bao bi an duoc trong cong nghe thuc pham

KHÁI NIỆM VỀ BAO BÌ - Bao bì là một loại sản phẩm công nghiệp được dùng để bao gói và chứa đựng, nhằmbảo vệ giá trị sử dụng của hàng hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, xếp

MỞ ĐẦU

Bao bì của thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sự sẳng có cho sảnphẩm và giữ cho sản phẩm không bị mất đi thành phẩn dinh dưỡng của nó Nó cũnggiúp cho việc vận chuyển các loại thực phẩm trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn tử nơisản xuất đến tay người tiêu dùng Trên bao bì khách hàng cũng có thể nắm được cácthông tin về thành phần dinh dưỡng của sản phẩm cũng như các thông tin khác Trênthị trường hiện nay có rất nhiều loại bao bì, phục vụ cho các mục đích khác nhau củangười tiêu dùng Và một trong số đó có bao bì ăn được, đây là một loại bao bì khá mớiđối với một số người tiêu dùng, vì tính thông dụng của nó chưa cao, cũng như giáthành khá đắt Vậy nó được làm từ những nguồn nguyên liệu như thế nào và đặc tínhcủa nó ra sao mà có thể xếp vào loại bao bì “ăn được”

[Type text]

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ BAO BÌ

1.1. KHÁI NIỆM VỀ BAO BÌ

- Bao bì là một loại sản phẩm công nghiệp được dùng để bao gói và chứa đựng, nhằmbảo vệ giá trị sử dụng của hàng hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, xếp

đỡ, bảo quản và tiêu thụ sản phẩm

1.2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BAO BÌ

- Quá trình phát triển của bao bì thực phẩm (bao gồm từ chế tạo vật liệu, thiết kế, chếtạo mẫu mã, hình dáng, công nghệ trang trí, ) luôn gắn liền với quá trình phát triểncủa công nghệ sản xuất thực phẩm Bao bì thực phẩm trở nên rất đa dạng, phong phútheo hàng loạt sản phẩm mới, ngày càng nâng cao chất lượng cho thực phẩm, đảm bảo

vệ sinh, an toàn, tăng thời hạn bảo quản, đáp ứng việc lưu thông sản phẩm xa hơn,rộng hơn

- Theo những kết luận của các nhà khoa học thì từ thời tiền sử, những con người đầutiên trên trái đất đã tìm cách bảo tồn những thức ăn dư thừa của họ thu thập được trongquá trình săn bắn, câu cá trong thời gian lâu nhất có thể Họ đã sử dụng lá cây, vỏ cây ,

vỏ sò ốc và da động vật

- Đến thời kỳ đồ đá mới, loài người đã biết chế tạo vài đồ chứa bằng kim loại có hìnhdạng như trước sừng và phát hiện ra đất sét chế tạo đồ gốm Hơn 400 năm trước, ngườiMoenjo - Daro (thuộc vùng đất Pakistan ngay nay) đã biết dùng da thú bịt kín các lọ,bình bằng gốm để giữ ẩm cho lúa mì, lúa mạch Khoảng 530 trước công nguyên, ngườidân Ba Tư đã biết dùng bình gốm sứ đựng rượu vang và nước Bên cạnh đó, thủy tinhcũng đã được con người phát hiện rất sớm

- Khoảng 1500 trước công nguyên, con người đã dùng lọ thủy tinh để chứa chất lỏng.Năm 79 sau công nguyên, người La Mã đã sử dụng các bình lọ thủy tinh làm vật chứađựng đồn thời làm đồ gốm sứ Trong thời kỳ này, hàng hóa như rượu vang xuất khẩucũng được chứa đựng trong bình to bằng đất sét nung Những vùng dân cư như bộ tộcSepape đã phát minh ra thùng tròn bằng gỗ được lắp chặt khít bằng những mảnh gỗtheo lỗ mọng, có nắp đậy và được niềng chặt bằng những móc sắt

- Dần dần, con người bắt đầu biết sử dụng đất nung để chứa chất lỏng Những bao bì cổxưa như chậu bằng đất nung và túi da ngày nay vẫn còn trong các viện bảo tàng khảo

2

đã chứng minh mức độ quan trọng mà bao bì mang lại và trở thành công cụ không thểthiếu trong đời sống hằng ngày của con người.

