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 )

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.. Nội dung gồm 2 phần: - Khảo sát ảnh hưởng của áp su

LÊ QUỲNH ANH

ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT ĐỒNG HÓA VÀ NHIỆT ĐỘ

CHÔM CHÔM (NEPHELIUM LAPPACEUM L.)

Chuyên ngành: Công ngh ệ thực phẩm và đồ uống

Mã s ố : 605402

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2015

Công trình được hoàn 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

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:

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

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

II 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

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 tôi nhiều điều trong suốt quá trình thực hiện luận văn, Thầy luôn 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 tôi 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

Tôi 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

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm, 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 quá trình sấy phun thông 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 chôm chôm 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

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bài viết này là do chính tôi thực hiện, những nội dung trong bài, các số liệu là kết quả thực nghiệm tôi tính toán và phân tích được, không 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

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 công 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 chôm chôm 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 chôm chôm 24

3.2.2.2 Qui trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm 26

3.2.3 Nội dung nghiên cứu 29

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 quá 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 chôm chôm 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 chôm trong quá 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

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 chôm chôm 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

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 chôm chôm 6

Bảng 2.5 Hàm lượng khoáng có trong chất béo hạt chôm chôm 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

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hạt quả chôm chôm 4

Hình 2.2 Nhiệt độ kết tinh và nóng chảy của dầu béo hạt chôm chôm 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 chôm chôm 24

Hình 3.4 Thiết bị trích ly 25

Hình 3.5 Qui trình vi bao chất béo hạt chôm chôm 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

Hình 4.7 Biều đồ biểu diễn hàm lượng BBM của các mẫu khi sấy phun ở các nhiệt

độ khác nhau 47Hình 4.8 Biều đồ biểu diễn hiệu suất và hiệu quả vi bao của quá trình sấy phun ở các nhiệt độ sấy 48Hình 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 51Hình 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 52Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn hàm lượng BBM theo thời gian bảo quản gia tốc ở các nhiệt độ sấy phun 53Hình 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

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

WP: Whey protein

WPC: Whey protein concentrate

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 Sông 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 chôm chôm gồm ẩm, khoáng, 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 (37.91-40.15%), 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 chôm có nhiều acid béo không

no với nhiều nối đôi 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 không xà phòng hóa

có ích như α-tocopherol và phytosterol [3] Như vậy, chất béo từ hạt chôm chôm 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 chôm chôm, 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 công 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]

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 chôm chôm, chúng tôi 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 chôm chôm

Quá 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 công nghệ của quá trình đồng hóa và sấy phun Trong đó, chúng tôi 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 quá trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm 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

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 HẠT CHÔM CHÔM VÀ CHẤT BÉO HẠT CHÔM CHÔM

2.1.1 Hạt chôm chôm

Chôm chôm, tên khoa học là Nephelium lappaceum L., thuộc họ bồ đào

(Sapindaceae), là loài cây vùng nhiệt đới Chôm chôm có nguồn gốc từ khu vực Đông 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 Sông Cửu Long Chôm chôm có rất nhiều giống, tuy nhiên ở Việt Nam có 3 giống chính: chôm chôm

Java, chôm chôm Thái và chôm chôm nhãn (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Các giống chôm chôm chủ yếu ở Việt Nam

Giống chôm chôm Đặc điểm

Chôm chôm Java 30-40 g/ trái

Chôm chôm tróc, cùi không dính hạt, được trồng nhiều nhất hiện nay

Chôm chôm nhãn 15-20 g/ trái

Long ngắn, thưa, cơm dầy, giòn, tróc hạt, vị ngọt

Chôm chôm Thái 40-50 g/ trái

Lông màu xanh, khi chín màu đỏ, cơm dầy, tróc mày, hạt bé

Đã có nhiều khảo sát, nghiên cứu về tỉ lệ hạt so với toàn trái chôm chôm,

cũng như thành phần hóa học có trong hạt chôm chôm 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 chôm 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 chôm chôm được trình bày ở bảng 2.2

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

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 chôm chôm cao hơn hẳn [7], [8]

