Đề tài Các phương pháp vi bao dầu cá

nh haáp phuï chitosan leân beà maët phaân chia pha. Ngöôøi ta giaûi thích raèng do syrup laø loaïi oligosaccharide öa nöôùc khoâng tích ñieän neân khoâng coù khaû naêng haáp phuï leân beà maët coù ñieän tích. Syrup (0-25% khoái löôïng) khoâng aûnh höôûng ñeán kích thöôùc trung bình cuûa haït daàu (26µm), keát quaû naøy cho thaáy söï coù maët cuûa syrup khoâng laøm caùc haït daàu keát tuï laïi vôùi nhau. Sugar beet pectin [14] Nhũ hoùa laø moät quaù trình quan troïng quyeát ñònh hieäu quaû cuûa quaù trình saáy phun sau ñoù. Heä nhuõ phaûi oån ñònh trong khoaûng thôøi gian tröôùc khi ñem ñi saáy phun. Kích thöôùc cuûa caùc haït nhuõ toát nhaát neân nhoû hôn 2µm vaø ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp neân thaáp ñeå traùnh hieän töôïng caêng phoàng (ballooning) caùc haït boät trong suoát quaù trình saáy ( hieän töôïng naøy seõ taïo ñieàu kieän cho moät löôïng khí nhaát ñònh xaâm nhaäp, gaây neân söï oxi hoaù trong daàu). Khi söû duïng sugar beet pectin laøm chaát bao vôùi tæ leä 1% ñeán 2%, sau hôn 3 ngaøy heä nhuõ vaãn oån ñònh. Theo Leroux et al. (2003), 2% sugar beet pectin coù taùc duïng laøm giaûm söùc caêng beà maët cuûa haït nhuõ töông ñöông vôùi 15% gum Arabic. Ñoä nhôùt cuûa heä nhuõ chöùa 2,2% sugar beet pectin laø khaù cao: vôùi tæ leä daàu laø 20% vaø tæ leä pectin laø 1,1% thì ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp chæ coù 14mPas, vaø con soá naøy taêng leân ñeán 179mPas khi ta söû duïng 2,2%pectin cho 50% haøm löôïng daàu. Tuy nhieân, hình chuïp töø kính hieån vi ñieän töû cho ta thaáy lôùp voû cuûa haït coù hình daïng ñeàu ñaën (Hình 14), nhö vaäy khoâng coù hieän töôïng phoàng nôû lôùp voû haït boät xaûy ra. Kích thöôùc cuûa haït boät (Baûng 4) cuõng thaáp hôn kích thöôùc trung bình cuûa haït söû duïng chaát bao laø n-octenylsuccinate-derivatised starch( 25µm). Ñieàu naøy chöùng toû trong giai ñoaïn ñaàu caûu quaù trình saáy, lôùp maøng bao phuû beân ngoaøi haït boät cuûa sugar beet pectin moûng hôn laø tinh boät n-octenylsuccinate-derivatised starch. Kích thöôùc cuûa haït daàu sau khi ñöôïc coá ñònh trong haït boät (sau khi saáy phun) ôû ña soá caùc maãu ñeàu khoâng ñoåi so vôùi kích thöôùc cuûa noù trong heä nhuõ (Baûng 4). Duy chæ coù maãu coù haøm löôïng chaát bao laø 1,1% pectin vaø haøm löôïng daàu laø 50% laø coù kích thöôùc haït daàu taêng ñaùng keå. Trong khi kích thöôùc haït daàu cuûa maãu coù cuøng haøm löôïng daàu laø 50% nhöng haøm löôïng chaát bao cao hôn 2,2% gaàn nhö khoâng ñoåi so vôùi kích thöôùc cuûa chuùng trong heä nhuõ (2µm), ñieàu naøy coù theå ñöôïc giaûi thích laø do ñoä nhôùt cao cuûa heä nhuõ cuøng vôùi tæ leä chaát nhuõ hoaù cao hôn ñaõ ngaên caûn söï keát tuï cuûa caùc haït daàu trong quaù trình suoát quaù trình saáy phun. Löôïng daàu coù theå trích li ñöôïc ôû maãu coù 50% daàu (10,3% vaø 5,5% toång löôïng chaát beùo) cao hôn löôïng naøy ôû maãu chöùa 20% daàu. Löôïng daàu naøy phaân boá treân beà maët neân raát deã bò oxi hoaù vaø aûnh höôûng ñeán chaát löôïng caûm quan cuûa saûn phaåm. Tæ leä daàu beà maët vì vaäy laø yeáu toá haïn cheá giaù trò toái ña cuûa tæ leä daàu ta coù theå vi bao. Toùm laïi sugar beet pectin laø moät loaïi vaät lieäu môùi thích hôïp laøm chaát bao cho vi bao daàu caù. Thaønh phaàn heä nhuõ goàm 2,2% chaát bao, 50% daàu caù ñöôïc xem laø toái öu veà maët chaát löôïng cuûa saûn phaåm vaø tæ leä daàu caù ñöôïc vi bao. Baûng 4: Tính chaát vaät lí cuûa haït boät daàu caù sau khi saáy phun vôùi loaïi chaát bao söû duïng laø sugar beet pectin. Hình 14: AÛnh chuïp saûn phaåm haït boät daàu caù sau khi ñöôïc vi bao vôùi löôïng chaát bao sugar beet pectin khaùc nhau (A, D:1,1%; B, C: 2,2%) vaø haøm löôïng daàu khaùc nhau (A, C: 50%; B, D:20%). Tæ leä thaønh phaàn daàu caù vaø chaát bao Wojciech Kolanowski [5] söû duïng tæ leä thaønh phaàn nhö baûng 1 ñeå vi bao daàu caù. Khi söû duïng methylcellulose laøm chaát bao vôùi tæ leä thaønh phaàn chaát bao treân chaát neàn laø 3:1 thì khoâng phaûi taát caû caùc phaân töû cellulose ñeàu thöïc hieän toát chöùc naêng bao boïc cuûa noù, ngöôøi ta quan saùt thaáy coù vaøi loã nhoû treân beà maët haït vi bao. Coù leõ do tæ leä ñoù khaù cao, ta caàn giaûm löôïng chaát bao xuoáng nhaèm traùnh laõng phí cuõng nhö ñeå hoaøn thieät caáu truùc cuûa haït boät. Hieäu suaát cuûa quaù trình vi bao treân ñaït ñöôïc cuõng khaù cao.Haøm löôïng daàu treân toång löôïng chaát khoâ laø 173g/kg vôùi maãu coù haøm löôïng daàu döï kieán laø 200g/kg töông öùng vôùi hieäu suaát laø 86,5%. Löôïng daàu khoâng ñöôïc vi bao (13,5% löôïng daàu trong maãu) coù theå ñaõ bò giöõ laïi trong buoàng saáy. OÂng cuõng quan saùt thaáy ôû caùc maãu boät coù haøm löôïng daàu caù cao (400g/kg) khi tieáp xuùc vôùi khoâng khí trong quaù trình baûo quaûn thì söï hình thaønh caùc saûn phaåm peroxide ít hôn trong maãu coù haøm löôïng daàu caù thaáp hôn (200g/kg). Ñieàu naøy chöùng toû lôùp phim bao cuûa loaïi boät daàu caù coù haøm löôïng daàu 400g/kg baûo veä chaát neàn hieäu quaû hôn. Nguyeân nhaân cuûa keát quaû naøy coù leõ laø do söï khaùc nhau trong tæ leä thaønh phaàn cuûa hai loaïi boät daàu caù. Loaïi boät 400g/kg coù tæ leä thaønh phaàn chaát bao treân daàu caù thích hôïp hôn neân taïo ñöôïc lôùp maøng bao vöõng chaéc trong khi ôû maãu 200g/kg chöùa moät löôïng cellulose ñaùng keå khoâng thöïc hieän chöùc naêng bao boïc caùc haït daàu vaø taïo ra nhieàu loã troáng treân beà maët. Thí nghieäm cuûa S.Drusch vaø K.Schwars [4] ruùt ra keát luaän raèng haøm löôïng daàu coù aûnh höôûng leân kích thöôùc cuûa haït daàu sau khi ñoàng hoùa (Baûng 3) vaø kích thöôùc haït boät daàu caù vi bao chuû yeáu bò aûnh höôûng bôûi thaønh phaàn heä nhuõ vaø ñieàu kieän saáy phun. Kích thöôùc haït giaûm töông öùng vôùi söï giaûm haøm löôïng daàu vaø tinh boät vaø kích thöôùc ñoù cuõng seõ giaûm khi ta giaûm nhieät ñoä khí vaøo vaø khí ra trong quaù trình saáy phun (Baûng 5). Tuy nhieân aûnh höôûng cuûa ñieàu kieän saáy phun leân ñöôøng kính haït lôùn hôn aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn caáu taïo haït. Ngoaøi ra, S.Drusch vaø K.Schwars [4] nhaän thaày raèng kích thöôùc cuûa haït daàu trong haït boät sau khi saáy bò aûnh höôûng bôûi loaïi vaø haøm löôïng tinh boät, haøm löôïng daàu caù vaø toång haøm löôïng chaát khoâ. Khi söû duïng tinh boät coù ñoä nhôùt trung bình laøm chaát bao vôùi tæ leäâ laø 40%, kích thöôùc haït daàu trong nhoùm 50% trong heä nhuõ laø 1.3µm, kích thöôùc naøy taêng leân 8,18µm vaø 7,16µm sau khi saáy ôû nhieät ñoä 160oC vaø 210oC. Hieän töôïng naøy cuõng xaõy ra khi ta söû duïng chaát bao laø tinh boät coù ñoä nhôùt thaáp ôû tæ leä 40%, nhöng khi ta giaûm tæ leä tinh boät vaø daàu xuoáng coøn 20% vaø 10% thì haït daàu laïi khoâng taêng kích thöôùc. Vôùi heä nhuõ chæ coù 30% toång löôïng chaát khoâ, khoâng coù söï thay ñoåi kích thöôùc haït daàu tröôùc vaø sau khi saáy phun. Nhö vaäy khi söû duïng haøm löôïng daàu lôùn (50%) vaø toång löôïng chaát khoâ cuûa heä nhuõ cao (45%) seõ laøm cho saûn phaåm boät daàu caù khoâng ñöôïc oån ñònh, moät löôïng lôùn chaát beùo seõ khoâng ñöôïc vi bao. ÔÛ haøm löôïng daàu 50%, vôùi nhieät ñoä saáy laø 160/60oC, khi ta laàn löôït söû duïng loaïi chaát bao coù ñoä nhôùt thaáp vaø trung bình thì coù 4,3% vaø 8,8% chaát beùo khoâng ñöôïc vi bao töông öùng (baûng 5). Baûng 5: Keát quaû phaân tích boät daàu caù sau khi saáy phun veà caùc chæ tieâu löôïng daàu beà maët, kích thöôùc haït daàu, möùc ñoä oxi hoaù chaát beùo[4]. S.Drusch vaø K.Schwars [4] cuõng ruùt ra keát luaän raèng thaønh phaàn cuûa haït boät aûnh höôûng lôùn ñeán ñoä roãng cuûa haït. Ñoä roãng cuûa haït taêng khi haøm löôïng tinh boät vaø daàu thaáp (haøm löôïng sirup cao) khi so saùnh vôùi heä nhuõ coù cuøng noàng ñoä chaát khoâ. Ñoä roãng cuûa haït boät aûnh höôûng ñeán möùc ñoä oxi hoaù cuûa saûn phaåm boät daàu caù coøn caû haøm löôïng daàu beà maët do noù taïo ñieàu kieän cho O2 khuyeách taùn töø ngoaøi vaùo trong haït trong suoát quaù trình baûo quaûn. Toång haøm löôïng chaát khoâ: Baûng 6: Keát quaû phaân tích caùc chæ tieâu vaät lí cuûa haït boät daàu caù sau khi saáy phun vôùi chaát bao söû duïng laø n-octenylsuccinate-derivatised starch (heä nhuõ ñaõ ñöôïc chænh pH laø 4,5 vaø coù toång löôïng chaát khoâ laø 45%) [4]. Type of starch Starch content (%) Oil content (%) Drying conditions (Inlet/outlet), (°C) Particle size BET surface area (m2/g) True density (g/cm3) Apparent density (g/cm3) Porosity (%) 10th Percentile (μm) 50th Percentile (μm) 90th Percentile (μm) M 40 50 210/90 9.16 29.64 45.86 0.1415 0.87146 0.40654 11.2 M 40 50 160/60 4.28 22.57 39.02 0.1787 1.09432 0.43235 12.5 M 10 20 210/90 11.16 25.77 38.97 0.2978 0.95073 0.39597 11.3 M 10 20 160/60 7.00 23.93 40.34 0.2434 1.33251 0.53973 15.4 L 40 50 210/90 8.81 29.10 44.45 0.1669 0.92142 0.37385 9.7 L 40 50 160/60 3.89 23.13 40.52 0.2049 1.11676 0.4309 S.Drusch vaø K.Schwars {4}sau khi saáy phun heä nhuõ coù toång löôïng chaát khoâ laø 45% hoï thu ñöôïc keát quaû nhö sau: Kích thöôùc haït boät sau khi saáy cuûa nhoùm 50% haït trong khoaûng töø 22µm ñeán 29µm (Baûng 6) ñöôïc xem laø lôùn hôn nhieàu so vôùi kích thöôùc cuûa haït boät ñöôïc saáy töø heä nhuõ chæ coù 30% chaát khoâ (kích thöôùc haït boät laø 15µm). pH cuûa heä nhuõ : Trong nghieân cöùu nhaèm oái öu hoaù caùc thoâng soá ñoàng hoaù cuûa S.Drusch vaø K.Schwarz [4] .Khi pH khoâng ñöôïc ñieàu chænh ôû thí nghieäm thöù nhaát, 50% haït daàu coù kích thöôùc 0,75-11,53µm, 90% töø 1,45- 34,9µm( Baûng 3). Trong khi, kích thöôùc caùc haït daàu ôû thí nghieäm 2 (pH dung dòch ñöôïc chænh veà 4,5 tröôùc khi ñoàng hoaù) nhoû hôn so vôùi thí nghieäm 1: 50% haït coù kích thöôùc 0,64-1,69 µm vaø 90% haït coù kích thöôùc 1,38-4,55 µm. Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích laø khi pH giaûm laøm cho tính löu ñoäng cuûa caùc phaân töû tinh boät coù ñoä nhôùt thaáp giaûm theo. Khi ñoù nhoùm carboxylic bò proton hoaù vaø caû phaân töû gaàn nhö khoâng coøn ñieän tích nöõa. Caùc phaân töû tinh boät luùc naøy seõ ñöôïc saép xeáp chaët cheõ hôn treân beà maët phaân caùch giöõa daàu vaø nöôùc, taïo ra moät lôùp ngaên caùch beàn vöõng giöõa daàu vaø nöôùc töø ñoù oån ñònh ñoä beàn cuûa heä nhuõ. Chaát choáng oxi hoaù: Nghieân cöùu cuûa Wojciech Kolanowski [5] cho thaáy raèng vieäc theâm vaøo chaát phuï gia choáng oxi hoaù khoâng laøm taêng thôøi gian baûo quaûn cuûa daàu caù ôû daïng loûng. Chæ soá peroxide cuûa maãu daàu caù ñöôïc boå sung chaát choáng oxi hoaù sau quaù trình baûo quaûn thaäm chí coøn cao hôn ôû daàu caù nguyeân chaát. Nhö vaäy saûn phaåm naøo khoâng boå sung a-tocopherol vaø lycopene laïi coù ñoä beàn oxi hoaù cao hôn so vôùi cuøng loaïi saûn phaåm ñoù nhöng coù chöùa hai loaïi chaát phuï gia treân. Ngöôøi ta giaûi thích raèng coù theå do haøm löôïng chaát choáng oxi hoaù quaù cao ñaõ thuùc ñaåy phaûn öùng oxi hoaù xaûy ra. Hình 15 : Bieåu ñoà theo doõi söï oxi hoaù cuûa caùc maãu daàu caù ñöôïc boå sung caùc loaïi chaát choáng oxi hoaù khaùc nhau trong quaù trình baûo quaûn. Quaù trình ñoàng hoaù Theo nghieân cöùu cuûa S.Drusch vaø K.Schwarz [4] cho thaáy kích thöôùc cuûa 50% haït bò aûnh höôûng cuûa aùp suaát ñoàng hoaù vaø haøm löôïng daàu, trong khi soá caáp ñoàng hoaù aûnh höôûng leân kích thöôùc cuûa 90% haït. Ñieàu naøy theå hieän ôû vieäc sau khi qua maùy ñoàng hoaù moät caáp, heä nhuõ vaãn coøn nhieàu haït daàu coù kích thöôùc lôùn, chæ khi ñöôïc ñoàng hoaù laàn thöù hai thì löôïng naøy môùi giaûm xuoáng (Baûng 3). Söï aûnh höôûng cuûa caáp ñoàng hoaù thöù hai leân kích thöôùc haït caøng ñöôïc theå hieän roõ hôn khi ta taêng noàng ñoä chaát khoâ trong heä nhuõ ôû thí nghieäm 3 (Baûng 3). Duø noàng ñoä chaát khoâ taêng nhöng kích thöôùc cuûa caùc haït daàu vaãn ôû möùc trung bình so vôùi nhöõng thí nghieäm tröôùc ñoù(kích thöôùc haït to nhaát trong nhoùm 50% laø 1,85µm vaø cuûa nhoùm 90% laø 4,3µm). Toùm laïi, ñoàng hoaù heä nhuõ qua nhieàu caáp seõ hieäu quaû hôn trong vieäc giaûm kích thöôùc haït daàu hôn laø taêng aùp suaát ñoàng hoaù. Quaù trình saáy phun Nhieät ñoä Wojciech Kolanowski [5] ghi nhaän raèng nhieät ñoä cao trong quaù trình saáy phun cuõng laøm taêng söï oxi hoaù. Chæ soá peroxide cuûa daáu caù loûng ban ñaàu khi ñöa vaøo saûn xuaát laø 1,05 meqO/kg, sau khi saáy phun chæ soá naøy taêng leân 4,06 vaø 2,1 meqO/kg öùng vôùi loaïi boät coù haøm löôïng daàu caù laø 200g/kg vaø 400g/kg. Heinzelmann vaø Franke ñaõ chöùng toû coù söï oxi hoaù daàu trong quaù trình chuaån bò heä nhuõ (tröôùc caû quaù trình saáy). Vaø hoï ñeà nghò raèng nhieät ñoä ñoàng hoaù khoâng neân vöôït quaù 35oC. Söï oxi hoaù trong heä nhuõ sau quaù trình ñoàng hoaù trong thí nghieäm cuûa Wojciech Kolanowski [3] ñöôïc keát luaän laø khoâng heà xaûy ra, ñieàu naøy traùi vôùi keát quaû thí nghieäm cuûa Heinzelmann vaø Franke. Saûn phaåm oxi hoaù chæ taêng leân sau quaù trình saáy phun, ñieàu naøy chöùng toû nhöôïc ñieåm cuûa kó thuaät saáy phun laø nhieät ñoä saáy quaù cao laøm thuùc ñaåy nhöõng phaûn öùng oxi hoaù. Coøn S.Drusch vaø K.Schwarz [4] thì keát luaän raèng nhieät ñoä saáy phun khoâng chæ aûnh höôûng ñeán kích thöôùc (Baûng 5) maø coøn coù nhöõng taùc ñoäng khaùc nhau leân hình daïng cuûa haït. ÔÛ nhieät ñoä saáy cao 210/90oC, hieän töôïng phoàng nôû haït boät (ballooning) dieãn ra trong suoát quaù trình saáy. Lôùp maøng bao ñöôïc hình thaønh gaàn nhö ngay töùc thì sau khi nhöõng haït loûng ñöôïc phun ra. Nhöõng boït bong boùng khí phình ra laøm meùo moù haït boät vaø sau cuøng thì vôõ ra laøm lôùp maøng hình thaønh luùc daàu co laïi roài sau ñoù laïi tieáp tuïc phình ra. Chu trình cöù theá tieáp dieãn cho ñeán khi haàu heát löôïng nöôùc trong haït ñaõ ñöôïc bay hôi, lôùp voû trôû neân khoâ cöùng hôn vaø luùc naøy söï bay hôi cuûa löôïng nöôùc coøn soùt laïi döôùi daïng nhöõng bong boùng khí seõ gaây neân nhöõng loã troáng treân beà maët haït. Söû duïng tinh boät coù ñoä nhôùt thaáp laøm chaát bao seõ taïo neân haït boät coù hình troøn (hình 16A), ngöôïc laïi khi duøng tinh boät coù ñoä nhôùt trung bình seõ taïo haït coù hình thuoân daøi(hình 16C). Hình 16: AÛnh chuïp saûn phaåm boät daàu caù sau khi ñöôïc vi bao vôùi loaïi chaát bao khaùc nhau (M:A, B; L: C, D) vaø nhieät ñoä saáy phun khaùc nhau (A, C: 210/90oC ; B, D: 160/60oC ) [4]. Hình 17: AÛnh chuïp loã troáng trong saûn phaåm boät daàu caù sau khi ñöôïc vi bao vôùi loaïi chaát bao khaùc nhau (M:A, B; L: C, D) vaø nhieät ñoä saáy phun khaùc nhau (A, C: 210/90oC ; B, D: 160/60oC ) [4]. Hiện tượng phồng leân cũng ảnh hưởng ñến thể tích khí bị nhốt trong hạt vi bao. Boät daàu caù khi saáy ôû nhieät ñoä 210/90oC coù loå troáng to ôû taâm haït (Hình 17A vaø 17C). Ngöôïc laïi, khi haït ñöôïc saáy ôû 160/60oC theå tích cuûa loã troáng nhoû hôn vaø chieàu daøy cuûa lôùp bao taêng leân. Toùm laïi, cheá ñoä saáy phun coù nhieät ñoä vöøa phaûi haïn cheá hieän töôïng phoàng nôû vaø oxi hoaø chaát beùo trong quaù trình saáy phun so vôùi khi tieán haønh saáy ôû nhieät ñoä cao. Ñieàu kieän baûo quaûn Sau nhöõng thôøi gian löu tröõ nhaát ñònh, Wojciech Kolanowski [5] kieåm tra giaù trò peroxide cuûa caùc maãu boät daàu caù ñöôïc giöõ ôû nhöõng ñieàu kieän khaùc nhau. Maãu ñöôïc baûo quaûn ôõ nhieät ñoä phoøng vaø trong bao bì coù khoâng khí ño ñöôïc chæ soá peroxide laø 171,7meqO/kg vaø 211,4 meqO/kg öùng vôùi loaïi boät coù haøm löôïng daàu caù laø 200g/kg vaø 400g/kg (Hình 18) Theo Heizelmann vaø Franke xaùc ñònh thì chæ soá peroxide ngöôõng treân daønh cho saûn phaåm boät daàu caù chæ coù 20meqO/kg. Nhöõng maãu ñöôïc giöõ trong bao bì coù khoâng khí nhöng ôû nhieät ñoä thaáp thì giaù trò peroxide coù thaáp hôn nhöng coù xu höôùng taêng theo thôøi gian (Hình 19). Hình 18 : Bieåu ñoà theo doõi söï oxi hoaù cuûa caùc maãu boät daàu caù ñöôïc baûo quaûn ôû nhieät ñoä phoøng vaø coù söï tieáp xuùc vôùi khoâng khí [5] Hình 19: Bieåu ñoà theo doõi söï oxi hoaù cuûa caùc maãu boät daàu caù ñöôïc baûo quaûn ôû nhieät ñoä thaáp vaø coù söï tieáp xuùc vôùi khoâng khí [5]. Nhöõng maãu ñöôïc giöõ ôû bao bì coù huùt chaân khoâng thì coù chæ soá peroxide thaáp vaø oån ñònh (chæ taêng raát ít trong suoát 30 ngaøy löu tröõ). Sau 30 ngaøy baûo quaûn chæ soá naøy vaãn chöa leân ñeán 10meqO/kg. Ñaëc bieät nhaát laø ôû nhöõng maãu ñöôïc giöõ ôû ñieàu kieän chaân khoâng nhöng bò môû bao, ñoùng laïi, sau 3-6 ngaøy laïi tieáp tuïc bò môû bao, chæ soá peroxide cuûa chuùng taêng ñaùng keå, maëc duø thôøi gian tieáp xuùc vôùi khoâng khí laø raát ngaén. Ñieàu naøy chöùng toû söï xaâm nhaäp cuûa oxi duø laø raát ít cuõng gaây aûnh höôûng ñeán ñoä beàn oxi hoaù cuûa saûn phaåm.( Hình 20, Hình 21) Hình 20: Bieåu ñoà theo doõi söï oxi hoaù cuûa caùc maãu boät daàu caù ñöôïc baûo quaûn ôû nhieät ñoä phoøng, döôùi ñieàu kieän chaân khoâng nhöng bò môû bao vaø ñoùng laïi nhieàu laàn[5] Hình 21: Bieåu ñoà theo doõi söï oxi hoaù cuûa caùc maãu boät daàu caù ñöôïc baûo quaûn ôû nhieät ñoä thaáp, döôùi ñieàu kieän chaân khoâng nhöng bò môû bao vaø ñoùng laïi nhieàu laàn [5]. Keát quaû nghieân cöùu ñoä beàn oxi hoaù cuûa boät daàu caù cuõng cho thaáy söï oxi hoaù axit beùo trong boät daàu caù vi bao cao hôn tröôøng hôïp daàu chöùa ñöïng trong moät khoái lôùn. Söï khaùc nhau naøy laø do dieän tích beà maët cuûa boät daàu caù lôùn hôn raát nhieàu so vôùi daàu caù thoâng thöôøng, taïo ñieàu kieän cho söï tieáp xuùc nhieàu hôn giöõa daàu caù vaø khoâng khí. Vì theá maø haïn söû duïng cuûa boät daàu caù chæ coù theå ñöôïc caûi thieän khi chuùng ñöôïc baûo quaûn vôùi khí N2 hoaëc chaân khoâng. Tuy nhieân, moät khi quaù trình oxi hoaù ñaõ ñöôïc khôûi ñoäng thì ta khoâng theå naøo ngaên caûn chuùng. Saáy ñoâng coâ Quy trình vi bao Thuyeát minh qui trình Caùc nghieân cöùu cuï theå Katrin Heinzelmann [6] ñaõ tieán haønh quaù trình vi bao daàu caù baèng phöông phaùp saáy ñoâng coâ nhö sau vôùi taùm thí nghieäm coù 4 yeáu toá thay ñoåi ñöôïc cho ôû baûng 6. Baûng 7: Caùc thoâng soá cuï theå cuûa töøng thí nghieäm vi bao daàu caù baèng phöông phaùp saáy ñoâng coâ [6] Thaønh phaàn nguyeân lieäu: -10 wt% dầu caù chình -10 wt% sodiumcaseinate -10 wt% carbonhydrate(lactose hoaëc maltodextrin). -70 wt% nước Haàu heát caùc maãu ñeàu söû duïng chaát choáng oxi hoaù vôùi haøm löôïng 0,58% khoái löôïng daàu caù.Thaønh phaàn cuûa loaïi chaát choáng oxi hoaù ALT bao goàm axit ascorbic, lecithin, tocopherol. Hoãn hôïp ñöôïc hoaø troän ôû 5-100C. Ñaàu tieân laø hoaø tan sodiumcaseinate vaøo nöôùc, sau ñoù carbohydrate ñöôïc cho vaøo vaø cuoái cuøng laø daàu caù. Ñoàng hoaù: Hoãn hôïp nhuõ töông ñöôïc ñoàng hoaù ba caáp ôû 40Mpa cho 7 thí nghieäm vaø moät caáp ôû 10Mpa cho moät thí nghieäm coøn laïi. Laøm laïnh ñoâng: Hoãn hôïp nhuõ töông ñöôïc laøm laïnh ñoâng vôùi 3 caáp ñoä khaùc nhau. Quùa trình laïnh ñoâng ôû caáp ñoä trung bình ñöôïc thöïc hieän trong maùy eùp ñuøn vôùi moâi chaát laøm laïnh beân ngoaøi. Thieát bò naøy coù khaû naêng laøm laïnh ñoâng ôû möùc ñoä trung bình (Hình 22). Bôm nhaäp lieäu vôùi khoái löôïng 1kg/giôø. Maùy eùp ñuøn hai truïc ñöôïc bao boïc bôûi chaát laøm laïnh -400C. sau khi ra khoûi ñóa khuoân, hoãn hôïp nhuõ töông ban ñaàu ñaõ ñöôïc ñoâng cöùng vaø ñöôïc caét thaønh nhöõng vieân nhoû coù ñöôøng kính laø 5mm, daøi 10mm. Hình 22 :Thieát bò laøm laïnh ñoâng ôû möùc ñoä trung bình [6] Quaù trình laøm laïnh ñoâng nhanh ñöôïc thöïc hieän baèng caùch duøng burette nhoû töøng gioït nhuõ töông vaøo dung dòch nitô loûng. Ñöôøng kính cuûa haït ñoâng laïnh töø 3-6mm. Quaù trình laøm laïnh ñoâng chaäm dieãn ra sau khi ta ñoå 50ml hoãn hôïp nhuõ töông vaøo hoäp petri vaø ñaët noù vaøo tuû ñoâng ôû -200C trong 10 giôø. Saáy: Thieát bò saáy ñoâng coâ coù dung löôïng 2kg/meû. Thôøi gian caàn thieát ñeå saáy moãi meû töø 36 -48 giôø. Caùc böôùc cuûa quaù trình khôûi ñoäng maùy saáy bao goàm: Cho hoãn hôïp nhuõ töông ñaõ ñöôïc ñoâng laïnh vaøo buoàng saáy Huùt chaân khoâng buoàng saáy. Thoåi khí N2 vaøo buoàng saáy. Huùt chaân khoâng buoàng saáy moät laàn nöõa. Khôûi ñoäng quaù trình saáy. Quùa trình saáy thaêng hoa ñöôïc thöïc hieän ôû 20Pa trong 48 giôø. Nhieät ñoä ñaàu cuûa quaù trình saáy ñöôïc khaûo saùt ôû hai nhieät ñoä -30oC vaø -80oC vaø nhieät ñoä keát thuùc quaù trình saáy ôû khoaûng 18oC. Nghieàn: Caùc vieân nhuõ töông sau khi qua quaù trình saáy thì ñöôïc ñem ñi nghieàn thaønh nhöõng haït mòn coù kích thöôùc töø 30 -100 µm nhaèm thu ñöôïc saûn phaåm boät daàu caù. Baûo quaûn: Boät daàu caù sau khi saáy xong ñöôïc ñaët vaøo ñóa petri( 20g/ñóa) sau ñoù ñöôïc baûo quaûn ôû 250C trong boùng toái, ñoä aåm khoaûng 30%.Maåu ñöôïc giöõ toái ña trong thôøi gian 12 tuaàn. AÛnh höôûng cuûa thoâng soá coâng ngheä leân ñoä beàn oxi hoaù cuûa saûn phaåm Thaønh phaàn nguyeân lieäu Thaønh phaàn nguyeân lieäu Chaát bao: Katrin Heinzelmann [6] söû duïng lactose vaø maltodextrin ñeå laøm chaát bao (Baûng 7). Trong tröôøng hôïp söû duïng chaát bao laø maltodextrin ôû thí nghieäm 3 thì giaù trò dv.0,9-dv.0,1 taêng roõ reät sau khi ñoâng laïnh (Baûng 8) Baûng 8: Kích thöôùc cuûa caùc haït daàu caù trong heä nhuõ tröôùc vaø sau khi ñoâng laïnh ôû taùm thí nghieäm [6]. Quaù trình ñoàng hoaù Ta thaáy raèng tröôùc khi ñoâng laïnh, giaù trò dv.0,5 gioáng nhau cho taát caû nhöõng hoãn hôïp ñöôïc ñoàng hoaù ôû aùp suaát cao, coøn maãu thöù 7 ñöôïc ñoàng hoaù ôû aùp suaát thaáp neân giaù trò dv.0,5 vaø dv.0,9-dv.0,1 lôùn hôn nhöõng maãu coøn laïi. Sau ñoâng laïnh, dv.0,5 cuõng khoâng thay ñoåi ñaùng keå ngoaïi tröø maãu thöù 7 coù söï giaûm roõ reät. Vôùi dv.0,5 laø giaù trò ñöôøng kính lôùn nhaát cuûa 50% haït coù ñöôøng kính nhoû nhaát trong heä ñöôïc goïi laø giaù trò ñöôøng kính trung bình cuûa haït daàu trong heä nhuõ töông, coøn dv.0,9 – dv.0,1 laø khoaûng phaân boá kích thöôùc cuûa haït daàu (Baûng 8) Khoâng coù söï khaùc bieät ñaùng keå veà hieäu quaû vi bao cuûa hai maãu 1 vaø 8 vaø giöõa chuùng vôùi nhöõng maãu ñöôïc ñem laøm laïnh ñoâng ôû cheá ñoä trung bình coäng vôùi ñoàng hoaù ôû aùp suaát cao (2, 3, 5). Hieäu quaû vi bao thaáp nhaát (29,4%) töông öùng vôùi boät daàu caù ñöôïc taïo thaønh töø quaù trình ñoàng hoaù ôû aùp suaát thaáp (maãu thöù 7) (Baûng 9) Baûng 9: Hieäu quaû vi bao daàu caù ôû taùm maãu thí nghieäm [6] Quaù trình laøm laïnh ñoâng Cheá ñoä laøm laïnh cuõng laø moät yeáu toá aûnh höôûng quan troïng ñeán hieäu quaû bao, giaù trò ME cuûa maãu coù cheá ñoä laøm laïnh nhanh (maãu soá 4) laø thaáp nhaát trong soá caùc maãu coù quaù trình ñoàng hoaù ôû aùp suaát cao (Baûng 9). So saùnh giöõa nhöõng thí nghieäm chæ khaùc nhau veà moät yeáu toá aûnh höôûng laø cheá ñoä laïnh ñoâng (thí nghieäm thöù 4, thí nghieäm thöù 6, thí nghieäm thöù 1 vaø thöù 8) (Baûng 7), ta thaáy raèng giaù trò ME lôùn nhaát töông öùng vôùi maãu coù cheá ñoä laøm laïnh chaäm (81,6%), tieáp theo laø maãu coù cheá ñoä laøm laïnh trung bình vaø cuoái cuøng laø maãu coù cheá ñoä laøm laïnh nhanh. Giöõa 3 cheá ñoä laøm laïnh ñoâng: laøm laïnh nhanh trong nito loûng trong vaøi giaây; laøm laïnh trong maùy eùp ñuøn ñoâng laïnh trong khoaûng 4 phuùt; laøm laïnh trong ñóa petri trong 10 h thì chæ rieâng phöông phaùp laøm laïnh ñoâng trung bình laø coù löïc caét cô hoïc taùc ñoäng leân heä nhuõ trong suoát quaù trình laøm laïnh. Löïc caét gaây ra bôûi chuyeån ñoäng quay cuûa truïc vít coäng vôùi söï giaûm ñoä nhôùt cuûa heä nhuõ trong quaù trình ñoâng ñaëc ñaõ laøm thay ñoåi caáu truùc casein, laøm cho noù khoâng coøn khaû naêng nhuõ hoaù nöõa, caùc haït daàu tuï laïi vaø vì theá maø Hình 23: Bieåu ñoà theo doõi chæ soá Anisidine trong boät daàu caù trong suoát quaù trình baûo quaûn [6]. hieäu quaû vi bao thaáp. Tuy nhieân, ñieàu naøy laïi khoâng theå hieän treân keát quaû ño kích thöôùc caùc haït nhuõ töông treân baûng 8 vaø keát quaû ME treân baûng 9. Hình 23 cho ta thaáy chæ soá anisidine cuûa töøng maãu (chæ soá duøng ñeå xaùc ñònh ñieåm cuoái cuøng cuûa thôøi haïn söû duïng). Chæ soá anisidine khoaûng 300 laø giaù trò giôùi haïn toàn tröõ cuûa maãu. Maãu soá 5 khoâng söû duïng phuï gia choáng oxihoaù neân roõ raøng coù thôøi gian söû duïng laø ngaén nhaát. Sau 3 thaùng maãu coù chæ soá anisidine nhoû nhaát töông öùng vôùi maãu soá 4 (möùc ñoä laøm laïnh nhanh) vaø keá ñeán laø maãu soá 6 (laøm laïnh chaäm), coøn nhöõng maãu ñöôïc laøm laïnh ôû möùc ñoä trung bình haàu heát ñaõ hö hoûng sau 12 tuaàn. Giaûm nhieät ñoä khôûi ñaàu cuûa quaù trình laøm laïnh ñoâng (thí nghieäm thöù 2) vaø thay theá chaát bao laø latose baèng maltodextrin (thí nghieäm thöù 3) khoâng coù aûnh höôûng gì leân thôøi gian söû duïng cuûa saûn phaåm maëc duø caùc yeáu toá naøy coù theå aûnh höôûng leân traïng thaùi cuûa heä carbohydrat vaø nöôùc ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình saáy ñoâng coâ. Maãu coù thôøi gian baûo quaûn daøi nhaát (12 tuaàn) laø maãu 4 (laøm laïnh nhanh). Nhöng maãu thöù 4 laïi laø maãu coù hieäu quaû vi bao thaáp nhaát. Khi quan saùt döôùi kính hieån vi, ta thaáy ñöôïc haït vi bao taïo ra qua quaù trình laøm laïnh chaäm coù nhieàu loã xoáp do caùc haït tinh theå ñöôïc phaùt trieån vaø söï taùch pha dieãn ra hoaøn toaøn Toùm laïi, quaù trình vi bao ñaït hieäu quaû cao khoâng coù nghóa laø thôøi gian baûo quaûn cuõng cao trong tröôøng hôïp naøy. Maëc duø ñieàu kieän baûo quaûn boät daàu caù vi bao laø khoâng thuaän lôïi laém ( nhieät ñoä 250C, tieáp xuùc vôùi khoâng khí) nhöng boät daàu caù traûi qua quaù trình laøm laïnh nhanh laïi coù theå oån ñònh trong voøng 3 thaùng. Keát quaû naøy chaéc chaén laø raát toát. Quaù trình saáy ñoâng coâ Baûng 10 cho ta thaáy haøm löôïng cuûa caùc hôïp chaát coù cöïc khaùc nhau trong daàu caù vaø trong daàu trích ra ñöôïc töø boät vi bao. OxTGM (oxidised triacylglycerol monomers) laø caùc phaân töû triglyceride coù ít nhaát moät goác acid bò oxi hoaù, bao goàm caû saûn phaåm oxi hoaù baäc 1 nhö hydroperoxide vaø nhöõng hôïp chaát oxi hoaù baäc hai khoângbay hôi nhö hydroxide, ketone, epoxide. TGD (Triacylglycerol dimers) laø nhöõng triglyceride ñoái xöùng khoâng cöïc, ñöôïc tìm thaáy sau quaù trình khöû muøi trong quaù trình tinh luyeän daàu. Daàu caù tröôùc quaù trình vi bao bao giôø cuõng coù chaát löôïng toát theå hieän ôû giaù trò OxTGM trong daàu luùc naøo cuõng döôùi 10mg/g (giaù trò naøy trong daàu tinh luyeän thaäm chí coøn lôùn hôn). Sau quaù trình saáy, khoâng saûn phaåm oxi hoaù naøo taêng leân moät caùch ñaùng keå. Vì theá, ta coù theå keát luaän raèng qui trình vi bao bao goàm caùc quaù trình ñoàng hoaù, ñoâng laïnh vaø saáy khoâ khoâng laøm aûnh höôûng ñeán chaát löôïng cuûa daàu caù. Baûng 10: Caùc hôïp chaát coù nguoàn goác töø quaù trình oxi hoaù daàu coù trong daàu caù ban ñaàu vaø daàu caù trong saûn phaåm boät daàu caù vi bao. Vi bao baèng haït tuï Quy trình vi bao Thuyeát minh quy trình Söï taïo gioït tuï laø moät hieän töôïng maø trong ñoù dung dòch cao phaân töû bò taùch laøm hai pha. Söï taïo gioït tuï phöùc taïp ñöôïc gaây ra bôûi söï töông taùc giöõa hai polymer tích ñieän traùi daáu. Ví duï nhö gelatin A tích ñieän döông taïo gioït tuï vôùi polyphosphate. Nhöõng caëp polymer khaùc ñaõ ñöôïc nghieân cöùu nhö gelatin/gum acia,gelatin/pectin, gelatin/carboxymethyl guar gum vaø whey protein/gum Arabic. Polyme tích ñieän döông toát nhaát neân laø gelatin, chitosan. Coøn polymer tích ñieän aâm thöôøng laø polyphosphate, gum arabic, alginate, carrageenan, pectin, carboxymethylcellulose. Ngoaøi maät ñoä tích ñieän cuûa hai loaïi polymer, quaù trình taïo gioït tuï coøn phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá khaùc nhö khoái löôïng phaân töû cuûa hai loaïi polymer, tæ leä giöõa chuùng, löïc ion, pH vaø nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng. Quaù trình vi bao baèng gioït tuï bao goàm 3 böôùc cô baûn sau [12]: Phaân taùn chaát neàn vaøo dung dòch coù chöùa ít nhaát moät loaïi polymer ñöôïc duøng ñeå taïo gioït tuï. Taïo lôùp maøng bao töø söï keát laéng cuûa caùc haït tuï leân chaát neàn. Quaù trình naøy xaûy ra khi ta ñieàu chænh caùc thoâng soá veà nhieät ñoä, pH, noàng ñoä chaát keo, toác ñoä khuaáy troän … Laøm cöùng lôùp voû bao boïc chaát neàn baèng caùch taïo ra caùc lieân keát ngang giöõa caùc haït tuï laéng ñoïng treân chaát neàn. ÔÛ patent soá oâng ñaõ ñeà ra phöông phaùp taïo ra haït vi bao coù nhieàu lôùp maøng bao beân ngoaøi nhaèm taêng cöôøng khaû naêng baûo veä chaát bao (Hình 32). Haït vi bao sô caáp bao goàm nhaân 18 vaø lôùp bao ñaàu tieân 20. Caùc haït vi bao sô caáp keát tuï laïi vôùi nhau vaø khoaûng troáng 22 giöõa chuùng ít nhaát phaûi ñöôïc laáp nay baèng loaïi vaät vaät lieäu bao nhö lôùp bao 20. Caùc haït bao sô caáp sau khi keát tuï ñöôïc bao laáy bôûi moät lôùp thöù 2 ñöôïc chuù thích laø lôùp 24 nhö trong hình. Haït vi bao coù caáu truùc nhieàu lôùp bao boïc nhieàu nhaân coù khaû naêng baûo veä chaát neàn höõu hieäu do haït bao cô baûn coù caáu truùc xoáp, nhöng sau khi ñöôïc taêng cöôøng bôûi lôùp bao thöù hai thí caáu truùc haït trôû neân voâ cuøng cöùng chaéc vaø coù theå vi bao ñöôïc moät löôïng daàu raát lôùn (tæ leä khoái löôïng cuûa haït nhaân so vôùi toång khoái löôïng haït vi bao coù theå taêng leân töø 50 ñeán 95% hay hôn nöõa). Ñöôøng kính cuûa haït bao sô caáp khoaûng töø 1-2µm. Coøn ñöôøng kính cuûa haït bao nhieàu nhaân thöôøng töø 50 -100µm. Phöông phaùp naøy cuõng coù theå duøng ñeå vi bao haït daàu moät nhaân nhöng coù nhieàu lôùp. Quy trình vi bao haït daàu coù moät nhaân hay nhieàu nhaân ñöôïc tieán haønh nhö sau: Khuaáy troän, ñoàng hoaù Loaïi polymer thöù nhaát ñöôïc hoaø troän vaøo dung dòch loûng cuøng vôùi chaát choáng oxi hoaù. Chaát neàn sau ñoù ñöôïc phaân taùn trong dòch loûng naøy baèng maùy ñoàng hoaù, heä nhuõ ñöôïc hình thaønh vaø moät phaàn nhoû löôïng polymer cho vaøo luùc ñaàu bao boïc laáy caùc haït daàu taïo neân moät lôùp voû sô caáp ñaàu tieân. Luùc naøy, dung dòch cao phaân töû cuûa loaïi polymer thöù hai môùi ñöôïc cho vaøo. Haït daàu sau khi ñoàng hoaù neân coù kích thöôùc trung bình beù hôn 25µm. Löôïng daàu cho vaøo neân khoaûng töø 3-8% khoái löôïng dòch loûng. Coù moät phöông phaùp khaùc ñeå phaân taùn caùc haït daàu trong loøng hoãn hôïp maø khoâng qua maùy ñoàng hoaù, ñoù laø kó thuaät bôm pha phaân taùn ñi qua moät heä thoáng caùc mao quaûn vaøo trong pha lieân tuïc. Kei Nakagawa [10] ñaõ khaûo saùt quaù trình phaân taùn caùc haït daàu maø khoâng caàn söû duïng chaát nhuõ hoaù baèng caùch bôm chuùng vaøo pha lieân tuïc laø chæ coù gelatin, vì oâng cho raèng caùc chaát nhuõ hoaù ñöôïc boå sung ñeå laøm öôùt cuûa gioït tuï , tuy nhieân noù seõ ngaên caûn quaù trình taïo gioït tuï xaûy ra. Hình 24 cho ta thaáy nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa heä thoàng mao quaûn naøy. Hình 24: Heä thoáng thieát bò nhuõ hoaù baèng mao quaûn [10] Quaù trình vi bao daàu vôùi kó thuaät phaân taùn daàu trong pha lieân tuïc baèng caùch bôm pha phaân taùn qua heä thoáng oàng mao quaûn ñaõ ñöôïc Kei Nakagawa [10] tieán haønh nhö sau: Daàu ñöôïc bôm vaøo trong pha lieân tuïc laø gelatin 2% coù pH=7 vôùi toác ñoä doøng vaøo laø 0,2 ml/h. Sau ñoù cho vaøo heä nhuõ treân dung dòch 2% acacia cuøng vôùi 10ml dung dòch gelatin ñaõ ñöôïc chuaån bò saün ( goàm 25mg gelatin hoaø trong 5ml dung dòch sodiumcarbonate coù pH laø 8.5). Quaù trình taïo gioït tuï xaûy ra khi pH ñöôïc chænh veà 4.0 baèng acid HCl, sau 1giôø khuaày troän, 1ml glutaraldehide ñöôïc theâm vaøo heä nhaèm traùnh söï dính chaäp laïi cuûa caùc gioït tuï. Heä huyeàn phuø ñöôïc tieáp tuïc khuaáy ñaûo trong 12h ôû 4oC. Taïo gioït tuï Ñeå tieán haønh quaù trình taïo gioït tuï phöùc hôïp (complex coacervation), pH, nhieät ñoä, noàng ñoä vaø toác ñoä khuaáy troän hoãn hôïp phaûi ñöôïc ñieàu chænh ñeå thuùc ñaåy söï hình thaønh lôùp bao sô caáp xung quanh haït daàu. ÔÛ tröôøng hôïp neáu ta muoán taïo haït vi bao nhieàu nhaân, quaù trình keát tuï caùc haït vi bao sô caáp thaønh nhöõng khoái haït coù hình daïng vaø kích thöôùc nhö mong muoán seõ ñöôïc tieán haønh. pH ñöôïc ñieàu chænh sao cho moät loaïi polymer tích ñieän aâm coøn loaïi kia tích ñieän döông. Söï dieàu chænh giaù trò pH phuï thuoäc vaøo loaïi chaát bao ñöôïc söû duïng.Ví duï ñieåm ñaúng ñieän cuûa gelatin laø ôû pH 9-10, chæ khi pH cuûa dung dòch thaáp hôn khoaûng naøy( khoaûng pH töø 4-5) thì gelatin môùi tích ñieän aâm vaø töông taùc vôùi polymer tích ñieän döông ( gum Arabic, polyphosphate, alginate). Noàng ñoä cuûa hai loaïi polymer cuõng aïnh höôûng ñeán söï hình thaønh gioït tuï. Thoâng thöôøng thì haøm löôïng cuûa caû hai loaïi phaân töû chieám töù 2-10% khoái löôïng cuûa dung dòch. Nhieät ñoä cuûa dung dòch trong luùc taïo gioït tuï neân duy trì ôû khoaûng 40-60oC. Toác ñoä khuaáy troän aûnh höôûng ñeán söï laéng ñoïng cuûa caùc haït tuï leân beà maët cuûa haït daàu. Neáu toác ñoä khuaáy quaù chaäm, trong dòch loûng seõ hình thaønh nhöõng haït bao coù kích thöôùc lôùn. Coøn neáu toác ñoä khuaáy quaù nhanh seõ sinh ra löïc caét lôùn, ngaên caûn quaù trình hình thaønh lôùp voû bao. Thay vaøo ñoù heä gel seõ ñöôïc hình thaønh trong dung dòch. Toác ñoä khuaáy phuø hôïp trong khoaûng töø 400-1000 voøng treân phuùt. Neáu ta muoán taïo ra haït bao nhieàu lôùp thì sau khi khuaáy troän moät thôøi gian ta theâm vaøo loaïi vaät lieäu bao thöù hai. Dung dòch sau ñoù seõ ñöôïc laøm laïnh ôû nhieät ñoä treân ñieåm taïo gel cuûa loaïi vaät lieäu laøm chaát bao vaø ñieàu chænh toác ñoä khuaáy troän ñeå taïo ñieàu kieän hình thaønh lôùp bao thöù hai bao boïc caùc haït sô caáp. Ta cuõng coù theå boå sung loaïi vaät lieäu laøm chaát bao gioáng nhö lôùp bao ban ñaàu ñeå taêng cöôøng ñoä daøy cuûa lôùp bao hay söû duïng loaïi vaät lieäu khaùc ñeå taïo ra lôùp bao coù tính naêng nhö mong muoán. Toác ñoä laøm laïnh khoaûng 1oC/phuùt cho ñeán khi hoãn hôïp ñaït nhieät ñoä khoaûng töø 5-10oC. Laøm cöùng lôùp voû bao Sau khi taïo ñöôïc lôùp voû bao, chaát taïo lieân keát ngang giöõa caùc haït tuï seõ ñöôïc cho vaøo nhaèm taêng cöôøng ñoä vöõng chaéc cuûa lôùp bao. Loaïi chaát lieân keát ngang ñöôïc choïn seõ phaûi tuyø thuoäc vaøo loaïi vaät lieäu laøm chaát bao. Chaát taïo lieân keát ngang thöôøng duøng laø andehit( formandehit, gluterandehit), acid tannic, muoái cuûa canxi hay kali. Theo patent soá 3956172 cuûa Saeki vaø Keiso [11], quaù trình laøm cöùng lôùp voû maø trong ñoù coù gelatin laø moät trong nhöõng polymer taïo neân lôùp bao vaø söû duïng dialdehyde laøm chaát laøm cuøng lôùp voû bao goàm 3 giai ñoaïn nhö sau: Laøm laïnh hoãn hôïp chöùa haït daàu ñaõ ñöôïc bao boïc bôûi caùc haït tuï nhaèm taïo caáu truùc gel giöõa caùc haït tuï. Nhieät ñoä cuoái cuûa quaù trình laøm laïnh khoaûng 5oC -10oC ( thaáp hôn nhieät ñoä taïo gel cuûa gelatin vaø cao hôn nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa nöôùc) Chænh pH veà pH kieàm vaø theâm vaøo sau ñoù hay ñoàng thôøi chaát laøm cöùng lôùp voû. Vieäc nhanh choùng chuyeån pH veà giaù trò kieàm vôùi söï coù maët cuûa chaát laøm cöùng seõ xuùc tieán söï töông taùc giöõa aldehyde vaø gelatin. pH ñöôïc chænh veà khoaûng 7,5 -12, nhieät ñoä trong suoát quaù trình naøy neân thaáp hôn nhieät ñoä taïo gel cuûa gelatin. Hoãn hôïp sau ñoù ñöôïc ñeå yeân trong moät thôøi gian daøi thöôøng laø moät ngaøy ôû nhieät ñoä phoøng ñeå giuùp lôùp bao hình thaønh caùc lieân keát ñaày ñuû, coù khaû naêng chòu nhieät toát. Hay ñeå tieát kieäm thôøi gian, ta coù theå tieán haønh coâng ñoaïn tieáp theo. Taêng nhieät ñoä cuûa hoãn hôïp (40oC - 60oC) nhaèm taïo ñieàu kieän cho quaù trình laøm cöùng xaûy ra nhanh do thuùc ñaåy phaûn öùng giöõa caùc andehit vaø gelatin ñeå taïo lieân keát ngang. Trong nhöõng aldehyde thoâng thöôøng ñöôïc duøng laøm chaát laøm raén nhö formaldehyde, glutaraldehyde, glyoxal thì dialdehyde (glutaraldehyde, glyoxal) coù taùc duïng nhanh choùng laøm cöùng lôùp bao vaø taïo cho lôùp bao coù khaû naêng choáng chòu toát vôùi nhieät ñoä. Tuy nhieân, sau khi boå sung chuùng vaøo hoãn hôïp dòch loûng moät thôøi gian thì ñoä nhôùt cuûa dung dòch daàn taêng leân vaø caùc haït vi bao bò dính chaäp laïi vôùi nhau. Neáu hoãn hôïp khoâng ñöôïc khuaáy ñaûo thì hieän töôïng treân dieãn ra caøng traàm troïng hôn. Ngoaøi ra, khi ta taêng nhieät ñoä hoãn hôïp nhaèm laøm cöùng hoaøn toaøn haït vi bao chöùa daàu thì ñoä nhôùt cuûa dung dòch laïi caøng taêng maïnh vaø caùc haït vi bao baây giôø laïi caøng hôïp laïi thaønh nhöõng cuïm to hôn. Vaø nhöõng khoù khaên keå treân ñaõ ñöôïc taùc giaû giaûi quyeát baèng caùch boå sung formaldehyde söû duïng keát hôïp vôùi dialdehyde ñeå laøm chaát laøm cöùng lôùp voû. Hoãn hôïp chaát laøm cöùng taùc giaû söû duïng ôû ñaây bao goàm moät dialdehyde (glyoxal hoaëc glutaraldehyde) cuøng vôùi formaldehyde. Löôïng formaldehyde cho vaøo phuï thuoäc vaøo löôïng dialdehyde ñöôïc söû duïng. Khi löôïng dialdehyde taêng thì löôïng formaldehyde toái thieåu caàn thieát seõ giaûm, vaø khi löôïng dialdehyde söû duïng vöôït quaù moät giaù trò nhaát ñònh thì löôïng formaldehyde toái thieåu caàn thieát seõ khoâng ñoåi. Cuï theå laø : Khi söû duïng glyoxal vôùi tæ leä 0,6% khoái löôïng cuûa gelatin thì löôïng formaldehyde söû duïng laø 0,6% khoái löôïng gelatin. Khi söû duïng glyoxal vôùi tæ leä 1,3% khoái löôïng cuûa gelatin thì löôïng formaldehyde söû duïng laø 0,3% khoái löôïng gelatin. Khi söû duïng glyoxal vôùi tæ leä 2,5% khoái löôïng cuûa gelatin thì löôïng formaldehyde söû duïng laø 0,16% khoái löôïng gelatin. Khi söû duïng glyoxal vôùi tæ leä 5% khoái löôïng cuûa gelatin hay hôn nöõa thì löôïng formaldehyde söû duïng khoâng thay ñoåi nöõa vaø baèng 0,16% khoái löôïng gelatin. Toùm laïi: Neáu söû duïng glyoxal vôùi tæ leä 0,6% khoái löôïng cuûa gelatin thì löôïng formaldehyde söû duïng laø 0,6% khoái löôïng gelatin, löôïng toái thieåu cuûa formaldehyde laø 0,05%. Neáu söû duïng glutaraldehyde vôùi haøm löôïng beù hôn 5% khoái löôïng gelatin thì löôïng toái thieåu söû duïng laø 0,7%, coøn neáu löôïng glutaraldehyde cao hôn 5% thì löôïng formaldehyde caàn thieát seõ giaûm nhöng khoâng thaáp hôn 0,05% khoái löôïng gelatin. Hoaøn thieän Sau cuøng haït vi bao seõ ñöôïc röûa vôùi nöôùc vaø saáy khoâ ñeå taïo taïo thaønh saûn phaåm boät daàu caù. Tieán trình nghieân cöùu khaû naêng öùng duïng cuûa loaïi vaät lieäu bao môùi trong quaù trình vi bao söû duïng kó thuaät taïo gioït tuï. Muïc ñích cuûa quaù trình chænh pH nhaèm taïo gioït tuï giöõa hai phaân töû tích ñieän traùi daáu, caùc haït naøy sau moät thôøi gian seõ laéng ñoïng, bao boïc xung quanh nhöõng haït daàu ñaõ ñöôïc phaân taùn ñeàu khaép trong heä nhuõ töông tröôùc ñoù. Thoâng thöôøng thì protein ñoùng vai troø laø loaïi polime tích ñieän döông aâm coøn polysaccharide tích ñieän aâm. Ñeå quaù trình taïo gioït tuï xaûy ra, ñieàu quan troïng laø ta phaûi taïo ñieàu kieän ñeå hai loaïi phaân töû coù ñieän tích traùi daáu tích ñieän ñoái nhau ñeå chuùng coù theå töông taùc trung hoaø ñieän tích laãn nhau. Ñieàu naøy coù theå ñöôïc thöïc hieän thoâng qua quaù trình khaûo saùt giaù trò pH maø ôû ñoù ñieän tích cuûa hai loaïi phaân töû trung hoaø nhau. V.Ducel [9] ñaõ tieán haønh ño ñieän theá Zeta cuûa caùc loaïi protein (globulin cuûa ñaäu haø lan, alpha gliadin) vaø polysaccharide (gum arabic, carboxylmethylcellulose, sodium alginate, polyphosphat) khaùc nhau nhaèm tìm ra caëp phaân töû phuø hôïp. Hình 25: Ñieän theá Zeta cuûa caùc protein vaø caùc ñaïi phaân töû tích ñieän aâm ôû nhöõng pH khaùc nhau[9] ÔÛ khoaûng pH treân 4, ta khoâng theå xaùc ñònh ñieän theá cuûa globulin vì protein naøy ñaõ bò keát tuûa do khoaûng pH töø 4,5-5 laø ñieåm ñaúng ñieän cuûa noù. Gum arabic, carboxylmethylcellulose, sodium alginate, polyphosphat coù theá zeta aâm, giaù trò tuyeät ñoái cuûa noù taêng khi pH taêng trong khoaûng pH töø 2,2-4 (Hình 25). Ñieän theá Zeta cuûa protein ñoái vôùi polysaccharide ôû pH=3,5( goàm gum arabic, carboxylmethylcellulose, polyphosphat). ÔÛ giaù trò pH naøy, seõ coù söï trung hoaø ñieän tích giöõa hai phaân töû protein vaø caùc polysaccharide keå treân. Tuy nhieân khi oâng ta ño ñoä haáp thu ñeå xaùc ñònh khaû naêng taïo gioït tuï cuûa chuùng ôû pH=3,5 thì chæ coù gum arabic laù coù töông taùc maïnh nhaát vôùi globulin ñeå taïo gioït tuï vôùi tæ leä gum/protein laø 50/50 (Hình 26). Hình 26: Keát quaû ño ñoä haáp thu cuûa ba heä gobulin/hôïp chaát cao phaân töû tích ñieän aâm (gum arabic, carboxymethylcellulose, sodium alginate)[9] Töông töï globulin, gliadin cuõng chæ taïo gioït tuï vôùi gum arabic vôùi tæ leä gum/protein laø 30/70 (Hình 27) . Löôïng gum arabic caàn thieát ñeå taïo gioït tuï vôùi alpha gliadin ít hôn globulin, ñieàu naøy hoaøn toaøn phuø hôïp vôùi thöïc teá laø gliadin tích ñieän döông ít hôn. Hình 27: Keát quaû ño ñoä haáp thu cuûa hai heä gliadin/hôïp chaát cao phaân töû tích ñieän aâm (gum arabic vaø carboxymethylcellulose)[9] Ñoái vôùi heä globulin/arabic gum, ôû pH 3,5 vaø noàng ñoä cuûa cuûa hai loaïi polyme laø 1g/l, haït tuï ñöôïc hình thaønh coù hình troøn nhoû kích thöôùc khoaûng 10µm (Hình 28a). Cuøng ôû pH ñoù nhöng khi noàng ñoä taêng leân 10g/l thì kích thöôùc cuûa haït tuï tang leân khoaûng 50µm, coù vaøi haït bò dính chaäp laïi vôùi nhau taïo neân nhöõng hình thuø phöùc taïp (Hình 28b). Tuy nhieân khi ta giaûm pH xuoáng coøn 2,75, ôû noàng ñoä 10g/l, caùc haït tuï taïo thaønh coù hình daïng vaø kích thöôùc raát ñeàu ñaën (Hình 28c). Hình 28: Haït tuï ñöôïc hình thaønh töø heä globulin/gum arabic ôû nhöõng noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû vaø giaù trò pH khaùc nhau[9] Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 1g/l, pH=3,5 Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 10g/l, pH=3,5 Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 10g/l, pH=2,75 Coøn ñoái vôùi heä gliadin/gum arabic, chæ coù ôû khoaûng pH=3 vaø noàng ñoä polyme laø 10g/l vôùi tæ leä 50/50 thì caùc haït tuï hình thaønh môùi coù kích thöôùc troøn ñeàu (25µm) (Hình 29c). Hình 29: Haït tuï ñöôïc hình thaønh töø heä gliadin/gum arabic ôû nhöõng noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû vaø giaù trò pH khaùc nhau[9] a) Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 1g/l, pH=3 b) Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 1g/l, pH=3,5 c) Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 10g/l, pH=3 d)Noàng ñoä cuûa hôïp chaát cao phaân töû laø 10g/l, pH=3,5 Ñeå quaù trình vi bao caùc haït daàu caù cao ñaït hieäu quaû cao, nghóa laø caùc haït daàu caù ñöôïc bao boïc hoaøn toaøn thì ta phaûi traùnh söï dính chaäp laïi cuûa caùc haït tuï. Caùc haït tuï coù kích thöôùc ñoàng nhaát khi baùm leân beà maët cuûa haït daàu seõ taïo ra moät lôùp bao coù ñoä daøy ñeàu ñaën xung quanh, coù nhö theá haït daàu caù môùi ñöôïc baûo veä hoaøn toaøn, traùnh caùc taùc nhaân oxi hoaù töø moâi tröôøng beân ngoaøi. Thöïc teá töø thí nghieäm cuûa V. Ducel [9]cho thaáy haït daàu caù khi ñöôïc bao boïc ôû ñieàu kieän toái öu cho söï taïo thaønh caùc haït tuï troøn ñeàu thì chuùng cuõng ñöôïc vi bao hoaøn toaøn. Ñoái vôùi heä globulin vaø arabic gum, ôû pH 3,5, caùc haït tuï coù baùm treân beà maët haït daàu nhöng chuùng khoâng thaät söï keát thaønh moät khoái, taïo cho haït vi bao coù beà maët loài loõm (Hình 30a). Chæ ôû pH 2,75, söï laéng ñoïng cuûa caùc haït tuï môùi taïo neân moät lôùp voû ñeàu ñaën (Hình 30b). Töông töï ñoái vôùi heä gliadin vaø gum arabic, ôû pH baèng 3, haït daàu ñöôïc bao boïc hoaøn toaøn vôùi moät doä daøy nhaát ñònh (Hình 30a). Coøn ôû pH 3,5, lôùp voû taïo neân ít lieân tuïc hôn (Hình 31b). Toùm laïi pH toái öu cho quaù trình vi bao chính laø pH maø taïi ñoù caùc haït tuï ñöôïc taïo ra ñeàu ñaën veà kích thöôùc vaø hình daïng. Thoâng soá toái öu cho heä globulin cuûa ñaäu vaø gum arabic taïo gioït tuï laø ôû pH 2,75, tæ leä protein-polyssaccharide laø 30:70, coøn vôùi heä gliadin vaø gum arabic thì pH toái öu laø 3 vaø tæ leä protein – polysaccharide laø 50:50. Hình 30: Haït vi bao thu ñöôïc töø caùc haït tuï cuûa heä globulin/gum arabic a)Haït tuï ñöôïc hình thaønh ôû pH=3,5 b)Haït tuï ñöôïc hình thaønh ô ûpH=2,75 Hình 31: Haït vi bao thu ñöôïc töø caùc haït tuï cuûa heä gliadin/gum arabic a)Haït tuï ñöôïc hình thaønh ôû pH=3 b)Haït tuï ñöôïc hình thaønh ô ûpH=3,5 CHÖÔNG III KEÁT LUAÄN Öu nhöôïc ñieåm cuûa töøng phöông phaùp Saáy phun Saáy ñoâng coâ Taïo gioït tuï Öu ñieåm _ Chi phí cho quaù trình saáy phun thaáp, thaáp hôn 30-50 laàn so vôùi quaù trình saáy ñoâng coâ. _ Thôøi gian caàn thieát cho quaù trình vi bao nhanh. _ Nguyeân taéc vaän haønh quaù trình vi bao ñôn giaûn. _ Do quaù trình saáy ñoâng coâ xaûy ra ôû ñieàu kieän nhieät ñoä thaáp vaø khoâng coù maët cuûa oxi khoâng khí neân khoâng laøm aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm. _ Quaù trình vi bao söû duïng kó thuaät taïo gioït tuï xaûy ra ôû nhieät ñoä töông ñoái oân hoaø (40-60oC) neân khoâng aûnh höôûng nhieàu ñeán möùc ñoä oxi hoaù cuûa saûn phaåm. _ Ta coù theå taïo ra lôùp bao coù ñoä vöõng chaéc nhö mong muoán do coù theå taïo ra lôùp bao nhieàu lôùp. Vì theá haït vi bao coù ñoä choáng thaám khí vaø aåm toát, coù ñoä beàn cô cao neân coù theå noùi chaát löôïng boät vi bao laø cao nhaát. Nhöôïc ñieåm _ Quaù trình saáy phun xaûy ra ôû nhieät ñoä cao cuøng vôùi söï coù maët cuûa oxi seõ thuùc ñaåy quaù trình oxi hoaù daàu caù laøm cho saûn phaåm taïo thaønh coù chaát löôïng khoâng cao. _ Chi phí cho quaù trình vi bao söû duïng phöông phaùp saáy ñoâng coâ cao. _ Quaù trình ñieàu khieån, theo doõi vaän haønh trang thieát bò phöùc taïp _ Kó thuaät tieán haønh quaù trình vi bao baèng gioït tuï phöùc taïp, traûi qua nhieàu giai ñoaïn vaø yeâu caàu ñoä chính xaùc cao. Tieàm naêng phaùt trieån cuûa caùc saûn phaåm vi bao [18] Khi maø khaùch haøng ngaøy nay coù xu höôùng söû duïng caùc thöïc phaåm coù lôïi cho söùc khoeû, nhöõng nhaø saûn xuaát cuõng theo nhu caàu ñoù maø coá gaéng taïo ra caøng nhieàu thöïc phaåm coù lôïi caøng toát. Tuy nhieân, vitamin, khoaùng chaát hay nhöõng nguoàn chöùa chaát dinh döôõng thieát yeáu khaùc nhö daàu caù thì laïi khoâng phaûi luoân coù muøi vò deã chòu. Vì theá coâng ngheä vi bao ra ñôøi nhaèm muïc ñích giaáu ñi muøi khoù chòu cuûa caùc loaïi chaát dinh döôõng treân, laøm cho chaát dinh döôõng ñôõ bò maát maùt vaø giuùp caùc nhaø saûn xuaát taïo ra nhieàu thöïc phaåm ñöôïc boå sung chaát dinh döôõng hôn. Vi bao laø quaù trình bao boïc caùc chaát dinh döôõng, enzim ,teá baøo trong nhöõng haït nhoû, baûo veä chaát neàn neàn trong khoûi oxi, aùnh saùng trong thôøi gian chôø ñöôïc söû duïng vaø chæ giaûi phoùng chuùng trong nhöõng ñieàu kieän thích hôïp.Vì theá maø ngöôøi söû duïng coù theå söû duïng saûn phaåm baát cöù luùc naøo maø khoâng sôï chuùng bò hö hoûng trong moat thôøi gian daøi. Thò tröôøng cho caùc saûn phaåm vi bao laø raát lôùn. Nhoùm Freedonia Group Cleveland ( döï doaùn thò tröôøng cho thöïc phaåm chöùc naêng leân ñeán 40 tæ $ trong naêm 2008. Chemical Market Reporter döï ñoaùn nhu caàu cho caùc saûn phaåm vi bao seõ taêng 10% moãi naêm. Moät soá saûn phaåm thöïc phaåm ñöôïc phaùt trieån nhôø coâng ngheä vi bao Baùnh dinh döôõng daønh cho phuï nöõ mang thai. Hình 32: Nhôø vaøo coâng ngheä vi bao, saûn phaåm Oh Mama (ñöôïc boå sung DHA, 14 loaïi vitamin vaø khoaùng chaát) ñaõ cung caáp ñuû 100% nhu caàu khoaùng chaát haèng ngaøy cho phuï nöõ mang thai. Chewing gum ñöôïc boå sung caffeine . Hình 33 : Saûn phaåm chewing gum ñöôïc boå sung caffeine nhôø coâng ngheä vi bao. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Kelly P. M. & Keogh M. K., Nutritional studies on dried functional food ingredients containing omega–3 polyunsaturated fatty–acid, Dairy Product Research Centre, Moorepark, 2000 Seùbastien Gouin, Microencapsulation: industrial appraisal of existing technologies and trends, Trends in Food Science & Technology, 15, 2004, p. 330–347 Swapan Kumar Ghosh, Functional coatings, Wiley-vch Verlag Gmbh & Co.KGaA, Weinheim, 2006, ISBN 3-527-31296-X S.Drusch, K.Schwarz, Microencapsulation propertiesof two different types of n-octenylsuccinate-derivatised starch, European Food Researchand Technology, 2005. Wojciech Kolanowski , Maciej Ziolkowski, Jenny Weißbrodt2, Benno Kunz2 and Günther Laufenberg, Microencapsulation of fish oil by spray drying--impact on oxidative stability. Part 1, European Food Researchand Technology, 2005. Katrin Heinzelmann,Knut Franke, Joaquín Velasco, Gloria Maùrquez-Ruiz, Microencapsulation of fish oil by freeze-drying techniques and influence of process parameters on oxidative stability during storage, European Food Researchand Technology, 211, 2000, p. 234-239. Katrin Heinzelmann,Knut Franke, Using freeze and drying techniques of emulsions for the microencapsulation of fish oil toimprove oxidation stability, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 12, 1999, p. 223-229. W.-Y.Baik, E.L. Suhendro, W.W. Nawar, D.J. McClements,E.A. Decker and P. Chinachoti, Effects of antioxidants and humidity on the oxidative stability of microencapsulated fish oil, JAOCS, 81, 2004, p. 355-360. V.Ducel, J.Richard, P.Saulnier, Y.Popineeu, F.Boury, Evidence and characterization of complex coacervates containing plant proteins: application to the microencapsulation of oil droplets, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 232, 2004, p. 239-247. Kei Nakagawa, SAtochi Iwamoto, Mitsutoshi Nakajima, Atsushi Shono, Kazumi Satoh, Microchannel emulsification using gelatin and surfactant-free coacervate microencapsulation, Journal of Colloids and Interface Science, 278, 2004, p. 198-205. Saeki, Keiso, Matsukawa, Hiroharu, Processfor hardening microcapsules containing hydrophobic oil droplets, United States Patent Office, 3 956172, 1971. Microcapsules having multiple shells and method for the preparation thereof. F.Cellesi, N.Tirelli, A new process for cell microencapsulation and others biomaterial application: thermal gellation and chemical cross-linking in “tandem”, Journal of materials science, 16, 2005, p. 559-565. Stephan Drusch, Sugar beet pectin:A novel emulsifying wallcomponent for microencapsulation of lipophilic food ingredients by spray-drying, Food hydrocolloids, 21, 2007, p. 1223-1228. M. Jimenez, H. S. García, C. I. Beristain, Spray-drying microencapsulation and oxidative stability of conjugated linoleic acid, European Food Researchand Technology, 11, 2004, p. 234-239. Utai Klinkesorn, Pairat Sophanodora, Encapsulation of emulsified tuna oil in two-layer interfacial membranes prepared using electrostatic layer-by-layer deposition, Food hydrocolloids, 19, 2005, p. 1044-1053. www.khoahoc.net www.foodprocessing.com