Ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo chất bao và tổng nồng độ chất khô đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l )

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao đến khả năng vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun.. Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng phươn

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Lê Văn Việt Mẫn

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Hoàng Kim Anh

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lê Phi Nga

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 Hoàng Kim Anh

3 Phản biện 2: TS Lê Phi Nga

4 Ủy viên: TS Tôn Nữ Minh Nguyệt

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

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN THU HỒNG MSHV: 12144503 Ngày, tháng, năm sinh: 04/10/1988 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ Uống Mã số: 605402

I TÊN ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ CHẤT BÉO : CHẤT BAO VÀ TỔNG NỒNG ĐỘ CHẤT KHÔ ĐẾN KHẢ NĂNG VI BAO CHẤT BÉO TỪ

HẠT CHÔM CHÔM (NEPHELIUM LAPPACEUM L.)

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao đến

khả năng vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun Từ đó chọn

ra được tỉ lệ chất béo : chất bao thích hợp nhất để tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến khả năng 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

Trong cuộc sống, không ai có thể tự mình đi đến thành công mà không cần đến sự giúp đỡ của bất cứ người nào khác, và em cũng vậy Sự giúp đỡ to lớn nhất

mà em nhận được để hoàn thành luận văn này đến từ PGS TS Lê Văn Việt Mẫn, người đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt cho em những phương pháp và kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến

TS Tôn Nữ Minh Nguyệt, ThS Quãng Sanh Phong và KS Huỳnh Trung Việt đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm

Em xin cảm ơn quý Thầy, Cô Khoa K thuật Hóa học nói chung và Bộ môn Công nghệ Thực phẩm nói riêng đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho

em trong suốt thời gian học tập tại trường

Và con cũng không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cha Mẹ, những người

đã sinh ra, nuôi dưỡng và tạo mọi điều kiện thuận lợi để con có thể hoàn thành ước

mơ, có thêm động lực và niềm tin trong quá trình thực hiện luận văn này

Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả các anh chị, bạn bè đã động viên, giúp đỡ

em rất nhiều trong chặng đường quan trọng này

Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2015

Nguyễn Thu Hồng

Hạt chôm chôm chứa một lượng lớn chất béo có lợi cho sức khỏe của con người, trong đó chủ yếu là acid oleic Dầu béo hạt chôm chôm có thể được bổ sung vào các sản phẩm bột dinh dưỡng, thực phẩm chức năng Do đó, ứng dụng phương pháp kéo dài thời gian bảo quản của chất béo từ hạt chôm chôm sẽ tăng giá trị thương phẩm của loại quả này

Việc sử dụng k thuật vi bao để gia tăng thời gian bảo quản các cấu tử nhạy cảm với nhiệt nói chung và chất béo nói riêng ngày càng được ứng dụng nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm

Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng phương pháp sấy phun để tiến hành vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng hỗn hợp chất bao là whey protein concentrate (80% protein) và maltodextrin (DE 12) Thông qua việc đánh giá các chỉ tiêu như hiệu quả vi bao, hiệu suất vi bao sau quá trình sấy phun và sự thay đổi các chỉ số đánh giá chất lượng của dầu hạt chôm chôm như chỉ số acid, chỉ số peroxide trong quá trình bảo quản, tỉ lệ chất béo : chất bao được chọn là tỉ lệ 1 : 3 để tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến khả năng vi bao Kết quả chúng tôi thu được nồng độ chất khô hệ nhũ tương cho kết quả vi bao tốt nhất là 40% với hiệu quả vi bao đạt 98,96%, hiệu suất vi bao 94,40%, chỉ số acid, chỉ peroxide sau quá trình bảo quản gia tốc là 0,55 mg KOH/g chất béo và 6,30 meq/kg chất béo

ABSTRACT

Rambutan Seeds contain large amounts of fats are beneficial to human health, which are mainly mainly oleic acid Rambutan seed oils can be added to the powdered nutritional products, functional foods Therefore, the application method extends shelf life of fat from rambutan seed will increase the commercial value of this fruit

applications in the food industry

In this thesis, we use the spray drying method to microencapsulate rambutan seed fat by wall mixture which are whey protein concentrate (80% protein) and maltodextrin (DE 12) Through the evaluation of the microencapsulate efficiency, microencapsulate yield after the dry spray process and the change quality indicators

of rambutan seed fat as acid index, peroxide index in the storage time, rambutan seed fat: wall mixtures ratio was choose is 1: 3 ratio to continue studying the effects

of total solid contents to the ability of microencapsulate The results we obtained total solid contents was 40% with microencapsulate efficiency 98,96%, microencapsulate yield 94,40%, acid index are peroxide index after storage time are 0,55 mg KOH / g fat and 6,30 meq / kg fat

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

Nguyễn Thu Hồng

Trang phụ bìa

Mục lục

DANH MỤC BẢNG i

DANH MỤC HÌNH ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii

CHƯ NG 1: MỞ ĐẦU 1

CHƯ NG 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Hạt chôm chôm 3

2.2 Chất béo hạt chôm chôm 5

2.2.1 Thành phần hóa học dầu béo hạt chôm chôm 6

2.2.1.1 Thành phần acid béo và trigliceride 6

2.2.1.2 Các chất không xà phòng hóa 8

2.2.1.3 Thành phần khoáng 8

2.2.2 Tính chất của dầu béo hạt chôm chôm 9

2.2.2.1 Màu sắc 9

2.2.2.2 Các dạng thù hình 10

2.2.2.3 Đường cong kết tinh và nóng chảy của dầu béo hạt chôm chôm 10

2.2.2.4 Các chỉ số đánh giá chất lượng dầu chôm chôm 11

2.3 Kỹ thuật vi bao chất béo 12

2.3.1 Giới thiệu về kỹ thuật vi bao 12

2.3.2 Các phương pháp vi bao 13

2.3.2.1 Vi bao bằng phương pháp phun nguội, phun lạnh 13

2.3.2.2 Vi bao bằng phương pháp sấy tầng sôi 14

2.3.2.3 Vi bao bằng kỹ thuật tạo giọt tụ 14

2.3.2.4 Vi bao bằng phương pháp sấy phun 14

2.3.3 Đánh giá quá trình vi bao 15

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun 16

2.3.4.1 Bản chất của chất bao 16

CHƯ NG 3: NGUYÊN IỆU VÀ PHƯ NG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 22

3.1.1 Nguyên liệu 22

3.1.2 Thiêt bị sử dụng trong nghiên cứu 23

3.2 Phương pháp nghiên cứu 25

3.2.1 Mục đích nghiên cứu 25

3.2.2 Các quy trình sử dụng trong nghiên cứu 26

3.2.2.1 Quy trình thu nhận chất béo từ hạt chôm chôm 26

3.2.2.2 Quy trình vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun 26

3.2.3 Sơ đồ nghiên cứu 28

3.2.4 Bố trí thí nghiệm 29

3.2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao đến quá trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (chất bao là tổ hợp whey protein concentrate và maltodextrin) 29

3.2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến quá trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (chất bao là tổ hợp whey protein concentrate và maltodextrin) 30

3.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 31

3.3.1 Phương pháp phân tích 31

3.3.1.1 Phương pháp xác định hiệu quả vi baoMEE 31

3.3.1.2 Phương pháp xác định hiệu suất vi bao MEY 32

3.3.1.3 Phương pháp xác định chỉ số acid AV (A.O.A.C, 2000) 32

3.3.1.4 Phương pháp xác định chỉ số peroxide PoV (A.O.A.C, 2000) 33

3.3.1.5 Phương pháp xác định độ ẩm 33

3.3.1.6 Phương pháp xác định độ nhớt của hệ nhũ tương 33

3.3.1.7 Phương pháp xác định giản đồ phân bố kích thước hạt 33

3.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 34

chất béo từ hạt chôm chôm (chất bao là tổ hợp whey protein concentrate và

maltodextrin) 35

4.1.1 Thời điểm kết thúc quá trình sấy phun 35

4.1.2 Quá trinh bảo quản gia tốc 43

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến quá trình vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (chất bao là tổ hợp whey protein concentrate và maltodextrin) 48

4.2.1 Thời điểm kết thúc quá trình sấy phun 48

4.2.2 Quá trình bảo quản gia tốc 51

CHƯ NG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Kiến nghị 56

TÀI IỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 1: CÁC PHƯ NG PHÁP PHÂN TÍCH 65

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của hạt chôm chôm 3

Bảng 2.2: Thành phần acid amin của hạt chôm chôm 4

Bảng 2.3: Hàm lượng chất béo trong hạt chôm chôm 5

Bảng 2.4: Thành phần acid béo trong chất hạt chôm chôm 6

Bảng 2.5: Thành phần trigliceride trong chất béo hạt chôm chôm 7

Bảng 2.6: Thành phần chất khoáng trong chất béo hạt chôm chôm 9

Bảng 2.7: Các chỉ số đánh giá chất lượng chất béo hạt chôm chôm 11

Bảng 3.1: Thành phần hóa học của whey protein sử dụng trong nghiên cứu 22

Bảng 3.2: Thành phần hóa học của malto dextrin sử dụng trong nghiên cứu 22

Bảng 4.1:Ảnh hưởng của tỉ lê chất béo : chất bao đến độ nhớt, hiệu quả vi bao (MEE), hiệu suất vi bao (MEY) 35

Bảng 4.2: Kích thước hạt bột khi thay đổi tỉ lệ chất béo : chất bao 42

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao đến chất lượng bột sản phẩm 43

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến độ nhớt, độ ẩm, chỉ số AV, chỉ số PoV, hiệu quả vi bao (MEE) và hiệu suất vi bao (MEY) 48

Bảng 4.5: Kích thước hạt của các mẫu bột khi thay đổi nồng độ chất khô hệ nhũ tương 51

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Đường cong kết tinh và nóng chảy của chất béo hạt chôm chôm 10

Hình 2.2: Hai dạng cấu trúc vi bao 13

Hình 3.1: Thiết bị trích ly và thu hồi dung môi 23

Hình 3.2: Thiết bị đồng hóa cơ và thiết bị đồng hóa áp lực cao 24

Hình 3.3: Thiết bị sấy phun và tủ sấy bảo quản gia tốc 25

Hình 3.4: Quy trình vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun 26

Hình 3.6: Sơ đồ nghiên cứu 28

Hình 4.1 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng chất béo tổng tính theo phần trăm chất khô của các mẫu bột sau quá trình sấy phun 37

Hình 4.2: Giản đồ phân bố kích thước hạt khi thay đổi tỉ lệ chất béo : chất bao 39

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn biến đổi độ ẩm của các mẫu bột trong quá trình bảo quản gia tốc 44

Hình 4.4: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi chỉ số AV của các mẫu bột sau sấy phun và sau 30 ngày bảo quản gia tốc 45

Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng béo bề mặt so với chất béo tổng của các mẫu bột trong quá trình bảo quản gia tốc 46

Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi chỉ số PoV của các mẫu bột trong quá trình bảo quản gia tốc 47

Hình 4.7: Giản đồ phân bố kích thước hạt khi thay đổi nồng độ chất khô hệ nhũ tương 50

Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn biến đổi độ ẩm của các mẫu bột trong quá trình bảo quản gia tốc 52

Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hàm lượng béo bề mặt trong qáu trình bảo quản gia tốc 53

Hình 4.10: Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi chỉ số AV của các mẫu bột sau sấy phun và sau 30 ngày bảo quản gia tốc 54

Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi chỉ số PoV của các mẫu bột trong quá trình bảo quản gia tốc 55

MEE (Microencapsulation efficiency): Hiệu quả vi bao

MEY (Microencapsulation yield): Hiệu suất vi bao

MD: Maltodextrin

WPC: Whey protein concentrate

có tiềm năng sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để sản xuất bánh kẹo hoặc bổ sung vào các sản phẩm bột dinh dưỡng [4], [ [3], [1]

Chất béo hạt chôm chôm chứa một lượng lớn acid béo không no nên dễ bị oxi hóa Do đó, sau quá trình thu nhận thì việc bảo quản chất béo từ hạt chôm chôm cũng

là một vấn đề cần được quan tâm Với mục đích bảo quản chất béo, trước đây đã có nhiều nghiên cứu theo hướng sử dụng các chất chống oxi hóa tự nhiên và tổng hợp của các tác giả như Baydar (2007) [5], Ebrahimabadi (2010) [6] hay Ahn (2012) [7] Tuy nhiên, phương pháp được cho là tiềm năng hiện nay để bảo quản chất béo tránh các tác nhân gây hư hỏng từ bên ngoài như nhiệt độ, oxi không khí…là k thuật vi bao [8]

Vi bao chất béo là hướng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trong thời gian gần đây [9], [10], [11] Trong ngành công nghệ thực phẩm, phương pháp vi bao được

sử dụng phổ biến nhất là sấy phun Phương pháp này đem lại hiệu quả kinh tế cao, linh hoạt và cho ra chất lượng sản phẩm tốt [12], [13] Rất nhiều nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp sấy phun để vi bao chất béo từ các nguồn nguyên liệu khác nhau như đậu nành (Hogan, 2001) [14], hạt hướng dương (Ahn, 2008)[15], bơ (Bae, 2008) [16], hạt lanh (Tonon, 2011) [17] và ô liu (Calvo, 2010) [11]

Quá trình vi bao chất béo chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố chính như bản

chất của chất bao, tính chất hệ nhũ tương và điều kiện sấy phun [13] Để vi bao chất

béo, protein và carbohydrate là những chất bao thường được sử dụng [18], [19] Protein

có khả năng hòa tan hình thành lớp màng mỏng để bao bọc hạt béo, từ đó ổn định hệ

nhũ tương Carbohydrate trong quá trình vi bao đóng vai trò lấp đầy các lỗ hổng trên

màng bao Do đó, hỗn hợp chất bao protein và carbohydrate sẽ làm tăng hiệu quả của

quá trình vi bao

Nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản đồng thời tạo ra một dạng sản phẩm

dạng bột có thể sử dụng trong nhiều loại thực phẩm từ nguyên liệu chất béo hạt chôm

chôm, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ chất béo : chất bao

và tổng nồng độ chất khô đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (Nephelium

lappaceum L.)” với các nội dung chính là:

 Khảo sát quá trình vi bao chất béo hạt chôm chôm với các tỉ lệ chất béo : chất bao bằng phương pháp sấy phun

 Khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ chất khô hệ nhũ tương đến quá trình

vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun

CHƯ NG 2 : TỔNG QUAN

2.1 Hạt chôm chôm

Chôm chôm là loài cây vùng nhiệt đới Đông Nam Á, có tên khoa học là

Nephelium lappaceum L., thuộc họ Bồ đào (Sapindaceae) Chôm chôm có rất nhiều

giống, tuy nhiên ở Việt Nam chỉ có phân biệt chôm chôm thường, chôm chôm tróc vỏ

và chôm chôm nhãn Từ trước đến nay, chỉ có phần thịt trái được sử dụng để tráng miệng hay giải nhiệt, còn hạt và vỏ thì xem như phụ phẩm của quá trình chế biến Vào năm 1979, Kheiri nghiên cứu 13 giống chôm chôm khác nhau và kết luận rằng hạt chôm chôm chiếm từ 5,6 - 6,3% khối lượng trái [20] Đến năm 1988, Augustin tiến hành khảo sát ba giống chôm chôm R4, R7 và R169 và cũng đưa ra kết quả là hạt chôm chôm chiếm từ 5,6 - 7,4% khối lượng trái chôm chôm [21] Kết quả trên cũng

không khác nhiều so với nghiên cứu của Kheiri Có thể thấy rằng, hạt chôm chôm

chiếm một phần không nhỏ trong khối lượng trái Bảng 2.1 thể hiện thành phần dinh dưỡng hạt chôm chôm của 3 giống khác nhau đã được Augustin (1988) nghiên cứu

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của hạt chôm chôm [21]

Thành phần Loại R4 Loại R7 Loại R169

Protein 11,9 12,3 14,1 Lipid 37,1 38,9 37,9

Nhìn chung, hạt chôm chôm chứa một lượng chất béo tương đối cao và lên tới 38% Khi so sánh với hàm lượng chất béo trong một số loại hạt khác như hạt xoài với 8,5%, hạt đậu rồng khoảng 15,0 – 20,4% [21] thì hàm lượng chất béo trong hạt chôm chôm cao hơn hẳn Bên cạnh đó, hàm lượng protein của hạt chôm chôm (11%) lại thấp

hơn so với đậu phộng (20-35%) và tương đương với hàm lượng protein của hạt bắp (10,1%) [22]

Kết quả nghiên cứu của Augustin (1988) về thành phần acid amin của hạt chôm chôm từ ba giống R4, R7 và R169 được trình bày ở bảng 2.2 [21] Trong các loại acid amin thì acid glutamic chiếm tỉ lệ cao nhất (10,85- 14,95%), sau đó là glycine (8,51- 9,92%) và acid aspartic (7,24 – 9,8%)

Bảng 2.2: Thành phần acid amin của hạt chôm chôm [21]

Acid amin Hàm lượng (g/100 g protein)

(a) Tryptophan không được xác định

(b) Cysteine không được tìm thấy

2.2 Chất béo từ hạt chôm chôm

Đến nay, chất béo của hạt chôm chôm vẫn chưa được ứng dụng nhiều trong thực tiễn, tuy nhiên, những nghiên cứu về tính chất hóa lý của nó đã được bắt đầu từ những năm 1979 bởi Kheiri và cộng sự [20] Từ đó đến nay, đã có thêm một số nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về chất béo thu nhận từ hạt chôm chôm, đặc biệt là xác định thành phần hóa học, màu sắc và cấu trúc tinh thể chất béo [1], [3] Hàm lượng chất béo dao động từ 31,2% đến 38,9% so với khối lượng chất khô trong hạt do có sự khác nhau về giống, độ chín của trái, điều kiện thổ nhưỡng cũng như phương pháp thu nhận chất béo và được thể hiện ở bảng 2.3

Bảng 2.3: Hàm lượng chất béo trong hạt chôm chôm

Hàm lượng

(% khối lượng

chất khô)

Phương pháp thu nhận

Nơi trồng Tài liệu tham khảo

2.2.1 Thành phần hóa học dầu béo hạt chôm chôm

2.2.1.1 Thành phần acid béo và triglycerides

Wanrada (2011) đã xác định thành phần acid béo trong dầu béo từ hạt chôm chôm (Bảng 2.4) [3] Chất béo từ hạt chôm chôm chứa thành phần acid oleic và acid arachidic với tỉ lệ khá cao, khoảng gần 75% lượng chất béo tổng, ngoài ra còn có các acid béo khác

Bảng 2.4: Thành phần acid béo trong chất béo hạt chôm chôm [3]

Thành phần acid béo Hàm lượng (g/ 100 g)

Acid béo bão hòa 49,57 ± 0,14

Myristic acid (C14:0) 0,02 ± 0,00 Palmitic acid (C16:0) 4,69 ± 0,15 Stearic acid (C18:0) 7,03 ± 0,08 Arachidic acid (C20:0) 34,32 ± 0,01 Heneicosanoic acid (C21:0) 0,05 ± 0,00 Behenic acid (C22:0) 3,1 ± 0,04 Tricosanoic acid (C23:0) 0,03 ± 0,01 Lignoceric acid (C24:0) 0,33 ± 0,06

Acid béo chưa bão hoà, có một nối đôi 37,97 ± 0,22

Palmitoleic acid (C16:1 7) 0,49 ± 0,04 Trans-9-Elaitic acid (C18:1 9t) 0,03 ± 0,00 Cis-9-Oleic acid (C18:1 9c) 36,79 ± 0,16 Erucic acid (C22:1 9) 0,66 ± 0,03

Acid béo chưa bão hòa, nhiều nối đôi 7,89 ± 0,01

Cis-9,12-linoleic acid (C18:2 6) 1,37 ± 0,02 α-Linolenic acid (C18:3 3) 6,48 ± 0,03 Cis-11,14-Eicosadienoic acid (C20: 2) 0,04 ± 0,00

Bảng 2.4 cho thấy tổng lượng acid béo chưa bão hòa trong chất béo hạt chôm chôm xấp xỉ 45,86 g/100g Trong đó, acid béo có hàm lượng cao nhất là oleic acid với 36,79 g/100g, xếp thứ hai sau oleic acid là arachidic acid với 34,32 g/100g Các nghiên cứu trước đây của Teres (2008) và sau đó là của Chen (2011) cho rằng acid oleic có thể làm giảm huyết áp và chống lại quá trình oxy hóa [22], [24] Ngoài acid oleic, dầu hạt chôm chôm còn có một lượng các acid béo không no khác như 3, 6 Chúng là những acid béo có hoạt tính sinh học, có lợi cho sức khỏe con người Như vậy, với thành phần acid oleic, 3, 6 trên, dầu béo từ hạt chôm chôm có thể được xem là một nguồn chất béo tốt cho sức khỏe con người

Thành phần các triglycerides của dầu hạt chôm chôm đã được xác định bởi Harahap (2012) (Bảng 2.5) [1]

Bảng 2.5: Thành phần triglycerides trong dầu béo từ hạt chôm chôm [1]

Bảng 2.5 cho thấy thành phần triglyceride chủ yếu là Dioleoylglycerol (AOO), Arachidoyl-Steareoyl-Oleoylglycerol (ASO) và Arachydoyl-Oleoyl-Palmitoglycerol (AOP) với các giá trị lần lượt là 49,840%, 15,058% và

12,822% Các triglyceride còn lại đều có hàm lượng thấp hơn 10% Đa số các triglyceride đều có sự tham gia của acid arachidic Sự kết hợp giữa acid béo mạch dài này cùng với các acid béo chưa bão hòa khác như oleic acid, linolenic acid làm cho các triglyceride hầu hết ở dạng không bão hòa đôi hay ba Arachidic acid là một acid béo mạch dài và có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao Do đó, acid béo này sẽ ảnh hưởng quyết định đến tính chất hóa lý, tính chất nhiệt và trạng thái pha của chất béo từ hạt chôm chôm [4] Thực tế cho thấy, ở nhiệt độ thường, chất béo của hạt chôm chôm ở dạng rắn [3]

2.2.1.2 Các chất không xà phòng hóa

Chất không xà phòng hóa là các chất hòa tan trong acid béo, không thể bị xà phòng hóa bởi kiềm nhưng có thể hòa tan trong các dung môi trích béo Chất không xà phòng hóa có thể là các rượu bậc cao, sterol, hydrocarbon…Trong nghiên cứu về thành phần hóa học của chất béo hạt chôm chôm, Wandara (2011) đã tìm thấy -tocopherol

và phytosterol trong nhóm các chất không xà hóa -tocopherol là tiền tố của vitamin E

và là một chất chống oxy hóa quan trọng trong chất béo Bằng phương pháp sắc kí lỏng cao áp, Wandara (2011) đã xác định được trong 100g chất béo có khoảng 0,103 mg -tocopherol, còn trong 1g chất béo hạt chôm chôm còn chứa 0,93 mg phytosterol, là thành phần có khả năng làm giảm lượng choresterol có trong cơ thể [3]

Bảng 2.6: Thành phần khoáng trong dầu béo từ hạt chôm chôm [1]

(μg/g)

DRI (mg/ngày) IOM (2001)

DRI (Dietary Reference intakes): nhu cầu dinh dưỡng theo khuyến nghị của Viện y học

2.2.2 Tính chất của chất béo hạt chôm chôm

2.2.2.1 Màu sắc

Chất béo từ hạt chôm chôm là chất rắn màu trắng ở nhiệt độ phòng (25 ± 2oC) Màu sắc của chất béo được thể hiện qua các giá trị L*, a* và b* Trong đó thì L đặc trưng cho độ sáng của màu, có giá trị từ 0 đến 100 tương ứng với từ tối tới sáng, giá trị này chỉ cung cấp thông tin về độ sáng Giá trị a biểu thị giá trị màu từ xanh lá tới đỏ, còn b biểu thị giá trị màu từ xanh dương tới vàng Các giá trị L*, a* và b* của chất béo rắn lần lượt là 86,87, -2,06 và 3,55 Khi được gia nhiệt lên khoảng 60oC, chất béo rắn

sẽ hóa lỏng, có màu vàng với các giá trị L*, a* và b* đo được lần lượt là 66,34, -2,31

và 6,62 [3]

Các giá trị L*, a* và b* của chất béo từ cọ, đậu nành, hướng dương, ô liu và bắp, lần lượt nằm trong khoảng 63,4 – 69,5; 3,8 – 4,4 và 9,2 – 10,4 [25] Như vậy, chất béo từ hạt chôm chôm nóng chảy có giá trị b* thấp hơn so với các loại chất béo thực vật khác, có nghĩa là chất béo từ hạt chôm chôm có phần nghiêng về màu xanh dương hơn so với màu vàng Điều đó được giải thích là do chất béo từ hạt chôm chôm chứa ít

các sắc tố cho màu vàng như carotenoids khi so sánh với các loại chất béo từ các nguồn thu nhận khác [26]

2.2.2.3 Đường cong kết tinh và nóng chảy của chất béo hạt chôm chôm

Hình 2.1: Đường cong kết tinh và nóng chảy của chất béo hạt chôm chôm [3] Đường cong nóng chảy và kết tinh của dầu hạt chôm chôm có ba đỉnh tương ứng với các nhóm triglycerides có nhiệt độ nóng chảy và kết tinh cao, trung bình, và thấp

Quá trình kết tinh của chất béo hạt chôm chôm được thể hiện trong hình 2.1, với nhiệt độ tại các đỉnh là 40,9, 19,1 và -16,1oC cho các phân đoạn I, II, III Sự chuyển pha bắt đầu và kết thúc được dựa trên giá trị nhiệt độ bắt đầu và kết thúc của các đỉnh Tinh thể đầu tiên được hình thành ở 37,8oC và kết thúc ở -14,8o

C Ở quá trình nóng

chảy, phân đoạn I có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ở 4,2oC Điều này chứng tỏ phân đoạn này chứa các triglycerides của các acid béo chưa bão hòa Phân đoạn II và III có nhiệt độ nóng chảy trung bình và cao, với nhiệt độ tương ứng là 37,4 và 49,8oC Những phân đoạn này chứa nhiều triglycerides của các acid béo bão hòa Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy là -4,5oC và kết thúc tại 58,9oC [3]

2.2.2.4 Các chỉ số đánh giá chất lượng chất béo hạt chôm chôm

Để đánh giá chất lượng lipid, người ta thường hay đánh giá qua các chỉ số như chỉ số iod, chỉ số xà phòng hóa, chỉ số acid Đối với giống chôm chôm được trồng tại Nakornpathom- Thailand, Wanrada (2011) đã xác định các chỉ số của chất béo và kết quả được trình bày trong bảng 2.7

Bảng 2.7: Các chỉ số đánh giá chất lượng của dầu béo từ hạt chôm chôm [3]

Các chỉ số Giá trị Chỉ số iod (g/100 g dầu) 41,6 ± 1,2 Chỉ số xà phòng hóa (mg KOH/g dầu) 166 ± 3

Chỉ số iod là số g iod bão hòa hết số liên kết chưa no trong 100g chất béo Chất béo hạt chôm chôm có chỉ số iod là 41,6 g/100 g dầu và được xếp vào nhóm dầu không khô (non-drying oil) cùng với dầu cọ và dầu dừa [28] Chỉ số này có giá trị khá thấp, nguyên nhân là do lượng lớn acid béo không no trong hạt chôm chôm là oleic acid mà acid này lại chỉ có một nối đôi duy nhất Giá trị này cũng đã được ghi nhận trong các nghiên cứu trước đó về chất béo từ hạt chôm chôm của Azam (2005) [29]; Solís-Fuentes (2010) [4], và dao động trong khoảng 44 - 47 g/100 g dầu

Chỉ số xà phòng hóa được định nghĩa là số mg KOH cần để xà phòng hoá hoàn toàn lượng acid béo tự do và liên kết có trong 1 gam chất béo Chỉ số xà phòng hóa của dầu béo hạt chôm chôm sau khi trích ly ở trong khoảng 166 mg KOH/g chất béo Khi

so sánh với các loại dầu khác như dầu dừa (338 mg KOH/g dầu), dầu phộng (362 mg KOH/g dầu), dầu cọ (732 mg KOH/g dầu) [29] thì giá trị xà phòng hóa của dầu chôm

chôm ở mức thấp hơn Điều này cho thấy dầu chôm chôm chứa nhiều các acid béo mạch dài và có khối lượng phân tử trung bình hoặc cao [3]

Chỉ số acid là số mg KOH trung hòa hết acid béo tự do trong 1g chất béo Solís-Fuentes (2010) đã xác định chỉ số acid của chất béo trích ly từ hạt chôm chôm khoảng 3,95 mg KOH/g béo [4] Chỉ số acid của hạt chôm chôm cũng thấp hơn so với dầu dừa (12,2 mg KOH/g béo) hay dầu cọ (16,6 mg KOH/g chất béo) [30] Chỉ số này đánh giá mức độ thủy phân triglyceride của chất béo Chỉ số này càng cao chứng tỏ lượng triglyceride bị thủy phân càng nhiều

2.3 Kỹ thuật vi bao chất béo

2.3.1 Giới thiệu kỹ thuật vi bao

Vi bao (microencapsulation) chất béo được định nghĩa là quá trình bao gói các hạt cầu béo nhỏ, gọi là chất nền (core) vào trong một lớp màng bao cực mỏng của chất bao (coating wall) giúp hạn chế sự tiếp xúc của chất nền với môi trường Chất béo và dầu, các hợp chất thơm và nhựa dầu, vitamin, khoáng chất, chất màu, và các enzyme là những chất nền có thể được vi bao [31], [32] Kích thước hạt được tạo thành trong quá trình vi bao được phân thành các nhóm: macro (> 5000 μm), micro (1,0-5000 μm) và nano (< 1,0 μm) [33]

K thuật vi bao chất béo gồm hai giai đoạn: phân tán những hạt cầu béo và cố định chúng trong lớp màng bao Quá trình phân tán các hạt cầu béo thường được thực hiện thông qua quá trình đồng hóa Nếu kích thước hạt cầu béo càng nhỏ thì quá trình

vi bao càng dễ thực hiện, nhờ vậy có thể hạn chế lượng chất béo bị oxy hóa trong quá trình sấy và bảo quản

Hai dạng cấu trúc chính được tạo ra trong quá trình vi bao đó là đơn nhân và đa nhân (Hình 2.3) Dạng đơn nhân chủ yếu được tạo thành từ phương pháp tạo giọt phức hợp (phương pháp dựa trên phản ứng của các phân tử polymer (-) và (+) dạng dung dịch như gelatin, gum arabic…), sấy tầng sôi, đùn nhỏ giọt; các phương pháp này cho

tỉ lệ chất bao khá cao (khoảng 90% tổng khối lượng) [34], [35], [36] Đây là cấu trúc đơn giản nhất với khối hình cầu được bao xung quanh bởi lớp màng Dạng đa nhân chủ

yếu được tạo thành bằng phương pháp sấy phun, chất nền sẽ phân tán đều trong chất

bao, trung tâm hạt sẽ là vùng trống [37], [38] Ở dạng này, chất bao chỉ chiếm

20 – 30 % tổng khối lượng [36]

Hình 2.2: Hai dạng của cấu trúc vi bao [13]

Mục đích của việc vi bao trong công nghiệp thực phẩm [39]

 Tránh ảnh hưởng xấu bởi oxy, nhiệt độ, tia UV, …

 Cô lập nhân khỏi sự tấn công của các phản ứng hóa học

 Cải thiện tính chất của phần lõi (tăng khả năng phân tán, độ hòa tan, độ

dính… che dấu các tính chất không mong muốn)

 Kiểm soát sự giải phóng các chất hóa học của phần lõi bằng cách làm chậm

hay làm ổn định quá trình giải phóng đó

2.3.2 Các phương pháp vi bao

2.3.2.1 Vi bao bằng phun nguội, phun lạnh

Phương pháp phun nguội, phun lạnh sử dụng không khí có nhiệt độ thấp để sấy

các vật liệu lỏng thành các hạt mịn Phun nguội thường được sử dụng cho các loại

nguyên liệu có thành phần nhạy cảm với nhiệt [40] Những vật liệu ở trạng thái lạnh

đông, những chất mẫn cảm với nhiệt hay chất không tan trong các dung môi thông

thường thường được vi bao bằng phương pháp này [41] Đây là phương pháp ít tốn

kém nhất và thường được ứng dụng để vi bao các muối hữu cơ hay vô cơ như ferrius sulfate, vitamin, khoáng cũng như enzyme, các hợp chất hương,…

2.3.2.2 Vi bao bằng sấy tầng sôi

Vi bao bằng sấy tầng sôi là một phương pháp vi bao cơ học, chỉ có thể áp dụng cho các vật liệu ở trạng thái rắn Các vật liệu rắn sẽ ở trạng thái lơ lửng trong luồng phun không khí nóng Khi đạt nhiệt độ yêu cầu, chất bao ở dạng lỏng sẽ được phun vào Các hạt sau khi vi bao sẽ đạt kích thước từ 50-500 µm [41] Phương pháp sấy tầng sôi có thể áp dụng cho bất kể loại chất bao nào, chẳng hạn như polysaccharide, protein, lipid, chất nhũ hóa, sáp,…

2.3.2.3 Vi bao bằng kỹ thuật tạo giọt tụ

Ở phương pháp tạo giọt tụ, chất bao được kết tủa do sự tác động của các yếu tố như thay đổi pH, nhiệt độ hay bổ sung các chất điện giải, kết quả làm hình thành một mạng lưới polymer xung quanh vật liệu nhân Thông thường, cả phương pháp đơn giản

và phức tạp đều được sử dụng phổ biến Ở phương pháp đơn giản, người ta sử dụng cặp polymer-polymer không tương thích, thường là hai polymer hòa tan trong một dung môi nhưng không kết hợp với nhau trong dung dịch Các polymer này tạo thành hai pha riêng biệt, chỉ có một phần tham gia vào quá trình hình thành màng bao, phần còn lại thường có xu hướng không tham gia vào quá trình này Trong phương pháp phức tạp, các viên nang được hình thành do tương tác ion của hai polymer mang điện tích trái dấu Thông thường, polymer mang điện tích dương sẽ là protein, điện tích âm

sẽ là gelatin hay gum arabic Sự tạo giọt xảy ra khi các điện tích trung hòa với nhau [40]

2.3.2.4 Vi bao bằng sấy phun

Sấy phun là một trong những k thuật vi bao lâu đời nhất, được biết đến từ những năm 1930 để vi bao chất tạo hương bằng gum arabic [32] Với nhiều ưu điểm như chi phí thấp, linh hoạt, sử dụng thiết bị có sẵn và tạo ra những hạt có chất lượng tốt, vi bao bằng phương pháp sấy phun được sử dụng phổ biến nhất và đạt nhiều thành công trong ngành công nghiệp thực phẩm [32], [13], [10] Mặc dù thường được xem là

một quá trình sấy, sấy phun vẫn được dùng để vi bao vì khả năng tạo một ma trận để bảo vệ nguyên liệu bên trong [31] Ngày nay, k thuật sấy phun được ứng dụng chủ yếu để vi bao chất béo, chất tạo hương [13] và để sấy khô các thực phẩm nhạy cảm với nhiệt, dược phẩm [39] Tuy nhiên, phương pháp sấy phun còn tồn tại một số nhược điểm như không sấy được các dung dịch có độ nhớt quá cao, thất thoát và biến tính sản

phẩm do dính thành buồng sấy và nhiệt độ cao làm tiêu tốn năng lượng [42]

Nguyên tắc chính của k thuật này là phun nguyên liệu ở dạng lỏng vào môi trường không khí khô nóng để nước bốc hơi nhanh chóng và ngay lập tức thu được sản phẩm bột Khí thường dùng trong quá trình sấy phun là không khí sạch Dịch lỏng ban đầu được sử dụng có thể là dung dịch hòa tan, hệ nhũ tương hoặc dung dịch huyền phù Sản phẩm thu được là những hạt bột mịn (10-50 μm) hoặc những hạt có kích thước lớn (2-3 mm) [42] Shahidi (1993) [32] cho rằng quá trình vi bao bằng phương pháp sấy phun gồm bốn giai đoạn: chuẩn bị hệ nhũ tương; đồng hóa; phun sương hệ nhũ tương; bốc ẩm của các hạt sương Trong giai đoạn đầu tiên, hệ nhũ tương dầu trong nước gồm

có pha phân tán là lõi chất béo, pha liên tục là dung dịch chất bao Hệ phân tán thu được có hoặc không có bổ sung chất nhũ hóa (tùy thuộc vào khả năng nhũ hóa của chất bao sử dụng) sẽ được đem đồng hóa để làm giảm kích thước hạt béo, giúp cho chất bao

dễ hấp phụ lên các hạt phân tán Sau đó, hệ nhũ tương dầu trong nước sẽ được phun vào dòng tác nhân sấy ở bên trong buồng sấy để bốc hơi nước và hình thành nên các vi hạt Các hạt bột thường có dạng hình cầu với thành phần chất béo được bọc bên trong lớp vỏ có khả năng tan trong nước [31] Thời gian sấy rất ngắn nên không ảnh hưởng đến thành phần chất béo ở bên trong các hạt sản phẩm

2.3.3 Đánh giá quá trình vi bao

Để đánh giá quá trình vi bao, người ta thường sử dụng hai chỉ tiêu chính là hiệu suất vi bao MEY (Microencapsulation yield) và hiệu quả vi bao MEE (Microencapsulation efficiency) [43]

Hiệu suất vi bao MEY là tỉ lệ giữa lượng chất béo tổng có trong bột sản phẩm và lượng chất béo tổng có trong hệ nhũ tương ban đầu, được xác định bởi công thức:

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 chất béo được bao và lượng chất béo tổng có trong bột sản phẩm

2.3.4.1 Bản chất của chất bao

Lựa chọn chất bao là bước quan trọng trong k thuật vi bao bằng phương pháp sấy phun vì nó ảnh hưởng đến tính chất của hệ nhũ tương trước khi sấy và thời gian bảo quản của vi hạt sau khi sấy [13] Nếu chất nền là chất kị nước thì chất bao cần có những tính chất cơ bản như khả năng nhũ hóa và ổn định hệ nhũ tốt, xu hướng tạo màng mịn và kín sau khi sấy, khi hòa tan với nồng độ cao trong nước tạo thành dung dịch có độ nhớt thấp, khả năng phân tán và hòa tan tốt trong dung dịch [13], [39], [42] Một chất bao lý tưởng cần phải tan tốt trong nước, khả năng tạo nhũ tốt, độ nhớt thấp, giá thành thấp, không có mùi vị lạ, không tương tác với chất được bao trong suốt quá trình chế biến và bảo quản, có khả năng loại bỏ hoàn toàn dung môi trong quá trình sấy [44], [13] Trên 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 các loại chất bao lại với nhau hoặc bổ sung thêm các chất chống oxy hóa, chất hoạt động bề mặt để tăng khả năng bảo vệ của chất

bao [44] Các loại chất bao chính thường được sử dụng có thể chia làm hai nhóm là carbohydrate (tinh bột biến tính, dẫn xuất cellulose, gum và cyclodextrin) và protein

(whey protein, soy protein, caseinate, gelatine…) [13]

Các nghiên cứu của Sheu (1998) [46]; Ré (1998) [39]; Hogan (2003) [47] cho thấy việc thủy phân carbohydrate sẽ cải thiện hiệu quả vi bao của chúng Mức độ bao bọc của carbohydrate có liên hệ mật thiết tới chỉ số DE (Dextrose equivalent) của nó Giá trị DE cao phù hợp sẽ làm giảm khuyết tật trên bề mặt hạt bột, ngăn cản không cho oxy thấm qua màng và kết quả nâng cao hiệu quả vi bao Mặt khác, việc sử dụng chất bao có phân tử lượng thấp có thể ảnh hưởng đến cấu trúc hạt bột thu được sau quá trình sấy phun [48] Một số loại carbohydrate như tinh bột biến tính, maltodextrin, gum arabic… thường được sử dụng nhiều trong k thuật vi bao nhưng phổ biến nhất hiện nay là maltodextrin và đây cũng là loại chất bao bản chất carbohydrate được sử dụng trong nghiên cứu này

Maltodextrin (MD) là sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme hoặc acid MD tan rất tốt trong nước, tạo dung dịch có độ nhớt thấp ngay khi ở nồng độ cao và ổn định chất béo được bao Ngoài ra, MD còn có một ưu điểm không thể không nhắc đến là giá thành thấp Hogan (2001) [47] đã khảo sát ảnh hưởng của chỉ số DE của MD đến độ bền hệ nhũ tương, hiệu quả vi bao bằng phương pháp sấy phun Kết quả cho thấy khi tăng chỉ số DE sẽ làm giảm độ nhớt của hệ nhũ tương, đó là do hiện tượng giảm khối lượng phân tử trung bình của các chất trong hệ nhũ Việc tạo ra dung dịch có độ nhớt thấp là một ưu điểm quan trọng đối với quá trình vi bao bằng phương

pháp sấy phun vì nó cho phép thực hiện quá trình sấy ở nồng độ chất khô cao mà không ảnh hưởng đến giai đoạn phun sương tạo hạt lỏng để trộn với dòng tác nhân sấy [49] Khi khảo sát khả năng vi bao của MD thì Raja (1989) thấy rằng MD từ 10 đến 20

là thích hợp nhất để làm chất bao Tuy nhiên, MD lại không có khả năng nhũ hóa cao cũng như lưu giữ các chất bay hơi lại kém, do đó khả năng lưu giữ chất béo cũng như cấu tử hương là rất thấp [49], [42] Vì vây, MD không được sử dụng làm chất bao độc lập để vi bao các loại chất béo Theo Carneiro (2013), khi kết hợp MD với tinh bột biến tính sẽ cho hiệu quả vi bao dầu lanh tốt nhất (95,7%) [50] Một nghiên cứu khác của Gallardo (2013) cho thấy vi hạt tạo thành khi vi bao dầu lanh với tổ hợp MD và gum Arabic (GA) có hình cầu rõ ràng, bề mặt trơn và hiệu quả vi bao đạt được khá cao (91,4%) [48] Ngoài ra, tổ hợp này cũng cho hiệu quả vi bao cao đối với nghiên cứu dầu bạch đậu khấu [51], dầu cam [52], dầu nành [14] Tỉ lệ giữa hai loại chất bao cũng được xác định Pedroza (2002) chứng minh rằng tỉ lệ 50: 50 của hỗn hợp gum arabic và maltodextrin sẽ có khả năng bảo vệ chất được bao tốt nhất [53]

Whey là sản phẩm phụ dạng lỏng được tách ra từ quá trình đông tụ casein sữa Sự đông tụ có thể được thực hiện bởi vi sinh vật, bổ sung acid hoặc bổ sung enzyme rennin Whey protein của sữa bao gồm chủ yếu bởi 2 thành phần α-lactalbumin và β-lactoglobulin, trong đó β-lactoglobulin là thành phần chiếm nhiều nhất trong whey protein, với khối lượng phân tử là 36000 Nhiều nghiên cứu cho thấy whey protein có thể hạn chế sự oxy hóa chất béo nhờ hình thành một màng bao dẻo dày và kìm hãm khả năng xúc tác oxy hóa của ion kim loại, đồng thời có khả năng hoạt động bề mặt tốt giúp ngăn chặn sự kết chùm các hạt phân tán trong hệ nhũ tương, từ đó làm tăng sự ổn định của hệ nhũ [57] Cụ thể, Whey Protein Concentrate (chứa 75% protein) trong nghiên cứu của Young (1993) để vi bao chất béo khan từ sữa cho hiệu quả vi bao lên đến 90% [43] Tương tự, kết quả nghiên cứu của Hogan (2001) cũng cho thấy WPC (chứa 72% protein) khi vi bao dầu đậu nành theo tỉ lệ dầu : protein 1: 4 (w/w) sẽ cho hiệu quả vi bao cao nhất (59%) [14]

b Chất bao kết hợp protein – carbohydrate

Trong sản xuất, màng bao thường được tạo thành do sự kết hợp của nhiều loại chất bao với nhau [58] Sự kết hợp giữa protein và carbohydrate có độ nhớt thấp sẽ cải thiện hiệu quả vi bao và các tính chất hóa lý của sản phẩm sau quá trình vi bao Bae (2008) đã sử dụng whey protein và maltodextrin với tỉ lệ 1 : 9 để vi bao dầu trái bơ

đã giúp tăng hiệu quả vi bao từ 59,62% lên 66,18% cao hơn so với trường hợp chỉ dùng một mình chất bao là whey protein Young (1993) đã tiến hành vi bao chất béo khan từ sữa và hiệu quả vi bao đạt 93% khi sử dụng hỗn hợp whey protein isolate và maltodextrin (DE 18) với tỉ lệ 1 : 3 Ngoài ra, các tác giả khác như Sheu (1998), cũng

đã sử dụng whey protein và maltodextrin để vi bao Ethyl caprylate [46] còn Edrahimabadi (2010) thì sử dụng hỗn hợp chất bao này để vi bao dầu hạt hương dương dầu hạt hướng dương [7] Lúc này, protein đóng vai trò là chất tạo màng bao, giữ lấy các hạt cầu béo bên trong, còn carbohydrate đóng vai trò là chất lắp đầy, che phủ các lỗ trống, các khuyết tật trên bề mặt hạt bột [59], [47] Do đó, sử dụng protein kết hợp với

carbohydrate ở một tỉ lệ thích hợp ứng với từng loại chất được bao khác nhau sẽ góp phần làm tăng hiệu quả vi bao.

2.3.4.2 Tỉ lệ chất béo: chất bao

Khi sử dụng tỉ lệ chất bao và chất béo thích hợp thì quá trình vi bao cho kết quả tốt vì lượng chất bao sử dụng ít và hiệu quả vi bao cao Nếu tỉ lệ chất bao và chất béo không phù hợp, lượng chất béo được bao sẽ giảm, chất béo bề mặt tăng [60], hiệu quả

vi bao sẽ giảm [61], [62], [63], [64], [14] Hogan (2001) đã chứng minh rằng khi tỉ lệ sodium caseinate và dầu nành giảm từ 4 xuống 0,33 thì hiệu quả vi bao giảm từ 89,2% đến 18,8% [47] Đó là do tỉ lệ chất béo quá cao, hàm lượng chất béo bề mặt tăng, giảm hiệu quả vi bao [65] Ứng với mỗi loại chất bao và chất béo khác nhau sẽ có một tỉ lệ thích hợp

Tỉ lệ giữa chất bao và chất béo thường nằm trong khoảng từ 2 đến 4 Nếu tỉ lệ này thấp hơn 2 sẽ làm tăng lượng chất béo không được bao, tăng lượng béo bề mặt trong sản phẩm cuối cùng Còn nếu tỉ lệ này cao hơn 4 thì hàm lượng chất béo trong

sản phẩm rất thấp [48]

2.3.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô

Hàm lượng chất khô ban đầu trong hệ nhũ tương trước khi sấy được xem là một thông số quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu quả vi bao chất béo [39] Hàm lượng chất khô cao làm cho lượng nước thấp, do đó lượng nước cần bay hơi trong hệ nhũ sẽ ít, từ đó rút ngắn thời gian sấy, lớp màng bao bề mặt sẽ được tạo thành nhanh và ngăn cản tốt

sự chuyển động của chất béo ra bề mặt Hơn nữa, nồng độ chất khô cao sẽ làm tăng độ nhớt, dẫn đến việc các giọt dầu béo sẽ khó chuyển động hơn, hay nói cách khác là hệ nhũ trước khi sấy cũng sẽ bền hơn Do đó, khi hàm lượng chất khô cao thì hiệu quả vi bao sẽ tăng [12], [13] Ví dụ như trong nghiên cứu của Tang (2012), khi tăng nồng độ chất khô trong hệ nhũ từ 10% đến 15% và 20% theo khối lượng để vi bao dầu nành bằng soy protein isolate thì hiệu quả vi bao lần lượt là 44,3%, 50,0% và 51,4% [66] Tuy nhiên, hiệu quả vi bao chỉ tăng khi hàm lượng chất khô đạt đến một giá trị nhất định Nếu vượt quá giá trị đó, hiệu quả vi bao sẽ giảm Khi hàm lượng chất khô quá

cao, một phần chất bao sẽ không tan vào nước, những phần này không có khả năng vi bao, làm giảm hiệu quả vi bao Ngoài ra, hàm lượng chất khô cao còn làm tăng quá mức độ nhớt của hệ nhũ gây khó khăn trong quá trình sấy phun như nhập liệu khó khăn hay nghẽn đầu phun

Tóm lại:

Từ những nghiên cứu về tính chất hóa lý và thành phần hóa học cho thấy chất béo

từ hạt chôm chôm rất tiềm năng ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm Tuy nhiên, chất béo từ hạt chôm chôm chứa nhiều các acid béo không no nên rất dễ tham gia phản ứng oxy hóa Do đó, chất béo hạt chôm chôm cần được bảo quản ở điều kiện thích hợp

Vi bao bằng phương pháp sấy phun là một trong những phương pháp bảo quản chất béo rất hiệu quả Whey protein và maltodextrin đều là những chất bao thường được sử dụng để vi bao chất béo Trong kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy khi kết hợp whey protein và maltodextrin sẽ cho hiệu quả vi bao tốt hơn ở dạng đơn lẻ Quá trình vi bao chất béo chịu ảnh hưởng của nhiều tố, trong đó có thể kể đến là tỉ lệ chất bao : chất bao và nồng độ chất khô hệ nhũ tương

CHƯ NG 3: NGUYÊN IỆU VÀ PHƯ NG

PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nguyên liệu và thiết bị sử dụng

3.1.1 Nguyên liệu

 Hạt chôm chôm

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng hạt chôm chôm thuộc giống chôm chôm Long Khánh được thu mua từ Công Ty TNHH Gia Kiệm chuyên sản xuất nước quả ngâm đường Địa chỉ nhà máy: xã Quang Trung, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai

 Chất bao

 Whey protein concentrate: Whey protein concentrate được mua từ

Công ty cổ phần Thực Phẩm Á Châu, có xuất xứ từ M Thành phần hóa học của whey protein được thể hiện ở bảng 3.1

Bảng 3.1: Thành phần hóa học của whey protein sử dụng trong nghiên cứu

Protein Chất béo Tro

Độ ẩm

80,0 – 82,0 4,0 – 8,0 3,0 – 4,0 3,5 – 4,5

 Maltodextrin: Maltodextrin (Glucide 12) là sản phẩm của nhà sản xuất Roquette, Pháp

Bảng 3.2: Thông số k thuật của maltodextrin sử dụng trong nghiên cứu

DE

pH

Độ ẩm Kim loại nặng

12 4,5 – 5,5 ≤ 5%

≤ 5 ppm

 Hóa chất

Hóa chất để trích ly chất béo

- n- Hexan (Chemsol, Việt Nam)

 Hóa chất sử dụng để phân tích

- Acid sulfuric (Labotech, Việt Nam)

- Sodium thiosulfate (Labotech, Việt Nam)

- Potassium iodine (Xilong, Trung Quốc)

- Cloroform (Chemsol, Việt Nam)

- Ethanol Absolute (Chemsol, Việt Nam)

- Amoniac (Xilong, Trung Quốc)

- Diethyl ether (Chemsol, Việt Nam)

- Petroleum ether phân đoạn 30-60 (Xilong, Trung Quốc)

- Acid acetic (Guangdong Guanghua, Trung Quốc)

3.1.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

 Hệ thống trích ly và thu hồi dung môi: Thiết bị trích ly được sản xuất bởi

công ty trách nhiệm hữu hạn Vida (Việt Nam) (Hình 3.1)

Hình 3.1: Thiết bị trích ly và đuổi dung môi

 Thiết bị đồng hóa cơ và đồng hóa áp lực cao: Thiết bị đồng hóa cơ là thiết bị

Heidolph Diax 900 được sản xuất bởi hãng Labexchange (Đức) và thiết bị đồng

hóa áp lực cao được sản xuất bởi hãng APV – SPX (Đan Mạch) (Hình 3.2)

Hình 3.2: Thiết bị đồng hóa cơ và đồng hóa áp lực cao

 Thiết bị sấy phun và tủ sấy bảo quản gia tốc: Thiết bị sấy phun thiết bị

Mobile Minor – Model E của hãng Niro A/S (Đan Mạch) và tủ sấy sử dụng để bảo quản gia tốc có model là UNB400, của hãng Memmert (Đức) (Hình

3.3)

Hình 3.3: Thiết bị sấy phun và tủ sấy

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của đề tài là kéo dài thời gian bảo quản chất béo hạt chôm chôm Chất

béo được vi bao bằng phương pháp sấy phun

3.2.2 Các quy trình sử dụng trong nghiên cứu

3.2.2.1 Quy trình thu nhận chất béo từ hạt chôm chôm

- Được trình bày trong phụ lục 1

3.2.2.2 Quy trình vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun

Hình 3.4: Quy trình vi bao chất béo hạt chôm chôm bằng phương pháp sấy phun

Dầu hạt chôm chôm Hòa tan

 Phối trộn

Hỗn hợp sau đồng hóa cơ sẽ được tiếp tục phối trộn với chất bao còn lại là protein

đã được ủ ở nhiệt độ khoảng 7- 10oC trong khoảng 12h nhằm mục đích đảm bảo toàn

bộ lượng whey protein được hòa tan hoàn toàn Hỗn hợp tiếp tục được chuyển qua thiết

bị đồng hóa áp lực cao

 Đồng hóa áp lực cao

Mục đích của quá trình là làm giảm kích thước hạt, phân tán đều các hạt phân tán

và ổn định hệ nhũ để tăng hiệu quả quá trình vi bao Áp lực đồng hóa cho quá trình này

là 300 bar và lặp lại 3 lần

 Sấy phun

Hỗn hợp sau khi được đồng hóa áp lực cao sẽ được đem đi sấy phun để tạo thành sản phẩm cuối cùng Quá trình sấy phun chuyển bán thành phẩm dạng lỏng sang dạng bột, độ ẩm giảm làm cho sản phẩm được bảo quản trong thời gian dài Thông số áp dụng cho quá trình sấy phun: nhiệt độ đầu vào 160oC, nhiệt độ đầu ra 60oC, áp lực đầu phun 3 bar, tốc độ nhập liệu là 1,4 L/h