Tiểu luận Tìm hiểu các phương pháp bảo quản bằng màng. Tình hình ứng dụng phương pháp ở Việt Nam và trên thế giới

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN

BẰNG MÀNG. TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG

PHƯƠNG PHÁP Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ

GIỚI

GVHD: Hoàng Thị Trúc Quỳnh

NHÓM: 8

Cao Thị Luyên : 2005140795

Phạm Thị Bình : 2005140030

Đỗ Thị thu Huyền: 2005140222

Đinh Thị Thanh Trúc: 2005140683

Nguyễn Thị Thúy Kiều: 2005140250

-1-

MỞ ĐẦU

Lương thực và thực phẩm là vấn đề quan trọng số một của loài người. Do đó tìm cách

nâng cao sản lượng cây trồng và sản xuất ra nhiều thực phẩm là yêu cầu vô cùng cấp

bách. Trong rau hàm lượng nước chiếm 85% đến 95%, chỉ có từ 5% đến 15% là chất khô,

nên rau là đối tượng rất dễ bị hỏng, dập nát khi thu hái, vận chuyển và bảo quản. Ở các

loại hạt lương thực do thành phần dinh dưỡng khá cao là môi trường hấp dẫn cho các loại

vi sinh vật và sâu bọ, côn trùng phát triển.

Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là một trong những nước có rau

quả phong phú và đa dạng nhất trên thế giới. Các sản phẩm rau quả của nước ta không

chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn trở thành mặt hàng xuất khẩu được

nhiều nước ưa chuộng. Hàng năm nước ta thu về hàng trăm triệu USD từ việc xuất khẩu

rau quả. Tuy nhiên, việc xuất khẩu vẫn có nhiều hạn chế, mà nguyên nhân chủ yếu là do

tình trạng hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch còn rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản

lượng. Đây là một tổn thất đáng kể với người nông dân.

Trước nhu cầu bức thiết về công nghệ bảo quản sau thu hoạch, từ nhiều năm nay các nhà

khoa học tâm huyết ở trong nước đã không ngừng nỗ lực thực hiện nhiều công trình

nghiên cứu, nhằm tìm ra cách thức bảo quả rau quả có hiệu quả và phù hợp nhất với điều

kiện khí hậu ở Việt Nam.

Một trong những phương pháp bảo quản nông sản tiên tiến không thể không kể đến

phương pháp bảo quản bằng màng. Một trong những phương pháp được ứng dụng rộng

rãi trên thế giới và đang được ưa chuộng ở việt Nam.

Vì vậy nhóm xin được nghiên cứu một số màng dùng trong bảo quản nông sản. Và tìm

hiểu tình hình ứng dụng phương pháp này trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam

nói riêng

-2-

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .............................................................................................................................2

NỘI DUNG ..........................................................................................................................5

I. Tổng quan lí thuyết ....................................................................................................5

1.1. Khái niệm cơ bả n ................................................................................................5

1.1.1. Khái niệm nông sả n .........................................................................................6

1.1.2. Khái niệm về tổn thất nông sản :......................................................................6

1.1.3. Khái niệm bảo quản nông sản .........................................................................6

1.1.4. Khái niệm bảo quản nông sản bằng màng.......................................................6

1.2. Đặc điểm chung của phương pháp bảo quản bằng màng ...................................7

II.

Các loại màng bảo vệ .............................................................................................7

2.1. Màng polime sinh học .........................................................................................7

2.1.1. Các loại vật liệu sử dụng trong các lớp phủ ăn được và màng........................7

2.1.1.1. Các lipit ........................................................................................................7

2.1.1.2. Các Protein ...................................................................................................8

2.1.1.3. Các cacbohydrate. ........................................................................................8

2.1.2. Các phụ gia và chất xử lý thêm vào công thức màng....................................11

2.1.2.1. Chất làm mềm dẻo, chất nhũ hóa và chất hoạt động bề mặt......................11

2.1.2.3. Chất bảo quản .............................................................................................11

2.1.2.4. Các xử lý điều hòa sinh trưởng và các chất khoàng...................................11

2.2. Màng bán thấm có nguồn gốc protein: .............................................................12

2.3. Màng bán thấm làm từ chất béo: ......................................................................13

2.4. Màng cacbohydrate...........................................................................................14

2.4.1 Màng chitosa n ....................................................................................................14

2.4.2. Màng tinh bộ t ....................................................................................................18

2.4.3. Màng trên cơ sở pullulan. .................................................................................22

2.5. Các loại màng dựa trên phương pháp MAP .....................................................23

2.5.1. Đặc điểm ........................................................................................................23

-3-

2.5.2. Màng bán thấm BOQ-15 ...............................................................................24

2.5.3. Màng OTR hoặc PE. .....................................................................................26

2.5.4. Màng MAP cải tiến .......................................................................................28

III. Tình hình ứng dụng phương pháp bảo quản bằng màng ở Việt Nam và trên thế

giới…..............................................................................................................................30

KẾT LUẬN………………………………………………………………………………33

Tài liệu tham khảo .............................................................................................................34

-4-

NỘI DUNG

I.

