Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
BÀI 4: PHỤ GIA LÀM ĐÔNG ĐẶC, LÀM DẦY

BÀI 4: PHỤ GIA LÀM ĐÔNG ĐẶC, LÀM DẦY

Tải bản đầy đủ - 0trang

Lớp

(DP*)



Phân nhóm



Các thành phần



Đường

(thực

phẩm) (12)



Monosaccharides (đườn

g đơn)



Glucose, galactose, fructose (đường

trái cây)



Disaccharides

Polyols



Sucrose (đường mía), lactose (đường

sữa), maltose (đường mạch nha),trehalose

Sorbitol, mannitol



 CaCl2:

Clorua canxi hay canxi clorua (CaCl2), là hợp chất ion của canxi và clo. Chất này

tan nhiều trong nước. Tại nhiệt độ phòng, nó là chất rắn. Chất này có thể sản xuất từ đá

vôi nhưng đối với việc sản xuất sản lượng lớn thì người ta tạo nó như là một sản phẩm

phụ của cơng nghệ Solvay. Do nó có tính hút ẩm cao, người ta phải chứa muối này

trong các dụng cụ đậy nắp kín.

-



Tính chất hóa học:



Clorua canxi có thể phục vụ như là nguồn cung cấp ion canxi trong dung dịch,

chẳng hạn để kết tủa do nhiều hợp chất của canxi là khơng hòa tan trong nước:

3 CaCl2 (lỏng) + 2 K3PO4 (lỏng) → Ca3(PO4)2 (rắn) + 6 KCl (lỏng)

CaCl2 nóng chảy có thể điện phân để tạo ra canxi kim loại:

CaCl2 (lỏng) → Ca (rắn) + Cl2 (khí)

-



Cơng dụng trong thực phẩm:



Như là một thành phần, nó được liệt kê như là phụ gia thực phẩm được phép sử

dụng tại Liên minh châu Âu để làm phụ gia cô lập và chất làm chắc với số E là E509.

Dạng khan đã được FDA phê chuẩn như là phụ gia hỗ trợ đóng gói để đảm bảo độ khô

(CPG 7117.02). Clorua canxi được sử dụng phổ biến như là chất điện giải và có vị cực

mặn, được tìm thấy trong các loại đồ uống dành cho những người tập luyện thể thao và

các dạng đồ uống khác, như Smartwater và nước đóng chai của Nestle. Nó cũng có thể

được sử dụng như là phụ gia bảo quản để duy trì độ chắc trong rau quả đóng hộp hoặc

ở hàm lượng cao hơn trong các loại rau dưa muối để tạo ra vị mặn trong khi không làm

tăng hàm lượng natri của thực phẩm. Nó cũng có thể dùng để chế biến các đồ thay thế

cho trứng cá muối từ nước hoa quả hay bổ sung vào sữa đã chế biến để phục hồi sự

cân bằng tự nhiên giữa canxi và protein trong các mục đích sản xuất phó mát, như các

dạng brie và stilton. Tính chất tỏa nhiệt của clorua canxi được khai thác trong nhiều

loại thực phẩm 'tự tỏa nhiệt' trong đó nó được hoạt hóa (trộn lẫn) với nước để bắt đầu

q trình sinh nhiệt, cung cấp một loại nhiên liệu khô, không nổ, dễ dàng kích hoạt.

Trong ủ bia (đặc biệt là ale và bia đắng), clorua canxi đôi khi được sử dụng để điều



chỉnh sự thiếu hụt chất khoáng trong nước ủ bia (canxi là đặc biệt quan trọng cho chức

năng của enzym trong q trình ngâm, cho q trình đơng kết lại của protein trong

hầm ủ và trao đổi chất của men bia) và bổ sung độ cứng vĩnh cửu nhất định cho nước.

Các ion clorua gia tăng hương vị và tạo cảm giác ngọt và hương vị đầy đủ hơn, trong

khi các ion sulfat trong thạch cao, cũng được sử dụng để bổ sung ion canxi vào nước ủ

bia, có xu hướng tạo ra hương vị khô và mát hơn, với độ đắng cao hơn.

 KCl:

Cation kali là dưỡng chất thiết yếu cho con người và sức khỏe. Kali clorua được

dùng thay thế cho muối ăn nhằm giảm lượng cung cấp natri để kiểm soát bệnh cao

huyết áp. USDA liệt kê bộ cà chua, nước cam, củ cải đường, đậu trắng, cà

chua, chuối và nhiều nguồn thức ăn khác cung cấp kali được xếp theo mức độ giảm

dầm hàm lượng kali.

Muối KCl được sử dụng làm chất ức chế hydrat hóa, ức chế trương nở và phân

hủy đá phiến. Hóa phẩm này còn được sử dụngđể điều chế dung dịch thạch cao- kali

và vôi - kali.

Muối KCl được sử dụng tùy thuộc yêu cầu của từng trường hợp cụ thể.

Muối KCl không độc hại. Khi tiếp xúc cần sử dụng các trang bị bảo vệ cá nhân

thông thường như khẩu trang, găng tay, kính bảo vệ mắt, áo bảo hộ…



Bảng 1.1.2. Các chỉ tiêu cần khi dùng KCl

STT



Các chỉ tiêu kỹ thuật



1

Nhận dạng



Yêu cầu



Kết quả



Dạmg hạt kết

tinh



Dạmg hạt kết

tinh



Màu trắng



Màu trắng



2



Trọng lượng riêng ( g/cm3 )



1,98 - 2,00



1,98



3



Hàm lượng chất chính ( % )



≤ 95



95



4



Hàm lượng ẩm



1 Max



0.7



5



Khả năng tan của hố phẩm

trong



28 min



30



100ml nước cất ở nhiệt độ

phòng

1.2. Tổng quan về phụ gia:

Phụ gia làm đông đặc, làm dầy là những chất được cho vào thực phẩm nhầm làm

đông, tạo keo, làm kết dính tăng khối lượng lớn, tạo cấu trúc, tăng độ dày của thực

phẩm.

Các chất làm đặc và tạo đơng rất hữu ích vì làm cho thực phẩm có chất lương cao

hơn. Chúng có các đặc tính như ổn định sản phẩm, đáp ứng yêu cầu của người tiêu

dung. Ngày nay, các sản phẩm bổ sung phụ gia loại nà ngày càng phổ biến, đa dạng.

Phụ gia làm đông đặc, làm dầy gồm các polymer như polysaccharide, protein.

Nguồn gốc thu nhận trông công nghiệp:

 Thực vật

 Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin…

 Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth

 Tảo

 Tảo đỏ: agar, carrageenan…

 Tảo nâu: alginate…

 Vi sinh vật: Xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose…

 Động vật: gelatin, caseinate, whey protein, chitosan…

1.2.1. Pectin

 Cấu tạo:

Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các phân tử

acid D- galacturonic C6H10O7 bằng liên kết 1,4-glycoside. Trong đó có một gốc acid có

chứa nhóm methoxyl (-OCH3). Chiều dài của chuỗi polygalacturonic có thể biến đổi từ

vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị acid galactuonic.



Hình 1.2.1. Cấu tạo của Pectin

Lượng cho phép sử dụng: Tại Báo cáo của FAO / WHO Expert Ủy ban hỗn hợp về

phụ gia thực phẩm và trong Liên minh châu Âu, khơng có số lượng hàng ngày chấp

nhận được (ADI) đã được thiết lập, như pectin được coi là an toàn.

 Cơ chế tạo gel

Q trình tạo gel của pectin có thể diễn ra theo quy trình lạnh bằng hai cách:

-



Trộn syrup đường – pectin có hàm lượng chất khơ hòa tan từ 60-65%, pH=3.84.2, với dịch trái cây để đạt được pH=3.



-



Trộn dung dịch pectin có pH=2.9 và chất khơ hòa tan là 25% với syrup đường

để thu được hỗn hợp mới có hàm lượng chất khô 23%.



Khả năng đông tụ của pectin phụ thuộc vào nguyên liệu và phương thức làm ra

chúng, dó đó chúng có giá trị khác nhau.Trong sản xuất mứt, pectin được lấy từ táo, vỏ

cam, chanh, củ cải đường có giá trị cao nhất; pectin của mận , me, đào, tạo gel kém

hơn. Các pectin và acid pectin có các nhóm hydroxyl (-OH) nên có khả năng hydrate

hóa cao. Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau,

do đó làm giản mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch.

Tính chất tạo đông của pectin được xác định phụ thuộc vào các yếu tố sau:

-



Chiều dài mạch phân tử pectin: quyết định độ cứng của gel



-



Mức độ methoxyl (-OCH3) hóa qui định cơ chế tạo gel. Nhóm methoxyl tăng từ

8-11% thì độ đơng tụ của nó tăng, ngược lại khả năng đơng tụ giảm. Pectin có

từ 9.5-11% nhóm (-OCH3) ở mơi trường pH=3 và hàm lượng đường 35% khả

năng đông tụ tốt.



-



Dạng cation và anion có ảnh hưởng đến độ bền đông tụ, các cation Ca 2+, Al3+

làm tăng độ bền gel còn cation hóa trị I như Na + ở điều kiện xác định có tác

dụng ngược lại.



 Cơ chế tạo gel của pectin LMP:



Hình 1.2.2. Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+.

Tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+:

Nhóm acid của pectin có thể phản ứng với ion Ca 2+ tạo liên kết với 2 nhóm COOhình thành gel khơng đường. Nếu pectin có hàm lượng từ 3.5-6% nhóm methoxyl khi

có sự tham gia của các muối kim loại nhiều hóa trị như Ca 2+ và trên 35% đường sẽ tạo

ra đông tụ bền vững.

Điều kiện tạo gel:

-



Khi có mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dài phân tử pectin

phải đạt mức độ nhất định. Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không thêm

đường và acid.



-



Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm

-COO– cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các

ion hóa trị hai đặc biệt là Ca2+.



Quá trình tạo gel của LMP tương đối độc lập với nồng độ chất khô và pH của sản

phẩm. Gel thường có tính đàn hồi giống như agar-agar.

 Cơ chế tạo gel của pectin HMP

Tạo gel bằng liên kết hydro:



Hình 1.2.3. Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro.

Điều kiện tạo gel:

[Đường] > 50%, pH = 3 ÷ 3,5; [Pectin] = 0,5 ÷ 1%.

Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử

pectin trong dung dịch.

Ion H+ được thêm vào hoặc đơi khi chính nhờ độ acid của q trình chế biến trung

hòa bớt các gốc COO–, làm giảm độ tích điện của các phân tử. Vì vậy các phân tử có

thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và tạo gel.

Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể ở dạng: hydroxylhydroxyl, cacboxyl-cacboxyl, hoặc hydroxyl-cacboxyl. Kiểu liên kết này khơng bền,

do đó, các gel sẽ mềm dẻo bởi tính linh động của các phân tử trong khối gel.

Cấu trúc của gel:

Phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng pectin, loại pectin

và nhiệt độ, 30 ÷ 50% đường thêm vào pectin là saccharose. Do đó cần duy trì pH acid

để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh

của đường saccharose. Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp

sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh

tạo nên các vón cục.

Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi

dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng

cách đun lâu hơn. Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt

độ càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.

1.2.2. Agar



Cấu tạo cơ bản của Agar gồm các đơn vị D-galactose và L-galactose. Chúng liên

kết với nhau theo kiểu Beta-1.3 D-galactose và Beta-1.4 L- galactose, cứ khoảng 10

đơn vị Galactose thì có một nhóm Sunfat ở đơn vị Galactose cuối. Trong mạch

Polisaccharit của Agar có dạng liên kết Ester ở cacbon thứ 6 của Acid sunfurit (Jones,

Peat 1942).



Hình 1.2.4. Cơng thức cấu tạo của Agar-agar

Lượng được phép sử dụng: GMP, an tồn

 Cơ chế tạo gel

Q trình tạo gel xảy ra khi làm lạnh dung dịch agar. Dung dịch agar sẽ tạo gel ở

nhiệt độ khoảng 40 – 50°C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80 – 85°C. Gel agar có tính

thuận nghịch về nhiệt. Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội

đi các chuỗi sẽ bao lấy nhau và liên kết với nhau từng đôi một bằng liên kết hydro để

tạo thành chuỗi xoắn kép, tạo ra một mạng lưới không gian ba chiều nhốt các chất khô

bên trong do số lượng liên kết hydro rất lớn.



 Gel tinh bột

Quá trình hình thành gel và độ ổn định của gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng agar

và khối lượng phân tử của nó. Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào nồng độ

agar, nồng độ agar càng cao kích thước lỗ gel càng nhỏ. Khi làm khơ gel có thể tạo

thành một màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng.

Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng đường agarose. Sự có mặt của ion

sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh dùng nước cứng để sản xuất. Chúng có khả

năng giữ mùi vị, màu, acid thực phẩm cao trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng chảy cao

(85 – 90°C). Gel agar chịu được nhiệt độ chế biến 100°C, pH 5–8, có khả năng trương

phồng và giữ nước.

1.2.3. Xanthagum

 Cấu trúc cơ bản: 1 mạch chính là cellulose (các phân tử glucose liên kết β(1,4)) và 1 mạch bên trisaccharide.



Mỗi đơn vị β-D-glucopyranosyl trên mạch chính được liên kết với 1 đơn vị β-Dglucopyranosyl – (1–>4) - β -D- glucuronopyranosyl – (1–>2)-6-O-acetyl- β -Dmannopyranosyl trisaccharide.

Khoảng ½ đơn vị β-D-glucopyranosyl tận cùng có acid pyruvic liên kết như là

4,6-cyclic acetal. Mạch bên tương tác với mạch chính (nhờ lực liên kết thứ hai) để

hình thành một phân tử khá cứng. Mạch bên trisaccharide: 2 phân tử mannose được

tách biệt nhờ 1 phân tử glucuronic acid. Phân nữa nhóm mannose tận cùng liên kết với

nhóm pyruvate & phân nữa còn lại có chứa nhóm acetyl. Những nhóm carboxyl ở

mạch bên thể hiện tính anion của phân tử gum



Hình 1.2.5. Cấu trúc của xanthangum

 Cơ chế tạo gel:

Khối lượng phân tử 2*106. Xanthangum tương tác với guar gum để tăng độ nhớt

của dung dịch. Tương tác với locust bean gum tạo ra 1 loại gel thuận nghịch với nhiệt.

Xanthangum khơng hòa tan trong dung mơi hữu cơ (nhưng hydrate hóa trong glycerol

ở 650C).

Sau khi hydrate hóa trong nước –> thêm đến 50% ethanol hoặc propanol –> không

kết tủa xanthangum.

Tương tác tốt với các chất làm đặc khác: tinh bột, carrageenan, pectin, gelatin,

agar, alginate và dẫn xuất cellulose.

Tính chất: hòa tan trong nước nóng và nước lạnh, độ nhớt dung dịch cao khi nồng

độ thấp, không có sự thay đổi rõ ràng về độ nhớt khi nhiệt độ từ 0-100 0C (tính chất

độc đáo), hòa tan và ổn định trong môi trường acid, khả năng tương tác tốt với muối,

tương tác với những loại gum khác như locust bean gum, ổn định hệ nhũ tương và

huyền phù, ổn định dung dịch tốt khi đông lạnh và rã đông.

Xanthangum tương hợp với nhiều loại acid hữu cơ: acetic, citric, lactic, tartaric và

phosphoric acid



Xanthan gum có nồng độ 0.3% trong nước đã khử ion có nhiệt độ thay đổi hình

dạng là 400C > trong TP có hàm lượng muối thấp là 900C –> muối giúp ổn định hình

dạng có trật tự của xanthan gum và ổn định độ nhớt của nó.

1.2.4. Gelatin

Gelatin là polypeptide cao phân tử thu nhận từ colalagen của mô liên kết động vật,

bao gồm xương, da và gân.

Phân tử gelatin bao gồm:

 85-90% protein

 0.5-2% muối khoáng

 8-13% nước

- Cấu tạo Gelatin

Cấu trúc phân tử của gelatin gồm 18 acid amin khác nhau liên kết theo một trật tự

xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin, hình thành

nên cấu trúc bậc 1 giống như collagen, câu trúc thường gặp của gelatin: Gly-X-Y

Với X chủ yếu là nhóm proline

Y chủ yếu là nhóm hydroxylproline

Cấu trúc cơ bản của chổi galatin là: -Ala-Gly-Pro-Arg-Gly-Glu-Hyp-Gly-Pro-



Hình 1.2.6. Cấu trúc gelatin



 Tính chất:

Các hạt gelatin rắn khi ngậm nước sẽ hút nước và trương nở



Gelatin tan trong polyol như glycerin, propilen glycol, sorbitol, manitol, không tan

trong cồn, aceton, CCl4, benzen, ether, và các dung môi hữu cơ.

Các muối phosphate, citrate, sulfate ở nồng d9o65tha6p1 cũng làm gelatintrong

dung dịch nồng độ cao kết tụa.

Mức giới hạn: gelatin khơng có giới hạn sử dụng

-



Cơ chế tạo gel của gelatin



Gelatin trương nở khi được cho vào nước, hấp thụ một thể tích nước bằng 5-10 lần

thể tích của bản thân nó. Khi được gia nhiệt đến nhiệt dộ cao hơn điểm tan chảy,

gelatin đã trương nở hoàn toàn và tạo thành gel khi được làm nguội. Quá trình chuyển

đổi giữa trạng thái dung dịch và trạng thái gel có tính thuận nghịch. Ngồi ra, gel của

gelatin bắt đầu tan chảy ở 27-340C và có khuynh hướng tan trong miêng

1.2.5. Carrgeenan

-



Nguồn gốc



-



Được chiết xuất từ loại tảo đỏ có nguồn gốc từ Ireland, mọc dọc theo bờ biển

Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Island.



-



Chiết xuất Carrageenan bằng nứoc nóng dưới điều kiện khá kiềm, sau đó cho

kết tủa hay cơ đặc.



-



Tên gọi khác: Irish moss gelose (từ Chondrus spp.); Eucheuman (từ Eucheuma

spp.); Iridophycan (từ Iridaea spp.); Hypnean (từ Hypnea spp.); Furcellaran or

Danish agar (từ Furcellaria fastigiata); INS No. 407.



-



Cấu tạo: Carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer



Hình 1.2.7. Cấu trúc của carrageenan



-



Carrageenan, cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các

gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau. Các gốc Dgalactose được sulfate hóa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức

độ sulfate hóa.



-



Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi vòng xoắn

do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên.



-



Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và lambdacarrageenan: Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose- 4-sulfate

và 3,6-anhydro D-galctose. Iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự Kappacarrageenan, ngoại trừ 3,6-anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2. Lambdacarrageenan có monomer hầu hết là các D-galactose- 2-sulfate (liên kết 1,3) và

D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4).



-



Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iotacarrageenan



 Tính chất của carrageenan

- Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. Dạng bột thô, bột mịn

và gần như không mùi.

- Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80 oC tạo

thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy; phân tán dễ

dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch

bão hòa glucose và sucrose trong nước.

- Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân

tử, nhiệt độ, các ion có mặt và hàm lượng carrageenan.

- Cũng như những polymer mạch thẳng có mang điện tích khác, độ nhớt tỉ

lệ thuận với hàm lượng.

- Carrageenan có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust

bean gum, trong đó tùy thuộc vào hàm lượng nó sẽ có tác dụng làm tăng độ

nhớt, độ bền gel và độ đàn hồi của gel. Ở hàm lượng cao carrageenan làm tăng

độ bền gel của guar gum nhưng ở hàm lượng thấp, nó chỉ có thể làm tăng độ

nhớt.

- Khi carrageenan được cho vào những dung dịch của gum ghatti, alginate

và pectin nó sẽ làm giảm độ nhớt của các dung dịch này. Ổn định ở pH >7, phân

hủy ở pH = 5-7; phân hủy nhanh ở pH < 5.

 Khả năng tạo gel

- Phụ thuộc rất lớn vào sự có mặt của các cation.

Ví dụ: Khi liên kết với K+, NH4+, dung dịch carageenan tạo thành gel



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

BÀI 4: PHỤ GIA LÀM ĐÔNG ĐẶC, LÀM DẦY

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×