Ảnh hƣởng của những thuộc tính gelatin lên tính chất của màng

Một phần của tài liệu báo cáo công nghệ chế biến thị thủy sản gelatin làm từ da cá (Trang 93)

Nhƣ đã đề cập, sự phân bổ khối lƣợng phân tử và thành phần acid amin là những tác nhân chính gây ảnh hƣởng đến tính chất vật lý và cấu trúc của gelatin, và vì thế, ngƣời ta tin rằng chúng đóng một vai trò quan trọng trong tính chất lƣu biến và ngăn cản của màng tạo ra. Xác định sự phân bổ khối lƣợng phân tử, Muyonga và cộng sự (2004a, 2004b) đã so sánh những tính chất vật lý và hoa học của các màng gelatin trích ly từ da và xƣơng của cá pecca Nile sau khi tiền xử lý với acid nhẹ acid sulfuric 0.01M và sau đó, gia nhiệt trong nƣớc ở những nhiệt độ khác nhau (từ 50 700C). Họ quan sát thấy rằng gelatin đƣợc trích ly từ xƣơng cá pecca Nile có chứa tỷ lệ cao các phân đoạn có phân tử lƣợng thấp (kết quả của việc gia nhiệt khắc nghiệt để trích ly) có sức căng thấp hơn đáng kể nhƣng có độ giãn tƣơng đối (percentage elongation) cao hơn so với các màng gelatin đƣợc trích ly từ da. Vì thành phần acid amin đƣợc tìm thấy là tƣơng tự, những sự khác nhau trong các tính chất chức năng giữa màng gelatin từ xƣơng và da đƣợc giải thích là do sự khác nhau về sự phân bổ khối lƣợng phân tử của gelatin (Muyonga và cộng sự, 2004a, 2004b). Trong những nghiên cứu mới đây, gelatin với chất lƣợng khác nhau từ da cá trê đƣợc chuẩn bị cho phép thử nghiệm, dùng các phƣơng pháp tiền xử lý bằng acid hay kiềm khác nhau, theo sau đó là việc trích ly gelatin bằng nƣớc ấm ở 500C (Zhang và cộng sự, 2007). Phƣơng pháp tiền xử lý với kiềm (KOH 0.25M)/acid (acid acetic 0.09 M) kết hợp cho ra chế phẩm gelatin với các phân đoạn có khối lƣợng phân tử cao hơn đáng kể, điều này đã chứng tỏ có 2 dải protein chính thuộc về 2 chỗi collagen α và . Các màng đã đƣợc công bố cho thấy lực căng cao hơn và trị số dãn tƣơng đối thấp hơn so với màng đạt đƣợc từ gelatin có chứa các đoạn có phân tử lƣợng thấp hơn.

Mới đây, Carvalho và cộng sự (2008) đã báo cáo rằng việc thêm vào một bƣớc cô đặc bằng cách bốc hơi ở 600C trƣớc khi sấy phun gelatin từ da cá bơn lƣỡi ngựa Đại Tây Dƣơng (Hippoglossus hippoglossus), cho ra kết quả là có sự khác nhau về mặt kích cỡ trong tính chất vật lý của các màng đƣợc công bố. Những sự khác nhau về các đáp ứng cơ học của các màng này là do sự khác nhau nhỏ trong sự phân bổ khối lƣợng phân tử của 2 loại gelatin, đƣợc gây ra bởi quá trình phân hủy nhiệt protein trong suốt công đoạn bốc hơi, với sự mất đi các thành phần và và phá vỡ tỷ lệ tự nhiên 2α1:α2. Những tác giả này đã kết luận rằng gelatin gồm chủ yếu các phân đoạn có phân tử lƣợng thấp, trải qua quá trình làm dẻo hóa nhiều hơn bởi các phân tử sorbitol, đạt chiều dài cực đại nhiều hơn khi đạt điểm đứt gãy và lực căng thấp hơn của các màng đƣợc hình thành.

Vai trò của sự phân bổ khối lƣợng phân từ trong gelatin trong việc xác địn h các tính chất lƣu biến của màng có thể cũng phụ thuộc vào sự hiện diện và nồng độ của chất tạo dẻo trong cấu trúc. Tất cả các nghiên cứu đƣợc trích dẫn trên đây bao gồm các chất tạo dẻo nhƣ glycerol (Muyonga và cộng sự, 2004a; Zhang và cộng sự, 2007) hoặc sorbitol (Carvalho và cộng sự, 2008). Theo đó, với một nồng độ cho trƣớc của chất tạo dẻo, các màng đƣợc tạo bằng cách sử dụng các polymer sinh học có phân tử lƣợng thấp hơn có thể đƣợc làm dẻo hóa đến mức độ cao hơn, vì các chất tạo dẻo: tỷ lệ mol của các polymer sin h học cao hơn (Thomazine và cộng sự.2005). Tác động của loại chất tạo dẻo và nồng độ của màng gelatin cá cũng đã đƣợc xác định. Hoặc trong màng gelatin từ cá chỉ vàng biyege hoặc trong màng gelatin làm từ da cá hồng sọc nâu, glycerol đƣợc nhận thấy là tạo ra sự giãn vỡ nhiều nhất, trong khi các màng đƣợc làm dẻo hóa sử dụng ethylene glycol cho thấy chúng thấy chúng có sức căng lớn nhất (Jongjareonrak và cộng sự, 2006b). Sức căng của cả hai loại màng bao gelatin từ hai loại da cá này giảm theo nồng độ của glycerol và sorbitol trong khi sự giãn vỡ lại tăng khi nồng độ chất dẻo hóa tăng từ 25 75% hàm lƣợng protein. Cả hai loại gelatin đều có hàm lƣợng imino acid (Pro + Hyp), nhƣng trên khía cạnh sự phân bổ khối lƣợng phân tử, gelatin từ da cá chỉ vàng bigeye đƣợc mô tả bởi nồng độ thấp các phân đoạn có khối lƣợng phân tử cao, cùng với sự tăng cƣờng thủy phân peptide kèm theo khi so sánh với gelatin từ cá hồng sọc nâu (Jongjareonrak và cộng sự.2006a). Sức căng của màng làm từ gelatin cá chỉ vàng bigeye thấp hơn so với từ cá hồng sọc nâu. Nhƣ đã mô tả từ trƣớc, các phân đoạn có khối lƣợng phân tử cao chiếm ƣu thế là nhân tố chính làm tăng sức căng của màng thu đƣợc, mặc dù trong nghiên cứu này, trị số giãn cho cả hai loại gelatin là khá tƣơng đồng nhau. Trong một nghiên cứu khác về việc so sánh các tính chất hóa học và vật lý của các màng làm từ gelatin da các ngừ và cá ca bơn lƣỡi ngựa, cả hai đều thực hiện quá trình tiền xử lý bằng acid yếu (Acid acetic 0.05M) và tiếp sau đó là trích ly bằng nhiệt trong nƣớc ở 450C, khối lƣợng phân tử trung bình thấp hơn của gelatin cá bơn lƣỡi ngựa đã đƣợc cho là nhân tố chính gây ra sức gãy vỡ thấp hơn và trị số phá vỡ cấu trúc cao hơn đáng kể của màng tƣơng ứng, cả hai đều