Tổng quan lí thuyết

Khái niệm cơ bản

Khái niệm nông sản

1.1.

1.1.1.

Nông sản là danh từ chung để chỉ các sản phẩm nông nghiệp, bao gồm sản phẩm cây

trồng như thóc, ngô, đậu, đỗ, sắn, khoai, rau, hoa, quả,…, các sản phẩm vật nuôi như

thịt, trứng, sữa, da, xương…, và một số sản phẩm nuôi trồng đặc biệt như nấm, ba ba,

ốc, ếch…⁽¹⁾

1.1.2.

Khái niệm về tổn thất nông sản:

Nguồn nguyên liêu dùng trong sản xuất thực phẩm chủ yếu là sản phẩm nông sản. Chất

lượng của sản phẩm nông sản luôn biến đổi và biến đổi rất lớn, rất nhanh, dễ dẫn đến hư

hỏng, giảm chất lượng và số lượng. Sự hư hỏng, giảm chất lượng và số lượng này ảnh

hưởng lớn đến công nghiệp chế biến thực phẩm. Hằng năm, tỉ lệ tổn thất sau thu hoạch

của Việt Nam thuộc hàng cao nhất, mất mát trên dưới 3000 tỉ đồng. Nguyên nhân dẫn

đến tình trạng tổn thất lớn như vậy là do công nghệ phục vụ sau thu hoạch quá lạc hậu,

cơ sở sản xuất yếu và thiếu, sản xuất manh mún. Quá trình xử lí và bảo quản chưa tốt,

nông sản chịu tác động của các tác động hóa học, hóa sinh như: sự thủy phân, sự oxy

hóa, sự hóa nâu,…; tác động của các tác nhân sinh học như: biến đổi sinh lý nguyên liệu

sau thu hoạch, côn trùng, vi sinh vật,…; ngoài ra, còn chịu tác động của các tác nhân vật

lý như: nhiệt độ, không khí, ánh sáng, va chạm cơ học trong quá trình vận chuyển,… dẫn

đến sự hư hỏng của nông sản^{. (2)}

Tổn thất nông sản là những sự thay đổi làm giảm giá trị của chúng đối với con người.

Tổn thất nông sản có thể xảy ra trong quá trình thu hoạch, vận chuyển bảo quản…bao

gồm tổn thất về mặt số lượng, khối lượng hay chất lượng.

Ở nước ta, tổn thất sau thu hoạch với các sản phẩm hạt là 10%, củ là 10 – 20%, rau quả

là 15 – 30%. Nguyên nhân chính gây ra tổn thất nông sản bao gồm các yếu tố nội tại

-5-

như: các biến đổi sinh lý, sinh hóa của nông sản. Hay các yếu tố bên ngoài như: các tác

động cơ học, những sinh vật gây hại, ánh sáng, độ ẩm , nhiệt độ…⁽²⁾

1.1.3.

Khái niệm bảo quản nông sản

Bảo quản thực phẩm là quá trình nghiên cứu và vận dụng những cách làm chậm hay làm

ngừng lại sự hư hỏng để ngăn ngừa ngộ độc thực phẩm trong việc duy trì giá trị dinh

dưỡng, cấu trúc và hương vị thực phẩm^.(1)

Nguyên lý: Bảo quản thường liên quan đến việc tiêu diệt hay ngăn chặn sự phát triển của

vi khuẩn, nấm và các sinh vật khác, cũng như làm chậm lại quá trình oxi hóa của chất

béo nguyên nhân gây ra mùi ôi. Ức chế hoạt động hay làm mất hoạt tính của các enzyme

gây hư hỏng thực phẩm. Nó cũng bao gồm quá trình kìm hãm sự chín tựnhiên và khử

màu có thể xảy ra trong suốt quá trình bảo quản.

1.1.4.

Khái niệm bảo quản nông sản bằng màng

Màng bảo quản rau quả tươi là vật liệu bao quanh rau quả sau thu hoạch nhằm ngăn cản

sự tiếp xúc giữa rau quả tươi và các vi sinh vật phá hủy, khí oxy, hạn chế một phần độ

ẩm. Từ đó rau quả sẽ không bị dập úng, không bị phá hủy bởi vi sinh vật hay các tác

nhân khác từ môi trường. Hiện nay người ta đã tạo ra rất nhiều loại màng bảo quản,

nhưng chúng ta cần chọn lựa loại màng nào tối ưu nhất (rẻ tiền, dễ kiếm, không ô nhiễm

môi trường…)

1.2.

