Các loại màng thực phẩm và các ứng dụng của chúng

Các loại màng thực phẩm và các ứng dụng của chúng

LỜI MỞ ĐẦU

Bảo quản thực phẩm luôn là vấn đề nóng bỏng của mọi thời đại Quan niệm bảoquản thực phẩm ngày này không chỉ đơn thuần là kéo dài hạn sử dụng mà nó cònbao hàm cả việc duy trì hoặc làm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan cho mộtsản phẩm mà vẫn đảm bảo an toàn Khoa học kỹ thuật phát triển kéo theo công nghệbảo quản thực phẩm cũng phát triển Ngày càng có nhiều phương pháp bảo quản rađời nhằm giải quyết tốt số lượng khổng lồ thực phẩm sản xuất ra hàng ngày

Màng thực phẩm là một trong những phương pháp mới, được áp dụng khá phổbiến trong nhiều năm gần đây Từ các chất căn bản protein, glucid, lipid, người ta

đã ứng dụng khả năng tạo màng của chúng để bảo quản thực phẩm Phương phápnày có nhiều ưu điểm, tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế vì màng thực phẩm có bảnchất như là một thực phẩm nên cũng chịu ít nhiều các yếu tố môi trường ảnh hưởngtương tự như các thực phẩm khác

Nội dung dưới đây trình bày các vấn đề xoay quanh về màng thực phẩm và cácứng dụng của màng

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU

2.3.1.1 Casein (protein từ sữa)

2.3.1.2 Whey Protein (protein từ sữa)

2.4.3 Phương pháp kéo sợi tạo màng

2.4.4 Phương pháp tạo màng ăn được

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của màng

2.5.1 Điều kiện sấy

2.6.2 Gluten và protein đậu nành

2.6.3 Whey( protein từ sữa)

2.6.4 Màng collagen

Chương 3: Màng polysaccharide gum và ứng dụng trong thực phẩm (Luận) .21

Chương 4: Màng tinh bột và ứng dụng trong thực phẩm (B.Châu) 26

4.1 Cấu trúc tinh bột và tính chất màng tinh bột

4.2 Biến hình tinh bột bằng phương pháp hóa học

4.2.1 Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang

4.2.2 Biến hình bằng cách gắn thêm các nhóm thay thế

4.2.3 Biến hình bằng oxi hóa

Chương 5: Màng lipid và ứng dụng trong thực phẩm (T.Mai) 33

5.1 Phân loại màng

5.1.1Màng bán thấm làm từ chất béo

5.1.2 Màng làm từ sáp (wax) hoặc dầu

5.1.3 Màng bán thấm làm từ axit béo và monoglyceride

5.2.4 Ảnh hưởng của độ dày lớp màng

5.2.5 Ảnh hưởng của đặc tính của các phân tử thẩm thấu

5.2.6 Ảnh hưởng của Gradient nồng độ nước

5.2.7 Ảnh hưởng của trạng thái vật lý của nước lên chức năng rào cản

5.2.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ

5.3 Ứng dụng của lipid trong việc tạo màng thực phẩm

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MÀNG THỰC PHẨM

(Hữu)

1.1 Lịch sử của màng

o Màng sáp trên trái cây đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ nhằmngăn ngừa sự mất độ ẩm và để tạo ra một bề mặt quả bóng chomụch đích thẩm mỹ

o Ngay từ thế kỷ mười hai,hoa quả họ cam quýt từ miền nam TrungQuốc đã được bảo quản cho Hoàng đế bằng cách đặt chúng tronghộp, đổ sáp nóng chảy trên chúng và gửiû bởi xe lưu động đến miềnbắc Khi đó chất lượng của chúng có sự chọn lọc của những conngười sống trong xã hội hiện đại, phương pháp này khá hiệu quả choviệc kéo dài thời gian bảo quản trong thời gian này

o Ơû châu âu, có quá trình được gọi là “Larding” - lưu trữ nhiều trái câytrong sáp ong hoặc mỡ cho sau này được tiêu thụ Quá trình này nóbảo vệ và ngăn chặn sự tổn thất nước , tạo lớp trao đổi khí tự nhiênvà kết quả là cho chất lượng thấp hơn

o Sau thế kỷ XV, màng được làm từ da của sữa đậu nành luộc xuấthiện được sử dụng trong Nhật Bản, nó duy trì và nâng cao chấtlượng thực phẩm

o Thế kỷ XIX, bằng một sáng chế của Mỹ đã được phát hành cho bảoquản thịt khác nhau của gelatin Phương pháp bảo quản ban đầu baogồm: hung khói hoặc đặt các sản phẩm trong các phòng lạnh hoặctrong tầng hầm Ngày nay đã có nhiều phương pháp hiện đại, baogồm làm lạnh, lưu trữ không khí kiểm soát, tiệt trùng bằng cả hai tia

