Issuu

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG MỞ ĐẦU Trong xã hội ngày nay, bao bì được sử dụng phổ biến để chứa đựng tất cả các loại hàng hóa trong quá trình bảo quản, vận chuyển, phân phối và kiểm tra. Bao bì có

tác dụng bảo vệ chất lượng hàng hóa từ khi sản xuất, đến trao đổi thương mại và tiêu thụ, mang lại sự trật tự, hiệu quả kinh tế và thể hiện sự tiến bộ của xã hội.

Theo thống kê sơ bộ của Bộ Tài nguyên Môi trường, trung bình 1 ngày, 1 người

U Y

tiêu dùng phải sử dụng ít nhất một chiếc túi nilon. Thời gian để phân huỷ những chiếc nylon này là khoảng 50 năm sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường. Nhựa nhiệt dẻo phải mất từ 10 tới 30 năm, thậm chí là một thế kỷ, mới có thể phân huỷ. Nếu mang

ẠO

đốt, chúng sẽ gây ô nhiễm không khí. Trong khi đó, chôn lấp sẽ rất tốn đất và ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm. Hoạt động tái chế cần đầu tư thiết bị máy móc đắt tiền, hiệu quả kinh tế thấp. Chỉ riêng năm 1996, thế giới sử dụng 150 triệu tấn nhựa nhiệt dẻo. Chính vì những lý do trên mà nhiều nước trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

polymer tự phân huỷ kể từ những năm 1980 để sử dụng trong nông, lâm nghiệp, chế biến thực phẩm (bao túi đựng thực phẩm) và y tế (màng mỏng phủ vết bỏng và

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

polymer để gắn xương). Năm 1980 trên thế giới mới chỉ có 7-12 sáng chế trong ngành này. Tuy nhiên, con số đó đã tăng lên 1.500 trong 10 tháng đầu năm 2003. Hiện Mỹ đã thay thế 30% nhựa nhiệt dẻo bằng polymer tự phân huỷ.

Hình 1 :Xử lý bao bì sau khi sử dụng 1 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Người Mỹ sử dụng 1901bs nhựa mỗi năm, trong đó khoảng 60lbs thì được dùng để đóng gói và sẽ được bỏ đi ngay sau khi bao bì được mở. Nhiều vật liệu plastic sẽ được bỏ trong nơi đổ rác và là nơi mà chúng tồn taị hàng nhiều thế kỉ ở đó. Sự phát triển dân số liên quan đến vấn đề rác thải và nhu cầu phát triển các vật liệu có tính

chống dỡ tốt hơn, dẫn đến việc ra đời các công ty nghiên cứu và chế tạo ra các vật liệu polyme phối trộn từ nguồn nông nghiệp. Chúng ta tin tưởng rằng vật liệu polyme sinh học sẽ có tiềm năng lớn trong thị trường đóng gói thực phẩm trong 10 năm tới. Sự có

U Y

mặt của nó góp phần làm giảm đi sự phụ thuộc vào dầu mỏ nước ngoài và chúng ta sẽ

giải quyết được vấn đề môi trường do nguyên liệu plastic gây ra. Trong những năm gần đây, các quốc gia có các đạo luật như: các cơ sở xản xuất phải có trách nhiệm với các sản phẩm do mình làm ra ở giai đoạn cuối vòng đời của nó, chính sách giao vấn đề

Hình 2: Rác thải và bao bì đã qua sử dụng

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

quản lý chất thải cho các nhà sản xuất, giới hạn lượng bao bì đóng gói thực phẩm, khuyến khích các chính quyền sử dụng vật liệu sinh học. Những chính sách này giúp cho việc tạo ra môi trường phát triển cho vật liệu sinh học.

2 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ BAO BÌ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Trong ngành công nghệ thực phẩm việc sử dụng bao bì để bao gói là một yêu

cầu tất yếu và phổ biến. Hiện nay trong bao gói thực phẩm người ta sử dụng nhiều loại bao bì khác nhau như: bao bì giấy, bao bì kim loại, bao bì thủy tinh, bao bì chất dẻo,.. mỗi loại có một đặc tính và ưu, nhược điểm khác nhau. Trong đó bao bì chất dẻo rất

U Y

thông dụng và chiếm ưu thế. Bao bì chất dẻo dễ gia công và sản xuất, nhẹ, cách điện và cách nhiệt tốt, có độ bền cơ học cao và đặc biệt là rất tiện lợi khi sử dụng. Tuy

nhiên nhược điểm của nó là phân hủy trong môi trường tự nhiêu rất chậm.

ẠO

Mặc dù đã có nhưng khuyến cáo về vấn nạn ô nhiễm do bao bì nhựa mạng lại

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

và đã có các loại bao bì giấy thay thế, nhưng con người không thể phủ nhận sự tiện lợi của bao bì nhựa và tiếp tục sử dụng bất chấp lời cảnh báo "Một thời gian đến chúng ta sẽ đi lại trên các đống rác bao bì".

TR ẦN

Các loại bao bì bằng nhựa như PE, PP, PVC, PS … gọi chung là polyolefin. Việc sử dụng các loại nhựa đặc biệt là nhựa olefin tăng đáng kể trong những thập niên gần đây vì chi phí thấp tính chất cơ lý tốt. Nhưng vấn đề môi trường cũng là thách thức

khi đẩy mạnh sử dụng loại nhựa này. Bởi vì các loại nhựa olefin không dễ dàng phân

10 00

hủy trong môi trường tự nhiên, quá trình phân hủy có thể tính bằng đơn vị thế kỷ. Polyolefin phân hủy được tạo ra nhầm đáp ứng hai yêu cầu: Hàng hóa để phục vụ đời sống

Khi phân hủy nhựa đến sản phẩm cuối cùng phải không độc hại với môi trường.

ÁN

-L

Í-

Vấn đề môi trường liên quan đến việc quá lệ thuộc vào bao bì polyolefin đã khiến cộng đồng các nước trên thế giới lo ngại. Hiện nay vấn đề xử lý các loại rác thải bằng nhựa chủ yếu là đốt, trôn và tái chế. Tuy nhiên 3 phương pháp này điều mang đến rủi ro cao như khi đốt polyolefin sẽ sinh ra lượng bụi và CO2 lớn, chôn sẽ gây cho

IỄ N

ÀN

đất bạc màu, tái chế nhiều lần thì các loại bao bì sẽ không còn tính cơ lý tốt như ban đầu. Hiện nay các nhà khoa học đã tìm và quan tâm chế tạo các loại bao bì polyolefin phân hủy sinh học (giảm cấp sinh học - Oxo-biodegradation) . Polyme được xem như là “xanh” thì phải thỏa mãn 2 yếu tố: Một là chúng phải được tạo ra từ những nguồn nguyên liệu có thể tái tạo, làm đổi mới lại được như: cây trồng,... Hai là chúng phải trở thành phân bón khi phân hủy. 3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Hai điều kiện này thì không phụ thuộc vào nhau. Có 2 loại polyme tự nhiên và

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

tổng hợp. Polyme tự nhiêu được tạo ra từ các nguồn có thể hồi phục lại được: tinh bột, cellulose và polyme tổng hợp thì dựa vào các chế phẩm của công nghiệp dầu mỏ.

10 00

Hình 1.1: Vòng đời của các polyme phân hủy sinh học 1.2 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI

1.2.1 Định nghĩa

Bao bì là vật dụng chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành những đơn vị để bán.

ÁN

-L

Í-

Bao bì có thể gồm nhiều lớp bao bọc, có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm. Bao bì phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, có thể phân phối lưu kho, kiểm tra và thương mại một cách thuận lợi. Tự hủy thông thường: là quá trình phân rã vỡ vụn bao bì nhựa ( có nguồn gốc từ dầu mỏ) từ mảnh lớn thành nhiều mảnh nhỏ không có lợi cho môi trường do khó thu gom và không làm bồi bổ cho đất.

IỄ N

ÀN

Bao bì tự hủy được chia làm hai loại: tự hủy thông thường và tự hủy sinh học

Tự hủy sinh học: là quá trình pân hủy triệt để bao bì nhựa (từ nguyên liệu nhựa có nguồn gốc thực vật) do tác động của vi sinh vật và độ ẩm thành phần hữu cơ.

Polyme phân hủy sinh học là những polyme có khả năng phân hủy thành những phân tử đơn giản như CO2, nước, CH4 , các hợp chất vô cơ hoặc sinh khối, dưới tác

4 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

động của một số yếu tố, trong đó chủ yếu bởi vi sinh vật khi chôn, ủ trong môi trường tự nhiên. Có số mắt xích cơ bản trong một phân tử polyme nhỏ hơn 5000.  Sự khác nhau của polyme phân hủy sinh học và polyme không phân hủy sinh học:

Không phân hủy được.

N Ơ

Phân hủy được.

Polyme không phân hủy sinh học

Polyme phân hủy sinh học

hóa chất, môi trường kém.

Cơ tính tốt, chịu nhiệt, hóa chất,

môi trường tốt.

Không tái chế được

Có thể tái chế được

www.daykemquynhon.ucoz.com

Cơ tính không cao, chịu nhiệt,

ẠO

U Y

- Sản xuất từ nguyên liệu thân - Chủ yếu từ các nguồn tài nguyên thiện môi trường: tinh bột, xenlulozo… không tái tạo được

Hình 1.2: Bao bì thực phẩm và bao bì sinh học

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Bảng 1: Sự khác nhau của polyme phân hủy sinh học và polyme không phân hủy sinh học

1.2.2 Phân loại

IỄ N

ÀN

Trên cơ sở phương pháp sản xuất, nói chung các vật liệu polyme sinh học dùng để sản xuất bao bì tự hủy gồm 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, cellulose, chitin, chitosan,..) và protein ( như casin, gluten của bột mì) - Polyme được sản xuất từ bằng phương pháp tổng hợp hóa học từ monome. Ví dụ: vật liệu polylactat (PLA) là một polyeste sinh học được polyme hóa từ monome 5

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

acid lactic. Các monome này được sản xuất nhờ phương pháp lên men các carbohydrate tự nhiên. - Polyme 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 polyhydroxy-alkanoat (PHA): chủ yếu

là polyhydroxybutyrat (PHB) và copolyme của PHB và hydroxy-valerat.

Cả ba loại polyme sinh học nói trên đều có tiềm năng làm nguồn vật liệu cho bo bì trong tương lai gần và sẽ thay thế các loại bao bì vật liệu polyme hiện tại có nguồn

U Y

gốc dầu mỏ như: PE, PS, PP, PC,..

1.3 ĐẶC TÍNH

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

Bao bì từ vật liêu sinh học phải đáp ứng được các tiêu chuẩn như: tính chống chấm (nước, khí, ánh sáng, mùi), đặc tính quang học( trog suốt,..), tính co giãn, có thể đóng dấu hoặc in ấn dễ dàng, kháng nhiệt và hóa chất. Tính ổn định cũng như thân thiện với môi trường và có giá cả cạnh tranh. Hơn nữa, bao bì phải phù hợp với quy

H Ư

định về bao bì thực phẩm.

TR ẦN

Đặc tính của bao bì thực phẩm thể hiện qua ba chức năng quan trọng sau: - Tương tác giữa bao bì và thực phẩm phải đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm. Thông tin, giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng.

Thuận tiện trong phân phối, lưu kho, quản lí và tiêu dùng.

10 00

Í-

Bao bì vật liệu sinh học có thể tự phân hủy trong tự nhiên, vì vậy không ảnh hưởng đến môi trường. Nhờ không sử dụng hóa chất tổng hợp, bao bì vật liệu sinh học sẽ an toàn đối với thực phẩm và sức khỏe con người.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Hình 1.3: Quá trình tự hủy của bao bì sinh học

6 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

U Y

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

Hình 1.4: Cái ly từ vật liêu sinh học tự phân hủy sau 1, 15, 30 và 50 ngày

7 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 2: VẬT LỆU TỪ TINH BỘT 2.1

VẬT LIỆU TỪ TINH BỘT

2.1.1 Sự tạo thành tinh bột.

Đây là polymer rất phổ biến trong tự nhiên, là sản phẩm của quá trình quang hóa trong tự nhiên.

Trùng ngưng:

U Y

C6H12O6  (C6H12O6)n + 3nH2O.

Tinh bột được biết đến như là nguồn thực phẩm dinh dưỡng quan trọng cho con

ẠO

người và các loài sinh vật. Đây là nguồn nguyên liệu phong phú, có sẵn và rẻ tiền. Trong tự nhiên tinh bột có nhiều ở ngũ cốc, một số loại củ và một số loại đậu.

Hạt tinh bột có thể được kết hợp với plastic truyền thống, đặc biệt kết hợp với

Hình 2.1: Sự tạo thành tinh bột

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

polyfins. Khi đó plastic sẽ được phân hủy bởi vi sinh vật, vi sinh vật sẽ sử dụng tinh bột làm tăng độ xốp tạo khoảng trống làm mất tính nguyên vẹn của mạng plastic.

Về bản chất tinh bột là những hạt có cấu trúc tinh thể dạng hạt d = 15-100μm. Tinh bột bao gồm 2 thành phần chính là amilozo và amylopectin với tỉ lên amilozo/amilopecitn = ¼, liên kết với nhau chủ yếu bằng liên kết α-D-1,4 glucozit.

2.1.1.1 Amylose Amylose: là polymer mạch thẳng, M= 105-106 g/mol, chiều dài trung bình từ 500-2000 đơn vị glucozo. Ở dạng tinh thể amilozo có cấu trúc xoắn ốc. 8 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Tính chất của amilozo: dễ thoái hóa trong nước, tan trong formandehyt, cloralhydrat, nước, mềm dẻo, nhiều nhóm OH, tạo được liên kết hydro giữa các mạch, làm giảm ái lực giữa amilozo với nước, kết tinh tốt.

2.1.1.2 Amylopectin Amylopectin: là polymer mạch nhánh, có khối lượng phân tử 107-109 g/mol , cấu trúc mạch nhánh được tạo nhờ liên kết α-D-1,6 glucozit, liên kết chủ yếu trong amylopectin là α-D-1,4 gulcozit. Mỗi nhánh chứa 20-30 mắt xích glucose

ẠO

U Y

Tính chất: Amylopectin do có mạch nhánh bởi vậy mà độ kết tinh của nó thấp hơn nhiều so với amilose. Do cấu trúc không gian lập thể nên nó có khả năng giữ nước và không hòa tan trong nước, không có xu hướng kết tinh do đó amylopectin không bị biến thoái,.

2.1.2 Tính chất của tinh bột

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

- Tinh bột có khả năng tạo màng, kéo sợi. - Có khả năng tương tác với chất khác như. : trương nở trong nước. - Liên kết glucozit bị phân hủy ở nhiệt độ 2500C. Ở nhiệt độ thấp xảy ra hiện tượng thoái biến: sự tổ chức lại liên kết hydro và sắp xếp lại các mạch phân tử trong quá trình nhiệt độ hạ xuống. Độ bền với ứng suất không lớn. - Có nhóm –OH dễ tham gia phản ứng, nên lợi dụng để biến tính tinh bột, do đó

10 00

màng tinh bột giòn, có độ xuyên thấm thấp. - Do tính chất giòn, chịu ứng suất kém nên dùng nguyên tinh bột để chế tạo màng thì không có giá trị thực tế bởi vậy tinh bột thường được dùng để tạo blend với polymer khác để tạo polymer phân hủy sinh học.

