Phụ gia trong sữa và sản phẩm làm từ sữa

Phụ gia trong sữa và sản phẩm làm từ sữa Ngày nay phụ gia được biết đến như là chất không thể thiếu trong công nghệ thực phẩm. Chất phụ gia thêm vào thực phẩm sẽ giúp cho thực phẩm ổn định cấu trúc, tăng hương vị, màu sắc, thời gian bảo quản.

1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……… 3

I CHẤT TẠO VÀ ỔN ĐỊNH CẤU TRÚC……… 4

1 Disodium hydrogen phosphate……….4

2 Dipotassium phosphate……… 7

3 Gôm đậu Carob……… 8

4 Gôm Guar……… 9

5 Gôm Gellan………11

6 Sodium polyphosphate……… 13

7 Sodium bicarbonate……… 14

II CHẤT NHŨ HÓA……… 17

1 Lecithine……… 20

2 Pectin……… 23

3 Alginate……… 28

4 Carrageenan………31

5 Arabic gum……… 36

6 CMC……… 37

III CHẤT CHỐNG OXY HÓA……… 39

1 BHT: Butylated Hydroxytoluene……… 42

2 BHA: Butylated Hydroxyanisole……….45

3 TBHQ: Tert-Butyl Hydroquinone……… 48

4 PG: Propyl Gallate……… 50

5 Tocopherol……… 51

2

6 Acid Ascorbic, muối acid ascorbic, nhóm ascorbyl……….55

7 Acid Citric……….58

IV CHẤT BẢO QUẢN……… 60

1 Acid Sorbic……… 60

2 Acid Benzoic……… …………64

3 Nisin……… 67

4 Ethyl para-hydroxybenzoat, Methyl para-hydroxybenzoat……….71

V CHẤT MÀU……… 75

1 Tatrazine……… 75

2 Sunset yellow……….77

3 Ponceau 4R……… 78

4 Amaranth……… 79

5 Allura red AC……… 80

6 Brilliant blue FCF……….82

VI CHẤT TẠO NGỌT TỔNG HỢP……….83

1 Acesulfam kali……… 83

2 Sucralose……… 86

VII CHẤT CÂN BẰNG ĐỘ CHUA VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ACID……….89

1 Acid lactic……… 89

2 Acid citric……… 92

3 Trisodium Citrate……….94

VIII HƯƠNG LIỆU TỔNG HỢP……… 95

Vanillin……… 96

3

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay phụ gia được biết đến như là chất không thể thiếu trong công nghệ thực phẩm Chất phụ gia thêm vào thực phẩm sẽ giúp cho thực phẩm ổn định cấu trúc, tăng hương vị, màu sắc, thời gian bảo quản Nhưng nếu lạm dụng phụ gia một cách quá đà sẽ gây ra ảnh hưởng không tốt đến chất lượng sản phẩm và sức khỏe người tiêu dung Để sử dụng tốt một loại phụ gia nào đó cần biết chính xác về tính chất hóa học, vật lí, hóa lí, sinh học của chúng, đồng thời cần đảm bảo tính an toàn tuyệt đối của phụ gia đó Sữa từ lâu đã là một thực phẩm tuyệt vời đối với sức khỏe con người, ngày nay công nghiệp sữa ngày càng phát triển, đòi hỏi chất lượng sữa phải luôn đảm bảo

về dinh dưỡng, cảm quan, vệ sinh an toàn thực phẩm Do đó việc sử dụng phụ gia cho sữa và các sản phẩm từ sữa là một điều tất yếu Và sử dụng như thế nào để làm tăng gia trị cảm quan, thời gian bảo quản mà không làm mất hay biến đổi cấu trúc, hương

vị của sản phẩm sữa là một vấn đề phức tạp Dưới đây là bài tiểu luận của nhóm 4 về những chất phụ gia sử dụng trong sữa và các sản phẩm sữa, trong quá trình làm bài và tìm hiểu tài liệu còn nhiều thiếu sót, mong cô và các bạn góp ý để bài tiểu luận của

nhóm được hoàn thiện hơn

4

I CHẤT TẠO VÀ ỔN ĐỊNH CẤU TRÚC

Nhóm chất tạo và ổn định cấu trúc là thành phần không thể thiếu khi nhắc đến phụ gia thực phẩm Nhóm này có rất nhều loại chất mang những công dụng khác nhau như: Chất làm dày, chất độn, chất làm bóng, chất ổn định, chất giữ ẩm, chất làm rắn chắc, chất tạo gel,… Sau đây chúng ta sẽ xét kĩ hơn về từng loại chất cũng như công dụng của chúng trong việc ổn định cấu trúc sữa (sữa bột, sữa tươi, sữa đặc,…) và các sản phẩm từ sữa (phô mai, bánh, kẹo, sữa chua, váng sữa,…)

1 Disodium hydrogen phosphate (E339ii)

1.1 Giới thiệu chung

Dinatri hydro phosphat (Na2HPO4) là muối natri của axit photphoric Nó là một loại bột trắng có tính hút ẩm cao và hòa tan tốt trong nước Do đó, được sử dụng như

là một chất phụ gia chống đóng vón trong các sản phẩm sữa bột

Cơ chế chung của chất chống đông vón

Các chất chống đông vón hoạt động bằng cách hấp thụ độ ẩm quá mức của thực phẩm hoặc bằng cách phủ các hạt làm cho chúng không thấm nước Một số chất chống đóng vón có thể hòa tan trong nước, những chất khác có thể hòa tan trong rượu hoặc các dung môi hữu cơ khác

Chất đóng vón còn được thêm vào thực phẩm để cải thiện dòng chảy Nếu không có các chất chống đóng vón, các máy bán hàng tự động như cà phê, sôcola sẽ không tạo ra được dòng chảy thường xuyên Sữa bột có thể đông lại với nhau trong quá trình đóng gói, chế biến, lưu trữ làm hư hỏng sản phẩm

Dinatri hydro phosphat còn được gọi là dinatri hydro orthophosphate, natri hydro phosphate hay sodium phosphate dibasic [1]

Chỉ số C.A.S 7558-79-4

Công thức hóa học Dạng khan: Na2PO4

Dạng hydrat: Na2PO4.xH2O

5

[2]

1.2 Đặc điểm- tính chất

Khối lượng phân tử 141.96 g/mol

Khối lượng riêng 0,5-1.2 g/cm 3

Trạng thái vật lý Bột tinh thể

Nhiệt độ nóng chảy 250oC (phân hủy)

Khả năng hòa tan trong nước 7.7 g/100 ml (20 °C)

1.3 Độc tố và liều lƣợng

Liều gây tử vong ước tính của phosphate natri là 50 g, gây kích ứng mạnh mẽ

và ban đỏ, phồng rộp [3]

Sử dụng trong sữa và các sản phẩm từ sữa:

Đồ uống từ sữa, có hương liệu và/hoặc lên men

(VD: sữa sô cô la, sữa cacao, bia trứng, sữa chua uống, đồ uống từ

whey…)

1320 mg/kg

Sữa lên men và sữa đông tụ bằng renin (nguyên chất), trừ các sản

phẩm thuộc mã nhóm thực phẩm 01.1.2 (đồ uống từ sữa)

1000 mg/kg

Đồ uống từ sữa, có hương liệu và/hoặc lên men (VD: sữa sô cô la,

sữa cacao, bia trứng, sữa chua uống, đồ uống từ whey…)

Cream (nguyên chất) và các sản phẩm tương tự

6

1.4 Phương pháp sản xuất

Bằng cách kết tủa canxi cacbonat từ dung dịch phosphate dicalcium với soda Các dinatri phosphate được sản xuất từ axit photphoric và natri cacbonat Disodium photphat thường được sản xuất bằng cách trung hòa axit photphoric với soda hoặc xút Độ kiềm natri cacbonat là không đủ cho sự hình thành của trisodium phosphate , xút phải được sử dụng trong bước này Muối khan thu được bằng cách khử nước trong máy sấy quay hoặc trực tiếp bằng cách sấy phun hoặc trong

lò quay

Phương pháp gia nhiệt và tinh chế acid phosphoric ướt được sử dụng trong sản xuất Trong những năm 1980, giải pháp có tính axit photphat ( CaHPO4 trong H3PO4) được xử lý bằng NaHSO4 , theo đó thanh lọc xảy ra thông qua lượng kết tủa của thạch cao Trung hòa với dung dịch NaOH được thực hiện trong giai đoạn thứ hai Muối thu được từ việc trung hòa bằng cách bay hơi , kết tinh , và ly tâm Hydrate mong muốn thu được bằng cách kiểm soát nhiệt độ thích hợp Sản phẩm khan cũng được sản xuất

Sữa bột, cream bột (nguyên chất)

Sữa bột, cream bột (nguyên chất)

Sữa bột, cream bột (nguyên chất)

Các sản phẩm tương tự sữa bột và cream bột

Pho mát tươi

Pho mát tươi

Pho mát tươi

Pho mát ủ chín

Pho mát đã qua chế biến

Các sản phẩm tương tự pho mát

Đồ tráng miệng từ sữa (VD: bánh putđinh, sữa chua quả hoặc có hương liệu )

Sản phẩm whey và whey lỏng, không bao gồm pho mát whey

Sản phẩm whey và whey khô, không bao gồm pho mát whey

Bơ

10000 mg/kg

5000 mg/kg

2200 mg/kg 4400mg/kg

4400 mg/kg

880 mg/kg

1300 mg/kg

1540 mg/kg

9000 mg/kg

9000 mg/kg

1500 mg/kg

880 mg/kg 4400mg/kg

880 mg/kg [18]

7

thông qua sự mất nước của các giải pháp trong một tháp sấy phun Thận trọng kiểm soát nhiệt độ là cần thiết để tránh sự hình thành của Tetranatri diphosphate.[4]

2 Dipotassium phosphate (E340ii)

2.1 Giới thiệu chung

Dipotassium phosphate (K2HPO4) (cũng là muối Dipotassium; Dipotassium hydrogen orthophosphate; kali photphat dibasic) là một muối hòa tan tốt trong nước thường được sử dụng như một loại phân bón, phụ gia thực phẩm và chất đệm Nó là một nguồn chung của phốt pho và kali

Dipotassium phosphate được hình thành bởi các phản ứng cân bằng hóa học của axit photphoric với hai bậc tương đương của KOH [5]

H3PO4 + 2 KOH → K2HPO4 + 2 H2O

Chỉ số C.A.S 7758-11-4

Công thức hóa học K2HPO4

Công thức cấu tạo

2.2 Đặc điểm- tính chất

Khối lượng phân tử 174,18g/mol

Khối lượng riêng 2,44 g/cm 3

Do đó để tạo ra axit photphoric với một hydroxit kim loại kiềm hoặc cacbonat , muối kim loại kiềm trước tiên phải được chuyển đổi sang các hydroxit tương ứng hoặc cacbonat Quá trình là như vậy dễ thấy rõ rằng một quá trình chuẩn bị disodium phosphate trong đó sử dụng NaCl trực tiếp , loại bỏ chế biến trung gian đắt tiền, sẽ là một quá trình rất phức tạp và tốn kém về kinh tế

Về nguyên tắc , phản ứng chính giữa natri clorua và axit photphoric có thể tạo

ra muối natri phosphate, chẳng hạn như NaH2PO4 và axit clohiđric Việc thực hành của phản ứng này bằng cách nung nóng hai thuốc thử , sẽ dẫn đến việc trục xuất hydro clorua, nhưng cùng một lúc sẽ gây ra tình trạng mất nước của orthophosphate để tạo thành muối metaphosphate (Na3PO3) [7]

3 Gôm đậu Carob (E410)

3.1 Giới thiệu chung

Gôm đậu carob chủ yếu là các polysaccharides hydrocolloidal cao phân tử, gồm các đơn vị galactose và mannose kết hợp thông qua liên kết glycosidic Nó tan trong nước hoặc nóng hoặc lạnh , tạo thành một hệ solvat hóa có độ pH giữa 5.4 và 7.0 , có thể được chuyển đổi sang một loại gel bằng cách cho thêm một lượng nhỏ natri borat.[8]

Gôm đậu carob thuộc về một nhóm gồm các hydrocolloid được gọi là galactomannans Cấu trúc hóa học bao gồm một chuỗi mannose polymer phân nhánh với các đơn vị galactose Chuỗi chính bao gồm (1-4) liên kết dư lượng mannose beta-

D và chuỗi bên (1-6) liên kết alpha-D galactose Gôm đậu carob có tỷ lệ tổng thể của

Liều lượng của E410 trong các sản phẩm từ sữa

 Sữa lên men (nguyên chất) GMP

4 Gôm Guar (E412)

4.1 Giới thiệu chung

Xuất xứ là nội nhũ được nghiền từ hạt của cây Cyamopsis tetragonolobus (Fam Leguminosae) chủ yếu bao gồm polysaccharid có khối lượng phân tử lớn (khoảng 50.000 – 8.000.000) gồm có các galactomannan, tỷ lệ mannose: galactose là

2 :1 Gôm được làm sạch bằng cách rửa với ethanol hoặc isopropanol hoặc hoà trong nước sôi, sau đó lọc và đem đi sấy khô [11]

Mã số C.A.S: 9000-30-0

Công thức cấu tạo

Liều lượng của E412 trong các sản phẩm từ sữa

 Sữa lên men (nguyên chất) GMP

 Kem đông tụ GMP

 Pho mát tươi GMP [18]

11

4.3 Phương pháp sản xuất

Tùy theo yêu cầu của sản phẩm cuối cùng mà ta áp dụng những kỹ thuật chế biến khác nhau Phương pháp sản xuất guar gum thường sử dụng là rang, sàng và đánh bóng

Lựa chọn chia guar là rất quan trọng trong quá trình này Guar gum được phân chia, sàng lọc để làm sạch và sau đó ngâm để prehydrate nó trong một máy trộn hình nón Giai đoạn prehydrating là rất quan trọng vì nó quyết định tốc độ hydrat hóa của các sản phẩm cuối cùng

Các guar gum được ngâm, chia tách có độ ẩm tương đối cao , được chuyển qua một bình nón, phân chia guar vỡ và nguyên và sau đó sấy khô Bột được sàng lọc thông qua sàn quay để đạt kích thước hạt theo yêu cầu

Giai đoạn này sẽ giúp giảm tải công việc tại các máy xay Guar gum chưa ngâm chia tách rất khó để xay Nhiệt tạo ra trong quá trình xay là điều không mong muốn vì có thể ảnh hưởng đến hàm ẩm của Guar gum Thông qua các hệ thống sưởi, mài, và quá trình đánh bóng , vỏ được tách ra từ nửa nội nhũ và tách guar tinh chế thu được

5 Gôm Gellan (E418)

5.1 Giới thiệu chung:

Gôm gellan là gôm polysaccharid có khối lượng phân tử lớn được sản xuất bởi

quá trình lên men chủng vi khuẩn thuần khiết Pseudomonas elodea trong môi trường

carbohydrat, làm sạch bằng cách thu hồi isopropyl alcol, sấy khô và nghiền Polysaccharid là chất cao phân tử, chủ yếu gồm một tetrasaccharid với nhiều monomer là rhamnose, một acid glucuronic, và hai đơn vị glucose, và được thay thế bằng các nhóm acyl (Glyceryl và acetyl) như các ester liên kết O-glycosidic Acid glucuronic được trung hoà thành muối hỗn hợp của K, Na, Ca và Mg Gôm gellan thường chứa một lượng nhỏ nitrogen có trong các hợp chất thu được từ quá trình lên men [11]

Chỉ số C.A.S.71010-52-1

Khối lương phân tử khoảng 500.000

Công thức cấu tạo

 Bánh nướng có thêm kem các loại (aking filling) 0,04 – 0,6% [11]

 Phụ gia E418 được sử dụng trong sữa và các sản phẩm sữa

 Kẹo (confectionery) 2 – 3%

 Sản phẩm về sữa (dairy) 0,05 – 0,15%

 Sản phẩm thạch đông (gels) 0,2 – 0,4%

 Nước giải khát (beverage) 0,05 – 0,15%

 Kem đá, cốc các loại (icing, frosting, galzes) 0,4 – 0,8%

 Mứt và mứt thạch (jams, jellies) 0,75 – 0,9%

 Sữa lên men (nguyên chất) GMP

 Kem đông tụ GMP

 Pho mát tươi GMP [18]

13

6 Sodium polyphosphate (E452i)

6.1 Giới thiệu chung:

Sodium polyphosphate còn được gọi là muối Graham Nó được sử dụng như một chất điều chỉnh độ axit, chất nhũ hóa và đệm trong bột và bột hỗn hợp, được chiết xuất từ khoai tây và thịt Nó cũng ổn định các chất béo chất nhũ hóa và được sử dụng như một chất có trong kem, bánh pudding, sữa đá, hỗn hợp thạch nhân tạo và ngũ cốc

ăn sáng

Sodium polyphosphate được sử dụng trong chế biến sữa đặc, phô mai chế biến, hải sản đóng hộp, thịt, đồ uống đóng chai và thức ăn vật nuôi [15]

Chỉ số C.A.S 68915-31-1

Công thức phân tử (NaPO3)n

Khối lượng phân tử 321.88

Công thức phân tử

[15]

6.2 Độc tố & liều lƣợng

Phụ gia E452i được sử dụng trong các sản phẩm từ sữa

Sữa và buttermilk (nguyên chất) 1500 mg/kg

Đồ uống từ sữa, có hương liệu và/hoặc lên men (VD: sữa sô cô la,

sữa cacao, bia trứng, sữa chua uống, đồ uống từ whey…)

1320 mg/kg

Sữa lên men và sữa đông tụ bằng renin (nguyên chất), trừ các sản

phẩm thuộc mã nhóm thực phẩm 01.1.2 (đồ uống từ sữa)

1000 mg/kg

14

Các sản phẩm tạo màu trắng cho đồ uống 13000 mg/kg Các sản phẩm tạo màu trắng cho đồ uống 4400 mg/kg Cream (nguyên chất) và các sản phẩm tương tự 2200 mg/kg

Sữa bột, cream bột (nguyên chất) 4400 mg/kg Sữa bột, cream bột (nguyên chất) 10000 mg/kg Sữa bột, cream bột (nguyên chất) 5000 mg/kg Sữa bột, cream bột (nguyên chất) 2200 mg/kg Các sản phẩm tương tự sữa bột và cream bột 4400 mg/kg

7 Sodium bicarbonate (E500ii)

7.1 Giới thiệu chung:

Sodium bicarbonat hoặc natri hydro cacbonat hay soda-baking là các hợp chất hóa học với công thức NaHCO3

Sodium bicarbonate là một chất rắn màu trắng ở dạng tinh thể, thường xuất hiện ở dạng nguyên chất, hơi mặn, hương vị kiềm tương tự như của soda (natri cacbonat)

Tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng nahcolite [17]

Vì nó từ lâu đã được biết đến và được sử dụng rộng rãi, tên thường gọi của Natri bicarbonate là baking soda, soda bánh mì, và bicarbonate soda Trong việc sử

15

dụng ngôn ngữ giao tiếp, tên của nó được rút ngắn xuống còn natri bicarb, bicarb soda, hoặc chỉ đơn giản là bicarb [17]

Khối lượng phân tử 84.007 g/mol

Khối lượng riêng 2.159 g/cm 3

Trạng thái vật lý Bột tinh thể

Nhiệt độ nóng chảy Phân hủy tại 50 °C

Khả năng hòa tan trong nước 7,8 g/100 ml (18 °C)

[16]

Chỉ số C.A.S 144-58-8

Công thức hóa học NaHCO3

Khối lượng phân tử 84.001

Phụ gia E500ii được sử dụng trong sữa và các phẩm từ sữa

16

Sữa đặc (nguyên chất) 2000

Các sản phẩm tương tự sữa bột và cream bột GMP

NaHCO3 có thể thu được bằng phản ứng của khí carbon dioxide với một dung dịch natri hydroxit Phản ứng ban đầu sản xuất natri cacbonat :

CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2O

Bổ sung thêm khí carbon dioxide sản xuất sodium bicarbonate , mà ở nồng độ

đủ cao sẽ kết tủa ra khỏi dung dịch :

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3

Số lượng thương mại của baking soda cũng được sản xuất bằng phương pháp tương tự như soda, khai thác theo quặng, sau đó được hòa tan trong nước và xử lý bằng carbon dioxide Sodium bicarbonate từ phương pháp này thu được dưới dạng rắn (kết tủa)

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3 [17]

 Ngoài ra còn một số chất ổn định khác nhưng không được sử dụng phổ biến

như: E1422 (Acetylated Distarch Adipat), E1450 (Starch Natri Octenyl Succinat)

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

Chất nhũ hóa đa số là ester của acid béo và rượu [19]

 Cơ chế tác động và chức năng của chất tạo nhũ dùng trong thực phẩm (phụ gia tạo nhũ)

Cơ chế tác động: chất nhũ hóa là phân tử có 2 đầu riêng biệt, một đầu kị nước

và một đầu ưa nước Điều này có nghĩa rằng nó bao quanh giọt dầu trong hệ nhũ tương dầu trong nước, nó giữ các giọt dầu phân tán đều khắp trong hệ nhũ tương và ngăn chúng kết hợp lại với nhau để tách ra 2 lớp riêng biệt Tương tự, chất nhũ hóa bao quanh các giọt nước trong hệ nhũ tương nước trong dầu, nó giữ các giot nước phân tán trong dầu và ngăn chúng tách ra khỏi dầu [20]

Các hệ nhũ tương 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 hệ nhũ tương thực phẩm, người ta thường thêm 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 điện tích cùng dấu trên bề mặt pha phân tán, các lực tĩnh điện sẽ chống lại lực hút Vanderwall 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 [21]

Nhũ tương hóa W / O bơ thực vật, bơ, kem bơ

O / W kem, cream, sữa uống Phân tán sô-cô-la, ca cao, bơ đậu phộng Tạo bọt bánh, món tráng miệng

Chống-tạo bọt đậu phụ, quá trình lên men công nghiệp,

mứt Làm ướt bột thực phẩm, nhai kẹo cao su

Làm sạch làm sạch trong ngành công nghiệp thực

19

 Phân loại chất nhũ hóa dùng trong thực phẩm

Glycerin Fatty Acid Esters Monoglyceride (MG)

Acetic Acid Esters of Monoglycerides Acetylated Monoglyceride (AMG) Lactic Acid Esters of Monoglycerides Lactylated Monoglyceride (LMG) Citric Acid Esters of Monoglycerides CMG

Succinic Acid Esters of Monoglycerides SMG

Diacetyl Tartaric Acid Esters of Monoglycerides DATEM

Polyglycerol Esters of Fatty Acids PolyGlycerol Ester (PGE) Polyglycerol Polyricinoleate PGPR

Sorbitan Esters of Fatty Acids Sorbitan Ester (SOE)

Propylene Glycol Esters of Fatty Acids PG Ester (PGME)

Sucrose Esters of Fatty Acids Sugar Ester (SE)

Sữa chua

Trong sữa chua hàm lượng chất béo từ 0-3,5% chất béo sữa và 10-15% chất béo phi sữa Chất nhũ hóa thường được sử dụng có nguồn gốc tự nhiên và gum đã được biến tính, chiết xuất từ rong biển (Carrageenan, alginate) và gelatin.Những chất này có khả năng tạo thành gel cấu trúc và chống khả năng tách lớp ở sản phẩm có hàm lượng chất béo sữa thấp Sữa chua là sản phẩm có cấu trúc hạt gel và dạng keo, chất

Kem là hệ keo phức tạp, trong đó có 17% chất béo sữa, 13-17% đường, 8-11%

chất khô khác (lactose, protein, muối khoáng, )

Monoglycerid là chất nhũ hóa thông thường sử dụng trong sản xuất kem, nó có thể liên kết cạnh tranh với bề mặt protein sữa ở hai dạng nhũ tương là béo trong nước

và khí trong nước và một phần có thể làm mất ổn định hệ nhũ tương béo

Tuy nhiên chất ổn định polysaccharide thường liên kết với chất béo của kem để làm giảm khả năng tạo thành tinh thể đá lớn trong quá trình bảo quản và cũng như duy trì cấu trúc mong muốn của sản phẩm Hiện nay chất dùng làm đặc là CMC, khi hòa tan sẽ tạo dung dịch có độ nhớt cao, CMC có khả năng làm chậm quá trình kết tinh, làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy.[19]

1 Lecithine ( E322)

1.1 Giới thiệu chung

Lecithine tham gia vào thành phần các tế bào và dịch thể của tổ chức đặc biệt là

tổ chức não Nhiều nghiên cứu cho thấy lecithine có tác dụng điều hoà lượng cholesterol, ngăn ngừa tích luỹ cholesterol, thúc đẩy quá trình phân tách và bài xuất

nó ra khỏi cơ thể Nồng độ lecithine cao trong trứng cũng có tác dụng làm giảm lượng cholesterol trong máu Trứng cũng chứa lượng cholesterol đáng kể (600mg cholesterol/100g trứng gà), một trứng lớn có thể chứa từ 190 – 213 mg cholesterol

Lecithin có tác dụng dưỡng não, làm tăng trí nhớ, dùng cho bệnh nhân cao tuổi,

lú lẫn, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu Ngoài trứng lecithin còn có trong các loại hạt như hạt hướng dương, hạt dầu cải, bắp và bông.Lecithin là một phospholipid có tính hoạt động bề mặt, làm bền hệ nhũ tương Lecithin là nhân tố phân tán mang lại độ nhớt mong muốn trong giai đoạn đảo trộn và đổ khuôn Nó có ảnh hưởng đến quá trình tạo tinh thể chất béo, chống lại hiện tượng “fat bloom”(hiện tượng nở hoa trên bề mặt sản phẩm) , ảnh hưởng đến bề mặt láng bóng của chocolate

ta còn sử dụng dạng lecithin đã được hydroxyl hóa để tăng tính tan của chúng

Ovlecithin (Lecithin trứng) được sử dụng trong y học, lecthine đậu tương thương mại được sử dụng như một chất nhũ hoa chất khuếch tán trong công nghiệp thực phẩm và thức ăn gia súc, trong sơn và trong công nghiệp dầu mỏ…

Lecithine được sử dụng rộng rãi như một chất nhũ hóa, từ những năm 1970, một phần hydro hóa dầu đậu tương đã được sử dụng trong sản xuất đồ ăn nhẹ, bánh, dầu trộn salad và các loại thực phẩm khác. [22]

Nguồn gốc

Các lecithin từ ban đầu được tìm ra vào năm 1847 bởi nhà hóa học người Pháp

và dược sĩ Theodore Gobley để chỉ phosphatidylcholine thuần tuý Gobley ban đầu tách lecithine từ lòng đỏ trứng và thành lập các công thức hóa học đầy đủ các phosphatidylcholine năm 1874 Gobley đã chứng minh sự hiện diện của lecithin trong tĩnh mạch máu, mật, mô não của con người, trứng cá, thịt gà và não cừu. [22]

1.2 Đặc điểm – Tính chất

Tan tốt trong dầu, các dung môi không phân cực

HLB = 3 – 4 (đối với lecithine phân cực thấp), HLB = 10 – 12 (đối với lecithin hiệu chỉnh)

Lecithin có thể dễ dàng được chiết xuất từ hóa học (sử dụng hexane ) hoặc bằng máy móc từ như đậu nành và các loại đậu Nó có độ hòa tan thấp trong nước Trong dung dịch nước phospholipid có thể hình thành cấu trúc mixel hoặc cấu trúc phiến mỏng, tùy thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ Điều này dẫn đến một loại chất bề mặt được phân loại là amphipathic Lecithin được sử dụng như là một chất bổ sung trong thực phẩm và sử dụng trong y tế Trong nấu ăn, đôi khi được sử dụng như một chất nhũ hóa và ngăn ngừa sự bám dính. [22]

Lecithine là chất nhũ hóa giữ ca cao và bơ ca cao với một lớp phủ ngoài Trong bơ thực vật, đặc biệt là bơ có chứa hàm lượng chất béo cao (> 75%), lecithine được thêm vào là “chống bắn tung tóe” khi chiên. [22]

 Cách thứ nhất: Các phân tử phản ứng của lecithine thấm qua lớp màng chất hoạt

hóa bề mặt ra ngoài và gặp nhau Nhưng thực tế thì phản ứng theo cách này là rất nhỏ, không đáng kể

 Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của lecithine và phospholipid của dầu gặp

nhau, nếu có đủ lực tác động thì 2 hạt nhỏ có thể tạo thành một hạt lớn hơn Các chất phản ứng trong 2 hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành

Khi các phân tử lecthine và phospholipid của dầu gặp nhau sẽ tạo nên sức căng

bề mặt Khi 2 chất lỏng không tan trộn lẫn với nhau thì giữa bề mặt phân pha của 2

23

chất lỏng này sẽ xuất hiện các ứng suất do sức căng bề mặt tạo nên Năng lượng bề mặt là đại lượng tỉ lệ thuận với sức căng bề mặt và diện tích phân pha Để ổn định hệ nhũ tương người ta cần cho các chất hoạt đồng bề mặt như lecithine Các chất này làm giảm sức căng bề mặt của nước, góp phần giảm năng lượng bề mặt Do đó làm bền hệ nhũ tương [22]

2 Pectin (E440)

2.1 Giới thiệu chung

Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các este methyl của

 Dạng hòa tan của pectin, tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào

Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật

Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D- galacturonic C6 H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm methoxyl (-OCH3) Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị acid polygalacturonic

24

Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin

Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin

Phân tử lượng: của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi

trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galaturonic và thường thay đổi trong phạm vi từ 10.000 ÷ 100.000 Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 ÷ 35.000, trong khi đó pectin lấy từ cam lại

có phân tử lượng đạt tới 50.000.Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin [23]

2.2 Đặc điểm – Tính chất

Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ Pectin được xem là một trong những chất phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này được chứng minh bởi hàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được ban hành bởi các

tổ chức JECFA (Joint Food Expert Committee), SCF (Scientific Committee for Food)

ở liên minh châu Âu và GRAS (Generally Regarded)

 Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

 Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt

 Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

 Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường

 Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường

Vì vậy để duy trì khả năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy phân của enzyme pectinase

Pectin hòa tan khi bị tác dụng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó gọi là acid pectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic Acid pectin có thể tạo nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa dễ dàng, do đó được dùng để định lượng các chất pectin [24]

2.3 Phân loại

a Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử

HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI > 7%,

trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%)

Công thức HM pectin

LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng

từ 3 ÷ 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE ≤ 50%)

Công thức LM pectin

Trong đó một vài pectin phản ứng với amoniac để tạo ra pectin được amid hóa ứng dụng trong một số lĩnh vực khác

26

Công thức pectin được amid hóa

b Theo khả năng hòa tan trong nước

Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là polysaccharide

cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl

Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với

araban (polysaccharide ở thành tế bào)

2.4 Chỉ số đặc trƣng

Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:

Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, là phần trăm khối lượng nhóm

methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử

Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%

Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần trăm

về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galacturonic có trong phân tử

2.5 Cơ chế tạo gel

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel cũng khác nhau

HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro

27

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 đôi khi chính nhờ độ acid của quá 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

Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin

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

28

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

LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca 2+

:

Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca 2+

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+

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+

và chỉ số methoxyl Gel pectin

có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar [25]

29

Alginate thường dược chiết bằng kiềm, sau đó được kết tủa bằng acid hay muối Calcium Sau đó trung hoà bằng kiềm hoặc các bazo khác nhau để tạo ra những algilnat tương ứng mà ta muốn có: natri algilnate, amon algilnate, canxi algilnate hoặc trietanolanin algilnate

Cấu tạo

Axit alginic được Standford phát hiện ra vào năm 1881

Chiết suất từ tảo nâu dưới dạng natri alginate có M ~ 20.000 – 60.000 Cấu tạo hóa học của axit alginic gồm 2 phần: β-D-mannuronic và α-L-guluronic liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucozit

Các axit alginic ít tan trong nước (giống các polysaccarit) nên chúng thường được chế biến dưới dạng alginat của Na, K, amoni, Mg, Ca, propylen glycol

30

Kĩ thuật tạo gel

Các alginate có khả năng tạo gel khi có mặt Ca2+ và axit Có thể tạo gel ở pH

< 4, thường dùng kết hợp với pectin

Ca2+ có vai trò như cầu nối nên gel này không thuận nghịch với nhiệt và ít đàn hồi Alginate hoặc hỗn hợp chứa alginate được nhúng hoặc phun dung dịch Ca2+

Phương pháp thích hợp tạo sản phẩm mỏng, kích thước nhỏ như tạo màng bao Phương pháp làm lạnh: alginate được hòa tan trong nước với Ca2+ và các chất tạo phức Gia nhiệt đến nhiệt độ cao, để nguội đến khi gel Ca ổn định nhiệt Gel có thể tạo thành ở 50oC nhưng cấu trúc lại mềm

3.3 Tính chất vật lý và hoá học của alginate

Alginate ở dạng muối tan trong nước , độ nhớt của dung dịch thu được phụ thuộc vào trọng phân tử và lượng ion trong muối Khác với agar, dung dịch alginate không đông lại ngay cả khi làm lạnh đông Việc lạnh đông và làm tan giá dung dịch Na-algilnate khi có mặt ion Ca2+có thể làm tăng độ nhớt của dung dịch

Khi thêm acid hay ion Ca2+ dung dịch Na-algilnate có thể tạo thành gel, màng hay sợi nhờ các tương tác tĩnh điện qua cầu calcium khi ở nhiệt độ phòng pH từ 4 đến

10 Phụ thuộc vào nồng độ calcium,gel tạo ra có thể thuận nghịch( khi nồng độ

Ca2+ thấp) hay không thuận nghịch và ít đàn hồi ( khi nồng độ Ca2+cao) Tham gia tạo gel trong trường hợp này, các tương tác tĩnh điện ( qua cầu canxi) có vai trò quan trọng Có lẽ vì thế các gel này không thuận nghịch với nhiệt và ít đàn hồi

Các màng algilnate rất đàn hồi, rất bền, chịu dầu và không dính bết Có thể tạo màng alginate bằng các phương pháp sau:

 Cho bốc hơi một lớp dung dịch alginate hòa tan trên một bề mặt phẳng

 Dùng chất kết tủa thích hợp để xử lý màng từ alginate hòa tan

 Tách ammoniac ra khỏi màng của dung dịch kẽm alginate, nhôm alginate, đồng alginate hoặc bạc alginate hòa tan trong ammoniac dư

Các algilnate tích điện âm nên có thể tạo keo tụ với các chất tích điện dương Agilnate hấp thụ nước rất tốt, có thể hấp thụ hơn 200 lần khối lượng phân tử của mình [26]

Cấu tạo

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

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 D-galactose 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

3,6- Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota- carrageenan

33

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 [27]

Khả năng tạo gel

Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là có khả năng tạo gel ở nồng

độ thấp (nhỏ hơn 0,5%) Quá trình tạo gel phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cấu trúc hóa học và nồng độ của polymer, bản chất và nồng độ của các cation thêm vào, số và vị trí của các nhóm sulfat có trong mỗi dạng carrageenan

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 thuận nghịch về nhiệt Khi liên kết với Na+ thì carrageenan hòa tan trong nước lạnh và không có khả năng tạo gel

Muối K+

của carrageenan có khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giòn và dễ bị phân rã Chúng ta có thể giảm độ giòn của gel bằng cách thêm vào locust bean gum Carrageenan có ít liên kết ion hơn nhưng khi tăng lực liên kết có thể tạo gel đàn hồi Carrageenan không có khả năng tạo gel Muối K+

của nó tan trong nước

Tính chất của gel

Dung dịch nóng của kappa và iota carrageenan sẽ tạo gel khi được làm nguội xuống từ 40 – 60oC dựa vào sự có mặt của các cation Gel carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, có 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 Thành phần ion trong một hệ thực phẩm rất quan trọng đến hiệu quả sử dụng carrageenan Ví dụ: kappa-carrageenan chọn ion K+

để làm ổn định vùng tạo liên kết, tạo trạng thái gel

4.3 Quy định sử dụng

Nguyên liệu được chiết từ các loài Furcellaria, furcellaran, cũng được gọi là agar Đan Mạch, và được mã hóa riêng với số thứ tự là E408 trong danh mục các loại thực phẩm của Liên minh Châu Au Tuy nhiên, một nghiên cứu sau này về carrageenan và furcellaran đã nhận thấy sự giống nhau về cấu trúc và chức năng của

cả 2 loại nguyên liệu này nên ghép chúng lại thành E407 Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của carrageenan từ thực phẩm gần đây đã được cải thiện bởi Council Directive 98/86/

EC, trong đó sửa lại phạm vi cho phép của các kim loai nặng và định rõ giới hạn của các acid hòa tan trong các loại carrageenan từ thực phẩm Các nghiên cứu độc học đã

35

xem xét các mối liên quan giữa các nguyên liệu có khối lượng phân tử thấp trong tất

cả các loại carrageenan, kể cả carrageenan tự nhiên, với sự thoái hóa của carrageenan trong suốt quá trình chế biến và tiêu hóa

Quan điểm sau này cho thấy sự có mặt của các cation phụ trợ đã ngăn cản sự thủy phân của carrageena trong dạ dày (Marrs, 1998), và gần đây tiêu chuẩn của châu

Au không còn định rõ bất kì giới hạn nào cho các nguyên liệu dưới 100kDa (Anon., 1998)

Một nghiên cứu về carrageenan ở một loạt điều kiện cho thấy trong những quy trình thực phẩm bình thường về căn bản không làm tăng tỉ lệ của các chất có phân tử lượng thấp (Marrs, 1998) Tỉ lệ của các chất này chỉ tăng đáng kể khi chế biến kết hợp với ảnh hưởng của nhiệt độ cao, pH thấp và thời gian chế biến dài Ví dụ, gia nhiệt dung dịch kappa carrageenan ở pH4 và 120oC không làm tăng đáng kể chất có phân tử lượng nhỏ nhưng độ bền gel giảm hơn 25% khi gia nhiệt dung dịch này ở 135 – 140oC trong 10 giây

Thật ra vì các chất có phân tử lượng <100kDa có tính năng tạo gel và tạo đặc thấp và không có giá trị trong chế biến thực phẩm được tạo ra để giảm sự thoái hóa của carrageenan [28]

4.4 Ứng dụng của carrageenan trong công nghiệp sữa

Carrageenan có khả năng liên kết với protein của sữa, làm cho hạt nhũ tương sữa – nước bền vững Chính vì tính chất này mà carrageenan không thể thiếu được trong công nghiệp chế biến sữa Sữa nóng có chứa carrageenan được làm lạnh sẽ tạo gel, giữ cho nhũ tương của sữa với nước được bền vững, không bị phân lớp Tác nhân chính trong quá trình tạo gel là do liên kết giữ các ion sulfat với các đuôi mang điện

của các phân tử protein và các cation Ca2+, K+ có mặt trong sữa

Mức độ tạo gel của carrageenan với sữa cũng khác nhau: κ–carrageenan và ι– carrageenan không tan trong sữa lạnh, λ–carrageenan tan trong sữa lạnh Chính vì vậy, λ-Carrageenan đư ợc ứng dụng nhiều hơn trong công nghệ chế biến sữa [27]

4.5 Phương pháp sản xuất

Carrageenan được thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước hay bằng dung dịch kiềm loãng Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng

5 Arabic gum (E414)

5.1 Giới thiệu chung

Là nhựa của cây acaxia mà nguồn sản xuất chính là cây Acacia senegal L Willd, là một polysacarrit có chứa các ion K+

, Ca2+, Mg2+

Về mặt hóa học là các polysaccarid có chứa hợp chất Ca, Mg và P Trọng lượng phân tử khoảng 250000 – 750000 đvC, khi thủy phân tạo thành galactoza, arabinoza, acide glucoroic và rhamnoza…

5.2 Đặc điểm - Tính chất

Có tính chất nhớt và tính lưu biến: nồng độ < 10 % là chất lỏng có nhiệt độ thấp và có tính chất lưu biến Newton, khi nồng độ > 10 % là chất lỏng có độ nhớt cao

và có tính chất lưu biến phi Newton

Arabic tan được trong nước, không tan trong chất béo, có độ nhớt thấp Độ nhớt phụ thuộc vào pH và nồng độ muối Ở nồng độ cao là chất keo kết hợp với các quá trình sấy sản phẩm rất hiệu quả

Arabic rất ổn định trong môi trường acide, vì vậy arabic sử dụng rất tốt cho việc ổn định mùi của nước quả Giá trị pH tự nhiên của dung dịch Arabic là 3,9 - 4,9

là do sự hiện diện của acide gluconic

Khi thêm acide hoặc kiềm có thể làm thay đổi độ nhớt và diện tích tiếp xúc của dịch keo, pH thấp thì độ nhớt thấp và ngược lại Độ nhớt đạt tối đa khi pH= 5,5 Hợp chất arabic thường được sử dụng để giữ mùi cho các sản phẩm dạng nhũ tương, giữ mùi cho các sản phẩm bao gói, giữ nước và chống sự kết tinh đường

37

6 CMC ( E466)

6.1 Giới thiệu chung

Lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1918 Kể từ khi được giới thiệu thương mại tại Hoa Kì bởi Hercules Incorporated vào năm 1946, CMC (carboxymethyl cellulose, một dẫn xuất của cellulose với acid chloroacetic) được sử dụng ngày càng rộng rãi bởi những chức năng quan trọng của nó như: chất làm đặc, ổn định nhũ tương, chất kết dính,… [29]

CMC bán tinh khiết và tinh khiết đều được sử dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm và chất tẩy rửa,…

Carboxymethyl cellulose (CMC) là một polymer, là dẫn xuất cellulose với các nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với một số nhóm hydroxyl của các glucopyranose monomer tạo nên khung sườn cellulose, nó thường được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose

CMC Carboxymethylcellulose, carmellose, Sodium cellulose glycolat, Na CMC, cellulose gum, INS số 466: E466 [30]

Dạng natri carboxymethyl cellulose có công thức phân tử là:

[C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n

Trong đó: n là mức độ trùng hợp y là mức độ thay thế x = 1.50-2.80 y = 0.20-1.50 x + y = 3.0

38

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 0.20 là 178.14 đvC

Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 1.50 là 282.18 đvC

Phân tử kích thước lớn khoảng 17,000 đvC (n khoảng 100) [30]

6.2 Tính chất

 Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu như không mùi hạt hút ẩm CMC tạo dung dịch dạng keo với nước, không hòa tan trong ethanol

 Phân tử ngắn hơn so với cenllulose

 Dùng trong thực phẩm với liều lượng 0,5-0,75%

 Cả dạng muối và acid đều là tác nhân tạo đông tốt

 Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%)

 Độ chắc và độ tạo đông còn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm

 Hầu hết các CMC tan nhanh trong nước lạnh

 Giữ nước ở bất cứ nhiệt độ nào

 Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel

 Chất làm đặc và chất ổn định nhũ tương

 CMC được sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu cho các cải tiến dẻo

 Là một chất kết dính và ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao khi tác dụng trên các chất màu

Độ tan và nhiệt độ

Phụ thuộc vào giá trị DS tức là mức độ thay thế, giá trị DS cao cho độ hòa tan thấp và nhiệt độ tạo kết tủa thấp hơn do sự cản trở của các nhóm hydroxyl phân cực Tan tốt ở 40oC và 50oC

Cách tốt nhất để hòa tan nó trong nước là đầu tiên chúng ta trộn bột trong nước nóng, để các hạt cenllulose methyl được phân tán trong nước, khi nhiệt độ hạ xuống chúng ta khuấy thì các hạt này sẽ bị tan ra Dẫn xuất dưới 0.4 CMC không hòa tan trong nước

Độ nhớt

Với CMC dẫn xuất 0.95 và nồng độ tối thiểu 2% cho độ nhớt 25Mpa tại 250C

CMC là các anion polymer mạch thẳng cho chất lỏng gọi là dung dịch giả

39

Dung dịch 1% thông thường có pH = 7 – 8,5, ở pH< 3 độ nhớt tăng, thậm chí kết tủa Do đó không sử dụng được CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH >7 độ

nhớt giảm ít Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng, và ngược lại

Độ nhớt của CMC còn chịu ảnh hưởng bởi các ion kim loại:

 Cation hóa trị 1: ít tác dụng ở điều kiện thường (trừ Agar+)

 Cation hóa trị 2: Ca2+, Mg2+ làm giảm độ nhớt

 Cation hóa trị 3: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel

Khả năng tạo đông

CMC có khả năng tạo đông thành khối vững chắc với độ ẩm rất cao (98%) Độ chắc và tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt của dung dịch và lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đông Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đông là 0.2% và của nhóm acetat là 7% so với CMC [30]

6.3 Liều lƣợng sử dụng

Phụ gia E466 được sử dụng trong sữa và các sản phẩm từ sữa :

 Sữa lên men (nguyên chất) GMP

 Kem đông tụ GMP

 Pho mát tươi GMP [18]

III CHẤT CHỐNG OXY HÓA

Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa Hàm lượng chất béo trong sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng Có loại sữa ít béo, khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6 g trong 100ml sữa đối với sữa bò hàm lượng chất béo khoảng 3,9%

Thông thường chất béo chiếm khoảng 2,5-6,0% thành phần sữa, tuỳ thuộc giống bò và chế độ dinh dưỡng Mỡ sữa tồn tại dưới dạng hạt nhỏ lơ lửng trong nước sữa

Chất béo trong một số loại sữa:

40

Thành phần chất béo có trong sữa bò

[31]