UV và Gamma được sử dụng để giữ an toàn cho thực phẩm của họ.Tuy nhiên, cho nhiều loại thực phẩm người ta sử dụng màng để bảoquản và duy trì chất lượng tốt hơn

1.2 Yêu cầu về màng

o Bất kỳ loại vật liệu được sử dụng cho enrobing (tức là tráng hoặc baobì) khác nhau để thực phẩm gia tăng thời hạn sử dụng

o Vật liệu cấu tạo nên màng phải có chấp thuận của cục Quản lý dượcvà thực phẩm(FDA)

o Màng phải phù hợp với thực tiễn sản xuất

o Thời gian an toàn để có thể chấp nhận được hương vị kết cấu sau khigỡ bỏ môi trường tự nhiên của nó(thời hạn sử dụng của màng)

1.3 Ảnh hưởng của màng

o Ngày nay, phương pháp thương mại được sử dụng rộng rãi nhất choviệc bảo quản là tạm lưu trữ ơ’ nhiệt độ thấp(4-80C), đặc biệt đối với

thức ăn nhẹ được chế biến Hạ thấp nhiệt độ thường làm giảm hoạtđộng enzyme không mong muốn, mặc dù nhiệt độ giảm xuống 0-50Cnhưng thực ra có thể dẫn tới gia tăng sự hôhấp, tỷ lệ và sản xuấtethylene Dưới 00C, tốc độ tăng trưởng của nấm mốc bị ức chế nhưngngay cả ở nhiệt độ thấp này không hoàn toàn loại bỏ các hoá chấtkhông mong muốn và các phản ứng hoá lý Ví dụ: trái cây và rau quảcó nguồn gốc ở vùng khí hậu nhiệt đới bị ảnh hưởng của không khílạnh làm cho màng tế bào bị tổn thương ở nhiệt độ 10-120C Ngoài ra,còn bị ảnh hưởng của một số vi sinh vật chịu lạnh gây bệnh có thểphát triển ngay cả dưới nhiệt độ lạnh.

o Theo đó, một số lượng ngày càng cao cho việc nghiên cứu đã đượctiến hành trong quá khứ để bọc một số sản phẩm, như vậy làm cho tỷlệ liên quan của các phần tử trong các quá trình phân huỷ được duy trì

ở mức tự nhiên hoặc giảm thiểu Màng đang được sử dụng cho nhiềumục đích trong vô số các hệ thống thực phẩm, mặc dù thực tế này thựchiện chưa đầy đủ của người tiêu dùng như các bề mặt sáng bóng củamột trái táo trong siêu thị không được cung cấp bởi tự nhiên hay trongthuốc y học màng để ngăn chặn sự đổ vỡ hoặc để che vị đắng vàhương vị không mong muốn trước khi uống Ngay cả khoai tây chiênkiểu pháp thường được phủ để cung cấp bảo vệ trong kho lạnh trướckhi chiên, kiểm soát các khoan lỗ nứơc trước khi chiên, chống sự khôhéo v.v Khi đó sử dụng để hạn chế sự hấp thụ dầu và chất béo trongkhi chiên Trong rau quả người ta thường hay sử dụng màng để ngănchặn các phản ứng sinh lý, các phản ứng hoá nâu bởi enzymepolyphenol oxidase, chống lại sự mất nước, hay tỷ lệ hao hụt các thànhphần dinh dưỡngv.v…

1.4 Các thành phần của màng trong thực phẩm

 Các thành phần chính của màng là protein, cacbonhydrat và lipid Như mộtquy luật chung: chất béo được sử dụng để giảm sự truyền nước,polysaccharide được sử dụng để kiểm soát oxy và các truyền dẫn khúkhác, trong khi đó protein được sử dụng để ổn định cấu trúc

 Màng protein:

o Màng được tạo ra từ các nguồn protein khác nhau như ngô, sữa,đậu nành, luá mì Màng này bị tiêu huỷ ở nhiệt độ của miệng Khilựa chọn protein làm màng nên xem xét mở rộng không chỉ là chọnprotein chức năng và tình trạng an toàn mà điều quan trọng là mộtsố đông người bị dị ứng với protein

o Ví dụ: collagen có thể ép đùn cho hình dạng mong muốn như mộtvỏ bọc cho các liên kết xúc xích,và collagen thay thế cho vật liệutruyền thống(có nguồn gốc từ ruột động vật) do nó dễ sản xuất.Nhìn chung, giá trị của các protein như là các rào cản độ ẩm thấp

và cũng không kiểm soát đầy đủ việc vận chuyển oxy, C02 và cácloại khí quan trọng đối với sự ổn định các loại thực phẩm khácnhau, lợi thế lớn nhất của nó là sự ổn định cấu trúc (là giữ hìnhthức cần thiết cho sản phẩm) như vỏ xúc xích Việc tạo màngprotein phụ thuộc vào độ pH.

