG TINH BỘT VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM
5.2.6. 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 cĩ sự tương tác giữa nước và màng. Tuy nhiên, độ thấm vẫn khơng đổi, như quan sát với phim sáp paraffin, dầu hạt bơng đã được hydro hĩa, hoặc sơcơla đen, miễn là độ ẩm ở bên gradient cao thấp hơn 80%. Các hành vi khác đã được quan sát: đặc biệt là sự gia tăng tính thấm của sơn dầu parafin, rượu và bơ ca cao, sơ cơ la sữa, và glycerols acetylstearyl. Tính thấm hơi nước của sơ cơ la sữa tăng dần từ 10,7 × 10- 12 đến 892 x 10-12 gm-1 s-1 Pa-1 khi gradient độ ẩm thay đổi từ 22-75% đến 0-100%. Hiện tượng này là do tính hút ẩm của các thành phần ưa nước (sữa bột, tinh thể sucrose, và bột ca cao) trong lớp phủ, dẫn đến việc màng bị mất tính tồn vẹn.
Độ thấm của lớp màng ưa nước phụ thuộc cả vào sự khác biệt độ ẩm tương đối (RH) và trên các giá trị độ ẩm tuyệt đối. Ví dụ, đối với cùng một gradient RH, tính thấm gia tăng cùng với sự gia tăng giá trị áp lực hơi. Tiemsra và Tiemsra (1974) thành lập một mối quan hệ trực tiếp giữa tỷ lệ chuyển hơi nước và độ ẩm cho lớp màng bao gồm dầu đậu phộng, bơ đậu phộng, hoặc rượu ca cao
Trong phương trình này, WVTR là tỉ lệ truyền hơi nước (gm-2 s-1), aw1 là nước giá trị thế nước cao hơn của gradient Δa, x là độ dày lớp màng (m), và k là hệ số vận chuyển khối được điều chỉnh (gm-1 s-1). Mơ hình này sẽ thú vị hơn nếu tham số k cĩ thể tương quan với đặc tính hĩa lý và / hoặc cấu trúc của lớp màng. Trong trường hợp các lớp màng ưa nước, tăng tính thấm ở mức độ ẩm tương đối cao thường do sự phồng lên và mềm đi của mạng polymer bởi sự thấm hút bề mặt. Điều này tạo ra một cấu trúc cĩ mật độ thấp hơn, trong đĩ cĩ nhiều chuỗi xa nhất di động nhiều hơn. Trong hiện tượng này, sự khuếch tán và sự thẩm thấu của nước trở nên dễ dàng hơn.
Ngay cả đối với các chất kỵ nước, mà về mặt lý thuyết cĩ ái lực độ ẩm thấp, nước ảnh hưởng đến hiệu quả rào cản của lớp màng ăn được và chất phủ khi chúng cĩ chứa các hạt ưa nước hoặc các nhĩm phân cực, như trong lớp phủ sơ cơ la hoặc ca cao. Hầu hết các báo cáo được cơng bố đề cập đến sự vận chuyển của nước. Tuy nhiên, lớp màng và lớp phủ thường được sử dụng cho các sản phẩm ngậm nước cao trong đĩ nước là ở trạng thái lỏng, chẳng hạn như gel. Nước tiếp xúc với lớp rào cản cĩ 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 nĩ.