I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài
Luận Văn Thạc Sĩ này tập trung vào việc phát triển màng chỉ thị pH từ các vật liệu sinh học như polyvinyl alcohol (PVA), tinh bột sắn, và mủ trôm, kết hợp với dịch chiết anthocyanin từ bắp cải tím. Mục tiêu chính là tạo ra bao bì thông minh có khả năng nhận biết sự hư hỏng của thực phẩm thông qua sự thay đổi màu sắc. Bao bì thông minh đang trở thành xu hướng trong ngành công nghiệp thực phẩm, giúp người tiêu dùng dễ dàng nhận biết tình trạng thực phẩm mà không cần mở bao bì. Nghiên cứu này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng vật liệu sinh học thân thiện với môi trường, thay thế các vật liệu nhựa truyền thống.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm đạt được các mục tiêu cụ thể: (1) Tạo ra màng polymer sinh học từ PVA, tinh bột sắn, và mủ trôm với tỷ lệ phối trộn khác nhau. (2) Tích hợp dịch chiết anthocyanin để khảo sát khả năng đổi màu theo pH. (3) Đánh giá các tính chất vật lý và hóa học của màng, bao gồm độ bền cơ học, khả năng truyền ẩm, và khả năng chống tia UV. (4) Ứng dụng thực tế trong việc theo dõi sự hư hỏng của sữa tươi và thịt heo.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu này đóng góp vào sự phát triển của bao bì thông minh và thân thiện với môi trường, giúp giảm thiểu tác động của vật liệu nhựa truyền thống. Màng chỉ thị pH không chỉ cải thiện khả năng bảo quản thực phẩm mà còn cung cấp thông tin trực quan về tình trạng thực phẩm, phù hợp với nhu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp thực phẩm.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng các phương pháp khoa học để chế tạo và đánh giá màng chỉ thị pH. Polymer nền bao gồm PVA, tinh bột sắn, và mủ trôm được thủy phân và phối trộn với glycerol làm chất hóa dẻo. Dịch chiết anthocyanin từ bắp cải tím được trích ly và tích hợp vào màng. Các tính chất của màng được khảo sát thông qua các phương pháp đo lường độ bền cơ học, khả năng truyền ẩm, và khả năng đổi màu theo pH.
2.1. Chuẩn bị vật liệu
Polymer nền được hòa tan và phối trộn với tỷ lệ cố định, sau đó bổ sung glycerol và dịch chiết anthocyanin. Dung dịch được đổ màng trên đĩa Petri và sấy khô trong 24 giờ. Dịch chiết anthocyanin được trích ly từ bắp cải tím ở nhiệt độ 50°C trong 30 phút.
2.2. Khảo sát tính chất màng
Màng được thử nghiệm với các dung dịch đệm pH từ 2 đến 12 để đánh giá khả năng đổi màu. Các phương pháp đo lường được áp dụng để đánh giá độ bền kéo, khả năng truyền ẩm, và khả năng chống tia UV. Phương pháp viết điện hóa được sử dụng để tạo ra sự thay đổi màu sắc trên màng thông qua phản ứng điện phân.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy màng chỉ thị pH có khả năng đổi màu rõ rệt theo sự thay đổi pH. Ở pH thấp (2-3), màng chuyển sang màu đỏ, trong khi ở pH cao (8-12), màng chuyển sang màu vàng. Màng chứa tỷ lệ dịch chiết bắp cải tím cao nhất (F20E) cho thấy sự thay đổi màu sắc rõ rệt nhất. Khả năng truyền quang của màng giảm khi bổ sung anthocyanin, đồng thời khả năng chống tia UV được cải thiện đáng kể.
3.1. Khả năng đổi màu theo pH
Màng chuyển màu từ đỏ (pH 2-3) sang tím (pH 6-7) và vàng (pH 8-12) do sự thay đổi cấu trúc của anthocyanin. Màng F20E cho thấy sự thay đổi màu sắc rõ rệt nhất, phù hợp để ứng dụng trong bao bì thông minh.
3.2. Ứng dụng thực tế
Màng được sử dụng để theo dõi sự hư hỏng của sữa tươi và thịt heo. Sau 24 giờ bảo quản, màng đổi màu từ tím sang hồng đỏ đối với sữa, và từ tím sang vàng nâu đối với thịt heo, phản ánh sự thay đổi pH trong quá trình bảo quản.
IV. Kết luận
Nghiên cứu đã thành công trong việc phát triển màng chỉ thị pH từ các vật liệu sinh học, với khả năng đổi màu rõ rệt theo pH. Màng không chỉ cải thiện khả năng bảo quản thực phẩm mà còn cung cấp thông tin trực quan về tình trạng thực phẩm. Phương pháp viết điện hóa mở ra tiềm năng ứng dụng trong in nhãn thông minh và theo dõi sản phẩm. Nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào sự phát triển của bao bì thông minh và thân thiện với môi trường.