Đặc điểm chung của phương pháp bảo quản bằng màng

Tác dụng của màng.

Màng bọc lên bề mặt vỏ trái cây sẽ có tác dụng:

❖ Kìm hãm quá trình hô hấp.

❖ Tạo dáng vẻ.

❖ Ngăn ngừa nấm bệnh xâm nhập.

❖ Làm giảm quá trình thoát hơi nước trên bề mặt vỏ trái cây. (Guilbert & Biquet,

1989)

→ màng bao sẽ giúp kéo dài thời gian tươi ngon của trái cây sau thu hoạch

-6-

Đặc tính của màng

❖ Không độc, không mùi vị.

❖ Điều khiển được tính thấm khí và khả năng ngăn ngừa sự thoát ẩm của rau quả

đối với môi trường xung quanh.

❖

Có tính đàn hồi, khó bị xé rách⁽³⁾

II.

Các loại màng bảo vệ

Màng polime sinh học

2.1.

Đặc điểm:

+ Màng polyme sinh học đều có hiệu quả cao

+ dễ chế biến thành màng mỏng nhờ công nghệ gia công chất dẻo thông thường

+ Các màng này hoạt động như chất ức chế ẩm, khí, hương vị và vận chuyển chất

lỏng.

+ có thể bao gồm các chất chồng oxy hóa, tác nhân chống vi khuẩn, chất bảo quản và

các chất phụ gia khác để tăng tính nguyên vẹn cơ học hay các đặc tính trong quá trình xử

lý, chất lượng thực phẩm và để thay đổi độ bóng bề mặt. ⁽³⁾

2.1.1.

Các loại vật liệu sử dụng trong các lớp phủ ăn được và màng^.(3)

Rất nhiều loại vật liệu khác nhau có thể được sử dụng trong các lớp phủ và công thức tạo

màng. Những mô tả về các loại thành phần chính phổ biến nhất hay các loại màng được

đưa ra dưới đây.

2.1.1.1.

Các lipit.

Lipit bao gồm các nhóm hợp chất kỵ nước, với các ester trung hòa của glycerol và các

acid béo. Chúng cũng bao gồm sáp. Các acid béo và các alcohol thiếu sự toàn vẹn về

mặt cấu trúc và thường bền ở dạng tự do giúp tạo màng tốt. Có bản chất dễ gẫy, lipit

thường được kết hợp với một cấu trúc mạng lưới của vài hợp chất jhac1 chẳng hạn như

polysaccharide. Các hợp chất lipit vì thế thường xuất hiện trong các lớp phủ hỗn hợp từ

ít nhất hai thành phần. Các mạng lưới củng cố này, nếu được làm từ các polymer ưa

nước, có thể ảnh hưởng đến khả năng chống chịu của màng đối với sự vận chuyển hơi

-7-

nước. Tổng quát, các loại dầu không chống lại sự thấm các loại khí và hơi nước tốt bằng

các dạng sáp rắn. Stearyl alcohol là vật liệu chống thấm O₂tốt nhất. Tóm lại, các lớp

phủ có bao gồm các lipid dạng rắn lên đến 75% có thể sử dụng cải thiện vẻ bề ngoài của

lớp phủ mà không làm mất đi đặc tính chống ẩm, nhưng nếu chỉ dưới 25% dạng rắn, tính

thấm sẽ tăng lên.

Một số các loại dầu như: dầu parafin, dầu khoáng, dầu hải ly (castor oil), dầu cải,

acetylate monoglyceride, và các loại dầu thực vật (dầu phộng, dầu bắp, dầu nành) có thể

được sử dụng kết hợp với các thành phần khác hoặc sử dụng riêng để phủ các sản phẩm

thực phẩm. Các loại sáp như: parafin, carnauba, sáp ong và các sáp polyethylene cũng có

thể sử dụng kết hợp hay độc lập để làm lớp phủ thực phẩm.

2.1.1.2.

Các Protein.

Các loại protein đã được sử dụng cho các ứng dụng phi thực phẩm nhờ đặc tính tạo

màng của chúng từ thời cổ đại dưới dạng các hợp chất keo, sơn da thuộc, các lớp phủ

giấy và mực. Gần đây hơn, các vật liệu protein, chằng hạn như protein casein của sữa và

protein zein của bắp đã được dùng làm màng phủ ăn được cho các loại thịt xay, cũng

như các loại hạt và sản phẩm bánh ke. Các lớp màng protein có nguồn gốc thực vật bao

gồm zein bắp, gluten bột mì, protein đậu nành, protein đậu phộng. Keratin, collagen,

gelatin, casein và protein whey sữa là những loại màng có nguồn gốc động vật. Điều

chỉnh giá trị pH của các lớp màng protein có thể làm thay đổi dạng màng và tính thấm.

Hầu hết các màng protein thì hút nước và vì thế không phải là vật cản ẩm tốt. Tuy nhiên

các màng protein khô như zein, gluten bột mì, và đậu nành thì có tính thấm O₂kém.

2.1.1.3.

Các cacbohydrate.

Polysaccharide được sử dụng trong thực phẩm với tác dụng làm đặc, làm bền, tác nhân

tạo gel và nhũ hóa. Chúng cũng có thể là các tác nhân để sản xuất những màng ưa nước

từ những nguồn dồi dào và có thể phục hồi với rất nhiều dạng có tính dẻo, tương đối ít

thấm khí, nhưng lại kém chống nước.

a. Xenlulozo.

Xenlulozo là dạng polysacchride chiếm số lượng nhiều nhất, là một thành phần chính

cấu tạo nên thành tế bào. Xellulozo được cấu tạo bởi các đơn phân là các phân tử

-8-

glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4. Dưới trạng thái tự nhiên, xenlulozo không

tan trong nước, nhưng những dẫn xuất của chúng như Natri- carboxymethylcellulose

(CMC), methylcellulose (MC), hydroxypropyl cellulose (HPC) và hydroxypropyl

methylcellulose (HPMC) thì tan trong nước. Các loại dẫn xuất này có các tính thấm

nước và khí khác nhau và là những chất tạo màng tốt. CMC và MC không độc, được sản

xuất ở Mỹ và hầu hết các quốc gia Châu Âu. HPC và HPMC không được phép sử dụng

cho thực phẩm ở nhiều quốc gia. Vài loại màng thương phẩm được sản xuất từ

xenlulozo như, TAL Pro-long (Courtaulds Group, London), Semperfresh (United Agri

Products, Greeley, Co) và Nature Seal (EcoScience Corp, Orlando, FL). Một số sản

phẩm từ xenlulozo khác được gọi là sợi cellulo (cellulo fiber), sản phẩm này được tạo

nên từ vi khuẩn xenlulozo qua quá trình lên men hiếu khí xenlulozo của chủng

Acetobacter.

b. Pectin.

Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và ester 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, và dạng hòa tan pectin tồn tại chủ

yếu ở dịch tế bào. Về mặt cấu tạo, Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ

sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D-galacturonic C₆H₁₀O₇, liên kết với nhau

bằng liên kết 1,4-glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-

OCH₃). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng

trăm đơn vị galacturonic. Pectin phân làm hai loại. HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm

có chỉ số methoxyl cao: MI >7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị

ester hóa (DE >50%). 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%).

Các lớp màng phủ từ pectin nhìn chung có tốc độ thấm nước cao do bản chất ưa nước

của chúng. Việc này có thể cải thiện bằng các them vào thành phần tạo màng paraffin

hay sáp. Độ căng giãn của màng pectinic acid tăng lên khi số nhóm methoxyl tăng.

c. Chitin/ Chitosan.

-9-

Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tan được

trong dung dịch acid.

Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Chitin là

thành phần chủ yếu của mô biểu bì ở côn trùng và giáp xác. Về cấu tạo nó gần giống

với xenlulozo và cũng có chức năng tương tự. chitin là một polyme mạch thẳng trọng

lượng phân tử cao gồm các đơn vị N-acetyl-D glucosamin được nối với nhau bởi các

liên kết β-D 1-4. Nó là một loại vật liệu không tan giống xelulozo và phản ứng hóa học

thấp. Giống như xenlulozo, nó cũng có chức năng như một polysaccarit tạo cấu trúc. Nó

có nhiều trong giáp xác, côn trùng, nấm, vỏ tôm, cua. Vỏ xương của các loài giáp xác

này chứa khoảng 75% canxi cabonat và 15-20% chitin. Về tác dụng tạo màng và đặc

tính tạo màng của chitin và chitosan sẽ được đề cập trong phần ứng dụng.

d. Tinh bột.

Tinh bột là polysaccarit dự trữ chủ yếu của thực vật bậc cao có trong hạt, củ, rễ và một

lượng nhỏ trong thân và lá. Nó tồn tại dưới dạng không tan trong nước, các hạt hình cầu

với hình dạng, kích thước và phân bố kích thước đặc trưng cho từng loại thực vật. Các

vật liệu từ tinh bột (amylose, amylopectin và các dẫn xuất) đã được sử dụng để tạo nên

các lớp phủ. Những màng này được cho là bán thẩm thấu với khí CO₂nhưng lại không

thấm O₂. Hầu hết tinh bột đều gồm 25% amylose và 75% amylopectin, trừ tường hợp

bắp lai ghép, có tỷ lệ 50%-80% amylose. Trong hai loại này, amylose thì tạo màng tốt

hơn. Vài loại dẫn xuất, chẳng hạn như hydroxylpropyl amylose, cho thấy tính thấm O₂

chậm , tan mạnh hơn trong nước và có đặc tính kéo giãn tốt. tuy nhiên lại kém bền với

hơi nước. Các dextrin cũng được sử dụng tạo màng. Các lớp phủ từ các polymer này có

tính thấm hơi nước chậm hơn so với các màng được làm từ tinh bột.

