CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MÀNG BAO THỰC PHẨM SẢN XUÂT TỪ PECTIN VÀ TINH DẦU KINH GIỚI

các phương pháp phân tích màng bao thực phẩm tổng hợp từ pectin và tinh dầu kinh giới các phương pháp phân tích màng bao thực phẩm tổng hợp từ pectin và tinh dầu kinh giới các phương pháp phân tích màng bao thực phẩm tổng hợp từ pectin và tinh dầu kinh giới

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 : Các chức năng chính của bao bì thực phẩm -11

Hình 2: Các lớp màng của hộp giấy carton Tetrapak -13

Hình 3: Fresh-check -16

Hình 4: Paksense -17

Hình 5: Chỉ số thời gian- nhiệt độ (OnVu TTI) -17

Hình 6: Quy trình tự phân huỷ sinh học của bao bì nhựa -19

Hình 7+8: Một số bao bì phân huỷ sinh học -20

Hình 9: Sản phẩm bao bì ăn được của các nhà khoa học Pháp -20

Hình 10: Qủa họ Citrus có hàm lượng pectin cao trong vỏ -21

Hình 11 : Pectin trong cấu tạo thành tế bào thực vật -24

Hình 12: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin -25

Hình 13: Liên kết 1,4-gluoside trong phân tử pectin -26

Hình 14: Công thức HM pectin -26

Hình 15: Công thức LM pectin -27

Hình 16: Công thức pectin được amid hóa -28

Hình 17: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro -28

Hình 18: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ -29

Hình 19+20: Ứng dụng pectin trong sản xuất thạch rau câu -30

Hình 21: Một số rau quả chứa pectin -31

Hình 22+23: So sánh quả xoài và quýt trước và sau bảo quản bằng màng bao -31

Hình 24: Cường độ hô hấp của một số quả đột biến sau thu hoạch -41

Hình 25: Biến đổi sinh lý, sinh hóa của quả chuối trong quá trình chín -46

Hình 26: Quy trình từ khâu thu hoạch, phân loại đến đóng gói rau quả -48

Hình 27: Máy quang phổ UV/Vis -50

Hình 28: Sơ đồ hệ máy quang phổ hai chùm tia -61

Hình 29: Minh học hệ máy quang phổ hai chùm tia -64

Hình 30: Sơ đồ hệ máy ellipsometer -64

Hình 31: Minh họa góc tới và góc phản xạ của phương pháp đo ellipsometer -65

Hình 32: Hình ảnh chùm tia tới và phản xạ phân cực Ellip -66

Hình 33: Thiết bị đo Ellipsometry -67

Hình 34: Cấu tạo của súng phóng điện tử -68

Hình 35: Nguyên lý hoạt động của một thấu kính từ trong TEM -69

Hình 36: Nguyên lý ghi ảnh trường sáng và trường tối trong TEM -70

Hình 37: Nguyên lý của điều chỉnh điều kiện tương điểm -71

Hình 38: Ảnh trường sáng (a) và trường tối mẫu hợp kim -72

Hình 39: Ảnh hiển vi điện tử độ phân giải cao chụp lớp phân cách Si/SiO2 -73

Hình 40: Nguyên lý của STEM: Sử dụng một chùm điện tử hẹp quét trên mẫu 75

Hình 41: Thiết bị kính hiển vi điện tử quét Jeol 5410 LV -77

Hình 42: Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét -79

Hình 43 Ảnh SEM chụp bề mặt màng mỏng ZnO -80

Hình 44 Ảnh chụp SEM lớp cắt màng mỏng -81

Hình 45: Ảnh SEM của rau quả phủ sáp -82

Hình 46: Hiện tượng các tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thểchất rắn -83

Hình 47: Máy nhiễu xạ tia X -84

Hình 48: Cấu trúc tinh thể và phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu LaOFeAs -85

Hình 49: Cấu trúc tinh thể của màng mỏng VO2 -85

DANH MUC BẢNG

Bảng 1: Tỉ lệ thành phần pectin trong một số loại rau quả -32Bảng 2: Phần trăm pectin trong các phế liệu của quả bưởi -32Bảng 3: Tỉ lệ tổn thất sau thu hoạch đối với sản phẩm rau ở một số nươc Châu Á 34Bảng 4: Liệt kê một số quả với hô hấp thường và hô hấp đột biến -39Bảng 5: Tỉ lệ các hợp chất phenolic chính trong kinh giới, phương pháp HPLC -42Bảng 6: Hàm lượng phenolic tổng của dịch chiết hoa kinh giới với các dung môi khácnhau - 43

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, xã hội ngày càng tiến bộ, các ngành sản xuất phục vụ cho đời sống con người ngày càng được chú trọng phát triển Trong đó, nhu cầu về thực phẩm là vần đề thiết yếu, và ngành công nghệp thực phẩm trở thành then chốt trong các định hướng phát triển, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dung Chúng ta không chỉ cần “ăn no, ăn đủ

mà còn cần ăn sạch”, thực phẩm cần được bảo đảm an toàn trừ khâu nguyên liệu cho đến thành phẩm, từ thu mua, sản xuất, vận chuyển cho đến khi lưu hành trên thị trường và đến tay người tiêu dung

Trong việc tuân thủ các quy trình về an toàn vệ sinh thực phẩm thì bao bì thực phẩm cũng đóng vai trọng Bao bì là màng bao bên ngoài vừa có tính bảo vệ, tăng thời gian bảo quản, vừa mang lại cho thực phẩm tính thẩm mỹ cao Các nghiên cứu về bao bì thực phẩm ngày càng chú trọng gia tăng các đặc tính trên, nhằm đem lại nguồn thực phẩm tươi sạch nhất Và sự an toàn là một yêu cầu nghiêm ngặt trong kiểm soát chất lượng bao bì Chính vì thế, sản xuất bao bì ngày càng đi gần đến các nguồn nguyên liệu từ tự nhiên, không có các thành phần độc hại, nhưng lại có các đặc tính nổi trội trong bảo quản thực phẩm

Chúng em chọn nguồn nguyên liệu từ thực vật là pectin và tinh dầu kinh giới để tổng hợp màng bao thực phẩm , hướng tới việc nghiên cứu, chế tạo màng bao an toàn, thân thiện với môi trường, có tính bảo quản cao và giá thành phù hợp Với quy mô của đề tài, còn nhiều hạn chế và sai sót, nhóm chúng em sẽ cố gắng nghiên cứu chuyên sâu về mặt, thử nghiệm nhiều mặt để đề tài gần với thực tiễn ứng dụng hơn

