(Luận văn thạc sĩ) ảnh hưởng của loại chất mang lên tính chất vật lý của bột sấy phun bụp giấm (hibiscus sabdariffa l )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN
TÍNH CHẤT VẬT LÝ BỘT SẤY PHUN BỤP
GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Kim Nguyên
Chuyên ngành

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

Luan van

: Công nghệ thực phẩm


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN
TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP

GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Ngọc Kim Nguyên
Mã số sinh viên

: 1511539823

Lớp

: 15DTP1A

Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Quốc Duy

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

Luan van


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MƠI TRƯỜNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 10 năm 2019

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Kim Nguyên

Mã số sinh viên: 1511539823

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp: 15DTP1A

1. Tên đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA
BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)
2. Nhiệm vụ luận văn
-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên độ ẩm của bột sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên độ hòa tan của bột sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên chỉ số màu sắccủa bột sấy phun bụp
giấm.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/6/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/9/2019
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

Nguyễn Quốc Duy ...... Thạc sĩ ............................BM CNTP ....................... 100%
Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Nguyễn Thị Vân Linh

ThS. Nguyễn Quốc Duy

Luan van


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô, gia đình và bạn bè. Đặc biệt, tôi xin bày
tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Quốc Duy người đã tận tâm hướng dẫn, truyền
đạt kiến thức, kinh nghiệm cho tơi trong suốt q trình làm khóa luận và hoàn thiện đề
tài. Tôi cảm thấy có động lực hơn trong suốt ba tháng làm thí nghiệm. Thầy đã truyền

cảm hứng cho tôi rất nhiều để hoàn thành dự án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn
các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường đã cung cấp cho tôi những
thông tin, hướng đi và nền tảng kiến thức cần thiết cho tôi đạt được những mục đích học
tập của mình.
Tôi muốn cảm ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tôi trong khoảng
thời gian qua. Nếu không có sự hiểu biết của anh chị về các thiết bị thì việc hoàn thành
dự án của tôi sẽ gặp rất nhiều trở ngại. Cuối cùng, tôi dành một sự cảm ơn đến gia đình,
bạn bè cho một tình yêu thương và giúp đỡ ấy.
Tôi xin kính chúc Quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường và thầy
Nguyễn Quốc Duy dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý.

iv

Luan van


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của loại chất mang lên tính chất
vật lý của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là cơng trình nghiên cứu
của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Quốc Duy. Các số
liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, không sao chép
của bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học của nhóm
nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Ngọc Kim Nguyên

v

Luan van


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của loại chất mang bao gồm: maltodextrin, gum
arabic, inulin, konjac lên tính chất vật lý của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa
L.) được khảo sát. Các chất mang được khảo sát bao gồm chất mang đơn lẻ là
maltodextrin, gum arabic và hỗn hợp chất mang gồm maltodextrin 50% + gum arabic
50% , maltodextrin 50% + inulin 50%, maltodextrin 50% + konjac 50%. Độ ẩm của
mẫu bột sấy phun bụp giấm khi sử dụng chất mang khác nhau từ MD (6.54%), GA
(7.80%) đến MD/GA (6.93%) cho thấy hoạt tính nước thấp dẫn đến bảo quản tốt hơn so
với MD/INU (12.14%) và MD/KONJAC (8.64%).Việc sử dụng những chất mang không
ảnh hưởng đáng kể lên chỉ số màu sắc L*, a*, b*, C*, h* của bột bụp giấm sấy phun và
vẫn lưu giữ màu đỏ đặc trưng ban đầu của nguyên liệu. Tương tự khi sử dụng các loại
chất mang khác nhau thì độ hòa tan trong nước cũng không ảnh hưởng nhiều.

vi

Luan van


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................v
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. vi
MỤC LỤC ............................................................................................................. vii

DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................... xi
Chương 1.

MỞ ĐẦU.........................................................................................1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................1
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................1
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................2
Chương 2.

