Ba lô của ladoda mã 309 bao nhiêu tiền
|
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN BAO BÌ THỰC PHẨM Đề tài: MÀNG BAO THỰC PHẨM GVHD: MỤC LỤC MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, thương mại, dịch vụ hàng hóa, nhu cầu của người tiêu dùng về các sản phẩm thiết yếu hàng ngày đang ngày một gia tăng, đặc biệt là nhu cầu về các mặt hàng thực phẩm. Một trong những tiêu chuẩn hàng đầu để người tiêu dùng lựa chọn thực phẩm là chất lượng của sản phẩm. Việc nghiên cứu các phương pháp để đảm bảo chất lượng sản phẩm từ lâu đã được các nhà khoa học nghiên cứu như: bảo quản lạnh, bảo quản bằng hoá chất, bảo quản bằng việc đóng gói… 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. Màng phủ ăn được là một loại màng phủ thực phẩm được sử dụng rất phổ biến nhằm cải thiện chất lượng của thực phẩm. Tác dụng của nó đã thể hiện rõ trong thực tiễn và được khẳng định bằng chính những đánh giá, sức tiêu thụ của khách hàng. Xuất phát từ tầm quan trọng của màng phủ thực phẩm nói chung và màng phủ ăn được nói riêng đối với chất lượng của thực phẩm, việc nghiên cứu, tìm hiểu các loại màng này là hết sức cần thiết. 1. Sơ lược về màng bao thực phẩm 1.1. Lịch sử phát triển của màng bao thực phẩm 1.1.1. Lịch sử phát triển của bao bì thực phẩm Lịch sử bao bì thực phẩm đã nói lên sự tiến bộ của công nghệ thực phẩm cùng với công nghệ vật liệu làm bao bì, đồng thời phản ảnh sự phát triển của xã hội loài người qua các thời kỳ. Thực phẩm mà chúng ta đang sử dụng hàng ngày có nguồn nguyên liệu xuất xứ từ nhiều vùng đất, nhiều quốc gia trên thế giới và được xử lý chế biến theo sự kết hợp phong thái của nhiều nền văn hóa khác nhau và biến đổi theo sự phát triển của xã hội. Bao bì thực phẩm có một trong các chức năng quan trọng là chứa đựng và bảo quản thực phẩm, nên đã gắn liền với nhu cầu sinh hoạt ăn uống của con người theo từng thời kỳ. Từ thời kỳ đồ đá, vật chứa đựng thức ăn thức uống chính là những khúc gỗ rỗng, những quả bầu bí đã để khô, vỏ sò ốc. Sau đó con người đã biết dùng một số bộ phận của thú rừng để làm vật chứa đựng như: da, xương, sừng,… Bên cạnh đó, họ cũng biết dệt lông thú hoặc cành nho, cỏ lác thành tấm và tạo thành túi chứa đựng. Đến thời kỳ đồ đá mới, loài người đã biết chế tạo vài đồ chứa bằng kim loại có hình dạng như chiếc sừng và phát hiện ra đất sét chế tạo đồ gốm. Hơn 4000 năm trước, người Moenjo-Daro (thuộc vùng đất Pakistan ngày nay) đã biết dùng da thú bịt kín các lọ, bình bằng gốm để giữ ẩm cho lúa mì, lúa mạch được chứa đựng trong đó. Khoảng 530 năm trước công nguyên, người dân Ba Tư đã được con người phát hiện rất sớm. Khoảng 1500 năm trước công nguyên, con người đã dùng lọ thủy tinh để chứa những chất lỏng. Năm 79 sau công nguyên, người La Mã đã sử dụng các bình lọ thủy tinh làm vật chứa đựng đồng thời với đồ gốm sứ. Trong thời kỳ này, hàng hóa như rượu vang xuất khẩu cũng như chứa đựng trong bình to bằng đất sét nung. Những vùng dân cư như bộ tộc Sepapen đã phát minh ra thùng tròn bằng gỗ được lắp chặt khít bằng những mảnh gỗ theo lỗ mọng, có nắp đậy và được niềng chặt bằng những móc sắt. Vào thế kỷ 15, triều đại nhà minh (1368 – 1644) ở Trung Quốc đã thiết lập trung tâm trao đổi thương mại đồ gốm sứ với vùng Nam, Tây Á và Ai Cập. Cũng vào thời kỳ này, các vùng dân cư đã vượt đường xa để đến trao đổi lương thực, đáp ứng yêu cầu vận chuyển trong thời gian dài qua những vùng khí hậu khắc nghiệt, đã bắt đầu được phát hiện và biết đến. Lương thực như ngũ cốc được ổn định nhiệt độ và làm ẩm trong suốt quá trình vận chuyển trong những túi da có pha cát, và xoắn miệng túi lại để đạt độ kín. 1.1.2. Lịch sử của màng bao thực phẩm Màng sáp trên trái cây đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ nhằm ngăn ngừa sự mất độ ẩm và để tạo ra một bề mặt quả bóng cho mục đích thẩm mỹ. Ngay từ thế kỷ XII, hoa quả họ cam quýt từ miền Nam Trung Quốc đã được bảo quản cho Hoàng đế bằng cách đặt chúng trong hộp, đở sáp nóng chảy trên chúng và gửi bởi xe lưu động đến miền bắc. Khi đó chất lượng của chúng có sự chọn lọc của những con người sống trong xã hội hiện đại, phương pháp này khá hiệu quả cho việc kéo dài thời gian bảo quản trong trong giai đoạn này. Ở Châu Âu, có quá trình được gọi là “Larding” – lưu trữ nhiều trái cây trong sáp ong hoặc mỡ cho sau này được tiêu thụ. Quá trình này bảo vệ và ngăn chặn sự tổn thất nước, tạo lớp trao đổi khí tự nhiên và kết quả là cho ra chất lượng thấp hơn. Sau thế kỷ XV, màng bao được làm từ da của sữa đậu nành luộc xuất hiện và được sử dụng ở Nhật Bản, nó duy trì và nâng cao chất lượng thực phẩm. Thế kỷ XIX, bằng một sáng chế của nhà khoa học Mỹ đã phát minh ra việc bảo quản thịt khác nhau bằng gelatin. Phương pháp bảo quản ban đầu bao gồm: hun khói hoặc đặt các sản phẩm trong các phòng lạnh hoặc tầng hầm. Ngày nay đã có nhiều phương pháp hiện đại, bao gồm làm lạnh và lưu trữ không khí kiểm soát, tiệt trùng bằng cả hai tia UV và Gamma được sử dụng để giữ an toàn cho thực phẩm của họ. Tuy nhiên, do đặc tính của nhiều loại thực phẩm thì người ta vẫn sử dụng màng bao để bao quản và duy trì chất lượng tốt hơn. 1.1.3. Mối quan hệ giữa bao bì thực phẩm và sự phát triển của xã hội Sự phát triển của xã hội công nghiệp hóa đồng thời với sự phát triển của đô thị, và công nghiệp hóa nông nghiệp đã dẫn đến hiện tượng tập trung dân trong khu vực thành thị, sự tăng số lượng phụ nữ đi làm và việc thay đổi từ các đại gia đình ở nông thôn thành các gia đình nhỏ. Như thế, cần phải có sự cải thiện hiệu quả trong phân phối hàng hóa, thực phẩm để có thể cung cấp hợp lí cho người tiêu dùng. Đây là khởi điểm của thời kỳ bao bì tiêu thụ là các bao bì bao gói từng đơn vị nhỏ thay thế cho việc bán từng khối hàng hóa trước kia. Bên cạnh đó, theo sự phát triển của xã hội, nâng cao mức sống của người dân đã gia tăng mức tiêu dùng và tạo nên sự thay đổi yêu cầu về hàng hóa, thực phẩm. Tất cả những điều này đã được thể hiện bằng sự gia tăng các hoạt động vui chơi, giải trí, du lịch và cùng với nó là sự gia tăng số lượng các bữa ăn ngoài trời… Ngoài ra người sử dụng còn đòi hỏi thực phẩm phải có sự thay đổi về mẫu mã, kiểu dáng sao cho thuận lợi và phù hợp với từng trường hợp khác nhau và đạt chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm. Đồng thời nhà sản xuất cũng quan tâm thu hút sự chú ý của khách hàng bằng việc tiếp thị thông qua bao bì. Vì vậy, ngày nay bao bì được sử dụng như là một công cụ của quá trình marketing để đạt được giá trị gia tăng cho sản phẩm. Điều này giải thích tại sao trong xã hội hiện nay, chi phí cho bao bì thực phẩm trong tổng chi phí chung của ngành sản xuất bao bì là cao nhất. Và đối với riêng ngành công nghiệp thực phẩm thì tỷ lệ chi phí cho bao bì ngày càng cao so với tổng chi phí sản xuất thực phẩm. Từ đó đưa đến sự cạnh tranh cao độ nhằm giảm giá thành sản phẩm và yêu cầu vật liệu bao bì đạt tính năng cao. Những yêu cầu này đã được thỏa mãn bởi sự tạo ra các vật liệu bao bì vật liệu bao bì và hệ thống đóng gói mới, đăc biệt. Các loại bao bì đa dạng về cấu trúc, cách trang trí, thông tin, nhẹ, độ dày rất nhỏ và đem lại nhiều thuận lợi trong quá trình bảo quản, sử dụng, phân phối, kiểm tra sản phẩm. Hầu hết nhu cầu hàng ngày về thực phẩm của các gia đình, được đáp ứng thông qua hệ thống siêu thị. Sự tăng trưởng nhanh chóng của phương thức phân phối tự phục vụ là nhờ vào bao bì hiện đại. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí phân phối, mà còn bảo quản thực phẩm tránh được sự hư hỏng, đưa đến hiệu quả sản xuất tăng cao, hỗ trợ cho việc canh tranh về giá cho các sản phẩm cuối cùng. Với phương hướng chiến lược phát triển bao bì ngành thực phẩm, sản xuất thực phẩm của đất nước chắc chắn sẽ có bước phát triển nhảy vọt về quy mô sản xuất, về ngành nghề, trình độ chế biến, về sản lượng và tỉ suất hàng hóa, đẩy mạnh sản xuất và xuất khẩu thực phẩm chế biến đa dạng. Sự phát triển này kéo theo sự phát triển tất yếu về quy mô và trình độ phân phối trong thị trường nội địa cũng như thị trường quốc tế, do đó nâng cao thu nhập từ giá trị gia tăng của hàng xuất khẩu cũng như góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động trong nước. Vì vậy, mà kỹ thuật bao bì trên thế giới đã phát triển rất mạnh; từ hơn một thập niên trước đây và không ngừng lớn mạnh về chủng loại, về trình độ chế tạo cũng như về số lượng. Nước ta trong những năm gần đây, kinh tế phát triển, nhu cầu tiêu dùng ngày càng được nâng cao, trong đó nhu cầu về thực phẩm chế biến biến đạt chất lượng cao để tiêu dùng và xuất khẩu tăng lên mạnh mẽ, từ đó thúc đẩy sự phát triển quy mô công nghệ bao bì đa dạng và đạt chất lượng cao. Sự chuyển biến có tính chiến lược của công nghệ thực phẩm đã yêu cầu ngành bao bì phát triển mạnh mẽ về lượng cũng như chất với màng nguyên liệu plastic đơn, màng phức hợp (màng ghép) hoặc lon ghép tráng thiếc, chai lọ nhựa (PET), chai lọ thủy tinh, những thùng chứa bằng bìa cứng gợn sóng và bìa cứng các loại,… 1.1.4. Xu hướng hiện nay của ngành bao bì − Sản lượng plastic nhiệt dẻo ngày càng tăng cao. − Kỹ thuật sản xuất màng plastic, bao bì bằng vật liệu plastic ghép ngày càng phát triển mạnh. − Bao bì phải đáp ứng được 3 chức năng chính là bảo vệ hàng hóa thực phẩm bên trong, thông tin và thuận tiện trong quản lý, tiện dụng; và hạn chế được sự ô nhiễm môi trường bởi bao bì phế thải. Do đó bao bì cần được cấu tạo bởi vật liệu. − Có khả năng tái sinh. − Được sản xuất tuân theo các luật về bảo vệ môi trường như bao bì được ghi tên loại plastic cấu tạo ở dưới đáy để tiện phân loại sau khi thu hồi và tái sinh. − Để đảm bảo cho việc tái sinh, cần ghép hai trong nhiều loại nguyên liệu có thành phần giống nhau, tránh tối đa việc pha trộn các loại nguyên liệu plastic vào nhau. − Cấu trúc màng phổ biến nhất là màng ba lớp. 1.2. Các loại vật liệu bao gói 1.2.1. Giấy Được phát minh ra nhằm mục đích thay thế cho đá, gỗ, vỏ cây, da thú mà loài người dùng để viết lên trước đó. Người Trung Quốc đã phát minh ra giấy viết đầu tiên vào năm 105, giấy được làm từ sợi lanh. Kể từ năm 751, kỹ thuật sản xuất giấy được truyền sang miền Tây Á, sau đó phổ biến ở các nước châu Âu và châu Mỹ. Vào thế kỹ thứ 16, chính người Trung Quốc đã phát minh ra giấy bìa cứng. Kỹ thuật làm giấy được phát triển không ngừng, đến năm 1867, công nghệ sản xuất giấy từ bột gỗ xuất hiện và đến giữa năm 1800 giấy bìa gợn sóng (giấy carton gợn sóng) được phát minh, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành bao bì. Giấy bìa gợn sóng được sử dụng làm bao bì ngoài cho đa số các loại sản phẩm, vì nó có tính bền cơ rất cao. Bên cạnh đó, đặc tính nhẹ của giấy bìa gợn sóng rất hiệu dụng khi vận chuyển, bốc dỡ hàng hóa. Ngoài ra, giấy bìa gợn còn có thể tái sản xuất, tiết kiệm nguyên liệu, ít gây ô nhiễm môi trường. 1.2.2. Thủy tinh Năm 1550 trước công nguyên, vật liệu thủy tinh được phát hiện, và những chai lọ thủy tinh màu được chế tạo. Đến năm 1200 sau công nguyên, người ta còn dùng thủy tinh làm chất men phủ lên bề mặt các sản phẩm gốm sứ. Năm 1200 sau công nguyên, con người ta đã khắc vẽ trên khuôn đúc để tạo vật dụng bằng thủy tinh có hình ảnh. Đồ gốm trở thành đồ gia dụng để chứa đựng thực phẩm, dùng làm chén đĩa ăn uống từ rất lâu đời và phổ biến khắp thế giới. Trước khi tồn tại công nghệ đóng bao bì chân không và thiết bị lạnh vào thế kỷ 19, những đồ dùng bằng gốm màu xám hoặc nâu, được trang trí bằng các oxyt kim loại màu, thường được dùng để chế mọi thứ từ bơ và thịt muối đến rượu quả. Các thương nhân cũng dùng các bình bằng gốm để chứa nhựa thông, axit và các loại chất lỏng công nghiệp khác; họ đã sử dụng hình ảnh trang trí trên các bình gốm để quảng cáo cho sản phẩm. Đồ gốm được sản xuất lần đầu tiên vào thế kỷ 15. Nước Đức nổi tiếng bởi những loại men sứ làm từ các loại muối vô cơ; chính men sứ đã làm cho bình gốm cứng hơn và an toàn hơn những bình gốm có lớp men chứa chì. Nghành đồ gốm đạt đỉnh cao vào thế kỷ 18-19, sau đó thì nó nhường chỗ cho các loại vật liệu và bao bì khác. 1.2.3. Sắt tráng thiếc Khoảng năm 1200, những người thợ thủ công Bohemia đã phát hiện ra phương pháp mạ thiếc lên những tấm sắt mỏng. Phát minh này được giữ bí mật trong suốt 400 năm, nhưng năm 1620, một Công tước xứ Sanony đã lấy được bí mật này. Thời kỳ đồ sắt mang lại những nguyên liệu và máy móc mới cho việc cuộn thép tấm và tráng thiếc. Sự kiện thép thay thế sắt và những hợp kim cứng khác, đã tạo điều kiện sản xuất các cỡ tấm hay lá kim loại rất mỏng. Từ đó đã phát triển và tồn tại công nghệ chế tạo lon, hộp bằng thép tấm, nhôm, hợp kim của nhôm và đi đến hoàn hảo như hiện nay. 1.2.4. Nhôm Vào năm 1825, nhà nghiên cứu Oersted sản xuất ra được những hạt nhôm đầu tiên. Việc tinh luyện nhôm rất khó khăn nên vào năm 1825, giá nhôm là 545USD/Lb. Hoàng đế Napoleon thường sử dụng thìa và nĩa bằng nhôm khi tiếp các vị khách dặc biệt. Những đồ trang sức vào thời Nữ hoàng Victoria cũng được làm bằng nhôm. Năm 1854, Deville và Bunsen đã cải thiện phương pháp tinh luyện nhôm, do đó vào năm 1885, giá nhôm đã giảm xuống 11,33USD/Lb, tuy vẫn còn khá cao. Năm 1886, Heroult và Hall phát hiện Bayer tìm ra phương pháp rẻ tiền hơn để tách nhôm từ quặng boxit. Năm 1982, giá đã giảm xuống còn 0.57USD/Lb và đến năm 1942, giá giảm xuống 0.14USD/lb. Khi giá cả đã ở mức hợp lý, nhôm được sử dụng cho nhiều mục đích. Đặc tính mềm dẻo của nó cho phép chế tạo lá nhôm một cách dễ dàng. Lá nhôm đầu tiên được sản xuất vào khoảng năm 1910, và trong đầu những năm 1920, kỹ thuật cuộn và in trên nhôm được hoàn thiện. Kỹ thuật đúc nhôm để sản xuất các loại lá nhôm xuất hiện vào cuối những năm 1970. 1.2.5. Thiếc, chì và các kim loại khác Vào thời xưa, các loại hộp và cốc được sản xuất từ vàng và bạc, nhưng chúng quá đắt cho những nhu cầu thông thường. Người La Mã cổ xưa thường sử dụng chì trong nhiều thứ, bao gồm cả ống dẫn nước. Ngày nay, vẫn còn lại những bằng chứng cho thấy chì đã được sử dụng để hàn các hộp, lon bằng kim loại. Họ cũng tìm cách chế tạo tấm hay lá chì rất mỏng và vì không biết đến tính độc hại của chì nên đã dùng nó để gói thực phẩm. Những lá chì đã được sử dụng để bao bọc trực tiếp trà và thuốc lá trong các hộp trà hoặc thuốc lá từ những năm 1826-1930. Lá thiếc có phạm vi sử dụng rất lớn. Hầu hết những hợp kim của thiếc được sản xuất từ thiếc, chì, antimon, kẽm hoặc đồng và được sử dụng phổ biến do thiếc tinh khiết rất khó cuộn lại. Vào những năm 1930, phomat được gói bằng thiết lá có pha antimon; thiếc lá cũng được dùng để gói chocolate vào những năm 1940. 1.2.6. Chất dẻo Việc nghiên cứu thay thế nguyên liệu cho các quả banh billard bằng ngà đã dẫn đến việc tìm ra cellulose nitrat vào năm 1845. Vào năm 1862, những hạt nhựa nhỏ đầu tiên được trưng bày tại một cuộc triển lãm lớn ở Luân Đôn. Vào năm 1870, nhà nghiên cứu Hyatt tạo ra celluloid, là hỗn hợp của cellulose nitrat và camphor. Đây là một trong những thành công đầu tiên của chất dẻo nhân tạo, về phương diện vật liệu lẫn thương mại. Do celluloid và những sản phẩm cellulose nitrat rất dễ cháy, nên các nhà nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm những hợp chất khó cháy hơn như cellulose acetat có thể hòa tan trong aceton (hiện được dùng rộng rãi trong ngành sơn mài). Sợi viscose hay cellulose xanthate dùng trong phục hồi các sợi cellulose và màng chất dẻo được tìm ra năm 1892. Sợi viscose được sử dụng rộng rãi ở châu Âu khoảng giữa năm 1912 tới; và màng cellulose được giới thiệu ở Mỹ vào năm 1924. Sự thêm vào lớp phủ cellulose nitrat giúp cho bao bì có khả năng chống ẩm tốt hơn. Cho tới năm 1950, cellophane vẫn chiếm ưu thế hơn so với các loại vật liệu bao gói khác. Màng casein được giới thiệu vào năm 1899. Các loại nút và khóa bằng casein- formaldehyde được dùng rộng rãi trong suốt những năm 1920. Nhựa casein vẫn được dùng cho đến ngày nay dưới dạng chất keo dán là nhũ tương của casein và nhựa dẻo. Những loại nhựa khác được làm từ quá trình polyme hóa formalde vào những năm cuối của thế kỷ 19 là phenol-urea-, và melamine formaldehyde. Trong những năm 1930-1940 melaminefomaldehyde được dùng như chất làm tăng độ bền của giấy chống thấm ướt. Styren được chưng cất lần đầu tiên từ nhựa cây balsam vào năm 1831 và từ đó quá trình polyme hóa styren được chú ý. Vào năm 1866, styren được sản xuất từ benzene, được chưng cất than đá. Từ thành công này, polystyren được sản xuất rộng rãi, nhưng do tính giòn, có thể dễ vỡ, mảnh vỡ gây nguy hiểm trong trường hợp làm đồ chơi trẻ em, hay bình chứa dựng thực phẩm. Do đó đưa đến hợp chất mới tốt hơn so với polystyren và cao su tổng hợp. Sự phát triển kế tiếp là: styren, acrylonitrile và butadien được đồng polyme hóa để sản xuất nhựa ABS. Vào năm 1950, xốp polystyren (EPS) được giới thiệu và sau đó được dùng làm tấm cách nhiệt và vật liệu đệm. Quá trình nghiên cứu cao su thiên nhiên đã dẫn tới việc phát minh ra các lớp phủ bằng cao su lên các vật liệu xây dựng. Tiếp theo đó, rất nhiều loại cao su tổng hợp có gốc dien được tạo ra trong các phòng thí nghiệm. Vào năm 1933, cao su butadien- styren được giới thiệu, đó là hợp chất Buna S, rất quen thuộc trong Thế chiến thứ II. Hợp chất tương tự, Buna N, cũng là một sản phẩm thời kỳ chiến tranh. Vào những năm 1950, ngành hóa học về cao su đã có bước tiến rất nhanh, về tính đàn hồi của cao su đã được sử dụng rộng rãi như thành phần của keo trong bao bì. Monomer vinyl chloride (VCM) được sản xuất lần đầu tiên năm 1935, và polyvinylchloride (PVC) được tìm ra vào năm 1872. Đến năm 1912, PVC được sản xuất để làm vật cách nhiệt cho dây cáp. Polyvinyl acohol được sản xuất vào năm 1924 từ polyvinyl acetat bị thủy phân. Người ta nhận thấy polyvinyl acetat quá mềm và polyvinyl chloride quá cứng; do đó vào năm 1928 vinyl acetat và vinyl chloride được đồng trùng hợp. Hợp chất này được chứng minh là rất hữu dụng. Với sự thêm vào của chất hóa dẻo, một loạt các tấm phủ được sản xuất. Những màng che và áo mưa được sản xuất lần đầu tiên trong những năm 1940 rất nặng mùi chất làm dẻo, tuy nhiên khi kỹ thuật phát triển, người ta đã tìm ra các loại polyme và chất hóa dẻo tốt hơn. Vào năm 1958, màng PVC có thể co dãn do nhiệt được giới thiệu. Hợp chất đồng trùng hợp VC-acrylic có độ rắn cao. Hợp chất đồng trùng hợp của vinylchloride và vinyl ether được dùng trong sơn mài. Polyvinylidene chloride (PVDC) được tìm ra năm 1838. Hạt monomer tinh khiết được tổng hợp vào năm 1872 và polyme PVDC được tổng hợp năm 1916. Chất này có khoảng nhiệt độ nóng chảy rất hẹp, khá giòn và cứng. Vào năm 1936, sản phẩm đồng trùng hợp của VC và VDC được sản xuất, lần đầu tiên. Hợp chất polyester đầu tiên được tìm ra năm 1847. Ester acrylate được chế tạo vào năm 1873 và methyl acrylate được trùng hợp năm 1880. Polyacrylate được sản xuất lần đầu tiên năm 1927, và polymethyl methacrylate vào năm 1933. Polyethylene- glycol-terephthalate (PET) được tìm ra đầu tiên vào năm 1941 và được sản xuất vào những năm 1950 dưới dạng màng Mylar. Một trong những sự phát triển quan trọng nhất có liên quan đến bao bì xảy ra năm 1933, khi Fawcett và Gibson thuộc Công ty Hóa chất Công nghiệp Imperial (ICI) đã tìm ra polyethylene (PE) đầu tiên, được xử lý ở áp suất cao. Nhựa PE được sử dụng đầu tiên làm tấm bao bọc các sợi dây cáp điện thoại ngầm, và trong suốt thế chiến thứ II nó được sử dụng như chất bao bọc các dây cáp của radar. Vào đầu những năm 1940, Karl Ziegler đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp xúc tác để sản xuất polyethelene có tỷ trọng cao hơn (HDPE) phương pháp của ICI; loại này đã nhanh chóng đạt doanh số bán cao vào năm 1956. Vào năm 1961, Tiến sĩ Richard W. Rees của hãng DuPont phát minh ra ionomer bằng cách liên kết hóa học ion kim loại với PE có chứa các nhóm axit. Nghiên cứu của ông về polypropylene và tỷ trọng thấp (LDPE) đã mở ra phạm vi rộng rãi và thị trường cho việc chuyển đổi bao bì theo khuynh hướng bao bì dẻo như ngày nay. Vào năm 1954, Natta ở Ý dùng chất xúc tác cho sự bố trí cố định cấu trúc không gian để sản xuất nhiều loại plastic đồng trùng hợp như ngày nay, tạo thành chuỗi polyme có dặc tính đáp ứng một số yêu cầu cần thiết đối với xã hội phát triển. Trong những năm kế tiếp, nhiều hợp chất đồng trùng hợp của ethylene, propyene và butylene được đưa ra thị trường. 1.3. Phân loại màng bao thực phẩm Các thành phần chính của màng là protein, carbonhydrat và lipit. Như một quy luật chung: Chất béo sử dụng để giảm sự truyền nước, polysaccharide được sử dụng để kiểm soát oxi và các truyền dẫn khí khác, trong khí đó protein được sử dụng để ổn định cấu trúc. 1.3.1. Màng protein Màng được tạo ra từ các nguồn protein khác nhau như ngô, sữa, đậu nành, lúa mì. Màng này bị tiêu hủy ở nhiệt độ của miệng. Khi lựa chohj protein làm màng nên xem xét mở rộng không chỉ là chọn protein chức năng và tình trạng an toàn mà điều quan trọng là một số đông người bị dị ứng với protein. Ví dụ: collagen có thể ép đùn cho hình dạng mong muốn như một vỏ bọc các liên kết trong sản phẩm xúc xích, và collagen thay thế cho vật liệu truyền thống (có nguồn gốc từ ruột động vật) do nó dễ sản xuất. Nhìn chung giá trị của các protein như là các rào cản độ ẩm thấp và cũng không kiểm soát đầy đủ việc vận chuyển oxi, CO 2 và các loại khí quan trọng đối với sự ổn định của các loại thực phẩm khác nhau, lợi thế lớn nhất của nó là sự ổn định cấu trúc (là giữ hình dáng cần thiết cho sản phẩm) như vỏ xúc xích. Việc tạo màng protein phụ thuộc vào độ pH. 1.3.2. Màng polysaccharide Gồm alginate, carrageenan, cellulose và các dẫn xuất, dextrin, pectin và tinh bột, v.v… Hầu hết các polysaccharide có bản chất ưa nước, một số polysaccharide như dẫn xuất cellulose dẫn nước thấp hơn tỷ lệ trung bình polysaccharide và kém hiệu quả hơn so với sáp. Thuận lợi chính của màng này là ổn định cấu trúc của nó, khả năng làm chậm sự trao đổi oxi, nó không có khả năng trao đổi nước. Ví dụ màng alginate có thể bảo vệ thực phẩm từ quá trình oxi hóa lipit và mùi hôi ban đầu. 1.3.3. Màng lipit Các loại sáp và chất béo là những màng cổ nhất được biết đến. Trong hầu hết các loại sáp có nguồn gốc tự nhiên, monoglyceride acetyl hóa tổng hợp có đặc tính tương tự và được sử dụng với sự cho phép của FDA trong các màng được sử dụng trong thịt, cá và gia cầm. Ban đầu, lớp phủ lipit đã được áp dụng bằng cách đơn giản đổ paraffin nóng chảy hoặc sáp trên trái cây họ cam quýt. Quá trình này dần dần nhường chổ cho lớp chất liệu dày phủ trên mặt bằng cách áp dụng số lượng nhỏ sáp khác nhau thong qua nhúng hoặc phun. Lớp bề mặt kỵ nước lớp bề mặt trái cây nó bảo vệ chống lại sự hư honhr trong quá trình vận chuyển. 