Ôn tập cuối kỳ phụ gia thực phẩm

1 Trình bày tính chất và biến đổi của chất màu chlorophyl, carotenoid, anthocianin trong chế biến thực phẩm Chất màu Chlorophyll (diệp lục tố) Tính chất Màu xanh chuyển thành màu olive trong môi trườn.

1 Trình bày tính ch t và bi n đ i c a ch t màu chlorophyl, carotenoid, anthocianin ấ ế ổ ủ ấ trong ch bi n th c ph m ế ế ự ẩ

Ch t màu Chlorophyll (di p l c t ) ấ ệ ụ ố

Tính ch t ấ

Màu xanh chuyển thành màu olive trong môi trường acid và nhiệt độ: do protein bị đông tụ làm

vỏ tế bào bị phá hủy mặt khác là do liên kết giữa clorofil và pr bị đứt làm cho clorofil dễ tham gia phản

ứng tạo ra feofitin màu xanh oliu ( Clorofil + 2HX -> Feofitin + 2 MgX2 ).

Màu xanh chuyển sang xanh đậm hơn trong môi trường bazo và nhiệt độ: kiềm nhẹ như cacbonat kiềm, kiềm thổ thì chúng sẽ trung hòa axit và muối axit của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm cho clorofil bị xà phòng hóa cho ra rượu phitol methanol và axit clorofinilic

Chlorofyll cũng có thể bị oxi hóa làm mất màu do oxi và ánh sáng , do tiếp xúc với các lipit không no và oxy hoặc do tác dụng của enzyme lipoxydase.Các quá trình oxh này có thể xảy ra trong các rau bảo quản ở độ ẩm tương đối dưới 30% Một số hợp chất dễ bay hơi có thể làm tăng (etylen ) hay làm chậm (CO2 ) sự biến đổi của chlorofyll

Dưới tác dụng của Fe Sn Al Cu thì Mg trong clorofil sẽ bị thay thế và cho các màu khác nhau : với Fe cho màu nâu , với Sn và Al cho màu xám ,với Cu cho màu xanh sáng

Chlorophyll hấp thu mãnh liệt ánh ánh sáng có bước sóng từ đỏ đến xanh (chàm)

Bi n đ i ế ổ

Bi n đ i trong quá trình s ch ế ổ ơ ế

Cắt, gọt, rửa rau quả → tế bào bị phá vỡ → acid tràn ra + chlorophyll → thành feofitin a và b (màu xanh olive) + oxy không khí và enzyme lipoxygenase tạo thành clorin và purpurin có màu nâu

Bi n đ i trong quá trình x lý nhi t ế ổ ử ệ

thời gian ngắn: chần nhanh nguyên liệu giúp vô hoạt enzyme có trong tế bào giúp cho chlorophyll

ít bị biến đổi

thời gian dài: dưới tác dụng của nhiệt độ tế bào bị phá hủy làm axit trong dịch bào thoát ra làm

mất màu xanh do bị feofitin hóa Ta có thể khắc phục bằng cách cho bột ngọt tạo ra môi trường kiềm

để trung hòa axit dịch bào, gia nhiệt nhanh trong lượng nước lớn và cho hơi nước thoát ra để làm

giảm lượng axit Việc gia nhiệt trong môi trường kiềm làm cho chlorophyll bị xà phòng hóa tạo rượu phytol methanol và các axit như chlorophilin, chlorophilit cho sản phẩm màu xanh đậm

Thanh trùng, tiệt trùng: xử lý nhiệt trong thời gian lâu sẽ làm sản phẩm chuyển sang màu xanh oliu Ta có thể giảm áp suất để làm giảm nhiệt độ xử lý sẽ làm chlorophyll ít bị biến đổi hơn

Ngoài ra rau quả sấy trong thời gian dài cũng gây hiện tượng tương tự

Bi n đ i trong quá trình mu i chua hay len men ế ổ ố

Bi n đ i trong quá trình này cũng do tác đ ng c a môi trế ổ ộ ủ ường axit đượ ạc t o ra b i các vi ở sinh v t khi lên men và s n ph m cu i cùng cũng có màu xanh oliu.ậ ả ẩ ố

Bi n đ i c a chlorophyll trong b o qu n ế ổ ủ ả ả

Ảnh hưởng bởi enzyme: enzyme chlorophyllas và peroxydase làm mất màu

Ảnh hưởng bởi khí etylen: kích thích hoạt động của các enzym đẩy nhanh quá trình chín của qủa Dưới tác động của etylen, màng tế bào của quả có những biến đổi cơ bản: tính thấm của màng tăng lên đáng kể do etylen có ái lực cao đối với lipit, một thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào Điều đó dẫn đến giải phóng các enzym vốn tách rời với cơ chất do màng ngăn cách Các enzym này có điều kiện tiếp xúc với cơ chất và gây ra các phản ứng có liên quan đến các quá trình sinh lý, sinh hoá của quả như quá trình chín, từ đó làm biến đổi màu sắc cholorophyll

Nồng độ CO2: nồng độ CO2 cao góp phần ức chế tác dụng của etylen và làm cho rau quả lâu chín hơn, màu xanh của chlorophyll cũng ít bị biến đổi hơn

Bảo quản lạnh: là cách bảo quản hiệu quả để duy trì chất lượng rau quả sau thu hoạch giúp làm chậm quá trình hô hấp làm chín rau quả từ đó giúp cho chlorophyll lâu bị biến đổi hơn Tuy nhiên cũng phải có chế độ bảo quản phù hợp với tùng loại rau quả vì nếu nhiệt độ quá thấp sự hình thành các tinh thể đá có thể làm rách tế bào làm axit thoát ra gây biến đổi màu chlorophyll

Ch t màu carotenoid ấ

Tính ch t ấ

Dạng tinh thể, hình kim, thoi, đa diện, nhiệt độ nóng chảy cao

Hòa tan trong chất béo, các dung môi không phân cực

Hấp thụ ánh sáng (phụ thuộc vào nối đôi liên hợp/ nhóm C9 thẳng hay vòng)

Nhạy với acid, dễ bị OXH trong không khí mất màu, bền với kiềm

Khi có sự đồng phân hoá chuyển từ trans sang cis carotenoids rất dễ bị mất màu

Rất bền khi ở dạng huyền phù hoặc dd với dầu TV, chất chống oxh (vit E, C,…)

Các tác nhân ảnh hưởng đến độ bền màu như: nhiệt độ, ánh sáng, OXH, ion KL, enzyme, nước

Bi n đ i trong b o qu n ế ổ ả ả

Trong bảo quản, xảy ra sự mất màu hay tổng hợp carotenoid tùy vào loại rau quả và đ.kiện bảo quản (to, ánh sáng,…)

Sự mất màu của carotenoid cũng diễn ra trong suốt t.gian lão hóa của cây nhưng chậm hơn

chlorophyll Thành phần carotenoid thay đổi trong suốt quá trình lão hóa, hình thành xantoophyly ester

và epoxyde

Giảm hàm lượng carotenoid khi bảo quản, hoặc tăng nhiệt độ

Ớt bắp và ớt ngọt t o càng cao, % carotenoid trong ng.liệu càng bị phá hủy nhanh.

Ớt ngọt bảo quản 9 ngày (7°C) carotenoid mất 20%, (15°C) là 60%, (17°C) là 80%.

Carotenoid là hợp chất nhạy cảm với ánh sáng, dưới tác động của ánh sáng xảy ra quá trình quang oxy hóa tạo ra oxy làm oxy hóa nối đôi trong phân tử carotenoid tạo chất không màu

Dưới tự tác động của enzyme enzyme lypoxygenase sẽ bị oxy hóa (tác động lên liên kết nối đôi

của lipit tạo gốc tự do và peroxide (có mặt oxy), các hợp chất này tiếp tục oxh carotenoid hoặc các enzyme sẽ oxh trực tiếp hệ thống nối đôi liên hợp tạo sản phẩm không màu)

Quá trình gia to làm phá hủy lục lạp, carotenoid có thể hòa tan (chất béo) → đổi màu

Khi gia to nhẹ (< 100°C) t.gian ngắn (chần) màu đậm hơn do tăng nồng độ khi tế bào bị phá hủy, lượng ẩm bị mất, và vô hoạt các enzyme oxy hóa carotene

Gia to mạnh có thể làm mất màu do phản ứng đồng phân hóa xảy ra

Đóng hộp điều kiện chân không, sự oxh bị ngăn chặn, O2 được loại trừ

Ch t màu Anthocianin ấ

Tính ch t ấ

Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, là những glucozit thuộc họ

flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím Là gốc glycon (có màu) + glucoside (glucose, galactose)

Dạng tinh thể hoặc vô định hình, có khả năng tan trong dung môi phân cực

Màu sắc của Anthocyanin phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường, khi pH> 7 các

Anthocyanin cho màu xanh, pH< 7 các Anthocyanin cho màu đỏ

Trong các chất màu có nguồn gốc tự nhiên thì Anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ

Có khả năng phản ứng với axit ascorbic, oxy, hydrogen peroxit, sulfur dioxit tạo thành hợp chất không màu

Khi đun nóng lâu trong nước, Anthocyanin bị phá hủy một phần, màu đỏ dễ bị phân huỷ, vàng thì khó hơn

Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa, khi kết hợp với đường làm cho phân

tử Anthocyanin càng dễ hòa tan hơn

Sunphurdioxide (SO2):

Các anthocyanin thường bị mất màu khi có mặt của SO2

Axit ascorbic:

Acid ascorbic hiện diện trong hầu hết các sản phẩm trái cây, vitamin này bị oxy hóa tạo thành H-2O2 và chính HH-2O2 làm mất màu anthocyanin

Sự biến đổi từ màu này sang màu khác trong trường hợp này là một quá trình thuận nghịch và nếu thấy sự nhạt màu không lợi trong đồ hộp bắp cải đỏ có thể thay đổi màu bằng cách cho thêm vào một lượng nhỏ axit axetic

Biến đổi

Khi đun nóng lâu dài anthocyanincos thể bị phân hủy và mất màu,các chất màu đỏ dễ dàng bị phân hủy, còn các chất màu vàng thì khó hơn

Oxy và nhiệt độ là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủy của anthocyanin, do đó mà sinh ra những sản phẩm không màu hoặc màu nâu

Trong quá trình chế biến khi có xúc tác của Enzym, pH, Acid Ascorbic hay khí SO2 sẽ làm mất màu anthocyanin

Chế biến chung với đường và các biến tính của chúng gây hiện tượng sẫm màu

2 Trình bày ph ươ ng pháp b o v ch t màu màu chlorophyl, carotenoid, Anthocianin ả ệ ấ

Ph ươ ng pháp b o v ch t màu Chlorophyll ả ệ ấ

Trên thực tế để bảo vệ màu xanh cho các sp đóng hộp ví dụ như đậu người ta cho vào một ít dinatri glutamate ,hoặc để nhuộm màu xanh cho đậu người ta dung clorofilin Ngoài ra ta có thể gia nhiệt nhanh thực phẩm trong lượng nước lớn ( 3-4L /Kg ) để làm giảm lượng axit tự do (bay đi cùng hơi nước) Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng cacbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một phần axit cua dịch bào Có thể them các gia vị có tính kiềm như bột ngọt để tăng pH

Ph ươ ng pháp b o v ch t màu ả ệ ấ Crotenoid

Việc bảo vệ các sắc tố carotinoid-carotin và licopin (cả hai đồng phân có công thức tương tự nhau C40H56) có màu vàng, màu da cam và các màu rau quả trung gian qua lại giữa chúng vì các corotinoit rất bền với tác dụng của nhiệt độ cao và các biến đổi phản ứng của môi trường Vì tất cả các carotinoit không hoà tan trong nước nên không sợ chúng mất đi khi rửa, chần và các quá trình tương tự khác Các carotinoit hoà tan trong chất béo nên khi rán hay khi đóng hộp các loại rau chứa nhiều

carotinoit như cà rốt, ớt đỏ, cà chua, carotinoit sẽ chuyển vào dầu rán, nhưng điều đó không có gì đáng ngại, bởi vì dầu béo là một thành phần rất có giá trị của đồ hộp, thường được bảo vệ tốt và sự mất màu cũng không đáng kể, hơn nữa trong kỹ thuật sản xuất của công nghệ đồ hộp không phải tìm cách chóng

sự phá hủy hoặc chiết đi các carotinoit mà còn bảo vệ chúng do sự thay đổi không mong muốn do các thành phần không màu của rau quả gây ra Các hợp chất màu sẫm được tạo thành như vậy làm cho màu sắc và hình thức chung bên ngoài của sản phẩm bị giảm đi

Hiện nay, trong công nghiệp thực phẩm đang tiến hành nhiều công trình lớn để tìm ra các biện pháp giữ cho các sản phẩm thực phẩm có màu sắc đẹp Điều này có thể đạt được theo những cách sau: Xây dựng một quy trình kỹ thuật gia công nguyên liệu và bán thành phẩm để bảo toàn được tối đa các màu tự nhiên có sẵn nguyên liệu

Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật đó hoặc từ các nguyên liệu khác giàu màu, các chất màu tự nhiên cô đặc có thể dùng để nhuộm màu chính ngay nguyên liệu mà từ đó ta thu được chất màu hoặc cho những dạng nguyên liệu hoàn toàn khác

Tạo nên các chất màu tổng hợp nhân tạo giống như các chất màu tự nhiên của sản phẩm thực phẩm và dùng nó để nhuộm các sản phẩm khác nhau mà ở dạng tự nhiên nó không đủ mạnh hoặc bị mất màu ban đầu do quá trình chế biến

Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác

Phương pháp bảo vệ chất màu Anthocianin: Bảo vệ màu đỏ và màu xanh lam

Trong môi trường axit chất màu bền vững hơn, cho nên các quy trình kỹ thuật đề ra là củ cải đường thái nhỏ phải nhúng vào dung dịch axit 10-15% Bởi vì rất nhiều anthocyanin bị mất đi do kết quả của việc rửa nước nên khi gia công củ cải đường đỏ cần phải sử dụng thật ít nước

Để bảo vệ màu của củ cải đường tốt hơn, đầu tiên là chần ngay bằng hơi, rồi sau đó mới đem gọt Các protit của củ bị đông tụ trong quá trình chần sẽ hấp phụ các chất màu và giữ lại trong củ

Các thí nghiệm tiến hành tại viện nghiên cứu đồ hộp và rau sấy Liên xô cho thấy rằng, khi thanh trùng ở nhiệt độ thông thường, các chất màu của củ cải đường bị thay đổi rất nhiều so với thanh trùng theo phương pháp mới là chiếu các tia ion hoá, như tia gama của coban phóng xạ Mẫu của củ cải

đường đỏ thanh trùng bằng chiếu xạ ion hoá khi đóng hộp phân biệt với thanh trùng trong nồi thanh trùng là giữ được màu rất sáng và đậm của củ cải

Khi sản xuất các loại đồ hộp từ các loại rau quả có màu đỏ đóng trong hộp sắt hay trong lọ thuỷ tinh nắp sắt, cần phải tìm cách khắc phục sự xuất hiện một chất mới trong đồ hộp, làm cho nước đường

và quả nhuộm màu tím , không phải là màu của rau quả Hiện tượng này xảy ra là do kết quả phản ứng giữa antoxian và kim loại, mà trường hợp này là với thiếc Màu xanh tím được xuất hiện rất nhanh và

có thể trở thành nguyên nhân gây hử hỏng hàng loạt đồ hộp quả đang tốt Đối với các loại này chỉ được dùng các hộp sắt có nắp sắt hoặc nhôm, có tráng vecni, cho những hộp bằng thuỷ tinh Những hư hỏng tương tự cũng có thể xẩy ra khi chế biến các loại rau quả có màu đỏ trên bàn bằng sắt, nghiền và chà bằng các máy làm từ nhôm

Khi sản xuất đồ hộp rau quả màu đỏ, sự hư hỏng thông thường là chúng bị mất màu trong đồ hộp Đặc biệt điều đó rất rõ trong khi sản xuất đồ hộp quả từ quả dâu đất, anh đào ngọt và mận Các thí nghiệm tiến hành ở Tiệp Khắc chứng tỏ là có thể bảo vệ tương đối tốt màu tự nhiên của các loại quả này, nếu trong nước đường rót hộp có cho thêm một ít chất chống oxi hoá Như người ta đã thấy là nếu cho Rutin thì anh đào và mận sẽ giữ được màu tốt hơn, tanin chỉ có khả năng bảo vệ màu của mận và hổn hợp axít ascobic có thêm một ít SO2 với liều lượng 0,001 – 0,0001% sẽ có tác dụng bảo vệ màu rất tốt đối với quả dâu và anh đào

Những hiểu biết trên còn ít để sử dụng trong công nghiệp nhưng cũng cho ta những cơ sở để nghiên cứu tỉ mĩ hơn trong các cơ quan nghiên cứu, về các biện pháp bảo vệ màu tự nhiên của quả khi sản xuất đồ hộp quả nước đường, quả nghiền và nước quả Danh sách các chất có thể sử dụng được cần phải mở rộng hơn

Các nghiên cứu tương tự đã được tiến hành ở Rumani, khi cho thêm axit ascobic (theo tính toán

350 mg cho 1kg sản phẩm kể cả nước đường) vào đồ hộp mơ và anh đào nước đường, người ta thu được sản phẩm có màu, mùi và độ chắc của quả rất tốt so với mẩu không có cho thêm gì

Việc sử dụng một số men cũng được chú ý Thí dụ, vào những năm 1962-1963 ở Ba lan, tại học viện công nghệp lên men đã thí nghiệm thành công trong việc dùng men glucooxydaza để bảo vệ màu

tự nhiên của nước quả đục Glucooxydaza liên kết với oxy tự do điều kiện bảo quản tốt hơn các

vitamin trong đồ hộp và đồng thời tạo điều kiện tốt để bảo vệ màu của sản phẩm Thí dụ nước quả đục

từ quả dâu sau 7 tháng bảo quản có màu sắc tương tự như nước quả tươi tự nhiên, trong khi đó mẫu kiểm tra cũng từ quả dâu không sử dụng men glucooxydaza thì bị mất đi hoàn toàn màu sắc ban đầu và

có màu tương tự như màu của quả dâu bán thành phẩm đã sunfit hoá Glucooxydaza cho vào nước quả một giờ trước lúc gia công nhiệt với số lượng 10-50mg/l

3 Khái ni m nhũ t ệ ươ ng, các lo i nhũ t ạ ươ ng trong th c ph m, ph ự ẩ ươ ng pháp l a ự

ch n ch t t o nhũ, c u t o ch t t o nhũ ọ ấ ạ ấ ạ ấ ạ

Nhũ t ươ là m t h g m hai hay nhi u ch t l ng không hòa tan nh ng đ ng ộ ệ ồ ề ấ ỏ ư ược tr n l n vào ộ ẫ nhau, m t trong hai có m t dộ ặ ướ ại d ng nh ng gi t nh c a pha b phân tán, pha còn l i dữ ọ ỏ ủ ị ạ ưới

d ng pha liên t c.ạ ụ

Các lo i nhũ t ạ ươ ng trong th c ph m ự ẩ

− H nhũ tệ ương d u trong nầ ước (O/W): các gi t d u đọ ầ ược phân tán trong pha nước Ví d :ụ mayonnaise, s a, kem, s t, súp…ữ ố

− H nhũ tệ ương nước trong d u (W/O): các gi t nầ ọ ước phân tán trong pha d u Ví d : b ,ầ ụ ơ margarine, các ch t ph t lên bánh…ấ ế

− H nhũ tệ ương nước trong d u trong nầ ước (N – D – N): g m nh ng gi t nồ ữ ọ ước phân tán trong nh ng pha d u l n và chính nh ng gi t này l i phân tán trong pha liên t c là nữ ầ ớ ữ ọ ạ ụ ước Ngoài ra còn có h nhũ tệ ương d u trong nầ ước trong d u (D – N – D) khá ph c t p.ầ ứ ạ

Chất tạo nhũ hay chất nhũ hoá là chất hoạt động bề mặt, trong phân tử có nhóm háo nước và

nhóm kị nước Hiện tượng tách pha là hiện tượng không mong muốn trong sản xuất thực phẩm Do đó,

ta cần sử dụng phụ gia làm bền hệ nhũ tương để tránh hiện tượng tách lớp

Chất tạo nhũ là chất làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương Trong cấu trúc phân tử của chất tạo nhũ có cả phần háo nước và phần háo béo

Chất nhũ hoá được sử dụng nhầm tạo ra sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó Đồng thời nó có làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được năng lượng hình thành các giọt trong hệ

Phân loại chất tạo nhũ

− Các ester một phần của các acid béo và rượu

− Phospholipid

− Chất nhũ hoá phần lớn là ester của acid béo và rượu

Lựa chọn chất nhũ hoá

Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HBL để đánh giá mức độ ưa béo hay ưa nước của chất nhũ hoá Từ đó có thể chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể

Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với gốc ưa béo) thì chất nhũ hoá này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại

Ví d :ụ

Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại 97% là nước và các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước Chất nhũ hoá 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 hoá có khả năng tan trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước

Thông thường các chất nhũ hoá có hbl ở trong khoảng 1-20 Các chất nhũ hoá có HBL = 3-6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu, trong khi đó, các chất có HBL = 8-18 thích hợp cho hệ nhũ tương dầu/nước

Nhóm phụ gia tạo nhũ (E322-E494)

− Là một nhóm chất hoạt động bề mặt

− Làm ổn định sự phân tán của những đại phân tử hay những hợp chất khác, nhờ vào khả năng làm bền hệ nhũ tương

− Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hoá có cả phần háo nước và phần ưu béo

Bản chất hoá học của chất tạo nhũ

− Cho các chất điện ly vô cơ để cung cấp điện tích cho các giọt, để các giọt đẩy nhau

− Các chất cao phân tử hoà tan được trong pha liên tục hoặc để tăng độ nhớt của pha này hoặc để hấp thụ vào bề mặt liên pha

− Các chất không hoà tan có thể thấm ướt được cả 2 pha, hấp thụ vào bề mặt liên pha sẽ tạo

ra vật chắn chống hiện tượng hợp giọt

− Các phân tử chất hoạt động bề mặt có tính chất lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực kị nước và háo nước của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha dầu/nước Các chất hoạt động cũng cung cấp điện tích

Cơ chế hoạt động của phụ gia tạo nhũ

− Các hệ nhũ tương thường không bền là do những nguyên nhân sau:

− Sự nổi lên hay sự lắng xuống của các giọt lỏng

− Sự kết tụ của các giọt lỏng

− Sự chảy của giọt lỏng này vào giọt lỏng khác

− Để làm bền nhũ tương thực phẩm, ta sẽ thêm vào các chất hoạt động bề mặt có tác dụng sau:

− Làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha

− Tạo một lớp phân chia bề mặt

− Tạo các điện tích cùng dấu trên bề mặt pha phân tán, các lực tĩnh điện sẽ chống lại lực hútVanderwall giữa các giọt lỏng

− Tạo hệ các giọt lỏng phân tán có kích thước các giọt nhỏ và đồng đều

− Tạo độ nhớt cao trong pha liên tục

4 Tính ch t, đi u ki n t o gel c a các ch t t o gel, tính ch t c a gel t o thành, các ấ ề ệ ạ ủ ấ ạ ấ ủ ạ

y u t nh h ế ố ả ưở ng đ n quá trình t o gel ế ạ

A Pectin

Tính ch t ấ

Hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu, có khả năng tạo gel bền

Bị phá hủy ở nhiệt độ cao khi đun thời gian dài

Tạo gel và tạo đặc khi có mặt acid và đường

Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ

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

Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-1,5%) khi có mặt 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 thi khả năng tạo gel khác nhau

Đi u ki n t o gel ề ệ ạ

Đi u ki n t o gel c a HMP: ề ệ ạ ủ T o gel b ng liên k t Hidroạ ằ ế

pH (3-3,5), đường > 50%, pectin 0,5 – 1%, phải có đường và acid

Liên kết hidro được hình thành giữa các phân tử pectin: hydroxyl – hydroxyl, carboxyl –

carboxyl, hydroxyl – carboxyl

Cấu trúc gel phụ thuộc hàm lượng đường, acid, pectin; loại pectin; nhiệt độ

Tính ch t g ấ el t o thành b i HMP ạ ở

Kiểu liên kết này không bền, gel tạo thành sẽ mềm dẻo

C u trúc c a gel:ấ ủ ph thu c vào hàm lụ ộ ượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng pectin, lo iạ pectin và nhi t đ 30 ÷ 50%ệ ộ , đường thêm vào pectin là saccharose Do đó c n duy trì pH acid đ ầ ể khi đun n u sẽ gây ra quá trình ngh ch đ o đấ ị ả ường saccharose, ngăn c nả s k t tinh c a đự ế ủ ường saccharose Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhi u acid vì pH quá th p sẽ gây ra ngh ch đ o ề ấ ị ả

m t lộ ượng l n saccharose gây k t tinh glucose và hóa gel nhanh t o nên các vón c c.ớ ế ạ ụ

Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích h p sẽ gây ra gel quá c ng do đó khi dùng m t ợ ứ ộ nguyên li u có ch a nhi u pectin c n ti n hành phân gi i b t chúng b ng cách đun lâu h n.ệ ứ ề ầ ế ả ớ ằ ơ 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

Điều kiện tạo gel của LMP: Tạo gel bằng cách liên kết với Ca2+

Tính chất của gel tạo bởi LMP

Gel thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar, thường được ứng dụng trong mứt trái cây Nhóm acid của pectin phản ứng với ion Ca2+ tạo liên kết với 2 nhóm COO- hình thành gel không cần đường

Mạch pectin càng dài, khả năng tạo gel càng cao, gel tạo thành càng cứng

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl Gel pectin có chỉ số methoxyl thấp Tính chất tạo gel của pectin chịu tác động kết hợp bởi nhiều yếu tố như bản chất của pectin, nhiệt

độ tạo gel, pH, đường và các chất hòa tan, Ca2+ và các ion khác Các yếu tố này có liên quan lẫn nhau

và cùng ảnh hưởng lên quá trình tạo gel của pectin

Các y u t nh h ế ố ả ưở ng đ n quá trình t o gel ế ạ

Phụ thuộc vào nguyên liệu và phương pháp làm ra chúng (như pectin lấy từ táo, vỏ cam, chanh,

củ cải đường thì đông tụ cao, pectin của mận, đào, tạo gel kém bền hơn)

Độ tích điện và độ hydrat hóa của gel

Chiều dài mạch phân tử pectin quyết định độ cứng của gel Nếu pectin quá ngắn sẽ không tạo được gel cho dù sử dụng với liều lượng cao Nếu pectin dài thì gel tạo thành có độ cứng

Mức độ methoxyl hóa (-OCH3) quy định cơ chế tạo gel Nhóm methoxyl tăng 8-11% khăng năng đông tụ tăng, ngược lại thì giảm

Dạng cation và anion có ảnh hưởng đến độ bền đông tụ, các cation Ca2+,Al3+ làm tăng độ bền gel, các cation hóa trị I như Na+ có tác dụng làm giảm độ bền gel

B Agar

Tính chất

Agar có dạng bột màu trắng hay vàng nhạt,không mùi hay có mùi nhẹ đặc trưng,không vị.Vì vậy

nó không làm ảnh hưởng đến mùi vị dặc trưng của sản phẩm

Là một hỗn hợp phứ tạp của các pollysaccharit được tách ra bằng nước sôi từ rong biển ( thuộc nhóm tảo đỏ Rhodophyceae ) như Gelidium sp., Pterocladia sp Và Gracilaria sp

Ở trạng thái ẩm, tan tốt trong nước 250C Ở trạng thái khô chỉ tan trong nước nóng., không tan trong nước lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan tốt trong formamide

Hấp phụ rất nhiều nước, có khả năng hoà tan với lượng nước gấp 30-50 lần khối lượng

Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi nguội đi các chuỗi sẽ bao lấy nhau và tạo liên kết hydro thành chuỗi xoắn kép, tổ hợp các chuỗi xoắn thành mạng lưới không gian ba chiều Ngoài ra nút mạng chứa liên kết ion nội phân tử cũng làm gel agar trở nên cứng và vững chắc

Dung dịch agar sẽ đông lại khi làm nguội đến 40-500C và nóng chảy khi nhiệt độ gần 80-850C .Gel agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi

Agar nhận được nhờ kết tủa bằng cồn

Gel agar ch u đị ược nhi t đó ch bi n 100°C, pH 5-8 có kh năng trệ ế ế ả ương ph ng và gi ồ ữ

nước

Không dùng agar trong môi trường pH < 4 và có nhi u ch t oxy hóa m nh Agarề ấ ạ có kh ả năng t o gel m nh nh t do quá trình t o gel có th x y ra n ng đ 0,04%, gel t o thành có đ ạ ạ ấ ạ ể ả ở ồ ộ ạ ộ

b n cao nh t.ề ấ

Điều kiện tạo gel

Gel agar tạo thành sau khi agar được đun nóng và làm nguội dung dịch agar

Dung dịch agar sẽ tạo gel ở nhiệt độ khoảng 32 - 40°C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80-85°C

Tính chất của gel tạo thành

Tạo gel rất bền, cấu trúc gel cứng, trong và dòn

Gel agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi

Kích thước lỗ gel phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ càng cao thì bán kính lỗ keo càng nhỏ, khi làm khô gel sẽ tạo thành một màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng

Sự có mặt của ion SO42- làm cho gel bị mờ, đục

Các y u t nh h ế ố ả ưở ng đ n s t o gel agar ế ự ạ

Trong môi trường acid, agar sẽ biến đối mạnh khi nhiệt độ thay đổi

Phồi hợp với gum của hạt đậu locust 0,1-0,2% sẽ cho chất lượng gel tốt hơn

Thành phần aga/gelatin rất quan trọng Hàm lượng gelatin tăng lên thì hệ gel tạo thành yếu đi, và nhiệt độ chảy gel thấp hơn

Hàm lượng đường tác động đến cấu trúc của agar, tăng lượng đường làm agar cứng hơn, nhưng giảm độ kết dính

Ứng dụng

Agar không được hấp thu vào cơ thể trong quá trình tiêu hóa do đó agar được sử dụng sản xuất các loại bánh kẹo chứa ít năng lượng

Agar được sử dụng trong sảm phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm lượng đường trong sản phẩm và thay thế gelatin trong một số sản phẩm thịt và cá Là chất ổn định trong phomai, kem Ngoài ra còn được sử dụng trong các sản phẩm yoghurt, sữa chocolate, trong ngành bánh kẹo … Agar còn được sử dụng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật

C Carrageenan

Được chi t xu t t t o bi n, là m t d ng ph c h p c a nhi u polymer khác nhau.ế ấ ừ ả ể ộ ạ ứ ợ ủ ề

Tính chất

Dạng bột thô, mịn, không mùi có màu hơi vàng, nâu vàng nhạt hay trắng

Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác

Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 800C (lambda carrageenan hòa tan trong nước lạnh)

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 hòa tan trong nước tăng khi tỷ lệ sulphate hóa tăng và khi lượng các gốc anhydro-galactose giảm

Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ, các ion có mặt và hàm lượng carrageenan

Ở hàm lượng cao carrageenan gia tăng độ vững của gum nhưng ở hàm lượng thấp làm giảm độ nhớt

Anion carageenan + protein thành phức hợp có thể tồn tại trong hệ phân tán như chất keo ổn định

Đi u ki n t o gel ề ệ ạ

Phụ thuộc vào sự có mặt của các cation

Muối K+ của carrageenan (Kappa carrageenan) có khả năng tạo gel tốt nhất, vững chắc

Carrageenan khi có sự hiện diện của ion Ca2+ sẽ tạo gel mềm và đàn hồi

Carrageenan khi có sự hiện diện của ion Na+ sẽ không tạo gel, thường được sử dụng như chất làm đặc

Tính chất của gel tạo thành

Gel carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, nghĩa là nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy của gel khác nhau

Gel này ổn định ở nhiệt độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12oC thì gel

có thể chảy ra Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại

n đ nh khi pH >=7, gi m nh trong pH t vùng 5-7 và phân gi i nhanh t i pH <=5

Các y u t nh h ế ố ả ưở ng đ n s t o gel carrageenan ế ự ạ

Thuộc tính của gel phụ thuộc vào các cation liên kết (Ca, K, Na)