Bài tập môn CNCB rau trái phụ gia tạo vị ngọt ít năng lượng

Bài tập môn CNCB rau trái phụ gia tạo vị ngọt ít năng lượng

ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TPHCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TẬP MÔN CNCB RAU TRÁI

PHỤ GIA TẠO VỊ NGỌT ÍT NĂNG LƯỢNG

LÊ TRẦN HIẾU TÂM

ĐỖ HẠNH HOÀI THƯƠNG NGÔ THANH TRÀ

NGUYỄN THỊ MAI TRINH

TP HỒ CHÍ MINH ,05/2011

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA TẠO VỊ NGỌT ÍT NĂNG LƯỢNG trang 3

1.1 Khái niệm chung……… trang 3 1.2 Hệ số ngọt……….trang 4 1.3 Yêu cầu kỉ thuật……… trang 4 1.4 Qui định sử dụng……….trang 4 CHƯƠNG 2:CHẤT NGỌT NHÂN TẠO ÍT NĂNG LƯỢNG……….trang 5

2.1 ASPARTAME(E951)-C14H18N2O5 . trang 5

2.1.1 Giới thiệu chung……… trang 5 2.2.2 Thành phần hoá học……… trang 5 2.2.3 Tính chất……… trang 5 2.2.4 Điều chế………trang 6 2.2.5 Liều lượng sử dụng……….trang 7 2.2.6 Khuyến cáo……… trang 7 2.2 SACCHARIN (E954)- C7H5NO3S……….trang 8

2.1.1 Giới thiệu chung ……… trang 8 2.2.2 Tính chất………trang 8 2.2.3 Điều chế……….trang 9 2.2.4 Liều lượng sử dụng……… trang 9 2.2.5 Khuyến cáo………trang 9 2.3 SUCRALOSE………trang 10 2.1.1 Giới thiệu chung……… rang 10 2.2.2 Thành phần hoá học……… trang 10 2.2.3 Tính chất……… trang 11 2.2.4 Điều chế……….trang11 2.2.5 Liều lượng sử dụng………trang 12 2.2.6 Khuyến cáo……… trang 12 CHƯƠNG 3 CHẤT NGỌT THỊT………trang 13

3.1 CHẤT ĐIỀU VỊ 621………trang 14

3.2 CHẤT ĐIỀU VỊ 627, CHẤT ĐIỀU VỊ 631……….trang 20

DANH MỤC BẢNG

BẢNG 1.1 So sánh hệ số ngọt………trang 3 BẢNG 1.2 Chất ngọt nhân tạo được phép sử dụng ở Việt Nam……… trang 4 BẢNG 1.3 Các chất ngọt nhân tạo được FDA chấp nhận……….trang 4 BẢNG 3.1 Danh mục các chất đìêu vị trong thực phẩm……… trang 13

DANH MỤC HÌNH

CHƯƠNG 2:CHẤT NGỌT NHÂN TẠO ÍT NĂNG LUỢNG

TÀI LIỆU THAM KHÀO

Chất phụ gia (PGS.TS DUƠNG THANH LIÊM)

PGS.TS Đỗ Đình Rãng (chủ biên) (2007), Hóa học hữu cơ (tập 3), NXB

■ Phụ gia tạo vị ngọt ít năng lượng là các chất làm ngọt được bổ sung vào thực phẩm

để tạo vị ngọt Các chất làm ngọt không phải đường được thêm vào để giữ cho thựcphẩm chứa ít năng lượng (calo) nhưng vẫn có vị ngọt của đường hay vì chúng có cáctác động có lợi cho các bệnh nhân bị bệnh đái đường hay sâu răng

■ GRAS coi nó là một bộ phận của thực phẩm,hoặc là một chất phụ gia thực phẩmthường sử dụng

■ Các chất ngọt này không sinh ra hoặc có rất ít giá trị calories trong cơ thể,nên không

có giá trị dinh dưỡng

■ Đặc biệt loại này có độ ngót rất cao ,trên hàng trăm lần so với đường kính

■ Nó không có vai trò dinh dưỡng,chỉ có độ ngọt cao nên không cần sử dụng nhiềutrong thực phầm

■ Nó hoàn toàn có thể thay thế đường dinh dưỡng với vị ngọt gần như tương đương

1.2-Hệ số ngọt của chất ngọt tổng hợp ít năng lượng so với đường saccharose BẢNG 1.1-So sánh hệ số ngọt của chất ngọt tổng hợp với đường saccharose

