Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxy hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TẠO
MÀNG PHỦ ĂN ĐƯỢC ALGINATE KHÁNG OXI HÓA
ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN TÁO CẮT TƯƠI

Ngành:

Công nghệ thực phẩm

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Trần Thị Ngọc Mai
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1151100130

: Lê Thị Hồng Hạnh
Lớp: 11DTP02

TP. Hồ Chí Minh, 2015


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là bài báo cáo đồ án tốt nghiệp của riêng em và được hướng
dẫn bởi Ths.Trần Thị Ngọc Mai. Các kết quả phân tích trong đề tài này là kết quả thu
được từ quá trình thực nghiệm, khách quan, không sao chép từ bất kỳ nguồn tài liệu nào.

Những thông tin trích dẫn, bảng biểu số liệu tham khảo phục vụ cho việc nghiên cứu đều
được ghi rõ nguồn trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội
dung đồ án của mình. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM không liên quan đến những
vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).
TP. Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 8 năm 2015

LÊ THỊ HỒNG HẠNH

i


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn các quý thầy cô khoa Công nghệ sinh học – Thực
phẩm – Môi trường đã giảng dạy và truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình em
học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở trường Đại học Công Nghệ TP.HCM.
Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Ths. Trần Thị Ngọc Mai đã dành nhiều thời
gian và tâm huyết hướng dẫn em thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Nhờ sự giúp đỡ, động
viên tinh thần của cô đã giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình nghiên cứu
thực hiện đồ án.
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi
trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án tốt nghiệp này song do kiến thức
và kinh nghiệm còn hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được
sự góp ý từ quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp này có thể được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày 9 tháng 8 năm 2015

LÊ THỊ HỒNG HẠNH

ii


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................ix
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... x
DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ...........................................................xii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU....................................................................... 5
1.1.Màng phủ ăn được.................................................................................................. 5
1.1.1.Lịch sử hình thành màng phủ ăn được ............................................................ 5
1.1.2.Phân loại màng phủ ăn được ........................................................................... 5
1.1.2.1.Màng polysaccharide ............................................................................... 6
1.1.2.2.Màng protein ............................................................................................ 6
1.1.2.3.Màng lipid ................................................................................................ 6
1.1.3.Phương pháp tạo màng phủ ăn được ............................................................... 7
1.2.Giới thiệu sơ lược về Alginate ............................................................................... 9
1.2.1.Nguồn gốc của Alginate .................................................................................. 9
1.2.2.Cấu trúc hóa học............................................................................................ 10
1.2.3.Phân loại alginate .......................................................................................... 12
1.2.3.1.Phân loại theo nguồn khai thác .............................................................. 12
1.2.3.2.Phân loại theo tính năng mỗi loại alginate ............................................. 12

iii


Đồ án tốt nghiệp

1.2.4.Tính chất của Alginate .................................................................................. 15
1.2.4.1.Độ tan ..................................................................................................... 15
1.2.4.2.Độ nhớt ................................................................................................... 16
1.2.4.3.Độ ổn định .............................................................................................. 17
1.2.4.4.Sự gel hóa ............................................................................................... 17
1.2.4.5.Sự hóa dẻo .............................................................................................. 18
1.2.5.Tính chất của màng Alginate ........................................................................ 19
1.2.5.1.Các chất tạo độ đàn hồi có thể thêm vào màng alginate ............................ 20
1.2.5.2.Các chất có thể thêm vào màng alginate để tăng khả năng kháng oxi hóa
................................................................................................................................ 21
1.3.Tổng quan về táo .................................................................................................. 25
1.3.1.Giới thiệu chung ............................................................................................ 25
1.3.2.Phân loại ........................................................................................................ 26
1.3.3.Thành phần hóa học ...................................................................................... 28
1.3.4.Những biến đổi của táo sau khi cắt ............................................................... 30
1.3.4.1.Biến đổi cảm quan.................................................................................. 30
1.3.4.2.Biến đổi thành phần hóa học .................................................................. 31
1.3.4.3.Biến đổi vi sinh ...................................................................................... 33
1.3.5.Các nhân tố ảnh hưởng tới chất lượng táo cắt tươi ........................................... 34
1.3.5.1.Giống ...................................................................................................... 34
1.3.5.2.Trước thu hoạch ..................................................................................... 35
1.3.5.3.Độ chín sinh lý ....................................................................................... 36

iv

Đồ án tốt nghiệp

1.3.5.4.Tổn thương cơ học ................................................................................. 36
1.3.5.5.Tác động của vi sinh vật ........................................................................ 36
1.4.Tình hình nghiên cứu màng phủ ăn được alginate ứng dụng cho bảo quản trái cây
tươi ............................................................................................................................. 37
1.4.1.Trên thế giới .................................................................................................. 37
1.4.2.Việt Nam ....................................................................................................... 38
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 39
2.1.Đối tượng nghiên cứu........................................................................................... 39
2.1.1.Nguyên liệu ................................................................................................... 39
2.1.2.Hóa chất ........................................................................................................ 39
2.1.3.Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ..................................................................... 40
2.2.Phương pháp phân tích ......................................................................................... 41
2.2.1.Phương pháp tạo màng .................................................................................. 41
2.2.2.Phương pháp xác định tổng chất rắn hòa tan ................................................ 41
2.2.3.Phương pháp xác định độ hao hụt khối lượng .............................................. 41
2.2.4.Phương pháp xác định hàm lượng đường khử theo DNS ............................. 41
2.2.4.1.Nguyên tắc ............................................................................................. 41
2.2.4.2.Chuẩn bị hóa chất ................................................................................... 42
2.2.4.3.Lập đường chuẩn glucose ...................................................................... 42
2.2.4.4.Xác định hàm lượng glucose trong mẫu ................................................ 43
2.2.5.Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng ..................................... 44
2.2.5.1 Nguyên tắc ............................................................................................. 44

v


Đồ án tốt nghiệp

2.2.5.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn acid gallic theo phương pháp FolinDenis .................................................................................................................. 44
2.2.5.3 Xác định hàm lượng polyphenol trong mẫu .......................................... 45
2.2.6.Phương pháp xử lý số liệu............................................................................. 45
2.3.Bố trí thí nghiệm .................................................................................................. 46
2.3.1.Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ alginate đến khả năng tạo màng
kháng oxi hóa ......................................................................................................... 47
2.3.2.Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ glycerol thích hợp bổ sung vào
dung dịch tạo màng alginate .................................................................................. 48
2.3.3.Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid citric đến khả năng kháng
oxi hóa của màng alginate ...................................................................................... 49
2.3.4.Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ acid ascorbic đến khả năng kháng
oxi hóa của màng alginate ...................................................................................... 50
2.3.5.Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian bảo quản và phương pháp
xử lý hóa chất đến khả năng tạo màng aliginate kháng oxi hóa cho táo cắt tươi .. 51
2.4.Quy trình công nghệ ............................................................................................. 53
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................................... 55
3.1.Kết quả khảo sát nồng độ alginate ....................................................................... 55
3.1.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) ..................................... 55
3.1.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) ............ 56

vi


Đồ án tốt nghiệp

3.1.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) ...... 57

3.2.Kết quả khảo sát nồng độ glycerol ....................................................................... 59
3.2.1.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G) ..................................... 59
3.2.2.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) ............ 61
3.2.3.Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt tươi
của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) ...... 62
3.3.Kết quả khảo sát nồng độ acid citric .................................................................... 64
3.4.Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic ............................................................... 66
3.5.Kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian bảo quản và phương pháp xử lý hóa chất
đến khả năng tạo màng alginate kháng oxi cho táo cắt tươi ...................................... 67
3.5.1. Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan (Total soluble solids – TSS oBrix)
của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian .......... 68
3.5.2. Kết quả độ hao hụt khối lượng (Weight losss – WL %) của táo cắt tươi bảo
quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian ........................................... 69
3.5.3. Kết quả hàm lượng đường khử (Reducing sugar – RS mg/g FW) của táo cắt
tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian ............................. 71
3.5.4.Kết quả hàm lượng polyphenol tổng (Total polyphenol – TTP mgGAE/g FW)
của táo cắt tươi bảo quản với các loại màng phủ khác nhau theo thời gian .......... 72
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 74
4.1.Kết luận ................................................................................................................ 74

vii


Đồ án tốt nghiệp

4.2.Kiến nghị .............................................................................................................. 74

viii

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
A_G

Alginate_glycerol

A_G_AC Alginate_glycerol_acid citric
A_G_AA Alginate_glycerol_acid ascorbic
BHA

Butylated hydroxyanisole

BHT

Butylated hydroxytouluene

EG

Ethylen glycol

FW

Fresh weight – Khối lượng chất tươi

GAE

Gallic acid equivalents

G

α-L-guluronicacid

M

β-D-mannuronic acid

NAC

N-acetyl-L-cysteine

PEG

Polyethylen glycol

PGA

Propyleneglycol alginate

POD

Peroxidase

PPO

Polyphenol oxidase

RS

Reducing sugar – Đường khử

TTP

Total polyphenol – Polyphenol tổng

TSS

Total soluble solids - Tổng chất rắn hòa tan

WL

Weight loss – Hao hụt khối lượng

ix


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Độ nhớt của alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200C)....................... 16
Bảng 1.2 Phân loại táo ................................................................................................. 26
Bảng 1.3 Thành phẩn của các chất có trong 100g táo nguyên liệu .......................... 29
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của sodium alginate (Himedia - Ấn Độ) ..................... 39
Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của glycerol ................................................................... 39
Bảng 2.3 Chuẩn bị các nồng độ glucose ..................................................................... 42
Bảng 3.1 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt
tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G)................................. 55
Bảng 3.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt

tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) ...... 56
Bảng 3.3 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ alginate đến khả năng bảo quản táo cắt
tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 58
Bảng 3.4 Tổng kết nồng độ alginate thích hợp nhất cho từng loại màng ............... 59
Bảng 3.5 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt
tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate và glycerol (A_G)................................. 60
Bảng 3.6 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt
tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid citric (A_G_AC) ...... 61
Bảng 3.7 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ glycerol đến khả năng bảo quản táo cắt
tươi của dung dịch tạo màng gồm alginate, glycerol và acid ascorbic (A_G_AA) 63
Bảng 3.8 Tổng kết nồng độ glycerol thích hợp bổ sung nhất cho từng loại màng . 64
Bảng 3.9 Kết quả khảo sát nồng độ acid citric .......................................................... 65
Bảng 3.10 Kết quả khảo sát nồng độ acid ascorbic ................................................... 66

x


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.11 Kết quả hàm lượng tổng chất rắn hòa tan của táo cắt tươi bảo quản với
các loại màng phủ khác nhau theo thời gian ............................................................. 68
Bảng 3.12 Kết quả độ hao hụt khối lượng của táo cắt tươi bảo quản với các loại
màng phủ khác nhau theo thời gian ........................................................................... 69
Bảng 3.13 Kết quả hàm lượng đường khử của táo cắt tươi bảo quản với các loại
màng phủ khác nhau theo thời gian ........................................................................... 71
Bảng 3.14 Kết quả hàm lượng polyphenol tổng của táo cắt tươi bảo quản với các
loại màng phủ khác nhau theo thời gian .................................................................... 72

xi

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Phương pháp phủ quét ................................................................................... 7
Hình 1.2 Phương pháp phun phủ quay ........................................................................ 8
Hình 1.3 Phương pháp phun băng chuyền .................................................................. 8
Hình 1.4 Phương pháp nhúng ....................................................................................... 9
Hình 1.5 Hai loại acid uronic tạo thành alginate ...................................................... 10
Hình 1.6 Công thức cấu tạo của alginate ................................................................... 11
Hình 1.7 Khối M (MMM) ............................................................................................ 11
Hình 1.8 Khối G (GGG)............................................................................................... 11
Hình 1.9 Khối M xen kẽ khối G (MGM) .................................................................... 11
Hình 1.10 Công thức cấu tạo của sodium alginate .................................................... 12
Hình 1.11 Công thức cấu tạo của Potassium alginate ............................................... 13
Hình 1.12 Công thức cấu tạo của Calcium alginate .................................................. 14
Hình 1.13 Công thức cấu tạo của ammonium alginate ............................................. 14
Hình 1.14 Công thức cấu tạo của Propylen glycon alginate..................................... 15
Hình 1.15 Cấu trúc dạng “Box- egg”.......................................................................... 18
Hình 1.16 Mô tả những hợp chất tiêu biểu có trong táo [26] ................................... 28
Hình 1.17 Các bước trong quá trình chuyển hóa phenolic dẫn đến hóa nâu ......... 33
Hình 1.18 Phản ứng hóa nâu của các phenol trong táo cắt tươi .............................. 33
Hình 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm................................................................................. 46
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm 1 ....................................................................................... 47
Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm 2 ........................................................................................ 48

xii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm 3 ........................................................................................ 49
Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm 5 ........................................................................................ 51
Hình 2.7 Quy trình công nghệ ..................................................................................... 53

xiii


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay trên thế giới ngành công nghiệp chế biến các sản phẩm tươi ngày càng
phát triển, trong đó trái cây cắt tươi chính là mặt hàng phát triển nhanh nhất về hiệu quả
kinh doanh. Nhu cầu tiêu thụ sản phẩm trái cây cắt tươi rất lớn do ích lợi của trái cây
mang lại và sự tiện lợi khi sử dụng. Tuy nhiên, ở Việt Nam việc phát triển sản phẩm thực
phẩm trái cây cắt tươi gặp nhiều trở ngại do thời gian sử dụng hạn chế, sự đa dạng của
mặt hàng trái cây chưa cao. Thực trạng này cho thấy hệ thống bảo quản, chế biến sau thu
hoạch tại nước ta chưa được quan tâm chú trọng, công nghệ chế biến tạo giá trị gia tăng
sản phẩm còn yếu. Muốn giải quyết được tình trạng này cần phải ứng dụng các công
nghệ bảo quản tiên tiến như hệ thống làm lạnh, bảo quản bằng khí ozone, bao gói biến
đối khí quyển, sử dụng màng phủ sinh học, tiệt trùng bằng tia UV,…
Trong những năm gần đây, phương pháp bảo quản trái cây bằng màng phủ sinh
học đã được nghiên cứu và ứng dụng, cho thấy nhiều tính năng ưu việt như thân thiện
với môi trường, khả năng an toàn, cũng như mang lại các giá trị dinh dưỡng khi sử dụng.
Tại Việt Nam, tình hình nghiên cứu về màng phủ sinh học như màng chitosan và màng
alginate mới chỉ dừng ở mức ứng dụng cho sản phẩm trái cây tươi mà chưa chú trọng
đến vấn đề về bảo quản trái cây chế biến tươi. Vì vậy, việc nghiên cứu về vấn đề sử dụng
màng phủ ăn được cho sản phẩm trái cây chế biến tươi là thật sự cần thiết lúc này.
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về màng phủ ăn được kéo dài

thời gian bảo quản cho sản phẩm trái cây cắt tươi. Nghiên cứu của Rojas và cộng sự
(2007) đã ứng dụng màng alginate hiệu quả trong bảo quản táo cắt tươi. Rosa (2008)
cũng ứng dụng thành công màng alginate trong bảo quản dưa hấu cắt tươi. Những thành
tựu này cho thấy màng phủ ăn được từ alginate đem lại hiệu quả cao cho bảo quản trái
cây cắt tươi.

1


Đồ án tốt nghiệp

Qua tìm hiểu về sự đa dạng hóa cho sản phẩm trái cây chế biến tươi, người thực
hiện đề tài nhận thấy tiềm năng kinh tế đem lại từ sản phẩm táo cắt tươi rất cao. Táo là
một loại trong những loại thương phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho sức khỏe của con
người và nhu cầu tiêu thụ táo rất lớn. Theo số liệu của Cục Bảo vệ thực vật thì từ đầu
năm 2015 đến nay, Việt Nam đã nhập khẩu khoảng 10229 tấn táo Mỹ, 3475 tấn táo New
Zealand và 2000 tấn táo từ Úc. Tuy nhiên, táo sau khi cắt rất dễ bị oxi hóa, biến đổi thành
phần dinh dưỡng, giảm giá trị cảm quan. Vì vậy, đề tài này xin nghiên cứu về vấn đề
“Khảo sát quá trình tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxy hóa ứng dụng trong bảo
quản táo cắt tươi”.
2.Mục đích nghiên cứu
Xác định các thông số và thành phần tạo màng phủ ăn được alginate kháng oxi
hóa ứng dụng trong bảo quản táo cắt tươi.
3.Nhiệm vụ nghiên cứu
 Khảo sát nồng độ alginate ảnh hưởng đến khả năng tạo màng phủ bảo quản táo
cắt tươi.
 Khảo sát nồng độ glycerol bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate.
 Khảo sát nồng độ chất kháng oxi hóa bổ sung vào dung dịch tạo màng alginate.
 Khảo sát khả năng kháng oxi hóa của các loại dung dịch tạo màng phủ alginate
thay đổi theo thời gian bảo quản.

4.Phương pháp nghiên cứu
 Đo hàm lượng tổng chất rắn hòa tan bằng brix kế.
 Độ hao hụt khối lượng tự nhiên xác định bằng cách cân khối lượng của mẫu trước
và sau quá trình bảo quản bằng cân kỹ thuật với 3 lần lặp lại (với độ chính xác
0,001 g).

2


Đồ án tốt nghiệp

 Định lượng đường khử trong mẫu bằng phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS).
 Hàm lượng polyphenol tổng bằng phương pháp Folin Denis.
 Số liệu nghiên cứu được xử lý phần mềm bằng Microsoft Excel và xử lý thống kê
bằng chương trình Statgraphics.
5.Các kết quả đạt được của đề tài
Sau khi tiến hành khảo sát các thí nghiệm, ghi nhận và xử lý dữ liệu, người thực
hiện đề tài rút ra được kết quả sau:
Màng phủ alginate khi bổ sung chất tạo dẻo glycerol và chất chống oxi hóa là acid
ascorbic sẽ tăng khả năng kháng oxi hóa cho sản phẩm táo cắt tươi, giúp giảm sự hóa
nâu bề mặt táo, hơn nữa độ hao hụt khối lượng và hàm lượng chất dinh dưỡng giảm ít
hơn nhiều so với phương pháp bảo quản thường. Thông số kỹ thuật để tạo màng phủ
alginate đạt hiệu quả cho bảo quản táo sau khi cắt:
-

Nhúng 1 lần vào dung dịch tạo màng alginate trong thời gian 1 phút

-

Nồng độ dung dịch alginate là 2%.

-

Nồng độ glycerol bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 1,5%.

-

Nồng độ acid ascorbic bổ sung vào dung dịch alginate 2% là 2,5%.

6.Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương
-

Chương 1: Tổng quan
Giới thiệu về màng phủ ăn được, tìm hiểu về alginate và nguyên liệu táo.

-

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Giới thiệu về đối tượng nghiên cứu, các phương pháp phân tích, bố trí thí nghiệm

và quy trình công nghệ.
3


Đồ án tốt nghiệp

-

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Thống kê, xử lý dữ liệu kết quả và đưa ra nhận xét.

-

Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Đưa ra kết luận và kiến nghị để hoàn thiện đề tài.

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Màng phủ ăn được [2], [8], [9], [11], [21], [29]
1.1.1.Lịch sử hình thành màng phủ ăn được
Trong suốt nhiều thế kỷ, màng phủ ăn được đã được sử dụng để bảo quản thực
phẩm và ngăn ngừa sự giảm ẩm.
Từ thế kỷ XII, người Trung Quốc đã sử dụng sáp nóng chảy bao bọc những loại
trái cây họ cam, quýt giúp chúng giảm hư hỏng trong quá trình vận chuyển từ miền Nam
đến miền Bắc để dâng cho Hoàng Đế.
Sau đó là ở Anh sử dụng mỡ hoặc sáp ong, gọi là “Larding” (Contrereas-Medellin
và Labuza, 1981) để kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm thịt. Phương pháp này cũng
được dùng để bảo quản trái cây, tuy giúp bảo vệ và ngăn chặn sự thất thoát nước, tạo lớp
trao đổi khí tự nhiên, nhưng nó lại làm giảm chất lượng của hoa quả.
Thế kỷ XIX, Mỹ sáng chế ra việc bảo quản các loại thịt khác nhau bằng gellatin
(Antoniewski et al., 2007).
Từ đầu cho đến giữa thế kỷ XX, màng phủ được làm bằng collagen được sử dụng
đển ngăn chặn sự mất nước và làm bóng cho các loại trái cây và rau quả (Baldwin, 1994).
Cho đến nay, những nghiên cứu và ứng dụng của màng phủ ăn vẫn đang ngày
càng phát triển đa dạng và phong phú hơn.

1.1.2.Phân loại màng phủ ăn được
Điều quan trọng khi bảo quản bằng màng phủ ăn được, là phải xem xét tính hiệu
quả của lớp phủ phụ thuộc vào loại vật liệu nào mà họ sử dụng, như polysaccharides,
protein và lipid (Martinez-Ferrer và các cộng sự.2005, Aguilar-Mendez và các cộng sự
- 2008, Brasil và các cộng sự, 2012 ).

5


Đồ án tốt nghiệp

1.1.2.1.Màng polysaccharide
Một số vật liệu polysaccharide như tinh bột và dẫn xuất của tinh bột, alginate, các
dẫn xuất cellulose, carrageenan, các loại gum từ thực vật và vi sinh vật khác nhau,
chitosan và pectin có tính chất và khả năng tạo màng (Nisperos Carriedo, 1994). Do tính
chất ưa nước nên màng polysaccharide thường có khả năng chắn hơi nước hạn chế. Tuy
nhiên, khi được áp dụng dưới dạng lớp phủ, dạng gel có hàm lượng cao, một số
polysaccharide có thể làm chậm quá trình mất ẩm của thực phẩm (Kester, 1999).
1.1.2.2.Màng protein
Màng được tạo ra từ các nguồn protein động vật và thực vật chẳng hạn như
collagen, gelatin, protein sữa, gluten lúa mì, protein đậu nành, zein ngô, và protein đậu
phộng gần đây đã được xem xét (Gennadios, 2003). Tương tự như màng polysaccharide,
màng protein có tính chất thấm hơi nước tương đối cao, gấp 2-4 lần so với các vật liệu
bao gói thông thường như: PE, PP, polyeste và PVC. Ngoài ra, màng protein còn có tính
cản O2 tốt trong các môi trường có độ ẩm tương đối thấp. Tuy nhiên khi lựa chọn protein
làm màng không chỉ chú trọng đến chức năng và tình trạng an toàn của nó, mà còn phải
quan tâm đến vấn đề một số người bị dị ứng với protein.
1.1.2.3.Màng lipid
Màng phủ thực phẩm bằng chất béo hay còn gọi là “larding” đã được sử dụng từ
thế kỷ XVI ở Anh (Labuza và Contrer, 1993). Các loại sáp như (sáp carnauba, sáp ong,

sáp paraffin) và các loại dầu (dầu khoáng, dầu thực vật) đã được sử dụng thương mại kể
từ năm 1930 như lớp phủ bảo vệ cho các loại trái cây tươi và rau quả (Baldwin, 2002).
Các lớp phủ sáp đã được chứng minh là có khả năng chống chuyền ẩm hơn so với hầu
hết các lipid khác hoặc màng phủ lipid không ăn được (Watters và Brekke, 1998). Tuy
nhiên, cũng như sáp, dầu, các vấn đề cần lưu ý của màng phủ ăn được từ lipid hiện nay

6


Đồ án tốt nghiệp

là độ dày và việc kiểm soát tính đồng nhất (bề mặt dầu mỡ, nứt) và cảm quan như hương
vị (ôi). (Guilbert, 2000).
1.1.3.Phương pháp tạo màng phủ ăn được [11], [14], [29], [30]
Có nhiều cách để tạo màng phủ ăn được như quét, phun hoặc nhúng.
Quét phương pháp này thích hợp cho trái cây còn nguyên, sử dụng cọ quét nhúng
vào dung dịch dùng để tạo màng rồi phủ lên bề mặt thực phẩm được bảo quản.

Hình 1.1 Phương pháp phủ quét
Phun phủ quay là một phương pháp được sử dụng bởi cả hai ngành công nghiệp
dược phẩm, bánh kẹo, sản phẩm sẽ được đặt trong một chảo quay lớn. Các dung dịch
hình thành lớp phủ được nhỏ giọt hoặc phun vào luân phiên chảo quay, theo đó các sản
phẩm được hình lớp phủ trên bề mặt của vật liệu thực phẩm hoặc dược phẩm. Lớp phủ
được làm khô trong điều kiện không khí hoặc môi trường xung quanh ở nhiệt độ cao
(Minifie 1989). Phương pháp này thường được sử dụng cho lớp phủ kẹo, các loại hạt và
một số loại trái cây chế biến được đặc trưng bởi một mịn. Công nghệ này liên quan đến
một chảo bằng thép không gỉ được khép kín và đục dọc theo các mặt bên. Các lớp phủ
được phân phối bởi một máy bơm để phun vào chảo. Phun phủ quay là một quá trình tạo
màng phủ chậm, tốc độ quay của chảo dựa theo đường kính của chảo quay.

7


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.2 Phương pháp phun phủ quay
Phương pháp phun băng chuyền được sử dụng để có một lớp phủ đồng nhất trên
bề mặt thực phẩm, phương pháp này dễ kiểm soát hơn so với phủ quét hoặc phủ kiểu
tầng sôi. Người ta ứng dụng phương pháp này cho việc phủ nhiều lớp. Phun phủ băng
chuyền sử dụng cho các sản phẩm có diện tích bề mặt lớn (Dangaran và các đồng sự,
2009). Tuy nhiên, phương pháp phun không thích hợp cho dung dịch tạo màng có độ
nhớt cao.

Hình 1.3 Phương pháp phun băng chuyền
Nhúng là phương pháp có thể hình thành lớp phủ ăn được trên bề mặt của thực
phẩm tốt nhất, phù hợp cho các đối tượng thực phẩm không đều hình. Lớp phủ theo cách

8


Đồ án tốt nghiệp

này mỏng hơn so với các phương pháp khác và có thể nhúng nhiều lần để đảm bảo quá
trình bảo quản (Krochta và các đồng sự, 1994).

Hình 1.4 Phương pháp nhúng
1.2.Giới thiệu sơ lược về Alginate
1.2.1.Nguồn gốc của Alginate [1], [4], [5], [31]
Alginate là polysaccharide tự nhiên được sản xuất bởi tảo nâu (Painter, 1983) và
vi khuẩn (Gorin và Spencer, 1966; Govan et al 1981). Năm 1881, nhà hóa học người

Anh E.C.C Stanford đã chiết xuất được alginate lần đầu tiên ở tảo nâu (Phaeophyceae)
dưới dạng muối canxi, magie, natri của alginic acid (Haug và Smidsrod, 1967). Sự hiện
diện của alginate cung cấp độ bền cơ học và tính linh hoạt của rong biển trong môi trường
nước, giúp nó thích nghi với các tác động của dòng chảy (Donati và Paoletti, 2009).
Năm 1923, F.C Thernley đã tiến hành chiết rút Alginate thô ở Orkney và từ đó
công nghệ sản xuất Alginate ra đời.
Năm 1943, alginate trở thành một phụ gia quan trọng dùng trong thực phẩm (Ví
dụ: chất ổn định kem). Năm 1944, propyleneglycol alginate (PGA) được phát triển và
sản xuất thương mại.
9


Đồ án tốt nghiệp

Cho đến nay, tất cả các alginate thương mại có sẵn đã được chiết xuất từ tảo nâu,
chủ yếu là từ Laminaria hyperborea, macrocystis pyrifera, Laminaria digitata,
Ascophyllum nodosum, Laminaria japonica, Ecklonia maxima, Lessonia nigrescens, và
Durvillaea antarctica. Các thành phần của alginate trong tảo biển khác nhau thay đổi
theo điều kiện thời tiết và sự tăng trưởng, cũng như trong các bộ phận khác nhau của cây
(Andresen et al 1977;. Indergaard và skjåk-Bræk 1987). Biến đổi trong thành phần này
xuất phát từ những yêu cầu khác nhau, tính chất cơ học của các nhà máy. Hiện đã có 17
nhà máy tại 9 nước sản xuất Alginate bao gồm: Na Uy, Pháp, Nhật, Canada, Tây Ban
Nha, Chile, Nga và Ấn độ. Có 2 công ty sản xuất lớn : Kelco company ( Mỹ) và một
công ty của Anh chiếm 70 % sản lượng thế giới. Trung quốc là nước đang nổi lên rất
mạnh về lĩnh vực rong biển.
1.2.2.Cấu trúc hóa học [6], [28], [32], [33], [34]
Alginate là một polymer được tạo thành từ β-D-mannuronic acid (M) và α-Lguluronicacid (G) theo liên kết 1,4- glucoside. Hai công thức chỉ khác nhau ở nhóm
carboxyl (-COOH), ở β-D-mannuronic acid (M) nhóm carboxyl nằm trên mặt phẳng
vòng pyranose và ở guluronicacid (G) thì ngược lại. Hai gốc acid này có cấu tạo dạng
ghế nhưng cấu hình khác nhau. Acid mannuric có cấu hình 4C1, còn ở acid guluronic có

cấu hình 1C4.

Hình 1.5 Hai loại acid uronic tạo thành alginate
10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.6 Công thức cấu tạo của alginate
Ở alginate ta có thể thấy được các loại liên kết của M và G như: khối M (MMM),
khối G (GGG), khối M xen kẽ G (MGM). Độ bền vững của các khối gia tăng theo trật
tự MG < MM < GG. Tùy theo nguồn gốc của alginate mà độ dài trung bình của mạch
phân tử, độ dài của mỗi khối, tỷ lệ và trình tự kết hợp của chúng với nhau khác nhau.
Điều này làm cho tính chất của alginate biến đổi trong một dải rộng.

Hình 1.7 Khối M (MMM)

Hình 1.8 Khối G (GGG)

Hình 1.9 Khối M xen kẽ khối G (MGM)

11