- Đến thời Trung cổ, thùng gỗ đã trở thành loại bao bì được sử dụng thường xuyên hơn

để bảo quản hàng hóa Chúng được dùng để bảo quản các loại chất rắn và chất lỏng,bảo vệ chúng khỏi ánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm Sử dụng khi vận chuyển hàng hóabằng con đường biển và những con đường khó đi Bao bì thùng gỗ ra đời cũng làm chongành công nghiệp bao bì ở châu Âu thật sự cất cánh

3

Hình 1.1 Một số chậu làm bằng đất nung

[Type text]

- Cuối thế kỷ 19 hộp các tông ra đời, đây chỉ là một phát minh đơn giản nhưng mangtính cách mạng Một người Mỹ, Robert Gair, đã có ý tưởng sáng tạo và sản xuất với sốlượng lớn tấm các tông cắt sẵn, một khi gấp lại, sẽ tạo thành hộp

việc vận chuyển hàng hóa dễ dàng hơn nhiều và nó đã trở thành phương pháp được sửdụng rộng rãi nhất Ngày nay, bao bì hộp giấy đã được sử dụng hầu hết trong các lĩnhvực của cuộc sống

 Các loại bao bì thông dụng:

 Bao bì thủy tinh.

- Dùng để chứa các thực phẩm là các loại chai, lọ thủy tinh silicat Trước đây, thủy tinh

là từ gọi chung cho những oxyt vô cơ dạng thủy tinh

- Thủy tinh có tính chất vô định hình, khi ở nhiệt độ thường thủy tinh trong suốt, cứngdòn Khi được gia nhiệt thủy tinh mềm dần và ling động, chuyển dần sang trạng tháinhớt, khi độ nhớt đến cực đại và mất tính linh động thì được đưa về nhiệt độ thường.Khi ta nấu chảy và làm nguội nhiều lần thủy tinh vẫn giữ được tính chất ban đầu

- Để tạo màu sắc và một số tính chất mong muốn cho thủy tinh, ta thêm vào một số oxyttrong quá trình làm thủy tinh: ZnO (tạo màu đục, bền nhiệt), Al2O3 (bền cơ), Fe (tạomàu vàng, xanh lá cây)

- Gồm 3 loại:

4

Hình 1.3 Bao bì làm bằng tấm tông cắt sẵn vào cuối thế kỉ XIX

[Type text]

 Thủy tinh đơng nguyên tử

 Thủy tinh oxit

 Thủy tinh silicat

- Là loại vật liệu có tính chất được ứng dụng trong công nghiệp như: cường độ lớn, tínhdẻo và độ chống mỏi cao

5

Hình 1.4 Bao bì thủy tinh

Hình 1.5 Bao bì kim loại

- Quy trình sản xuất hộp và đóng hộp được tự động hóa hoàn toàn

- Có thể thu hồi và tai sinh dạng nguyên liệu kim loại

- Dễ rách, dễ thâm nước, dễ thấm khí, tính dễ xé rách càng cao khi hàm ẩm càng cao

- Độ ẩm cho phép đảm bảo tính bền của giấy là 6 – 7%

- Có bản chất là polymer có nguồn gốc hữu cơ (từ dầu mỏ) được tổng hợp hoặc bán tổnghợp từ đường hóa học, khối lượng phân tử cao

6

Hình 1.6 Bao bì giấy

- Bao bì ăn được cần có các đặc điểm sau:

 Thành phần không độc hại, không gây dị ứng và dễ tiêu hóa

 Ổn định cấu trúc và ngăng ngừa tác động cơ học trong quá trình vận chuyển

 Có độ bám dính tốt với bề mặt thực phẩm

 Cung cấp các bề mặt sinh hóa và ổn định khi chống lại sự xâm nhiệm của visinh vật, các loại côn trùng, sâu bọ,…

 Kiểm soát độ ẩm bên trong và bên ngoài như mong muốn

 Ngăn ngừa sự mất mát, sự hấp thu các thành phần ổn định hương thơm, hương

vị, dinh dưỡng và đạt giá trị cảm quan cho sự chấp nhận của người tiêu dùng

 Cung cấp lớp màng bán thấm đễ duy trì trạng thái cân bằng nội bộ các khí thamgia hô hấp hiếu khí và kỵ khí

 Dễ sản xuất và hiệu quả kinh tế cao

8

Hình 2.1 Sự hình thành bao bì ăn được

[Type text]

2.2 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH BAO BÌ ĂN ĐƯỢC

- Năm 1998, ông Đồng sang Pháp tu nghiệp và làm thạc sĩ, với đề tài nghiên cứu bao bì