TỔNG QUAN.................................................................................3

2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO ..................................................................................3
2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................3
2.1.2 Ưu điểm của vi bao ..................................................................................3
2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao ...................................................................................4
2.1.4 Vật liệu vi bao ..........................................................................................5
2.1.5 Phương pháp sấy phun .............................................................................5
2.2 ANTHOCYANIN ..........................................................................................6
2.2.1 Định nghĩa ................................................................................................6
2.2.2 Cấu tạo .....................................................................................................8
2.2.3 Sự phân bố của anthocyanin ....................................................................8
2.2.4 Lợi ích của anthocyanin .........................................................................10

vii

Luan van


2.3 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM ...........................................................10
2.3.1 Giới thiệu ...............................................................................................10
2.3.2 Lợi ích của hoa bụp giấm.......................................................................11
Chương 3.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........13

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM .....................................................................13
3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT ....................................................13
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị ...................................................................................13
3.2.2 Hóa chất .................................................................................................15
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..........................................15
3.3.1 Thời gian nghiên cứu .............................................................................15
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ..............................................................................15
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................15
3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm .......................................................15
3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ...........15
3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................16
3.5.1 Xác định độ ẩm của bột vi bao ..............................................................16
3.5.2 Xác định độ hòa tan (WSI) của bột vi bao.............................................16
3.5.3 Xác định các chỉ số màu sắc của bột vi bao...........................................16
Cơng thức tính tốn: .........................................................................................17
3.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................17
Chương 4.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................18

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN ĐỘ ẨM ......................18
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN MÀU SẮC .................21
4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN WSI ............................22
Chương 5.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................25

5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................25
5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................25
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................26

viii

Luan van


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Sự phụ thuộc màu sắc anthocyanin vào vị trí & nhóm thế [9] ........................7
Bảng 2.2 Anthocyanins trong một số loại cây phổ biến sử dụng làm thực phẩm [12] ...9
Bảng 3.1 Công thức phối trộn chất mang trong q trình sấy phun dịch trích anthocyanin
từ bụp giấm ............................................................................................................16
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau chỉ số màu sắc của bột bụp giấm
sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50%
+ gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON:
maltodextrin 50% + konjac 50%. ..........................................................................21

ix

Luan van

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. ...................................................................4
Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. ............................................................6
Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9].....7
Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus) ...............................13
Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH) .................................14
Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.) ....................................................14
Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.) ...................................14
Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.) ........................................14
Hình 3.6 Máy cô quay chân không HS-2005V (JJS Technical Services) .....................14
Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG) ...................................................14
Hình 3.8 Không gian màu Hunter Lab (Hunter Associates Laboratory, Inc.) ..............17
Hình 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên độ ẩm (%) của bột bụp giấm
sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50%
+ gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON:
maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung
bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05).......................18
Hình 4.2 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên chỉ số hòa tan (WSI) (%) của
bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA:
maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%,
MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện
giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ..23

x

Luan van

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Thuật ngữ tiếng Anh

Thuật ngữ tiếng Việt

DW

On a dry weight

Theo chất khô

ACN

Anthocyanin

Anthocyanin

MD

Maltodextrin

Maltodextrin

GA

Gum Arabic

Gum Arabic

INU

Inulin

Inulin

KON

Konjac

Konjac

WSI

Water solubility index

Chỉ số hòa tan

DE

Dextrose equivalent

Đương lượng dextrose

rpm

Rounds per minute

Vòng/phút

GRAS

Generally recognized as safe

Các hóa chất hoặc chất được
thêm vào thực phẩm được coi là
an toàn bởi các chuyên gia, và do
đó được miễn các yêu cầu dung
nạp phụ gia thực phẩm.

xi

Luan van


Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngày càng
được quan tâm đến về việc sử dụng các chất màu tự nhiên hơn là các chất màu tổng hợp
trong thực phẩm. Rất nhiều các loại dịch được trính ly từ các loại rau, củ, quả có màu
sắc được tạo ra bởi các anthocyanin sử dụng cho chất màu thực phẩm. Anthocyanin là
chất màu tự nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, có khả năng tan trong
nước. Các anthocyanin có nhiều các hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe con người
như: khả năng chống oxy hóa, các bệnh về tim mạch, hen suyễn [1].
Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh đậm có nhiều
trong các loại rau, hoa, quả, củ [2]. Các loại thực vật chứa nhiều anthocyanin như: bắp
cải tím, bụp giấm, dâu tằm, dâu tây. Anthocyanin tích tụ chủ yếu ở trong tế bào biểu bì

