phụ gia thực phẩm 1

PHỤ GIA LÀM NGỌT Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta vẫn thường xuyên phải dùng đến các đồ ngọt (hoa quả, khoai củ, chè, nước ngọt, bánh kẹo...). Ngoài ngọt thịt có bản chất là protein và các axitamin thì đa phần các vị ngọt khác đều là do các loại đường tạo ra. Đường sinh học dùng cho chuyển hóa tế bào là glucose nhưng trong thực tế cuộc sống chúng ta thường đưa vào cơ thể các dạng đường đơn, đường đa như fructose, mantose, saccharose, tinh bột... được lấy từ các loại hoa, củ, quả, thân cây mía, củ cải, mật ong... vốn có sẵn trong tự nhiên. Còn các loại đường hóa học các loại chỉ tạo vị ngọt chứ không chuyển hóa được để dùng trong việc điều trị cho những người bệnh thừa cân hay đái tháo đường.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

*******************

PHỤ GIA THỰC PHẨM

Đề tài:

TỔNG QUAN CHẤT TẠO NGỌT CƯỜNG ĐỘ CAO

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Hải Hòa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Như Hảo (MSSV: 3005170119)

Huỳnh Thị Thanh Thủy (MSSV: 3005170426) Đặng Thị Bích Thúy (MSSV: 3005172621)

TP Hồ Chí Minh, Ngày 26 tháng 8 năm 2018

MỤC LỤC

1 GIỚI THIỆU: 3

1.1 Saccharin 3

1.2 Acesulfame-K 5

1.3 Cyclamate 7

1.4 Sucralose 8

1.5 Aspartame 12

2 CÁC ĐẶC TINH CƠ BẢN CỦA CHẤT TẠO NGỌT CƯỜNG DỘ CAO : 17

2.1 Cường độ tạo ngọt 17

2.2 Ảnh hưởng của chất táo ngọt đến các chất sản phẩm 17

2.3 Ảnh hưởng của chất tạo ngọt đến mùi vị sản phẩm 18

2.4 Ảnh hưởng của chất tạo ngọt đến hạn sử dụng sản phẩm 18

2.5 Vai trò của chất tạo cấu trúc tạo khối trong sản phẩm sử dụng chất tạo ngọt.18 2.6 Chất tạo ngọt stevia – Cỏ ngọt stvia 18

2.7 Mục đích và các lưu ý khi sử dụng chất tạo ngọt cường độ cao 18

2.8 Vấn đề an toàn thực phẩm trong sử dụng chất tạo ngọt cường độ cao 19

3 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

1 Giới thiệu:

Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta vẫn thường xuyên phải dùng đến các đồ ngọt (hoa quả, khoai củ, chè, nước ngọt, bánh kẹo ) Ngoài ngọt thịt có bản chất là protein và các axitamin thì đa phần các vị ngọt khác đều là do các loại đường tạo ra Đường sinh học dùng cho chuyển hóa tế bào là glucose nhưng trong thực tế cuộc sống chúng ta thường đưa vào cơ thể các dạng đường đơn, đường đa như fructose, mantose, saccharose, tinh bột được lấy từ các loại hoa, củ, quả, thân cây mía, củ cải, mật ong vốn có sẵn trong tự nhiên Còn các loại đường hóa học - các loại chỉ tạo vị ngọt chứ không chuyển hóa được -để dùng trong việc điều trị cho những người bệnh thừa cân hay đái tháo đường Về bản chất, chúng là saccharin,

acesulfame K, aspartame, sucralose được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và có quy định rõ ràng Đường hóa học (hay là chất ngọt tổng hợp) là chất không có trong tự nhiên, thường có vị ngọt rất cao so với đường kính saccharose(đường tự nhiên khai thác từ mía,củ cải đường) và tuyệt nhiên không hề

có một giá trị dinh dưỡng nào khác Tuy nhiên trên thị trường hiện nay vẫn đang tồn tại rất nhiều những chất tạo ngọt có gốc hóa học là sodium cyclamate - một loại đường hóa học không hề có trong danh mục các loại phụ gia thực phẩm đãđượcBộ Ytếcho phép lưu hành tại Việt Nam, vì loại đường hóahọcnày có thể gây ra ung thư gan, ung thư phổi, dị dạng bào thai, ảnh hưởng đến các yếu tố di truyền Hơn

nữacácchất chuyển hóacủa cyclamate như mono vàdi cyclohexylamin còn độc hạihơncảcyclamate(chỉ cần 0,7% đã có tác dụng kích thích và gây ung thư cho sinh vật)