ăn được Nguồn nguyên liệu lúc đó là cám ngô Tuy nhiên, sản phẩm làm ra rất dễ hút

ẩm, giữ không được lâu, phải sử dụng một chất trung gian liên kết lại Trở về nước,ông tập trung vào chế tạo bao bì ăn được từ nguồn nguyên liệu nông sản Việt Nam,như lúa gạo, khoai củ, rong biển và chất xơ từ thực vật Theo ông, sử dụng các nguyênliệu này sẽ không cần chất trung gian để gắn kết các chuỗi polymer tự nhiên Mặtkhác, chúng lại rất sẵn có ở nước ta

- Sau gần hai năm nghiên cứu, ông Đồng đã đưa ra hai loại bao bì ăn được: Loại thứnhất có thể tan trong nước lạnh dễ dàng; loại thứ hai chỉ tan trong nước nóng (ở nhiệt

độ 1000C) Tuy nhiên, về mặt cảm quan bên ngoài chúng rất giống nhau: trông nhưnilon, trong suốt và không mùi Hiện chúng có kích thước 25 x 50 cm, với độ dày 0,1

mm Để làm ra 2 miếng bao bì ăn được có kích thước như trên chỉ cần 15 g nguyênliệu Qua thử nghiệm, loại bao bì này có thể cản khí, cản chất béo, cản chất thơm Nhờvậy, chúng có thể bảo quản thực phẩm không bị ôi thiu, giữ được hương thơm

- Thạc sĩ Đồng cho biết ông đã hoàn thiện quy trình làm bao bì ăn được trong phạm viphòng thí nghiệm Sắp tới, ông sẽ đưa ra ứng dụng trong thực tế, bước đầu làm túi bảoquản trái cây, bao đựng khô cá tra, bánh dầu, vỏ bọc xúc xích

9

Hình 2.2 Thạc sĩ Đồng người đầu tiên sáng chế ra loại bao bì có thể

ăn được

[Type text]

- Không dừng lại ở các nguồn nguyên liệu hiện nay, ông Đồng đang mở rộng nghiêncứu ra các nguồn nguyên liệu khác nhằm đa dạng hóa sản phẩm như: cám phế phẩm,phế phẩm sữa dư thừa trong quy trình làm phô mai

- Theo ông, triển vọng ứng dụng bao bì ăn được cho ngành công nghệ thực phẩm là rấtlớn Tại Pháp, loại bao bì này được dùng để bọc ngoài khoai tây chiên, giữ cho khoaitây giòn lâu Trong khi đó, tại Nhật, nó được phối trộn thêm một số hoạt chất khác đểbảo quản cá, thịt, nhằm hút mùi tanh của sản phẩm Ông Đồng hy vọng có thể hợp tácvới các doanh nghiệp để chế tạo đại trà sản phẩm này

2.3 Nguyên liệu làm ba bì ăn được

2.3.1 Bao bì ăn được sản xuất từ polymer sinh học

2.3.1.1 Trích từ tinh bột

- Giống như các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt Để tạo màngcác phân tử tinh bột (Amiloza và Amilopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tươngtác trực típ với nhau bằng liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước Có thể thuđược màng từ dung dịch phân tán trong nước Màng thu được từ thể phân tán trongnước thường dễ dàng tan trong nước

2.3.1.1.1 Tính chất của màng

10

Hình 2.3 Màng tinh bột trích từ các loại hạt

[Type text]

- Tỷ lệ amylose/amylopectin có ảnh hưởng đến đặc tính của màng Tỷ lệ Amylose cao

sẽ cải thiện được tính chất cơ học của màng vì cấu trúc phân nhánh amylopectin gâycản trở đến quá trình hình thành màng

- Vì màng tinh bột có tính thấm nước nên có độ ẩm tương đối thay đổi thì các tính chấtcủa màng cũng thay đổi theo

2.3.1.2 Màng chitin và chitosan

2.3.1.2.1 Màng chitin

- Chitin được tồng hợp chủ yếu bởi côn trùng, tôm cua và nấm sợi, là một loại compositbền vững tạo bộ khung ngoài bảo vệ cho chúng Chitin khi khử nhóm acetyl sẽ tạothành chitosan Chitin và chitosan là 2 loại polymer có đặc tính cơ phù hợp để tạodạng màng và dạng sợi

2.3.1.2.2 Màng chitosan

2.3.1.2.2.1 Nguồn gốc của màng chitosan

- Chitosan là một dạng chitin đã bị khử acetyl, nhưng không giông chitin nó lại tan đượctrong dung dịch acid

sau xenluloza, cả chitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghệ và cuộcsống, đặc biệt trong chế biến và bảo quản thực phẩm

11

Hình 2.4 Nguyên liệu làm chitosan từ vỏ tôm

[Type text]

- Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật khôngxương sống, trong đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những hải sản giáp xác,lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào

2.3.1.2.2.2 Đặc tính của chitiosan

- Là loại polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn

- Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau

- Chitosan có màu tắng hay vàng nhạt, không mùi, không vị không tan trong nước,dung dịch kiềm và acid đậm đặc, nhưng tan trong acid loãng (pH = 6), tạo dung dịchkeo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 – 3110C

2.3.2.2 Cấu tạo và tính chất của màng protein

- Màng bọc thực phẩm và màng phủ thực phẩm được tạo nên từ 3 thành phần chính:protein, chất dẻo, dung môi Tính chất của màng phụ thuộc vào các đặc tính củaprotein, các acid amin cấu tạo, có thể của protein hoặc chất dẻo, hình dạng các chất,các yếu tố trong quá trình chế biến

- Màng protein có tính chất thấm nước tương đối cáo, gấp từ 2 – 4 lần so với vật liệuprotein bao gói thông thường (PE, PP, PVC, polyeste)

2.3.2.3 Các loại màng protein

 Từ động vật:

12

[Type text]

- Casein (protein từ sữa)

- Why protein (protein từ sữa)

2.3.3.1 Nguồn gốc của gelatin

- Gelatin là chế phẩm được tạo ra từ quá trình thủy phân Colagen (có loại colagen lúcđun nóng trong nước có thể biến thành gelatin như colagen vẩy cá, có loại phải quabước bước xử lý mới có thể biến thành gelatin)

- Khi làm biến tính colagen dưới tác dụng của tác nhân biến tính như nhiệt, vật lý, hóahọc ta thu được gelatin

[Type text]

- Có khả năng tan trong poyol như glycerin, propylen,gycol,sorpitol Không tan trongcồn,aceton, CCl4, bezen, ether và các dung môi hữu cỏ khác

- Khi tan trong nước nóng, dung dịch là một hỗn hợp của gelatin và gelotose

- Bị kết tủa ở nồng độ cao khi dung dịch có sự hiện diện của các muối phosphat, citrat,sulfat, ở nồng độ thấp

2.3.4 Một số loại bao bì ăn được khác

- Màng bán thâm làm từ acid béo và monoglyceride

- Màng sản xuất từ dung dịch nhũ tương

- Có nguồn gốc từ glycerol và acid béo

- Có 2 loại:

 Nhũ tương lớn là loại có kích thước hạn 2 x 103 – 2 x 105 angstrom

 Nhũ tương nhỏ có kích thước 1000 – 2000 angstrom

 Màng hỗn hợp và màng kép

- Một lớp màng ăn được muốn có khả năng ngăn chặn mất nước thì phải tạo thành mộtlớp màng lipid kép Sự hình thành màng lipid kép tên bề mặt không đồng đều, xốp làrất khó do lipid có thể thấm vào qua bề mặt thực phẩm Để giải quyết vấn đề trênngười ta đã nghiện cứu và xây dựng nên phương pháp “hai bước” theo đó lớp màngnền được tạo ra trước và bao bọc bề mặt thực phẩm sau lớp màng lipid được tạo lêntrên đó

- Lớp nền có tác dụng giữ cho lớp màng lipid ổn định trên bề mặt thực phẩm Lớp màngnền thường sử dụng là protein, và phải có độ keo nhất định để có thể tồn tại trên bềmặt thực phẩm

 Bao bì ăn được làm từ động vật:

14

[Type text]

 Ruột heo:

- Là những vỏ bọc thường được các nhà sản xuất xúc xích sử dụng Thường được sửdụng là 32 – 35 mm vỏ được sử dụng để làm xúc xích Ý, Bratwurst, Chorizo, Tiếptheo thường được sử dụng là vỏ 35 – 38 mm sử dụng cho Linquica, xúc xích Ba Lan,xúc xích hun khói,… Cuối cùng, đối với một số xúc xích hun khói lớn hoặc xúc xíchvòng của Nga, Ukraina và Serbia thường sử dụng vỏ bọc có đường kính 38 - 42 mm.Một số xúc xích Ý và châu Âu khác có thể được nhồi trong bong bóng hoặc ruột heo.Nói chung chúng được làm mềm trong nước muối trong khoảng một tuần Tiếp theo

vỏ được rửa sạch và ngâm vào một hỗn hợp nước và giấm mạnh (thường là các loạinước ép cam quýt) cho thêm một tuần nữa, sau đó rửa sạch Sau này chúng được lộnngược lại và loại bỏ chất béo bám vào thành ruột một cách cẩn thận để không làm ráchlóp vỏ và ngâm trong nước muối cho thêm một tuần nữa Phải được thực hiện cẩn thậnkhi nhồi vì vỏ được làm từ ruột động vật rất mong manh nên phải nhồi cẩn thận

 Ruột bò:

- Thường được sử dụng tại Mỹ là: Dạng tròn, đường kính khoảng 40 – 42 mm, được sửdụng để làm xúc xích tròn, xúc xích morcella và biroldo, Knockwurst, Mettwursts, xúcxích khoai tây,…Ruột bò 58 – 64 mm, được sử dụng làm xúc xích mùa hè, Cotechino,

và các loại xúc xích Ý, xúc xích venison, xúc xích Đức,…Loại khoảng 90 - 140 mm,được sử dụng cho dạng xúc xích nấu chín, xúc xích Toscano, Lebanon, Coppa hoặcxúc xích khác

 Ruột cừu:

- Thường được dùng để làm xúc xích, và ăn trong bữa sáng Thông thường nhất thì bữa

ăn sáng và xúc xích thịt lợn được nhồi vào vỏ bọc 22 – 24 mm, trong khi Hot Dogs,garlic franks, cheese franks,…là 24 – 26 mm

2.4 MỘT SỐ CÁCH LÀM BAO BÌ ĂN ĐƯỢC

2.4.1 Phương pháp tạo màng tinh bột

15

[Type text]

- Cho tinh bột phân tán trong nước với một nồng độ nhất định không quá đặc hoặckhông quá loãng,hồ hóa sơ bộ để tạo ra một độ nhất nhất định Khuấy thật kỹ, rót dungdịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và phẳng được gia nhiệt thichhợp Để màng khỏi bị dính lại, sau khi khô có thể phếch một ít parafin để trơ hóa bềmặt kim loại

- Các giai đoạn hình thành màng:

 Giai đoạn 1: Từ bề mặt nước bóc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bộtdịch gần nhau, hướng từ biên vào tâm dưới tác dụng của dòng môi trường phântán sắp xếp lại thành lớp đơn hạt

 Giai đoạn 2: Nước nằm giữa các hạt tiếp tục bốc hơi Các hạt tiếp xúc nhiềuhơn và bị biến dạng Sức căng bề mặt có vai trò rất lớn, có khuynh hướng làmcăng bề mặt của hệ thống Mức độ biến dạng của các hạt phụ thuộc vào modun

và độ nhớt của chúng Có thể thêm vào các chất hóa dẻo để tạo màng có độđồng thể hơn

 Giai đoạn 3: Khi tiếp xúc với nhau các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết Các tínhchất cơ lý của màng sẽ phụ thuộc vào các hiện tượng xãy ra trong giai đoạnnày.Khi khô thể tích của màng sẽ giảm, dẫn đến sự co ngắn về chiều dày vàxuất hiện ứng suất nội Sự co ngắn màng càng lớn khi nồng độ tinh bột nhỏ và

sự hydrat hóa càng cao Do đó người ta thêm vào các chất pha lỏng để làm giảm

sự hydrat hóa

- Quá trình bốc hơi nước từ màng xảy ra theo 5 giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: nước nhiều nên sự bốc hơi nước xảy ra từ bề mặt tự do của chấtlỏng Áp suất hơi bão hòa là trở ngại duy nhất cho sự bốc hơi nước

 Giai đoạn 2: Trên bề mặt màng tạo ra lớp thể gel nhớt, nước phải thắng trở lựccủa nhóm này

 Giai đoạn 3: Hình thành cấu trúc

 Giai đoạn 4: Bốc hơi của nước sonvat hóa là liên kết vững hơn với tinh bột.Ngoài ra nước còn thắng trở lực của lớp màng đã tạo thành

16