và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast.
Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0.1–1.11%
trong tổng hàm lượng chất khô. Trong các loài thực vật, hoa bụp giấm chứa nhiều các
anthocyanin có khả năng chống oxy hóa. Anthocyanin là phân nhóm của flavonoid và
cũng là các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm. Màu của anthocyanin thay đổi
theo pH. Các anthocyanin chính trong hoa bụp giấm là delphinidin-3-glucoside và
cyanidin-3-glucoside [3]. Tuy nhiên, anthocyanin thường không bền và dễ dàng bị suy
thối [2].Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của các loại chất mang
lên tính chất vật lý của bột hoa bụp giấm.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Tạo ra nguồn chất màu tự nhiên, đa dạng nguồn chất màu giúp giảm thiểu việc lạm
dụng phẩm màu công nghiệp trong thực phẩm.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Hồn thiện quy trình sấy phun dịch trích từ đài hoa bụp giấm.
Khảo sát ảnh hưởng của các loại chất mang lên tính chất vật lý của bột bụp giấm
sấy phun.

1

Luan van


1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát ảnh hưởng của các loại chất mang MD, GA, INU, KONJAC lên tính chất
vật lý như đo màu, độ ẩm, độ hòa tan của bột bụp giấm sấy phun.

2

Luan van

Chương 2. TỔNG QUAN

2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO
2.1.1 Định nghĩa
Vi bao là quá trình trong đó các thành phần thực phẩm khác nhau có thể được lưu
trữ trong một vỏ hoặc lớp phủ bảo vệ và sau đó giải phóng. Cụ thể hơn, vi bao là quá
trình bao bọc các hạt nhỏ, chất lỏng hoặc chất khí trong một lớp phủ hoặc trong ma trận.
Theo truyền thống, vi bao không sử dụng viên nang có chiều dài lớn hơn 3 mm. Các vi
bao nằm trong phạm vi từ 100–1000 nm được phân loại là các vi bao. Các thành phần
nằm trong khoảng từ 1–100 nm được phân loại là nanocapsules hoặc nanoencapsulation
[4].
Thành phần được vi bao thường được gọi là hoạt chất, lõi, pha nội. Các vật liệu bao
bọc hoạt động thường được gọi là vỏ, tường, lớp phủ, pha ngoại, pha hỗ trợ hoặc màng.
Các vật liệu vỏ thường khơng hịa tan, khơng phản ứng với lõi và chiếm 1–80% trọng
lượng của viên nang. Vỏ của vi bao có thể được làm từ đường, gum, protein,
polysaccharide tự nhiên và biến tính, lipid, sáp và polymer tổng hợp [5].
Cơng nghệ vi bao được sử dụng rộng rãi để giúp ổn định các thành phần hoạt động
trong các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm liên quan đến hương vị, kẹo cao su,
kẹo, cà phê, chế phẩm sinh học, thực phẩm y tế, vitamin, khoáng chất hoặc enzyme. Các
nguyên tắc chi phối sự ổn định sản phẩm mong muốn có thể kiểm sốt thơng qua cấu
trúc của vi nang cung cấp để cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm thực phẩm.
Ứng dụng chính của cơng nghệ vi bao là mang lại sự thay đổi hóa lý mong muốn
trong sản phẩm thực phẩm trong một khoảng thời gian mong muốn hoặc bằng cách sử
dụng một cơ chế kích hoạt thích hợp. Có một sự hiểu biết để cải tiến về sự tương tác
phần tử và các tính chất hóa lý của thành phần hoạt chất và thành phần vật liệu là rất
quan trọng để tạo ra một hệ thống động.
2.1.2 Ưu điểm của vi bao
Vi bao là một công nghệ được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp như dược

phẩm, hóa chất, thực phẩm và nơng nghiệp. Một lý do để sử dụng công nghệ vi bao là
bảo vệ thành phần khỏi sự phân hủy do tiếp xúc với các yếu tố môi trường như nước,
oxy, nhiệt và ánh sáng. Thông thường, điều này được thực hiện để cải thiện thời hạn sử
dụng của hoạt chất. Trong một số trường hợp, vi bao có thể được sử dụng để che giấu
mùi vị, mùi và màu sắc không mong muốn, do đó ngăn chặn sự ảnh hưởng xấu đến chất
3

