Báo cáo khoa học:
Ảnh hưởng của canxi đến độ bền kết hợp của nhũ
tương được làm từ natri caseinat
Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2006 Tập IV, số 6: 81-88

Đại học Nông nghiệp I

ảnh hởng của canxi đến độ bền kết hợp của nhũ tơng
đợc làm từ natri caseinat
Effect of calcium on coalescence stability of sodium caseinate-stabilised emulsions
Nguyễn Đức Doan
1
, Paul vander Meeren
2

SUMMARY
The stability of sodium caseinate-stabilized oil/water emulsions that were produced from
0.1wt% sodium caseinate dispersed in 50 mM acetate buffer pH 6.0 and 20 wt% commercial
sunflower oil was affected by calcium ion. Whether addition of calcium chloride after or before
homogenization influenced the coalescence stability of the emulsions was investigated by
measuring the time-dependent change in droplet size distribution. Under quiescent storage
conditions at room temperature, CaCl

làm giảm sức căng bề mặt dị thể trong khi nhũ
hóa và bảo vệ các hạt dầu nhỏ mới đợc hình
thành khỏi kết tụ hoặc liên hợp trở lại bằng sự
kết hợp của lực đẩy không gian và lực đẩy tĩnh
điện (Dickinson và Davies, 1999). Tuy nhiên
các nhũ tơng đợc sản xuất từ casein này lại
bị kết tụ rất nhanh khi có mặt của ion canxi.
Sở dĩ xảy ra nh vậy là do sự có mặt của các
phosphoseryl trên phân tử
s1
và -casein, các
casein này có xu hớng liên kết mạnh mẽ với
các ion canxi (Dickinson và Davies, 1999; Ye
và Singh, 2001). Sự liên kết của các ion canxi
với các casein làm giảm lực đẩy tĩnh điện dẫn
đến sự hình thành các kết tụ. Sự thay đổi trạng
thái kết tụ của casein nh vậy sẽ ảnh hởng
đến khả năng hấp thụ của nó trên bề mặt dị thể
dầu/nớc và độ bền của nhũ tơng (Ye và
Singh, 2001). Mật độ điện tích trên bề mặt của
hạt dầu giảm cũng gây ra sự đứt gy của các
lớp protein đ đợc hấp thụ xung quanh hạt
dầu, và vì vậy làm giảm độ bền không gian
(Dickinson và Davies, 1999).

1
Khoa Công nghệ thực phẩm, Đại học Nông nghiệp I
2
Faculty of Bioengineering, Gent University, Belgium


Cân 100 mg natri caseinat (độ chính xác
0,0001 mg) cho phân tán trong 100 ml dung
dịch đệm acetat pH 6,0 bằng cách khuấy nhẹ
bằng máy khuấy từ trong 1 giờ. Sau đó dịch
đợc lọc qua giấy lọc whatman N
0
1 để thu
đợc dịch phân tán có nồng độ protein 1
mg/ml dùng chuẩn bị nhũ tơng.
Để thu đợc dịch phân tán có nồng độ
protein là 0,01 mg/ml và có chứa 1, 10 và 20
mM CaCl
2
để xác định các tính chất bề mặt,
lấy 2 ml dịch phân tán 1mg/ml ở trên đem pha
long đến 100 ml bằng dung dịch đệm acetate
pH 6,0. Rồi sau trộn đều với dung dịch đệm
acetate pH 6,0 có chứa 2, 20, 40 mM CaCl
2
với
tỷ lệ 1:1.
2.3 Chuẩn bị nhũ tơng
Nhũ tơng đợc chuẩn bị bằng cách trộn
đều 80 ml dịch phân tán protein 1mg/ml ở trên
và 20 g dầu hóa hớng dơng. Sau đó đồng
hóa bằng thiết bị Ultra-Turrax ở tốc độ 8000
vòng/phút trong thời gian 1 phút. Nhũ tơng
có chứa các nồng độ canxi clorua khác nhau
đợc điều chỉnh bằng cách cho thêm canxi
clorua trớc hoặc sau khi nhũ hóa.

Các thông số của máy sử dụng để đo kích thớc
hạt đợc thiết lập là loại mô hình quang học
code 30 FD, nó tơng đơng với hệ số khúc xạ
thực là 1,5295, hệ số khúc xạ ảo là 0,01.

2.5 Xác định sức căng bề mặt dị thể
Sức căng bề mặt dị thể đợc xác định
bằng thiết bị đo sức căng bề mặt hạt tự động
(Tracker, IT-Concept, Saint-Clementes Places,
France). Trớc khi tiến hành thí nghiệm, hệ
thống máy đợc kiểm tra độ sạch bằng cách
đo sức căng bề mặt của bề mặt dị thể n-
hexadecane/nớc tinh khiết. Nếu trong thời
gian đo 30 phút, sức căng bề mặt đo đợc là
50 mN/m và giá trị này không thay đổi thì hệ
thống máy có độ sạch đảm bảo. Sau đó tiến
hành đo các thí nghiệm trong thời gian 60
phút.
2.6. Xác định suất co giãn bề mặt dị thể
Suất co gin bề mặt dị thể cũng đợc thực
hiện trên thiết bị đo sức căng bề mặt hạt tự
động (Tracker, IT-Concept, Saint-Clementes
Places, France). Sau khi tiến hành đo sức căng
bề mặt đạt đến trạng thái cân bằng (60 phút),
tiến hành đo suất bề mặt dị thể trong thời gian
5 phút. Các thông số của phép đo đợc thực
hiện bao gồm biên độ dao động là 1,5 àl và
tần số là 0,1Hz.
3. KếT QUả NGHIÊN CứU
3.1 Sự phân bố kích thớc hạt và đờng

phơng thức đơn đối với hầu hết các nhũ
tơng có chứa các nồng độ canxi clorua khác
nhau. Tuy nhiên sau 5 ngày bảo quản thì sự
phân bố kích thớc hạt có phơng thức kép với
các pic nhỏ đợc hình thành ở nồng độ canxi
clorua cho thêm vào là 0, 1, 2 và 10 mM (đồ
thị 2A, B, C và E).

Đồ thị 1. ảnh hởng của canxi clorua đợc cho thêm sau khi nhũ hóa đến độ bền của nhũ tơng D

0

5

10

15

0.1

10

1000

C

0

Đờng kính hạt ( m)
àA

0

5

10

15

0.1

10

1000Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Đờng kính hạt ( m)
à
Đờng kính hạt ( m)
à
Đờng kính hạt ( m)

CaCl
2
.

Đồ thị 3. ảnh hởng của canxi clorua đợc cho thêm vào trớc khi nhũ hóa
đến độ bền của nhũ tơng Sự phân bố kích thớc hạt trong thời gian
bảo quản đợc thể hiện ở đồ thị 4. Đồ thị 4 B
và 4 C có phơng thức kép đối với nhũ tơng
có chứa 1 và 2 mM CaCl
2
sau 5 ngày bảo
quản. Mặc dầu không tạo ra phơng thức kép
nhng sự thay đổi kích thớc hạt xảy ra rất rõ
ràng đối với nhũ tơng có chứa 20 mM CaCl
2


D

0

5

10

15

0.1

10

1000

C

0

5

10

15

0.1

10

Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Sự phân bố kích thớc hạt (%)
Đờng kính hạt ( m)
à
Đờng kính hạt ( m)
à
Đờng kính hạt ( m)
àĐồ thị 4. Sự phân bố kích thớc hạt dầu của nhũ tơng có cho thêm canxi clorua trớc khi ngũ hóa
và bảo quản ở thời gian khác nhau: 0 (A), 1 (B), 2 (C), 5 (D), 10 (E) và 20 mM (F) CaCl
2

Đồ thị 5. ảnh hởng của canxi clorua đến sức căng bề mặt dị thể
n-hexandecane/dung dịch natri clorua

cho thấy sự trái ngợc về suất co gin bề mặt
dị thể. Hiện tợng này có thể đợc giải thích
rằng khi cho thêm 1 mM CaCl
2
vào trong dịch
protein thì cha đủ để làm tăng sự hấp thụ các
phân tử protein lên bề mặt hạt dầu. Tuy nhiên
khi nồng độ CaCl
2
cho thêm vào vợt quá
nồng độ tới hạn (10 mM) thì nó gây ra sự kết
tụ của các phân tử protein. Sự kết tụ này làm
giảm số lợng phân tử protein hấp thụ lên bề
mặt hạt dầu. Mặt khác sự liên kết giữa Ca
+2

với casein sẽ làm gy một phần lớp casein đ
hấp thụ quanh hạt dầu, mặc dầu bề dầy của
lớp hấp thụ đó tăng lên (Dalgleish, 1997).
4. KếT LUậN
Phơng pháp phân tích kích thớc hạt đ
chứng minh rằng ion canxi có ảnh hởng đến
độ bền của nhũ tơng khi nó đợc cho thêm
vào trớc hoặc sau khi nhũ hóa.
Hàm lợng canxi clorua cho thêm vào
càng tăng thì độ bền của nhũ tơng càng
giảm và nồng độ tới hạn là 10 mM đủ để làm
cho nhũ tơng không ổn định trong thời gian
bảo quản. Tuy nhiên khi CaCl
2

Tài liệu tham khảo
Dalgleish, D.G. (1997). Adsorption of protein
and the stability of emulsions. Trends in
Food Science and Technology 8 (1), 1-6.
Dickinson, E. and Davies, E. (1999). Influence
of ionic calcium on stability of sodium
caseinate emulsions. Colloids and
Surfaces B: Biointerfaces 12, 203-212
Dickinson, E. and Golding, M. (1998).
Influence of calcium ions on creaming
and rheology of emulsions containing
sodium caseinate. Colloids and
Surfaces A. Physicochemical and
engineering aspects 144, 167-177
Mitidieri, F.E. and Wagner, J.R. (2002).
Coalescence of O/W emulsions
stabilized by whey and isolate soybean
proteins. Influence of thermal
denaturation, salt addition and
competitive interfacial adsorption. Food
Research International 35, 547-557
Ye, A. and Singh, H. (2000). Influence of
calcium chloride addition on the
properties of emulsions stabilized by
whey protein concentrate. Food
Hydrocolloids 14, 337-346.