Hạt chôm chôm còn 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

chôm chôm có chứa các chất chống oxy hóa như carotene, acid linoleic và các hợp

chất phenolic [10]

Thành phần Đơn vị Giá trị

Hình 2.1 Hạt quả chôm chôm

2.1.2 Chất béo hạt chôm chôm

2.1.2.1 Thành phần hóa học

- Acid béo

Chất béo thu nhận từ hạt chôm chôm bao gồm acid béo no và không no, trong đó acid béo không 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) Acid béo no 49,57 ± 0,14

100g) Acid oleic là acid không no, có một nối đôi, có khả năng chống lại quá trình oxy hóa, làm giảm lượng lipid có trong máu [9] Chất béo từ hạt chôm chôm còn 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 chôm chôm 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 chôm chôm [12]

Đa số các triglyceride có trong chất béo hạt chôm chôm thuộc nhóm acid béo không no, có nhiều nối đôi Thành phần triglyceride chủ yếu là

Hợp chất Triglyceride Giá trị (% khối

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

Arachidoyl-Steareoyl Chất khoáng

Chất béo từ hạt chôm chôm 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 chôm chôm còn chứa các khoáng chất khác như magnesium, manganese, nikel, zinc và iron…

Bảng 2.5 Hàm lượng khoáng có trong chất béo hạt chôm chôm [12]

Nguyên tố khoáng Hàm lượng (𝛍g/g lipid)

60 (đỏ), b* là quang phổ màu xanh dương - vàng, nằm trong khoảng -60 (xanh dương) đến 60 (vàng)

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 chôm chôm [3]

Ứng với các thành phần triglycerides có trong dầu từ hạt chôm chôm, 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 quá trình nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ở 4,2oC (chứa các triglyceride của các acid béo không 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

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]

2.2.2 Mục đích của kỹ thuật vi bao trong công 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 quá trình bay hơi của phần nhân;

- Cải thiện tính chất của thành phần nhân (khả năng phân tán, độ hòa tan, độ dính, độ nhớt …) cũng như che dấu các tính chất không 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 ôi 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 không 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

Đặc điểm Ứng dụng Tài liệu tham khảo

Sấy phun Biến đổi vật liệu sấy

từ dạng lỏng hay huyền phù thành các

Vitamin, hợp chất hương,

Re’ M.I (1998) [19], Calvo P và cộng sự (2010) [20],

hạt khô do sự tách

ẩm của vật liệu lỏng khi tiếp xúc với không khí nóng trong buồng sấy

carotenoid, dầu, chất béo

Apintanapong M (2003) [21], Rosenberg M và Sheu T.Y (1996) [22], Rascon M P (2011) [23], Tandale S R (2007) [24], Poshadri A và Kuna A (2010) [25], Nesterenko

A và cộng sự (2013) [26] Phun

nguội,

phun lạnh

Sử dụng không khí

có nhiệt độ thấp (32 – 420C) để sấy các vật liệu lỏng thành các hạt mịn

Ferrous sulfate, vitamin, khoáng chất, enzyme, các hợp chất hương

Poshadri A và Kuna A (2010) [25], Wilson N và Shah N P (2007) [27], Okuro P K và cộng sự (2013) [28]

Bao tầng

sôi

Vi bao cơ học, vi bao các vật liệu rắn Vật liệu rắn lơ lửng trong luồng phun không khí nóng, chất bao ở dạng lỏng sẽ được phun vào

Vitamin C, acid citric, acid lactic

Poshadri A và Kuna A (2010) [25], Wilson N và Shah N P (2007) [27]

Giọt tụ Sự tác động của các

yếu tố như thay đổi

pH, nhiệt độ hay bổ sung các chất điện giải làm hình thành một mạng lưới polymer xung quanh vật liệu nhân

Vitamin A, dầu cá Poshadri A và Kuna A

(2010) [25], Nesterenko

A và cộng sự (2013) [29], Patrickab K E và cộng sự (2013) [30]

Vì đề tài này nghiên cứu về kỹ thuật vi bao bằng sấy phun nên chúng tôi sẽ trình bày về kỹ thuật này

Kỹ thuật vi bao bằng sấy phun

Kỹ thuật vi bao bằng sấy phun được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp thực phẩm, từ cuối năm 1950 sấy phun đã được thực hiện để bảo vệ các hợp chất chống lại quá trình oxi hóa và biến đổi dầu lỏng thành bột Quá trình sấy phun gồm các giai đoạn chính là: chuẩn bị và đồng nhất hệ phân tán, phun và tách nước Đối với các loại lipid (dầu cá, acid linoleic, acid palmitic, dầu cám gạo…) thường

sử dụng kỹ thuật sấy phun, sấy thăng hoa, sấy chân không nhằm ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình vi bao và bảo quản [17], [31] So với các phương pháp khác, phương pháp sấy phun cho hiệu quả vi bao cao hơn, hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn và các sản phẩm vi bao bằng phương pháp sấy phun có thời gian bảo quản lâu hơn Đồng thời, phương pháp này cũng tương đối đơn giản, nhanh và có hiệu quả kinh tế tốt Do đó, sấy phun là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong kỹ thuật vi bao, đặc biệt là vi bao lipid [32], [33], [34], [35]

2.2.4 Đánh giá quá trình vi bao

Để đánh giá quá trình vi bao, người ta thường sử dụng 2 chỉ tiêu chính là hiệu suất vi bao MEY (Microencapsulation yield) và hiệu quả vi bao MEE (Microencapsulation efficiency) [36]

Hiệu suất vi bao MEY là tỉ lệ giữa lượng lipid tổng có trong bột sản phẩm

và lượng lipid có trong hệ nhũ tương ban đầu, được xác định bởi công thức:

MEY = Lượng lipid tổng trong bột sản phẩm (g)

Lượng lipid trong hệ nhũ tương (g) ∗ 100%

Hiệu quả vi bao MEE cho biết mức độ các chất bao có thể bảo vệ được các phần tử bên trong nó, được xác định dựa trên tỉ lệ giữa lượng lipid được bao và lượng lipid tổng có trong bột sản phẩm

MEE = Lượng lipid tổng (g) − Lượng lipid tự do (g)

Lượng lipid tổng (g) x 100%

Lượng lipid tự do là lượng lipid trên bề mặt hạt bột và lipid nằm trong lớp chất bao bị trích ly ra bởi dung môi petrolium ether [37] Bên cạnh hiệu quả vi bao

MEE, hàm lượng lipid tự do cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng bột thành phẩm

2.2.5 Chất bao dùng trong vi bao thực phẩm

Chất bao dùng trong vi bao bằng phương pháp sấy phun bao gồm:

- Carbohydrate: tinh bột, maltodextrin, syrup bắp, cyclodextrin;

- Cellulose ester và ether: CMC, methylcellulose, ethylcellulose;

- Gum: gum acacia, agar, sodium alginate;

- Protein: gelatin, whey protein, soy protein [31]

Một chất bao lý tưởng có các đặc điểm sau:

- Khả năng nhũ hóa tốt;

- Khả năng hòa tan tốt trong các dung môi như nước, ethanol…;

- Không phản ứng với chất nền trong suốt quá trình xử lý và lưu trữ;

- Khả năng tạo màng tốt;

- Không hút ẩm, không có độ nhớt cao;

- Không độc hại;

- Giá thành thấp, nguồn cung cấp phổ biến [38]

Trong thực tế, không có một loại vật liệu nào có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu trên, nên người ta thường kết hợp chất bao với các chất chống oxy hóa, chất hoạt động bề mặt … để tăng khả năng bảo vệ của chất bao Chất bao được sử dụng

có thể là carbohydrate, lipid, cellulose cũng như protein Các chất bao thường được

sử dụng trong thực phẩm nằm trong các nhóm carbohydrate và protein như trình bày

Loại chất bao Vật liệu nhân Tài liệu tham khảo

Protein Whey protein Dầu hạt lanh, dầu

đậu nành

Kuhn K R và cộng sự (2012) [39], Faldt P và cộng sự (1996) [40], Nesterenko A và cộng