Luan van


lượng sản phẩm. Dễ xử lý là một lý do khác cho vi bao, vì nó có thể được sử dụng như
một phương pháp đơn giản để chuyển đổi một thành phần thực phẩm lỏng thành dạng
rắn. Vi bao có thể được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng và tương tác không mong
muốn giữa các thành phần thực phẩm có hoạt tính và giữa các hoạt chất và các thành
phần thực phẩm. Vi bao cũng giảm tính dễ cháy và dễ bay hơi của các thành phần thực
phẩm khác nhau. Cuối cùng, vi bao có thể được sử dụng để kiểm soát việc bổ sung một
thành phần thực phẩm vào cơ thể [6]. Các thành phần thực phẩm được vi bao sẽ có thể
giữ tính ổn định trong suốt thời hạn sử dụng và điều kiện bảo quản của nguyên liệu [6].
2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao
Hình thái học (hình thức và cấu trúc) của hạt vi bao được chia thành hai loại: vi
nang (microcapsule) và vi cầu (microsphere). Việc phân nhóm dựa trên phương pháp
được sử dụng để sản xuất vật liệu. Vi nang được đặt tên như vậy bởi vì nó có hình thái
vỏ lõi được xác định rõ. Theo truyền thống, các viên nang siêu nhỏ chỉ được tạo ra bằng
phương tiện hóa học. Trong quá trình này, vi nang được hình thành trong bể chứa chất
lỏng hoặc thiết bị phản ứng dạng ống [4]. Vi cầu được hình thành một cách cơ học thơng
qua q trình ngun tử hóa hoặc q trình nghiền, theo đó các thành phần hoạt chất
được phân bố trong ma trận [6].

Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7].

Một vi nang bao gồm nhiều thành phần khác nhau trong đó các thành phần hoạt tính
và dạng ma trận polymer là hai thành phần quan trọng mà có thể kiểm sốt được tốc độ
khuếch tán. Về hình dạng, khả năng tương thích hóa lý và nhiệt động lực học của cả hai
hoạt tính và ma trận polymer là rất quan trọng.
Trong các hệ thống thực phẩm, lớp vỏ vi bao có thể cung cấp các chức năng khác
nhau như bảo vệ các hoạt chất nhạy cảm như hương vị, vitamin, khoáng chất, chất béo

4

Luan van


khơng bão hịa, các loại tinh dầu và muối từ oxy, nước và ánh sáng; xử lý thuận tiện
bằng cách chuyển đổi các chất lỏng khó sử dụng để xử lý thành dạng bột.
Từ góc độ hình học hoặc cấu trúc, các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định và giải phóng
là hình dạng, kích thước, hình dạng và tải trọng của các. Thêm vào đó, trọng lượng phân
tử, điện tích trên bề mặt, độ hòa tan, độ thấm nước và nhiệt độ là các thông số quan
trọng.
2.1.4 Vật liệu vi bao
Trong số các loại chất mang ưa nước được sử dụng trong lĩnh vực vi nang,
carbohydrate là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất. Carbohydrate được phân thành
bốn loại: đường đơn hoặc monosaccharide (glucose và fructose), disaccharide (sucrose
và lactose), oligosaccharide (maltodextrin và dextrin), và polysaccharide (tinh bột).
Trong khi tất cả các loại carbohydrate có thể được sử dụng làm chất độn và chất phụ gia,
các saccharide chuỗi dài hơn được coi là phù hợp như một ma trận tường. Polysaccharide
thường được xem xét trong lớp vật liệu này. Polysaccharide cũng bao gồm các loại tinh
bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và thành phần để cung cấp
các tính chất hịa tan, phân vùng và rào cản độc đáo cho thành phần thực phẩm hoạt
động.
Monosaccharide và disaccharide cung cấp cả độ nhớt thấp trong dung dịch và ảnh

hưởng đến hương vị của vi nang. Tuy nhiên, chúng không cung cấp khả năng nhũ hóa
các loại hương vị dầu. Kết quả là, một lượng nhỏ chất keo ổn định được sử dụng trong
sức mạnh tổng hợp Theo bản chất của kích thước phân tử, mono- và disaccharide nhỏ
hơn và dễ dàng phù hợp với không gian kẽ để ngăn chặn sự hình thành ranh giới hạt kết
tinh hoặc tinh thể trong một polysaccharide, cho phép ổn định hơn hương vị của vi nang.
Nó được thiết lập tốt rằng bẫy của các loại dầu hương vị ở trạng thái vô định hình mang
lại sự ổn định cao hơn so với ma trận có độ kết tinh. Do đó, mono- và disaccharide có
trọng lượng phân tử thấp thường được sử dụng với vật liệu polymer vốn đã thể hiện các
đặc tính tinh thể. Lưu ý rằng carbohydrate phổ biến thể hiện các điểm gel bao gồm agar,
agarose, carrageenan, pectin, guar gum và Konjacs, tất cả đều được coi là một lựa chọn
thay thế cho gelatin.
2.1.5 Phương pháp sấy phun
Sấy phun là phương pháp mà chất lỏng hoặc hỗn hợp (slurry) được chuyển thành
dạng bột khô bằng cách nguyên tử hóa và được sấy khơ nhờ dịng khơng khí nóng. [8].

