Đặt vấn đề Mủ trôm (gum karaya) là một loại gum thực vật được sản xuất dưới dạng dịch tiết từ các cây thuộc chi Sterculia và là một polysaccharide acid. Nó được sử dụng làm chất làm đặc và chất nhũ hóa trong thực phẩm, làm thuốc nhuận tràng và làm chất kết dính răng giả. Gelatin là một protein động vật dạng gel không màu, không vị, trong mờ, giòn (khi để khô) và làm từ collagen lấy trong da lợn và xương gia súc. Nó thường được dùng làm chất làm đông trong thực phẩm, dược phẩm, phim ảnh và mỹ phẩm.
Phức polyelectrolyte giữa protein và polysaccharide là một hợp chất polyme được hình thành bằng tương tác tĩnh điện giữa các chất tạo sinh học tích điện trái dấu (gelatin và mủ trôm). Các phức polyelectrolyte đã được các nhà nghiên cứu các ứng dụng rộng rãi trong vi bao, tạo màng, nano, chế biến thực phẩm. Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo phức đa điện tích (polyelectrolyte complex) giữa mủ trôm thủy phân và gelatin” để thực hiện nghiên cứu. Mục tiêu đề tài - Đưa ra các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức giữa gelatin-mủ trôm nhằm định hướng ứng dụng trong vi bao.
- Đưa ra cấu trúc của phức gelatin-mủ trôm 1. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Đối tượng nghiên cứu: gelatin và mủ trôm - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu này được thực hiện với quy mô phòng thí nghiệm 1. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phức gelatin-mủ trôm: tỉ lệ gelatin-mủ trôm, độ pH, glucono-δ-lactone, nồng độ muối, nồng độ biopolyme - Nghiên cứu cấu trúc phức gelatin-mủ trôm tạo thành qua phổ hồng ngoại FTIR 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Nghiên cứu các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tạo phức gelain-mủ trôm thủy phân - Nghiên cứu cấu trúc phức gelatin-mủ trôm 1 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
Tổng quan về mủ trôm 2. Nguồn gốc của mủ trôm Hình 2. 1: Mủ trôm Gum karaya, còn được gọi là sterculia gum, là một chất tiết ra từ một số loài cây thuộc họ Sterculia mọc chủ yếu ở miền trung và miền bắc Ấn Độ. Phần lớn gum thương mại karaya được lấy từ cây S.
urens từ Ấn Độ. Cây mọc đến độ cao khoảng chục mét trên những ngọn đồi và cao nguyên đá khô. Việc trồng cây và thu hái gum của họ được chính phủ kiểm soát chặt chẽ. Gum karaya, bản thân nó là một polysaccharide có tính acid mạnh, cho thấy sự ổn định tốt trong các chế phẩm có tính acid và được sử dụng làm phụ gia thực phẩm.
Tuy nhiên, ít hơn 10% tổng sản lượng được sử dụng trong các ứng dụng thực phẩm. Công dụng chính của gum karaya là trong ngành công nghiệp dược phẩm. Gum karaya trong nhiều năm là mặt hàng xuất khẩu chủ yếu và gần như độc quyền của Ấn Độ. Tuy nhiên, trong thập kỷ qua, nhu cầu thế giới đã giảm từ khoảng 6000 tấn vào đầu những năm 1980 xuống còn dưới 3000 tấn trong thời gian gần đây (Anderson et al.
Gum Karaya được thu hoạch bằng cách rạch vào thân của cây Sterculia, nó có thể cao tới 10 m tùy thuộc vào loài. Phần lớn của gum tiết ra trong ngày đầu tiên tạo thành các cục lớn. Mỗi lần khai thác cho ra từ 1 đến 5 kg gum và mỗi cây có thể được khai thác khoảng năm lần trong suốt thời gian sống của nó. Ở Ấn Độ, gum có chất lượng tốt nhất được thu hái vào tháng 4, 5 và 6 ngay trước mùa gió mùa.
Vụ mùa ở Senegal được thu hái 2 vào tháng Chín đến tháng Giêng và từ tháng Ba đến tháng Bảy. Gum được thu gom và chuyển đến các điểm thu mua, tại đây vỏ cây và tạp chất lạ được loại bỏ bằng thủ công. Các khối gum được chia thành nhiều phần nhỏ hơn và việc phân loại chúng dựa trên màu gum và tạp chất lạ còn sót lại. Các cấp được sử dụng trong thương mại quốc tế là loại I, II, III và sau khi sàng lọc tỷ lệ phần trăm tạp chất lạ tối đa cho các cấp này tương ứng là 0,5%, 2,0%, 3,0% và 7,0%.
Karaya loại I cao cấp cho dung dịch màu sáng. Khi hàm lượng tạp chất lạ tăng lên, màu dung dịch trở nên đậm hơn. Gum cao cấp loại I được sử dụng trong các chế phẩm thực phẩm và dược phẩm đòi hỏi độ nhớt cao, màu dung dịch sáng và giữ ẩm tốt (Glicksman, 2019). Thành phần hóa học của mủ trôm Thành phần hóa học của gum karaya ít thay đổi giữa các loài cây khai thác.
Gum karaya là một polysaccharide phức tạp, phân nhánh, được acetyl hóa một phần với trọng lượng phân tử lên đến 16 triệu dalton (Le Cerf, Irinei, and Muller 1990). Sau khi thủy phân bằng acid, gum karaya thường tạo ra acid D-galacturonic, D-galactose, L-rhamnose và acid D-glucuronic với các tỷ lệ khác nhau (Meer et al. Karaya gum thương mại chứa khoảng 30–43% acid galacturonic, 13–26% galactose, và 15–30% rhamnose sau thủy phân bằng acid. Gum karaya có hàm lượng L-rhamnose cao hơn nhiều so với các loại gum khác và đây có thể là một đặc điểm để nhận biết.
Polysaccharide chứa khoảng 40% acid uronic và từ 8% đến 14% nhóm acetyl. Các nhóm acetyl ngăn không cho gum hòa tan hoàn toàn trong nước nhưng cho phép chúng trương nở (Wareing, 1997). Xử lý kiềm làm loại bỏ nhóm acetyl, do đó làm thay đổi các đặc tính của nó và cải thiện khả năng hòa tan trong nước. 2: Thành phần hóa học của mủ trôm 2.
Tính chất của mủ trôm 2. Độ hòa tan Trong nước, gum karaya có thể nở ra và hấp thụ hơn 60 lần so với thể tích ban đầu. Ở nồng độ 20–50% gum karaya tạo ra gel nhão có đặc tính kết dính tốt. Do sự hiện diện 3 của các nhóm acetyl, nên gum karaya không thể hòa tan trong nước nhưng nó có thể hấp thụ nước lạnh rất nhanh để tạo thành dạng keo nhớt ở nồng độ thấp.
Ở nồng độ cao 3-5%, gum tạo thành dạng gel nhão, dày, mềm (Anon 1992a) Tốc độ hydrat hóa phụ thuộc vào kích thước hạt với dạng bột mịn sẽ hydrat hóa nhanh hơn và tạo ra hỗn hợp đồng nhất hơn. Các hạt ngậm nước trương nở không bền với nhiệt độ, lực cắt cơ học, khuấy trộn kéo dài sẽ làm thay đổi cấu trúc của polyme từ đó làm giảm độ nhớt. Tối đa 4% gum có thể ngậm nước lạnh để tạo ra một loại gel sền sệt như hồ dán có độ mịn và kết cấu đồng nhất. Đun nóng dưới áp suất tạo ra các dung dịch keo mịn, trong suốt ở nồng độ cao tới 20% (Glicksman 1983.
Độ nhớt Độ nhớt của phân tán karaya dao động từ khoảng 120–400 mPa đối với phân tán 0,5% đến khoảng 10.000 mPa đối với phân tán 3% tùy thuộc vào loại. Gum dạng bột mịn có độ nhớt thấp hơn nhiều so dạng hạt thô hoặc dạng nhựa mới tiết ra từ cây (Glicksman, 2019). Bảo quản ở nhiệt độ hoặc độ ẩm cao sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định của nó, do đó nhiệt độ bảo quản được khuyến nghị không được vượt quá 25 0C. Khí hậu và thời gian thu hoạch cũng ảnh hưởng đến độ nhớt.
Trong dung dịch, gum karaya nhớt hơn khi ngâm trong nước lạnh hơn là trong nước nóng. Nhiệt độ sôi lâu hơn hai phút sẽ làm giảm độ nhớt (Wareing, 2000). Ngoài ra, nếu có chất điện giải thì khả năng tạo độ nhớt tối đa sẽ bị chậm lại. Do đó, trong các ứng dụng thực phẩm đòi hỏi độ nhớt cao, tốt nhất là nên thêm gum vào nước trước khi thêm muối và chất đệm 2.
Tính ổn định pH Độ pH của gum karaya có tính acid tự nhiên dao động từ 4,4 đến 5,2 do tồn tại dư lượng acid. Tăng độ pH gây ra quá trình khử oxy hóa và kết cấu dung dịch trở nên đặc quánh. Hiện tượng này sẽ không xảy ra có quá trình kiềm hóa xảy ra trước đó. Gum karaya bền với acid, do đó, nó thích hợp nhất để sử dụng trong các loại nước sốt có tính acid với quá trình xử lý nhiệt tối thiểu (Anon 1992a).
Tính ổn định nhiệt Các hạt ngậm nước trương nở không bền với nhiệt độ do sự thay đổi cấu trúc polyme dẫn đến làm giảm độ nhớt. Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát, nồng độ lên đến 20% có thể tạo thành các dung dịch rất nhớt (Glicksman, 1997). Một số ứng dụng của mủ trôm trong công nghệ thực phẩm Tính ổn định acid của gum karaya làm cho nó lý tưởng để sử dụng trong nước sốt và nước xốt có tính acid. Ở nồng độ thấp, gum karaya tạo ra dung dịch nhớt có thể ổn định các hạt phân tán và kéo dài thời gian sử dụng.
Karaya gum được sử dụng tốt nhất trong nước sốt chế biến lạnh, vì nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt. Mức độ sử dụng từ 0,6% đến 1,0% đã được báo cáo (Wareing. 1997), và sự kết hợp với gum arabic nhằm tăng cường độ sự ổn định nhũ tương bằng cách cải thiện độ nhớt. Gum karaya còn có chức năng như một chất ổn định bọt hiệu quả trong các sản phẩm như kem và mousses.
Gum karaya cũng có thể được sử dụng như một chất kết dính trong các sản phẩm phô mai với mức sử dụng xấp xỉ 0,8% để ngăn tách whey. Bên cạnh đó, gum karaya hoạt động như một chất kết dính nước, gum karaya có thể được sử dụng ở mức khoảng 0,3% trong xúc xích và các sản phẩm thịt để cải thiện độ kết dính giữa các thành phần thịt trong quá trình chế biến 2. Tổng quan về gelatin 2. Nguồn gốc và định nghĩa về gelatin Định nghĩa về gelatin Hình 2.
3: Gelatin Gelatin hay gelatine (từ tiếng Latinh: gelatus có nghĩa là "màng" hoặc "chất làm đông") là một thành phần thực phẩm, không màu, không hương vị, thường có nguồn gốc từ collagen lấy từ các bộ phận cơ thể động vật. Nó giòn khi khô và đàn hồi khi ẩm (Anon 1992a). Gelatin là một polypeptide trọng lượng phân tử cao có nguồn gốc từ collagen, thành phần protein chính của các mô liên kết động vật, bao gồm xương, da và gân. Trong công 5 nghệ sản xuất gelatin có hai phương pháp sau: tiền xử lí bằng acid để sản xuất gelatin loại A và tiền xử lí kiềm tạo ra gelatin loại B (Đàm Sao Mai, 2012).
Nguồn gốc của gelatin Lịch sử của gelatine có từ 4000 năm trước đối với người Ai Cập, khi các đồ vật bằng gỗ được kết dính bằng keo làm từ collagen sền sệt (Delarosa, 2005). Hợp chất collagen từ mô liên kết của động vật như da, xương và gân đã được chuyển đổi thành một vật liệu hòa tan, giống như gel.