THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VẬT LIỆU SINH HỌC ĐỂ TẠO TÚI DẦU SA TẾ CHO SẢN PHẨM MÌ ĂN LIỀN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
---o0o---

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VẬT LIỆU SINH HỌC ĐỂ TẠO
TÚI DẦU SA TẾ CHO SẢN PHẨM MÌ ĂN LIỀN

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Huyền Trang
Ngành: Bảo Quản Và Chế biến Nông Sản Thực Phẩm
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 08/2010


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ Thực
Phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm TPHCM đã cung cấp cho em những kiến thức cơ
bản, bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện thành công đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Minh Xuân Hồng, người trực tiếp giúp đỡ,
hướng dẫn tận tình em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình em, các bạn trong lớp đã nhiệt tình giúp đỡ,
động viên em vượt qua những khó khăn trong quá trình làm đề tài.
Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2010

Nguyễn Thị Huyền Trang.

i

TÓM TẮT

Đề tài “Thử nghiệm ứng dụng chitosan, gelatin và tinh bột để tạo túi đựng
dầu sa tế cho sản phẩm mì ăn liền” được tiến hành từ ngày 30/03/2010 đến
30/07/2010 tại phòng thí nghiệm Hóa Sinh và phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm- khoa
Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Mục tiêu của đề tài là nhằm phát triển một dạng bao bì ăn được, ứng dụng trong gói
dầu sa tế của các sản phẩm mì ăn liền tại Việt Nam. Nhiều loại vật liệu đã được thử
nghiệm, các tính chất chức năng của màng như khả năng hòa tan trong nước nóng, khả
năng hàn nhiệt, tính chất cơ học, tính thấm hơi nước của màng đã được chú trọng
nghiên cứu. Kết quả nhận thấy màng tạo ra từ 0,5% chitosan, 4% gelatin và 0,5% tinh
bột được lựa chọn vì có nhiều ưu điểm như:
 Tính tan tốt (80,103%)
 Có tinh chất cơ học tốt (32,859 MPa)
 Khả năng hàn nhiệt cao (16,803 MPa)
 Độ thấm hơi nước thấp 1,4478 (10-10g.m-1.s-1.pa-1)
Ngoài ra để đánh giá khả năng bảo quản dầu của màng cũng được nghiên cứu, các
gói dầu sa tế được bảo quản trong những điều kiện khác nhau. Sau bảo quản 30 ngày
chỉ số peroxide được xác định để đánh giá khả năng chống oxi hóa của màng. Kết quả
cho thấy chỉ số peroxide của dầu sa tế sau 4 tuần bảo quản vẫn thấp hơn giá trị khuyến
cáo, đặc biệt rất thấp đối với dầu sa tế khi bảo quản trong các bao PE có tráng bạc
(1,5076). Như vậy khả năng chống oxi hoá dầu của các bao bì sinh học này là rất cao.
Ngoài ra, sau 30 ngày bảo quản thì các gói dầu bảo quản trong điều kiện tiếp xúc với
môi trường không khí bắt đầu có hiện tượng rỉ dầu nhưng đối với những gói sa tế bảo
quản trong các bao PE và bao PE có tráng bạc vẫn có trạng thái như ban đầu trước khi
cho vào bảo quản.

ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
TÓM TẮT.............................................................................................................................ii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................................vi
Chương 1 .............................................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề............................................................................................................... 1
1.2 Mục tiêu đề tài ........................................................................................................ 1
1.3 Yêu cầu của đề tài .................................................................................................. 2
1.4. Giới hạn của đề tài ................................................................................................ 2
Chương 2 .............................................................................................................................. 3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................................... 3
2.1 Tổng quan về bao bì ăn được ................................................................................. 3
2.1.1 Vai trò của bao bì ăn được .................................................................................. 3
2.1.2 Ưu điểm của bao bì ăn được ............................................................................... 3
2.1.3 Yêu cầu của bao bì ăn được ................................................................................ 3
2.1.4 Tính chất của bao bì ăn được .............................................................................. 4
2.1.4.1 Tính chất cơ học ............................................................................................... 4
2.1.4.2 Tính chất hòa tan trong nước nóng và chất béo ............................................... 4
2.1.4.3 Tính thấm khí và thấm hơi nước của màng...................................................... 4
2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bao bì ăn được..................................... 7
2.1.6 Tổng quan về chitosan, gelatin, tinh bột ............................................................. 8
2.2. Tổng quan về quá trình oxi hóa dầu .................................................................... 11
2.2.1 Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid trong dầu ........................................................... 11
2.2.2 Các biện pháp ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid ............................................. 12

2.3 Một nghiên cứu về màng hỗn hợp ăn được. ................................................................. 13
2.3.1 Màng hỗn hợp chitosan và tinh bột ........................................................................... 13
iii


2.3.2 Màng hỗn hợp và màng kép tạo thành từ chitosan và gelatin ................................... 13
2.3.3 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột .............................................................. 14
Chương 3 ........................................................................................................................... 16
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................. 15
3.1 Thời gian địa điểm ................................................................................................ 15
3.2 Vật liệu tạo màng .................................................................................................. 15
3.3 Phương pháp thí nghiệm ....................................................................................... 16
3.3.1 Phương pháp tạo màng ....................................................................................... 16
3.3.2 Phương pháp phân tích tính chất cơ bản của màng............................................ 18
3.3.3. Đánh giá mức độ oxy hoá dầu........................................................................... 21
3.3.4 Bố trí thí nghiệm ................................................................................................ 22
Chương 4 ........................................................................................................................... 24
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................... 24
4.1 Nồng độ chitosan và gelatin thích hợp để tạo màng hỗn hợp ............................... 24
4.1.1 Độ dày màng hỗn hợp chitosan và gelatin ......................................................... 24
4.1.2 Khả năng hoà tan trong nước nóng của màng hỗn hợp chitosan và gelatin ...... 25
4.1.3 Tính chất cơ học của màng ................................................................................ 26
4.1.4 Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp. ............................................................. 29
4.1.5 Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp ............................................................. 30
4.2 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột. ......................................................... 32
4.2.1 Độ dày màng hỗn hợp ........................................................................................ 32
4.2.2 Độ tan của màng hỗn hợp trong nước nóng ....................................................... 32
4.2.3 Tính chất cơ học của màng hỗn hợp .................................................................. 33
4.2.4 Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp. ............................................................. 34
4.2.5 Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp ............................................................. 35

4.3 Kết quản bảo quản dầu sa tế bằng màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột. .. 36
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ......................................................................................... 39
5.1 Kết luận ................................................................................................................. 39
5.2 Đề nghị .................................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 41
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 44
iv


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan ............................................................ 8
Hình 2.2: Công thức cấu tạo của amylose (A), amylopectin (B) ...................................... 10
Hình 2.3: Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid (Cheftel, 1992) .................................................. 11
Hình 3.1: Quy trình tạo màng hỗn hợp chitosan, gelatin, tinh bột .................................... 17
Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý đo độ thấm hơi nước theo phương pháp đo trọng lượng........ 20
Hình 4.1: Hình gói dầu sa tế trước khi để bảo quản trong điều kiện tiếp xúc trực tiếp
với môi trường không khí. .................................................................................................. 37
Hình 4.2: Hình gói dầu sa tế sẽ được bảo quản trong bao PE. .......................................... 37
Hình 4.3: Hình gói dầu sa tế sẽ được bảo quản trong bao PE có tráng bạc ở trong. ......... 38
Hình 4.4: Hình gói dầu sa tế sau khi bảo quản 1 tháng trong điều kiện tiếp xúc trực
tiếp với môi trường không khí (Bắt đầu có hiện tượng rỉ dầu). ......................................... 38

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tính thấm oxy của một số loại màng .................................................................. 4
Bảng 2.2: Khả năng thấm khí chọn lọc của một số loại màng (CO2/O2) ............................. 5
Bảng 2.3: Khả năng thấm hơi nước của một số loại màng .................................................. 5
Bảng 2.4: Tính thấm hơi nước của màng làm từ protein ..................................................... 6

Bảng 2.5: Tính thấm hơi nước của màng làm từ polysaccharide ........................................ 5
Bảng 2.6: Tính thấm hơi nước của màng làm từ chất kỵ nước ........................................... 6
Bảng 2.7: Chỉ số peroxide của một số loại dầu: ................................................................ 12
Bảng 3.1: Lượng muối và nước dùng để chuẩn bị các dung dịch muối bão hòa và hoạt
độ của nó ............................................................................................................................. 21
Bảng 4.1:Độ dày của màng ................................................................................................ 24
Bảng 4.2: Độ hoà tan (%) của màng .................................................................................. 25
Bảng 4.3: Khả năng chịu lực kéo đứt của màng ................................................................ 26
Bảng 4.4: Phần trăm độ biến dạng của màng .................................................................... 27
Bảng 4.5: Khả năng chịu lực kéo đứt tại mối hàn của các màng hỗn hợp ........................ 29
Bảng 4.6: Tính thấm hơi nước của màng hỗn hợp và màng LDPE................................... 30
Bảng 4.7: Độ dày của màng hỗn hợp................................................................................. 32
Bảng 4.8: Độ tan của màng hỗn hợp.................................................................................. 32
Bảng 4.9: Tính chất cơ học của màng hỗn hợp ................................................................. 33
Bảng 4.10: Phần trăm độ biến dạng của màng hỗn hợp .................................................... 34
Bảng 4.11: Khả năng hàn nhiệt của màng hỗn hợp. .......................................................... 34
Bảng 4.12: Tính thấm hơi nước của màng có bổ sung thêm tinh bột ................................ 35
Bảng 4.13: Chỉ số peroxide của dầu sa tế trong các bao bì khác nhau sau 1 tháng bảo
quản. ................................................................................................................................... 36

vi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, rác nhựa đã trở thành vấn nạn của toàn cầu. Nhiều nước đã có quyết định
hạn chế sử dụng bao bì nhựa, nhiều nơi đã bắt đầu đánh thuế nặng vào người sử dụng,
sản xuất bao bì bằng plastic. Vì vậy, nghiên cứu sản xuất bao bì thân thiện với môi
trường đang được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm. Ngày nay với sự

phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ thực phẩm. Đặc biệt là lĩnh vực thực phẩm
ăn nhanh với những sản phẩm rất phong phú và đa dạng cả về mẫu mã lẫn chủng loại.
Trong đó ta không thể không nhắc đến một sản phẩm rất tiện dụng đó là sản phẩm “Mì
ăn liền” được người tiêu dùng ưa chuộng với những ưu điểm sau: giá rẻ, tiện dụng, có
giá trị dinh dưỡng. Ngoài những ưu điểm trên thì sản phẩm này vẫn còn một số bất
tiện sau: gia vị của gói mì được đóng gói trong gói plastic nhỏ. Điều này dẫn đến
người tiêu dùng khi sử dụng phải sử dụng dao kéo để cắt làm dơ tay, gây vung vãi
khắp nơi cũng gây bất tiện cho người tiêu dùng Ta nhận thấy sản phẩm “Mì ăn liền”
rất tiện dụng nhưng giá trị sử dụng của sản phẩm sẽ tăng lên nhiều nếu gói dầu sa tế
trong gói mì tôm được thay bằng loại màng bao ăn được tự tan. Loại màng bao vừa
tiện dụng cho người tiêu dùng vừa góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Vì lý do đó, đồng thời được sự chấp thuận của Ban Chủ Nhiệm Khoa Công Nghệ
Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, cùng với sự hướng
dẫn của cô Nguyễn Minh Xuân Hồng chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thử
nghiệm ứng dụng vật liệu sinh học để tạo túi đựng sa tế cho sản phẩm mì ăn
liền”.
1.2 Mục tiêu đề tài
Tạo ra màng có 2 tính chất sau:
 Màng ăn được tan trong nước nóng
 Có tính chất cơ học và khả năng hàn nhiệt phù hợp yêu cầu của gói sa tế
1


1.3 Yêu cầu của đề tài
Xác định được công thức tạo màng chitosan, gelatin và tinh bột để đáp ứng
được 2 tính chất nêu trên trong việc tạo túi dầu sa tế tự tan.
1.4. Giới hạn của đề tài
 Các thí nghiệm của đề tài chỉ được thực hiện ở quy mô, điều kiện phòng thi
nghiệm.
 Thời gian làm đề tài có giới hạn nên thời gian theo dõi khả năng bảo quản của

túi gia vị chỉ được thực hiện trong một thời gian nhất định.

2


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về bao bì ăn được
2.1.1 Vai trò của bao bì ăn được
 Bao phủ toàn bộ sản phẩm, có chức năng là màng bảo vệ, chống lại các tác
nhân gây hư hỏng: vi sinh vật, quá trình trao đổi chất với môi trường, các tác nhân cơ
học,… bảo vệ các tính chất cảm quan nhất là các hợp chất tạo hương.
 Là hàng rào cản khí (CO2, O2, N2): bảo vệ các sản phẩm nhạy cảm với O2 ,
hạn chế sự oxy hóa và trở mùi của chất béo, hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển.
 Là hàng rào cản hơi nước: ngăn cản sự mất hơi nước của bề mặt sản phẩm có độ
ẩm cao như sản phẩm đông lạnh, hạn chế sự hút nước của các sản phẩm khô…
 Màng hoạt tính: màng ăn được kết hợp các chất mùi, chất kháng khuẩn, chất
chống oxy hóa và các chất màu.
2.1.2 Ưu điểm của bao bì ăn được
So với màng plastic theo Guilbert (1989) bao bì ăn được có rất nhiều ưu điểm
như: có thể ăn cùng với thực phẩm, cải thiện tính chất cảm quan dinh dưỡng của thực
phẩm, làm chậm sự trao đổi ẩm, trao đổi khí O2, CO2 cũng như sự biến đổi của các
thành phần chất béo, chất hoà tan, vitamin có trong bản chất nguyên liệu và hạn chế ô
nhiễm môi trường…Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm trên thì màng bao ăn được
cũng tồn tại nhiều khuyết điểm làm tính ứng dụng của nó bị hạn chế như: tính chất cơ
học, khả năng chịu lực, khả năng hàn nhiệt chưa cao, sự thấm hơi nước lớn dẫn đến dễ
thay đổi tính chất màng trong quá trình bảo quản.
2.1.3 Yêu cầu của bao bì ăn được
Chính những ưu và khuyết điểm trên của bao bì ăn được mà theo chúng tối
nghiên cứu, để bao bì ăn được có thể ứng dụng rộng rãi hơn thì nó cần đạt được những

yêu cầu sau:
 Hòa tan trong nước nóng hay trong thực phẩm khi nấu.
 Tính chất cảm quan tốt, có cùng bản chất với thực phẩm.
3


 Độ bền cơ học cao có thể chống lại những tác động trong quá trình sản xuất.
 Tính ổn định tốt (hóa học hay hóa sinh).
 Kĩ thuật tạo màng đơn giản.
 Không chứa độc tố.
 Màng thực phẩm phù hợp với qui định cho phép áp dụng trên thực phẩm.
 Tính hàn nhiệt và dính tốt trên bề mặt thực phẩm.
2.1.4 Tính chất của bao bì ăn được
2.1.4.1 Tính chất cơ học
Tính chất cơ học của màng ăn được thường được đánh giá qua khả năng chịu
lực kéo hoặc lực xuyên thủng (Cuq và ctv, 1996). Nó tùy thuộc vào loại nguyên liệu
tạo màng, các điều kiện tạo màng và vật liệu sử dụng (Guilbert và Cuq, 1997). Tính
bền cơ học của màng ăn được thường thấp hơn màng PE hay Polyester.
2.1.4.2 Tính chất hòa tan trong nước nóng và chất béo
Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu tạo thành mà màng có thể tan hoặc không
tan trong nước hay trong chất béo.
2.1.4.3 Tính thấm khí và thấm hơi nước của màng
- Tính thấm khí của một số loại màng được thể hiện ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1: Tính thấm oxy của một số loại màng
Màng
LDPE
HPDE
Tinh bột
MC/HPMC và sáp ong
Sáp ong và C18-C16

Gluten và glycerol
Acetostearine
Cellophane

Nhiệt độ
(oC)
25
25
24
25
25
23
26
25

Độ dày
(m)
0,025
0,025
0,79
0,051
0,045
0,410
0,17
0,17

Khả năng thấm oxy
(1012g.cm/cm2.s.mmH)
0,500
0,125

0,420
0,021
0,007
0,016
0,030
0,001
(Nguồn: Gontard, 1994)

Các màng polymer tổng hợp thường thấm khí cao hơn so với màng biopolymer
(Guilbert và ctv, 1994). Đặc tính này là ưu điểm của màng bao ăn được thích hợp cho
bảo quản các loại sản phẩm nhiều dầu mỡ và rau quả tươi tránh bị oxy hóa. Ngoài ra
một số loại màng còn có khả năng thấm khí chọn lọc (O2/CO2) giúp hiệu chỉnh được
4


phần nào không khí bao quanh sản phẩm. Tính thấm khí chọn lọc của một số loại
màng được thể hiên qua Bảng 2.2.
Bảng 2.2: Khả năng thấm khí chọn lọc của một số loại màng (CO2/O2)
Màng
Polypropylene
Polyamide
Povinylchloride
Chitosan
HPC và PEG
Pectin

Nhiệt độ (oC)
23
23
23

25
25
25

Hệ số (CO2/O2)
4,0
4,2
5,8
17,0
40,6
16

(Nguồn: Gontard và ctv, 1994)
- Tính thấm hơi nước:
Đặc tính cản hơi nước của màng phụ thuộc nhiều vào điều kiện nhiệt độ, ẩm độ
môi trường bảo quản cũng như độ dày màng.
Bảng 2.3: Khả năng thấm hơi nước của một số loại màng
Màng
Sodium
casenate
Hỗn hợp
casein- gelatin
MC
HPC
HPMC
LDPE

Khả năng thấm hơi nước Nhiệt độ Độ dày (*103)
(10-12mol.m.m-2.s-1.Pa-1) (oC)
24,70

25
-

ΔRH (%)
100-00

34,40

30

0,250

62-22

5,23
2,89
5,96
0,0482

30
30
27
38

0,075
0,075
0,019
0,025

11-00

11-00
85-00
95-00

(Nguồn: Gontard và ctv, 1994)
Bảng 2.4: Tính thấm hơi nước của màng làm từ protein
Thành phần
Lactoserum
+
glycerol
Zeine + glycerol
Gluten+ glycerol
Protein đậu nành
Ovalbumine
+
glycerol

Nhiệt độ
(oC)

ΔRH
(%)

PVE
(10 g.m-1.s-1.pa-1)

25

0 - 100

143

21
25
25
25

0 - 85
0 - 100
50 - 74
50 - 70

8,9 – 13,3
44 – 13,2
104,4
296

-11

5

Tài liệu tham khảo
McHug và ctv, 1993
Park và chinnan, 1990
Gontard và ctv, 1992
Gennadios và ctv, 1993
Gennadios và ctv, 1993


Bảng 2.5: Tính thấm hơi nước của màng làm từ polysaccharide

Nhiệt độ
(oC)

ΔRH (%)

PVE
(10 g.m-1.s-1.pa-1)

Tài liệu tham khảo

Methylcellulose
(MC)

25

0 - 52

8,7 - 14

Greener-Donhowe
và Fennema, 1993

MC + glycerol

25

0–5

16

Greener-Donhowe,
1993

Alginate +
glycerol

30

0 – 100

3,3

Greener-Donhowe,
1993

Chitosan +
glycerol

25

0 – 11

0,21

Butler, 1996

Amylose +
glycerol

25

50 – 85

119

Rindlow- Westling
và ctv, 1998

Amylopectine +
glycerol

25

50 – 85

143

Rindlow- Westling
và ctv, 1998

Tinh bột bắp

25

0 – 90

7,8

Rindlow- Westling
và ctv, 1998

Tinh bột khoai tây
+ glycerol

25

0- 90

15,1

Rindlow- Westling
và ctv, 1998

Thành phần

-11

Bảng 2.6: Tính thấm hơi nước của màng làm từ chất kỵ nước
Nhiệt độ
(oC)

ΔRH (%)

PVE
(10 g.m-1.s-1.pa-1)

Tài liệu tham khảo

Sáp parafine

25

0 - 100

0,02

Lovegen và Feugen,
1954

Sáp ong

25

0 - 100

0,06

Greener-Donhowe
và Fennema, 1993

Acid sterique

23

12 - 56

0,22

Koelsch và Labuza,
1992

Dầu cọ hydrogen
hóa

25

0 - 85

227

Lovegen và Feugen,
1954

Dầu đậu phộng
hydrogen hóa

25

0 - 100

390

Lovegen và Feugen,
1954

Thành phần

6

-11

2.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của bao bì ăn được
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Theo Rogers (1985), khả năng hấp thu của khí giảm khi nhiệt độ tăng, trong khi
khả năng khuếch tán lại tăng theo nhiệt độ. Do đó tùy thuộc vào điều kiện động học và
nhiệt động học mà tính thấm khí của màng sẽ tăng hay giảm khi nhiệt độ thay đổi. Tuy
nhiên, Kester và Fennema (1989) cho rằng có sự gia tăng khả năng khuếch tán khi
nhiệt độ giảm trong trường hợp màng keo nước chẳng hạn như màng protein. Tóm lại,
nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của màng.
 Ảnh hưởng của ẩm độ tương đối và chênh lệch ẩm độ giữa hai bề mặt màng
Độ ẩm tương đối của môi trường không khí ảnh hưởng rất lớn tính chất của
màng. Quá trình di chuyển hơi nước qua màng chủ yếu là do sự chênh lệch áp suất
riêng phần giữa hai bề mặt màng mà ẩm độ thay đổi sẽ làm cho chênh lệch áp suất
riêng phần thay đổi. Debeaufort và cộng sự (1994) đã chỉ ra rằng hệ số trao đổi hơi
nước của màng methylcellulose sẽ tăng theo sự gia tăng của áp suất riêng phần ở cùng
một nhiệt độ, nhưng khi ẩm độ tăng thì ảnh hưởng của chêch lệch áp suất cũng tăng.
Sự chênh lệch ẩm độ không khí còn ảnh hưởng đến tính thấm khí của màng.
McHugh và Krockta (1994) chỉ ra rằng sự sự trao đổi O2 qua màng protein lactoserum
và glycerol sẽ tăng mạnh khi ẩm độ tăng, điều này cũng xảy ra khi tăng nồng độ chất
tạo dẻo đặc biệt với glycerol.
 Tính chất của nguyên liệu tạo màng
Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu tạo màng mà mỗi loại màng có tính chất
hoàn toàn khác nhau. Theo Hernandez (1994) màng được tạo thành từ lipid thì có tính
cản nước tốt và có thể mang được các phụ gia trong dầu. Tuy nhiên, loại màng này
thường có những nhược điểm như dễ bị oxy hóa, giòn và bị ôi. Khác hẳn với màng
lipid do có tính háo nước của các phân tử tạo màng như protein và polysaccharide nên
hơi nước rất dễ vận chuyển qua màng này và tính cản hơi nước tương đối kém
(Nisperos Corriedo, 1994). Ngược lại, màng này lại có khả năng cản chất béo rất tốt.
Vì vậy, chúng được sử dụng để hạn chế quá trình oxy hóa của một số thực phẩm.

Chính vì vậy để khắc phục những nhược điểm trên người ta thường kết hợp các loại
nguyên liệu khác nhau để tạo ra được màng có tính chất phù hợp với mục đích sử
dụng.
7


 Ảnh hưởng của chất tạo dẻo
Chất tạo dẻo được bổ sung vào trong quá trình tạo màng để làm tăng tính dẻo
dai của màng, nó được xem như một chất phụ gia. Khi tăng hàm lượng chất tạo dẻo
tính thấm của màng và tính tan của màng tăng lên. Ngoài ra, loại chất tạo dẻo cũng ảnh
hưởng đến tính chất của màng (Debeaufort và ctv, 1994).
Tính chất của màng ăn được chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố. Chính vì vậy
mà màng ăn được không được sử dụng phổ biến như màng plastic.
2.1.6 Tổng quan về chitosan, gelatin, tinh bột
 Chitosan: tên khoa học: Poly(1-4)-2-amino-2-deoxy-ß-D-glucose
Công thức phân tử: [C6H11O4N]n
Phân tử lượng : Mchitosan =(161,07)n

Hình 2.1: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan
(Nguồn: Arai và ctv, 1968).
Chitosan là chất xơ có nguồn gốc động vật, tiền chất của nó là chitin. Chitin có
cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N-Acetyl-ß-D-glucosamin liên
kết với nhau bởi liên kết ß-(1-4) glucoside (Lê Tuấn Tú, 2003).
Chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi các cầu
nối cộng hóa trị với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác, tạo thành một
hợp chất ổn định với các chất oxy hóa (Arai và ctv, 1968). Chitin ổn định với các chất
oxy hóa mạnh như thuốc tím (KMNO4); oxy già (H2O2); nước javel (NaOCl – NaCl),
lợi dụng tính chất này mà người ta dùng các chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin.

8

Chitosan được sản xuất bằng phản ứng deacetyl hóa chitin, biến đổi nhóm Nacetyl thành nhóm amin ở vị trí C2. Khi đun nóng trong dung dịch NaOH đậm đặc (4050%), ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan.
Do quá trình deacetyl hóa không bao giờ hoàn toàn nên người ta quy ước nếu
độ deacetyl (DD) > 50% thì gọi là chitosan, nếu (DD) < 50% thì gọi là chitin.
Chitosan có độ deacetyl, trọng lượng phân tử khác nhau thì sẽ có đặc tính chức năng
khác nhau.
Chitosan có màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy,
không mùi, không vị, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311 oC. Chitosan có tính kiềm nhẹ,
không tan trong nước, trong kiềm nhưng hòa tan được trong dung dịch acid hữu cơ
loãng như: acid acetic, acid fomic, acid lactic, tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt.
Chitosan hòa tan trong dung dịch acid acetic 1,5 %. Chitosan có nhiều tính năng công
nghệ và sinh lý học có ích trong thực phẩm nhờ các đặc tính chức năng của nó (Arai
và ctv, 1968).
Chitosan có khả năng ngăn cản hoạt động của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm
men, nấm mốc. Mức độ ngăn cản phụ thuộc vào loại chitosan và nồng độ chitosan
(Sagoo và ctv, 2002; No và ctv, 2002). Ngoài ra, chitosan còn có khả năng tạo màng
bao, có tính chất của màng bán thấm. Chitosan còn có các đặc tính khác như khả năng
tạo nhũ, khả năng chống oxy hóa, như một chất điều chỉnh độ chắc, là chất đông tụ
được dùng trong lọc nước, trong nước ép trái cây… Khi sử dụng trong thực phẩm nó
có tác dụng ngăn cản không khí và ẩm. Hiện nay chúng được dùng để ngăn cản sự
chuyển màu và giảm sự thoát hơi nước của trái cây và rau quả (Arai và ctv, 2002). Về
sinh lý học, chức năng chính của chitosan là như một chất xơ giúp giảm sự hấp thụ
lipid trong ruột, làm giảm cholesterol và giảm trọng lượng cơ thể một cách đáng kể.
 Gelatin
Gelatin là sản phẩm của quá trình thủy phân một phần collagen. Collagen có
cấu tạo màng và những sợi nhỏ, là cấu trúc một bộ phận trong mô động vật, tồn tại
trong mô, xương và mô liên kết. Gelatin là một chuỗi hỗn hợp những amino acid như
glycine, proline và hydroxyproline (Ross, 1987). Gelatin nóng chảy ở 35 – 40 oC và
tạo gel khi dung dịch được làm lạnh, đó là tính thuận nghịch nhiệt của gelatin (RossMurphy, 1992). Màng gelatin có thể được tạo ra từ 20-30% gelatin, 10-30% chất tạo

9


dẻo và 40-70% nước sau đó đổ màng và đem đi sấy khô (Guilbert, 1986). Gelatin được
sử dụng như màng bao những thực phẩm có độ ẩm thấp cũng như thực phẩm có nhiều
dầu mỡ và dược phẩm. Nó có tác dụng ngăn cản ánh sáng và oxy (Gennadios et al.,
1994). Ngoài ra, màng gelatin còn được ứng dụng trên thịt để giảm sự xâm nhập của
oxy, độ ẩm (Gennadios et al., 1994).
 Tinh bột
Là một hợp chất hữu cơ được cấu tạo bởi những phân tử glucose. Hầu hết tinh
bột đều bao gồm hai loại: chuỗi phân tử không phân nhánh, mạch thẳng là amylose và
phân nhánh là amylopectin (Rodriguez et al., 2006).

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của amylose (A), amylopectin (B)
(Nguồn :Whistler and Daniel, 1985)
Tinh bột thường được sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Nó đã được sử dụng
để sản xuất ra màng tự phân huỷ để thay thế bao bì plastic một phần hoặc hoàn toàn
bởi vì giá rẻ, có khả năng làm mới lại và cũng vì một vài đặc tính tốt của tinh bột (Xu
et al., 2005). Tinh bột với hàm lượng cao amylose như tinh bột bắp là một nguồn
nguyên liệu tốt cho việc tạo màng, màng tinh bột có thể tạo thành từ dung dịch
amylose và sấy khô. Tinh bột bắp thông thường bao gồm 25% amylose và 75%
10


amylopectin. Với một số loại bắp đột biến hàm lượng amylose có thể lên tới 85%
(Whistler and Daniel, 1985). Theo báo cáo của Mark et al. (1966) những màng sản
xuất từ tinh bột bắp 71% amylose không phát hiện thấy sự thấm oxy ở RH < 100%.
Điều này đúng cả khi có hoặc không có chất tạo dẻo. Kết quả này đã mở ra những phát
hiện tiếp theo đó là khi ta thêm chất tạo dẻo vào sẽ làm tăng tính thấm khí của màng
(Banker et al., 2000).

2.2. Tổng quan về quá trình oxi hóa dầu
2.2.1 Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid trong dầu
Quá trình oxy hóa dầu thường được chia làm 3 giai đoạn trong Hình 2.3.

Hình 2.3: Sơ đồ phản ứng oxy hóa lipid (Cheftel, 1992)
Phản ứng mở đầu sẽ tạo ra các gốc tự do từ các acide béo không bão hòa hay
các peroxide.
Phản ứng lan truyền xảy ra khi có sự tích lũy một lượng peroxide nhất định và
tiếp tục các quá trình oxy hóa thông qua phản ứng với gốc tự do. Trong phản ứng kết
thúc, các gốc tự do sẽ kết hợp với nhau để tạo lên các aldehyde và các cetone nhẹ, dễ
bay hơi và là nguyên nhân gây ra mùi ôi. Trừ giai đoạn đầu của quá trình oxy hóa, cả 3
giai đoạn đều diễn ra đồng thời với nhau.
11


Bảng 2.7: Chỉ số peroxide của một số loại dầu
Theo phương pháp FI
(mequiv O2. kg−1)

Theo phương pháp công
sở (mequiv O2. kg−1)

Dầu olive 1

13,64

14,03

Dầu olive 2

27,43

28,12

Dầu hướng dương

202,89

202,09

Dầu ngô

142,91

144,56

Dầu cá

6,16

6,10

Dầu đậu nành

0-20

0-20

Mẫu

(Anissa.D và ctv, 2006)
2.2.2 Các biện pháp ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid
Để hạn chế quá trình oxy hóa lipid và kéo dài thời gian bảo quản người ta
thường áp dụng 2 phương pháp sau:
 Phương pháp hóa học:
Phương pháp này dựa trên việc sử dụng các hóa chất để làm chậm quá trình oxy
hóa lipid.
- Thứ nhất, người ta sử dụng các hóa chất có khả năng nhường hydro (H.) cho
các gốc tự do:
AH

+ ROO.

A. +

ROOH

AH

+ R.

A. +

RH

AH

+ RO.

A. +

ROH

Gốc A. tạo thành khá bền và không phản ứng với các lipid và tiếp tục phản ứng
để tạo thành các sản phẩm không có gốc. Như vậy các chất này có khả năng làm giảm
số lượng các gốc tự do và làm chậm quá trình oxy hóa lipid.
- Thứ hai, ta sử dụng các chất ngăn chặn hoặc làm giảm sự hình thành các gốc
tự do. Thường sử dụng các chất có khả năng liện kết với kim loại, khả năng hoạt động
của chúng tùy thuộc vào pH và nhiệt độ (Phan Thế Đồng, 2007).

12


 Phương pháp vật lý:
Trong phương pháp này, người ta điều chỉnh các điều kiện vật lý để làm chậm
quá trình oxy hóa lipid như hạn chế hàm lượng O2, độ ẩm tương đối, nhiệt độ môi
trường.
Trong thực tế người ta kết hợp nhiều loại chất chống oxy hóa và phương pháp
vật lý khác. Khó khăn của phương pháp này là khả năng kết hợp của các chất chống
oxy hóa với các cấu phần lipid trong thực phẩm (Phan Thế Đồng, 2007)
2.3 Một vài nghiên cứu về màng hỗn hợp ăn được
2.3.1 Màng hỗn hợp chitosan và tinh bột
Theo Vásconez. B và ctv (2009) tính kháng khuẩn của dung dịch chitosan và
màng hỗn hợp tạo ra từ chitosan, tinh bột có bổ sung hoặc không bổ sung thêm
potassium sorbate được nhiều nhà khoa học nghiên cứu.
Dung dịch chitosan có khả năng tạo màng rất tốt và khi bổ sung thêm tinh bột
thì tính kháng khuẩn của nó thể hiện rất rõ. Đó là nó đã làm giảm đáng kể số lượng tế
bào vi khuẩn ưa nhiệt độ trung bình và những vi khuẩn ưa lạnh. Tuỳ thuộc vào nồng
độ, khối lượng phân tử, pH dung dịch chitosan và tinh bột mà sự tác động này mạnh
yếu khác nhau. Màng chitosan và tinh bột có tác dụng hạn chế sự phát triển của vi

khuẩn Zygosaccharomyces bailii là vi khuẩn gây hư hỏng trên những sản phẩm bán
rắn.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính kháng khuẩn của những màng hỗn
hợp này còn phụ thuộc vào kỹ thuật áp dụng công nghệ tạo màng. Sự tương tác giữa
chitosan, tinh bột và potassium sorbate ảnh hưởng trực tiếp những tính chất cơ lý của
màng và khả năng kháng khuẩn của nó. Khi thêm chitosan vào dung dịch tạo màng sẽ
làm giảm tính thấm hơi nước và khả năng hoà tan của màng tinh bột (Vásconez. B và
ctv, 2009).
2.3.2 Màng hỗn hợp và màng kép tạo thành từ chitosan và gelatin
Tính chất cơ lý và đặc tính hoá học của màng hỗn hợp chitosan với gelatin và
màng kép của chitosan với gelatin được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và đưa ra
những kết luận rất có ý nghĩa thực tế.
Màng được tạo thành từ 7,5% gelatin, 1% chitosan và 0,75% glycerol được
khảo sát kỹ. Những tính chất vật lý như màu sắc, độ ẩm, độ trong suốt của màng cũng
13


được phân tích. Cấu trúc bề mặt của màng kép và màng hỗn hợp từ chitosan và gelatin
đều rất tốt.
Tính thấm hơi nước của màng phụ thuộc vào độ dày của màng. Đối với màng
gelatin là 120 μm và 60 μm đối với màng chitosan. Màng nhiều lớp tạo thành từ
chitosan và gelatin có khả năng làm giảm tính thấm hơi nước tới 42,5% của màng hỗn
hợp một lớp đơn chitosan và gelatin. Ngoài ra màng nhiều lớp còn làm tăng khả năng
chịu lực kéo đứt của màng từ 54,3 MPa đối với màng đơn và tăng lên đến 77.2 MPa
đối với màng kép. Tuy nhiên giá trị độ biến dạng của cả hai loại màng thì như nhau
(2.2–5.7%) (Rivero.S và ctv, 2008)
Ngoài ra, màng hỗn hợp chitosan sẽ có tính chất vật lý và hoá học thay đổi phụ
thuộc vào phương pháp làm khô ở nhiệt độ cao hay nhiệt độ thấp. Cụ thể là khi sấy
màng theo phương pháp nhiệt độ thấp ở nhiệt độ là 22oC thì số tinh thể gelatin trong
dung dịch tạo màng sẽ tăng lên làm ảnh hưởng đến tính thấm khí O2 và CO2 của màng

hỗn hợp chitosan và gelatin. Không chỉ vậy mà nồng độ chất tạo dẻo và loại chất tạo
dẻo cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của màng. Khi tăng hàm lượng chất tạo
dẻo lên thì tính thấm khí của màng cũng tăng lên đáng kể. Ngoài ra, khi thêm tới 30%
chất tạo dẻo sẽ làm tăng độ dẻo dai và làm giảm lực kéo đứt của màng (Ioannis.S và
ctv, 1998).
2.3.3 Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột
Màng hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột có bổ sung thêm glycerol đã được
nhiều nhà khoa học nghiên cứu và đặc tính vật lý và hoá học. Kết quả đạt được là khi
bổ sung thêm tinh bột và gelatin vào dung dịch chitosan để tạo màng hỗn hợp thì sau
khi sấy ta thu được màng có nhiều ưu điểm nổi bật hơn màng đơn chitosan. Cụ thể là
tính chất cơ lý của màng được cải thiện, màng có độ chịu lực kéo đứt cao hơn, dẻo dai
hơn, có khả năng chịu độ biến dạng lớn. Ngoài ra, màng này còn có tác dụng lớn trong
việc ứng dụng để bảo quản những sản phẩm thực phẩm tươi sống, đảm bảo chất lượng
sản phẩm được duy trì (Qiu-Ping Z., Wen-S.X, 2007).

14


Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm
3.1.1 Thời gian
Đề tài được thực hiện từ ngày 30/03/2010 đến ngày 30/07/2010.
3.1.2 Địa điểm
Các thí nghiệm của đề tài được thực hiện tại Phòng Thí Nghiệm Hóa Sinh và
Phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm của Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Nông
Lâm TPHCM.
3.2 Vật liệu và hoá chất
3.2.1 Vật liệu tạo màng
 Tinh bột bắp:

- Tên: Amidon De Mais B
-

Xuất xứ: Pháp

-

Độ ẩm < 6%

-

Độ tinh sạch: > 99%

 Gelatin: Loại dùng cho thực phẩm
- Xuất xứ: Nhật
-

Độ ẩm < 10%

-

Độ tinh sạch: > 99,8%

 Chitosan: Loại dùng cho thực phẩm, được sản xuất tại Trường Đại Học Thuỷ
sản Nha Trang
-

Trọng lượng phân tử: 0,85 triệu Dalton

-

Độ deacetyl hoá: 94%

-

Độ tro: < 1%
15


-

Hàm lượng Protein: < 1%

-

Độ đục: < 1,5 NTU

-

Độ nhớt: 450 cps

 Chất tạo dẻo: Glycerol (C3H8O3 )
- Xuất xứ: Trung Quốc
-

Độ tinh khiết: 98%

-

Độ tinh sạch: > 99,8%

 Gia vị
Dầu sa tế tự pha chế gồm dầu sản xuất bởi công ty cổ phần dầu thực vật Tường
An, ớt, tỏi, tiêu, đường, bột ngọt.
3.2.2 Hoá chất
 Acid acetic: độ tinh khiết 98% sản xuất tại Trung Quốc
 Dung dịch cloroform
 Dung dịch KI bão hòa (Pha dùng ngay)
 Dung dịch Na2S2O3 0,01N (Có thể pha trước khi dùng từ dung dịch Na2S2O3
0,1N bằng nước cất đun sôi để nguội không chứa CO2 )
 Dung dịch hồ tinh bột 1%
3.3 Phương tiện nghiên cứu
- Dụng cụ tạo màng: khuôn tạo màng, máy sấy, cân phân tích với độ chính xác
0,0001g.
- Dụng cụ đo các tính chất của màng như: Thước đo độ dày với độ chính xác
0,01mm, máy đo cấu trúc, máy sấy khay có thể điều chỉnh được nhiệt độ với độ chính
xác ±2 0c, máy ghép mí màng bao có thể điều chỉnh được nhiệt độ với độ chính xác
±2oC.
3.4 Phương pháp thí nghiệm
3.4.1 Phương pháp tạo màng
Màng hỗn hợp được tạo ra từ hỗn hợp chitosan, gelatin và tinh bột bắp.
Quy trình tạo màng hỗn hợp được trình bày qua Hình 3.1.

16


Hình 3.1: Quy trình tạo màng hỗn hợp chitosan, gelatin, tinh bột

17

3.4.2 Phương pháp phân tích tính chất cơ bản của màng
 Độ dày màng
Tiến hành đo độ dày màng có độ chính xác 0.01mm. Với mỗi loại màng 20
phép đo được thực hiện.
 Tính tan trong nước nóng
Để đánh giá tính tan của màng ăn được trong nước nóng, một mẫu màng có
khối lượng 1g được cho vào 100 ml nước cất ở 70 oC có khuấy từ. Viêc chia tách hai
phần tan và không tan được thực hiện bằng phương pháp lọc qua giấy lọc. Giấy lọc
được xử lý trước bằng cách sấy ở 105 oC để nhận được khối lượng khô ban đầu của
giấy lọc. Sau khi đã lọc, giấy lọc với phần không tan được sấy trong cùng điều kiện để
đo khối lượng của phần không tan.
Phần trăm hòa tan được xác định bằng công thức sau:
Độ hòa tan (%) = (M – (m1 – m2)) * 100 / M
Trong đó:
+ M: khối lượng ban đầu của màng (g)
+ m1 : khối lượng khô của giấy lọc với phần không hòa tan (g)
+ m2 : khối lượng ban đầu của giấy lọc (g)
 Tính chất cơ học
Tính chất cơ học của màng được đánh giá bằng máy đo cấu trúc của Đức. Mẫu
thử chịu tác động của lực kéo đồng trục với vận tốc cố định để đo lực kéo đứt F
(Newton) và độ kéo dãn Δl (mm). 10 lần đo cho mỗi loại màng đã được thực hiện.
- Độ chịu lực cơ học Rm (MPa):
- Phần trăm độ biến dạng D (%)

18