Luận văn Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và hệ dung môi đến hiệu suất trích ly Carotenoids từ vỏ tôm sú

óa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 17 thức ăn động vật và thủy sản. Có nhiều chức năng sinh học đối với sinh vật: khả năng chống oxy hóa, chống ung thưNgoài ra hợp chất này còn có vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp nuôi trồng thủy sản. Nếu thiếu astaxanthin, sản lượng và độ sống sót của cá và các động vật giáp xác trong trang trại có thể giảm đáng kể. Hơn nữa đặc tính tạo màu của astaxanthin còn làm cho thịt của cá hồi và vỏ động vật giáp xác có màu đỏ hồng. Màu hồng này là một thuộc tính cảm quan, liên quan chặt chẽ tới chất lượng và giá trị sản phẩm. Cá hồi và các động vật giáp xác không tự tổng hợp được astaxanthin mà chúng phải lấy astaxanthin từ các nguồn thức ăn. Đặc biệt, astaxanthin tỏ ra là một chất chống oxy hóa mạnh hơn beta-carotene trong cùng số lần khảo sát trong ống nghiệm (Terao, 1989; Miki, 1991; Palozza và Krinsky, 1992; Lawlor và O'Brien, 1995). Trong khi hiệu quả chắc chắn của astaxanthin ở các khu nuôi cá và giáp xác đã được thừa nhận từ vài năm trước thì tiềm năng chống oxy hóa mạnh của nó đối với sức khỏe con người chỉ mới được phát hiện gần đây.
Astaxanthin trong thực phẩm Astaxanthin xuất hiện trong nguồn thực phẩm của con người, quan trọng là trong thịt cá hồi, tạo màu hồng đặc trưng (Torrissen and Christiansen 1995). Astaxanthin cũng xuất hiện ở các loài động vật có vỏ (như các loại tôm và tôm hùm), trong trứng cá (trứng cá hồi) và trong vài loài cá khác (Mera Pharmaceuticals 1999). Ở cá và các loài giáp xác, astaxanthin là yếu tố cần thiết cho sự phát triển, đóng vai trò như một vitamin, và sự thật, astaxanthin được hấp thu và làm cho cá béo ra hiệu quả hơn so với các xathophylls cùng loại khác, như canthaxanthin, lutein, zeaxanthin (Torrissen and Christiansen 1995). Vì vậy, astaxanthin được sử dụng phổ biến để bổ sung vào thức ăn cho cá. Ở Mỹ, nó được cho phép thêm vào thức ăn của họ cá hồi, với liều lượng tối đa là 80 mg/1kg để tạo cho cá có màu hồng đến màu đỏ cam. Bên cạnh việc tạo ra màu sắc hấp dẫn, astaxanthin còn có tác dụng bảo vệ chất béo của cá hồi khỏi sự oxy hóa trong suốt quá trình trữ đông vì vậy ngăn cản được sự trở mùi và sự ôi hóa chất béo (Jensen và cộng sự, 1998). 2.4.2.2 Ứng dụng
Trong nông nghiệp Giá trị của tôm hùm dựa trên sự thu hút bên ngoài và chất lượng của sản Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 18 phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Astaxanthin chịu trách nhiệm về việc làm tôm hùm biến màu từ xanh sang hồng trong quá trình đun nấu. Carotenoids, astaxanthin được xác nhận là màu chủ yếu được tác ra từ tôm Penaceus (Katayama và cộng sự, 1971). Hầu hết các loài giáp xác chứa một phức hợp của carotenoids trong vỏ cũng như trong máu, mắt, tuyến ruột giữa và buồng trứng. Chúng không thể tạo ra astaxanthin mà phải được cung cấp bằng con đường thức ăn chế biến riêng cho thủy sản (Steven.D.M, 1948). Sự thiếu hụt astaxanthin trong chăn nuôi Penaceus monodon được coi là nguyên nhân của “Hội chứng màu xanh”. Sau bốn tuần cho ăn chế độ bao gồm 50ppm astaxanthin thì hội chứng màu xanh sẽ trở lại màu nâu lục của chúng. Sự phân tích mô của phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng: nhóm được cho ăn astaxanthin sẽ gia tăng carotenoids và có hình dạng bình thường. Nếu những con đó được cho ăn thức ăn thị trường không có astaxanthin thì sự gia tăng carotenoids chỉ có 14% và có sắc xanh (Menasveta và cộng sự, 1993).
