Ảnh hưởng thành phần hỗn hợp chất bao protein carbohydrate đến khả năng vi bao chất béo từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l )

TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, dầu hạt chôm chôm được vi bao bằng sấy phun với 4 tổ hợp chất bao là whey protein concentrate 80% kết hợp với carbohydrate gum arabic, maltodextrin D

TRẦN NGUYỄN PHƯƠNG DUNG

ẢNH HƯỞNG THÀNH PHẦN HỖN HỢP CHẤT BAO PROTEIN - CARBOHYDRATE ĐẾN KHẢ NĂNG VI BAO

CHẤT BÉO TỪ HẠT CHÔM CHÔM (NEPHELIUM

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn, thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này, giúp tôi hiểu được phương pháp tiếp cận, giải quyết vấn đề và những kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, h thuật H h c, Trường Đại h c Bách Khoa – ĐHQG TPHCM đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian h c tập tại trường Tôi xin cảm ơn u Thầy ph trách Ph ng th nghiệm thuật Thực phẩm thuộc ộ môn Công nghệ Thực phẩm, h thuật H h c, Trường Đại h c ách h Tp.HCM

đã giúp đỡ và tạ m i điều iện tốt nhất ch tôi tr ng uốt quá trình làm việc tại Phòng thí nghiệm

Tôi xin cảm ơn các bạn h c viên C h c CNTP h , và các bạn inh viên, h c viên àm việc tại Ph ng th nghiệm thuật Thực phẩm thuộc ộ môn Công nghệ Thực phẩm, h thuật H h c, Trường Đại h c ách h Tp.HCM

đã uôn ở bên cạnh, chia sẻ, ng hộ và giúp đỡ tôi tr ng uốt uá trình h c tập cũng như tr ng thời gi n thực hiện đề tài này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn âu ắc đến gi đình tôi, những người thân luôn ng hộ tôi cả về mặt vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian tôi theo h c cao

h c tại trường Đại h c Bách Khoa – ĐHQG TPHCM

TP Hồ Ch Minh, tháng 7 năm 5 Trần Nguyễn Phương Dung

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong luận văn này, dầu hạt chôm chôm được vi bao bằng sấy phun với 4 tổ hợp chất bao là whey protein concentrate 80% kết hợp với carbohydrate (gum arabic, maltodextrin DE 12, sacchar e và g uc e) Và u đ , dầu hạt chôm chôm được vi bao bằng sấy phun với các tỉ lệ whey protein concentrate 80% kết hợp với carbohydrate trong tổ hợp chất bao là 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 (w/w) Dầu hạt chôm chôm được sấy phun với các điều kiện cố định như: nồng độ chất khô 30%, tỉ lệ chất béo:chất bao 1:2 (w/w), đồng hóa áp lực cao 300bar, nhiệt độ tác nhân sấy đầu vào 160oC Mẫu được bảo quản gia tốc ở 60o

C trong 30 ngày Kết quả cho thấy, sự kết hợp c a whey protein và maltodextrin là lựa ch n tốt nhất (hiệu quả vi b đạt 85,93%, hiệu suất vi

b đạt 90,54%, chỉ số cid đạt 0,63mg KOH/g dầu, chỉ số per xide đạt 4,76meq/kg dầu) và sự kết hợp c a whey protein với maltodextrin ở tỉ lệ 1:3 là lựa ch n tốt nhất (hiệu quả vi b đạt 96,36%, hiệu suất vi b đạt 81,49%, chỉ số cid đạt 0,72mg KOH/g dầu, chỉ số per xide đạt 4,90meq/kg dầu)

ABSTRACT

In this study, rambutan seed oil was microencapsulated by spray drying in four different wall systems consisting of whey protein concentrate 80% combination with carbohydrate (gum arabic, maltodextrin DE 12, saccharose and glucose) And then, rambutan seed oil was microencapsulated by spray drying in wall systems consisting of whey protein concentrate 80% combination with carbohydrate (the best wall systems in early experiment) at various ratios (1:1, 1:2, 1:3, 1:4 w/w) Rambutan seed oil was spray-dried at fixed conditions such as 30% total solids, oil/wall material ratio 1:2 (w/w), pressure homogenization 300bar, inlet air temperature of drying 160oC Samples was stored at 60oC in 30 days The results indicated that, combination of whey

KOH/g oil, peroxide value (PoV) was 4,76meq/kg oil) and combination of whey protein and maltodextrin at ratio 1:3 was the best selection (microencapsulation efficiency was 96,36%, microencapsulation yield (MEY) was 81,49%, acid value (AV) was 0,72mg KOH/g oil, peroxide value (PoV) was 4,90meq/kg oil)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin c m đ n đây à công trình nghiên cứu c a riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận văn này à trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác

Tôi xin c m đ n rằng m i sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin tr ch dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

Trần Nguyễn Phương Dung

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN i

TÓM TẮT LUẬN VĂN iii

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC vi

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Dầu hạt chôm chôm 3

1.1.1 Thành phần hóa h c c a dầu hạt chôm chôm 4

1.1.2 Tính chất c a dầu hạt chôm chôm 7

1.2 K thuật vi bao chất béo 11

1.2.1 Khái niệm chung về k thuật vi bao 11

1.2.2 Các phương pháp vi b 13

1.2.3 Đánh giá uá trình vi b 17

1.2.4 Chất bao sử d ng trong vi bao 17

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Nguyên liệu và thiết bị 24

2.1.1 Nguyên liệu 24

2.1.2 Thiết bị 27

2.2 Phương pháp nghiên cứu 30

2.2.1 M c tiêu đề tài 30

2.2.2 Quy trình vi bao dầu hạt chôm chôm bằng phương pháp ấy phun 30

Sơ đồ nghiên cứu 32

2.2.4 Bố trí thí nghiệm 33

2.3 Các phương pháp phân t ch 37

2.4 Các công thức tính toán 38

2.5 Xử lý số liệu 39

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40

3.1 Khảo sát ảnh hưởng c a các tổ hợp chất bao whey protein – carbohydrate 40

3.1.1 Thời điểm kết thúc quá trình sấy phun 40

3.1.2 Quá trình bảo quản gia tốc 47

3.2 Khảo sát ảnh hưởng c a các tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 52

3.2.1 Thời điểm kết thúc quá trình sấy phun 53

3.2.2 Quá trình bảo quản gia tốc 57

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

4.1 Kết luận 62

4.2 Kiến nghị 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 73

PHỤ LỤC 2: THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH THU NHẬN DẦU HẠT CHÔM CHÔM 81

DANH MỤC BẢNG

Bảng : Hàm ượng dầu hạt chôm chôm 3

Bảng 1.2: Thành phần acid béo trong dầu hạt chôm chôm 4

Bảng 1.3: Thành phần triacylglycerol trong dầu hạt chôm chôm 5

Bảng 4: Hàm ượng khoáng trong dầu hạt chôm chôm [9] 6

Bảng 1.5: Nhiệt độ tại các đỉnh chuyển pha c a dầu hạt chôm chôm theo các tác giả 9

Bảng 1.6: Các chỉ số đánh giá chất ượng dầu hạt chôm chôm 11

Bảng 7: Các phương pháp vi b 14

Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất ượng c a whey protein concentrate 24

Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất ượng c a gum arabic 25

Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất ượng c a maltodextrin 25

Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất ượng c a saccharose 25

Bảng 2.5: Chỉ tiêu chất ượng c a glucose 26

Bảng 2.6: Hóa chất sử d ng trong quá trình nghiên cứu 26

Bảng 2.7: Thông số k thuật c a thiết bị đồng hóa áp lực cao 27

Bảng 2.8: Thông số k thuật c a thiết bị đồng h cơ 28

Bảng 2.9: Thông số k thuật c a thiết bị sấy phun 29

Bảng 2.10: Thông số k thuật c a t sấy 30

Bảng 3.1: Kết quả ảnh hưởng c a các tổ hợp chất bao whey protein – carbohydrate 40

Bảng 3.2: Kết quả phân t ch ch thước hạt bột sản phẩm khi sử d ng các tổ hợp chất bao whey protein – carbohydrate 42

Bảng 3.3: Kết quả ảnh hưởng c a các tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 53

Bảng 3.4: Kết quả phân t ch ch thước hạt bột sản phẩm hi th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 54

DANH MỤC HÌNH

Hình : Đường cong kết tinh và nóng chảy c a dầu hạt chôm chôm tại tốc độ gia

nhiệt 10oC/phút 8

Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể dầu hạt chôm chôm 10

Hình 1.3: Các loại cấu trúc cơ bản c a hạt bột 12

Hình 1.4: Các loại cấu trúc khác c a hạt bột 12

Hình 1.5: Sự ổn định c a hệ nhũ whey pr tein và whey pr tein – maltodextrin ở các tỉ lệ 1:1, 1:2, 1:3 sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng 22

Hình 2.1: Hạt chôm chôm (a) và dầu hạt chôm chôm nguyên liệu (b) 24

Hình 2.2: Thiết bị đồng hóa áp lực c và đồng h cơ 27

Hình 2.3: Thiết bị sấy phun 28

Hình 2.4: T sấy 29

Hình 2.5: Quy trình vi bao dầu hạt chôm chôm bằng phương pháp ấy phun 31

Hình 6: Sơ đồ nghiên cứu 33

Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn hiệu quả vi bao c a các tổ hợp whey protein – carbohydrate 41

Hình 3.2: Biểu đồ biểu diễn giản đồ phân bố ch thước hạt bột sản phẩm khi sử d ng các tổ hợp whey protein – carbohydrate 43

Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất vi bao c a các tổ hợp whey protein – carbohydrate 44

Hình 4: Đồ thị biểu diễn hàm ượng béo bề mặt bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc c a các tổ hợp whey protein – carbohydrate 47

Hình 5: Đồ thị biểu diễn độ ẩm bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc c a 48

các tổ hợp whey protein – carbohydrate 48 Hình 6: Đồ thị biểu diễn chỉ số acid bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc

Hình 7: Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxide bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc c a các tổ hợp whey protein – carbohydrate 50Hình 3.8: Biểu đồ biểu diễn chỉ số peroxide bột sản phẩm ngày 0 và 30 c a các tổ hợp whey protein – carbohydrate 51Hình 3.9: Biểu đồ biểu diễn hiệu quả vi b hi th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 54Hình 3.10: Biểu đồ biểu diễn giản đồ phân bố ch thước hạt bột sản phẩm hi th y đổi

tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 55Hình 3.11: Biểu đồ biểu diễn hiệu suất vi b hi th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 56Hình : Đồ thị biểu diễn hàm ượng béo bề mặt bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc hi th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 58Hình : Đồ thị biểu diễn độ ẩm bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc khi

th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 59Hình 4: Đồ thị biểu diễn chỉ số acid bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc

hi th y đổi tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 59Hình 5: Đồ thị biểu diễn chỉ số peroxide bột sản phẩm trong quá trình bảo quản gia tốc c a các tỉ lệ whey protein và maltodextrin trong tổ hợp chất bao 60

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Năm 988, hi phân t ch thành phần c a hạt chôm chôm, Augu tin và Chu đư

ra kết luận hạt chôm chôm chiếm 5,6 – 7,4% trái chôm chôm, thành phần hóa h c c a hạt chôm chôm gồm c : độ ẩm là 34,6%, chất béo là 37,1%, cellulose là 2,8%, protein

là 11,9% và tro là 2,6% [1] Nghiên cứu gần đây c a Solís-Fuentes và cộng sự (2010) cho thấy hạt chôm chôm chiếm 6,1% khối ượng trái, thành phần hóa h c c a hạt chôm chôm với độ ẩm 34,4%, chất béo 33,4%, cellulose 11,6%, protein 7,8% và tro 1,22% [2] Như vậy, hạt chôm chôm chứa một ượng chất bé c , ên đến 33,4 – 37,1%, tương đương với hàm ượng chất béo có trong hạt hướng dương ( %) h y hạt c dầu (36%) [3] Theo Sirisompong và cộng sự (2011), dầu hạt chôm chôm chứa nhiều acid béo không no với nhiều nối đôi cần thiết cho sự phát triển c c n người, hơn nữa nó

có chứa các acid béo thuộc nh m ω và ω6 cũng như các hợp chất không xà phòng hóa

c ch như α-tocopherol và phytosterol [4] D đ dầu hạt chôm chôm là một nguồn chất béo có lợi, cần phát triển

Mặc dù có nhiều thành phần có lợi cho sức khỏe, tuy nhiên ch đến nay, những nghiên cứu về hạt chôm chôm tr ng và ng ài nước chỉ dừng lại ở việc phân tích các thành phần hóa h c, tính chất hóa lý, vật lý…c a hạt và dầu hạt chôm chôm mà chư

có công bố khoa h c nào về vi bao dầu hạt chôm chôm bằng phương pháp ấy phun

K thuật vi bao bằng phương pháp ấy phun đã được sử d ng rộng rãi để vi bao các hợp chất màu, mùi dễ b y hơi, các chất có hoạt tính sinh h c và đặc biệt là chất béo

dễ bị oxy hóa cho hiệu quả bảo vệ tốt [5]

Với m c đ ch é dài thời gian bảo quản dầu hạt chôm chôm, nghiên cứu c a chúng tôi sẽ nhằm khảo sát ảnh hưởng c a các tổ hợp chất bao whey protein – carbohydrate (gum arabic, maltodextrin, saccharose, glucose) và ảnh hưởng c a tỉ lệ whey protein và carbohydrate trong tổ hợp chất b đến khả năng vi b dầu hạt chôm chôm bằng phương pháp ấy phun

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Dầu hạt chôm chôm

Từ những năm 979, tính chất hóa lý c a dầu hạt chôm chôm đã được nghiên cứu bởi Kheiri và Som (1979) [6] Ch đến nay, một số nhà khoa h c tiếp t c nghiên cứu

âu hơn về dầu thu nhận từ hạt chôm chôm, như thành phần các acid béo, màu sắc và cấu trúc tinh thể béo [1],[2],[7] Dầu hạt chôm chôm được xem có tiềm năng ứng d ng trong chế biến thực phẩm

Hàm ượng dầu hạt chôm chôm từ 31,2% – 38,9% so với khối ượng chất khô trong hạt do có sự khác nhau về giống, độ chín c a trái, tuổi đời c cây, điều kiện thổ nhưỡng, phương pháp thu nhận dầu…(Bảng 1.1) So với các loài thực vật có dầu được

sử d ng phổ biến hiện n y như đậu nành (18% – 20%), olive (25% – 30%), hạt hướng dương ( %) thì hạt chôm chôm cũng c thể được xem là nguồn nguyên liệu giàu béo

