Sản xuất màng ăn được từ gluten của lúa mì ứng dụng làm bao bì thực phẩm

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ.................................................................................................................i
DANH SÁCH BẢNG..................................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH...................................................................................................iv
MỤC LỤC.................................................................................................................... v
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU.........................................................................................1
1.1
Đặt vấn đề.......................................................................................................1
1.2
Mục tiêu nghiên cứu........................................................................................1
1.3
Nội dung nghiên cứu.......................................................................................1
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU...................................................................2
2.1 Sơ lược về ngũ cốc...............................................................................................2
2.1.1 Protein trong ngũ cốc....................................................................................2
2.1.2 Cấu trúc protein trong hạt ngũ cốc................................................................2
2.1.3 Thành phần hóa học của protein trong ngũ cốc.............................................3
2.1.4 Phân loại protein trong hạt ngũ cốc..............................................................3
2.2 Lúa mì.................................................................................................................5
2.2.1 Gluten............................................................................................................6
2.2.2 Phân loại lúa mì............................................................................................8
2.3 Bao bì màng......................................................................................................10
2.3.1 Yêu cầu về màng..........................................................................................10
2.3.2 Đặc điểm của màng.....................................................................................10
2.3.3 Màng protein...............................................................................................11
2.3.4 Phương pháp tạo màng ăn được..................................................................13
2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của màng............................................14
CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................16
3.1 Phương tiện nghiên cứu......................................................................................16
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu....................................................................................16
3.1.2 Thời gian thực hiện đề tài............................................................................16

3.1.3 Nguyên liệu thí nghiệm................................................................................16
3.1.4 Hóa chất, chất chuẩn...................................................................................16
3.1.5 Thiết bị và dụng cụ......................................................................................16
3.2 Phương pháp nghiên cứu....................................................................................16
Khảo sát ảnh hưởng của bột nguyên liệu, glycerol đến lớp màng ăn được từ
gluten của lúa mì.................................................................................................16
3.3 Phương pháp xử lý số liệu..................................................................................20
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................21
Khảo sát ảnh hưởng của bột nguyên liệu, glycerol đến lớp màng ăn được từ
gluten của lúa mì.................................................................................................21
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................26
5.1 Kết luận..........................................................................................................26
5.2 Kiến nghị........................................................................................................26
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................27
PHẦN PHỤ LỤC.........................................................................................................29

i


CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Kết quả của một số nghiên cứu kết luận rằng polyme tổng hợp của thực phẩm
có một vài ảnh hưởng không mong muốn về vấn đề thải bỏ và ô nhiễm môi trường.
Điều này dẫn đến hướng phát triển một bộ phim phân huỷ sinh học và bao bì vật liệu
ăn được. Tuy nhiên, không phải là hoàn toàn thay thế bao bì tổng hợp, họ có khả năng
thay thế bao bì truyền thống trong một số ứng dụng. Màng ăn được có thể được sử
dụng cho các sản phẩm thực phẩm đa năng để giảm tổn thất độ ẩm, hạn chế sự hấp thụ
oxy, giảm oxy hoá chất béo, cải thiện cảm quan, tránh tổn thất về mặt vật lý, hoặc cung
cấp một sự thay thế cho bao bì thương mại. Phân huỷ sinh học và màng bao bì ăn được
từ các biopolyme tái tạo có cơ hội lớn để bổ sung giá trị cho các sản phẩm nông

nghiệp và nó cũng kiểm soát chất thải, xử lý như phân hủy tự nhiên.
Các polyme sinh học chính được sử dụng trong các miếng ăn được là các
protein. Hiện nay, nghiên cứu bao bì đã tập trung nhiều hơn vào các loại phim ăn được
có khả năng phân huỷ sinh học, được làm từ cây trồng và các nguồn protein động vật
ăn được như gluten lúa mì, ngô zein, đậu nành và đậu phộng, hạt bông, albumin,
gelatin, collagen, casein và protein hoà tan. Trong số các protein, gluten lúa mì đã
được sử dụng rộng rãi cho phim ăn được. Gluten lúa mì, cấu tạo nên protein sản phẩm
phụ của chế tạo tinh bột, là một điều thú vị về nguyên vật liệu cho sự phát triển của
biopolymer, bởi vì nó sẵn có với số lượng lớn cùng với chi phí tiết kiệm. Gluten được
sử dụng cho biopolymer cho thấy là một giải pháp cho tiềm năng tạo ra polymer, khá
rẻ, dồi dào, dễ phân huỷ và ăn được.
Bên cạnh hiệu quả như rào chắn, màng ăn được và lớp phủ phải được thẩm thấu
và tương thích với thực phẩm. Áp dụng trực tiếp cho thực phẩm khi cấu trúc màng có
thể bọc thức ăn sau khi làm. Được xem như thành phần thực phẩm, màng ăn được và
lớp phủ thường phải là càng không vị càng tốt để không bị phát hiện trong các sản
phẩm thực phẩm đóng gói ăn được. Khi ăn màng và chất phủ, đặc điểm cảm quan của
chúng phải phù hợp với thực phẩm. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện với mục
tiêu sử dụng gluten từ lúa mì bột để sản xuất màng ăn được và để kiểm tra tính chất
hóa lý của màng từ gluten.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Sản xuất màng ăn được từ gluten của lúa mì ứng dụng làm bao bì thực phẩm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát ảnh hưởng của bột nguyên liệu, glycerol đến lớp màng ăn được từ
gluten của lúa mì.

1


CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Sơ lược về ngũ cốc

Ngũ cốc là từ chỉ chung một số loại cây có hạt dùng để ăn như: ngô, lúa gạo,
lúa mì, … Trong đó, lúa mì và lúa gạo là hai loại lương thực cơ bản nhất được con
người sử dụng.

Hình 2.1 Ngũ cốc
(Nguồn: )

2.1.1 Protein trong ngũ cốc
Hàm lượng protein trong ngũ cốc thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào cả giống và
điều kiện phát triển. Đối với các hạt ngũ cốc, protein không chỉ có giá trị về mặt dinh
dưỡng mà còn góp phần lớn để tạo cấu trúc cho các sản phẩm lương thực. Hàm lượng
protein, tỉ lệ các acid amin, cấu trúc của protein ảnh hưởng nhiều đến tính chất công
nghệ của các loại bột từ hạt (như tạo độ nở cho bánh mì, độ dai cho mì sợi ...)
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của một số loại ngũ cốc

Lúa mì
Cao lương
Kê
Ngô
Lúa gạo

Tinh bột
(%)
63,8
71,7
59,0
69,2
62,4

Protein

(%)
16,8
12,7
11,3
10,6
7,9

Lipid
(%)
2,0
3,2
3,8
4,3
2,2

Cellulose
(%)
2,0
1,5
8,9
2,0
9,9

Tro
(%)
1,8
1,6
3,6
1,4
5,7

Nước
(%)
13,6
9,9
13,0
12,5
11,9

(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

2.1.2 Cấu trúc protein trong hạt ngũ cốc
Trong hạt ngũ cốc, protein tồn tại dưới 2 dạng: protein dự trữ và protein chức năng.
- Protein dự trữ: tồn tại chủ yếu trong nội nhũ, nhằm để dành cho quá trình nảy mầm.
Tồn tại dưới dạng protein hình cầu có màng bao. Các hạt có thẻ nằm riêng biệt hay kết
dính với nhau tạo mạng lưới protein bao bọc quanh hạt tinh bột, chúng tập trung nhiều
ở gần thành tế bào và góp phần tạo độ cứng cho hạt. Vì vậy, hàm lượng protein càng
nhiều hạt càng cứng.
- Protein chức năng: tồn tại trong lớp aleurone và trong phôi, chúng được hiểu là các
enzym. Trong nội nhũ cũng có chứa enzym nhưng hàm lượng nhỏ hơn. Do đó, bột xay
2


từ nguyên hạt thường dễ hư hỏng hơn nhiều do có nhiều enzym hơn bột thượng hạng
thu được từ lõi hạt.
2.1.3 Thành phần hóa học của protein trong ngũ cốc
Protein của các loại hạt khác nhau có thành phần acid amin khác nhau, tuy
nhiên chúng đều có một đặc diểm chung là hàm lượng lysine và methionine thường
thấp hơn rất nhiều so với protein của sữa, trứng hay thịt. Do đó, khi sử dụng hạt ngũ
cốc là thức ăn cho người và gia súc thì cần phải phối hợp với các loại thực phẩm khác.

Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển của khoa học, con người đã lai tạo được một số
giống lúa mạch và bắp có hàm lượng lysine cao.
Bảng 2.2 Thành phần % các acid amin so với lượng protein tổng trong một số loại ngũ cốc
Acid amin
Threonine
Serine
Proline
Glycine
Alanine
Cystine
Valine
Methionine
Isoleucine
Leucine
Tyrosine
Phenylalanine
Histidine
Lysine
Arginine
Tryptophan

Lúa mì
(%)
3,2
6,6
12,6
6,1
4,3
1,8
4,9

1,4
3,8
6,8
2,3
3,8
1,8
1,8
2,9
0,7

Lúa gạo
(%)
4,1
6,8
5,2
7,8
8,1
1,6
6,7
2,6
4,2
8,1
3,8
4,1
2,2
3,3
6,4
0,8

Ngô

(%)
3,7
6,4
10,8
4,9
11,2
1,6
5,0
1,8
3,6
14,1
3,1
4,0
2,2
1,4
2,4
0,2

Lúa mạch
(%)
3,8
6,0
14,3
6,0
5,1
1,5
6,1
1,6
3,7
6,8

2,7
4,3
1,8
2,6
3,3
0,7

Yến mạch
(%)
3,9
6,6
6,2
8,2
6,7
2,6
6,2
1,7
4,0
7,6
2,8
4,4
2,0
3,3
5,4
0,8

Kê
(%)
4,5
6,6

7,5
5,7
11,2
1,2
6,7
2,9
3,9
9,6
2,7
4,0
2,1
2,5
3,1
1,0

(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

2.1.4 Phân loại protein trong hạt ngũ cốc
Hiện nay, cách phân loại theo T.B.Osborne đang được chấp nhận rộng rãi.
Osborne phân loại protein của các hạt lương thực dựa trên tính tan của chúng trong các
dung môi khác nhau thành 4 nhóm chính:
- Albumin: là nhóm protein tan trong nước và trong dịch muối có nồng độ loãng.
Albumins bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt. Một ví dụ điển hình cho protein thuộc
nhóm này là ovalbumin của lòng trắng trứng.
- Globulin: là nhóm protein không tan trong nước tinh khiết nhưng tan được trong
dung dịch muối loãng.
- Prolamin: là nhóm các protein tan được tốt trong dung dịch rượu ethanol 70%.
- Glutelin: là protein tan được trong acid và base.
Bảng 2.3 Một số tính chất vật lý của protein trong ngũ cốc
3

Protein

Tan trong

Không tan trong

M

Albumin

Nước

45000 ÷ 65000

Globulin

Muối loãng 4 ÷ 10%

Nước, acid loãng

10000 ÷ 30000

Prolamin

Ethanol 70 ÷ 80%

Nước, muối loãng

26000 ÷ 40000

Glutelin

Kiềm loãng 0,2 ÷ 2%

50000 ÷ vài triệu D

(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

- Cách phân loại trên đây không chính xác lắm vì sự phân chia giữa các nhóm không
được rõ ràng.
Ví dụ: Prolamin cũng có thể tan một ít trong nước hay trong dung dịch muối loãng có
lực ion nhỏ.
- Ứng với mỗi loại hạt, các protein này còn có những tên riêng.
Ví dụ: phần Prolamin ở ngô có tên là Zein; ở kê có tên là Penisetin; ở lúa mì có tên là
Gliadin; ở đại mạch có tên là Hordein; ở mạch đen có tên là Secalin. Phần Glutelin ở
lúa mì có tên là Glutenin; ở đại mạch có tên là Hordenin; ở ngô, mạch đen và thóc có
tên là Glutelin; còn ở yến mạch có tên là Avenin.
Bảng 2.4 Tên riêng một số loại protein trong hạt ngũ cốc và thành phần của chúng
Loại
protein
Albumin
Globulin
Prolamin
Glutenlin

Lúa mì
(%)

Lúa gạo
(%)

Leukosin
2÷5
5 ÷ 15
Edestin
2 ÷ 10
5 ÷ 10
Gliadin
Oryzin
40 ÷ 50
1÷5
Glutenin Oryzenin
30 ÷ 45
75 ÷ 90

Ngô (%)

Đại
mạch
(%)

Mạch
đen (%)

Yến
mạch
(%)

Kê (%)

2 ÷ 10

3 ÷ 10

20 ÷ 30

5 ÷ 10

5 ÷ 10

2 ÷ 20

10 ÷ 20

5 ÷ 10

Zein
50 ÷ 55
Zeanin
30 ÷ 45

Hordein
Secalin
35 ÷ 50
20 ÷ 30
Hordenin Secalinin
25 ÷ 45
30 ÷ 40

Avenalin
50 ÷ 60
Avenin
10 ÷ 16

Cafirin
50 ÷ 60

5 ÷ 20

30 ÷ 40

0÷5

(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

- Các nhóm protein riêng biệt tương đối khác nhau về thành phần acid amin, nhất là
các acid amin không thay thế. Các nhóm Glutelin và Prolamin chứa nhiều acid
glutamic và prolin, trong khi đó hàm lượng lysine và tryptophan lại rất ít.
- Trong các nhóm protein thì Albumin và Globulin có thành phần acid amin cân đối
hơn, chúng chứa nhiều các acid amin không thay thế quan trọng. Trong khi đó, nhóm
Glutelin và nhất là prolamin có thành phần acid amin không cân đối, trong chúng rất
nghèo các acid amin không thay thế như lysine, tryptophan, methionine ...
- Phần lớn protein chức năng đều thuộc nhóm Albumin và Globulin. Ngược lại, các
protein dự trữ lại lại thuộc nhóm Prolamin và Glutelin.
2.2 Lúa mì
4