Trong công nghệ thực phẩm Astaxanthin được coi là chất màu chính trong vỏ và các cơ quan bên trong của các loài giáp xác, chiếm 86-98% tổng lượng carotenoids và được chứng minh là có nhiệm vụ trong việc tạo màu sắc hấp dẫn của tôm khi chế biến. Khi gia nhiệt làm đứt liên kết giữa phức hợp của caroten-protein làm phóng thích astaxanthin tự do, tạo màu đỏ cho sản phẩm. Với các sản phẩm có nguồn gốc từ các loài giáp xác bị biến màu do giảm hoặc mất astaxanthin trong quá trình chế biến thì việc bổ sung astaxanthin như một phụ gia sẽ làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Mục đích bổ sung chất màu vào thực phẩm: - Khôi phục lại màu sắc đã bị mất trong quá trình bảo quản (do tiếp xúc với không khí, ẩm, nhiệt độ và các điều kiện bảo quản) - Điều chỉnh màu sắc tự nhiên của sản phẩm khi màu tự nhiên không đủ để thể hiện màu sắc của sản phẩm - Gia tăng màu của thực phẩm ở mức độ cần thiết - Làm đồng nhất màu sắc thực phẩm - Làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm. Hiện nay một số tài liệu đã chứng minh: astaxanthin là chất an toàn thực phẩm. Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 19
Trong y học Astaxanthin có vai trò sinh học đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe con người:  Astaxanthin là một chất chống oxy hóa mạnh, có khả năng bảo vệ màng tế bào và các mô khỏi bị tổn thương Do trong cấu trúc của nó có nhiều nối đôi nên astaxanthin là một chất chống oxy hóa hữu hiệu. Đặc tính chống oxy hóa này thể hiện ở chỗ astaxanthin ngăn cản sự hình thành của các gốc tự do bằng cách loại bỏ oxy tự do, trong trường hợp các gốc tự do đã hình thành thì astaxanthin có thể liên kết với các gốc tự do đó để vô hoạt nó, nhờ đó astaxanthin bảo vệ lipid khỏi sự oxy hóa. Các nghiên cứu cho thấy: đặc tính chống oxy hoá của astaxanthin là cao nhất trong hợp chất carotenoids, cao gấp 10 lần so với beta-caroten (Miki, 1991), gấp 100 ÷ 500 lần so với vitamine E (Kurashige và cộng sự, 1990). Vì vậy, với những phát hiện trên có thể đưa tới những liệu pháp chữa trị mới cho nhiều căn bệnh ở người, trong đó có ung thư. Chẳng hạn, các bác sĩ sẽ sử dụng astaxanthin như là chất vận chuyển các loại thuốc không hòa tan đi vào cơ thể. Nó cũng mở ra tiềm năng về một loại chất màu thực phẩm tự nhiên hơn. Đặc tính này được xem là nguồn lợi lớn cho sức khoẻ của con người: 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0.2 0 Hình 12. Hiệu quả chống oxy hóa của astaxanthin so với các chất màu khác Astaxanthin, giống như vitamin E, là một chất chống oxy hóa tan trong chất béo. Vì vậy, astaxanthin được mong đợi đưa vào sử dụng như một chất chống oxy hóa trong môi trường giàu lipid như màng tế bào hoặc các mô. Hai công bố khác A st a x a n th in ph ứ c hợ p G ly co pe n tự n hi ên A st a x a n th in tổ n g hợ p A lp ha to co ph er o l A - B C a ro te n To co tr ie n o lc Lu te in Be ta ca ro te n Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 20 cũng cho thấy tình trạng thiếu vitamin E, khả năng chống lại sự oxy hóa của chất béo có thể phục hồi với nguồn thức ăn có chứa astaxanthin (Kurashige và cộng sự, 1990; Miki, 1991).  Astaxanthin là tác nhân chống ung thư Nghiên cứu về đặc tính chống ung thư của astaxanthin được Takuji Tanaka và cộng sự tiến hành trên chuột, bằng cách quản lý chế độ ăn astaxanthin đã cho thấy hạn chế được chất sinh ung thư ở bàng quang, khoang miệng và trực tràng của chuột. Hơn nữa, astaxanthin kích thích enzyme chuyển hoá chất lạ trong thận của chuột, quá trình này có thể ngăn ngừa chất gây ung thư (Gradelet và cộng sự, 1996).  Astaxanthin có ảnh hưởng đến chức năng miễn dịch của cơ thể Astaxanthin làm tăng lượng kháng thể do sự kích thích tế bào lá lách ở chuột và tế bào hồng cầu ở người (Jyonouchi và cộng sự, 1991). Một phần astaxanthin có thể lưu lại làm giảm đáp ứng miễn dịch thể loãng ở những con chuột già. Đặc tính điều biến miễn dịch này không liên quan đến hoạt tính của tiền vitamine A vì nó không giống như beta-caroten.  Astaxanthin phòng chống bệnh xơ vữa động mạch và các bệnh có liên quan Nghiên cứu thực hiện trên người, cho thấy astaxanthin có thể chống sự hình thành của LDL (low density lipoprotein), nguyên nhân gây bệnh xơ vữa động mạch và các bệnh có liên quan đến tim mạch (MiKi và cộng sự, 1998).  Astaxanthin là chất bảo vệ khỏi ánh sáng Ánh sáng, đặc biệt là tia UV có thể gây ra các phản ứng và sản phẩm của nó là các gốc oxy tự do (Noguchi và NiKi; Mc Vean và cộng sự, 1999). Lipid, protein và chất màu đều có liên quan đến cơ chế này. Sự thiệt hại do sự oxy hoá mắt, da bởi tia UV ngày càng nhiều nên đặc tính chống oxy hoá của astaxanthin được đề nghị như một tác nhân bảo vệ.  Astaxanthin là chất bảo vệ mắt và hệ thống thần kinh Trevithuck và Mitton (1999) khái quát rằng vai trò chủ yếu của chất chống oxy hoá trong việc làm giảm stress và các bệnh liên quan đến mắt và hệ thần kinh. Astaxanthin là chất chống oxy hoá hữu hiệu có thể đi qua màng não (Tso và Lam, 1996), lợi ích chủ yếu của astaxanthin đối với sức khỏe của mắt và hệ thần kinh rất được hứa hẹn. Nghiên cứu hiệu quả chống oxy hoá ở mắt chuột cho thấy astaxanthin có thể cải Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 21 thiện các retinal bị tổn hại và nó cũng có hiệu quả tốt trong việc bảo vệ tế bào nhận kích thích ánh sáng khỏi bị thoái hoá.  Astaxanthin và sự lây nhiễm Nghiên cứu gần đây cho thấy astaxanthin có thể phòng ngừa và chữa trị hiệu quả các bệnh lây nhiễm Halicobacter ở đường dạ dày- ruột và khoang miệng của động vật hữu nhũ (Alejury và Wadstroem, 1998). 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoids bằng dung môi Bản chất của quá trình trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau. Dung môi trích ly cần đáp ứng được những yêu cầu: - Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà không được hòa tan hoặc hòa tan rất ít các chất khác. Đây là tính chất rất cơ bản không thể thiếu. - Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch - Nếu trích ly lỏng yêu cầu khối lượng riêng ( ρ ) của dung môi khác xa với ρ dung dịch - Không phá hủy thiết bị - Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản - Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy - Rẻ tiền, dễ kiếm - Dung môi phải được tách ra sau quá trình trích ly bằng phương pháp đun nóng, chưng cất hoặc sấy. Sau khi tách không để lại mùi vị lạ và không độc cho sản phẩm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly - Thực chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, vì vậy sự chêch lệch nồng độ giữa hai pha (gradient nồng độ), chính là động lực của quá trình. Khi chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm, được thực hiện bằng cách tăng tỉ lệ dung môi so với nguyên liệu. - Với các loại nguyên liệu rắn cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ vật liệu. Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và nhiệt độ. Tuy nhiên kích thước Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 22 và hình dạng của vật liệu khi làm nhỏ cũng có giới hạn vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng lên lớp nguyên liệu, tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi cuốn vào mixen làm cho dung dịch có nhiều cặn, phức tạp cho quá trình xử lí tiếp theo. - Tính chất của vật liệu cũng làm ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly. - Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phân tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi, tuy nhiên nhiệt độ là yếu tố có giới hạn, vì khi nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng khác không cần thiết gây khó khăn cho quá trình công nghệ. - Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lên lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải có giới hạn, khi đã đạt được hiệu suất trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế. 2.6 Dung môi trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú Ngày nay, có nhiều phương pháp để tạo ra carotenoids như tổng hợp từ hóa dầu, trích ly bằng enzyme (enzyme proteolytic) hoặc dùng các dung môi hữu cơ. Một vài dùng môi được phép dùng trong công nghiệp thực phẩm là acetone, benzyl alcohol, hexane, isopropyl alcohol (IPA), ether dầu hỏa, ethyl acetate, isopropanol, methanol, methyl ethyl ketone, và ethanol (Food and Drug Regulation, 2005). Sản phẩm của quá trình trích ly là hỗn hợp màu của carotenoids. Một phương pháp đã được công nhận trong việc trích ly carotenoids từ phế liệu tôm là sử dụng hỗn hợp dung môi (Sachindra và cộng sự, 2001).
IPA (isopropyl alcohol) - Công thức: C3H8O - Khối lượng phân tử: 60,0950 Hình 13. Cấu tạo của phân tử isopropyl alcohol ( Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 23 - Isopropyl alcohol còn có tên thường gọi là 2-propanol, là một chất lỏng không màu, dễ cháy với mùi khó chịu. Nó là đại diện tiêu biểu cho rượu bậc hai. - Hơi isopropyl alcohol nặng hơn không khí, có khả năng bốc cháy và bắt lửa trong vùng rất rộng. Vì vậy cần bảo quản chúng tránh xa nhiệt và lửa. Khi trộn chúng với không khí hoặc các tác nhân oxy hóa khác chúng có thể gây nổ. - Độc gấp hai lần ethanol. Một số lượng lớn isopropyl alcohol có thể gây độc nếu không sử dụng cẩn thận. - Được sử dụng phổ biến như chất tẩy rửa và dung môi trong công nghiệp.
Hexane - Công thức: C6H14 - Khối lượng phân tử: 86,1754 Hình 14. Cấu tạo của phân tử hexan ( - Hexane là một hydrocarbon với công thức hóa học là CH3(CH2)4CH3 - Hexane thường được sử dụng như một dung môi trơ trong các phản ứng hóa học vì tính không phân cực của nó. Hexane được sử dụng như một dung môi để trích ly dầu. Ngoài ra, hexane còn được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như: dầu mỏ, thuộc da, vật liệu,
Acetone - Công thức: C3H6O - Khối lượng phân tử: 58,0791 Hình 15. Cấu tạo phân tử acetone ( Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 24 - Acetone là chất lỏng không màu, linh động, dễ bay hơi và dễ bốc cháy, đại diện cơ bản nhất cho nhóm ketones. Acetone có thể trộn lẫn với nước, ethanol, ether,được tìm thấy trong tự nhiên và một lượng nhỏ trong cơ thể con người. - Trong phòng thí nghiệm, acetone được sử dụng như một dung môi phân cực trong nhiều phản ứng hữu cơ khác nhau. Acetone có thể loại bỏ những chất hữu cơ không tinh khiết từ các hợp chất, có khả năng hòa tan chất béo và nhiều hợp chất khác nhau. Vì thế, nó là một dung môi rất quan trọng. Ngoài ra, acetone còn được dùng để sản xuất plastic, thuốc, và một số hóa chất khác.
Methanol - Công thức: CH4O - Khối lượng phân tử: 32,0419 Hình 16. Cấu tạo phân tử methanol ( - Methanol là rượu đơn giản nhất của nhóm alcohol, nhẹ, dễ bay hơi, không màu, dễ cháy và rất độc. Ở nhiệt độ phòng nó là một chất lỏng phân cực. - Methanol có nhiều công dụng như là chất chống đông, dung môi, nhiên liệu, và là chất làm biến tính ethyl alcohol. Nó còn được sử dụng cho sản xuất biodiese. - Methanol còn được sử dụng như một dung môi trong phòng thí nghiệm. Đặc biệt, nó rất hữu dụng cho các phương pháp HPLC và UV/VIS. - Methanol là một dung môi rất độc, vì vậy cần cẩn thận khi sử dụng. 2.7 Các loại bao bì bảo quản vỏ tôm sú và dịch trích carotenoids
Bao bì PE (Polyethylene) Đặc tính: - Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo - Chống thấm nước và hơi nước tốt - Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 25 - Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230oC) trong thời gian ngắn - Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như alcol, aceton, H2O2 - Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm. Công dụng: - Làm túi xách các loại, thùng (can) có thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khác nhau - Sản xuất nắp chai. Do nắp chai hấp thu mùi nên chai đựng thực phẩm đậy bằng nắp PE phải được bảo quản trong một môi trường không có chất gây mùi.
Bao bì PA (Polyamide) PA là loại plastic tạo ra từ phản ứng trùng ngưng của một loại acid hữu cơ và một amin. PA có tên thương mại là nylon. Hai loại PA quan trọng được dùng làm bao bì có tên thương mại: nylon 6 và nylon 6,6 là polyamide bán tinh thể. Tính chất của nylon: - Tỷ trọng: 1,13 tmax = 2200C, nhiệt độ có thể gây hư hỏng cấu trúc nylon tmin = -700C - Nylon có tính chống thẩm thấu khí, hơi rất tốt - Nylon có khả năng hấp thụ nước, hơi nước; sự hấp thụ nước sẽ ảnh hưởng xấu đến tính bền cơ lý, nhưng ảnh hưởng này sẽ mất đi khi nylon được sấy khô - Nylon có tính chống thấm khí rất tốt, có thể dùng làm bao bì hút chân không hoặc bao bì ngăn cản sự thẩm thấu O2, hay thoát hương - Nylon có tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống được sự trầy sước, mài mòn và xé rách hoặc thủng bao bì - Có khả năng hàn dán nhiệt khá tốt, không yêu cầu nhiệt độ hàn quá cao; có thể hàn ghép mí bao bì nylon bằng phương pháp hàn cao tần - Nylon là polymer có cực, có khả năng in ấn tốt, không cần xử lý bề mặt trước khi in. - Nylon có khả năng ngăn ngừa sự thẩm thấu Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 26 - Màng nylon không bị tác động của acid yếu, kiềm yếu nhưng bị hư hỏng đối với acid và kiềm nồng độ cao - Không bị hư hỏng bởi dầu, mỡ - Màng nylon trong suốt và có độ bóng bề mặt cao.
Bao bì Carton (bao bì giấy) Bao bì giấy được sử dụng phổ biến bởi một số tính chất đặc trưng như: - Tính bền cơ học (tuy không cao như các loại vật liệu khác) - Nhẹ - Dễ hủy, không gây ô nhiễm môi trường - Tái sinh dễ dàng. Tuy nhiên chúng cũng có những khuyết điểm như: - Dễ rách, thấm nước, thấm khí, tính dễ xé rách càng cao khi hàm ẩm càng cao - Độ ẩm cho phép đảm bảo tính bền của giấy là 6-7%.
Thủy tinh Đặc tính: - Tính cứng: thủy tinh là chất rắn trong suốt tương đối cứng, khó mài mòn và gần như trơ về mặt hóa học ở điều kiện thường, dễ bị gãy vỡ dưới tác động của lực, nhiệt. Thủy tinh không có thành phần cố định và không có cấu trúc không gian đều đặn, nó là chất vô định hình. - Tính truyền sáng: cũng nhờ có cấu tạo đặc biệt này, mà thủy tinh trở nên trong suốt, nguyên nhân là do các phân tử thủy tinh sắp xếp ngẫu nhiên và rời rạc làm cho ánh sáng có thể lọt qua dễ dàng. Độ truyền sáng của thủy tinh trong vùng bức xạ tử ngoại và hồng ngoại thay đổi tùy theo việc lựa chọn tạp chất. - Màu sắc: Thủy tinh loại thường có màu xanh lục gây nên bởi màu của sắt (II) silicat Các kim loại và ôxít kim loại được bổ sung thêm vào thủy tinh trong quá trình sản xuất để thay đổi màu sắc của thủy tinh: • Mangan có thể thêm vào với một lượng nhỏ để loại bỏ màu xanh lá cây tạo ra bởi sắt hay trong một lượng lớn hơn để cho thủy tinh có màu tím amêtít. • Sêlen có thể sử dụng với một lượng nhỏ để làm bay màu của kính, hay trong một lượng lớn hơn để tạo ra màu hơi đỏ. Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 27 • Một lượng nhỏ côban (0,025 đến 0,1%) tạo thủy tinh màu xanh da trời. • Ôxít thiếc và ôxít asen sinh ra thủy tinh màu trắng đục, lần đầu tiên đã được sử dụng ở Vênidơ để sản xuất đồ giả sứ. • 2 đến 3% ôxít đồng sinh ra màu xanh lam. Đồng kim loại nguyên chất sinh ra thủy tinh mờ có màu đỏ thẫm, nó đôi khi được sử dụng thay thế cho thủy tinh màu hồng ngọc của vàng. • Niken, phụ thuộc vào nồng độ, sinh ra thủy tinh có màu xanh da trời hay màu tím hoặc thậm chí là màu đen. • Sự bổ sung titan sinh ra thủy tinh có màu nâu vàng. • Vàng kim loại trong một lượng rất nhỏ (khoảng 0,001%), sinh ra thủy tinh có màu hồng ngọc thẫm, trong khi một lượng thấp hơn sinh ra màu đỏ nhạt hơn, thông thường gọi là màu “cranberry”. • Nguyên tố uran (0,1 đến 2%) có thể thêm vào để thủy tinh có màu vàng phản quang hay màu xanh lá cây. Thủy tinh uran nói chung là không nguy hiểm về phóng xạ, tuy vậy nếu nó ở dạng bột, chẳng hạn như đánh bóng bằng giấy nhám, và dạng bụi thì nó là tác nhân gây ung thư. • Hợp chất của bạc (thông thường là nitrat bạc) có thể sinh ra một khoảng màu từ đỏ da cam đến vàng. Phương thức đốt nóng và làm lạnh thủy tinh có thể có ảnh hưởng đáng kể tới màu sinh ra bởi các chất này. Các chất này tham gia vào cấu trúc thủy tinh như thế nào hiện nay vẫn chưa được nghiên cứu kỹ. Các loại thủy tinh màu khác vẫn thường xuyên được tìm ra. - Khả năng hấp thụ tia tử ngoại và hồng ngoại: Thủy tinh thông thường không cho ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 400 nm, hay tia cực tím hoặc UV đi qua. Có điều này vì sự bổ sung của các hợp chất như tro sô đa (cacbonat natri). Thủy tinh thuần SiO2 (còn gọi là thủy tinh thạch anh) không hấp thụ tia UV và nó được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt trong khoảng bước sóng này, mặc dù nó đắt hơn thủy tinh thường. Có thể pha thêm xêri vào thủy tinh để tăng việc hấp thụ tia cực tím (các bức xạ ion hóa nguy hiểm về mặt sinh học). Thủy tinh có thể sản xuất đến mức độ tinh khiết mà hàng trăm kilômét thủy tinh vẫn là trong suốt ở bước sóng hồng ngoại trong các sợi cáp quang. Một lượng lớn của sắt được sử dụng trong thủy tinh có khả năng hấp thụ nhiệt, chẳng hạn như các tấm lọc hấp thụ nhiệt cho các máy chiếu phim. Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 28 - Chiết suất: chiết suất của thủy tinh có thể thay đổi khi có các thành phần khác thêm vào. Thủy tinh có chứa chì, chẳng hạn như chì tinh thể hay thủy tinh đá lửa, là ‘rực rỡ’ hơn vì nó làm tăng chiết suất và sinh ra sự ‘lấp lánh’ có thể nhận thấy rõ hơn. Việc bổ sung bari cũng làm tăng chiết suất. Ôxít thori cho thủy tinh có hệ số chiết suất rất cao và nó được sử dụng để sản xuất các lăng kính chất lượng cao. - Nhiệt độ nóng chảy: như mọi chất rắn vô định hình, thủy tinh không có điểm nóng chảy nhất định. Natri cacbonat nói chung được thêm vào để hạ nhiệt độ nóng chảy của thủy tinh. Sự bổ sung sô đa hay bồ tạt đôi khi còn hạ nhiệt độ nóng chảy xuống thấp hơn. - Độ dẫn điện, dẫn nhiệt của thủy tinh có thể thay đổi khi thêm Bo.
Bao bì HDPE (High Density Polyethylene) HDPE có thể được trùng hợp từ ethylene CH2=CH2 ở áp suất khí quyển với nhiệt độ 700C; hoặc ở áp suất 2750 ÷ 3450 kN/m2 ở nhiệt độ 100 ÷ 1750C. Cấu trúc: HDPE có thể cấu tạo bởi đa số các chuỗi polyethylene thẳng được sắp xếp song song, mạch thẳng của monomer có nhánh rất ngắn và số nhánh không nhiều. Tính chất: HDPE có tính cứng vững cao, trong suốt, độ bóng bề mặt không cao, có mức độ mờ đục cao hơn LDPE (low density polyethylene), có thể chế tạo thành màng đục do có phụ gia TiO2. - Khả năng bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hóa mềm dẻo là tnc= 1210C, nên có thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng Pasteur; hoặc làm bao bì thực phẩm đông lạnh như thủy sản vì tmin= -460C, thàn= 140 ÷ 1800C. - Ngoài tính chất cứng vững cao HDPE có độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va chạm, bền xé đều cao hơn LDPE và LLDPE (linear low density polyethylene), nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấu trúc của polymer dưới tác dụng của lực hoặc trọng tải cao. - Tính chống thấm nước, hơi nước tốt - Tính chống thấm chất béo cao hơn LDPE và LLDPE - Tính chống thấm khí, hương cao hơn LDPE và LLDPE - Khả năng in ấn tốt hơn so với LDPE và tương đương với LLDPE Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 29 Công dụng của HDPE - HDPE có độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao nên được dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can) có thể tích từ 1÷20 lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa đựng. - Túi xách để chứa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc ngoài để bao gói thực phẩm chống oxy hóa. - HDPE được dùng làm lớp bao bọc cách điện cho các loại dây cáp dưới nước và cho rada. Luận văn tốt nghiệp khóa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp&SHƯD Trang 30 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Phương tiện thí nghiệm 3.1.1 Thời gian và địa điểm - Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 07/01/2008 đến 12/04/2008. - Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp & SHƯD – Trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2 Nguyên l