Trong phôi lúa mì có khoảng 8 12% w/w dầu

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ được thể hiện qua hình 3.9, hình 3.10 và kích thước hạt trung bình trong pha phân tán ở bảng 3.3. Cho thấy rõ ràng hơn ở cùng một điều kiện đồng hóa áp suất là 300bar, nhưng tăng tỷ lệ dầu theo thể tích từ 10% đến 20% kích thước hạt trung bình hạt trong pha phân tán tăng từ 3,67µm đến 6,95µm điều này minh chứng cho mục 3.2.1 rõ ràng hơn khi tăng tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ ở cùng điều kiện đồng hóa thì chỉ số NIZO giảm, rất phù hợp ở các kết quả mục 3.2.1. Hình 3.9 cho thấy tỷ lệ chất béo theo thể tích trong hệ nhũ là 10% thì các hạt trong pha phân tán phân bố trong vùng kích thước nhỏ nhiều hơn, khi tỷ lệ dầu trong hệ nhũ 12%, 15%, 18%, 20% thì kích thước hạt trong pha phân tán phân bố dần về vùng kích thước hạt lớn kết quả này phù hợp với thí nghiệm (Essam Hebishy, 2013) [23] [24], khi kích thước hạt trong pha phân tán lớn thì dễ dàng kết giọt và phân lớp, dẫn đến hiệu quả quá trình đồng hóa giảm.

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ được qua hình 3.11, hình 3.12 và kích thước hạt trung bình trong pha phân tán ở bảng 3.4. Cho thấy kết quả tương tự như đồng hóa áp suất cao, giải thích rõ ràng hơn ở cùng một điều kiện đồng hóa áp suất là 9bar, nhưng tăng tỷ lệ dầu theo thể tích từ 10% đến 20% kích thước hạt trung bình hạt trong pha phân tán tăng từ 3,37µm đến 7,72µm điều này minh chứng cho mục 3.2.1 rõ ràng hơn khi tăng tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ ở cùng điều kiện đồng hóa thì chỉ số NIZO giảm. Hình 3.11 cho thấy tỷ lệ chất béo theo thể tích trong hệ nhũ là 10% thì các hạt trong pha phân tán phân bố trong vùng kích thước nhỏ nhiều hơn, khi tỷ lệ dầu trong hệ nhũ 12%, 15%, 18%, 20% thì kích thước hạt trong pha phân tán phân bố dần về vùng kích thước hạt lớn kết quả này rất phù hợp với thí nghiệm (Jeonghee Surh,2008) [31][32], khi kích thước hạt trong pha phân tán lớn thì dễ dàng kết giọt và phân lớp, dẫn đến hiệu quả quá trình đồng hóa giảm.

So sánh bảng kích thước trung bình các hạt trong pha phân tán ở bảng 3.3 và 3.4, cho thấy ở cùng áp suất đồng hóa 300bar, nhưng tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ là 10% có kích thước hạt trung bình của pha phân tán là 3,67µm so với kích thước trung bình hạt trong pha phân tán của đồng hóa bằng màng là 3,37µm, cho thấy đồng hóa bằng màng có hiệu quả tương đương so với đồng hóa áp lực cao, rõ ràng khi so sánh giản đồ phân bố kích thước hạt của đồng hóa áp suất cao ở hình 3.10 và 3.12 có kích thước hạt của pha phân tán nằm trong khoảng rộng từ 0,445 – 10,097 µm so với đồng hóa bằng màng có kích thước hạt của pha phân tán nằm trong khoảng 0,339 – 10,097µm cho thấy đồng hóa bằng màng cho hiệu quả tốt. Ở cùng điều kiện đồng hóa tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ càng cao thì hiệu quả đồng hóa càng giảm, kết quả đồng hóa áp suất cao và đồng hóa bằng màng có quy luật giống nhau, khi tăng tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ lên 20% khi đồng hóa áp suất cao và đồng hóa bằng màng cho kích thước trung bình hạt phân tán lần lượt là 6,95µm và 7,72µm lớn hơn rất nhiều so với đồng hóa hệ nhũ chứa 10% dầu trong hệ nhũ. Hình 3.10 và hình 3.11 cho kết quả phân trăm tích lũy kích thước hạt trong pha phân tán, cho thấy kết quả giống nhau về quy luật khi tăng tỷ lệ dầu trong hệ nhũ thì phần trăm tích lũy của các hạt trong pha phân tán trong vùng kích thước từ 0,339 – 3,905 càng giảm.