Một loại màng trên cơ sở tinh bột đã được sản xuất thành công trong thương mại là dạng

dẹt- một phát minh bắt nguồn từ người Nhật đó là một loại màng trên cơ sở tinh bột

được chế tạo từ bột gạo bổ sung một lượng nhỏ gôm thực vật. Hồ loãng sau đó được sấy

trống ở 102⁰C trên trục gia nhiệt. Nó tạo ra màng mỏng và cần được bảo quản ở độ ẩm

được kiểm soát nghiêm ngặt để tránh giòn vỡ.

e. Aloe Vera - nha đam.

-10-

Gel nha đam đã được sử dụng để phủ nho tươi và kép dài thời gian sử dụng chúng lên

khoảng 35 ngày tại 1⁰C. loại gel thể hiện tính chất như một màng chắn đối với O₂và

CO₂, tạo nên một dạng màng kiểu MA, và cũng có khả năng chống ẩm, và chính vì lý do

đó giảm được việc mất khối lượng, hóa nâu, mềm nhũn, và sự phát triển của nấm men

cũng như nấm mốc. Dạng vật liệu này được nhận thấy có chứa các chất chống vi sinh

vật và vì vậy chống đươc thối rữa. Aloe veera chứa các cacbohydrate malic acid-acetylat

(bao gồm các β-1-4-glucomanna) được chứng minh rằng có tính chống viêm.

2.1.2.

Các phụ gia và chất xử lý thêm vào công thức màng.

Các chất khác thêm vào màng hay lớp phủ ăn được bởi hai lý do cơ bản. Một là để cải

thiện cấu trúc, cơ chế và điều chỉnh các đặc tính của lớp phủ. Lý do thứ hai là để cải thiện

chất lượng, mùi vị, màu sắc cũng như các đặc tính tự nhiên của các sản phẩm được phủ

2.1.2.1.

Chất làm mềm dẻo, chất nhũ hóa và chất hoạt động bề mặt..

Chất làm mềm dẻo: glycerol, sorbitol, manital, propylene glycol và polyglyceride

Chất nhũ hóa và Chất hoạt động bề mặt: Chất nhũ hóa có thể phân loại thành các tác

nhân hoạt động bề mặt hay chất ổn định phân tử lượng lớn.

2.1.2.2.

Các tác nhân diệt nấm và khống chề sinh học

Các tác nhân diệt nấm: thuốc Benomyl, imazalil, và thiabendazole (TBZ),

Các tác nhân khống chế sinh học: Biosave (EcoScience Corp.,Orlando,FL) chứa các vi

khuẩn đối kháng (Pseudomonas syringae), và Aspire® (Ecogen Corp. Langhorne, PA),

chứa một loại nấm men đối kháng (Candida oleophila) để kiểm soát quá trình thối rữa ở

táo và các quả họ citrus.

2.1.2.3.

Chất bảo quản

Các chất bảo quản hóa học như muối, nitrit và sulfit đã được sử dụng từ rất lâu nhằm

kéo dài thời gian sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm. Các lớp phủ cũng có thể đóng

vai trò như một chất mang các tác nhân chống vi sinh vật trong quá trinh xử lý thực

phẩm: Các Benzoate, Các Sorbate, và những acid hữu cơ chuỗi ngắn khác,Parabens,

Sulfite

2.1.2.4.

Các xử lý điều hòa sinh trưởng và các chất khoàng.

a.

Canxi.

-11-

Canxi có rất nhiều mục đích sử dụng cho các công đoạn sau thu hoạch. Các sản phẩm

sau thu hoạch nhúng vào dung dịch Canxiclorua (CaCl₂) có thể giảm được các biểu hiện

như vị đắng hoặc các vế cắt bị thâm trên táo. Canxi hay CaCl₂nhúng hoặc thấm qua trên

toàn bộ hoặc các trái cây đã cắt cho thấy có thể tăng độ bền cho táo, đào, việt quất và dâu

tây, cũng như làm chậm quá trình chín và thối của bơ, xoài, táo, lê, đào, dâu tây và khoai

tây.

b.

Điều hòa sinh trưởng.

