Mở đầu Chương 2: Tổng quan Chương 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 2 Chương 4: Kết quả và bàn luận Chương 5: Kết luận và kiến nghị 3 CHƯƠNG 2. Tổng quan về mủ trôm 2. Nguồn gốc Mủ trôm (Karaya gum hay Sterculia gum) thực chất là nhựa cây tiết ra từ một số loài thuộc chi Sterculia (Sterculia urens và các loài khác, họ Sterculiaceae) hoặc từ loài Cochlospermum (họ Bix-aceae) dưới dạng chất keo bán rắn có màu trắng vàng. Nó là một polymer sinh học tự nhiên được hình thành bởi quá trình gummosis, như là một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất để đáp ứng với các tác động sinh học và phi sinh học như: chấn thương, hạn hán, nhiệt độ cao và nhiễm trùng.
Sự tiết dịch tự nhiên xảy ra từ các vết nứt trên thân cây hoặc đôi khi từ rễ ở những vị trí bị mối mọt (Prasad, N. và cộng sự, 2022). Cây trôm được tìm thấy ở các vùng nhiệt đới trên thế giới như Ấn Độ, Sri Lanka, Pakistan, Miến Điện, Úc (López-Franco và cộng sự, 2009). Ấn Độ là nước sản xuất mủ trôm lớn nhất (50-70%), sản lượng còn lại được sản xuất ở Bắc Phi.
Khoảng 75-80% sản lượng được nhập khẩu vào Mỹ (Wüstenberg, 2014). Ở Việt Nam, cây trôm phân bố ở các tỉnh Tây Nguyên: Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng và các tỉnh miền duyên hải Nam Trung Bộ: Bình Thuận, Ninh Thuận, Khánh Hòa. Phương pháp khai thác mủ trôm Mủ trôm được thu hoạch vào mùa nắng, vụ thu hoạch ở Ấn Độ bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 6, trước mùa gió mùa. Vụ mùa ở Sénégal rơi vào tháng 9 đến tháng 1 hoặc từ tháng 3 đến tháng 6 (Wüstenberg, 2014).
Tại Ninh Thuận, người dân khai thác chủ yếu vào tháng 11 đến tháng 4 năm sau (Theo Báo Điện Tử Đảng Cộng Sản Việt Nam, 2013). Trước khi tiến hành thu hoạch mủ trôm, người trồng phải cạo sạch lớp biểu bì bên ngoài để vệ sinh vỏ cây, sau đó rạch một đường hoặc đục lỗ ở các vị trí khác nhau trên thân cây. Vỏ bọc nilon được dùng để quấn kín các rãnh hoặc lỗ này để khi mủ trôm chảy ra không bị bám bụi, vỏ cây hay rơi xuống đất. Số lần thu hoạch mủ trôm đến khi vết thương trên thân cây lành trở lại có thể lên đến 10 - 15 lần tùy thuộc vào độ lớn và độ già của thân cây.
Sau 7 ngày, người trồng tháo lớp nilon và thu hoạch mủ trôm tươi. Mủ trôm tươi sau thu hoạch sẽ được phơi dưới nắng 3 - 4 ngày để thu được mủ trôm khô. Thông thường từ 1 kg mủ trôm tươi sẽ thu được 0.5 kg mủ trôm khô và mỗi cây trôm sẽ cho thu hoạch 5 lần với năng suất mỗi mùa 5 kg mủ trôm trong suốt chu kỳ sống của nó. 4 Mủ trôm được phân loại dựa vào màu sắc và dư lượng vỏ cây và tạp chất (BFM).
Mủ trôm loại 1 có chất lượng cao chứa 0 ± 0,5% và 1 ± 2% BFM cho màu dung dịch từ trắng đến nâu vàng rất nhạt. Loại mủ trôm này tạo dung dịch có độ nhớt cao và được ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm. Màu của dung dịch trở nên đậm hơn khi BFM tăng. Mủ trôm loại 2 chứa 1,5 ± 3% BFM có màu nâu vàng rất nhạt, 2,5 ± 4% BFM có màu nâu vàng và 5 ± 7% BFM có màu nâu.