5

Luan van


Hình 2.2 Mơ tả hệ thống sấy phun điển hình [6].

Một cấu hình chung cho sấy phun được thể hiện trong Hình 2.2. Ở đây, chất lỏng
được phun thành giọt ở phía trên cùng của b̀ng. Những giọt lỏng nhỏ đi vào dòng
chảy hỗn loạn của khơng khí nóng ở phía trên cùng của b̀ng cùng chiều với khơng khí
nóng được gọi là dòng chảy cùng chiều (cocurrent). Các pha lỏng được nhanh chóng
làm nóng và phân tử chất lỏng di chuyển lên bề mặt của giọt lỏng và chuyển sang pha
khí. Khi những giọt lỏng hóa rắn, chúng bị cuốn theo dịng khí nóng và di chủn đến
một b̀ng lắng xoáy tâm nơi các chất rắn di chuyển ra khỏi buồng và tạo thành bột.
Tất cả các máy sấy phun đều sử dụng các thành phần cơ bản này mặc dù có các biến

thể trong cấu hình b̀ng, ngun tử được sử dụng, thiết kế lốc xoáy, tái chế chất rắn,
điều hịa khí hoặc tuần hoàn sau khi ngưng tụ hoặc làm mát, thiết kế l̀ng khơng khí
và các thiết bị kèm theo. Máy sấy phun có thể có có năng suất dưới một lít mỗi giờ đến
hàng ngàn lít mỗi giờ.
2.2 ANTHOCYANIN
2.2.1 Định nghĩa
Anthocyanin (là sự kết hợp giữa từ Anthos trong tiếng Hy Lạp nghĩa là hoa và
kyanos, nghĩa là màu xanh) là flavonoid thường thấy trong tự nhiên. Cấu trúc của chúng
dựa trên bộ khung C15 bao gờm một vịng chromane mang một vòng thơm thứ hai B ở
vị trí 2; các cấu trúc được sắp xếp tuần hoàn theo mẫu C-6-C-3-C-6 (phenyl-2benzopyrilium). Cấu trúc anthocyanin được bổ sung bởi một hoặc nhiều phân tử đường
liên kết tại các vị trí hydroxyl hóa khác nhau của cấu trúc cơ bản. Như vậy, anthocyanin
được thay thế bằng glycoside của muối phenyl-2-benzopyrilium (anthocyanidin) [9].

6

Luan van


Anthocyanidin + đường →Anthocyanin

Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9]

Bảng 2.1 Sự phụ thuộc màu sắc anthocyanin vào vị trí & nhóm thế [9]
Tên hợp chất

Nhóm thế

Vị trí

Màu sắc

Apigeninidin

5, 7, 4'

Cam

Aurantinidin

3, 5, 6, 7, 4'

Cam

Cyanidin

3, 5, 7, 3', 4'

Đỏ tươi và đỏ thẫm

3, 5, 7, 3', 4', 5'

Tím, tím nhạt, xanh

8-Hydroxycyanidin

3, 5, 6, 7, 3', 4'

Đỏ

Luteolinidin

5, 7, 3', 4'

Cam

Pelargonidin

3, 5, 7, 4'

Cam, cam hồng

Triacetidin

5, 7, 3', 4', 5'

Đỏ

Capensinidin

5, 3', 5'

Xanh nhạt

Delphynidin
Hydroxyl

Europenidin

Methyl ether 5, 3'

Xanh nhạt

Malvidin

3, 5'

Tím

5-Methylcyanidin

5

Cam – đỏ

7

Luan van


Peonidin

3'

Đỏ tươi

Petunidin

3'