1.4. Yêu cầu đối với màng bao bọc thực phẩm 1.4.1. Yêu cầu chung Không giống như các loại hang hóa được bao gói trơ, yêu cầu bao gói của thực phẩm rất phức tạp do thực phẩm là những hệ động có thời hạn bảo quản hạn chế và các yêu cầu bao gói riêng. Ngoài ra, các loại thực phẩm đều phải được sử dụng trong một khoảng thời gian nhất định nên vấn đề an toàn là một thông số bao gói quan trọng. Vật liệu bao gói phải đáp ứng được những tiêu chuẩn nhất định như: tính chất chắn (hơi nước, khí, ánh sáng, hương thơm), tính chất quang (độ trong suốt), độ bền, khả năng hàn và đúc, khả năng in nhãn mác, độ bền nhiệt,… tương tự như các vấn đề về khả năng thích ứng của thật liệu với người tiêu dùng và giá thành canh tranh. Vật liệu bao gói phải phù hợp với quy định về thực phẩm và bao gói, tương tác giữa thực phẩm và vật liệu bao gói và không được ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm và độ an toàn. − Bất kỳ loại vật liệu được sử dụng cho enrobing (tức là tráng hoặc bao bì) khác nhau để thực phẩm gia tang thời hạn sử dụng. − Vật liệu cấu tạo nên màng phải có chấp thuận của cục Quản lý dược và thực phẩm (FDA). − Màng phải phù hợp thực tiễn sản xuất. − Thời gian an toàn để có thể chấp nhận được hương vị kết cấu sau khi gỡ bỏ môi trường tự nhiên của nó (thời hạn sử dụng của màng). Một trong những thách thức đối với ngành công nghiệp bao gói thực phẩm trong quá trình sản xuất là phải làm hài hòa độ bền của bao gói với thời hạn sử dụng của sản phẩm. Vật liệu bao gói phải bền, duy trì được tính chất chắn, tính chất cơ lý cũng như các tính chất khác trong quá trình bảo quản thực phẩm và phải phân hủy khi thải ra môi trường. Do đó, nên tránh những điều kiện môi trường có lợi quá trình phân hủy sinh học trong quá trình bảo quản. 1.4.2. Yêu cầu bao gói với một số thực phẩm đặc biệt Sản phẩm thịt tươi Hai nhân tố quan trọng trong quá trình bao gói các loại thịt đỏ là màu sắc và vi sinh vật. Bao gói bằng khí quyển biến đổi MAP, trong đó không khí thường được thay thế bằng hỗn hợp 70 – 80% O 2 và 20 – 30% CO 2 thường được sử dụng để bảo đảm độ bền màu sắc và vi sinh vật. Bao gói bằng khí quyển biến đổi MAP với hàm lượng CO 2 và N 2 cao hay bao gói bằng chân không thường được sử dụng để duy trì độ bền màu sắc và vi sinh vật liệu bao gói có thể ngăn chặn sản phẩm bị khô do mất ẩm. Thức ăn sãn Thời hạn bảo quản của các loại thực phẩm ăn sẵn trong quá trình bảo quản lạnh được xác định bởi mức độ thay đổi oxi hóa và phát triển của vi sinh vật. Nhằm giảm bớt các phản ứng có hại trong đồ ăn nhanh, vật liệu bao gói phải có khr năng thấm oxi và hơi nước thấp. Bao gói bằng khí quyển đối với N 2 thay cho O 2 và CO 2 nhằm ứng chế vi sinh vật thường hay được áp dụng nhất. Sản phẩm bơ sữa Sữa, kem và các sản phẩm lên men từ sữa hầu hết các loại phomat đều cần bao gói thấm ít O 2 nhằm tránh quá trình oxi hóa và sự phát triển của vi sinh vật không mong muốn. Tỷ lệ CO 2 /O 2 cao cần thiết để tránh bao gói không bị phồng. Phomat mốc thì cần thông thoáng không khí để thúc đẩy sự phát triển của nấm mốc. Trong đó phomat làm chín bằng nấm mốc bề mặt cần hạn chế lượng O 2 để giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn thủy phân protein kị khí. Ánh sáng có thể khơi màu quá trình oxi hóa của chất béo trong sản phẩm bơ sữa và làm mất màu, mất chất dinh dưỡng và tạo mùi không mong muốn thẩm chí ngay cả ở nhiệt độ trong ngăn đá tủ lạnh. Ngoài ra các sản phẩm bơ sữa phải được bảo vệ để tránh bay hơi nước hoặc hấp thụ mùi từ môi trường xung quanh. Đồ uống Yếu tố hạn chế thời hạn bảo quản của đồ uống bao gồm sự phát triển của các loại vi khuẩn, sự oxi hóa các thành phần hương thơm, chất dinh dưỡng và chất màu, quá trình nâu hóa các phi enzim và trong trường hợp đồ uống có gaz là chất thoát khí CO 2 . Do đó, yêu cầu đối với vật liệu bao gói các loại đồ uống là độ thấm O 2 , CO 2 (đối với đồ uống có gaz) và ánh sáng thấp. Ngoài ra, tính chất chắn hơi nước cao đối với đồ uống chứa axit thì vật liệu bao gói phải chịu được axit. Hoa quả và rau tươi Rau quả tiếp tục hô hấp, thoát hơi nước và tạo các hoocmon gây chín, etylen, sau khi thu hoạch làm cho nồng độ CO 2 , O 2 , H 2 O và etylen có thể thay đổi theo thời gian bên trong các túi bảo quản. Sự thay đổi thành phần có thể ảnh hưởng tích cực tới màu sắc và mùi vị sản phẩm hay có thể cũng gây ảnh hưởng có hại tới cấu trúc, màu sắc, thời hạn bảo quản và chất lượng dinh dưỡng. Việc giảm tốc độ hô hấp và thoát hơi nước trong quá trình bảo quản ngắn hạn có thể thực hiện được bằng cách kiểm soát các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, thành phần khí (etylen, CO 2 , O 2 ), ánh sáng hoặc bổ sung các loại phụ gia thực phẩm và xử lý như phủ sáp và chiếu xạ. Hư hỏng vật lý (khuyến tật bề mặt, va đập nhẹ) có thể kích thích quá trình hô hấp và sản sinh ra khí etylen do đó làm tang quá trình lão hóa. Việc lựa chọn vật liệu bao gói phức tạp do nó phụ thuộc vào tốc độ hô hấp và thoát hơi nước riêng của các sản phẩm khác nhau. Một vật liệu bao gói lý tưởng phải có khả năng thấm để duy trì quá trình hô hấp trong sản phẩm sao cho cân bằng khí quyển (tỷ lệ CO 2 /O 2 ) bên trong vật liệu bao gói là tối ưu. Vật liệu bao gói phải giữ được mùi vị mong muốn, ngăn chặn được quá trình mất mùi, tránh được ánh sáng và chống lại các hư hỏng cơ học. Thức ăn nhẹ Hầu hết các kiểu hư hỏng thường thấy ở đồ ăn nhẹ là mất độ giòn và tang lượng mỡ ôi. Do vậy, độ thấm hơi nước và oxi thấp là tối quan trọng. Độ bền cơ học thường cần thiết cho sản phẩm ăn nhẹ để ngăn cản sự vỡ vụn của sản phẩm. Sản phẩm đông lạnh Hầu hết các kiểu hư hỏng thường thấy của thực phẩm đông lạnh là sự phân hủy của chất màu, giảm hàm lượng vitamin và oxi hóa lipit. Do đó, vật liệu bao gói cho sản phẩm đông lạnh cần phải có tính chắn O 2 và ánh sáng để chống lại quá trình oxi hóa. Ngoài ra, tính chất hơi nước cao cũng cần thiết để giảm khả năng hút ẩm. Sản phẩm khô Các yếu tố quan trọng nhát ảnh hưởng đến thực phẩm khô trong quá trình bao gói thực phẩm là mất độ giòn, quá trình oxi hóa chất béo làm xuất hiện mùi ôi. Các kiểu hư hỏng khác tùy thuộc vào từng sản phẩm bao gồm quá trình oxi hóa các vitamin, sụ vỡ vụn của sản phẩm, mất hương thơm, mất mùi, phát triển của nấm mốc và sự ôi thiu,… Chính vì vậy vật liệu bao gói với tính chất chắn ẩm, oxi hóa và ánh sáng cao, độ bền cơ lý cao là tối cần thiết. 2. Vật liệu làm màng bao thực phẩm Trên cơ sở phương pháp sản xuất, các vật liệu polyme sinh học được chia thành ba nhóm chính sau: Polyme được tách trực tiếp từ các nguồn tự nhiên (chủ yếu là thực vật) ví dụ như các polysaccarit (tinh bột, xenluloza) và protein (như casein, gluten của bột mỳ). Polyme được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học từ monome. Ví dụ, vật liệu polylactat là một polyeste sinh học được polyme hóa từ monome axit lactic. Các monome này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các cacbon hyđrat tự nhiên. Polyme được sản xuất nhờ vi sinh vật hoặc vi khuẩn cấy truyền gen. Vật liệu polyme sinh học điển hình nhất trong trường hợp này là polyhyđroxy - alkanoat; chủ yếu là polyhyđroxybutyrat (HB) và copolyme của HB và hyđroxy- valerat (tên thương mại là biopol). 2.1. Màng polysaccharide 2.1.1. Màng tinh bột 2.1.1.1. Nguyên tắc Giống như các chất cao phân tử khác, tinh bột có khả năng tạo màng tốt. Để tạo màng các phân tử tinh bột (Amiloza và Amilopectin) sẽ dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước. Có thể thu được màng từ dung dịch phân tán trong nước. Màng thu được từ thể phân tán trong nước thường dễ dàng tan ra trong nước. 2.1.1.2. Tính chất của màng Màng tinh bột không mùi, không màu, không vị, có khả năng bán thấm CO 2 và ngăn O 2 tốt. Màng được tạo từ tinh bột thường dễ vỡ và có tính chất cơ học kém vì liên kết chủ yếu trong màng là liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl. Để khắc phục vấn đề này, người ta thường bổ sung thêm phụ gia hoặc dùng phương pháp biến hình tinh bột. Tỷ lệ amylose/amylopectin có ảnh hưởng đến đặc tính của màng. Tỷ lệ amylose cao sẽ cải thiện được tính chất cơ học của màng vì cấu trúc phân nhánh amylopectin gây cản trở đến quá trình hình thành màng. Vì màng tinh bột có tính thấm nước nên khi độ ẩm tương đối thay đổi thì các tính chất của màng cũng thay đổi theo. Ví dụ như khả năng ngăn ẩm giảm khi độ ẩm tương đối tăng. 2.1.1.3. Phương pháp tạo màng Cho tinh bột phân tán trong nước đến một nồng độ nhất định không quá đặc hoặc không quá loãng, hồ hoá sơ bộ để tạo ra một độ nhớt nhất định. Khuấy thật kỹ, rót dung dịch tinh bột thành lớp mỏng lên bề mặt kim loại phẳng và nhẵn được gia nhiệt thích hợp. Để màng khỏi bị dính lại sau khi khô, có thể phết một ít parafin để trơ hoá bề mặt kim loại. Các giai đoạn hình thành màng : Giai đoạn 1: Từ bề mặt nước bốc hơi, nồng độ tinh bột tăng lên, các hạt tinh bột dịch gần nhau, hướng từ biên vào tâm dưới tác dụng của dòng môi trường phân tán sắp xếp lại thành lớp đơn hạt đặc. Giai đoạn 2: Nước nằm giữa các hạt tiếp tục bốc hơi. Các hạt tiếp xúc nhiều hơn và bị biến dạng. Sức căng bề mặt lúc này có vai trò rất lớn, có khuynh hướng làm căng bề mặt của hệ thống. Mức độ biến dạng của các hạt phụ thuộc vào modun và độ nhớt của chúng. Có thể thêm vào các chất hoá dẻo để tạo màng có độ đồng thể hơn. Giai đoạn 3: Khi tiếp xúc với nhau các hạt bắt đầu thể hiện lực cố kết. Các tính chất cơ lý của màng sẽ phụ thuộc vào các hiện tượng xảy ra trong giai đoạn này. Khi khô thể tích của màng bị giảm, dẫn đến sự co ngắn về chiều dày và xuất hiện ứng suất nội. Sự co ngắn màng càng lớn khi nồng độ tinh bột càng nhỏ và sự hydrat hoá càng cao. Do đó người ta thường thêm vào các chất pha loãng để làm giảm sự hydrat hoá. Màng thu được từ dung dịch có nồng độ thấp tốc độ bay hơi lớn, mạch phân tử tinh bột được định hướng một cách mạnh mẽ, thường có độ bền cao nhưng ứng suất nội lớn. Khi làm khô chậm, màng kém bền hơn tuy nhiên lại không có ứng suất nội. Vì vậy tốc độ bốc hơi nước phải được điếu chỉnh hợp lý bằng cách thay đổi nhiệt độ, thay đổi tốc độ chuyển dịch và trao đổi không khí, thay đổi độ nhớt và nồng độ tinh bột trong dung dịch. Khi thay đổi các thông số này ta sẽ thu được màng có cấu trúc và tính chất khác nhau. Quá trình bốc hơi nước từ màng xảy ra theo 5 giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Nứơc nhiều nên sự bốc hơi nước xảy ra từ bề mặt tự do của chất lỏng. Áp suất hơi bão hoà là trở ngại duy nhất cho sự bốc hơi. Giai đoạn 2: Trên bề mặt màng tạo ra lớp thể gel nhớt , nước phải thắng trở lực của lớp này. Giai đoạn 3: Hình thành cấu trúc. Giai đoạn 4: Bốc hơi của nước sonvat hoá là nước liên kết vững hơn với tinh bột. Ngoài ra nước phải thắng trở lực của lớp màng đã tạo thành. Giai đoạn 5: Do kết quả của sự bốc hơi màng đã tạo ra. Để thu được màng tinh bột có tính chất đàn hồi cao ngưới ta có thể thêm các chất hoá dẻo để chúng làm tăng khoảng cách giữa các phân tử, làm giảm lực Van der Waals do đó làm yếu lực cố kết nước và làm tăng động năng của các phân tử. Chất hóa dẻo thường cùng bản chất hoá học nhưng có trọng lượng phân tử bé hơn. Vì vậy màng tinh bột thực phẩm người ta hay dùng glixerin làm chất hoá dẻo. Cũng có thể thu được màng tinh bột từ dung dịch tinh bột hoà tan trong kiềm sau đó tái sinh lại. 2.1.1.4. Ứng dụng của màng tinh bột trong thực phẩm Màng cải thiện bề mặt sản phẩm Đối với một số loại kẹo như chocolate nhân đậu phộng, kẹo dẻo… người ta thường phủ một lớp màng shellac để tạo bột bóng, tránh trầy xước khi kẹo cọ xát vào nhau. Có thể thay thế lớp shellac bằng bột lớp màng tinh bột (dextrin) chứa nước. Tuy nhiên có một số khó khăn, để màng này bám chặt vào bề mặt sản phẩm sau khi làm bay hơi thì cần bổ sung thêm các chất hoạt động bề mặt. Màng tạo vị Màng tạo vị có thể chia thành 2 loại cơ bản sau: một loại có hương vị tương tự như sản phẩm, góp phần làm tăng hương vị cho sản phẩm; một loại có hương vị tương phản với sản phẩm, tạo cảm giác mới lạ cho sản phẩm. Nếu màng được ứng dụng để kéo dài hạn sử dụng thì màng tạo vị sẽ nhanh chóng giải phóng mùi vị khi thực phẩm được đưa vào miệng. Ứng dụng này thường nhằm mục đích che đậy những hương vị không mong muốn. Màng ngăn Oxi Về đặc tính ngăn oxi, màng tinh bột có thể sánh ngang với những màng khác. Bằng cách tạo màng ngăn giữa oxi không khí và thực phẩm thì có thể kéo dài hạn sử dụng. Màng này rất có ý nghĩa đối với thực phẩm có hàm lượng dầu cao; vì các thực phẩm này dễ bị ôi hóa bởi oxi không khí. Khi sử dụng màng ngăn oxi cho các sản phẩm có màu và mùi tan trong chất béo cũng góp phần hạn chế sự tổn thất các chất ra môi trường bên ngoài. Màng ngăn ẩm Tinh bột có thể được sử dụng để tạo màng ngăn ẩm vì tinh bột có khả năng chuyển dịch ẩm chậm. Màng tinh bột có bổ sung natri caseinate làm giảm quá trình vận chuyển ẩm cũng như các tính chất cơ lý của màng. Các sản phẩm bánh kẹo chocolate cần phủ một lớp màng tinh bột để ngăn dầu lạ xâm nhập vào chocolate, làm chocolate mềm và xuất hiện vết đốm. Đồng thời màng cũng bảo vệ bề mặt các sản phẩm có hàm lượng béo cao và hạn chế sự dịch chuyển của các chất béo lên bề mặt. Để tăng cường khả năng bảo vệ của màng, người ta bổ sung các chất chống oxi hóa. Ví dụ có thể bổ sung SO 2 vào màng maltodextrin để tăng khả năng bảo vệ màng cho táo và mơ sấy khô. Màng kết dính Dung dịch tạo màng này như keo hồ có khả năng kết dính các thành phần trong thực phẩm lại với nhau. Các sản phẩm snack sau khi phun dầu, người ta sẽ phủ lên một lớp gia vị. Lớp gia vị này rất dễ rơi khỏi bề mặt sản phẩm. Để phủ gia vị lên người ta sử dụng màng kết dính như maltodextrin. Độ kết dính tăng, kéo theo độ hút ẩm và độ dẻo của màng cũng tăng. Bên cạnh việc giữ cho gia vị dính vào thực phẩm, màng còn hạn chế gia vị dính vào tay. Trong các sản phẩm bánh mì người ta cũng dùng màng kết dính để dính hạt mè (vừng) lên bề mặt. 2.1.2. Màng Chitosan 2.1.2.1. Nguồn gốc của chitosan Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tan được trong dung dịch axit. Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza, cả chitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm. Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp. Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác (tôm, cua). Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thế giới là 5,11 triệu tấn/năm. Vì vậy việc chế biến màng bảo quản chitosan đã giải quyết phần nào lượng chất thải trên, tương lai cho thấy tiềm năng phát triển của loại màng này là rất cao. 2.1.2.2. Đặc tính của chitosan • Là polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. • Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. • Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị. • Không tan trong nước, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit loãng (pH6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311 0
là lớp màng chitosan có những tính năng mới ưu việt. 2.1.2.5. Ứng dụng của chitosan • Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như đào, dưa chuột, đậu, quả kiwi v.v • Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: y học, xử lý nước thải, công nghiệp nhuộm, giấy, mỹ phẩm, thực phẩm 2.1.2.6. Ưu điểm của màng chitosan • Dễ phân huỷ sinh học. • Vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan. • Tận dụng phế thải trong chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm ở nước ta. Thành công này còn góp phần rất lớn trong việc giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do các chất thải từ vỏ tôm gây ra. 2.2. Màng protein 2.2.1. Bản chất của màng protein Tạo màng là kết quả của quá trình tương tác giữa các chuỗi protein thông qua các tương tác điện, liên kết hydro, lực liên kết Van der waals, liên kết cộng hóa trị, cầu nối disunfua… Các protein có khả năng tạo màng khi trong cấu trúc của nó có các tính chất trên. Protein có khả năng tạo màng khi thành phần của nó có chứa các acid amin như: acid amin không phân cực, acid amin phân cực, acid amin mang điện tích. 2.2.2. Cấu tạo – tính chất của màng protein Màng bọc thực phẩm và màng phủ thực phẩm được tạo nên từ 3 thành phần chính: protein, chất dẻo, dung môi. Tính chất của màng phụ thuộc vào các đặc tính của protein, các acid amin cấu tạo, thể của protein hoặc chất dẻo, hình dạng các chất, các yếu tố trong quá trình chế biến như: nhiệt độ, pH, lực hút ion, loại muối, lực cắt… Màng protein có tính chất thấm nước tương đối cao, gấp từ 2 – 4 lần so với vật liệu protein bao gói thông thường như: PE, PP, PVC, polyeste. Mặt khác, màng từ colagen glutein lúa mì, zein ngô, đạm đậu nành và protein váng sữa thường có tính chất chắn O 2 trong môi trường có độ ẩm tương đối thấp. 2.2.3. Các loại màng protein Màng protein từ động vật Casein (protein từ sữa) Whey protein (protein từ sữa) Protein từ thịt Phôi nhũ của trứng Feather keratin (Protein từ lông, vảy, sừng) Màng protein từ thực vật Protein lúa mì Protein đậu nành Protein zein (protein từ ngô) 2.2.4. Ứng dụng của màng protein trong thực phẩm Các màng bao có bản chất protein được sử dụng rộng rãi trong đời sống. Màng bao được dùng trong nhiều ngành công nghệ sản xuất khác nhau, tùy vào bản chất của từng loại protein tạo màng mà ta sử dụng từng loại màng phù hợp. Màng protein được sử dụng trong thực phẩm, y dược… Màng Zein Thường dùng bọc cà chua nhằm trì hoãn sự thay đổi màu sắc, giảm khối lượng. Màng Zein có chứa dầu thực vật, acid citric và chất chống oxi hóa để ngăn chặn mùi hôi của hạt, ngăn chặn sự thoát hơi nước. Đối với táo, lê thì màng Zein có tính chất như sau: quá trình hô hấp tăng nhưng giảm sự héo, bay hơi nước trong quá trình bảo quản. Màng Zein có cấu tạo: 10% Zein, 10% propylene glycon hòa tan trong rượu. Tùy từng loại trái cây mà ta có màng bao bọc khác nhau, màng Zein dễ biến thành màu trắng khi tiếp xúc với nước. Màng gluten và protein đậu nành Có nhiều trong lúa mì, ngô… gluten tạo màng có tính chất đặc biệt ngăn cách được CO 2 . Khi gluten biến tính thì hình thành cầu nối disunfua tạo bởi các acid amin như cyteine. Sử dụng màng này để bảo quản trái cây và rau, ngăn chặn sự giảm chất lượng thực phẩm, ngăn chặn sự suy giảm chất béo. Trong đậu nành cũng có lượng lớn cysteine, có thể hình thành cầu nối disunfua nên có tính chất dẻo dai. Dùng làm màng táo lát, khoai tây nhằm giảm độ thấm hơi nước và oxi. Màng Whey (protein từ sữa) Có chứa nhiều B-lactoglobulin, khi gia nhiệt B-lactoglobulin bị biến tính, giãn mạch, sắp xếp lại mạch, hình thành cầu nối disunfua tạo màng không hòa tan. Màng tạo thành từ protein sữa được sử dụng rộng rãi làm màng bao trái cây để chế biến. Màng collagen Dùng để bọc xúc xích, jam bông, xúc xích hun khói… 2.3. Màng lipid 2.3.1. Màng bán thấm làm từ chất béo Màng bán thấm làm từ chất béo đã được sử dụng từ hơn 800 năm. Màng bán thấm lipid được sự dụng bởi chúng có tính kị nước cao vì thế có tác dụng là một barie ngăn chặn sự mất nước. Ngoài khả năng hạn chế mất nước màng lipid còn có làm giảm hô hấp nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản cũng như cải thiện chất lượng cảm quan bên ngoài cho rau quả bằng cách tạo một lớp vỏ sangs bóng. Màng lipid có thể được làm từ nhiều loại lipid khác nhau bao gồm acetyl monoglycerides, wax và chất bề mặt. Màng bán thấm lipid còn được chia thành nhiều nhóm nhỏ sau: Màng làm từ sáp (wax) hoặc dầu: Màng sáp hoặc dầu bao gồm paraffin, sáp ong, sáp polyethylene và dầu khoáng. Paraffin được làm từ dầu thô và dùng để bao bọc rau quả dạng thô (chưa qua sơ chế). Hiện còn có cả paraffin tổng hợp được làm từ xúc tác polymer hóa ethylene. Cả 2 loại paraffin tổng hợp và tự nhiên đều được tổ chức thuốc và thực phẩm Hoa kỳ cho phép sử dụng như là một chất phụ gia thực phẩm sau khi vượt qua một vài chỉ tiêu nhất định về khả năng hấp thụ tia cực tím và trọng lượng phân tử. Màng bán thấm làm từ axit béo và monoglyceride: Axit béo và monoglyceride được sử dụng trong màng bàn thấm như là chất gây nhũ hóa. Axit béo có thể được chiết suất từ dàu thực vật trong khi đó monoglyceride được tạo thành bởi việc trans-ester hóa glycol và triglycerides. Rượu mạch dài cũng được sử dụng do có tính kị nước và nhiệt độ nóng chảy cao. 2.3.2. Dung dịch nhũ tương (Emulsion) Sử dụng dung dịch nhũ tương sáp để bao bọc là một ý tưởng khá mới. Dung dịch màng có khả năng ngăn cản mất nước tốt tuy nhiên lại không đem lại cho sản phẩm độ bóng bên ngoài. Nhiều chất nhũ hóa sử dụng trong dung dịch màng sáp đều có nguồn gốc từ glycerol và axit béo.Chất nhũ tương đã được thương mại hóa là polyglycerols-polystearate. Màng bao dạng nhũ tương còn có thể được chia thành loại nhũ tương lớn và nhũ tương nhỏ. Nhũ tương lớn là loại có kích thước hạn 2 x 103 – 2 x 105 angstrom trong khi nhũ tương hạt nhỏ có kích thước 1000-2000 angstrom. 2.3.3. Màng hỗn hợp và màng kép Một lớp màng ăn được muốn có khả năng ngăn chặn mất nước thì cần phải tạo thành một lớp màng lipid kép. Sự hình thành màng lipid kép trên bề mặt không đồng đều, xốp là rất khó bởi lẽ lipid có thể thấm vào qua bề mặt thực phẩm. Để giải quyết vấn đề trên người ta đã nghiên cứu và xây dựng nên phương pháp “hai bước” theo đó lớp màng nền được tạo ra trước và bao bọc bề mặt thực phẩm sau đó lớp màng lipid được tạo lên trên đó. Lớp nền có tác dụng giữ cho lớp màng lipid ổn định trên bề mặt thực phẩm. Lớp màng nền thường sử dụng là protein và phải có độ keo nhất định để có thể tồn tại trên bề mặt thực phẩm. 2.3.4. Ứng dụng của lipid trong tạo màng thực phẩm Lipid ứng dụng trong tạo màng thực phẩm bao gồm sáp, acylglycerol (nguồn gốc từ thực vật hoặc động vật). Do lipid có tính kị nước và có cấu trúc tinh thể chặt chẽ nên chúng dùng làm màng ngăn tránh sự thoát hơi ẩm. Tuy nhiên, hiệu quả của nó còn tùy thuộc vào từng dạng lipid, cấu tạo hóa học, sự sắp xếp hóa học, tính phân cực/tính kị nước, trạng thái vật lý (rắn hay lỏng) và sự tương tác của nó với các thành phần khác (như là protein và polysaccharide). Lớp màng lipid thiếu đồng nhất và bám dính như các bề mặt ưa nước, lipid còn được kết hợp với protein và polysaccharide trong việc sản xuất hỗn hợp màng phủ và phim để cải thiện tính năng ngăn ẩm và làm tăng tính đàn hồi. Nó còn được sử dụng như chất bôi trơn hay dầu bôi trơn để ngăn cản màng thực phẩm dính vào nhau hay dính với các bề mặt khác như vật liệu bao gói. Hệ nhũ tương nước trong dầu từ mỡ động vật hoặc dầu thực vật đã được sử dụng như lớp màng phủ bảo vệ mang lại hương vị cho sản phẩm thịt và gia cầm. Màng nhũ tương rất hiệu quả trong việc bảo vệ thịt gà đông lạnh và thịt sườn heo khỏi sự mất nước. 3. Tính chất vật lý của màng bao thực phẩm 3.1. Độ bền cơ học Độ bền cơ học là khả năng chống lại các tác động cơ học. Độ bền cơ học của các màng bao thực phẩm phụ thuộc vào loại nguyên liệu, thành phần nguyên liệu, công nghệ chế tạo, cấu tạo, hình dạng và bề dày của màng bao. Màng bao thực phẩm là màng mỏng được thiết kế với bề dày không quá 0.025 mm hay 0.001 inch. Độ bền cơ học của các màng bao thực phẩm được xác định thông qua lực cơ học tác động lên màng bao. • Lực bền kéo căng: Là lực để kéo dãn và làm đứt gãy vật liệu trên một đơn vị diện tích. Bảng 3.1. Giá trị lực bền kéo của một số loại vật liệu màng bao bảo quản thực phẩm theo Phương pháp MAP. Vật liệu màng Giá trị độ bền lực kéo (kg/cm 2 ) Màng PE ( polyetylen) LDPE( low density PE): 120-150 HDPE(high density PE): 200-220 Màng PP (polypropilen) 300 Màng PP định hướng hoặc polyeste \>400 |
