TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA PECTIN, GELLAN, DEXTRAN

A.LỜI MỞ ĐẦU4B.NỘI DUNG5CHƯƠNG I. PECTIN61.Nguồn gốc pectin62.Nguồn nguyên liệu chứa pectin73.Cấu tạo94.4. Phân loại115.Tính chất126.Cơ chế tạo gel147.Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:178.Tính chất vệ sinh của sản phẩm219.Ứng dụng của Pectin trong thực phẩm21CHƯƠNG II. GELLAN261.Giới thiệu262.Tính chất và cấu tạo của Gellan273.Cơ chế tạo gell của gellan.284.Quá trình tạo sệt315.Tính năng công nghệ336.Cơ chế tổng hợp Gellan367.Ứng dụng của Gellan38CHƯƠNG 3: DEXTRAN411.Giới thiệu412.Cấu trúc tính chất, đặc điểm vật lý hóa học và độ phản ứng423.Cơ chế hình thành464.Quá trình tổng hợp dextran515.Ứng dụng53 A.LỜI MỞ ĐẦUTừ thời cổ đại,trong quá trình tồn tại và phát triển, để có thể dự trữ thực phẩm cho mục đích sử dụng thực phẩm lâu dài, con người trên khắp thế giới đã biết sử dụng các nguyên liệu, phương pháp khác nhau để bảo quản thực phẩm. Bắt đầu từ việc tự cung tự cấp trong một cộng đồng nhỏ hẹp trong thời cổ đại; lương thực thực phẩm đã được giao thương và vận chuyển đến những vùng xa xôi hơn, tốn nhiều thời gian hơn. Điều đó đòi hỏi phải có các biện pháp nhằm kéo dài hạn sử dụng của lương thực thực phẩm, tránh sự hư hỏng của chúng do các yếu tố môi trường tác động.Mặt khác, xã hội ngày càng phát triển, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn trong việc thưởng thức thực phẩm. Con người không chỉ cần ăn no, ăn đủ mà còn cần thực phẩm phải “bắt mắt”, hình thức đẹp, mùi vị hấp dẫn cũng như đáp ưng các nhu cầu thẩm mỹ khác. Do đó trong quá trình sản xuất ngoài những nguyên liệu chính người ta còn thêm một số chất phụ gia nhằm có được một số tính chất mong muốn nào đó để cho sản phẩm được giai dòn có màu sắc, hoặc mùi vị hấp dẫn người tiêu dùng hơn.v.v.....Hiện nay các chất phụ gia được dùng thường được chiết xuất từ thiên nhiên nhằm bảo vệ sức khỏe của con người. Trong đó phải kể đến các chất phụ gia có nguồn gốc từ polysaccharide .Polysaccharide được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như các chất tạo độ đặc hay tạo gel (tinh bột, alginat, pectin, gellan, dextran,.......), chất làm bền nhũ tương, chất độn . Nhằm hiểu rõ hơn về cấu trúc, tính chất của phụ gia thuộc nhóm polysaccharide hơn

B Ộ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

THỰC PHẨM TP.HCM.

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM.

BÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA PECTIN,

GELLAN, DEXTRAN

TP.HỒ CHÍ MINH 11/2013

Mục lục

A LỜI MỞ ĐẦU

Từ thời cổ đại,trong quá trình tồn tại và phát triển, để có thể dự trữ thực phẩm cho mục đích sử dụng thực phẩm lâu dài, con người trên khắp thế giới đã biết sử dụng các nguyên liệu, phương pháp khác nhau để bảo quản thực phẩm Bắt đầu từ việc tự cung tự cấp trong một cộng đồng nhỏ hẹp trong thời cổ đại; lương thực thực phẩm đã được giao thương và vận chuyển đến những vùng xa xôi hơn, tốn nhiều thời gian hơn Điều đó đòi hỏi phải có các biện pháp nhằm kéo dài hạn sử dụng của lương thực thực phẩm, tránh sự hư hỏng của chúng do các yếu tố môi trường tác động Mặt khác, xã hội ngày càng phát triển, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn trong việc thưởng thức thực phẩm Con người không chỉ cần ăn