Tím

Pulchellidin

5

Xanh nhạt

Rosinidin

7

Đỏ

2.2.2 Cấu tạo
Anthocyanins cho thấy tính đa dạng cao trong tự nhiên nhưng tất cả đều dựa trên
một số lượng nhỏ các cấu trúc cơ bản của anthocyanidin. Sự đa dạng này đại diện bởi
vô số màu sắc tự nhiên được tạo ra bởi sự kết hợp hóa học cấu trúc anthocyanidin cơ
bản C-6-C-3-C-6 với đường và/hoặc các nhóm acyl [10]. Các anthocyanidins quan trọng
nhất số 17; sự khác biệt về số lượng và vị trí của các nhóm hydroxyl và/hoặc methyl
ether, nhưng 6 là phổ biến nhất [9]. Để đạt được anthocyanin, anthocyanidin phải được
kết hợp với ít nhất một phân tử đường; do đó, các anthocyanin cũng được phân loại theo
số lượng các phân tử đường trong cấu trúc của chúng (ví dụ, monoside, biosides,
triosides). Rõ ràng là sự đa dạng của anthocyanin có liên quan đến số lượng các chất
đường tìm thấy trong tự nhiên nhưng các anthocyanin glycosyl hóa được hình thành với
glucose, rhamnose, xylose, galactose, arabinose và fructose. Ngoài ra, sự đa dạng được
tăng thêm bởi sự kết hợp hóa học của các loại đường này với acid hữu cơ (phổ biến nhất
là coumaric, caffeic, ferulic, p-hydroxy benzoic, synapic, malonic, acetic, succinic,
oxalic và malic) để sản xuất anthocyanin acyl hóa [11]. Hơn nữa, màu sắc cũng bị ảnh
hưởng bởi số lượng các nhóm hydroxyl và methoxyl: nếu nhiều nhóm hydroxyl, thì màu
sắc sẽ chuyển sang màu xanh hơn; nếu có nhiều nhóm methoxyl, thì đỏ sẽ tăng lên. Điều

thú vị là, màu sắc cũng phụ thuộc vào sự tương tác giữa các phân tử anthocyanin với
các phân tử và/hoặc môi trường khác [10]. Như vậy có thể kết luận được, một số sự kết
hợp hóa học giải thích gam màu kỳ lạ của màu sắc tự nhiên.
2.2.3 Sự phân bố của anthocyanin
Anthocyanin tạo ra nhiều màu sắc từ màu đỏ tươi cho đến màu xanh thể hiện rõ
trong hoa và trái cây, mặc dù chúng cũng có trong lá và các cơ quan lưu trữ. Anthocyanin
thường gặp ở thực vật bậc cao nhưng lại vắng mặt ở một số thực vật bậc thấp như rêu
tản và tảo. Trong tự nhiên, có thể tìm thấy những thực vật với một loại anthocyanin
chính (ví dụ hoa trà my, nhân sâm), trong khi những thực vật khác có hỗn hợp (ví dụ
những giống hoa thược dược, củ cải đường) [9]. Trên thực tế, nhìn chung, nờng độ

8

Luan van


anthocyanin ở hầu hết các loại trái cây và rau quả dao động từ 0.1–1% trọng lượng khô
[9].
Bảng 2.2 Anthocyanins trong một số loại cây phổ biến sử dụng làm thực phẩm [12]
Nguyên liệu

Thành phần anthocyanin

Hành tím

Cy 3-glucoside và 3-laminariobioside, khơng acyl hóa và acyl
hóa với malonyl ester, Cy 3-galactose và 3-glucoside; Pn 3glucoside

(Alium cepa)
Quả sung

(Ficus spp.)

Cy 3-glucoside, 3-rutinoside và 3,5-diglucoside, Pg 3rutinoside

Dâu tây

Pg và Cy 3-glucosides

(Fragaria spp.)
Vỏ hạt đậu nành

Cy và Dp 3-glucosides

(Glycine max)
Khoai lang tím
(Ipomoea batatas)

Cy và Pn 3-sophoroside-5–5-glucosides acyl hóa với ester
feruloyl và caffeoyl

Xồi

Pn 3-galactoside

(Mangifera indica)
Chanh dây

Pg 3-diglucoside, Dp 3-glucoside

(Passiflora edulis)

Mận

Cy và Pn 3-glucosides và 3-rutinosides

(Prunus domestica)
Quả nam việt quất

Cy và Pn 3-galactosides, 3-arabinosides và 3-glucosides

(Vaccinium
macrocarpon)
Nho

Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucosides, tự do và acyl hóa

(Vitis spp.)
Ngơ tím
(Zea mays)

Cy, Pg và Pn 3-glucosides và Cy 3-galactoside, tự do và acyl
hóa

Ghi chú: Cy – cyanidin, Dp – delphinidin, Mv – malvidin, Pg – pelargonidin, Pn – peonidin,
và Pt – petunidin.