Bảng 1.1: Hàm lượng dầu hạt chôm chôm

Hàm lượng dầu

(% khối lượng

chất khô)

Phương pháp thu nhận Nơi trồng Tài liệu tham khảo

36,8 Trích ly bằng cyclohexane Congo Romain và cộng sự (2013) [8] 37,1 – 38,9 Trích ly bằng petroleum ether Malaysia Augustin và Chua (1988) [1] 38,9 Trích ly bằng hexane Malaysia Harahap và cộng sự (2012) [9]

33,4 Trích ly bằng hexane Mexico Solís-Fuentes và cộng sự

(2010) [2]

38,0 Trích ly bằng petroleum ether Thái Lan Manaf và cộng sự (2012) [10]

31,2 – 31,8 Trích ly bằng hexane Thái Lan Sirisompong và cộng sự (2011)

[4], Yoswathana (2013) [11]

1.1.1 Thành phần hóa học của dầu hạt chôm chôm

1.1.1.1 Thành phần acid béo và triacylglycerol của dầu hạt chôm chôm

Bảng 1.2: Thành phần acid béo trong dầu hạt chôm chôm [4]

Loại acid béo Ký hiệu Hàm lượng (g/100g chất béo)

sự (2012) [2], [9], [10] Acid oleic là acid không no, một nối đôi, c hả năng chống lại quá trình oxy hóa, làm giảm ượng chất béo có trong máu [12] Acid arachidic là một acid béo no, mạch dài và có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (77oC), d đ t nh chất hóa lý, tính chất nhiệt và trạng thái pha c a dầu hạt chôm chôm sẽ do acid béo này quyết định [2] Thực tế cho thấy, ở nhiệt độ thường, dầu hạt chôm chôm ở dạng rắn [4] Ngoài ra, dầu hạt chôm chôm còn chứa các acid béo thuộc nhóm 3 (6,48g/100g chất béo) và 6 (1,37g/100g chất béo) Đây à những chất có hoạt tính sinh h c, có lợi cho sức khỏe c n người và giúp phòng chống lại bệnh ung thư [13].Hiện nay, acid béo thuộc nhóm 3 và 6 được thu nhận ch yếu là từ dầu cá Trong 100g dầu cá có khoảng 11,9 – 35,3g acid béo thuộc nhóm 3 và 0,9 – 12g acid béo thuộc nhóm 6 [14] Hàm ượng acid béo nhóm 3 và 6 trong hạt chôm chôm tuy t hơn tr ng dầu

cá, nhưng phương pháp thu nhận dầu hạt chôm chôm đơn giản hơn rất nhiều [13] Như vậy, với thành phần acid oleic và acid béo thuộc nhóm 3, 6 như trên, dầu hạt chôm chôm có thể là một nguồn chất béo tốt cho sức khỏe c n người

Triacylglycerol

Bảng 1.3: Thành phần triacylglycerol trong dầu hạt chôm chôm [9]

Hợp chất triacylglycerol Giá trị (% khối lượng triacylglycerol)

Arachidoyl – Steareoyl - Oleoylglycerol (ASO) 15,1

Arachydoyl – Oleoyl – Palmitoglycerol (AOP) 12,8

Arachydoyl – Steareoyl – Palmitoylglycerol (ASP) 9,0

Arachydoy l- Linoleoyl – Palmitoylglycerol (ALP) 6,3

Arachydoyl – Linolenoyl – Oleoylglycerol (ALnO) 3,0

Arachydoyl – Linolenoyl – Steareoylglycerol (ALnS) 1,5

Arachydoyl – Linoleoyl – Oleoylglycerol (ALO) 1,0

Thành phần các triacylglycerol có trong dầu hạt chôm chôm được xác định bởi Harahap và cộng sự (2012) bằng phương pháp ắc ký lỏng c áp đảo pha (reverse phase high performance liquid chromatography) (Bảng 1.3) [9] Kết quả cho thấy phần lớn triacylglycerol là dạng hông bã h đôi và b , tr ng đ ch yếu là Arachidoyl – Dioleoylglycerol (AOO), tiếp theo là Arachidoyl – Steareoyl – Oleoylglycerol (ASO)

và Arachydoyl – Oleoyl – Palmitoglycerol (AOP) với các giá trị lần ượt là 49,8%, 15,1% và 12,8% Các triacylglycerol còn lại đều c hàm ượng thấp hơn % Chẳng hạn như Ar chyd y – Steareoyl – Palmitoylglycerol (ASP) 9,0%, Arachydoyl – Linoleoyl – Palmitoylglycerol (ALP) 6,3% Kết quả này cho thấy sự tương đồng trong thành phần triacylglycerol và acid béo trong dầu hạt chôm chôm [9]

1.1.1.2 Chất khoáng của dầu hạt chôm chôm

Bảng 1.4: Hàm lượng khoáng trong dầu hạt chôm chôm [9]

Nguyên tố khoáng Hàm lượng (mg/100g chất khô của béo) DRI 1 (mg/ngày)

Dietary Reference Intakes (DRI): chế độ ăn huyến nghị

hi xác định hàm ượng khoáng bằng phương pháp u ng phổ phát xạ phân tử

p m ghép đôi cảm ứng (inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP – AES)), dầu hạt chôm chôm chứa hầu hết các chất khoáng cần thiết cho con người [9] Tr ng đ , hàm ượng calcium là nhiều nhất với 160,31mg/100g chất khô c a béo (Bảng 1.4), tương ứng với hàm ượng calcium trong dầu đậu nành (186,7mg/100g

c a béo) [15] Ngoài ra, trong dầu hạt chôm chôm còn chứa các khoáng chất hác như magnesium, manganese, nikel, zinc và ir n,…

1.1.2 Tính chất của dầu hạt chôm chôm

1.1.2.1 Đặc điểm về màu sắc của dầu hạt chôm chôm

Màu sắc c a dầu hạt chôm chôm ở trạng thái rắn và lỏng, được đánh giá dựa trên các giá trị L*, a*, b* [16] Tr ng đ , L* à u ng phổ đặc trưng ch độ sáng – tối, có giá trị từ 0 (màu đen) đến 100 (màu trắng) Giá trị a* là quang phổ màu xanh lá – đỏ,

có giá trị nằm trong khoảng -6 (x nh á) đến 6 (đỏ) Giá trị b* là quang phổ màu

x nh dương – vàng, nằm trong khoảng -6 (x nh dương) đến 60 (vàng)

Dầu hạt chôm chôm là chất rắn màu trắng ở nhiệt độ phòng (25 ± 2oC) có các giá trị L*, *, b* tương ứng là 86,87, -2,06 và 3,55 Khi gia nhiệt lên 60oC, chất béo sẽ hóa lỏng, trở thành chất lỏng màu vàng với các giá trị L*, a*, b* là 66,34, -2,31 và 6,62 [4]