 Màng polysaccharide:

o Gồm alginate, carrageenan, cellulose và các dẫn xuất, dextrin,pectin và tinh bộtv.v Hầu hết các polysaccharide có bản chất ưanước, một số polysaccharide như các dẫn xuất cellulose dẫn nướcthấp hơn tỷ lệ trung bình polysaccharide và kém hiệu quả hơn sovới sáp Thuận lợi chính của màng này là ổn định cấu trúc của nó,khả năng làm chậm sự trao đổi oxy, nó không có tác dụng trao đổinước Ví dụ :màng alginate có thể bảo vệ thực phẩm từ quá trìnhoxy hoá lipid và mùi hôi ban đầu

 Màng lipid :

o Các loại sáp và chất béo là những màng cổ nhất được biết đến.Trong hầu hết các loại sáp có nguồn gốc tự nhiên, monoglycerideacetyl hoá tổng hợp có đặc tính tương tự và được sử dụng với sựcho phép của FDA trong các màng đựơc sử dụng trong thịt, cá vàgia cầm Ban đầu, lớp phủ lipid đã được áp dụng bằng cách đơngiản đổ paraffin nóng chảy hoặc sáp trên trái cây họ cam quýt Quátrình này dần dần nhường chỗ cho lớp chất liệu dày phủ trên mặtbằng cách áp dụng số lượng nhỏ sáp khác nhau thông qua nhúnghoặc phun Lớp bề mặt kỵ nước bề mặt trái cây nó bảo vệ chốnglại sự hư hỏng trong quá trình vận chuyển

1.5 Kết luận

 Tuỳ vào các yêu cầu cụ thể và chi tiết kỹ thuật hàng rào sản phẩm thựcphẩm sẽ xác định loại màng thích hợp cho trường hợp đó Cũng như sảnphẩm có độ ẩm cao cần lớp mỡ để ngăn ngừa sự mất nước ,để ngăn ngừa sựđổi màu thì cần một lớp màng chắn thành phần oxyv.v… Vì vậy, nhiều lớpmàng sẽ cần phải tạo từ nhiều vật liệu tổng hợp với nhiều thuộc tính

 Màng cần có các đặc điểm sau:

Thành phần không có độc hại, dị ứng và dễ tiêu hoá

Cung cấp sự ổn định cấu trúc và ngăn ngừa trong quá trình giaothông vận chuyển

Có độ bám dính tốt với bề mặt thực phẩm

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

Cung cấp các bề mặt sinh hoá và ổn định trong khi chống lại sựnhiễm của vi khuẩn, các loại sâu…

Ngăn ngừa sự mất mát, sự hấp thu các của các thành phần ổn địnhhương thơ, hương vị, dinh dưỡng và đặc tính cảm quan cho sựchấp nhận của người tiêu dùng.

Cung cấp bán thấm để duy trì trạng thái cân bằng nội bộ các khítham gia hô hấp hiếu khí và kỵ khí

Dễ sản xuất và hiệu quả kinh tế cao

2.2 Bản chất của màng protein

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

(a) các Acid amin không phân cực, (b) các Acid amin phân cực

(c) các Acid amin mang điện tích

Ví dụ về các vùng phân cực (ánh sáng màu xám) và không phân cực (ánh sáng màu đen) Trong lĩnh vực phi protein như các phân tử β-lactoglobulinlactoglobulin

Các liên kết ngang của các chuỗi protein xúc tác bởi

Bảng thành phần acid amin 2.1 (mol%) của một số protein được sử dụng để làm

màng bọc thực phẩm và màng phủ thực phẩm.

Sự hiện diện của cysteine tạo ra cầu nối disulfua trong β-lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin Nồng độ củaLeucin, alanine cao và các amino axit phân cực có thể tạo ra protein kỵ nước trongzein Các yếu tố bên ngoài bao gồm nhiệt độ chế biến, điều kiện khô, pH, lực hútion, loại muối, độ ẩm tương đối trong quá trình chế biến và lưu trữ, cắt và áp lực

2.3.1 Protein từ động vật

2.3.1.1 Casein (protein từ sữa)

Cấu tạo từ α-lactoglobulin Nồng độ củas1 casein (38%), α-lactoglobulin Nồng độ củas2 casein (10%), β-lactoglobulin Nồng độ của casein (36%), -lactoglobulin Nồng độ của casein (13%).Mỗi thành phần có tính chất ảnh hưởng đến khả năng tạo màng bọc của casein α-lactoglobulin Nồng độ củas1casein là 23.6 kDaton Protein với điện tích -lactoglobulin Nồng độ của21.9 tại pH 6.6, pI 4.94 và tạo liên kếtchéo với dung môi và chất dẻo để tạo màng

2.3.1.2 Whey Protein (protein từ sữa)

Là sản phẩm phụ của quá trình làm phomat Sữa có chứa protein whey protein 20%trong số đó B-lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin là thành phần protein chính Whey protein được hòa tantrong nước, nhưng B-lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin khi bị nung nóng, đặt các nhóm nội bộ lưuhuỳnh của cysteine, sau đó qua liên kết cầu nối disulfua để hình thành màng bọckhông hòa tan Whey protein đã được nghiên cứu rộng rãi như một lớp phủ cho cácloại thực phẩm khác nhau Whey protein khác với casein là lưới điện tích âm đượcphân bố đều trên chuỗi protein Các thành phần kỵ nước, vùng phân cực và tính axitamin cũng được phân bố đồng đều Do đó, protein gấp lại để hầu hết các nhóm kỵnước được chôn trong các phân tử protein Các liên kết không xảy ra trong điềukiện trung lập, như đã thấy trong các protein casein Các protein tương tác xảy ragiữa các chuỗi xác định hình thành mạng lưới màng bọc β -lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin là mộtprotein 18,3 kDaton và có khoảng 160 axit amin, tùy thuộc vào biến thể di truyền,

và bao gồm 48-lactoglobulin Nồng độ của58% của tổng số whey protein Nó không phụ thuộc vào pH, nhưngkhông bền với nhiệt Cấu trúc của nó phụ thuộc vào xoắn α Để hình thành màngbọc thì nhóm sulfhydryl tự do, cysteine 121 (CYS121), và hai liên kết disulfua giữacysteine 66-lactoglobulin Nồng độ củacysteine 160 và cysteine 106-lactoglobulin Nồng độ củacysteine 119 Trong dạng tự nhiên, chuỗi

xoắn-lactoglobulin Nồng độ của α làm ẩn CYS121 Sau khi biến tính nhiệt, nhóm thiol tạo cầu nối disulfua tạo

ra lực liên kết Nhiệt độ biến tính của β-lactoglobulin Nồng độ củaLactoglobulin là 78°C trong bộ đệmphosphate 0,7 M (pH 6)

2.3.1.3 Protein thịt

Collagen là protein xơ đệm, chiết xuất từ mô liên kết, dây chằng, da, xương và hệthống mạch máu, đó là những sản phẩm chất thải của chế biến thịt

Collagen được làm từ ba dây chuyền song song, Các chuỗi amino acid của collagen

bị ảnh hưởng bởi một bộ ba lặp đi lặp lại của Gly-lactoglobulin Nồng độ củaXY dư lượng (trong đó X và Y làthường Proline và hydroxyproline, tương ứng) Gelatin được hình thành khicollagen tiếp xúc với một xử lý nhiệt hoặc kiềm nhẹ dưới các điều kiện axít Trongquá trình này, collagen bị biến tính một phần, nhưng khi làm lạnh một phần cải cáchcấu trúc xoắn ba Tạo thành gelatin Gelatin chứa Proline, hydroxyproline, lysine,

và hydroxylysine, có thể phản ứng ngưng tụ với phản ứng aldol để hình thành lựcliên kết giữa các phân tử trong chuỗi protein

Gelatin được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm Nó cũng có tính chất tạo bọt.Gelatin đã được sử dụng như một lớp màng phủ các thực phẩm,ngành công nghiệpdược phẩm trong nhiều năm Myosin và actin tạo thành phần chính của proteinmyofibrillar Như collagen và gelatin, cấu trúc thứ cấp của các protein myofibrillar

có xoắn α Các protein được hòa tan trong muối Sử dụng protein myofibrillar chomàng bọc ăn được và màng phủ thực phẩm