9

Luan van

2.2.4 Lợi ích của anthocyanin
Anthocyanin là các chất hòa tan trong nước có mặt ở tự nhiên. Ở thực vật, chúng
giúp chống lại các tia cực tím có hại, thu hút côn trùng để phân tán hạt và thụ phấn [13].
Một số anthocyanin đóng vai trò như các tác nhân kiểm soát sinh học, như cyanidin-3glucoside, ức chế sự phát triển của ấu trùng Heliothis viriscens trong cây thuốc lá [14].
Anthocyanin đã được sử dụng như là thành phần trong chế độ ăn uống của con người
trong suốt lịch sử. Tuy nhiên, chúng đã được sự quan tâm hơn do các lợi ích sức khoẻ
chúng đem lại [15].
Anthocyanin là hợp chất chống oxy hóa tốt do tính ức chế các gốc tự do hiệu quả
[13]. Hầu hết các lợi ích về sức khoẻ được đề cập của anthocyanin ít nhiều liên quan
đến cơ chế chống oxy hóa của chúng [16].
Các nghiên cứu in vitro của anthocyanin đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể có
tác dụng bảo vệ chống lại bệnh mãn tính như bệnh tim mạch, ung thư và nhiễm virus,
số hoạt động chống viêm [17], [18].
Ngoài ra, anthocyanin cũng có khả năng ngăn ngừa bệnh béo phì và kiểm sốt bệnh
tiểu đường [17]. Các hoạt tính chống dị ứng và kháng khuẩn cũng là một trong những
lợi ích sức khoẻ khác của các hợp chất hóa học này [17], [19].
2.3 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM
2.3.1 Giới thiệu
Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) là loại cây thuộc họ Cẩm quỳ sống lâu năm, dựng
đứng, bụi rậm, thân thảo có thể mọc lên cao đến 2.4 m, với thân trơn hoặc gần như nhẵn,
hình trụ, màu đỏ. Lá luân phiên với nhau, màu xanh với những gân lá màu đỏ và những
chiếc phồng dài hoặc ngắn. Lá của cây con non và lá trên của cây già thì đơn giản, mép
lá dạng răng cưa. Hoa đơn lẻ, rộng đến 12.5 cm, màu vàng hoặc màu da bò, và biến
thành màu hờng vì hoa sẽ tàn vào cuối ngày. Đài hoa màu đỏ, bao gồm 5 cánh hoa lớn
với cuống hoa từ 8 đến 12 mảnh mỏng bao quanh gốc. Sau khi gia tăng kích thước, trở
thành thịt, vị ngọt, dài từ 3.2–5.7 cm [20]. Quả hình trứng, có các lông nhỏ mọc xung
quanh, bao quanh quả. Phần được sử dụng của cây là phần đài hoa và lá, phần đài hoa
có tác dụng chống co thắt, hạ huyết áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng.
Hoa bụp giấm ở dạng khô hoặc tươi được sử dụng làm thức uống thảo dược, đồ
uống lên men, rượu, kẹo [21], [22]. Ở Ai Cập, phần đài hoa được sử dụng ở dạng trà và

thức uống lên men [23].

10

Luan van


2.3.2 Lợi ích của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm đã được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc. Ở Ấn Độ, Châu Phi và
Mexico, các dẫn xuất lá hoặc đài hoa thường được sử dụng như thuốc lợi tiểu, lờ đờ, hạ
sốt, hạ huyết áp và làm giảm độ nhớt của máu [24]. Ở Guatemala, được sử dụng để điều
trị say rượu [25]. Ở Bắc Phi, các chế phẩm từ đài hoa dùng để điều trị đau họng và ho
[26]. Ở Ấn Độ, một chất đục từ hạt được sử dụng để làm giảm đau khi đi tiểu và khó
tiêu. Trong y học dân gian Trung Quốc, hoa bụp giấm được sử dụng để điều trị rối loạn
gan và huyết áp cao [25]
Các thành phần chính của hoa bụp giấm có liên quan đến tính dược học là acid hữu
cơ, anthocyanin, polysaccharide và flavonoid [27]. Anthocyanin là nhóm chất dẫn xuất
của flavonoid và các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm và màu của anthocyanin
thay đổi theo pH. Thành phần chính các anthocyanin có trong hoa bụp giấm và được sử
dụng làm chất màu thực phẩm là: delphinidin-3-O-glucoside, delphinidin-3-Osambubioside, cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside [3]. Ngoài ra, trong đài
hoa bụp giấm cịn có ascorbic acid, cyanidin-3-rutinose [28].
Các chiết xuất của đài hoa bụp giấm khô đã được biết là có chứa các thành phần hóa
học như acid hữu cơ (acid citric, acid ascorbic, acid maleic, acid hibiscic, acid oxalic,
acid tartaric), phytosterol, polyphenol, anthocyanin và các chất chống oxy hóa tan trong
nước khác [28], [29]. Các acid hữu cơ cùng với các thành phần hoạt tính sinh học có
khả năng bắt gốc tự do [30]. Hiệu quả sức khỏe có lợi chủ yếu là do các phân tử hoạt
tính sinh học này. Bảng 1 cho thấy phần polyphenolic (hợp chất hoạt tính sinh học) có
trong chiết xuất của bụp giấm theo báo cáo của các nhóm nghiên cứu khác nhau. Jabeur
et al. (2017) đã báo cáo gần đây acid oxalic, acid shikimic và fumaric như là các acid
hữu cơ chính với acid malic (9.10 g/100 g) là acid có nhiều nhất trong đài hoa bụp giấm

[31].
Nguồn gốc của nhiều chất điều trị là do các chất chuyển hóa thứ cấp trong cây. Đài
hoa bụp giấm là một nguồn thú vị của các phân tử hoạt tính sinh học tiềm năng với các
hoạt động chống oxy hóa, hạ huyết áp, chống vi trùng, chống viêm, chống đái tháo
đường và chống ung thư. Nhiều cuộc khảo sát khoa học đã tiết lộ rằng đài hoa bụp giấm
rất giàu polyphenol và flavonoid giúp tăng giá trị dinh dưỡng của roselle vì các hợp chất
này có tương quan với đặc tính chống oxy hóa của chúng. Hàm lượng phenolic trong
cây bao gồm chủ yếu là anthocyanin như delphinidin-3-glucoside, sambubioside và
cyanidine-3-sambubioside [31], [32] và các flavonoid khác như gossypetine hibiscetin
và glycoside tương ứng của chúng; acid protocatechuic, eugenol và sterol nhưsitoesterol và ergoesterol [28], [33], [34]. Các phân tử anthocyanin dễ bị thoái hóa. Độ
11

Luan van


ổn định của chúng phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, sự hiện diện của enzyme, ánh sáng và
cấu trúc, sự hiện diện của các flavonoid khác, acid phenolic và kim loại [35].
Các nhà nghiên cứu chủ yếu sử dụng dung môi nước hoặc dung mơi hữu cơ để trích
xuất polyphenol và anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. Các kỹ thuật chiết xuất khác nhau
và các giống khác nhau của bụp giấm được sử dụng trong các nghiên cứu khác nhau.
Luvonga et al. (2010) đã báo cáo tổng hàm lượng phenolic là 6.06 mg/g trong chiết xuất
hoa hồng [30]. Jabeur et al. (2017) trong nghiên cứu gần đây đã xác định được hàm
lượng của delphinedin-3-o-sambubioside, delphinidin 3-o glucoside và cyanidine-3-osambubioside trong bụp giấm lần lượt là 7.03 mg/g, 1.54 mg/g và 4.40 mg/g [31].

12

Luan van


Chương 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM
Hoa bụp giấm khô được mua từ Công ty Việt Hibiscus (Tp. Hờ Chí Minh, Việt
Nam). Bụp giấm được trồng ở Biên Hòa (Đồng Nai). Sau khi thu hoạch, hoa bụp giấm
tươi được sấy đối lưu bằng không khí nóng ở nhiệt độ 60°C. Sản phẩm khô được bảo
quản trong túi polyethylene ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.

Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus)

3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị
Cốc thuỷ tinh

Giá ống nghiệm

pH kế

Pipet

Erlen

Bình định mức

Nhiệt kế

Ống nghiệm

Bình định mức

Ống ly tâm

Cốc thuỷ tinh

Phễu

Micropipet

Đũa thuỷ tinh

13

Luan van


Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800
(Shimadzu Schweiz GmbH)

Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom
Company Ltd.)

Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta
Sensing Europe B.V.)

Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS
Instruments Co.,Ltd.)

Hình 3.6 Máy cô quay chân không HS2005V (JJS Technical Services)

Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH +
Co.KG)

14

Luan van