Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ QUỲNH ANH

ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT ĐỒNG HÓA VÀ NHIỆT ĐỘ
SẤY PHUN ĐẾN KHẢ NĂNG VI BAO CHẤT BÉO TỪ HẠT
CHƠM CHƠM (NEPHELIUM LAPPACEUM L.)

Chun ngành: Cơng nghệ thực phẩm và đồ uống
Mã số
: 605402

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2015


i

Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG – HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS.Lê Văn Việt Mẫn
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Hoàng Kim Anh
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày
23 tháng 07 năm 2015
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Chủ tịch: TS. Võ Thị Bạch Huệ
2. Phản biện 1: TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt
3. Phản biện 2: TS. Hoàng Kim Anh
4. Ủy viên: TS. Lê Phi Nga

5. Ủy viên, thư ký: TS. Trần Thị Ngọc Yên
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC


ii

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: Lê Quỳnh Anh

MSHV: 13110552

Ngày, tháng, năm sinh: 12/05/1985

Nơi sinh: Lâm Đồng

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm và đồ uống Mã số: 60540101

I.

TÊN ĐỀ TÀI:
Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến khả năng vi bao

chất béo từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l.)
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Tìm ra áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun phù hợp cho quá trình vi bao
chất béo hạt chôm chôm.
Nội dung gồm 2 phần:

II.

-

Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến q trình vi bao chất béo;

-

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến quá trình vi bao chất béo.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07/07/2014

III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 09/07/2015
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS LÊ VĂN VIỆT MẪN
Tp. HCM, ngày ….. tháng …… năm …….
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

(Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
(Họ tên và chữ ký)


iii

LỜI CÁM ƠN
Trước hết tôi xin gởi lời cám ơn chân thành đến thầy PGS. TS. Lê Văn Việt
Mẫn, Thầy đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo tơi nhiều điều trong suốt q trình thực
hiện luận văn, Thầy ln quan tâm và giúp đỡ tôi.
Tôi cũng luôn nhớ ơn và tri ân các thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm
nói riêng và trong khoa Kỹ thuật hóa học nói chung đã giảng dạy, truyền đạt cho tơi
những kiến thức và kinh nghiệm quý giá trong thời gian qua.
Cám ơn các anh chị em, bạn bè đã cùng học tập, hỗ trợ và giúp đỡ tôi vượt qua
những khó khăn.
Tơi cũng xin gởi lời cám ơn rất nhiều đến ba mẹ, những người thân đã luôn ở
bên cạnh để động viên, hổ trợ tôi học tập.
Lời cuối cùng tôi xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến tất cả mọi người.

Tp. HCM, tháng 07 năm 2015
Lê Quỳnh Anh


iv

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chúng tơi nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến
khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chơm, từ đó tìm ra quy luật ảnh hưởng của
chúng và chọn được thông số phù hợp cho hiệu quả vi bao tốt nhất và bảo quản được
chất béo hạt chôm chôm. Chúng tôi tiến hành khảo sát áp suất đồng hóa ở 200, 300
và 400bar; nhiệt độ sấy phun ở 140, 160, 180 và 2000C. Chúng tôi đánh giá hiệu quả
của q trình sấy phun thơng qua 2 chỉ tiêu: hiệu suất vi bao (MEY) và hiệu quả vi
bao (MEE); theo dõi sự thay đổi của độ ẩm bột chất béo hạt chôm chôm, hàm lượng
béo bề mặt, chỉ số chất lượng chất béo (AV, PoV) trong thời gian bảo quản gia tốc
30 ngày ở 600C, điều kiện bão hòa hơi nước. Kết quả khi tăng áp suất đồng hóa và
nhiệt độ sấy phun thì MEY, MEE có xu hướng tăng và chất lượng chất béo tốt hơn.
Chúng tôi kết luận chọn thực hiện quá trình sấy phun vi bao chất béo hạt chơm chơm
với áp suất đồng hóa ở 300bar và nhiệt độ sấy phun là 1800C, cho kết quả MEY đạt
96,27%, MEE 99,49%, độ ẩm bột 2,7%, AV 0,3394 mgKOH/ g dầu, PoV 3,0325
meq/ kg dầu.


v

ABSTRACT
We studied the effects of pressure level of homogenization and inlet air
temperature of drying to microencapsulation of rambutan seed oil by spray drying,
then find out rules and their impact is selecting suitable parameters for
microencapsulation

efficiency

and

best

preserved

rambutan

seed

oil.