- Hạt lúa mì thường chứa trung bình 13% protein, cá biệt do lai tạo giống có loại chứa
đến 25%.
- Gliadin và Glutenin chiếm phần chủ yếu của protein lúa mì. Gliadin đặc trưng cho độ
giãn, còn Glutenin đặc trưng cho độ đàn hồi của bột nhào. Lúa mì là loại hạt ngũ cốc
duy nhất có chứa một lượng đáng kể Glutenin phân tử lượng lớn và không hòa tan
trong acid acetic 0,1M. Chính nhờ tính chất đàn hồi của protein này mà bột mì mới
làm bánh mì được. Các Gliadin và Glutenin lúa mì có hàm lượng Glutamin rất lớn (40
÷ 45%) do đó kéo theo cả hàm lượng nitơ cũng lớn. Hàm lượng glutamin cao sẽ hình
thành nhiều liên kết hidro giữa các chuỗi peptit với nhau hoặc với các phân tử nước,
do đó tạo cho gluten có tính nhớt dẻo cao. Hàm lượng các acid amin ưa béo tương đối
cao cho thấy các tương tác ưa béo chẳng những tham gia vào cấu trúc bậc 4 của
glutenin mà còn liên kết được với các lipid cũng như tạo được mạng lưới gluten trong
bột nhào. Hàm lượng prolin rất cao (10 ÷ 15%) đặc biệt là của Gliadin cũng có ảnh
hưởng đến cấu trúc bậc hai của protein này phá hủy các phần xoắn  cũng như các
vùng có cấu trúc lá xếp . Các gốc cystin vượt xa các gốc cystein cũng chứng tỏ các
cầu disulfua có tham dự vào hình thể và sự tập hợp của các protein này.
- Trong protein lúa mì có khoảng 20 acid amin. Các acid amin không thay thế đều có
trong thành phần protein lúa mì nhưng tỉ lệ của chúng không cân đối. Trong phôi có
chứa nhiều leucine, còn trong nội nhũ chứa nhiều leucine và phenylalanin.

Bảng 2.5 Hàm lượng acid amin trung bình trong protein lúa mì (% theo lượng nito nói
chung)
Arginine
Histidine
Lysine
Tyrosine

Trong toàn hạt
4,2
1,9

2,5
4,0

Trong nội nhũ
3,3
2,0
2,1
3,8
5

Trong phôi
6,4
2,3
5,6
3,8


Tryptophane
Cystine
Phenylalanine
Methionine
Threonine
Leucine
Isoleucine
Valine

1,0
1,9
5,1
1,3

2,8
6,2
3,6
4,2

1,0
2,2
5,5
1,8
2,6
10,0
3,7
3,8

1,0
1,0
3,8
1,8
4,2
7,0
3,2
4,2

(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

- Gliadin: là tên gọi riêng của prolamin lúa mì. Trong lúa mì có hai nhóm prolamin
chính:
+ Gliadin , ,  có phân tử lượng 30000 ÷ 45000 đvC.
+ Gliadin  có phân tử lượng nằm giữa 60000 và 80000 đvC.
Khi hình thành mạng lưới gluten, các Gliadin sẽ liên kết với nhau bằng cầu hydro giữa

các gốc glutamine để tạo ra những sợi có phân tử lượng hàng triệu đvC.
- Glutenin: là tên riêng của Glutelin lúa mì. Các Glutenin có xu hướng tự liên kết với
nhau bằng tương tác ưa béo, bằng liên kết hidro và bằng cầu disulfua lớn hơn so với
Gliadin. Khối lượng phân tử của các Glutenin có thể lên đến 20.10 6 đvC. Ở trạng thái
ngậm nước, các Glutenin tạo ra một khuôn hoặc một màng mỏng rất chắc, đàn hồi, có
tính cố kết cao và chịu được kéo căng. Sở dĩ có được những tính chất này là do cường
độ tương tác cũng như số lượng tương tác giữa các chuỗi protein.
2.2.1 Gluten
- Khi đem bột nhào với nước, hai nhóm protein không tan trong nước của bột là
Prolamin và Glutenlin sẽ hấp thụ nước, duỗi mạch, định hướng, sắp xếp lại thành hàng
và làm phát sinh các tương tác ưa béo và hình thành các cầu đisunfua mới (qua phản
ứng trao đổi –SH/–SS). Kết quả là tạo thành mạng protein 3 chiều có tính nhớt, dẻo,
dính và đàn hồi bao xung quanh các hạt tinh bột và những hợp phần khác. Hỗn hợp đó
gọi là bột nhào.
- Rửa bột nhào cho tinh bột trôi đi còn lại khối dẻo không tan gọi là gluten ướt. Trong
gluten ướt có khoảng 60 ÷ 70% nước. Trong chất khô của gluten ướt có chứa đến 90%
là protein. Như vậy, gluten không phải là chất hóa học xác định nào đó mà là hỗn hợp
của các chất gồm protein và nhiều chất khác.

6


Hình 2.2 Thành phần các nhóm protein tham gia tạo mạng gluten
(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

- Không phải hạt lương thực nào cũng có khả năng tạo ra được khối gluten ướt có tính
dẻo, dai và đàn hồi. Các loại hạt như lúa mì, mạch đen, đại mạch có khả năng tạo ra
màng gluten có chất lượng cao. Gluten trong bột càng nhiều chất lượng bột càng cao.
Hàm lượng gluten ướt trong bột lúa mì dao động từ 15 ÷ 50%, còn gluten khô chiếm từ
5 ÷ 18%. Thông thường, lúa mì có hàm lượng protein cao chứa 35 ÷ 40% gluten ướt,

còn hàm lượng protein thấp chứa 15 ÷ 20%. Do tính chất vừa dai, vừa đàn hồi nên
gluten ướt góp phần tạo hình dạng, tạo bộ khung, cấu trúc và các tính chất như độ
cứng, độ đặc, độ dai, độ đàn hồi hay khả năng tạo gel cho các sản phẩm thực phẩm.
Gluten ướt có tính cố kết, dẻo và giữ khí nên khi gia nhiệt khí nở ra thành một cấu trúc
xốp.

Hình 2.3 Mạng gluten, gliadin và glutenin của bột mì
(Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007)

- Chất lượng gluten ướt được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu cảm quan và các chỉ số vật
lý như màu sắc, độ dai, độ căng đứt, độ đàn hồi ... Càng ít nhóm –SH và nhiều nhóm –
S – S – thì chất lượng gluten càng tốt. Chất lượng gluten được thể hiện ở các chỉ số
sau: màu sắc, khả năng hút nước, độ đàn hồi và độ căng đứt, độ bền ban đầu và sự thay
đổi thể tích gluten khi nướng (bánh).
+ Màu sắc: quan sát màu sắc gluten ngay sau khi tách bằng nước. Gluten tốt có màu
trứng ngà đôi khi hơi vàng, gluten xấu màu xám, tối.

