Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)

Chia sẻ: Mucnang Mucnang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của luận văn nhằm tạo ra nguồn chất màu tự nhiên, đa dạng nguồn chất màu giúp giảm thiểu việc lạm dụng phẩm màu công nghiệp trong thực phẩm. Lựa chọn thông số tối ưu để dịch trích ly hoa bụp giấm có hàm lượng polyphenol và flavonoid cao nhất sử dụng trong thực phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC, FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) Sinh viên thực hiện : Nghê Minh Tâm Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Tp.HCM, tháng 10 năm 2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC, FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) Sinh viên thực hiện : Nghê Minh Tâm Mã số sinh viên : 1511539326 Lớp : 15DTP1A Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Quốc Duy Tp.HCM, tháng 10 năm 2019
TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 10 năm 2019 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nghê Minh Tâm Mã số sinh viên: 1511539326 Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Lớp: 15DTP1A 1. Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC, FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) 2. Nhiệm vụ luận văn - Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic tổng của bột sấy phun bụp giấm; - Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng flavonoid tổng của bột sấy phun bụp giấm; - Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm. 3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/6/2019 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/9/2019 5. Người hướng dẫn: Họ và tên Học hàm, học vị Đơn vị Phần hướng dẫn Nguyễn Quốc Duy ...... Thạc sĩ ............................BM CNTP ....................... 100% Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn. Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ThS. Nguyễn Thị Vân Linh ThS. Nguyễn Quốc Duy
LỜI CẢM ƠN Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự giúp đỡ và hỗ trợ dù ít hay nhiều, dù là trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian học tập tại Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô, gia đình và bạn bè. Trước hết, tôi xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn của tôi thầy Nguyễn Quốc Duy đã hướng dẫn tận tình và truyền đạt những kiến thức quý báu. Tôi cảm thấy có động lực hơn trong suốt ba tháng làm thí nghiệm. Thầy đã truyền cảm hứng cho tôi rất nhiều để hoàn thành dự án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường đã cung cấp cho tôi những thông tin, hướng đi và nền tảng kiến thức cần thiết cho tôi đạt được những mục đích học tập của mình. Tôi muốn cảm ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tôi trong khoảng thời gian qua. Nếu không có sự hiểu biết của anh chị về các thiết bị thì việc hoàn thành đề tài của tôi sẽ khó đạt được. Cuối cùng, tôi dành một sự cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã đồng hành cùng tôi những lúc tôi gặp khó khăn. Tôi xin kính chúc Quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường và thầy Nguyễn Quốc Duy dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục sứ mệnh trồng người cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. iv
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Quốc Duy. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, không sao chép của bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định. Tp.HCM, ngày 28 tháng 10 năm 2019 Tác giả luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) Nghê Minh Tâm v
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của loại chất mang bao gồm: maltodextrin, gum arabic, inulin, konjac lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.). Các chất mang được khảo sát bao gồm chất mang đơn lẻ là maltodextrin, gum arabic và hỗn hợp chất mang gồm maltodextrin 50% + gum arabic 50%, maltodextrin 50% + inulin 50%, maltodextrin 50% + konjac 50%. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng anthocyanin được vi bao bằng hỗn hợp maltodextrin và konjac so với việc sử dụng các chất mang khác để vi bao thì hàm lượng phenolic và flavonoid tổng là cao nhất ở mức 4015.48mg GAE/g DW và 4489.1021 mg CE/g DW tương ứng. Ngoài ra, hàm lượng anthocyanin vi bao bằng chất mang gum arabic và maltodextrin đơn lẻ được xác định bằng hàm lượng phenolic tổng cho thấy hàm lượng anthocyanin tương đương nhau. Đối với hàm lượng anthocyanin vi bao bằng chất mang gum arabic và maltodextrin đơn lẻ và hỗn hợp chất mang maltodextrin + gum arabic được xác định bằng hàm lượng flavonoid tổng cho thấy hàm lượng anthocyanin tương đương nhau. Mẫu bụp giấm sử dụng các chất mang đơn lẻ và hỗn hợp chất mang thì ảnh hưởng lên hàm lượng anthocyanin tổng hầu như giống nhau dẫn đến hiệu quả bảo vệ anthocyanin tương đương. Trong quá trình sấy phun, việc sử dụng chất mang maltodextrin và gum arabic đơn lẻ và hỗn hợp chất mang maltodextrin + gum arabic cho thấy hàm lượng anthocyanin bề mặt là thấp nhất dẫn đến hiệu quả vi bao anthocyanin là cao nhất ở mức 86.79%, 92.59% và 91.65% tương ứng với mỗi chất mang. Mặc dù hỗn hợp chất mang konjac + maltodextrin là cao nhất trong hàm lượng phenolic và flavonoid tổng nhưng việc vi bao bên trong mạng lưới bởi anthocyanin bề mặt là thấp nhất. vi
MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................v TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. vi MỤC LỤC ............................................................................................................. vii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................x DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. xiii Chương 1. MỞ ĐẦU.........................................................................................1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................1 1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................1 1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................2 Chương 2. TỔNG QUAN.................................................................................3 2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO ..................................................................................3 2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................3 2.1.2 Ưu điểm của vi bao ..................................................................................3 2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao ...................................................................................4 2.1.4 Vật liệu vi bao ..........................................................................................5 2.1.5 Phương pháp sấy phun .............................................................................5 2.2 ANTHOCYANIN ..........................................................................................6 2.2.1 Định nghĩa ................................................................................................6 2.2.2 Cấu tạo .....................................................................................................8 2.2.3 Sự phân bố của anthocyanin ....................................................................8 2.2.4 Lợi ích của anthocyanin .........................................................................10 vii
2.3 POLYPHENOL...........................................................................................10 2.3.1 Định nghĩa ..............................................................................................10 2.3.2 Cấu tạo ...................................................................................................11 2.4 FLAVONOID ..............................................................................................12 2.4.1 Giới thiệu ...............................................................................................12 2.4.2 Cấu tạo ...................................................................................................13 2.5 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM ...........................................................13 2.5.1 Giới thiệu ...............................................................................................13 2.5.2 Lợi ích của hoa bụp giấm.......................................................................14 Chương 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........16 3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM .....................................................................16 3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT ....................................................16 3.2.1 Dụng cụ - thiết bị ...................................................................................16 3.2.2 Hóa chất .................................................................................................18 3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..........................................18 3.3.1 Thời gian nghiên cứu .............................................................................18 3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ..............................................................................18 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................18 3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm .......................................................18 3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ...........18 3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................19 3.5.1 Xác định hàm lượng anthocyanin ..........................................................19 3.5.2 Xác định hàm lượng anthocyanin tổng của hạt vi bao (TAC) ...............19 3.5.3 Xác định hàm lượng anthocyanin bề mặt của hạt vi bao (SAC) ...........20 3.5.4 Xác định hàm lượng phenolic tổng (TPC) .............................................20 3.5.5 Xác định hàm lượng flavonoid tổng (TFC) ...........................................20 3.6 CÔNG THỨC TÍNH TOÁN ......................................................................20 3.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................20 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................22 viii
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN TPC VÀ TFC ............22 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN TAC VÀ SAC ...........25 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN ME .............................28 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................30 5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................30 5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................30 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................32 ix
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Công thức phối trộn chất mang trong quá trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ bụp giấm .......................................................................................19 x
DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. ...................................................................4 Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. ............................................................6 Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9].....7 Hình 2.4 Cấu trúc polyphenol [29] ................................................................................12 Hình 2.5 Cấu trúc chung của flavonoid [24] .................................................................13 Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus) ...............................16 Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH) .................................17 Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.) ....................................................17 Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.) ...................................17 Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.) ........................................17 Hình 3.6 Máy cô quay chân không HS-2005V (JJS Technical Services) .....................17 Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG) ...................................................17 Hình 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng phenolic tổng (mg GAE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................22 Hình 4.2 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng flavonoid tổng (mg CE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................23 Hình 4.3 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng anthocyanin tổng (TAC) (mg/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các xi
ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................26 Hình 4.4 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng anthocyanin bề mặt (SAC) (mg/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................27 Hình 4.5 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hiệu suất vi bao anthocyanin (ME) (%) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................28 xii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt DW On a dry weight Theo chất khô ACN Anthocyanin Anthocyanin TPC Total phenolic content Hàm lượng phenolic tổng GAE Gallic acid equivalent Đương lượng acid gallic TFC Total flavonoid equivalent Hàm lượng flavonoid tổng CE Catechin equivalent Đương lượng catechin SAC Surface anthocyanin content Hàm lượng anthocyanin bề mặt TAC Total anthocyanin content Hàm lượng anthocyanin tổng ME Microencapsulation efficiency Hiệu quả vi bao MD Maltodextrin Maltodextrin GA Gum Arabic Gum Arabic INU Inulin Inulin KON Konjac Konjac DE Dextrose equivalent Đương lượng dextrose rpm Rounds per minute Vòng/phút xiii
Chương 1. MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngày càng được quan tâm đến về việc sử dụng các chất màu tự nhiên hơn là các chất màu tổng hợp trong thực phẩm. Rất nhiều các loại dịch được trính ly từ các loại rau, củ, quả có màu sắc được tạo ra bởi các anthocyanin sử dụng cho chất màu thực phẩm. Anthocyanin là chất màu tự nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, có khả năng tan trong nước. Các anthocyanin có nhiều các hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe con người như: khả năng chống oxy hóa, các bệnh về tim mạch, hen suyễn [1]. Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh đậm có nhiều trong các loại rau, hoa, quả, củ [2]. Các loại thực vật chứa nhiều anthocyanin như: bắp cải tím, bụp giấm, dâu tằm, dâu tây. Anthocyanin tích tụ chủ yếu ở trong tế bào biểu bì và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast. Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0.1–1.11% trong tổng hàm lượng chất khô. Trong các loài thực vật, hoa bụp giấm chứa nhiều các anthocyanin có khả năng chống oxy hóa. Anthocyanin là phân nhóm của flavonoid và cũng là các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm. Màu của anthocyanin thay đổi theo pH. Các anthocyanin chính trong hoa bụp giấm là delphinidin-3-glucoside và cyanidin-3-glucoside [3]. Tuy nhiên, anthocyanin thường không bền và dễ dàng bị suy thoái [2].Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Tạo ra nguồn chất màu tự nhiên, đa dạng nguồn chất màu giúp giảm thiểu việc lạm dụng phẩm màu công nghiệp trong thực phẩm. Lựa chọn thông số tối ưu để dịch trích ly hoa bụp giấm có hàm lượng polyphenol và flavonoid cao nhất sử dụng trong thực phẩm. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Hoàn thiện quy trình sấy phun dịch trích từ bụp giấm. 1
Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm. . 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang gồm: maltodextrin, gum arabic, inulin, konjac lên hàm lượng polyphenol và flavonoid. Khảo sát hiệu suất vi bao anthocyanin . 2
Chương 2. TỔNG QUAN 2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO 2.1.1 Định nghĩa Vi bao là quá trình trong đó các thành phần thực phẩm khác nhau có thể được lưu trữ trong một vỏ hoặc lớp phủ bảo vệ và sau đó giải phóng. Cụ thể hơn, vi bao là quá trình bao bọc các hạt nhỏ, chất lỏng hoặc chất khí trong một lớp phủ hoặc trong ma trận. Theo truyền thống, vi bao không sử dụng viên nang có chiều dài lớn hơn 3 mm. Các vi bao nằm trong phạm vi từ 100–1000 nm được phân loại là các vi bao. Các thành phần nằm trong khoảng từ 1–100 nm được phân loại là nanocapsules hoặc nanoencapsulation [4]. Thành phần được vi bao thường được gọi là hoạt chất, lõi, pha nội. Các vật liệu bao bọc hoạt động thường được gọi là vỏ, tường, lớp phủ, pha ngoại, pha hỗ trợ hoặc màng. Các vật liệu vỏ thường không hòa tan, không phản ứng với lõi và chiếm 1–80% trọng lượng của viên nang. Vỏ của vi bao có thể được làm từ đường, gum, protein, polysaccharide tự nhiên và biến tính, lipid, sáp và polymer tổng hợp [5]. Công nghệ vi bao được sử dụng rộng rãi để giúp ổn định các thành phần hoạt động trong các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm liên quan đến hương vị, kẹo cao su, kẹo, cà phê, chế phẩm sinh học, thực phẩm y tế, vitamin, khoáng chất hoặc enzyme. Các nguyên tắc chi phối sự ổn định sản phẩm mong muốn có thể kiểm soát thông qua cấu trúc của vi nang cung cấp để cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm thực phẩm. Ứng dụng chính của công nghệ vi bao là mang lại sự thay đổi hóa lý mong muốn trong sản phẩm thực phẩm trong một khoảng thời gian mong muốn hoặc bằng cách sử dụng một cơ chế kích hoạt thích hợp. Có một sự hiểu biết để cải tiến về sự tương tác phần tử và các tính chất hóa lý của thành phần hoạt chất và thành phần vật liệu là rất quan trọng để tạo ra một hệ thống động. 2.1.2 Ưu điểm của vi bao Vi bao là một công nghệ được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp như dược phẩm, hóa chất, thực phẩm và nông nghiệp. Một lý do để sử dụng công nghệ vi bao là bảo vệ thành phần khỏi sự phân hủy do tiếp xúc với các yếu tố môi trường như nước, oxy, nhiệt và ánh sáng. Thông thường, điều này được thực hiện để cải thiện thời hạn sử dụng của hoạt chất. Trong một số trường hợp, vi bao có thể được sử dụng để che giấu mùi vị, mùi và màu sắc không mong muốn, do đó ngăn chặn sự ảnh hưởng xấu 3
đến chất lượng sản phẩm. Dễ xử lý là một lý do khác cho vi bao, vì nó có thể được sử dụng như một phương pháp đơn giản để chuyển đổi một thành phần thực phẩm lỏng thành dạng rắn. Vi bao có thể được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng và tương tác không mong muốn giữa các thành phần thực phẩm có hoạt tính và giữa các hoạt chất và các thành phần thực phẩm. Vi bao cũng giảm tính dễ cháy và dễ bay hơi của các thành phần thực phẩm khác nhau. Cuối cùng, vi bao có thể được sử dụng để kiểm soát việc bổ sung một thành phần thực phẩm vào cơ thể [6]. Các thành phần thực phẩm được vi bao sẽ có thể giữ tính ổn định trong suốt thời hạn sử dụng và điều kiện bảo quản của nguyên liệu [6] . 2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao Hình thái học (hình thức và cấu trúc) của hạt vi bao được chia thành hai loại: vi nang (microcapsule) và vi cầu (microsphere). Việc phân nhóm dựa trên phương pháp được sử dụng để sản xuất vật liệu. Vi nang được đặt tên như vậy bởi vì nó có hình thái vỏ lõi được xác định rõ. Theo truyền thống, các viên nang siêu nhỏ chỉ được tạo ra bằng phương tiện hóa học. Trong quá trình này, vi nang được hình thành trong bể chứa chất lỏng hoặc thiết bị phản ứng dạng ống [4]. Vi cầu được hình thành một cách cơ học thông qua quá trình nguyên tử hóa hoặc quá trình nghiền, theo đó các thành phần hoạt chất được phân bố trong ma trận [6]. Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. Một vi nang bao gồm nhiều thành phần khác nhau trong đó các thành phần hoạt tính và dạng ma trận polymer là hai thành phần quan trọng mà có thể kiểm soát được tốc độ khuếch tán. Về hình dạng, khả năng tương thích hóa lý và nhiệt động lực học của cả hai hoạt tính và ma trận polymer là rất quan trọng. Trong các hệ thống thực phẩm, lớp vỏ vi bao có thể cung cấp các chức năng khác nhau như bảo vệ các hoạt chất nhạy cảm như hương vị, vitamin, khoáng chất, chất béo 4
không bão hòa, các loại tinh dầu và muối từ oxy, nước và ánh sáng; xử lý thuận tiện bằng cách chuyển đổi các chất lỏng khó sử dụng để xử lý thành dạng bột. Từ góc độ hình học hoặc cấu trúc, các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định và giải phóng là hình dạng, kích thước, hình dạng và tải trọng của các. Thêm vào đó, trọng lượng phân tử, điện tích trên bề mặt, độ hòa tan, độ thấm nước và nhiệt độ là các thông số quan trọng. 2.1.4 Vật liệu vi bao Trong số các loại chất mang ưa nước được sử dụng trong lĩnh vực vi nang, carbohydrate là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất. Carbohydrate được phân thành bốn loại: đường đơn hoặc monosaccharide (glucose và fructose), disaccharide (sucrose và lactose), oligosaccharide (maltodextrin và dextrin), và polysaccharide (tinh bột). Trong khi tất cả các loại carbohydrate có thể được sử dụng làm chất độn và chất phụ gia, các saccharide chuỗi dài hơn được coi là phù hợp như một ma trận tường. Polysaccharide thường được xem xét trong lớp vật liệu này. Polysaccharide cũng bao gồm các loại tinh bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và thành phần để cung cấp các tính chất hòa tan, phân vùng và rào cản độc đáo cho thành phần thực phẩm hoạt động. Monosaccharide và disaccharide cung cấp cả độ nhớt thấp trong dung dịch và ảnh hưởng đến hương vị của vi nang. Tuy nhiên, chúng không cung cấp khả năng nhũ hóa các loại hương vị dầu. Kết quả là, một lượng nhỏ chất keo ổn định được sử dụng trong sức mạnh tổng hợp Theo bản chất của kích thước phân tử, mono- và disaccharide nhỏ hơn và dễ dàng phù hợp với không gian kẽ để ngăn chặn sự hình thành ranh giới hạt kết tinh hoặc tinh thể trong một polysaccharide, cho phép ổn định hơn hương vị của vi nang. Nó được thiết lập tốt rằng bẫy của các loại dầu hương vị ở trạng thái vô định hình mang lại sự ổn định cao hơn so với ma trận có độ kết tinh. Do đó, mono- và disaccharide có trọng lượng phân tử thấp thường được sử dụng với vật liệu polymer vốn đã thể hiện các đặc tính tinh thể. Lưu ý rằng carbohydrate phổ biến thể hiện các điểm gel bao gồm agar, agarose, carrageenan, pectin, guar gum và Konjacs, tất cả đều được coi là một lựa chọn thay thế cho gelatin. 2.1.5 Phương pháp sấy phun Sấy phun là phương pháp mà chất lỏng hoặc hỗn hợp (slurry) được chuyển thành dạng bột khô bằng cách nguyên tử hóa và được sấy khô nhờ dòng không khí nóng. [8]. 5
Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. Một cấu hình chung cho sấy phun được thể hiện trong Hình 2.2. Ở đây, chất lỏng được phun thành giọt ở phía trên cùng của buồng. Những giọt lỏng nhỏ đi vào dòng chảy hỗn loạn của không khí nóng ở phía trên cùng của buồng cùng chiều với không khí nóng được gọi là dòng chảy cùng chiều (cocurrent). Các pha lỏng được nhanh chóng làm nóng và phân tử chất lỏng di chuyển lên bề mặt của giọt lỏng và chuyển sang pha khí. Khi những giọt lỏng hóa rắn, chúng bị cuốn theo dòng khí nóng và di chuyển đến một buồng lắng xoáy tâm nơi các chất rắn di chuyển ra khỏi buồng và tạo thành bột. Tất cả các máy sấy phun đều sử dụng các thành phần cơ bản này mặc dù có các biến thể trong cấu hình buồng, nguyên tử được sử dụng, thiết kế lốc xoáy, tái chế chất rắn, điều hòa khí hoặc tuần hoàn sau khi ngưng tụ hoặc làm mát, thiết kế luồng không khí và các thiết bị kèm theo. Máy sấy phun có thể có có năng suất dưới một lít mỗi giờ đến hàng ngàn lít mỗi giờ. 2.2 ANTHOCYANIN 2.2.1 Định nghĩa Anthocyanin (là sự kết hợp giữa từ Anthos trong tiếng Hy Lạp nghĩa là hoa và kyanos, nghĩa là màu xanh) là flavonoid thường thấy trong tự nhiên. Cấu trúc của chúng dựa trên bộ khung C15 bao gồm một vòng chromane mang một vòng thơm thứ hai B ở vị trí 2; các cấu trúc được sắp xếp tuần hoàn theo mẫu C-6-C-3-C-6 (phenyl-2- benzopyrilium). Cấu trúc anthocyanin được bổ sung bởi một hoặc nhiều phân tử đường liên kết tại các vị trí hydroxyl hóa khác nhau của cấu trúc cơ bản. Như vậy, 6
anthocyanin được thay thế bằng glycoside của muối phenyl-2-benzopyrilium (anthocyanidin) [9]. Anthocyanidin + đường Anthocyanin Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9] Bảng 2.1 Sự phụ thuộc màu sắc anthocyanin vào vị trí & nhóm thế [9] Tên hợp chất Nhóm thế Vị trí Màu sắc Apigeninidin 5, 7, 4' Cam Aurantinidin 3, 5, 6, 7, 4' Cam Cyanidin 3, 5, 7, 3', 4' Đỏ tươi và đỏ thẫm Delphynidin 3, 5, 7, 3', 4', 5' Tím, tím nhạt, xanh Hydroxyl 8-Hydroxycyanidin 3, 5, 6, 7, 3', 4' Đỏ Luteolinidin 5, 7, 3', 4' Cam Pelargonidin 3, 5, 7, 4' Cam, cam hồng Triacetidin 5, 7, 3', 4', 5' Đỏ Capensinidin 5, 3', 5' Xanh nhạt Methyl ether Europenidin 5, 3' Xanh nhạt Malvidin 3, 5' Tím 7