no, ăn đủ mà còn cần thực phẩm phải “bắt mắt”, hình thức đẹp, mùi vị hấp dẫn cũng như đáp ưng các nhu cầu thẩm mỹ khác Do đó trong quá trình sản xuất ngoài những nguyên liệu chính người ta còn thêm một số chất phụ gia nhằm có được một số tính chất mong muốn nào đó để cho sản phẩm được giai dòn có màu sắc, hoặc mùi vị hấp dẫn người tiêu dùng hơn.v.v Hiện nay các chất phụ gia được dùng thường được chiết xuất

từ thiên nhiên nhằm bảo vệ sức khỏe của con người Trong đó phải kể đến các chất phụ gia có nguồn gốc từ polysaccharide Polysaccharide được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như các chất tạo độ đặc hay tạo gel (tinh bột, alginat, pectin, gellan, dextran, ), chất làm bền nhũ tương, chất độn Nhằm hiểu rõ hơn về cấu trúc, tính chất của phụ gia thuộc nhóm polysaccharide hơn Nhóm em xin trình bày đề tài “ Tìm hiểu về phụ gia pectin, gellan, dextran”

B NỘI DUNG

GIỚI THIỆU CHUNG

Pollysaccharit được tạo thành từ những monosaccharit qua các liên kếtglycoside Có kích thước lớn và thường phân nhánh chia làm 2 nhóm:

Polysaccharide đồng hình chỉ chứa một loại monomer duy nhất

Polysaccharide dị hình là những polymer phức tạp, được tạo ra từ nhiềuloại monomer khác nhau, dẫn xuất của monomer và các chất khác, có nhiềutrong tự nhiên

Pollysaccharit thực hiện các chức năng sau :

Chúng được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên vàbiến tính như các chất tạo độ đặc hay tạo gel, chất làm bền nhũ tương và các

hệ phân tán, chất tạo màng, bảo vệ bề mặt các loại thực phẩm nhạy cảmkhỏi những thay đổi không mong muốn, ổn định hệ bọt, nhũ tương vàhuyền phù, ngăn chặn sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương, chấtđộn để tăng tỉ lệ thành phần không tiêu hóa được dùng trong các thực phẩm

ăn kiêng…

Có nhiều loại pollysaccharit xuất phát từ nhiều nguồn gốc khác nhau, ởđây ta chỉ nghiên cứu về 3 phụ gia chính thuộc nhóm pollysaccharit có nguồngốc như:

Từ thực vật: trong cây có Pectin

Từ vi sinh vật: Dextran và Gellan gum

CHƯƠNG I PECTIN

Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ Pectin được xem là một trong nhữngchất phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều nàyđược chứng minh bởi hàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được banhành bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Expert Committee), SCF (ScientificCommittee 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

1 Nguồn gốc pectin

Pectin là một polymer của polygalacturonic và các ester methyl của chúng

Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan,tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccharide araban,dạng hòa tan của pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào

Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạođông, tạo gel, chất ổn định

Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây Đóng vai trò vận chuyển nước vàlưu chất cho các trái cây đang trưởng thành Duy trì hình dáng và sự vững chắccủa trái cây Pectin như một loại keo gắn chặt các tế bào thực vật với nhau, vìthế người ta thường gọi chúng là chất ciment là protopectin, protopectin chiếm

tỉ lệ khá cao Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nước, giúpquả có độ cứng.

Và có nhiều trong mô tría cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sựthủy phân protopectin thành pectin Sau đó kết hợp với sự demetyl hóa dưới tácdụng của enzym và sự depolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng làcác loại đường hòa tan và acid

Khi quả chín dần protopectin sẽ chuyển sang pectin hòa tan (pectin) vàaraban, làm giảm sự liên kết giữa tế bào, quả trở nên mềm hơn Quá trình nàycũng xãy ra dưới tác dụng của acid và nhiệt độ trong quá trình chần ở 60-850C.Trong thực vật các pectin thường liên kết với cellulose ở vách tế bào ở dạngphức hợp chưa biết rõ (hình 1)

Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyênliệu thực vật thường là táo hay các quả có múi như: cam, quýt, bưởi

Phần lớn các quốc gia xem pectin là phụ gia quí và vô hại được sư dụngvới liều lượng phụ thộc vào từng quy trình công nghệ

2 Nguồn nguyên liệu chứa pectin

Pectin chứa nhiều trong các loại quả của trái cây: Táo, mận, cam, chanh, cà rốt,sơn trà, lê, cà chua…

Thành phần và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo % như sau:

Saccaroza glucoza fructoz

Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn biến

đổi Thường cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và

depolymer hóa Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy

Với chủng loại khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau:

Bưởi: Nước ta có nhiều giống bưởi: bưởi trắng, bưởi đào, bưởi chua, bưởi

ngọt, bưởi dôn dốt chua, bưởi ngon nổi tiếng ở miền bắc là bưởi Đoan Hùng

(Phú Thọ) Ở miền nam là bưởi Năm Roi Bưởi còn gọi là bòng Tên khoa học

Citrus Grandis Osbeck Họ cam (Ruta Ceae) Bưởi được nhiều người ưa thích

xong ta chỉ ăn múi và vứt bỏ hạt, cùi, vỏ Tuy nhiên chúng lại có những chất

rất có lợi cho sức khoẻ trong đó pectin là chủ yếu

Bí đỏ: Người miền trung gọi quả bí lý bầu rợ, thuộc họ bầu Bí đỏ có thể chếbiến thành nhiều món ăn ngon, bổ dưỡng Các nhà khoa học nghiên cứu và chỉ

ra rằng bí đỏ có lượng lớn pectin

Với táo : Ngạn ngữ phương tây có câu :"mỗi ngày vài quả táo, thìkhông cần bác sĩ" bất cứ ai, tuy chưa biết giá trị dinh dưỡng của quả táo rasao, nhưng khi nhìn thấy những quả táo to tròn với màu sắc đỏ thắm hay vàngtươi, đều cảm thấy thích Đến khi nếm thử một miếng táo người ta càng thíchhơn bởi mùi vị chua ngọt và thơm của nó Theo chuyên gia dinh dưỡng vỏngoài cùng của quả táo chứa nhiều pectin Pectin là chất có tác dụng tốt chosức khỏe

3 Cấu tạo

Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạchcủa phân tử acid D-galacturonic C6H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-OCH3).Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tớihàng trăm đơn vị galacturonic

Hình 1: cấu tạo đơn vị phân tử pectin

Phân tử lượng của các loại pectin tách ra từ các nguồn quả khác nhau thay đổitrong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galacturonic và thường thay đổitrong phạm vi từ 10.000 – 100.000 Trong các hợp chất dạng glucid so vềchiều 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, trongkhi pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000

Tên gọi pectin dùng để chỉ các chuỗi polygalacturonic methyl hóa 100% Tên

gọi acid pectinic để chỉ chất được methyl hóa thấp hơn 100% Còn tên gọi acid

pectic để chỉ acid polygalacturonic hoàn toàn không chứa nhóm methoxyl

Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin

3.1 Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng:

- Dạng protopectin không tan: tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp vớipolysacácharide araban

- Dạng hoà tan của pectin: tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào

Dưới tác dụng của acid, của enzym protopectinaza hoặc khi đun sôi, protopectinchuyển sang dạng pectin hoà tan

3.2 Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin:

Polysacácharide dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic.Acid pectic là

1 polymer của acid D-galcturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside Mộtchuỗi gồm khoảng 10000 phân tử galactoronic tạo thành một phân tử pectin

Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn khác nhau thay đổi trong giớihạn rộng Ví dụ từ nguồn táo, mận đã thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 –35.000, trong khi đó pectin lấy từ cam có phân tử lượng đạt tới 50.000

4 4 Phân loại

4.1 Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử:

 HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao: MI >7%, trongphân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE >50%)

Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm Muốn tạo đông cầnphải có điều kiện pH =3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60 %

Hình 2: Phân tử HMP

 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%)

Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin.Pectin methoxy thấp cóthể tạo đông trong môi trường không có đường Chúngthường được dùng làm màng bao bọccác sản phẩm

Hình 3: Phân tử LMP

4.2 Theo khả năng hòa tan trong nước:

 Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): pectin hòa tan là polysaccharidecấu tạo bởi các gốc acid galacturonic, trong đó một số gốc acid có chứa nhómthế methoxyl.