Các giá trị L*, a*, b* c a chất béo từ các loại dầu thực vật hác như dầu dừa là 63,4, 2,8, 9,2; dầu đậu nành là 67,3, 3,6, 9,9; hướng dương à 65,8, 3,4, 10,0; dầu olive

là 68,3, 3,1, 9,9 [17] Kết quả trên cho thấy, dầu nóng chảy từ hạt chôm chôm có giá trị b* thấp hơn với các loại chất bé hác, c nghĩ à dầu hạt chôm chôm có phần nghiêng về màu x nh dương hơn màu vàng Điều này có thể được giải thích là do dầu hạt chôm chôm chứa ít các sắc tố ch màu vàng như c r ten id hi ánh với các loại chất béo từ các nguồn thu nhận khác [16]

1.1.2.2 Đặc điểm về sự kết tinh và nóng chảy của dầu hạt chôm chôm

Sự kết tinh

Hình 1.1, biểu diễn đường cong kết tinh c a dầu hạt chôm chôm u hi được đun nóng ở nhiệt 90oC trong 10 phút, làm phá h y tất cả các vết tinh thể, và u đ được làm lạnh với tốc độ 10oC/phút Trên đường cong kết tinh c b đỉnh tương ứng với các

nhiệt độ kết tinh cao nhất ở 30,8oC (T1 trên đường cong kết tinh trong hình 1.1) Phân đoạn II, là khoảng nhiệt độ trung gian c a sự chuyển pha với hai nhiệt độ kết tinh cao nhất tại 15,6oC và 2,1oC (T2, T3 trên đường cong kết tinh tr ng hình ) Phân đ ạn III, c đỉnh cao nhất tại nhiệt độ -18,1o

C (T4 trên đường cong kết tinh trong hình 1.1) Tại phân đ ạn này, nhóm triacylglycerol chứa nhiều các acid béo không bão hòa (khoảng 38%) Nhiệt độ bắt đầu hình thành tinh thể là 33,6oC và kết thúc là -45,6oC

Hình 1.1: Đường cong kết tinh và nóng chảy của dầu hạt chôm chôm tại tốc độ gia

nhiệt 10 o C/phút [2]

Sự nóng chảy

Hình 1.1 biểu diễn sự nóng chảy c a dầu hạt chôm chôm từ nhiệt độ -60oC đến

90oC ở tốc độ gia nhiệt 10oC/phút Đường cong nóng chảy biểu diễn sự tan chảy c a các nhóm triacylglycerol khác nhau Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy là -14,5oC và kết thúc

là 51,8oC Nhiệt độ chuyển pha trung gian với h i đỉnh nhỏ tại 13,9oC và 24,3oC (T , T

Nhiệt độ (oC)

trên đường cong nóng chảy trong hình 1.1) Nhiệt độ tan chảy cao nhất ứng với đỉnh T6

tại 45,9oC (T6 trên đường cong nóng chảy trong hình 1.1)

Đường cong kết tinh và nóng chảy c a dầu hạt chôm chôm theo Romain và cộng

sự (2013) (Bảng 1.5) há tương đồng với Solís-Fuentes và cộng sự ( ), nhưng nhiệt

độ chuyển pha lại thấp hơn với Solís-Fuentes và cộng sự (2010) [2], [8] Điều này

có thể lý giải do sự khác nhau về giống và môi trường trồng cây chôm chôm

Bảng 1.5: Nhiệt độ tại các đỉnh chuyển pha của dầu hạt chôm chôm theo các tác giả

Mẫu ∆H (J/g) Nhiệt độ tại đỉnh chuyển pha (

T0: nhiệt độ bắt đầu quá trình chuyển pha; Tf: nhiệt độ kết thúc quá trình chuyển pha; T1, T2, …,T 6 : nhiệt

độ tại các đỉnh chuyển pha theo nhiệt độ; ∆H: enth py c a toàn quá trình chuyển pha

1.1.2.3 Đặc điểm về cấu tạo tinh thể của dầu hạt chôm chôm

Cấu trúc, thành phần và hình dạng tinh thể là yếu tố quan tr ng để xác định đặc tính c a chất bé Tr ng đ , hình dạng tinh thể ảnh hưởng tới nhiệt độ và enthalpy nóng chảy c a chất béo [18] Chất bé thường kết tinh ở ba dạng cấu hình , và Trong đ , cấu hình là cấu hình ổn định nhất và có nhiệt độ nóng chảy cao nhất [19] Cấu trúc tinh thể c a dầu hạt chôm chôm khi kết tinh ở trạng thái tĩnh ở 25oC trong 48 giờ được ch p dưới kính hiển vi phân cực (Hình 1.2), pha rắn có màu trắng hoặc xám, pha lỏng có màu tối Các hạt tinh thể có dạng tròn và dính chùm với kích thước trung bình từ 80 – 200nm [20] Khi kết tinh, dầu hạt chôm chôm c xu hướng kết tinh ở cấu hình (84,7g/ g) hơn với cấu hình (15,3g/100g) [4], tương tự với

bơ ca cao, một chất bé được sử d ng rộng rãi trong công nghiệp chế biến bánh kẹo

Hình 1.2: Cấu trúc tinh thể dầu hạt chôm chôm [20]

1.1.2.4 Các chỉ số đánh giá chất lượng dầu hạt chôm chôm

Để đánh giá chất ượng chất bé , người t thường dùng các chỉ số như chỉ số acid,

chỉ số xà phòng hóa, chỉ số iod Dầu hạt chôm chôm (Nephelium Lappaceum L.) được

các nhà nghiên cứu xác định qua các chỉ số như tr ng bảng 1.6

Chỉ số iod c a dầu hạt chôm chôm nằm trong khoảng 41,6 – 50,3g I2/100g dầu

và được xếp vào nhóm dầu không khô (non – drying oil) cùng với dầu c (44 – 59g

I2/100g dầu), dầu nhân c (10,3 – 20g I2/100g dầu), dầu dừa (7 – 10g I2/100g dầu), bơ

ca cao (35 – 40g I2/100g dầu)… [21]

Chỉ số xà phòng hóa là số mg KOH cần để xà phòng hoá h àn t àn ượng acid béo tự do và liên kết có trong 1 gam chất béo [22] Chỉ số xà phòng hóa càng nhỏ, chất béo càng chứa nhiều acid béo mạch dài hay chứa các chất không xà phòng hóa Chỉ số

xà phòng hóa c a dầu hạt chôm chôm ở trong khoảng 166 – 186mg KOH/g dầu Khi so sánh với một số loại dầu thực vật hác như dầu vừng (187 – 194mg KOH/g dầu), dầu nành (189 – 195mg KOH/g dầu), dầu đậu phộng (186 – 196mg KOH/g dầu)… thì giá trị xà phòng hóa c a dầu chôm chôm ở mức khá thấp [23] Điều này chứng tỏ dầu hạt

chôm chôm chứa nhiều acid béo mạch dài, phân tử ượng trung bình hoặc c như à acid oleic và acid arachidoic

Chỉ số acid c a dầu hạt chôm chôm này khá thấp, chỉ có 0,37 – 3,95mg KOH/g dầu, thấp hơn nhiều so với dầu dừa (12,2mg KOH/g dầu) hay dầu c (16,6mg KOH/g dầu) [24] Chỉ số acid thấp thì ượng acid béo tự do có trong dầu chôm chôm càng thấp

Bảng 1.6: Các chỉ số đánh giá chất lượng dầu hạt chôm chôm

1.2 Kỹ thuật vi bao chất béo

1.2.1 Khái niệm chung về kỹ thuật vi bao

K thuật vi bao (microencapsulation) là k thuật bao gói các hạt cầu nhỏ (như dầu, cấu tử tạo mùi, màu), g i là chất nền (core), vào trong một vỏ bao cực mỏng c a chất bao (coating wall) giúp hạn chế sự tiếp xúc c a chất nền với môi trường, nhờ vậy làm giảm sự thất thoát c a các hợp chất dễ b y hơi, ngăn cản sự tiếp xúc c a chất béo với oxy không khí, vi sinh vật… ch thước hạt được tạo thành trong quá trình vi bao được phân thành các nhóm: macro (> 5000µm), micro (1 – 5000µm) và nano (< 1µm) [25]

Vi bao có thể cho ra các hạt với nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu

và phương pháp vi b Các hạt bột tồn tại dưới các dạng cấu trúc cơ bản: đơn nhân, đ nhân và ma trận (Hình 1.3)

Đơn nhân Đ nhân Ma trận

Hình 1.3: Các loại cấu trúc cơ bản của hạt bột [26]

o Dạng đơn nhân: ch yếu được tạo thành từ phương pháp tạo gi t phức

hợp (phương pháp dựa trên phản ứng c a các phân tử polymer (+) và (-) dạng dung dịch như ge tin, gum r bic…), ấy tầng ôi, đùn nhỏ gi t Các phương pháp này cho tỉ lệ chất được bao khá cao (khoảng 90% tổng khối ượng) [27], [28], [29] Đây à dạng có cấu trúc đơn giản nhất với khối hình cầu được bao xung quanh bởi lớp màng

o Dạng đa nhân: được tạo thành bằng phương pháp ấy phun, vật liệu

nhân được chia thành nhiều õi và được bao quanh bởi lớp chất bao, trung tâm hạt sẽ là vùng trống [30] Ở dạng này, chất được bao chỉ chiếm khoảng 20 – 30% tổng khối ượng [28]

o Dạng ma trận: vật liệu nhân được phân tán đồng đều vào trong chất bao

Ngoài ba loại cấu trúc cơ bản này, hạt bột còn có các cấu trúc hác như đơn nhân với nhiều lớp vỏ, dạng vô định hình … (Hình 4) [31]

Hình 1.4: Các loại cấu trúc khác của hạt bột [32]

Đơn nhân với nhiều lớp vỏ Dạng vô định hình

K thuật vi b được sử d ng trong công nghệ thực phẩm với m c đ ch [25]:

o Tách biệt phần nhân với môi trường xung quanh nó nhằm tránh những ảnh hưởng xấu bởi oxy, nhiệt độ, ti UV…

o Cô lập phần nhân khỏi sự tấn công c a các phản ứng hóa h c

o Chuyển thành phần lỏng vào lớp vỏ rắn vững chắc nhằm làm chậm quá trình b y hơi c a phần nhân

o Cải thiện tính chất c a nhân (khả năng phân tán, độ h t n, độ d nh, độ nhớt…) cũng như che dấu các tính chất không mong muốn c a phần nhân

o Kiểm soát sự giải phóng các chất hóa h c c a phần nhân bằng cách làm chậm hay làm ổn định quá trình giải ph ng đ

o Cố định vi sinh vật và enzyme

o Tăng t nh đ dạng, khả năng ứng d ng cho sản phẩm

Chất béo là một trong những nguyên liệu dễ bị oxy hóa dẫn đến ôi h , đặc biệt là khi ở nhiệt độ cao Vi bao chất béo sẽ hạn chế sự oxy hóa, kéo dài thời gian bảo quản

và hạn chế những biến đổi xấu đến chất ượng c a chất béo K thuật vi bao chất béo gồm h i gi i đ ạn: phân tán những hạt cầu béo và cố định chúng trong lớp màng bao Quá trình phân tán các hạt cầu bé thường được thực hiện thông u uá trình đồng hóa hệ nhũ dầu tr ng nước Nếu ch thước hạt cầu béo càng nhỏ, số ượng béo tự do trên bề mặt hạt bột càng t thì ượng chất béo tiếp xúc với không khí sẽ càng thấp, ngăn cản sự tiếp xúc c a chất béo với oxy không khí, vi sinh vật… d đ , tăng thời gian sử

d ng c a chất béo

1.2.2 Các phương pháp vi bao

Có nhiều phương pháp c thể vi bao sử d ng trong công nghiệp thực phẩm, việc lựa ch n phương pháp vi b ph thuộc đặc tính c a nhân và chất b , cũng như à yêu cầu c a sản phẩm

Hạt sau vi bao sẽ đạt ch thước từ 50 – 500µm

Áp d ng cho tất cả các loại chất bao như: p y cch ride, pr tein, lipid, chất nhũ h , áp…

Phương pháp phức tạp: viên n ng được hình thành d tương tác i n

c h i p ymer m ng điện tích trái dấu Sự tạo gi t xảy r hi các điện tích trung hòa với nhau

Vi bao bằng phương pháp sấy phun

Sấy phun à phương pháp được sử d ng âu đời nhất trong công nghệ thực phẩm [40] Sấy phun được sử d ng lần đầu tiên để vi bao các hợp chất hương bởi Boake

R bert và năm 9 7, hi cet n được thêm vào soup cà chua một cách vô tình, giúp duy trì màu sắc và hương vị c a bột cà chua trong quá trình sấy phun [41] S u đ , ấy phun đã trở thành phương pháp u n tr ng nhất để vi bao vitamin, khoáng chất, chất màu, chất bé …

Sấy phun à phương pháp biến đổi vật liệu sấy từ dạng lỏng hay huyền phù thành các hạt khô do sự tách ẩm c a vật liệu lỏng khi tiếp xúc với không khí nóng trong buồng sấy [42] Sấy phun sẽ làm giảm khối ượng, ch thước, hàm ượng ẩm trong sản phẩm đến một mức rất thấp, giúp ngăn chặn sự hư hỏng do vi khuẩn So với những phương pháp hác, ấy phun thích hợp cho các sản phẩm mẫn cảm dù sấy phun dùng nhiệt độ c để àm b y hơi nước, áp d ng cho vật liệu nhạy cảm với nhiệt do thời gian

ưu c a sản phẩm bên trong thiết bị sấy rất ngắn (trong một vài giây), có khả năng thực hiện trên nhiều loại nguyên liệu Tuy nhiên, phương pháp ấy phun còn tồn tại một số nhược điểm như hông ấy được các dung dịch c độ nhớt quá cao, thất thoát và biến tính sản phẩm do nhiệt độ cao, vốn đầu tư thiết bị cao…[43]