Soy protein

Casein Gelatin

𝛼-tocoferol, dầu hướng dương, dầu đậu nành

Lactobacillus Dầu olive

sự (2012) [41], Gu X

và cộng sự (2009) [42] Laohasongkrama K và cộng sự (2011) [43]

Calvo P và cộng sự (2010) [20]

𝛽-Dầu lá bạch quả

Dầu thực vật

Reuneccius G A.(1990) [44]

Loksuwan J (2007) [45], Gallardo G và cộng sự (2013) [46]

Liang H và cộng sự (2011) [47]

Turchili C và cộng sự (2005) [48]

2.2.5.1 Chất bao protein

Protein với tính chất nổi bật về khả năng hòa tan, tính nhũ hóa tốt, khả năng tạo bọt và tạo màng tốt nên đã trở thành chất bao tốt cho kỹ thuật vi bao các thành phần thực phẩm

Whey protein (WP)

Theo McHugh và cộng sự (1994), whey protein có giá trị dinh dưỡng và những đặc tính quan trọng như tính tan trong nước và khả năng hoạt động như chất tạo nhũ, có thể tạo màng bao thực phẩm [49]

WP được sử dụng phổ biến trong vi bao các loại dầu và các hợp chất hương, hợp chất dễ bay hơi [50], [51], [52], [53] … Việc sử dụng WP làm chất bao

có hiệu quả rất tốt trong việc chống lại quá trình oxy hóa lipid [54]

Ngoài việc sử dụng đơn chất WP làm chất bao cho quá trình vi bao, nhiều tác giả cũng đã nghiên cứu cho kết hợp WP với các thành phần khác Theo kết quả

của Young S L và cộng sự (1993), nếu sử dụng WP bao chất béo khan từ sữa sẽ cho hiệu quả vi bao xấp xỉ 80%; khi kết hợp WP với lactose (50%) thì hiệu quả vi bao có thể lên đến 95% [37]

Sheu and Rosenberg (1995) cũng đã chỉ ra rằng việc kết hợp whey protein với maltodextrin có DE cao sẽ tạo vỏ bao hiệu quả trong việc vi bao các chất mẫn cảm với nhiệt [55]

Các loại protein khác: như gelatin, casein, soy protein, pea protein… cũng được

ứng dụng làm màng bao thực phẩm trong kỹ thuật vi bao

2.2.5.2 Chất bao carbohydrate

Carbohydrate là một trong những loại chất bao được sử dụng phổ biến nhất trong thực phẩm, chất bao carbohydrate bao gồm tinh bột biến tính, maltodextrin (MD), gum arabic (GA), pectin, chitosan, alginate [56], [57], [58], [59] Việc sử dụng các carbohydrate có khối lượng phân tử thấp như saccharose, lactose, glucose

… để vi bao thường xảy ra các vấn đề về sự thay đổi cấu trúc hay tái kết tinh khi lưu trữ [60]

Chất bao carbohydrate thường dùng cho quá trình vi bao là MD và tinh bột biến tính vì đặc tính dễ tan, độ nhớt thấp và dễ sấy [19] Tuy nhiên, do có tính chất

bề mặt kém nên hiệu quả bao gói của chúng thường không cao, do đó thường được

sử dụng kết hợp với protein hay gum [61]

Trong các loại carbohydrate, MD được sử dụng phổ biến nhất MD có khả năng chống oxy hóa rất tốt, tuy nhiên khả năng nhũ hóa cũng như lưu giữ các chất

dễ bay hơi lại kém, do đó khả năng lưu giữ hương vị trong quá trình sấy rất thấp do khả năng tạo màng kém của nó [62] Khi kết hợp với protein, MD hỗ trợ protein tạo thành màng bao bao quang các giọt béo phân tán MD còn làm giảm tốc độ của phản ứng maillard khi được sử dụng để vi bao các nguyên liệu có chứa đường khử và amino acid Khả năng bảo vệ vật liệu nhân của maltodextrin phụ thuộc vào chỉ số

DE, chỉ số DE càng cao, mức độ bảo vệ càng tốt [63]