PHẦN 1- TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Bao bì nói chung và bao bì thực phẩm nói riêng đã được con người biết đến và sửdụng từ lâu đời Tùy thuộc vào từng giai đoạn phát triển mà các hình thức và mẫu mã bao bìcũng khác nhau Ban đầu, con người tận dụng những vật liệu từ thiên nhiên như lá cây,vỏcây để làm dụng cụ chứa đựng thực phẩm Do vậy, mà bao bì trong thời kỳ này còn mangtính sơ khai và chưa thể hiện hết đầy đủ các chức năng của nó Sau đó, nhờ sự phát triển củacác ngành như: công nghiệp gốm, sứ; thủy tinh; công nghiệp luyện kim; công nghiệp giấy;công nghiệp chất dẻo mà ngành công nghiệp bao bì thực phẩm cũng có những bước pháttriển vượt bậc Chức năng của bao bì thực phẩm cũng nhờ đó mà mở rộng và hoàn thiệnhơn

Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán Bao bì có thể baogồm nhiều lớp bao bọc có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm

Đặc tính của bao bì thực phẩm thể hiện qua chức năng

Đảm bảo số lượng và chất lượng thực phẩm

Thông tin giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng

Thuận tiện trong phân phối lưu kho, quản lí và tiêu dùng

1.2 Chức năng của bao bì

Chức năng chủ yếu của bao bì trong ngành công nghiệp thực phẩm là bảo quản và bảo

vệ thực phẩm bên trong không bị nhiễm bẩn Nó bao gồm sự an toàn của thực phẩm đónggói, duy trì chất lượng, tăng thời hạn sử dụng và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật.Bao bì bảo vệ thực phẩm tránh những ảnh hưởng của môi trường như ánh sáng, oxy, độ ẩm,enzyme, vi sinh vật, côn trùng, bụi, áp suất, khí thải… Các yếu tố này sẽ làm giảm chấtlượng của các loại thực phẩm và đồ uống Thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm đượctăng cường bằng cách giảm vi sinh vật, hóa sinh, và các phản ứng enzyme thông qua cácquá trình khác nhau như kiểm soát độ ẩm, kiểm soát nhiệt độ, loại bỏ oxy, bổ sung các chấtphụ gia, chất bảo quản .Để tránh tái nhiễm đảm bảo sự nguyên vẹn của sản phẩm thì quytrình đóng gói và phân phối là quan trọng Ngoài ra bao bì còn có chức năng quan trọngkhác là ngăn chặn, thuận tiện, tiếp thị và truyền thông Bao bì được sử dụng để bảo vệ sản

Bảo vệ

Thương mại

Tiện dụng Chứa đựng

Nhận diện

phẩm chống lại những tác động của môi trường bên ngoài, truyền đạt đến người tiêu dùngnhư một công cụ quảng cáo, đem đến cho người tiêu dùng cảm giác thoải mái của sự thuậntiện và chứa đựng sản phẩm ở mọi kích cỡ, mọi hình dạng Tuy nhiên, những chức năng nàythường không tách biệt nhau hoàn toàn trên một cái bao bì, ví dụ: chức năng truyền đạtthông tin trên bao bì thường cảnh báo trên nhãn, hướng dẫn chế biến cũng có thể giúp tăngkhả năng bảo vệ thức ăn và sự thuận tiện

Hình 1 : Các chức năng chính của bao bì thực phẩm

1.3 Lịch sử phát triển kỹ thuật bao bì thực phẩm

Lịch sử bao bì thực phẩm đã nói lên sự tiến bộ của công nghệ thực phẩm cùng vớicông nghệ vật liệu làm bao bì, đồng thời phản ánh sự phát triển của xã hội loài người quacác thời kỳ

Từ thời kỳ đồ đá vật chứa đựng thức ăn thức uống chính là khúc gỗ rỗng, quả bầu, bí

để khô, vỏ sò ốc, da, xương, sừng của thú rừng… biết dệt lông thú, cành lá thành túi đựng.Đến thời kỳ đồ đá mới, loài người biết chế tạo đồ chứa bằng kim loại, đồ gốm Bêncạnh đó thủy tinh cũng được con người phát hiện rất sớm khoảng 1500 năm trước công

Vào thế kỷ thứ II người Trung Quốc phát minh ra giấy viết Vào thế kỷ 16 họ phátminh ra giấy bìa cứng và đến thế kỷ 19 bìa carton gợn sóng được phát minh mở ra kỷnguyên mới cho ngành bao bì.

Thế kỷ thứ 13 người ta phát minh ra phương pháp mạ thiếc lên những tấm sắt mỏng.Thế kỷ 20 là sự ra đời của các loại bao bì bằng nhôm, thiếc, chì và các kim loại khác và sựphát triển của bao bì bằng chất dẻo- bao bì nhựa Đây là những bước tiến quan trọng cho sựphát triển các loại bao bì đang phổ biến hiện nay

1.4 Xu hướng phát triển bao bì thực phẩm

Cuộc sống ngày càng hiện đại, yêu cầu của con người về chất lượng của bao bì ngàycàng tăng cao

Các loại bao bì làm bằng chất dẻo ngày càng tăng cao

Bao bì có khả năng tái sinh

Bao bì thân thiện với môi trường

Bao bì màng nhiều lớp là loại bao bì được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau

như : giấy, nhôm, nhựa, …Mỗi lớp vật liệu có một đặc tính và chức năng khác nhau Tùythuộc vào mục đích sử dụng của bao bì và sản phẩm được chứa đựng mà có thể ghép từnglớp lại với nhau để giảm thiểu nhược điểm và làm tăng ưu điểm của những lớp vật liệu đơn

 Đặc điểm

Các nhà sản xuất đã sử dụng cùng lúc (ghép) các loại vật liệu khác nhau để có đượcmột loại vật liệu ghép với các tính năng được cải thiện nhằm đáp ứng các yêu cầu bao bì.Khi đó chỉ một tấm vật liệu vẫn có thể cung cấp đầy đủ tất cả các tính chất như: tính cảnkhí, hơi ẩm, độ cứng, tính chất in tốt, tính năng chế tạo dễ dàng, tính hàn tốt… như yêu cầu

đã đặt ra

Tính chất cuối cùng của một loại vật liệu nhiều lớp phụ thuộc nhiều vào những tínhchất của các lớp thành phần riêng lẻ.

