Đề tài tài liệu về các chất tạo ngọt không phải saccharose trong sản xuất bánh kẹo luận văn, đồ án, luan van, do an

Đề tài tài liệu về các chất tạo ngọt không phải saccharose trong sản xuất bánh kẹo

SYTH: Trần Thị Thúy Liễu 1 MSSV: 60301459

^plỉìut loai:

- Dựa vào giá trị clinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:

+ Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng - như chất tạo ngọt có nguồn gốc tinhbột, chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và nước ngọt lấy từ nhựacây thích

+ Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phicarbohydrate)

- Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc:

+ Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như carbohydrate,stevioside, thaumatin, glycyrrhizin

+ Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học vàkhổng có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame, acesulfame-K, cyclamates,saccharin

Bảng 1.1 : Tóm tắt sơ lược về những chất có khả năng tạo ngọt

Đường saccharose

Chất tạo ngọt cường độ mạnh

thông tiêu hóa

hưởng

Có thể gây sâu răng

CÓ giá trị dinh duững

Hình 1.2: Tháp

nhu cầu thựcphẩm

- Đường nghịch đảo

- Syrup thúy phân

từ tinh bột

Glucose Fructose Galactose

Xylitol Sorbitol Mannitol Maltitol Lactitol

- Glucose syrup được hydrogen hóa

Chái b#o và chái ngọ*

Sũa vã Yoghurt Trãi cây

Tinh bột

Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đốì của fructose (Source:

Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)

1.2.1 r Đô nựút:

1.2.1.1 Định nghĩa: [2]

Độ ngọt là một trong những tính chất cảm quan, có liên quan đến một mức độtạo ngọt của sản phẩm, là chỉ tiêu để lượng hóa cường độ ngọt của chất tạo ngọt

Thế nào là độ ngọt tương đối? Độ ngọt tương đối của một chất hóa học thường

được so sánh với một chất chuẩn Saccharose là một chất tạo ngọt chuẩn và theo đó

so sánh với những chất tạo ngọt khác Độ ngọt tương đốì của saccharose là 1 hay100% Cách duy nhất để đo độ ngọt của một chất là nếm nó Khi một chất được đặtlên lưỡi, những gai vị giác của lưỡi sẽ giải mã sự sắp xếp hóa học của chất đó vàđưa ra những tín hiệu về vị và chuyển nó lên não

Làm thế nào để lượng hóa độ ngọt tương đôì của một chất s? Để lượng hóa độngọt tương đốì của một chất s, cần giả sử là chất s và saccharose có vị ngọt tươngđương nhau Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trị tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch chấtkhảo sát s và nồng độ dung dịch saccharose, với điều kiện là hai dung dịch nàyđược xem là có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan.Đơn vị đo khôi lượng thường dùng là phần trăm khôi lượng (w/w) hoặc mol/1

Độ ngọt của chất tạo ngọt phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ và những

thành phần hóa học khác như những chất tạo ngọt khác hay những mùi vị khác.Trong một vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vị: nướcquả xanh cho cảm giác ít ngọt hơn nước quả đỏ mặc dù chúng chứa cùng một lượngchất tạo ngọt như nhau

- Độ ngọt phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau đến độ ngọt

của các dung dịch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dịch

nhiệt độ thấp fructose ngọt hơn saccharose, nhưng ngược lại độ ngọt lại giảm khinhiệt độ tăng.

—H— Mong muốn J-Quan sátđuơc 50°c

Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng củanhiệt độ lên độ ngọt: Mỗi chất tạo ngọt được pha ở nồng độ 2,5%; 5%; 7,5% và10% saccharose được thí nghiệm với nhiệt độ hot (50°C) hoặc cold (6°C) Và thuđược kết quả như sau:

Nhìn chung những chất tạo ngọt có cường độ tạo ngọt mạnh thì hầu như tăng

độ ngọt thường xuyên bởi nhiệt độ thấp hay cao Sự tăng nhiệt độ của dung dịch cácchất tạo ngọt từ 22°c đến 50°c làm tăng độ ngọt của những chất tạo ngọt mạnh nhưaspartame, Neo-DHC, rebaudioside-A, và stevioside, đặc biệt là ở nồng độ thấp.Những chất tạo ngọt như saccharose và sorbitol thì có tăng nhẹ độ ngọt khi nhiệt độtăng với dung dịch có nồng độ thấp nhất Sự giảm độ ngọt do tăng nhiệt độ xảy ra

đối với những chất tạo ngọt (đường và polyhydric alcohols) bao gồm fructose,

mannitol, và saccharose Sự phát hiện này phù hợp với Paulus và Reisch khi chorằng ngưỡng cảm nhận đường saccharose tăng ở nhiệt độ cao hơn

ơ nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6°C) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận ngọtcủa các chất tạo ngọt được thí nghiệm, ơ một vài nồng độ của các chất tạo ngọt cócường độ ngọt cao, khôi lượng phân tử lớn (như Neo-DHC, rebaudioside-A,stevioside, và thaumatin) thì tăng đáng kể ở nhiệt độ thấp Sự giảm cường độ cảmnhận ngọt ở nhiệt độ thấp được tìm thấy ở một vài chất tạo ngọt như fructose,glucose, mannitol, và saccharose Acesulfame-K, sodium saccharin và sodiumcyclamate không có những thay đổi quan trọng về độ ngọt ở bất cứ nồng độ nàotrong khoảng nhiệt độ từ 6°c - 50°c

0.0 129.12ppm 3S6.06ppm 859.76ppm 2937.S0ppm

Nỗng cộ

C 12 - cX IƠ

I 10

• D

J i.0 - r rc'

15 - -c 12.5 - c - Q

I 10 7

> 7.

nc

< 5. 0 m c‘

48.S1ppm 112.59ppm

Nổng độ Sorbitol

303.06ppm

—"— Mong muốn Ouan sátđLOC Bũ°c

-12.

5 _ Q m

-c 10.

3

■

0 7.5 fc

-<

" 5.0 Îc 'í 2.5 • 0 0.0 -

Hình 1.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt

Cdàng độ ngọt

Cường độ ngọt

Hình 1.6:

Cường

độ ngọt(I) củaD-

Hình 1.7: Cường độ ngọt phụ thuộc nồng độ (D-glucose, D-fructose, saccharose)

trong dung dịch có và khổng có ethanol

Độ ngọt tương đối

406-1

- Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt tăng nhưng

không tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi khổng cảm nhậnđược nữa

soo400 300-

-200 —

100

-• -•III ( 1 $ 19 1$ ?9

Saccharose (%)

Hình 1.8: Độ ngọt tương đôi của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng

độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose)

Hình 1.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất

tạo ngọt Cyclamate Natri

Cường độ ngọt

2 % Saccharose •

Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ

- Sự phôi trộn hỗn hợp đường: Hỗn hợp những sản phẩm HIS (High Intensity

sweeteners) khác nhau thường gây tác dụng tổng hợp là do độ ngọt tổng hợp cao

hơn khi sử dụng riêng rẽ các chất tạo ngọt Hình 1.11 cho thấy ảnh hưởng của hỗn hợp aspartame và acesulfame-K ở 20°c

Nông độ (ppm)

Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon

Lipinsky 1991)Ngoài ra ta còn có hỗn hợp giữa saccharose và các chất tạo ngọt khác Sự phôitrộn này theo những tỷ lệ khác nhau sẽ cho ra hỗn hợp có độ ngọt như mong muôn

Bảng 1.2 : Độ ngọt tương đốì của hỗn hợp các chất tạo ngọt với saccharose

Chất tạo ngọt Độ ngọt tương đôì (25°C)

Bảng 1.3 : Khả năng cho tương tác có lợi của hỗn hợp HIS

Hỗn hỢp chất tạo ngọt Tương tác có lợi

- pH: Độ ngọt thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 3 đến 7 Tuy nhiên

đến độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào Tuy nhiên khi thêm KC1 thì có sự tăng nhẹ

vị đắng đối với 4 chất tạo ngọt là acesulfame-K, aspartame, fructose, và sucralose.

Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của pHđến độ ngọt của các chất tạo ngọt: mỗi chất tạo ngọt ở một trong 4 nồng độ 2,5%; 5%;7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với 5 pH là 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 7,0 Thí

nghiệm diễn ra ở nhiệt độ phòng là 22°c Và kết quả thu được là:

Nổng độ

m e - K a a p a r t a m e f r u c t o s e s u c r a l o s e

Hình 1.12: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến độ ngọt

- Độ ngọt tương đối của tất cả các chất tạo ngọt cường độ mạnh

(HIS) phụ thuộc nhiều vào nồng độ và pH, như hình 1.13.

Hình 1.13: Độ ngọt của sucralose phụ thuộc vào pH và nồng độ (Source:

ZannoniLow Calorie Foods 1993)

- Anh hưởng của muối: độ ngọt tăng hay giảm tùy thuộc vào loại

muôi và đường

Ví dụ như khi cho NaCl vào dung dịch đường thì không ảnhhưởng đến độ ngọt mà làm cho dung dịch đường trở nên đấng, vị đắngcàng rõ rệt hơn khi cho KC1

Có những nồng độ muôi thích hợp khi cho vào từng loại dungdịch đường sẽ làm tăng vị ngọt, do đó chọn nồng độ muôi là một điềuquan trọng

15.

013.

5 12.

0 - C c

10.

5 -

L 9.0

c 7.5 -

Ơ B t ' 4.5

<

3.0 1.5 0.0

Thaumatin

Nổng độ

accsulfnme-K aspartame

Chất tạo ngot

Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dịch chất tạo ngọt khi có

mặt các muôi

- Độ nhớt: Không có sự thay đổi đáng kể về độ bền ngọt của 3

loại đường glucose, fructose và saccharose khi độ nhớt tăng (xem hình1.15) Nhìn chung, chỉ có sự thay đổi nhỏ khi độ nhớt thấp (nhỏ hơn

dung dịch chất tạo ngọt với KC1 Nhóm 3: dung dịch chỉ có chất

tạo ngọt

tạo ngọt khó tiếp xúc với cơ quan này do đó khó cảm nhận được vị ngọt.

Ngoại trừ glucose, độ nhớt tăng cũng không ảnh hưởng đến vị ngọt đáng

1.2.1.3 So sánh độ ngọt của các chất tạo vị ngọt: [2], [25]

Khi tiến hành thực nghiệm để xác định độ ngọt tương đốì của các chất tạo vịngọt, người ta sử dụng dung dịch chuẩn saccharose có nồng độ là 10%, ở nhiệt độ

25 °c

Hình 1.16: Độ ngọt tương đốì của các chất tạo ngọt Để

dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau:

Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đốì của một sô" chất tạo vị ngọt được sử dụng trong

sản xuất bánh kẹo(Moll, 1991)

Ngày nay có nhiều polyol có giá trị, nhưng tất cả chũng ngoại trừ xylitol đều

có độ ngọt thấp hơn saccharose Độ ngọt tương đốì của polyol được thể hiện ở hình1.17

1.2.2.2 Cơ quan cảm nhận vị ngọt: khả năng cảm nhận vị ngọt tập trung vào

gai vị giác trên lưỡi

1.2.2.3 Những thuyết cảm nhận vị ngọt được biết đến: [10], [28]

Thuyết các chất tạo ngọt phải chứa nhiều nhóm hydroxyl và nguyên tử Cỉo: Sự

phát triển của hóa học hữu cơ vào thế kỷ 19 đã đưa ra nhiều hợp chất hóa học vàphương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất Các nhà hóa học hữu cơ trướcđây đã cô" tình hay vô tình thử nhiều sản phẩm của họ Một trong những người nỗ lựcđầu tiên để thiết lập mốì tương quan hệ thông giữa cấu trúc hóa học và vị của chúng lànhà hóa học người Đức Georg Cohn, năm 1914 Ong ta đã phát triển một giả thuyết là

để gợi lên một vị nào đó thì các phân tử phải có một cấu trúc nào đó (được gọi làsapophore) để tạo ra vị Quan tâm đến vị ngọt, ông ta chú ý rằng những phân tử cóchứa nhiều nhóm hydroxyl và các nguyên tử Clo thì cho vị ngọt, và trong sô" hàngloạt các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có khôi lượng phân tửnhỏ hơn thường cho vị ngọt hơn những chất có khôi lượng phân tử lớn

Thuyết các chất tạo ngọt phải có cấu trúc gỉucophore hoặc auxogluc: Năm 1919,

Oertly và Myers đã đề xuất một thuyết tỷ mỉ hơn dựa trên thuyết đang hiện hành vềmàu sắc của thuốc nhuộm tổng hợp Họ cho rằng để tạo ngọt, các phân tử phải có mộttrong hai loại cấu trúc sau: glucophore hoặc auxogluc Dựa trên những chất tạo ngọt

đã biết vào thời đó, họ đưa ra một danh sách 6 glucophore và 9 auxogluc

Thuyết AH-B: Vào những năm đầu của thế kỷ 20, thuyết cảm nhận vị ngọt không

thu hút sự chú ý nhiều lắm mãi cho đến năm 1967 khi Robert Shallenberger

Hình 1.20: Mô hình thuyết AH-B-X

và Terry Acree đưa ra thuyết cảm nhận vị ngọt AH-B Một cách đơn giản họ cho là để tạo vị ngọt thì chất đó phải cho cấu trúc cho nhận proton, một chất cho có liên kết hidro (AH) và một chất nhận (B) chúng cách nhau 3Ả Theo

thuyết này thì AH- B của chất tạo vị ngọt phải liên kết với AH-B tương ứng của

cơ quan cảm nhân vị ngọt của lưỡi để tạo ra cảm giác ngọt.

Hình 1.18: Mô hình thuyết AH-B (hệ thông cho nhận proton)

Hình 1.19: Sự tương tác của các nhóm Hydroxyl lân cận của đường với cấu trúc

hình học tương xứng trên cơ quan cảm nhận

Thuyết AH-B-X: Sự phát triển hơn của thuyết AH-B là thuyết AH-B-X được đề

xuất bởi Lemont Kier năm 1972 Trong khi những nghiên cứu trước đây khổng quan

tâm là trong một vài nhóm chức của một hợp chất, dường như có mối tương quan giữa

các nhóm kỵ nước với độ ngọt Dựa trên những quan sát đó thuyết này đã cho là để tạongọt thì các hợp chất hóa học phải tạo được liên kết thứ 3 (được gán là X) mà có thểtương tác với những chỗ kỵ nước trên cơ quan cảm nhận vị ngọt

Các hợp chất tạo ngọt có chứa các đơn vị AH-B ỡ đó A và B đều là nhữngnguyên tử mang điện tích âm và cách nhau khoảng 2,4 - 4Â Vị trí liên kết kỵ nướcthứ 3 (X) làm tăng thêm độ ngọt

Hv,

A H o 0 0 o o.

Vị trí cẩm nhân

Xem hình glucose và fructose:

Fructose

y: liên kết kỵ nước (X)

Thuyết 8 điểm: Một thuyết sâu hơn nữa là của Jean-Marie Tinti và

Claude Nofre năm 1991 Thuyết này bao gồm 8 vị trí tương tácgiữa chất tạo ngọt với cơ quan cảm nhận độ ngọt mặc dù không phải tất cả các chấttạo ngọt đều tương tác với cả 8 vị trí Thuyết này giúp giải thích và tìm ra nhữngchất tạo ngọt có khả năng tạo ngọt mạnh như chất tạo ngọt guanidine haylugduname có độ ngọt gấp 225000 lần saccharose

/.2.3 'Tôậu oi: [2]

Định nghĩa: Hậu vị là thời gian lưu của vị ngọt trong miệng của người sau khi

sử dụng

Đốì với saccharose hậu vị biến mất nhanh

Tùy theo từng loại bánh kẹo mà hậu vị có những ảnh hưởng tiêu cực hay tích

Bảng 1.6 : Độ tan của một vài loại đường thông dụng

Độ hòa tan của “đường” %w/w Ở 20°c

Hình 1.21: Độ tan của các polyol phụ thuộc vào nhiệt độ

- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng tăng thì độ tan tăng nhưng không tăng tuyến tính

mà tăng theo quy luật một đường cong

So với tất cả các loại đường thì fructose là đường hòa tan nhiều nhất Dungdịch bão hòa ở 20°c là 80% khôi lượng và ở 50°c là 87% khôi lượng so với

rượu ngang bằng với những đường khác Tính chất này làm cho fructose trở nênhữu dụng trong syrup bánh kẹo - syrup đòi hỏi nồng độ cao và không kết tinh khi cómặt của rượu cồn

Nhiệt độ

Hình 1.22: Độ tan của acesulfame-K phụ thuộc vào nhiệt độ

Sỏrbrt&l-•-Xylỉt&l

-*-S^och

^roÊẼ

M3ltitol

~Erựthrltol

b^rTaltMannitol

-•-Nhiệt độ (»CD

g A c e s u l f o m * K /1 0 0 m l

Ngoài ra độ tan còn phụ thuộc vào cấu trúc đường, trạng thái tập hợp đường

và thành phần đường

đó

giảm và đối với mỗi hỗn hợp có đỉnh cực đại khác nhau

năng hòa tan của saccharose

Khả năng hòa tan của các loại đường khác nhau đóng vai trò quan trọng trongcông nghiệp sản xuất bánh kẹo Hai tác dụng không mong muôn dưới đây sẽ xảy ranếu ta khổng quan tâm đến độ tan tương đốì của đường:

- Vi sinh vật: nếu nồng độ chất rắn trong dung dịch thấp hơn 75%w/w thì

nấm mốc và nấm men sẽ phát triển, kết quả là xuất hiện sự lên men và thường dẫnđến hư hỏng sản phẩm

- Kết tỉnh, sự nổi hạt: với tỷ lệ không đúng các loại đường khác nhau sẽ gây

ra hiện tượng kết tinh không mong muôn và cấu trúc sản phẩm sẽ thay đổi

Với những loại đường kể trên thì saccharose, dextrose và fructose thì hầu như

là rất có khả năng gây ra hai hiện tượng trên lên bánh kẹo

Độ nhớt của dung dịch đường saccharose là lớn nhất Độ nhớt cao gây khókhăn trong quá trình nấu kẹo, cần động cơ cánh khuấy cao Kết hợp khả năng hòatan và độ nhớt rất có lợi trong sản xuất bánh kẹo.

1.3.3.1 Thế nào là trạng thái kết tinh? Trạng thái kết tinh là một dạng của sự

tạo thành tinh thể, ở đó các nguyên tử được sắp xếp theo một quy luật nhất định lặp

đi lặp lại liên tục trong toàn tinh thể

1.3.3.2 Anh hưởng của trạng thái kết tinh đến sản xuất bánh kẹo:

Một trong những ảnh hưởng chính liên quan đến sự thay đổi trạng thái trongquá trình sản xuất kẹo là sự kết tinh các chất trong dung dịch syrup bão hòa

Khi dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa và quá bão hòa thì xảy ra hiện tượngchuyển pha từ lỏng sang rắn Nếu quá trình hóa rắn nhanh, các phân tử chưa kịp sắpxếp lại với nhau theo các quy luật thì sẽ có dạng vô định hình; ngược lại, nếu thờigian đủ dài hay có các điều kiện cụ thể thì sẽ xuất hiện quá trình kết tinh Trước hết

là sự tạo mầm tinh thể sau đó thì các mầm tinh thể này sẽ lớn dần lên

Sự xuất hiện các mầm tinh thể là một quá trình phức tạp, xảy ra ngẫu nhiên vàđôi khi rất khó kiểm soát, nên trong sản xuất một sô" loại kẹo có chứa tinh thểđường thì người ta thường cho vào các mầm tinh thể có sấn để tạo điều kiện thuđược chất lượng đường tinh thể mong muôn trong loại kẹo đó

Các nghiên cứu cho thấy các yếu tô" ảnh hưởng chính đến sự lớn dần lên củatinh thể là hiệu sô" nồng độ của dung dịch đường quá bão hòa và nồng độ của lớpdung dịch trên bề mặt tinh thể Ngoài ra độ nhớt của dung dịch, nhiệt độ hay bề dàycủa lớp phim vật liệu cũng quyết định đến quá trình lớn lên của mầm Cho nêntrong sản xuất kẹo muôn không xuất hiện các tinh thể đường thì ta có thể căn cứvào những cơ sở trên để điều chỉnh thành phần nguyên liệu nhằm tạo ra được dungdịch syrup có tính chất phù hợp

Ngoại trừ những loại kẹo cần có chứa những tinh thể đường thì sự xuất hiệntinh thể đường trong sản xuất bánh kẹo là một hiện tượng không mong muôn vì nó

sẽ làm giảm giá trị cảm quan của bánh kẹo

Trong sô" các loại đường, lactose kết tinh từ từ nếu khổng gieo mầm và sự kếttinh từ từ này tạo ra những tinh thể sạn lớn Saccharose làm giảm đáng kể khả nănghòa tan của lactose và nhân tô" này phải được nghiên cứu kỹ nếu dùng lactose haysữa có hàm lượng chất tan cao trong sản xuất bánh kẹo, mặt khác, cấu trũc sạn khóchịu sẽ xuất hiện trong quá trình bảo quản

hòa tan là lượng nhiệt cần hấp thu hay tỏa ra của một chất để làm tan chảy chất đó

LACTITOLM ■

DEXTROSE M MANNITOl ERYTHRITOl

MALT IT OL

SUCROSE FRUCTOSE

kcalflqg

Hình 1.25: Nhiệt hòa tan của các polyol

Tất cả polyol có tác dụng làm mát ít nhiều do nó, điều này có thể có giá trịtrong một vài sản phẩm nhưng lại có hại trong những sản phẩm khác

Nhiệt hòa tan làm ảnh hưởng đến lượng nước và lượng nhiệt cần thiết để hòatan đường khi làm kẹo Đôi với đường ít thu nhiệt thì cần nhiều nước nóng hơn sovới đường thu nhiệt nhiều

2*4* 1 ^phản ứ nụ /ìỉiiỉlliiưil: [ 1], [ 18], [20], [28], [29]

ra giữa đường khử và nhóm amin của protein hoặc acid amine có trong thực

phẩm ở nhiệt độ thích hợp, nó gây ra sự hóa nâu của các chất phi enzym

Mặc dù đã được dùng từ những năm xa xưa nhưng phản ứng này mới

được đặt tên sau khi nhà hóa học Louis-Camille Maillard nghiên cứu về nó

trong những năm 1910

Hình 1.24: Độ giảm nhiệt độ khi hòa tan các polyol

tự hóa nâu -Thịt nướng-Sữa bột hay sữa cô đặcPhản ứng này là nền tảng cho công nghiệp mùi vị vì loại acid amine

quyết định đến kết quả mùi vị sản phẩm của phản ứng Maillard bị sậm màu,

giảm khả năng hòa tan protein, tăng vị đắng, giảm giá trị dinh dưỡng của

acid amine như ly sine

1.4.1.2.1 Anh hưởng của acỉd amine và đường:

Các acid amine tham gia phản ứng khác nhau tùy nhiệt độ, pH và lượng nước.Theo Kretovic, acid amine có khả năng phản ứng và cho sản phẩm màu

mạnh nhất là glicocol, alanine, asparagine Xystine và tyrozine trái lại cho

sản phẩm màu yếu nhất Nhưng cho mùi mạnh hơn cả là valine và leusine

Glicocol cho màu rất đậm, mùi của bia và vị hơi chua Alanine phản ứng

chậm hơn, cho sản phẩm tương tự Phenylalanine phản ứng rất chậm, tạo

thành sản phẩm có màu nâu sẫm, mùi thơm hoa hồng Leusine cho sản phẩm

có màu không đáng kể, nhưng có mùi bánh mì rõ rệt Acid glutamic có hoạt

độ cao, nhưng cho sản phẩm có màu nhạt

Protein, peptite, amine, amon, và 1 số chất chứa Nitơ khác cũng có khả

năng phản ứng với đường khử tạo thành chất có màu sẫm Chẳng hạn di- và

tripeptit phản ứng mãnh liệt với xilose, arabinose Các protein sở dĩ tương

tác được với

GVHD: Trần Thị Thu Trà

Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm

protein càng nhiều thì khả năng tạo Maillard càng

mạnh Khả năng tham gia phản ứng của acid amine phụ

thuộc rất mạnh vào độ dài mạch Cacbon, vị trí của nhóm amin so với nhómcarbocyl Nhóm amin càng xa nhóm carbocyl thì tham gia phản ứng càng mạnh mẽhơn acid monoamine, a-acid amine hoạt động kém hơn ß-acid amine

Cường độ cứa phản ứng cũng phụ thuộc bản chất đường khử Glucose phản ứng

mãnh liệt nhất, sau đến galactose và lactose Theo Kretovic, fructose phản ứngnhanh hơn glucose, còn các pentose (arabinose, xilose) lại có hoạt động cao nhất.Đường pentose phản ứng mạnh hơn đường hexose và đường hexose phản ứng mạnhhơn disaccharide Saccharose khổng phản ứng với acid amine Maltose cũng phản

ứng như glucose Như vậy điều kiện cần thiết để tạo phản ứng Maillard là có nhóm

carbonyl.

Cường độ của phản ứng Maillard còn phụ thuộc nồng độ đường Tỉ lệ giữa acid

amine và đường thích hợp nhất là 1/2 hay 1/3 Cùng với việc tăng hợp phần, đườngthừa sẽ làm cho sản phẩm Maillard tạo được có dạng hòa tan ngay cả khi nồng độrất cao Do đó người ta có khuynh hướng xê dịch tỉ lệ về phía tăng hàm lượngđường

Nói chung phản ứng có thể tiến hành ngay cả khi nồng độ acid amine khổngđáng kể và tỉ lệ acid amine/đường rất bé, 1/40 thậm chí 1/300

1.4.1.2.2 Anh hưởng của nước và hoat đô nước:

Để phản ứng Maillard tiến hành cực đại thì xung quanh mỗi phân tử proteinphải tạo nên lớp đơn phân glucose và lớp đơn phân nước Như vậy, sự có mặt củanước là điều kiện cần thiết để tiến hành phản ứng Nồng độ chất tác dụng càng cao,lượng nước càng ít thì tạo thành melanoidin càng mạnh

Tốc độ phản ứng Maillard tăng khi hoạt độ của nước tăng và tốc độ đạt cựcđại khi hoạt độ của nước trong khoảng 0,6 - 0,7 Tuy nhiên, phản ứng Maillard tạo

ra nước làm ảnh hưởng đến hoạt độ của nước và do đó có thể kiềm hãm phản ứngMaillard

1.4.1.2.3 Anh hưởng của nhiêt đổ và pH moi trường:

Ở 0°c và dưới 0°c, phản ứng Maillard không xảy ra Cùng với sự tăng nhiệt

độ, vận tốc phản ứng tăng lên rất mạnh mẽ Ớ các nhiệt độ khác nhau, các sản phẩmtạo thành cũng khác nhau Người ta thấy ở nhiệt độ từ 95 - 100°c, phản ứng sẽ chocác sản phẩm có tính chất cảm quan tốt hơn cả Khi nhiệt độ quá cao thì các sảnphẩm Maillard tạo được sẽ có vị đắng và mùi khét

Phản ứng Maillard có thể tiến hành trong một khoảng pH khá rộng, tuy nhiêntrong môi trường kiềm phản ứng nhanh hơn vì khi đó nhóm amine sẽ không bị mấttác dụng Trong môi trường acid (pH < 3), quá trình tạo sản phẩm Maillard thể hiệnrất yếu, chủ yếu là sự phân hủy đường Cùng với sự tăng nhiệt độ phản ứng sẽ tăngnhanh ngay cả khi trong môi trường acid (pH = 2)

Dựa vào mức độ màu sắc các sản phẩm có thể chia phản ứng thành 3 giai đoạn

kế tiếp nhau

-Giai đoạn 1: gồm phản ứng ngưng tụ carbonylamin và phản ứng chuyển vị

Amadori; sản phẩm không màu, không hấp thu ánh sáng cực tím

- Giai đoạn 2: gồm phản ứng khử nước của đường, phân hủy đường và các hợp

chất amin; sản phẩm không màu hay màu vàng, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím

-Giai đoạn 3: gồm phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hóa aldehydamin, tạo

Như đã nói ở trên, glucose phản ứng mãnh liệt nhất, sau đến galactose vàlactose Theo Kretovic, fructose phản ứng nhanh hơn glucose, còn các pentose(arabinose, xilose) lại có hoạt động cao nhất Đường pentose phản ứng mạnh hơnđường hexose và đường hexose phản ứng mạnh hơn disaccharide Saccharose khổngphản ứng với acid amine Maltose cũng phản ứng như glucose

6-acetyl-l,2,3,4-tetrahydropyridine chịu trách nhiệm tạo màu cho bánh bích quy hay cracker

- giông như mùi hiện có của các sản phẩm nướng như bánh mì, bỏng ngô rang, bánhngô 2-acetyl-l-pyrroline là một loại mùi hương của gạo rang Cả hai hợp chất này

có ngưỡng cảm nhận mùi dưới 0,06 ng/1

(a)

Hình 1.27: Công thức cấu tạo của 6-acetyl-l,2,3,4-tetrahydropyridine(a) và

2-acetyl-l-pyrroline (b)

1.4.2 ^phảii ứíiíỊ @£uwưnjel: [ 1] ý [ 18], [20], [28]

trên nhiệt độ nóng chảy của nó

Nói một cách đơn giản, phản ứng Caramel là phản ứng tách nước ra khỏiđường (như saccharose hay glucose), tiếp sau đó là các phản ứng đồng phân hóa vàtrùng hợp

Chẳng hạn với saccharose, sơ đồ phản ứng Caramel hóa như sau:

Khi ở nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelans(Cị2H18C>9 hay C24H36018) có màu vàng:

Và mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelins có màu nâu đen

Sự biến nhiệt của đường gây ra vị ngọt đắng tương tự với mật đường Caramelđược sử dụng trong hương liệu và làm tăng vị cho thực phẩm bao gồm đườngcaramel, bánh ngọt và bánh bích quy Khi đường tinh khiết được Caramel hóa thì nótrở thành Caramel Phản ứng Caramel tạo ra màu và mùi vị mong muôn cho các loạibánh mì, cà phê, rau quả, bia và đậu phộng Những ảnh hưởng không mong muôncủa phản ứng Caramel là mùi đường cháy và vị khét

Giông như phản ứng Maillard, phản ứng Caramel là một loại phản ứng hóanâu phi enzyme Tuy nhiên không giông với phản ứng Maillard ở chỗ phản ứngCaramel là một quá trình tự oxi hóa còn phản ứng Maillard là một phản ứng vớiacid amine

Khi quá trình xảy ra, các hợp chất hóa học dễ bay hơi thoát ra tạo nên mùiCaramel Khi quá trình Caramel hóa có liên quan đến saccharose thì ta phải thêmmột phân tử nước vào saccharose để phân tách nó thành glucose và fructose làmtăng khôi lượng đường

Phản ứng Caramel xảy ra ở nhiệt độ tương đối cao khi so sánh với những phản

ứng hóa nâu khác và nó phụ thuộc vào loại đường Bảng 1.7 chỉ ra nhiệt độ bắt đầuphản ứng Caramel của một vài loại carbohydrate thông dụng Bảng này dựa vào độtinh khiết của carbohydrate Trong một thực phẩm có nhiều loại carbohydrate khácnhau và những thành phần khác, tất cả đều ảnh hưởng đến nhiệt độ phản ứng

Caramel cũng như những bước xảy ra phản ứng do đó tạo ra màu và mùi vị khácnhau.

Bảng 1.7 : Nhiệt độ bắt đầu phản ứng Caramel của một vài loại carbohydrate thông

độ thấp hơn điểm nóng chảy của đường Ví dụ như, saccharose có thể bắt đầu biến

Trên thực tế, phản ứng Caramel là một loạt những phản ứng hóa học phức tạpvẫn chưa được hiểu rõ

Phản ứng Caramel bắt đầu bằng sự nấu chảy đường ở nhiệt độ cao, tiếp sau đó

là quá trình sôi tạo bọt ơ giai đoạn này, saccharose phân hủy thành glucose vàfructose Tiếp theo là bước cô đặc, ở bước này, những đường đơn bị mất nước vàphản ứng với nhau và tạo thành những hợp chất như difructose-anhydride Bước kếtiếp là đồng phân hóa aldose thành ketose và những phản ứng tách nước thêm nữa.Những phản ứng cuối cùng bao gồm phản ứng phân đoạn (tạo mùi) và phản ứngtrùng hợp (tạo màu)

Những giai đoạn khác nhau của phản ứng Caramel được nhận biết qua tên dựatrên đặc điểm của sản phẩm, xem bảng 1.8 Dạng thread cho biết đường có thể đượcnhào thành thread mềm hay cứng Dạng ball cho biết là đường có thể đổ khuônđược Dạng crack cho biết đường có thể cứng khi để nguội (và có thể bể vỡ ra) Chỉkhi có màu xuất hiện thì mới gọi là caramel

Báng 1.8 : Các giai đoạn của phán ứng caramel saccharose

Không màu, rắn chắc khi làm nguội, không thay đổi mùi

vị Dùng trong kẹo mềm caramel

Không màu, rắn chắc khi làm nguội, không thay đổi mùi

vị Dùng trong kẹo hơi cứng (semi-hard candy

Hình ảnh Nhiệt độ, °c

BướcNướcbốchơi

100

SmallThread

102

104Large

ThreadSmallBall 110- 115 Không màu, khi làm nguội thì mềm vừa,

không thay đổi mùi vị Dùng làm lđpphủ trên bề mặt kẹo, làm bánh trứngđường, kẹo mềm fondant, kẹo mềmfudge và kẹo dẻo

Không màu, mềm khi làm nguội, khôngthay đổi mùi vị Dùng làm mặt bóng haylớp phủ

Không màu, không thay đổi mùi vị

Dùng trong mứt trái cây

Đường tan chảy và các chất bẩn nổi trên

bề mặt

Đặc điểm và ứng dụng

165- 166

HardCrack7

168Extra-

hardCrack

Light

10 MediumCarmel

180-188

DarkCarmel 188 - 20411

BlackJack

12 210 Được biết như màu “máu khỉ”

(monkey’s blood), ơ giai đoạn này,đường bị phân hủy thành carbon tinhkhiết Có mùi vị cháy khét

Không màu, cứng khi làm nguội, khôngthay đổi mùi vị Dùng trong kẹobutterscotch và kẹo cứng.

Có màu nhạt, khi làm nguội thì tạomãnh vỡ giông thủy tinh, không thayđổi mùi vị Dùng trong kẹo cứng

Màu hổ phách tái đến màu nâu vàng,giàu hương

Màu rất tôì và đắng, có mùi cháy Dùng

để tạo màu nhưng kém ngọt

Từ màu nâu vàng đến màu nâu hạt dẻ,giàu mùi vị

1.4.2.4 Khả năng tham gia phản ứng Caramel của các chất tạo vị

Caramel là một trong những loại phản ứng hóa nâu quan trọng trong thực

phẩm bên cạnh những phản ứng như Maillard và sự hóa nâu của enzyme Phản ứngCaramel gây ra những biến đổi quan trọng trong thực phẩm không chỉ về màu sắc

mà còn về mùi vị

Trong suốt phản ứng Caramel có tạo ra một vài hợp chất mùi cũng như cácsản phẩm caramel trùng hợp Caramel là một hỗn hợp phức tạp gồm nhiều thànhphần có phân tử lượng lớn khác nhau Chúng có thể được chia thành 3 nhóm:

- Caramelans (C24H36Oi8) (như bước 8 và 9 trong bảng 1.8)

- Caramelens (C36H5o0 2 5) (như bước 10 và 11 trong bảng 1.8)

- Caramelins (C125H188O80) (như bước 12 trong bảng 1.8)Những polymer này thường dùng để tạo màu cho các sản phẩm bánh kẹo

Phản ứng Caramel cũng đưa đến việc hình thành mùi vị Diacetyl là một hợpchất mùi quan trọng, nó được sinh ra trong suốt những giai đoạn đầu của phản ứngCaramel Diacetyl là nguyên nhân chính tạo ra mùi trong kẹo bơ (buttery) hay kẹo

bơ đường (butterscotch) Diacetyl không những được hình thành qua phản ứngCaramel mà còn được sản sinh ra bởi vi khuẩn trong các sản phẩm lên men như bia,yoghurt

Bên cạnh diacetyl hàng trăm hợp chất mùi khác cũng được sinh ra ví dụ nhưcác furans như hydroxymethylfurfural (HMF) và hydroxyacetylfuran (HAF), cácfuranones như hydroxydimethylfuranone (HDF), dihydroxydimethylfuranone(DDF) và maltol từ disaccharides và hydroxymaltol từ monosaccharides Và maltol(E636) có mùi giông bánh mì mới nướng và được dùng như một chất làm tăng mùitrong bánh mì và bánh ngọt

1.S Khả nẫng tiêu hóa:

1.5 / ^Đinh Híịhĩu: [19]

Khả năng tiêu hóa bao gồm các quá trình cơ học, như nhai, nhào trộn, nghiềnnhuyễn thực phẩm, cũng như các hoạt động hóa học của enzym tiêu hóa và nhữngchất khác như mật Sự tiêu hóa hóa học bắt đầu trong miệng với hoạt động của nướcbọt lên thực phẩm, nhưng hầu hết diễn ra ở dạ dày và ruột non, nơi thức ăn là đốìtượng của dịch vị, dịch tụy và succus entericus

/,5,2 Si) sánh ízhủ tiăễiạ tiều hóa eỉííL ừáe chất tíLú ÍIÍỊÚt: [28]

Khả năng tiêu hóa lactose: Để tiêu hóa được lactose cần có enzyme lactase

(Ị31-4 disaccharidase) được tiết ra bởi lông tơ của ruột (intestinal villi) và enzymenày phân cắt phân tử lactose thành glucose và galactose dễ hấp thụ Vì lactose cómặt trong hầu hết các loại sữa nên hầu hết những chỗ có thể sinh ra enzyme lactasedần cạn kiệt và khi đó cơ thể con người không còn khả năng chuyển hóa lactose Do

đó sự mất lactase cũng là một loại bệnh ở người trưởng thành

Khả năng tiêu hóa xylitol: được cơ thể hấp thu chậm nhưng hoàn toàn Tiêu thụ

một lượng lớn xylitol ảnh hưởng đến nhuận tràng

Khả năng tiêu hóa sorbitol: Sorbitol được dùng trong cơ thể và 98% sorbitol

trong thực phẩm được tiêu hóa và 2% bị thải ra ngoài, trong cơ thể, sorbitol đượctiêu hóa kém, nó phân hủy chậm tạo thành glucose Lượng lớn sorbitol (khoảng 50ghay hơn đốì với người lớn) có thể dẫn đến đau bụng, đầy hơi và tiêu chảy nhẹ đếnnặng hay thậm chí gây ra những vấn đề nghiêm trọng về dạ dày Sorbitol cũng cóthể làm nặng hơn những bệnh ở ruột Bệnh màng lưới (retinopathy) và bệnh thầnkinh (neuropathy) của những người bệnh đái tháo đường có thể liên quan đến hàmlượng quá mức sorbitol trong tế bào mắt và thần kinh Có quá nhiều sorbitol trong

tế bào có thể gây phá hủy tế bào

Khả năng tiêu hóa maltitoỉ: Do nó được tiêu hóa chậm nên sự tiêu thụ quá mức

có thể gây ảnh hưởng đến nhuận tràng và nó thường gây ngạt và / hoặc sưng phùlên Vì vậy đốì với những người có vấn đề về hậu mổn thì nên chắc chắn là khổngnên dùng maltitol hay những loại rượu đường tương tự khác Maltitol dễ dàng đượcdùng trong thực phẩm với một lượng khổng lồ (do nó có những tính chất giông vớiđường) nên nó sẽ trỡ thành một chất độc đốì với thành dạ dày

Khả năng tiêu hóa steviosìde: Sự chuyển hoá của Stevioside rất chậm (hệ sô"

tiểu

Khả năng tiêu hóa saccharin: Saccharin đi trực tiếp qua hệ thông tiêu hóa của

người mà không được tiêu hóa Nó không ảnh hưởng đến mức insulin trong máu vàkhông tạo năng lượng

Khả năng tiêu hóa cyclamate: ơ người, cyclamate được hấp thụ từ ruột và được

bài tiết mà không qua chuyển hóa của thận Một sô" ít người có diễn ra sự chuyểnhóa cyclamate một lượng cyclamate dưới tác dụng của vi khuẩn ở phần ruột dưới.Theo nghiên cứu thì lượng cyclamate chuyển hóa > 0,2% lượng cyclamate sử dụngvào cơ thể mỗi ngày

Khả năng tiêu hóa acesuỉfame-K: Nó không được chuyển hóa hay tồn trữ trong

cơ thể, được cơ thể hấp thụ nhanh chóng và sau đó đào thải ra ngoài

Khả năng tiêu hóa aspartame: Aspartame bị thủy phân hoàn toàn trong quá

trình tiêu hóa thành một lượng methanol và acid amine aspartic acid vàphenylalanine Những thành phần này sau đó được hấp thụ vào máu và được cơ thể

sử dụng theo cách giông như khi chúng bắt nguồn từ những thức ăn và đồ uổng

khác Không có sự tích lũy aspartame hay thành phần của nó trong cơ thể conngười.

Khả năng tiêu hóa sucralose: Không chuyển hóa, bị bài tiết ra ngoài theo phân

và nước tiểu Một lượng sucralose ăn vào không để lại dạ dày, chúng được thải raqua phân và chỉ có 11 - 27% được hấp thụ Sucralose dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật

và giải phóng ra môi trường

Chương 2: NHỮNG CHẤT TỢO NGỌT sử DỤNG TRONG

Tên hóa học: 6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol

Từ đồng nghĩa với D-glucose: dextrose

Đồng phân của D-glucose: a-D-glucose; yổ-D-glucose

Khôi lượng phân tử: 180,16 g/mol

Nhiệt nóng chảy: a-D-glucose: 146°C; P-D-glucose: 150°c

Glucose là một monosaccharide (hoặc đường đơn), là một carbohydratequan trọng trong sinh học Tế bào sử dụng nó như một nguồn năng lượng và làchất chuyển hóa trung gian (metabolic intermediate) Glucose là một trong nhữngsản phẩm chính của quá trình quang hợp và bắt đầu hổ hấp của tế bào ở cả tế bào

prokaryote và eukaryote Tên glucose xuất phát từ tiếng Hy Lạp là glykos có nghĩa

là ngọt, cộng thêm hậu tô" “-ose” có nghĩa là carbohydrate

Dạng D-glucose thường được gọi là dextrose (dextrose monohydrate), đặcbiệt trong công nghệ thực phẩm L-glucose không được tế bào sử dụng

Cấu trúc:

nó được biết như là aldohexose Phân tử glucose có thể tồn tại như một vòng hở(acyclic) và vòng kín (cyclic) (cân bằng nhau) Dạng vòng kín là kết quả của phảnứng nội phân tử giữa nguyên tử carbon aldehyde và C-5 nhóm hydroxyl để tạothành hemiacetal nội phân tử Trong dung dịch nước, cả hai dạng đều tồn tại cânbằng và ở pH 7 thì mạch vòng chiếm ưu thế hơn Một vòng chứa 5 nguyên tửcarbon và 1 nguyên tử oxy, tương tự cấu trúc của pyran, do đó glucose mạch vòng

được biết như là glucopyranose Trong vòng này, mỗi nguyên tử carbon được liênkết với nhóm hydroxyl về một phía với sự ngoại lệ của nguyên tử carbon thứ 5,

Đồng phân:

Đường aldohexose có 16 đồng phân lập thể quang học Có sự phân chia thành

2 nhóm L và D với 8 loại đường Glucose là một trong những loại đường này L và

D-glucose là hai đồng phân lập thể Chỉ 7 trong số 8 loại đường được tìm thấy trong

các sinh vật sông, trong đó D-glucose (Glu), D-galactose (Gal) and D-mannose(Man) là quan trọng nhất

Các dạng của dextrose: dextrose có thể tồn tại ở 3 dạng:

1 a-D-Glucose thủy hợp (a Dextrose hydrate): dạng tinh thể này xuất hiệntrong dung dịch cô đặc ở nhiệt độ dưới 50°c

2 a-D-Glucose khan: dạng tinh thể này hình thành trong dung dịch cô đặc ởnhiệt độ trong khoảng 50-110°c

3 P-D-Glucose khan: dạng này được tách ra khi dung dịch được kết tinh ởnhiệt độ trên 110°c (đặc biệt là trên 115°C)

2.2.7.7.2.2 Phương pháp thu nhận:

và quả mọng cũng như trong mật ong rất dồi dào dextrose

Phương pháp 1: Glucose thu được bằng việc phân tách glycogen ở động vật

và nấm, được biết như là quá trình glycogenolysis

Phương pháp 2: Thu nhận bằng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid

hoặc bằng enzyme

Quá trình này được biết như là “sự đường hóa”, tinh bột bị thủy phân hoàntoàn thành glucose dùng xúc tác enzym glucoamylase từ nấm Aspergillus niger.Điều kiện đặc trưng của phản ứng là pH 4,0 - 4,5; 60°c và nồng độ carbohydrate từ

30 - 35% khôi lượng Trong những điều kiện này, tinh bột chuyển hóa thànhglucose với hiệu suất 96% trong 1 - 4 ngày Dùng dung dịch loãng hơn có thể đạtđược hiệu suất cao hơn, nhưng đòi hỏi thiết bị phản ứng lớn hơn và lượng nướcnhiều hơn nên nhìn chung là không kinh tế Dung dịch glucose thu được đem đi lọc

cấp(multiple-effect

evaporator) Quá trình kết tinh nhiều lần tạo D-glucose rắn

2.1.1.1.1.3 Đặc điểm:

Vai trò như là một nguồn năng lượng: Glucose là nguồn nguyên liệu tồn tại ở

khắp mọi nơi trong sinh vật học Nó được xem là nguồn năng lượng cho hầu hếtsinh vật, từ vi khuẩn đến con người Dùng glucose như là sự hô hấp của vi sinh vật

Ưa khí hoặc kị khí (lên men) Carbohydrate là nguồn năng lượng chính yếu cho cơ

thể con người, thông qua hô hấp hiếu khí, cung cấp khoảng 4KCal (17KJ) nănglượng / lg thực phẩm.

Vai trò của glucose trong sự thủy phân glucose:Dùng glucose như nguồn năng

lượng trong tế bào theo con đường hô hấp hiếu khí hoặc kị khí

Vai trò là một chất tiền thân:Trong thực vật và hầu hết động vật, nó là tiền thân

để sản xuất vitamin c (acid ascorbic).Glucose được dùng như là chất tiền thân choviệc tổng hợp một vài chất quan trọng Dung dịch tinh bột, tinh bột, cellulose vàglycogen (“tinh bột của động vật”) là những polyme glucose phổ biến(polysaccharide) Glucose kết hợp với írutose tạo saccharose

Công thức hóa học của fructose là C 6 Hj 2 0 6 Fructose tinh khiết có độ ngọt tương

tự đường mía nhưng nó có mùi trái cây Mặc dù fructose là một hexose (đường có6C), nhưng nó thường tồn tại ở dạng vòng 5 (một furanose) cấu trũc này tham giavào chuỗi hô hấp dài và mức độ phản ứng cao hơn glucose

Những đồng phân:

fructose có cùng cấu hình ở tại cacbon áp cuối của nó như glyceraldehyde Fructose là một chất ngọt hơn glucose do cấu trúc stereomerismcủa nó

D-2.1.1.1.2.2 Phương pháp thu nhận :

un

Câu tạo các đồng phân của fructose

Fructose có trong mật ong, trái cây, quả mọng, dưa và trong một vài loại rau

củ như củ cải đường, khoai lang, củ cải vàng, củ hành và thường ở dạng kết hợp vớisaccharose và glucose Fructose cũng được sinh ra từ sự tiêu hóa saccharose

2.1.1.1.2.3 Đặc điểm:

Khả năng hòa tan: fructose rất tan trong nước và nó tan nhiều nhất so với tất cả

là 87% khôi lượng so với saccharose ở 20°c là 67% và ở 50°c là 72% Khả năng

hòa tan của nó trong rượu ngang bằng với những đường khác Tính chất này làmcho nó trở nên hữu dụng trong syrup bánh kẹo - syrup đòi hỏi nồng độ cao vàkhông kết tinh khi có mặt của rượu cồn

Tính hút ẩm: fructose khi tan trong dung dịch đặc (strong solution) thì nó rất

hút nước Tính chất này đánh giá được bánh kẹo đem phơi ở ngoài là không đượcphép nhưng việc sản xuất fructose bằng cách chuyển hóa kẹo làm từ mật đường làtránh bởi vì ẩm sẽ tăng gây hiện tượng nhầy nhớt Fructose ngậm nước kết tinhcũng rất hút ẩm Độ ẩm của nó thường nhỏ hơn 0,1%

Nhiệt độ nóng chảy: nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ của fructose là từ 102- 104°c.

Fructose cũng góp phần “kìm kẹp” (chelate) các nguyên tô" khoáng trong

máu Tác dụng này đặc biệt quan trọng đối với những chất khoáng vi lượng như

đồng, crom, kẽm Bởi vì những chất tan này tồn tại với một lượng rất nhỏ, sự kìmkẹp một lượng nhỏ sất có thể dẫn đến bị thiếu sất, làm giảm hệ thông miễn dịch vàthậm chí kháng insulin - một nguyên nhân của bệnh tiểu đường loại II

Fructose được dùng như là chất thay thế saccharose vì nó rẻ và ít ảnh hưởng đến

lượng đường huyết Thường fructose được dùng dưới dạng syrup ngũ cốc giàufructose - được gọi là syrup giàu ngũ cốc, đã được xử lý bởi enzym glucoseisomerase Enzym này chuyển một phần glucose thành fructose vì vậy mà ngọt hơn.Trong khi hầu hết các carbohydrate cung cấp bằng năng lượng nhưng fructose thìngọt hơn và các nhà sản xuất chỉ cần dùng một lượng ít cũng có thể cho kết quảtương tự với những carbohydrate khác

H— c —OH

I

HO — c HI

HO — c H

H — c O H

I

CH 2 OHHình 2.4: Công thức cấu tạo của galactose

Cấu tạo: Galactose (Gal) (còn được gọi là đường não) Galactose có công thứchóa học là C6Hi206, khôi lượng phân tử là 180,08 và nhiệt nóng chảy là 167°c.Nhóm -OH đầu và cuối nằm ở cùng một phía và nhóm -OH thứ 2, thứ 3 ở phía cònlại D-galactose có cấu hình của c áp chót giông với D-glyceraldehyde Galactose làmột đồng phân quang học của glucose

Galactose là một monosacchride, nếu kết hợp với glucose sẽ tạo thành lactosedisaccharide

2.1.1.1.3.2 Phương pháp thu nhận:

Được tìm thấy trong các sản phẩm sữa, trong củ cải đường, gum và chất nhầy

Nó được tổng hợp bởi cơ thể người, tại đây nó tạo thành một dạng glycolipid vàglycoprotein trong một vài loại mô

Thủy phân lactose bởi xúc tác là enzyme lactase, một P-galactosidase được

sản xuất bởi lac operon trong Escherichia coli (E coli), tạo thành glucose và

galactose Trong cơ thể con người, glucose chuyển hóa thành galactose để kíchthích tuyến vú có thể tiết ra lactose

Thủy phân hemicelluose cũng tạo ra galactose

2.1.1.1.33 Đặc điểm:

Nó được xem là chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng vì nó là thực phẩm tạonăng lượng Galactose ít ngọt hơn glucose và tan ít trong nước

Có 3 sự rối loạn quan trọng liên quan đến galactose:

- Galactosemia (sự thiếu hụt galactokinase) gây ra bệnh đục nhân mất và chậmphát triển trí não Nếu một chế độ ăn kiêng không có galactose (galactose-free) đưa ra thích đáng từ sớm thì bệnh đục nhân mắt sẽ bị đẩy lùi mà không

để lại biến chứng tuy nhiên tổn thất trí não là vĩnh cửu

- Thiếu ƯDP galactose-4-epimerase là điều cực kỳ hiếm (chỉ có 2 trường hợpđược nói biết đến) Nó gây ra bệnh điếc (nerve deafness)

- Thiếu enzyme Galactose-1-phosphate uridyl transferase là một vấn đề khógiải quyết nhất, vì một chế độ ăn kiêng khổng có galactose không có tác dụnglâu dài