Bằng công nghệ vi bao, nhóm tác giả ở Trường Đại học Văn Hiến đã làm bền màu hơn cho chất betalain được trích từ vỏ trái thanh long ruột đỏ để phát triển thành phụ gia thực phẩm.

Công nghệ vi bao bảo quản hoạt chất quý

“Nghiên cứu làm bền màu Betalains được trích từ vỏ thanh long bằng lớp phủ ma trận cellulose-Pectin” là sản phẩm của nhóm nghiên cứu gồm TS Trần Phước Nhật Uyên, ThS Triệu Thị Bích, ThS Huỳnh Đặng Hà Uyên, Trường Đại học Văn Hiến.

TS Trần Phước Nhật Uyên cho hay, vỏ và thịt quả thanh long chứa một lượng đáng kể pectin, một phụ gia làm dày, tạo nhũ, chất ổn định trong thực phẩm. Bên cạnh đó, thanh long ruột đỏ còn chứa một lượng đáng kể betalain, đóng vai trò chất tạo màu đỏ tím trong thịt và vỏ quả.

Ngoài ra, betalain còn có khả năng kháng khuẩn, chống ô xy hóa. Mặc dù vậy, betalain chưa được ngành công nghiệp thực phẩm coi là chất phụ gia tiềm năng, do đặc tính bền màu kém của chúng, ngăn khả năng lưu trữ lâu dài cho những ứng dụng công nghiệp.

Nhận thấy vỏ chiếm từ 22 - 44% khối lượng trái thanh long ruột đỏ bị bỏ đi, trong quá trình chế biến, nhóm nghiên cứu đã tìm ra hướng nghiên cứu tạo chất màu bền dùng cho thực phẩm và mũ phẩm.

Vỏ trái thanh long được nhóm nghiên cứu thu thập, làm sạch, bỏ tai, cắt nhỏ, thêm ethannol 95% đem xay nhuyễn. Hỗn hợp này được dùng để trích ly betalain và pectin. Sau khi thu được betalain, nhóm làm bền màu bằng công nghệ vi bao.

Vi bao có thể được định nghĩa là một quá trình bao phủ một chất trong một chất khác. Đường kính viên nang nhỏ hơn một mocromet đến vài trăm micromet. Nang siêu nhỏ có thể có hình dạng cầu với một lớp vỏ bao quanh nhân, một số khác có hình dạng không đối xứng hoặc đa hình dạng.

Tất cả ba trạng thái của vật chất (rắn, lỏng, khí) đều được dùng trong vi bao. Phương pháp này cho phép đóng gói vật liệu lỏng và khí được xử lý dễ dàng hơn là chất rắn.

Pectin là chất có khả năng liên kết và tạo màng bền, nên đây là vật liệu vi bao lý tưởng. Nhóm sử dụng luôn chất pectin được chiết xuất từ vỏ trái thanh long, kết hợp cùng cellulo vi tinh thể để làm vật liệu vi bao phủ betalain bằng phương pháp sấy thăng hoa.

Khảo sát độ bền của betalain sau khi được vi bao cho thấy, các mẫu vi bao được cải thiện độ bền đáng kể so với không được vi bao. Cụ thể, khi gia nhiệt ở nhiệt độ 80 độ C, betalain vi bao vẫn giữ được 30 - 47% hàm lượng betalain, còn không vi bao bị phân hủy hoàn toàn trong 60 phút.

Dịch chiết betalain (trái) và pectin từ vỏ thanh long ruột đỏ.

Tái sử dụng chất thải làm cồn sinh học

Nhóm nghiên cứu cũng đã khảo sát và cho thấy, độ bền của betalain phụ thuộc vào quá trình gia nhiệt, độ pH, chế độ bảo quản. Trong đó, để độ bền tối ưu nhất cần gia nhiệt ở nhiệt độ trên 80 độ C, ổn định, duy trì lượng sắc tố trên 88% ở độ pH từ 3 - 7. Ngoài ra, nên tránh ánh sáng, chống ẩm trong quá trình bảo quản betalain vi bao.

Nhóm tiến hành kiểm tra vi sinh mẫu bột màu betalain vi bao sau hơn 30 ngày lưu trữ ở bình hút ẩm, nhiệt độ phòng, không tránh sáng, không phát hiện vi khuẩn gây bệnh như E.Coli, Samonella.spp… Kết quả, tổng vi sinh vật hiếu khí nằm dưới mức cho phép. Mẫu vi bao đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với phẩm màu.

TS Nhật Uyên cho biết, quy trình trích ly chiết xuất cùng lúc cả pectin và betalain lại đơn giản, dễ thực hiện, sử dụng hóa chất thân thiện, thiết bị không quá phức tạp, dung môi trích ethanol được thu hồi gần như hoàn toàn nên tiết kiệm chi phí so với trích ly riêng lẻ hai chất trên.

Vì vậy, quy trình dễ triển khai quy mô công nghiệp, tận dụng được hết các hợp chất có trong vỏ thanh long ruột đỏ. Không những thế, chất thải rắn thải ra sau quá trình trích ly pectin, có thể được tái sử dụng để sản xuất cồn sinh học bằng phương pháp lên men.

Hiện nay thực trạng sử dụng phổ biến phẩm màu thực phẩm, đặc biệt là phẩm màu công nghiệp, các loại phẩm màu trong danh mục không được phép hoặc sử dụng vượt quá mức dư lượng giới hạn cho phép đang gây ra nhiều mối lo ngại như ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Nghiên cứu này giúp bảo đảm sức khỏe, tính thẩm mỹ, an toàn thực phẩm.