 Pectin không hòa tan trong nước (protopectin): là dạng kết hợp của pectin vớiaraban (polysaccharide ở thành tế bào)

• Đối với pectin tan thì dưới tác dụng của pectinase sẽ biến thành acid pectinic(thường dưới dạng muối Ca và Mg) và các chất đơn giản khác như rượumethylic, acid acetic, arabinose, galactose

• Các dạng pectin tồn trong trái cây cùng tồn tại một lúc

• Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzyme pectinase hoặc với sự tham giacủa acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, cường lực liênkết giữa các tế bào giảm

• Pectin hòa tan khi bị tác dụng của kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giảiphóng nhóm thế methoxyl dưới dạng methylic và polysaccharide (acid pectic).Acid pectic có thể tạo nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạngkết tủa dễ dàng, do đó dùng để định lượng pectin Tuy nhiên acid pectic lạikhông có khả năng tạo gel ngay cả khi có đường như pectin, vì vậy, để duy trì

khả năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tácdụng thủy phân của pectinase.

• Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đôngcủa sản phẩm khi cô đặc

• Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzyme pectinase hoặc với sự tham giacủa acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liênkết giữa các tế bào giảm

• Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-1,5%) khi

có mặt đường 60-70% và acid 1%.Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồnpectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của pectin

• Để duy trì khả năng tạo gel cần tránh môi trường kiềm và tác dụng của enzimpectaza

6 Cơ chế tạo gel

Tùy thuộc mức độ methoxyl hóa của phân tử mà các loại pectin khác nhau có

cơ chế tạo gel khác nhau:

Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel :

− Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel dù sử dụng với liềulượng cao

− Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng

Mức độ methoxyl hóa quy định cơ chế tạo gel:

6.1 HMP: Tạo gel bằng liên kết hydro:

 Điều kiện tạo gel: nồng độ đường sucrose > 50%; pH = 3,1-3,5; nồng độ pectin0,5-1%

Hình 4: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro

 Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tửpectin trong dung dịch

 Ion H+ được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quả chế biến trunghòa 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 các trường hợp này liên kết các phân tử pectin có thể hydroxyl, carboxyl-carboxyl, hoặc hydroxyl-carboxyl Kiểu liên kết này khôngbền, do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trongkhối gel Loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin

hydroxyl 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 là sucrose

Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đườngsucrose, ngăn cản sự kết tinh của đường sucrose Ngoài ra đường nghich đảo cókhả năng hút ẩm hơn cả sucrose nên duy trì cho sản phẩm kết cấu mềm láng.Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây nghịch

đảo một lượng lớn sucrose, gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh tạo nên cácvón cục.

 Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng, do đókhi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớtchúng bằng cách đun lâu hơn

 Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào, pH, nhiệt độ cànggiảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh

- Ứng dụng: làm mứt quả nghiền, nước quả đông…

6.2 LMP: 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 dàiphân tử pectin phải đạt ở mức độ nhất định Khi đó gel tạo thành ngay cả khikhông thêm đường và acid

 Sự trùng hợp của phân tử pectin có thể xảy ra dưới tác dụng của men khi bảoquản pure và tác dụng của nhiệt độ và hóa học khi gia công nguyên liệu chứapectin Nếu nguyên liệu chịu tác dụng của acid, bazơ và nhiệt càng nhiều thìcàng không có lợi cho sự trùng hợp pectin vì sẽ thu được pectin có phân tửlượng bé