Các polyamine putrescine và spermidine làm thay đổi cấu trúc khi chúng thấm vào táo.

Spermine và spermidine làm tăng độ bền vững cho các lát dâu tây. Các chất điều hòa sinh

trưởng như 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) và 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid

(2,4,5-T) được thêm vào lớp sáp bao trái cây như các chất chống lại quá trình lão hóa

nhằm kéo dài thời gian bảo quản của các loại quýt. Maleic hydrazide (250ppm) và 2,4-D

được thêm vào lớp sáp nhũ hóa nhằm làm chậm quá trình chín của xoài. Acid Gibberellic

(150ppm) nhằm tránh quá trình mọc mầm của củ khoai lang trong 1 tháng.

2.2.

Màng bán thấm có nguồn gốc protein⁽⁴⁾

a. Đặc điểm:

Protein để làm màng thực phẩm có thể tách chiết từ ngô (zein), lúa mỳ (gluten), đỗ tương,

colagen (gelatin), hoặc từ sữa (casein).

Bản chất của màng protein: tạo màng là kết quả của quá trình tương tác giữa các chuỗi

protein thông qua các tương tác điện, liên kết hydro, lực liên kết van der waals, liên kết

cộng hóa trị, cầu nối disulfua... Các protein có hả năng tạo màng khi cấu trúc của nó có

chứa các tính chất trên và thành phần của nó có chứa các loại acid amin như: các acid

amin không phân cực, acid amin phân cực, acid amin mang điện tích.

Màng bọc thực phẩm và màng phủ thực phẩm được tạo ra từ ba thành phần chính:

protein, chất dẻo và dung môi.

b. Ứng dụng:

-12-

Bọc các loại thực phẩm như: cà chua (màng Zein); màng táo lát, khoai tây (gutalen và

protein đậu nành); làm màng bao trái cây chế biến (protein từ sữa); bọc xúc xích, jam

bông,...(màng collagen)

c. Ưu, nhược điểm:

Sự trao đổi khí lại rất thuận lợi cho việc làm chậm quá trình chín mà không gây ra hiện

tượng hô hấp yếm khí. Màng protein giúp tăng độ láng bóng bề mặt, chống lại sự oxi hóa

và sự phát triển của mùi không mong muốn.

Khả năng chống mất nước của chúng bị hạn chế

2.3.

Màng bán thấm làm từ chất béo⁽⁴⁾

a. Đặc điểm

Một số chất béo được sử dụng hiệu quả trong việc tạo màng là sáp ong, dầu

khoáng, dầu thực vật, sáp carnauba từ lá cọ ở Brazil, sáp cám gạo và có thể là sáp

tổng hợp như parafin và polyethylen là những sản phẩm tinh luyện dầu mỏ, chất

nhựa tự nhiên như cánh kiến, nhựa cây. Chất béo thường có khả năng hòa tan oxy

có giới hạn do có sự có mặt của các lỗ cực nhỏ và khả năng hòa tan cao. Màng bán

thấm lipid được chia thành nhiều nhóm nhỏ sau:

Màng làm từ sáp (wax) hoặc dầu: màng sáp hoặc dầu bao gồm paraffin, sapsong,

sáp polyethylene và dầu khoáng. Màng chống tác dụng của nấm, hạn chế sự hô hấp chín,

sự bốc hơi của quả.

Màng bán thấm làm từ axit béo và monoglyceride:axit béo có thể chiết xuất từ dầu

thực vật trong khi đó monoglrceride được tạo thành bởi việc trans-ester hóa glycol và

triglycerides.

Dịch nhũ tương:Nhiều chất nhũ hóa được sử dụng trong dung dịch màng sáp đều có

nguốn gốc từ glycerol và acid béo. Chất nhũ tương được thương mại hóa là

polyglycerols-polystearate.

-13-

Màng hỗn hợp và màng kép: lớp màng nề được tạo ra trước và bao bọc bề mặt thực

phẩm sau đó tới lớp mạng lipid được tạo lên trên đó. Lớp nền có tác dụng giữ cho lớp

màng lipid ổn định trên bề mặt thực phẩm. Lớp màng nền thường được sử dụng là protein

và phải có độ keo nhất để có thể tồn tại trên bề mặt thực phẩm.

Các nhân tố ảnh hưởng đến việc tạo màn thực phẩm:

− Hóa chất tự nhiên và nồng độ các thành phần

− Thành phần lipid đến trạng thái vật lý và cấu trúc màng

− Cấu trúc màng lên tính rào cản

− Độ dày lớp màngđặc tính của các phân tử thẩm thấu

− Gradient nồng độ nước

− Nhiệt độ

b. Ứng dụng:

Được sử dụng làm chất bôi trơn hay dầu bôi trơn để ngăn cản màng thực phẩm dính vào

nhau hay dính vào các bề mặt khác như vật liệu bao gói.

Phủ lên thịt lớp chất béo để kéo dài thời gian sử dụng (phương pháp Larding)

Phủ lên các loại thực phẩm để giảm sự biến đổi màu của các loại thực phẩm tươi sống,

sáp tạo lớp màng trong suốt đẹp mắt, giảm hư hại do va chạm cơ học xuống mức thấp

nhất.

c. Ưu, nhược điểm:

làm giảm mất nước tốt do tính phân cực của chúng thấp, ngoài ra màng chất béo còn làm

giảm quá trình hô hấp nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện chất lượng cảm

quan bên ngoài cho rau quả bằng cách tạo lớp vỏ láng bóng.

2.4.

Màng cacbohydrate

2.4.1 Màng chitosan⁽⁵⁾

a. đặc điểm

-14-

❖ Cấu trúc màng Chitosan:

Chitosan là một amoni polysacharide. Công thức cấu tạo của chitosan khá giống với

chitin và xellulose, nhưng chitin chỉ tan trong một số ít hệ dung môi còn chitosan tan

dễ trong các acid hữu cơ thường dùng là acid acetic nên được ứng dụng nhiều.

-15-

Chitosan là một polyme hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β-D-glucosamin

liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4 glucozit

Chitosan là một polyme sinh học có hoạt tính sinh học cao, đa dạng, dễ hòa hợp vào

cơ thể sinh vật, có tính kháng nấm và khả năng tự phân hủy, khi tạo thành màng mỏng

có tính bán thấm chống nấm... nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như

y hoc, mỹ phẩm, bảo vệ môi trường, bảo quản rau tươi...

❖ Nguồn gốc

- Chitosan là một dạng chitin đã bị khử acetyl: chitin – sau khi tách chiết được diacetyl

hóa với kiềm hoặc được enzym hóa bằng một chủng enzym đặc biệt sẽ cho chitosan.

- Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật

không xương sống trong đó có các loài giáp xác (tôm, cua).

❖ Đặc tính của chitosan

✓ Là polysacharide có đạm không độc hại, khối lượng phân tử lớn.

✓ Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình váy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.

✓ Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị.

✓ Không tan trong nước, kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng (pH6), tạo

dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309^oC – 311^oC.

❖ Tác dụng của chitosan

- Phân hủy sinh học dễ hơn chitin.

-16-

- Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn như ức chế một số loài

vi khuẩn như E. coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác

dụng tốt trong bảo quản các loại rau có vỏ cứng bên ngoài.

- Khi dùng màng chitosan dễ điều chỉnh độ ẩm, dễ thoáng không khí cho thực phẩm.

- Màng chitosan khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đối với một số loại chất dẻo

vẫn được dùng làm bao gói.

- Làm chậm quá trình bị thâm rau quả. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo các

sản phẩm polyme hóa của oquinon. Nhờ bao gối bằng màng chitosan mà ức chế được

hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và

tổng hợp các chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn.

Cách tạo màng chitosan

- Chitosan được nghiền nhỏ bằng máy để gia tăng bề mặt tiếp xúc.

- Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch acid acetic 1,5%.

- Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG – EG 10% (tỷ lệ 1:1) vào và trộn đều lên một ống

inox đã được nung nóng ở nhiệt độ 64-65^oC (ống inox được nâng nhiệt bằng hơi

nước).

- Để khô màng trong vòng 35 phút rồi tách màng.

Lúc này người ta thu được một vỏ bóng có màu vàng ngà, không mùi vị, đó là màng

chitosan

b.

Ưu điểm của màng chitosan

- Dễ phân hủy sinh học.

- Có nguồn gốc từ vỏ tôm – phế thải trong chế biến thủy sản, rất dồi dào, rẻ tiền, có

sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan. -> bảo vệ

môi trường do xử lí chất thải từ vỏ tôm.

- Khi dùng màng chitosan dễ điều chỉnh độ ẩm, dễ thoáng không khí cho thực phẩm.

- Trong môi trường thích hợp sẽ dễ hòa tan, tao ra dung dịch có độ nhớt độ dính cao,

có khả năng đông tủa các hạt vô cơ cũng như thành phần hữu cơ khác.

c.

Ứng dụng của màng chitosan

-17-

Trong thực phẩm màng chitosan được ứng dụng

trong việc bảo quản các loại rau quả như đào, dưa

chuột, đậu, kiwi...Ngoài ra màng chitosan còn

được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, xử

lí nước thải, công nghiệp nhuộm, giấy, mỹ

phẩm....

2.4.2. Màng tinh bột⁽⁵⁾⁽³⁾

a. đặc điểm

❖ Cấu trúc của tinh bột và màng tinh bột

Tinh bột là một polysaccharide, gồm 2 thành phần là amylose và amylopectin. Amylose

có cấu trúc mạch thẳng, cấu tạo từ α-D-glucose (1,4) glycosid và Amylopectin có cấu

trúc phân nhánh, cấu tạo từ α-D-glucose (1,4) glycosid và (1,6) glycosid. Tỷ lệ amylose

và amylopectin từ các nguồn khác nhau thì khác nhau. Nhờ mạch thẳng mà amylose có

kết cấu chặt hơn amylopectin.

Màng tinh bột có thể được tạo từ bất kì loại tinh bột nào có chứa amylose.

❖ Nguồn gốc

-18-

Tinh bột có nhiều trong ngũ cốc, các hạt họ đậu, các loại củ và được sử dụng rộng rãi

trong công nghiệp thực phẩm.

Tinh bột từ lúa mì, bắp, khoai tây thường có hàm lượng amylose thấp hơn tinh bột từ các

hạt họ đậu.

❖ Tính chất của màng tinh bột

- Màng tinh bột không mùi, không màu, không vị.

- Có khả năng bán thấm CO₂và ngăn O₂tốt.

- Có tính thấm ướt.

- Dễ vỡ, tính cơ học kém vì liên kết chủ yếu trong màng là liên kết hydro giữa các

nhóm hydroxyl.

- Tỷ lệ amylose : amylopectin có ảnh hưởng đến đặc tính của màng. Tỷ lệ amylose

càng cao sẽ cải thiện được tính chất cơ học của màng vì cấu trúc phân nhánh

amylopectin gây cản trở đến quá trình hình thành màng.

❖ Biến hình tinh bột bằng phương pháp hóa học

Trong quá trình sản xuất thực phẩm thường đòi hỏi một số đặc tính mà tinh bột nguyên

thủy không thể đáp ứng được. Vì vậy người ta thường biến hình tinh bột để thu được các

đặc tính mong muốn.

• Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang

-19-

Tinh bột được biến hình bằng cách tạo liên kết ngang với phosphorous oxychloride,

sodium trimetaphosphate, adipie anlydride nhằm mục đích hạn chế mạch tinh bột bị

phân đoạn, tăng cường cấu trúc hạt tinh bột, hạn chế khả năng trương nở và phá vỡ hạt.

Chức năng đầy đủ của màng chỉ đạt được khi hầu hết các hạt tinh bột bị phã vỡ và

amylose, amylopectin phân tán vào trong nước. Vì lí do này mà kiểu biến hình tinh bột

bằng liên kết ngang thường không được dùng để tạo màng.

• Biến hình bằng cách gắn thêm các nhóm thay thế

Tinh bột gắn thêm các nhóm thay thế để thay đổi tính chất và chức năng. Succinic

anhydride, acetic anhydride, propylene oxide sẽ tấn công vào mạch cacbon bên trong hạt

tinh bột theo cơ chế đưa các nhóm thay thế vào phã vỡ hạt, tăng tốc độ ái lực với nước.

Nhờ kiểu biến hình này đã đem lại một số đặc tính mới cho tinh bột. Nhiệt độ hồ hóa

thấp hơn, hydrat hóa tốt hơn, gel tinh bột mềm dẻo hơn và trong hơn. Khi thoát hóa

amylose sẽ kết hợp lại với nhau. Trong quá trình này, gel dần trở nên đục và nước bị

tách ra. Trở lực do các nhóm thay thế sẽ cản trở amylose kết hợp với nhau. Do đó quá

trình thoát hóa và tách nước không xảy ra. Nhờ ưu điểm này mà gel bền hơn. Khi tinh

bột ete hóa từng phần với propylene oxide thì màng tinh bột sẽ tốt hơn. Tạo màng từ tinh

bột hydroxypropylate hóa thường có đặc điểm trong và mềm dẻo hơn so với màng tinh

bột nguyên thủy.

• Biến hình bằng oxi hóa

Tinh bột được oxy hóa nhằm cải thiện tính bám dính của màng. Các chất oxy hóa

thường dùng là natri chlorite, canxi hypochlorite, natri hypochlorite. Tinh bột biến hình

bằng oxy hóa thường được ứng dụng làm màng phủ cho các sản phẩm chiên. Nhờ lớp

màng này mà sản phẩm vẫn giữ được độ giòn sau khi chiên, đồng thời phân bố đều gia

vị trên bề mặt. Lớp phủ sẽ được dính chặt vào sản phẩm trong suốt quá trình chiên.

Ngoài ra lớp phủ còn có vai trò giữ ẩm vì trong quá trình chiên hơi nước sẽ thoát ra khỏi

thực phẩm và sẽ được giữ lại trên màng.

• Biến hình bằng axit

-20-