1.3-Yêu cầu kỹ thuật và sự an toàn khi dụng

■ Vị phải gần giống như đường tự nhiên

■ Lượng calories phải thấp hơn đường với cùng một độ ngọt

■ Không gây sâu răng như đường tự nhiên

■ Trao đổi chất bình thường hoặc bài thải ra ngoài toàn bộ

■ Không gây dị ứng ,độc hại ,ung thư ,đột biến

■ Ổn định hóa học trong điều kiện nhiệt độ cao khi chế biến

■ Thích hợp với những thành phần thức ăn khác nhau

■ Sử dụng chất tạo vị ngọt phải kinh tế hơn đường tự nhiên

Tên dường tổng hợp Hệ số ngọt saccharose =1

Mức, kẹo, kẹo cao su.

Các loại nước uống nhẹ lên men, kem các loại

Đồ hộp trái cây, sữa và các sản phẩm sữa

3 g / kg

2 g / kg

1 g / kg0,5g / kg

Aspartam

ADI: 0 – 40

Sữa và các sản phẩm sữa, sữa chua

Nước ép trái cây, bánh kẹo, mứt, chocolat, bánh

mì ngọt

Bột giải khát, kẹo cao su

Nước giải khác không cồn

Bia hơi, bia nâu, bia hàm lượng acid thấp, đồ hộptrái cây

2 g / kg

5 g / kg

6 g / kg0,9g / kg0,4g / kg

BẢNG 1.3-Các chất ngọt nhân tạo được FDA chấp nhận trước năm 2000

Các vùng

nước khác

sử dụng

Bắc, Nam Mỹ,châu Âu, Phi,

Á, Úc

Bắc, Nam Mỹ,châu Âu, Phi,

Á, Úc

Bắc, Nam

Mỹ, châu Âu,Phi, Á, Úc

Bắc, Nam Mỹ,châu Âu, Phi, Á,Úc

Tính ổn

định

Ổn định cao,

có thể nấunướng

Mất tính ngọtkhi nhiệt độcao

Tính ổn địnhcao, có thểnấu nướng

2.1.1-Giới thiệu chung

Vị ngọt này được phát hiện vào năm 1965 bởi Jame Schlater.Trong khi ông đang thínghiệm thuốc chống lở loét vết thương ,ông đã làm đổ một ít aspartame lên tay.Ông đãtình cờ phát hiện ra vị ngọt của aspartame khi tình cờ nếm nó trên ngón tay.Vào nhữngnăm 1980 FDA đã công nhận sử dụng aspartame như một chất tạo ngọt.Nó được sửdụng rộng rãi trên thế giới với sự có mặt trong khoảng 6000 loại thực phẩm như bánhkẹo,yogourt.Nó được cho phép sử dụng trong nước có gas vào năm 1983 ,trong cácsản phẩm ít nhiệt năng như Pepsi diete,coke diete …và cả trong dược phẩm

Hiện nay ASpartam được thương mại hóa dưới các tên :Cande

Là một sản phẩm trao đổi chất trong chu trình urea,tham gia quá trình tạo glucose)là haichất đối quang

2.1.3-Tính chất của aspartame

■ Aspartame là một chất ngọt nhân tạo.Mặc dù nó có chỉ số calorie cùng với đườngsaccarose nhưng nó ngọt hơn khoảng 200 lần

■ Không để lại dư vị khó chịu

■ Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17Kj/g)

■ Chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartam đã tạo ra độ ngọt cần thiết Do đó năng lượngchúng ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể

■ Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đường

■ Không ổn định ở nhiệt độ và pH cao

■ Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartam không giữ được lâu Cho trộnaspartam với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi haichất đứng riêng một mình

■Độ tan của aspartame phụ thuộc vào pH và nhiệt độ;thấp nhất ở pH đẳng điện (pH

Dùng số lượng lớn các vi khuẩn đặc trưng gồm B.flavum và C.glutamicum để sản xuất

ra các acid amin L-aspratic và L-phenylalanin

Môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn gồm nước ấm, thức ăn, nguồncacbon và nguồn nitơ