2.2.5.3 Sử dụng kết hợp các loại chất bao khác nhau

Để tạo màng bao tốt và làm tăng hiệu quả vi bao, trong thực tế thường kết hợp nhiều loại chất bao khác nhau, có thể kết hợp các loại carbohydrat với nhau

hoặc giữa một loại protein với một loại carbohydrat Gallardo G và cộng sự (2013)

so sánh hiệu quả vi bao khi kết hợp MD và GA với chỉ sử dụng chất bao MD, ông thấy sự kết hợp luôn cho hiệu quả vi bao tốt hơn [64]

Protein kết hợp với carbohydrate

Tonon R V và cộng sự (2012) kết hợp carbohydrate với protein để cải thiện tính chất nhũ hóa và tăng hiệu quả vi bao [65] Protein có tác dụng tạo thành lớp màng bao xung quanh lipid, tuy nhiên bề mặt còn nhiều lỗ mao quản, carbohydrate

có tác dụng lấp đầy các mao quản này, nhờ đó lipid bên trong được bảo vệ tốt hơn, làm tăng hiệu quả vi bao

Sự ảnh hưởng của các loại chất bao khác nhau đến tính chất hóa lý và khả năng chống oxy hóa của dầu hạt thanh long được Lim H K và cộng sự (2012) nghiên cứu, kết quả ở bảng 2.8 Ứng với mỗi hỗn hợp chất bao sẽ cho hiệu quả vi bao khác nhau

Bảng 2.8 Hiệu quả vi bao ứng với các loại chất bao (Lim H K., 2012) [66]

Chất bao Tỉ lệ giữa các

chất bao

Tỉ lệ nhân/chất bao

Hiệu quả vi bao MEE (%)

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

Quá trình vi bao bằng kỹ thuật sấy phun chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu

tố, từ thành phần chất nhân, chất bao, tỉ lệ nhân : chất bao, tính chất của hệ nhũ (hàm lượng chất khô, độ nhớt …), các thông số công nghệ như áp lực đồng hóa, nhiệt độ sấy phun, áp lực đầu phun, lưu lượng dòng nhập liệu …

Với nội dung của đề tài, chúng tôi chỉ trình bày 2 yếu tố ảnh hưởng là áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun

2.2.6.1 Áp suất đồng hóa

Đồng hóa là bước quan trọng trong kỹ thuật vi bao, nhằm mục đích tạo ra một hệ nhũ tương đồng nhất Áp suất đồng hóa ảnh hưởng đến kích thước các hạt phân tán trong hệ nhũ, áp suất càng cao kích thước hạt càng nhỏ, từ đó ảnh hưởng đến độ nhớt của nhũ tương và hiệu quả của quá trình vi bao

Độ nhớt dung dịch: Độ nhớt là đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do

ma sát nội tại sinh ra giữa các phân tử khi chúng có sự chuyển động trượt lên nhau

Vì vậy, độ nhớt của nhũ tương có liên quan đến khả năng thực hiện các quá trình bơm, phun và bay hơi của nhũ tương trong buồng sấy Độ nhớt có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau, thường đo độ nhớt động lực (hay độ nhớt tuyệt đối)

và độ nhớt động học

Young S L và cộng sự (1993), LIU X.-D và cộng sự (2000) đã ghi nhận kích thước các hạt phân tán đặc trưng cho tính bền của hệ nhũ tương trước khi sấy, kích thước các hạt phân tán càng lớn, độ bền của hệ nhũ càng thấp Do vậy mà hiệu quả vi bao càng tăng khi kích thước các hạt phân tán giảm [36], [67] Hogan S A

và cộng sự (2001) cho thấy hiệu quả vi bao dầu nành với chất bao là whey protein

kết hợp với maltodextrin tỷ lệ nghịch với kích thước hạt phân tán của hệ nhũ [68] Kim Y D và Morr C V (1996) cũng cho kết quả tương tự khi vi bao dầu cam với chất bao là gum arabic và tinh bột biến tính (hình 2.5) [69]

Kích thước hạt phân tán cũng ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa sản phẩm

sau sấy phun Sau khi sấy phun vi bao acid linoleic, Minemoto Y và cộng sự (2002)

