Cải tiến công thức bào chế và đánh giá khả năng ứng dụng của vi nhũ tương lutein trong công nghệ thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--- o0o ---

NGUYỄN THỊ KIM THOA

CẢI TIẾN CÔNG THỨC BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ
KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA VI NHŨ TƯƠNG LUTEIN
TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TS. HOÀNG THỊ HUỆ AN

KHÁNH HÒA -06/ 2015


i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Nhiệm vụ đồ án là:
Xây dựng công thức bào chế vi nhũ tương lutein ổn định trong nước và nghiên
cứu khả năng ứng dụng làm chất tạo màu thực phẩm.


ii

LỜI CẢM ƠN
Sau gần 3 tháng em đã thực hiện xong đề tài “Cải tiến công thức bào chế và

đánh giá khả năng ứng dụng của vi nhũ tương lutein trong công nghiệp thực phẩm”.
Trong thời gian qua cũng như trong suốt quá trình học tập tại trường, ngoài nỗ lực
phấn đấu của bản thân, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô, gia
đình và bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ
nhiệm cùng quý Thầy cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm và cán bộ phụ trách
Phòng Thí nghiệm Hoá (Trung tâm Thí nghiệm - Thực hành) đã tận tình giúp đỡ,
truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi nhất về cơ sở vật chất, trang thiết bị,
giúp chúng em có hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn TS. Hoàng Thị Huệ An đã
trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ về kiến thức, phương pháp nghiên cứu và động
viên em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thiện dần kiến thức đã học, đồng
thời hoàn thành đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn giúp đỡ, động viên em
trong suốt thời gian học tập cũng như khi thực hiện đề tài này.
Do hạn hẹp về kiến thức, kinh nghiệm nghiên cứu và thời gian hạn chế nên đề tài
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô và
các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện hơn.
Nha Trang, tháng 6 năm 2015
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THỊ KIM THOA


iii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Đồ án trình bày những kết quả đạt được trong việc xây dựng công thức bào chế vi
nhũ tương lutein ổn định trong nước sử dụng hỗn hợp Tween 80, lecithin, propylen
glycol làm chất nhũ hóa và vitamin E làm chất chống oxy hóa nhằm cải thiện độ bền

màu và khả năng ứng dụng của sản phẩm trong công nghiệp thực phẩm.


iv

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN .........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..........................................................................................4
1.1. Thực trạng sử dụng chất màu thực phẩm hiện nay.............................................4
1.1.1. Giới thiệu về chất màu thực phẩm .................................................................4
1.1.2. Thực trạng sử dụng chất màu thực phẩm ở Việt Nam hiện nay ................5
1.2.

Tổng quan về chất màu lutein .............................................................................5
1.2.1. Cấu tạo phân tử lutein ....................................................................................5
1.2.2. Tính chất vật lý ................................................................................................ 6
1.2.3 Tính chất hóa học ............................................................................................6
1.2.4. Hoạt tính sinh học ...........................................................................................7
1.2.5. Ứng dụng .........................................................................................................7
1.2.6. Các nguồn lutein tự nhiên ..............................................................................9

1.3. Tổng quan về vi nhũ tương .....................................................................................9
1.3.1. Khái niệm .........................................................................................................9
1.3.2 Thành phần của vi nhũ tương .............................................................................11

1.3.3. Phân loại vi nhũ tương ........................................................................................16
1.3.4. Phương pháp nghiên cứu thành phần và tính chất của vi nhũ tương......16
1.3.5. Ưu và nhược điểm của vi nhũ tương ...........................................................18
1.3.6. Ứng dụng của vi nhũ tương: ........................................................................19
1.3.7. Phương pháp điều chế vi nhũ tương ...........................................................20
1.4. Tổng quan về tình hình nghiên cứu về vi nhũ tương .........................................23
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước............................................................... 23
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................... 24
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 26
2.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 26
2.3. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ..................................................................................27
2.4.1. Sơ đồ điều chế nhũ tương lutein ..................................................................27


v
2.4.2. Xác định công thức bào chế vi nhũ tương ..................................................29
2.4.3. Xây dựng giản đồ pha của hệ vi nhũ tương ................................................34
2.4.4. Chọn tỷ lệ vitamin E bổ sung .......................................................................34
2.4.5. Xác định công thức điều chế vi nhũ tương lutein - Điều chế và khảo sát
một số tính chất hóa – lý đặc trưng........................................................................36
2.4.6. Nghiên cứu khả năng ứng dụng vi nhũ tương lutein tạo màu thực phẩm
..................................................................................................................................38
2.4.7. Phương pháp phân tích ................................................................................39
2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................40
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 41
3.1. Xác định công thức bào chế vi nhũ tương lutein ................................................41
3.1.1. Chọn tỷ lệ Tween 80 ......................................................................................41
3.1.2. Chọn tỷ lệ propylen glycol ............................................................................42
3.1.3. Chọn tỷ lệ lecithin .........................................................................................43
3.1.4. Chọn tỷ lệ lutein/dầu nành ...........................................................................45

3.1.5. Chọn tỷ lệ hỗn hợp chất nhũ hóa và pha dầu (S/O) ...................................45
3.2. Xây dựng giản đồ pha của hệ vi nhũ tương lutein ............................................47
3.3. Chọn tỷ lệ vitamin E bổ sung................................................................................49
3.4. Xác định công thức bào chế vi nhũ tương lutein – Bào chế và khảo sát một số
tính chất hóa – lý đặc trưng .........................................................................................51
3.4.1. Xác định công thức bào chế vi nhũ tương lutein ........................................51
3.4.2. Tính chất hóa- lý của sản phẩm vi nhũ tương lutein .................................53
3.4.3. Đánh giá độ bền màu của sản phẩm ...........................................................54
3.5. Ứng dụng tạo màu thực phẩm và đánh giá độ bền màu của sản phẩm theo
thời gian bảo quản ........................................................................................................56
3.5.1. Chọn nồng độ vi nhũ tương lutein thích hợp để tạo màu ..........................56
3.5.2. Đánh giá độ an toàn của thực phẩm tạo màu bằng vi nhũ tương lutein .57
3.5.3. Độ bền màu của sản phẩm đông sương bổ sung vi nhũ tương lutein.......58
3.6. Đánh giá hiệu quả kinh tế của vi nhũ tương lutein ............................................59
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ..........................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 62
PHỤ LỤC ...........................................................................................................................