Màng ghép thường được sử dụng rộng rãi làm nguyên liệu cho bao bì thực phẩm,dược phẩm… Sự hình thành màng ghép là việc kết hợp có chọn lựa giữa màng nguyên liệuban đầu, mực in, keo dán, nguyên liệu phủ sử dụng các phương pháp gia công có nhiềucông đoạn, đa dạng

Về lợi ích kinh tế và tính phổ biến trong thực tế bao bì màng nhiều lớp đạt được cácyêu cầu kỹ thuật, tính kinh tế, tiện dụng thích hợp cho từng loại bao bì, giữ gìn chất lượngsản phẩm bên trong bao bì, giá thành rẻ,…

Hình 2: Các lớp màng của hộp giấy carton Tetrapak

Lớp 1 (màng HDPE): chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh

bị trầy xước

Lớp 2 (giấy in ấn): trang trí và in nhãn.Lớp 3 (giấy kraft): có thể gấp nếp tạo hình dáng hạt, lớp này có độ cứng và dai chịu

Lớp 4 (màng copolymer của PE): lớp keo kết dính giữa giấy kraft và màng nhôm.

Lớp 5 (màng nhôm): ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi.Lớp 6 (ionomer hoặc copolymer của PE): lớp keo kết dính giữa màng nhôm và màngHDPE trong cùng

Lớp 7 (LDPE): cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bên trong.Bao bì màng nhiều lớp đã và đang được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thựcphẩm nhờ những ưu điểm nổi bật Chúng góp phần làm tăng giá trị cho thực phẩm, tăng tínhcạnh tranh đối với các loại bao bì khác, thúc đẩy sự xuất hiện của những loại bao bì mới.Nhưng bên cạnh đó, chúng cũng vẫn còn những nhược điểm nhất định Đáng quan tâm nhất

đó là việc các nhà sản xuất thực phẩm sử dụng bao bì màng nhiều lớp một cách tràn lan đãgây ra những ảnh hưởng về môi trường rất lớn Đây là điều đang đặt ra cho các nhà sản xuấtbao bì trong hiện tại cũng như trong tương lai để bao bì màng nhiều lớp ngày càng hoànthiện hơn

1.5.2 Bao bì thông minh

 Khái niệm

Bao bì thông minh là hệ thống bao bì có khả năng như phát hiện, cảm nhận, ghi âm, đồhọa, truyền thông, áp dụng logic khoa học để tăng thời hạn sử dụng, nâng cao tính an toàn,nâng cao chất lượng, cung cấp thông tin và cảnh báo các vấn đề có thể xảy ra

Ở bao bì thông minh chức năng đóng mở đáp ứng sự thay đổi điều kiện bên trong vàbên ngoài bao bì và có thể bao gồm một sự cảnh báo tới người tiêu dùng hoặc người sửdụng cuối cùng về tình trạng của sản phẩm Một định nghĩa đơn giản về bao bì thông minh

là loại bao bì có thể cảm nhận hoặc truyền dữ liệu tới khách hàng

 Phân biệt bao bì thông minh và bao bì năng động

- Bao bì thông minh: là hệ thống giám sát các điều kiện đóng gói của thực phẩm đểcung cấp thông tin về chất lượng sản phẩm trong khi vận chuyển và phân phối

- Bao bì năng động: là bao bì có thể thay đổi các điều kiện đóng gói của thực phẩm đểgia tăng hạn sử dụng hoặc để cải thiện tính an toàn, đặc tính cảm quan, trong khi đó vẫn duytrì chất lượng sản phẩm

 Thị trường bao bì thông minh

Ở Mỹ, Nhật Bản và Australia bao bì thông minh và bao bì năng động đã được áp dụngthành công để nâng cao thời hạn sử dụng, hoặc để giám sát chất lượng an toàn thực phẩm.Hoạt động đóng gói ước tính đạt giá trị khoảng 4,6 tỉ USD trong năm 2008 và ước tínhđến năm 2013 là 6,4 tỉ USD Hoạt động đóng gói của bao bì thông minh năm 2008 là 1,4 tỷUSD và sẽ tăng đến 2,3 tỷ USD trong 5 năm tiếp theo.

Bao bì thông minh sẽ đạt 1,4 tỷ USD năm 2008, tăng đến 2,3 tỷ USD trong vòng 5năm tới, tốc độ tăng trưởng là 11,4%

Một tương lai tươi sáng có thể được dự kiến cho hoạt động của bao bì thông minh vì

nó hoàn toàn phù hợp với chiến lược an toàn thực phẩm, liên quan đến một mức độ cải thiện

an toàn thực phẩm và minh bạch cho người tiêu dùng.[BCC Research (January 2008)]

Tất cả những khả năng được thể hiện bằng sự liên kết giữa bao bì và công nghệ thôngtin Nhưng bao bì thông minh sẽ không thật sự phát triển cho đến khi chúng ta thật sự hiểu

và áp dụng thành công công nghệ và làm sao chúng ta có thể sử dụng hiệu quả hơn chấtlượng thông tin được xử lý

 Ứng dụng

Ngày nay, người tiêu dùng càng muốn có nhiều thông tin cần thiết về sản phẩm tiêuthụ Và chiếc cầu nối giúp họ tiếp cận thông tin này nằm ở bao bì Đằng sau khái niệm “baobì”, chúng ta ngầm hiểu cả khái niệm “nhãn hàng”, “quy trình đóng gói” và “điều kiện bảoquản”

Giữa hàng loạt những hội nghị, báo cáo và kết quả nghiên cứu, tổ chức BARD (Quỹnghiên cứu và phát triển lưỡng quốc Mỹ/Israel) gần đây tổ chức hội nghị bàn về việc tạo sự

“năng động” và “thông minh” cho bao bì của các sản phẩm nước hoa quả và rau, hội nghịđặc biệt tập trung đến việc làm sao có thể có một bao bì thông minh tiện lợi cho người tiêudùng Hiện nay, có một công nghệ bao bì tiên tiến cho phép nhà sản xuất có thể giảm thiểucác yếu tố như thời gian sản xuất, nhiệt độ hay địa điểm

 Fresh-check ®: Hiển thị độ tươi của thực phẩm

Một thiết bị tự dính đó là công thức đặc biệt phù hợp với thời hạn sử dụng của các sảnphẩm thực phẩm mà nó được gắn liền làm xuất hiện vùng tối không thể phục hồi: thay đổimàu sắc để thể hiện độ tươi của sản phẩm thực phẩm

Hình 3: Fresh-check

 Paksense: Nhãn theo dõi nhiệt độ

Các nhãn PakSense giám sát nhiệt độ và thời gian của sản phẩm dễ hư hỏng trongsuốt quá trình phân phối Hiển thị cảnh báo nếu sự chênh lệch nhiệt độ xảy ra và dữ liệu thuthập bởi các nhãn có thể được tải xuống và vẽ đồ thị cho báo cáo và hồ sơ quản lý Các nhãnPakSense cho phép kiểm soát chất lượng và an toàn thực phẩm tốt hơn