đã khảo sát quá trình bảo quản và kết luận rằng kích thước hạt phân tán càng nhỏ thì quá trình oxy hóa chậm hơn so với các hạt lớn Nguyên nhân là do hệ nhũ có kích thước hạt phân tán lớn dễ bị phá vỡ trong giai đoạn phun sương của quá trình sấy phun, dẫn đến việc các hạt cầu béo không được vi bao hiệu quả trong vật liệu bao, và kết quả là béo bề mặt cao hơn so với hệ nhũ có kích thước hạt phân tán nhỏ [70]

Hình 2.5 Ảnh hưởng của kích thước hạt phân tán trong hệ nhũ đến hiệu quả vi bao

[69]

Năm 2012, Kuhn K R và Cunha R L đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của

áp lực đồng hóa đối với kích thước hạt phân tán và khả năng bảo vệ của chất bao trong quá trình bảo quản dầu hạt lanh thông qua chỉ số peroxide của sản phẩm Kết quả là khi tăng áp lực đồng hóa từ 20 MPa lên 80 MPa, kích thước hạt phân tán giảm từ 2,17 μm xuống còn 0,83 μm và giá trị peroxide của dầu được bao ít bị thay đổi hơn [71] Chuan H T và Xin R L (2013) cũng khảo sát ảnh hưởng của áp suất đồng hóa đến quá trình vi bao, khi tăng áp từ 40MPa lên 80MPa hiệu quả vi bao tăng (bảng 2.9, mẫu 1, 3) [72]

2.2.6.2 Nhiệt độ sấy phun

Nhiệt độ tác nhân sấy ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm sau sấy, nhiệt

độ càng cao thì độ ẩm càng thấp Nhiệt độ cũng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bốc hơi nước, tạo màng bao trong quá trình vi bao, ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao Các kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ sấy nên vào khoảng 160 – 220OC [73]

Nhiệt độ tác nhân sấy càng tăng thì hiệu quả vi bao càng cao, do khi tăng nhiệt độ thì tốc độ sấy nhanh, lớp màng bao hình thành nhanh chóng, ngăn cản chất béo từ nhân khuếch tán ra bề mặt bên ngoài Sản phẩm sau khi sấy có độ ẩm càng thấp và có thời gian bảo quản lâu hơn [74]

Tuy nhiên, trong một vài nghiên cứu, nhiệt độ tăng lên quá cao sẽ gây ra một số hiệu ứng phụ làm ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả vi bao Finney J và cộng sự (2002) cho rằng nhiệt độ tăng quá mức cho phép sẽ làm tăng lượng dầu

khuếch tán ra bề mặt [73], nguyên nhân có thể do nhiệt độ đã phá hủy cấu trúc lớp

vỏ bên ngoài, gây một số khuyết tật trên bề mặt lớp vỏ [75] Drusch S (2006) cũng

đã giải thích như sau: khi nhiệt độ sấy lên quá cao, lớp vỏ bọc hình thành quá nhanh trước khi hơi nước kịp bốc hơi nên bị giữ lại trong cấu trúc hạt bột, sau khi hơi nước bốc hơi được thì cấu trúc hạt bột bị phồng lên, kết quả là khả năng giữ béo không tốt [76]

Theo kết quả của Chuan H T và Xin R L (2013) (bảng 2.9, mẫu 2, 3, 4), hiệu quả vi bao tại nhiệt độ sấy 160, 180, 2000C lần lượt là 43,7; 44,3% và 41,4% [72]

Bảng 2.9 Ảnh hưởng của áp lực đồng hóa và nhiệt độ sấy phun đến hiệu quả vi bao

[72]

Mẫu Áp lực đồng

hóa (MPa)

Nhiệt độ không khí vào (oC)

Nhân/chất bao

Nồng độ chất khô (%)

Hiệu quả vi bao (%)

Tóm lại, áp suất đồng hóa và nhiệt độ sấy phun là 2 yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình vi bao bằng kỹ thuật sấy phun Tuy nhiên, chúng tôi chưa thấy nghiên cứu nào báo cáo về ảnh hưởng của 2 yếu tố này đến quá trình vi bao chất béo hạt chôm chôm nên đây sẽ là nội dung chính mà chúng tôi thực hiện đề tài này