2.3.1.4 Phôi nhũ của trứng

Tròng trắng trứng có năm protein chính: ovalbumin, ovotransferrin, ovomucoid,ovomucin và lysozyme Nung nóng protein trứng màu trắng tương ứng với làm biếntính ovotransferrin, lysozyme, và ovalbumin Ovalbumin chiếm ưu thế phần proteinlòng trắng trứng Ovalbumin là 44,5 kDaton protein có chứa nhóm sulfhydryl tự do

có sẵn cho liên kết chéo Trên 60°C, protein lòng trắng trứng dãn mạch lộ nhómsulfhydryl tạo cầu nối disulfua protein tròng trắng trứng biến tính dưới tác dụng của

pH, nồng độ muối, đường…Các thiol liên kết chéo, hình thức ovalbumin s-lactoglobulin Nồng độ củaovalbumin, là một hình thức ổn định hơn của protein biến tính với nhiệt độ cao hơn

2.3.1.5 Feather keratin (Protein lông, vảy, sừng)

Lông được tạo ra như là một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp chế biến giacầm Keratin là một protein xơ, màng được tạo ra phụ thuộc vào liên kết cầu nốidisulfua Lông vũ cũng là keratin bán tinh thể Khi tạo màng từ lông vũ thì màng có

độ cứng, giòn

Lông Gà có 91% protein, 1% lipid và 8% nước Trong đó có nhiều cysteine,glycine, Proline và serine, có rất ít histidine, lysine

2.3.2 Protein thực vật

Trái cây và rau quả nói chung có rất ít Protein, Màng bọc và lớp phủ được tạo thành

từ thực vật là màng ăn được Tuy nhiên trong hạt ngũ cốc, củ, đậu có nhiều Proteinhơn rau quả

2.3.2.1 Protein lúa mì

Trong Protein lùa mì có ít axit amin:Lysine, histidine, arginine và có nhiều acidkhông phân cực nên dễ kỵ nước Có 4 loại acid amin chính : albumin (tan trongnước), globulin (tan trong muối pha loãng), gliadin (tan trong cồn) glutenin (tantrong kiềm loãng,acid) Khung Gluten đặc trưng cho tính chất của màng bao bọcthực phẩm tính dẻo và đàn hồi Khung gluten được tạo thành từ gliadin và glutenin

Tạo màng nhờ liên kết hidro và cầu nối disulfua dưới tác dụng của các phụ gia kháctrong việc tạo màng Các liên kết có tính thuận nghịch.

2.3.2.2 Protein đậu nành

Protein đậu là Protein hình cầu có chứa nhiều glycinin Có khả năng tạo gel, chấtnhũ hóa và tạo bọt Màng được tạo ra chủ yếu bằng liên kết cầu nối disulfua và cótính chất thuận nghịch Khi Protein biến tính sẽ làm thay đổi tính chất của màng.Protein đậu nành biến tính bởi nhiệt độ và độ kiềm làm ảnh hưởng đến việc tạomàng

2.3.2.3 Protein Zein

Là Protein có nguồn gốc từ ngô, thành phần chứa rất nhiều acid amin không phâncực nên không hòa tan trong nước Ảnh hưởng đến khả năng tạo màng bọc thựcphẩm Các amino acid chính trong Protein bắp là : glutamine(21-lactoglobulin Nồng độ của26%), leucin(20%)

và proline Hai thành phần chính của zein là α-lactoglobulin Nồng độ củazein và β-lactoglobulin Nồng độ củazein α-lactoglobulin Nồng độ củazein hòa tan trongethanol 95%, và chiếm khoảng 80% tổng số trong prolamines, trong khi β-lactoglobulin Nồng độ củazein hòatan trong ethanol 60%

2.3.3.Dung môi

Nước và ethanol là dung môi được sử dụng nhiều nhất trong quá trình tạo màng bọc

thực phẩm vì không có tác dụng độc hại Tuy nhiên, trong các công nghệ tạo màng

với mục đích khác thì có thể dùng nhiều dung môi khác nhau Khi dùng ethanol làmdung môi thì màng có sức bền cao so với acetone, tuy nhiên, nó dễ bị độ ẩm và môitrường độ ẩm cao Như vậy, sự lựa chọn của dung môi có thể ảnh hưởng đến tínhchất của màng được hình thành