 Khi chỉ số của methoxyl thấp, có nghĩa là tỷ lệ các nhóm –COO- cao thì cácliên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion qua các hóa trị hai đặc biệt

là Ca2+ Các phân tử acid pectic tác dụng tương hổ lẫn nhau nhờ các nhómcarboxyl tự do, các nhóm này liên kết lại nhờ các ion Ca2+ thành khung bềnvững

Hình 5: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với Ca 2+

 Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl

Khi pectin có cùng khối lượng phân tử thì khả năng tạo gel phụ thuộcvào mức độ este hóa các gốc của mach galacturonic tại các nhóm metoxyl (-OCH3)

Nhóm methoxyl tăng từ 8 -11 % thì độ bền đông tụ của nó tăng, ngượclại khả năng đông tụ giảm Pectin có từ 9,5 -11% nhóm(-OCH3) ở môi trường

pH = 3 và hàm lượng đường 35 % khả năng đông tụ tốt

Khi hàm lượng methoxyl giảm xuống 5% và thấp hơn khi pectin vẫn giữđược khả năng đông tụ tạo đông chậm, đòi hỏi thay đổi hàm lượng đươngcũng như pectin và acid

Nếu pectin có hàm lượng từ 3,5 -6 % nhóm methoxyl khi có sự tham giacủa các muối kim loại nhiều hóa trị như Ca2+ và trên 35% đường thì nó sẽ tạo

ra đông tụ bền vững

 Ion Ca 2+ :

Dạng cation và anion có ảnh hưởng đến độ bền đông tụ các cation Ca2+,

Al3+ làm tăng độ bền gel còn cation hóa trị I như Na+ ở điều kiện xác định cótác dụng ngược lại

Ứng dụng: cho phép chế tạo được thịt đông có độ cứng bền ngay cả ởkhí hậu nhiệt đới (khác với đông gelatin) Hoặc làm mứt đông cho người bị tiểuđường

7 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:

Gồm 4 yếu tố: chất lượng pectin, đường, nước và acid

Mạch phân tử pectin là cơ cấu chính của hiện tượng tạo gel Vì thế,lượng pectin có trong dịch đường phải đạt một lượng tối thiểu nào đó mới tạođược sự keo tụ Nổng độ pectin có trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợpgiữa các phân tử xãy ra càng nhanh, hệ keo tụ càng bền Thường lượng pectin

sử dụng khoảng từ 0.5-1% Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽthu được gel quá cứng, vì vậy đối với loại quả chứa dư pectin người ta cần tiếnhành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn

Tuy nhiên, chất lượng của hệ keo pectin lại phụ thuộc rất lớn vào tínhchất của pectin chứ không đơn thuần ở hàm lượng pectin được sử dụng Haiyếu tố quan trọng hàng đầu là chiều dài mạch phân tử pectin và mức độmethoxyl hóa trong phân tử của chúng

Chiều dài phân tử pectin quyết định độ cứng của gel:

Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sửdụng với liều lượng cao

Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành quá cứng

Mức độ methoxyl hóa qui định cơ chế tạo gel:

• Khả năng keo hóa của pectin phụ thuộc tưong đối vào mức độ hiện diệncủa các nhóm methoxyl Tùy thuộc vào chỉ số methoxyl cao (>7%) hoăcthấp (3-5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chúng sẽ khácnhau trong việc tạo gel

Bảng 7.1 : Tác dụng của DE của pectin lên sự tạo gel

DE(%) Điều kiện tạo gel

(%)

Ion hóa trị II

Tốc độ tạo gel

 Trong dung dịch nước pectin ở trạng tháihòa tan do có sự tạo thành các liên kết hydro giữa các nhóm OH-, của mạchphân tử pectin và H+ của phân tử nước

chất hydrate hóa, ngậm mất phần nước đang liên kết với pectin Khi đó pectintrở nên không hòa tan Cộng với tác động của ion H+ từ lượng acid sử dụng đểtạo đông, H+ làm trung hòa điện tích của các gốc COO- trên mạch phân tửpectin, tạo gốc –COOH Vì thế sợi pectin không còn đẩy nhau mà tiến lại gầnnhau và tạo mạng

pectin-đường-acid thường phải lớn hơn 50% thì mới có khả năng tạo gel Thông thườngngười ta tạo hỗn hợp có 65% đuờng để tiến hành tạo keo đông Nếu hàm lượngđường dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xãy ra trên bề mặt hạt keo Để cóthể khắc phục có thể thay thế một phần đường saccharose bằng đường glucosenhằm tránh hiện tượng kết tinh đường Với pectin chất lượng càng tốt thì lượngpectin dùng để gel hóa cùng một lượng đường càng ít