Hình 4: Paksense

 OnVu ™: Chỉ số thời gian- nhiệt độ

OnVu TTI cho phép các nhà sản xuất, nhà bán lẻ và người tiêu dùng kiểm tra rất nhanhsản phẩm có thể hư hỏng để có thể vận chuyển và lưu trữ đúng cách

Việc sử dụng chúng giúp nâng cao sự tiện lợi cho người tiêu dùng, uy tín của thươnghiệu và tối ưu hóa vòng đời sản phẩm

Công nghệ OnVu TTI dựa trên thuộc tính của các sắc tố làm thay đổi màu sắc theothời gian và nhiệt độ

Hình 5: Chỉ số thời gian- nhiệt độ (OnVu TTI)

 Bao bì thông minh, một điều đặc biệt khi kết hợp cùng với các nguyên tắc khoa học,

nó là một công cụ hữu hiệu cho việc truy xuất sản phẩm và duy trì các điều kiện của chúng.Ứng dụng của bao bì thông minh trong hệ thống truy xuất và hệ thống phân tích mối nguy

và kiểm soát điểm tới hạn, truy xuất và lưu giữ các báo cáo trong suốt quá trình sản xuất vàcung ứng, được xem xét như một yếu tố chính trong an toàn thực phẩm và an toàn sinh học

Hệ thống truy xuất thay đổi theo chiều sâu, chiều rộng và độ chính xác của dữ liệuđược ghi nhận lại, dữ liệu được truy lại từ chuỗi cung ứng có tính chất lạc hậu hay mới nhất,

vị trí của sản phẩm trên thị trường Việc truy xuất tất cả những thông tin có độ chính xác caothường không khả thi mà chỉ hạn chế trong việc thiết lập các thông số thường được sử dụng

Ví dụ, trong thịt bò, những thông tin cần thiết như là tên thương hiệu, số mẻ sản xuất,nguồn gốc, hay xuất xứ của lô hàng thịt bò đó là điều cần thiết, và các thông số này phải có

độ chính xác cao Tuy nhiên những thông số này không đưa ra được những thông số kỹthuật về chất lượng và an toàn của sản phẩm thực phẩm

Như vậy bao bì thông minh được kết hợp với các hệ thống truy xuất hiện nay để làmtăng hiệu quả của việc truyền đạt thông tin Mã vạch và nhãn hàng hóa điện tử có thể lưugiữ và chia sẻ thông tin một cách tự động, một cách đặc biệt khi được kết hợp với các dụng

cụ có khả năng đo lường một cách nhanh chóng các thuộc tính về chất lượng và duy trì tính

an toàn của thực phẩm Ví dụ: các thông số pH, thông số hoạt độ của nước, thiết bị xác địnhnhanh các chỉ tiêu vi sinh, hoặc là các thiết bị đo lường về chất lượng không phá hủy có thểđược đặt ở các vị trí chiến lược bên cạnh chuỗi cung ứng, nơi mà chúng sẽ thay đổi dữ liệukhi đọc hoặc viết mã vạch hoặc nhãn hàng hóa điện tử Tuy nhiên nếu chỉ tăng độ chính xáccủa hệ thống truy xuất thì không đủ để cải thiện an toàn thực phẩm mà còn phải kết hợp với

1.5.3 Bao bì tự phân huỷ sinh học

 Tình hình nghiên cứu và tiềm năng sử dụng

Việc sử dụng bao bì plastic đang làm gia tăng sự ô nhiễm môi trường Theo thống kê

sơ bộ của Bộ Tài nguyên Môi trường, trung bình 1 ngày, 1 người tiêu dùng phải sử dụng ítnhất một chiếc túi nilon Thời gian để phân huỷ những chiếc nylon này là khoảng 50 năm sẽảnh hưởng không nhỏ đến môi trường Nhựa nhiệt dẻo phải mất từ 10 tới 30 năm, thậm chí

là một thế kỷ, mới có thể phân huỷ Nếu mang đốt, chúng sẽ gây ô nhiễm không khí Trongkhi đó, chôn lấp sẽ rất tốn đất và ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm Hoạt động tái chế cầnđầu tư thiết bị máy móc đắt tiền, hiệu quả kinh tế thấp Chỉ riêng năm 1996, thế giới sửdụng 150 triệu tấn nhựa nhiệt dẻo

Chính vì những lý do trên mà nhiều nước trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu polymer

tự phân huỷ kể từ những năm 1980 Năm 1980 trên thế giới mới chỉ có 7 -12 sáng chế trongngành này Tuy nhiên, con số đó đã tăng lên 1.500 trong 10 tháng đầu năm 2003 Hiện Mỹ

đã thay thế 30% nhựa nhiệt dẻo bằng polymer tự phân huỷ

Bao bì tự hủy có nguồn gốc sinh học có tiềm năng lớn trong thị trường bao gói thựcphẩm trong những năm tới Điều này sẽ giúp chúng ta hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn dầu

mỏ đang dần cạn kiệt đồng thời giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của bao bì plastic gâyra.

Trong những năm gần đây, các quốc gia có những đạo luật như: các cơ sở sản xuấtphải có trách nhiệm với các sản phẩm do mình làm ra ở giai đoạn cuối vòng đời của nó,chính sách giao vấn đề quản lý chất thải cho các nhà sản xuất, giới hạn lượng bao bì đónggói cho thực phẩm, khuyến khích các tổ chức chính quyền sử dụng vật liệu sinh học

Hình 6: Quy trình tự phân huỷ sinh học của bao bì nhựa

 Vật liệu tổng hợp bao bì

Hiện nay, vật liệu bao bì sinh học chủ yếu từ polymer sinh học chẳng hạn như: tinhbột, cellulose, protein, pectin, pullulan, gelatin… và các monomer từ chất hữu cơ lên men.Bao bì tự hủy từ tinh bột

Bao bì tự hủy từ cellulose

Bao bì tự hủy từ Chitin và Chitosan

Bao bì tự hủy từ vật liệu khác

Màng polymer tự hủy

Hình 7+8: Một số bao bì phân huỷ sinh học.

1.5.4 Bao bì thực phẩm ăn được

 Khái niệm

Bao bì ăn được có thành phần chủ yếu là các polymer sinh học, như polysaccharide(đường đa), protein (chất đạm) - là những thành phần được trích ly từ nông sản thựcphẩm Các thành phần này, sau khi loại bỏ tạp chất, sẽ được phối trộn với một số phụ giathực phẩm rồi chế biến Theo Thạc sĩ Phan Thế Đồng, Bộ môn Hóa sinh Thực phẩm, ĐHNông Lâm TPHCM, chuỗi polymer càng dài thì cho ra sản phẩm càng dai

Chúng ta có thể tìm thấy các nghiên cứu về vật liệu bao gói ăn được trên cơ sởpolymer tự nhiên Ba loạii phân tử có trong màng ăn được là polysaccarit, protein và lipit.Màng protein và polysaccarit chắn khí tốt nhưng chắn ẩm kém Ngược lại, màng lpit thuầntuý chắn ẩm tốt hơn nhưng chắn khí kém Cần chú ý đến sự phát triển của màng composit

ăn được với các chức năng có lợi của các loại phân tử Nghiên cứu màng polysaccarit – lipitđang được quan tâm nhiều, màng có cấu trúc hai lớp với khả năng chống thấm được cảithiện đáng kể.

 Các công trình nghiên cứu

Năm 1998, ông Đồng sang Pháp tu nghiệp và làm thạc sĩ, với đề tài nghiên cứu bao bì ăn được Nguồn nguyên liệu lúc đó là cám ngô Tuy nhiên, sản phẩm làm ra rất dễ hút ẩm, giữ không được lâu, phải sử dụng một chất trung gian liên kết lại Trở về nước, ông tập trung vào chế tạo bao

bì ăn được từ nguồn nguyên liệu nông sản Việt Nam, như lúa gạo, khoai củ, rong biển và chất xơ từ thực vật Theo ông, sử dụng các nguyên liệu này sẽ không cần chất trung gian để gắn kết các chuỗi polymer tự nhiên Mặt khác, chúng lại rất sẵn có ở nước ta

Sau gần hai năm nghiên cứu, ông Đồng đã đưa ra hai loại bao bì ăn được: Loại thứ nhất có thể tan trong nước lạnh dễ dàng; loại thứ hai chỉ tan trong nước nóng (ở nhiệt độ 100 độ C) Tuy nhiên,

về mặt cảm quan bên ngoài chúng rất giống nhau: trông như nilon, trong suốt và không mùi Hiện chúng có kích thước 25 x 50 cm, với độ dày 0,1 mm Để làm ra 2 miếng bao bì ăn được có kích thước như trên chỉ cần 15 g nguyên liệu Qua thử nghiệm, loại bao bì này có thể cản khí, cản chất béo, cản chất thơm Nhờ vậy, chúng có thể bảo quản thực phẩm không bị ôi thiu, giữ được hương thơm

Thạc sĩ Đồng cho biết ông đã hoàn thiện quy trình làm bao bì ăn được trong phạm vi phòng thí nghiệm Sắp tới, ông sẽ đưa ra ứng dụng trong thực tế, bước đầu làm túi bảo quản trái cây, bao đựng khô cá tra, bánh dầu, vỏ bọc xúc xích

Các nhà khoa học ở Pháp đã sáng chế được một loại bao bì thực phẩm có thể ăn được,giúp chúng ta thay đổi cách thức tận hưởng thức ăn cũng như cắt giảm lượng chất dẻo cóhại thải loại ra môi trường

Hình 9: Sản phẩm bao bì ăn được của các nhà khoa học Pháp.

Loại bao bì thực phẩm mới là sản phẩm sáng tạo của một nhóm nghiên cứu do tiến sĩ David Edwards – một giáo sư trường Đại học Havard (Mỹ) tại Pháp dẫn đầu và được đặt tên là WikiCell

Nó được thiết kế nhằm mô phỏng cách rau quả được “đóng gói” trong tự nhiên với một lớp vỏ bảo

vệ bên ngoài có thể ăn được

Theo tờ Daily Mail, WikiCell thực chất là một loại chất dẻo có thể ăn được, tinh chế từ tảo vàcanxi Hỗn hợp này sau đó được trộn với các hạt thực phẩm ví dụ như cacao hoặc hoa quả, khiến lớp

vỏ nhân tạo có hương vị giống hệt loại thực phẩm bọc bên trong

WikiCell có thể được sử dụng để đóng gói cả thực phẩm đặc và lỏng, bao gồm cả súp, bơ, cocktail, đồ uống có ga và cà phê Người dùng có thể sử dụng ống hút để chọc xuyên lớp màng bọc

và uống chất lỏng đựng bên trong trước khi ăn phần còn lại

Ngoài ra, chúng ta có thể rửa sạch “vỏ” nhân tạo dưới vòi nước và ăn chúng giống như vỏ của một quả táo Tuy nhiên, nếu người dùng quá lo lắng về độ “sạch” của lớp bảo vệ bên ngoài, họ đơn giản có thể lột bỏ vỏ nhân tạo giống như bóc và vứt bỏ vỏ quả cam vì nó cũng có thể thối rữa và phân hủy dễ dàng trong môi trường

1.6 Đề tài nghiên cứu “Màng bao thực phẩm từ pectin và tinh dầu kinh giới”

1.6.1 Cơ sở - mục đích của đề tài

 Mục đích

Trong bối cảnh ngày càng tăng cao các vấn đề về vệ sinh an toàn thực phẩm, đặc biệt

là việc sử dụng những hóa chất không được phép và không rõ nguồn gốc để kéo dài thớigian bảo quản thương mại của sản phẩm đã và đang làm tăng lên những mối nguy về sứckhỏe và sự bất an trong xã hội, nhất là với các sản phẩm nông sản Việc nghiên cứu và sửdụng những vật liệu có nguồn gốc thực phẩm tự nhiên để sử dụng là hết sức cần thiết vàđáng được quan tâm

 Cơ sở nghiên cứu

Ứng dụng tính chất chức năng của các polymer sinh học từ tự nhiên, chủ yếu là nguồnthu nhận từ thực vật

Polysaccharide là một phức hợp carbohydrate, là polymer được tạo từ cácmonosaccharide nhờ liên kết glycoside

Các polysacchride được sử dụng phần lớn là để tạo trạng thái biến đổi lưu biến học(các đặc điểm của dòng chảy) của dung dịch bằng cách tăng cường tính nhớt và được sửdụng phổ biến làm chất làm dày, chất keo, và các chất huyền phù

Chúng có thể làm ổn định cấu trúc thực phẩm và cải thiện hình dáng, vị ngon

Alginate do Pseudomonas aeruginosa và Azotobacter vinelandii tổng hợp, hoặc thu từ

rong biển

Pectin từ vỏ cây giống Citrus

Xanthan do Xanthanmonas campestris tổng hợp

Galactomannans từ Cyamopsis tetragonolobus

Cellulose do Acetobacter xylinum

Tinh bột từ hạt ngũ cốc, bắp, sắn

Chitosan do Mucorales spp

Dextran do Acetobacter sp., Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus mutans

Curdlan do Alcaligenes faecalis

Gellan do Aureomonas elodea và Sphingomonas paucimobilis

Pullulan do Aureobasidium pullulans

 Một số nghiên cứu màng bao thực phẩm trên cơ sở các hợp chất sinh học đã đượctiến hành và cho kết quả khả quan về công dụng bảo quản sản phẩm:

Chế phẩm Chitosan – nano bạc

Màng Ethyl Lauroyl Arginate

Màng composite dựa trên gelatin

Màng từ gia vị kháng khuẩn

Màng từ casein - chitosan

Màng từ Lysozyme - Lactoferin

Màng từ Nisin – cellulose

1.6.2 Tính mới của đề tài

Nghiên cứu tổng hợp màng bao thực phẩm từ pectin và tinh dầu cây kinh giới là mộtbước phát triển mới trong đề tài Với sự kết hợp các tính chất chức năng của hai nguồnnguyên liệu trên, với điều kiện và phương pháp tạo màng thích hợp, nhằm tạo màng bao vớicác tính năng vượt trội hơn về tính chống oxy hóa, tính kháng khuẩn, và tăng thời gian giữtươi – thơi gian bảo quản sản phẩm

PHẦN 2 – ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU2.1 Pectin

2.1.1 Nguồn gốc

Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo gel, tạo đông.Pectin có mặt trong củ quả, thân cây Đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất chocác trái cây đang trưởng thành Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây Tiền thâncủa pectin là protopectin không tan trong nước và có nhiều trong mô trái cây còn xanh, quátrình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin Sau đó kết hợp với sự demetylhóa dưới tác dụng của enzyme và sự depolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng làcác loại đường hòa tan và acid

Hình 10: Qủa họ Citrus có hàm lượng pectin cao trong vỏ

Từ thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong khẩu phần ăn của con người Nhưngchỉ mới nửa thế kỷ trước ngành công nghệ thực phẩm mới nhận biết được vai trò quan trọngcủa phụ gia pectin trong việc đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm.

Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vậtthường là táo hay các quả có múi như: cam, quýt, bưởi…Phần lớn các quốc gia xem pectin

là phụ gia quý và vô hại được sử dụng với liều lượng phụ thuộc vào từng quy trình côngnghệ

2.1.2 Cấu tạo

Pectin là một polysaccarit tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xâydựng cấu trúc tế bào thực vật Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của axit pectic, axitpectic là một polyme của axit D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glicozit

Hình 11 : Pectin trong cấu tạo thành tế bào thực vật

 Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các este methyl của chúng.

Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng:

+ Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp vớipolysaccharide araban

+ Dạng hòa tan của pectin, tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào

 Các chất pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các

mạch của phân tử acid D- galacturonic C H O liên kết với nhau bằng liên kết

1,4-acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị 1,4-acidpolygalacturonic.

- Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin:

Hình 12: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin

- Phân tử lượng: của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi trong

giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galaturonic và thường thay đổi trong phạm vi từ10.000 ÷ 100.000 Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài phân tử thì pectin caohơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tửlượng từ 25.000 ÷ 35.000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới50.000

- Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin

Hình 13: Liên kết 1,4-gluoside trong phân tử pectin.

2.1.3 Tính chất

- Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ Pectin được xem là một trong những chấtphụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này được chứng minh bởihàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA (JointFood Expert Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở liên minh châu Âu vàGRAS (Generally Regarded)

- Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

- Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt

- Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

- Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường

- Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường Vì vậy để duy trì khả năng tạogel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy phân củaenzyme pectinase

- Dung dịch pectin có độ nhớt cao Nếu muốn thu dịch quả ép thì dung dịch này bấtlợi, người ta phải dùng enzyme pectinase để thủy phân pectin, giảm độ nhớt

- Còn đối với pectin tan thì dưới tác dụng của pectinase sẽ biến thành acid pectinic(thường dưới dạng muối Ca và Mg) và các chất đơn giản khác như rượu methylic, acidacetic, arabinose, galactose

- Pectin hòa tan khi bị tác dụng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giảiphóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó gọi là acidpectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic Acid pectin có thể tạo nên dạng muốicanxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng để định lượngcác chất pectin.

2.1.4 Phân loại và các chỉ số đặc trưng

 Phân loại

a Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử

- HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI > 7%, trong

phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%)

Hình 14: Công thức HM pectin

- LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng từ 3

÷ 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE ≤ 50%)

Hình 15: Công thức LM pectin

+ Trong đó một vài pectin phản ứng với amoniac để tạo ra pectin được amid hóaứng dụng trong một số lĩnh vực khác

Hình 16: Công thức pectin được amid hóa.

b Theo khả năng hòa tan trong nước

- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là polysaccharide cấu tạo

bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl

- Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban

(polysaccharide ở thành tế bào)

Chỉ số đặc trưng

Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:

- Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, là phần trăm khối lượng nhóm

methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử

+ Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn các pectintách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%

- Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần trăm về số

lượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galacturonic

có trong phân tử

2.1.5 Cơ chế tạo gel

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel cũng khácnhau

- HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro:

Hình 17: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro.

 Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 ÷ 3,5; [Pectin] = 0,5 ÷ 1%

+ Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tửpectin trong dung dịch

+ Ion H+ được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quá trình chế biếntrung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tích điện của các phân tử Vì vậy các phân tử cóthể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel

+ Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờcác cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành

sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gelthạch hoặc gelatin

 Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng

pectin, loại pectin và nhiệt độ

+ 30 ÷ 50% đường thêm vào pectin là saccharose Do đó cần duy trì pH acid để khiđun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh của đườngsaccharose Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịchđảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh tạo nên các vón cục

+ Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đókhi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cáchđun lâu hơn.

+ Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ cànggiảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh

- LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+:

Hình 18: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+

 Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dàiphân tử pectin phải đạt mức độ nhất định Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi khôngthêm đường và acid

+ Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COOcao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các ion hóa trị hai đặcbiệt là Ca2+

 Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl Gel pectin

có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar

Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau vàtương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong

Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thựcphẩm Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần có sự ổn định củanhiều pha Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt tráicây và mứt đông

Hình 19+20: Ứng dụng pectin trong sản xuất thạch rau câu

- Dùng pectin hay pectat để chế tạo bao bì (màng) ăn được: màng thu được bằng cáchđem nhúng sản phẩm vào dung dịch pectin methoxyl thấp hay natri pectat và sau đó nhúngvào dung dịch canxi clorua Đôi khi người ta thêm glyxerin vào dung dịch pectin để làm dẻohoá Màng phủ lên phải đem sấy

2.1.7 Thu nhận pectin từ phế liệu rau quả

 Nguyên liệu sản xuất:

Là những phế liệu thu được trong sản xúât một số loại rau quả

Bã táo

Vỏ quả có múi: vỏ cam, vỏ chanh, vỏ bưởi…

Một số loại nguyên liệu mới như củ cải đường, đài hoa hướng dương, xoài, đu đủxanh…

Hình 21: Một số rau quả chứa pectin.

Bảng 1: Tỉ lệ thành phần pectin trong một số loại rau quả

Bảng 2: Phần trăm pectin trong các phế liệu của quả bưởi

Lưu ý:

Các phếliệu

Khốilượng( % )

HàmlượngPectin( % )

Hiệu suấtthu hồi ( %)

Vỏxanh

-Cùitrắng

Không được xử lý vỏ quả múi bằng Ca(OH)2 và enzyme.

Việc xử lý vôi hóa sẽ làm thuỷ phân hoàn toàn pectin thành acit pectic

Xử lý bằng enzyme dễ tách vỏ hơn sẽ làm giảm khối lương phân tử của pectin

 Quy trình chung sản xuất pectin:

Quy trình sản xuất pectin gồm từ 3 đến 4 bước cơ bản:

 Bứơc 1 : Trích ly pectin từ nguyên liệu

 Bước 2 : Tinh chế dung dịch chiết

 Bước 3 : Tách pectin từ dung dịch lỏng

Nếu sản phẩm là LMP thì cầnntiến hành thêm bước thứ 4

 Bước 4 : De-ester hóa HMP

2.2 Tinh dầu kinh giới

2.2.1 Cây kinh giới

 Phân loại khoa học

Họ (familia) Lamiaceae

Loài (species) E ciliata

Kinh giới, kinh giới rìahaykinh giới trồng(tên khoa học:Elsholtzia cristata) là loài cây

thảo thuộchọ Hoa môi(Lamiaceae), là một loạirau thơmvà cây thuốc

Kinh giới có thân vuông, mọc thẳng, cao khoảng 30 – 50 cm Hoa nhỏ, màu tím nhạt, mọc thành bông ở đầu cành Cây chứa tinh dầu có vị cay, đắng, mùi thơm

 Phân bố

Kinh giới mọc ở khu vực đồi núi, đất bỏ hoang, với địa hình nhiều nắng, bờ sông suối hay trong rừng; ở cao độ 0-3.400 m Có tại Ấn Độ, Campuchia, Lào, Malaysia, Mông Cổ, Myanma, Nga, Nhật Bản, Thái Lan, Trung Quốc (ngoại trừ các tỉnh Thanh Hải và Tân Cương), Việt Nam Nó cũng được du nhập vào châu Âu và Bắc Mỹ

Tại Việt Nam, kinh giới được trồng ở nhiều nơi, thường được ăn sống

Bảng 3: Tỉ lệ các hợp chất phenolic chính trong kinh giới, phương pháp HPLC

2.2.2 Tinh dầu kinh giới (chiết suất từ hoa cây kinh giới)

Tên khoa học: Majorana Hortensis

Tên tiếng Anh: Majoram Essential Oil

 Thành phần hóa học: d Menton, một ít d Limonen, Methylcyclohexanone,

Benzaldehyde, 1-Octaen-3-Ol, 3-Octanone, 3-Octanol, Cymene, Limonence, Neomenthol,Menthol, Piperitone, Piperitenone, Humulene, Caryophyllene, b Pinene, 3,5-Dimethyl-2-Cyclohexen-1-One, Ethenyl Dimhyl Bezene, Cineole, Carvone, Dihydrocarvone, Verbenone(theo sách Những Cây Thuốc Vị Thuốc Việt Nam)

Khử trùng: là một chất khử trùng hiệu quả, lý tưởng cho việc điều trị những vết thương nội và bên ngoài; có hiệu quả trong điều trị các bệnh về nhiễm khuẩn và ngăn ngừa uốn ván

Kháng virus: có tính chất kháng virus, là một dược liệu chữa bệnh hiệu quả những bệnh như quai bị, sởi, cúm và cảm lạnh thông thường

Chống co thắt: làm giảm đau do co thắt như co thắt đường hô hấp và đường ruột, điều trị co thắt cơ bắp thường xuyên và đau ở các chi

Tiêu hóa: để thúc đẩy tiêu hóa, giúp tăng sự tiết dịch tiêu hóa quan trọng như mật trong dạ dày.Hương thơm của nó kích thích tuyến nước bọt và giúp tiêu hóa thức ăn hiệu quả hơn

Lợi tiểu: có đặc tính lợi tiểu, thanh trừ độc tố dư thừa ra khỏi cơ thể; giúp loại bỏ natri dư thừa

và acid uric giúp ngăn ngừa các biến chứng về sức khỏe

Làm ấm cơ thể

Rất tốt chữa hội trứng bị bồn chồn chân, cung cấp sự miễn dịch và lấy lại sự cân bằng cho cơ thể

Mang đến một giấc ngủ sâu và sự bình yên trong giấc ngủ

Giúp điều trị huyết áp cao, hen suyễn

Massage vào trước trán, thái dương, sau gáy giúp trị đau nhức đầu

 Nguyên tắc sản xuất tinh dầu từ thiên nhiên:

Tinh dầu thu được phải có mùi thơm tự nhiên như nguyên liệu

 Quy trình khai thác phải phù hợp với nguyên liệu

 Tinh dầu phải được lấy triệt để khỏi nguyên liệu, với chi phí thấp nhất

 Đơn giản, thuận tiện và nhanh chóng

 Phương pháp thu nhận tinh dầu:

 Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước

Phương pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước được dựa trên nguyên lý củaquá trình chưng cất một hỗn hợp không tan lẫn vào nhau là nước và tinh dầu Khi hỗn hợpnày được gia nhiệt, cả hai chất đều bay hơi Nếu áp suất của hơi nước cộng với áp suất của

tinh dầu bằng với áp suất môi trường thì hỗn hợp sôi và tinh dầu được lấy ra cùng với hơinước.

Phương pháp này có ưu điểm là nhiệt độ sôi của hỗn hợp thấp hơn nhiệt độ sôi củanước (1000C) trong khi nhiệt độ sôi của tinh dầu > 1000C ở áp suất khí quyển

Chưng cất lôi cuốn hơi nước không đòi hỏi nhiều thiết bị phức tạp, nhưng có khảnăng tách gần như triệt để tinh dầu có trong nguyên liệu Ngoài ra, phương pháp này còncho phép phân ly các cấu tử trong tinh dầu thành những phần riêng biệt có độ tinh khiếtcao hơn dựa vào sự khác biệt về tính chất bay hơi

Nguyên liệu và nước được cho vào cùng một thiết bị, đun sôi, hơi nước bay ra sẽ lôicuốn theo hơi tinh dầu, sau đó làm lạnh ngưng tụ hơi, ta sẽ thu được tinh dầu sau khiphân ly tách nước ra Thiết bị sử dụng tương đối đơn giản, rẻ tiền, phù hợp với sản xuấtnhỏ ở địa phương, nhất là ở những nơi mới bắt đầu khai thác tinh dầu, bước đầu chưa

có điều kiện đầu tư vào sản xuất

Tuy nhiên phương pháp này cũng có những nhược điểm:

 Chất lượng tinh dầu sản phẩm không cao

 Nguyên liệu dễ bị cháy khét, do bị thiếu nước, bị dính vào thành thiết bị Khóđiều chỉnh các thông số kỹ thuật (nhiệt độ, áp suất), thời gian chưng cất kéo dài

 Tiêu tốn nhiều năng lượng

Phương pháp chưng cất gián tiếp sử dụng nồi bốc hơi nước riêng hoặc sử dụngchung hệ thống hơi nước từ một lò hơi chung cho các thiết bị khác nhau

Do bộ phân chưng cất không bị gia nhiệt trực tiếp nên phương pháp khắc phụcđược tình trạng nguyên liệu bị khê khét, màu sắc và phẩm chất của tinh dầu thu đượctốt hơn

Do hơi nước cấp từ bên ngoài nên dễ dàng khống chế và điều chỉnh các yếu tố như

lưu lượng, áp suất cho phù hợp với từng loại nguyên liệu, giúp nâng cao hiệu suấtcũng như chất lượng tinh dầu thu được.

 Phương pháp trích bằng dung môi dễ bay hơi:

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc sử dụng dung môi thích hợp để hòa tannhững cấu tử mang hương trong nguyên liệu đã được xử lý thành dạng thích hợp ởnhiệt độ phòng Dung môi chiết sẽ ngấm qua thành tế bào của nguyên liệu, các hợp chấttrong tế bào sẽ hòa tan vào dung môi, sau đó sẽ xuất hiện quá trình thẩm thấu giữa dịchchiết bên trong với dung môi bên ngoài do chênh lệch nồng độ Sau khi trích ly phải thựchiện quá trình tách dung môi ở áp suất thấp để thu tinh dầu

 Trích ly bằng dung môi không bay hơi :

Dựa vào tính chất có thể hòa tan trong chất béo động vật và thực vật của tinh dầu,người ta ngâm nguyên liệu vào dầu động vật hoặc thực vật, tinh dầu sẽ khuếch tán quamàng tế bào, hòa tan vào dầu, sau đó tách riêng dầu để thu tinh dầu

Phương pháp ngâm bằng dung môi không bay hơi có nhiều ưu điểm hơnphương pháp trích ly bằng dung môi dễ bay hơi ở chỗ thu được dầu ít tạp chất hơn.Tuy nhiên, phương pháp này rất thủ công, khó cơ giới hóa và có nhược điểm lớn là chấtbéo dùng làm dung môi rất khó bảo quản và chế biến, giá thành cao Chính vì vậy hiệnnay phương pháp này rất ít được sử dụng

Bảng 4: Hàm lượng phenolic tổng của dịch chiết hoa kinh giới với các dung môi khácnhau

(%)

Total phenolsb(mg GAE/g DM)

Lợi dụng tính chất khí CO2 có thể hóa lỏng ở áp suất cao, dùng CO2 lỏng chiếttinh dầu ra khỏi nguyên liệu.

Phương pháp trích ly dùng CO2 lỏng được sử dụng nhiều trong công nghiệp trongthời gian gần đây do có nhiều ưu điểm như:

- CO2 không có tác dụng độc hại đối với con người như các loại dung môi khác

-Khi loại dung môi không cần sử dụng nhiệt, vì vậy giữ được mùi thơm của tinhdầu mà không sợ tinh dầu bị phân hủy

2.3 Sự kết hợp pectin và tinh dầu kinh giới

Khả năng tạo màng trên bề mặt à giữ

Tính kháng khuẩn tốt, ổn định

Thân thiện với môi trường

Sử dụng trong bảo quản các loại sản phẩm từ thịt; bảo quản rau quả như nho, cam,bưởi, vải, mận, xoài… sau thu hoạch

Tăng thời gian bảo quản có thể lên tới 01 tháng

Hình 22+23: So sánh quả xoài và quýt trước và sau bảo quản bằng màng bao

2.4 Bảo quản rau quả sau thu hoạch

2.4.1 Tổn thất rau quả sau thu hoạch

 Tổn thất về số lượng

Khoảng 30-40% số lượng rau quả thu hoạch bị thối hỏng hoặc phải thải bỏ sau khi vậnchuyển khỏi trang trại

- điều kiện nhiệt đới: số lượng hao hụt của rau khoảng 22-78%

Bảng 5: Tỉ lệ tổn thất sau thu hoạch đối với sản phẩm rau ở một số nươc Châu Á

% tổn thất sau thu hoạch đối với rau ở một số nước châu Á

Pakistan

Indonesia

Nepan

6-22%

4- Tổn thất về chất lượng và dinh dưỡng

Hầu hết các vitamin đều giảm trong quá trình tồn trữ rau, đặc biệt là vitamin C: acidascorbic (khoai tây) 18,3mg→10,8mg

Hầu như tất cả các acid amin tự do đều giảm

Các loại rau như rau dền, bắp cải, cải xoăn nhanh chóng mất ẩm và héo →tổn thấtvitamin C nhanh chóng

Được đánh giá thông qua các chỉ tiêu:

+ dinh dưỡng,

+ vệ sinh an toàn thực phẩm

+ cảm quan

 Tổn thất về kinh tế

Tổng tổn thất về số lượng và chất lượng được quy thành tiền

2.4.2 Tổn thất ở quả sau thu hoạch

- Hình dạng, cấu trúc tương đối mềm kết hợp với hàm ẩm cao →quả dễ bị tổn thương

- Các điều kiện vật lý sau thu hoạch:

hô hấp tự nhiên của quả sau thu hái

quá trình chín và lão hoá

 Sâu chuột và bệnh

bị nhiễm các loại vi sinh vật gây bệnh trên quả: nấm, vi khuẩn, virut…

Côn trùng phát triển, các loài gặm nhấm, chim

2.4.3 Các quá trình sinh lý và sinh hoá của quả sau thu hoạch

 Hô hấp

Quả thường có 2 loại hô hấp:

− Hô hấp thường: cường độ hô hấp giảm dần sau thu hoạch, không có sự thay đổicường độ hô hấp trong quá trình chín

− Hô hấp đột biến: có sự tăng nhanh tốc độ hô hấp sau thu hoạch

Bảng 6: Liệt kê một số quả với hiô hấp thường và hô hấp đột biến