2.3.4 Chất dẻo

Hầu hết màng được tạo thành từ protein nhưng rất dễ gãy khi không bổ sung thêmchất dẻo Chất dẻo có trọng lượng phân tử nhỏ, chất dẻo được thêm vào để cải thiệntính linh hoạt và tính chất cơ học của cấu trúc màng và cũng ảnh hưởng đến khảnăng thấm ướt của màng Có hai loại chất dẻo được sử dụng: chất làm dẻo bên trong

và chất làm dẻo bên ngoài Chất làm dẻo bên trong sẽ làm thay đổi chuỗi proteinthông qua việc bổ sung các nhóm thế thuộc nhóm tạo liên kết cộng hóa trị vào cấutrúc của phân tử protein Thường dùng phương pháp axetyl hóa, sucxinic hóa, hoặc

thực hiện phản ứng Maillard với monosaccharides Chất dẻo bên trong làm tăng dài

mạch, khối lượng phân tử lớn, cải tiến tính linh hoạt

Sự biến tính hóa học của các chuỗi protein

Chất dẻo thường được sử dụng trong các màng bọc và màng phủ thường là Polyols,bao gồm glycerol, propylene glycol, polypropylene glycol, sorbitol và sucrose axit,mặc dù nó không phổ biến Các chất làm dẻo hiệu quả nhất là nước Tính chất củachất dẻo phụ thuộc vào: kích thước, hình dạng và tính tương thích với chuỗi protein.Các chất dẻo trong điều kiện lưu trữ bình thường cũng làm ảnh hưởng đến tính linhhoạt và độ thấm của màng Một số nhà nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu để đánhgiá hiệu quả khác nhau của chất dẻo trong màng bọc dựa trên protein, và mô hìnhthực nghiệm để mô tả các quan sát hiện tượng sử dụng một phiên bản sửa đổi củaGordon Taylor như sau :

Gordon-lactoglobulinTaylor phương trình

Phương trình được áp dụng để xác định tác dụng của glycerol, propylene glycol,

và sorbitol vào khả năng tạo màng của một số protein

2.4 Các phương pháp tạo màng

2.4.1 Đúc dung môi

Là phương pháp thường được sử dụng để tạo thành màng bọc thực phẩm ăn được từprotein Các loại thiết bị có sẵn cho đúc dung môi tạo màng gồm có đúc tấm-lactoglobulin Nồng độ củalô,

màng bọc liên tục trong phòng thí nghiệm Vì cho hiệu quả cao, giảm chi phí tiêutốn Các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất cho hình thành màng bao bọcmẫu

Đúc tấm và màng casein, hình (b) tạo màng cuộn và tấm ăn được liên tục trong phòng thí nghiệm và sau đó làm khô bằng phương pháp sấy chúng trong điều kiện môi trường xung quanh với không khí nóng, tia hồng ngoại, hoặc vi sóng hoặc

kiểm soát độ ẩm tương đối.

Thiết bị tinh vi hơn có thể sản xuất màng protein lớn hơn bởi máy móc tiên tiến để

lượng, giảm chi phí tăng tính cạnh tranh Thường đùn tấm bằng máy đùn 2 trục vít.Các kích thước của máy đùn và hoạt động cho phép đủ điều kiện nhiệt độ biến tính

và liên kết chéo của protein Phương pháp được ứng dụng cho nhiều loại proteinkhác nhau Màng được ép đùn từ protein đậu nành, chịu ảnh hưởng của loại chấtlàm dẻo, số lượng chất làm dẻo, và liên kết chéo Tuy nhiên, màng bao bọc có màunâu là do phản ứng Maillard xảy ra trong thời gian dài, nhiệt độ đùn cao (130 ° C).Trong một nghiên cứu do et al Obuz (2001), gluten lúa mì được ép đùn với tỷ lệkhác nhau của LDPE hoặc xúc tác metallocene-lactoglobulin Nồng độ củaethylene-lactoglobulin Nồng độ củabutene copolymer(MCEBC)

2.4.3 Phương pháp kéo sợi tạo màng

Phương pháp kéo sợi tạo màng là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng bởi cácngành công nghiệp dệt để tạo thành sợi Protein được ép đùn thành một tấm làmđông, và sau đó được cuộn vào một con lăn Quá trình kéo sợi ướt có thể được sử

dụng làm màng bao bọc từ protein đậu nành Rampon et al (1999) đưa ra giả thuyết

rằng dây chuyền sản xuất protein đậu nành có thể được định hướng tương tự nhưcác loại sợi dệt sử dụng phương pháp kéo sợi

2.4.4 Phương pháp tạo màng ăn được

Màng bọc ăn được được hình thành bằng cách sử dụng cùng một quy trình và theocùng một cơ chế liên kết với dung môi Một dung dịch loãng là protein, áp dụng chocác bề mặt của sản phẩm thực phẩm, và các hình thức lớp phủ sau khi bốc hơi củadung môi Phương pháp tiêu biểu để hình thành một lớp phủ bao gồm quét, bay hơiphun màng, và nhúng

Quét là một phương pháp được sử dụng bởi cả hai ngành công nghiệp dược phẩm

và bánh kẹo,và đòi hỏi phải đưa các sản phẩm được bọc vào một tô xoay lớn, nhưchảo (Minifie 1989) Các phương pháp lớp phủ là được đúc ra hoặc phun vào luânphiên, yêu cầu trong quá trình tạo màng là không khí, hoặc môi trường xung quanh

có nhiệt độ cao để làm khô màng Trong một nghiên cứu của Lee et al (2002a, b),whey protein lớp phủ được áp dụng cho kẹo sô cô la để cung cấp một rõ ràng, bóngkết thúc để một sản phẩm bánh kẹo đánh gôm lắc được sử dụng để kết thúc Choco-lactoglobulin Nồng độ củalates và bánh kẹo khác

Màng phủ kiểu tầng sôi là một phương pháp được sử dụng phổ biến trong côngnghiệp dược phẩm để làm lớp áo bọc viên thuốc Lin và Krochta (2006) Sơn phủbằng phương pháp phun thì sau khi sau khi sấy dần dần hình thành lớp màng phủ.Phương pháp phun màng phủ được sử dụng nhiều để tạo thành lớp phủ thực phẩm,

có khả năng sử dụng nhiều ứng dụng Phương pháp phun tạo màng thường được sửdụng khi bề mặt cần tạo màng phải lớn

Nhúng là phương pháp tạo màng thích hợp cho việc tạo màng lương thực

2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của màng

Trong tất cả các phương pháp tạo màng protein, lớp phủ thì phương pháp đúcthường được sử dụng nhất Tính chất màng có thể bị ảnh hưởng của các yếu tố bênngoài như:

2.5.1 Điều kiện sấy

nhiệt độ không khí, luồng không khí, độ ẩm tương đối, và lượng màng sấy ảnhhưởng đến tính chất của màng như khả năng kéo sợi màng, tính dẻo dai của màng.Tùy theo các phương pháp sấy khác nhau mà tính chất của màng thay đổi

2.5.2 Liên kết ngang

Trong quá trình đúc màng, mà các dung môi là nước, thì sự tạo màng thông quatương tác điện, liên kết hydro,liên kết van der Waals, lực tương tác giữa các chuỗiprotein, liên kết cầu nối disulfua, có tính thuận nghịch Nên ảnh hưởng đến tính chấtcủa màng Vì vậy để tạo ra nhiều liên kết thì trong quá trình tạo màng ta cần códung môi, chất làm dẻo để biến tính protein

2.5.3 Enzyme và chất tạo liên kết chéo

Các chất như: Formaldehyde, glutaraldehyde, và acid lactic được sử dụng để tạoliên kết chéo thông qua lượng lysine (Hình 2,7) Tuy nhiên, quá trình tạo màng từnhững chất đó không ăn được vì đó là những chất độc Transglutaminase là loạienzyme thực phẩm sử dụng cơ chế acyl-lactoglobulin Nồng độ củatransferase để liên kết các-lactoglobulin Nồng độ củacarboxyamidecủa glutamine đến -lactoglobulin Nồng độ củaamin của lysine dọc theo chuỗi protein Enzyme dùng để cảithiện tính đàn hồi trong thực phẩm

Chất tạo liên kết

2.5.4 Cường độ ion

Các tính chất của màng protein bị ảnh hưởng bởi độ hòa tan của

protein trong một số dung môi nhất định Ví dụ như tăng độ hòa tan trong nước củamột số protein có thể cải thiện và làm tăng tính dẻo dai cua màng Tương tự, đểnâng cao khả năng chống thoát ẩm của màng bằng cách làm giảm độ hòa tan củaprotein trong nước Để thay đổi được độ hòa tan của protein bằng cách thay đổicường độ ion Trong một số trường hợp độ hòa tan của casein khác nhau được phântích như là một chức năng của muối (NaCl) nồng độ CO2, Tủa casein (CO2, CN) vàcaseinate calcium được nghiên cứu và kết quả cho thấy độ hòa tan của CO2, CNtăng lên đáng kể theo nồng độ muối, tuy nhiên, độ hòa tan của caseinate calcium cơbản vẫn không thay đổi Dựa trên kính hiển vi điện tử (TEM) để kiểm tra

2.6 Các ứng dụng của màng protein trong thực phẩm

Các màng bọc có bản chất là protein được sử dụng rộng rãi trong đời sống conngười Màng được dùng trong nhiều công nghệ sản xuất khác nhau, tùy vào bản

chất của từng loại protein tạo màng mà ta sử dụng từng loại màng phù hợp Màng

sử dụng trong thực phẩm, dược

2.6.1 Màng Zein

Thường dùng bọc cà chua nhằm trì hoãn sự thay đổi màu sắc, sự giảm khối lượng.Màng Zein có chứa dầu thực vật, acid citric và chất chống oxi hóa để ngăn chặn mùihôi của hạt, ngăn chặn sự thoát hơi nước Đối với táo, lê thì màng Zein có tính chấtnhư sau: quá trình hô hấp tăng nhưng giảm sự héo, bay hơi nước trong quá trình bảoquản Màng Zein có cấu tạo: 10% zein, 10% propylene glycol hòa tan trong rượu.Tùy từng loại trái cây mà ta cò màng bao bọc khác nhau, Màng Zein dễ biến thànhmàu trắng khi tiếp xúc với nước

2.6.2 Gluten và protein đậu nành

Có nhiều trong lúa mì, ngô gluten tạo màng có tính chất đặc biệt ngăn cách đượcCO2 Khi Gluten biến tính thì hình thành cầu nối disulfua tạo bởi các acid amin nhưcyteine Sử dụng màng để bảo quản trái cây và rau Ngăn chặn sự giảm chất lượngthực phẩm, ngăn chặn sự suy giảm chất béo Trong đậu nành cũng có lượng lớncysteine, có thể hình thành cầu nối disulfua nên có tính chất dẻo, dai Dùng làmmàng táo lát, khoai tây nhằm làm giảm độ thấm hơi nước và Oxi

2.6.3 Whey( protein từ sữa)

Có chứa nhiều B-lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin, Khi gia nhiệt B-lactoglobulin Nồng độ củalactoglobulin biến tính, giãn mạch,sắp xếp lại mạch, tạo liên kết cầu nối disulfua tạo màng không hòa tan Màng cấutạo từ protein của sữa được sử dụng rộng rãi như làm màng bao trái cây để chế biến

2.6.4 Màng collagen

Dùng để bọc xúc xích, jăm bông, xúc xích hun khối màng được tạo ra dựa vàophương pháp đùn, thành phần của màng còn được bổ sung thêm MC

Chương 3 MÀNG POLYSACCHARIDE GUM VÀ ỨNG D ỤNG TRONG

THỰC PHẨM

(Luận)Ngày nay có nhiều phương pháp để giúp tăng thời gian bao quản của thựcphẩm,một trong những phương pháp đó là tạo màng phủ theo cỏ chế chồng mấtnước,giảm trảo đổi với không khí,ức chế vi sinh vật phát triển trên bề mặt thựcphẩm như rau trái trứng gia cầm Một trong những chế phẩm được dùng để tạomàng là Polysacharride ( chitosan, alginat, carageenan, cellulose, các dẫn xuấtdextrin,pectin,tinh bột ).Sau đây là một số hợp chất tham gia tham gia vào việc tạomàng

3.1 Chitosan

3.1.1 Giới thiệu

Chitosan là một loại polyme sinh học, được nhiều nhà khoa học trên thế giới quantâm vì có những tác động tốt trên bệnh nhân ung thư Hai nước nghiên cứu nhiều vềChitosan hiện nay là Trung Quốc và Nhật Bản Ở Việt Nam, Chitosan được sảnxuất từ vỏ tôm đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất bánh cuốn, bánh su sê Những nghiên cứu gần đây tại Việt Nam chúng ta đã thành công với những ứngdụng Chitosan làm vỏ bảo quản thực phẩm tươi sống, dễ hư hỏng như cá, thịt, rauquả mà không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm

3.1.2 Nguồn gốc của chitosan

Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tanđược trong dung dịch axit Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉđứng sau xenluloza Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza Cả chitin

và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt làtrong chế biến và bảo quản thực phẩm

Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp Chitin là thànhphần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sốngtrong đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những loại hải sản giáp xác,lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tínhtrên toàn thế giới là 5,ll triệu tấn/năm

Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượng chất thảitrên, tương lai cho thấy tiềm năng phát triển của loại màng này là rất cao

3.1.3 Đặc tính của chitosan

Là 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 trắng hay vàng nhạt, không mùi vị

Không tan trong nước, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit loãng(pH6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 -lactoglobulin Nồng độ của

311oC

3.1.4 Tác dụng của chitosan

* Phân huỷ sinh học dễ hơn chitin

* Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế hoạtđộng của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, càrốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài