Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
TÍNH CHẤT CỦA XANTHAN GUM

TÍNH CHẤT CỦA XANTHAN GUM

Tải bản đầy đủ - 0trang

7



3.1. Tạo dung dịch có độ nhớt

Khi hòa tan trong nước, bị hidrate hóa một cách nhanh chóng, khơng bị

đóng cục tạo dung dịch có độ nhớt cao.

Xanthan gum có độ nhớt cao. Dung dịch có nồng độ khoảng 1% có độ nhớt xấp xỉ

1000 cP khi đo ở 60 v/ph với thiết bị đo độ nhớt Brookfield model LVF ở 25oC

Ảnh hưởng của muối: độ nhớt không bị ảnh hưởng khi thêm một lượng lớn

muối, như trong 250 g/l dung dịch NaCl chỉ làm tăng không đáng kể độ nhớt của

dung dịch xanthan.

. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch Xanthan gum

Nhiệt độ

Dung dịch Xanthan gum có khả năng duy trì độ nhớt của nó cho đến khi đạt

đến nhiệt độ chảy lỏng (melting temperature). Tại nhiệt độ này, độ nhớt sẽ giảm

một cách đột ngột, do thay đổi cấu trúc liên kết thuận nghịch trong phân tử. Nhiệt

độ này phụ thuộc vào nồng độ muối có mặt trong dung dịch: nhiệt độ chảy lỏng

càng cao khi nồng độ muối càng lớn (xem hình 2.4) nhiệt độ này có thể lên đến

100oC ở nồng độ NaCl 5%). Sự thay đổi độ nhớt bởi nhiệt độ cũng mang tính thuận

nghịch, khi làm nguội dung dịch thì độ nhớt có thể phục hồi về trạng thái ban đầu.



Phụ gia thực phẩm



8



Hình 2.4 – Sự phụ thuộc của nhiệt độ chảy lỏng (melting temperature) của Xanthan

gum 1% vào nồng độ muối NaCl

Sự khuấy trộn

Ở trạng thái bình thường (ứng với tốc độ chảy tương đối thấp) dung dịch

Xanthan gum có độ nhớt cao gấp 15 lần so với Guar gum (xem hình 2.2) và gấp

hơn 100 lần so với CMC và Sodium alginate. Nhưng khi khuấy trộn ở tốc độ

khoảng 100s-1 thì độ nhớt của chúng xấp xỉ như nhau và nếu tiếp tục tăng vận tốc

này lên nữa thì độ nhớt của Xanthan gum lại hạ thấp hơn các gum khác nhiều lần.

Điều này giải thích vì sao chúng dễ dàng vận chuyển qua đường ống nhờ bơm và

dễ dàng phun, xịt… và đây cũng là tính chất khá quan trọng khi sử dụng xanthan

gum trong sản xuất cơng nghiệp.

pH

Thơng thường, pH ít ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch xanthan gum. Độ

nhớt cao và không đổi trong một khoảng pH rộng từ 2 đến 12. Đặc biệt, ở pH thấp,

dung dịch xanthan gum sẽ rất bền khi bảo quản trong một gian dài.



Phụ gia thực phẩm



9



Xanthan gum cũng có thể hydrate hố trong các dung dịch acid. Ví dụ, nó có

thể hồ tan hồn tồn trong dung dịch acid acetic 5%, acid sunfuric 5%, nitric 5%

và acid phosphoric 25%. Thêm vào đó, xanthan gum cũng có thể hydrate trong

dung dịch NaOH 5%. Tuy nhiên, khi nâng nhiệt độ lên thì cũng chính mơi trường

acid này cũng có thể gây ra phản ứng thủy phân (vì chúng là những

polysaccharide) làm cho độ nhớt giảm đi.

Nồng độ Xanthan gum

Nồng độ Xanthan gum thường hay sử dụng nhất trong thực phẩm vào

khoảng từ 0,1 đến 0,3%. Ở nồng độ 1% hoặc cao hơn, dung dịch Xanthan gum sẽ

có dạng giống như gel.

Nồng độ muối vô cơ

Ảnh hưởng của muối vơ cơ như thế nào lên độ nhớt còn tùy thuộc vào nồng

độ của Xanthan gum trong dung dung dịch. Nếu nồng độ này thấp hơn 0,25% thì

sự có mặt của muối hố trị 1 có thể làm giảm nhẹ độ nhớt của dung dịch. Nếu ở

nồng độ cao hơn, độ nhớt sẽ tăng lên cùng với nồng độ muối thêm vào. Mặt khác,

ở nồng độ NaCl 0,1%, độ nhớt vẫn ổn định, và nếu nồng độ này có tăng lên thì

cũng làm độ nhớt thay đổi chút ít. Sự có mặt của muối kim loại hố trị 2 (bao gồm

Ca2+ và Mg2+) cũng có tác động tương tự lên độ nhớt.

Ảnh hưởng của muối lên khả năng hydrate hố của dung dịch Xanthan gum:

sự có mặt của muối vơ cơ là khơng cần thiết vì nếu ở nồng độ khoảng 1-2% có thể

ngăn cản và làm giảm khả năng hydrate hoá của của Xanthan gum vào dung dịch.

Tuy nhiên, để có thể đạt được những đặc tính về lưu biến học và tính ổn định tối

ưu, thì trong dung dịch cũng phải có mặt một vài muối cần thiết nào đó. Thơng

thường thành phần muối khống có trong nước máy cũng vừa đủ để đạt được điều

này. Một lưu ý nhỏ là khi đã được hydrate hố thì sự cho thêm vào muối cũng sẽ

không gây ảnh hưởng gì bất lợi nữa. Một số chế phẩm xanthan gum đặc biệt như

KELTROL® BT vẫn có khả năng hydrate hóa ở nồng độ muối lên đến 20%.

Nồng độ các ion trong dung dịch còn có ảnh hưởng đến cấu trúc của các

phân tử do hình thành các liên kết tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu

với các nhóm tích điện trên phân tử. Điều này có liên quan đến sự hình thành cấu

trúc xoắn cuộn của phân tử Xanthan gum.

Phụ gia thực phẩm



10



Rượu

Mặc dù Xanthan gum không tan được trong cồn nguyên chất nhưng nó có

khả năng phối hợp hoạt động tốt với cồn khi chúng cùng tồn tại ở dạng dung dịch.

Các sản phẩm có chứa cồn như cocktail hay rượu mùi vẫn có thể sử dụng Xanthan

gum như một chất tạo đặc tốt.

Enzymes

Hầu hết các hydrocolloid đều bị phân tách bởi tác động của enzyme có mặt

trong thực phẩm. Các enzyme có mặt trong thực phẩm thông thường đều là những

nhân tố không mong muốn như protease, cellulase, pectinase, amylase vì chúng ít

nhiều ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm, chưa kể đến việc gây hư hỏng, làm mất

giá trị dinh dưỡng và cảm quan trong thực phẩm. Tuy nhiên, những enzyme này

vẫn không phân giải được xanthan gum. Nguyên nhân dẫn đến tính bền trong mơi

trường enzyme là do sự sắp xếp cấu hình không gian đặc biệt của xanthan gum. Sự

sắp xếp này góp phần cản trở sự xâm nhập của các enzyme đến liên kết b-(1, 4)

trên khung carbon chính và vì thế nó chống lại phản ứng depolymerisation của

enzyme, thậm chí là cả acid và kiềm. Trong thực tế, sự chống lại tác dụng của

enzyme lên xanthan gum được khai thác trong lĩnh vực chế biến các loại thực

phẩm mà sự có mặt của các enzyme hoạt động là tất yếu như các sản phẩm từ dứa,

hệ thống tinh bột nền, gia vị hỗn hợp…

3.2. Tính tương hợp của xanthan

3.2.1 Với alcohol

Tuy xanthan khơng hòa tan trực tiếp được trong alcohol nhưng lại có khả

năng tương thích với nó. Những sản phẩm có chứa xanthan trong cơng thức thành

phần thường chiếm đến 60% dung mơi alcohol như ethanol. Ta có thể sử dụng tính

chất này để làm cho cocktail, rượu có mùi chocolate trở nên đặc hơn.

3.2.2 Với các loại enzyme

Hầu hết các dung dịch keo đều bị thối hóa ở một giới hạn nào đó bới các enzyme

có mặt trong thực phẩm như cellulase, pectinase, amylase, protease. Tuy nhiên,

xanthan không bị thối hóa bới chúng.

Khả năng kháng lại tác động của enzyme là do sự xắp xếp các nhánh chính và

nhánh phụ, sự xắp xếp này chống lại tác động của enzyme lên liên kết 1,4 trong

Phụ gia thực phẩm



11



nhánh chính. Nhờ đó mà ngăn cản được sự ngưng trùng hợp do enzyme, acid

và kiềm. Ứng dụng thực tế, khả năng xanthan chống lại tác động của enzyme

đã được sử dụng trong một số sản phẩm thực phẩm như bánh mứt táo, thực phẩm

có chứa tinh bột, gia vị trộn…

3.3 Gel thuận nghịch về nhiệt độ

Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Xanthan gum ở trạng thái keo có thể thực

hiện sự chuyển đổi cấu hình xoắn ốc đôi thành chuỗi đơn bằng cách tôi luyện ở

nhiệt độ 40 - 800C. Ở cấu hình chuỗi đơn, mạng lưới liên kết yếu đi, hình thành

nên trạng thái giả dẻo (pseudoplastic)làm giảm độ nhớt của dung dịch.

Xanthan gum có khả năng kết hợp được với nhiều chất tạo gel, tạo sệt

khác nhau như locust bean gum, konjac, guar gum.

3.4 Khả năng hydrate hóa

Sự hiện diện của những chuỗi tích điện âm trong phân tử xanthan gum làm tăng

khả năng hydrate hóa và tạo nên dung dịch xanthan trong nước lạnh.

Xanthan gum là một chất háo nước, tan được trong nước nóng và nước lạnh.

Điều kiện lạnh đơng/rã đơng: nhờ khả năng liên kết với nước nên dung dịch

xanthan gum rất bền khi lạnh đông cũng như rã đông.

3.4.1 Cách pha trộn

Các phân tử xanthan gum bị hydrate hố rất nhanh khi cho vào nước nên khả năng

phân tán để “hòa tan” vào dung dịch của chúng rất kém. Vì vậy, để đạt được những

tính năng cơng nghệ tối ưu thì trước khi sử dụng Xanthan gum phải được hydrate

hóa ở một mức độ thích hợp kết hợp với khuấy trộn ở 90-100oC nhằm hòa tan hồn

tồn trong nước thành dung dịch trong suốt và sệt.

3.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng

3.4.2.1 Mức độ phân tán (dispersion):

Để q trình hydrate hóa đạt được l tốt nhất thì các tiểu phần của gum phải

phân tán tốt. Nếu khơng sẽ có thể dẫn đến hiện tượng kết khối trong quá trình

khuấy trộn hình thành nên các khối trương phồng (đơi khi còn gọi l “mắt cá” fisheyes). Hiện tượng này ít nhiều sẽ làm giảm hiệu quả của q trình hydrate hóa,



Phụ gia thực phẩm



12



ảnh hưởng đến tính năng cơng nghệ của xanthan gum. Để thực hiện quy trình

hydrate hóa người ta sử dụng thiết bị khuấy trộn (xem hình 3.4.2)

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị như sau:

Trước khi cho Xanthan gum vào, bồn chứa phải được chứa một lượng vừa đủ

nước. Nước được dẫn vào bồn nhờ một van dẫn hay đơi khi sử dụng cả eductor cho

đến khi vừa đủ lấp cánh khuấy. Lúc đó, cánh khuấy bắt đầu hoạt động, nước vẫn

tiếp tục chảy vào bồn qua Edutor với lưu lượng khoảng 80-120 lít/pht. Chế phẩm

Xanthan gum dạng khan cũng được đưa vào đồng thời qua phểu chiết ở phía trên

Eductor. Trong suốt quá trình đưa Xanthan gum vào cho đến khi kết thúc, dung

dịch phải được khuấy đều đặn với một vận tốc xác định để tránh tình trạng vón

cục. Bên cạnh đó áp suất cần được duy trì trong khoảng 50-100 psi.



Hình 3.4.2 – Quá trình hồ tan (hydrate hóa và phân tán) xanthan gum trong bồn

khuấy



Phụ gia thực phẩm



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

TÍNH CHẤT CỦA XANTHAN GUM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×