TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN
TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP
GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Đặng Thanh Khiết
Chuyên ngành

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

: Công nghệ thực phẩm


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN
TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP
GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)



Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp: 15DTP1A

1. Tên đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN TÍNH CHẤT VẬT LÝ
CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)
2. Nhiệm vụ luận văn
-

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang lên độ ẩm của bột
sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang lên độ hòa tan
của bột sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang lên chỉ số màu
sắc của bột sấy phun bụp giấm.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/6/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/9/2019
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên

Học hàm, học vị

cô giáo, của các đồng nghiệp nhằm bổ sung hồn thiện trong q trình nghiên
cứu tiếp theo.
Xin chân thành cảm ơn!

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun lên tính
chất vật lý của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là cơng trình nghiên
cứu của cá nhân tơi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Đặng Thanh Thủy. Các
số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực, khơng sao
chép của bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học của
nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Đặng Thanh Khiết

v


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của điều kiện sấy phun bao gồm nhiệt độ sấy
phun và tỷ lệ chất mang lên tính chất vật lý của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus
sabdariffa L.). Nhiệt độ đầu vào được khảo sát ở 3 mức là 150C, 160C, 170C và tỷ
lệ giữa anthocyanin và chất mang maltodextrin được khảo sát là 1:50, 1:60, 1:70, 1:80,

1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................1
Chương 2.

TỔNG QUAN.................................................................................3

2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO ..................................................................................3
2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................3
2.1.2 Ưu điểm của vi bao ..................................................................................3
2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao ...................................................................................4
2.1.4 Vật liệu vi bao ..........................................................................................5
2.1.5 Phương pháp sấy phun .............................................................................5
2.2 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM .............................................................6
2.2.1 Giới thiệu .................................................................................................6
2.2.2 Lợi ích của hoa bụp giấm.........................................................................7
Chương 3.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............9

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM .......................................................................9

vii


3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT ......................................................9
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị .....................................................................................9
3.2.2 Hóa chất .................................................................................................11
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..........................................11
3.3.1 Thời gian nghiên cứu .............................................................................11
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ..............................................................................11


ix


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. ...................................................................4
Hình 2.2 Mơ tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. ............................................................6
Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khơ (Cơng ty Việt Hibiscus) .................................9
Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH) .................................10
Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.) ....................................................10
Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.) ...................................10
Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.) ........................................10
Hình 3.6 Máy cơ quay chân khơng HS-2005V (JJS Technical Services) .....................10
Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG) ...................................................10
Hình 3.8 Khơng gian màu Hunter Lab (Hunter Associates Laboratory, Inc.) ..............12
Hình 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun (C) và tỷ lệ anthocyanin:maltodextrin
(w/w) lên độ ẩm (%) của bột bụp giấm sấy phun ..................................................14
Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun (C) và tỷ lệ anthocyanin:maltodextrin
(w/w) lên chỉ số hòa tan (WSI) (%) của bột bụp giấm sấy phun ..........................19

x


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Thuật ngữ tiếng Anh


Đương lượng dextrose

rpm

Rounds per minute

Vòng/phút

xi


Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngày càng
được quan tâm đến về việc sử dụng các chất màu tự nhiên hơn là các chất màu tổng
hợp trong thực phẩm. Rất nhiều các loại dịch được trính ly từ các loại rau, củ, quả có
màu sắc được tạo ra bởi các anthocyanin sử dụng cho chất màu thực phẩm.
Anthocyanin là chất màu tự nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, có khả
năng tan trong nước. Các anthocyanin có nhiều các hoạt tính sinh học có lợi cho sức
khỏe con người như: khả năng chống oxy hóa, các bệnh về tim mạch, hen suyễn [1].
Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh đậm có nhiều
trong các loại rau, hoa, quả, củ [2]. Các loại thực vật chứa nhiều anthocyanin như: bắp
cải tím, bụp giấm, dâu tằm, dâu tây. Anthocyanin tích tụ chủ yếu ở trong tế bào biểu bì
và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast.
Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0.1–1.11%
trong tổng hàm lượng chất khô. Trong các loài thực vật, hoa bụp giấm chứa nhiều các
anthocyanin có khả năng chống oxy hóa. Anthocyanin là phân nhóm của flavonoid và
cũng là các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm. Màu của anthocyanin thay đổi
theo pH. Các anthocyanin chính trong hoa bụp giấm là delphinidin-3-glucoside và
cyanidin-3-glucoside [3]. Tuy nhiên, anthocyanin thường không bền và dễ dàng bị suy