Quá trình vi bao chất béo bằng phương pháp ấy phun gồm các bước cơ bản: chuẩn bị hệ nhũ tương c a chất béo trong pha liên t c là dung dịch chứa chất b , nhũ hóa hoặc phân tán đều các cấu tử thông qua việc sử d ng đồng h cơ và đồng hóa áp lực c , phun ương hệ nhũ và tr ng buồng sấy c d ng h n ng để bốc hơi nước nhanh chóng và thu hồi bột sản phẩm Vi hạt (micr enc p u e) được tạo thành bằng phương pháp ấy phun tùy thuộc vào bản chất chất nền – chất b , điều kiện nhũ h , tốc độ nhập liệu, độ nhớt và sức căng bề mặt c a dòng nhập liệu Vi hạt có thể có kích thước nhỏ (10 – 50µm) hoặc lớn (2 – 3mm) [32] và thường có cấu trúc đ nhân (mu ti – core) [44] Nguyên tắc sấy phun gồm b gi i đ ạn cơ bản:

o Giai đoạn 1: chuyển nguyên liệu cần sấy thành dạng ương mù

Nhờ cơ cấu phun ương tr ng thiết bị sấy phun, nguyên liệu cần sấy từ dạng lỏng hay nhũ tương ẽ được chuyển thành dạng ương mù (các hạt lỏng phân tán trong môi trường không khí) Hiện nay có bốn dạng cơ cấu phun ương: đầu phun ly tâm (rotary

r whee ut mizer), đầu phun một d ng (pre ure n zz e), đầu phun hai dòng (pneumatic or two – f uid n zz e) và đầu phun siêu âm (ultrasonic automizer) Kích thước c a các gi t lỏng u gi i đ ạn phun ương d động trong khoảng 1 – μm

o Giai đoạn 2: hòa trộn ương mù với dòng tác nhân sấy trong buồng sấy

Đây ch nh à gi i đ ạn tách ẩm ra khỏi nguyên liệu Tác nhân sấy được sử d ng trong sấy phun là không khí theo quạt hút và , đi u bộ l c và đôi hi được tách ẩm hông h được đun n ng đến nhiệt độ mong muốn bằng cách sử d ng một lò dầu, lò hơi h ặc caloriphe Các gi t lỏng phân tán được tiếp xúc với không khí nóng khô, do

đ độ ẩm được chuyển vào không khí, phần lớn các sản phẩm khô sẽ rơi và đáy c a buồng sấy

Dòng chuyển động c a nguyên liệu và tác nhân sấy trong buồng sấy có thể là cùng chiều, ngược chiều hoặc ở dạng kết hợp

Do nguyên liệu được phun ương nên diện tích bề mặt tiếp xúc giữa các gi t lỏng

và tác nhân sấy là rất lớn Nhờ đ ẩm trong nguyên liệu được b y hơi nh nh ch ng Sản phẩm được tạo thành ở dạng bột mịn Thời gian tách ẩm diễn ra trong khoảng từ vài giây đến hai ch c giây

o Giai đoạn 3: tách sản phẩm ra khỏi dòng tác nhân sấy

Dòng không khí rời khỏi buồng sấy mang theo một số sản phẩm hô, d đ người

ta có thể sử d ng hệ thống cyclone, túi l c hoặc phương pháp ết t tr ng trường tĩnh điện để tách các sản phẩm này ra khỏi tác nhân sấy Phương pháp phổ biến nhất là sử

d ng hệ thống cyclone Hiệu suất thu hồi sản phẩm trong thiết bị sấy phun d động trong khoảng 90 – 98% [32]

1.2.3 Đánh giá quá trình vi bao

Để đánh giá uá trình vi b , người t thường sử d ng hai chỉ tiêu chính là hiệu suất vi bao MEY (Microencapsulation yield) và hiệu quả vi bao MEE (Microencapsulation efficiency) [45]

Hiệu suất vi bao MEY là tỉ lệ giữ ượng chất béo tổng có trong bột sản phẩm và ượng chất béo tổng có trong hệ nhũ tương b n 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 tr ng n , được xác định dựa trên tỉ lệ giữ ượng chất bé được b và ượng chất béo tổng có trong bột sản phẩm

Lượng chất béo tự d à ượng chất béo trên bề mặt hạt bột sản phẩm Bên cạnh hiệu quả vi b MEE, hàm ượng chất béo tự do trong bột sản phẩm cũng à một chỉ tiêu quan tr ng để đánh giá chất ượng bột thành phẩm

1.2.4 Chất bao sử dụng trong vi bao

1.2.4.1 Protein

Pr tein thường được sử d ng làm chất b d c độ hòa tan cao, khả năng tạo màng và nhũ h tốt Ngoài ra, màng bao protein có thể dễ dàng bị phá vỡ bởi các enzyme tiêu hóa nên chúng được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm [46]

Pr tein được chia làm hai loại: pr tein động vật (whey protein, gelatin, casein ) và protein thực vật (soy protein, pea protein ) Đ ố nghiên cứu tập trung vào protein động vật Tuy nhiên, protein thực vật cũng c một số ích lợi như giá thành thấp và phù hợp với các đối tượng thường xuyên sử d ng các sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật [43], [47]

Whey pr tein như à một chất nhũ h tốt do khả năng h ạt động bề mặt rất tốt, làm hạn chế sự kết chùm c a các hạt phân tán trong hệ nhũ, từ đ àm tăng ự ổn định

c a hệ nhũ tương [48], [49] Một nghiên cứu trước đây cho thấy whey protein có thể hạn chế sự oxy hóa chất béo nhờ hình thành một màng bao dẻo, dày đặc hoặc kìm hãm khả năng xúc tác xy h c a ion kim loại [50] Whey protein isolate (chứa 80% protein) trong nghiên cứu c a Jimenez và cộng sự (2004) được ghi nhận là chất bao tốt (hiệu quả vi ba đạt 89,6%) khi vi bao acid linoleic liên hợp, bên cạnh đ vi hạt tạo thành được bảo quản tại nhiệt độ 35oC c độ bền oxy hóa trong thời gian 60 ngày [51] Tương tự, kết quả nghiên cứu c a Hogan và cộng sự (2001) cho thấy whey protein concentrate (chứa 72% protein) phối trộn với dầu đậu nành theo tỉ lệ dầu/protein nhỏ nhất (1:4 w/w) sẽ cho hiệu quả vi bao cao nhất (59%) so với các tỉ lệ còn lại [52] Khi sử d ng dầu cam làm vật liệu nhân, Kim và Morr ( 996) đã ánh hả năng

vi bao c a một số loại protein như y pr tein i te, whey pr tein isolate, sodium caseinate [53] Kết quả cho thấy, soy protein isolate cho hiệu quả vi bao tốt nhất và có khả năng giữ 85,7% dầu cam, thậm chí còn tốt hơn cả whey protein isolate Tính chất chống oxy hóa c a soy pr tein i te cũng đã được khẳng định trong một vài nghiên cứu gần đây về vi bao các hợp chất hương và e re in, hợp chất dầu được trích ly từ trái ớt [36], [54] Ngoài các hợp chất hương và chất béo, soy protein isolate có thể vi bao tốt các hợp chất ư nước [55] Soy protein có các tính chất nổi bật như hả năng nhũ h và hòa tan tốt [56]

Casein là một protein trong sữa tồn tại ở trạng thái micelle Casein có khả năng nhũ h tốt thường được kết hợp với carb hydr te như m t dextrin, g uc e… àm tăng hiệu quả vi bao Khả năng h t n c a casein ph thuộc nhiều vào giá trị pH Theo Vega và cộng sự (2005), hiệu quả vi bao c a casein thì thấp hơn với sodium caseinate [57] Kết quả này được giải thích dựa trên cấu tạo phân tử, khả năng huếch tán cao, đặc t nh ưỡng cực mạnh c a sodium caseinate giúp phân tán tốt xung quanh

