Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo / chất bao và nồng độ chất khô đến khả năng vi bao dầu hạt bí đỏ (Cucurbita pepo) bằng phương pháp sấy phun

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : GS. TS Lê Văn Việt Man
TS Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS. TS Phạm Văn Hùng
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Huỳnh Tiến Phong
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 04 tháng 01 năm 2015
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. Chủ tịch:
TS Trần Bích Lam
2. Phản biện 1:
3. Phản biện 2:

PGS. TS Phạm Văn Hùng
TS Huỳnh Tiến Phong

4. ủy viên:

TS Hoàng Kim Anh

5. Thư ký:

TS Võ Đình Lệ Tâm

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khỉ luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: LÂM MỸ THÚY VY ..................................... MSHV: 13113256 ...
Ngày, tháng, năm sinh: 21/04/1990............................................. Nơi sinh: TP. HCM .
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm ......................................... Mã số : 605402 ....
I. TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao và nồng độ chất
khô đến khả năng vi bao dầu hạt bí đỏ (Cucurbita pepo) bằng phương pháp sấy phun
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Vi bao dầu hạt bí đỏ bằng phương pháp sấy phun:
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong nhũ tương ..............................
III. NGÀY GIAO NHỆM VỤ: 19/01/2015 ................................................................
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 14/06/2015 ...............................................
V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS. TS Lê Văn Việt Mẩn ...........................................
TS Tôn Nữ Minh Nguyệt ............................................

Tp. HCM, ngày. . . . tháng.. . . năm 20....
CẢN BỘ HƯỚNG DẴN
(Họ tên và chữ ký)

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Lê Văn Việt Mẩn và TS Tôn Nữ
Minh Nguyệt đã hết lòng tận tụy hướng dẫn và chỉ bảo để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn
này.
Trong suốt những năm tháng học tập tại trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí
Minh, tôi đã được rất nhiều thầy cô hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức vô giá. Xin
gửi lừi tri ân tới tập thể các thầy cô của trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt là các thầy cô
của bộ môn Công nghệ thực phẩm.
Xin gởi lời cảm ơn đến gia đình vì đã luôn yêu thương, tin tưởng và ủng hộ con. Gửi
lời cảm ơn đến các bạn cùng bộ môn, những người đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian vừa qua, đặc biệt là em Lê Tấn Hoàng đã chia sẻ và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt
quá trình làm luận văn này.
Một lần nữa xin gởi đến mọi người lời cảm ơn chân thành nhất.
Trân trọng!


2

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Dầu hạt bí đỏ giàu các acid béo chưa no nên dễ bị oxy hóa trong quá trình bảo quản.
Vi bao dầu hạt bí đỏ là một giải pháp kỹ thuật góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản
phẩm. Nội dung nghiên cứu trong luận văn này là khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất
bao, và tổng nồng độ chất khô trong nhũ tương đến khả năng vi bao dầu hạt bí bằng phương
pháp sấy phun. Hỗn hợp whey protein concentrate và maltodextrin tỷ lệ 1:1 được sử dụng

làm chất bao.
Khi tăng tỷ lệ chất béo/chất bao từ 1/4 lên 1/1 thì hiệu suất vi bao chất béo giảm từ
95,3% xuống còn 86,7%, hiệu quả vi bao giảm từ 97,8% xuống 25,3%. Tuy nhiên, việc tăng
tỷ lệ chất béo/chất bao sẽ làm tăng lượng béo trong bột dầu hạt bí và làm giảm lượng chất
bao cần sử dụng. Với tỷ lệ chất béo/chất bao 1/1 và tổng nồng độ chất khô trong nhũ tương
trước khi sấy phun là 25%, hiệu suất vi bao và hiệu quả vi bao chất béo đạt lần lượt là 91,7%
và 26,7%, chỉ số peroxide của bột dầu hạt bí luôn ổn định trong 30 ngày bảo quản gia tốc.


3

ABSTRACT
Pumpkin seed oil is rich in unsaturated fatty acids which are susceptible to oxidation
during the product preservation. Oil microencapsulation is a technical solution for
improvement in product self-life. In this study, the effects of core/wall ratio and total solid
content of the emulsion on the pumpkin seed oil microencapsulation by spray drying were
investigated. Mixture of whey protein concentrate and maltodextrin with the weight ratio
of 1:1 was used as microencapsulating agent.
Increase in core/wall ratio from 1/4 to 1/1 decreased the oil microencapsulation yield
from 95.3% to 86.7% as well as the oil microencapsulation efficiency from 97.8% to 25.3%.
However, increase in core/wall ratio augmented the oil content in the spray- dried powder
and decreased the amount of wall material used for oil microencapsulation. At core/wall
ratio of 1/1 and total solid content of the emulsion of 25%, the oil microencapsulation yield
and efficiency was 91.7% and 26.7%, respectively; the peroxide value of pumpkin seed oil
powder was stable during 30 accelerated storage days.