ÁN

-L

Í-

2.1.3 Các loại polyme phối trộn Có 3 loại polyme phối trộn: poly hydroxyalkanoates (PHA), polylatic acid (PLA), thermoplastic tinh bột (TPS). Ba lọai này được quan tâm trong những năm gần đây. PLA được sản xuất từ sự lên men tinh bột( chủ yếu là tinh bột bắp). Loại

IỄ N

ÀN

polyme này tiêu tốn ít năng lượng hơn plastic. Mặc dù những polyme này rất thân thiện với môi trường, nhưng vẫn chưa được sử dụng rộng rãi do chi phí sản xuất còn cao. Polyme TPS là polyme 100% từ tinh bột đã có chỗ đứng trên thị trường. Nó có ưu điểm là: chi phí năng lượng, giá cả thấp hơn plastic truyền thống. Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng vẫn còn nhiều rào cản khiến chúng chưa được sử dụng rộng rãi: sự hoài nghi của người tiêu dùng, chi phí nguyên liệu, chi phí kỹ thuật. 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

ẠO

U Y

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Vật liệu polylactic acid (PLA)

2.2

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 2.2: Bắp là nguồn nguyên liệu sản xuất vật liệu tinh bột

H Ư

2.2.1 Polylactic acid (PLA)

TR ẦN

Được điều chế thành công lần đầu tiên năm 1833 bởi Gay Lussac khi đun nóng Al. Tới năm 1932 cơ sở lý luận của việc tổng hợp PLA được phát minh bởi Wallace Carthers, theo đó PLA được tạo thành khi đun nóng Al trong chân không.

10 00

PLA là một polyeste mạch thẳng, thuộc nhựa nhiệt dẻo, sản phẩm ngưng tụ của

acid lactic. PLA là một trong những vật liệu hứa hẹn nhất thu được từ quá trình lên men từ nguyên liệu sắn, ngô, ri đường.... là tài nguyên tái tạo dễ phân hủy sinh học. PLA có khả năng phân hủy hoàn toàn trong môi trường tự nhiên trong thời gian 6-24 tháng.

ÁN

-L

Í-

Trong tất cả các biopolymer thì polylactic acid có tính thương mại nhất. PLA thương mại là một chất đồng trùng hợp giữa poly (L-lactic acid) và poly (D-lactic acid). Tùy thuộc vào tỷ lệ L-lactic acid/D-lactic acid mà các tính chất PLA có thể thay đổi đáng kể.

ÀN

2.2.2 Cấu tạo và tính chất

PLA là một polyeste béo, được tổng hợp nhờ phản ứng trùng ngưng Al. Tồn tại ở 20oC và áp suất 101.3 kPa, và là những viên sáng bóng, trong mờ hoặc mờ đục, có mùi kẹo.

Nhiệt độ nóng chảy 160 - 180oC, d = 1,24g/cm3 . Là chất không bay hơi.

Kích thước hạt: mỗi viên khoảng 40mg.

Độ hòa tan trong nước: khoảng 20mg/l tại 20oC.

IỄ N

2.2.2.1 Tính chất vật lý:

10 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Không dễ bốc cháy và không nổ

Có khả năng phân hủy hoàn toàn trong môi trường tự nhiên.

PLA có tính bền cơ học, trong suốt, tính đàn hồi cao, dễ gia công nhiệt như cán mỏng, tạo khuôn, thổi phun.. Không độc đối với con người. Thời gian phân hủy ngắn hơn so với các chất dẻo

thông thường khác

U Y

2.2.2.2 Tính chất hóa học

Do PLA chịu nước kém nên xảy ra sự thủy phân và phân cắt của các mối liên kết

este qua phản ứng thủy phân PLA.

Trong tự nhiên, sự phân hủy polymer gây ra bởi kích hoạt nhiệt, thủy phân, hoạt động sinh học ( ví dụ: enzyme), quá trình oxy hóa hoặc phóng xạ.

Trong quá trình phân hủy các polymer chịu tác động của môi trường. Môi trường có sự ảnh hưởng quan trọng về số lượng của vi sinh vật và về hoạt động của vi sinh vật .

PLA có thể được thủy phân với nước sôi hoặc hơi nước để có thể tái chế lại monomer. Điều này có thể dẫn đến tái chế phân tử

PLA có thể thủy phân ở 18oC – 35oC trong 30 phút.

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

Hình 2.3: Polylactic acid (PLA)

ÀN

2.2.3 Nguyên liệu và quá trình

IỄ N

2.2.3.1 Sản xuất PLA dựa vào nguồn nguyên liệu là bột bắp

PLA sử dụng ngô tinh bột làm nguyên liệu để sản xuất polyme. Bắp được xay và cán. Sau đó sẽ được đường hóa thành các dextrin. Các dextrin này sẽ được chuyển thành các acid lactic qua quá trình lên men. Thông qua một quá trình hóa học gọi là sự ngưng tụ, hai phân tử axit lactic đượcchuyển đổi thành một phân tử theo chu kỳ được gọi là một lactide. Và rồi sẽ được cô đặc, lúc này 2 phân tử lactic sẽ kết hợp lại thành cấu trúc vòng gọi là lactide. Hợp chất lactide này sẽ được làm sạch qua quá trình 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

chưng cất. Sau đó chúng sẽ được trùng hợp tạo chuỗi polyme mạch dài. Để có nhiều loại thì ta có thể thay đổi phân tử lượng và độ trong. Bằng cách thêm vào nhiều chất bổ sung ta sẽ có vật liệu PLA.

Sau đó vật liệu này sẽ được bán cho các công ty và nó sẽ được gia công thêm để cho ra sản phẩm cuối cùng. Sau một thời gian sử dụng thì PLA sẽ bị hủy đi hoặc được

Hình 2.4: Cơ chế phân hủy PLA

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

tái chế lại.

ÁN

2.2.3.2 Sản xuất PLA từ nguyên liệu là vỏ dưa hấu

Hiện nay nguồn nguyên liệu từ vỏ dưa hấu rất dồi dào, giá trị không cao nên tận dụng sản xuất bao bì sẽ phù hợp.

IỄ N

ÀN

Vỏ dưa hấu sau khi được nghiền (nếu vỏ khô bỏ thêm nước) rồi tiến hành lên men acid lactic để thu được dung dịch acid lactic. Sau đó tiến hành kết tinh để làm sạch lactic rồi polyme hóa thu được polylactic acid. Cuối cùng định hình theo dạng theo yêu cầu.

2.2.4 Điều chế PLA từ acid lactic Hiện nay, có 3 phương pháp chính để tổng hợp PLA:  Phương pháp trùng ngưng mở vòng lactit (Ring opening polymerization, ROP ). 12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Chất tham gia gồm: Lactic axit (đã làm khan trước khi đưa vào phản ứng) cùng với p- Xylen, xúc tác cho phản ứng là SnCl2 , phản ứng trùng ngưng được tiến hành tại 138 – 140oC, dưới môi trường khí nitơ. Một lượng dung môi p-Xylen tinh khiết được bổ sung thêm vào trong quá trình phản ứng để giữ cho nồng độ monome phản ứng

luôn ổn định.

 Trùng ngưng trực tiếp Al trong dung dịch có kèm theo quá trình tách nước để thu được polymer có khối lượng phân tử lớn.

U Y

Đây là 1 phương pháp phổ biến nhất dùng để điều chế PLA. Phương pháp này được Carother phát hiện năm 1932. Theo đó, Quá trình tổng hợp PLA trải qua 2 giai đoạn:

ẠO

• Giai đoạn 1: Trùng ngưng Al để được oligome phân tử khối thấp, sau đó phân

hủy oligome này với xúc tác thích hợp để tạo thành lactit.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

• Giai đoạn 2: Polyme hóa mở vòng lactit thành PLA, giai đoạn này quyết định hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

TR ẦN

Phương pháp ROP sử dụng các loại xúc tác cơ kim như Sn(II)octoat, ZnCl2, và của các kim loại khác như Al, La, Fe, Ti… cho chất lượng sản phẩm tốt hơn và có độ chọn lọc cao với điều kiện phản ứng đơn giản hơn.

Chất lượng của PLA phụ thuộc rất nhiều vào thành phần LA, tỷ lệ DLA/LLA

10 00

trong hỗn hợp. PLA thu được có thể ở dạng vô định hình hoàn toàn, một phần vô định hình, một phần tinh thể, hoặc gần như tinh thể hoàn toàn

Í-

 Trùng ngưng Al thành PLA phân tử khối thấp (vài nghìn đến vài chục nghìn đvc), sau đó tăng phân tử khối bằng các tác nhân kéo dài mạch cho đến phân tử khối mong muốn.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Hai phương pháp trùng ngưng mở vòng và trùng ngưng trực tiếp là phổ biến nhất.

Hình 2.5:Máy gia công vật liệu PLA 13 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

2.2.5 Ứng dụng của PLA PLA đáp ứng yêu cầu như là một cái bao bì nhựa nhiệt dẻo và được sử dụng như một mặt hàng bao bì nhựa PVC, LDPE, LLDPE, PP và PS. PLA được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bao gói, màng phủ trong nông

nghiệp, dệt may và trong y học như chi phẩu thuật, các thiết bị đặt vào bên trong cơ thể và dụng cụ truyền thuốc...

PLA có giá thành sản xuất cao, nên nó chủ yếu được sử dụng trong ngành y tế:

U Y

chỉ tự tiêu, vỏ bọc thuốc nhả chậm,.. tới những năm 1980 khi áp lực vấn đề xử lí rác thải từ polyme truyền thống thì PLA bắt đầu được quan tâm bởi khả năng tự phân hủy của nó.

ẠO

Trong công nghệ thực phẩm, PLA có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bao

bì, dụng cụ chứa đựng thức ăn nhanh trong các cửa hàng thực phẩm như: các loại chén, đũa, muỗng, ly uống, ống hút, dao kéo dùng một lần... PLA còn được sử dụng để

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

làm các lớp lót trong chén cho đồ uống nóng, thức ăn ngon và bao bì chứa đựng thực phẩm

IỄ N

Hình 2.6: Bao bì vật liệu PLA

2.2.6 Ưu, nhược điểm vật liệu PLA 2.2.6.1Ưu điểm Những vật liệu đóng gói bằng plastic vững chắc, sạch được sử dụng phải thõa mãn các điều kiện: -

Không đắt tiền

Thân thiện với môi trường và dễ phân hủy 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng -

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Các đặc tính của nó không thua gì các loại bao bì khác và việc sử dụng chúng để thay thế các loại vật liệu khác sẽ trở thành xu thế của thế giới sau này.

Nhẹ, sạch, không thấm khí

Không thấm nước và dầu.

2.2.6.2 Nhược điểm:

Mặc dù có nhiều lợi ích đối với môi trường nhưng vẫn có nhiều khía cạnh kỹ thuật cần giải quyết. Ví dụ : tinh bột rất dễ tương tác với nước nên nhiều thuộc

U Y

tính của PLA thì phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm. Điều này có nghĩa là PLA không được sử dụng trong thị trường chai, lọ.

ẠO

Tốn năng lượng hóa thạch để sản xuất 1kg PLA thì phải mất 54MJ nên sẽ gây hiện tượng nóng lên toàn cầu và hiệu ứng nhà kính.

Mặc khác, PLA chịu nhiệt kém, PLA chịu được nhiệt độ tối đa là khoảng 114 F. Nếu vượt qua nhiệt độ này thì PLA sẽ bị tan chảy ra.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

2.3

Hình 2.7: Quy trình sản xuất vật liệu PLA Vật liệu poly hydroxyalkanoates (PHA)

2.3.1 Poly hydroxylalkanoates Poly hydroxylalkanoates hay PHA là một vật liệu polyme khác có nhiều hứa hẹn. Polyme này đang được nghiên cứu để thay thế cho bao bì plastic. Các nhà sinh học đã biết đến sự tồn tại của PHA từ năm 1925 trong tế bào vi khuẩn. Nhiều loại 15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

PHA đã được tổng hợp từ các nguồn cacbon, vi sinh vật hữu cơ khác nhau và qua quá trình gia công. PHA được tạo thành nhờ quá trình lên men đường và các chất béo bởi vi khuẩn

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

trong tự nhiên, chúng dễ bị phân hủy trong đất, bền với nước và dễ được chế biến theo tiêu chuẩn chế biến chất dẻo thông thường.

Hình 2.8: Nhóm PHA

ÁN

2.3.2 Tính chất 2.3.2.1 Tính chất vật lý

ÀN

Là chất dẻo có khả năng đàn hồi, đặc tính tạo màng tốt. Các PHA được sản xuất

IỄ N

ra có tính chất gần giống với PE, polypropylen (PP) hoặc polyeste (PET), polystyren và có thể thay đổi tính chất bằng cách thay đổi thành phần nguyên liệu chế tạo.

Nhiệt độ nóng chảy cỡ 180oC, tỷ trọng 1,25 g/cm 3. Thêm vào đó, loại polymer này hoàn toàn bền trong môi trường ẩm và có độ thẩm thấu oxy rất thấp. 2.3.2.2 Tính chất hóa học Là poly hydroxylalkanoates phổ biến nhất là polyhydroxybutyrate (PHB), được trùng hợp các monome 3-hydroxybutyrate với tính chất tương tự như polypropylen 16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

(PP, PE nhưng cứng hơn và giòn. Các chất đồng trùng hợp Polyhydroxybutyratevalerat (PHBV) được sử dụng làm vật liệu để sản xuất bao bì.

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

PHBV phân hủy trong 5-6 tuần trong các môi trường có vi khuẩn hoạt động sinh ra khí CO2 và nước trong điều kiện hiếu khí, còn trong môi trường yếm khí được phân hủy nhanh hơn tạo ra khí metan.

Hình 2.9: Máy khuấy và máy ly tâm sản xuất vật liệu PLA

10 00

2.3.3 Phương pháp tổng hợp PHA

Có 2 phương pháp để tổng hợp nên PHA: Phương pháp lên men gồm: trồng các cây trồng như bắp, rồi thu hoạch, tách chiết glucose từ cây trồng. Sau đó lên men đường bằng các vi sinh vật có khả năng tổng hợp PHA trong những tế bào chứa PHA, rửa và xoáy đảo tế bào để giải phóng PHA sau cùng là cô đặc và phơi khô trong khuôn.

-L

Í-

IỄ N

ÀN

ÁN

- Quá trình tổng hợp dựa vào sự phát triển PHA trong tế bào cây trồng là một kỹ thuật mà đang được theo đuổi. Người ta sử dụng một lượng lớn dung môi được trích ly từ nhựa cây trồng. Sau đó tìm cách loại dung môi đi.

17 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Hình 2.10: Quá trình tổng hợp PHA

10 00

2.3.4 Ưu, nhược điểm vật liệu PHA 2.3.4.1 Ưu điểm

Í-

Ưu điểm: PHA có khả năng tự phân hủy cao và dễ tổng hợp. Khi đặt vào môi trường sinh vật tự nhiên thì nó sẽ tự phân hủy thành CO2 và nước. Điều này giúp nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống.

ÁN

-L

Chúng dễ phân hủy trong dất, bền với nước và dễ được chế biến theo tiêu chuẩn chế biến chất dẻo thông thường.

ÀN

2.3.4.2 Nhược điểm Nhược điểm: tốn kém năng lượng. Chi phí sản xuất cao.

IỄ N

2.3.4.3Ưu điểm của PHA so với PLA: So với PLA, khả năng tự phân hủy của PHA rất cao và dễ tổng hợp. Khi được đặt vào môi trường sinh vật tự nhiên thì nó sẽ phân hủy thành CO2 và nước. Điều này giúp nó có nhiều ứng dụng trong cuộc sống.  Ứng dụng:

Một copolymer PHA gọi PHBV ( poly 3 -hydroxybutyrate -co -3hydroxyvalerate ) ít cứng và ít dai hơn nên nó có thể được sử dụng như vật liệu đóng 18 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

gói. Có những ứng dụng tiềm năng cho PHA được tạo ra bởi các vi sinh vật trong các

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

ngành công nghiệp y tế và dược phẩm, chủ yếu là do khả năng phân hủy sinh học của chúng ví dụ như chỉ tự tiêu, da thay thế, băng vết thương,...

2.4

Vật liệu thermoplastic (TPS)

TR ẦN

Hình 2.11: Bao bì vật liệu PHA

10 00

Vật liệu từ tinh bột có chứa chất dẻo chịu nhiệt (Thermoplastic Starches). Thermoplastic Starches đã có nhiều bước phát triển trong công nghiệp polyme sinh học. Những polyme này được tạo ra từ tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây.

-L

Í-

Thermoplastic Starches (TPS) khác với PLA và PHA là chúng không qua giai đoạn lên men. Để có những thuộc tính giống như plastic, TPS được trộn với các vật liệu tổng hợp khác.

ÁN

Tinh bột liên kết với các polyme tổng hợp khác, với hàm lượng tinh bột có thể lớn hơn 50% sẽ tạo nên các loại plastic đáp ứng nhu cầu thị trường. 2.4.1 EAA (copolyme là ethylen-acrylic acid)

IỄ N

ÀN

EAA (copolyme là ethylen-acrylic acid) được nghiên cứu từ 1977. Nhược điểm của loại plastic này là nhạy cảm với sự thay đổi môi trường, dễ bị rách trượt và không được phân hủy một cách hoàn toàn bởi vi sinh vật. 2.4.2 Starch/vinyl alcohol copolymers Starch/vinyl alcohol copolymers tùy vào điều kiện gia công, loại tinh bột và thành phần của copolymer sẽ tạo nên nhiều loại plastic với hình dạng và hoạt tính khác nhau. Plastic chứa tinh bột có tỉ lệ AM/AP lớn hơn 20/80, sẽ không hòa tan ngay cả 19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

trong nước sôi. Còn Plastic chứa tinh bột có tỉ lệ AM/AP nhỏ hơn 20/80 sẽ được hòa tan từng phần. Tỉ lệ tinh bột được phân rã bởi vi sinh vật trong vật liệu này tỉ lệ nghịch với hàm lượng của AM/ phức vinyl alcohol. Điểm hạn chế của những vật liệu này là giòn

và nhạy cảm với độ ẩm.

 Cơ chế của sự phân hủy:

Hình 2.12: Bao bì ật liệu TPS

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Thành phần tự nhiên: dù bị che chắn bởi cấu trúc mạng nhưng vẫn bị phân hủy bởi enzyme ngoại bào của vi sinh vật. Thành phần tổng hợp được phân hủy do sự hấp thụ bề mặt của vi sinh vật, tạo bề mặt trống cho sự thủy phân các thành phần tự nhiên.

ÁN

2.4.3 Aliphatic polyesters:

Tinh bột cũng có thể cấu trúc lại với sự hiện diện của các polymer kỵ nước nhứ các polyester béo. Polyester béo có điểm tan chảy thấp khó, tạo thành các vật liệu nhiệt

IỄ N

ÀN

dẻo và thổi tạo hình. Khi trộn tinh bột với polyester béo sẽ cải thiện được nhiệt điểm này. Một số polyester béo là poly--caprolactone và các copolymer của nó, hoặc các

polymer tạo thành từ phản ứng của các glycol như 1,4 – butandiol với một số acid: succinin, sebasic, adipic, azelaic, decanoic, brassilic. Sự kết hợp này sẽ tăng thuộc tính cơ, giảm sự nhạy cảm với nước và tăng khả năng phân hủy. Đã có những nghiên cứu thay thế bao bì plastic từ các chế phẩm dầu mỏ sang dạng bao bì plastic từ bắp. 20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Nguồn nguyên liệu từ bắp có thể thõa mãn được nhu cầu lớn của bao bì plastic. Vật liệu làm từ nguồn nguyên liệu này hạn chế việc gây ô nhiễm môi trường do khi phân hủy nó không tạo ra các hợp chất gây độc. Việc thay thế đầu tiên được tiến hành vào ngày 1 tháng 11 năm 2005, 114 triệu

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

thùng chứa bằng plastic được sử dụng hằng năm cho các đại lý bán lẽ rau quả, dâu tây, thảodược. Hiệu quả kinh tế được thể hiện rõ rệt.

21 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU CELLULOSE, CHITIN VÀ CHITOSAN 3.1

VẬT LIỆU TỪ CELLULOSE Cellulose là thành phần chính trong màng tế bào thực vật, là bộ khung của cây

cối. Có nhiều trong bông, đay, gai, gỗ….

Cellulose là polyme tự nhiên có khối lượng phân tử rất lớn, có liên kết β-1,4glicozit.

U Y

Cellulose là nguồn nguyên liệu phong phú, không hòa tan trong nước và hầu hết

các dung môi hữu cơ.

ẠO

Cellophane ( giấy bóng kín) là một trong những dạng phổ biến của bao bì từ cellulose, được sử dụng cho nhiều loại thực phẩm bởi tính chống thấm dầu, khả năng

ngăn cản sự tấn công của vi khuẩn và tính trong suốt của nó. Cellophane thường được

Hình 3.1: Cellulose

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

phủ một lớp ngoài với nitro cellulose hay là acrylate để tăng khả năng chống thấm, mặc dù lớp này thì không được phân hủy bởi lớp vi sinh vật.

ÁN

-L

Chúng ta có thể gói bánh mì bằng cellophan- một loại vật liệu phân hủy sinh học dùng bao gói thực phẩm, loại vật liệu này có giá cạnh tranh với plastic thông thường, một ưu điểm khác là nó có thể phân hủy nhanh sau khi sử dụng, thậm chí nó có thể ăn được.

IỄ N

ÀN

Ngoài ra, cellulose acetate được kết hợp với tinh bột để tạo nên plastic dễ phân hủy bởi vi sinh vật. Cellulose cũng kết hợp với chitosan tạo màng có khả năng thấm nước và thấm khí cao.

22 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Hình 3.2: Đường cong phân hủy của plastic sinh học Vật liệu bao bì từ cellulose sử dụng để bảo quản một số loại rau quả dễ bị hư

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

hỏng như: dâu tây, đào, chuối, nấm...

Hình 3.3: Bao bì sinh học bảo quản rau củ

23 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng 3.2

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

VẬT LIỆU TỪ CHITIN VÀ CHITOSAN Chitin được tổng hợp chủ yếu bởi côn trùng, tôm cua và nấm sợi, là một loại

composit bền vững tạo bộ khung ngoài bảo vệ cho chúng. Chitin khi khử nhóm acetyl

sẽ tạo thành chitosan. Chitin và chitosan là hai loại polymer có đặc tính cơ phù hợp để tạo màng và dạng sợi

3.2.1 Chitin

Tên hóa học: Poly-N-Acetyl-D-Glucosamine

hoặc [(1-4)]-2-Acetamido-2-deoxy-β-D-glucan.

U Y

3.2.1.1Cấu tạo

ẠO

Công thức phân tử: (C8H13NO5)n

Chitin là đại phân tử tìm thấy trong vỏ cua, tôm và các loại động vật giáp xác

Hình 3.4: Chitin

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

khác. Nó bao gồm 2-axetamit-2-deoxy-β-D-glucozơ thông qua liên kết β-(1-4)glucozit.

3.2.1.2 Quá trình sản xuất chi tin

IỄ N

ÀN

Vỏ giáp xác cho tác dụng với NaOH loãng để loại bỏ protein, sau đó cho vào HCl để loại bỏ CaCO3. Cuối cùng rửa qua nước sạch ta thu được các mảnh chitin. Các mảnh chi tin thu được ở trên ở dạng ướt và được đem đi sản xuất chitosan hoặc sấy khô để bảo quản. 3.2.1.3 Ứng dụng Chitin có thể bị chitinaza phân hủy. Sợi chitin đã được dùng để làm da nhân tạo và chỉ khâu hấp thụ ở dạng tự nhiên không hòa tan.Vật liệu tương hợp sinh học tốt và 24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

có hoạt tính kháng vi sinh vật và khả năng hấp thụ ion kim loại mạnh do đó ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm do tính giữ ẩm tốt. 3.2.1.4 Ưu, nhược điểm thế sẽ gặp nhiều khó khăn. Tuy nhiên nếu tận dụng được chitin để tạo ra chitosan và

U Y

các dẫn xuất để bảo quản rau quả, thực phẩm,..thì lại nâng cao được hiệu quả chế biến hải sản và bảo vệ môi trường.

Chitin phân hủy sinh học rất chậm nên việc xử lý một lượng chất thải lớn như

3.2.2 Chitosan

Tên hoá học: poly-(1-4)-Amino-2-deoxy-β-D-Glucan.

Công thúc phân tử: (C6H11O4N)n

Là polysaccharide không độc hại, có khối lượng phân tử lớn.

Là một chất rắn xốp, nhẹ, hình vây,có thể xay khô theo kích cỡ khác nhau.

Có màu trắng, hay vàng nhạt, không mùi vị.

H Ư

ẠO

Hình 3.5: Chitosan

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

3.2.2.1Cấu tạo và đặc điểm

IỄ N

3.2.2.2 Tính chất hóa học

Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước và trong kiềm nhưng hòa tan hoàn toàn trong các acid loãng như acetic, acid propionic, acid lactic, acid citric... Khi hòa tan trong môi trường acid loãng tạo thành keo dương. Đây là một điểm rất đặc biệt vì phần lớn các keo polysaccharide có điện tích âm và có khả năng tạo phức với một số ion kim loại.

25 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Phân tử lượng của chitosan là một thông số quan trọng, nó quyết định tính chất của chitosan như khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel, khả năng hấp thụ chất màu. 3.2.2.3Ứng dụng

Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn cho người sử dụng làm thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh học cao đối với cơ thể, có khả năng tự

phân hủy sinh học

Chitin khi khử nhóm axetyl sẽ tạo thành Chitosan. Chitosan đã được biến tính

U Y

để cho những tính chất hóa học và sinh học khác nhau. Người ta điều chế N-cacboxyl

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

metylchitosan và N-cacboxyl bytyl chitosan để sản xuất mỹ phẩm và dùng để chữa bỏng.

26 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 4: MỘT SỐ VÂT LIỆU KHÁC 4.1

VẬT LIỆU MATER – BI Mater-Bi được sản xuất bởi Novamont, một công ty nghiên cứu của Ý đã cho

thấy khả năng thay thế plastic từ nguyên liệu dầu mỏ. Mater-Bi là polymer sinh học

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

được phân hủy hoàn toàn đầu tiên nghiên cứu.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Hình 4.1: Đường cong xuống cấp của một loại nhựa phân ủ

Hình 4.2: Nghiên cứu nguyên liệu vật liệu Master-bi

27 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

MỘT SỐ VẬT LIỆU KHÁC

4.2

Một công ty ở Anh đã phát triển một loại dung dịch mới, có tính thực tiễn và an toàn đối với môi trường, giải quyết vấn đề môi trường do hàn triệu tấn rác thải bằng plastic gây ra. Họ tuyên bố rằng việc cắt đứt liên kết carbon trong nhựa góp phần làm

giảm phân tử lượng, thay đổi thuộc tính dẫn đến việc chúng có thể phân hủy nhanh

chóng.

U Y

Một bước đột phá mới khi các nhà khoa học phát triển bao bì bioplastic tốt hơn: có khả năng phân hủy ở nhiệt độ thấp đến 33oF, hay đơn giản nó có thể phân hủy dưới mưa, các vi sinh vật trong đất. Bioplastic phân hủy cho ra CO2 và H2O.

4.2.1 Plastic từ bắp

ẠO

Plastic từ tinh bột được tạo ra bằng cách ép dùn, thổi khí và đúc thành khuôn.

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

So sánh với plstic từ dầu mỏ thì giá cả bioplastic rẻ hơn khoảng 32cent/pound. Các loại bao bì này thường được bao gói các thực phẩm khô như socola, bánh, kẹo,...

Í-

Hình 4.3: Kẹo được gói bằng bao bì bioplastic

ÁN

-L

Bằng cách phối trộn giữa protein từ bắp và các acid béo người ta có thể tạo ra một loại resin bằng cách ép đùn thành màng phân hủy sinh học được ưa chuộng hơn plastic. Vật liệu này khi đốt cháy cho ra các chất không gây độc hại. Các loại màng này thường bao gói các dạng thực phẩm đông lạnh, các loại bánh, thức ăn nhanh,..

IỄ N

ÀN

Các plastic ăn được làm từ tinh bột và protein, sau khi sử dụng có thể nghiền nhỏ ra làm thức ăn cho gia súc bởi thành phần dinh dưỡng chứa trong đó khá cao.

4.2.2 Plastic từ khoai tây Plastic từ khoai tây: các phế phẩm trong nghành chế biến khoai tây có thể được tận dụng để làm plastic. Tinh bột từ các phế phẩm này được vi khuẩn thủy phân thành đường glucose, sau đó lên men nhờ vi khuẩn lactic cho ra sản phẩm là acid lactic, sấy khô và nghiền thành bột để dùng tạo ra một dạng PLA plastic bằng kĩ thuật ép đùn. 28

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng 4.3

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Màng Polymer tự hủy Bao ươm cây, màng giữ ẩm, túi bao gói phế thải làm đảo lộn sinh thái gây cho

môi trường nhiễm bẩn lâu dài, đã đến mức báo động. Vấn đề chế tạo vật liệu, tạo màng, đánh giá khả năng ứng dụng màng tự huỷ thích hợp với môi trường

Màng polymer tự hủy: có thể nói đây là sản phẩm đầu tiên thuộc loại này của ngành sản xuất vật liệu polymer ở Việt Nam. Ưu điểm chính của nó là không gây ô nhiễm môi trường giống như màng và túi đựng bằng nhựa nhiệt dẻo (PE, PP, PVC)

U Y

hiện nay.

www.daykemquynhon.ucoz.com

nhựa hạt đi qua máy chém hạt để tạo hạt compound.

ẠO

Vật liệu chính dùng trong sản xuất màng polymer tự phân hủy là nhựa LDPE (low density polyetylen- polyetylen tỉ trọng thấp) và tinh bột sắn. Ban đầu nhóm nghiên cứu cho LDPE, tinh bột sắn và một số chất phụ gia đi qua máy trộn vật liệu cực đều ở nhiệt độ thích hợp. Tiếp đến, vật liệu được đùn ép trên máy đùn trục vít có 3 vùng điều khiển nhiệt độ khác nhau. Sau khi được bổ sung chất trợ tương hợp và chất phân tán,

TR ẦN

H Ư

Chất trợ tương hợp đóng vai trò quyết định về khả năng phân phối và sự đồng đều của vật liệu. Cuối cùng, hạt compound đi qua máy ép phun để tạo vật liêu định hình hoặc qua thiết bị thổi màng để thổi thành màng mỏng. Có thể tạo ra các loại màng có độ dày khác nhau theo yêu cầu của người sử dụng.

Ngoài ra, polyolefin phân hủy sinh học còn tạo ra các bình cây trồng. Những

10 00

bình làm từ vật liệu tự phân hủy có thể trồng trực tiếp vào đất, mà không cần phải tháo ra như những bao nhựa polyolefin truyền thống. Nó không ngăn cản rể cây phát triển, khi nó vỡ ra, rể có thể phát triển ở vùng đất xung quanh.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Các bình này khi phân hủy sẽ cung cấp chất dinh dưỡng cho đất, giúp cho đất thêm màu mỡ, cây trồng tươi tốt hơn.

Hình 4.4: Bình và màng phủ đất từ vật liệu tự phân hủy 29 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 5: BAO BÌ NHỰA TỰ PHÂN HỦY

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Bao bì nhựa tự phân hủy còn được gọi là polyofein phân hủy sinh học hay giảm cấp sinh học - Oxo-biodegradation.

CÁC TÁC NHÂN GÂY PHÂN HỦY SINH HỌC

TR ẦN

5.1

H Ư

Hình 5.1: Túi biodegradion

5.1.1 Vi sinh vật:

Đây là tác nhân chính đóng góp trong sự phân hủy của polymer phân hủy sinh

10 00

học. 5.1.1.1 Nấm

ÁN

-L

Í-

Là vi sinh vật rất quan trọng gây ra sự phân hủy của vật liệu. Chúng xuất hiện trong môi trường có độ ẩm cao, nhiệt độ khoảng 50-550C, có không khí và hơn hết là sự có mặt của vật liệu cung cấp thức ăn. Chúng thâm nhập vào polymer, sản sinh ra emzym, rồi phá vỡ các hợp chất hữu cơ và tiêu thụ nó. Chủng nấm Fusarium L203 là chủng nấm đã được thử nghiệm cho hiệu quả phân hủy polymer tối ưu nhất trong hơn 8000 chủng nấm đã được nghiên cứu để phân hủy polymer.

ÀN

5.1.1.2 Vi khuẩn

IỄ N

Chúng thuộc nhóm sinh vật đơn bào, thuôc loại kí sinh trùng, là loài có số lượng đông nhất trong tự nhiên. Các vi sinh vật phân hủy hợp chất hữu cơ xuất hiện chủ yếu trong môi trường đất và nước, chúng được phân ra làm 2 loại; yếm khí và hiếu khí. Vi khuẩn yếm khí phân hủy hợp chất hữu cơ có khí metan và một số ít các khí khác như H2S..Vi khuẩn hiếu khí phân hủy hợp chất hữu cơ ra chủ yếu là CO2 và H2O. Khi thâm nhập vào vật liệu chúng sản sinh ra emzym, các emzym tấn công phá vỡ cấu trúc mạch phân tử, rồi tiêu thụ các chất hữu cơ. 30

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

ẠO

U Y

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Hình 5.2: Vi khuẩn và nấm gây phân hủy sinh học

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

5.1.2 Một số tác nhân khác

CÁC GIAI ĐOẠN PHÂN HỦY

10 00

5.2

TR ẦN

Ngoài các loại vi sinh vật giúp polyme sinh học phân hủy thì còn một số tác nhân khác cũng có thể làm phân hủy hay đóng góp vào quá trình phân hủy polyme cùng với vi sinh vật: ánh sáng-phân hủy quang, nhiệt độ….

Nhựa phân hủy sinh học hay Oxo-biodegradation được mô tả qua hai giai đoạn phân hủy.

ÁN

-L

Í-

- Giai đoạn đầu là phản ứng của oxi trong không khí với polymer, các mạch polymer bị cắt nhỏ (tạo thành olygomer) là kết quả của quá trình oxi hóa, giai đoạn này không có mặt của các vi sinh vật làm nhiệm vụ oxi hóa (abiotic oxidation), việc sử dụng oxi sẽ biến các mạch polymer hình thành các nhóm chức như là cacbonyl, acid cacboxilic, ester, andehide, rượu. Từ một polymer kị nước xuất hiện các nhóm chức ưa nước tạo điều kiện cho việc phân hủy các polymer dễ dàng hơn.

IỄ N

ÀN

- Giai đoạn hai là phân hủy sinh học bởi sự oxi hóa của các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm,… chúng sẽ phân hủy các mạch olygomer còn lại thành CO2 và H20 Trong giai đoạn đầu là giai đoạn quan trọng nhất vì nó quyết định toàn bộ quá trình, trong giai đoạn đầu của quá trình sự giảm cấp có thể diễn ra nhanh hơn khi có mặt của tia UV (photodegradation) hoặc nhiệt (Thermal degradation). Giai đoạn đầu hay còn gọi là giai đoạn giảm cấp quang hóa (Photodegradation) liên quan đến các khuynh hướng tự nhiên cho hầu hết các loại polymer, chúng phải trải qua một quá trình phản ứng từ từ với oxi không khí với sự trợ giúp của ánh sáng. 31

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Thông thường các tác nhân nhạy sáng được sử dụng để làm nhanh hơn so với xu hướng tự nhiên (mất vài thập niên). Cơ chế của giảm cấp quang hóa liên quan đến sự hấp thu ánh sáng UV và sau đó tạo ra các gốc tự do. Một quá trình oxi hóa tự động diễn ra sẽ phân hủy tận cùng các loại polymer. Người ta tin tưởng rằng luôn luôn khi

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

có sự hiện diện của các nhóm cacbonyl hoặc hidroperoxide trong quá trình chế tạo hoặc gia công sẽ làm cho polyolefin không bền, dựa đặt điểm này để có thể điều khiển quá trình phân hủy.

Hình 5.3: Sơ đồ minh họa cơ chế phân hủy quang hóa

IỄ N

ÀN

Nhóm hydroperoxide group (–CH–OOH) là sản phẩm đầu tiên của quá trình oxi hóa và đều không bền dưới tác dụng của nhiệt hoặc ánh sáng. Và sau đó nó sẽ cho các loại sản phẩm polymer có chưa các nhóm ưa nước có thể tan trong nước, các nhóm này làm cho polyolefin dễ phân hủy hơn.

32 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

U Y

Các nhóm ceton có thể đứt đồng ly theo hai cơ chế Norrish I hoặc Norrish II.

ẠO

Hình 5.4 Sơ đồ cơ chế Norrish I và Norrish II

Ngoài ra, còn có quá trình giảm cấp nhiệt (Thermal degradation), cơ chế giảm cấp nhiệt tương tự như giảm cấp quang hóa, tuy nhiên vận tốc của giảm cấp nhiệt phụ

N H Ư

Hình 5.5: Quá trình phân hủy của polyofein phân hủy

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

thuộc trực tiếp vào nhiệt độ.

33 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 6: ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BAO BÌ SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG TRONG TƯƠNG LAI 6.1 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BAO BÌ SINH HỌC

Chi phí năng lượng, giá cả thấp hơn so với plastic truyền thống.

6.1.1 Ưu điểm

U Y

- Sử dụng nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên: nguyên liệu từ bắp, tinh bôt mì,...

Dễ phân hủy trong thiên nhiên, vì vậy không gây ảnh hưởng đến môi trường.

ẠO

- Không sử dụng hóa chất tổng hợp, nhờ vậy an toàn với thực phẩm và với người tiêu dùng.

6.1.2 Nhược điểm

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

- Do chưa phổ biến, chưa được sử dụng rộng rãi nhất là với các miền quê, hay các khu ít dân cư nên gây sự hoài nghi cho người tiêu dùng.

TR ẦN

- Chi phí nguyên liệu đầu vào và chi phi sản xuất cao, yêu cầu phải sản xuất với số lượng lớn mới thu lợi nhuận cho nhà sản xuất. Trong quá trình tổng hợp, cần phải sử dụng dung môi để trích ly nhựa từ cây

10 00

trồng, do vậy rất tốn kém năng lượng.

Khả năng in ấn không được rõ nét.

Độ bền, dẻo vẫn chưa tốt bằng các sản phẩm bao bì plastic.

 Cách khắc phục các nhược điểm, vượt qua rào cản:

-L

Í-

- Đưa ra những nghiên cứu mở rộng về việc đóng gói bao bì có bổ sung khí quyển.

ÁN

- Tiếp tục nhắm vào các mặt hàng ở các cửa hàng tạp hóa, các sản phảm trái cây, rau quả, sản phẩm snack cho trẻ em và thực phẩm cho vật nuôi trong nhà.

IỄ N

ÀN

- Tìm kiếm sự đồng tình ủng hộ của các tổ chức có quan tâm đến vấn đề môi trường như: các trường đại học, cao đẳng, đồng thời cũng tìm kiếm các tổ chức khác có quan tâm đến vấn đề môi trường để giúp đỡ lẫn nhau. - Nhấn mạnh vào sự tiện ích bởi vì còn rất nhiều người không quan tâm đến môi trường và sự tiện ích của nó. 6.2 ỨNG DỤNG TRONG TƯƠNG LAI

Tương lai vật liệu thân thiện môi trường với ứng dụng màng polyme tự tan hủy theo chuương trình định sẵn là một thực tiễn rất lớn cho hành tinh xanh của chúng ta . 34 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Vấn đề thân thiện với môi trường ngày càng được coi trọng nhưng đặc tính vật liệu và giá cả vẫn là yếu tố quan trọng. Hầu hết polymer sinh học có đặc tính cơ gần giống polymer truyền thống, những đặc tính này (độ co giãn, đàn hồi...) tùy thuộc vào

nguyên liệu thô và phương pháp gia công. Ngày nay, giá của nhiều loại vật liệu sinh học có thể gần như bằng hoặc vượt hơn một chút so với PET và PA, ngoại trừ PHAs,

có giá gấp 10 lần plastic truyền thống. Tuy nhiên, do lượng sản phẩm này ít hơn, ảnh hưởng đến vấn đề giá cả, nếu sản xuất với số lượng lớn thì giá của chúng sẽ thấp hơn.

U Y

Các nghiên cứu khoa học đã tìm ra một lượng lớn các vật liệu sinh học thích hợp cho bao bì thực phẩm nhưng việc ứng dụng chúng vẫn còn nhiều hạn chế,. Chúng ta không mong thay thế hoàn toàn vật liệu truyền thống bằng vật liệu sinh học trong thời gian ngắn, tuy nhiên, đó thật sự là vật liệu của tương lai, khi mà những đặc tính và

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

giá cả của chúng tương đương với vật liệu truyền thống.

35 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN Dựa vào các đặc tính vượt trội trong tương lai các sản phẩm bao bì sinh học sẽ được thay thế cho các sản phẩm bao bì truyền thống. Bởi tính tự phân hủy trong môi

trường tự nhiên không ảnh hưởng đến sản phẩm bên trong và người tiêu dùng.

Khi mà nguồn nguyên liệu ngày càng khan hiếm thì bao bì nhựa sinh học trở thành một giải pháp tối ưu nhất với nguồn nguyên liệu rẻ, phong phú là tiềm năng phát

U Y

triển lớn.

Để được phát triển, sử dụng rộng rãi các sản phẩm bao bì sinh học cần một quá trình phát triển lâu dài, đầu tư về công nghệ sản xuất để khắc phục những nhược điểm

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

trên trở thành một sản phẩm bao bì được sử dụng nhiều nhất.

36 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Thúy Hồng. 2015. Bài giảng kĩ thuật bao bì thực phẩm. Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ 2. Đống Thị Anh Đào. 2005. Kỹ thuật bao bì thực phẩm. NXB Đại học Quốc gia

3. Bài báo cáo vật liệu bao bì sinh học. http://luanvan.co/luan-van/tim-hieu-ve-vatlieu-bao-bi-sinh-hoc-2851/

U Y

4. Bài báo cáo bao bì vật liệu sinh học. http://luanvan.net.vn/luan-van/bao-cao-bao-bivat-lieu-sinh-hoc-44910/

5. Tiểu luận bao bì tự hủy. http://doc.edu.vn/tai-lieu/tieu-luan-bao-bi-tu-huy-52766/

ẠO

6. Polyme phân hủy sinh học. http://luanvan.co/luan-van/de-tai-ban-biet-gi-vepolyme-phan-huy-sinh-hoc-53517/

www.daykemquynhon.ucoz.com

7. Food-Packaging-of-the-Future. https://www.scribd.com/document/19697458/FoodPackaging-of-the-Future

H Ư

8. PLA-polymer-get-‘green-light’-for-packing-uses.

TR ẦN

http://www.ptonline.com/articles/renewable-pla-polymer-gets-'green-light'-forpackaging-uses 9. Việt nam chế tạo màng polymer tự hủy:

10 00

http://www.vinachem.com.vn/xuat-ban-pham/111-so-6-2004-vnc/c1455.html 10. Màng polyme tự hủy- diễn đàn công nghệ xanh

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

http://www.kythuatin.com/f/forum/viewthread.php?forum_id=7&thread_id=17837

37 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1

Giới thiệu chung .................................................................................................... 3

1.2

Định nghĩa và phân loại ........................................................................................ 4

1.1

Định nghĩa. ..................................................................................................... 4

1.2.2

Phân loại ......................................................................................................... 5

U Y

1.2.1

Đặc tính ................................................................................................................. 6

1.3

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ BAO BÌ ........................................................................ 3

ẠO

Vật liệu từ tinh bột ................................................................................................. 8 Sự tạo thành tinh bột. ...................................................................................... 8

2.1.2

Tính chất của tinh bột ..................................................................................... 9

2.1.1

Vật liệu polylactic acid (PLA) ............................................................................. 10

2.3

Vật liệu poly hydroxyalkanoates (PHA) ............................................................. 15

2.4

Vật liệu thermoplastic (TPS) ............................................................................... 19

TR ẦN

H Ư

2.2

EAA (copolyme là ethylen-acrylic acid) ...................................................... 19

2.4.2

Starch/vinyl alcohol copolymers .................................................................. 19

2.4.3

Aliphatic polyesters: ..................................................................................... 20

2.4.1

10 00

www.daykemquynhon.ucoz.com

2.1

CHƯƠNG 2: VẬT LỆU TỪ TINH BỘT........................................................................ 8

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU CELLULOSE, CHITIN VÀ CHITOSAN ............................... 22 Vật liệu từ Cellulose ............................................................................................ 22

3.2

Vật liệu từ chitin và chitosan ............................................................................... 24 Chitin ............................................................................................................ 24

-L

3.2.1

Í-

3.1

ÁN

3.2.1.2 Cấu tạo ............................................................................................................. 24

3.2.1.2 Quá trình sản xuất chi tin ................................................................................ 24

ÀN

3.2.1.3 Ứng dụng.......................................................................................................... 24

IỄ N

3.2.1.4 Ưu, nhược điểm ................................................................................................ 24 3.2.2

Chitosan ........................................................................................................ 25

3.2.2.1 Cấu tạo, đặc điểm ............................................................................................ 24 3.2.2.2 Tính chất hóa học............................................................................................. 25 3.2.2.3 Ứng dụng.......................................................................................................... 24 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ VÂT LIỆU KHÁC .................................................................. 27 4.1

Vật liệu Mater – Bi .............................................................................................. 27 38

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng 4.2

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

Một số vật liệu khác............................................................................................. 28

CHƯƠNG 5: BAO BÌ NHỰA TỰ PHÂN HỦY .......................................................... 30 Các tác nhân gây phân hủy sinh học................................................................... 31 Nấm .............................................................................................................. 30

3.1.2

Vi khuẩn ....................................................................................................... 30

Các giai đoạn phân hủy....................................................................................... 31

5.2

5.1.1

5.1

Ưu nhược điểm của bao bì sinh học .................................................................... 34

6.1

U Y

Chương 6: ưu nhược điểm của bao bì sinh học và ứng dụng trong tương lai ............... 34 Ưu điểm ........................................................................................................ 34

6.1.2

Nhược điểm .................................................................................................. 34

ẠO

Ứng dụng trong tương lai .................................................................................... 34

6.2

6.1.1

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN ............................................................................................. 36

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 37

39 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Gv: Nguyễn Thị Thúy Hồng

Bài Báo cáo Bao bì sinh học

DANH SÁCH HÌNH Hình 1 :Xử lý bao bì sau khi sử dụng .............................................................................. 1 Hình 2: Rác thải và bao bì đã qua sử dụng ..................................................................... 2

Hình 1.2: Bao bì thực phẩm và bao bì sinh học .............................................................. 5

Hình 1.1: Vòng đời của các polyme phân hủy sinh học .................................................. 4

Hình 1.3: Quá trình tự hủy của bao bì sinh học.............................................................. 6

U Y

Hình 1.4: Cái ly từ vật liêu sinh học tự phân hủy sau 1, 15, 30 và 50 ngày ................... 7

Hình 2.1: Sự tạo thành tinh bột ....................................................................................... 8

Hình 2.2: Bắp là nguồn nguyên liệu chính sản xuất vật liệu tinh bột ........................... 10

ẠO

Hình 2.3: Polylactic acid (PLA) .................................................................................... 11

Hình 2.4: Cơ chế phân hủy PLA.................................................................................... 12

Hình 2.5:Máy gia công vật liệu PLA ............................................................................. 13

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 2.8: Nhóm PHA .................................................................................................... 16 Hình 2.9: Máy khuấy và máy ly tâm sản xuất vật liệu PLA .......................................... 17

TR ẦN

Hình 2.10: Quá trình tổng hợp PHA ............................................................................. 18 Hình 2.11: Bao bì vật liệu PHA..................................................................................... 19

Hình 2.12: Bao bì ật liệu TPS ....................................................................................... 20

10 00

Hình 3.2: Đường cong phân hủy của plastic sinh học .................................................. 23

Hình 3.3: Bao bì sinh học bảo quản rau củ .................................................................. 23

Hình 3.4: Chitin ............................................................................................................. 24

Í-

Hình 3.5: Chitosan ........................................................................................................ 25

-L

Hình 4.1: Đường cong xuống cấp của một loại nhựa phân ủ ....................................... 27

ÁN

Hình 4.2: Nghiên cứu nguyên liệu vật liệu Master-bi ................................................... 27

Hình 4.3: Kẹo được gói bằng bao bì bioplastic ............................................................ 28

ÀN

Hình 4.4: Bình và màng phủ đất từ vật liệu tự phân hủy ............................................. 29

Hình 5.1: Túi biodegradion ........................................................................................... 30

Hình 5.5: Quá trình phân hủy của polyofein phân hủy ................................................. 33

IỄ N

Hình 5.2: Vi khuẩn và nấm gây phân hủy sinh học ....................................................... 31

40 Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

MỤC LỤC MỤC LỤC ....................................................................................................................... i BÀI 1 : LÊN MEN RAU QUẢ MUỐI CHUA ...............................................................1 1.1.1 Tổng quát ................................................................................................................1

1.1.2 Cơ chế lên men .......................................................................................................1

1.1. GIỚI THIỆU .............................................................................................................1

1.1.3 Vi sinh vật trong lên men lactic ..............................................................................1

U Y

1.2 MỤC ĐÍCH ...............................................................................................................3

1.3 PHƯƠNG TIỆN ........................................................................................................3

1.3.1 Nguyên liệu.............................................................................................................3

ẠO

1.3.2 Dụng cụ...................................................................................................................3

1.3.3 Hóa chất ..................................................................................................................4

www.daykemquynhon.ucoz.com

1.4 THỰC HÀNH............................................................................................................4

H Ư

1.4.1 Quy trình lên men rau cải muối chua .....................................................................4 1.4.2 Các bước thực hành ................................................................................................4

TR ẦN

1.5 KẾT QUẢ, TÍNH TOÁN, THẢO LUẬN .................................................................5 1.5.1 Đánh giá cảm quan .................................................................................................5

10 00

1.5.2 Xác định độ acid toàn phần ....................................................................................7 BÀI 2: LÊN MEN TEMPEH ........................................................................................11 2.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................11

2.2 MỤC ĐÍCH .............................................................................................................11

Í-

2.3 PHƯƠNG TIỆN ......................................................................................................11

-L

2.3.1 Nguyên liệu...........................................................................................................11

ÁN

2.3.2 Dụng cụ.................................................................................................................12

2.3.3 Hóa chất ................................................................................................................12 2.4 THỰC HÀNH..........................................................................................................12

ÀN

2.4.1 Quy trình các bước lên men Tempeh ...................................................................12

IỄ N

2.4.2 Các bước thực hành ..............................................................................................12 2.5.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................14 2.5.1 Đánh giá chất lượng..............................................................................................14 2.5.2 Xác định vật chất khô của sản phẩm ....................................................................15 2.5.3 Đo pH ...................................................................................................................16 2.5.4 Chuẩn độ formol ...................................................................................................17 Bài 3 LÊN MEN BÁNH MÌ ..........................................................................................20 GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 3.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................20 3.1.1 Tổng quát ..............................................................................................................20 3.1.2 Nấm men...............................................................................................................20 3.2 MỤC ĐÍCH .............................................................................................................20

3.3.1 Nguyên liệu...........................................................................................................20

3.3 PHƯƠNG TIỆN ......................................................................................................20

3.3.2 Dụng cụ.................................................................................................................21

U Y

3.3.3 Hóa chất ................................................................................................................21

3.4 THỰC HÀNH..........................................................................................................21

3.4.1 Sơ đồ quy trình .....................................................................................................21

ẠO

3.4.2Thuyết minh quy trình ...........................................................................................22

3.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................24

3.5.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm .............................................................................24

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

3.5.2 Đo pH khối bột trước và sau lên men ...................................................................25 Bài 4 : LÊN MEN YOGHURT .....................................................................................26 GIỚI THIỆU ....................................................................................................26

TR ẦN

4.1

4.1.1 Tổng quát ..............................................................................................................26

4.1.2Giống vi khuẩn lactic.............................................................................................26

10 00

4.2PHƯƠNG TIỆN .......................................................................................................27 4.2.1Nguyên liệu............................................................................................................27

4.2.2Thiết bị ...................................................................................................................27

4.2.3Hóa chất .................................................................................................................27

-L

Í-

4.3TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM ....................................................................................27 4.3.1 Qui trình lên men Yoghurt....................................................................................28

ÁN

4.3.2Các bước thực hành ...............................................................................................28

4.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................................28

ÀN

4.4.1 Đánh giá cảm quan: ..............................................................................................28 4.4.3 Chỉ tiêu phân tích hóa học: ...................................................................................30

IỄ N

4.4.2 Đo pH: ..................................................................................................................29

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Hình 1: Sơ đồ quy trình lên men rau cải muối chua ........................................................4 Hình 1.2: Dưa cải trước và sau khi lên men ....................................................................5 Hình 1.3: pH trước và sau khi chuẩn độ dung dịch dưa cải lên men ..............................7 Hình1.4: Bình chuẩn độ dưa cải lên men bằng NaOH ....................................................8 Hình 1.5: Biểu đồ pH của dưa cải ...................................................................................8 Hình 1.6: Biểu đồ acid toàn phần của dưa cải .................................................................9 Hình 2.1: Nấm mốc R. oligosporus ...............................................................................11 Hình 2.2: Các bước lên men Tempeh ............................................................................12 Hình 2.3 Túi zipper trước và sau khi cho đậu vào .......................................................13 Hình 2.4: Tempeh sau khi ủ 1 ngày và sản phẩm tempeh .............................................14 Hình 2.5 Sản phẩm Tempeh trước và sau khi chiên với bơ ..........................................15 Hình 2.6:Biểu đồ hàm lượng chất khô của tempeh .......................................................16 Hình 2.6: pH trước và sau khi chuẩn độ của Tempeh ...................................................16 Hình 2.7: Biểu đồ pH của nước đậu và dịch trích tempeh ............................................17 Hình 2.8: Bình sau khi chuẩn độ dịch trích tempeh ......................................................18 Hình 2.9 : Biểu đồ hàm lượng nitơ formol ....................................................................19 Hình 3.1: Saccharomyces cerevisae. .............................................................................20 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình làm bánh mì .........................................................................21 Hình 3.3 Men sau khi pha với nước ấm ........................................................................22 Hình 3.4: Cách nhồi bột bánh mì...................................................................................23 Hình 3.5: Bánh mì trước và sau khi nướng ...................................................................24 Hình 4.1 Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophiles ...............................26 Hình 4.2: Lactobacillus acidophilus ..............................................................................27 Hình 4.1: Qui trình lên men Yoghurt ............................................................................28 Hình 4.2: Sản phẩm sữa chua sau lên men ....................................................................29 Hình 4.3: pH trước và sau khi chuẩn độ sữa chua lên men ...........................................29 Hình 4.5 Dung dịch yoghurt chuẩn NaOH sau lên men ................................................30 Hình 4.6: Biểu đồ pH và nồng độ acid lactic của yoghurt ...........................................31

PHỤ LỤC HÌNH

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

iii

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Bảng 1.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ( so với khối lượng rau cải) ..............................5 Bảng 1.2: Phiếu mẫu ghi điểm ........................................................................................5 Bảng 1.3: So sánh chỉ tiêu cảm quan với các nhóm ........................................................6 Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid lactic với K=0,009.....................7 Bảng 1.4: Xác định độ acid toàn phần theo hệ số acid acetic với K=0,003 ....................8 Bảng 1.6: Bảng so sánh pH giữa các nghiệm thức ..........................................................9 Bảng 1.7: Bảng so sánh acid tổng giữa các nghiệm thức ..............................................10 Bảng 2.1: Phiếu mẫu ghi điểm ......................................................................................14 Bảng 2.2: Kết quả trước và sau khi sấy Tempeh ...........................................................15 Bảng 2.3: Kết quả đo pH của nước đậu và dịch trích tempeh ......................................16 Bảng 3.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu .........................................................................22 Bảng 3.2: Phiếu mẫu ghi điểm ......................................................................................24 Bảng 2.3: pH trước và sau khi lên men của bánh mì ....................................................25 Bảng 4.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu .........................................................................27 Bảng 4.2: Hàm lượng acid lactic ở nghiệm thức 3 ........................................................30

PHỤ LỤC BẢNG

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

BÀI 1 : LÊN MEN RAU QUẢ MUỐI CHUA 1.1. GIỚI THIỆU 1.1.1 Tổng quát

Lên men là quá trình chuyển hóa carbohydrate và một số chất khác thành những chất mới dưới tác dụng của enzyme do vi sinh vật gây ra.

U Y

Quá trình muối chua rau cải là một trong những quá trình mà vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, giữ một vai trò quan trọng. Rau cải muối chua là sản phẩm chế biến từ rau cải, bằng cách cho đường trong nguyên liệu lên men lactic. Acid lactic và các sản phẩm của quá trình lên men tạo thành, làm cho sản phẩm có hương vị đặc biệt, có tính sát trùng, ức chế hoạt động của các vi sinh vật lạ và giữ cho sản phẩm khỏi bị hư hỏng. 1.1.2 Cơ chế lên men

22,5Kcal

H Ư

Lên men gồm 4 giai đoạn:

www.daykemquynhon.ucoz.com

2CH3CHOHCH2COOH



C6H12O6

ẠO

Phương trình tổng quát:

10 00

TR ẦN

Giai đoạn 1 (phosphoryl hóa đường): Phân tử glucose hoặc hexose khác, dưới tác dụng của enzyme hexokinase kết hợp với một gốc phosphate từ ATP tạo thành ADP và glucopyranose - 6 - phosphate. Chất mới được tạo thành này được enzyme phosphofructokinase kết hợp với một số gốc phosphate từ phân tử ATP mới hình thành. Cuối cùng chuỗi phân tử này là một ADP và fructofuranose - 1,6 -diphosphate được tạo thành.

-L

Í-

Giai đoạn 2: Trong giai đoạn này fructofuranose - 1,6 - diphosphate dưới tác dụng của aldonase phân cắt thành 3 – phosphoglycerinaldehyde và phosphodiacetone, hai chất này có thể biến đổi tương tác với nhau dưới sự xúc tác của enzyme triozophosphate - tiomerase.

IỄ N

ÀN

ÁN

Giai đoạn 3: Trong giai đoạn này phosphoglycerin aldehyde kết hợp với một gốc phosphate còn lại từ phospho vô cơ và tạo thành 1,3 - diphosphoglycerin aldehyde. Chất này dưới tác dụng của enzyme trizophosphatdehydrogenase tạo thành acid 1,3 disphosphoglycerinic. Chất tạo thành được tách ra thành một gốc phosphate nhờ enzyme phosphptransferase cho phân tử ATP cùng với acid 3 - disphosphoglycerinic. Cuối cùng dưới tác dụng của enzyme phospphoglycero - mutase, chất 2 disphosphoglycerinic acid được tạo thành. Giai đoạn 4: Chuyển hóa acid 2 - disphosphoglycerinic thành acid pyruvic. 1.1.3 Vi sinh vật trong lên men lactic Trong lên men lactic, sản phẩm hình thành chủ yếu do kết quả hoạt động của vi khuẩn lactic, vi khuẩn lactic sinh ra acid lactic bởi quá trình lên men chất hydrocarbon.Tuy nhiên, trong quá trình muối chua rau cải bằng cách lên men tự nhiên GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men ngoài vi khuẩn lactic còn có sự hiện diện của các vi khuẩn khác, nấm men và nấm mốc. a)Vi khuẩn  Nhóm vi khuẩn lactic:

Vi khuẩn lên men lactic có trong nhiều môi trường tự nhiên (thực vật, động vật, và người) đã được Pasteur tìm ra từ sữa bị chua. Một số giống vi khuẩn lactic luôn hiện diện trong môi trường đặc trưng của nó như:

ẠO

U Y

Các loài của giống Streptococcus hiện diện trên các loài chim, động vật, người, một số loài được tìm thấy trên thực vật .Các loài của giống Lactobacillus tìm thấy ở thực vật, động vật, người. Vi khuẩn lactic gồm những loài có cơ thể hình cầu hoặc hình que ngắn. Thuộc loài gram dương, phần lớn không có khả năng chuyển động, không sinh bào tử, yếm khí.

G H Ư

Lactobacillus Streptococcus Leuconostoc Pediococcus

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Vi khuẩn lactic có 4 nhóm chính:

10 00

Giống Lactobacillus: là vi khuẩn gram dương, không tạo bào tử, được sử dụng rộng rãi và có khả năng chịu đựng acid nhiều nhất. Trong đó, sự góp phần quan trọng nhất của L. plantarum trong việc tạo mùi vị của sản phẩm lên men, là sự sinh ra hàm lượng acid làm giảm pH, để bảo quản và ngăn cản những vi sinh vật không mong muốn có thể sinh ra mùi vị xấu cho sản phẩm.

Í-

Giống Streptococcus: là vi khuẩn có khả năng lên men nhiều loại đường như: glucose, lactose, mantose.., nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của chúng là 30 oC.

ÁN

-L

Giống Leuconostoc: có dạng hình cầu, nhưng trong môi trường acid tế bào dài ra và nhọn ở 2 đầu. Trong đó loài Leuconostoc mesenteroides cùng với một số vi khuẩn lactic khác như L. plantarum, tham gia nhiều vào việc chế biến rau cải muối chua.

IỄ N

ÀN

Giống Pediococcus: cũng là loại vi khuẩn lên men lactic, gram dương, không sản sinh enzyme catalase và oxidase. Chúng có thể phát triển trong điều kiện hiếu khí đến hiếm khí. Chúng lên men sản sinh ra acid lactic, nhưng không sinh ra CO2 từ glucose. Là loài vi khuẩn yếm khí, vi khuẩn này xâm nhập vào sản phẩm, biến đường và acid lactic thành các acid bay hơi và acid butyric, H2, CO2. Acid butyric làm cho rau cải có mùi hôi thối, khó chịu. Vi khuẩn này tạo bào tử có khả năng chịu nhiệt cao.  Vi khuẩn gây thối : Đa số thuộc nhóm vi khuẩn sinh bào tử. Vi khuẩn gây thối chia làm 2 loại: loại hiếu khí: Mesentericus, Bacillus subtilis; loại yếm khí: Bacillus

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men  botulinus. Ngoài ra còn có loại Proteus hoạt động sinh ra H2S, indol, NH3 …làm cho dưa cải bị thối. b)Nấm men

Nấm men có cấu tạo đơn bào và thường sinh sản theo lối nẩy chồi. Nấm men có thể hiện diện với số lượng rất ít trong nước muối dưa trong những ngày đầu sau khi ngâm muối. Nấm men thường hoạt động ở giai đoạn lên men chính của quá trình muối dưa cải, cho đến khi lượng carbohydrate không còn nữa.

U Y

Các loại nấm men có tính chất oxi hóa có thể sử dụng acid lactic và hạ thấp độ acid của nước muối tạo điều kiện cho các vi khuẩn gây hư hỏng khác phát triển. Acid sorbic được sử dụng để làm giảm sự phát triển của nấm men oxy hóa. c)Nấm mốc

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

Nấm mốc có cấu trúc hình sợi phân nhánh, phát triển rất nhanh tạo thành mạng sợi chằng chịt gọi là hệ sợi nấm. Nấm mốc là nhóm tạo khuẩn ty ở dạng bột màu xanh, màu vàng, trắng, đen…

TR ẦN

H Ư

Nấm mốc là loại vi sinh vật hiếu khí. Trong và sau quá trình lên men lactic thường gặp các loài mốc như Aspergillus, Oidium lactis…Đặc biệt nhất là loài sinh enzyme thủy phân pectin, có thể gây hư hỏng quan trọng do enzyme làm mềm cấu trúc mô rau cải. Enzyme thủy phân pectin có thể hiện diện trong rau cải lúc ngâm muối hoặc là có thể sinh ra do nấm mốc sinh sống trên bề mặt nước muối dưa.

Í-

1.3.1 Nguyên liệu

1.3 PHƯƠNG TIỆN

10 00

1.2 MỤC ĐÍCH - Tìm hiểu qui trình lên men rau cải muối chua - Đánh giá chất lượng sản phẩm

ÁN

-L

- Cải xanh - Củ hành tím - Đường,muối

IỄ N

ÀN

1.3.2 Dụng cụ -

Nồi, Bếp đun Thau, Rổ Dao, thớt Lọ thủy tinh Đũa tre, muỗng Cân phân tích Bình tam giác 20ml Cốc thủy tinh 1000ml, 100ml, 10ml, cốc nhựa Thiết bị chuẩn độ: Burret Giấy quỳ tím, Bảng màu pH

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men - Ống đong 100ml, 10ml - Ống nhỏ giọt 1.3.3 Hóa chất

Nước cất NaOH 0,1N, Phenolphtalein Nước cất

1.4 THỰC HÀNH

Nguyên liệu

Chần

ẠO

Xử lý sơ bộ

U Y

1.4.1 Quy trình lên men rau cải muối chua

Xếp vào hộp nhựa

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Để nguội và ráo

Lên men

10 00

Nấu dung dịch nước muối đường

-L

Í-

Sản phẩm

ÁN

Hình 1: Sơ đồ quy trình lên men rau cải muối chua

1.4.2 Các bước thực hành

IỄ N

ÀN

Rau cải được xử lý sơ bộ (rửa sạch, loại bỏ phần bị héo hư….), sau đó chần với nước nóng 60 – 70 oC, vớt ra rổ để ráo và nguội. Chần sơ bộ với mục đích là sát trùng nhẹ, tiêu diệt lượng vi sinh vật gây hại, đồng thời còn có tác dụng làm mềm cấu trúc rau cải. Rau cải sau khi qua giai đoạn chần được cắt khúc dài khoảng 5cm, cân 400 g rau cải trộn với hành tím và xếp vào lọ thủy tinh. Khi xếp vào cần nén cho chặt, dùng cây tre nén chặt phần rau cải lại để hạn chế không khí vào, tránh sinh bọt khí trong quá trình lên men. Mục đích của việc trộn hành tím là để tạo hương vị, ngoài ra dầu trong hành tím có tác dụng ức chế vi sinh vật có hại. Đồng thời, củ hành bổ sung thêm một lượng carbohydrate cần thiết để cung cấp nguồn đường cho vi sinh vật phát triển. GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men Nấu hỗn hợp muối đường theo tỉ lệ muối : đường khác nhau. Nấu hỗn hợp cho sôi và tan hết. Sau đó để thật nguội và đổ vào hủ sao cho ngập dưa cải. Thời gian lên men khoảng 7 ngày.

Đường

Muối

Nước

Hành tím

Tỉ lệ

20 %

Khối lượng

24 g

36 g

80 ml

20 g

U Y

Nguyên liệu

Bảng 1.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu ( so với khối lượng rau cải)

1.5 KẾT QUẢ, TÍNH TOÁN, THẢO LUẬN

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

1.5.1 Đánh giá cảm quan

Hình 1.2: Dưa cải trước và sau khi lên men Bảng 1.2: Phiếu mẫu ghi điểm

Í-

Kém (điểm)

ÁN

Vị

-L

Ý thích sản phẩm

Trung bình (điểm) 5

Độ giòn

Mùi

Màu sắc

TO ÀN Đ IỄ N D

Tốt (điểm)

 Đánh giá cảm quan sản phẩm: - Màu: Có màu vàng đẹp, kích thích thị giác, - Vị: chưa đậm đà, mặn, ít chua, - Mùi: thơm của dưa cải, có mùi nồng của cải xanh nhưng rất ít, mùi hơi hắc của củ hành. - Dung dịch nước không có bọt khí, có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt. GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men - Độ giòn: đạt được chỉ tiêu tốt Tuy nhiên do tỉ lệ muối đường nên dưa cải có vị mặn, ít chua, hơi đắng của dưa cải làm sản phẩm kém ngon.  So sánh với các nhóm khác:

Giòn

x (mặn ít)

x (hơi chua)

x(ít chua)

Vị mặn

Vị chua

Nhóm

Thơm đặc trưng của dưa cải muối chua

Màu vàng đặt trưng

U Y

Mùi hắt của hành tím

H Ư

ẠO

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 1.3: So sánh chỉ tiêu cảm quan với các nhóm

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Nhóm 1: Dưa cải chua, vị đậm đà, vừa ít mặn, giòn, màu vàng đẹp, mùi thơm đặc trưng của dưa cải. Dung dịch nước có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt. Không có bọt khí, không có mùi hắc của củ hành. Nhóm 2: Dưa cải chua nhẹ, vị mặn, hơi đắng, còn mùi của cải xanh, màu vàng, giòn. Dung dịch nước có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt, không có bọt khí, không có mùi hắc của củ hành. Nhóm 4: Vị mặn, đắng của cải xanh, vẫn còn mùi của cải xanh, màu vàng, không có vị chua, mùi hắc của củ hành, giòn. Dung dịch nước có màu trắng, không có đóng ván trắng trên bề mặt, không có bọt khí. Nhóm 5: Màu vàng, vị mặn, không có vị chua, đắng của cải xanh, giòn. Có mùi nồng của cải xanh nhưng vẫn có mùi đặc trưng của dưa cải.Dung dịch nước có màu trắng đục, không có đóng ván trắng trên bề mặt. Không có bọt khí.

IỄ N

Sau khi lên men cải chua ta rút ra được: Sau khi muối chua dưa cải có màu vàng, hơi chua, có vị mặn, có mùi thơm đặc trưng của dưa cải. pH đầu tiên trước khi lên men là trung tính, sau khi lên men thì pH giảm xuống do vi khuẩn lactic tạo ra acid lactic ngày càng nhiều hơn. Sau khi đánh giá cảm quan sản phẩm dưa cải muối chua của các nhóm thì ta thấy nghiệm thức 1 (đường:muối:nước:hành tím với tỉ lệ 3%:4%:20%:5%) thì sản phẩm có mùi vị thơm ngon, đặc trung cho sản phẩm dưa cải muối chua. Đây là nghiệm thức tối ưu nhất. GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BĂĄo cĂĄo tháťąc táşp cĂ´ng ngháť‡ lĂŞn men 1.5.2 XĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘áť™ acid toĂ n pháş§n ďƒ˜ NguyĂŞn lĂ˝: Sáť dáťĽng NaOH Ä‘áťƒ trung hoĂ háşżt acid cĂł trong tháťąc pháşŠm.

Tiáşżn hĂ nh: LáşĽy 5 ml dung dáť‹ch lĂŞn men vĂ 45 ml nĆ°áť›c cáşĽt cho vĂ o bĂŹnh tam giĂĄc. Sau Ä‘Ăł nháť? NaOH 0,1 N táťŤ burret xuáť‘ng Ä‘áşżn khi Ä‘áşĄt pH = 8,2 (dĂšng phenolphtalein lĂ m cháşĽt cháť‰ tháť‹ mĂ u, nháť? NaOH 0,1 N táťŤ burret xuáť‘ng Ä‘áşżn khi dung dáť‹ch váťŤa chuyáťƒn mĂ u háť“ng nháşĄt thĂŹ dáťŤng láşĄi). Ghi nháşn tháťƒ tĂch (ml) NaOH Ä‘ĂŁ sáť dáťĽng.

đ?‘Ł

(g/l)

đ??ž đ?‘Ľ đ?‘› đ?‘Ľ 1000

U Y

ďƒ˜ Káşżt quáşŁ: Ä?áť™ acid toĂ n pháş§n Ä‘Ć°áťŁc xĂĄc Ä‘áť‹nh theo cĂ´ng tháťŠc:

áş O

Trong Ä‘Ăł:

A: Ä‘áť™ acid (g/l) K: háť‡ sáť‘ loáşĄi acid. Acid lactic: K = 0,009; acid acetic, K = 0,006. N: sáť‘ ml NaOH 0,1N sáť dáťĽng V: sáť‘ ml máşŤu Ä‘em chuáşŠn Ä‘áť™

Ä?

H ĆŻ

Ă“

10 00

TR áşŚN

www.daykemquynhon.ucoz.com

-L

Ă?-

HĂŹnh 1.3: pH trĆ°áť›c vĂ sau khi chuáşŠn Ä‘áť™ dung dáť‹ch dĆ°a cáşŁi lĂŞn men

Ă N

BáşŁng 1.4: XĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘áť™ acid toĂ n pháş§n theo háť‡ sáť‘ acid lactic váť›i K=0,009 pH

V (ml)

Láş§n 1

0,6

1,08

Láş§n 2

1,7

3,06

Láş§n 3

2,7

4,5

4,86

Láş§n 4 (láşĽy trung bĂŹnh)

(2,7+2,8)/2 = 2,75

4,95

Ă€N Ä? Iáť„ N D

đ?‘˛ đ?’™ đ?’? đ?’™ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž

n (ml)

K=0,009

GVHD: Nguyáť…n Ngáť?c Trang ThĂšy-Nguyáť…n PhĂşc Huy SĆ°u táş§m báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

đ?’—

(g/l)

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BĂĄo cĂĄo tháťąc táşp cĂ´ng ngháť‡ lĂŞn men BáşŁng 1.4: XĂĄc Ä‘áť‹nh Ä‘áť™ acid toĂ n pháş§n theo háť‡ sáť‘ acid acetic váť›i K=0,003 đ?‘˛ đ?’™ đ?’? đ?’™ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Žđ?&#x;Ž

K=0,006

n (ml)

V (ml)

Láş§n 1

0,6

0,72

Láş§n 2

1,7

2,04

Láş§n 3

2,7

4,5

3,24

Láş§n 4 (láşĽy trung bĂŹnh)

(2,7+2,8)/2 = 2,75

3,3

(g/l)

đ?’—

10 00

TR áşŚN

H ĆŻ

www.daykemquynhon.ucoz.com

Ä?

áş O

U Y

HĂŹnh1.4: BĂŹnh chuáşŠn Ä‘áť™ dĆ°a cáşŁi lĂŞn men báşąng NaOH

Ă?-

Ă N

-L

pH 7pH

Ă“

ďƒ˜ Váş˝ Ä‘áť“ tháť‹:

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

5 4

pH 3 2 1

Láş§n

0 1

HĂŹnh 1.5: Biáťƒu Ä‘áť“ pH cáť§a dĆ°a cáşŁi

GVHD: Nguyáť…n Ngáť?c Trang ThĂšy-Nguyáť…n PhĂşc Huy SĆ°u táş§m báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

A 6

U Y

A (K=0,006)

A (K=0,009) 3

ẠO

Lần

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 1.6: Biểu đồ acid toàn phần của dưa cải

TR ẦN

 Nhận xét đồ thị

10 00

Từ đồ thị hình 1.5, ta thấy pH của dưa cải lên men thay đổi theo thời gian, từ pH=6 xuống pH=4, nguyên nhân do acid lactic sản sinh ra trong quá trình lên men rau cải, vi sinh vật sử dụng đường trong rau quả chuyển hóa thành acid lactic và một số sản phẩm khác, do đó pH giảm dần theo thời gian.

Í-

Từ đồ thị hình 1.6, đường biểu thị acid tổng thay đổi theo thời gian, lượng acid lactic liên tục tăng trong quá trình lên men. Do đó, tốc độ lên men phụ thuộc nhiều vào các tỉ lệ muối đường, nhiệt độ, ngoài ra còn có các yếu tố như cấu trúc dưa cải, quá trình nén, lẫn tạp nhiễm trong quá trình chế biến,...

ÁN

-L

 So sánh pH và lượng acid tổng giữa các nghiệm thức:

Bảng 1.6: Bảng so sánh pH giữa các nghiệm thức Lần

Nhóm 1 (Nghiệm thức 1)

Nhóm 4 (Nghiệm thức 2)

4.5

Nhóm 3 (Nghiệm thức 3)

4,5

ÀN

IỄ N

Mẫu

 Nhận xét: ở cả 3 nghiệm thức pH đều có xu hướng giảm dần từ pH trung tính pH=6 xuống pH=4. GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men Bảng 1.7: Bảng so sánh acid tổng giữa các nghiệm thức Lần

Nhóm 1 (Nghiệm thức 1)

0,18

4,5

5,4

6,12

Nhóm 4 (Nghiệm thức 2)

1,44

3,42

3,78

3,87

Nhóm 3 (Nghiệm thức 3)

1,08

3,06

4,86

4,95

U Y

Mẫu

 Nhận xét:

ẠO

Ở nghiệm thức 1do tỉ lệ muối là 4%, vi sinh vật dễ thích nghi và phát triển, vi khuẩn lactic phát triển mạnh nên sản sinh ra nhiều acid lactic, do vậy lượng acid tổng của nghiệm thức 1 là cao nhất (lớn hơn 6,48g/l)

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Ở nghiệm thức 2, tỉ lệ muối là 7%, vi khuẩn lactic hoạt động yếu, nên sản sinh ra ít lượng acid lactic, tuy nhiên theo lý thuyết thì lượng acid tổng ở nghiệm thức 2 sẽ cao hơn nghiệm thức 3, nhưng trong quá trình thí nghiệm có sai soát, có thể do trong quá trình gài nén không chặt, không khí loạt vào, kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn lactic, nên lượng acid tổng của nhóm là thấp nhất.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Ở nghiệm thức 3, với tỉ lệ muối 9%, do nồng độ muối cao, kiềm hãm sự thích nghi và phát triển của vi sinh vật, vi khuẩn lactic bị ức chế nên sản sinh ra ít lượng acid lactic, làm lượng acid tổng của nghiệm thức thấp.

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

BÀI 2: LÊN MEN TEMPEH 2.1 GIỚI THIỆU Tempeh là bánh đậu lên men, xuất xứ từ Indonesia. Nguyên liệu sử dụng chế biến tempeh là đậu nành hạt hoặc đậu phộng.

U Y

Nguồn vi sinh vật là nấm mốc Rhizopus oligosporus thuộc họ Mucoraceae được sử dụng rộng rãi trong chế biến tempeh. Chúng sinh ra hệ sợi tơ nấm màu trắng, liên kết các hạt đậu lại tạo thành bánh đậu nành lên men một phần, có mùi lên men đặc trưng. Rhizopus oligosporus sản sinh ra chất kháng sinh, ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn Gram dương, bao gồm Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis.

 Đặc điểm R. oligosporus: - Sinh tổng hợp protease, amylase, lipase.

ẠO

- Tạo hệ sợi nấm trắng liên kết hỗn hợp lên men thành dạng bánh rắn

- Tạo nhân tố kháng khuẩn khi lên men

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com

- Không tạo ra độc tố

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Ngoài giá trị cung cấp thức ăn nhiều đạm, dễ tiêu hóa, tempeh còn là nguồn giàu vitamin quý như vitamin B12 do vi khuẩn tạp tổng hợp.

Hình 2.1: Nấm mốc R. oligosporus

IỄ N

ÀN

2.2 MỤC ĐÍCH - Thực tập qui trình lên men Tempeh - Quan sát quá trình phát triển của nấm mốc R. oligosporus - Đánh giá chất lượng của sản phẩm Tempeh

2.3 PHƯƠNG TIỆN 2.3.1 Nguyên liệu - Đậu nành - Nấm mốc Rhizopus oligosporus - Giấm GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 2.3.2 Dụng cụ

ẠO

U Y

Thau lớn để ngâm đậu, rổ lớn, khay Rây lọc, bếp đun Nồi 4 lít hoặc lớn hơn Túi zipper Xiên hoặc kim Tủ ủ Buret Bình tam giác Cốc 100ml, 25ml, cốc nhựa Muỗng, đũa tre Giấy quỳ tím, Bảng màu pH Đĩa petri Ống đong

G N

Formaldehyde 37% Nước cất NaOH 0,1N Phenolphtalein

H Ư

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

2.3.3 Hóa chất

10 00

2.4 THỰC HÀNH 2.4.1 Quy trình các bước lên men Tempeh Ngậm đậu nành

Tách vỏ

Đậu nành

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Nấu đậu

Sản phẩm

Thêm giấm

Làm ráo và để nguội

R. oligosporos

Cấy giống

Ủ (300C, 24h)

Đóng gói

Hình 2.2: Các bước lên men Tempeh 2.4.2 Các bước thực hành Ngâm đậu nành và tách vỏ đậu: Cho đậu vào thau và đổ nước sao cho ngập phần đậu. Ngâm đậu qua đêm hoặc ít nhất là 12 giờ. Dùng tay khuấy đảo nhẹ và bóp nhẹ để GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men vỏ hạt đậu tách ra. Vỏ đậu tách ra nổi trên mặt nước và chỉ cần dung tay vớt chúng ra bỏ đi.

Nấu đậu: Cho đậu vào một cái nồi lớn và thêm nước vào sao cho ngập phần đậu một chút. Đun sôi. Hớt bỏ bọt hoặc vỏ đậu còn sót lại. Nấu đậu khoảng 30 phút cho đến khi đậu chín mềm. Giảm nhỏ lửa và tiếp tục đun sôi thêm vài phút để làm khô đậu. Sau đó làm lạnh đậu đến khoảng 35oC.

U Y

Chuẩn bị các túi zipper: Trong thời gian nấu đậu, hãy chuẩn bị các túi zipper bằng cách dùng que xiên hay kim đâm thủng mặt túi để tạo thành các lỗ nhỏ cách nhau 2,5 cm.

Làm ráo nước: Trút đậu ra chiếc khay đã lót khăn sạch để đậu ráo nước.

ẠO

Thêm giấm: Cân 200g đậu và chuyển đậu vào thau nhỏ, sạch, khô. Thêm 2 muỗng cà phê giấm và trộn đều để 5 phút.

www.daykemquynhon.ucoz.com

Cấy men tempeh: Rắc 2g men tempeh theo đúng tỷ lệ vào đậu và trộn đều bằng muỗng sạch trong khoảng 1 phút.

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Chia đậu vào các túi zipper đã chuẩn bị. Kéo khóa túi và dàn đều đậu.

ÀN

ÁN

Hình 2.3 Túi zipper trước và sau khi cho đậu vào Ủ tempeh: Đặt túi đậu vào tủ ủ, điều chỉnh nhiệt độ 30oC và ủ trong khoảng thời gian từ 36 – 48 giờ. Thường xuyên kiểm tra tủ ủ để đảm bảo nhiệt độ ủ phù hợp.

IỄ N

Kiểm tra đậu: từ 12 – 24 giờ nên kiểm tra xem một số sợi nấm màu trắng đã xuất hiện trên hạt đậu hay chưa. Có thể hạ thấp nhiệt độ một chút so với ban đầu vì những hạt đậu sẽ tạo ra nhiệt trong quá trình lên men. Tiếp tục ủ đậu đến 48 giờ: Sợi nấm sẽ phát triển dày lên, tạo thành lớp màu trắng xung quanh hạt đậu và kết dính đậu lại thành tấm dày, đặc. Tempeh lúc này bắt đầu có mùi dễ chịu và hấp dẫn. Kết thúc quá trình lên men: Lấy túi tempeh từ tủ ủ ra và để ở nhiệt độ phòng.

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

ẠO

U Y

2.5.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 2.4: Tempeh sau khi ủ 1 ngày và sản phẩm tempeh 2.5.1 Đánh giá chất lượng

10 00

Kém

Hình dáng sản phẩm

-L

Í-

Độ rắn chắc Sự phân bố khuẩn ty nấm

Trung bình

x x x

Màu

ÁN

Tốt x

Mùi

TO ÀN D

IỄ N



Bảng 2.1: Phiếu mẫu ghi điểm

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sử dụng phiếu mẫu ghi điểm để đánh giá chất lượng sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn: hình dáng sản phẩm, sự tạo thành bào tử, độ rắn chắc, sự phân bố của khuẩn ty nấm, mùi, pH, màu. Các giá trị đại diện chất lượng của tempeh: tốt, trung bình, kém tương ứng điểm số 10, 5, 2.

Nhận xét

Tempeh thành phẩm có lớp màu trắng bao xung quanh hạt đậu, đó chính là nấm mốc phát triển trên bề mặt, nhìn chung nấm phát triển khá đều, nấm giúp các hạt đậu kết dính lại thành một khối dày, rắn, chắc. Tempeh có vị mặn, ngọt ít, giòn, có mùi đặc trưng của tempeh. Màu sắc: có màu vàng nhạt, khi chiên lên có màu vàng đậm

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men Trong quá trình lên men xảy ra các phản ứng thủy phân protein, chất béo, tinh bột. Hàm lượng nitơ tăng qua các giai đoạn ngâm, nấu đến sản phẩm nên pH cũng tăng lên.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

Tempeh là thực phẩm giàu dinh dưỡng và có thể sử dụng chế biến thành nhiều món ăn khác nhau.

TR ẦN

Hình 2.5 Sản phẩm Tempeh trước và sau khi chiên với bơ 2.5.2 Xác định vật chất khô của sản phẩm

Sấy khô và cân đĩa Petri với độ chính xác 0,01 g.

10 00

Xay mẫu, cân 3 - 5 g mẫu (cân 4 số lẻ) cho vào đĩa Petri, sau đó sấy ở 105oC đến khi trọng lượng không đổi.

Í-

Xác định vật chất khô của tempeh bằng công thức: Dw =

Wd - Wt ×100% W

ÁN

-L

Trong đó: Wd: khối lượng mẫu và đĩa trước và sau khi sấy (g) Wt: khối lượng đĩa (g) W: khối lượng mẫu tươi (g)

ÀN

 Kết quả

IỄ N

Bảng 2.2: Kết quả trước và sau khi sấy Tempeh Wd

Tempeh (ủ ở 30oC)

32,2356g

31,1203g

4,333 g

25,7 %

Tempeh (ủ ở 35oC)

31,0952 g

29,9138

4,175

28,3 %

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 29% 28% 27%

26%

25%

25% 24%

U Y

Hàm lượng chất khô (%)

28,30%

Tempeh (ủ ở 35oC)

ẠO

Tempeh (ủ ở 30oC)

23%

Nhận xét: : Hàm lượng chất khô sau khi sấy tempeh (ủ ở 30oC) nhỏ hơn so với



Hình 2.6:Biểu đồ hàm lượng chất khô của tempeh

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

hàm lượng chất khô sau khi sấy tempeh (ủ ở 35oC). Bởi vì ở nhiệt độ 35oC là nhiệt độ tối ưu giúp nấm mốc phát triển tốt nhất, còn ở nhiệt độ 30oC chưa đủ điều kiện để nấm

TR ẦN

mốc phát triển. 2.5.3 Đo pH

10 00

Cân 10 g tempeh đã xay mịn, thêm 90 g nước cất và khuấy đều, thu dịch trích. Dịch trích được dùng để đo pH và chuẩn độ formol.

Bảng 2.3: Kết quả đo pH của nước đậu và dịch trích tempeh Nước đậu ngâm

Mẫu

Dịch trích tempeh

6,5

Í-

Nước đậu chín

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Độ pH trong sản phẩm chênh lệch không nhiều, có thể tạm chấp nhận được ở mức trung tính và gái trị này tăng dần từ nước đậu ngâm đến thành phẩm.

Hình 2.6: pH trước và sau khi chuẩn độ của Tempeh

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 6,6 6,5 6,5 6,4

6,2 6,1 6

6,3

U Y

5,9

5,8

Nước đậu chín

Dịch trích tempeh

ẠO

Nước ngâm đậu

5,7

Hình 2.7: Biểu đồ pH của nước đậu và dịch trích tempeh

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

 Nhận xét: Độ pH trong sản phẩm chênh lệch không nhiều, có thể tạm chấp nhận được ở mức trung tính và gái trị này tăng dần từ nước đậu ngâm đến thành phẩm. Bởi vì trong quá trình ngâm nước có sự xuất hiện của vi khuẩn lactic trong nước ngâm. Chúng lên men tạo acid lactic làm pH giảm. 2.5.4 Chuẩn độ formol

Nhằm mục đích xác định lượng acid amin tự do có trong mẫu

10 00

Lấy 5 ml dịch trích, khuấy đều và chỉnh pH đến 7 bằng NaOH 0,1N (pH ổn định trong 30s).

-L

Í-

Tiếp tục thêm vào 5 ml dung dịch formaldehyde 37% (pH 7), đợi khoảng 2 phút sau đó chuẩn với NaOH 0,1 N đến pH 9,2 (dùng phenolphthalein làm chất chỉ thị màu, nhỏ NaOH 0.1N từ burret xuống đến khi dung dịch vừa chuyển màu hồng thì dừng lại). Ghi nhận thể tích (ml) NaOH đã sử dụng.

IỄ N

ÀN

ÁN

Xác định hàm lượng nitơ formol bằng công thức: M=

0,0014 x (V - V0 ) x 1000 1,4 x (V - V0 ) = (g/l) m m

Với: M: hàm lượng nitơ formol (g/l) V0: số ml NaOH 0,1N đã dung chuẩn độ mẫu thử không (ml) V: số ml NaOH dung chuẩn độ mẫu (ml) m: thể tích mẫu phân tích (ml)

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

Hình 2.8: Bình sau khi chuẩn độ dịch trích tempeh

ẠO

 Kết quả

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

 Thể tích NaOH 0,1N đã dùng chuẩn mẫu thử không V0 = 0,8 ml  Thể tích NaOH 0,1 N dung chuẩn độ mẫu đậu trước khi nấu chín V1 = 0,95 ml

TR ẦN

V2 = 0,9 ml → Vtb= 0,925 ml

Hàm lượng nitơ formol của đậu trước khi nấu chín:



10 00

0,0014 x (V - V0 ) x 1000 1,4 x (V-V0 ) 1,4 x (0,925 - 0,8) = = = 35 (g/l) m m 0,005



Í-

V1 = 0,95 ml

Thể tích NaOH 0,1 N dung chuẩn độ mẫu đậu sau khi nấu chín

-L

V2 = 0,9 ml

IỄ N



Hàm lượng nitơ formol của đậu sau khi nấu chín: 0,0014 x (V - V0 ) x 1000 1,4 x (V-V0 ) 1,4 x (0,925 - 0,8) M= = = = 35 (g/l) m m 0,005 Thể tích NaOH 0,1 N dùng chuẩn độ mẫu tempeh thành phẩm

ÀN



ÁN

→ Vtb= 0,925 ml

V1 = 1,35 ml

V2 = 1,5 ml → Vtb= 1,425 ml 

Hàm lượng nitơ formol của tempeh M=

0,0014 x (V - V0 ) x 1000 1,4 x (V-V0 ) 1,4 x (1,425 - 0,8) = = = 175 (g/l) m m 0,005

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 175

180 160 140 120

100

80 35

Đậu ngâm

Đậu chín

U Y

Hàm lượng nitơ formol (g/l)

200

ẠO

Tempeh

Hình 2.9 : Biểu đồ hàm lượng nitơ formol

Nhận xét:

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com



Trong quá trình ngâm và nấu đậu nành mất nhiểu các chất phân tử lượng thấp

TR ẦN

hòa tan trong đó có acid amin nên trong thành phẩm tempeh chứa chứa hàm lượng nitơ

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

formol lớn hơn nhiều so với các mẫu còn lại.

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

Bài 3 LÊN MEN BÁNH MÌ 3.1 GIỚI THIỆU

U Y

Bánh mì là sản phẩm chế biến từ bột mì nhào với nước, muối và nấm men, để lên men cho nở xốp, sau đó nướng hay hấp chín. Khoảng một nửa số dân trên thế giới dùng bánh mì làm nguồn lương thực chính. Trên thị trường hiện nay, bánh mì rất đa dạng về cả hình dạng và công thức chế biến tùy thuộc vào thói quen ăn uống của từng vùng. Nguồn nguyên liệu để làm bánh mì cũng được chọn lựa một cách cẩn thận, tùy thuộc vào loại bánh mì mà ta có thể chọn những nguyên liệu tốt nhất.

3.1.1 Tổng quát

ẠO

Các công đoạn trong qui trình sản xuất bánh mì đều ảnh hưởng đến chất lượng bánh, nhưng chất lượng nguyên liệu, giai đoạn nhào bột, chế độ lên men và chế độ nướng là yếu tố quyết định hơn cả.

3.1.2 Nấm men

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Nấm men dùng để sản xuất bánh mì thuộc giống Saccharomyces cerevisae. Nấm men này có khả năng sử dụng glucose, galactose, saccharose, maltose như nguồn C, sử dụng acid amin, muối ammonium như nguồn N. Chức năng chính của nấm men là sinh khí CO2 làm tăng thể tích khối bột nhào. Ngoài ra, các sản phẩm của quá trình lên men được tích lũy trong khối bột sẽ tạo nên các hương vị đặc trưng cho bánh mì thành phẩm.

Hình 3.1: Saccharomyces cerevisae.

IỄ N

ÀN

3.2 MỤC ĐÍCH - Thực tập quy trình lên men bánh mì - Quan sát quá trình phát triển của nấm men - Đánh giá chất lượng của sản phẩm

3.3 PHƯƠNG TIỆN 3.3.1 Nguyên liệu - Bột mì - Nước - Men nở: giống Saccharomyces cerevisae

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men - Muối, đường - Bơ

Ơ H N U Y .Q TP ẠO

www.daykemquynhon.ucoz.com

Thớt gỗ bản mỏng để nhồi bột hoặc khay inox, Thau Lò nướng, Khay nướng Túi nilon để ủ bột Muỗng Cốc thủy tinh 1000ml, 100ml Cốc nhựa Ống đong Buret Bình tam giác Cân điện tử Giấy quỳ tím, bảng màu pH Bếp đun

3.3.2 Dụng cụ

H Ư

3.3.3 Hóa chất

TR ẦN

- Dung dịch NaOH 0,1N - Phenolphtalein - Nước cất

10 00

3.4 THỰC HÀNH

3.4.1 Sơ đồ quy trình

Nhào trộn

ủ bột lần 1

ÁN

-L

Í-

Nguyên liệu

ÀN

Men

Để bột nghĩ và tạo hình

IỄ N

ủ bột lần 2

Sản phẩm

Nướng

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình làm bánh mì

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 3.4.2Thuyết minh quy trình Cân đong và trộn nguyên liệu: cân 5g men khô, sau đó cho thêm 1 muỗng đường cùng với nước ấm (37 – 40oC) để chuyển hóa kích hoạt men, để khoảng 30 phút. Sau

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

U Y

khi kích hoạt xong thì trộn men cùng với các nguyên liệu khác. Lưu ý nhiệt độ pha men không được quá nóng, tốt nhất là ở nhiệt độ phòng, vì nếu quá nóng sẽ làm chết men, và không nên quá lạnh vì lạnh quá sẽ làm ức chế men, kìm hãm sự phát triển của men, do đó sẽ làm chậm quá trình kích hoạt men.

Bột mỳ Nước

Nguyên liệu

10 00

Hình 3.3 Men sau khi pha với nước ấm Bảng 3.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu

Í-

Men nở

-L

Muối

Thí nghiệm 1 100% 70% (175ml) 2% (5g) 0.5% (1.25g)

IỄ N

ÀN

ÁN

Nhào trộn: - Rắc đều một lớp bột khô lên mặt bàn, bột này được gọi là bột áo. Lưu ý sử dụng càng ít lượng bột áo càng tốt. rắc bột khô để dễ dàng nhào bột hơn, bột không dính vào tay, nên cho 1 lượng bột khô vừa phải, vì nếu cho nhiều sẽ làm bột bị khô, cứng, khó nhồi. Mặt khác, sau khi nướng ruột bánh mì sẽ bị hôi mùi bột vì khi tăng lượng bột mà không tăng thêm lượng men và nước. - Nhồi bột theo các bước: đầu tiên gấp bột, tiếp theo dùng mu bàn tay ấn và miết bột để đẩy bột ra xa, sau đó xoay khối bột một góc 90 độ. Lặp lại các bước nhiều lần trong khoảng 60 phút. Nhồi bột nhằm mục đích giúp bột đều và mịn, nấm men phan phối đều trong khối bột, quá trình lên men sẽ diễn ra tốt hơn. Lên men: + Ủ bột lần 1: Sau bước nhồi bột, tiến hành ủ bột. Tùy theo lượng men nhiều hay GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men ít, hoạt động nhanh hay chậm, …sẽ biểu hiện ở việc bột nở nhiều hay ít. Tuy nhiên, mục đích chủ yếu của lần ủ đầu tiên là để tạo mùi vị cho bánh. Một số lưu ý: + Không ủ ở nhiệt độ quá cao, thông thường nên ủ ở nhiệt độ phòng (23 – 29oC)

+ Trong lần ủ này chỉ nên ủ đến khi bột nở gấp rưỡi hoặc gấp đôi. Cách nhận biết độ nở của bột: cắm 1 hoặc 2 ngón tay vào khối bột, sâu khoảng 2 cm, nếu rút ngón tay lên mà vết lõm giữ nguyên là bột đã nở đủ, nếu vết lõm phồng trở lại tức là cần ủ thêm, nếu khối bột bị xẹp tức là bột đã bị ủ quá đà.

khối bột vào bọc nilon, hoặc dùng khăn ẩm phủ lên thau đựng bột.

U Y

+ Khi ủ bột, nên che/đậy để mặt trên của khối bột khỏi bị khô, bằng cách cho

ẠO

Tạo hình và ủ bột lần 2:

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

- Bột sau khi được ủ lần 1 và nở đủ được nhào sơ lại khoảng 1-2 phút. Sau đó để bột nghỉ khoảng 5 – 15 phút rồi tạo hình. - Mục đích lần ủ thứ 2 là để tích lũy khí bên trong các tùi khí, giúp bánh nở xốp và hình thành kết cấu bánh như mong muốn. - Trong lần ủ này, bột được ủ đến khi nở khoảng gấp rưỡi đến gấp đôi. Nhiệt độ ủ khoảng 32 – 39oC và lưu ý không nên ủ lâu (khoảng 10 phút)

10 00

Nướng bánh: Phết bơ đều lên mặt bánh. Phết bơ giúp bánh mì có màu vàng đẹp hơn, làm bánh trở nên hấp dẫn hơn. Cho bánh vào lò và nướng khoảng 30 - 45 phút. Lưu ý lò nướng bánh thường cần được làm nóng trước từ 10 – 15 phút.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Phân tích

Hình 3.4: Cách nhồi bột bánh mì

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 3.5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.5.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm

Sử dụng phiếu mẫu ghi điểm để đánh giá chất lượng sản phẩm dựa trên các tiêu chuẩn: hình dáng sản phẩm, độ nở của bột, mùi, màu. Các giá trị đại diện chất lượng của bánh mì: tốt, trung bình, kém tương ứng điểm số 10, 5, 2.

Kém

Tốt

Trung bình

U Y

Chỉ tiêu Hình dáng sản phẩm

ẠO

Mùi

Độ nở của bột

Màu

10 10

 Nhận xét

www.daykemquynhon.ucoz.com

Điểm

Bảng 3.2: Phiếu mẫu ghi điểm

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Bánh mì có mùi thơm, vỏ cứng, giòn, vừa ăn, không mặn, vị ngọt, ruột mềm, thơm mùi bơ, bánh có màu vàng đặc trưng của bánh mì thành phẩm. Tuy nhiên bên trong còn mùi men và mùi bột do trong quá trinh nhồi chưa kĩ và không đúng cách.

Hình 3.5: Bánh mì trước và sau khi nướng

IỄ N

 So sánh với các sản phẩm của nhóm khác Nhóm 1: Bánh mì có mùi thơm, vỏ cứng, giòn, vị vừa ăn, ruột mềm, bánh có màu vàng đặc trưng, bên trong còn mùi men nhưng rất ít. Nhóm 2: Bánh mì có mùi thơm, vỏ cứng, giòn, vị vừa ăn, ruột mềm, bánh có màu vàng nhạt, bên trong còn mùi men nhưng rất ít. Nhóm 5: bánh mì thơm, vỏ cứng, giòn, hình dáng đẹp, ruột mềm nhưng bên trong ruột vẫn còn mùi men. GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men Nhóm 4: Bánh mì có mùi thơm, vỏ cứng, giòn, vị vừa ăn, ruột mềm, bên trong còn mùi men do nhóm 4 sử dụng men tỉ lệ là 10%, cung với việc quét ít bơ trước khi nướng nên có màu vàng rất nhạt.

Bảng 2.3: pH trước và sau khi lên men của bánh mì

Cân 10g bột, thêm vào 90ml nước cất và khuấy đều sau đó thu dịch trích, dịch trích dùng để đo pH.

3.5.2 Đo pH khối bột trước và sau lên men

pH sau lên men

ẠO

pH trước lên men

U Y

Kết quả

 Nhận xét:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

pH trước và sau quá trình lên men không thay đổi do sản phẩm trong quá trình lên men chủ yếu là CO2.

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

Bài 4 : LÊN MEN YOGHURT 4.1 GIỚI THIỆU 4.1.1 Tổng quát

U Y

Sữa chua (hay yoghurt) là sản phẩm lên men từ sữa bò, sữa cừu, dê hoặc ngựa được chế biến bằng phương pháp lên men lactic với các tên gọi khác nhau. Quá trình lên men đã chuyển hóa lactose thành acid lactic, pH thấp có tác dụng khống chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối rữa và các vi khuẩn khác, đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh đường ruột.

Sữa chua có giá trị dinh dưỡng cao do các chất dinh dưỡng đã chuyển hóa tới dạng cơ thể dễ hấp thụ. Ngoài các chất dinh dưỡng như protein, lipid, trong sữa còn đầy đủ các vitamin, các chất kháng thể có ý nghĩa trong điều trị một số bệnh. Lợi ích của yoghurt:

ẠO



Là thực phẩm giàu chất dinh dưỡng. Bảo vệ hệ tiêu hóa, giúp ăn ngon miệng Giúp chắc khỏe xương, hạn chế sâu răng. Tăng cường hệ miễn dịch. Chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ. Ngoài ra, còn giúp hạn chế mầm mống gây ung thư.

H Ư

TR ẦN

4.1.2Giống vi khuẩn lactic

www.daykemquynhon.ucoz.com

-L

Í-

10 00

Vi khuẩn lên men lactic chủ yếu là Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophiles hoặc Lactobacillus acidophilus. Vi khuẩn Gram dương dạng hình que (Lactobacillus) hoặc liên cầu (Streptococcus), không sinh bào tử, không di động, kị khí không bắt buộc, chịu acid. Đây là các vi khuẩn thuộc chủng lên men đồng hình. Ngoài ra, còn có các chủng len men dị hình có khả năng tạo thành cá hợp chất thơm như Streptococcus diacetylactis, Leuconostoc citrovorum.

IỄ N

ÀN

ÁN

Các chủng này phối hợp với nhau theo yêu cầu về thành phần và các chủng khác nhua và mỗi một giống của hỗn hợp này dùng cho sản xuất 1 sản phẩm tương ứng và có những đặc điểm riêng biệt.

Hình 4.1 Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophiles GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

U Y

Báo cáo thực tập công nghệ lên men

Hình 4.2: Lactobacillus acidophilus

4.2PHƯƠNG TIỆN

4.2.2Thiết bị

Đ G N

10 00

Bếp đun, Cân phân tích, cân đồng hồ Cốc thủy tinh 1000ml, 100ml, Cốc nhựa Túi ni lông, dây buộc, muỗng Buret Bình tam giác, ống đong Giấy quỳ tím, bảng màu pH

Í-

H Ư

Sữa đặc ngôi sao Phương Nam Sữa tươi vinamilk Nước nóng Men giống (sữa chua vinamik) Đường

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com

ẠO

4.2.1Nguyên liệu

-L

4.2.3Hóa chất

ÀN

ÁN

- Dung dịch NaOH 0,1N - Chỉ thị màu Phenolphtalein - Nước cất 4.3TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

IỄ N

Bảng 4.1: Tỉ lệ thành phần nguyên liệu Men giống

Sữa đặc

100g

Sữa tươi

200g

Nước nóng

100g

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 4.3.1 Qui trình lên men Yoghurt

Yoghurt cái

U Y Lên men (40-45oC)

ẠO

Khuấy

Bổ sung 5% yoghurt cái (cấy giống vi khuẩn)

Trữ

Làm nguội (450C)

Bổ sung sữa tươi

Hòa tan trong nước nóng

Sữa đặc

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Làm lạnh (15-200C)

Phối trộn vào túi

Bảo quản (2-40C)

10 00

4.3.2Các bước thực hành

Hình 4.1: Qui trình lên men Yoghurt

Chuẩn bị sữa: hòa tan sữa đặc trong nước đun sôi, khuấy đều. Bổ sung sữa tươi theo đúng tỷ lệ. Làm nguội.

ÁN

-L

Í-

Cấy giống: sữa sau khi pha với nước ấm ở 43 oC, ta tiến hành phối trộn với men giống là sữa chua Vinamilk (cấy giống LB và ST). Chỉ khuấy nhẹ, tránh làm chết hết vi khuẩn trong men giống. Sau đó cho vào túi ni lông, Bảo quản 2 - 4oC.

4.4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.4.1 Đánh giá cảm quan:

IỄ N

ÀN

Mùi thơm đặc trưng của yoghurt. Vị ngọt chua béo đều nhau, Cấu trúc sệt, có hiện tượng đông tụ và bị tách nước. Màu trắng đục đặc trưng của sữa chua.  So sánh với các nhóm khác: Nhóm 1: sản phẩm có vị chua nhiều, mùi thơm, không quá ngọt, béo. Cấu trúc mịn, sánh, có hiện tượng đông tụ và tách nước. Màu trắng đục đặc trưng cho sữa chua. Nhóm 2: sản phẩm có vị chua ít, có mùi lạ và có thêm vị đắng. Cấu trúc mịn, sánh, bị tách nước. có hiện tượng đông tụ và bị tách nước. Màu trắng đục đặc trưng.

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men Nhóm 4: sản phẩm vị ngọt nhiều hơn chua. Cấu trúc mịn, sánh, có hiện tượng đông tụ và bị tách nước. Màu trắng đục đặc trưng của sữa chua..

ẠO

U Y

Nhóm 5: sản phẩm có vị chua, ngọt đặc trưng của yoghurt. Cấu trúc mịn, sánh, có hiện tượng đông tụ và bị tách nước. màu trắng đục đặc trưng của sữa chua.

Hình 4.2: Sản phẩm sữa chua sau lên men

 Giải thích:

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sữa chua bị tách nước là do: nguyên liệu sữa không được đồng hóa, kích thước các cầu mỡ lớn, phân phối không đồng đều nên các cầu mỡ nổi lên làm sữa chua không đồng nhất bị tách nước.

10 00

Sữa chua bị đông tụ là do: acid lactic sinh ra làm giảm pH của sữa đến điểm đẳng điện của protein sữa gây hiện tượng đông tụ. Ngoài ra, do casein hiện diện trong sữa dưới dạng calcium caseinate, chất này tác dụng với acid lactic được sinh ra tạo thành acid caseinic và lactate calcium. Acid caseinic tự do không hòa tan do đó tạo thành khối đông.

-L

4.4.2 Đo pH:

Í-

Sản phẩm ở các nghiệm thức đều bị tách nước, có vị chua, ngọt đặc trưng của sản phẩm. Nhưng do lượng men khác nhau, nên chất lượng sản phẩm khác nhau. Do quá trình thao tác, nên ở một số nhóm có mùi lạ và vị đắng.

IỄ N

ÀN

ÁN

- Trước lên men: pH=6. Sau lên men: pH=5

Hình 4.3: pH trước và sau khi chuẩn độ sữa chua lên men

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DáşĄyKĂ¨mQuyNhĆĄn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BĂĄo cĂĄo tháťąc táşp cĂ´ng ngháť‡ lĂŞn men 4.4.3 Cháť‰ tiĂŞu phĂ˘n tĂch hĂła háť?c:

Tiáşżn hĂ nh: LáşĽy 5 ml dung dáť‹ch máşŤu vĂ 45 ml nĆ°áť›c cáşĽt cho vĂ o bĂŹnh tam giĂĄc.

Acid lactic: chuáşŠn Ä‘áť™ báşąng NaOH 0,1 N sáť dáťĽng phenolphtalein lĂ m cháşĽt cháť‰ tháť‹ mĂ u. 1 ml NaOH 0,1 N tĆ°ĆĄng áťŠng 90 x 0.1N = 9g lactic acid/1000 ml hay 0,9 % lactic acid. ďƒ˜ XĂĄc Ä‘áť‹nh Acid lactic:

Nháť? 2 giáť?t phenolphthalein lĂ m cháşĽt cháť‰ tháť‹ mĂ u. Tiáşżn hĂ nh chuáşŠn Ä‘áť™ váť›i NaOH 0,1 N

U Y

Ä‘áşżn khi Ä‘áşĄt pH = 8,2 dung dáť‹ch váťŤa chuyáťƒn mĂ u háť“ng nháşĄt thĂŹ dáťŤng láşĄi. Ghi nháşn tháťƒ

đ??ž.đ?‘›.1000 đ?‘Ł

áş O

- Ä?áť™ acid Ä‘Ć°áťŁc xĂĄc Ä‘áť‹nh theo cĂ´ng tháťŠc: A =

tĂch (ml) NaOH Ä‘ĂŁ sáť dáťĽng.

G N H ĆŻ

TR áşŚN

www.daykemquynhon.ucoz.com

A: lĂ Ä‘áť™ acid (g/l) K: lĂ háť‡ sáť‘ loáşĄi acid: acid lactic, K= 0,009 n: lĂ sáť‘ ml NaOH 0,1N sáť dáťĽng v: lĂ sáť‘ ml máşŤu Ä‘em chuáşŠn Ä‘áť™

Ä?

Trong Ä‘Ăł:

TrĆ°áť›c lĂŞn men

Sau lĂŞn men

1,1

4,2

0,0099

0,0378

10 00

BáşŁng 4.2: HĂ m lĆ°áťŁng acid lactic áť&#x; nghiáť‡m tháťŠc 3

Tháťƒ tĂch NaOH chuáşŠn Ä‘áť™ (ml)

Ă“

Náť“ng Ä‘áť™ acid lactic (%)

Ă?-

HĂ m lĆ°áťŁng acid trĆ°áť›c lĂŞn men: (1,1*0,009)/1=0,0108% 5

-L

0,009.1,2.1000

= 1,98 (g/l)

Ă N

- HĂ m lĆ°áťŁng acid sau lĂŞn men :(4,2*0,009)/1=0,0387% 0,009.4,3.1000 5

= 7,56 (g/l)

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

HĂŹnh 4.5 Dung dáť‹ch yoghurt chuáşŠn NaOH sau lĂŞn men GVHD: Nguyáť…n Ngáť?c Trang ThĂšy-Nguyáť…n PhĂşc Huy SĆ°u táş§m báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Báo cáo thực tập công nghệ lên men 7 6 5

Nồng độ acid

U Y

1 0

ẠO

yoghurt trước lên yoghurt trước sau men men

www.daykemquynhon.ucoz.com

Hình 4.6: Biểu đồ pH và nồng độ acid lactic của yoghurt

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

 Nhận xét: - Sau khi tham khảo kết quả với các nhóm thực hiện với tỷ lệ giống vi khuẩn lactic 3% và 7%, ta có thể thấy sự khác nhau. Ở tỷ lệ 3% sau khi lên men đạt độ chua cao hơn tỉ lệ 5% và 7%. Và ở 7% thì có độ ngọt cao hơn tỉ lệ còn lại. Ở cả 3 tỉ lệ đều xảy ra hiện tượng tách nước và đông tụ sau khi lên men. - Kết quả độ pH và thể tích NaOH đã dùng để chuẩn độ cũng như nồng độ acid lactic có sự khác nhau giữa các nhóm là do tỉ lệ giống vi khuẩn lactic khác nhau (3%, 5% và 7%). Vì vậy khả năng sử dụng chất dinh dưỡng của vi khuẩn ở các tỉ lệ khác nhau sẽ khác nhau. - Vì vậy, khi lên men yoghurt, phải sử dụng kết hợp nhiều loại vi sinh vật, vì việc cấy hỗn hợp 2 loại vi khuẩn này sẽ cho kết quả tốt hơn. Lactobacillus bulgaricus có chứa enzyme phân phải protein nên có khả năng phân tách được một số amino acid từ casein. Các amino acid này có vai trò như các chất kích thích hoạt động của Streptococcus thermophiles. Hai chủng vi khuẩn này sẽ bổ trợ cho nhau cùng phát triển và tạo ra sản phẩm sữa chua mong muốn

GVHD: Nguyễn Ngọc Trang Thùy-Nguyễn Phúc Huy Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial