Chất Nhũ Hóa
Chia sẻ bởi Võ Thị Tường Vy |
Ngày 23/10/2018 |
71
Chia sẻ tài liệu: Chất Nhũ Hóa thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
Hóa thực phẩm
GVHD: Ts. Nguyễn Tiến Công
Thực hiện: Nhóm 7
Chuyên đề
Chất
nhũ hóa
1. Chất nhũ hóa (Emusifiers)
Hệ nhũ tương
Chất nhũ hóa
Bản chất hóa học và liều lượng sử dụng
Phân loại chất nhũ hóa
Lựa chọn chất nhũ hóa
Đặc tính và chức năng khác của chất nhũ hóa
Độc tính
1.1. Hệ nhũ tương
Nhũ tương là một hệ dị thể.
Gồm có ít nhất một chất lỏng không có khả năng trộn lẫn hoàn toàn, nằm phân tán trong chất lỏng khác ở dạng những giọt nhỏ có đường kính nhỏ hơn 10-7m.
Khi đó xuất hiện 2 pha:
Pha phân tán.
Pha liên tục.
Hệ dầu – nước
Phân loại hệ nhũ tương
Nhũ tương lớn
Nhũ tương
Nhũ tương nhỏ
Dựa trên kích thước có thể chia nhũ tương thành 2 loại
Kích thước giọt phân tán: 10-7m
Có màu trắng đục.
Kém bền nhiệt động
Kích thước giọt phân tán: 10-7 - 10-9m
Thường trong suốt.
Bền nhiệt động
(Theo Sharma và Shah)
Các hệ nhũ tương thường gặp trong thực phẫm
Hệ dầu trong nước
Hệ nước trong dầu trong nước
Hệ nước trong dầu
Để làm tăng tính bền của hệ nhũ tương, người ta phải thêm các chất nhũ hóa vào.
1.2. Chất nhũ hóa
Là một nhóm chất hoạt động bề mặt.
Làm ổn định sự phân tán của những đại phân tử hay những hợp phần khác, nhờ vào khả năng làm bền hệ nhũ tương.
Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước và phần háo béo.
1.3. Bản chất hóa học
Tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục. (Bằng cách hình thành 1 bề mặt điện tích trên đó).
Làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó làm giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Việc lựa chọn chất nhũ hóa dựa trên đặc điểm của sản phẩm cuối cùng, phương pháp, số lượng.
1.4. Phân loại chất nhũ hóa
Chất
Nhũ
Hóa
Các dẫn xuất tạo nhũ hỗn hợp
Các loại chất nhũ hóa
Lecithin là chất tạo nhũ cho phép trộn chất béo với thực phẩm hòa tan trong nước.
Lecithin của lòng đỏ trứng tham gia ổn định nhũ của dầu trong nước.
Người ta còn sử dụng dạng Lecithin đã được hydroxyl hóa để tăng tính tan của chúng.
Lecithin thương mại được tách từ đậu tương gồm một vài phospholipid khác nhau:
Nhóm Lecithin và các dẫn xuất
Phosphatidylchloline
Phosphatidylethanamine
Phosphatidylinositol
Phospholipid
Phospholipid là nhóm lipid phức tạp.
Ngoài glycerin, acid béo còn có H3PO4 và một số nhóm chất khác.
Trong 3 nhóm OH của glycerin, 1 nhóm tạo liên kết ester với H3PO4 để tạo nên acid phosphatic.
Qua H3PO4 của acid phosphatic liên kết thêm với các chất khác sẽ tạo nên các loại phospholipid khác nhau.
Phospholipid
Phosphatidyl - cholime (lecithin) có vai trò quan trọng hơn cả.
Là thành phần của màng tế bào.
Cấu trúc của lecithin:
2 phân tử acid béo hấp dẫn nhau nên chúng cùng xếp trên cùng một hướng.
Đầu cuối của acid béo chứa gốc kỵ nước (CH3) nên hình thành nên đầu kỵ nước của leucithin.
Liên kết giữa C2 và C3 của glycerin có thể bị quay vặn đi 1 góc 180o làm cho nhóm P phân cực nằm về chiều ngược lại với 2 chuỗi acid béo và hình thành đầu ưa nước của leucitin.
Do cấu trúc đặc biệt đó mà lecithin là một phân tử vừa kỵ nước vừa ưa nước
Phospholipid
Phospholipid trộn với nước, chúng có thể làm thành lớp bề mặt hay tạo mixen.
Dạng cấu trúc quan trọng nhất là cấu trúc lớp kép phospholipid.
Gồm 2 lớp lipid quay vào nhau, các đầu ưa nước quay ra ngoài tạo liên kết hydro với các phân tử nước xung quanh, còn các đầu kỵ nước quay vào trong với nhau.
Từng phân tử có thể chuyển động từ phía này sang phía kia một cách tuần hoàn tự do.
Sự phân bố này khá bền vững.
Là cơ sở cấu trúc cho tất cả màng tế bào.
Công thức cấu tạo một vài phospholipid
Phosphatidylethanamine
Phosphatidylinositol
Công thức cấu tạo một vài phospholipid
Phosphatidylchloline
Các phosphatid có đặc tính chung là không tan trong axeton.
Thường được dùng ở mức 5 – 20g/kg thực phẩm.
Khi cả 3 nhóm hydroxyl của glycerin bị ester hóa, sản phẩm tạo thành là chất béo.
Các mono và diglyceride là các sản phẩm ester hóa 1 hay 2 nhóm hydroxyl.
Là nhóm chất nhũ hóa được sử dụng rộng rãi nhất trong thực phẩm.
Lượng dùng 2,5 đến 15g/kg thực phẩm.
Mỗi một acid béo kết hợp với nhóm hydroxy của glyceryl hình thành ester và tách ra 1 phân tử nước.
Ester của acid béo và Glycerin (MG)
Ester của acid béo và Glycerin (MG)
Glycerin ester acid béo được làm từ glycerin, vật nuôi và cây trồng các loại dầu/mỡ hoặc axit béo của nó.
Chúng thường được sản xuất bằng phương pháp ester hóa.
Glycerin có ba nhóm hydroxyl, một trong số đó là ester hóa với một acid béo và ester được gọi là monoglyceride. Di-và glyxerit-tri có hai và ba nhóm acid béo ester hóa ở nhóm hydroxyl tương ứng.
Mono & di glyxerit-được sản xuất bằng cách loại bỏ các glycerin từ hỗn hợp.
Công thức cấu tạo
Monoglyceride
Triglyceride
diglyceride
Acetic Acid Esters of Monoglycerides (AMG)
Kém hoạt động.
Là một dầu ổn định, giá trị peroxide không tăng, ở 97,7°C trong 1000 giờ.
Là một chất lỏng chứa dầu thậm chí ở nhiệt độ thấp. Được coi như là một chất bôi trơn, dung môi, hóa dẻo cho vinylacetate…
Sự kết hợp của monoglyceride acetyl hóa lỏng và các chất béo hydro hóa có thể cải thiện chất lượng của các chất béo. Ví dụ: Bơ thực vật đặc trưng với những thay đổi nhiệt độ nhỏ và phạm vi dẻo rộng.
Mặc dù nó không có chức năng như một chất nhũ hóa, nhưng vẩn được sử dụng để tạo bọt và các loại dầu mỡ của chính nó hoặc kết hợp với chất nhũ hoá khác do cấu trúc ổn định alpha-tinh thể của nó.
Thực tế, nó được sử dụng như là chất tạo bọt chất bột, dung môi, dẻo cho nướu răng và các chất phủ cho thực phẩm.
Lactic Acid Esters of Monoglycerides (LMG)
Khả năng tạo bọt của nó là mạnh hơn khả năng tạo nhũ tương của nó
Giúp cải thiện lổ khí và độ ổn định trong bánh xốp và ở trong bánh bột khi sử dụng kết hợp với monoglycerides chưng cất.
Tăng cường khả năng đông tụ của sữa không kem khi sử dụng kết hợp với các chất nhũ hoá bảo quản.
Citric Acid Esters of Monoglycerides (CMG)
Có nhiều trong dầu hướng dương tinh chế.
Acid citric được liên kết với monoglyceride.
Là một chất nhũ hóa ưa nước cao.
Với một cấu trúc alpha-tinh thể ổn định.
Sử dụng cho bơ thực vật, sản phẩm sữa (như whitener cà phê và kem).
Cũng được sử dụng như một chất ổn định nhũ tương cho mayonnaise.
Và tạo lớp phủ schocolate và hợp chất.
Succinic Acid Esters of Monoglycerides (SMG)
Acid succinic là liên kết với monoglyceride.
Không hòa tan trong nước lạnh, phân tán trong nước nóng, và hòa tan trong rượu nóng, chất béo và dầu.
Succinylated monoglyceride một muối phức tạp với tinh bột có khả năng phản ứng với protein.
Nó được sử dụng như là một thay đổi chất bột và chất nhũ hóa một để rút ngắn.
Diacetyl Tartaric Acid Esters of Monoglycerides (DATEM)
Diacetyl axit tartaric liên kết với monoglyceride.
Phân tán trong nước lạnh và nóng, và hòa tan trong chất béo và dầu.
Là một chất nhũ hóa ưa nước và kháng acid.
Sử dụng cho nhũ tương hóa và tạo bọt của mayonnaise, bơ thực vật.
Diacetyl Tartaric Acid Esters
Polyglycerol Esters of Fatty acids (PGE)
Acid béo được este hóa với polyglycerine.
Phân tán trong nước và hòa tan trong dầu.
Lipophilicity và hydrophilicity của nó có rất nhiều thay đổi phụ thuộc mức độ trùng hợp và loại acid béo.
HLB của nó khoảng 3-13.
Được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm như là chất nhũ hóa cho các sản phẩm sữa có chứa axit và các muối và kiểm soát sự kết tinh của các loại mỡ.
Polyglycerol Polyricinoleate (PGPR) (E476)
Là một chất lỏng có độ nhớt cao.
Có màu vàng sánh.
Không tan trong nước và ethanol, tan trong chất béo và dầu.
Nó được sử dụng như một chất giảm hàm lượng chất béo và độ nhớt cho sô cô la.
Là một hỗn hợp của các este sorbitol và ester sorbide.
Sử dụng như là chất nhũ hóa cho kem.
Được sử dụng rộng rãi như một chất nhũ hóa lớn kết hợp với chất nhũ hoá khác với các chức năng khác nhau.
Sorbitan Esters of Fatty Acids (Sorbitan ester)
Propylene Glycol Esters of Fatty Acids (PG ester)
Được liên kết bởi liên kết ester và sản phẩm thu được từ các este hóa liên là một hỗn hợp của monoester và diester.
Để tách monoester với các hiệu ứng bề mặt, độ tinh khiết cao, sản phẩm của monoester được sản xuất bằng cách chưng cất phân tử cũng như monoglyceride cất.
Nó có ít tác nhân hoạt động, nhưng có xu hướng giữ alpha-tinh thể cấu trúc của nó.
Có thể sử dụng như một chất tạo bọt khi kết hợp với monoglyceride, nên được sử dụng như là chất tạo bọt, bột cho bánh và món tráng miệng, nước rút ngắn…
Sucrose Esters of Fatty Acids (Sucrose ester)
Nó là một hợp chất của sucrose và acid béo, trong đó có HLB từ 1 đến 16
Do sự trải rộng HLB, nên có nhiều chức năng khác nhau.
Nó được sử dụng như một kem và chất phân tán cho kem và các bacteriocidal cho cà phê đóng hộp.
Calcium Stearoyl-2-Lactate (CSL)
2 acid lactic và acid stearic liên kết với canxi
Là một hỗn hợp bao gồm cả acid stearic chưa phản ứng và muối.
Nó là một chất nhũ hóa anion có khả năng liên kết mạnh với protein và được sử dụng như là một chất nhũ hóa đối với thực phẩm bột nhào bột như là bánh mì.
Do hệ nhũ tương có 2 pha, khi lựa chọn chất nhũ hóa cần quan tâm đến tính tan của nó trong mỗi pha.
Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HLB để đánh giá mức độ ưa dầu hay ưa nước của chất nhũ hóa.
Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể.
Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với góc ưa dầu) thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
1.5. Lựa chọn chất nhũ hóa
Ví dụ: Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại khoảng 97% là nước và các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước. Chất nhũ hóa cần dùng trong trường hợp này cần có độ tan trong nước lớn hơn độ tan trong dầu.
Ngược lại với sản phẩm magarine – thuộc loại hệ nước/ dầu (dầu và các chất tan trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15-20%), chất nhũ hóa cần có khả năng tan trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước.
Thông thường các chất nhũ hóa có HLB ở trong khoảng 1-20. Các chất nhũ hóa có HLB = 3–6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu trong khi đó,các chất có HLB = 8–18 thích hợp cho hệ nhũ tương dầu nước .
Lựa chọn chất nhũ hóa
Giá trị HLB của một số chất nhũ hóa
1.6. Đặc tính chức năng khác
Nhũ hóa hệ dầu/nước.
Nhũ hóa hệ nước/dầu.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Ngăn chặn sự phân tách chất béo.
Làm xốp.
Chống dính.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Tăng độ tan.
Chất ngấm.
Giữ ẩm.
Chống tạo bọt.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Tăng độ đặc.
Kiểm soát độ nhớt.
Ổn định mùi.
Chống bắn, nổ cho dầu mở
1.6. Đặc tính chức năng khác
Các nghiên cứu của Schuster và Adam (1983) cho thấy ngoài khả năng tạo nhũ, Lecithin còn có nhiều ưu điểm khác:
Làm tăng khả năng hấp thụ nước của thực phẩm.
Sử dụng lecithin có thể giảm được thời gian phối trộn.
Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
1.6. Độc tính
Nhiều chất nhũ hóa an toàn với người sử dụng, thì không cần quy định.
Ví dụ: các lecithin, mono, dyglycerid của acid béo. Các este của mônglyxerit với các hydroxy acid (acid lactide, acid citride, acid sucinide…)
1.6. Độc tính
Tuy nhiên, một số chất khác bị giới hạn về liều lượng, và căn cứ vào chỉ số ADI.
Sodium-2-lactylate có ADI = 20mg.
Polyethylene sorbitan monopalmitate; Polyethylene sorbitan monolaurate; Polyethylene sorbitan monostearate; các este sorbitan có ADI = 25mg.
Polyglycerol polyricinoleate có ADI = 7.5mg.
Độc tính của cyclohexylamine
Năm 1966, những nghiên cứu ở Mỹ tìm ra một số vi khuẩn trong ruột dưới tác dụng của cyclamate sinh ra sản phẩm cyclohexylamine một chất gây độc tính trường diễn trên chuột.
Năm 1969, nghiên cứu thực nghiệm trộn cyclamate với sarcharin với tỉ lệ 10:1 thì thấy chuột thí nghiệm xuất hiện ung thư bàng quang.
Một nghiên cứu khác công bố clohexylamine làm phì đại tinh hoàn của chuột nhắt trắng.
Vì những bằng chứng khá thuyết phục trên nên Cơ quan thực phẩm và thuốc của Mỹ (FDA) đã cấm sử dụng chất tạo ngọt cyclamate trên toàn nước Mỹ.
Tuy nhiên ở 44 quốc gia khác, cyclamate vẫn đang được sử dụng trong chế biến thực phẩm, và là chất tạo ngọt dùng để đánh lừa cảm giác thèm của bệnh nhân tiểu đường.
Ở nước ta cyclamate cũng nằm trong danh mục cấm sử dụng.
2. Các chất điều chỉnh độ chắc của sản phẩm
2.1. Khái niệm
Độ chắc còn được gọi là độ đặc của sản phẩm.
Là một thông số dùng để đánh giá thực phẩm về mặt thẩm mỹ cũng như chất lượng.
Nhóm chất tạo độ chắc là các polysaccharide.
2.2. Cơ chế
Các polysaccharide có KLPT lớn nên khi phân tán vào dung dịch làm cho độ nhớt tăng mạnh.
Các polysaccharide được hình thành từ các phân tử hexozo hay pentozo.
Trên mỗi đơn vị mắc xích này lại chứa nhiều nguyên tử oxy hoặc nhóm carboxyl tạo liên kết hidro khá tốt, dễ dàng được solvat hóa trong nước.
2.2. Cơ chế
Sau khi phân tán vào dung dịch, các polysaccharide đóng vai trò như những hạt keo, tạo thành một khối đồng nhất, vững chắc thường gọi là gel.
Nếu tách chúng ra khỏi dung dịch thường kéo theo các phân tử của dung môi.
Ở các chuỗi phân tử được tách ra cũng có khả năng tạo liên kết với nhau thông qua liên kết hidro và tạo thành mạng tinh thể không gian bền vững.
2.3. Phân loại
Các chất tạo độ chắc thường gặp:
Pectin
Agarose
Acid alginic
Carboxylmethyl cenlulose (CMC)
Gelatine
CaCl2 (có nơi sử dụng CuSO4)
Ngoài ra người ta còn sử dụng các chất tạo đông từ thực vật: Algin, Natri alginat, Gum Arabic, Caragenam…
Nguồn gốc của Pectin
Pectin chứa nhiều trong các loại quả của trái cây: Táo, mận, cam, chanh, cà rốt, sơn trà, lê, cà chua…
Nguồn gốc của Pectin
Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn biến đổi.
Thường cao nhất khi chín tới, sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và depolymer hóa.
Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy.
Thành phần và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo % như sau:
Cấu tạo hóa học của Pectin
Phân tử pectin là một polysaccaride dị thể, mạch thẳng.
Là dẫn xuất methyl của acid pectic.
Acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic.
Mỗi chuổi gồm khoảng 10000 phân tử galacturonic tạo thành một phân tử pectin M = 10000 -100000 đvC.
Liên kết pectin
Phân tử pectin liên kết với nhau bằng
liên kết 1-4 glucoside.
Phân tử Pectin
Đặc điểm Pectin
Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
Có khả năng tạo gel bền.
Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ.
Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản phẩm khi cô đặc.
Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin có độ nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô đặc nước quả.
Đặc điểm của pectin
Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự tham gia của acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào giảm.
Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic.
Pectin không tan trong dung dịch ethanol.
Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp (1-1,5%) khi có mặt của đường 60-70% và acid 1%.
Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn pectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của pectin.
Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thì khả năng tạo gel khác nhau.
Đặc điểm của pectin
Hợp chất pectin còn được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng:
Chỉ số methoxyl (“MI”) biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin.
Chỉ số este hóa (“DE”) thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin.
Đặc điểm của pectin
Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa.
Các pectin đều là những chất keo háo nước, có khả năng hydrat hóa cao.
Trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch.
Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa, sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
Phân loại pectin
Pectin methoxyl hóa cao:
(High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50% hay MI > 7%.
Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm.
Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 –3,4 và nồng độ đường trên 60%.
Phân loại pectin
Pectin methoxyl hóa thấp:
(Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50% hay MI < 7%.
Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin.
Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường.
Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm.
Phân loại pectin
Pectin hòa tan: methoxy polygalacturonic.
Pectin không hòa tan: protopectin là dạng kết hợp của pectin và araban.
Methoxy polygalacturonic
Ngoài ra pectin còn được phân thành 2 loại:
Ứng dụng của pectin
Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất, được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm.
Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha.
Ứng dụng của pectin
Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông. Tạo cấu trúc mứt không bị thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và giảm sự phá vở cấu trúc.
Trong một số trường hợp, pectin còn được sử dụng với carageenan để tăng hiệu quả tạo gel.
Nguồn gốc của agar
Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại rong đỏ (loại Rhodophyceae). Có nhiều trong các loại Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Ahnfeltia …
Hàm lượng agar trung bình của rong Đỏ trên thế giới dao động từ 20 - 40%.
Trong khi đó thì rong Đỏ của Việt Nam chứa từ 24 - 45% khối lượng rong khô.
Gelidium
Sự phân bố của các agar trên thế giới
Sản lượng agar trên thế giới (1980)
Lịch sử hình thành agar
Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa thế kỷ 17), (Nhật Bản).
Có nhiều tên gọi khác nhau. Ví dụ: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc)
Gel agarose
Cấu trúc Agar
Agar là một hỗn hợp đồng nhất của hai loại polysaccharide: agaropectin và agarose.
Là một polymer tuyến tính, tạo thành từ các đơn vị monomeric lặp đi lặp lại của agarobiose.
Cấu trúc của agar
Agarose:
Là một polysaccharide trung tính.
Chiếm số lượng nhiều, (50 – 90%).
Cấu tạo mạch chính: -D galactopyranose và 3,6-anhydro--L-galactopyranose liên kết xen kẽ nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3.
Nó tạo nên tính đông của agar.
Agarose
6-galactan sulfate
agarose pyruvated
Cấu trúc của agar
Agaropectin:
Là một polysaccharide tích điện âm.
Các phân tử ngắn hơn agarose, và số lượng ít hơn.
Cấu trúc của nó là mạch nhánh và bị sunfat hóa. Có thể được methyl hóa ở nhóm thế acid pyruvic ketal.
Làm cho agar có tính nhầy.
Agaropectin
Cấu trúc của agar
Mạng lưới của agarose gel có chứa xoắn kép hình thành từ tay trái gấp ba xoắn.
Những xoắn kép được ổn định bởi sự hiện diện của các phân tử nước bị ràng buộc bên trong các khoang xoắn kép. Ở bên ngoài, nhóm hydroxyl cho phép agar kết hợp lên đến 10.000 phân tử nước để tạo suprafibers.
Agarose polymere
Cấu trúc của agar
Cấu trúc của một phân tử agarose
Đặc điểm của agar
Là một chất khô, vô định hình,giống như gelatin, không đạm.
Agar dùng trong công nghiệp thực phẩm là một loại bột màu sáng hay là những sợi mãnh màu đục.
Có khả năng duy trì tính bền vững của nó ở trên nhiệt độ hồ hóa.
Gel agar là một gel mạnh nhất từng được biết đến.
Thường sử dụng kết hợp với một số chất khác như gum tragacanth, gelatin.
Ưu điểm của agar
Agar dể tan trong nước nóng.
Tạo gel cứng ở nồng độ thấp, không cần thiết các chất hổ trợ và pH.
Không ảnh hưởng tới màu vị sản phẩm.
Có sự khác biệt giữa nhiệt nóng chảy và nhiệt tạo gel.
Ứng dụng của agar
Agar ổn định chất phủ và ngăn cản sự bám dính của lớp phủ đường trên bề mặt thực phẩm.
Agar làm tăng độ nhớt của men, tăng độ bám dính, nhanh khô và ít bị nứt. Agar ngăn chặn men tan chảy.
Ứng dụng của agar
Agar được sử dụng như bột nở trong bánh mì calorie thấp.
Agar được sử dụng như bột nở trong bánh mì calorie thấp.
Ứng dụng của agar
Sử dụng trong công nghệ đồ hộp
Chế biến xúc xích giữ độ ẩm, ngăn ngừa sự bay hơi, mất trọng lượng.
Agar sử dụng trong kem pho mát và sữa chua.
Các loại sản phẩm khác từ thạch như rau câu.
Ứng dụng khác của agar
Làm môi trường trong công nghệ nuôi cấy mô.
Sử dụng trong nha khoa.
Nhuộm màu trong công nghiệp dệt, giấy.
Sử dụng trong y khoa.
Thành phần trong các loại mỹ phẩm.
Và trong một số ngành công nghiệp khác.
Nguồn gốc của acid alganic
Còn được gọi là algin hoặc alginate.
Alginic axit được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881).
Có nhiều trong các thành tế bào của các loài tảo nâu, tảo bẹ Macrocystis pyrifera, nodosum Ascophyllum, và các loại Lamminaria. Ở dưới dạng muối alginat.
Acid alginic
Alginic acid là polysaccharide có tính acid.
Tinh thể có màu trắng hoặc màu nâu dạng sợi, dạng hạt, hoặc bột màu vàng.
Công thức phân tử: (C2H8O6)n
Khối lượng phân tử: 32.000-200.000 đvC
Acid alginic
Là một polysaccharide tích điện âm.
Nó là một chất đồng trùng hợp tuyến tính.
Các monome thường được sắp xếp theo khối homopolymeric cách nhau bởi các khu vực xấp xỉ một chuỗi luân phiên của các monome axit.
Acid alginic
Được tạo thành từ chuỗi các phân tử acid -D-mannuronic và acid -L-guluronic, liên kết với nhau bởi liên kết 1,4-glucozide
Đặc điểm của acid alginic
Các acid alginic thường ở dưới dạng natri alginat.
Ít tan trong nước (giống các polysaccharide).
Khi hòa tan vào nước, dể tạo dung dịch nhớt, gọi là sol agar.
Độ nhớt phụ thuộc chiều dài phân tử và nhiệt độ.
Đặc điểm của acid alginic
Tạo được dạng sol ở nồng độ thấp.
Nhưng dễ bị giảm độ nhớt ở nhiệt độ cao.
Muốn bảo quản sản phẩm có chứa alginat thì cần phải thêm chất bảo quản.
Độ nhớt và bề ngoài không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Tạo gel ở nhiệt độ phòng với sự có mặt của ion canxi.
Ứng dụng
Làm chất bảo vệ kem đá:
Ngăn ngừa tạo ra các tinh thể đá băng.
Ức chế hoàn toàn sự tạo thành tinh thể của Lactose.
Nhũ hóa các cầu béo.
Làm bền bọt.
Tạo độ nhớt cho kem.
Tạo gel, có khả năng giữ nước cho kem.
Làm cho kem không bị tan chảy
Ứng dụng
Tinh chế rượu (làm trong).
Trong quy trình chế biến sữa.
Trong sản xuất bơ, bánh kẹo, pho mat, nước giải khát, các mặt hàng đông lạnh.
Lamizell (một hợp chất của axit Alginic, muối kép của Natri và Canxi) tạo ra được một độ nhớt đặc biệt và có khả năng kích thích ăn ngon miệng.
Ứng dụng khác
Trong công nghiệp dệt.
Trong công nghiệp giấy.
Trong công nghiệp sản xuất tơ nhân tạo.
Trong y học và dược học.
Trong công nghệ mỹ phẩm
Trong xây dựng dân dụng.
Trong công nghệ luyện kim, cao su.
Làm môi trường cố định enzyme.
Dùng làm chất khử tinh thể.
Dùng làm chất thuộc da.
Carboxymethyl cellulose (CMC)
Công thức phân tử: (C6H9OCH2COONa)n.
Trọng lượng phân tử từ 40.000-200.000 đv.C.
Màu trắng hoặc hơi vàng, gần như không mùi. Ở hạt hút ẩm, bột hoặc sợi nhỏ.
Lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1918.
CMC được điều chế từ cenllilose.
Công thức cấu tạo
Tính chất
Phân tử ngắn hơn so với cenllulose
Dể tan trong nước và rượu.
Dùng trong thực phẩm với liều lượng 0,5-0,75%.
Cả dạng muối và acid đều là tác nhân tạo đông tốt.
Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%).
Độ chắc và độ tạo đông còn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm.
Tính chất
Hầu hết các CMC tan nhanh trong nước lạnh.
Giữ nước ở bất cứ nhiệt độ nào.
Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel.
Chất làm đặc và chất ổn định nhũ tương.
CMC được sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu cho các cải tiến dẻo.
Là một chất kết dính và ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao khi tác dụng trên các chất màu.
Ứng dụng
Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
Có thể kiểm soát độ nhớt của chế biến thực phẩm.
Gia hạn thời hạn sử dụng.
Duy trì sự ổn định của chất lượng thực phẩm.
Hình thành một lớp bao bọc bên ngoài thực phẩm chiên, để ngăn chặn sự hấp thụ quá nhiều chất béo.
Ổn định với tác chất hóa học, nhiệt, ánh sáng ổn định.
Có một số tính chất chống nấm mốc.
Trao đổi chất quán tính: là một phụ gia thực phẩm, không trao đổi chất, lượng calo trong thực phẩm không có sẵn.
làm chậm sự hấp thu staling và giảm chất béo trong các loại thực phẩm chiên.
Ứng dụng khác
Trong nông nghiệp, như là một chất làm đặc, cũng như chất kết dính và chống ký sinh trùng.
Là một chất kết dính cho hỗn hợp bột cho pelletization.
Trong đúc khuôn.
Trong men cho gốm sứ công nghiệp.
Là một chất chuyển thể trong xi măng và nhựa rải đường.
Trong công nghiệp dệt may, như là một thành phần để xây dựng hồ sợi.
Trong ngành công nghiệp giấy, như là một chất kết dính của lớp phủ đồng.
Là một chất ổn định của chất tẩy rửa và xà phòng
Trong dầu khí công nghiệp, như là một phụ gia cho bùn khoán.
Gelatin
Năm 1840, tuy nhiên, một số nhà sản xuất đã nghiền được gelatin.
Gelatin là chất protein có nguồn gốc từ collagen (một protein tự nhiên có mặt ở gân, dây chằng và các mô của động vật có vú).
Được sản xuất bằng cách đun sôi các mô liên kết, xương và da động vật, thường là bò và lợn.
Phân loại
Có hai loại chính của gelatin:
Loại A với điểm điện iso của 7-9, có nguồn gốc từ collagen với tiền xử lý acid độc quyền
Loại B với điểm điện iso của 4,6-5,4, là kết quả của một tiền xử lý kiềm của collagen
Cấu tạo
Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm: glyxin, prolin, hydroprolin.
Cấu tạo
Trọng lượng phân tử từ 20.000-70.000 đvC.
Là các polypeptit cao phân tử dẫn xuất từ collagen.
Các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc có khả năng giữ nước.
Tính chất
Không tan trong nước lạnh, nhưng trương nở trong nước lạnh.
Khi gia nhiệt thì nó nóng chảy, và tạo lại gel khi làm lạnh.
Có nhiệt độ nóng chảy thấp (27-34oC).
Độ tan phụ thuộc vào nhiệt độ, kích thước của hạt gelatine.
Tan trong rượu và các dung môi hữu cơ.
Ứng dụng
Gelatin không phải là một thực phẩm protein hoàn chỉnh.
Trong sản xuất kem.
Trong sản xuất sữa, pho mát.
Công nghệ bánh kẹo.
Ứng dụng
Keo bảo vệ chống lại kết tinh.
Trong các sản phẩm sữa nuôi cấy.
Sử dụng trong dược phẩm.
Tài liệu tham khảo
http://www.hoahocngaynay.com/index.php/vi/nghien-cuu-giang-day/bai-nghien cuu/86-pectin-va-ung-dung.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Agar
http://www.fao.org/docrep/field/003/AB730E/AB730E03.htm
http://www.fao.org/docrep/w6355e/w6355e04.htm
http://longdinh.com/default.asp?act=chitiet&ID=542&catID=1
http://www.fao.org/ag/agn/jecfa-additives/specs/Monograph1/additive-396-m1.pdf
http://www.madehow.com/Volume-5/Gelatin.html
http://thuviensinhhoc.com/gioi-tinh/suc-khoe-sinh-san/2952?joscclean=1&comment_id=790
http://www.rikenvitamin.jp/int/emulsifier/basic/kind.html
Thank You !
Nhóm thực hiện:
Trương Diễm Hằng
Phan Thị Uyễn Nhi
Võ Thị Tường Vy
Phạm Thị Hiếu
Nguyễn Trung Kiên
Nguyễn Hoàng Minh
GVHD: Ts. Nguyễn Tiến Công
Thực hiện: Nhóm 7
Chuyên đề
Chất
nhũ hóa
1. Chất nhũ hóa (Emusifiers)
Hệ nhũ tương
Chất nhũ hóa
Bản chất hóa học và liều lượng sử dụng
Phân loại chất nhũ hóa
Lựa chọn chất nhũ hóa
Đặc tính và chức năng khác của chất nhũ hóa
Độc tính
1.1. Hệ nhũ tương
Nhũ tương là một hệ dị thể.
Gồm có ít nhất một chất lỏng không có khả năng trộn lẫn hoàn toàn, nằm phân tán trong chất lỏng khác ở dạng những giọt nhỏ có đường kính nhỏ hơn 10-7m.
Khi đó xuất hiện 2 pha:
Pha phân tán.
Pha liên tục.
Hệ dầu – nước
Phân loại hệ nhũ tương
Nhũ tương lớn
Nhũ tương
Nhũ tương nhỏ
Dựa trên kích thước có thể chia nhũ tương thành 2 loại
Kích thước giọt phân tán: 10-7m
Có màu trắng đục.
Kém bền nhiệt động
Kích thước giọt phân tán: 10-7 - 10-9m
Thường trong suốt.
Bền nhiệt động
(Theo Sharma và Shah)
Các hệ nhũ tương thường gặp trong thực phẫm
Hệ dầu trong nước
Hệ nước trong dầu trong nước
Hệ nước trong dầu
Để làm tăng tính bền của hệ nhũ tương, người ta phải thêm các chất nhũ hóa vào.
1.2. Chất nhũ hóa
Là một nhóm chất hoạt động bề mặt.
Làm ổn định sự phân tán của những đại phân tử hay những hợp phần khác, nhờ vào khả năng làm bền hệ nhũ tương.
Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước và phần háo béo.
1.3. Bản chất hóa học
Tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục. (Bằng cách hình thành 1 bề mặt điện tích trên đó).
Làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó làm giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Việc lựa chọn chất nhũ hóa dựa trên đặc điểm của sản phẩm cuối cùng, phương pháp, số lượng.
1.4. Phân loại chất nhũ hóa
Chất
Nhũ
Hóa
Các dẫn xuất tạo nhũ hỗn hợp
Các loại chất nhũ hóa
Lecithin là chất tạo nhũ cho phép trộn chất béo với thực phẩm hòa tan trong nước.
Lecithin của lòng đỏ trứng tham gia ổn định nhũ của dầu trong nước.
Người ta còn sử dụng dạng Lecithin đã được hydroxyl hóa để tăng tính tan của chúng.
Lecithin thương mại được tách từ đậu tương gồm một vài phospholipid khác nhau:
Nhóm Lecithin và các dẫn xuất
Phosphatidylchloline
Phosphatidylethanamine
Phosphatidylinositol
Phospholipid
Phospholipid là nhóm lipid phức tạp.
Ngoài glycerin, acid béo còn có H3PO4 và một số nhóm chất khác.
Trong 3 nhóm OH của glycerin, 1 nhóm tạo liên kết ester với H3PO4 để tạo nên acid phosphatic.
Qua H3PO4 của acid phosphatic liên kết thêm với các chất khác sẽ tạo nên các loại phospholipid khác nhau.
Phospholipid
Phosphatidyl - cholime (lecithin) có vai trò quan trọng hơn cả.
Là thành phần của màng tế bào.
Cấu trúc của lecithin:
2 phân tử acid béo hấp dẫn nhau nên chúng cùng xếp trên cùng một hướng.
Đầu cuối của acid béo chứa gốc kỵ nước (CH3) nên hình thành nên đầu kỵ nước của leucithin.
Liên kết giữa C2 và C3 của glycerin có thể bị quay vặn đi 1 góc 180o làm cho nhóm P phân cực nằm về chiều ngược lại với 2 chuỗi acid béo và hình thành đầu ưa nước của leucitin.
Do cấu trúc đặc biệt đó mà lecithin là một phân tử vừa kỵ nước vừa ưa nước
Phospholipid
Phospholipid trộn với nước, chúng có thể làm thành lớp bề mặt hay tạo mixen.
Dạng cấu trúc quan trọng nhất là cấu trúc lớp kép phospholipid.
Gồm 2 lớp lipid quay vào nhau, các đầu ưa nước quay ra ngoài tạo liên kết hydro với các phân tử nước xung quanh, còn các đầu kỵ nước quay vào trong với nhau.
Từng phân tử có thể chuyển động từ phía này sang phía kia một cách tuần hoàn tự do.
Sự phân bố này khá bền vững.
Là cơ sở cấu trúc cho tất cả màng tế bào.
Công thức cấu tạo một vài phospholipid
Phosphatidylethanamine
Phosphatidylinositol
Công thức cấu tạo một vài phospholipid
Phosphatidylchloline
Các phosphatid có đặc tính chung là không tan trong axeton.
Thường được dùng ở mức 5 – 20g/kg thực phẩm.
Khi cả 3 nhóm hydroxyl của glycerin bị ester hóa, sản phẩm tạo thành là chất béo.
Các mono và diglyceride là các sản phẩm ester hóa 1 hay 2 nhóm hydroxyl.
Là nhóm chất nhũ hóa được sử dụng rộng rãi nhất trong thực phẩm.
Lượng dùng 2,5 đến 15g/kg thực phẩm.
Mỗi một acid béo kết hợp với nhóm hydroxy của glyceryl hình thành ester và tách ra 1 phân tử nước.
Ester của acid béo và Glycerin (MG)
Ester của acid béo và Glycerin (MG)
Glycerin ester acid béo được làm từ glycerin, vật nuôi và cây trồng các loại dầu/mỡ hoặc axit béo của nó.
Chúng thường được sản xuất bằng phương pháp ester hóa.
Glycerin có ba nhóm hydroxyl, một trong số đó là ester hóa với một acid béo và ester được gọi là monoglyceride. Di-và glyxerit-tri có hai và ba nhóm acid béo ester hóa ở nhóm hydroxyl tương ứng.
Mono & di glyxerit-được sản xuất bằng cách loại bỏ các glycerin từ hỗn hợp.
Công thức cấu tạo
Monoglyceride
Triglyceride
diglyceride
Acetic Acid Esters of Monoglycerides (AMG)
Kém hoạt động.
Là một dầu ổn định, giá trị peroxide không tăng, ở 97,7°C trong 1000 giờ.
Là một chất lỏng chứa dầu thậm chí ở nhiệt độ thấp. Được coi như là một chất bôi trơn, dung môi, hóa dẻo cho vinylacetate…
Sự kết hợp của monoglyceride acetyl hóa lỏng và các chất béo hydro hóa có thể cải thiện chất lượng của các chất béo. Ví dụ: Bơ thực vật đặc trưng với những thay đổi nhiệt độ nhỏ và phạm vi dẻo rộng.
Mặc dù nó không có chức năng như một chất nhũ hóa, nhưng vẩn được sử dụng để tạo bọt và các loại dầu mỡ của chính nó hoặc kết hợp với chất nhũ hoá khác do cấu trúc ổn định alpha-tinh thể của nó.
Thực tế, nó được sử dụng như là chất tạo bọt chất bột, dung môi, dẻo cho nướu răng và các chất phủ cho thực phẩm.
Lactic Acid Esters of Monoglycerides (LMG)
Khả năng tạo bọt của nó là mạnh hơn khả năng tạo nhũ tương của nó
Giúp cải thiện lổ khí và độ ổn định trong bánh xốp và ở trong bánh bột khi sử dụng kết hợp với monoglycerides chưng cất.
Tăng cường khả năng đông tụ của sữa không kem khi sử dụng kết hợp với các chất nhũ hoá bảo quản.
Citric Acid Esters of Monoglycerides (CMG)
Có nhiều trong dầu hướng dương tinh chế.
Acid citric được liên kết với monoglyceride.
Là một chất nhũ hóa ưa nước cao.
Với một cấu trúc alpha-tinh thể ổn định.
Sử dụng cho bơ thực vật, sản phẩm sữa (như whitener cà phê và kem).
Cũng được sử dụng như một chất ổn định nhũ tương cho mayonnaise.
Và tạo lớp phủ schocolate và hợp chất.
Succinic Acid Esters of Monoglycerides (SMG)
Acid succinic là liên kết với monoglyceride.
Không hòa tan trong nước lạnh, phân tán trong nước nóng, và hòa tan trong rượu nóng, chất béo và dầu.
Succinylated monoglyceride một muối phức tạp với tinh bột có khả năng phản ứng với protein.
Nó được sử dụng như là một thay đổi chất bột và chất nhũ hóa một để rút ngắn.
Diacetyl Tartaric Acid Esters of Monoglycerides (DATEM)
Diacetyl axit tartaric liên kết với monoglyceride.
Phân tán trong nước lạnh và nóng, và hòa tan trong chất béo và dầu.
Là một chất nhũ hóa ưa nước và kháng acid.
Sử dụng cho nhũ tương hóa và tạo bọt của mayonnaise, bơ thực vật.
Diacetyl Tartaric Acid Esters
Polyglycerol Esters of Fatty acids (PGE)
Acid béo được este hóa với polyglycerine.
Phân tán trong nước và hòa tan trong dầu.
Lipophilicity và hydrophilicity của nó có rất nhiều thay đổi phụ thuộc mức độ trùng hợp và loại acid béo.
HLB của nó khoảng 3-13.
Được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm như là chất nhũ hóa cho các sản phẩm sữa có chứa axit và các muối và kiểm soát sự kết tinh của các loại mỡ.
Polyglycerol Polyricinoleate (PGPR) (E476)
Là một chất lỏng có độ nhớt cao.
Có màu vàng sánh.
Không tan trong nước và ethanol, tan trong chất béo và dầu.
Nó được sử dụng như một chất giảm hàm lượng chất béo và độ nhớt cho sô cô la.
Là một hỗn hợp của các este sorbitol và ester sorbide.
Sử dụng như là chất nhũ hóa cho kem.
Được sử dụng rộng rãi như một chất nhũ hóa lớn kết hợp với chất nhũ hoá khác với các chức năng khác nhau.
Sorbitan Esters of Fatty Acids (Sorbitan ester)
Propylene Glycol Esters of Fatty Acids (PG ester)
Được liên kết bởi liên kết ester và sản phẩm thu được từ các este hóa liên là một hỗn hợp của monoester và diester.
Để tách monoester với các hiệu ứng bề mặt, độ tinh khiết cao, sản phẩm của monoester được sản xuất bằng cách chưng cất phân tử cũng như monoglyceride cất.
Nó có ít tác nhân hoạt động, nhưng có xu hướng giữ alpha-tinh thể cấu trúc của nó.
Có thể sử dụng như một chất tạo bọt khi kết hợp với monoglyceride, nên được sử dụng như là chất tạo bọt, bột cho bánh và món tráng miệng, nước rút ngắn…
Sucrose Esters of Fatty Acids (Sucrose ester)
Nó là một hợp chất của sucrose và acid béo, trong đó có HLB từ 1 đến 16
Do sự trải rộng HLB, nên có nhiều chức năng khác nhau.
Nó được sử dụng như một kem và chất phân tán cho kem và các bacteriocidal cho cà phê đóng hộp.
Calcium Stearoyl-2-Lactate (CSL)
2 acid lactic và acid stearic liên kết với canxi
Là một hỗn hợp bao gồm cả acid stearic chưa phản ứng và muối.
Nó là một chất nhũ hóa anion có khả năng liên kết mạnh với protein và được sử dụng như là một chất nhũ hóa đối với thực phẩm bột nhào bột như là bánh mì.
Do hệ nhũ tương có 2 pha, khi lựa chọn chất nhũ hóa cần quan tâm đến tính tan của nó trong mỗi pha.
Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HLB để đánh giá mức độ ưa dầu hay ưa nước của chất nhũ hóa.
Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể.
Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với góc ưa dầu) thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
1.5. Lựa chọn chất nhũ hóa
Ví dụ: Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại khoảng 97% là nước và các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước. Chất nhũ hóa cần dùng trong trường hợp này cần có độ tan trong nước lớn hơn độ tan trong dầu.
Ngược lại với sản phẩm magarine – thuộc loại hệ nước/ dầu (dầu và các chất tan trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15-20%), chất nhũ hóa cần có khả năng tan trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước.
Thông thường các chất nhũ hóa có HLB ở trong khoảng 1-20. Các chất nhũ hóa có HLB = 3–6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu trong khi đó,các chất có HLB = 8–18 thích hợp cho hệ nhũ tương dầu nước .
Lựa chọn chất nhũ hóa
Giá trị HLB của một số chất nhũ hóa
1.6. Đặc tính chức năng khác
Nhũ hóa hệ dầu/nước.
Nhũ hóa hệ nước/dầu.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Ngăn chặn sự phân tách chất béo.
Làm xốp.
Chống dính.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Tăng độ tan.
Chất ngấm.
Giữ ẩm.
Chống tạo bọt.
1.6. Đặc tính chức năng khác
Tăng độ đặc.
Kiểm soát độ nhớt.
Ổn định mùi.
Chống bắn, nổ cho dầu mở
1.6. Đặc tính chức năng khác
Các nghiên cứu của Schuster và Adam (1983) cho thấy ngoài khả năng tạo nhũ, Lecithin còn có nhiều ưu điểm khác:
Làm tăng khả năng hấp thụ nước của thực phẩm.
Sử dụng lecithin có thể giảm được thời gian phối trộn.
Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
1.6. Độc tính
Nhiều chất nhũ hóa an toàn với người sử dụng, thì không cần quy định.
Ví dụ: các lecithin, mono, dyglycerid của acid béo. Các este của mônglyxerit với các hydroxy acid (acid lactide, acid citride, acid sucinide…)
1.6. Độc tính
Tuy nhiên, một số chất khác bị giới hạn về liều lượng, và căn cứ vào chỉ số ADI.
Sodium-2-lactylate có ADI = 20mg.
Polyethylene sorbitan monopalmitate; Polyethylene sorbitan monolaurate; Polyethylene sorbitan monostearate; các este sorbitan có ADI = 25mg.
Polyglycerol polyricinoleate có ADI = 7.5mg.
Độc tính của cyclohexylamine
Năm 1966, những nghiên cứu ở Mỹ tìm ra một số vi khuẩn trong ruột dưới tác dụng của cyclamate sinh ra sản phẩm cyclohexylamine một chất gây độc tính trường diễn trên chuột.
Năm 1969, nghiên cứu thực nghiệm trộn cyclamate với sarcharin với tỉ lệ 10:1 thì thấy chuột thí nghiệm xuất hiện ung thư bàng quang.
Một nghiên cứu khác công bố clohexylamine làm phì đại tinh hoàn của chuột nhắt trắng.
Vì những bằng chứng khá thuyết phục trên nên Cơ quan thực phẩm và thuốc của Mỹ (FDA) đã cấm sử dụng chất tạo ngọt cyclamate trên toàn nước Mỹ.
Tuy nhiên ở 44 quốc gia khác, cyclamate vẫn đang được sử dụng trong chế biến thực phẩm, và là chất tạo ngọt dùng để đánh lừa cảm giác thèm của bệnh nhân tiểu đường.
Ở nước ta cyclamate cũng nằm trong danh mục cấm sử dụng.
2. Các chất điều chỉnh độ chắc của sản phẩm
2.1. Khái niệm
Độ chắc còn được gọi là độ đặc của sản phẩm.
Là một thông số dùng để đánh giá thực phẩm về mặt thẩm mỹ cũng như chất lượng.
Nhóm chất tạo độ chắc là các polysaccharide.
2.2. Cơ chế
Các polysaccharide có KLPT lớn nên khi phân tán vào dung dịch làm cho độ nhớt tăng mạnh.
Các polysaccharide được hình thành từ các phân tử hexozo hay pentozo.
Trên mỗi đơn vị mắc xích này lại chứa nhiều nguyên tử oxy hoặc nhóm carboxyl tạo liên kết hidro khá tốt, dễ dàng được solvat hóa trong nước.
2.2. Cơ chế
Sau khi phân tán vào dung dịch, các polysaccharide đóng vai trò như những hạt keo, tạo thành một khối đồng nhất, vững chắc thường gọi là gel.
Nếu tách chúng ra khỏi dung dịch thường kéo theo các phân tử của dung môi.
Ở các chuỗi phân tử được tách ra cũng có khả năng tạo liên kết với nhau thông qua liên kết hidro và tạo thành mạng tinh thể không gian bền vững.
2.3. Phân loại
Các chất tạo độ chắc thường gặp:
Pectin
Agarose
Acid alginic
Carboxylmethyl cenlulose (CMC)
Gelatine
CaCl2 (có nơi sử dụng CuSO4)
Ngoài ra người ta còn sử dụng các chất tạo đông từ thực vật: Algin, Natri alginat, Gum Arabic, Caragenam…
Nguồn gốc của Pectin
Pectin chứa nhiều trong các loại quả của trái cây: Táo, mận, cam, chanh, cà rốt, sơn trà, lê, cà chua…
Nguồn gốc của Pectin
Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn biến đổi.
Thường cao nhất khi chín tới, sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và depolymer hóa.
Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy.
Thành phần và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo % như sau:
Cấu tạo hóa học của Pectin
Phân tử pectin là một polysaccaride dị thể, mạch thẳng.
Là dẫn xuất methyl của acid pectic.
Acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic.
Mỗi chuổi gồm khoảng 10000 phân tử galacturonic tạo thành một phân tử pectin M = 10000 -100000 đvC.
Liên kết pectin
Phân tử pectin liên kết với nhau bằng
liên kết 1-4 glucoside.
Phân tử Pectin
Đặc điểm Pectin
Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
Có khả năng tạo gel bền.
Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ.
Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản phẩm khi cô đặc.
Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin có độ nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô đặc nước quả.
Đặc điểm của pectin
Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự tham gia của acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào giảm.
Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic.
Pectin không tan trong dung dịch ethanol.
Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp (1-1,5%) khi có mặt của đường 60-70% và acid 1%.
Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn pectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của pectin.
Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thì khả năng tạo gel khác nhau.
Đặc điểm của pectin
Hợp chất pectin còn được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng:
Chỉ số methoxyl (“MI”) biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin.
Chỉ số este hóa (“DE”) thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin.
Đặc điểm của pectin
Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa.
Các pectin đều là những chất keo háo nước, có khả năng hydrat hóa cao.
Trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch.
Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa, sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
Phân loại pectin
Pectin methoxyl hóa cao:
(High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50% hay MI > 7%.
Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm.
Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 –3,4 và nồng độ đường trên 60%.
Phân loại pectin
Pectin methoxyl hóa thấp:
(Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50% hay MI < 7%.
Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin.
Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường.
Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm.
Phân loại pectin
Pectin hòa tan: methoxy polygalacturonic.
Pectin không hòa tan: protopectin là dạng kết hợp của pectin và araban.
Methoxy polygalacturonic
Ngoài ra pectin còn được phân thành 2 loại:
Ứng dụng của pectin
Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất, được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm.
Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha.
Ứng dụng của pectin
Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông. Tạo cấu trúc mứt không bị thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và giảm sự phá vở cấu trúc.
Trong một số trường hợp, pectin còn được sử dụng với carageenan để tăng hiệu quả tạo gel.
Nguồn gốc của agar
Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại rong đỏ (loại Rhodophyceae). Có nhiều trong các loại Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Ahnfeltia …
Hàm lượng agar trung bình của rong Đỏ trên thế giới dao động từ 20 - 40%.
Trong khi đó thì rong Đỏ của Việt Nam chứa từ 24 - 45% khối lượng rong khô.
Gelidium
Sự phân bố của các agar trên thế giới
Sản lượng agar trên thế giới (1980)
Lịch sử hình thành agar
Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa thế kỷ 17), (Nhật Bản).
Có nhiều tên gọi khác nhau. Ví dụ: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc)
Gel agarose
Cấu trúc Agar
Agar là một hỗn hợp đồng nhất của hai loại polysaccharide: agaropectin và agarose.
Là một polymer tuyến tính, tạo thành từ các đơn vị monomeric lặp đi lặp lại của agarobiose.
Cấu trúc của agar
Agarose:
Là một polysaccharide trung tính.
Chiếm số lượng nhiều, (50 – 90%).
Cấu tạo mạch chính: -D galactopyranose và 3,6-anhydro--L-galactopyranose liên kết xen kẽ nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3.
Nó tạo nên tính đông của agar.
Agarose
6-galactan sulfate
agarose pyruvated
Cấu trúc của agar
Agaropectin:
Là một polysaccharide tích điện âm.
Các phân tử ngắn hơn agarose, và số lượng ít hơn.
Cấu trúc của nó là mạch nhánh và bị sunfat hóa. Có thể được methyl hóa ở nhóm thế acid pyruvic ketal.
Làm cho agar có tính nhầy.
Agaropectin
Cấu trúc của agar
Mạng lưới của agarose gel có chứa xoắn kép hình thành từ tay trái gấp ba xoắn.
Những xoắn kép được ổn định bởi sự hiện diện của các phân tử nước bị ràng buộc bên trong các khoang xoắn kép. Ở bên ngoài, nhóm hydroxyl cho phép agar kết hợp lên đến 10.000 phân tử nước để tạo suprafibers.
Agarose polymere
Cấu trúc của agar
Cấu trúc của một phân tử agarose
Đặc điểm của agar
Là một chất khô, vô định hình,giống như gelatin, không đạm.
Agar dùng trong công nghiệp thực phẩm là một loại bột màu sáng hay là những sợi mãnh màu đục.
Có khả năng duy trì tính bền vững của nó ở trên nhiệt độ hồ hóa.
Gel agar là một gel mạnh nhất từng được biết đến.
Thường sử dụng kết hợp với một số chất khác như gum tragacanth, gelatin.
Ưu điểm của agar
Agar dể tan trong nước nóng.
Tạo gel cứng ở nồng độ thấp, không cần thiết các chất hổ trợ và pH.
Không ảnh hưởng tới màu vị sản phẩm.
Có sự khác biệt giữa nhiệt nóng chảy và nhiệt tạo gel.
Ứng dụng của agar
Agar ổn định chất phủ và ngăn cản sự bám dính của lớp phủ đường trên bề mặt thực phẩm.
Agar làm tăng độ nhớt của men, tăng độ bám dính, nhanh khô và ít bị nứt. Agar ngăn chặn men tan chảy.
Ứng dụng của agar
Agar được sử dụng như bột nở trong bánh mì calorie thấp.
Agar được sử dụng như bột nở trong bánh mì calorie thấp.
Ứng dụng của agar
Sử dụng trong công nghệ đồ hộp
Chế biến xúc xích giữ độ ẩm, ngăn ngừa sự bay hơi, mất trọng lượng.
Agar sử dụng trong kem pho mát và sữa chua.
Các loại sản phẩm khác từ thạch như rau câu.
Ứng dụng khác của agar
Làm môi trường trong công nghệ nuôi cấy mô.
Sử dụng trong nha khoa.
Nhuộm màu trong công nghiệp dệt, giấy.
Sử dụng trong y khoa.
Thành phần trong các loại mỹ phẩm.
Và trong một số ngành công nghiệp khác.
Nguồn gốc của acid alganic
Còn được gọi là algin hoặc alginate.
Alginic axit được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881).
Có nhiều trong các thành tế bào của các loài tảo nâu, tảo bẹ Macrocystis pyrifera, nodosum Ascophyllum, và các loại Lamminaria. Ở dưới dạng muối alginat.
Acid alginic
Alginic acid là polysaccharide có tính acid.
Tinh thể có màu trắng hoặc màu nâu dạng sợi, dạng hạt, hoặc bột màu vàng.
Công thức phân tử: (C2H8O6)n
Khối lượng phân tử: 32.000-200.000 đvC
Acid alginic
Là một polysaccharide tích điện âm.
Nó là một chất đồng trùng hợp tuyến tính.
Các monome thường được sắp xếp theo khối homopolymeric cách nhau bởi các khu vực xấp xỉ một chuỗi luân phiên của các monome axit.
Acid alginic
Được tạo thành từ chuỗi các phân tử acid -D-mannuronic và acid -L-guluronic, liên kết với nhau bởi liên kết 1,4-glucozide
Đặc điểm của acid alginic
Các acid alginic thường ở dưới dạng natri alginat.
Ít tan trong nước (giống các polysaccharide).
Khi hòa tan vào nước, dể tạo dung dịch nhớt, gọi là sol agar.
Độ nhớt phụ thuộc chiều dài phân tử và nhiệt độ.
Đặc điểm của acid alginic
Tạo được dạng sol ở nồng độ thấp.
Nhưng dễ bị giảm độ nhớt ở nhiệt độ cao.
Muốn bảo quản sản phẩm có chứa alginat thì cần phải thêm chất bảo quản.
Độ nhớt và bề ngoài không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Tạo gel ở nhiệt độ phòng với sự có mặt của ion canxi.
Ứng dụng
Làm chất bảo vệ kem đá:
Ngăn ngừa tạo ra các tinh thể đá băng.
Ức chế hoàn toàn sự tạo thành tinh thể của Lactose.
Nhũ hóa các cầu béo.
Làm bền bọt.
Tạo độ nhớt cho kem.
Tạo gel, có khả năng giữ nước cho kem.
Làm cho kem không bị tan chảy
Ứng dụng
Tinh chế rượu (làm trong).
Trong quy trình chế biến sữa.
Trong sản xuất bơ, bánh kẹo, pho mat, nước giải khát, các mặt hàng đông lạnh.
Lamizell (một hợp chất của axit Alginic, muối kép của Natri và Canxi) tạo ra được một độ nhớt đặc biệt và có khả năng kích thích ăn ngon miệng.
Ứng dụng khác
Trong công nghiệp dệt.
Trong công nghiệp giấy.
Trong công nghiệp sản xuất tơ nhân tạo.
Trong y học và dược học.
Trong công nghệ mỹ phẩm
Trong xây dựng dân dụng.
Trong công nghệ luyện kim, cao su.
Làm môi trường cố định enzyme.
Dùng làm chất khử tinh thể.
Dùng làm chất thuộc da.
Carboxymethyl cellulose (CMC)
Công thức phân tử: (C6H9OCH2COONa)n.
Trọng lượng phân tử từ 40.000-200.000 đv.C.
Màu trắng hoặc hơi vàng, gần như không mùi. Ở hạt hút ẩm, bột hoặc sợi nhỏ.
Lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1918.
CMC được điều chế từ cenllilose.
Công thức cấu tạo
Tính chất
Phân tử ngắn hơn so với cenllulose
Dể tan trong nước và rượu.
Dùng trong thực phẩm với liều lượng 0,5-0,75%.
Cả dạng muối và acid đều là tác nhân tạo đông tốt.
Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%).
Độ chắc và độ tạo đông còn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm.
Tính chất
Hầu hết các CMC tan nhanh trong nước lạnh.
Giữ nước ở bất cứ nhiệt độ nào.
Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel.
Chất làm đặc và chất ổn định nhũ tương.
CMC được sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu cho các cải tiến dẻo.
Là một chất kết dính và ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao khi tác dụng trên các chất màu.
Ứng dụng
Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm
Có thể kiểm soát độ nhớt của chế biến thực phẩm.
Gia hạn thời hạn sử dụng.
Duy trì sự ổn định của chất lượng thực phẩm.
Hình thành một lớp bao bọc bên ngoài thực phẩm chiên, để ngăn chặn sự hấp thụ quá nhiều chất béo.
Ổn định với tác chất hóa học, nhiệt, ánh sáng ổn định.
Có một số tính chất chống nấm mốc.
Trao đổi chất quán tính: là một phụ gia thực phẩm, không trao đổi chất, lượng calo trong thực phẩm không có sẵn.
làm chậm sự hấp thu staling và giảm chất béo trong các loại thực phẩm chiên.
Ứng dụng khác
Trong nông nghiệp, như là một chất làm đặc, cũng như chất kết dính và chống ký sinh trùng.
Là một chất kết dính cho hỗn hợp bột cho pelletization.
Trong đúc khuôn.
Trong men cho gốm sứ công nghiệp.
Là một chất chuyển thể trong xi măng và nhựa rải đường.
Trong công nghiệp dệt may, như là một thành phần để xây dựng hồ sợi.
Trong ngành công nghiệp giấy, như là một chất kết dính của lớp phủ đồng.
Là một chất ổn định của chất tẩy rửa và xà phòng
Trong dầu khí công nghiệp, như là một phụ gia cho bùn khoán.
Gelatin
Năm 1840, tuy nhiên, một số nhà sản xuất đã nghiền được gelatin.
Gelatin là chất protein có nguồn gốc từ collagen (một protein tự nhiên có mặt ở gân, dây chằng và các mô của động vật có vú).
Được sản xuất bằng cách đun sôi các mô liên kết, xương và da động vật, thường là bò và lợn.
Phân loại
Có hai loại chính của gelatin:
Loại A với điểm điện iso của 7-9, có nguồn gốc từ collagen với tiền xử lý acid độc quyền
Loại B với điểm điện iso của 4,6-5,4, là kết quả của một tiền xử lý kiềm của collagen
Cấu tạo
Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm: glyxin, prolin, hydroprolin.
Cấu tạo
Trọng lượng phân tử từ 20.000-70.000 đvC.
Là các polypeptit cao phân tử dẫn xuất từ collagen.
Các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc có khả năng giữ nước.
Tính chất
Không tan trong nước lạnh, nhưng trương nở trong nước lạnh.
Khi gia nhiệt thì nó nóng chảy, và tạo lại gel khi làm lạnh.
Có nhiệt độ nóng chảy thấp (27-34oC).
Độ tan phụ thuộc vào nhiệt độ, kích thước của hạt gelatine.
Tan trong rượu và các dung môi hữu cơ.
Ứng dụng
Gelatin không phải là một thực phẩm protein hoàn chỉnh.
Trong sản xuất kem.
Trong sản xuất sữa, pho mát.
Công nghệ bánh kẹo.
Ứng dụng
Keo bảo vệ chống lại kết tinh.
Trong các sản phẩm sữa nuôi cấy.
Sử dụng trong dược phẩm.
Tài liệu tham khảo
http://www.hoahocngaynay.com/index.php/vi/nghien-cuu-giang-day/bai-nghien cuu/86-pectin-va-ung-dung.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Agar
http://www.fao.org/docrep/field/003/AB730E/AB730E03.htm
http://www.fao.org/docrep/w6355e/w6355e04.htm
http://longdinh.com/default.asp?act=chitiet&ID=542&catID=1
http://www.fao.org/ag/agn/jecfa-additives/specs/Monograph1/additive-396-m1.pdf
http://www.madehow.com/Volume-5/Gelatin.html
http://thuviensinhhoc.com/gioi-tinh/suc-khoe-sinh-san/2952?joscclean=1&comment_id=790
http://www.rikenvitamin.jp/int/emulsifier/basic/kind.html
Thank You !
Nhóm thực hiện:
Trương Diễm Hằng
Phan Thị Uyễn Nhi
Võ Thị Tường Vy
Phạm Thị Hiếu
Nguyễn Trung Kiên
Nguyễn Hoàng Minh
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Võ Thị Tường Vy
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)