4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả
nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm
on. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện luận vãn

Lâm Mỹ Thúy Vy


V

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ..................................................................................................... ii
ABSTRACT ...................................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................ vii
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................................viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................... X
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN .............................................................................................. 2
1.1. Hạt bí đỏ..................................................................................................................... 2
1.2. Chất béo hạt bí đỏ ...................................................................................................... 3
1.2.1. Thành phần hóa học dầu hạt bí đỏ .......................................................................... 3
1.2.2. Tính chất dầu hạt bí đỏ............................................................................................ 5
1.3. Kỹ thuật vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun ............................................ 7
1.3.1. Giới thiệu về kỹ thuật vi bao ................................................................................... 7
1.3.2. Vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun ......................................................... 9
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun

.......................................................................................................................................... 10
1.4. Tính mới của đề tài .................................................................................................. 16
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 17
2.1. Nguyên liệu .............................................................................................................. 17
2.1.1. Dầu hạt bí.............................................................................................................. 17
2.1.2. Chất bao ................................................................................................................ 17
2.1.3. Hóa chất khác ....................................................................................................... 18
2.1.4. Thiết bị .................................................................................................................. 19


vi
2.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 20
2.2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 20
2.2.2. Quy trình thực hiện ............................................................................................... 23
2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ..................................................................... 24
2.3.1. Phương pháp phân tích ......................................................................................... 24
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................... 28
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...................................................................... 29
3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến quá trình vi bao dầu hạt bí đỏ
bằng phương pháp sấy phun ............................................................................................. 29
3.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến khả năng vi bao dầu hạt bí đỏ bằng
phương pháp sấy phun ..................................................................................................... 29
3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến chất lượng bột thành phẩm trong quá
trình bảo quản gia tốc ...................................................................................................... 37
3.2.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến quá trình vi bao dầu

hạt bí đỏ bằng phương pháp sấy phun .............................................................................. 41
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến khả năng vi bao dầu hạt bí đỏ

bằng phương pháp sấy phun ............................................................................................. 41
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến chất lượng bột thành phẩm
trong quá trình bảo quản gia tốc ....................................................................................... 48
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 52
4.1. Kết luận ................................................................................................................... 52
4.2. Kiến nghị ................................................................................................................. 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 53
PHỤ LỤC

64


7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản trong hạt bí (% khối lượng) ................................. 2
Bảng 1.2. Thành phần acid béo trong dầu hạt bi đỏ giống Cucurbita pepo ..................... 4
Bảng 1.3. Thành phần một sổ hợp chất có hoạt tính sinh học trong dầu hạt bí giống
Cucurbita pepo ....................................................................................................................5
Bảng 1.4. Tính chất hóa lý của dầu hạt bí ...........................................................................6
Bảng 1.5. Một số phương pháp vỉ bao thông dụng ............................................................8
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của WPC ..........................................................................18
Bảng 2.2. Chỉ tiêu chất lượng của maltodextrin................................................................18
Bảng 2.3. Các thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu ....................................................19
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất béo đến một sổ tính chất của hạt dầu vi bao
sau quá trình sẩy phun.......................................................................................................31
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất béo đến một sổ tính chất của hạt dầu vi bao
sau quá trình sẩy phun.......................................................................................................43

8

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình thái vi hạt ................................................................................................... 8
Hình 2.1. Dầu sau quá trình trích ly và đuổi dung môi ................................................... 17
Hình 2.2. Nội dung và trình tự khảo sát........................................................................... 20
Hình 2.3. Quy trình vỉ bao dầu hạt bí bằng phương pháp sẩy phun ............................... 23
Hình 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến độ nhớt của nhũ tương trước khi sẩy
phun................................................................................................................................... 29
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ chẩt béo/chẩt bao đến hiệu suất vi bao dầu hạt bí ......... 30
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến độ hút ẩm của bột trong điều kiện độ
ẩm không khí 75%, nhiệt độ phòng 25°c .......................................................................... 33
Hình 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến khả năng thấm ướt của bột .......... 34
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến độ không hòa tan của bột ............ 35
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến tỷ trọng của bột ........................... 36
Hình 3.7. Độ ẩm sản phẩm ở các thời điểm khác nhau trong quá quá trình bảo quản gia tốc
các mẫu có tỷ lệ chất béo/chất bao khác nhau ................................................................. 37
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao đến hàm lượng béo bề mặt của sản phẩm
trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°c. ............................................................................. 38
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/ chất bao đến sự biến đổi PoV dầu không được vỉ
bao (dầu bề mặt) của sản phẩm trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°c .......................... 39
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ chẩt béo/ chẩt bao đến sự biến đổi PoV dầu nội hạt của sản
phấm trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°c .................................................................... 40
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ nhớt nhũ tương trước khi sẩy ....... 42
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong nhũ tương đến hiệu suất vi bao dầu hạt
bí ....................................................................................................................................... 42
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô trong nhũ tương đến độ hút ẩm ở môi trường
ấm 75% của sản phấm ...................................................................................................... 45
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến độ thẩm ướt của bột sau sẩy phun ...46

9
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến chỉ sổ không hòa tan của bột sau sấy phun
............................................................................................................................................46
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến tỷ trọng khối của hạt ...........................47
Hình 3.17. Độ ẩm sản phẩm ở các thời điểm khác nhau trong quá quá trình bảo quản gia
tốc các mẫu sấy với nồng độ chất khô khác nhau ..............................................................48
Hình 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô của nhũ tương đến hàm lượng béo bề mặt của
sản phẩm trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°C. .............................................................49
Hình 3.19. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến sự biến đồi PoV dầu không được vi bao
(dầu bề mặt) của sản phẩm trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°C .................................50
Hình 3.20. Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/ chất bao đến sự biến đổi PoV dầu nội hạt của sản
phẩm trong điều kiện bảo quản gia tốc 60°c .....................................................................51


X

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

HDL - c - High Density Lipoprotein Cholesterol
ISI - Insolubility index
LDL - c - Low Density Lipoprotein Cholesterol
MD - maltodextrin
MEE - Microencapsulation Efficiency
MEY - Microencapsulation Yield
MUFA - Monounsaturated Fatty Acids
PoV - Peroxide value
PUFA - Polyunsaturated Fatty Acids
SFA - Saturated Fatty Acids

WPC - whey protein concentrate


MỞ ĐẦU
Trong phạm vi 30 năm trở lại đây, hạt bí đỏ là đối tượng nghiên cứu của nhiều công
bố khoa học trên thế giới. Các nhà khoa học quan tâm đến dầu hạt bí đỏ, đặc biệt là các thành
phần dinh dưỡng, các vi chất và các chất có hoạt tính sinh học trong dầu hạt bí [1], [2], Các
kết quả nghiên cứu cho thấy, dầu hạt bí đỏ chứa nhiều chất có hoạt tính dược lý. Với các hợp
chất tocopherol và tocotrienol, dầu hạt bí đỏ có tác động tích cực trong bảo vệ tim mạch, bảo
vệ gan, giảm hấp thu chất béo [3], [4], Bên cạnh đó, với hàm lượng tocopherol cao, dầu hạt bí
đỏ còn được dự báo là có tiềm năng lớn trong phòng chống viêm, kháng u, hoạt động bảo vệ
hệ thần kinh [5]. Các 0-sitosterol và acid béo không no trong dầu hạt bí đỏ đóng vai trò quan
trọng để hạ nồng độ cholesterol tỷ trọng thấp trong máu, ngăn ngừa và điều trị xơ vữa động
mạch [6], Ngoài ra, có một vài nghiên cứu cho rằng dầu hạt bí đỏ có khả năng ức chế vi sinh
vật mạnh [7], [8],
Tuy nhiên, với tỷ lệ acid béo không no cao, dầu hạt bí dễ bị oxy hóa, đặc biệt khi tiếp
xúc với oxy và ánh sáng. Sự oxy hóa gây ra các tổn thất về mặt dinh dưỡng và làm tăng các
mùi vị không mong muốn, làm giảm hạn sử dụng và tính chất cảm quan của dầu [9],
Quá trình vi bao làm giảm sự oxy hóa chất béo, ngăn ngừa sự tổn thất nhiều thuộc tính
có lợi cho sức khỏe của dầu hạt bí và làm tăng thời gian sử dụng trong quá trình bảo quản sản
phẩm.
Nhằm tăng thời gian bảo quản dầu hạt bí đỏ và nâng cao khả năng ứng dụng của loại
dầu này trong nhiều lĩnh vực thực phẩm, chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Khảo sát ảnh hưởng
của tỷ lệ chất béo/chất bao và nồng độ chất khô đến khả năng vi bao dầu hạt bí đỏ bằng phương
pháp sấy phun”. Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi sẽ tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các
tỷ lệ chất béo/chất bao khác nhau và nồng độ chất khô tổng khác nhau ttong dịch nhũ tương
đến hiệu quả vi bao chất béo và chất lượng bột dầu hạt bí đỏ thu được.


2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Hạt bí đỏ
Bí đỏ thuộc loài Cucurbita họ Cucurbitaceae, có nguồn gốc từ Trung Mỹ. Có rất nhiều
loài Cucurbita mọc khắp nơi trên thế giới. Trong đó, phổ biến nhất là các giống c. maxima, c.
pepo và c. moschata [10],
Bí đỏ là một loại cây có giá trị kinh tế cao, được trồng để lấy quả, hoa và ngọn làm
thức ăn. Hạt bí đỏ cũng được dùng như một nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng, được sử dụng
ửong công nghệ thực phẩm như thêm vào các sản phẩm bánh kẹo, ửong công nghiệp dược
[11], sản xuất dầu hạt bí [12], Trong dân gian Việt Nam, hạt bí đỏ được dùng để ăn và thuốc
chữa giun sán.
Giống bí đỏ được trồng chủ yếu ở Việt Nam là Cucurbita pepo. Điều kiện trồng ở
những khu vực với thổ nhưỡng và vị trí địa lý khác nhau sẽ tạo nên sự khác biệt về thành phần
hóa học của hạt bí, tuy nhiên, hàm lượng protein và lipid tổng số không thay đổi nhiều - Bảng
1.1 giới thiệu thành phần hóa học cơ bản của hạt bí.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản trong hạt bí (% khối lượng)
Giá trị (% khối lượng)
Thanh phân Kim và cộng sự (2012)-mẫu Gohari và cộng sự, (2011) - hạt bí xuất xứ từ Hàn
Quốc [13] mẫu hạt bí xuất xứ từ Iran [14]
Carbohydrate

12,22 ± 0,75

25,19 + 3,3

Protein

30,88 ± 1,21

Lipid

43,99 ± 0,29

Xơ

14,84 ± 0,06

25,40 +
0,61
41,59 +
2,71
2,49 + 0,11

Tro

5,50 + 0,10

5,34 + 0,04

Ẩm
1.2. Chất béo hạt bí đỏ

7,40 ± 0,09

5,20 + 0,28


3
Theo Salas và cộng sự (2000), các hạt thích hợp cho ngành công nghiệp sản xuất dầu
béo phải giàu các acid béo không bão hòa và đồng thời phải có trên 25% chất béo [15], Hàm

lượng dầu trong hạt bí đỏ dao động trong khoảng 38 - 60% tùy giống bí. Dầu hạt bí chứa trên
90% triglyceride, 84% là các acid béo không no nhiều nối đôi [16], Điều này cho thấy, hạt bí
là nguồn nguyên liệu thích hợp để sản xuất dầu béo.
1.2.1. Thành phần hóa học dầu hạt bí đỏ
1.2.1.1. Thành phần acid héo và triglyceride
Hàm lượng triglyceride hong dầu hạt bí xấp xỉ 94,52%. Các thành phần khác bao gồm:
acid béo (1,44%), hydrocarbon (0,62%), sterol (1,01%), diglyceride (0,39%), monoglyceride
(0,93%) và phospholipid (1,09%) [17],
Thành phần acid béo trong dầu hạt bí phụ thuộc vào nhiều yếu tố (như giống cây, điều
kiện trồng, độ chín của hạt). Các acid béo chủ yếu trong dầu hạt bí là linoleic (C18:2), oleic
(C18:l), stearic (C18), và palmitic acid (C16) và các acid béo khác như palmitoleic (C16:l),
linolenic (C18:3), arachidonic (C20:4), arachidic (C20:0), docosahexaenoic (C22:6),
lignoceric (C24:0) cũng được tìm thấy nhưng hàm lượng rất thấp (không quá 0,5%) [16],
Thành phần acid béo ửong hạt bí giống Cucurbita pepo theo nghiên cứu của Kim và cộng sự
(2012) [13] và Gohari và cộng sự (2011) [14], được thể hiện trong bảng 1.2.
Như vậy, dầu hạt bí đỏ giống Cucurbita pepo có thành phần acid béo chủ yếu là linoleic
acid và oleic acid. Với hàm lượng acid béo không bão hòa cao trên 3.6 - 4 lần acid béo bão
hòa, và hàm lượng cao của các hợp chất G) — 6 — các tác nhân có lợi cho sức khỏe con người
trong phòng chống ung thu và các bệnh về tim mạch - dầu hạt bí thể hiện một tiềm năng lớn
trong ứng dụng như thực phẩm chức năng. Theo Fukou và cộng sự (2009), các thuộc tính hóa
học của dầu hạt bí đỏ tương tự với dầu bắp, dầu vừng, dầu hướng dương, do đó dầu hạt bí
được khuyến cáo sử dụng để trộn salad hay


4
để nấu ăn, với vai trò là thành phần góp phần ngăn ngừa xơ vữa động mạch do làm tăng lượng
HDL - c (High Density Lipoprotein Cholesterol), giảm serum cholesterol và LDL - c (Low
Density Lipoprotein Cholesterol) [18],
Bảng 1.2. Thành phần acid béo trong dầu hạt bí đỏ giống Cucurbita pepo
Giá trị (% khối lượng)

Thành phần

Kim và cộng sự (2012) - mẫu Gohari và cộng sự (2011) hạt bí xuất xứ từ Hàn Quốc
mẫu hạt bí xuất xứ từ
[13]
Iran [14]

Myristic acid (14:00)

0,23 ± 0,06

No detected

Palmitic acid (16:00)

12,97 ± 0,72

10,68 ± 0,42

Stearic acid (18:00)

4,67 ±0,15

8,67 ± 0,27

Oleic acid (18:1)

32,40 ± 0,56

38,42 ± 0,37

Linoleic acid (18:2)

36,40 ± 0,82

39,84 ± 0,08

a-Linolenic acid (18:3n-3)

No detected

0,68 ±0,14

Arachidic acid (20:00)

0,39 ± 0,06

1,14 ±0,00

Behenic acid (22:00)

0,37 ± 0,06

No detected

SFA

18,62 ± 0,64

19,35 ±0,16

MUFA

32,40 ± 1,66

PUFA

36,40 ± 0,82

80,65 ±0,16

1.2.1.2. Các chất không xà phòng hóa
Bên cạnh các acid béo không bão hòa, dầu hạt bí cũng rất giàu các chất chống oxy
hóa tự nhiên (Bảng 1.3) [13], [19] và chúng được xem là có lợi cho sức khỏe con người
như ngăn chặn sự phát triển và giảm kích thước của tuyến tiền liệt, làm chậm sự tiến triển
của bệnh cao huyết áp, giảm nhẹ sự tăng cholesterol và viêm khớp, giảm áp lực bàng quang
và niệu đạo, giảm bệnh tiểu đường bằng cách thúc đẩy hoạt động hạ đường huyết, và giảm
mức độ nhạy cảm của dạ dày, vú, phổi, đại trực tràng và nguy cơ ung thư [19], [20].


5
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng Cucurbita pepo rất giàu squalene, phytosterols và acid
béo không bão hòa đơn và đa và đề nghị sử dụng dầu này cho mục đích dinh dưỡng và y học
[19], [20], [21], Hàm lượng phytosterol trong dầu bí khoảng 3,5 - 4mg/g dầu [22].
Bảng 1.3. Thành phần một sổ hợp chất có hoạt tính sinh học trong dầu hạt bí giống
Cucurbita pepo [13]
Thành phần

Giá trị (mg/kg nguyên liệu thô)

a - Tocopherol

21,33 ±3,65

y - Tocopherol

61,65 ± 17,66

p - Carotene

17,46 ±18,29

p - Cryptoxanthin

0,16 ±0,16

p - Sitosterol

383,89 ±48,15

1.2.2. Tính chất dầu hạt bi đỏ
Tính chất hóa lý của dầu hạt bí được thể hiện trong Bảng 1.4.
Tính chất vật lý của dầu chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi cấu trúc hóa học và các nhóm
chức năng của nó. Nhưng, tính chất này sẽ tác động đến chức năng của chất béo trong thực
phẩm. Dầu hạt bí tồn tại dạng lỏng trong khoảng nhiệt độ 5 - 30°C, có mùi hạt đặc trưng và
có màu xanh lá sậm hoặc xanh vàng sáng đến màu nâu đỏ tùy thuộc vào độ dày lớp dầu [14],
Theo Gohari và cộng sự (2011), dầu hạt bí có chỉ số khúc xạ 1,4662 ± 0,0001, kết quả
này, thấp hơn so với dầu hướng dương và dầu olive, cao hơn so với dầu cọ, dầu dừa, và tương
tự với dầu cải dầu, dầu bắp [14], Chỉ số khúc xạ của dầu phụ thuộc vào khối lượng phân tử,
độ dài mạch acid béo, mức độ không bão hòa và số các nối đôi liên hợp.

Tỷ họng dầu hạt bí dao động ửong khoảng 0,903 - 0,926 g/mL tương tự với các loại
dầu thông dụng khác như dầu olive (0,910 - 0,920 g/mL), dầu dừa (0,908 - 0,921 g/mL), dầu
hạt cải dầu (0,910 - 0,920 g/mL) [23],
Bảng 1.4. Tính chất hóa lý của dầu hạt bí [14]


6
Chỉ số acid (mg KOH/g dầu)

0,78 ± 0,02

Hàm lượng acid béo tự do (% theo oleic acid)
Chỉ số peroxide (meq o2/kg dầu)

0,39 ±0,01
10,85 ± 0,62

Chỉ số iod (g I2/l 00 g dầu)

104,36 ± 0,04

Chỉ số xà phòng (mg KOH/g dầu)

190,69 ± 1,40

Hàm lượng các chất không xà phòng hóa được (% của dầu)

5,73 ± 0,82

T'-:ng lượng sterol (% của d-u)

T ng lượng phenolics (mg gallic acid/kg dầu)

1,86 ±0,10
66,27 ± 3,69

Tòng lượng tocopherol (mg a-tocopherol/kg d&u)

882,65 ± 18,32

Sáp (% của dầu)

1,58 ±0,13

Chỉ số ổn định oxy hóa (OSI) (h)

6,57 ± 0,09

Độ nhớt động học (cP, 30 °C)

93,66 ± 0,48

Tỷ trọng riêng (kg/m3, 30 °C)

0,9151 ±0,0002


7
1.3. Kỹ thuật vi bao chất béo bằng phưong pháp sấy phun
1.3.1. Giới thiệu về kỹ thuật vi bao
Vi bao có thể được định nghĩa là kỹ thuật bao gói các nguyên liệu rắn, lỏng, khí bởi

các lớp phủ polymer mỏng, hình thành nên các hạt nhỏ gọi là các hạt vi bao. Vật liệu bao
bên ngoài gọi là vỏ bao, thành phần được bao gói bên trong gọi là nhân. Các polymer đóng
vai trò như một lóp màng bảo vệ các nguyên liệu bên trong khỏi tác động của các tác nhân
không mong muốn bên ngoài [24], Màng bao này phải có khả năng hòa tan để giải phóng
thành phần bên ửong hạt ở nơi hoặc thời điểm mong muốn [25],
Kỹ thuật vi bao được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dược phẩm,
nông nghiệp và công nghệ thực phẩm. Trong công nghệ thực phẩm, kỹ thuật vi bao dùng
để bảo vệ các các chất mẫn cảm với các quá trình công nghệ hay các hợp chất dễ bay hơi
như dầu giàu acid béo không no nhiều nối đôi, tinh dầu, chất màu, chất hương, chất tạo
ngọt, vi sinh vật... . Quá trình vi bao giúp hạn chế sự tiếp xúc của các nguyên liệu mẫn cảm
này với nhiệt độ, ánh sáng, oxy không khí, độ ẩm và không khí... Theo Botrel và cộng sự
(2005), các tính chất vật lý ban đầu của các nguyên liệu được vi bao có biến đổi và dễ xử lý
hơn, các cấu tử hương của nguyên liệu sẽ được bảo vệ [26],
Các hạt vi bao có thể được phân loại thành các nhóm khác nhau theo kích thước và
hình thái. Theo kích thước vi hạt ở dạng microcapsule (0,2 - 5000pm) và nanocapsule (<
0,2pm). Theo hình thái có vi hạt đơn nhân, đa nhân và ma trận. Hình thái hạt sẽ phụ thuộc
vào phương pháp và điều kiện chuẩn bị dịch trước vi bao và bản chất vỏ bao. Trong các hạt
đơn nhân, lõi tập trung ở tâm và xung quanh là vỏ bao. Trong các hạt đa nhân, lõi được
phân tán thành nhiều hạt nhỏ trong nền vỏ bao, gần giống như sự kết chùm của các hạt đơn
nhân. Dạng ma trận là các vi hạt có các phần lõi tích hợp bên ttong ma trận của vỏ bao [27],


8

l>fr>rw<0M.

Poly MuLrjj«>e-
Stiplw LiHM --»1

KJ* wvctr typ*

Mwtnx type

Hình 1.1. Hình thái vỉ hạt [28]
Có nhiều phương pháp vi bao được dùng ưong công nghiệp thực phẩm như: sấy phun,
sấy tầng sôi, sấy thăng hoa, ép đùn, kết tụ, tạo giọt phức hợp... Việc lựa chọn phương pháp vi
bao phụ thuộc đặc tính của nhân và chất bao cũng như là yêu cầu của sản phẩm.
Phương pháp

Bảng 1.5. Một sổ phương pháp vi bao thông dụng [28]
Các bước tiến hành
Hình thái
Kích thước

Sấy phun (Spray- Phân tán hoặc hòa tan vật liệu
drying)

Nồng độ

hạt

hạt (pm)

dịch

Matrix

10-400

5-50

Matrix

5 - 5000

5-50

Matrix

200 - 2000

5-20

lõi vào dung dịch chứa chất bao
tan trong nước.
Tạo hạt nhỏ.
Tách nước

Spray-

Phân tán hoặc hòa tan vật liệu

chilling/cooling

lõi vào dung dịch béo đã được
gia nhiệt.
Tạo hạt nhỏ.
Làm lạnh

Ép đùn (Melt

Làm nóng chảy chất bao

injection)

Phân tán hoặc hòa tan lõi vào


9

chit bao
Ép đùn qua lưới lọc
Làm lạnh và tách nước
Tụ giọt
(Coacervation)

Hòa tan hai loại polymer

Đơn nhân 10 - 800

40-90

không tương thích trong một
dung môi.
Tạo hệ nhũ dầu trong nước.
Khuấy trộn.
Tạo 3 pha không tan lẫn vào
nhau.

Làm lạnh

Vi bao với
alginate

Phân tán hoặc hòa tan lõi vào

Đa nhân

200 - 5000

Matrix

20 - 5000

20-50

dung dịch alginate

Sấy lạnh đông

Nhỏ vào bể tạo gel chứa Ca2+
Hòa tan hoặc phân tán lõi và

(Freeze-

chất bao vào nước.

drying)

Lạnh đông mẫu
Sấy dưới áp suất thấp

Không
giới hạn

Nghiền
Có nhiều phương pháp vi bao sản phẩm, nhưng với nguyền liệu cần vi bao là chất béo
thì phương pháp sấy phun là phương pháp phổ biến nhất và đã được sử dụng rộng rãi ttong
sản xuất công nghiệp.
1.3.2. Vi bao chất béo bằng phương pháp sẩy phun
Sấy phun là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dạng sương dưới tác dụng của
nhiệt độ cao. Trong quá trình sấy, nước tách ra khỏi vật liệu sấy nhờ quá trình khuếch tán. Kỹ
thuật vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun gồm 3 giai đoạn cơ bản. Phân tán vật liệu
cần vi bao vào dung dịch chất bao, đồng hóa để hình thành nên hệ nhũ tương, bơm nhũ tương
vào thiết bị và phun ra dưới dạng sương, đồng thời trộn lẫn với tác nhân sấy là không khí


10
nóng để bốc hơi nước nhanh và hình thành nên các hạt vi bao ở dạng bột [29].
Sấy phun là phương pháp vi bao được sử dụng rộng rãi nhất để bao gói chất hương,
chất béo và chất màu. Tuy nhiên phương pháp này ít được sử dụng để vi bao các sản phẩm
mẫn cảm với nhiệt độ như vi sinh vật và tinh dầu. Nhiệt độ cao có thể gây ra sự bốc hơi hay
phá hủy mẫu [24], Tuy nhiên, với nhiều cải tiến trong kỹ thuật vi bao, nhiều tác giả cũng đạt
được thành công trong vi bao tinh dầu và vi sinh vật bằng kỹ thuật sấy phun như: Krishnan
và cộng sự (2005) vi bao tinh dầu ớt (Cardamon Oleoresin) với Arabic gum, maltodextrin và
tinh bột biến tính [30]; Anekella và Orsat (2013) vi bao probiotics trong dịch quả raspberry
[31],
Các nhà nghiên cứu thường sử dung hai giá trị hiệu suất vi bao và hiệu quả vi bao để
đánh giá quá trình vi bao chất béo. Hiệu suất vi bao là tỷ lệ giữa hàm lượng chất béo trong

sản phẩm bột và hàm lượng chất béo trong nhũ tương trước khi sấy phun. Hiệu quả vi bao là
tỷ lệ giữa lượng chất béo trên bề mặt hạt vi bao (chất béo không vi bao được) và lượng chất
béo tổng trong sản phẩm bột. Hiệu quả vi bao và sản phẩm hình thành sau quá trình sấy phun
phụ thuộc vào các tính chất nhũ tương đem sấy và điều kiện vận hành thiết bị sấy phun [32],
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun
1.3.3.1. Ảnh hưởng của dung dịch nhũ tương
❖

Ảnh hưởng của vỏ bao
Sự lựa chọn vật liệu vỏ bao là rất quan trọng vì bản chất hóa học của vật liệu vỏ bao

ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao và độ bền của hạt vi bao. Vật liệu vỏ bao lý tưởng phải có các
tính chất sau: không phản ứng với nhân, có khả năng đóng kín và giữ cho nhân ở bên trong
hạt, có khả năng bảo vệ tối đa phần nhân bên trong trước các tác nhân bất lợi, không tạo nên
mùi vị không mong muốn khi ứng dụng trong thực phẩm và giá thành rẻ [24], [33].
Theo Favaro-Trindade và cộng sự (2008), hầu hết các vật liệu vỏ bao đều không có
đầy đủ các tính chất theo yêu cầu, do đó sử dụng kết hợp hai hoặc nhiều hơn các vật liệu vỏ


11
bao là cần thiết [34], Nhiều loại vật liệu có thể được lựa chọn, phổ biến nhất là các polymer
tự nhiên như carbohydrate (tinh bột, tinh bột biến tính, dextrins, cellulose, chitosan và các
loại gum như gum arabic, locust bean gum, agar agar...); protein (whey protein, casein, soy
protein; gelatin và albumin).
Trong các nghiên cứu về kỹ thuật vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun,
maltodextrin và protein từ sữa được ứng dụng rộng rãi hơn cả do khả năng kết hợp tốt của hai
nguyên liệu này đến hiệu quả vi bao chất béo [35],
• Maltodextrỉn
Maltodextrin là nguyên liệu carbohydrate thể hiện tốt nhiều tính chất của chất bao.
Maltodextrin có độ hòa tan tốt trong nước, dung dịch maltodextrin nồng độ cao nhưng có độ

nhớt thấp. Nhước điểm của maltodextrin là thiếu tính chất hoạt động bề mặt cần thiết để nâng
cao hiệu quả vi bao. Vì vậy, carbohydrate này cần được sử dụng kết hợp với các loại vật liệu
bao gói khác như protein hoặc gum, các chất này đóng vai trò chất hoạt động bề mặt, chất tạo
độ đặc để làm tăng độ bền hệ nhũ tương trước sấy phun, từ đó làm tăng hiệu quả quá trình vi
bao [36]. Đã có nhiều nghiên cứu đánh giá tiềm năng của việc sử dụng kết hợp maltodextrin
và các vật liệu bao gói khác như (whey protein, sodium caseinate,...). Các kết quả đều cho
thấy nếu chỉ sử dụng maltodextrin thì khả năng bảo vệ chất béo bên trong lõi trước các yếu tố
bất lợi của môi trường là thấp hơn hẳn so với khi sử dụng kết hợp maltodextrin với protein
[36],


12
•

Whey protein

Các chất bao protein có khả năng thay đổi cấu trúc như duỗi cấu trúc, bám dính lên
bề mặt liên pha giữa dầu và nước trong quá trình nhũ hóa, từ đó hình thành lớp màng bảo
vệ các giọt cầu béo. Bên cạnh đó, dưới tác động của lực đẩy phân tử của protein độ bền hệ
nhũ tương dầu trong nước sẽ được cải thiện. Nhìn chung, whey protein có khả năng vi bao
tốt đối với chất béo khan từ sữa [37], [38], dầu cam [39], dầu đậu nành [35], dầu cá và acid
béo [40], [41] [42],
Ngoài ra, whey protein còn có tính chất hoạt động bề mặt tốt, làm giảm sức căng bề
mặt hạt cầu béo trong nhũ tương, có tác dụng làm bền hệ nhũ tương. Bên cạnh đó, nhiều tác
giả còn cho rằng whey protein có khả năng ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo bên trong
bởi các cơ chế khác nhau như tạo lóp màng dầy xung quanh các hạt phân tán trong hệ nhũ
hay chelat hóa các kim loại có khả năng thúc đẩy quá trình oxy hóa [38],
•

Sử dụng kết hợp whey protein và maltodextrin

Khi phân tích các đặc điểm của hệ nhũ tương dầu trong nước, cũng như lớp màng
bao của các vi hạt thu được sau sấy phun, ta có thể thấy việc sử dụng kết hợp chất bao
protein và carbohydrate thể hiện một lợi thế lớn. Protein có tác dụng tạo thành lớp màng
bao xung quanh các giọt cầu béo, tuy nhiên bề mặt bao này có rất nhiều mao quản.
Carbohydrate có tác dụng lấp đầy các mao quản này, nhờ đó hạn chế tác động của oxy từ
bên ngoài, đồng thời hạn chế sự di chuyển của chất béo từ bên ttong ra bên ngoài [35], [43],
Tổ hợp chất bao maltodextrin và whey protein ttong vi bao dầu thực vật và dầu cá là một
trong những lựa chọn nghiên cứu của nhiều tác giả bởi khả năng bảo vệ chất béo rất tốt
trong quá trình bảo quản các vi hạt trước tác động của oxy không khí. Sheu và Rosenberg
(1998) vi bao ethyl caprylate và nhận thấy khi tỷ lệ WPI/MD lớn hơn 1:1 thì cấu trúc bề
mặt của vi hạt sau sấy phun sẽ mịn và ít vết nứt hơn khi so với mẫu chỉ sử dụng WPI hay
MD [43]; Bae và Lee (2008) vi bao dầu bơ với tỷ lệ WPI và MD từ 1:9 đến 9:1, khi đó, tốc
độ oxy hóa thấp hơn so với mẫu chỉ sử dụng WPI; Các kết quả tương tự cũng được ghi nhận
bời Cameừo và cộng sự (2011) trên nguyên liệu dầu hạt lanh [44], Mehmet và cộng sự


13
(2013) trên nguyên liệu dầu olive [45],
❖ Ảnh hưởng của tỷ lệ chất béoỉchấi bao

Tỷ lệ chất béo/chất bao có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả cũng như hiệu suất vi
bao. Nếu tỷ lệ này thấp, lượng chất bao nhiều sẽ làm cho hệ nhũ tương bền hơn so với khi
sử dụng lượng chất bao ít. Tuy nhiên, hiệu quả về mặt kinh tế không cao vì tốn nhiều chất
bao và tỷ lệ lượng chất béo trong vi hạt sẽ thấp. Trái lại, tăng tỷ lệ chất béo/chất bao sẽ đem
lại hiệu quả về mặt kinh tế. Tuy nhiên, lượng chất béo quá nhiều, làm cho nhũ tương dầu
trong nước kém bền, sự phân bố kích thước hạt phân tán không đều, kích thước hạt phân
tán lớn, lượng chất bao sẽ không đủ để tạo thành một lớp màng liên tục bao quanh các hạt
cầu béo và các hạt cầu béo dễ bị vỡ trong quá trình sấy phun. Điều này sẽ làm sinh ra các
vết nứt hay các lỗ trên bề mặt vi hạt, lượng chất béo không được vi bao gia tăng, do đó hiệu

quả vi bao giảm [46],
Vì vậy, việc lựa chọn tỷ lệ chất béo/chất bao phù hợp là cần thiết để vừa đảm bảo
hiệu quả vi bao cao, lại vừa đạt hiệu quả về kinh tế. Các kết quả nghiên cứu cho thấy để vi
bao chất béo bằng phương pháp sấy phun tỷ lệ chất béo/chất bao thường được chọn trong
khoảng 1:4 - 1:2. Nếu tỷ lệ này cao hơn 1:2 sẽ làm tăng lượng chất béo không được bao,
tăng lượng béo bề mặt ttong bột sản phẩm. Ngược lại, nếu tỷ lệ này thấp hơn 1:4 thì hàm
lượng chất béo ttong sản phẩm rất thấp [46].
Gần đây cũng có một số nghiên cứu được thực hiện với tỷ lệ chất béo/chất bao khá
cao (1:1) để tiết kiệm lượng chất bao sử dụng: Tamjidi và cộng sự (2013) [47], Polavarapu
và cộng sự (2011) vi bao dầu cá [48]; Liu và cộng sự (2010) vi bao dầu oliu [49]; Liu và
cộng sự (2014) vi bao dầu đậu nành [50]; Silva và cộng sự (2014) vi bao dầu hạt café [51],
Một số ít tác giả sử dụng tỷ lệ chất béo/chất bao cao hơn 1,0. Hogan và cộng sự
(2001) đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất béo/chất bao ở các tỷ lệ 0,33; 1,0; 1,5; 3,0 và
nhận thấy với tỷ lệ chất béo/chất bao là 1,5 thì hiệu quả vi bao chất béo rất cao là 80,9%
[35].