• 
  Thông lượng qua màng
  

Ảnh hưởng của áp suất vận hành đến thông lượng qua màng được trình bày trong hình 3.13. Kết quả cho thấy ở cùng điều kiện áp suất là 9bar, khi tăng tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ từ 10% đến 20%, thông lượng qua màng cũng giảm. Khi tăng tỷ lệ dầu trong hệ nhũ làm tăng liên kết kỵ nước của các phân tử dầu, tốn năng lượng hơn khi bức các liên kết này để cho các hạt chui qua màng. Do đó, tăng tỷ lệ dầu trong hệ nhũ làm giảm thông lượng qua màng, kết quả phù hợp với thí nghiệm của (Jeonghee Surh và công sự, 008) [30] [31]. Hình 3.13 cho thấy rất rõ thông lượng qua màng giảm từ 3888 L.m^-2.h^-1 đến 2508 L.m^-2.h^-1 khi tăng tỷ lệ dầu trong hệ nhũ từ 10% đến 20% theo thể tích. Tỷ lệ dầu trong hệ nhũ 10% và 12% thì thông lượng qua màng là cao nhất, nên chọn tỷ lệ dầu 10% theo thể tích cho các thí nghiệm tiếp sau.

Sau khi đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa APV ứng với áp suất đồng hóa được chọn ở mục 3.1 là 300bar, với phần trăm (v/v) dầu trong hệ nhũ được chọn ở mục 3.2 là 10% theo thể tích.

Sau khi đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa màng ứng với áp suất đồng hóa được chọn ở mục 3.1 là 9bar, với phần trăm (v/v) dầu trong hệ nhũ được chọn ở mục 3.2 là 10% theo thể tích.

Kết quả chỉ số NIZO như hình 3.14 cho thấy khi chỉ số NIZO tăng dần từ 97,99% đến 98,61% với tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ tăng từ 0% đến 0,20%, nghĩa là khi tăng tỷ lệ lexithin thì hiệu quả quá trình đồng hóa tăng. Điều này được giải thích như sau: lexithin là chất hoạt động bề mặt hỗ trợ quá trình đồng hóa, lexithin có đầu ưa nước và đầu kỵ nước, nhưng là tay nối giữa dầu và nước, nó có vai trò là tăng sức căng bề mặt cùa hai pha dầu và nước tránh hiện tượng tách pha, kết quả rất phù hợp với thí nghệm của (Juliane Floury và cộng sự, 2000) [22].

Kết quả chỉ số NIZO như hình 3.15 cho thấy khi chỉ số NIZO giảm dần từ 98,54% đến 97,68% với tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ tăng từ 0% đến 0,20%, nghĩa là khi tăng tỷ lệ lexithin thì hiệu quả quá trình đồng hóa giảm, trái với đồng hóa áp suất cao tăng tỷ lệ lexithin trong hệ nhũ thì chỉ số NIZO tăng. Điều này được giải thích như sau: lexithin là chất hoạt động bề mặt hỗ trợ quá trình đồng hóa, nhưng do trong phân tử lexithin có một đầu tích điện dương

(- N(CH₃)₃⁺ hoặc –NH₃⁺) còn các gốc trên màng xenlulo axetat tích điện âm

(-OH, CH­₃COO^-), khi lexithin đi qua màng sẽ bị lực hút tĩnh điện trên màng giữ lại trên màng cản trở các phân tử nước và các hạt dầu trong pha phân tán, dẫn đến hiệu quả đồng hóa giảm. [30] [31].

So sánh kết quả hai bảng chỉ số NIZO của hình 3.14 và hình 3.15 của hai quá trình đồng hóa bằng áp lực cao và đồng hóa bằng màng và tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ là 10%, ta thấy khi tăng tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ lên khi sử dụng đồng hóa áp suất cao thì chỉ số NIZO tăng, nhưng ngược lại với quá trình đồng hóa áp suất cao, đồng hóa bằng màng có chỉ số NIZO giảm khi tăng tỷ lệ (w/v) lexithin. Như vậy lexithin mặc dù là chất hoạt động bề mặt hỗ trợ các quá trình đồng hóa khi sử dụng đồng hóa cơ học, nhưng không có chức năng hỗ trợ quá trình đồng hóa bằng màng, nếu cho tỷ lệ quá cao còn dẫn đến hiện tượng nghẹt màng, giảm hiệu quả đồng hóa bằng màng.

• 
  Đồng hóa áp suất cao
  

STT	Đồng hóa áp lực cao (bar)	Tỷ lệ %(v/v) dầu trong hệ nhũ	Tỷ lệ %(w/v) lexithin trong hệ nhũ	D32 (µm)
1	300	10	0	6,93
2	300	10	0,05	5,64
3	300	10	0,10	4,30
4	300	10	0,15	3,71
5	300	10	0,20	3,32

• 
  Đồng hóa bằng màng
  

STT	Đồng hóa áp lực cao (bar)	Tỷ lệ %(v/v) dầu trong hệ nhũ	Tỷ lệ %(w/v) lexithin trong hệ nhũ	D32 (µm)
1	9	10	0	3,36
2	9	10	0,05	3,48
3	9	10	0,10	4,35
4	9	10	0,15	5,89
5	9	10	0,20	7,72

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ được qua hình 3.16, hình 3.17 và kích thước hạt trung bình trong pha phân tán ở bảng 3.5, giải thích rõ ràng hơn ở cùng một điều kiện đồng hóa áp suất là 300bar và tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ là 10%, nhưng tăng tỷ lệ lexithin (w/v) từ 0% đến 0,20% kích thước hạt trung bình hạt trong pha phân tán giảm từ 6,93µm đến 3,32µm điều này minh chứng cho mục 3.3.1 rõ ràng hơn khi tăng tỷ lệ dầu theo thể tích trong hệ nhũ ở cùng điều kiện đồng hóa thì chỉ số NIZO tăng. Hình 3.17 cho thấy tỷ lệ lexithin (w/v) trong hệ nhũ là 0,15% và 0,20% thì các hạt trong pha phân tán phân bố trong vùng kích thước nhỏ nhiều hơn, khi tỷ lệ lexithin (w/v) trong hệ nhũ 0%, 0,05%, 0,10% thì kích thước hạt trong pha phân tán phân bố dần về vùng kích thước hạt lớn kết quả này rất phù hợp với giải thích ở mục 3.3.1 (Juliane Floury và cộng sự, 2000) [22].

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ được qua hình 3.18, hình 3.19 và kích thước hạt trung bình trong pha phân tán ở bảng 3.6, giải thích rõ ràng hơn ở cùng một điều kiện đồng hóa áp suất là 9bar và tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ là 10%, nhưng tăng tỷ lệ (w/v) lexithin theo từ 0% đến 0,20% kích thước hạt trung bình hạt trong pha phân tán giảm từ 7,72µm đến 3,36µm điều này minh chứng cho mục 3.3.1 rõ ràng hơn khi tăng tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ ở cùng điều kiện đồng hóa thì chỉ số NIZO giảm. Hình 3.16, cho thấy tỷ lệ lexithin (w/v) trong hệ nhũ là 0% và 0,05% thì các hạt trong pha phân tán phân bố trong vùng kích thước nhỏ nhiều hơn, khi tỷ lệ lexithin (w/v) trong hệ nhũ 0,10%, 0,15%, 0,20% thì kích thước hạt trong pha phân tán phân bố dần về vùng kích thước hạt lớn kết quả này rất phù hợp với thí nghiệm (Jeonghee Surh,2008) [31][32], khi kích thước hạt trong pha phân tán lớn thì dễ dàng kết giọt và phân lớp, dẫn đến hiệu quả quá trình đồng hóa giảm.

So sánh giữa đồng hóa áp suất cao và đồng hóa membrane khi thay đổi tỷ lệ (w/v) lexithin ta thấy không cùng quy luật. Kết quả ở bảng 3.5 và bảng 3.6 cho thấy, khi tăng tỷ lệ (w/v) lexithin từ 0% đến 0,20% thì kích thước hạt trung bình của pha phân tán khi sử dụng đồng hóa áp suất cao giảm từ 6,93µm đến 3,32µm, ngược lại khi sử dụng đồng hóa bằng màng thì kích thược hạt trung bình của pha phân tán tăng từ 3,36µm đến 7,72µm, theo như các giải thích ở trên cho thấy lexithin không có vai trò hỗ trợ quá trình đồng hóa bằng membrane như ở đồng hóa áp suất cao.

Kết quả thu được chứng minh kỹ thuật đồng hóa bằng màng có thể áp dụng để đồng hóa hệ nhũ tương dầu trong nước.

• 
  Để tăng hiệu quả kinh tế, sử dụng kỹ thuật đồng hóa bằng màng giảm chi phí về năng lượng.
  
• 
  Các yếu tố áp suất, tỷ lệ (v/v) dẩu trong hệ nhũ, tỷ lệ (w/v) lexithin trong hệ nhũ đều ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa bằng màng.
  
• 
  Điều kiện thích hợp để thực hiện quá trình đồng hóa bằng màng như sau: tỷ lệ (v/v) dầu trong hệ nhũ là 10%, tỷ lệ (w/v) là 0%, áp suất vận hành là 9bar có chỉ số NIZO 98,54%, kích thước trung bình hạt trong pha phân tán là 3,37µm, thông lượng qua màng 4296 L.m^-2.h^-1.
  
• 
  Kĩ thuật đồng hóa bằng màng có thể dùng để đồng hóa hệ dầu trong nước trong điều kiện ôn hòa, nên hạn chế quá trình oxy hóa các hợp chất trong dầu và những biến đối bất lợi đến những cấu tử có giá trị sinh học trong dầu phôi lúa mì, đó là ưu điểm của đồng hóa bằng màng so với các phương pháp đồng hóa khác.
  

Kết quả trên đáp ứng được mục tiêu thay thế phương pháp đồng hóa khác. Song để hoàn thiện nghiên cứu này cần thực hiện:

• 
  Cải tiến mô hình đồng hóa để đạt được hiệu quả đồng hóa tốt hơn, tránh hiện tượng nghẹt màng.
  
• 
  Nghiên cứu mô hình đồng hóa cross – flow để so sánh hiệu quả của hai mô hình, hướng đến ứng dụng.
  
• 
  Đánh giá hiệu quả kinh tế của quá trình đồng hóa bằng màng thông qua sản xuất quy mô lớn.
  

[2] Jamieson, S.G. and Baughman, F.W. “Wheat Germ Oil. Oil and Soap”,1992.

[3] Kahtani, H.A. “Studies of Saudi Arabian Locally Produced Wheat Germ. Food Chemistry”, vol 34, 121-130,1989.

[4] Ramadan, M.F., Showky, H.S. and Sulieman, A.M. “Comparison between the Effect of γ-Irradiation and Roast- ing on the Profile and Antioxidant Activity of Wheat Germ Lipids”. Grasas y Aceites, 59, 166-173, 2008.

[5] Canvin, D.T. “The Effect of Temperature on the Oil Content and Fatty Acid Composition of the Oils from Sev- eral Oil-Seed Crops”. Canadian Journal of Botany, vol 43, 63-65, 1965.

[6] PhD Thesis (2011) “Studies on biologically active substances used as food additives and nutrients to improve quality and food safety”, vol 28, 2011.

[7] W. R. Morrison, “Protection by glutathione and other thiol compounds against the loss of protein thiols and tocopherol homologs during microsomal lipid peroxidation”, The merican Association of Cereal Chemists,1978.

[8] Michael E. Murphy, Heiner Scholichand Helmut SIES “Protection by glutathione and other thiol compounds against the loss of protein thiols and tocopherol homologs during microsomal lipid peroxidation”, Institut fur Physiologische Chemie I, Heinrich-Heine Universitat Dusseldorf, Federal Republic of Germany, 140,141,1992

[9] Richard E Ostlund Jr, Susan B Racette, and William F Stenson “Inhibition of cholesterol absorption by phytosterol-replete wheat germ compared with phytosterol-depleted wheat germ”. American Society for Clinical Nutrition, 1385, 2003.

[10] Zeinab A. Saleh , Khadiga S. Ibrahim , Abdel-Razik H. Farrag , Eman E. Shaban “Effect of Carrot and Wheat Germ Oil Supplementation on antioxidant status of Rats Exposed to Benzene”, Food Science and Nutrition Department, Vol. 60, No. 2, pp. 175-181, 2010.

[11] Moreira, A.V.B. and Mancini-Filho, J. “Influência dos compostos fenólicos de especiarias sobre a lipoperoxidação e o perfil lipídico de tecidos de ratos. Revista de Nutrição”, vol 17, 411-424, 2004.

[12] Ribarova, F., Zanev, R., Shishkov, S. and Rizov, N. “α-Tocopherol, Fatty Acids and Their Correlations in Bul- garian Foodstuffs”. Journal of Food Composition and Analysis, vol 16, 659-667, 2003

[13] Schram, L.B., Nielsen, C.J., Porsgaard, T., Nielsen, N.S., Holm, R. and Mu, H. “Food Matrices Affect the Bioavailability of (n-3) Polyunsaturated Fatty Acids in a Single Meal Study in Humans”. Food Research International, vol 40, 1062-1068,2007

[14] Dunford, N.T. and Zhang, M. “Pressurized Solvent Extraction of Wheat Germ Oil”. Food Research International, vol 36, 905-909, 2003

[15] G. T. Vladisavljevic ,Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima, “Production of uniform droplets using membrane, microchannel and microfluidic emulsification devices”, vol 13:151–178, 2012

[16] U. Lambrich, H. Schubert “Emulsication using microporous systems, Institue of Food Process Engineering”, University of Karlsruhe (TH), Fritz – Haber – Weg 2, D – 76131 Karlsruhe, Germany, 2005.

[17] G. T. Vladisavljevic, Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima “Production of uniform droplets using membrane, microchannel and microfluidic emulsification device”,Published online: 18 February 2012 Springer-Verlag 2012

[18] Emma Piacentini, Alessandra Imbrogno and Lidietta Giorno “Nanostructured Sensing Emulsion Droplets and Particles: Properties and Formulation by Membrane Emulsifi catio, Annarosa Gugliuzza (ed.) Smart Membranes and Sensors”, (367–400), 2014.

[19] Jeonghee Surh, Young Gyu Jeong, Goran T. Vladisavljevic, “On the preparation of lecithin – stabilized oil – in – water emulsions by multi – stage premix membrane emulsification”, Journal of Food Engineering 164 – 170, 2008

[20] Diosady. L.L, Sleggs, T.Kaji. “Chemical degumming of canola oils”, Journal of the American Oil Chemists Society, vol 59,pp.313 – 316, 1982.

[21] Pedras, M.M., Pinho, C.R.G.,Tribst, A.A.L., Franchi, M.A., Cristianini, M. “The effect of high pressure homogenization on microorganisms in milk”, Department of Food Technology. Faculty of Food Engineering. University of Campinas (UNICAMP). CP 6121, CEP 13083-862. Campinas, SP, Brazil, 2012.

[22] Akmal Nazir, Abid.A Maan, Sami Sahin, Remko M.Boom, Karin Schoroen “Foam preparation at high – throughput using a novel packed bed system, 2014.

[23] Juliane Floury and co – woker (2000) “Effect of high pressure homogenization on droplet size distributions and rheological properties of model oil in water emulsions” See discussions, stats, and author profiles for this publication, 2000.

[24] Essam Hebishy, Martin Buffa, Buenaventura Guamis, Antonio-José Trujillo “Stability of Sub-Micron Oil-in-Water Emulsions Produced by Ultra High Pressure Homogenization and Sodium Caseinate as Emulsifier”, Vol. 32, 2013.

[25] Lorena C. Garciaa,b, Renata V. Tonona,c and Miriam D. Hubingera, “Effect of oil in emulsion and homogenization pressure on the microencapsulation of basil oil”, Department of Food Engineering, Faculty of Food Engineering, University of Campinas, Campinas, Brazil.

[26] Katarzyna Kie³czewska1, Antoni Kruk1, Maria Czerniewicz1, El¿bieta Haponiuk, “ Effects of high pressure homogenization on the physicochemical properties of milk with various fat concentrations”, Polish Journal of food and Nutrition sciences,, Vol. 15/56, pp. 91–94, 2006.

[27] Akmal Nazir, Karin Schroen, Remko Boom, “High – throughput premix membrane emulsification using nickel sieves having straight – through pores”, Journal of membrane science, 2011.

[28] G.T. Vladisavljevic, M. shimuzu, T. Nakashima, “Preparation of monodisperse multiple emulsion at high production rates by multi – stage premix membrane emulsification”, J.Membr. Sci. vol 244, 97 – 106, 2004.

[29] G.T. Vladisavljevic, R.A. Williams, “Recent developments in manufacturing emulsions and particulate products using membrane”, Adv. Colloid Interface Sci ,vol 113, pp1 – 20, 2005

[30] K. Suzuki, K. Hayakawa, Y. Hagura, “Preparation of high concentration O/W and W/O emulsions by the membrane phase inversion emulsification using PTFE membranes”, Food sci. Technol. Res.5, 234 – 238,1999

[31] Jeonghee Surh,Young Gyu Jeong,Goran T. Vladisavljevic, “On the preparation of lecithin – stabilized oil – in – water emulsions by multi – stage premix membrane emulsification”, Journal of Food Engineering, 2008

[32]Vladisavljevic G.T. Schubert. H. “Influence of process parameters on droplet size distribution in SPG membrane emulsification and stability of prepared emulsion droplets”. Journal of Membrane Science 225, 15 – 23, 2003.

[33] Kukizaki .M “Shirasu porous glass (SPG) membrane emulsification in the absence of shear flow at the membrane surface: Influence of surfactant type and concentration, viscosities of dispersed and continous phases, and tranmembrane pressure”. J Membr Sci 327: 234 – 243, 2009

[34] Nakashima T, Shimizu M , Kukizaki M “Membrane emulsification by microporous glass”. Key Eng Mater 61 – 62: 513 – 516, 1991.