Tạo ra sản phẩm màng bọc thực phẩm từ tinh bột sắn có bổ sung tinh chất tanin từ lá chè xanh có khả năng kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm và đặc biệt giảm tối thiểu sự phát triển của nấm mốc vi sinh vật gây hại phổ biến trong đời sống hàng ngày.
Trang 1MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT vi
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG vii
INFORMATION ON RESEARCH RESULTS ix
PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu đề tài 1
PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2
2.1 Giới thiệu chung về màng bọc thực phẩm 2
2.1.1 Lịch sử của màng bọc thực phẩm 2
2.1.2 Yêu cầu của màng bọc thực phẩm 2
2.1.3 Vai trò của màng bọc thực phẩm 3
2.1.4 Phân loại màng bọc thực phẩm 3
2.2 Giới thiệu chung về tinh bột sắn 5
2.2.1 Thành phần cấu tạo của tinh bột sắn 5
2.2.2 Tính chất của tinh bột sắn 6
2.2.3 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn 8
2.2.4 Ứng dụng của tinh bột sắn 10
2.3 Giới thiệu chung về tanin 12
2.3.1 Khái niệm và phân loại tanin 12
2.3.2 Phân bố tanin trong thực vật 17
2.3.3 Tính chất của tanin 18
2.3.4 Tác dụng kháng khuẩn của tanin trong lá chè 19
2.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về màng bọc thực phẩm 20
2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 20
2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 21
Trang 2PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 23
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 23
3.1.2 Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 23
3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 25
3.3 Nội dung nghiên cứu 25
3.4 Phương pháp nghiên cứu 25
3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25
3.4.2 Phương pháp phân tích 26
3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 29
PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30
4.1 Kết quả tách chiết tanin 30
4.2 Kết quả nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo màng bọc tinh bột sắn bổ sung tinh chất tanin 30
4.2.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tinh bột sắn đến tính chất cảm quan và độ bền cơ học của màng bọc 30
4.2.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời điểm bổ sung tanin đến tính chất cảm quan, độ bền cơ học và khả năng kháng khuẩn của màng bọc 32
4.2.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tanin đến tính chất cảm quan, độ bền cơ học và khả năng kháng khuẩn của màng bọc thực phẩm 34
4.3 Kết quả nghiên cứu đánh giá về thời gian bảo quản và một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm thực phẩm khi sử dụng màng bọc từ tinh bột sắn bổ sung tanin 36
4.3.1 Kết quả nghiên cứu thời gian bảo quản mẫu kẹo sử dụng màng bọc từ tinh bột sắn bổ sung tanin 36
4.3.2 Kết quả nghiên cứu chỉ tiêu hàm lượng vi sinh vật tổng số trên mẫu kẹo khi sử dụng màng bọc từ tinh bột sắn bổ sung tanin 37
PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39
5.1 Kết luận 39
5.2 Kiến nghị 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 PHỤ LỤC 1 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC 2 KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU
2
Trang 3DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Hàm lượng tanin trong một số loại thực vật 18Bảng 3.1 Danh mục dụng cụ, hóa chất, thiết bị nghiên cứu 23Bảng 4.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tinh bột sắn đến tính chất cảm
quan và độ bền cơ học của màng bọc 31Bảng 4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời điểm bổ sung tanin đến tính chất cảm
quan, độ bền cơ học và khả năng kháng khuẩn của màng bọc thực phẩm 33Bảng 4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tanin đến tính chất cảm quan, độ
bền cơ học và khả năng kháng khuẩn của màng bọc thực phẩm 34Bảng 4.4 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu kẹo khi sử dụng màng bọc ở điều kiện
thường 36Bảng 4.5 Kết quả đánh giá cảm quan của mẫu kẹo khi sử dụng màng bọc ở điều kiện
lạnh 16°C 37Bảng 4.6 Kết quả nghiên cứu hàm lượng vi sinh vật tổng số trên mẫu kẹo sử dụng
màng bọc từ tinh bột sắn bổ sung tanin trong khoảng thời gian 10 ngày 37
Trang 4DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cấu tạo amylose và amylopectin 6
Hình 2.2 Acid ellagic 13
Hình 2.3 Một số dạng của Pyrogallic tanin (Gallo – tanin) 14
Hình 2.4 Một số monomer đơn phân tử 14
Hình 2.5 Acid meta – trigallic 15
Hình 2.6 Dạng Depsidon (lacton của acid Phenolic) 16
Hình 2.7 Dạng mở rộng của acid Egallic 16
Hình 2.8 Acid chebulic và Acid hexahydroxydiphenic 16
Hình 2.9 Phản ứng trùng ngưng tạo phlobaphene 17
Hình 3.1 Tinh bột sắn 24
Hình 3.2 Lá chè xanh 23
Hình 4.1 Mẫu tanin rắn thu được 30
Hình 4.2 Màng bọc tinh bột sắn với các dải nồng độ khác nhau (4 - 12%) 30
Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ tinh bột sắn đến độ bền cơ học của màng bọc thực phẩm 31
Hình 4.4 Màng bọc tinh bột sắn bổ sung tannin ở thời điểm trước và sau khi hồ hóa 32
Hình 4.5 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời điểm bổ sung tanin tới độ bền cơ học màng bọc thực phẩm .33
Hình 4.6 Màng bọc với các dải nồng độ tannin bổ sung khác nhau (0,05 – 0,15%) 34
Hình 4.7 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ tanin bổ sung đến độ bền cơ học màng bọc thực phẩm 35
Hình 4.8 Kết quả đánh giá thời gian bảo quản của màng bọc trên mẫu kẹo ở điều kiện thường 36
Hình 4.9 Kết quả đánh giá thời gian bảo quản của màng bọc trên mẫu kẹo ở điều kiện lạnh 16°C 37
4
Trang 5DANH MỤC TỪ VÀ THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
FDA Food and Drug Administration (Cục Quản lý
Dược và Thực phẩm Hoa Kỳ)
CFU Colony forming unit (Đơn vị hình thành
khuẩn lạc)
Trang 6PHẦN 1
MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề
Khi đời sống được nâng cao, người tiêu dùng có xu hướng đòi hỏi được cungcấp những sản phẩm có chất lượng tốt nhất, cả về màu sắc, mùi vị và đặc biệt là giá trịdinh dưỡng Cùng với thời gian, khoa học phát triển kéo theo công nghệ bảo quản thựcphẩm cũng đa dạng hơn, ngày càng có nhiều phương pháp bảo quản ra đời nhằm giảiquyết tốt số lượng khổng lồ thực phẩm sản xuất ra hàng ngày
Màng bọc thực phẩm là một trong những phương pháp mới, được áp dụng khá phổbiến trong những năm gần đây Từ các chất căn bản là protein, glucid, lipid… người ta đãứng dụng khả năng tạo màng của chúng để bảo quản thực phẩm Phương pháp này cónhiều ưu điểm, tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế vì màng bọc này có bản chất như là mộtthực phẩm nên cũng chịu ít nhiều các yếu tố môi trường ảnh hưởng tương tự như các thựcphẩm khác, một trong những yếu tố đó là sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt là ảnhhưởng của nấm mốc Dưới tác động của nấm mốc, thực phẩm bị biến chất, những chấtdinh dưỡng như protein, glucid, lipid… bị chuyển hóa thành những chất ảnh hưởng đếntrạng thái cảm quan, tính chất hóa học, thành phần dinh dưỡng của thực phẩm, làm ảnhhưởng đến sức khỏe người tiêu dùng Nấm mốc có nhiều loại khác nhau, có một số nấm
mốc có khả năng gây bệnh như: Penicilium, Mucor, Aspergilus… phân giải glucid làm
nông sản, thực phẩm bị biến chất Các loại nấm mốc này sinh trưởng và phát triển trênthực phẩm tạo ra các độc tố gây nguy hiểm cho người sử dụng
Nhằm nghiên cứu, tìm hiểu về màng bọc thực phẩm, chúng tôi đã lựa chọn đềtài: “Nghiên cứu phương pháp chế tạo màng bọc thực phẩm từ tinh bột có bổ sung tinhchất chống nấm mốc” Màng bọc này có nguồn gốc từ tinh bột sắn bổ sung tinh chấttanin (là hợp chất tự nhiên phổ biến trong thực vật có hoạt tính kháng khuẩn tốt).Màng bọc này có khả năng tự phân hủy, thân thiện với môi trường, có khả năng kéodài thời gian bảo quản sản phẩm thực phẩm mà không làm thay đổi tính chất của sảnphẩm
1.2 Mục tiêu đề tài
Tạo ra sản phẩm màng bọc thực phẩm từ tinh bột sắn có bổ sung tinh chất tanin
từ lá chè xanh có khả năng kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm và đặc biệt giảm tối
Trang 7thiểu sự phát triển của nấm mốc - vi sinh vật gây hại phổ biến trong đời sống hàngngày.