Khi sử d ng protein làm chất bao, một số vấn đề cần ưu à các t nh chất chức năng c a protein ph thuộc vào pH, lực ion và nhiệt độ [58] Ví d , nếu giá trị pH ban đầu c a hệ nhũ tương trước khi sấy trùng với pH đẳng điện c a protein sử d ng làm chất bao thì khả năng h ạt động bề mặt c a protein sẽ bị giảm đáng ể, d đ hệ nhũ ẽ không bền, hiệu quả vi bao kém Ngoài ra, hạn chế chính c pr tein tr ng vi b à độ nhớt há c hi pr tein được sử d ng ở nồng độ c D đ , tr ng ản xuất, người ta thường kết hợp protein với các c rb hydr te c độ nhớt thấp

b hác như pr tein và gum [32]

Nhiều nghiên cứu cho thấy tinh bột th y phân có khả năng cải thiện hiệu quả vi bao Khả năng bảo vệ chất nền c a tinh bột biến tính ph thuộc vào chỉ số DE (dextrose equivalent), DE càng cao thì mức độ bảo vệ càng tốt do làm giảm các khuyết tật trên bề mặt bột, d đ ẽ ngăn cản không cho oxy thấm qua màng [42], [52], [60] Maltodextrin là loại tinh bột th y phân tan rất tốt tr ng nước tạo dung dịch c độ nhớt thấp ngay cả khi ở nồng độ cao nên có thể tăng hàm ượng chất khô trong hệ nhũ

b n đầu, có khả năng chống oxy hóa rất tốt Tuy nhiên, maltodextrin lại có khả năng nhũ h , tạo màng và ưu giữ các chất dễ b y hơi ém, d đ việc ưu giữ hương vị trong quá trình sấy rất thấp [61] Vì vậy, maltodextrin hông được sử d ng làm chất

b độc lập để vi bao các loại chất béo Nghiên cứu vi bao dầu lanh c a Gallardo và cộng sự (2013) cho thấy vi hạt tạo thành bằng phương pháp ấy phun với tổ hợp vi bao

đồng thời hiệu quả vi b đạt được cũng há c (9 ,4%) [62] Cũng với việc vi bao dầu lanh, kết quả nghiên cứu c a Carneiro và cộng sự (2013) cho thấy khi kết hợp maltodextrin với tinh bột biến tính sẽ cho hiệu quả vi bao tốt nhất (95,7%) [63]

Tương tự như m t dextrin, saccharose, glucose syrup, lactose dễ gây ra sự thay đổi cấu trúc c a vi hạt do chúng có khả năng tái ết tinh trong quá trình bảo quản vi hạt sau khi sấy nên những chất bao này cần được kết hợp với gum arabic, pectin c cải đường, gelatin, whey protein, soy protein…

Gum arabic là một trong những chất bao phổ biến trong k thuật vi bao chất béo

vì nó có tính chất hoạt động bề mặt và khả năng tạo màng, tạ nhũ rất tốt Gum arabic

có thể tạo hệ nhũ ổn định với hầu hết các chất béo ở khoảng pH rộng và hình thành màng bao mỏng có thể thấy được trên bề mặt hạt cầu béo [32] Tuy nhiên, giá thành

c n há c , àm tăng chi ph ch uá trình nghiên cứu và sản xuất Krishnan và cộng sự (2005) đư r ết luận rằng gum aracbic có khả năng vi b dầu từ cây thảo quả tốt hơn m t dextrin và tinh bột biến tính [66] Và theo McNamee và cộng sự (2001), khi thay thế 50% glucose bằng gum arabic, hiệu quả vi bao dầu đậu nành tăng

từ 74% lên 92% [67] Ngoài ra, kết quả nghiên cứu vi bao dầu lanh sử d ng gum arabic

c a Tonon và cộng sự (2012) cho thấy hiệu quả vi bao cao nhất (91,9%) và chỉ số peroxide c a dầu cũng thấp nhất (0,017meq peroxide/kg dầu) khi so sánh với các chất bao khác [49]

1.2.4.3 Sử dụng kết hợp các loại chất bao khác nhau

Không có một loại chất bao nào hoàn thiện, d đ để cải thiện tính chất nhũ h

và tăng hiệu quả vi b , người t thường kết hợp carbohydrate với protein Các nghiên cứu gần đây ch thấy sự kết hợp giữa carbohydrate với protein có thể àm tăng hiệu quả vi bao [49] Pr tein được sử d ng như à chất bao chính có vai trò tạo màng bao xung quanh hạt cầu béo nhờ khả năng nhũ h và ổn định hệ nhũ do có tính chất hoạt động bề mặt cao Tuy nhiên, bề mặt màng bao tạo bởi protein vẫn còn nhiều lỗ mao

này, nhờ đ , chất béo bên trong sẽ hạn chế di chuyển r bên ng ài, đồng thời giảm ượng chất béo bị dung môi tr ch r , àm tăng hiệu quả vi bao [32], [66]

Trong kết quả nghiên cứu c a Bae và Lee (2008) về vi bao dầu bơ bằng sấy phun, khi sử d ng đơn b à whey pr tein i te thì hiệu suất vi bao là 59,62%, còn khi sử

d ng kết hợp whey protein isolate và maltodextrin với tỉ lệ 1:9 w/w thì hiệu suất vi bao đạt 68,18% [38] Kết quả trên cho thấy việc kết hợp chất bao sẽ àm tăng hả năng vi

b Đồng thời, khi ch p bằng kính hiển vi điện tử quét, vi bao bằng đơn b whey protein isolate hay kết hợp với maltodextrin thì vi hạt có dạng cầu, bề mặt bằng phẳng, không có vết lõm lớn Tương tự trên, Bylaitë và cộng sự (2001), trong nghiên cứu về tính chất c a dầu hạt c r w y được vi bao bằng protein sữa cho thấy, sử d ng đơn b whey protein concentrate cho hiệu quả vi bao thấp hơn với việc kết hợp whey protein concentrate và maltodextrin tỉ lệ 9:1 w/w (78,81% < 85,88%), vi hạt cũng c dạng cầu, bề mặt bằng phẳng, không có vết lõm lớn [67] Như vậy, với việc sử d ng kết hợp các loại chất bao àm tăng hiệu quả vi bao chất bé , đồng thời có thể làm giảm ượng protein sử d ng, d đó có thể hạ giá thành c a sản phẩm

Khi nghiên cứu sự ảnh hưởng c a các loại chất b hác nh u đến tính chất hóa

lý và khả năng chống oxy hóa c a dầu hạt thanh long, Lim và cộng sự ( ) đã ết hợp maltodextrin lần ượt với gum arabic, sodium caseinate và whey protein [68] Kết quả cho thấy khi kết hợp với sodium caseinate, hiệu quả vi b đạt cao nhất (98,06%), tiếp theo là với whey protein (90,58%), còn sự kết hợp maltodextrin với gum arabic cho hiệu quả vi bao thấp nhất là 77,61% Như vậy cho thấy khi kết hợp carbohydrate với protein, hiệu quả vi b đạt được à há c , c hơn nhiều so với khi kết hợp các loại carbohydrate lại với nhau

Hình 1.5: Sự ổn định của hệ nhũ whey protein và whey protein – maltodextrin ở các tỉ

lệ 1:1, 1:2, 1:3 sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng [69]

Akktar và Dickinson (2007), bổ sung chất màu và nhũ tương với chất bao là whey protein, hoặc whey protein – maltodextrin với tỉ lệ 1:1, 1:2 và 1:3 rồi đem bảo quản trong 10 ngày ở nhiệt độ phòng [69] Kết quả cho thấy hệ nhũ c a whey protein

bị lắng sau thời gian bảo quản, trong khi hệ nhũ c a tổ hợp whey protein – maltodextrin với các tỉ lệ khác nhau thì không có hiện tượng lắng (Hình 5) Điều này chứng tỏ, khi kết hợp whey protein – maltodextrin với nhau thì sẽ cho hệ nhũ tương ổn định hơn

1.2.4.4 Tỉ lệ kết hợp các chất bao

Khi so sánh khả năng vi b c a tổ hợp maltodextrin và protein, Carneiro và cộng

sự (2009) đã giữ nguyên các thông số như điều kiện đồng h và điều kiện sấy phun

mà th y đổi tỉ lệ tổ hợp maltodextrin và protein là 1:3, 1:1 và 3:1 (w/w) hi đ , ết quả cho thấy hiệu suất vi bao sẽ th y đổi, cao nhất là ở tỉ lệ 3:1 (70%) và thấp nhất là ở

sấy phun c a Jun-xia và cộng sự (2011) cho thấy sự kết hợp c a soy protein isolate và sucrose ở tỉ lệ 1:1 cho kết quả đạt 9 %, c hơn với ở tỉ lệ 2:1 (78%) [71] Bên cạnh

đó, kết quả nghiên cứu c a Young và cộng sự (1993b) cho thấy hi th y đổi tỉ lệ tổ hợp whey protein isolate và maltodextrin DE 11 là 3:1, 1:1 và 1:3 (w/w) thì hiệu suất vi bao tăng ần ượt là 96,4%, 98,3% và 99,1% Thí nghiệm này cho thấy khi tăng tỉ lệ maltodextrin trong tổ hợp whey protein isolate và maltodextrin thì hiệu quả vi bao sẽ tăng the [72]

Như vậy cho thấy khi sử d ng kết hợp hai loại chất bao, tỉ lệ c a chúng ảnh hưởng lớn đến hiệu quả vi bao Đặc biệt tr ng b trường hợp trên, hiệu quả vi bao sẽ tăng hi tăng tỉ lệ carbohydrate trong tổ hợp chất bao protein và carbohydrate

 Tóm lại:

Từ những nghiên cứu về tính chất hóa lý, hóa h c cho thấy dầu hạt chôm chôm có khả năng ứng d ng rộng rãi tr ng tương lai, có thể thay thế một phần bơ c c tr ng công nghiệp sản xuất bánh kẹo Tuy nhiên, dầu hạt chôm chôm dễ xảy ra phản ứng oxy hóa tạo các sản phẩm có mùi khó chịu nên cần được bảo quản ở điều kiện thích hợp

Vi bao bằng phương pháp ấy phun là một trong những phương pháp bảo quản dầu tốt Trong k thuật vi bao bằng phương pháp ấy phun có thể sử d ng nhiều loại chất b như pr tein (whey pr tein, c ein, y pr tein…), c rb hydr te (gum r bic,

m t dextrin, ch cr e, g uc e…) ở dạng đơn ẻ hoặc kết hợp với nhau Trong kết quả nghiên cứu c a các tác giả cho thấy khi kết hợp với nhau protein và carbohydrate cho hiệu quả vi bao tốt hơn ở dạng đơn ẻ Tr ng đ , whey pr tein à ại chất bao thường được sử d ng kết hợp với c rb hydr te hác nh u để vi bao các chất nền như: tinh dầu, dầu, cấu tử tạo mùi, màu

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU

2.1 Nguyên liệu và thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu

Dầu hạt chôm chôm

Dầu hạt chôm chôm sử d ng trong nghiên cứu được thu nhận từ hạt chôm chôm,

là ph phẩm c a quy trình sản xuất chôm chôm nước đường đ ng hộp tại công ty trách nhiệm hữu hạn Gia Kiệm, xã Quang Trung, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai

Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng của whey protein concentrate

Gum arabic c tên thương mại là Gum arabic powder KB120, xuất xứ từ Thái Lan, do công ty Jumbo Trading Co.Ltd sản xuất; chỉ tiêu chất ượng được trình bày trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng của gum arabic

Kim loại nặng ≤ ppm Chất xơ ≥ 95% xơ h t n

Maltodextrin có DE = 12, có xuất xứ từ Pháp, được nhập khẩu bởi công ty Nguyên Quân, chỉ tiêu chất ượng được trình bày như tr ng bảng 2.3

Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng của maltodextrin

Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng của saccharose

Độ tinh khiết ≥ 99,5% Lượng đường khử ≤ , %

Glucose có tên thương mại là Dextrose monohydrate, có xuất xứ từ Việt Nam, chỉ tiêu chất ượng được trình bày như tr ng bảng 2.5

Bảng 2.5: Chỉ tiêu chất lượng của glucose

Độ ẩm 8 – 9,5% Góc quay cực 52,6 – 53,2o

Độ tinh khiết ≥ 99,5% Kim loại nặng ≤ 5ppm

Hóa chất

Hóa chất để trích ly dầu hạt chôm chôm và hóa chất phân tích sử d ng trong nghiên cứu (Bảng 2.6) có xuất xứ ch yếu từ Trung Quốc và Việt Nam

Bảng 2.6: Hóa chất sử dụng trong quá trình nghiên cứu

Việt Nam Việt Nam Trung Quốc Việt Nam Trung Quốc Việt Nam Trung Quốc Việt Nam Trung Quốc

2.1.2 Thiết bị

Thiết bị đồng hóa áp lực cao và đồng hóa cơ

a) b) Hình 2.2: Thiết bị đồng hóa áp lực cao và đồng hóa cơ a) Thiết bị đồng hóa áp lực cao b) Thiết bị đồng hóa cơ

Thiết bị đồng hóa áp lực cao sử d ng trong nghiên cứu được sản xuất bởi hãng APV – SPX (Đ n Mạch) (Hình 2.2a) Thông số k thuật c a thiết bị đồng hóa áp lực

c được trình bày ở bảng 2.7

Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa áp lực cao

Thiết bị đồng h cơ ử d ng trong nghiên cứu là thiết bị Heidolph Diax 900 được sản xuất bởi hãng L bexch nge (Đức) (Hình 2.2b) Thông số k thuật c a thiết bị đồng h cơ được trình bày ở bảng 2.8

Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa cơ

Thiết bị sấy phun

Thiết bị sấy phun sử d ng trong nghiên cứu là thiết bị Mobile Minor – Model E

c hãng Nir A/S (Đ n Mạch) (Hình 2.3) Thông số k thuật c a thiết bị sấy phun được trình bày ở bảng 2.9

Hình 2.3: Thiết bị sấy phun

Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật của thiết bị sấy phun

Thiết bị ch thước LxWxH = 1800 x 1300 x 1920, khối ượng 270Kg Buồng sấy D = 800mm, H = 620mm, gốc nghiêng 60o

Vật liệu thép AISI 316, ph bên ngoài một lớp thép không rỉ

Hệ thống gia nhiệt Gia nhiệt bằng điện trở, công suất 7,5kW

Cơ cấu phun Đầu phun ly tâm

Quạt Quạt ly tâm, công suất động cơ ,75 W

Thu hồi sản phẩm Cyclone

Năng uất sấy 1 – 7Kg/h (ph thuộc vào các thông số sấy khác)

Tủ sấy

Hình 2.4: Tủ sấy