7


+ Khả năng hút nước: chính là độ ẩm của gluten tươi ngay sau khi tách bằng nước,
gluten tốt thì có khả năng hút nước cao (tính theo lượng nước được hút bởi 100 g
gluten khô).
+ Độ đàn hồi: là tính chất rất quan trọng của gluten vì nó biểu hiện khả năng giữ khí
của bột nhào, được xác định bằng cách cân 4 g gluten tươi, vò tròn rồi đặc ở nhiệt độ
thường sau 30 phút. Nếu ấn ngón tay vào viên gluten rồi thả ra nếu nó phồng trở lại vị
trí cũ là gluten tốt, nếu phồng chậm hay không bằng vị trí cũ là gluten xấu.
+ Độ căng đứt: cùng đặc trưng cho khả năng giữ khí của bột, được xác định bằng độ
dài kéo đứt của 2,5 g gluten tươi.
 Gluten có độ căng đứt kém: ≤ 8 cm

 Guluten có độ căng đứt trung bình: 8 ÷ 15 cm
 Gluten có độ căng đứt cao: > 15 cm
+ Độ bền ban đầu của gluten được đặc trưng bởi độ đàn hồi và độ căng đứt ban đầu và
sau khi tách gluten 2 ÷ 3h.
+ Sự thay đổi thể tích gluten khi nướng: là chỉ số đặc trưng cho độ nở của gluten. Với
viên gluten tươi 2,5 g đem nướng trong lò 160 ÷ 165 oC trong 30 phút. Nếu gluten tốt
thì thể tích tăng gấp đôi, nếu gluten xấu thì tăng ít, không tăng thậm chí bị cháy.
2.2.2 Phân loại lúa mì
Các loài lúa mì chính được gieo trồng:
- Lúa mì thông thường (Triticum aestivum): là loài lục bội được gieo trồng nhiều nhất
trên thế giới.

Hình 2.4 Lúa mì thông thường (Triticum aestivum)
(Nguồn: )

- Lúa mì cứng (Triticum durum): dạng tứ bội duy nhất được sử dụng rộng rãi ngày nay
và là loài lúa mì
được gieo trồng
nhiều thứ hai.

8


Hình 2.5 Lúa mì cứng (Triticum durum)
(Nguồn: )

- Lúa mì Einkron (Triticum monococcum): loài lưỡng bội với các thứ hoang dại và
gieo trồng. Dạng gieo trồng được thuần dưỡng cùng thời với lúa mì Emmer, nhưng
chưa bao giờ có được tầm quan trọng ngang loài kia.

Hình 2.6 Lúa mì Einkron (Triticum monococcum)
(Nguồn: )

- Lúa mì Emmer (Triticum dicoccon): dạng tứ bội, được gieo trồng trong thời kỳ cổ
đại nhưng ngày nay không còn được sử dụng rộng rãi.

Hình 2.7 Lúa mì Emmer (Triticum dicoccon)
(Nguồn: )

- Lúa mì spenta (Triticum spelta): một loài lục bội được gieo trồng với số lượng hạn
chế.

9


Hình 2.8 Lúa mì spenta (Triticum spelta)
(Nguồn: )

2.3 Bao bì màng
2.3.1 Yêu cầu về màng
- Bất kỳ loại vật liệu được sử dụng cho enrobing (tức là tráng hoặc bao bì) khác nhau
để thực phẩm gia tăng thời hạn sử dụng.
- Vật liệu cấu tạo nên màng phải có chấp thuận của cục Quản lý dược và thực phẩm
(FDA).
- Màng phải phù hợp với thực tiễn sản xuất.
- Thời gian an toàn để có thể chấp nhận được hương vị kết cấu sau khi gỡ bỏ môi
trường tự nhiên của nó (thời hạn sử dụng của màng).
2.3.2 Đặc điểm của màng
- Thành phần không có độc hại, dị ứng và dễ tiêu hóa.
- Cung cấp sự ổn định cấu trúc và ngăn ngừa trong quá trình giao thông vận chuyển.

- Có độ bám dính tốt với bề mặt thực phẩm.
- Kiểm soát độ ẩm bên trong và ngoài như mong muốn.
- Cung cấp các bề mặt sinh hóa và ổn định trong khi chống lại sự nhiễm của vi khuẩn,
các loại sâu...
- Ngăn ngừa sự mất mát, sự hấp thu của các thành phần ổn định hương thơm, hương
vị, dinh dưỡng và đặc tính cảm quan cho sự chấp nhận của người tiêu dùng.
- Cung cấp bán thấm để duy trì trạng thái cân bằng nội bộ các khí tham gia hô hấp hiếu
khí và kỵ khí.
- Dễ sản xuất và hiệu quả kinh tế cao.
2.3.3 Màng protein
Màng được tạo ra từ các nguồn protein khác nhau như ngô, sữa, đậu nành, lúa
mì. Màng này bị tiêu hủy ở nhiệt độ miệng. Khi lựa chọn protein làm màng nên xem
xét mở rộng không chỉ là chọn protein chức năng và tình trạng an toàn mà điều quan
trọng là một số đông người bị dị ứng với protein.
a. Bản chất của màng protein
10


Tạo màng là kết quả của quá trình tương tác giữa các chuỗi protein thông qua
các tương tác điện, liên kết hydro, lực liên kết van der waals, liên kết cộng hóa trị, cầu
nối disulfua…Các protein có khả năng tạo màng khi trong cấu trúc của nó có các tính
chất trên. Protein có khả năng tạo màng khi thành phần của nó có chứa các acid amin
sau đây:

11


Hình 2.9 (a) các Acid amin không phân cực, (b) các Acid amin phân cực, (c) các Acid amin
mang điện tích
(Nguồn: www.wikipedia.org)

12


Màng protein cũng phân huỷ. Khi màng phân hủy cung cấp nguồn nitơ, có thể dùng
làm phân bón.
b. Cấu tạo của màng
Màng bọc thực phẩm và màng phủ thực phẩm được tạo ra từ ba thành phần
chính: Protein, chất dẻo và dung môi. Tính chất của màng phụ thuộc vào các đặc tính
của protein, các acid amin cấu tạo thay thế của protein hoặc chất dẻo, hydrophobicity/
hydrophilicity, pi, kích cỡ phân tử, hình dạng các chất...
Bảng 2.6 Thành phần acid amin (mol%) của một số protein được sử dụng để làm màng bọc
thực phẩm và màng phủ thực phẩm.

 lactoglobulina (whey)

 caseina

5,4
2,5
3,1
6,9
2,8
6,2
11,2
0,9
1,5
6,2
13,6
10,5

2,8
3,2
4,2
3,3
4,4
2,0
3,6
5,4

2,7
4,0
3,8
3,4

8,1
13,1
2,2
2,9
5,3
8,1
7,6
2,8
5,0
7,0
3,0
2,1
1,6
6,9
4,6

Alanine
Arginine
Asparagine
Aspartic acid
Cysteine
Glutamic acid
Glutamine
Glycine
Histidine
Isoleusine
Leucine
Lysine
Methionine
Phenylalanine
Proline
Serine
Threonine
Tryptophane
Tyrosine
Valine

caseina
5,6
4,1
4,2
2,4
1,0
9,4
8,2
0,6

2,2
7,7
4,8
6,1
1,4
3,1
10,2
5,5
7,4
1,0
8,0
5,7

  zeinb (com)
11,0
2,8
6,7

0,5
18,0
0,6
0,5
1,9
5,7
21,6

3,0
5,3
9,7
7,1

3,2

4,4
7,7

(Nguồn: www.wikipedia.org)