Mủ trôm chứa nhiều hơn 3% BFM thường được sử dụng trong công nghiệp (Wüstenberg, 2014; López-Franco và cộng sự, 2009). Thành phần hóa học của mủ trôm Mủ trôm là một polysaccharide phức tạp tích điện âm, có tính ưa nước và phân nhánh với trọng lượng phân tử lên tới 16 triệu dalton. Mủ trôm được cấu tạo từ D-galactose, L- rhamnose, D-galacturonic và axit L-glucuronic. Trong đó 55–60 % là các monosaccharide trung tính (26.2% L-rhamnose), axit gluconic và glucuronic chiếm 37–40 %, và 8% nhóm chức acetyl trong các monosaccharide được acetyl hóa một phần.
Hàm lượng L-rhamnose trong mủ trôm cao hơn nhiều so với các loại gum khác cũng là một đặc điểm để nhận dạng. Karaya gum tự nhiên thường ở dạng muối canxi và magie với các ion Ca2+ và Mg2+ liên kết với các nhóm axit uronic (Wüstenberg, 2014; López-Franco và cộng sự, 2009). Cấu trúc của Karaya gum chứa chuỗi trung tâm gồm các gốc axit α-D-galacturonic và α- L-rhamnose, và các chuỗi bên được gắn bằng liên kết 1,2 của β-D-galactose hoặc bằng liên kết 1,3 của β-D -glucuronic acid thành acid galacturonic của chuỗi chính. Ngoài ra, một nửa số gốc rhamnose của chuỗi chính được liên kết 1,4 với các đơn vị β-D-galactose (Raj và cộng sự, 2021).
Cấu trúc hóa học của Karaya gum (Raj và cộng sự, 2021) 2. Tính chất của mủ trôm ❖ Tính chất vật lý Mủ trôm có mùi và vị acetic, bột màu xám nhạt đến xám hồng. Trên thị trường, mủ trôm được đánh giá và phân loại dựa vào màu sắc và độ tinh khiết. Các nghiên cứu còn chỉ ra rằng mủ trôm có khả năng tạo thành màng mềm khi được hóa dẻo với các hợp chất glycol (Wüstenberg, 2014).
❖ Khả năng giữ nước Mủ trôm trương nở bằng cách hấp thụ một lượng lớn phân tử nước và giữ chúng giữa các chuỗi và nhánh của chúng (Rana và cộng sự, 2011). Sự có mặt của nhiều nhóm hydroxyl trong cấu trúc mủ trôm có khả năng hình thành liên kết hydro với các phân tử nước (Hamdani và cộng sự, 2019). Ngoài ra, các nhóm acetyl trong cấu trúc phân tử ngăn không cho mủ trôm hòa tan hoàn toàn trong nước nhưng trương nở gấp nhiều lần thể tích ban đầu (Wüstenberg, 2014). ❖ Độ hòa tan Mủ trôm là loại gum thương mại ít tan nhất do sự hiện diện của các nhóm acetyl trong cấu trúc phân tử.
Thay vì tan hoàn toàn trong nước, mủ trôm hấp thụ nước và tạo dạng phân tán keo nhớt ở nồng độ thấp (< 0.02% trong nước lạnh và 0.06% trong nước nóng). Gia nhiệt làm tăng độ hòa tan do thay đổi cấu trúc polymer nhưng dẫn đến mất độ nhớt vĩnh viễn (Wüstenberg, 2014). Mủ trôm tạo dung dịch nhớt trong cồn 60o nhưng không tan ở nồng độ 6 cao hơn. Deacetyl hóa bằng cách sử dụng kiềm trong dung dịch có thể thay đổi đặc tính của mủ trôm từ trương nở sang tan trong nước (López-Franco và cộng sự, 2009).
❖ Độ nhớt Độ nhớt của mủ trôm tăng khi tăng nồng độ, giảm nhiệt độ và tăng mức độ deacetyl hóa. Trong dung dịch nồng độ thấp, độ nhớt tăng tuyến tính phụ thuộc vào nồng độ cho đến khi nồng độ dung dịch mủ trôm đạt 0. Khi đun sôi dung dịch mủ trôm trong hơn 2 phút sẽ làm giảm độ nhớt không thể phục hồi. Ngoài ra, độ nhớt còn phụ thuộc vào kích thước hạt, được nghiền càng mịn độ nhớt càng tăng (Y.
López-Franco và cộng sự, 2009; Wüstenberg, 2014). ❖ Tính chất lưu biến Lưu biến học là nghiên cứu về dòng chảy (chất lỏng) và/hoặc biến dạng (rắn) khi tác dụng ngoại lực của một vật liệu. Tính chất lưu biến của gôm đã được nghiên cứu và báo cáo toàn diện do tầm quan trọng của chúng trong việc xác định tính đồng nhất, cảm giác trong khoang miệng và đặc tính công nghệ của chúng (Hamdani và cộng sự, 2019). Mủ trôm tự nhiên không tan nhưng hấp thụ nước và trương nở gấp nhiều lần thể tích ban đầu của chúng.
Mủ trôm tạo thành gel chỉ ở nồng độ lớn hơn 4% và việc bổ sung NaCl làm giảm độ bền của gel (Y. Lopez-Franco và cộng sự, 2009). ❖ Độ ổn định pH Độ pH của dung dịch mủ trôm tự nhiên 1 % có tính acid dao động từ 4. Do hàm lượng acid uronic cao trong cấu trúc phân tử nên mủ trôm ổn định với acid, vì vậy nó thích hợp để làm đặc các loại nước sốt và nước sốt có gốc acid được chế biến với quá trình xử lý nhiệt tối thiểu (Luján-Medina và cộng sự, 2013; Mayes, 2009).
❖ Độ ổn định nhiệt Hệ phân tán mủ trôm có thể chịu nhiệt. Trong quá trình gia nhiệt, thay đổi cấu trúc polymer không thể đảo ngược dẫn đến độ hòa tan tăng lên và độ nhớt giảm vĩnh viễn. Khi hydrat hóa mủ trôm trong nước lạnh, nồng độ tối đa của dung dịch có thể đạt đến 5%. Tuy nhiên, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát, dung dịch đồng nhất và rất nhớt ở nồng độ cao lên đến 20% (Luján-Medina, 2013; Mayes, 2009).
Một số ứng dụng của mủ trôm trong thực phẩm Mủ trôm được FDA công nhận là một chất phụ gia thực phẩm không được tiêu hóa và không bị phân hủy bởi hệ vi sinh vật đường ruột. Do đó, nó không thay đổi hoặc được hấp phụ không đáng kể bên trong hệ tuần hoàn của cơ thể con người (López-Franco và cộng sự, 7 2009). Mủ trôm được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm như một chất làm đặc và ổn định vì nó có xu hướng hình thành liên kết hydro mạnh trong nước (Mayes, 2009). Nhờ những ứng dụng này, nhu cầu về mủ trôm và các dạng biến tính của nó đã tăng lên ở dưới dạng chất phụ gia và vật liệu đóng gói (Raj và cộng sự, 2021).
Mủ trôm được sử dụng ở mức 0.6% - 1% như chất ổn định và chất nhũ hóa trong nước sốt có tính acid và nước sốt chế biến lạnh. Mủ trôm đóng vai trò như một chất ổn định và duy trì bọt hiệu quả trong các sản phẩm như kem tươi và mousses ở nồng độ 0. Ngoài ra, mủ trôm ngăn chặn hiện tượng tách huyết thanh sữa và khi sử dụng ở nồng độ 0.8% nó cải thiện độ phết của phô mai. Trong các sản phẩm từ thịt như xúc xích, mủ trôm được sử dụng ở nồng độ 0.3% như một chất kết dính và tạo kết cấu mịn cho sản phẩm.
Sự di chuyển ẩm và hình thành các tinh thể đá trong các sản phẩm như sorbets, sherbets có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng mủ trôm. Trong các sản phẩm bánh nướng, mủ trôm được sử dụng để kéo dài thời gian bảo quản nhờ vào đặc tính giữ ẩm của nó (Wüstenberg, 2014; Mayes, 2009; López-Franco và cộng sự, 2009). Tổng quan về phương pháp thủy nhiệt 2. Giới thiệu Kỹ thuật thủy nhiệt trong những năm gần đây đã thu hút rất nhiều sự quan tâm, nghiên cứu của các ngành khác nhau.
Thuật ngữ “ thủy nhiệt” hoàn toàn có nguồn gốc từ địa chất. Nó lần đầu tiên biết đến và được sử dụng bởi nhà địa chất nước Anh, xuất hiện để mô tả hoạt động của nước ở nhiệt độ và áp suất cao trong việc xảy ra những sự thay đổi trong vỏ trái đất đến sự hình thành nên các loại đá và khoáng chất khác nhau (Byrappa, K.