▪ Thức ăn là các loại cacbonhydrat như mật mía, đường glucose hoặc saccharose

▪ Nguồn cacbon như acid acetic, rượu hoặc các hidrocacbon

▪ Nguồn nitơ như NH3 lỏng hoặc urê

Đó là những điều kiện chủ yếu để vi khuẩn tổng hợp ra các acid amin mong muốn.Ngoài ra còn một số các yếu tố khác như các vitamin, acid amin…

■Tổng hợp

Aspartame có thể được tổng hợp bằng nhiều phương pháp hóa học khác nhau Mộttrong phương pháp thường dùng như sau :

Quá trình xử lí: L - Phenylalanin thu được từ quá trình lên men được cho phản ứng với

metanol tạo thành hợp chất gọi là L – phenylalanin metyl ester Còn acid aspartic phảiqua một quá trình phản ứng để che các vị trí trong phân tử có thể ảnh hưởng đến phảnứng tạo aspartam, đảm bảo phản ứng chỉ xảy ra ở các vị trí cần thiết

Sau khi đã được xử lý phù hợp: chúng được bơm vào bình phản ứng và trộn lẫn

trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng Khi đó nhiệt độ được tăng lên 650C (1490F) và duy trìtrong 24 giờ Sau đó, phản ứng được làm nguội đến nhiệt độ phòng Nó được phaloãng với dung môi thích hợp và được làm kết tinh ở -180C (00F) Tinh thể thu được

sẽ được lọc để tách riêng ra rồi làm khô Những tinh thể này chỉ là sản phẩm trung gian

và dùng cho phản ứng kế

Các tinh thể này được chuyển hóa thành aspartam bằng phản ứng với acid acetic.Phản ứng được thực hiện trong một cái bồn lớn chứa dung dịch acid, chất xúc tác Pd

và H2 Chúng được trộn lẫn và cho phản ứng trong 12 giờ

Chất xúc tác Pd được loại bỏ bằng cách lọc và chưng cất để thu dung môi Phần chấtrắn còn lại được tinh chế bằng cách hòa tan trong dung dịch etanol và được kết tinh lại.Những tinh thể này sẽ được lọc và làm khô cho ra sản phẩm cuối cùng đó là bột

Liều lượng hiện tại cho phép sử dụng đối với Aspartam là 0-40mg/kg thể trọng Đây làmột trong những liều lượng cho phép sử dụng cao nhất đối với chất phụ gia thực phẩm.Tháng 4/2009 Ủy Ban ATTP Châu Âu tiếp tục đánh giá ảnh hưởng của nó đối với sứckhỏe con người

Tại Việt Nam, Aspartam được cho phép sử dụng trong các sản phẩm đồ uống, rựubia,kẹo,bánh với mục đích tạo vị ngọt và điều vị với ADI cũng từ o-40mg/kg thể trọngliều lượng giống như khuyến nghị của WHO và FDA.Trên những sản phầm co1su73dụng aspartame sẽ phải ghi "aspartam " hoặc "aspartame " hoặc mã số "E951 "

Không dùng aspartame cho người mắc bệnh phenyl và ceton niệu

Uống thức uống chứa aspartame tối đa là 8l/ngày

2.1.6-Khuyến cáo khi sử dụng aspartame

Khi vào cơ thể aspartame không hấp thụ vào máu nhưng phân rã trong cơ thể thành 3chất aspartic acid(40%) ,phenylalanine(50%) và methanol(10%)

Hiện nay,người ta đã nghiên cứu ra 92 biến chứng của aspartame Aspartam di chuyểntrong nước và có thể di chuyển tới bất cứ mô nào trong cơ thể Sau đó cơ thể tiêu hóahóa chất này chứ không bị tống khứ ra ngoài

Hai biến chứng quan trọng là cơ chế di truyền và cơ thể mệt mỏi

Những liệt kê sau đây nói lên tính chất nhất thời hay dài hạn tùy theo mức độ sử dụngaspartame trong thực phẩm hàng ngày

▪ Mắt:chảy nước mắt thường xuyên,giảm thiểu thị lực,mắt lồi ra…

▪ Tai:lung bùng lỗ tai,không tiếp nhận một số tần số của âm thanh

▪ Thần kinh:chứng kinh phong,nhức đầu ,chóng mặt,nói lấp bấp.,mất trí nhớ…

▪ Tâm sinh lí:bị trầm cảm,lo sợ.không an tâm,có tính bạo động…

▪ Bao tử:ói mửa,tiêu chảy,…

▪ Nội tiết:không kiểm soát bệnh tiểu đường được,rụng tóc,làm giảm lượng đườngtrong máu…

2.2-SACCHARIN (E954)-C7H5NO3S

2.2.1-Giới thiệu chung

■ Saccharin được tìm ra vào năm 1879 bởi Ira Remsen Trong lúc

làm việc với những dẫn xuất mùn than, Remsen làm đổ một hóa

chất dính vào tay Sau đó ông quên rửa tay và dùng luôn buổi ăn

tối, ông chú ý thấy vị bánh mì ngọt hơn Ông đã tìm ra nguồn gốc

vị ngọt do chất dính vào tay Ông đã đặt tên cho chất đó là

saccharin.

■ Năm 1907, saccharin là đường hóa học đầu tiên được dùng như

phụ gia thay thế đường trong thực phẩm cho bệnh nhân tiểu

đường

■ 1960 và 1970 nó được tiêu thụ mạnh trong thực phẩm và nước

giải khát dành cho người ăn kiêng

Ở Mĩ nhãn hiệu "Sweet N Low" saccharin được đóng thành những

gói nhỏ màu hồng

Hình 2.2 Sản phẩm Saccharin Cấu tạo

Hình 2.3 CTCT của Saccharin

2.3.2-Tính chất

■ Bột trắng, tan ít trong nước và ete Ngọt gấp

300 - 400 lần saccharose, ổn định ở môi trường

acid nên dùng được trong nước ngọt, thường

dùng dưới dạng muối natri hay canxi

■ Saccharin không bị hấp thu bởi hệ tiêu hóa và

không gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin

trong máu; cũng không cung cấp năng lượng cho

Hình 2.4 Saccharin

cơ thể

■ Nhược điểm của saccharin là nó có vị chát và kim loại

■ Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid sẽ giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khóchịu

■ Một phương pháp khác dùng nguyên liệu ban đầu là o-chlorotoluen.

Trong thực tế hiện nay ở các nước phương Tây đường hóa học đang được dung nhiều

để giúp những người hảo ngọt cắt giảm được lượng calories,vì nó không phải là chấtdinh dưỡng cơ thể không đồng hóa được

2.3.6-Khuyến cáo

Saccharin cũng có gây độc nhưng rất ít,nếu sử dung lâu dài có khả năng gây ức chếmen tiêu hóa (pepsin) và gây khó tiêu

Saccharin bị phân hủy bởi chất nóng và acid giải phóng phenol ra thể tự do làm thức

ăn có mùi vị khó chịu…Như vậy ,chỉ nên dung saccharin cho thức ăn lạnh và giải khát

và chĩ nên dung kết hợp với đường kính để tránh cảm giác khó chịu

Phụ nữ mang thai nên hạn chế sử dụng saccharin vì chất này có thể đi qua nhau thai vàgây ra quái thai

Những thí nghiệm an toàn thực phẩm của saccharin

■ Không gây đột biến gen

■ Không chuyển hóa trong cơ thể

■ Loại khỏi cơ thể nhanh chóng

■ Không tạo liên kết DNA (DNA adducts)

■ Nghiên cứu nhiều trên động vật, âm tính

■ Những nghiên cứu trên người cũng cho kết quả âm tính (Armstrong & Doll, 1975)

2.3.1-Giới thiệu chung

■ Sucralose là một đường hóa học có tên gọi chung làAltern Ngoài ra, trên thị trường succralose có tên thươngmại là Splenda

■Nó được chuyển đổi từ đường mía để tạo ra chất ngọtkhông có năng lượng

■ Sucralose được tìm ra vào năm 1976 bởi các nhà khoahọc thuộc công ty đường Tate & Lyle cùng các nhà nghiêncứu Leslie Hough và Shashikant Phadnis của đại họcQueen Elizabeth

■ Năm 1991,nó được chấp nhận sử dụng ở Canada với tênthương mại là Splenda

Hình 2.5 Sản phầm Sucralose

■ Năm 1993,được chấp nhận sử dụng ở Australia

■ Năm 1996,được chấp nhận sử dụng ở New Zealand

■ Sucralose được Châu Âu sử dụng rộng rãi vào năm 2004 Và đến năm 2006, nó đượcchấp nhận sử dụng ở hơn 60 quốc gia như Brazil, Trung quốc, Ấn Độ, Mĩ, Nhật Bản…

Cấu tạo

Hình 2.6 CTCT của Surcrolose 2.3.2-Thành phần hóa học

Splenda là sản phẩm có thành phần gồm sucralose trộn với

maltodextrin và dextrose (đóng vai trò chất làm đầy- filler) và

được đóng thành dạng gói màu vàng để phân biệt với gói

màu hồng đựng saccharin và gói màu xanh của aspartame

Ở Mĩ và Canada, Splenda được dùng rất nhiều trong các

nhà hàng gồm cả McDonalds và Starbucks

Hình 2.7 Sản phẩm chứa surcralose

2.3.3-Tính chất

■ Ngọt hơn đường Saccharose khoảng 600 lần

■ Kết tinh dạng rắn,màu trắng,tan trong nước

■ Tan torng nước

■ Không giống như aspartam ,sucralose bền với nhiệt độ và pH

biến đổi trên khoảng rộng

■ Mặc dù được tổng hợp từ đường nhưng sucralose không

được cơ thể hấp thụ như một cacbonhydrat.Vì thế,phân tử của

nó không dễ bị bẽ gãy sinh ra năng lượng như đường Nó được

loại nhẹ nhàng ra cơ thể sau khi ăn mà không có bất kì sự biến

đổi nào Vì thế ,nó được xác định là không có calories

Hình 2.8 Surcralose 2.3.4-Điều chế

Sucralose là một disaccharid được tổng hợp từ đường saccharose qua 5 bước bằngcách thay thế chọn lọc 3 nhóm –OH )trong ph6an tử đường bằng 3 nhóm Cl

Hình 2.9 Qui trình tổng hợp Sucralose

2.3.5-Ứng dụng

■ Sucralose được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại nước giải khát,thực phẩm, đồ gia vị, rượu, mứt, kem, bánh ngọt, bánh mì, trái câyđóng hộp, chewing gum, kem đánh răng,…

■ Được dùng phổ biến như thế vì so sánh với các loại chất tạo ngọtkhác, sucralose có nhiều ưu điểm như :

• Không có năng lượng thích hợp với người béo phì,người bệnh tim mạch và người cao tuổi

• Không làm dao động lượng đường trong máu thích hợpcho người bệnh tiểu đường

• Vị ngọt tinh khiết tương tự như saccharose

• Sức căng bề mặt nhỏ (71.8mN/m) nên sucralose có thểđược dùng trong sản xuất nước giải khát có gas

• Tính chất vẫn ổn định khi dự trữ trong thời gian dài

Hình 2.10 Sản phẩm chứa sucraose

2.3.6-Liều lượng sử dụng

■ Được FDA chấp nhận năm 1998 với chủ đích là chất ngọt

■ Có thề sử dụng trong nấu ăn và bánh nướng

■ ADI=5mg/kg thể trọng/ngày

CHƯƠNG 3

CHẤT TẠO NGỌT THỊT

Theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ra ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng

Bộ Y tế, danh mục các chất điều vị được phép sử dụng trong thực phẩm như sau:

620 Axit glutamic (L(+)-) Glutamic Acid (L(+)-)

621 Mononatri glutamat Monosodium Glutamate

622 Monokali glutamat Monopotassium Glutamate

623 Canxi glutamat Calcium Glutamate

626 Axit guanylic Guanylic Acid

627 Đinatri guanylat Disodium Guanylate

(mới được bổ sung)

630 Axit inosinic Inosinic Acid

631 Đinatri inosinat Disodium Inosinate

(mới được bổ sung)

637 Etyl maltol Ethyl Maltol

BẢNG 3.1 DANH MỤC CÁC CHẤT ĐIỀU VỊ TRONG THỰC PHẨM

Trong số các chất điều vị trên, có ba chất rất thường xuyên được sử dụng trong chếbiến thực phẩm Đó là chất điều vị 621 – monosodium glutamate (bột ngọt), chất điều vị

627 – disodium guanylate và chất điều vị 631 – disodium inosinat

3.1- CHẤT ĐIỀU VỊ 621

3.1.1 Giới thiệu chung:

Glutamat natri (Glutamate Monosidique), mononatri

glutamat, hay chất điều vị 621 (số E: E621; mã số HS: