BÁO CÁO CÁC ỨNG DỤNG CỦA SẤY PHUN TRONG VI BAO CÁC THÀNH PHẦN THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TỔNG QUAN:
CÁC ỨNG DỤNG CỦA SẤY PHUN TRONG
VI BAO CÁC THÀNH PHẦN THỰC PHẨM
MỤC LỤC:
GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung
NHÓM 3:
1. Nguyễn Hồng Giang 11116019
2. Phan Thị Cao Nguyên 11116046
3. Đoàn Thị Bích Thảo 11116060
4. Nguyễn Minh Tuấn 11116077
Tp. Hồ Chí Minh – 4/2013
TỔNG QUAN: CÁC ỨNG DỤNG CỦA SẤY PHUN TRONG VI BAO CÁC
THÀNH PHẦN THỰC PHẨM
Adem Gharsallaoui *, Gae ¨ lle Roudaut, Odile Chambin, Andre 'e Voilley, Re'mi Saurel
Eau, Mole'cules Actives, Macromole'cules, Activite (EMMA), ENSBANA, Trường Đại
học 'de Bourgogne, 1 Esplanade Erasme, 21000 Dijon, Pháp đã nhận vào ngày 02 tháng 3
năm 2007, chấp nhận ngày 21 tháng 7 năm 2007
Tóm tắt
Quá trình sấy phun đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ để đóng gói các thành phần
thực phẩm như hương liệu, chất béo và carotenoid. Trong suốt quá trình sấy khô, sự bay hơi
của dung môi, nhiều nhất là nước, nhanh và ngậm hợp chất liên quan xảy ra gần như ngay
lập tức. Với đặc tính này đặt ra yêu cầu kiểm tra nghiêm ngặt các vật liệu đóng gói được sử
dụng để tối ưu hóa các điều kiện hoạt động. Tương tự như vậy, nếu các hợp chất đóng gói có
tính chất kỵ nước, sự ổn định của nhũ tương thức ăn trước khi sấy khô cũng cần được xem
xét. Như vậy quá trình sấy phun vi bao được coi là một nghệ thuật hơn là một khoa học vì
nhiều yếu tố để tối ưu hóa và sự phức tạp của nhiệt và hiện tượng chuyển khối lượng xảy ra
trong quá trình hình thành vi bao. Bài viết này báo cáo xử lý thông tin kỹ thuật chính được

coi là hữu ích cho sự thành công của một hoạt động vi bao bằng sấy phun. Bên cạnh đó, một
bản tóm tắt của các vật liệu làm màng được sử dụng phổ biến nhất và các hợp chất thực
phẩm đóng gói chính được trình bày.
1. Giới thiệu:
Nhờ các thành phần của vi bao, nhiều sản phẩm hiện nay có thể được coi là kỹ thuật
không khả thi. Thành phần như vậy là hoàn toàn được bao bọc trong một vật liệu bao, qua đó
trao đổi hữu ích hoặc loại bỏ các thứ không cần thiết đến hoặc từ thành phần ban đầu. Vi bao
được định nghĩa là một quá trình trong đó các hạt nhỏ hoặc giọt nước được bao quanh bởi
một lớp phủ hoặc nhúng trong một chất nền đồng nhất hoặc không đồng nhất, cung cấp cho
Nhóm
3
2
các vi nang với nhiều đặc tính hữu ích. Vi bao có thể là rào cản vật lý giữa hợp chất lõi và
các thành phần khác của sản phẩm. Đặc biệt hơn là trong lĩnh vực thực phẩm, vi bao là một
kỹ thuật mà giọt chất lỏng, các hạt rắn hoặc các hợp chất khí đại diện cho một loại thực
phẩm được đặt vào màng mỏng của vi bao. Hợp chất lõi có thể được bao gồm chỉ một hoặc
một số thành phần và màng có thể là một hoặc hai lớp. Việc lưu giữ các lõi đã được điều
chỉnh chức năng hóa học của chúng, phân cực hòa tan và bay hơi của chúng. Shahidi và Han
(1993) đã đề xuất sáu lý do để vi bao áp dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để giảm
phản ứng chính với các yếu tố môi trường, giảm tốc độ truyền tải của vật liệu lõi với môi
trường bên ngoài, để thúc đẩy xử lý dễ dàng hơn, để giảm tố lõi vật chất, mặt nạ hương liệu
lõi, và cuối cùng là pha loãng vật liệu lõi khi nó cần phải được sử dụng trong lượng rất nhỏ.
Trong hình thức đơn giản là một quả cầu nhỏ thống nhất với một bức màng đồng xung
quanh nó. Các vật liệu bên trong vi nang được gọi như hạt nhân, giai đoạn nội bộ, hoặc lắp
đầy, đôi khi màng được gọi là vỏ, sơn, màngvật liệu, hoặc màng. Thực tế, lõi có thể được
một loại vật liệu tinh thể, một hạt hấp phụ ghồ ghề, một nhũ tương, hệ thống treo của chất
rắn, hoặc hệ thống treo trong một vi nang nhỏ hơn. Vi bao thậm chí có thể có nhiều màng.
Trong đánh giá này, chỉ có “lõi” và "màng" sẽ được sử dụng để tham khảo thành phần đóng
gói và đại lý đóng gói tương ứng.
Hầu hết các vi nang là những quả cầu nhỏ với đường kính bao gồm giữa một vài

micromet và một vài milimet. Tuy nhiên nhiều vi nang trùng với những quả cầu đơn giản.
Trong thực tế cả kích thước và hình dạng của vi hạt được hình thành phụ thuộc vào vật liệu
và phương pháp được sử dụng để chuẩn bị cho chúng. Các loại khác nhau của nang siêu nhỏ
được sản xuất từ một hàng loạt các vật liệu làm màng(monome và / hoặc các polyme) và một
số lượng lớn các quy trình vi bao khác nhau như: phun khô, phun làm mát, xịt lạnh, lớp phủ
đình chỉ không khí, phun ra, ly tâm đùn, đông khô, coacervation, quay treo tách, đồng kết
tinh, ngậm liposome, tiếp giáp trùng hợp, bao gồm phân tử, (Desai & Park, Năm 2005;
Gibbs, Kermasha, Alli & Mulligan, năm 1999; Gouin,2004; King, năm 1995; Shahidi &
Han, 1993).
Tùy thuộc vào các tính chất lý hóa của lõi, thành phần màng và vi bao kỹ thuật được sử
dụng, các loại hạt khác nhau thu được (Hình 1): vùng đơn giản được bao quanh bởi một lớp
Nhóm
3
3
phủ có độ dày đồng nhất; hạt có chứa một lõi hình dạng không đều, một số hạt lõi nhúng vào
trong một ma trận liên tục của vật liệu bao; một số khác biệt lõi trong các viên nang và vi
nang có màng bao quanh.
Hình 1. Hình thái của các loại viên nang siêu nhỏ (Gibbs et al., 1999).
Mặc dù được là một quá trình mất nước, phun khô có thể được sử dụng để đóng gói các
tài liệu đang hoạt động trong một chất nền bảo vệ được hình thành từ một loại polymer tan
chảy (Dziezak, 1988). Mặc dù đã có nhiều kỹ thuật phát triển trong vi bao thành phần thực
phẩm, sấy phun là công nghệ phổ biến nhất được sử dụng trong ngành công nghiệp thực
phẩm do chi phí thấp và thiết bị có sẵn. Vi bao phun khô đã được sử dụng thành công trong
ngành công nghiệp thực phẩm trong nhiều thập kỷ (Gouin, 2004) và quá trình này là một
trong những phương pháp đóng gói lâu đời nhất được sử dụng kể từ năm 1930 để chuẩn bị
những hương liệu đóng gói đầu tiên sử dụng kẹo cao su và keo làm vật liệu bao (Shahidi &
Han, 1993).
Mục tiêu của bài này là để xem xét trạng thái của nghệ thuật của vi bao thành phần thực
phẩm bằng cách sấy phun và trình bày thông tin về lý thuyết và thực hành cần thiết về quá
trình này hiện nay. Do đó văn bản này thảo luận về việc sử dụng phun khô cho kết thúc vi

bao từ bốn khía cạnh. Đầu tiên nó tập trung vào một số khía cạnh lý thuyết của quá trình sấy
Nhóm
3
4
phun. Tiếp theo văn bản thảo luận về việc áp dụng phun khô vi bao thành phần thực phẩm.
Phần thứ ba trình bày các tiêu chí cần thiết cho các đại lý đóng gói và mô tả một số vật liệu
làm màng đã chứng minh hiệu quả đóng gói tốt. Phần cuối cùng tóm tắt các ứng dụng quan
trọng gần đây liên quan đến việc vi bao thành phần thực phẩm bằng cách sấy phun.
2. Sấy phun: tóm tắt một số đặc điểm kỹ thuật
Sấy phun là một thao tác đơn vị mà trong đó một sản phẩm lỏng được phun khí nóng
để thu một loại bột ngay lập tức. Khí thường được sử dụng là không khí hoặc hiếm hơn là
một khí trơ như nitơ. Chất lỏng ban đầu cho vào bình phun có thể là một giải pháp, nhũ
tương hoặc tạm đình chỉ. Sản xuất sấy phun phụ thuộc vào các nguyên liệu đầu vào và điều
kiện hoạt động một loại bột rất mịn (10-50μm) hoặc các hạt có kích thước lớn (2-3 mm).
Giải pháp sấy phun loại bỏ nước là một kỹ thuật thực hành phổ biến. Bằng cách giảm
hàm lượng nước và hoạt độ nước, sấy phun thường được sử dụng trong ngành công nghiệp
thực phẩm để đảm bảo sự ổn định vi sinh của sản phẩm, tránh nguy cơ giảm sút hóa chất
hoặc sinh học, giảm việc lưu trữ và chi phí vận chuyển và cuối cùng có được một sản phẩm
với những đặc tính cụ thể như độ hòa tan ngay lập tức. Quá trình sấy phun đã được phát triển
và kết nối với việc sản xuất sữa khô. Tuy nhiên khi sữa được sấy phun, quá trình này có thể
được xem như là kĩ thuật vi bao, chất béo trong sữa được bảo vệ để chống lại quá trình oxy
hóa bởi một vật liệu bao kết hợp giữa lactose và protein sữa. Trong hỗn hợp này các
carbohydrate cung cấp cấu trúc thông qua hình thành thủy tinh trong khi các protein cung
cấp nhũ tương hóa và hình thành màng chất.
Chúng tôi trình bày trong phần này một số thông tin cơ bản liên quan đến quá trình
sấy phun và đặc biệt chúng tôi nghĩ rằng kiến thức của những nhận xét này là rất quan trọng
để thực hiện quá trình vi bao sấy phun.
3. Sương
Quá trình phun nước bằng các giọt nhỏ có thể được thực hiện bởi áp lực hay năng
lượng ly tâm. Máy phun sử dụng bao gồm khí nén phun, vòi phun áp lực, cấu hình đĩa quay

và gần đây là vòi phun nước và vòi phun âm (Masters, 1968). Mục tiêu của giai đoạn này là
tạo ra tối đa bề mặt chuyển nhiệt giữa không khí khô và chất lỏng để tối ưu hóa truyền nhiệt
và khối lượng. Sự lựa chọn theo cấu hình phun phụ thuộc vào tính chất, độ nhớt của thức ăn
Nhóm
3
5
và các đặc tính mong muốn của sản phẩm khô. Năng lượng cung cấp là cao hơn, các giọt
nước được hình thành mịn hơn. Đối với các nguồn năng lượng như nhau, kích thước của các
hạt được hình thành tăng lên cùng với tốc độ cấp nguyên liệu.Tuy nhiên kích thước của các
hạt tăng lên khi cả độ nhớt và sức căng bề mặt của chất lỏng ban đầu cao. Một số loại máy
phun như hơi nước, ly tâm và những chất đồng nhất đã được mô tả bởi Bowen (1938).
4. Sự tiếp xúc giữa giọt và không khí nóng
Tiếp xúc này diễn ra trong sương và bắt đầu giai đoạn sấy khô. Theo “người đặt vào
chế tạo nguyên tử” so với rải khí nóng, người ta có thể phân biệt được sấy xuôi dòng và quá
trình ngược dòng. Trong quá trình sấy xuôi dòng, chất lỏng được phun trong cùng một
hướng như dòng chảy của không khí nóng qua bộ máy, không khí nóng đầu vào có nhiệt độ
thường 150-22
0
C thì bốc hơi xảy ra ngay lập tức (Fleming, 1921) và bột khô sẽ được tiếp xúc
đến nhiệt độ trung bình (thường là 50-80
o
C) mà hạn chế sự giảm sút nhiệt. Trong khi đó
trong quá trình sấy khô ngược, chất lỏng được phun ngược lại hướng của dòng chảy của
không khí nóng và cho sản phẩm khô này tiếp xúc với nhiệt độ cao làm hạn chế các ứng
dụng của quá trình này cho các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt. Tuy nhiên lợi thế chính của
quá trình ngược dòng là nó được coi là kinh tế về năng lượng tiêu thụ.
5. Sự bốc hơi của giọt nước:
Vào thời điểm các giọt tiếp xúc với không khí nóng cân bằng nhiệt và áp xuất hơi
được thiết lập giữa pha lỏng và khí. Vì vậy đối với các sản phẩm truyền nhiệt được thực hiện
từ trên không như là một kết quả của sự khác biệt nhiệt độ trong khi sự chuyển nước được

thực hiện theo hướng ngược lại do chênh lệch áp suất hơi.
Dựa trên lý thuyết cơ bản của quá trình sấy ba bước kế tiếp có thể phân biệt được. Chỉ sau
khi chất lỏng tiếp xúc không khí nóng, truyền nhiệt gây ra sự gia tăng nhiệt độ của giọt lên
đến một giá trị không đổi. Giá trị này được định nghĩa là không khí làm khô ẩm nhiệt kế. Sau
đó sự bay hơi của các giọt nước thực hiện ở nhiệt độ liên tục và áp suất hơi nước. Tỷ lệ
khuếch tán nước từ các giọt lõi đến bề mặt của nó thường được coi là liên tục và bằng với tỷ
lệ bốc hơi bề mặt. Cuối cùng khi hàm lượng nước của các giọt đạt đến một giá trị giới hạn,
một lớp vỏ khô được hình thành ở bề mặt giọt nước và tốc độ sấy nhanh chóng giảm theo
tiến trình trước sấy khô và trở nên phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán nước thông qua lớp vỏ
Nhóm
3
6
này. Quá trình sấy về mặt lý thuyết được kết thúc khi nhiệt độ hạt tương đương với nhiệt độ
không khí.

Ba bước sau đây có thời lượng khác nhau tùy thuộc vào cả bản chất sản phẩm và nhiệt
độ không khí đầu vào. Trong thực tế nếu nhiệt độ không khí đầu vào cao, lớp vỏ khô nhanh
chóng tạo thành do mức độ bay hơi nước cao. Do với bề mặt lớn tỷ lệ với bề mặt của các giọt
nước phun mù nên việc sấy khô các giọt nước hình thành trong bầu không khí nóng là một
quá trình rất nhanh chóng.
Trong giai đoạn đầu khí nóng làm tăng nhiệt độ của giọt, thúc đẩy sự bay hơi của chất
lỏng trên bề mặt giọt nước và co rút tương ứng của giọt. Sự di chuyển nhanh của nước trên
bề mặt giọt duy trì mức độ bốc hơi liên tục. Tại một số điểm hạt lơ lửng tạo thành một mạng
liên tục. Ban đầu việc sử dụng sấy phun được ủng hộ như một phương pháp nhanh chóng để
sấy khô các hợp chất, cho thấy mức độ không thể chấp nhận được sự sua thoái khi sấy khô
chậm hơn quá trình sấy khô cổ điển. Thông thường thời gian sấy khô có thứ tự từ 5-100s
(Corrigan, 1995). Tuy nhiên trong một hệ thống được thiết kế tốt trong 15-30s là thời gian
hợp lí cho việc thông qua phun hạt trong vùng khô (Fogler & Kleinschmidt, 1938). Việc mô
tả cơ chế quá trình sấy phun tổng quát được đề xuất bởi Fleming (1921) vẫn còn giá trị.
Trong thực tế tại thời điểm sự pha trộn của không khí với chất lỏng phun sương, quá trình

sấy diễn ra gần như ngay lập tức và bay hơi với cường độ mạnh đang diễn ra trên bề mặt của
mỗi giọt. Sự bay hơi quá nhanh mà những giọt nhỏ vẫn được giữ mát cho đến khi đạt được
trạng thái khô, điều này là do sự hấp thụ nhiệt trong quá trình bốc hơi chất lỏng. Sau khi quá
trình bay hơi đã ngừng, nhiệt độ của hạt tăng lên đến nhiệt độ chung của buồng sấy
(Papadakis & King, 1988a).
6. Sấy sản phẩm ẩm bằng cách tách không khí
Sự tách biệt này thường được thực hiện thông qua một cyclone đặt bên ngoài máy sấy
để làm giảm thiệt hại sản phẩm trong không khí: các hạt dày đặc nhất được thu hồi tại các cơ
sở của buồng sấy trong khi những cái tốt nhất đi qua cyclon được tách ra từ ẩm không khí.
Ngoài các cyclone máy sấy phun thường được trang bị cả bộ lọc, gọi là ''nhà túi” được sử
dụng để lấy các bột tốt nhất và lọc khí hóa học để loại bỏ các bột còn lại hoặc bất kì chất gây
Nhóm
3
7
ô nhiễm bay hơi (ví dụ hương liệu). Bột thu được hình thành từ các hạt có nguồn gốc từ giọt
hình cầu sau thu hẹp lại. Tùy thuộc vào thành phần nước và hàm lượng khí của giọt, các hạt
này có thể đặc hoặc rỗng (Bimbenet, Bonazzi, và Dumoulin, 2002). Việc sử dụng nhiều giai
đoạn máy sấy phun làm cho nó có thể tăng thời gian cư trú và làm giảm hạn chế nhiệt độ
sấyvì vậy dẫn đến biến tính nhiệt và cải thiện hiệu quả nhiệt (kJ cần thiết cho mỗi kg sản
phẩm khô) (Schuck, 2002). Hơn nữa việc kết hợp của một tầng sôi ở phía đầu ra máy sấy
làm cho nó có thể kiểm soát tốt kích thước hạt hơn và để sản xuất bột có hàm lượng nước rất
thấp (Turchiuli et al., 2005). Khối lượng và nhiệt độ cân đối của một máy sấy phun đa tầng
được thực nghiệm, thành lập và tiêu thụ năng lượng cụ thể đã được nghiên cứu (Bimbenet et
al., 2002).
Các thay đổi hình thái của hạt trong quá trình sấy phun được mô tả bởi Alamilla-
Beltran, Chano-na-Pe'rez, Jime'nez-Aparicio, và Guite'rrez-Lopez (2005). Thay đổi kích
thước hạt và hình thái trong quá trình sấy phun có liên quan đến độ ẩm và nhiệt độ sấy.
Những thay đổi này thường được mô tả bởi lý thuyết cổ điển của quá trình sấy. Tuy nhiên
một phương pháp dựa trên phân tích hình ảnh của hạt maltodextrin ở những khoảng cách
khác nhau theo chiều dọc từ các vòi phun đã được đề xuất (Alamilla-Beltran et al., 2005).

Tính năng kỹ thuật sấy phun viên nang siêu nhỏ phụ thuộc chủ yếu vào sự tương tác hạt, hạt
cho độ linh động và tương tác hạt lỏng cho khả năng thẩm ướt và tái phân tán.
Do sự phức tạp của các bước sấy phun khác nhau , thiết kế máy sấy phun truyền
thống được dựa trên kinh nghiệm, thử nghiệm và báo lỗi, thí điểm quy mô công việc. Tuy
nhiên sự phát triển mới trong Computational Fluid Dynamics (CFD) và đo kích thước giọt
có tác dụng quan trọng về thiết kế thiết bị cũng như nơi cư trú thời gian phân phối chức năng
phương pháp (Paris, Ross, Dastur, và Morris, 1971). CFD được áp dụng trong sấy phun
thành phần thực phẩm (Langrish & Fletcher, 2001; Straatsma, Van Houwelingen, Steenber-
gen, và De Jong, 1999) để dự đoán giảm nhiệt, mất mùi, lắng đọng màng, và dính hạt. Hơn
nữa mô hình hóa hình thái các giọt (Lin & Gentry, 1999), sự hình thành hạt (Lin & Gentry
năm 1997; Teunou & Poncelet, 2005), vỏ hình giọt (Lin, Zhang, và Gentry, 2000), cũng như
nhiệt độ không khí và độ ẩm tương đối (Papadakis & King, 1988b) trong quá trình sấy phun
được báo cáo. Mô hình hóa các quá trình sấy phun là khó khăn vì số lượng lớn các thông số
Nhóm
3
8
can thiệp trong quá trình chẳng hạn như biểu hiện của những giọt bay hơi, va chạm, tan vỡ,
tích tụ nhiệt và khối lượng giữa các giọt nước và môi trường khô, trong số các yếu tố khác
(Negiz, Lagergren, & C ¸ inar, 1995).
7. Sấy phun như là một quy trình cho vi bao.
Sấy phun là kỹ thuật phổ biến nhất và rẻ nhất để sản xuất nguyên liệu thực phẩm được
vi bao. Thiết bị luôn sẵn có và chi phí sản xuất thấp hơn so với hầu hết các phương pháp
khác. So với đóng băng khô, chi phí của phương pháp sấy phun rẻ hơn 30-50 lần (Desobry,
Netto, và Labuza, 1997). Sấy phun được coi như một giải pháp cho các vấn đề sấy thông
thường bởi vì quá trình này thường được chứng minh không chỉ hiệu quả mà còn kinh tế
(Thạc sĩ, 1968). Kinh tế của sấy phun đã được thảo luận bởi Quinn (1965). Tuy nhiên sấy
phun được coi là một sự hao mòn dần năng lượng bởi vì nó là không thể sử dụng tất cả các
nhiệt đi qua buồng.
8. Các bước trong kĩ thuật vi bao
Việc áp dụng quá trình sấy phun trong kĩ thuật vi bao bao gồm ba bước cơ bản

(Dziezak, 1988): chuẩn bị phân tán hoặc nhũ tương để xử lý; đồng nhất sự phân tán và phát
tán khối luợng các chất vào buồng sấy. Tuy nhiên quan trọng nhất là giai đoạn thứ ba của
quá trình. Shahidi và Han (1993) cho rằng kĩ thuật vi bao bằng phương pháp sấy phun bao
gồm bốn giai đoạn: chuẩn bị phân tán hoặc nhũ tương; đồng nhất sự phân tán; phát tán các
chất nhũ tương không đều và sự mất nước của các hạt mịn (sương mù).
Giai đoạn đầu tiên là sự hình thành nhũ tương mịn và bền vững của chất nền trong các
dung dịch huyền phù. Hỗn hợp trước khi phun phải được chuẩn bị bằng cách phân tán chất
nền, thường có tính chất kỵ nước, với lớp vỏ mỏng là tác nhân giúp phân tán chất nền vào
dung dịch. Hệ phân tán phải được đun nóng và đồng nhất, có hoặc không việc bổ sung chất
tạo nhũ tùy thuộc vào chất nhũ hóa, đặc tính của vật liệu bao bởi vì một số chất hoạt động bề
mặt có trong hệ. Trong quá trình sấy phun, các giọt nhũ tương ban đầu theo thứ tự đường
kính 1-100 µm. Trước khi sấy phun, các nhũ tương được hình thành phải ổn định trong một
thời gian nhất định (Liu et al., 2001), giọt dầu phải rất nhỏ và độ nhớt đủ thấp để ngăn chặn
không khí vào trong các hạt (Drusch, 2006). Việc sấy phun đối với nhũ tương có độ nhớt và
sự phân bố kích thước của các hạt có tác động lớn trong kĩ thuật vi bao. Độ nhớt cao làm cản
Nhóm
3
9
trở quá trình phun, dẫn đến sự hình thành giọt kéo dài và lớn gây ảnh hưởng đến tốc độ sấy
(Rosenberg, Kopelman, & Tanh, 1990). Việc giữ chất nền trong kĩ thuật vi bao bằng phương
pháp sấy phun bị ảnh hưởng bởi các thành phần, tính chất của nhũ tương và các điều kiện
sấy.
Việc thu được nhũ tương dầu trong nước sau đó phun thành một luồng, không khí nóng
cung cấp cho buồng sấy và sự bay hơi của dung môi, thường là nước, do đó dẫn đến sự hình
thành của vi nang. Như các hạt được phun rơi thông qua các môi trường khí, họ giả định
hình dạng hình cầu với dầu được bọc trong dung dịch nước (Dziezak, 1988). Giải trình thời
gian ngắn và sự bay hơi nhanh chóng của nước giữ cho nhiệt độ chất nền dưới 40oC, mặc dù
nhiệt độ cao thường được sử dụng trong các quá trình (Dubernet & Benoit, 1986).
9. Điều kiện họat động
Để kĩ thuật vi bao đạt được hiệu quả tốt và ngay cả khi chất nền là thích hợp thì phải sử

dụng phương pháp sấy phun ở điều kiện tối ưu. Các yếu tố chính trong phương pháp sấy
phun phải được tối ưu hóa. Nghĩa là nhiệt độ chất nền, nhiệt độ khí vào và nhiệt độ đầu ra
không khí phải đạt tối ưu (Liu, Zhou, Zeng, & Âu) Trong thực tế nhiệt độ chất nền làm thay
đổi độ nhớt của nhũ tương, tính lưu biến của nó do đó, hàm lượng của nó được đồng nhất
một cách tương đối sau khi phun. Khi nhiệt độ chất nền tăng, độ nhớt và kích thước giọt
giảm nhưng nhiệt độ cao có thể gây ra sự bay hơi hoặc biến tính của một số nguyên liệu
nhạy nhiệt. Tỷ lệ chất nền giao cho người chế nguyên tử được điều chỉnh để đảm bảo rằng
mỗi giọt sau khi phun đạt đến mức độ khô mong muốn trước khi nó tiếp xúc với bề mặt của
buồng sấy. Hơn nữa việc điều chỉnh nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ dòng chảy thích
hợp là yếu tố rất quan trọng (Zbicinski, Delag, Strumillo, & Adamiec, 2002). Trong thực tế
nhiệt độ không khí đầu vào tỷ lệ thuận với tốc độ sấy và vi nang và hàm lượng nước cuối
cùng. Khi nhiệt độ không khí đầu vào thấp, tốc độ bay hơi chậm gây ra sự hình thành của vi
nang với màng mật độ cao, hàm lượng nước cao, tính lưu biến giảm dẫn đến tích tụ hơi
nước. Tuy nhiên nhiệt độ không khí đầu vào cao gây ra hiện tượng bay hơi đột ngột, kết quả
là các vết nứt gây ra trên màng bao sớm bi phá hủy, cùng với đó là sự tổn thất của các cấu tử
dễ bay hơi (Zakarian & King, 1982). Nhiệt độ không khí đầu vào thường được xác định bởi
Nhóm
3
10
hai yếu tố: nhiệt độ được sử dụng mà không làm hỏng sản phẩm hoặc vận hành tạo ra các
mối nguy hiểm và sự so sánh chi phí của các nguồn nhiệt (Fogler & Kleinschmidt, 1938).
Nhiệt độ ở cuối vùng sấy còn được gọi là nhiệt độ bốc hơi hoặc nhiệt độ đầu ra không
khí thu được trong điều kiện nhất định có thể được xem như các thông số kiểm soát của máy
sấy. Nó rất khó để dự đoán nhiệt độ đầu ra đối với sản phẩm cho trước vì nó phụ thuộc vào
đặc điểm sấy của chất nền. Khác với nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra không thể kiểm soát
trực tiếp vì nó phụ thuộc vào nhiệt độ khi vào buồng sấy và nhiệt độ đầu ra khỏi buồng. Đối
với các thành phần thực phẩm chứa cấu tử hương sử dụng kĩ thuật vi bao nhiệt độ sấy được
ghi nhận là 50-80
o
C. Bảng 1 tóm tắt điều kiện thí nghiệm gần đây đã được tối ưu hóa cho

việc đóng gói các thành phần thực phẩm khác nhau bằng phương pháp sấy phun. Các điều
kiện sấy phun tốt nhất là một sự kết hợp giữa nhiệt độ không khí và nồng độ dung dịch cao,
và dễ dàng phát tán khi sấy mà không gây ra các vết nứt đến các hạt cuối cùng (Bimbenet et
al., 2002).
Reineccius (1988) cho rằng sự mất mát lớn nhất của cấu tử dễ bay hơi trong kĩ thuật vi
bao bằng phương pháp sấy phun có thể diễn ra ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, trước khi
sự hình thành của lớp vỏ trên bề mặt của các hạt đang sấy. Tuy nhiên việc sử dụng của một
số hợp đặc biệt có thể làm thay đổi tính chất của vi nang trong quá trình sấy. Thật vậy, việc
bổ sung lactose với hệ thống sản xuất protein-based để tăng cường lớp vỏ hình thành bằng
cách cải thiện các tính chất sấy của lớp vỏ. Điều này cho thấy việc tác động tích cực của
lactose đã làm cho sự hình thành của một giai đoạn glass liên tục trong đó các chuỗi protein
được phân tán (Rosenberg & Sheu, 1996).
Ngoài ra giai đoạn ly lactose làm tăng tính háo nước của bề mặt vật liệu bao và giới hạn sự
khuếch tán của dung môi thông qua lớp vỏ (Moreau & Rosenberg, 1996). Nó được dự kiến
rằng, sự biến tính nhiệt của protein sữa có ảnh hưởng đến các đặc tính nhũ hóa và các đặc
tính vi bao (Rosenberg & Sheu, 1996). Hiệu quả kĩ thuật vi bao có thể được tăng lên bằng
cách tăng màng giải pháp tập trung chất rắn có thể được liên quan ảnh hưởng của nồng độ
chất rắn màng trên sự hình thành lõi bề mặt trước khi sự hình thành của lớp vỏ xung quanh
giọt sấy (Young, Sarda, và Rosenberg, 1993). Hạn chế chính của kỹ thuật sấy phun trong kĩ
Nhóm
3
11
thuật vi bao là số lượng vật liệu bao của chất nền thường không có sẵn và khả năng hòa tan
tốt trong nước.
Bảng 1: Điều kiện thí nghiệm tối ưu cho việc đóng gói của một số nguyên liệu thực phẩm
khác nhau bằng cách sấy phun.
Nguyên liệu đóng gói Vật liệu bao T
chấtnền
(
o

C)
T
vào
(
o
C) T
ra
(
o
C) Tài liệu tham khảo
Anhydrous milk fat Whey proteins/lactose 50 160 80 Young et al. (1993)
Ethyl butyrate ethyl
caprylate
Whey proteins/lactose 5 160 80 Rosenberg and
Sheu(1996)
Oregano, citronella and
marjoram flavors
Whey proteins/milk proteins NR 185-195 85-95 Baranauskiene´ et
al.(2006)
Soya oil Sodium caseinate/carbohydrates NR 180 95 Hogan et al. (2001)
Calcium citrate calcium
lactate
Cellulose derivatives/
polymethacrylic acid
NR 120-170 91-95 Oneda and Re´
(2003
Lycopene Gelatin/sucrose 55 190 52 Shu et al. (2006)
Fish oil Starch derivatives/glucose syrup NR 170 70 Drusch et al.
(2006)
Cardamom essential oi Mesquite gum Room

T
195-205 105-115 Beristain et al.
(2001)
ArachidonylL-
ascorbate
Maltodextrin/gum arabic/soybean
polysaccharides
NR 200 100-110 Watanabe et al.
(2004)
Cardamom oleoresin Gum arabic/modified starch/
maltodextrin
NR 176-180 115-125 Krishnan et al.
(2005)
Bixin Gum arabic/maltodextrin/sucrose Room
T
180 130 Barbosa et al.
(2005)
D-Limonene Gum arabic/ NR 200 100-120 Soottitantawat et
Nhóm
3
12
maltodextrin/modified
starch
al. (2005a)
L-Menthol Gum arabic/modified starch NR 180 95-105 Soottitantawat et
al. (2005b)
Black pepper oleoresin Gum arabic/modified starch NR 176-180 105-115 Shaikh et al. (2006)
Cumin oleoresin Gum
arabic/maltodextrin/modified
starch

NR 158-162 115-125 Kanakdande et al.
(2007)
Fish oil Sugar beet pectin/glucose syrup NR 170 70 Drusch (2006)
Caraway essential oil Milk proteins/whey proteins/
maltodextrin
NR 175-185 85-95 Bylaite´ et al.
(2001)
Short chain fatty acid Maltodextrin/gum arabic NR 180 90 Teixeira et al.
(2004)
10. Kĩ thuật vi bao sử dụng phương pháp sấy phun: Mà vật liệu bao được sử dụng?
Việc lựa chọn một chất làm vật liệu bao đối với kĩ thuật vi bao bằng phương pháp sấy
phun là rất quan trọng đối với hiệu quả đóng gói và ổn định vi nang. Tiêu chuẩn để chọn chất
làm vật liệu bao chủ yếu dựa trên các tính chất hóa lý chẳng hạn như khả năng hòa tan, trọng
lượng phân tử, quá trình tan giá, khả năng kết tinh; khả năng phân tán, hình thành màng và
tính nhũ hoá. Hơn nữa cũng nên xem xét chi phí. Vì vậy sự lựa chọn đúng đắn của nguyên
liệu vỏ bao tùy theo ứng dụng mong muốn là một nhiệm vụ quan trọng.
11. Những đòi hỏi về tính chất của vật liệu bao
Hệ thống vật liệu bao được hình thành để bảo vệ vật liệu lõi từ các nhân tố có khả năng
làm suy giảm tính chất của nó, ngăn chặn sự tương tác sớm giữa vật liệu lõi và các thành
phần khác, hạn chế mất mát cấu tử dễ bay hơi và cho phép điều khiển hoặc duy trì sự phân
Nhóm
3
13
tán trong điều kiện mong muốn (Shahidi & Han, 1993). Tùy thuộc vào vật liệu lõi và các đặc
tính mong muốn trong sản phẩm cuối cùng, chất làm vỏ bao có thể được lựa chọn từ một loạt
các polyme tự nhiên và tổng hợp. Hầu như tất cả các quá trình sấy phun trong ngành công
nghiệp thực phẩm được ứng dụng đối với các chất tan trong dung môi nước, chất làm vỏ bao
khi hòa tan trong nước phải đạt mức chấp nhận được (Gouin, 2004). Ngoài khả năng hòa tan
cao, chất làm vỏ bao trong kĩ thuật vi bao bằng phương pháp sấy phun cũng có đặc tính khác
như nhũ tương hóa, khả năng tạo màng, sấy khô và các giải pháp cô đặc vật liệu bao nên có

độ nhớt thấp (Reineccius, 1988). Nhiều loại có sẵn vật liệu bao cũng có các đặc tính này
nhưng số lượng vật liệu bao được chấp thuận cho việc sử dụng với các loại thực phẩm còn
hạn chế (Dziezak, 1988). Nhiều polime sinh học đã được dùng với các thành phần thực phẩm
khác nhau trong kĩ thuật vi bao bằng phương pháp sấy phun. Quá trình vi bao các thành phần
thực phẩm thường đạt được với những polyme sinh học từ các nguồn khác nhau, chẳng hạn
như kẹo gôm tự nhiên (gum arabic, alginate, carragenans, vv), protein (sữa hoặc sữa protein,
gelatin, vv), maltodextrins với sự khác biệt tương đương dextrose, sáp và hỗn hợp của nó.
Tuy nhiên điển hình chất làm vỏ bao trong kĩ thuật vi bao bằng phương pháp sấy phun thì
trọng lượng phân tử carbohydrate, sữa hoặc protein đậu nành, gelatin và hydrocolloid như
nhựa cây keo là rất thấp (Reineccius, Phường, Whorten, và Andon năm 1995; Thevenet,
1995) và gần đây nhất là vật liệu bao có sẵn, chẳng hạn như cây bụi kẹo cao su (Beristain &
Vernon-Carter năm 1994; Beristain, Garcıa, và Vernon Carter, 2001) đã được dùng để khắc
phục chi phí của một số vật liệu bao khác thường được sử dụng. Một số tài liệu khác cho
rằng hương pháp vi bao dựa trên kỹ thuật công nghệ tiếp giáp gần đây đã được phát triển để
nâng cao chất lượng của bột trong sản xuất. Trong phương pháp này một quá trình tĩnh điện
lắng đọng lớp theo lớp đã được phát triển thành công để chuẩn bị cho quá trình sấy phun nên
nang siêu nhỏ có chứa dầu cá ngừ (Klinkesorn, Sophanodora, Chinachoti, Decker, và
McClements, 2006). Những viên nang siêu nhỏ đã được cho biết là bị ảnh hưởng bởi nhiệt
độ khí vào có lẽ vì độ bền vững hàng rào vật liệu bao.
12. Lựa chọn vật liệu bao
Một bước quan trọng trong vi nang đang phát triển là việc lựa chọn một loại vật liệu
bao đáp ứng các tiêu chuẩn (độ bền cơ học, khả năng tương thích với các sản phẩm thực
Nhóm
3
14
phẩm, phát nhiệt, giải thể phù hợp, kích thước hạt phù hợp, vv (Brazel, 1999). Việc lựa chọn
các vật liệu bao để vi bao bởi sấy phun có truyền thống liên quan đến quy trình thử nghiệm
và báo lỗi, trong đó vi nang được hình thành. Sau đó hiệu quả đóng gói sẽ được đánh giá, ổn
định trong các điều kiện lưu trữ khác nhau, mức độ bảo vệ cung cấp cho nguyên liệu lõi,
quan sát bề mặt bằng cách quét kính hiển vi, các đánh giá khác (Pe'rez-Alonso, Baez-

Gonzalez, Beristain, Vernon-Carter, & Vizcarra-Mendoza, 2003).
Nhóm
3
15
Một phương pháp quan trọng có thể hữu dụng để xác định thành phần thích hợp cho vật
liệu pha trộn vật liệu bao để đóng gói lipid đã được đề xuất bởi Matsuno & Adachi (1993).
Loại vật liệu phù hợp có thể được sử dụng trong phương pháp này cần hoạt động nhũ hóa
cao, sự ổn định cao, có xu hướng để tạo thành một mạng lưới tốt, dày đặc trong quá trình sấy
và không nên tách lipid từ nhũ tương trong quá trình mất nước. Phương pháp này dựa trên
phép đo tốc độ sấy nhũ tương là một hàm của độ ẩm. Vì tỷ lệ sấy đẳng nhiệt được điều chỉnh
bởi tốc độ khuếch tán nước trong quá trình sấy, tốc độ sấy có thể phản ánh các đặc tính của
chất nền mẫu: tốt hơn và dày đặc hơn chất nền, tỷ lệ sấy thấp hơn (Imagi, Yamanouchi,
Okada, Tanimoto, & mat-Suno, 1992). Một đường cong đặc trưng của tốc độ sấy đã được
trình bày như là một chức năng của độ ẩm cho bốn nhóm vật liệu bao (Hình 2) (Matsuno &
Adachi, 1993). Con số này có được giải thích giới hạn về khả năng của vật liệu bao để tạo
thành một mạng lưới dày đặc. Trong thực tế, tốc độ sấy nguyên liệu cung cấp cho các đường
cong loại 1 giảm nhanh như giảm hàm lượng nước, có nghĩa là hình thành nhanh chóng của
một lớp phủ dày đặc và bảo vệ tốt thành phần lõi chống lại chuyển giao oxy và có thể hư
hỏng. Đường cong như vậy tương ứng với maltodextrin, pullulan, gum arabic và gelatin.
Hình. 2. Sơ đồ đường cong quá trình sấy đẳng nhiệt của vật liệu bao khác nhau. Xem văn
bản để biết chi tiết. (Matsuno & Adachi, 1993).
Nhóm
3
16
Như vậy các tài liệu này được coi là thích hợp nhất cho cách vi bao sử dụng quá trình sấy.
Đặc điểm vật liệu loại 2 là những chất có phân tử lượng cao và có cấu trúc ba chiều như
natri caseinat và albumin, vật liệu loại 3 là sacarit phân tử lượng thấp như đường, và vật liệu
loại 4 là những chất dễ kết tinh khi mất nước như mannitol (Matsuno & Ada-chi, 1993).
Theo giải thích này, loại 2, 3, và 4 vật liệu không bảo vệ hiệu quả chất béo đóng gói bởi vì
chúng không tạo thành một lớp phủ dày đặc ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, và do đó

không thích hợp cho mục đích này. Phương pháp này đã bị chỉ trích là thiếu chính xác và
không thể phân biệt các vật liệu khi thấy đường cong sấy khô có hình dạng tương tự (Pe'rez-
Alonso và cộng sự., 2003). Hơn nữa, để sàng lọc các màng materail thích hợp nhất cho đóng
gói lipid, các tác giả đã đề xuất một phương pháp định lượng dựa trên ước tính năng lượng
kích hoạt polyme carbohydrate hỗn hợp sấy isothermally. Phương pháp này cho thấy tham số
phân biệt về số lượng và kiến thức về khối lượng có thể thất thoát khi pha trộn.
13. Vật liệu bao thông dụng nhất
Rõ ràng các chức năng hóa học, độ hòa tan và khuếch tán thông qua việc hình thành
chất nền xác định mức độ duy trì các hợp chất lõi trong quá trình chuẩn bị của vi nang bằng
cách sấy phun. Vì vậy hiệu quả vi bao và ổn định vi nang trong thời gian lưu trữ phụ thuộc
rất lớn vào thành phần vật liệu bao. Carbohydrate như tinh bột, maltodextrins và chất rắn
syrup ngô thường được sử dụng trong vi bao của các thành phần thực phẩm. Tuy nhiên vật
liệu dựa trên các hợp chất có đặc tính tiếp xúc kém và những biến đổi hóa học để cải thiện
hoạt động bề mặt của chúng. Ngược lại các protein có đặc tính amphiphilic cung cấp các tính
chất hóa lý và chức năng cần thiết để đóng gói vật liệu kỵ nước. Hơn nữa các hợp chất
protein như natri caseinat, phân lập protein đậu nành và protein sữa cô đặc và cô lập, được
dự kiến sẽ có đặc tính tốt khi vi bao.
14. Carbohydrate
Carbohydrate chẳng hạn như tinh bột, chất rắn syrup ngô và maltodextrins thường được
sử dụng như chất đóng gói (DeZarn năm 1995; Kenyon, 1995). Những vật liệu này được
xem là chất đóng gói tốt vì chúng chứa chất rắn có độ dính thấp và khả năng hòa tan tốt,
nhưng hầu hết trong số chúng thiếu tính tương tác cần thiết cho hiệu quả vi bao cao và
Nhóm
3
17
thường kết hợp với các vật liệu đóng gói khác như protein hoặc gums. Polysaccharide hòa
tan trong đậu nành cũng đã được tìm thấy là một chất chuyển thể sữa cao hơn gum arabic để
duy trì vi bao ethyl butyrate trong quá trình sấy phun (Yoshii et al., 2001). Ngoài ra chúng ta
biết rằng polysaccharides có đặc tính tạo gel có thể ổn định nhũ tương và sự hợp nhất đối với
keo tụ (Dalgleish, 2006). Một phương pháp mới để cải thiện việc đóng gói các thuộc tính của

vật liệu chung gồm biến đổi hóa học của carbohydrate. Ví dụ một số tinh bột biến tính có
tính chất hoạt động bề mặt và được sử dụng rộng rãi trong quá trình vi bao bằng cách sấy
phun. Sản phẩm thủy phân tinh bột là các hợp chất ưa nước, do đó có rất ít ái lực với mùi vị
kỵ nước (Shaikh, Bhosale, và Singhal, 2006). Bản chất ưa nước của chúng có thể được sửa
đổi bằng cách liên kết mạch nhánh kỵ nước như những octenyl (Drusch & Schwarz, 2006).
Maltodextrins cung cấp để ổn định quá trình oxy hóa cho đóng gói dầu nhưng nó có
khả năng nhũ hóa kém, ổn định nhũ tương và giữ dầu thấp (Kenyon, 1995). Tuy nhiên việc
lưu giữ butyrate ethyl nhũ tương trong quá trình sấy phun phụ thuộc vào nồng độ
maltodextrin và các loại chất chuyển thể sữa (Yoshii et al., 2001). Một nghiên cứu về đặc
tính maltodextrins được công bố bởi Raja, Sankarikutty, Sreekumar, Jayalekshmy, và
Narayanan (1989) cho thấy maltodextrins với dextrose tính tương đương từ 10 đến 20 phù
hợp trong sử dụng như vật liệu bao. Những mẫu maltodextrin cho thấy mùi vị được lưu giữ
lâu nhất bởi vì chúng có thể được phân tán trong nước lên tới 35,5% các giải pháp không
hình thành sương mù.
Sucrose, glucose và tinh bột đã được báo cáo là không phù hợp cho sấy phun mùi vị cây
sumac do đặc tính caramen của chúng, dính chặt bề mặt của máy sấy phun và sự không đồng
nhất gây ra tắc nghẽn của các vòi phun (Bayram, Bayram, & Tekin, 2005). Như cho
trehalose, trong trạng thái thủy tinh của nó disaccharide làm giảm quá trình oxy hóa lipid và
do đó là một vật liệu bao phù hợp với mục đích vi bao. Tuy nhiên quá trình oxy hóa nhanh
chóng của đầu cá trong vi bao được quan sát thấy trên kết tinh của trehalose, trong đó giới
hạn phạm vi ứng dụng các sản phẩm được bảo quản ở độ ẩm thấp (Drusch, Serfert, Van Den
Heuvel, & Schwarz, 2006). Các tác giả cùng đề xuất sử dụng polyme, hỗn hợp của các
carbohydrate và lượng muối, thay đổi động lực học đường tinh thể lization để cải thiện sự ổn
định vi bao của các loại dầu.
Nhóm
3
18
Pectin là một loại polymer có thể sản xuất nhũ tương bền ở nồng độ thấp. Các tính chất
nhũ hóa của pectin là do dư lượng protein hiện diện trong chuỗi pectin và thành phần hóa
học của nó đặc trưng bởi hàm lượng cao các nhóm acetyl (Leroux, Langendorff, Schick,

Vaishnav, và Mazoyer, 2003). Một chất chứa 1-2% pectin được coi là đủ cho việc ổn đinh
nhũ tương để sấy phun (Drusch, 2006). Trong củ cải đường pectin có thể được coi như một
loại vật liệu bao phù hợp để vi bao các thành phần thực phẩm tan trong dầu bằng cách sấy
phun. Dầu cá đã được đóng gói thành công trong một hệ thống màng có chứa pectin từ củ cải
đường như tác nhân phủ và một lượng lớn syrup glucose (Drusch, 2006). Nó cũng chỉ ra
rằng sấy phun không có tác dụng trên phần lớn các tính chất chức năng của pectin (Monsoor,
2005).
Tương tự như vậy nhũ tương bền của dầu phân tán trong dung dịch hydroxypropyl
methyl-cellulose (HPMC) được chuẩn bị bằng cách sấy phun (Christensen, Pedersen, và
Kris-tensen, 2001a). Các loại bột thu được đã gắn kết chặt chẽ nhưng các tính chất dòng
chảy đã được cải thiện bằng cách thêm sucrose (Christensen, Pedersen & Kristensen, 2001b).
Trong một bài nghiên cứu, các tác giả cho biết việc tái kết tinh của sucrose vô định hình thu
được bằng cách sấy phun có thể tránh được bằng cách lưu trữ dưới phương pháp chuyển hóa
nhiệt độ thủy tinh trong điều kiện sấy (Christensen, Pedersen & Kristensen, 2002).
Việc sử dụng các carbohydrate phân tử lượng thấp, vi bao thường gắn liền với các vấn
đề của kết dính, thu lại và tái kết tinh vô định hình carbohydrate khi lưu trữ. Kết dính có thể
được giải thích bằng sự hình thành của liên kết liên hạt giữa các hạt lân cận khi độ nhớt bề
mặt đạt đến một giá trị tới hạn (LeMeste, nhà vô địch, và Roudaut, 2002). Ngoài ra sự hiện
diện của các hạt mịn và sự phân bố kích thước hạt là đặc biệt quan trọng để kiểm soát và
phòng ngừa đường đóng cứng (Mathlouthi & Roge ', 2003). Kỹ thuật sấy phun được biết là
không phù hợp cho sản xuất đường bột và các thực phẩm giàu axit do độ dính của nó. Trong
thực tế quá trình sấy phun có thể dẫn đến: làm rối loạn các mạng tinh thể đường, hình thành
các hình thái hoặc giả pha hình thái, loại bỏ các tinh thể, và nói chung trong sự thay đổi năng
lượng của chất rắn sấy (Corrigan, 1995) . Việc loại bỏ nhanh chóng nước xuất hiện do sấy
phun sản xuất vật liệu vô định hình và trong này độ dính bề mặt bối cảnh giọt có thể dự đoán
Nhóm
3
19
trong thời gian sấy phun bằng nhiều phương pháp như chuyển hóa nhiệt độ thủy tinh ( the
glass transition temperature) (Adhikari, Howes, Lecomte, và Bhandari, 2005).

15. Gums
Gums sử dụng trong vi bao được định hình giữa hai lớp màng và có đặc tính ổn đinh
nhũ tương. Trong số tất cả gums, nhựa cây keo, thường được gọi là gum arabic, với đặc tính
nhũ tương hóa tuyệt vời của nó và vì vậy được sử dụng rộng rãi. Gum arabic là một polymer
gồm D-Glu-curonic acid, L-rhamnose, D-galactose và L-arabinose, với protein khoảng 2%
(Dickinson, 2003). Các tính chất nhũ tương hóa của gum arabic được cho là do sự hiện diện
của phần protein này (Dickinson, 2003). Gum arabic được tìm thấy là một vật liệu bao tốt để
đóng gói dầu bạch đậu khấu hơn maltodextrins , tinh bột biến tính và các vi nang thể hiện
đặc tính chảy tự do (Krishnan và cộng sự., 2005). Gần đây đã có báo cáo rằng gum arabic là
vật liệu bao tốt cho đóng gói dầu thì là bằng cách sấy phun (Kanakdande, Bhosle, và
Singhal, 2007). Gum arabic được ưa thích bởi vì nó tạo ra nhũ tương bền với hầu hết các
loại dầu trên một khoảng pH rộng và nó cũng tạo thành một lớp màng có thể nhìn thấy ở bề
mặt dầu. Vì hiệu quả nhũ hóa này, gum arabic thường được sử dụng để đóng gói chất béo
(Kenyon, 1995). Thông thường tỉ lệ vật liệu dầu / thành, khi gum arabic được sử dụng, thấp
hơn 0,15. Gum arabic là thích hợp cho các vi bao chất béo vì khả năng hoạt động bề mặt của
nó và đặc tính lớp màng. Việc thay thế một phần (50%) của gum arabic với đường được báo
cáo để tăng hiệu quả vi bao dầu đậu nành từ 74% đến 92% (McNamee, trắng, O'Riordan, và
O'Sullivan, 2001). Tuy nhiên maltodextrin DE 18,5 được cho là thích hợp nhất để thay thế
một phần gum arabic vì vật liệu bao thể hiện khả năng hòa tan tốt và phục hồi nhanh của nhũ
tương trong nước.
Tuy nhiên một nghiên cứu khác cho thấy gum arabic không hiệu quả như một vật liệu
bao để đóng gói năm monoterpene khác nhau (citral, linalool, b-myrcene, limo Nene, andb-
pinen) (Bertolini, Siani, và Grosso, 2001). Thật vậy dựa vào gum arabic thu được từ viên
nang cho thấy một khả năng chống lại quá trình oxy hóa rất hạn chế bởi vì chúng hoạt động
như màng bán thấm và độ thấm để oxy là một yếu tố có ưu thế trong thời gian sử dụng của
vật liệu này. Cũng có báo cáo rằng gum arabic không hiệu quả như vi bao dầu cam khi nó
được so sánh với whey (chất lỏng giống nước còn lại sau khi sữa chua đã đông lại) và chủng
Nhóm
3
20