Chương 3 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU

3.1.1 Chất béo hạt chôm chôm

Chất béo hạt chôm chôm được trích ly từ hạt chôm chôm

- Hạt chôm chôm

Chúng tôi thu nhận hạt chôm chôm từ phụ phẩm của Công Ty TNHH Gia Kiệm (xã Quang Trung, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai), sau khi công ty lấy phần thịt quả để sản xuất sản phẩm chôm chôm đóng hộp

Hạt chôm chôm thuộc giống chôm chôm Java (chôm chôm Long Khánh), khối lượng khoảng 2 – 3g/ hạt

- Chất béo hạt chôm chôm: được trích ly từ hạt chôm chôm theo qui trình hình 3.3 Chất béo hạt chôm chôm là chất lỏng có màu vàng với các chỉ số chất lượng sau:

Chỉ số AV: 1,52 mgKOH/ g dầu

Chỉ số PoV: 4,92 meq/ kg dầu

3.1.2 Chất bao

- Whey protein concentrate (WPC)

WPC của hãng Davisco, được nhập khẩu bởi công ty cổ phần hóa chất Á Châu (ACC), thành phần tương ứng tính trên 100g chất khô như sau:

- Maltodextrin (MD): xuất xứ từ Pháp (hãng Roquette) với đặc điểm như sau:

Petroleum ether phân đoạn 30-60

Hóa chất được cung cấp bởi công ty hóa chất Chemsol, Việt Nam và một

số loại có xuất xứ từ Trung Quốc

Hình 3.2 Maltodextrin (DE:12)

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

có giá trị gia tăng

3.2.2 Qui trình thực hiện

3.2.2.1 Qui trình trích ly béo từ hạt chôm chôm

Hình 3.3 Qui trình trích ly chất béo từ hạt chôm chôm

Thu hồi dung môi

Thuyết minh qui trình

Hạt chôm chôm được chần trong nước ở 100oC trong 1 giờ với tỉ lệ nước : hạt là 3 : 1 nhằm mục đích đình chỉ hoạt động của các enzyme có trong hạt, sau đó vớt ra để ráo rồi cho vào túi PE ghép mí, bảo quản lạnh đông -20oC

Trước khi trích ly, hạt chôm chôm lạnh đông được rã đông nhanh bằng nước, sau đó được bóc vỏ, làm ráo và nghiền đến kích thước khoảng 1- 2 mm

Hạt chôm chôm sau nghiền được đem đi sấy đối lưu ở nhiệt độ 80oC đến

độ ẩm dưới 10%, sau đó cho vào các túi vải và ngâm vào thùng trích ly (hình 3.4) với n – hexan với tỉ lệ hạt chôm chôm : n – hexan là 1 : 2, ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian từ 8 – 10 giờ Sau khi trích ly, pha lỏng chứa dung môi và chất béo

sẽ được đuổi dung môi ở nhiệt độ 90oC để thu hồi béo, hiệu suất thu hồi khoảng 70% Dung môi thu hồi được tái sử dụng, phần béo còn lại được thu ở đáy thiết bị

Chất béo từ hạt chôm chôm thu được sau quá trình trích ly được đem đi

cô chân không để đuổi hết dung môi và bảo quản lạnh đông để sử dụng trong các thí nghiệm của đề tài

a b

Hình 3.4 Thiết bị trích ly (a thùng trích ly, b hệ thống đuổi dung môi)

3.2.2.2 Qui trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm

Hình 3.5 Qui trình vi bao chất béo hạt chôm chôm

Chất béo hạt chôm chôm

Bột chất béo hạt chôm chôm

Whey protein

Nước

Maltodextrin

Nước Hòa tan

Để nguội

Bao gói

Thí nghiệm 1: khảo sát áp suất ở 200, 300 và 400bar (40 oC, lặp lại 3 lần)

Áp suất khí nén: 3 bar

Tốc độ nhập liệu: 1,4 L/h

12h, 7 - 10 oC

Thí nghiệm 2: khảo sát nhiệt độ đầu vào: 140, 160,

180 và 2000C