Sự hiện diện của cysteine tạo ra cầu nối disulfua trong β-lactoglobulin. Nồng độ
của Leucin, alanine cao và các amino axit phân cực có thể tạo ra protein kỵ nước trong
zein. Các yếu tố bên ngoài bao gồm nhiệt độ chế biến, điều kiện khô, pH, lực hút ion,
loại muối, độ ẩm tương đối trong quá trình chế biến và lưu trữ, cắt và áp lực...
2.3.4 Phương pháp tạo màng ăn được
Màng bọc ăn được được hình thành bằng cách sử dụng cùng một quy trình và
theo cùng một cơ chế liên kết với dung môi. Một dung dịch loãng là protein, áp dụng
cho các bề mặt của sản phẩm thực phẩm, và các hình thức lớp phủ sau khi bốc hơi của
dung môi. Phương pháp tiêu biểu để hình thành một lớp phủ bao gồm quét, bay hơi
phun màng, và nhúng.

13


Quét là một phương pháp được sử dụng bởi cả hai ngành công nghiệp dược
phẩm và bánh kẹo và đòi hỏi phải đưa các sản phẩm được bọc vào một tô xoay lớn,
như chảo. Các phương pháp lớp phủ là được đúc ra hoặc phun vào luân phiên, yêu cầu
trong quá trình tạo màng là không khí, hoặc môi trường xung quanh có nhiệt độ cao để
làm khô màng. Whey protein được để cung cấp một lớp phủ rõ ràng, bóng cho một sản
phẩm bánh kẹo, đặc biệt là kẹo choco-lates.
Màng phủ kiểu tầng sôi là một phương pháp được sử dụng phổ biến trong công
nghiệp dược phẩm để làm lớp áo bọc viên thuốc. Sơn phủ bằng phương pháp phun thì
sau khi sấy dần dần hình thành lớp màng phủ. Phương pháp phun màng phủ được sử

dụng nhiều để tạo thành lớp phủ thực phẩm, có khả năng ứng dụng nhiều. Phương
pháp phun tạo màng thường được sử dụng khi bề mặt cần tạo màng phải lớn.
Nhúng là phương pháp tạo màng thích hợp cho việc tạo màng lương thực.
2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của màng
Trong tất cả các phương pháp tạo màng protein, lớp phủ thì phương pháp đúc
thường được sử dụng nhiều nhất. Tính chất màng có thể bị ảnh hưởng của các yếu tố
bên ngoài như:
a. Điều kiện sấy
Nhiệt độ không khí, luồng không khí, độ ẩm tương đối, và lượng màng sấy... ảnh
hưởng đến tính chất của màng như khả năng kéo sợi màng, tính dẻo dai của màng. Tùy
theo các phương pháp sấy khác nhau mà tính chất của màng thay đổi.
b. Liên kết ngang
Trong quá trình đúc màng, mà các dung môi là nước, thì sự tạo màng thông qua
tương tác điện, liên kết hydro, liên kết van der waals, lực tương tác giữa các chuỗi
protein, liên kết cầu nối disulfua, có tính thuận nghịch. Nên ảnh hưởng đến tính chất
của màng. Vì vậy để tạo ra nhiều liên kết thì trong quá trình tạo màng ta cần có dung
môi, chất làm dẻo để biến tính protein.
c. Enzyme và chất tạo liên kết chéo
Các chất như: Formaldehyd, glutaraldehyd, và acid lactic được sử dụng để tạo
liên kết chéo thông qua lượng lysine. Tuy nhiên, quá trình tạo màng từ những chất đó
không ăn được vì đó là những chất độc. Transglutaminase là loại enzyme thực phẩm
sử dụng cơ chế acyl – transferase để liên kết các  – carboxyamid của glutamin đến 
– amin của lysine dọc theo chuỗi protein. Enzyme dùng để cải thiện tính đàn hồi trong
thực phẩm.

14


Hình 2.10 Chất tạo liên kết
(Nguồn: www.wikipedia.org)

d. Cường độ ion
Các tính chất của màng protein bị ảnh hưởng bởi độ hòa tan của protein trong
một số dung môi nhất định. Ví dụ như tăng độ hòa tan trong nước của một số protein
có thể cải thiện và làm tăng tính dẻo dai của màng. Tương tự, để nâng cao khả năng
chống thoát ẩm của màng bằng cách làm giảm độ hòa tan của protein trong nước. Để
thay đổi được độ hòa tan của protein bằng cách thay đổi cường độ ion..Trong một số
trường hợp độ hòa tan của casein khác nhau được phân tích như là một chức năng của
muối (NaCl) nồng độ CO2, kết tủa casein (CO2, CN) và caseinate calcium được nghiên
cứu và kết quả cho thấy độ hòa tan của CO 2, CN tăng lên đáng kể theo nồng độ muối,
tuy nhiên, độ hòa tan của caseinate calcium cơ bản vẫn không thay đổi. Dựa trên kính
hiển vi điện tử (TEM) để kiểm tra.

15


CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của bộ môn Công nghệ Thực
phẩm, khoa Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Tây Đô, thành phố Cần Thơ.
3.1.2 Thời gian thực hiện đề tài
Đề tài được thực hiện từ 01/2018 đến 6/2018.
3.1.3 Nguyên liệu thí nghiệm
Hai loại bột mì được sản xuất bởi Công ty TNHH Bột Mì Đại Phong.
3.1.4 Hóa chất, chất chuẩn
Glycerol (99,5%), Ethanol (96%), Ammonia hydroxid, Nacl
3.1.5 Thiết bị và dụng cụ
- Máy đo độ bền kéo (XLW (B) Auto kéo Tester, Labthink Co.,Ltd, Trung Quốc)
- Máy phân tích kết cấu (TAXT2I)

- Tủ sấy thí nghiệm (Memmert, Mỹ)
- Cân phân tích (Sartorius, MC 210S, Đức)
- Thau nhựa (5T - 8T, Đại Đồng Tiến, Việt Nam)
- Bình định mức100mL, 250 mL(Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Đức)
- Ống đong 500 mL (Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Đức)
- Cốc thủy tinh 80mL, 250mL (Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Đức)
- Bình tam giác 250 mL (Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Đức)
- Đĩa petri đường kính 9 cm (Merck KGaA, 64271 Darmstadt, Đức)
3.2 Phương pháp nghiên cứu
Khảo sát ảnh hưởng của bột nguyên liệu, glycerol đến lớp màng ăn được từ
gluten của lúa mì
- Mục đích: tìm ra bột nguyên liệu, glycerol thích hợp để tạo ra màng ăn được từ
gluten của lúa mì có đặc tính tốt.
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 2 nhân tố với 10 nghiệm thức và 3
lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Kết quả phân tích các chỉ tiêu được xử lý thống kê.
Nhân tố A: gluten
16


A1: bột lúa mì có thành phần protein cao
A2: bột lúa mì có thành phần protein thấp
Nhân tố D: tỷ lệ glycerol sử dụng
D1 : 3 g
D2 : 4 g
D3: 5 g
D4: 6 g
D5: 7 g
Chỉ tiêu phân tích: cường độ chịu kéo (TS), độ dãn dài (E), độ thấm hơi nước (WVP),
độ bền cấu trúc, độ hoà tan trong nước và HCl.
Bột nguyên liệu

A1
Glycerol

D1

D2

D3

H2O

D4

A2
Phối trộn

D5

Gluten khô

Khuấy
Đun nóng (10 phút)

Ammonia hydroxid

Đổ khuôn
Sấy (35 oC, 15 giờ)
Sản phẩm
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn loại nguyên liệu, glycerol

- Cách thực hiện: màng được chuẩn bị bằng các giải pháp tạo màng bằng công thức
của Gennadios và Testin (1993). Cân 15 g gluten khô và được phân tán trong dung
dịch ethanol (72 mL) và glycerol (3, 4, 5, 6, 7 g), khuấy trong 10 phút trên máy khuấy
từ gia nhiệt và từ từ thêm 48 mL nước cất và 12 mL dung dịch ammonia hydroxid 6N.
Glycerol được thêm vào làm chất làm dẻo. Tốc độ gia nhiệt được điều chỉnh sao cho
nhiệt độ của dung dịch là 75 ± 1 °C vào cuối quá trình chuẩn bị. Chuẩn bị các tấm đĩa
petri được sấy khô ở 60 oC trong 12 giờ. Cho 20mL dung dịch cuối cho vào đĩa petri
17


và tiến hành sấy ở 35 oC trong 15 giờ. Cuối cùng, thu được các tấm màng gluten, tiến
hành bảo quản chúng trong túi PE ở nhiệt độ thường.
- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu:
+ Phương pháp phân tích cường độ chịu kéo và độ dãn của màng:
Nguyên tắc: cường độ chịu kéo và độ dãn của màng được xác định bằng cách
kéo mẫu thử có kích thước nhất định theo chiều rộng với vận tốc không đổi cho tới khi
đứt hoàn toàn. Căn cứ vào giá trị lực kéo và giá trị gia tăng chiều dài của mẫu thử
được ghi lại trên thiết bị tự ghi hoặc trên máy tính để tính ra các giá trị cường độ chịu
kéo và độ dãn của màng.
Thiết bị: cấu tạo của thiết bị kéo và các dạng ngàm kẹp mẫu được mô tả trên
Hình 3.2 Bộ phận chính của thiết bị kéo gồm: bộ cảm ứng lực (2) một đầu nối với dầm
cố định (1), đầu còn lại nối với ngàm kẹp mẫu phía trên. Ngàm kẹp mẫu phía dưới gắn
với dầm di động (5), dầm này di chuyển được là nhờ cơ cấu trục vít (6), tốc độ di
chuyển của dầm được xác định bởi hộp điều khiển tốc độ (9).Toàn bộ dữ liệu trong
quá trình thử được bộ cảm ứng lực truyền đến thiết bị tự ghi hoặc máy tính (10).

Hình 3.2 Cấu tạo thiết bị đo độ dãn
(Nguồn: TCVN 8485-2010)

Cách lắp mẫu thử: ngàm kẹp phải rộng hơn chiều rộng mẫu thử ít nhất 10 mm,

cơ cấu kẹp của ngàm phải hợp lý sao cho mẫu không bị tuột, cắt, dính trong quá trình
thử và tháo lắp. Đối với mẫu thử có độ bền vừa và thấp, nên sử dụng ngàm kẹp dạng
nêm. Đối với mẫu thử có độ bền cao và rất cao sử dụng ngàm kẹp dạng tời hoặc dạng
ép bằng bulông hay thủy lực. Khi lắp mẫu vào ngàm kẹp phải chú ý căn chỉnh để
đường trục đi qua tâm mẫu trùng với hướng lực kéo.
Độ bền kéo và độ dãn dài của phần trăm tại điểm gãy được tính theo phương
pháp ASTM.

18


Khoảng cách mẫu kéo dài × 100
Độ giãn dài (%) =

(3.1)

Chiều dài mẫu ban đầu

+ Phương pháp phân tích độ thấm hơi nước:
Độ thấm hơi nước (WVP) được thử nghiệm bằng phương pháp thay đổi khối
lượng dựa trên tiêu chuẩn ASTM E96 (ASTM, 2000). Cho 30 mL nước cất vào cốc rồi
đặt màng được đặt phía trên cốc nước và được cố định bằng một chiếc vòng làm bằng
vật liệu chống thấm nhằm cố định vật liệu. Cốc mẫu được cân để xác định khối lượng
ban đầu rồi đặt trong một buồng kín. Silicagel được sử dụng để kiểm soát độ ẩm tương
đối trong buồng sao cho luôn ở giá trị 75% ẩm và nhiệt độ trong buồng là 24 oC. Các
mẫu được cân 1 lần/h trong suốt 8 giờ. Sự mất mát khối lượng tương ứng với một đơn
vị thời gian được biểu diễn bằng đường thẳng hồi quy tuyến tính trên đồ thị. Việc thử
nghiệm WVP được lặp lại 3 lần, và WVP đã được tính toán như sau:
WVP =

Trong đó:

(3.2)

ΔW là khối lượng nước bị mất (g)
Δt là thời gian thí nghiệm (ngày)
A là diện tích tiếp cúc của màng (m2)
x là chiều dày của màng (mm)
P2 -P1 là chênh lệch áp suất hơi trên và dưới màng (kPa)

+ Phương pháp đo độ bền cấu trúc
Thử nghiệm thẩm thấu được tiến hành để xác định lực (g) và biến dạng (mm)
bằng cách sử dụng máy phân tích kết cấu (TAXT2I). Các mẫu có đường kính 40 mm
là cố định trên tấm của thiết bị có chứa trung tâm lỗ của 20 mm với sự giúp đỡ của một
băng. Hình trụ đầu dò có đường kính 3 mm được di chuyển vuông góc đến bề mặt
màng với tốc độ không đổi 1 mm/ s cho đến khi đầu dò đi qua bộ phim. Lực biến dạng
đường cong đã được ghi lại. Tại điểm vỡ, biến dạng lực đã được xác định.
+ Phương pháp xác định độ hòa tan trong nước và HCl
Tỷ lệ khô ban đầu của mỗi màng được xác định ở 105 °C trong 24 giờ. Hai đĩa
màng (đường kính 2 cm) đã được cắt, cân, ngâm trong 50 mL nước cất và 0.1N HCl và
từ từ khuấy trong 24 giờ ở 25 °C. Các màng sau đó đã được lấy ra và sấy khô (105 °C
trong 24 giờ) để xác định trọng lượng chất khô không hòa tan trong nước.
(M0 – M1) x 100

Độ hòa tan =

(3.3)

M0
19

Trong đó:

M0: trọng lượng ban đầu của màng
M1: trọng lượng cuối cùng của màng

3.3 Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu được thu thập và xử lý bằng phần mềm thống kê SPSS 16.0. Phân tích
phương sai ANOVA cho sự khác biệt giữa các trung bình của nghiệm thức.

CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

20


Khảo sát ảnh hưởng của bột nguyên liệu, glycerol đến lớp màng ăn được từ
gluten của lúa mì.
Polysaccharid, protein có nguồn gốc động vật và thực vật là các loại polyme
sinh học tự nhiên thường được sử dụng để sản xuất các lớp màng ăn được (Chandra et
al., 1998; Krochta et al., 1997). Trong đó, protein cũng được sử dụng rộng rãi bởi vì
chúng rất phổ biến và không tốn kém.
Một cơ chế tạo màng được đề xuất cho các màng gluten từ lúa mì. Hệ thống sấy
(với điều kiện kiềm) của các giải pháp tạo màng biểu thị protein lúa mì, giảm liên kết
S-S hiện có và làm lộ ra các nhóm SH chưa được hiện trước đó. Khi sấy, liên kết cộng
hóa trị S-S được hình thành bởi các phân tử protein liên kết với quá trình oxy hóa
không khí. Bên cạnh việc hình thành các liên kết S-S từ các nhóm SH tự do, rất có thể,
các phản ứng trao đổi chất sulfhydryl-disulfide cũng góp phần vào việc liên kết chéo
với nhau bằng liên kết S-S. Các cơ chế tạo màng tương tự liên quan đến liên kết chéo
với các liên kết S-S đã được áp dụng cho các màng làm từ các protein lưu huỳnh khác

như protein đậu nành, protein sữa và trứng (Gennadios et al., 1996). Ngoài ra, ngoài
các màng đúc, sự trùng hợp protein thông qua các liên kết S-S đã liên quan đến sự
hình thành màng trên bề mặt của sữa đậu nành hoặc các giải pháp đối với protein đậu
nành (Rocha et al., 2013).
Màng gluten không được tạo thành trên giấy nhôm, trong khi màng cứng được
tạo thành trên bề mặt thủy tinh, màng được tạo thành nhưng được đánh trên bề mặt bề
mặt tráng teflon. Khi màng được tạo thành trên bề mặt nhựa, màng tốt nhất được tạo
thành và bóc vỏ dễ dàng từ bề mặt. Nồng độ khác nhau (0-7%) của glycerol đã được
thử nghiệm cho sự hình thành màng. Dưới 2% glycerol, không có màng nào được hình
thành, trong khi phim giòn được tạo thành bởi 3% glycerol. Nồng độ glycerol từ 4 đến
7% dẫn đến sự hình thành và khả năng mở rộng của màng tăng lên khi tăng nồng độ
glycerol.
Màng bao bì ăn được nên có khả năng chống chịu được các thao tác trong quá
trình ứng dụng của nó và để duy trì tính toàn vẹn của nó và cũng có các đặc tính rào
cản của nó. Độ bền kéo giảm và phần trăm kéo dài tại thời điểm tăng với sự gia tăng
nồng độ glycerol. Màng gluten không được làm dẻo có tính linh hoạt thấp do tương tác
protein rất hợp tác, chủ yếu là do hàm lượng glutamine cao, chịu trách nhiệm về nhiều
liên kết hydro giữa các chuỗi protein. Glycerol là một phân tử ưa nước nhỏ có thể
được chèn vào giữa các chuỗi protein. Với glycerol trong mạng protein, khoảng cách
giữa các chuỗi protein được tăng lên và tương tác trực tiếp bị giảm.

21


WVP

Cấu trúc

Tan trong

Tan trong

(g / m2d)

(g)

HCl (%)

Nước (%)

4,32±0,030a

60,13±0,021a

119,00±0,030k

39,99±0,031a

60,01±0,021a

49,40±0,025i

5,31±0,025b

68,19±0,021c

110,01±0,036i

44,41±0,031c

67,02±0,026b

A1D3

40,12±0,031f

7,12±0,035e

75,21±0,217e

79,01±0,031f

48,99±0,040e

75,01±0,031e

A1D4

35,73±0,025e

11,24±0,021g

76,33±0,025f

60,02±0,044d

52,03±0,036g

79,02±0,025g

A1D5

31,93±0,031d

17,48±0,021i

80,22±0,025i

41,01±0,060b

55,03±0,031i

81,04±0,036i

A2D1

49,31±0,036h

5,60±0,031d

62,15±0,026b

108,01±0,040h

42,02±0,021b

69,02±0,021c

A2D2

40,21±0,031g

5,54±0,031c

71,11±0,042d

89,02±0,021g

45,98±0,021d

71,02±0,021d

A2D3

31,60±0,025c

9,24±0,025f

77,44±0,057g

76,02±0,025e

50,99±0,021f

77,98±0,021f

A2D4

30,81±0,021b

14,10±0,021h

79,18±0,021h

56,99±0,031c

54,00±0,035h

80,03±0,026h

A2D5

25,13±0,031a

22,14±0,035k

82,00±0,036k

38,01±0,031a

59,01±0,031k

83,03±0,031k

Màng
gluten

TS (g)

A1D1

65,21±0,021k

A1D2

E (%)

Bảng 4.1 Kết quả ảnh hưởng của loại nguyên liệu, tỷ lệ glycerol tới lớp màng ăn được
Ghi chú:
Các số liệu trong bảng là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại.
Giá trị TS, E, WVP, Cấu trúc, Tan trong HCl, Tan trong Nước thể hiện đặc tính của màng ăn được từ gluten của
2 loại bột mì ban đầu.
TS: độ bền kéo
E: độ dãn dài
WVP: thấm hơi nước
A1D1: bột mì có hàm lượng gluten cao + 3 g glycerol
A1D2: bột mì có hàm lượng gluten cao + 4 g glycerol
A1D3: bột mì có hàm lượng gluten cao + 5 g glycerol
A1D4: bột mì có hàm lượng gluten cao + 6 g glycerol
A1D5: bột mì có hàm lượng gluten cao + 7 g glycerol
A2D1: bột mì có hàm lượng gluten thấp + 3 g glycerol
A2D2: bột mì có hàm lượng gluten thấp + 4 g glycerol
A2D3: bột mì có hàm lượng gluten thấp + 5 g glycerol
A2D4: bột mì có hàm lượng gluten thấp + 6 g glycerol
A2D5: bột mì có hàm lượng gluten thấp + 7 g glycerol

a. Độ bền kéo và độ dãn dài
Vật liệu bao gói thực phẩm phải có cường độ chịu kéo (TS) cao để bảo vệ thực
22

phẩm trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Giá trị TS của các nghiệm thức dao
động từ 25,13 ÷ 65,21 g, khác biệt về ý nghĩa thống kê với độ tin cậy là 95%. Theo số
liệu ở Bảng 4.1, nghiệm thức có TS cao nhất là của loại bột A 1 với lượng glycerol sử
dụng là 3 g (có ý nghĩa về mặt thống kê với p < 0,05). Độ bền kéo của màng được
chuẩn bị từ bột A1 cao hơn đáng kể (p <0,05) so với bột A 2 ở tất cả các mức glycerol
được sử dụng.
Trong khi phần trăm kéo dài của màng được chuẩn bị từ bột A 2 cao hơn đáng kể
( p <0,05) so với bột A1 ở tất cả các mức glycerol được sử dụng. Theo số liệu Bảng
4.1, E tăng theo hàm lượng glycerol được sử dụng và có giá trị trong khoảng 4,32 ÷
22,14%, khác biệt có ý nghĩa thống kê với p < 0,05. Trong đó nghiệm thức A 2D5 cho
giá trị cao nhất 22,14%.
Tất cả các màng có hàm lượng glycerol thấp có độ bền kéo cao hơn và độ giãn
dài phần trăm thấp hơn so với màng có hàm lượng glycerol cao. Parris et al. (1995) đã
báo cáo rằng độ bền kéo của màng ăn được alginate giảm theo cấp số nhân khi tăng
natri lactat. Cơ chế tạo thành một màng đề kháng có thể liên quan đến một số lượng
cao hơn hoặc đồng hóa tốt hơn các liên kết giữa các chuỗi protein. Trong quá trình sấy
khô dung dịch tạo màng, ethanol và ammonia hydroxid bị bốc hơi, cho phép hình
thành liên kết giữa các chuỗi protein. Trong giai đoạn này, sự tiếp xúc của các chuỗi
protein gây ra bởi nồng độ gluten cao có thể hình thành các liên kết chéo như vậy.
Trong quá trình hình thành màng, quá trình trùng hợp xảy ra thông qua liên kết
disulfide giữa các phân tử, kỵ nước và hydro. Một môi trường kiềm và sưởi ấm là cần
thiết để loại bỏ protein gluten, do đó làm gián đoạn cấu trúc protein, phá vỡ các liên
kết phân tử disulfide hiện tại và làm lộ ra các nhóm sulphydryl và kỵ nước, làm cho
chúng có thể liên kết. Sự phân tách của các liên kết disulfide dẫn đến các chuỗi
polypeptide có trọng lượng phân tử thấp hơn, phá hủy tính đàn hồi và sự kết dính của
quá trình đúc và sấy khô, các nhóm sulphydryl cải thiện liên kết disulfide bằng quá
trình oxy hóa không khí, dẫn đến cấu trúc màng (Gennadios et al., 1993). Glycerol
đóng vai trò là chất làm dẻo, giúp cho các chất trong màng liên kết tốt với nhau và
giúp màng có được độ dẻo thích hợp.

b. Thấm hơi nước
Độ thấm hơi nước nên càng thấp càng tốt vì màng hoặc lớp phủ ăn được sẽ làm
chậm quá trình chuyển ẩm giữa thức ăn và môi trường, hoặc giữa hai thành phần của
một sản phẩm thực phẩm không đồng nhất. Các màng được chế biến từ gluten chiết
xuất từ bột A2 sử dụng nồng độ glycerol cao hơn, cho thấy giá trị cao hơn đối với WVP
(82 g / m2d) so với phim được chế tạo từ bột A 1, khác biệt có ý nghĩa thống kê với độ
tin cậy 95%. Giá trị WVP của màng thấp hơn ở nồng độ glycerol thấp hơn.
Chất dẻo được thêm vào màng để giảm độ giòn, tăng độ dẻo dai, sức mạnh và
khả năng chống va đập và truyền đạt sự linh hoạt. Thông thường, việc bổ sung một
chất làm dẻo làm tăng tính thấm của khí, hơi nước và chất tan và làm giảm độ bền kéo
23


sức mạnh của lớp màng. Đối với các màng có nồng độ glycerol khác nhau, giá trị
WVP của màng từ bột A2 cao hơn so với màng từ bột A1. Đặc tính chống thấm hơi
nước của màng và lớp phủ ăn được khác nhau rất nhiều thành phần, và sự có mặt của
bong bóng và lỗ kim loại của màng (Pascat, 1986). McHugh, Aujard và Krochta
(1994) xác định tính thấm hơi nước của màng gluten được làm dẻo bằng glycerol ở 25
°C, thay đổi tuyến tính với nồng độ chất làm dẻo có hệ số tương quan rất tốt. Các hành
thức tương tự có thể được quan sát thấy trong công việc của Gontard et al. (1993).
Sobral et al. (2001) báo cáo độ thấm hơi nước tăng lên với sự gia tăng nồng độ chất
làm dẻo.
c. Độ bền cấu trúc
Kiểm tra đâm thủng đo lực cần thiết để đẩy thủng và thăm dò vào một sản phẩm
thực phẩm hoặc thực phẩm. Màng gluten từ bột A 1 có giá trị sức mạnh đâm thủng cao
hơn so với màng gluten lúa mì được chế biến từ bột A 2. Màng gluten từ bột A1 cho
thấy sức mạnh đâm thủng cao hơn (p <0,05) đối với màng gluten được chế biến từ bột
A2 ở tất cả các mức glycerol. Khi nồng độ glycerol tăng thì sức mạnh đâm thủng giảm.
Các màng được điều chế từ nồng độ glycerol thấp có giá trị sức mạnh đâm thủng cao
hơn so với nồng độ glycerol cao hơn. Sức mạnh đâm thủng của màng làm từ bột A 1 là

41,01÷119 g và từ bột A2 là 38,01÷108,01 g, khác biệt có ý nghĩa thống kê với độ tin
cậy 95%.
Ảnh hưởng của chất làm mềm đến giảm lực đâm thủng được biết đến và giải
thích của nó được tìm thấy trong tài liệu (Bourtoom, 2008). Gontard et al. (1993), đã
quan sát thấy sự giảm tuyến tính của lực đâm thủng trong các màng gluten từ 1,9 đến
0,3 N, từ 16 đến 33 g glycerol / 100 g chất khô. Theo khoa học polymer cổ điển, các
chất làm dẻo làm suy yếu các lực phân tử giữa các chuỗi đại phân tử lân cận, làm tăng
thể tích tự do và làm giảm Tg của hệ thống (Jastrzebski, 1987). Do đó sự gia tăng nồng
độ chất làm dẻo làm giảm lực đâm thủng do sự tương tác giữa các phân tử giảm và làm
tăng lực đâm thủng do sự gia tăng tính di động của các vi phân tử.
d. Tan trong H2O
Khả năng chịu nước là một đặc tính quan trọng của màng ăn được, đặc biệt đối
với các ứng dụng thực phẩm. Đối với tất cả các màng được thử nghiệm, độ hòa tan
trong nước cao hơn đã được quan sát thấy ở nồng độ cao hơn của glycerol được sử
dụng. Độ hòa tan trong nước là 60,01÷83,03%, khác biệt có ý nghĩa thống kê với độ
tin cậy là 95%.
Fakhouri và Palmu (2004) đã nghiên cứu tính hòa tan của gluten lúa mì và
màng xenluloza axetat trong nước và báo cáo các giá trị trong khoảng từ 22,7 đến
100%. Các màng được điều chế bằng glycerol ở mức 7% cho thấy các giá trị cao hơn
cho khả năng hoà tan trong nước và các màng của bột A 1 có giá trị thấp hơn. Tăng
lượng chất làm dẻo, đặc biệt là glycerol, làm tăng độ ẩm và WVP của màng. Điều này
24