protein đậu nành được phân lập. Hơn nữa gum này được sản xuất để đóng gói những hạt dầu
cam và bền nhất (Kim & Morr, 1996). Tính chất của gum arabic và các hydrocolloid tại bề
mặt cũng đã được xem xét bởi Dickinson (2003).
Tương tự như vậy chi phí tốn kém, nguồn cung hạn chế và khác biệt chất lượng đã hạn
chế việc sử dụng gum arabic cho mục đích đóng gói và dẫn đến các nhà nghiên cứu tìm kiếm
sự thay thế vật liệu vi bao. Từ Beristain & Vernon-Carter (1994) báo cáo rằng bụi gum có
thể được coi như một sự thay thế rẻ tiền polymer đóng gói có thể bẫy vỏ cam dầu với hiệu
quả cao. Sau đó nhóm nghiên cứu này cho rằng bụi gum có thể được sử dụng trong việc
chuẩn bị nhũ tương dầu trong nước, trong một loạt các giá trị pH. Vi nang dầu bạch đậu khấu
dựa trên cũng đã được sản xuất thành công bằng cách sấy phun và hiệu quả cao (83,6%) đã
đạt được khi (mesquite gum) bụi gum / dầu tỷ lệ tương đương với 4 đã được sử dụng
(Beristain và cộng sự, 2001).
16. Proteins
Các tính chất chức năng của protein cho phép nó là một vật liệu phủ tốt cho việc vi bao
bằng cách sấy phun. Ngoài ra protein có đặc tính ràng buộc đối với các hợp chất hương liệu
(Landy, Dru-aux, và Voilley, 1995). Các protein thường được sử dụng để đóng gói thành
phần thực phẩm bằng cách sấy phun là sữa (hoặc whey) protein và gelatin.
Bởi vì chúng có tính chất chức năng cần thiết cho vi nang hình thành bức vật liệu bao
(Rosenberg & Sheu, 1996), whey protein đã được sử dụng thành công như một hệ thống
màng để đóng gói chất béo sữa khan bằng cách sấy phun và sản lượng đóng gói lớn hơn 90%
được thu thập (Young và cộng sự, 1993). Theo các tác giả hiệu quả vi bao có thể được cải
thiện bằng cách thay thế một phần (50%) whey protein của lactose. Trong thực tế sự kết hợp
của lactose trong whey protein dựa trên hệ thống màng có thể hạn chế sự khuếch tán của các
chất apolar qua bức màng này. Lactose trong trạng thái vô định hình nó như một keo ưa
nước, làm hạn chế sự khuếch tán của lõi kỵ nước xuyên qua thành cách đáng kể và do đó dẫn
đến những giá trị hiệu quả vi bao. Sấy phun đã được sử dụng để nghiên cứu vi bao của ethyl
butyrate và ethyl caprylate trong hệ thống màng bao gồm whey protein cô lập hoặc một hỗn
Nhóm
3
21

hợp của whey protein cô lập và lactose (tỉ lệ 1:1) (Rosenberg & Sheu, 1996). Các tác giả cho
rằng duy trì hai chất dễ bay hơi này bị ảnh hưởng bởi nồng độ chất rắn tường, tải trọng este
ban đầu, este và loại màng. Nó đã được chứng minh sau đó tinh dầu cây thì là có thể được
đóng gói trong một hệ thống loại màng bao gồm các protein trong sữa nên cung cấp cho nó
một sự bảo vệ hiệu quả chống lại quá trình oxy hóa (Bylaite, Nylander, Venskutonis, và
Jonsson, năm 2001; Bylaite, Venskutonis, và Mapdbieriene, 2001).
Natri caseinat được chỉ ra rằng có tính chất vi bao tốt hơn so với mixen casein (Vega,
Kim, Chen và Roos, 2005). Kết quả này đã được giải thích theo cấu tạo phân tử, độ khuếch
tán, và các đặc tính amphiphilic mạnh của casein riêng lẻ cho phép phân phối tốt hơn xung
quanh bề mặt vi bao chất béo so với mixen casein. Các keo tụ thuận nghịch, sự suy giảm của
nhũ tương ổn định với caseinate và có chứa protein thừa có thể bị ức chế bởi việc bổ sung
các ion canxi nồng độ thấp hơn nhiều so với yêu cầu để kết tủa protein (Dickinson, Radford,
và Golding, 2003). Vi bao bằng cách sấy phun dầu đậu nành trong natri caseinat với vật liệu
bao đã được nghiên cứu A. Gharsallaoui et al. Thực phẩm nghiên cứu quốc tế 40 (2007)
1107-1121 1115 (Hogan và các cộng sự., 2001). Người ta thấy rằng tỷ lệ dầu/chất đạm
không được vượt quá 1 hoặc nhũ tương được hình thành có thể bất ổn trong quá trình sấy
phun. Ảnh hưởng của sấy phun trên các tính chất lý hóa của nhũ tương dầu bền trong nước
bởi các protein sữa đã được nghiên cứu (Sliwinski et al., 2003). Người ta thấy rằng sấy phun
dẫn đến một biến tính và tổng hợp β-lactoglobulin. Xử lý nhiệt của whey protein đã được
chứng minh là ảnh hưởng đến tính chất chức năng của. Trong quá trình sấy phun nhiệt độ
của giọt sấy tăng nhẹ, trong khi hàm lượng nước của nó giảm cùng một lúc. Protein biến
tính, đặc biệt là protein hình cầu, chỉ có thể xảy ra khi hai thông số được kết hợp: nhiệt độ và
hoạt động nước của giọt sấy. Kết quả là rất khó để dự đoán ảnh hưởng của quá trình sấy
phun trên tính ổn định của loại màng protein này. Bột sấy phun có thể là do sự biến tính
protein (Millqvist-Fureby, Elofsson, và Ber-gensta ˚ hl, 2001). Gelatin là một chất hòa tan
trong nước có khả hình thành màng trong sấy phun (Lee, Kim, và Kim, 1999) và được báo
cáo rằng các đặc tính và hình thái của vi hạt gelatin có thể được cải thiện bằng cách bổ sung
các manit (Bruschi, Cardoso, Lucchesi, và Gremiao, 2003). Trong khi dựa vào các đường
cong đặc trưng quá trình sấy, Imagi et al. (1992) đã cho thấy so với maltodextrin, pullulan,
Nhóm

3
22
glucose, maltose và mannitol, gelatin đã có tất cả các thuộc tính tác nhân có hiệu quả bẫy:
hoạt động nhũ hóa , hoạt động ổn định , và một xu hướng để tạo thành một mạng lưới dày
đặc tốt khi sấy khô. Việc bổ sung một lượng nhỏ (1% (w/w)) của gelatin có thể làm tăng việc
lưu giữ ethyl butyrate khi gum arabic được sử dụng như chất nhũ hóa và theo Yoshii et al.
(2001), sự hình thành ban đầu của lớp vỏ bề mặt do sự hiện diện của gelatin, ngăn chặn sự
mất mát của ethyl butyrate nổi lên từ ethyl nhũ tương butyrate không bền.
Trong Iwami, Hattori, Yasumi, và Ibuki (1988) thu được vi nang hình cầu của gliadin
có chứa đa chất béo không bão hòa. Nó đã được báo cáo rằng những vi hạt sấy phun kháng
với sự suy giảm quá trình oxy hóa trong quá trình lưu trữ lâu dài tại các giá trị hoạt động của
nước. Trong nghiên cứu này đã chứng minh sấy phun nâng cao hiệu quả chống oxy hóa của
gliadin mà không làm suy giảm khả năng tiêu hóa của nó. Như trên sấy phun được biết là
gây ra sự biến tính protein, nhưng trong trường hợp thủy phân gluten, có tin nói rằng quá
trình sấy phun chỉ có thể sửa đổi các thuộc tính protein tiếp giáp (Linare `s, Larre ', và
Popineau, 2001). Gần đây Pierucci, Andrade, Baptista, Volpato, và Rocha-Leao (2006) báo
cáo rằng protein trong đậu có thể được coi như một tác nhân phủ tốt cho việc vi bao acid
ascorbic. Trong mọi trường hợp cần nhận thấy rằng việc sử dụng protein như tác nhân đóng
gói là có vấn đề. Ví dụ tổn thất của aldehyde dựa hương liệu thành phần, nhãn mác, dị ứng
và kết tủa trên vi nang dựa trên protein được thêm vào sản phẩm thực phẩm có độ pH gần
điểm đẳng điện của nó. Ngoài ra một số các vấn đề tôn giáo và xã hội (halal, kosher, lựa
chọn thực phẩm chay) phải được xem xét.
17. Một số ví dụ về các thành phần thực phẩm vi bao của sấy phun
Trên thực tế lợi ích thiết yếu thu đươc từ vi bao của hương liệu, chất béo và carotenoid
trong các thành phần khác. Bởi vì một tác nhân đóng gói đơn lẻ không thể có tất cả các tính
chất màng lý tưởng, nghiên cứu gần đây đã tập trung vào hỗn hợp carbohydrates gums và
protein. Phần này tập trung vào các thành phần thực phẩm quan trọng nhất mà gần đây đã
được đóng gói bằng cách sấy phun.
18. Hương liệu
Hầu hết các hợp chất hương liệu cung cấp cho các loại thực phẩm hương liệu đặc trưng

rất dễ bay hơi đối với nước. Do đó chúng có thể dễ dàng bị mất trong quá trình hoạt động sấy
Nhóm
3
23
phun. Một số phương pháp được báo cáo cho vi bao của hương liệu nhưng kỹ thuật phổ biến
nhất được sử dụng là sấy phun. Vi bao hương liệu kỵ nước là rất quan trọng trong các hương
liệu và các ngành công nghiệp thực phẩm gồm rắn và lỏng. Vi bao hương liệu thực phẩm thể
hiện tính bền hóa học tốt và sự bay hơi được kiểm soát. Sấy phun thường được sử dụng để
sản xuất bột hương liệu trong một thời gian ngắn. Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của thành
phần vật liệu làm màng, điều kiện hoạt động về việc lưu giữ và kiểm soát sự giải phóng
hương liệu đóng gói (Madene Jacquot Scher và Desobry, 2006). L-Menthol, một loại rượu
terpene theo chu kỳ không có sẵn ở dạng tinh thể hoặc hạt với điểm nóng chảy 41-43
o
C thể
hiện sự biến động cao và tốc độ tăng trưởng nhanh (Soottitantawat et al., 2005b). Hai vấn đề
đặt ra: giới hạn ứng dụng và thời hạn sử dụng đã được khắc phục bằng cách sấy phun vi bao
và nó đã được báo cáo rằng việc lưu giữ lượng L tinh dầu bạc hà trong hệ thống bức màng
của maltodextrin và gum arabic chỉ được quan sát thấy ở hàm lượng chất rắn cao. Do đó
người ta thấy rằng nồng độ L-tinh dầu bạc hà tối ưu trong nhũ tương thức ăn, cần phải lưu
giữ lượng hương liệu cao và dư lượng hương liệu thấp trên bề mặt, là L-tinh dầu bạc hà/vật
liệu bao1/4. Gần đây, hương liệu của rau oregano, sả, kinh giới ô đã đóng gói thành công
bằng cách sấy phun trong hệ thống sữa bột tách kem và cô đặc whey protein (Bar-
anauskiene, Venskutonis, Dewettinck, và Verhe ', 2006). Vấn đề chính là báo cáo trong vi
bao của những hương liệu là kết cấu phân tử toàn cầu của hương liệu đóng gói nhỏ có thể
được sửa đổi bằng cách sấy khô. Ổn định quá trình oxy hóa đóng gói D-limonene trong nền
của gum arabic, polysaccharides hòa tan trong nước đậu nành và tinh bột biến tính, pha trộn
với maltodextrin và chuẩn bị sấy phun, cũng đã được nghiên cứu (Soottitantawat và cộng sự,
2005a., 2004). Các loại tinh dầu đặc biệt là những thành phần có trong monoterpene thường
được sử dụng như thành phần hương liệu. Sự phân cực lớn, dẫn đến một khả năng hòa tan
lớn của các hợp chất đóng gói trong môi trường nước, kết quả trong một công suất lớn

khuếch tán thông qua các ma trận trong sấy phun và từ đó tổn thất lớn trong sự hình thành
của viên nang (Rosenberg và cộng sự. năm 1990; Voilley, 1995). Khuếch tán các chất bay
hơi thông qua các bức màng trong nền sấy phun có thể được giải thích bởi một cơ chế thẩm
thấu chọn lọc. Điều này giả định chủ yếu là việc lưu giữ của hợp chất là một chức năng của
khối lượng phân tử lõi. Nó được thấy sau đó có thể là "đường kính phân tử'' và không phải là
Nhóm
3
24
khối lượng phân tử xác định sự khuếch tán của các hợp chất thông qua các matrix trong quá
trình sấy (Bertolini et al., 2001). Trong thực tế các phân tử monoterpenic có phân tử lượng
tương tự (C10H16) và tính tan tương tự cho thấy hoa lợi duy trì khác nhau trong quá trình
sấy. Những khác biệt này được giải thích bởi các cấu trúc themolecular của monoterpene
đồng phân (Bertolini et al., 2001). Trong một nghiên cứu khác, hương liệu sumac đã được
đóng gói thành công bằng cách sấy phun trong natri clorua như vật liệu bao(Bayram et al.,
2005) nhưng thuộc tính mặn chất mang này và các thuộc tính có tính axit của sumac hạn chế
ứng dụng của các hạt thu được để ướp muối cookie, xà lách, bánh quy giòn, v.v
19. Chất béo và dầu
Nhìn chung, chất béo rất khó để phân tán trong các sản phẩm thực phẩm, ngoài ra các
đa axit béo không bão hòa đặc biệt là dễ tự động bị oxy hóa, dẫn đến kết quả trong hương
liệu và các hợp chất độc hại. Chất béo có thể được sử dụng làm dung môi trong đó người ta
có thể hòa tan các chất kỵ nước như hợp chất thơm dễ bay hơi. Matsuno & Adachi (1993)
liệt kê năm lợi thế lipid đóng gói: làm chậm quá trình tự động oxy hóa, tăng cường sự ổn
định, kiểm soát việc bay mùi, che vị đắng của chất tan trong lipid và bảo vệ các chất này
chống lại thủy phân enzyme. Sấy phun khá phù hợp trong việc đóng gói các loại dầu và
oresins ole. Vi bao dầu bạch đậu khấu bằng sấy phun sử dụng gum arabic, maltodextrin và
tinh bột biến tính như vật liệu làm màng đã được báo cáo (Krishnan và cộng sự., 2005).
Nghiên cứu này cho thấy độ bền của dầu thì là giảm như số lượng gum arabic giảm trong
hỗn hợp với maltodextrin, tinh bột biến tính và sự pha trộn (gum arabic: maltodextrin: tinh
bột biến tính) tương ứng (4/6: 1/6: 1/6) đã được xem xét và cho là phù hợp. Sự pha trộn ba
yếu tố này được chứng minh là có hiệu quả cho việc đóng gói dầu thì là Ai cập (Kanak-

Dande et al., 2007). Sự ổn đinh của dầu tiêu đen đóng gói trong gum arabic và nhũ hóa tinh
bột biến tính bằng cách sấy phun đã được báo cáo (Shaikh và cộng sự., 2006). Sodium
Caseinate/hỗn hợp carbohydrate đã được sử dụng để đóng gói dầu đậu nành bằng cách sấy
phun và kết quả thu được cho thấy hiệu quả vi bao có thể được cải thiện bằng cách tăng
dextrose tương đương các carbohydrate (Hogan và các cộng sự., 2001).
Nghiên cứu về bột sấy phun với 50% butteroil đóng gói trong đường sucrose và đóng
gói kép trong một matrix của sáp thực vật cho thấy rằng phương pháp đóng gói kép có thể
Nhóm
3
25