 Acid:

 Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH<4

 Trong môi trường có H+, các phân tử pectin có điện tích âm sẽ bịtrung hòa và trở thành dạng trung hòa điện dễ tạo đông tụ Hơn nữa, ion H+ sẽthay thế các ion kim loại (nếu có) trong nhóm cacboxyl của phân tử pectin vàchuyển dạng muối pectat (không tạo đông) thành dạng pectin (có tạo đông)

 Acid sử dụng để tạo đông cần có mức độ phân ly cao hơn acidpectic để acid này có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectic, và giữ cho chúng

ở dạng trung hòa điện tích

 Nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịchpectin sẽ càng cao Cần duy trì pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trìnhnghịch đảo đường saccharose (30-50% đường thêm vào pectin) để ngăn cản sựkết tinh của đường Cũng không nên dùng quá nhiều acid, vì pH thấp sẽ gây ra

sự nghịch đảo của một lượng lớn sacchrose từ đó gây ra kết tinh glucose và hóagel nhanh tạo nên vón cục Thường dùng độ pH từ 3 đến 3.5

 Mức độ tạo gel chỉ tăng lên đến một giới hạn nào đó của nổng độacid rồi sẽ ngừng lại vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO- của phân tửpectin đã được trung hòa điện tích Nên dù có tăng thêm ion H+ cũng không thểtăng thêm mức độ tạo gel Nồng độ acid để tạo gel dung dịch pectin phụ thuộcvào mức độ methoxyl hóa của pectin và hàm lượng pectin trong dung dịch Khihàm lượng pectin sử dụng tăng khoảng 0.05%-0.1% thì pH của dung dịch cóthể tăng lên 1 đơn vị

 Nếu sử dụng pectin có khả năng đông tụ yếu thì nên tăng nồng độacid lên Nhưng việc tăng nồng độ này lại dẽ tăng lượng đường chuyển hóa vàlàm tăng tính háo nước của sản phẩm

-Giảm hấp thu lipid

-Khống chế tăng đường áp ở người có bệnh tiểu đường

-Chống táo bón

-Cầm máu: pectin có tác dụng bảo vệ các mô mạch chống hiện tượngchảy máu

-Sát trùng: dung dịch pectin 5% có tác dụng như thuốc sát trùng H2O2

-Hạ cholesterol toàn phần trong máu ở người rối loạn lipid máu HạLDL, loại cholesterol không có lợi cho tim mạch Ngược lại pectin làm tăngHDL, chất có lợi cho tim mạch Một chế độ ăn hằng ngày rất có lợi cho sứckhỏe tim mạch, giảm nhẹ tình trạng tăng cao lipid máu, đường máu, giảm bớtliều lượng của các thuốc dùng hằng ngày của bệnh nhân đái tháo đường, caohuyết áp hoặc hàm lượng cholesterol trong máu cao

-Những người có nguy cơ ô nhiễm Hg (đãi vàng, nơi dùng thuốc nhuộm

gỗ, giấy…) nên ăn thực vật có chứa nhiều pectin Do pectin trong thực vật sẽkết hợp với Hg, làm giảm nồng độ Hg trong máu giúp bài trừ Hg

-Pectin được coi là chất không được tiêu hóa khi chúng ta ăn táo, nhưngkhi đến ruột già thì 90% pectin được enzym của vi khuẩn phân hủy thành acidformic, acid acetic, acid propionic, butyric, cacbonic…

-Ngày nay người ta cần lưu ý nhiều về chất pectin như một chất xơ thựcphẩm, nhằm làm giảm bớt trầm trọng tác động glucoz huyết do ăn uống ởngười đái tháo đường Quả táo hay bưởi chứa nhiều pectin sẽ làm chậm sự vậnchuyển thức ăn qua dạ dày, ruột dẫn đến điều này có lợi cho những người ănkiêng để chống mập

8 Tính chất vệ sinh của sản phẩm

8.1 Tính độc hại đối với người sử dụng:

Pectin là một phụ gia thực phẩm được nhiều người chấp nhận nhất vàđược chứng minh bởi hàm lượng ADI (lượng tối đa ăn vào hằng ngày) cho

phép “không xác định” nghĩa là không quy định ADI cụ thể cho phụ gia pectin

Nghĩa là phụ gia pectin không có độc hại gì đối với người sử dụng

8.2 Đối với chất lượng sản phẩm thực phẩm:

Phụ gia pectin ít bị biến đổi trong quá trình bảo quản do vi sinh vật vìđây không phải là môi trường dinh dưỡng thích hợp cho các vi sinh vật pháttriển Nhưng trong quá trình bảo quản cần chú ý nhiệt độ và độ ẩm để tránhhiện tượng mốc phát triển

9 Ứng dụng của Pectin trong thực phẩm

-Pectin là tác nhân tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấutrúc gen cho thực phẩm, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả.Khả năng tạo gel của nó còn được sử dụng ở những thực phẩm cần sự ổn địnhcủa nhiều phụ gia, hoặc trong sản phẩm cuối, hoặc ở một giai đoạn tức thờitrong qui trình sản xuất

- Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thựcphẩm cần có hình dạng thật tự nhiên

9.1 Pectin ứng dụng trong mứt trái cây và mứt đông:

 Vai trò của Pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây đểnhửng sản phẩm này khi vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, tạo ra mùi vịthơm ngon cho sản phẩm, giảm đến tối đa sự phân rã Quá trình sản xuất mứtđông và mứt trái cây phải đảm bảo tạo ra sự phân bố đồng đều của các phân tửtrong pha liên tục ngay từ

Mứt táo Mứt cam

khi quá trình khuấy trộn ngừng lại Hàm lượng pectin sử dụng trong mứt

và mứt đông thường trong khoảng từ 0.2-0.4%

 Pectin có khả năng tạo gel, tạo đặc trước khi đóng hộp Còn mứt đông trái câytốt nhất khi chúng không bị tác động trong suốt quá trình tạo gel Đó là lý dopectin tạo gel chậm được sử dụng, và các khâu vào hộp, đóng nắp, dán nhãn,xếp chồng phải được thực hiện trước khi quá trình tạo gel diễn ra

Quá trình tạo gel của Pectin có thể được tạo ra trong một quy trình lạnh bằng 2cách:

 Trộn syrup đường pectin có hàm lượng chất khô hòa tan từ 60 – 65%, pH = 3,8-4,2 với dịch acid trái cây để đạt được pH = 3,0

 Trộn dung dịch Pectin có pH = 2,9 và lượng chất khô hòa tan là 25% với syrupđường để thu được hỗn hợp mới có hàm lượng chất khô 23%

 - LMP:(Tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+): thường được ứng dụng trongmứt trái cây có hàm lượng chất khô hòa tan < 55% Loại LMP đượcchọn dựa trên hàm lượng chất khô và pH trong sản phẩm có hàm lượngchất khô rất thấp ví dụ như: Mứt trái cây không đường cho người bịbệnh tiểu đường LMP khó tạo đủ liên kết với nước và carragenan thíchhợp hơn Trong một số trường hợp người ta có thể sử dụng cả pectin vàcarragenan

9.2 Kẹo mềm pectin:

- Hàm lượng pectin dùng để sản xuất kẹo mềm hoa quả là 1% so với sảnphẩm

- Khi dùng pectin phải đưa pectin ở dạng dung dịch 5 %, vào cuối giaiđoạn nấu, phải nấu ở nhiệt độ thấp, độ ẩm của khối kẹo là 25 %, để tạo điềukiện thuận lợi cho pectin đông tụ tốt hơn

- Tạo hình khối kẹo pectin tiến hành ở nhiệt độ cao hơn các loại kẹokhác về nhiệt độ đông tụ với khối kẹo có pectin cao hơn, có thể tạo hình bằngcách rót khuôn hoặc rót mỏng

- Đối với kẹo pectin có thể dùng tỷ lệ nguyên liệu như sau so với khốilượng sản phẩm

+ Đường Saccharose : 50 - 65 %

+ Pectin : 1 - 1,5 %+ Acid citric hoặc Acid lactic : 1 - 1,5 %

- Sự thủy phân chất tạo đông, sự chuyển hóa đường phụ thuộc vào:

9.3 Công nghiệp chế biến sữa:

Sữa chua thường

-Pectin bổ sung hương vị trái cây cho các sản phẩm sữa chua Chopectin vào sữa lên men với liều lượng vừa đủ, trộn đều để được dung dịch đồngnhất

-Trong yaghurt trái cây, pectin tạo cấu trúc mịn, giúp phân bố đều cácmẫu trái cây nhỏ trong sữa và nó còn làm cho sản phẩm có bề mặt nhẵn bóng

Trong các sản phẩm nhiều lớp, pectin còn có tác dụng ổn định và giữ cho tráicây không bị tách khỏi yaghurt.

-Trong yaghurt uống, pectin từ táo và citrus bảo vệ protein không bịbiến tính trong quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết bông.Pectin giúp sản phẩm ổn định và đạt tính chất cảm quan tốt nhất, không giảmchất lượng ngay cả khi bảo quản một thời gian dài

- Pectin phản ứng với canxi trong yaghurt nhằm cải thiện cấu trúc củayaghurt Trong sản xuất sữa chua: casein của sữa chua thường bị vón cục Nếucho pectin vào hỗn hợp thì casein sữa sẽ kết tủa dạng mịn làm tăng giá trị cảmquan của thực phẩm

9.4 Công nghiệp chế biến nước giải khát:

- Việc sử dụng pectin trong các sản phẩm đồ uống rất phù hợp vì chúng

có cacbonhydrate tự nhiên năng lượng thấp và ổn định tính đục của sản phẩm

-Việc sử dụng pectin trong các sản phẩm đồ uống rất phù hợp vì chúng

có cacbonhydrate tự nhiên năng lượng thấp và ổn định tính đục của sản phẩm

-Pectin còn được sử dụng nhiều trong sản xuất thức ăn kiêng cho nhữngngười mắc bệnh tiểu đường Loại thức ăn này thường có hàm lượng đường rấtthấp

• Dùng pectin hay pectat để chế tạo bao bì (màng) ăn được: màng thuđược bằng cách đem nhúng sản phẩm vào dung dịch pectin methoxyl thấp haynatri pectat và sau đó nhúng vào dung dịch canxi clorua Đôi khi người ta thêmglyxerin vào dung dịch pectin để làm dẻo hóa Màng phủ lên phải đem sấy.

• Pectin còn được sử dụng nhiều trong sản xuất thức ăn kiêng chonhững người mắc bệnh tiểu đường Loại thức ăn này thường có hàm lượngđường rất thấp

CHƯƠNG II GELLAN

1 Giới thiệu

Gellan gum là một polysacharide ngoại bào chiết xuất từ vi sinh vật

Sphingomonas elodea (trước kia gọi là Pseudomonas elodea) Gellan gum tạo gel với

nồng đô thấp và với sự có mặt của các cation

hổ trợ tạo gel khi dung dịch nóng được làmnguội Gellan gum tồn tại dưới các dạng cóhoặc không có nhóm thế Tính chất của gelphụ thuộc vào mức độ thế của nhóm thế.Dạng có nhóm thế sẽ tạo gel mềm, dẽo trongkhi dạng không có nhóm thế sẽ tạo gel cứng

và giòn

10 Tính chất và cấu tạo của Gellan

Gellan là polymer có khối lượng phân tử khoảng 500 000 Dalton, được sửdụng trong thương mại dưới dạng bột màu trắng, tan trong nước tạo gel,