đƣợc làm dẻo hóa với sorbitol 15 25% (Habitante, Montero, Gomez-Guillen, Sobral và Carvalho, 2005).

Khi gelatin đƣợc tạo thành từ các loài cá khác nhau, sự chú ý cần phải đƣợc tập trung vào không chỉ ở sự phân bổ khối lƣợng phân tử mà còn xoáy vào thành phần các acid amin, đặc biệt là những acid amin điển hình trong gelatin, Gly, Pro và Hyp (chuỗi 3 acid amin chiếm ƣu thế trong các phân tử collagen). Các vòng pyrrolidine của các imino acid có thể tạo ra các giới hạn về mặt cấu trúc, gây ra một mức độ không linh động của phân tử, ảnh hƣởng đến khả năng biến dạng của màng. Một nghiên cứu gần đây đã so sánh các màng làm từ gelatin da các ngừ (Thunnus thynnus) và gelatin da bò trong những điều kiện xác định (Gomez-Estaca, Montero, Fernandez-Martin và Gomez-Guillen, 2009). Cả 2 loại màng này đều đƣợc làm dẻo hóa với một hỗn hợp gồm glycerol và sorbitol và có trị số sức gãy vỡ cực đại tƣơng tự nhau, nhƣng các màng gelatin da các ngừ có trị số biến dạng đứt vỡ (breaking deformation value) cao hơn gần 10 lần giá trị này của các màng gelatin da bò. Hàm lƣợng Pro + Hyp cao hơn ở gelatin da bò (210/1000 gốc) và thấp hơn ở gelatin da cá ngừ (185/1000 gốc). Cả hai loại gelatin này cũng đều chứa một lƣợng đáng kể các polymer có phân tử lƣợng cao (>200 kDa). Có một lƣợng đáng kể các thành phần trong gelatin cá, trong khi đó, các phân đoạn polypeptide có M < 100 kDa lại xuất hiện nhiều hơn trong gelatin da bò. Những tính chất nhớt dẻo của các dung dịch tạo màng đã thể hiện rằng gelatin da bò có khả năng tạo gel tốt hơn, đây chính là kết quả từ phân tích các acid amin trong gelatin da bò vốn có Pro + Hyp giàu hơn. Tuy nhiên, những sự khác nhau này là không đủ để gây ra lực cao hơn đáng kể đối với các mnagf gelatin động vật cso vú, có thể vì vai trò làm ổn định của các phân tử nƣớc và nhiệt độ lạnh ít quan trọng hơn so với khi chúng ở dạng hydrogel. Trong mối liên hệ này, hàm lƣợng cấu trúc xoắn bậc ba sẽ giảm do sự mất nƣớc đẳng nhiệt của màng (Wetzel, Buder, Hermel và Huttner, 1987). Hơn nữa, lƣợng lớn hơn của các thành phần trong gelatin da cá có thể cũng củng cố thêm đáng kể các màng tƣơng ứng. Tuy nhiên, trong trƣờng hợp đƣợc thảo luận ở đây, trị số biến dạng cao hơn đáng kể đối với gelatin da cá ngừ có thể không đƣợc giải thích dựa vào sự phân bổ khối lƣợng phân tử, vì gelatin da bò có lƣợng lớn hơn các phân đoạn peptide thủy phân vốn dễ dàng tƣơng tác với các phân tử chất tạo dẻo. Vì thế, hàm lƣợng các imino acid thấp hơn của gelatin da cá ngừ đƣợc đề nghị là lời giải thích có vẻ thích hợp hơn cho khả năng biến dạng màng cao hơn.

Tất cả những nghiên cứu này đã khẳng định rằng bổ sung thêm vào những sự khác nhau trong trình tự sản xuất màng bao, loại chất tạo dẻo và nồng độ…, các tính chất vật lý và hóa học của gelatin, đặc biệt với sự chú ý đến thành phần các acid amin và sự phân bố khối lƣợng phân tử, đóng một vai trò chủ đạo trong việc xác định các tính chất của màng.

Một phần của tài liệu báo cáo công nghệ chế biến thị thủy sản gelatin làm từ da cá (Trang 93)