Microencapsulation was performed at 200, 300 and 400bar; inlet air temperature at
140, 160, 180 and 2000C. We evaluate the effectiveness of the spray drying process
by two indicators: microencapsulation yield (MEY) and microencapsulation
efficiency (MEE); track changes in moisture rambutan seed fat powder, surface fat
content, fat quality index (AV, PoV) after storage for 30 days at 600C, in saturated
steam conditions. Results with increasing pressure and temperature MEY, MEE tends
to increase and better quality fat. We conclude elected to take the spray drying to
microencapsulation of rambutan seed oil at assimilating in 300bar pressure and spray
drying temperature is 1800C, with MEY reached 96,27%, 99,49% of MEE, powder
humidity 2,7%, AV 0,3394 mgKOH/ g, PoV 3,0325 meq/ kg.


vi

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bài viết này là do chính tơi thực hiện, những nội dung trong
bài, các số liệu là kết quả thực nghiệm tơi tính tốn và phân tích được, khơng sao
chép từ bất kỳ nguồn tài liệu nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực
hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo qui định.

Thực hiện luận văn

Lê Quỳnh Anh


vii

MỤC LỤC
Chương 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................1
Chương 2. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3
2.1.

HẠT CHÔM CHÔM VÀ CHẤT BÉO HẠT CHÔM CHÔM ................3

2.1.1.

Hạt chôm chôm .....................................................................................3

2.1.2.

Chất béo hạt chôm chôm ......................................................................5

2.2.

KỸ THUẬT VI BAO BẰNG SẤY PHUN .................................................9

2.2.1.

Khái niệm chung về kỹ thuật vi bao....................................................9

2.2.2.

Mục đích của kỹ thuật vi bao trong cơng nghệ thực phẩm ............10

2.2.3.

Các kỹ thuật vi bao .............................................................................10

2.2.4.

Đánh giá quá trình vi bao ..................................................................12

2.2.5.

Chất bao dùng trong vi bao thực phẩm ............................................13

2.2.5.1.

Chất bao protein .............................................................................14

2.2.5.2.

Chất bao carbohydrate ...................................................................15

2.2.5.3.

Sử dụng kết hợp các loại chất bao khác nhau ................................15

2.2.6.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vi bao bằng kỹ thuật sấy

phun..... ..............................................................................................................16
2.2.6.1.

Áp suất đồng hóa............................................................................17

2.2.6.2.

Nhiệt độ sấy phun ..........................................................................18

Chương 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 21
3.1.

NGUYÊN LIỆU .........................................................................................21

3.1.1.

Chất béo hạt chơm chơm ....................................................................21

3.1.2.

Chất bao ...............................................................................................21

3.1.3.

Hóa chất ...............................................................................................22

3.2.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................23

3.2.1.

Mục đích nghiên cứu ..........................................................................23

3.2.2.

Qui trình thực hiện .............................................................................24

3.2.2.1.

Qui trình trích ly béo từ hạt chơm chơm ........................................24

3.2.2.2.

Qui trình vi bao chất béo từ hạt chơm chôm ..................................26

3.2.3.

Nội dung nghiên cứu ...........................................................................29


viii

3.2.3.1.

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến khả

năng vi bao béo ...............................................................................................29
3.2.3.2.

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến khả

năng vi bao béo ...............................................................................................31
3.2.4.

Phương pháp phân tích ......................................................................32

3.2.4.1.

Xác định hiệu quả vi bao (MEE) ...................................................32

3.2.4.2.

Phương pháp xác định hiệu suất vi bao (MEY) .............................33

3.2.4.3.

Đo giản đồ phân bố kích thước hạt ................................................33

3.2.4.4.

Phương pháp xác định chỉ số AV ..................................................34

3.2.4.5.

Phương pháp xác định chỉ số peroxide (PoV) ...............................34

3.2.4.6.

Chỉ số phân bố span .......................................................................35

3.2.5.

Xử lý thống kê .....................................................................................35

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................................36
4.1.

THÍ NGHIỆM 1 .........................................................................................36

4.1.1.

Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến q trình sấy phun vi bao

chất béo hạt chôm chôm ..................................................................................36
4.1.2.

Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến chất lượng bột chất béo hạt

chơm chơm trong thời gian bảo quản gia tốc.................................................42
4.2.

THÍ NGHIỆM 2 .........................................................................................46

4.2.1.

Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến quá trình sấy phun vi bao

chất béo hạt chôm chôm ..................................................................................46
4.2.2.

Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến chất lượng bột chất béo hạt

chôm chơm trong q trình bảo quản gia tốc ................................................52
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 56
5.1.

KẾT LUẬN ................................................................................................56

5.2.