Acesulfame Potassium 9 mg/kg body weight

Bảng1.1.ADI của các loại đường hóa học

1.1 SACCHARIN

Saccharin đã được định nghĩa như là “hóa chất tổng hợp có vị ngọt”, là tên thường gọi cho một nhóm các hợp chất bao gồm acid ortho sulphobenzamide

và các muối của nó Acid này có tên hóa học quốc tế là 1,2-benzisothiazole-3(2H)-one=1,1-dioxide,3-oxo-2,3-dihyrobenzo[d]isothiazo1-1,1-dioxide Saccharin là chất ngọt sử dụng lâu đời nhất,được phát hiện vào năm 1879 và đến năm 1884, Saccharin đã được sản xuất rộng rãi ở Hoa Kỳ

Hình1.1.Công thức của saccharin

* Tính chất:

 Ngọt gấp 300 - 500 lần saccharose, ổn định ở môi trường acid nên dùng được trong nước ngọt, thường dùng dưới dạng muối natri hay canxi

 Bột trắng, tan ít trong nướcvà ete

 Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu

Nó không gây ảnh hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho cơ thể.Vì thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo

 Bền nhiệt, bền khi pH<2

 Có vị chát và kim loại

 Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức ăn có mùi vị khó chịu

 Ở người, saccharin không tham gia vào quá trình trao đổi chất, không sinh năng lượng và được xem là chất tạo ngọt không calories (calories-free sweetenner)

*Nhược điểm :

 Có vị chát và kim loại

 Khi bị phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol, làm thức

ăn có mùi vị khó chịu

*Quy trình công nghệ sản xuất:

 Trước đây Remsen và Fahlberg đã tổng hợp saccharin từ toluen nhưng hiệu suất lúc đó rất thấp

 Vào năm 1950, công ty hóa chất Maumee của Toledo đã áp dụng một phương pháp cải tiến khác Trong phưong pháp này, saccharin được tạo

ra bằng cách cho acid anthranilic (NH2C6H4COOH) phản ứng với acid nitrơ (HNO2), SO2, Cl2 và kế tiếp là NH3

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

1.2 ACESULFAME-K

Chất tạo ngọt có nhiều triển vọng là kali acesulfame, cũng tình cờ mà Clauss

và Jensen của hãng Hoechst ở Đức tìm ra được năm 1967

Acesulfame-K (E950) tên khoa học

6-Methyl-1,2,3-oxathiazin-4(3H)-1-2,2dioxide, công thức cấu tạo là C4H4O4NSK, trọng lượng phân tử 201.24, điểm nóng chảy 2500C, không mùi, độ ngọt từ 150- 200, dạng bột màu trắng, liều lượng cho phép 9,0 mg/kg thể trọng

Acsesulfame-K được sử dụng trong hơn 4000 sản phẩm trên khắp thế giới như chewing gum, các món ngọt, rượu, xirô, kẹo, yogurt…

Hình1.2.Công thức của Acesufame-K

*Tính chất:

Hình 1.3 So sánh độ ngọt của

Acesulfame-K với sugar

  Có dạng tinh thể màu trắng với cấu trúc hóa học tương tự saccharin

 Vị ngọt gấp150–200 lần đường saccharose

 Ổn định hơn aspartam ở nhiệt độ cao và môi trường acid.