Trang 8PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về màng bọc thực phẩm
2.1.1 Lịch sử của màng bọc thực phẩm
Ngay từ thế kỷ XII, hoa quả họ cam quýt từ miền Nam Trung Quốc đã được bảoquản cho Hoàng đế bằng cách đặt chúng trong hộp, đổ sáp nóng chảy trên chúng vàgửi bởi phương tiện lưu động đến miền Bắc Khi đó chất lượng của sản phẩm có sự lựachọn và phương pháp này khá hiệu quả cho việc kéo dài thời gian bảo quản Ở Châu
Âu, có quá trình được gọi là “Larding” – lưu trữ nhiều trái cây trong sáp ong hoặc mỡnhằm bảo vệ và ngăn chặn sự tổn thất nước, tạo lớp trao đổi khí tự nhiên trên bề mặtsản phẩm
Sau thế kỷ XV, màng bọc thực phẩm được làm từ protein đậu nành được sử dụng
ở Nhật Bản nhằm duy trì và nâng cao chất lượng của một số sản phẩm thực phẩm
Đến thế kỷ XIX, một số phương pháp bảo quản: hun khói, sấy, bảo quản lạnh,bảo quản trong tầng hầm… được sử dụng phổ biến Hiện nay đã có thêm nhiềuphương pháp bảo quản hiện đại kết hợp các phương pháp bảo quản như là: bảo quảnlạnh, lưu trữ không khí kiểm soát, tiệt trùng bằng cả hai tia UV và Gamma được sửdụng để giữ an toàn cho thực phẩm Bên cạnh đó, có một sáng chế ở Mỹ đã được phátminh trong việc bảo quản các sản phẩm thịt nhờ gelatin Nhiều loại thực phẩm đượcbảo quản bằng màng bọc có khả năng kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượngtốt hơn [31]
Sang thế kỷ XX, Polyvinyl chloride (PVC) là một trong những polymer đầu tiênđược sử dụng trong các ứng dụng sản xuất bao bì thực phẩm Hiện nay, màng bọc làm
từ Polyethylene (PE) là vật liệu phổ biến nhất để sản xuất màng bao bì thực phẩm vớirất nhiều ưu điểm Tuy nhiên, trên thị trường xuất hiện nhiều mặt hàng khác nhau dẫnđến việc người tiêu dùng không tin tưởng với loại màng bọc này [30]
2.1.2 Yêu cầu của màng bọc thực phẩm
Các loại vật liệu được sử dụng để chế tạo màng bọc thực phẩm phải có khảnăng kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm
Trang 9Vật liệu cấu tạo nên màng phải nằm trong danh mục được chấp thuận của CụcQuản lý Dược và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA).
Màng bọc thực phẩm được tạo ra phải phù hợp với thực tiễn sản xuất
Thời hạn sử dụng của màng là thời gian an toàn để có thể chấp nhận đượchương vị, kết cấu của sản phẩm khi sử dụng màng đó để bảo quản [31]
2.1.3 Vai trò của màng bọc thực phẩm
Ngày nay, phương pháp thương mại được sử dụng rộng rãi nhất cho việc bảoquản các sản phẩm thực phẩm là tạm lưu trữ ở nhiệt độ thấp (4-8°C), đặc biệt đối vớithức ăn đã qua sơ chế Hạ thấp nhiệt độ thường làm giảm hoạt động của enzyme khôngmong muốn, mặc dù nhiệt độ giảm xuống 0-5°C nhưng thực tế vẫn có thể dẫn tới giatăng sự hô hấp và sản xuất ethylene Dưới 0°C, tốc độ tăng trưởng của một số vi sinhvật bị ức chế nhưng ngay cả ở nhiệt độ thấp này không có khả năng loại bỏ được hoàntoàn một số vi sinh vât chịu lạnh có khả năng gây bệnh và một lượng hóa chất tồn dưkhông mong muốn, cũng như các phản ứng hóa lý, hóa sinh của nông sản thực phẩm
Theo đó, các nghiên cứu đã được tiến hành liên quan đến việc sản xuất màngbọc được sử dụng ngày càng nhiều trong việc bảo quản sản phẩm Chẳng hạn như: cácsản phẩm trái cây có bề mặt sáng bóng và thời gian bảo quản kéo dài khi sử dụng cácloại màng bọc thực phẩm để bảo quản, các sản phẩm thuốc được bao bọc bởi các loạimàng để ngăn chặn sự biến đổi về tính chất, cũng như hạn chế vị đắng và hương vịkhông mong muốn khi sử dụng… Có thể thấy rằng việc sử dụng màng bọc để bảoquản có vai trò hết sức quan trọng, có khả năng ngăn chặn các phản ứng sinh lý, hóasinh bởi các tác nhân như: vi sinh vật, enzyme, áng sáng, nhiệt độ, oxy không khí ,chống lại sự mất nước và hạn chế quá trình hao hụt của các thành phần dinh dưỡng, từ
đó tăng cường tính chất cảm quan cho các sản phẩm thực phẩm, dược phẩm [31]
2.1.4 Phân loại màng bọc thực phẩm
Có hai loại màng bọc:
Màng bọc làm từ các vật liệu vô cơ thường là các loại nhựa nhiệt dẻo như:Polyethylene terephalate (PET), Polyvinyl choloride (PVC), Polypropylene (PP) vàPolystyrene (PS)…
Trang 10Màng bọc làm từ vật liệu hữu cơ có các thành phần chính là: protein,polysaccharide và lipid… Như một quy luật chung: màng lipid được sử dụng để hạn chế
sự mất nước, màng polysaccharide được sử dụng để kiểm soát các yếu tố tác động bênngoài như: vi sinh vật, ánh sáng, oxy không khí, nhiệt độ, độ ẩm không khí… Trong khi
đó màng protein được sử dụng để ổn định cấu trúc sản phẩm
a Màng làm từ vật liệu vô cơ
Hiện nay, màng bọc làm từ Polyethylene (PE) là vật liệu phổ biến nhất để sản xuấtmàng bao bì thực phẩm, với rất nhiều ưu điểm Đối với màng thực phẩm, loại low -density polyethylene (LDPE) được sử dụng rộng rãi với tính năng mềm, dẻo, trong suốt.LDPE không cần sử dụng thêm chất hóa dẻo, an toàn đối với sức khỏe người sử dụng
Polyvinyl chloride (PVC) là một trong những polymer đầu tiên sử dụng trongcác ứng dụng bao bì thực phẩm Tuy nhiên, bản thân PVC có chứa clo (độc hại), nêncác loại PVC được chọn để làm bao bì thực phẩm đều đã được biến tính kỹ, đạt chứngnhận an toàn thực phẩm FDA (tổ chức chứng nhận an toàn thực phẩm uy tín của Mỹ).Lớp màng PVC thường chỉ là lớp phủ bên ngoài, được ghép với một hay nhiều lớpmàng (từ nguyên liệu khác như PE) bên trong, nên lớp PVC này không tương tác trựctiếp với thực phẩm Ví dụ: bao bì cho xúc xích, người ta dùng vật liệu K-OPP (tức làOPP được phủ bởi PVC) [30]
b Màng làm từ vật liệu hữu cơ
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 trên 30°C Khi lựa chọn proteinlàm màng bọc nên xem xét lựa chọn protein chức năng có khả năng tạo màng và dựatrên đặc tính an toàn của sản phẩm đối với người sử dụng
Màng polysaccharide bao gồm: màng chitosan, alginat, carageenan, cellulose,các dẫn xuất dextrin, pectin, tinh bột Hầu hết các polysaccharide có bản chất ưanước, một số polysaccharide như các dẫn xuất cellulose ưa nước thấp hơn so với tỷ lệtrung bình các polysaccharide khác Ưu điểm của màng polysaccharit: có cấu trúcmàng ổn định, khả năng làm chậm sự trao đổi oxy và hấp thu nước
Màng lipid: Màng sáp và chất béo là loại màng đã được biết đến từ rất lâu.Trong hầu hết các loại sáp có nguồn gốc tự nhiên, monoglyceride acetyl hóa tổng hợp
Trang 11có đặc tính tương tự và được sử dụng với sự cho phép của FDA trong các loại màngdùng để bảo quản thịt, cá và gia cầm Cách tạo màng lipit đơn giản là đổ paraffin nóngchảy hoặc sáp trên sản phẩm như các loại trái cây họ cam quýt Lớp bề mặt này có tínhchất kỵ nước giúp bảo vệ và chống lại sự hư hỏng sản phẩm trong quá trình vậnchuyển [31].
2.2 Giới thiệu chung về tinh bột sắn
Gần đây, các vật liệu hữu cơ được nghiên cứu rất nhiều nhằm tạo ra các loạimàng bọc thân thiện với môi trường và tốt cho sức khỏe con người như: màng sáp,collagen, chitosan, pectin, carageenan, tinh bột… Trong đó tinh bột là một nguyên liệuphổ biến trong tự nhiên Rất nhiều loại tinh bột, tùy theo tính chất mà được ứng dụngvào các mục đích khác nhau Tinh bột sắn có khả năng tạo cấu trúc gel với độ bền caohơn so với nhiều loại tinh bột ngũ cốc khác nên có rất nhiều ứng dụng trong côngnghiệp thực phẩm [1]
2.2.1 Thành phần cấu tạo của tinh bột sắn
Cũng giống như các loại tinh bột khác, tinh bột sắn là một dạng polysaccarit,được cấu tạo từ những monosaccarit bởi liên kết glucoside Tinh bột sắn không phải làhợp chất đồng thể mà gồm 2 polysaccarit khác nhau: Amylose và Amylopectin
Hình 2.1 Cấu tạo amylose và amylopectin [16]
Amylose là polymer có mạch không phân nhánh, mạch dài, phân tử khốikhoảng 3.105-1.106 đvC Trong amylose có các gốc glucose gắn với nhau bằng liên kết
Trang 12α-1,4-glucoside Theo những nghiên cứu đã có, amylose có khoảng 0,1% các liên kếtphân nhánh α-1,6-glucoside Amylose liên kết với nhau rất chặt nên khó bị trương ra.Amylose có thể kết hợp với phân tử các chất kỵ nước nhỏ như 1-butanol để tạo thànhphức không tan và kết tủa trong dung dịch Nhiều nghiên cứu cho thấy, amylose có thểkết hợp với một lượng lớn lipid
Amylopectin cũng là polymer nhưng có mạch phân nhánh, phân tử khối khoảng
107-108 đvC Trong amylopectin các gốc glucose gắn với nhau bằng liên kết glucoside nhưng tỷ lệ phân nhánh chiếm 4% Amylopectin có cấu tạo mạch nhánhngắn nên lực tương tác giữa phân tử rất yếu do đó độ bền đứt rất yếu Amylopectin cóthể chứa các liên kết cộng hóa trị với phosphate, đặc biệt là amylopectin ở các loại củ.Amylopectin có thể kết tủa phân đoạn với lectin cocanavilin A, do protein này có khảnăng gắn với gốc C4 tự do của phân tử amylopectin [16]
α-1,4-2.2.2 Tính chất của tinh bột sắn
Tinh bột sắn có màu rất trắng Trong quá trình sản xuất nếu củ được nghiền khichưa bóc vỏ, tinh bột thu được thường có màu tối Màu xám của tinh bột sắn ảnhhưởng tới chất lượng cũng như giá cả của sản phẩm Củ sắn và tinh bột sắn thường có
pH trong khoảng 6,0-6,3 Theo tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Ấn Độ, các loại sắn ănđược có pH trong khoảng 4,7-7,0 Còn theo tiêu chuẩn của Mỹ, các loại sắn tốt có pH
từ 4,5 đến 6,5 và độ acid thấp [1]
Hạt tinh bột sắn có kích thước nhỏ từ 5 đến 40µm với những hạt lớn 25-35µm,hạt nhỏ 5-15µm và nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt cóchỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa Dưới ánh sáng phân cực, các liên kết ngangvới mật độ từ trung bình tới dày đặc có thể thấy rõ Khi hạt tinh bột sắn bị vỡ, có thểquan sát được các rãnh tạo cấu trúc xốp của hạt Các rãnh vô định hình kéo dài từ bềmặt tới tâm của hạt tạo thành các lỗ xốp Chính các lỗ xốp này giúp nước thâm nhậplàm trương nở tinh bột, phá vỡ các liên kết hydro giữa các phân tử trong cấu trúc tinhthể, tạo điều kiện cho tác dụng phân hủy của enzyme Tinh bột sắn có cấu trúc hạttương đối xốp, liên kết giữa các phần tử trong cấu trúc tinh thể yếu, vì vậy nó dễ bịphân hủy bởi các tác nhân như acid và enzyme hơn so với các loại tinh bột khác nhưbắp, gạo [3]
Trang 13Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình tương đốicao là 215.000g/mo1 so với 30.500 g/mo1, 130.000 g/mo1, 224.500 g/mo1 và 276.000g/mo1 tương ứng với phân tử lượng trung bình của tinh bột bắp, tinh bột lúa mì, tinhbột khoai tây và tinh bột bắp sáp Hàm lượng amylose nằm trong khoảng 8-29%,nhưng nói chung đa số các giống sắn có tỷ lệ amylose 16-18% [1] Tinh bột sắn cónhững tính chất tương tự các loại tinh bột chứa nhiều amylopectin như độ nhớt cao, xuhướng thoái hóa thấp và độ bền gel cao Hàm lượng amylopectin và amylose trongtinh bột sắn liên quan tới độ dính của củ nấu chín và nhiều tính chất trong các ứngdụng công nghiệp.
Tinh bột sắn có nhiệt độ hồ hóa trong khoảng 58,5-70°C so với 56-66°C ở tinhbột khoai tây và 62-72°C ở tinh bột bắp [1] Việc tạo ra các dẫn xuất của tinh bột nhờcác liên kết: ngang hay việc thêm các chất có hoạt tính bề mặt có thể thay đổi nhiệt độ
hồ hóa Nhiệt độ hồ hóa cũng ảnh hưởng đến chất lượng nấu của tinh bột, nhiệt độ hồhóa thấp thường làm chất lượng nấu thấp do cấu trúc tinh bột dễ bị phá vỡ
Độ nhớt là tính chất quan trọng giúp tinh bột có nhiều ứng dụng như chất làmđặc trong công nghiệp thực phẩm, chất hồ vải trong công nghiệp dệt hay chất phủtrong công nghiệp giấy [1] Tinh bột lúa mì, bắp và tinh bột gạo có độ nhớt thấp hơn sovới tinh bột sắn và tinh bột khoai tây Khả năng hồ hóa sớm, độ nhớt cao của tinh bộtsắn thể hiện lực liên kết yếu giữa các phân tử tinh bột trong cấu trúc hạt Xử lý hóa học
và vật lý (gia nhiệt, xử lý bằng áp suất hơi, thêm các chất hóa học, thay đổi pH củamôi trường) cũng như sự có mặt của các chất như protein, chất béo, chất có hoạt tính
bề mặt đều có ảnh hưởng tới độ nhớt của tinh bột sắn
Độ nở và độ hòa tan của tinh bột cũng là những tính chất rất quan trọng và cũngrất khác nhau giữa các loại tinh bột Lực nở được hiểu là thể tích và khối lượng lớnnhất mà tinh bột có thể đạt được khi nở tự do trong nước Khả năng nở và hòa tan caocủa tinh bột sắn một lần nữa lại thể hiện lực liên kết yếu trong cấu trúc hạt Sự có mặtcủa các gốc ester có khả năng ion hóa, các chất phụ gia như chất có hoạt tính bề mặt,những biến tính về mặt hóa học đều có ảnh hưởng đến khả năng trương nở và hòatan của tinh bột Tính chất này của tinh bột sắn phụ thuộc rất nhiều vào giống sắn, điềukiện môi trường sống, thời điểm thu hoạch nhưng lại không có liên quan tới kích thước
Trang 14có khả năng trương nở tốt và xu thế thoái hóa thấp Độ trong cao của tinh bột sắn được
sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để làm nhân bánh, nước xốt trong các mónsalad, tráng miệng Khi làm nguội hồ tinh bột ở nồng độ cao, các phân từpolysaccharide có thể tạo ra một dạng cấu trúc gel Cấu trúc gel của tinh bột sắn có độbền cao hơn so với nhiều loại tinh bột ngũ cốc khác nên có rất nhiều ứng dụng trongcông nghiệp thực phẩm, đặc biệt đối với các sản phẩm phải bảo quản trong thời giandài [3]
2.2.3 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn
2.2.3.1 Sản xuất tinh bột sắn từ sắn tươi
Củ sắn phải được chế biến ngay trong vòng 24 giờ kể từ sau khi thu hoạch Yếu
tố quan trọng nhất để sản xuất được tinh bột sắn chất lượng cao là toàn bộ quá trình, từkhi thu hoạch đến khi hoàn tất công đoạn sấy phải được thực hiện trong thời gian ngắnnhất có thể được do sự hư hỏng bắt đầu xảy ra ngay từ khi ngắt củ và diễn biến suốttrong quá trình chế biến Quá trình sản xuất tinh bột sắn có thể được chia thành cácgiai đoạn cơ bản như sau [16]:
- Rửa và gọt vỏ cũ để loại bỏ đất dính vào củ và lớp biểu bì bảo vệ
- Nạo hoặc nghiền để phá vỡ cấu trúc tế bào, làm vỡ thành tế bào nhằm giảiphóng tinh bột thành các hạt riêng biệt và không bị hư hại khỏi các thành phần khôngtan khác
- Sàng hoặc trích ly để phân tách phần bột nhão đã được nghiền nhỏ thành haiphần: phẩn xơ bỏ đi và phần sữa tinh bột
- Tinh sạch và loại bỏ nước để tách các hạt tinh bột rắn khỏi huyền phù củachúng trong nước nhờ lắng đọng hoặc ly tâm
- Sấy khô để loại bỏ ẩm từ tinh bột ẩm thu được trong giai đoạn phân tách nhằmgiảm độ ẩm từ 34-35% xuống 12-14%
- Giai đoạn kết thúc gồm tán bột, sàng và đóng vào bao
Ở một số nước đang phát triển như Indonesia, Thái Lan, Ấn Độ, việc sản xuấttinh bột sắn được thực hiện dưới ba dạng sau [17]:
Trang 15Dạng thứ nhất: sản xuất tinh bột sắn ở các hộ gia đình Công việc được thựchiện hoàn toàn bằng các dụng cụ thủ công thô sơ Mỗi hộ gia đình có thể sản xuấtđược 50-60kg tinh bột thô/một người trong một ngày.
Dạng thứ hai: sản xuất tinh bột sắn ở các cơ sở sản xuất nhỏ với công suất từ 50đến 60 tấn củ mỗi ngày Công suất nạo đạt hiệu quả cao hơn nhờ sử dụng động cơ sơcấp khoảng 20 sức ngựa, sử dụng lao động có kỹ năng cao hơn một chút so với sảnxuất ở quy mô hộ gia đình
Dạng thứ ba: sản xuất tinh bột sắn ở các nhà máy có công suất lớn với các thiết bịhiện đại, tự đảm bảo được nguồn cung cấp nguyên liệu ổn định do có các đồn điền củariêng mình Dạng này chế biến được khoảng trên 100 tấn củ mỗi ngày
2.2.3.2 Sản xuất tinh bột sắn từ sắn khô
Củ sắn tươi sau khi thu hoạch hỏng rất nhanh nên việc cung cấp nguyên liệuquanh năm cho các nhà máy sản xuất tinh bột sắn gặp rất nhiều khó khăn Chính vìvậy mà sắn được sấy khô để bảo quản được tốt hơn Việc sấy sắn củ tươi là một quátrình khó khăn, tốn kém Hàm lượng Acid xianhidric (HCN) giảm mạnh sau khi sấy làmột ưu điểm của nguyên liệu sắn khô Tuy nhiên nhược điểm của việc sử dụng nguyênliệu khô là tinh bột sắn thu được từ loại nguyên liệu này có các đặc tính về độ nhớtkém hơn so với tinh bột thu được từ củ sắn tươi [22] Củ sắn được cắt thành miếng vàđược nghiền sơ bởi lực ép liên tiếp giữa các trục cán Các trục cán sẽ quay với tốc độ ởbiên bằng nhau sao cho các miếng sắn không bị nghiền quá kỹ và lượng bột tạo ra ít.Sau đó khối sắn được ngâm trong nước và tiếp tục được xử lý để tách tinh bột
Một lượng nhỏ sắn lát, sắn củ phơi khô nhập khẩu vào châu Âu được chế biếnthành tinh bột Củ sắn khô được làm sạch, rửa và mài thành bột Tinh bột được tách rabằng hệ thống các sàng hình trụ Tuy nhiên, sản xuất tinh bột sắn từ củ khô tốn kém vàtinh bột thu được có chất lượng không cao Lớp vỏ màu nâu, có chứa chlorophyl vàcác chất protein đông tụ dính chặt vào các mô gỗ làm tinh bột từ củ khô có màu sẫm.Nhược điểm này có thể khắc phục bằng cách sử dụng sắn lát phơi khô từ củ sắn tươi
đã bóc vỏ Một khó khăn nữa trong quy trình này là các hợp chất chứa nitrogen đượctìm thấy ở dạng keo bọc ngoài các hạt tinh bột Các hạt này có thể được tách ra từ bộtnhão sau khi nghiền củ tươi dễ dàng hơn là từ củ khô Các giai đoạn xử lý sơ bộ
“nghiền – tách nước – nghiền” tiêu tốn nhiều năng lượng, do đó chi phí để sản xuất trởnên tốn kém hơn [17]
Trang 162.2.4 Ứng dụng của tinh bột sắn
2.2.4.1 Ứng dụng trong công nghiệp dệt
Tinh bột sắn làm hồ vải: sợi xe từ nguyên liệu cotton được hồ với dung dịchtinh bột để tăng cường sức chịu đựng của sợi và độ cứng được tăng cường sẽ tạo thuậnlợi cho việc kéo sợi dọc qua khung Tinh bột sắn có một số đặc tính thuận lợi nhưngcũng có một số tính chất không thật phù hợp Giá tinh bột sắn thấp và luôn có sẵn làmột trong những thuận lợi chính Màng tinh bột sắn tạo ra có độ trong cao nên rất tốtđối với vài mẫu, nhất là những vài mẫu sáng Màng tạo thành cũng linh hoạt hơn sovới màng từ tinh bột ngô Tinh bột sắn cũng hồ hóa dễ dàng và nhanh hơn nhiều so vớitinh bột từ ngũ cốc Tinh bột sắn hồ hóa hoàn toàn khi nấu trong thời gian hai giờ,trong khi tinh bột bắp dù được nấu kĩ cũng không thể hồ hóa hoàn toàn được Tinh bộtsắn sử dụng trong giai đoạn hoàn thiện của quá trình dệt và giai đoạn in vải [17]
2.2.4.2 Ứng dụng trong công nghiệp giấy
- Tác dụng kết dính ướt
- Ứng dụng trong hồ giấy
- Ứng dụng colender
- Phủ giấy
2.2.4.3 Ứng dụng trong công nghiệp dextrin
- Ứng dụng làm niêm hộp, dát mỏng, cuộn ống, chất kết dính để làm túi, các loại
hồ dung trong thư viện, keo dán nhãn chai, keo dán phong bì, keo dán tem
- Ngoài ra dextrin cũng được sử dụng trong sản xuất các sợi thủy tinh, ứng dụngtrong công nghiệp dệt thay cho tinh bột, các công ty dược sử dụng dextrin trắng trongcác quá trình lên men [1]
2.2.4.4 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm
Tinh bột sắn được sử dụng làm nguyên liệu thức ăn cho con người và trongchăn nuôi Nó được sử dụng trong chế biến các loại sản phẩm thực phẩm với vai trò[1]: chất độn trong các loại súp đóng hộp, kem Chất gắn kết giúp ngăn ngừa sự khôtrong quá trình nấu như các loại nước sốt, bảo quản thịt Chất ổn định trong các loại
Trang 17bột làm bánh Chất làm đặc giúp tạo sệt, dùng trong súp, thực phẩm trẻ em, các loạinước chấm, sốt…
Đặc biệt, tinh bột sắn có khả năng tạo ra các loại màng khác nhau [31]:
Màng cải thiện bề mặt sản phẩm: Đối với một số loại kẹo như chocolate nhânđậu phộng, kẹo dẻo… người ta thường phủ lên bề mặt một lớp shellac để tạo bóng,tránh trầy xước khi kẹo cọ xát vào nhau Có thể thay thế lớp shellac bằng một màngdextrin chứa nước, tuy nhiên có một số khó khăn Để màng này bám chặt vào bề mặtsản phẩm sau khi làm bay hơi thì cần bổ sung thêm các chất hoạt động bề mặt Đối vớicác sản phẩm bánh kẹo có bọc đường thì đây thực sự là một thử thách Màng dungdịch này có thể chưa tới 80% nước và sẽ hòa tan các chất của sản phẩm Để khắc phụcngười ta sẽ phủ một lớp màng lót không tan trong nước như sáp trước khi phủ màng
Màng tạo vị: Có thể chia thành hai loại cơ bản, một loại có vị tương tự như sảnphẩm, góp phần tăng cường hương vị cho sản phẩm, một loại có vị tương phản với sảnphẩm, tạo cảm giác mới lạ cho sản phẩm Nếu màng đươc ứng dụng để kéo dài hạn sửdụng thì màng tạo vị sẽ nhanh chóng giải phóng mùi vị khi thực phẩm được đưa vàomiệng Ứng dụng này thường được sử dụng trong sản xuất được nhằm che đậy những
vị không mong muốn
Màng ngăn oxy: Về đặc tính ngăn oxy, màng tinh bột có thể sánh ngang với cácmàng khác Bằng cách tạo màng ngăn giữa oxy không khí và thực phẩm thì có thể kéodài hạn sử dụng Màng này rất có ý nghĩa đối với thực phẩm có hàm lượng dầu cao Vìcác thực phẩm này dễ bị ôi do oxy hóa và làm rút ngắn hạn sử dụng Đối với các sảnphẩm có màu và mùi tan trong chất béo cũng sẽ được hạn chế mất mát khi có màngngăn oxy vì các màu mùi này dễ bị oxy hóa
Màng ngăn ẩm: Các polymer tan trong nước không phải là sự lựa chọn hoànhảo để tạo màng ngăn ẩm Tuy nhiên, tinh bột có thể được sử dụng để tạo màng ngăn
ẩm vì tinh bột có khả năng chuyển dịch ẩm chậm Màng tinh bột có bổ sung natricaseinate làm giảm quá trình vận chuyển ẩm cũng như các tính chất cơ lý của màng.Các sản phẩm bánh kẹo chocolate cần phủ một lớp màng tinh bột để ngăn dầu lạ xâmnhập vào chocolate, làm chocolate mềm và xuất hiện vết đốm Dầu có nhiệt độ nóng
Trang 18chảy thấp có thể di chuyển và kết tinh trên bề mặt chocolate tạo thành một lớp dầumàu trắng xám.
Màng kết dính: Dung dịch tạo màng này như là kẹo hồ có khả năng kết dính cácthành phần trong thực phẩm lại với nhau Các sản phẩm snack sau khi phun dầu, người
ta sẽ phủ lên một lớp gia vị Lớp gia vị rất dễ rơi khỏi bề mặt sản phẩm Để phủ gia vịlên, người ta sử dụng màng kết dính, ví dụ như màng maltodextrin Độ dính tăng, kéotheo độ hút ẩm và độ dẻo của màng tăng Bên cạnh việc giữ cho gia vị dính vào sảnphẩm, màng còn hạn chế gia vị dính vào tay Trong các sản phẩm bánh mì người tacũng dùng màng kết dính để đính mè và các hạt khác lên bề mặt
Màng ngăn khuẩn: Màng tinh bột có thể cản trở sự phát triển của vi sinh vật trên
bề mặt thực phẩm Việc giới hạn được sự phát triển của vi khuẩn quyết định hạn sử dụngcủa thực phẩm Nếu trên màng xuất hiện lỗ nhỏ thì đó là trở ngại lớn cho thực phẩm
2.3 Giới thiệu chung về tanin
2.3.1 Khái niệm và phân loại tanin
2.3.1.1 Khái niệm
Tanin là hợp chất phenolic có trọng lượng phân tử cao, có chứa các nhómhydroxyl và các nhóm chức khác (như carboxyl), có khả năng tạo phức với protein vàcác phân tử lớn khác trong điều kiện môi trường đặc biệt Khái niệm này, tanin khôngbao gồm những chất phenol đơn giản hay gặp cùng với tanin như: acid gallic, cáccatechin, acid clorogenic… Chúng được gọi là pseudotanin
Theo khái niệm rộng, tanin không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp phứctạp của các hợp chất có đặc tính polyphenol, bao gồm polyhydroxylphenol đơn giản –catechin và polyhyroxylphenol đa phân tử - tanin và đặc biệt là các sản phẩm oxy hóacủa chúng có bản chất phenol thực vật [13]
2.3.1.2 Phân Loại
2.3.1.2.1 Những cách phân loại cũ
Thông thường tanin thực vật bao gồm rất nhiều nhóm phenol khác nhau nhưng
có nhiều đặc tính lý hóa rất gần nhau Để tiện việc nghiên cứu và khai thác chúng cũngnhư ứng dụng vào công nghiệp, từ lâu người ta đã cố gắng phân chúng thành các nhóm
Trang 19nhỏ hơn Các phân loại này chủ yếu dựa trên phản ứng màu của tanin với các muối sắt
và các sản phẩm của sự thủy phân và nhiệt phân tanin [21]
Berxelus phân loại dựa vào phản ứng màu của tanin với FeCl3 Theo màu sắccủa phân loại tanin thành 2 nhóm: nhóm cho màu xanh dương và nhóm cho màu xanh
lá cây Tuy nhiên, phản ứng này cho thấy ít có tính đặc hiệu với tanin vì ngay cả cácphenol đơn giản cũng cho màu như vậy với FeCl3
Năm 1935 Perkin và Evetest chia tanin thành 3 nhóm:
- Nhóm tanin kiểu depside gọi là tanin gallic
- Nhóm thứ 2 là các dẫn xuất của diphenyl metylonic và được gọi là taninellagic, sản phẩm phân hủy của nhóm này là acid ellagic
Hình 2.2 Acid ellagic [21]
- Nhóm thứ 3 là tanin 3-pirocatechin, sản phẩm thủy phân của chúng là catechin
Vào năm 1984 Proker, dựa trên các phản ứng màu và các sản phẩm nhiệt phâncủa tanin ở nhiệt độ cao từ 180 - 200°C đã chia tanin thành 2 nhóm:
- Nhóm tanin pirogallon khi phân hủy cho pirogallon
- Nhóm tanin pirocatechin khi phân hủy cho catechin
Tanin được chia thành hai dạng:
- Tanin dễ bị thủy phân (tanin pyrogallic)
- Tanin không bị thủy phân (tanin catechin)
2.3.1.2.2 Cách phân loại mới
Dựa vào cách phân loại của Proker và các kết quả nghiên cứu của mình,Freukebberg đã đề nghị chia tanin thành 2 nhóm: tanin thủy phân và tanin ngưng tụ
Trang 20Năm 1997 hai tác giả người Tiệp Khắc là Blazej và Suty thừa nhận cách phân loại củaFreukbberg là đúng đắn [22].
a Tanin thủy phân
Là loại tanin sẽ bị thủy phân dưới tác dụng của acid nóng, kiềm nóng hayenzyme tannase cho ra sản phẩm một phần là đường và một phần là các acid phenolic.Nhóm tanin này dễ tan trong nước, thường cho phức màu xanh đen với dung dịchFeCl3 Khi cất khô ở 180-200°C cho Pyrolallol là chủ yếu Cho tủa bông bởi Acetat chì10% [7]
Người ta chia tanin thủy phân thành hai loại nhỏ:
1 Pyrogallic tanin (Gallo – tanin): là tanosid khi thủy phân sẽ cho phần đường
là glucose, một glucose thường nối với nhiều nhóm genin khác nhau
Hình 2.3 Một số dạng của Pyrogallic tanin (Gallo – tanin) [21]
Tanin
Tanin thủy phân
Pyrogallic tanin (Gallo - tanin)
Tanin Ellagic (Ellagi
- tanin) Tanin ngưng tụ
Trang 21Phần genin là các monomer hay oligomer của các acid gallic Các oligomer củacác acid gallic này được tạo thành nhờ dây nối depside (là một loại liên kết ester đặcbiệt: -COOH của acid gallic này sẽ nối với chức –OH (thường ở vị trí meta so vớinhóm –COOH) của một acid gallic kế cận Nhóm này có trong vỏ lựu, cánh hoa hồng,
lá bạch đàn [21]
Các monomer đơn phân tử:
Hình 2.4 Một số monomer đơn phân tử [21]
Các oligomer của acid gallic:
Acid meta-digallic được hình thành từ hai phân tử acid gallic, chất này giữ vaitrò quan trọng trong sự hình thành tanin có tính thuộc da
VD: acid meta – digallic [21]
Các acid gallic và meta – digallic có trong thành phần tanin thủy phân và kếthợp với đường glucose theo kiểu ester phức tạp
VD: tanin tìm thấy trong cây hồ đào Trung Quốc là hợp chất ester phức tạp củacác acid gallic với đường glucose đều được thay thế bằng các gốc của acid meta –digallic
Trang 22Hình 2.5 Acid meta – trigallic [21]
2 Tanin Ellagic (Ellagi – tanin): là một tanosid khi thủy phân sẽ cho: một phần
là đường, một phần là acid ellagic Dây nối giữa đường và genin thường là liên kếtester nhưng có khi cũng là liên kết glycoside [21]
Aid Egallic tồn tại ở hai dạng:
- Dạng Depsidon (lacton của acid Phenolic)
Hình 2.6 Dạng Depsidon (lacton của acid Phenolic) [21]
- Dạng mở rộng: ở dạng này tanin không bị thủy phân bằng enzyme mà bằngacid mạnh
Hình 2.7 Dạng mở rộng của acid Egallic [21]
Trang 23Các Ellagi – Tanin dễ kết dính, khả năng tạo tủa với protein kém.
Ngoài Ellagic acid, phần genin của Ellagic tanin còn là Acid chebulic, Acidhexahydroxydiphenic
Hình 2.8 Acid chebulic và Acid hexahydroxydiphenic [21]
b Tanin ngưng tụ
Là loại tanin không bị thủy phân dưới tác dụng của acid hay kiềm, enzyme màngưng tụ thành tanin có phân tử lớn hơn (Phlobaphenee) hay Phloba – tanin.Phlobaphene rất ít tan trong nước, là sản phẩm của sự trùng hợp kèm oxi hóa Nhưngtrong cồn nóng nó rất dễ bị oxi hóa sinh ra anthocyanidin Về mặt cấu trúc: đây làpolymer của các dẫn xuất Flavan (thường là Flavan–3–ol (catechin) hay Flavan-3,4-diol (Leicocanthocyanidin) nên còn được gọi là tanin pyrocatechin hayproanthocyanidin Các monomer flavanoid này nối với nhau (thường ở vị trí 4-8 hay 6-8) bằng nối đôi C-C rất bền, do đó nó còn có tanin không thủy phân được [7]
Hình 2.9 Phản ứng trùng ngưng tạo phlobaphene [21]
Đặc điểm của tanin ngưng tụ: tan trong cồn, trong acetat Khó tan trong nước,khó kết tinh Cho tủa bông với nước Brom Tạo phức màu xanh rêu với dung dịchFeCl3 Chỉ các trimer (n ≥ 3) mới có tính thuộc da và tính thuộc da của nó mạnh hơn
Trang 24Trong thực tế, nhiều loại thực vật chứa cả tanin thủy phân và tanin ngưng tụ Đôi khi
ta còn gặp cả cấu trúc hỗn hợp giữa tanin thủy phân và tanin ngưng tụ [21]
2.3.2 Phân bố tanin trong thực vật
Tanin là nhóm các hợp chất phân bố phổ biến trong thực vật với hàm lượngkhác nhau Thường thì tanin tập trung chủ yếu ở vỏ Một số loại quả chứa nhiều taninnhư: trái hồng, lựu, điều, măng cụt… và các trái xanh thường có hàm lượng taninnhiều hơn trái chín [21] Ngoài ra tanin còn có ở nhiều các loại cây khác như: đước, cỏmực, lông cu li, keo lai, thông Caribe Đặc biệt, chè là loại cây phổ biến với hàmlượng tanin cao, được ứng dụng rộng rãi Vì thế trong đề tài này, chúng em lựa chọn láchè già để tách chiết tanin nhằm mục đích tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn tại địaphương
Bảng 2.1 Hàm lượng tanin trong một số loại thực vật [21]
2.3.3 Tính chất của tanin
2.3.3.1 Tính chất vật lý
Tanin là chất vô định hình hoặc tinh thể không màu có hoạt tính quang học, có vịchát và dễ bị oxy hóa khi đun nóng hoặc để ngoài ánh sáng Khi bị oxy hóa sẽ biếnthành chất màu đỏ hoặc nâu Tanin tan trong nước nóng, trong các dung môi hữu cơ nhưethanol, hỗn hợp của ethanol và ethylic ether, hòa tan một phần trong ethylic ether,acetone, ethyl acetate và không tan trong petroleum ether, chloroform, benzene [7]
Trang 25- Tác dụng với chì acetate tạo thành kết tủa màu nâu xám.
- Tanin bị oxy hóa hoàn toàn bởi dung dịch KMnO4 trong môi trường acid
- Tanin bị oxy hóa sâu sắc bởi enzyme polyphenol oxidase (PPO)
- Khi đun nóng dung dịch tanin chè trong môi trường sunfuric acid 5% sẽ tạothành kết tủa màu nâu đỏ, kết tủa này có thể chiết rút được bằng ethylic ether, sau khiđuổi hết dung dịch ta thu được gallic acid tinh thể
- Tác dụng với acetic anhydride hoặc natri acetate khan tạo thành hợp chấtacetate hóa của tanin chè, hợp chất này ở dạng tinh khiết là chất vô định hình màu trắng
- Tanin tác dụng với thuốc thử diazo cho sản phẩm màu vàng đến màu vàng cam
- Tanin catechin tác dụng với thuốc thử vanillin 1% trong môi trường acid chomàu tím đỏ hoặc hồng sen Tanin thủy phân cho sản phẩm màu đỏ tím với tinh thểnatri nitrit (NaNO3) khi cho vài giọt acetic acid đặc vào
2.3.3.3 Tính chất sinh học của tannin
Tính chất sinh học của tannin bao gồm [9]:
- Tanin có tác dụng kháng trùng và sát khuẩn Tanin có khả năng bình thườnghóa hoạt động của hệ vi khuẩn có ích trong ruột, ngăn ngừa quá trình thối rữa, sinh hơi
và những rối loạn khác cản trở hoạt động của ruột Tanin còn là chất chữa lị…
- Tanin có tính chất gây dãn mạch nhưng lại có tác dụng của một chất cầm máunhẹ, ngăn ngừa sự chảy máu mao quản
Trang 26- Tanin chè còn được dùng trong việc điều trị các trường hợp ngộ độc do alkanoid.
2.3.4 Tác dụng kháng khuẩn của tanin trong lá chè
Từ lâu, lá chè đã được sử dụng điều trị một số bệnh viêm nhiễm như: ghẻ lở,mụn nhọt, viêm họng, lỵ… là những bệnh liên quan tới các chủng vi khuẩn có khảnăng gây viêm nhiễm bên trong và bên ngoài Nhiều nghiên cứu đã cho thấy hầu hếtcác tanin đều có khả năng chống khuẩn Sức chịu đựng của vi khuẩn đối với tanin phụthuộc vào bản chất loại vi khuẩn và cấu trúc của tanin Các tanin có thể hạn chế sự
phát triển của Clostridium và Helicobacter pylori nhưng không có tác dụng đối với vi
khuẩn đường ruột lactic Sử dụng tanin là 1 việc làm cần thiết để bảo vệ vi sinh vật cólợi và hạn chế vi sinh vật có hại sinh ra từ thực phẩm trong quá trình bảo quản và chếbiến Trong khía cạnh này, có rất nhiều nghiên cứu đã cho kết quả: dịch chiết chè cóhoạt tính hạn chế sự phát sinh mầm bệnh từ thực phẩm do vi khuẩn như:
Staphylococcus aureus, Shigella disenteriae, Vibrio cholerae, Camphylobacter jejuni, Listeria monocytogenes …Tuy nhiên, có nghiên cứu đã cho thấy dịch chiết chè xanh không có hiệu quả chống lại Escherichia coli [28].
Các nghiên cứu về cơ chế tác dụng kháng khuẩn của tanin theo giả thiết sau [28]:
- Tanin ức chế transpeptidaza làm cho mucopeptit – yếu tố đảm bảo cho thành
tế bào vi khuẩn vững chắc không tổng hợp được
- Gắn lên màng nguyên sinh chất của vi khuẩn, làm thay đổi tính thẩm thấu chọnlọc của màng nguyên sinh chất Vì vậy làm cho một số chất cần thiết cho vi khuẩn như:nucleotit, pyrimidin, purin lọt qua màng nguyên sinh chất ra ngoài
- Tác động lên quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn theo hai kiểu: phong tỏamạch peptit của vi khuẩn bằng cách phong tỏa transferaza chuyển axit amin từ ARNvào mạch làm mạch không kéo dài thêm được hoặc tạo ra protein bất thường không cótác dụng đối với vi khuẩn, làm chúng không sử dụng được
- Ức chế tổng hợp axit nucleic
- Flavonoid có thể tác dụng vào ADN khuôn, ức chế tổng hợp ARN của vi khuẩn
2.4 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về màng bọc thực phẩm
Trang 27Việc sử dụng các thành phần tự nhiên như protein, carbohyrat, lipit đã đượcnghiên cứu khá nhiều để tạo ra màng bọc thực phẩm, an toàn cho người tiêu dùng, hạnchế sử dụng các chất hóa học bảo quản thực phẩm Đặc biệt các loại màng này còn cókhả năng tự phân hủy, thân thiện với môi trường Bên cạnh đó chúng còn được bổsung thêm các hoạt chất có tính chất kháng khuẩn tốt nhằm kéo dài thời gian bảo quản
mà không làm thay đổi tính chất của sản phẩm
Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về cách chế tạomàng bọc thực phẩm từ các nguồn vật liệu khác nhau
2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Năm 2000, Blaise Ouattara và các cộng sự [25] đã nghiên cứu sử dụng màngChitosan bao gói thịt, hạn chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa nhằmkéo dài thời gian bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt
Năm 2004, Yudi Pranoto, Vilas M Salokhe, Sudip K Rakshit [33] đã nghiên cứuchế tạo màng từ alginate kết hợp với dầu tỏi có tác dụng kháng khuẩn, tính thấm hơi nướccủa màng cũng được giảm đáng kể so với màng alginate
Năm 2004, Maolin Zhai và cộng sự [37] đã nghiên cứu màng pha trộn tinh bột /
chitosan chống lại Escherichia coli (E.coli), độ bền kéo và độ linh hoạt của màng tinh
bột được cải thiện phần lớn sau khi kết hợp 20% chitosan vào màng tinh bột
Năm 2007, Maria A Rojas-Grau và cộng sự [34] đã nghiên cứu về ảnh hưởngcủa tinh dầu thực vật lên màng alginate, nghiên cứu này cho thấy rằng các loại tinhdầu có nguồn gốc từ thực vật và các thành phần của chúng có thể được bổ sung vàocác màng bọc thực phẩm nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn cho màng
Năm 2009, Bourtoom T [26] đã nghiên cứu chế tạo màng bọc thực phẩm ănđược từ các nguồn protein khác nhau
Năm 2010, Aider M [19] đã nghiên cứu ứng dụng chitosan cho ngành côngnghệ thực phẩm nhằm cải thiện bảo quản thực phẩm và giảm sử dụng chất bảo quảnhóa học
Trang 28Năm 2010, Iskender Arcan và cộng sự [22] đã nghiên cứu kết hợp các hợp chấtphenolic mở ra một viễn cảnh mới để sử dụng các màng zein làm vật liệu đóng góihoạt tính sinh học linh hoạt Nghiên cứu này chỉ ra rằng màng zein được làm dẻo bằngcách kết hợp các axit phenolic để loại bỏ độ giòn, giúp màng có độ linh hoạt cao hơn.
Năm 2013, Alvarez, María Victoria, Ponce, Alejandra Graciela, Moreira, Mariadel Rosario [20] đã nghiên cứu hiệu quả kháng khuẩn của lớp phủ chitosan làm giàuvới các hợp chất hoạt tính sinh học để cải thiện sự an toàn của bông cải xanh tươi.Nghiên cứu này đánh giá tốt chitosan để kiểm soát không chỉ các vi sinh vật có mặt
trong bông cải xanh, mà còn kiểm soát sự tồn tại của E coli và L monocytogenes.
2.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở nước ta việc sử dụng các loại sản phẩm bao bì dễ phân hủy sinh học vẫn chưathật phổ biến, một phần do chưa tạo được thói quen sử dụng các loại sản phẩm, mộtphần các loại sản phẩm nghiên cứu đang trong giai đoạn thử nghiệm, hoặc mới ứngdụng nhỏ, lẻ chưa được phổ biến rộng rãi
Năm 1996, Nhóm tác giả Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Đặng Lan Hương,Trịnh Đức Hưng, Hoàng Thanh Hương [10] đã nghiên cứu dùng màng Chitosan để bảoquản hoa quả tươi thì thấy dùng màng chitosan bảo quản thì thời gian bảo quản hoa quảkéo dài hơn so với hoa quả chỉ được bảo quản lạnh Kiểm tra số lượng vi sinh vật thìthấy hoa quả được bảo quản bằng màng Chitosan có khả năng kháng khuẩn rất tốt
Năm 2008, Trương Thị Minh Hạnh, Võ Văn Quốc Bảo [6] đã nghiên cứu một
số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của màng bao gói thực phẩm được chế tạo
từ tinh bột sắn có bổ sung polyethylene glycol Thu được kết quả khả năng chịu lựccủa màng tốt nhất là 1,218 N/cm2 Từ đó có thể xem xét khả năng ứng dụng của màngtrong kỹ thuật bao gói thực phẩm để có thể thay thế vật liệu PE nhằm giải quyết nhữngkhó khăn trong xử lý môi trường hiện nay
Năm 2014, Nhan Minh Trí và cộng sự [15] đã tiến hành nghiên cứu các yếu tốảnh hưởng đến khả năng tạo màng của các loại tinh bột đậu xanh, củ ấu và khoai lang.Kết quả thu được rằng, tinh bột đậu xanh có độ nhớt cao nhất Độ dai màng tinh bột từ
củ ấu là cao nhất Giá trị cảm quan về mùi vị, màu sắc và cấu trúc của màng tinh bột từkhoai lang là cao nhất
Trang 29Năm 2015, Nhóm tác giả Ngô Thị Minh Phương, Phạm Duy Phúc, Trần Thị Vui[11] đã nghiên cứu quy trình chiết tách pectin từ lá sương sâm và ứng dụng tính chất tạomàng của pectin trong tạo màng bao bọc quả nho, kết quả cho thấy màng kết hợp giữapectin và alginate có thể bảo quản quả nho được 20 – 25 ngày.
Năm 2016, Nhóm tác giả Ngô Thị Minh Phương, Nguyễn Thị Tâm, Lương ThịTrang, Đặng Thị Hà [12] đã nghiên cứu tạo màng sinh học và ứng dụng màng để baobọc trái cây Đạt kết quả màng pectin – alginate tỉ lệ 1:1 và màng pectin – chitosan tỉ lệ1:1 Sau đó dùng 2 màng trên để bảo quản chuối, kết quả đã bảo quản thành côngchuối được hơn 20 ngày ở nhiệt độ 250°C