thành phần nằm trong khoảng từ 1–100 nm được phân loại là nanocapsules hoặc
nanoencapsulation [4].
Thành phần được vi bao thường được gọi là hoạt chất, lõi, pha nội. Các vật liệu
bao bọc hoạt động thường được gọi là vỏ, tường, lớp phủ, pha ngoại, pha hỗ trợ hoặc
màng. Các vật liệu vỏ thường khơng hịa tan, khơng phản ứng với lõi và chiếm 1–80%
trọng lượng của viên nang. Vỏ của vi bao có thể được làm từ đường, gum, protein,
polysaccharide tự nhiên và biến tính, lipid, sáp và polymer tổng hợp [5].
Cơng nghệ vi bao được sử dụng rộng rãi để giúp ổn định các thành phần hoạt động
trong các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm liên quan đến hương vị, kẹo cao su,
kẹo, cà phê, chế phẩm sinh học, thực phẩm y tế, vitamin, khoáng chất hoặc enzyme.
Các nguyên tắc chi phối sự ổn định sản phẩm mong muốn có thể kiểm sốt thơng qua
cấu trúc của vi nang cung cấp để cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm thực phẩm.
Ứng dụng chính của cơng nghệ vi bao là mang lại sự thay đổi hóa lý mong muốn
trong sản phẩm thực phẩm trong một khoảng thời gian mong muốn hoặc bằng cách sử
dụng một cơ chế kích hoạt thích hợp. Có một sự hiểu biết để cải tiến về sự tương tác
phần tử và các tính chất hóa lý của thành phần hoạt chất và thành phần vật liệu là rất
quan trọng để tạo ra một hệ thống động.
2.1.2 Ưu điểm của vi bao
Vi bao là một công nghệ được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp như dược
phẩm, hóa chất, thực phẩm và nơng nghiệp. Một lý do để sử dụng công nghệ vi bao là
bảo vệ thành phần khỏi sự phân hủy do tiếp xúc với các yếu tố môi trường như nước,
oxy, nhiệt và ánh sáng. Thông thường, điều này được thực hiện để cải thiện thời hạn
sử dụng của hoạt chất. Trong một số trường hợp, vi bao có thể được sử dụng để che
giấu mùi vị, mùi và màu sắc không mong muốn, do đó ngăn chặn sự ảnh hưởng xấu
3


đến chất lượng sản phẩm. Dễ xử lý là một lý do khác cho vi bao, vì nó có thể được sử
dụng như một phương pháp đơn giản để chuyển đổi một thành phần thực phẩm lỏng
thành dạng rắn. Vi bao có thể được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng và tương tác

Từ góc độ hình học hoặc cấu trúc, các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định và giải phóng
là hình dạng, kích thước, hình dạng và tải trọng. Thêm vào đó, trọng lượng phân tử,
điện tích trên bề mặt, độ hòa tan, độ thấm nước và nhiệt độ là các thông số quan trọng.
2.1.4 Vật liệu vi bao
Trong số các loại chất mang ưa nước được sử dụng trong lĩnh vực vi nang,
carbohydrate là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất. Carbohydrate được phân
thành bốn loại: đường đơn hoặc monosaccharide (glucose và fructose), disaccharide
(sucrose và lactose), oligosaccharide (maltodextrin và dextrin), và polysaccharide (tinh
bột). Trong khi tất cả các loại carbohydrate có thể được sử dụng làm chất độn và chất
phụ gia, các saccharide chuỗi dài hơn được coi là phù hợp như một ma trận tường.
Polysaccharide thường được xem xét trong lớp vật liệu này. Polysaccharide cũng bao
gồm các loại tinh bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và
thành phần để cung cấp các tính chất hịa tan, phân vùng và rào cản độc đáo cho thành
phần thực phẩm hoạt động.
Monosaccharide và disaccharide cung cấp cả độ nhớt thấp trong dung dịch và ảnh
hưởng đến hương vị của vi nang. Tuy nhiên, chúng khơng cung cấp khả năng nhũ hóa
các loại hương vị dầu. Kết quả là, một lượng nhỏ chất keo ổn định được sử dụng trong
sức mạnh tổng hợp. Theo bản chất của kích thước phân tử, mono- và disaccharide nhỏ
hơn và dễ dàng phù hợp với không gian kẽ để ngăn chặn sự hình thành ranh giới hạt
kết tinh hoặc tinh thể trong một polysaccharide, cho phép ổn định hơn hương vị của vi
nang. Do đó, mono- và disaccharide có trọng lượng phân tử thấp thường được sử dụng
với vật liệu polymer vốn đã thể hiện các đặc tính tinh thể. Lưu ý rằng carbohydrate
phổ biến thể hiện các điểm gel bao gồm agar, agarose, carrageenan, pectin, guar gum
và Konjacs, tất cả đều được coi là một lựa chọn thay thế cho gelatin.
2.1.5 Phương pháp sấy phun
Sấy phun là phương pháp mà chất lỏng hoặc hỗn hợp (slurry) được chuyển thành
dạng bột khơ bằng cách ngun tử hóa và được sấy khơ nhờ dịng khơng khí nóng [8].

5


phần đài hoa có tác dụng chống co thắt, hạ huyết áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm
họng.
Hoa bụp giấm ở dạng khô hoặc tươi được sử dụng làm thức uống thảo dược, đồ
uống lên men, rượu, kẹo [10], [11]. Ở Ai Cập, phần đài hoa được sử dụng ở dạng trà
và thức uống lên men [12].
2.2.2 Lợi ích của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm đã được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc. Ở Ấn Độ, Châu Phi
và Mexico, các dẫn xuất lá hoặc đài hoa thường được sử dụng như thuốc lợi tiểu, lờ đờ,
hạ sốt, hạ huyết áp và làm giảm độ nhớt của máu [13]. Ở Guatemala, được sử dụng để
điều trị say rượu [14]. Ở Bắc Phi, các chế phẩm từ đài hoa dùng để điều trị đau họng
và ho [15]. Ở Ấn Độ, một chất đục từ hạt được sử dụng để làm giảm đau khi đi tiểu và
khó tiêu. Trong y học dân gian Trung Quốc, hoa bụp giấm được sử dụng để điều trị rối
loạn gan và huyết áp cao [14]
Các thành phần chính của hoa bụp giấm có liên quan đến tính dược học là acid
hữu cơ, anthocyanin, polysaccharide và flavonoid [16]. Anthocyanin là nhóm chất dẫn
xuất của flavonoid và các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm và màu của
anthocyanin thay đổi theo pH. Thành phần chính các anthocyanin có trong hoa bụp
giấm và được sử dụng làm chất màu thực phẩm là: delphinidin-3-O-glucoside,
delphinidin-3-O-sambubioside, cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside [3].
Ngoài ra, trong đài hoa bụp giấm cịn có ascorbic acid, cyanidin-3-rutinose [17].
Các chiết xuất của đài hoa bụp giấm khô đã được biết là có chứa các thành phần
hóa học như acid hữu cơ (acid citric, acid ascorbic, acid maleic, acid hibiscic, acid
oxalic, acid tartaric), phytosterol, polyphenol, anthocyanin và các chất chống oxy hóa
tan trong nước khác [17], [18]. Các acid hữu cơ cùng với các thành phần hoạt tính sinh
học có khả năng bắt gốc tự do [19]. Hiệu quả sức khỏe có lợi chủ yếu là do các phân
tử hoạt tính sinh học này. Bảng 1 cho thấy phần polyphenolic (hợp chất hoạt tính sinh
học) có trong chiết xuất của bụp giấm theo báo cáo của các nhóm nghiên cứu khác
nhau. Jabeur et al. (2017) đã báo cáo gần đây acid oxalic, acid shikimic và fumaric
như là các acid hữu cơ chính với acid malic (9.10 g/100 g) là acid có nhiều nhất trong
đài hoa bụp giấm [20].

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM
Hoa bụp giấm khô được mua từ Công ty Việt Hibiscus (Tp. Hồ Chí Minh, Việt
Nam). Bụp giấm được trồng ở Biên Hòa (Đồng Nai). Sau khi thu hoạch, hoa bụp giấm
tươi được sấy đối lưu bằng không khí nóng ở nhiệt độ 60°C. Sản phẩm khơ được bảo
quản trong túi polyethylene ở nơi khơ ráo, thống mát, tránh ánh nắng trực tiếp.

Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus)

3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị
Cốc thuỷ tinh

Giá ống nghiệm

pH kế

Pipet

Erlen

Bình định mức

Nhiệt kế

Ống nghiệm

Bình định mức

Ống ly tâm



3.2.2 Hóa chất
Maltodextrin DE 10 được sử dụng làm chất mang cho quá trình vi bao.
Ammonium acetate, Sodium acetate trihydrate, vanillin, acetic acid, amonium
acetate, Na2CO3, methanol, ethanol, K2S2O8, H3PO4, HCl, KCl, FeCl3.6H2O, và các
hóa chất khác đều đạt chuẩn phân tích.
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
3.3.1 Thời gian nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện từ ngày 15 tháng 6 năm 2019 đến ngày 15 tháng 9 năm
2019.
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại Phịng thí nghiệm Hóa phân tích, trường ĐH
Nguyễn Tất Thành, 331 Quốc lộ 1A, Phường An Phú Đông, Quận 12, Tp.HCM.
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm
25g mẫu bụp giấm khơ xay nhuyễn được trích ly tại nhiệt độ 50ºC trong 30 phút
bằng 40 mL dung mơi ethanol 70% (v/v) được acid hóa đến pH 2 bằng cách sử dụng
acid hydrochloric 2 N. Sau khi trích ly, dịch trích được thu nhận bằng cách lọc qua
giấy lọc Whatman No.2. Dịch lọc được cô đặc bằng thiết bị cô quay chân không ở
nhiệt độ 55ºC trong 30 phút để loại bỏ dung môi ethanol.
Để xác định lượng chất mang cần thiết trong quá trình vi bao, dịch cơ đặc được
phân tích hàm lượng anthocyanin. Kết quả thu được cho thấy dịch bụp giấm cơ đặc có
hàm lượng anthocyanin là 1.08 g/L.
3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm
Dịch trích anthocyanin sau khi cô đặc được phối trộn với maltodextrin theo tỷ lệ
nồng độ giữa anthocyanin và chất mang là 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, 1:100. Quá
trình sấy phun được tiến hành trong thiết bị sấy phun Labplant SD-06AG (Keison,
UK). Tốc độ nhập liệu được cố định ở 500 mL/h. Nhiệt độ đầu vào được khảo sát ở 3
mức là 150°C, 160°C, 170°C với nhiệt độ đầu ra lần lượt là 91°C, 99°C và 98°C. Các
mẫu sau khi sấy phun được bảo quản lạnh ở 4°C trong túi polyethylene cho đến khi



3.6 CƠNG THỨC TÍNH TỐN
𝐶ℎ𝑟𝑜𝑚𝑎 (𝐶 ∗ ) = √𝑎∗2 + 𝑏 ∗2
𝐻𝑢𝑒 (ℎ∗ ) = tan−1

𝑏∗
𝑎∗

3.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
Dữ liệu thực nghiệm được phân tích bằng phần mềm SPSS 15 (SPSS Inc. Chicago,
U.S.A) sử dụng những kỹ thuật thống kê cơ bản. Phân tích phương sai một nhân tố
(one-way ANOVA) được áp dụng để xác định sự khác nhau giữa các chế độ xử lý mẫu
và Tukey’s Multiple Range test được áp dụng để xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa
các giá trị trung bình ở mức ý nghĩa 5%. Tất cả thí nghiệm và những chỉ tiêu phân tích
được lặp lại 3 lần.

13


Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN ĐỘ ẨM
Độ ẩm là một trong những chỉ tiêu quan trọng thể hiện chất lượng của các sản
phẩm sấy phun. Thông thường các sản phẩm sấy phun có hàm ẩm dưới 5%. Độ ẩm
của sản phẩm bị ảnh hưởng rất lớn bởi các thông số điều kiện sấy phun, đặc biệt là
nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang.
12
10

Độ ẩm (%)

của

nhiệt

độ

sấy

phun

(C)

và

tỷ

lệ

chất

mang

anthocyanin:maltodextrin (w/w) lên độ ẩm (%) của bột bụp giấm sấy phun được thể
hiện trong Hình 4.1. Kết quả cho thấy việc tăng tỷ lệ chất mang và nhiệt độ sấy dẫn
đến độ ẩm của bột giảm. Khi tỷ lệ chất mang tăng từ 1:50 đến 1:100 và nhiệt độ đầu
vào từ 150 đến 170C, độ ẩm của bột giảm đáng kể từ 10.4−8.5% đến 7.65−5.37%.
Đối với sấy phun nói chung, việc tăng nhiệt độ sấy dẫn đến khả năng thoát nước
tốt hơn của bột, do tốc độ truyền nhiệt tạo thành các hạt cao hơn, khiến việc loại bỏ
nước nhanh hơn. Điều này được thể hiện qua kết quả nghiên cứu này, độ ẩm của bột