KIẾN NGHỊ ...............................................................................................56

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 57
PHỤ LỤC .................................................................................................................67
PHỤ LỤC 1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ...................................................67
1. Xác định hàm lượng chất béo bề mặt ......................................................67


ix

2. Xác định khối lượng chất béo tổng có trong nhũ tương ban đầu .........67
3. Xác định khối lượng chất béo tổng có trong bột sản phẩm ...................69
4. Xác định chỉ số AV ....................................................................................69
5. Xác định chỉ số peroxide (PoV) ................................................................71
PHỤ LỤC 2. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU ................................75
1. Thí nghiệm 1. Khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến khả năng
vi bao chất béo từ hạt chơm chơm ..................................................................75
2. Thí nghiệm 2. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun đến khả năng
vi bao chất béo từ hạt chôm chôm ..................................................................76

x

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các giống chôm chôm chủ yếu ở Việt Nam ...............................................3
Bảng 2.2. Các thành phần hóa học của hạt chôm chôm..............................................4
Bảng 2.3. Thành phần acid béo trong chất béo hạt chôm chôm .................................5
Bảng 2.4. Các hợp chất triglyceride có trong chất béo hạt chơm chơm .....................6
Bảng 2.5. Hàm lượng khống có trong chất béo hạt chơm chơm ...............................7
Bảng 2.6. Đặc điểm và ứng dụng của các kỹ thuật vi bao ........................................10
Bảng 2.7. Các chất bao thường sử dụng cho kỹ thuật vi bao trong công nghệ chế biến
thực phẩm ..................................................................................................................13
Bảng 2.8. Hiệu quả vi bao ứng với các loại chất bao................................................16
Bảng 2.9. Ảnh hưởng của áp lực đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến hiệu quả vi bao
...................................................................................................................................19
Bảng 3.1. Thành phần nhũ tương ..............................................................................30
Bảng 4.1. Kết quả ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến độ ẩm bột chất béo hạt chôm
chôm, hàm lượng BBM, chỉ số AV và PoV của chất béo hạt chôm chôm sau sấy phun
...................................................................................................................................38
Bảng 4.2. Kết quả phân bố kích thước hạt của bột chất béo hạt chôm chôm khi thực
hiện quá trình sấy phun vi bao ở 3 áp suất đồng hóa: 200, 300 và 400bar ...............40
Bảng 4.3. Chỉ số AV của chất béo hạt chôm chôm ngày 30 bảo quản gia tốc ở các áp
suất đồng hóa.............................................................................................................44
Bảng 4.4. Chỉ số AV và PoV của chất béo hạt chôm chôm khi thực hiện quá trình sấy
ở 140, 160, 180 và 2000C ..........................................................................................48
Bảng 4.5. Kết quả phân bố kích thước hạt bột chất béo hạt chôm chôm ở các nhiệt độ
sấy phun khác nhau ...................................................................................................50
Bảng 4.6. Chỉ số AV chất béo hạt chôm chôm ngày 30 bảo quản gia tốc ở các nhiệt
độ sấy phun ...............................................................................................................54

xi

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hạt quả chơm chơm ....................................................................................4
Hình 2.2. Nhiệt độ kết tinh và nóng chảy của dầu béo hạt chơm chơm .....................8
Hình 2.3. Cấu trúc hạt vi bao ......................................................................................9
Hình 2.4. Hình thái hạt vi bao .....................................................................................9
Hình 2.5. Ảnh hưởng của kích thước hạt phân tán trong hệ nhũ đến hiệu quả vi bao
...................................................................................................................................18
Hình 3.1. Bột WPC (80% protein) ............................................................................21
Hình 3.2. Maltodextrin (DE:12) ................................................................................22
Hình 3.3. Qui trình trích ly chất béo từ hạt chơm chơm ...........................................24
Hình 3.4. Thiết bị trích ly ..........................................................................................25
Hình 3.5. Qui trình vi bao chất béo hạt chơm chơm .................................................26
Hình 3.6. Máy đồng hóa cơ .......................................................................................27
Hình 3.7. Máy đồng hóa áp lực .................................................................................27
Hình 3.8. Thiết bị sấy phun .......................................................................................28
Hình 3.9. Sơ đồ nội dung nghiên cứu .......................................................................29
Hình 3.10. Cân sấy ẩm ..............................................................................................31
Hình 3.11. Máy đo độ nhớt .......................................................................................31
Hình 4.1. Biểu đồ biểu diễn độ nhớt của nhũ tương ở các áp suất đồng hóa............37
Hình 4.2. Biểu đồ biểu diễn MEY và MEE ở các áp suất đồng hóa .........................39
Hình 4.3. Giản đồ phân bố kích thước hạt của bột chất béo hạt chôm chôm ở 3 chế độ
áp suất đồng hóa: 200, 300 và 400bar .......................................................................41
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn độ ẩm của các mẫu bột sản phẩm theo thời gian bảo quản
gia tốc ở các áp suất đồng hóa...................................................................................42
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn hàm lượng BBM của các mẫu theo thời gian bảo quản gia
tốc ứng với các áp suất đồng hóa ..............................................................................43

Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn chỉ số PoV chất béo hạt chôm chôm theo thời gian bảo
quản gia tốc ứng với các áp suất đồng hóa ...............................................................45
Hình 4.6. Biểu đồ biểu diễn độ ẩm của bột chất béo hạt chôm chôm ở các nhiệt độ
sấy phun.....................................................................................................................46


xii

Hình 4.7. Biều đồ biểu diễn hàm lượng BBM của các mẫu khi sấy phun ở các nhiệt
độ khác nhau .............................................................................................................47
Hình 4.8. Biều đồ biểu diễn hiệu suất và hiệu quả vi bao của quá trình sấy phun ở các
nhiệt độ sấy ...............................................................................................................48
Hình 4.9. Giản đồ phân bố kích thước hạt của bột chất béo hạt chôm chôm ở 4 chế độ
nhiệt độ sấy phun: 140, 160, 180 và 2000C ..............................................................51
Hình 4.10. Đồ thị biễu diễn sự thay đổi độ ẩm của các mẫu bột sản pẩm trong thời
gian bảo quản gia tốc ở các nhiệt độ sấy phun ..........................................................52
Hình 4.11. Đồ thị biểu diễn hàm lượng BBM theo thời gian bảo quản gia tốc ở các
nhiệt độ sấy phun ......................................................................................................53
Hình 4.12. Đồ thị biểu diễn chỉ số PoV chất béo hạt chôm chôm theo thời gian bảo
quản gia tốc ở các nhiệt độ sấy phun ........................................................................55


xiii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
WP:

Whey protein

WPC:

Whey protein concentrate

GA:

Gum Arabic

MD:

Maltodextrin

DE:

Dextrose equivalent

SC:

Sodium caseinat

AV:

Chỉ số acid

PoV:

Chỉ số peroxide

BBM:

Chất béo bề mặt

MEE:

Microencapsulation efficiency (hiệu quả vi bao)

MEY:

Microencapsulation yield (hiệu suất vi bao)


1

Chương 1. MỞ ĐẦU
Chôm chôm là loại cây ăn trái vùng nhiệt đới, phổ biến ở khu vực Đông Nam
Á và một số nơi trên thế giới. Ở Việt Nam, chôm chôm được trồng tập trung ở các
tỉnh thuộc lưu vực sông Đồng Nai, Nam Trung Bộ và đồng bằng Sơng Cửu Long.
Tổng diện tích trồng khoảng 35.500 hecta, sản lượng xấp xỉ 162.000 tấn/ năm, tập
trung lớn nhất ở Đồng Nai, sau đó là các tỉnh Bến Tre, Vĩnh Long… Hiện nay chôm
chôm mang lại hiệu quả kinh tế khá cao so với một số loại hoa màu khác, thị trường
tiêu thụ trái chôm chôm cũng rất lớn, được dùng để ăn tươi, đóng hộp dưới nhiều hình
thức, để dự trữ hoặc xuất khẩu. Như vậy, chôm chôm chỉ mới được khai thác sử dụng
chủ yếu ở phần thịt quả.
Từ năm 1979, Kheiri đã nghiên cứu về hạt chôm chôm và đưa ra kết luận là
hạt chôm chôm chiếm tỷ lệ từ 5,6 đến 6,3% khối lượng quả [1]. Trong hạt chơm chơm
gồm ẩm, khống, protein, lipid và xơ. Trong đó, lipid chiếm tỉ lệ cao nhất (37,1 –
38,9%), với các thành phần: C16:0 (4.36-4.86%), C18:0 (5.93-7.49%), C18:1 (37.9140.15%), C20:0 (36.14-36.77%) và C20:1 (6.92-7.27%) [2]. Trong nghiên cứu năm
2011, Wanrada S. đã ghi nhận rằng lipid từ hạt chôm chơm có nhiều acid béo khơng
no với nhiều nối đơi cần thiết cho sự phát triển sức khỏe con người, hơn nữa nó có
chứa các acid béo thuộc nhóm ω3 và ω6 cũng như các hợp chất khơng xà phịng hóa
có ích như α-tocopherol và phytosterol [3]. Như vậy, chất béo từ hạt chơm chơm có

thể là một nguồn lipid cho công nghiệp thực phẩm.
Chất béo từ hạt chôm chôm chứa hàm lượng acid béo không no cao (khoảng
50%) nên dễ bị hư hỏng. Vấn đề trích ly chất béo trong hạt chơm chơm, phân tích
thành phần chất béo hạt chôm chôm là đề tài đã được quan tâm trong những năm gần
đây, tuy nhiên các kết quả chỉ dừng lại ở phương pháp khai thác và bước đầu nghiên
cứu ứng dụng trong cơng nghệ thực phẩm, mà chưa có hướng nghiên cứu nào về việc
bảo quản nó. Đối với những thành phần nhạy cảm trong thực phẩm như hương, lipid
và carotenoids thì vấn đề ngăn ngừa sự hư hỏng là cần thiết, kỹ thuật vi bao bằng sấy
phun là kỹ thuật phát triển mạnh và được ứng dụng nhiều trong việc vi bao những
thành phần này (Adem Gharsallaoui và cộng sự, 2007) [4].


2

Chúng tôi nhận thấy hàng năm ở Việt Nam thải bỏ ra môi trường khoảng
10.000 tấn hạt chôm chôm, đây lại là nguồn có thể khai thác được chất béo dùng trong
thực phẩm. Tiếp tục các hướng nghiên cứu về trích ly chất béo có trong hạt chơm
chơm, chúng tơi ứng dụng kỹ thuật vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun để
bảo quản chất béo, từ đó tận thu được nguồn phụ phẩm để nâng cao giá trị quả chơm
chơm.
Q trình sấy phun để vi bao chất béo chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, từ bản
chất của chất béo và chất bao đến hệ nhũ tương cùng với các yếu tố cơng nghệ của
q trình đồng hóa và sấy phun. Trong đó, chúng tơi nhận thấy vấn đề đồng nhất,
phân tán chất béo trong hệ nhũ tương và nhiệt độ sấy phun là 2 yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến hiệu quả của quá trình vi bao. Do đó, trong giới hạn về thời gian thực hiện
luận văn, chúng tôi khảo sát quy luật ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy
phun đến quá trình vi bao chất béo, từ đó tìm ra áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun
thích hợp cho q trình vi bao chất béo từ hạt chơm chơm với tổ hợp chất bao là whey
protein và maltodextrin.
Tên đề tài luận văn sẽ là “Ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy

phun đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (Nephelium lappaceum L.)” với
2 nội dung: khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa (200, 300 và 400bar) và nhiệt
độ sấy phun (140, 160, 180 và 2000C) đến hiệu suất, hiệu quả vi bao cũng như chất
lượng chất béo hạt chôm chôm sau khi được vi bao.


3

Chương 2. TỔNG QUAN
2.1.

HẠT CHÔM CHÔM VÀ CHẤT BÉO HẠT CHƠM CHƠM

2.1.1.

Hạt chơm chơm
Chơm chơm, tên khoa học là Nephelium lappaceum L., thuộc họ bồ đào

(Sapindaceae), là loài cây vùng nhiệt đới. Chơm chơm có nguồn gốc từ khu vực
Đơng Nam Á, chủ yếu ở một số quốc gia như: Việt Nam, Trung Quốc, Lào, Thái
Lan, Malaysia, Philippinnes; trên thế giới chôm chôm được trồng chủ yếu ở châu
Phi, châu Đại Dương, Trung Mỹ và đặc biệt càng ngày càng được trồng nhiều ở
châu Úc và quần đảo Hawai. Ở Việt Nam, chôm chôm được trồng chủ yếu ở các
tỉnh thuộc lưu vực sông Đồng Nai, Nam Trung Bộ và đồng bằng Sơng Cửu Long.
Chơm chơm có rất nhiều giống, tuy nhiên ở Việt Nam có 3 giống chính: chơm chôm
Java, chôm chôm Thái và chôm chôm nhãn (bảng 2.1).
Bảng 2.1. Các giống chôm chôm chủ yếu ở Việt Nam
Đặc điểm

Giống chơm chơm

Chơm chơm Java

30-40 g/ trái
Chơm chơm tróc, cùi khơng dính hạt,
được trồng nhiều nhất hiện nay

Chơm chơm nhãn

15-20 g/ trái
Long ngắn, thưa, cơm dầy, giịn, tróc
hạt, vị ngọt

Chơm chơm Thái

40-50 g/ trái
Lơng màu xanh, khi chín màu đỏ,
cơm dầy, tróc mày, hạt bé


4

Đã có nhiều khảo sát, nghiên cứu về tỉ lệ hạt so với tồn trái chơm chơm,
cũng như thành phần hóa học có trong hạt chơm chơm. Kheiri (1979) sau khi tiến
hành nghiên cứu trên 13 giống chôm chôm khác nhau, đã kết luận hạt chôm chôm
chiếm từ 5,6 - 6,3% khối lượng trái. Augustin và Chua (1988) cũng đưa ra kết quả
tương tự, tỉ lệ hạt chôm chôm trên toàn trái nằm trong khoảng 5,6 - 7,4%, gần đây
Julio và cộng sự (2010) đưa ra kết quả hạt chôm chơm chiếm 6,1% khối lượng trái
[5]. Có thể thấy rằng, hạt chôm chôm chiếm một phần không nhỏ trong khối lượng
trái.
Các thành phần có trong hạt chơm chơm được trình bày ở bảng 2.2.

Bảng 2.2. Các thành phần hóa học của hạt chôm chôm [5]
Thành phần

Đơn vị

Giá trị

Độ ẩm

% khối lượng

34,4

Lipid

% khối lượng

33,4

Cellulose

% khối lượng

11,6

Protein

% khối lượng

7,8

Tro

% khối lượng

1,22

Hình 2.1. Hạt quả chôm chôm

Hạt chôm chôm chứa một lượng lipid cao, lên đến 33,4%, tương đương với
hàm lượng lipid có trong hạt hướng dương (32%) hay hạt cọ dầu (36%) [6]. Khi so
sánh với hàm lượng lipid có trong một số loại hạt như hạt xoài (8,5%), hạt chanh dây
(30,39%), thì hàm lượng lipid có trong hạt chơm chơm cao hơn hẳn [7], [8].
Hạt chơm chơm cịn chứa 7,8% protein với nhiều acid amin không thay thế,
tương đương với hàm lượng protein của hạt bắp (10,1%), hạt xoài (6,1-6,8%), hạt
cọ (8,3%) [9].
Nont Thitilertdecha và cộng sự (2008) đã tiến hành nghiên cứu về thành
phần chống oxy hóa và kháng khuẩn trên vỏ và hạt chôm chôm và ghi nhận rằng hạt
chơm chơm có chứa các chất chống oxy hóa như carotene, acid linoleic và các hợp
chất phenolic [10].


5

2.1.2.

Chất béo hạt chơm chơm

2.1.2.1. Thành phần hóa học
-

Acid béo
Chất béo thu nhận từ hạt chôm chôm bao gồm acid béo no và khơng no,

trong đó acid béo khơng no tương đương khoảng 50%. Các thành phần acid
béo được trình bày ở bảng 2.3.
Bảng 2.3. Thành phần acid béo trong chất béo hạt chôm chôm [5]
Acid béo

C

Hàm lượng (g/100 g lipid)
49,57 ± 0,14

Acid béo no
Myristic acid

14:0

0,02 ± 0,00

Palmitic

16:0

4,69 ± 0,15

Stearic

18:0

7,03 ± 0,08

Arachidic

20:0

34,32 ± 0,01

Heneicosanoic

21:0

0,05 ± 0,00

Behenic

22:0

3,10 ± 0,04

Tricosanoic

23:0

0,03 ± 0,01

Lignoceric

24:0

0,33 ± 0,06

Acid béo khơng no, có một nối đơi

37,97 ± 0,22

Palmitoleic

16:1𝜔7

0,49 ± 0,04

Trans-9-Elaidic

18:1𝜔9t

0,03 ± 0,00

Cis-9-Oleic acid

C18:1𝜔9c

36,79 ± 0,16

Erucic

C22:1𝜔9

0,66 ± 0,03

Acid béo không no, nhiều nối đôi

7,89 ± 0,01

Cis-9,12-Linoleic

C18:2𝜔6

1,37 ± 0,02

a-Linolenic

C18:3𝜔3

6,48 ± 0,03

C20:2

0,04 ± 0,00

Cis-11,14-Eicosadienoic

Trong nhóm acid béo no chủ yếu là acid arachidic (34,3g/ 100g); cịn
trong nhóm acid béo khơng no, acid oleic có hàm lượng cao nhất (36,8g/


6

100g). Acid oleic là acid khơng no, có một nối đơi, có khả năng chống lại

q trình oxy hóa, làm giảm lượng lipid có trong máu [9]. Chất béo từ hạt
chơm chơm cịn chứa một lượng khá lớn các acid béo thuộc nhóm ω3 (6,48g/
100g lipid) và ω6 (1,37g/ 100g lipid), là những chất có hoạt tính sinh học, có
lợi cho sức khỏe con người và giúp phòng chống bệnh ung thư [11]. Hiện
nay, nguồn cung cấp các acid béo thuộc nhóm ω3 và ω6 chủ yếu là từ dầu
cá. Trong 100g dầu cá có khoảng 11,9 - 35,3g acid béo nhóm ω3 và 0,9 - 12g
acid béo thuộc nhóm ω6. Hàm lượng acid béo nhóm ω3 và ω6 trong lipid
hạt chơm chơm tuy ít hơn trong dầu cá, nhưng phương pháp thu nhận lipid
hạt chôm chôm đơn giản hơn rất nhiều [9]. Như vậy, với thành phần acid
oleic và acid béo thuộc nhóm ω3, ω6 như trên, chất béo từ hạt chôm chôm
là một nguồn lipid tốt cho sức khỏe con người.
-

Triglyceride
Thành phần các triglyceride có trong chất béo hạt chôm chôm được thể

hiện trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Các hợp chất triglyceride có trong chất béo hạt chơm chơm [12]
Hợp chất Triglyceride
Arachidoyl-Dioleoylglycerol (AOO)

Giá trị (% khối
lượng triglyceride)
49,840

Arachidoyl-Steareoyl- Oleoylglycerol (ASO)

15,058

Arachydoyl-Oleoyl-Palmitoglycerol (AOP)

12,822

Arachydoyl-Steareoyl-Palmitoylglycerol (ASP)

9,030

Arachydoyl-Linoleoyl-Palmitoylglycerol (ALP)

6,327

Arachydoyl-Linolenoyl-Oleoylglycerol (ALnO)

3,035

Arachydoyl-Linolenoyl-Steareoylglycerol (ALnS)

1,486

Trioleoylglycerol (OOO)

1,426

Arachydoyl-Linoleoyl-Oleoylglycerol (ALO)

0,976

Đa số các triglyceride có trong chất béo hạt chơm chơm thuộc nhóm
acid béo khơng no, có nhiều nối đơi. Thành phần triglyceride chủ yếu là

7

Arachidoyl-Dioleoylglycerol (AOO), tiếp theo là Arachidoyl-SteareoylOleoylglycerol (ASO) và Arachydoyl-Oleoyl-Palmitoglycerol (AOP) với
các giá trị lần lượt là 49,84%, 15,08% và 12,82%. Các triglyceride cịn lại
đều có hàm lượng thấp hơn 10%.
-

Chất khống
Chất béo từ hạt chơm chơm có chứa hầu hết các chất khoáng cần thiết

cho con người (bảng 2.5). Trong đó, hàm lượng calcium là nhiều nhất với
160,31μg/ g lipid, tương ứng với hàm lượng calcium có trong dầu đậu nành
(186,7μg/ g lipid) và cao hơn rất nhiều so với dầu hướng dương (46,5 μg/g
lipid) [13]. Ngoài ra, trong chất béo hạt chơm chơm cịn chứa các khống
chất khác như magnesium, manganese, nikel, zinc và iron…
Bảng 2.5. Hàm lượng khoáng có trong chất béo hạt chơm chơm [12]
Ngun tố khống

Hàm lượng (𝛍g/g lipid)

Ca

160,31 ± 7,90

Mg

51,01 ± 1,80

Zn

40,61 ± 0,70

Fe

24,77 ± 4,10

Mn

1,62 ± 0,30

Cu

0,83 ± 0,04

Ni

0,24 ± 0,001

2.1.2.2. Tính chất
-

Màu sắc
Màu sắc của lipid từ hạt chôm chôm ở trạng thái rắn và lỏng được đo

máy quang phổ UV-240 với bước sóng trong khoảng 205 và 800nm, đồng
thời được đánh giá dựa trên các giá trị L*, a*, b* [14]. Trong đó L* là quang
phổ chỉ độ sáng - tối, có giá trị từ 0 (màu đen) đến 100 (màu trắng), a* là
quang phổ màu xanh lá - đỏ, có giá trị nằm trong khoảng -60 (xanh lá) đến
60 (đỏ), b* là quang phổ màu xanh dương - vàng, nằm trong khoảng -60

(xanh dương) đến 60 (vàng).


8

Chất béo từ hạt chôm chôm là chất rắn màu trắng ở nhiệt độ phòng
(25oC) với các giá trị L*- a*- b* tương ứng là 86,87 - 2,06 - 3,55. Khi gia
nhiệt lên 60oC, nó sẽ hóa lỏng, trở thành chất lỏng màu vàng với các giá trị
L* - a* - b* là 66,34 - 2,31 - 6,62 [3], tương đương so với các loại dầu thực
vật khác như dầu dừa (63,4 - 2,8 - 9,2), dầu đậu nành (67,3 - 3,6 - 9,9), dầu
hướng dương (65,8 - 3,4 - 10,0), dầu olive (68,3 - 3,1 - 9,9) [15].
-

Nhiệt độ kết tinh và nóng chảy

Hình 2.2. Nhiệt độ kết tinh và nóng chảy của chất béo hạt chơm chơm [3]
Ứng với các thành phần triglycerides có trong dầu từ hạt chơm chơm,
đường cong nóng chảy và kết tinh của dầu này có 3 phân đoạn nóng chảy và
kết tinh theo 3 peak (như hình 2.2). Đối với q trình nóng chảy, nhiệt độ
nóng chảy thấp nhất ở 4,2oC (chứa các triglyceride của các acid béo khơng
no), nhiệt độ nóng chảy trung bình và cao tương ứng là 37,4 và 49,5oC (chứa
nhiều triglyceride của các acid béo no). Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy là -4,5oC
và kết thúc tại 58,9oC.
Nhiệt độ kết tinh tại các đỉnh peak là 40,9, 19,1 và -16,1oC, sự chuyển
pha bắt đầu và kết thúc được dựa trên giá trị nhiệt độ bắt đầu và kết thúc của
các đỉnh peak. Tinh thể đầu tiên được hình thành ở 37,8oC và kết thúc ở 4,5oC.


9

2.2.

KỸ THUẬT VI BAO BẰNG SẤY PHUN

2.2.1.

Khái niệm chung về kỹ thuật vi bao
Vi bao là quá trình mà những phân tử hay những giọt nhỏ của những chất

liệu rắn hoặc lỏng (gọi là nhân) được bao quanh hoặc phủ bởi một lớp màng kín
polymer (gọi là vỏ bao) tạo thành sản phẩm dạng bột có kích thước từ µm đến mm
[14]. Cấu trúc của hạt vi bao như hình 2.3.

Hình 2.3. Cấu trúc hạt vi bao
Hình thái của hạt vi bao phụ thuộc vào vật liệu nhân và quá trình tạo vỏ bao,
có 3 dạng cơ bản: đơn nhân, đa nhân và dạng ma trận (hình 2.4).

Hình 2.4. Hình thái hạt vi bao (a. đơn nhân, b. đa nhân, c. ma trận)
Ở dạng đơn nhân, vỏ bao xung quanh nhân
Dạng đa nhân: nhiều nhân chứa trong vỏ bao
Dạng ma trận: nhân được phân tán vào trong chất bao
Ngoài ba loại cấu trúc cơ bản này, các hạt vi bao có thể có dạng đơn nhân
nhưng với nhiều lớp vỏ bao hay các hạt kết chùm lại [16].


10

2.2.2.
-

Mục đích của kỹ thuật vi bao trong cơng nghệ thực phẩm
Tách biệt phần nhân (những thành phần nhạy cảm như hương, vitamin, lipid
…) với môi trường xung quanh, nhằm tránh những ảnh hưởng xấu bởi oxy,
nhiệt độ, tia UV…;

-

Chuyển thành phần lỏng vào lớp vỏ rắn vững chắc nhằm làm chậm q trình
bay hơi của phần nhân;

-

Cải thiện tính chất của thành phần nhân (khả năng phân tán, độ hịa tan, độ
dính, độ nhớt …) cũng như che dấu các tính chất khơng mong muốn của
phần nhân;

-

Cố định vi sinh vật và enzyme;

-

Tạo sản phẩm dạng bột, tăng tính đa dạng và khả năng ứng dụng cho sản
phẩm.
Lipid là một trong những nguyên liệu dễ bị oxy hóa dẫn đến ơi hóa, đặc biệt

là khi ở nhiệt độ cao. Đối với lipid, kỹ thuật vi bao thường được sử dụng để ngăn
cản sự tiếp xúc của lipid với oxy khơng khí, vi sinh vật … với mục đích kéo dài thời
gian bảo quản và hạn chế những biến đổi ảnh hưởng xấu đến chất lượng của lipid
[16].

2.2.3.

Các kỹ thuật vi bao
Trong công nghiệp thực phẩm, kỹ thuật vi bao đã được ứng dụng hơn 60

năm, đặc biệt phát triển mạnh vào những năm gần đây [17]. Có nhiều kỹ thuật vi
bao khác nhau, bao gồm: sấy phun, phun nguội, phun lạnh, bao tầng sôi, giọt tụ. Tùy
theo thành phần nhân, chất bao và ứng dụng sản phẩm sau khi vi bao mà ta cần chọn
kỹ thuật vi bao phù hợp [18]. Các kỹ thuật vi bao và đặc điểm, ứng dụng của nó
được trình bày ở bảng 2.6.
Bảng 2.6. Đặc điểm và ứng dụng của các kỹ thuật vi bao
Kỹ thuật
vi bao
Sấy phun

Đặc điểm

Ứng dụng

Tài liệu tham khảo

Biến đổi vật liệu sấy Vitamin, hợp chất Re’ M.I (1998) [19],
từ dạng lỏng hay hương,

Calvo P. và cộng sự

huyền phù thành các

(2010) [20],

11

hạt khô do sự tách carotenoid, dầu,

Apintanapong M. (2003)

ẩm của vật liệu lỏng chất béo

[21], Rosenberg M. và

khi tiếp xúc với

Sheu T.Y. (1996) [22],

khơng

Rascon M. P. (2011) [23],

khí

nóng

trong buồng sấy

Tandale S. R. (2007) [24],
Poshadri A. và Kuna A.
(2010) [25], Nesterenko
A. và cộng sự (2013) [26]

Phun

Sử dụng khơng khí Ferrous sulfate,

Poshadri A. và Kuna A.

nguội,

có nhiệt độ thấp (32 vitamin, khống

(2010) [25], Wilson N. và

phun lạnh

– 420C) để sấy các chất, enzyme, các

Shah N. P. (2007) [27],

vật liệu lỏng thành hợp chất hương

Okuro P. K. và cộng sự

các hạt mịn

(2013) [28]

Bao
sôi

tầng Vi bao cơ học, vi bao Vitamin C, acid

Poshadri A. và Kuna A.

các vật liệu rắn. Vật citric, acid lactic

(2010) [25], Wilson N. và

liệu rắn lơ lửng trong

Shah N. P. (2007) [27]

luồng phun khơng
khí nóng, chất bao ở
dạng lỏng sẽ được
phun vào
Giọt tụ

Sự tác động của các Vitamin A, dầu cá Poshadri A. và Kuna A.
yếu tố như thay đổi

(2010) [25], Nesterenko

pH, nhiệt độ hay bổ

A. và cộng sự (2013) [29],

sung các chất điện

Patrickab K. E. và cộng sự

giải làm hình thành

(2013) [30]

một

mạng

lưới

polymer xung quanh
vật liệu nhân