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hàm lượng lutein cho phép có trong thực phẩm .............................................8
Bảng 1.2. Các nguyên liệu có chứa lutein trong tự nhiên ................................................9
Bảng 1.3. Sự khác nhau giữa các hệ nhũ tương và vi nhũ tương ..................................10
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của Tween 80 đến độ bền của vi nhũ tương lutein ....................41
Bảng 3.2. Trạng thái của hệ nhũ tương lutein khi thay đổi tỷ lệ propylen glycol .........42
Bảng 3.3. Trạng thái của hệ nhũ tương lutein khi thay đổi tỷ lệ lecithin ......................44
Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm chuẩn độ pha bằng nước đối với các hệ vi nhũ tương có
tỷ lệ S/O tăng dần ..........................................................................................47

Bảng 3.5. Thành phần pha của các hệ vi nhũ tương lutein ở ranh giới chuyển pha......48
Bảng 3.6. Một số tính chất hóa - lý của hệ vi nhũ tương lutein .....................................53
Bảng 3.7. Hàm lượng và giới hạn cho phép của các phụ gia thực phẩm ......................57
Bảng 3.8. Bảng mô tả sản phẩm đông sương sau 4 ngày bảo quản ............................... 58
Bảng 3.9. Giá thành ước tính cho 1 kg sản phẩm vi nhũ tương lutein đặc....................59
Bảng 3.10. Giá thành ước tính cho 1 lít sản phẩm đông sương .....................................60


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lutein .......................................................................................6
Hình 1.2. Cấu trúc phân tử của lecithin ..........................................................................13
Hình 1.3. Cấu trúc phân tử một số polysorbate .............................................................. 13
Hình 1.4. Mặt cắt ngang của một vi nhũ tương O/W dạng hình cầu ............................. 15
Hình 1.5. Các loại vi nhũ tương thường gặp ..................................................................16
Hình 1.6. Giản đồ pha bậc ba của hệ vi nhũ tương ........................................................17
Hình 1.7. Sự khác nhau về bề ngoài giữa vi nhũ tương và nhũ tương ..........................19
Hình 1.8. Sơ đồ bào chế vi nhũ tương bằng phương pháp chuẩn độ nhũ tương ...........22
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ...................................................................27
Hình 2.2. Sơ đồ điều chế nhũ tương lutein .....................................................................28
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ Tween 80. ..........................................30
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ propylen thích hợp ............................ 31
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ lecithin thích hợp .............................. 32
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ lutein/dầu nành thích hợp .................33
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chế độ gia nhiệt và hàm
lượng vitamin E đến độ bền của vi nhũ tương lutein .....................................35
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá độ bền của vi nhũ tương lutein ở các điều
kiện bảo quản khác nhau ................................................................................. 37
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn trạng thái bảo quản vi nhũ tương lutein ..........37

Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ vi nhũ tương lutein thích hợp ...38
Hình 3.1. Hình ảnh hệ nhũ tương lutein khi tỷ lệ Tween 80 tăng dần...........................42
Hình 3.2. Các hệ nhũ tương lutein tạo thành khi tăng tỷ lệ propylen glycol.................43
Hình 3.3. Các hệ nhũ tương lutein tạo thành khi tăng nồng độ lecithin ........................44
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ lutein đến sự thay đổi độ bền của hệ ......................45
Hình 3.5. Các hệ vi nhũ tương lutein ở điểm cuối của quá trinh chuẩn độ pha bằng
nước ứng với tỷ lệ S/O tăng dần .....................................................................46
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ S/O đến độ bền của trạng thái vi nhũ tương lutein ......47
Hình 3.7. Giản đồ pha của hệ vi nhũ tương lutein .........................................................48
Hình 3.8. Ảnh hưởng của hàm lượng vitamin E và nhiệt độ đến ..................................50
Hình 3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng vitamin E và thời gian đun sôi đến ....................51
Hình 3.10. Quy trình bào chế các dạng vi nhũ tương lutein: .........................................52
Hình 3.11. Ảnh hưởng của trạng thái bảo quản đến độ bền màu ..................................55
Hình 3.12. Độ bền màu của vi nhũ tương lutein ở các điều kiện ..................................55
Hình 3.13. Tổng điểm cảm quan của sản phẩm ............................................................. 57


viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

Food and Agriculture
FAO

Organization

Tổ chức Nông-Lương Thế giới

HydrophilicLipophilic Balance

Cân bằng ưa nước-ưa béo

age-related macular

thoái hoá điểm vàng liên quan

degenerescence

đến tuổi tác

Axit Deoxyribo Nucleic

ADN

European Union

Liên minh Châu Âu

Food and Drug

Cục quản lý dược phẩm

Administration

và Thực phẩm

surfactant

hoạt động bề mặt

Joint Expert Committee on

Ủy ban phối hợp các chuyên

Food Additives

gia về phụ gia thực phẩm

LDL

low density lipoprotein

chất béo có tỷ trọng thấp

rpm

round per minute

vòng/phút

S/O

Surfactant/Oil

Chất hoạt động bề mặt/Dầu

Ultraviolet-Visible

Tử ngoại-khả kiến

weight/weight

khối lượng/khối lượng

World Health Organization

Tổ chức Y tế Thế giới

HLB
AMD
DNA
EU
FDA
HĐBM
JECFA

UV-Vis
w/w
WHO


1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong chế biến thực phẩm, màu sắc góp phần làm cho món ăn trở nên đẹp mắt,
hấp dẫn và phong phú hơn, chính vì thế mà nó luôn đóng vai trò quan trọng trong việc
tạo nên giá trị cảm quan của thực phẩm, đặc biệt là sản phẩm được chế biến theo quy
mô công nghiệp. Do đó, hiện nay trên thị trường các mặt hàng thực phẩm chế biến vô
cùng phong phú và đa dạng về màu sắc, chất lượng cũng như kiểu dáng,… Vì vậy, một
mặt hàng thực phẩm muốn người tiêu dùng lựa chọn thì không chỉ đạt yêu cầu về chất
lượng mà màu sắc cũng phải hài hòa, bắt mắt. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến, do
nhiều tác nhân (cơ, nhiệt, lý, hóa) màu sắc tự nhiên của thực phẩm sẽ bị giảm, do đó
cần bổ sung các chất tạo màu để tăng cường màu sắc cho thực phẩm. Chính vì lý do
này mà rất nhiều chất màu thực phẩm được tạo ra. Hiện nay, chất màu thực phẩm có
nhiều loại nhưng có thể chia làm 2 nhóm chính: chất màu tự nhiên (có sẵn trong các
nguồn động – thực vật ăn được) và chất màu tổng hợp bằng các phương pháp hóa học.
Từ xưa, con người đã biết nhuộm màu thực phẩm bằng màu tự nhiên; các chất màu
này không ảnh hưởng đến sức khỏe con người nhưng nó thường kém bền màu và ít
kinh tế. Cùng với sự tiến bộ của công nghệ hóa học, chất màu tổng hợp đã ra đời và
nhanh chóng được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là các thức ăn
chế biến sẵn nhờ chúng có ưu điểm là tạo ra nhiều gam màu đẹp, bền màu, dễ sử dụng
lại rẻ tiền [3]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy nhiều chất màu tổng hợp có độc
tính nên đã cấm sử dụng trong chế biến thực phẩm; một số khác có khả năng ảnh
hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng nếu sử dụng quá liều lượng cho phép do đó cần
được kiểm soát nghiêm ngặt.
Trong khi đó, ở Việt Nam nói riêng và một số nước kém phát triển nói chung chất
màu tổng hợp độc hại vẫn đang được sử dụng tràn lan, thiếu kiểm soát, đặc biệt là
trong chế biến thực phẩm tại các chợ và các hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ. Trong số đó
việc sử dụng phẩm màu Tartrazine (mã số E102) để tạo ra màu vàng-vàng cam trong
chế biến thực phẩm là khá phổ biến. Các nhà khoa học tại Đại học Southampton (Anh
Quốc) cho biết phẩm màu E102 có trong chế độ ăn sẽ làm tăng sự hiếu động thái quá
và gây kém tập trung ở trẻ từ 3-8 tuổi; một kết quả nghiên cứu khác tại Mỹ lại cho thấy
chuột đực được tiêm Tartrazine sẽ có số lượng tinh trùng giảm và có hiện tượng bất
thường về hình thái tinh trùng [35]. Do đó, vấn đề đặt ra trong lĩnh vực công nghệ thực

2
phẩm ở nước ta là tìm kiếm chất màu tự nhiên không độc hại thay thế cho các chất
màu tổng hợp nói trên.
Một trong những chất màu tự nhiên đang được quan tâm nghiên cứu là lutein.
Đây là sắc tố carotenoid màu vàng cam có trong nhiều loài động-thực vật. Ngoài khả
năng tạo màu vàng rất đẹp, lutein còn có những hoạt tính sinh học quan trọng như khả
năng chống oxy hóa, giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch (Halliwell, 2000), chứng xơ
vữa động mạch, ngăn ngừa một số bệnh ung thư (De Stefani và cộng sự, 1999; Reddy,
Odhav & Bhoola, 2003; Tavani và cộng sự , 1999), đặc biệt là giảm nguy cơ mù lòa ở
người cao tuổi do thoái hóa điểm vàng [38]. Nguồn nguyên liệu tự nhiên giàu lutein
nhất hiện nay là hoa cúc vạn thọ châu Phi với hàm lượng carotenoid tổng số trong
cánh hoa chiếm 1-1,6 % (tính theo trọng lượng khô), trong đó lutein chiếm trên 90%
carotenoid tổng số, zeaxanthin khoảng 5% [19]. Lutein tách chiết từ hoa cúc vạn thọ
đã được EU và FDA ở Canada, New Zealand công nhận là an toàn và cho phép sử
dụng làm phụ gia tạo màu cho thực phẩm (nước giải khát, sữa, bánh, kẹo, giò chả, …),
là chất chống oxy hóa trong mỹ phẩm (kem chống nắng) và dược phẩm bổ sung [13].
Tuy nhiên, cũng như các carotenoid khác, lutein kém tan trong nước, đồng thời
lại kém bền màu dưới tác động của nhiệt, oxy không khí và ánh sáng, dẫn đến việc ứng
dụng tạo màu cho thực phẩm bị hạn chế [38]. Do vậy, việc nghiên cứu chuyển hóa
lutein thành các dạng chế phẩm dễ tan trong nước và bền màu hơn là vấn đề cần thiết.
Một trong những giải pháp cho vấn đề này là bào chế lutein dưới dạng vi nhũ tương
dầu/nước, trong đó lutein được phân tán thành các hạt có kích thước micro được bao
bọc bằng các chất nhũ hóa ưa nước. Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu
điều chế vi nhũ tương carotenoid ứng dụng trong thực phẩm [39]. Ở Việt Nam hiện có
rất ít công trình nghiên cứu đã công bố liên quan đến vấn đề này, hơn nữa độ bền của
sản phẩm vi nhũ tương thu được vẫn còn khá hạn chế để có thể ứng dụng trong thực
tiễn [1].
Chính vì vậy, em thực hiện đề tài: “Cải tiến công thức bào chế và đánh giá khả

năng ứng dụng của vi nhũ tương lutein trong công nghiệp thực phẩm”.
Mục tiêu của đề tài:
Xây dựng công thức bào chế vi nhũ tương lutein ổn định trong nước và có khả
năng ứng dụng làm chất tạo màu thực phẩm.


3
Nội dung nghiên cứu:
-

Xây dựng công thức bào chế vi nhũ tương dầu/nước của lutein sử dụng
hỗn hợp Tween 80, lecithin, propylen glycol làm chất nhũ hóa.

-

Nghiên cứu bổ sung vitamin E trong công thức bào chế vi nhũ tương lutein
nhằm cải thiện độ bền màu.

-

Đánh giá độ bền màu và khả năng ứng dụng của sản phẩm vi nhũ tương
thu được.


4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Thực trạng sử dụng chất màu thực phẩm hiện nay
1.1.1. Giới thiệu về chất màu thực phẩm
Chất màu đóng vai trò thiết yếu trong quá trình chế biến thực phẩm. Chất màu

thực phẩm hay phụ gia tạo màu được bổ sung vào thực phẩm nhằm phục hồi màu sắc
bị mất đi trong quá trình chế biến, làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm, tạo cho nó có
màu sắc đặc trưng của sản phẩm hay tăng cường màu sắc để làm tăng tính hấp dẫn cho
sản phẩm [36]. Do vậy, màu sắc là một trong những chỉ tiêu cảm quan quan trọng để
đánh giá chất lượng thực phẩm.
Chất màu thực phẩm được chia làm 2 nhóm chính: chất màu có nguồn gốc
tự nhiên và chất màu tổng hợp.
Chất màu tự nhiên là những hợp chất hữu cơ thu nhận được từ các nguồn nguyên
liệu tự nhiên có thể ăn được (động vật, thực vật, vi sinh vật). Ngoài ra chất màu tự
nhiên cũng có thể được hình thành trong quá trình nấu nướng (ví dụ: caramel). Từ xưa
con người đã biết sử dụng chất màu tự nhiên trong chế biến thực phẩm. Tuy nhiên,
chất màu tự nhiên thường kém bền màu và có giá thành cao do việc thu hồi, tách chiết
chúng từ các nguồn tự nhiên khá tốn kém nên ứng dụng hạn chế.
Chất màu tổng hợp là những chất màu được tạo ra bằng các phản ứng tổng hợp hóa
học (ví dụ: Tartrazine, Azorubin, Amaranth, ...). Những chất màu này có nhiều ưu
điểm là có màu sắc rất đẹp, phong phú, bền màu, giá thành rẻ nên trước đây được sử
dụng khá rộng rãi trong sản xuất thực phẩm công nghiệp (thịt quay, bánh kẹo, đồ
uống, đồ hộp,…). Tuy nhiên, những nghiên cứu trong vòng 20-25 năm gần đây cho
thấy nhiều loại chất màu tổng hợp (đặc biệt là loại thuốc nhuộm azo) có thể gây ngộ
độc cấp tính, mãn tính, đột biến gen và ung thư cho người sử dụng... Chẳng hạn, một
số nghiên cứu đã phát hiện những enzyme trong ruột non có khả năng xúc tác cho
phản ứng khử các phẩm màu azo để sinh ra các tác nhân gây ung thư. Do đó, các chất
màu tổng hợp dùng trong chế biến thực phẩm phải nằm trong danh mục phụ gia cho
phép và liều lượng sử dụng phải không vượt quá mức quy định về an toàn vệ sinh thực
phẩm của từng quốc gia [3].


5
1.1.2. Thực trạng sử dụng chất màu thực phẩm ở Việt Nam hiện nay
Ở nước ta việc sử dụng các chất màu không có trong danh mục cho phép đang là

vấn đề nhức nhối trong xã hội. Nhiều vụ ngộ độc thực phẩm, trong đó có ngộ độc do
phẩm màu ngày càng tăng do sự kiểm soát không nghiêm ngặt của các cơ quan chức
năng. Một số chất màu bị cấm nhưng vẫn được bày bán tràn lan trên thị trường. Một số
nhà sản xuất do chạy theo lợi nhuận thậm chí còn sử dụng một số chất màu độc hại bị
cấm hay thuốc nhuộm trong công nghiệp dệt để tạo màu cho thực phẩm, gây nguy cơ
lớn với sức khỏe của con người (ví dụ: Rhodamine B trong bột ớt, trong hạt dưa ngày
tết, malachit trong bánh cốm,…). Do vậy, những thực phẩm có màu sắc sặc sỡ tuy tạo
giá trị cảm quan tốt nhưng nếu người tiêu dùng không có sự lựa chọn sáng suốt thì
chúng có thể trở thành hiểm họa tiềm ẩn trong cơ thể và đến một lúc nào đó chúng sẽ
phát tác bởi các chất màu gây độc.
Trong khi đó, chất màu tự nhiên là phụ gia thực phẩm rất tốt, hầu như không có
hại với sức khoẻ con người. Trước tình hình đó, các nhà khoa học đã và đang nghiên
cứu ra nhiều chất màu tự nhiên để thay thế cho chất màu tổng hợp độc hại.
1.2. Tổng quan về chất màu lutein
Một trong số những chất màu tự nhiên đang được các nhà khoa học trong và
ngoài nước chú ý đến là lutein. Nó thuộc nhóm carotenoid có đặc tính tan trong dầu,
không tan trong nước và có khả năng chống oxy hóa [37].
Lutein đã được EU và các Tổ chức FDA ở Canada, Úc, New Zealand cho phép sử
dụng làm chất màu thực phẩm (mã số E161b) để tạo màu vàng, vàng cam cho nhiều
loại nước giải khát, làm phụ gia tạo màu trong thức ăn chăn nuôi. Qua nhiều khảo sát
cho thấy hoa cúc vạn thọ là nguồn nguyên liệu thu nhận lutein lý tưởng vì ở cánh hoa
này có khoảng 90% carotenoid là lutein và 5% zeaxanthin [13].
1.2.1. Cấu tạo phân tử lutein
Lutein là một sắc tố carotenoid có màu vàng cam rất phổ biến trong các mô của
động - thực vật. Lutein là dẫn xuất 3,3’ diol của β, ε-caroten [21] [25] [30], nó có tính
chất của một provitamin A [4]. Lutein thuộc nhóm sắc tố xanthophyll có chứa 2 vòng
đầu mạch (một vòng β-và một vòng là α-ionone), có cấu trúc tetraterpenoid với bộ
khung C40 cơ bản chung cho tất cả các carotenoid [16],[26].

6
Các liên kết đôi tồn tại trong lutein có thể tồn tại ở dạng cis (mono-cis hay polycis) hoặc trans nhưng trong tự nhiên phần lớn chúng tồn tại ở cấu hình all-trans (Hình
1.1.)
18'

16 17

19
6

21

HO

3

4

7

11

9
8

5

20

10

15

13
12

14

18

14'
15'

12'
13' 11'
20'

10'

8'
9'
19'

4'

3'

5'
6'

1

OH

2'

7'
17' 16'

Hình 1.1. Cấu tạo phân tử lutein (dạng đồng phân all- trans).
(Công thức phân tử lutein: C40H56O2; Phân tử lượng: M = 568,88)
1.2.2. Tính chất vật lý
1.2.1.1. Tính tan
Tinh thể lutein ở dạng bột, có màu đỏ cam, không tan trong nước nhưng hòa tan
trong hexan và alcol, ete, chất béo và một số dung môi không phân cực khác, đặc biệt
tan tốt trong diclorometan [19].
Lutein kết tinh ở dạng tinh thể hình kim, khối lăng trụ đa diện, dạng lá hình thoi,
với điểm nóng chảy 190-193oC. Tinh thể lutein được bảo quản tốt nhất ở -18°C[19].
1.2.1.2. Đặc tính hấp thụ ánh sáng
Chuỗi polyen liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của carotenoid. Dựa vào
quang phổ hấp thụ của nó, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sáng của nó phụ thuộc
vào số nối đôi liên hợp với trên 7 nối đôi và nhóm C9 mạch thẳng hoặc mạch vòng.
Ngoài ra, khả năng hấp thụ ánh sáng cũng khác nhau khi dung môi hòa tan khác nhau.
Độ hấp thụ cực đại của lutein tự do ở bước sóng 445 nm. Tuy nhiên, cực đại hấp thụ
này thay đổi ít nhiều tùy theo dung môi được sử dụng [37]. Lutein hấp thụ ánh sáng
màu xanh do đó dung dịch của nó thường có màu vàng ở nồng độ thấp và đỏ da cam ở
nồng độ cao.
1.2.3 Tính chất hóa học
Chuỗi polyene (hay hệ thống nối đôi liên hợp) cũng là nguyên nhân làm cho các
phân tử lutein ở dạng tự do rất dễ bị oxy hóa, bị đồng phân hóa hoặc hydro hóa bởi các

tác nhân acid dẫn đến sự mất màu hay nhạt màu. Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền
màu của lutein gồm: oxy không khí, ozone, peroxyt, gốc tự do, ion kim loại, nhiệt độ,


7
ánh sáng, acid, enzyme [44]. Tuy nhiên, lutein bền trong môi trường kiềm. Trong các
mô động-thực vật lutein có khả năng liên kết với các acid béo, lipid, lipoprotein,… vì
vậy, độ bền của lutein được thay đổi đáng kể so với khi ở trạng thái tự do.
Lutein dễ bị oxy hóa trong không khí nên cần bảo quản trong môi trường khí trơ,
chân không hoặc nhiệt độ thấp, tránh ánh sáng mặt trời [44].
1.2.4. Hoạt tính sinh học
Cũng như các carotenoid, lutein có khả năng hấp thụ tia tử ngoại và ánh sáng
xanh, có hoạt tính chống oxy hóa và bắt giữ các gốc tự do sinh ra trong tế bào. Hơn
nữa, khác với các hydocarbon carotenoid không phân cực (như α-,β-caroten,
lycopen,..), nhờ có các nhóm chức hydroxyl ở 2 vòng 6 đầu mạch, lutein phân cực hơn
nên có thể đi sâu vào phần ưa nước bên trong màng tế bào, do đó thể hiện hoạt tính
chống oxy hóa tốt hơn.
1.2.5. Ứng dụng
Trong y học:
Lutein là hoạt chất có ý nghĩa về mặt dược học (phòng chống ung thư, bảo vệ da và
mắt khỏi tác hại của tia tử ngoại, ngăn ngừa một số bệnh về mắt do tuổi già, giảm nguy
cơ xơ vữa động mạch …) [13], [19], [27]. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc cung cấp
đủ lutein và zeaxanthin (10 mg lutein và 2 g zeaxanthin/ ngày) sẽ giảm 40% sự thoái
hóa điểm vàng có liên quan đến tuổi tác [31]. Alves-Rodrigues A. và Shao A. (2004)
kết luận các hợp chất carotenoid (đặc biệt là lutein và zeaxanthin) có thể ức chế các
yếu tố làm thoái hóa võng mạc và bệnh tim mạch [10]. Hơn nữa, khác với các
hydocarbon carotenoid không phân cực (như α-, β-caroten, lycopen,..), nhờ có các
nhóm chức hydroxyl ở 2 vòng 6 đầu mạch, lutein phân cực hơn nên có thể đi sâu vào
phần ưa nước bên trong màng tế bào, do đó thể hiện hoạt tính chống oxy hóa tốt hơn.
Chế độ ăn uống cung cấp ít lượng lutein cho cơ thể còn có thể dẫn đến các bệnh về

mắt như đục thủy tinh thể, thoái hóa điểm vàng ở người già,… [17], [19], [22]. Một số
kết quả nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng việc bổ sung các loại thực vật giàu lutein
(như trứng, bông cải xanh, cải bina,…) vào bữa ăn hàng ngày có thể làm giảm được
nguy cơ đục thủy tinh thể lên đến 20% và thoái hóa điểm vàng lên đến 40% [9].


8
Trong công nghiệp thực phẩm
Lutein có màu vàng cam khá đẹp nên còn được ứng dụng làm chất tạo màu trong
công nghiệp chế biến thực phẩm (bánh kẹo, sữa, nước giải khát,…). Năm 2006, Ủy
ban Chuyên gia về Phụ gia thực phẩm (JECFA) của FAO/WHO đã đánh giá sự an toàn
của lutein tách chiết từ hoa cúc vạn thọ và cho phép sử dụng làm phụ gia tạo màu cho
nhiều loại thực phẩm (bánh nướng, nước giải khát, nước ép trái cây, ngũ cốc điểm tâm,
kẹo cao su, kẹo cứng, các sản phẩm từ sữa, trứng, các loại thực phẩm cho trẻ sơ sinh
và trẻ mới biết đi, chất béo và dầu, nước thịt, nước sốt và súp hỗn hợp,…) [14]. Theo
đó, hàm lượng lutein cho phép có mặt trong một số thực phẩm được cho bởi Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hàm lượng lutein cho phép có trong thực phẩm [13]
Danh mục thức ăn

Loại thực phẩm

Liều sử dụng
(mg/kg)

Ngũ cốc bữa sáng

Bột ngũ cốc ăn liền

8,3

Kẹo cao su

Kẹo cao su

330

Sản phẩm của trứng
Kẹo

Trứng (dạng lỏng, đông lạnh
hay bột khô)

40

Kẹo dẻo

25

Sữa bột

13

Sữa uống

13

Sữa chua

13

Sữa mô phỏng

8,3

Sữa đậu nành

6,3

Đồ uống trái cây

8,3

Trái cây đã chế biến; nước ép

Mật hoa

8,3

trái cây

Nước ép trái cây

8,3

Nước ép rau

8,3

Nước sốt cà chua

2,6

Các sản phẩm từ sữa

Nước thịt và nước sốt


9
Trong công nghiệp mỹ phẩm:
Lutein hoạt động như một chất chống oxy hóa, có khả năng bắt giữ các gốc tự do
trong tế bào, ngăn chặn tia cực tím có hại. Vì vậy, lutein còn được ứng dụng trong các
loại mỹ phẩm như kem chống nắng, kem chống lão hóa da giúp bảo vệ và chăm
sóc da [29].
1.2.6. Các nguồn lutein tự nhiên
Lutein có nhiều trong các loại rau xanh (rau bina, cải xoăn, cải lá xanh,…), một
vài loại trái cây, hoa, ngô và lòng đỏ trứng gà, đặc biệt có nhiều trong cánh hoa cúc
vạn thọ [11]. Cánh hoa có màu cam sẫm chứa lượng lutein nhiều hơn khoảng 200 lần
so với cánh hoa có màu sáng hơn [22].
Bảng 1.2. Các nguyên liệu có chứa lutein trong tự nhiên [12]
Loại thực phẩm

Thành phần lutein (mg/kg Anh)

Cải xoăn
Củ cải
Rau bina (nấu chín )

20-33(*)
18,1
12-15(*)

Rau spina (tươi )

6,6

Bắp

6,6

Lòng đỏ trứng

0,3

Quýt

0,3

Nước ép cam

0,3

Cải brussel

3,4

Quả hồng

0,6

Lá đậu Hà Lan

2,3

Bông cải xanh

3,4

(*): tùy thuộc vào từng loại.

1.3. Tổng quan về vi nhũ tương
1.3.1. Khái niệm
Vi nhũ tương được hai nhà khoa học Hoar và Schuman khám phá vào năm
1943 khi tình cờ thêm các alcol mạch trung bình vào một hệ nhũ tương thô O/W
(dầu/nước) và thu được một hệ lỏng trong suốt.


10
Năm 1981 Danielson và Lindman (1981) đã đưa ra định nghĩa: Vi nhũ tương là
một dung dịch lỏng gồm pha dầu và pha nước được phân tán đồng nhất vào nhau và được
ổn định bởi phân tử các chất hoạt động bề mặt (surfactant, còn gọi là chất diện hoạt, viết
tắt: HĐBM), bền về mặt nhiệt động học và đẳng hướng về mặt quang học.
Sự khác biệt cơ bản giữa nhũ tương thông thường và vi nhũ tương là kích thước
hạt của giọt chất lỏng phân tán. Trong vi nhũ tương kích thước hạt của pha phân tán
chỉ từ 10-100 nm [34]. Do kích thước hạt nhỏ nên chúng tán xạ ánh sáng yếu, do đó
trong suốt.
Bảng 1.3. Sự khác nhau giữa các hệ nhũ tương và vi nhũ tương [30]
Hệ nhũ tương

Tính chất

Hệ vi nhũ tương

Hình thức

Đục

Trong suốt hay trong mờ

Tính chất pha

Đa pha

Đơn pha hay đa pha

Tính đẳng hướng quang
học

Bất đẳng hướng

Đẳng hướng

Tỷ lệ của pha phân tán

30-60%

23-40% (độ nhớt không tăng
theo tương ứng)

Sức căng bề mặt

Cao

Rất thấp

Cấu trúc vi mô

Tĩnh (bề mặt phân chia Động (bề mặt phân chia pha tự
pha không thay đổi)
thay đổi liên tục)

Kích thước hạt

100 nm-600 nm

Yêu cầu năng lượng

Cần tiêu tốn nhiều
Tự hình thành, không đòi hỏi
năng lượng để điều chế năng lượng

Tính bền

Không bền về mặt
nhiệt động học và
động học (dễ tách pha)

Bền về mặt nhiệt động học và
động học (thời gian ổn định
dài)

Nồng độ chất nhũ hóa

2-3% khối lượng

> 6% khối lượng

Bản chất

Kỵ lỏng

Trung gian giữa hệ keo kỵ lỏng
và ưa lỏng

Điều chế

Đòi hỏi năng lượng
lớn, giá thành cao

Dễ điều chế, giá thành tương
đối thấp đối với các sản phẩm
thương mại

Độ nhớt

Cao

Thấp (có đặc tính của chất lỏng
Newton)

10-100 nm

11
1.3.2 Thành phần của vi nhũ tương[7]
Khi phối hợp hai pha dầu và nước lại với nhau thì hệ vi nhũ tương được hình
thành một cách dễ dàng do có sự vận động không ngừng giữa các pha, trong đó chất
HĐBM và chất đồng HĐBM là các yếu tố quyết định. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ vi
nhũ tương là loại pha dầu sử dụng, loại chất HĐBM, pha nước, tỷ lệ giữa các thành
phần, nhiệt độ, pH, ánh sáng,… nhưng bản chất của chất HĐBM, chất đồng HĐBM,
pha dầu và tỷ lệ giữa các thành phần này là yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến hệ vi nhũ
tương tạo thành.
a) Pha dầu: gồm những chất lỏng không phân cực như dầu lạc, dầu nành, dầu hướng
dương, isopropyl myristat, triglycerit mạch cacbon trung bình, acid oleic…và các chất
hòa tan hay đồng tan vào chúng như menthol, terpen, tinh dầu…
Bản chất pha dầu ảnh hưởng đến tính chất bề mặt phân cách pha do ảnh hưởng
đến sự thấm ướt phần đuôi không phân cực của chất HĐBM. Các loại dầu chứa mạch
hydrocarbon ngắn dễ thấm ướt phần đuôi không phân cực của chất HĐBM hơn nên
sức căng bề mặt trên ranh giới 2 pha dầu/nước giảm nhiều hơn. Các acid béo no (ví dụ:
acid lauric, myristic, capric) và không no (như acid oleic, linoleic, linolenic) có tính
chất thấm ướt tốt đã được nghiên cứu sử dụng từ lâu. Các ester của acid béo như ester
methyl hay ethyl của acid lauric, myristic và oleic cũng được dùng làm pha dầu. Tiêu
chuẩn chính để chọn lựa pha dầu là có khả năng hòa tan tốt hoạt chất, điều này sẽ làm
giảm thiểu liều lượng vi nhũ tương sử dụng để chuyển giao hoạt chất.
b) Pha nước: gồm những chất lỏng phân cực như nước, etanol, propylen glycol và
những chất dễ hòa tan hay đồng tan vào chúng.
c) Chất HĐBM: là những chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha,
qua đó giúp hình thành và ổn định vi nhũ tương.
Một chất HĐBM điển hình là những hợp chất lưỡng thân, trong phân tử có chứa
2 phần:
- Phần ưa nước (đầu phân cực): có mômen lưỡng cực cao và thường được cấu

tạo bởi các nhóm chức phân cực như nhóm hydroxyl-OH, nhóm amin -NH2 carboxylCOO-, sulfat SO42-, sunfit SO32-…
- Phần ưa dầu là gốc hydrocacbon không phân cực hoặc ít phân cực, có mômen
lưỡng cực thấp .


12
Vị trí của các nhóm chức phân cực, độ dài và độ phân nhánh của gốc
hydrocarbon không phân cực là các thông số quan trọng ảnh hưởng đến tính chất hóa
lý và khả năng nhũ hóa của chất HĐBM. Chẳng hạn, đuôi hydrocarbon càng dài thì độ
tan của chất HĐBM trong pha dầu càng tăng nhưng độ tan trong nước càng giảm, dẫn
đến khả năng nhũ hóa nhũ tương O/W giảm.
Các chất HĐBM được chia thành 4 loại tùy theo điện tích của chúng:
- Chất HĐBM anion: khi cho vào nước phân ly cho các đầu phân cực tích điện
âm do sự có mặt của các nhóm chức nucleophile.
- Chất HĐBM cation: khi cho vào nước phân ly cho các đầu phân cực tích điện
dương do sự có mặt của các nhóm chức electrophile.
Các chất HĐBM ion nhạy với sự thay đổi pH và nồng độ chất điện ly trong dung
dịch. Khi vi nhũ tương được nhũ hóa bằng các chất HĐBM ion thì độ bền của chúng
được duy trì nhờ lực đẩy tĩnh điện gây ra bởi điện tích của đầu phân cực của chất
HĐBM. Do đó, khi tăng nồng độ chất điện ly trong dung dịch sẽ làm nén lớp kép trên
bề mặt giọt, làm giảm điện tích bề mặt giọt nên các giọt có thể đến gần nhau và keo tụ.
- Chất HĐBM lưỡng tính (zwitterionic surfactant): chứa 2 nhóm chức ion hóa
ngược dấu nhau trong phân tử, do đó điện tích của nó phụ thuộc vào pH dung
dịch. Mỗi phân tử chất HĐBM lưỡng tính tồn tại một giá trị pI, đó là pH tại đó điện
tích dương bằng điện tích âm (pI: được gọi là điểm đẳng điện). Khi pH < pI
thì chất HĐBM lưỡng tính mang điện tích dương; khi pH > pI thì mang điện tích âm.
Chất HĐBM lưỡng tính thường hiệu quả hơn khi dùng kết hợp với chất HĐBM
anion hay không ion.
Chất HĐBM lưỡng tính hay dùng trong thực phẩm là lecithin, đó là một hỗn hợp
chiết từ đậu tương hay lòng đỏ trứng gồm một số phospholipid, trong đó chủ yếu là

phosphatidyl cholin và phosphatityl etanolamin. Lecithin có điểm đẳng điện pI  3,5
được sử dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm bởi cấu trúc lưỡng tính của nó: một cực
của các phân tử có ái lực với nước (ưa nước) và phần còn lại là gốc hydrocarbon
không phân cực (ưa béo), làm cho lecithin có tính chất của một chất HĐBM.


13

Hình 1.2. Cấu trúc phân tử của lecithin[40]
Chất HĐBM không ion (non-ionic surfactant): không mang điện tích nên tương
thích với nhiều hệ dung dịch do không tương tác với các chất mang điện tích khác. Do
vậy, vi nhũ tương được nhũ hóa bằng chất HĐBM không ion kém nhạy với sự thay đổi
pH và lực ion của dung dịch. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng thì độ tan của chất HĐBM
không ion trong dung dịch nước giảm.
Chất HĐBM không ion thường dùng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm
là ester của đường. Ví dụ: saccharose monopalmitate, polyoxyethylen ether (POE, tức
Brij 96), các sorbitan ester như Span, Tween (tức polysorbate).

Tween 20 (Polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate)

Tween 80 (Polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate) là chất HĐBM ưa nước
Hình 1.3. Cấu trúc phân tử một số polysorbate [42][43]
Ghi chú: Chỉ số 20 kèm theo tên 'polyoxyethylene' để chỉ tổng số nhóm oxyethylene(CH2CH2O)-có trong phân tử. Chỉ số theo sau tên 'polysorbate' để chỉ loại acid béo gắn với phần
polyoxyethylene sorbitan của phân tử (monolaurate ứng với Tween 20, monopalmitate ứng với Tween
40, monostearate-Tween 60, and monooleate-Tween 80).


14
Khi cho chất HĐBM vào hỗn hợp pha nước và pha dầu, phân tử chất HĐBM sẽ
tự sắp xếp trên bề mặt hai pha, trong đó đầu phân cực hướng vào pha nước còn gốc

không phân cực hướng vào pha dầu, tạo thành cấu trúc tự liên kết như micell hình cầu,
micell hình ống, micell dạng bản mỏng, micelle đảo…[4]. Nhờ sự định hướng này của
chất HĐBM trên bề mặt giọt chất lỏng ở ranh giới phân chia 2 pha dầu/nước nên sức
căng bề mặt của hệ giảm (có thể xuống khoảng 10-4-10-2 N/m), làm cho hệ bền vững
về nhiệt động học. Chất HĐBM còn làm thay đổi đặc tính hòa tan của chất lỏng được
phân tán. Sự tổ hợp giữa chất HĐBM anion và chất HĐBM cation sẽ làm tăng khả
năng hòa tan của pha nước và pha dầu trong hệ vi nhũ tương (X. Li và cs [4]). Trong
công thức vi nhũ tương, tỷ lệ chất HĐBM cao hơn trong nhũ tương thông thường.
Chỉ có chất HĐBM mà trong phân tử có hai thành phần phân cực (ưa nước) và
không phân cực (ưa dầu) không cân bằng mới có thể làm giảm năng lượng tự do bề
mặt pha, từ đó làm giảm sức căng bề mặt phân cách hai pha. Để phản ánh mối tương
quan giữa hai phần ưa dầu và ưa nước trong một phân tử chất HĐBM, người ta dùng
giá trị cân bằng dầu-nước HLB (Hydrophile-Lipophile Balance). Theo hệ thống phân
loại HLB của W. Griffin, mỗi chất HĐBM có một giá trị HLB xác định, cao nhất là
natri lauryl sulfat, thấp nhất là acid oleic. Các chất HĐBM còn lại có HLB trung gian.
Khi một phân tử không thay đổi cấu trúc hóa học thì giá trị này không đổi.
Dựa vào chỉ số HLB có thể xác định được khả năng sử dụng chất HĐBM đó.
Ví dụ:
Chất HĐBM có HLB từ 3-6: nhũ hóa cho nhũ tương nước/dầu.
Chất HĐBM có HLB từ 7-9: dùng làm chất thấm ướt.
Chất HĐBM có HLB từ 8-13: nhũ hóa cho nhũ tương dầu/nước.
Chất HĐBM có HLB từ 13-15: dùng làm chất tẩy rửa.
Chất HĐBM có HLB từ 15-18: hỗ trợ làm tăng độ tan.
Một số chất HĐBM hay dùng như natri lauryl sulfat, polyoxyethylen oleyl
ether, … Các chất HĐBM không ion có HLB cao thường dùng trong điều chế vi
nhũ tương O/W là Tweens (polysorbates) và Labrafil (polyoxyethylated oleic
glycerid).


15

d) Chất đồng HĐBM (cosurfactant):
Các chất đồng HĐBM là các chất HĐBM không ion hóa, đó thường là các alcol,
các acid alkanoic, các alkyl amin mạch ngắn hay trung bình C3-C8 (có giá trị HLB
trung bình) [5].
Thông thường, nếu chỉ sử dụng chất HĐBM sẽ không đảm bảo cho sự giảm sức
căng bề mặt và cấu trúc vi mô của hệ vi nhũ tương. Khi cho thêm chất đồng HĐBM sẽ
lấp được các khoảng trống giữa chất diện hoạt và pha dầu vì chất đồng diện hoạt có
mạch carbon ngắn hơn để tạo sự linh hoạt đủ nhanh để bao lấy các hạt vi nhũ tương,
đồng thời làm giảm sự tương tác giữa đầu phân cực và đầu không phân cực [15]. Mặt
khác, nó còn có vai trò giảm bớt sự khác biệt giữa hai chất diện hoạt chính trong công
thức, phá vỡ các tinh thể lỏng hay cấu trúc gel trong hệ.
Các chất đồng HĐBM điển hình là các alcol mạch ngắn (etanol đến butanol), các
glycol (như propylen glycol), các amin hay acid mạch trung bình.
e) Đồng dung môi (co-solvent): Việc điều chế các vi nhũ tương tối ưu thường đòi
hỏi phải sử dụng lượng lốn chất HĐBM (thường >30% w/w). Các dung môi hữu cơ
như ethanol, propylen glycol (PG), polyethylen glycol (PEG) cũng thường được thêm
vào thành phần vi nhũ tương để cải thiện tính tan và độ bền của vi nhũ tương, đồng
thời chúng cũng đóng vai trò là chất đồng HĐBM.
Ngoài ra, vi nhũ tương còn có thể có thêm những chất khác như: chất tăng hấp
thu, chất tạo mùi, chất bảo quản…[4]

Chất HĐBM

Chất đồng HĐBM
Đuôi không
phân cực

Pha dầu
Pha nước
Đầu phân cực

Hình 1.4. Mặt cắt ngang của một vi nhũ tương O/W dạng hình cầu[40]


16
1.3.3. Phân loại vi nhũ tương
- Sự liên kết giữa hai pha dầu, nước với chất HĐBM và chất đồng HĐBM tạo
cho vi nhũ tương có nhiều cấu trúc khác nhau.

Vi nhũ tương 2 pha liên tục
giàu nước

Vi nhũ tương 2 pha liên tục
giàu dầu

Vi nhũ tương O/W Vi nhũ tương
Hình 1.5. Các loại vi nhũ tương thường gặp[14]
1.3.4. Phương pháp nghiên cứu thành phần và tính chất của vi nhũ tương
Cấu trúc vi mô thể hiện đặc tính của vi nhũ tương. Để nghiên cứu cấu trúc vi
mô của vi nhũ tương cần đánh giá tính chất của nó bằng các kỹ thuật khác nhau [4].
Tuy nhiên, sự đánh giá này thường gặp khó khăn do sự phức tạo và tính đa dạng về
cấu trúc và các thành phần có trong hệ vi nhũ tương cũng như sự hạn chế của các kỹ
thuật đo. Vì vậy, cần kết hợp các công cụ trên để hiểu được các tính chất hóa lý và cấu
trúc của hệ vi nhũ tương nghiên cứu.
a) Giản đồ pha: là phương tiện thường được dùng trong nghiên cứu vi nhũ
tương để tìm ra vùng có cấu trúc khác nhau như vùng tạo vi nhũ tương, vùng tạo nhũ
tương,…
Giản đồ pha gồm ba thành phần có hình tam giác, trong đó:
- Mỗi đỉnh tam giác ứng với hệ chỉ gồm 1 thành phần duy nhất (dầu; nước hay
chất HĐBM) – tức chiếm 100% w/w trong công thức vi nhũ tương.

- Một điểm nào đó trên cạnh tam giác biểu thị hệ có 2 thành phần [4].
- Một điểm nằm trong mặt phẳng trong tam giác biểu thị hệ có 3 thành phần