 Acesulfam-K không cung cấp năng lượng cho cơ thể vì nó không tham gia quá trình trao đổi chất và được thải ra ngoài theo nước tiểu mà không có bất kì sự biến đổi hóa học nào

 Giá thành rẻ

 Tuy nhiên nó có dư vị hơi đắng

 Bền trong dung dịch, bền nhiệt, ADI 9,0 (mg/kg)

 Nó dễ hòa tan trong nước, rượu, glycerin, rất ít hòa tan trong axeton và ethanol

Nhiệt độ

Độ hòa tan

Bảng 1.2 Độ hòa tan trong nước

Bảng 1.3 Độ hòa tan trong dung môi

*Ứng dụng:

- Acesulfame-K thường được sử dụng kết hợp với aspartame hoặc chất ngọt khác vì nó có một tác dụng để tăng cường và duy trì vị ngọt của thực phẩm và đồ uống,bao gồm trong kẹo cao su, món tráng miệng, đồ uống có cồn, xirô, kẹo, nước sốt,và sữa chua

- Được sử dụng trong các sản phẩm nướng

- Acesulfame K không ảnh hưởng đến lượng đường máu, cholesterol, hoặc chất béo trung tính Những người bị bệnh tiểu đường có thể kết hợp sản phẩm có chứa Kacesulfame vào chế độ ăn uống cân bằng của họ

Hình 1.4 sản phẩm của Acesulfame-K

*Quy trình sản xuất :

Acesulfame kali được tổng hợp từ acid ester acetoacetic tertbutyl và isoxyanat

fluorosulfonyl Các hợp chất kết quả được chuyển thành axit amide frosulfonyl acetoacetic, mà sau đó cyclized sự hiện diện của KOH để hình thành hệ thống khí vòng oxathiazinone Bởi vì các axit mạnh mẽ của hợp chất này, các muối kali được sản xuất trực tiếp Một con đường tổng hợp thay thế cho kali acesulfame bắt đầu với những phản ứng giữa diketene và acid amidosulfonic (do phản ứng của

dimethylethylamine với acid sulfamic và axit axetic băng) Trong sự hiện diện của các tác nhân khử nước, và sau khi trung hòa với hydroxit kali, kali acesulfame được hình thành Sản phẩm này đã được phát hiện bằng sắc ký lớp mỏng, các cấu trúc của nó đã được xác nhận với chỉ số IR

1.3 CYCLAMATE

*Nguồn gốc:

Cyclamate, phát hiện vào năm 1937, đường hoá học được chấp thuận cho sử dụng trong thực phẩm và đồ uống tại hơn 100 quốc gia trên toàn thế giới, bao gồm Canada, Australia và Mexico Cyclamates, dù dưới hình thức của đường hoá học natri hay canxi đường hoá học, ổn định và hòa tan Đường hoá học được sử dụng như một chất làm ngọt bàn, trong đồ uống, chế độ ăn uống, và trong các loại thực phẩm khác ít calo Trong việc kết hợp, đường hoá học và chất ngọt ít calo khác có tác dụng làm tăng hương vị ngọt tổng thể và làm giảm chất ngọt tổng số cần thiết

để có được một mức độ ngọt mong muốn Nhưng tới cuối những năm 1960, các nghiên cứu bắt đầu liên hệ cyclamate với ung thư, ngày 18 tháng 10, 1969 Cơ quan FDA đã ra lênh cấm sử dụng cyclamate trong công nghệ thực phẩm

*Cấu Tạo:

Công thức phân tử: C6H13NO3S (M= 179.23) Axid cyclamic, có 2 loại đường:

cyclamate Na và cyclamate Ca (C12H24CaN2O6S2.2H2O) Tổng hợp từ

cyclohexylamin bằng sulfonate hóa, độ ngọt bằng 30 lần so với độ ngọt đường mía, rất bền nhiệt dễ tan trong nước cyclamate: saccharin = 10:1 sẽ tăng độ ngọt, liều lượng cho phép 11 mg/kg thể trọng

*Tính chất:

 Dạng bột kết tinh trắng

 Có hậu vị ngọt chua của chanh

 Rất bền nhiệt, ánh sáng, và pH, tan rất ít trong nước

 Ngọt gấp 30 lần saccharose

 Sử dụng kết hợp 10 phần cyclamate và 1 phần saccharin

 Có ưu điểm là không để lại dư vị khó chịu như saccarin, cho nên được sử dụng rộng rãi hơn saccarin

*Ứng dụng:

Được sử dụng trong chế biến thực phẩm và đồ uống, rất thích hợp cho sản phẩm nước trái cây, bột giải khát, mứt trái cây, … Đường hoá học cũng có mặt nạ những dư

vị của các chất ngọt ít calo khác như saccharin, cải thiện hương vị tổng thể của các loại thực phẩm và đồ uống có chứa chất làm ngọt Giống như các chất ngọt khác ít calo, cyclamate có lợi cho những người tìm kiếm để kiểm soát trọng lượng, quản

lý bệnh tiểu đường, hoặc giúp ngăn ngừa sâu răng Nhưng Cyclamate bị cấm sử dụng trong công nghệ thực phẩm

1.4 SUCRALOSE

* Nguồn gốc:

 Sucralose là một đường hóa học có tên gọi chung là Altern Ngoài ra, trên thị trường succralose có tên thương mại là Splenda

 Sucralose được tìm ra vào năm 1976 bởi các nhà khoa học thuộc công ty đường Tate & Lyle cùng các nhà nghiên cứu Leslie Hough và Shashikant Phadnis của đại học Queen Elizabeth (hiện nay là một phần của đại học King London) Họ đang cố gắng kiểm tra đường xử lý bằng clo Tình cờ vào một ngày hè, Phadnis được bảo kiểm tra loại bột này Phadnis lại nghĩ rằng Hough bảo anh ấy nếm thử nó Và anh ấy đã làm thế Kết quả thật bất ngờ, anh đã phát

hiện ra hợp chất này có vị ngọt hiếm có Họ đã làm việc với Tate & Lyle trong một năm trước khi tìm ra được công thức hoàn chỉnh của sucralose

 Nó được chấp nhận sử dụng ở Canada với tên thương mại là Splenda vào năm

1991, ở Australia vào năm 1993, ở New Zealand vào năm 1996 Đến năm 1998

nó được FDA công nhận như là một loại đường hóa học hàng đầu Nó đã trải qua hơn 20 năm nghiên cứu và kiểm tra độ an toàn bởi hơn 100 nhà khoa học Sucralose được Châu Âu sử dụng rộng rãi vào năm 2004 Và đến năm 2006, nó được chấp nhận sử dụng ở hơn 60 quốc gia như Brazil, Trung quốc, Ấn Độ, Mĩ, Nhật Bản…

* Cấu Tạo:

Tên khoa học 1,6-Dichloro-1,6-dideoxy-β-D-fructofuranosyl-4-chloro-4-deoxy-α- D –galactopyranoside, ( E955), công thức phân tử C12H19Cl3O8, khối lượng phân tử 397.64 g/mol, điểm nóng chảy 125°C, 398 K, 257°F, độ hòa tan trong nước 283g/L (20 °C)

Hình 1.5 Công thức của Sucralose

* Tính Chất :

 Có vị ngọt gấp 600 lần đường saccharose

 Kết tinh dạng hạt rắn màu trắng

 Tan trong nước

 Không giống aspartame, sucralose khá ổn định với nhiệt độ và pH biến đổi trên khoảng rộng

 Mặc dù được tổng hợp từ đường nhưng cơ thể không hấp thu sucralose như một cacbonhydrat Vì thế phân tử của nó không hề bị bẻ gãy sinh ra năng lượng trong cơ thể như đường Và được loại ra nhẹ nhàng khỏi cơ thể sau khi ăn mà không có bất kì sự biến đổi nào Vì thế nó được xác định là không có calo

*Ưu điểm:

Được dùng phổ biến vì so sánh với các loại chất tạo ngọt khác,

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 hợp cho người bệnh tiểu đường

 Vị ngọt tinh khiết tương tự như saccharose

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

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

Hình 1.6 So sánh cường độ ngọt của Sucralose với đường

* Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất:

Sucralose được sản xuất bởi các clo hóa chọn lọc của sucrose (đường bảng), trong đó chuyển đổi ba trong số các nhóm hydroxyl để clorua Các clo hóa chọn lọc là đạt được bằng cách chọn lọc bảo vệ của các nhóm rượu chính tiếp theo acetylation và sau đó deprotection của các nhóm rượu chính Sau một chuyển đổi acetyl gây ra một trong các nhóm hydroxyl, các acetyl hóa một phần đường sau đó được clo hóa với một tác nhân clo như oxychloride phốt pho, tiếp theo là loại bỏ các nhóm acetyl để cung cấp cho sucralose Sucralose là một disaccharid được tổng hợp từ đường saccharose qua 5 bước bằng cách thay thế chọn lọc 3 nhóm (–OH) trong phân tử đường bằng 3 nguyên tử Cl

Hình 1.7 Quy trình tổng hợp của sucralose

* Ứng Dụng:

Sucralose được sự dụng như một chất phụ gia thực phẩm trong 14 nhóm thực phẩm:

1 Hàng hóa và nướng bánh nướng hỗn hợp

2 Đồ uống và các căn cứ nước giải khát

3 Kẹo cao su

4 Cà phê và trà

5 Sản phẩm từ sữa tương tự

6 Chất béo và dầu (xà lách trộn)

7 Món tráng miệng đông lạnh sữa và hỗn hợp

8 Nước trái cây và kem

9 Gelatins và bánh pudding

10 Mứt và thạch 11 Sản phẩm sữa

12 Chế biến trái cây và nước trái cây

13 Đường substitue

14 Nước sốt ngọt, bánh, và siro

Hình 1.8 Sản phẩm của Sucralose

1.5 ASPARTAME

Aspartame là một chất tạo ngọt vốn được sử dụng phổ biến trong các loại nước uống và thực phẩm dành cho người bị bệnh tiểu đường và người muốn ăn kiêng với mụcđích giảm lượng đường và năng lượng tiêu thụ Tuy nhiên, có những lo ngại về tác dụng phụ của nó như có khả năng gây ung thư, gây bệnh động kinh, gây u não…

*Nguồn gốc:

Vị ngọt của aspartame được tìm ra cũng hoàn toàn ngẫu nhiên bởi Jame Schlatter Chất này được nhà hóa học James Schlatter làm việc cho tập đoàn G.D Searle phát hiện rất tình cờ vào năm 1965 ,khi ông đang thử nghiệm thuốc chống lở loét vết thương Sau nhiều năm kiểm tra độ độc hại của aspartame, FDA đã công nhận aspartame được dùng như một chất tạo ngọt vào năm 1980 Không chỉ được dùng ở Mĩ, asparatme đã được dùng ở hơn 93 quốc gia Hiện nay, aspartame là chất ngọt rất được

ưa chuộng Nó được sử dụng rộng rãi trên thế giới với sự hiện diện trong hơn 6000 loại thực phẩm khác nhau như bánh kẹo, yogurt, trong các thức uống ít nhiệt năng như Coke diete, Pepsi… và cả trong dược phẩm

* Cấu tạo

Aspartame (tên khác là L-aspartyl-L-phenylalanine methyl ester) là một este methyl cấu tạo từ 2 acid amin là aspartic acid và phenylalanine Công thức phân tử là C14H18N2O5 , khối lượng phân tử là 294,3 g mol -1 , điểm nóng chảy là 246-247°C, ít tan trong nước, ethanol, tính axit 4,5-6,0, không bền trong axit, không bền nhiệt

Hình 1.9 Công thức của Aspartame

*Tính chất:

 Là một dipeptid, nó ngọt hơn saccharose khoảng 180 - 200 lần

 Không để lại dư vị khó chịu

 Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17 KJ/g) Tuy nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartame đã tạo

ra độ ngọt cần thiết Do đó năng lượng chúng 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, ổn định khi hòa tan trong nước

 Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartame không giữ được lâu Cho trộn aspartame với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình