Đang tải... (xem toàn văn)
Việc sử dụng màng đóng gói thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến các thuộc tính của sản phẩm, chúng quyết định chất lượng của sản phẩm và làm giảm tối đa mức độ thay đổi đối với sản phẩm. Một trong những thách thức đối với các loại màng bọc thực phẩm công nghiệp trong quá trình sản xuất là phải giữ được tính bền của sản phẩm hay hạn sử dụng của chúng. Màng phủ thực phẩm phải có tính ổn định, duy trì được tính chất hóa học, tính năng bảo vệ và tính năng sử dụng trong suốt quá trình bảo quản.
Mở đầu Cùng với phát triển kinh tế, thương mại, dịch vụ hàng hóa, nhu cầu người tiêu dùng sản phẩm thiết yếu hàng gia tăng, đặc biệt nhu cầu mặt hàng thực phẩm Một tiêu chuẩn hàng đầu để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm chất lượng sản phẩm Việc nghiên cứu phương pháp để đảm bảo chất lượng sản phẩm từ lâu nhà khoa học nghiên cứu như: bảo quản lạnh, bảo quản hoá chất, bảo quản việc đóng gói Việc sử dụng màng đóng gói thực phẩm có ảnh hưởng lớn đến thuộc tính sản phẩm, chúng định chất lượng sản phẩm làm giảm tối đa mức độ thay đổi sản phẩm Một thách thức loại màng bọc thực phẩm công nghiệp trình sản xuất phải giữ tính bền sản phẩm hay hạn sử dụng chúng Màng phủ thực phẩm phải có tính ổn định, trì tính chất hóa học, tính bảo vệ tính sử dụng suốt q trình bảo quản Màng phủ ăn loại màng phủ thực phẩm sử dụng phổ biến nhằm cải thiện chất lượng thực phẩm Tác dụng thể rõ thực tiễn khẳng định đánh giá, sức tiêu thụ khách hàng Xuất phát từ tầm quan trọng màng phủ thực phẩm nói chung màng phủ ăn nói riêng chất lượng thực phẩm, việc nghiên cứu, tìm hiểu loại màng cần thiết Trong đồ án em lựa chọn nghiên cứu màng bao gói thực phẩm với tên đề tài “Nghiên cứu chế tạo màng bao gói thực phẩm ăn sở tinh bột dẻo hoá” Phần I Tổng quan 1.1.Giới thiệu màng bao gói thực phẩm 1.1.1 Yêu cầu màng bọc thực phẩm [19] [18] [15] [13] Không giống loại hàng hóa bao gói trơ, yêu cầu bao gói thực phẩm phức tạp thực phẩm thường hệ động có thời hạn bảo quản hạn chế yêu cầu bao gói riêng Ngoài ra, loại thực phẩm phải sử dụng khoảng thời gian định nên vấn đề an tồn thơng số bao gói quan trọng Vật liệu bao gói phải đáp ứng tiêu chuẩn định như: tính chất chắn (hơi nước, khí, ánh sáng, hương thơm), tính chất quang (độ suốt), độ bền, khả hàn đúc, khả in nhãn mác, độ bền nhiệt… tương tự vấn đề khả thích ứng vật liệu với người tiêu dùng giá thành cạnh tranh Vật liệu bao gói phải phù hợp với quy định thực phẩm bao gói, tương tác thực phẩm vật liệu bao gói khơng ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm độ an toàn Một thách thức ngành cơng nghiệp bao gói thực phẩm trình sản xuất phải làm hài hịa độ bền bao gói với thời hạn sử dụng sản phẩm Vật liệu bao gói phải bền, trì tính chất chắn, tính chất lý tính chất khác q trình bảo quản thực phẩm phải phân hủy thải mơi trường Do đó, nên tránh điều kiện mơi trường có lợi cho q trình phân hủy sinh học trình bảo quản 1.1.2 Yêu cầu bao gói với số thực phẩm đặc biệt 1.1.2.1 Sản phẩm thịt tươi [19] Hai nhân tố quan trọng q trình bao gói loại thịt đỏ màu sắc vi sinh vật Bao gói khí biến đổi MAP, khơng khí thường thay hỗn hợp 70 - 80% O 20 - 30% CO2, thường sử dụng để bảo đảm độ bền màu sắc vi sinh vật Bao gói khí biến đổi MAP với hàm lượng CO2 N2 cao hay bao gói chân khơng thường sử dụng để trì độ bền màu sắc vi sinh vật Trong loại thịt tươi vật liệu bao gói ngăn chặn sản phẩm bị khô ẩm 1.1.2.2 Đồ ăn sẵn [19] [17] Thời hạn bảo quản loại thực phẩm ăn sẵn trình bảo quản lạnh xác định mức độ thay đổi oxi hóa phát triển vi sinh vật Nhằm giảm bớt phản ứng có hại đồ ăn nhanh, vật liệu bao gói phải có khả thấm oxi nước thấp Bao gói khí biến đổi với N thay cho O2 CO2 nhằm ức chế vi sinh vật thường hay áp dụng 1.1.2.3 Sản phẩm bơ sữa [19] [18] Sữa, kem sản phẩm lên men từ sữa hầu hết loại phomat cần bao gói thấm O2 nhằm tránh q trình oxi hóa phát triển vi sinh vật không mong muốn Tỷ lệ CO2/O2 cao cần thiết để tránh bao gói khơng bị phồng Phomat mốc cần thơng thống khơng khí để thúc đẩy phát triển nấm mốc Trong đó, phomat làm chín nấm mốc bề mặt cần hạn chế lượng O để giảm thiểu phát triển vi khuẩn thủy phân protein kị khí ánh sáng khơi mào q trình oxi hóa chất béo sản phẩm bơ sữa làm màu, chất dinh dưỡng tạo mùi không mong muốn chí nhiệt độ ngăn đá tủ lạnh Ngoài sản phẩm bơ sữa phải bảo vệ để tránh bay nước hấp thụ mùi từ môi trường xung quanh 1.1.2.4 Đồ uống [19] [9] Yếu tố hạn chế thời hạn bảo quản đồ uống bao gồm phát triển loại vi khuẩn, oxi hóa thành phần hương thơm, chất dinh dưỡng chất màu, q trình nâu hóa phi enzim trường hợp đồ uống có ga thất khí CO2 Do đó, u cầu vật liệu bao gói loại đồ uống độ thấm O2, CO2 (đối với đồ uống có ga) ánh sáng thấp Ngồi ra, tính chất chắn nước cao đồ uống chứa axit vật liệu bao gói phải chịu axit 1.1.2.5 Hoa rau tươi [19] [17] [10] [11] Rau tiếp tục hơ hấp, nước tạo hoocmon gây chín, etylen, sau thu hoạch làm cho nồng độ CO2, O2, H2O etylen thay đổi theo thời gian bên túi bảo quản Sự thay đổi thành phần ảnh hưởng tích cực tới màu sắc mùi vị sản phẩm hay gây ảnh hưởng có hại tới cấu trúc, màu sắc, thời hạn bảo quản chất lượng dinh dưỡng Việc giảm tốc độ hô hấp nước q trình bảo quản ngắn hạn thực cách kiểm sốt yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, thành phần khí (etylen, CO2, O2), ánh sáng bổ sung loại phụ gia thực phẩm xử lý phủ sáp chiếu xạ Hư hỏng vật lý (khuyết tật bề mặt, va đập nhẹ) kích thích q trình hơ hấp sản sinh khí etylen làm tăng q trình lão hóa Việc lựa chọn vật liệu bao gói phức tạp phụ thuộc vào tốc độ hơ hấp nước riêng sản phẩm khác Một vật liệu bao gói lý tưởng phải có khả thấm để trì q trình hơ hấp sản phẩm cho cân khí (tỉ lệ CO2/O2) bên vật liệu bao gói tối ưu Vật liệu bao gói phải giữ mùi vị mong muốn, ngăn chặn trình mùi, tránh ánh sáng chống lại hư hỏng học 1.1.2.6 Đồ ăn nhẹ [19] Hầu hết kiểu hư hỏng thường thấy đồ ăn nhẹ độ giòn tăng lượng mỡ ôi Do vậy, độ thấm nước oxi thấp tối quan trọng Độ bền học thường cần thiết cho sản phẩm ăn nhẹ để ngăn cản vỡ vụn sản phẩm 1.1.2.7 Sản phẩm đông lạnh [19] [17] Hầu hết kiểu hư hỏng thường thấy thực phẩm đông lạnh phân huỷ chất màu, giảm hàm lượng vitamin oxi hố lipit Do đó, vật liệu bao gói cho sản phẩm đơng lạnh cần phải có tính chất chắn O2 ánh sáng để chống lại trình oxi hố Ngồi ra, tính chất chắn nước cao cần thiết để làm giảm khả ẩm Đối với màng polyme thơng thường thu tốc độ truyền nước phù hợp nhiệt độ đông lạnh nhỏ -200C Tuy nhiên nhiệt độ thấp tính chất lí bị ảnh hưởng, đồng thời làm màng polyme bị giòn nhạy lực học 1.1.2.8 Sản phẩm khô [19] [22] Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thực phẩm khơ q trình bao gói thực phẩm độ giịn, q trình oxi hóa chất béo làm xuất mùi ôi Các kiểu hư hỏng khác tuỳ thuộc vào sản phẩm bao gồm q trình oxi hố vitamin, vỡ vụn sản phẩm, hương thơm, mùi, phát triển nấm mốc thiu… Chính vật liệu bao gói với tính chất chắn, ẩm, oxi hố ánh sáng cao, độ bền lí cao tối cần thiết 1.2 Các loại màng lớp phủ ăn Màng phủ ăn cải thiện chất lượng sản phẩm thịt gia cầm hải sản tươi, đông lạnh hay chế biến cách làm chậm trình ẩm, làm giảm trình oxi hố lipit màu; tăng cường bề ngồi sản phẩm bao gói bán lẻ Ngồi ra, cịn có chức chất mang phụ gia sản phẩm tác nhân kháng khuẩn chống oxi hoá, làm giảm hấp thụ dầu sản phẩm từ bánh mì trình chiên rán 1.2.1 Màng phủ sở lipit 1.2.1.1 Sáp mỡ dầu [18] [19] [20] [15] [6] Màng phủ thực phẩm chất béo sử dụng Anh từ kỉ 16 Sáp (sáp Carnaube, sáp ong, sáp từ parafin) dầu (từ loại khống vơ cơ, dầu thực vật) có mặt thị trường từ cuối thập niên 30 dạng lớp phủ bảo vệ cho rau tươi Vào cuối năm 50, số nhà chế biến Mĩ áp dụng loại lớp phủ bóc từ sáp vi tinh thể có nguồn gốc từ dầu mỏ cho thịt đơng lạnh bị, cừu, bê, hamburger thịt hộp Nói chung lớp phủ sáp có khả chống truyền ẩm cao so với lớp phủ ăn từ lipit không lipit khác Tuy nhiên, lớp phủ từ dầu sáp từ dầu chất béo bộc lộ vấn đề khả nhận cảm (mùi sáp, mùi ôi) Các loại thịt cắt tươi bảo vệ lớp phủ từ chất béo nấu chảy có chất lượng cao so với mẫu đối chứng không phủ màu sắc khả trì độ ẩm trình bảo quản - 4oC Thịt gia cầm cá đông lạnh không bị tách nước phủ dầu nước, nhũ tương chuẩn bị 6080oC cách trộn mỡ động vật dầu thực vật với chất nhũ hoá, nước thường tác nhân bảo quản gia vị Thịt làm khô đông lạnh thường bị suy giảm khả hấp thụ ẩm trình bảo quản phun lớp phủ sở chất béo hoá lỏng lên miếng thịt tách nước khoảng 52 - 79 oC Các lớp phủ bao gồm mỡ bò, mỡ lợn, tri-glyxerit axit béo axit lactic (glyxerin lactopanmitic) dầu mỡ thực vật Các ancol axit béo no mạch dài (16 - 20 nguyên tử cacbon) sử dụng làm lớp phủ bảo vệ để kiểm sốt khả ẩm thịt đơng lạnh Các lớp phủ áp dụng lên thịt trước bảo quản lạnh dạng nhũ tương nước axit ancol béo chất nhũ hoá nhiệt độ cao (50 - 90oC) Kết tốt thịt đông lạnh trước áp dụng màng chất béo, thịt phủ đá Lớp trung gian ưa nước đá, glyxerin nướcglyxerin tạo thành màng bề mặt thịt hút nhóm phân cực vật liệu tạo màng axit béo đẩy mạch cacbon kị nước Kết phân tử axit béo duỗi cách thích hợp nén lại vào làm tăng khả chắn ẩm màng axit béo 1.2.1.2 Glyxerin axetylglyxerit [18] [19] [15] Mono glyxerit axetin hoá, di glyxerit (diaxyl glyxerin) tri glyxerit mono, di, tri este glyxerin với axit béo Glyxerit axetin hố (cacbon glyxerit) tổng hợp phản ứng glyxerit với andehit glyxerit qua trình chuyển hố este có xúc tác dầu mỡ với triaxetin Cả glyxerit glyxerit axetin hoá đề dùng làm lớp phủ Lớp phủ triaxetin hoá loại tinh chế sản xuất làm màng bọc ăn năm 1960-1970 với tên thương mại Mivacet, lớp phủ glyxerin monostearat có khả thấm nước so với màng polyamit, etyl xenlulozơ thấm nước nhiều so với màng cenlofan PE Về khả chắn oxi lớp phủ glyxerin monostearat hố thấm oxi 1.2.2 Màng phủ sở polysaccarit [18] [17] [19] Khả tạo màng tính chất số vật liệu polisaccarit tinh bột dẫn xuất tinh bột, xenlulozơ, carragena, loại gôm vi khuẩn thực vật khác nhau, chitosan pectinat Thông thường chất ưa nước chúng nên màng polisaccarit thường có khả chắn nước hạn chế Tuy nhiên áp dụng dạng lớp phủ, dạng gel có hàm lượng cao, số polysaccarit làm chậm q trình ẩm thực phẩm nhờ hoạt động tác nhân hi sinh thay chắn ẩm 1.2.2.1 Alginat [18] [6] [22] [15] Alginat chất chiết từ rong nâu thuộc họ Phaephyceae, loại alginic axit, copolyme mạch thẳng monome D-manuronic Lgunuronic axit Màng tạo cách cho bay nước từ lớp mỏng dung dịch alginat, chất không thấm dầu mỡ giống polysaccarit ưa nước khác chúng có tính chất thấm nước cao Khả phản ứng alginat cho phản ứng với cation hoá trị II III dùng để chế tạo màng alginat Ion Ca2+ tác nhân tạo gel hiệu Mg2+, K+, Al3+, Fe2+, Fe3+ , tạo cầu nối alginat với qua tương tác ion, tượng liên kết hyđro mạch Một quy trình thương mại hố Nauy năm 1950, sản phẩm cá đông lạnh cá thu cá trích bảo vệ chống lại q trình oxi hố cách phủ lớp alginat lên thùng cá đông lạnh thành khối tạo gel nhờ ion Ca2+ Các túi khí làm đầy gel alginat lớp màng khơng thấm khí tạo quanh cá Ngồi việc ngăn chặn q trình oxi hố chất béo, việc loại bỏ khoảng khơng khí thùng làm giảm thời gian đông lạnh từ 20 - 25% Ngoài ra, thịt gia súc, gia cầm hải sản xử lý lớp phủ alginat qua quy trình giai đoạn Nhúng phun dung dịch muối Na alginat lên sản phẩm sau đến dung dịch muối Ca để tạo gel Một số muối Ca dùng để tạo nên lớp phủ gel alginat Tuy nhiên, loại màng alginat thu từ CaCl2 bền với gluconat canxi, nitrat propionat Alginat thường kết hợp với tinh bột thường tinh bột biến tính, oligosaccarit, đường đơn giản thịt chứa hàm lượng xác định Độ bền chống xé màng alginat tăng bổ sung mantozơ, lactozơ sirup ngơ có đương lượng detroza trung bình(52 –54) Tuy nhiên, đưa đường khử vào lớp phủ trình tạo màu nâu phi enzym xuất đun nấu Mặc dù có nhiều tiến đáng kể cảm quan kinh nghiệm mình, người ta thấy hương vị thịt bò chế biến thịt lợn phủ màng alginat màng alginat - tinh bột có hương vị mẫu không phủ màng Điều vị đắng tạo dung dịch CaCl2 Hơn nữa, Ca tự cation kim loại khác dùng để tạo gel, lớp phủ alginat làm tăng hoạt tính enzym thuỷ phân protein bề mặt miếng thịt nhờ hoạt động chất hoạt hoá enzym Dữ liệu đánh giá cảm quan cho thấy lớp phủ alginat tạo gel dung dịch canxi propionat có mùi vị tốt so với lớp phủ tạo gel dung dịch CaCl Tuy nhiên, canxi propionat có đặc tính ion hố yếu CaCl nên để thu lớp phủ có độ bền tương đương thời gian nhúng dung dịch canxi propionat phải lâu 1.2.2.2 Careagenan [18] [19] Careagenan polyme glactoza chiết từ rong Irish (Chandruscrispus) từ loại tảo đỏ khác Careagenan hỗn hợp chứa polyme riêng biệt ký hiệu i, , , - Careagenan Trong số hỗn hợp i, , Careagenan dùng thực phẩm Quá trình tạo gel hoá i - Careagenan xảy với cation hoá trị I cation hoá trị II q trình - Careagenan khơng tạo gel Sử dụng lớp phủ Careagenan để kéo dài thời gian bảo quản File cá thu File cá thu phủ cách ngâm vào dung dịch nước Careagenan (10g/kg) trước đông lạnh bảo quản -180C ngăn chặn thay đổi mùi vịng tháng Trong mẫu đối chứng không phủ giữ tháng Hơn nữa, chất chống oxi hoá như: axit galic hay axit ascobic bổ sung vào dung dịch phủ careagenan làm chậm q trình hư hỏng bảo quản -180C - tháng Bổ sung vào lớp phủ careagenan miếng thịt gà cách nhúng vào dung dịch 40g/ l careagenan 640C Trong trình bảo quản 20C thời hạn bảo quản thịt gia cầm tăng nhẹ Quá trình hư hỏng chậm lại nhờ bổ sung chất kháng khuẩn tan nước (như: Clo tetraxylin, oxitetracylin) vào màng careagenan Thực tế, bổ sung chất kháng khuẩn lớp phủ phương pháp làm chậm trình thối rữa hiệu nhúng gia cầm vào dung dịch muối-kháng khuẩn Tuy nhiên, chất kháng khuẩn không sử dụng cho gia cầm thời gian dài 1.2.2.3 Agar [18] [2] Agar loại gôm nhận từ loại tảo biển đỏ thuộc họ Rhotophyceane giống careagenan Nó polyme galactoza tạo gel dặc trưng điểm nóng chảy cao nhiều nhiệt độ tạo gel ban đầu Cung giống màng careageenan, màng agar bổ xung chất kháng khuẩn tan nước (như: clo tetraxylin, oxitetracylin) hiệu việc kéo dài thời gian bảo quản thịt gia cầm điều kiện bảo quản 0C Thời gian bảo quản thịt bò 50C kéo dài ngày sử dụng màng agar hoá dẻo glixerin bổ sung clo tetraxylin Mặc dù tương đối dày màng agar không làm giảm lượng ẩm từ thịt lớp phủ glyxerit axetyl hoá màng etylxenlulozơ 1.2.2.4 Dextran [18] [22] [15] Dextran loại hỗn hợp gôm vi khuẩn tạo thành từ đơn vị -Dglucopyranosyl với nhiều loại lượng liên kết glycosidic khác Leuconostoc mesenteroide L-dextran vi sinh vật thường sử dụng sinh tổng hợp dextran từ trình lên men succozơ Lớp phủ dextran áp dụng dạng dung dịch nước lỏng huyền phù để dùng cho tôm nguyên con, tôm bóc vỏ, cá sản phẩm thịt giăm bơng, xúc xích, thịt xơng khói để giữ hương vị, màu sắc độ tươi trình bảo quản lạnh đông lạnh 1.2.2.5 Các ete Xenlulozơ [18] [9] [15] Xenlulozơ loại polysaccarit cấu trúc từ thực vật tổng hợp từ Dglucozơ liên kết với -1,4 glycorit xenlulozơ Xenlulozơ tự nhiên tinh thể không hồ tan nước lạnh có khối lượng phân tử cao Khả phản ứng nhóm hydroxyl vị trí 2, mạch glucozyl xenlulozơ sử dụng để tạo dẫn xuất có ích, ete xenlulozơ khác hợp chất polyme tạo thành cách thay phần nhóm hydroxyl xenlulozơ nhóm chức ete Metyl xenlulozơ (MC), hydroxyl propyl xenlulozơ (HPC), hydroxypropyl metyl Xenlulơ (HPMC) cacboxyl metyl xenlulozơ (CMC) ete tan nước có tính chất tạo màng tốt Tính ưa nước tương đối tăng theo chiều HPC < MC < HPMC < CMC Etyl xenlulozơ (EC) loại ete xenlulozơ tạo màng khác, trái ngược với ete kể khơng tan nước Q trình tổng hợp ete xenlulozơ liên quan tới việc xử lý kiềm sau cho phản ứng với tác nhân ete hố MC HPC tổng hợp phản ứng xenlulozơ với metyl clorua axit propylen, phản ứng xenlulozơ với hai tác nhân thu HPMC MC, HPC HPMC ete xenlulozơ không ion tan nước lạnh tạo gel nhờ gia nhiệt Chúng sử dụng thương mại để tạo màng ăn có chức chắn O ngăn lượng ẩm thoát loại thực phẩm khác MC sử dụng để tạo lớp phủ ăn cho thịt dạng nhũ tương, nước dầu Dầu đóng rắn lớp phủ có tính chất chắn ẩm điều kiện 10