Khảo sát ảnh hưởng của các phụ gia tạo cấu trúc đến tính chất của hệ huyền phù trong các sản phẩm nectar nghiên cứu khoa học

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHỤ GIA TẠO CẤU TRÚC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỆ HUYỀN PHÙ T

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC

PHỤ GIA TẠO CẤU TRÚC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỆ HUYỀN PHÙ TRONG CÁC SẢN PHẨM NECTAR

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHỤ GIA

TẠO CẤU TRÚC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỆ

HUYỀN PHÙ TRONG CÁC SẢN PHẨM NECTAR

Thuộc nhóm ngành khoa học: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Sinh viên thực hiện: Lưu Thị Thanh Tuyền Nam, Nữ: Nữ

Dân tộc: Kinh

Lớp, khoa: SH10A5 Khoa: CNSH Năm thứ: 3 Số năm đào tạo: 4

Ngành học: Công Nghệ Sinh Học Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm

Người hướng dẫn: Th.S Như Xuân Thiện Chân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Lưu Thị Thanh Tuyền

Sinh ngày: 22 tháng 12 năm 1992

Nơi sinh: Ân Phong – Hoài Ân – Bình Định

Lớp: SH10A5 Khóa: 2010 - 2014

Khoa: Công Nghệ Sinh Học

Địa chỉ liên hệ: 23/15/16 – Khu 2 – Lê Thị Trung – P Phú Lợi – Tp TDM – Tỉnh Bình Dương

Điện thoại: 01664121399 Email: thanhtuyensh10a5@gmail.com

Danh mục bảng:

Bảng 1.1: Bố trí thí nghiệm khảo sát đơn chất ổn định 34

Bảng 1.2 Bố trí thí nghiệm kết hợp 2 chất 37

Bảng 1.3 Bố trí thí nghiệm kết hợp 3 chất ổn định 38

Bảng 1.4: Thang điểm cảm quan về độ nhớt cho sản phẩm 39

Bảng 1.5: Thang điểm cảm quan về độ đặc 39

Bảng 2.1: Điểm cảm quan và giá trị độ nhớt của Carrageenan 42

Bảng 2.2: Mô tả sản phẩm bổ sung Carrageenan qua các khoảng thời gian bảo quan 43

Bảng 2.3 Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của Alginate trong sản phẩm 44

Bảng 2.4: Mô tả sản phẩm bổ sung Alginate qua các khoảng thời gian bảo quan 45

Bảng 2.5: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của Xanthan Gum trong sản phẩm 46

Bảng 2.6: Mô tả sản phẩm bổ sung Xanthan Gum qua các khoảng thời gian bảo quan 46

Bảng :2.7 Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của Guar Gum trong sản phẩm 47

Bảng 2.8: Mô tả sản phẩm bổ sung Guar Gum qua các khoảng thời gian bảo quan 48 Bảng 2.9: Giá trị độ nhớt và đểm cảm quan của CMC trong sản phẩm 48

Bảng 2.10: Mô tả sản phẩm bổ sung CMC qua các khoảng thời gian bảo quản 49

Bảng 2.11: Giá trị độ nhớt, điểm cảm quan của Pectin trong sản phẩm 50

Bảng 2.12: Mô tả sản phẩm bổ sung Pectin qua các khoảng thời gian bảo quan 50

Bảng 3.0 : Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của CMC –Pectin 52

Bảng 3.1: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC- pectin qua các khoảng thời gian bảo quản 53

Bảng 3.2: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của CMC và Xanthan Gum 54Bảng 3.3: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC-Xanthan Gum

qua các khoảng thời gian bảo quản 55Bảng 3.4: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của Pectin- Xanthan Gum 55Bảng 3.5: Bảng mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Pectin- Xanthan gum

qua các khoảng thời gian bảo quản 56Bảng 3.6: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của Guar gum - CMC 57Bảng 3.7 Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC-Guar Gum

qua các khoảng thời gian bảo quản 58Bảng 3.8: Bảng thể hiện giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của

Xanthan Gum – Guar Gum 59Bảng 3.9 Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Xanthan Gum-Guar Gum

qua các khoảng thời gian bảo quản 59Bảng 4.0: Bảng thể hiện giá trị độ nhớt và độ đặc của CMC – Pectin- Xanthan Gum61Bảng 4.1: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC- Pectin - Xanthan Gum

qua các khoảng thời gian bảo quản 62Bảng 4.2: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của sự kết hợp

CMC – Carrgeenan-Xanthan Gum 63Bảng 4.3: Theo dõi sự kết lắng trong thời gian bảo quản 64Bảng 4.4: Giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của

Guar Gum –CMC – Xanthan Gum 65Bảng 4.5: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Guar Gum – CMC- Xanthan Gum

qua các khoảng thời gian bảo quan 66

Bảng 5.2: Ma trận thực nghiệm và hàm mục tiêu thu được 70

Bảng 5.3 Kết quả thí nghiệm ở tâm 73

Bảng 5.4 Kết quả thí nghiệm ở tâm 75

Bảng 5.5: Kết quả thí nghiệm theo CCD 76

Bảng 5.5: Mối tương quan giữa ĐCQ và độ nhớt 77

Bảng 5.7: Kết quả tối ưu đa mục tiêu bằng minitab 78

Bảng 5.8: Ma trận thí nghiệm và kết quả thu được 78

Bảng 5.9: Ma trận thí nghiệm và kết quả thu được khi kết hợp 3 COD với thiết kế CCD 83

Danh mục hình:

Hình 1.1 : Cơ chế tương tác của carrageenan và protein 11

Hình 1.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của CMC 13

Hình 1.3: Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật 15

Hình 1.4: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin 16

Hình 1.5: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro 17

Hình 1.6 Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ 17

Hình 1.7: Rêu Irish Carraghen được dùng sản xuất Carrageenan 19

Hình 1.8: Cấu tạo không gian hình học của phân tử Carrageenan 20

Hình 1.9: Vi khuẩn Xanthomonas campestris dùng trong sản xuất Xanthan Gum 23 Hình 1.10: Cấu trúc một đơn vị của Xanthan Gum 24

Hình 1.11 : Đậu Guar dùng trong sản xuất Guar Gum 26

Hình 1.12: Cấu trúc của Guar Gum 27

Hình 1.13: Tảo Phaephyceae dùng trong sản xuất Alginate 29

Hình 2.1 Đồ thị biểu diễn độ nhớt, điểm cảm quan độ nhớt và độ đặc 42

Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn độ nhớt và điểm cảm quan 44

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 46

Hình 2.4 : Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 47

Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 48

Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 50

Hình 3.0: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của CMC- Pectin 52

Hình3.1: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của CMC – Xanthan

Gum 54

Hình 3.2: Đồ thị biểu giá trị độ nhớt và đểm cảm quan của Pectin – Xanthan Gum 56

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan của CMC – Guar Gum 58

Hình 4.0 Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 61

Hình 4.1: Độ nhớt và điểm cảm quan độ nhớt 63

Hình 4.2 : Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và điểm cảm quan 65

Hình 5.1: Đổ thị biểu diễn sự thay đổi OD theo ngày ở các nồng độ của Xanthan Gum 69

Hình 5.2: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và sự chênh lệch OD ở các nồng độ khác nhau của Xanthan Gum 70

Hình 5.3: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi OD theo ngày 71

Hình 5.4: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt và sự chênh lệch OD ở các nồng độ khác nhau của CMC- Xanthan Gum 72

Hình 5.6 : Mối liên hệ giữa ĐCQ và độ nhớt 77

MỤC LỤC:

Phần I Tổng quan 1

Tổng quan Nectar 2 1.

Định nghĩa: 2 1.1.

Bản chất: 2 1.2.

Quy trình công nghệ sản xuất Nectar 2 1.3.

Sự ổn định của hệ huyền phù 5 2.

Định nghĩa 5 2.1.

Quá trình bền vững của hệ huyền phù 6 2.2.

2.2.1 Cơ sở khoa học : 6 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ huyền phù : 7

Phụ gia ổn định cấu trúc 9 3.

Định nghĩa: 9 3.1.

Chất ổn định : 9 3.2.

3.2.1 Phân loại: 10 3.2.2 Tính chất 10

Giới thiệu một số phụ gia ổn định cấu trúc của nectar 12 4.

Carboxymethylcellulose (CMC) 12 4.1.

Pectin 15 4.2.

Carrageenan 18 4.3.

Guar Gum 26

4.5 Alginate 28

4.6. Phần II VẬT LIỆU VÀ 32

Vật liệu nghiên cứu 33

1. Địa điểm nghiên cứu 33

1.1 Nguyên liệu thí nghiệm 33

1.2 Dụng cụ thí nghiệm: 33

1.3. Phương pháp nghiên cứu 33

2. Khảo sát ảnh hưởng của đơn chất ổn định 2.1 đến độ đồng nhất của sản phẩm 33

Tối ưu hóa chất ổn định đến độ kết lắng của sản phẩm 40

2.3 2.3.1 Tối ưu hóa đơn chất 40

2.3.2 Tối ưu hóa sự kết hợp các chất ổn định 40

Phần III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41

Khảo sát đơn chất 42

1. Carrgeenan 42

1.1 Alginate 44

1.2 Xanthan Gum 46

1.3 Guar Gum 47

1.4 CMC 48

1.5 Pectin 50

1.6. Kết hợp từng cặp chất 52

2. CMC – Pectin 52 2.1.

CMC – Xanthan Gum 54 2.2.

Pectin – Xanthan Gum 55 2.3.

Guar Gum- CMC 57 2.4.

Kết hợp Xathan Gum – Guar Gum 59 2.5.

Kết hợp 3 chất: 61 3.

CMC- Pectin- Xanthan Gum 61 3.1.

CMC- Carrageenan-Xanthan Gum 63 3.2.

Guar Gum – CMC- Xanthan Gum 65 3.3.

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ỔN ĐỊNH

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, thị hiếu của người tiêu dùng đến các sản phẩm thực phẩm ngày càng cao

Họ mong muốn được sử dụng những sản phẩm không chỉ tốt về mặt chất lượng mà còn phải đẹp về mặt hình thức Đối với các sản phẩm Nectar cũng vậy: yêu cầu chung về mặt hình thái của các sản phẩm này là phải ổn định cấu trúc, sản phẩm tạo ra phải đồng nhất, không bị kết lắng theo thời gian Bên cạnh đó phải đạt được giá trị cảm quan cao về trạng thái, độ nhớt, độ đặc khi uống, đáp ứng được nhu cầu và thị hiếu của người tiêu dùng Từ

cơ sở đó, chúng tôi đã có những tìm hiểu nhất định về đặc tính của các sản phẩm Nectar

và biện pháp ổn định cấu trúc sản phẩm này

Như chúng ta đã biết, bản chất của sản phẩm nectar là một hệ huyền phù có các hạt lơ lửng, có khuynh hướng kết lắng sau một thời gian bảo quản, điều này sẽ ảnh hưởng đến trạng thái cảm quan của sản phẩm Để khắc phục tình trạng này, người ta thường áp dụng các biện pháp cơ học như sử dụng cánh khuấy tốc độ cao hay cho chất lỏng đi qua khe hẹp với áp lực cao để các hạt rắn có thể phân tán đều trong dung dịch lỏng Tuy nhiên, các biện pháp đồng hóa này sẽ trở nên vô nghĩa nếu như không sử dụng các chất ổn định, vốn

là các phụ gia tạo cấu trúc, có khả năng tăng độ nhớt, tạo mạng lưới nhốt các hạt rắn Hay tốt hơn có thể liên kết với các hạt rắn để từ đó giúp giảm thiểu sự kết lắng Do đó, việc chúng tôi tìm hiểu ảnh hưởng của các chất ổn định đơn lẻ hay kết hợp đến quá trình kết lắng cũng như các tính chất cảm quan của hệ huyền phù thực phẩm là một nhu cầu thiết

yếu, và sẽ được chúng tôi nghiên cứu thông qua đề tài "Khảo sát ảnh hưởng của các

phụ gia tạo cấu trúc đến tính chất của hệ huyền phù trong các sản phẩm Nectar"

Với đề tài này hy vọng cung cấp những kết quả thực nghiệm mang tính định hướng về việc sử dụng chất ổn định trong các sản phẩm nectar, tạo cơ sở cho các nghiên cứu chế

biến các sản phẩm nectar cụ thể sau này

Mục tiêu đề tài:

 Xây dưng một cách có hệ thống những tính chất của hệ huyền phù trong thực phẩm, cụ thể ở đây là các sản phẩm nectar, bao gồm các đặc tính về độ kết lắng, độ nhớt và giá trị cảm quan trạng thái

 Khái quát được các quy luật ảnh hưởng khi sử dụng các chất ổn định ở các nồng độ

và sự kết hợp khác nhau đến các tính chất của hệ huyền phù này

 Đưa ra được các kiến nghị hợp lý cho việc bổ sung chất ổn định vào các sản phẩm nectar

Phần I Tổng quan

Bản chất:

1.2

Nectar là một hệ huyền phù có các hạt lơ lửng hay là hệ rắn khuếch tán trong

lỏng, có khuynh hướng kết lắng sau một thời gian bảo quản

Quy trình công nghệ sản xuất Nectar

1.3

Thuyết minh quy trình [10]

Nguyên liệu dùng để chế biến nectar cần có hàm lượng cao các chất khô hòa tan, các chất đường, acid hữu cơ, tannin, các chất thơm, chất màu, dịch quả có màu sắc và hương vị hấp dẫn Các chỉ tiêu quan trọng nhất, đặc trưng cho dịch quả là khối lượng riêng, hàm lượng chất khô và độ acid Quả đưa vào chế biến cần tươi tốt, có độ chín thích hợp Nếu quả chưa chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít nên nhiều phế liệu, cho dịch quả

có hàm lượng đường thấp, hàm lượng acid cao, màu sắc, hương vị kém hấp dẫn

Rửa: nhằm loại bỏ bụi bẩn như đất, cát…làm giảm phần lớn vi sinh vật bám trên nguyên liệu Rửa còn tẩy các hóa chất độc hại được dùng trong kĩ thuật nông nghiệp như các loại thuốc trừ sâu, gây khó khăn cho việc thanh trùng

Gọt vỏ tách hạt: để nâng cao chất lượng sản phẩm và tiện cho việc chế biến vì nó ngoài thường khá cứng, thô nhám, phẩm chất dùng làm thức ăn không cao Ngoài ra còn tạo điều kiện cho quá trình nghiền chà… tăng hiệu suất cho quá trình này Khi bỏ vỏ, hạt cần loại bỏ triệt để mà ít làm tổn hại đến thịt quả

Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là số vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu

Chần bằng nước hoặc dịch chần acid, đường có nhiệt độ từ 88 – 99 0C tùy loại nguyên liệu

1.3.4 Chà:

Trong nước quả ngoài dịch bào còn có mô quả nghiền nhỏ Vì vậy khi lấy dịch quả để chế biến nectar người ta dùng máy chà ( hoặc máy ép kiểu trục xoắn) mà không dùng máy ép thủy lực hay máy ép kiểu trục vít

Với loại quả hạch như mơ, mận, đào… người ta dùng máy chà kiểu roi thép, với các loại quả mền như chuối, đu đủ người ta dùng máy chà kiểu cách đập

Đây là giai đoạn quan trọng giúp thu hồi được dịch quả với hiệu suất cao nhất Đồng thời ảnh hưởng đến khả năng duy trì trạng thái, độ đồng nhất của sản phẩm Bởi vì dịch quả nghiền càng nhỏ thì khả năng kết lắng của sản phẩm càng thấp

Khi chế biến nectar, người ta thường cho thêm đường, acid thực phẩm và nước vào dịch quả để sản phẩm đạt yêu cầu về hương vị, màu sắc và độ đặc cần thiết Đồng thời còn bổ sung chất ổn định để duy trì được trạng thái cấu trúc của sản phẩm sau thời gian bảo quản

Sản phẩm có hương thơm rõ rệt của nguyên liệu, vị ngọt chua thích hợp Sản phẩm thường có độ khô 15-20% và có độ acid tương đương với độ acid của nguyên liệu

ta còn sử dụng các phụ gia thực phẩm đặc biệt là các chất ổn định

Do trong điều kiện phòng thí nghiệm không có máy đồng hóa nến chúng tôi đồng nhất bằng máy xay sinh tố cầm tay Vì thế trong giới hạn phạm vi đề tài này chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của chất ổn định đến độ đồng nhất của sản phẩm

1.3.7 Bài khí:

Ở nhiệt độ cao không khí trong gian bào bị giãn nở, giải phóng ra ngoài.Bài khí giúp quá trình thanh trùng ít bị phồng hộp, giảm các phản ứng oxy hóa, tạo độ chân không bên trong hộp và cải thiện tính chất dẫn nhiệt

Để giữ màu sắc và các vitamin nước quả cần được bài khí, bằng nhiệt hoặc bằng cách hút chân không Đối với bài khí bằng nhiệt nếu đun nóng nhiều quá thì nước quả

bị biến màu và có vị nấu chín do xảy ra phản ứng melanodin

Để hiểu rõ hơn về bản chất của sản phẩm nectar cũng như các biện pháp giúp tăng cường độ bền vững của nectar, trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu về hệ huyền phù

Quá trình bền vững của hệ huyền phù

2.2

Các hạt huyền phù thịt rau có tỷ trọng khác với môi trường phân tán nên chịu ảnh hưởng lớn của lực đẩy Ác - si - mét, vì vậy dễ lắng xuống đáy bao bì trong quá trình tàng trữ Ngoài ra còn có hiện tượng tuyển nổi kết lại thành khối có thể nổi lên trên bề mặt thoáng hoặc lơ lửng trong sản phẩm Do các cấu tử thịt rau quả có kích thước nhỏ, bề mặt riêng lớn, có năng lượng lớn nên không bền về mặt nhiệt động Các cấu tử này có khuynh hướng liên kết lại với nhau tạo thành phân tử có kích thước lớn hơn làm cho bề mặt riêng nhỏ, có năng lượng nhỏ Kết quả là nước rau xuất hiện lắng cặn Dưới tác dụng của lực hút phân tử các hạt huyền phù của thịt rau liên kết lại với nhau và sa lắng rất nhanh

Do những biến đổi hóa học xảy ra chậm trong hệ hoặc va chạm có hiệu quả giữa các hạt dẫn đến sự phá vỡ hệ huyền phù vốn có của nước rau hỗn hợp Khi có tác động

cơ học (khuấy, đảo trộn,…) cân bằng hấp phụ sẽ bị phá vỡ dẫn đến sự kết lắng

Đặc trưng của sự không bền vững của hệ huyền phù là quá trình lắng của sản phẩm Lắng là một quá trình phân riêng dựa vào sự khác nhau về khối lượng riêng của các cấu tử trong một hệ dưới tác dụng của lực đẩy Ác - si - mét Trong công nghiệp thực phẩm, quá trình lắng có thể thực hiện đối với hệ huyền phù

Ta thử xét trường hợp hệ huyền phù Khi đó, quá trình lắng sẽ phân riêng hai pha rắn và lỏng Nếu như khối lượng riêng của các hạt lớn hơn khối lượng riêng của pha lỏng thì chúng sẽ lắng xuống vùng đáy của thiết bị; ngược lại, nếu khối lượng riêng của hạt rắn nhỏ hơn khối lượng riêng của pha lỏng thì chúng sẽ nổi lên vùng bề mặt của pha lỏng Kết quả là chúng ta sẽ thu được hai pha rắn và lỏng riêng biệt nhau

2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ huyền phù :

Trong hệ huyền phù xảy ra quá trình kết lắng hoặc tuyển nổi, dưới tác dụng của trọng lực, lực đẩy Ác- si- mét và các lực khác

Ta xét các lực tác dụng lên hạt rắn trong hệ huyền phù, ta có sơ đồ sau:

Như vậy các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền vững của hệ huyền phù là:

2.2.2.1 Sự chênh lệch về khối lượng riêng của hai pha Động lực của quá trình lắng là sự chênh lệch khối lượng riêng của hai pha trong hệ huyền phù Sự chênh lệch này càng lớn thì quá trình lắng càng dễ thực hiện và hiệu quả phân riêng hai pha sẽ càng cao Trong thực tế, sự chênh lệch về khối lượng riêng của hai pha sẽ phụ thuộc vào bản chất nguyên liệu được sử dụng trong quy trình sản xuất

2.2.2.2 Kích thước hạt thuộc pha phân tán : Nếu tăng kích thước hạt thuộc pha phân tán thì tốc độ lắng của hạt sẽ càng cao Khi đó, quá trình lắng sẽ xảy ra nhanh hơn và hiệu quả phân riêng hai pha cũng tăng cao Trong nhiều trường hợp, các nhà sản xuất sử dụng thêm chất trợ lắng để làm tăng kích thước hạt thuộc pha phân tán

P : Trọng lực của hạt S1: Lực ma sát S2: Lực đẩy Ác - si - mét R: Lực cản môi trường

Hình: Sơ đồ lắng trong môi trường lỏng

2.2.2.3 Độ nhớt của pha liên tục :

Độ nhớt của pha liên tục càng cao thì tốc độ lắng của các hạt phân tán trong hệ

sẽ càng thấp

Trong hệ huyền phù để đạt được độ đồng nhất, quá trình kết lắng không xảy ra trong quy mô công nghiệp thường áp dụng các phương pháp sau

2.2.3.1 Đồng hóa:

Quá trình đồng hóa thực chất là quá trình đồng nhất của sản phẩm, để thực hiện quá trình này tốt phải áp dụng vào 2 biện pháp: Dùng các biện pháp đồng hóa áp suất cao hay tốc độ để phân tán thành các hạt nhỏ, để đạt được độ lơ lửng cần thiết

Quá trình đồng hóa làm giảm kích thước của hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng vào trong pha liên tục để hạn chế sự tách pha dưới tác dụng của trong lực Đối với sản phẩm nectar rau quả pha liên tục là chất lỏng ( nước và một số chất hóa tan khác), pha phân tán là các hạt rắn không tan trong pha lỏng

2.2.3.2 Dùng chất ổn định

Những chất ổn định này đều tích điện âm, do có sự đẩy nhau giữa các phân tử tích điện cùng dấu dọc theo chiều dài của mạch, nên mạch có xu hướng duỗi thẳng ra

và được hấp phụ lên bề mặt của các phần tử thịt rau

Cơ chế của quá trình này là: trên bề mặt phân cách pha phân tán là thịt rau và môi trường phân tán là dịch rau có sự tạo thành một lớp phân tử của chất làm bền có độ nhớt cao, tạo thành một hàng rào cơ học có khả năng ngăn cản các hạt tiếp xúc với nhau Độ bền vững của hệ huyền phù nước rau càng tăng khi nồng độ chất làm bền tăng Nhưng độ nhớt của sản phẩm tăng lên khi nồng độ các chất này cao làm mất đi tính mềm mại của sản phẩm Nên việc kết hợp các chất ổn định có hiệu quả cao hơn trong việc chống lắng cho sản phẩm

Chất ổn định :

3.2

Là phụ gia thực phẩm được sử dụng với mục đích duy trì sự phân tán của hai hay nhiều thành phần nhằm tạo nên sự đồng nhất không bị tách lớp cho sản phẩm Đồng thời tạo gel làm cho thực phẩm có kết cấu đặc và chắc

Hiện nay, chất ổn định là phụ gia được sử dụng phổ biến trong các dòng sản phẩm nectar Nó có vai trò giúp cho các hạt rắn lơ lửng trong dung dịch Bên cạnh khả năng duy trì độ đồng nhất, không tách lớp trong sản phẩm thì chất

ổn định cũng có khả năng tạo gel quyết định đến cấu trúc các sản phẩm dạng rắn

Đối với các chất ổn định được sử dụng trong thực phẩm thì liều lượng cho phép là không giới hạn về mặt vệ sinh an toàn thực phẩm Ngưỡng sử dụng được điều chỉnh cho phù hợp dựa trên đánh giá cảm quan sản phẩm

3.2.1 Phân loại:

Chất ổn định có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tích, chức năng, cấu trúc…

Theo nguồn gốc thì chất ổn định được chia thành 6 nhóm sau:

 Nhóm 1: Chất chiết của tảo : Carrageenan, Alginate, Aga-aga

 Nhóm 2: Chất chiết từ thân cây : Adragan Gum + Aarabic Gum, Guar Gum

 Nhóm 3: Chất chiết từ quả : Chủ yếu là Pectine

 Nhóm 4: Polysacarrit nguồn gốc vi sinh vật : Xanthan Gum

 Nhóm 5: Dẫn xuất của xellulo: Cacboxymetylcelluloza ( CMC)

3.2.2.1 Cấu trúc phân tử

Là một polysaccharide, có khối lượng phân tử lớn dẫn đến mạch dài, cồng kềnh,

có cấu trúc mạch thẳng hay phân nhánh, chứa các nhóm thế trong phân tử Các nhóm thế phổ biến là:

- COOH: Pectin, Alginate, xanthan, arabic

- COOCH3: Pectin

- OSO3 : carrageenan

- OCH2COOH: carboxyl methyl cellulose

3.2.2.2 Tính tan Khi hòa tan chất ổn định vào nước, các chất ổn định có khả năng hydrate hóa do

sự gắn kết của các phân tử nước vào nhóm hydroxyl Khả năng tan trong nước của các chất ổn định phụ thuộc vào khả năng hydrate hóa với nước, khả ăng hydrate hóa tăng thì khả năng tan trong nước tăng Tính tan này phụ thuộc vào cấu trúc mạch và công thức cấu tạo của chất ổn định

3.2.2.3 Khả năng tạo độ nhớt:

Chất ổn định có khả năng làm tăng độ nhớt cho sản phẩm, do khi cho vào sản phẩm một số chất ổn định giãn mạch, ngậm nước, khi đó các chất ổn định sẽ hydrate hóa làm cho các phân tử xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều, nhốt các phân tử nước vào trong, làm tăng độ nhớt của sản phẩm

Đồng thời các chất ổn định có cấu trúc dài, và dễ vướng vào nhau nên có khả năng tạo

độ nhớt cho sản phẩm

3.2.2.4 Khả năng tương tác với các thành phần khác

Một số chất ổn định có khả năng tương tác với các thành phần khác trong thực phẩm do cấu tạo đặc trưng riêng của chất ổn định

Carragennan có khả tương tác với protein , phản ứng này xảy ra nhờ các cation

có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfate mang điện âm của carrageenan

Hình 1.1 : Cơ chế tương tác của carrageenan và protein

Giới thiệu một số phụ gia ổn định cấu trúc của nectar

4.

Carboxymethylcellulose (CMC)

4.1

Cellulose là một chất hữu cơ tồn tại rất nhiều trong tự nhiên và là thành phần chính cấu tạo nên tế bào thực vật Hợp chất này là một nguyên liệu để sản xuất phụ gia ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và nhiều lĩnh vực khác

Hợp chất cellulose bao gồm nhiều chất như: methyl cellulose (E461), hydroxypropyl cellulose (E463), hydroxypropyl methyl cellulose (E464), methyl cellulose (E465) và natri carboxymethyl cellulose (E466) hay còn gọi tắt là CMC Trong các hợp chất đó thì CMC là một hợp chất được ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệp thực phẩm

4.1.2.1 Tính tan CMC tan tốt trong nước, sucrose, chlorua natri và ethanol nhưng tan ít trong dầu thực vật và glycolpropylene CMC dễ phân tán trong nước lạnh, nước nóng và trong rượu, có khả năng liên kết với nước tốt và chịu được pH thấp Đây là một ưu điểm của CMC vì nó giúp quá trình đồng hóa dễ dàng và không tạo vón cục trong sản phẩm nectar

Tính chất tan của CMC trong nước là nguyên nhân làm thay đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, kết quả là cải thiện được cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm…

Độ hòa tan giảm khi trọng lượng phân tử và nồng độ ngày càng tăng, methyl hóa giảm

4.1.2.2 Độ nhớtCarboxyl methyl cellulose được hòa tan trong nước nóng và làm lạnh để hydrate hóa các polysaccharide, giúp cắt các polymer trọng lượng phân tử cao thành polymer trọng lượng phân tử thấp để làm giảm độ nhớt Độ nhớt của carboxy methyl cellulose là tương đồi giữa pH 4 và 10

Dung dịch 1% thông thường pH = 7 – 8,5 , còn pH 5 – 9 dung dịch ít thay đổi, ở pH<3 CMC có độ nhớt tăng, thậm chí kết tủa Do đó, không sử dụng CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH > 7 độ nhớt giảm ít

Dung dịch CMC có thể bị phá hủy do các vi sinh vật hoặc emzyme khử Gia nhiệt ở 800C trong 30 phút hoặc 1000C trong 1 phút có thể khử các tác nhân vi sinh mà không ảnh hưởng đến chất lượng CMC Độ nhớt CMC giảm khi nhiệt độ tăng, tác dụng có tính thuận nghịch

Hình 1.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của CMC

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

o Cation hóa trị I: ít tác dụng ở điều kiện bình thường ( trừ Agar+ )

o Cation hóa trị II: Ca2+, Mg2+, làm giảm độ nhớt

o Cation hóa trị III: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel

Nói chung, tác dụng trên độ nhớt của các loại CMC tùy thuộc vào phương pháp thêm vào CMC có thể dễ dàng kết hợp với các thành phần hóa học thực phẩm như: đường, protein, tinh bột và hầu hết các polime trung tính

4.1.2.3 Một số tính chất khác CMC có thể kết hợp rộng rãi với thành phần hóa học của thực phẩm như protein, đường, tinh bột và hầu hết các polymer trung tính hòa tan trong nước ở nồng độ rất lớn

Nó còn có khả năng tạo rào cản dầu, tạo độ nhớt, chất dính cho sản phẩm bánh

Muối natri của CMC là chất tạo đông, nó có khả năng tạo đông thành khối vững

chắc với độ ẩm rất cao (tới 98%)

- Ngưỡng sử dụng: ADI: 0 – 25 mg/kg

4.1.3.1 Ổn định trạng thái sản phẩm CMC được sử dụng nhiều trong chế biến thực phẩm hơn 10 năm nay Hiện tại việc sử dụng CMC không những cải thiện tính chất sản phẩm mà còn góp phần vào việc sáng tạo các sản phẩm mới Tính chất tan của CMC trong nước là nguyên nhân làm thay đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, kết quả là cải thiện được cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm

Trong sản phẩm nectar, CMC được sử dụng nhằm làm tăng độ nhớt cho sản phẩm, chống tách pha (hạn chế sự lắng của nước quả) Hiện nay CMC được dùng phổ

biến trong các sản phẩm nước quả

Việc sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp với các chất keo khác dùng để giữ ổn định các pha rắn trong dung dịch Ngoài ra nó còn có khả năng ngăn cản phân ly tinh

dầu/nước trong các sản phẩm nước quả Nồng độ thường sử dụng là 1%

4.1.3.2 Tạo gel cho sản phẩm Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng CMC có thể có các chức năng sau: giữ nước, tạo đặc, ổn định sản phẩm, trợ phân tán,…Vì vậy dùng CMC cho một sản phẩm có một công dụng hoặc nhiều công dụng phát huy cùng lúc CMC sử dụng nhiều trong công

nghiệp sản xuất nước uống, bánh, sản phẩm sữa, mì sợi,…

Hiện nay trong các sản phẩm kem 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

Nó còn ứng dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo và các sản phẩm từ tinh bột

Do CMC tạo sệt tốt nên CMC có thể được dùng để sản xuất các sản phẩm như nước sốt salad, sốt cà

Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật thường là táo hay các quả có múi như: cam, quýt, bưởi…Phần lớn các quốc gia xem pectin là phụ gia quý và vô hại được sử dụng với liều lượng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ

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

Hình 1.3: Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật

Các chất 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

Hình 1.4: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin

4.2.2.1 Tính tan của pectin Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrate hóa cao nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic, không tan trong ethanol

Khi sử dụng cần phải hòa tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì mới

sử dụng ở công đoạn cuối chế biến

4.2.2.2 Khả năng tạo nhớtTrong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch Khi làm giảm độ tích điện và hydrate hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong Đây là tính chất giúp pectin có thể

ổn định trạng thái và tránh tách lớp cho sản phẩm

Đồng thời do phân tử pectin dài và dễ vướng vào nhau nên có khả năng tạo độ nhớt cao trong sản phẩm

4.2.2.3 Một số tính chất khác Tính chất quan trọng của pectin là khả năng 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:

Hình 1.5: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro

Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 ÷ 3,5; [Pectin] = 0,5 ÷ 1%

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng

pectin, loại pectin và nhiệt độ

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

Hình 1.6 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

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

và chỉ số methoxyl Gel pectin có chỉ

4.2.3 Ứng dụng trong thực phẩm:

- Liều dùng: chưa có quy định, tuỳ thuộc vào yêu cầu của thực phẩm

4.2.3.1 Ổn định trạng thái sản phẩm Pectin có thể cải thiện cấu trúc nước uống có hàm lượng đường thấp

Trong sản xuất các loại sản phẩm nectar thì pectin giúp tăng độ nhớt cho 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

Trong yaourt uống, pectin từ bưởi bảo vệ protein không bị biến tính trong quá trình tiệt trùng, ngăn chặn protein kết tủa và sự kết đông, giúp sản phẩm ổn định và đạt tính chất cảm quan tốt nhất Và không giảm chất lượng ngay cả khi bảo quản một thời gian dài, nhằm cải thiện cấu trúc yaourt, tạo kết tủa dạng mịn và làm tăng giá trị cảm quan thực phẩm trong sữa chua

4.2.3.2 Tạo gel cho sản phẩm Pectin là tác nhân tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả

Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông.Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây để những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, tạo

ra mùi vị thơm ngon cho sản phẩm, và giảm đến tối đa sự phân rã Hàm lượng pectin

sử dụng trong mứt và mứt đông thường trong khoảng từ 0,1 – 0,4%

Nó còn có khả năng giữ mùi tự nhiên trong kẹo đông hay các sản phẩm khác, không gây mùi vị lạ Tác dụng tạo đặc của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm mà qui định không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành rẻ hơn hay ở những loại thực phẩm cần có một hình dáng thật tự nhiên

Pectin là chất tạo gel tốt, tan nhanh, ổn định Vì vậy, pectin được ứng dụng nhiều trong công nghiệp bánh kẹo như: mứt quả, kẹo dẻo, lớp mặt bánh kem, bánh

ngọt nhân hoa quả

Carrageenan

4.3

4.3.1 Nguồn gốc và cấu tạo:

4.3.1.1 Nguồn gốc

Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ rêu Irish moss tại một ngôi làng bên bờ biển phía nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen

Hình 1.7: Rêu Irish Carraghen được dùng sản xuất Carrageenan

Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác nhau như Gigartina stelata thuộc chi Gigartina Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong việc chiếc tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn vào chiết tách

từ Irish moss, mà rất nhiều ngành rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để khai thác carrageenan

4.3.1.2 Cấu tạo

Carrageenan là một polysaccharide của galactose –galactan Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfate được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfate Mỗi galactan sulfate là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng

Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80oC tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy; phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước.

- Carrageenan tan dễ trong nước nên giúp quá trình đồng hóa dễ thực hiện và tránh hiện tượng vón cục trong sản phẩm

4.3.2.2 Khả năng tạo nhớt.

Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa

Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân

tử, nhiệt độ, các ion có mặt và hàm lượng carrageenan

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 Tính chất này giúp tăng hiệu quả duy trì

độ đồng nhất và tránh hiện tượng kết lắng của sản phẩm khi kết hợp đồng thời hai chất ổn định

4.3.2.3 Một số tính chất khác Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5 %) Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng độ nhất định

Tương tác giữa carrageenan với protein: Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan và cũng là đặc trưng cho tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein

- Liều dùng: không quy định tùy thuộc vào yêu cầu thực phẩm

4.3.3.1 Ổn định trạng thái sản phẩm Làm bền nhũ tương, giúp cho dung dịch ở trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp

4.3.3.2 Tạo gel cho sản phẩm Carrageenan đóng vai trò là chất phụ gia trong thực phẩm để tạo đông tụ tạo tính mềm dẻo đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm nóng chảy thấp carrageenan được dùng để làm các món ăn như: các món thạch, hạnh nhân, nước uống …

Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025 %) làm tác nhân để ngăn chặn

sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla

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

Ứng dụng trong các ngành thực phẩm khác carrageenan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem, phomat, bánh pudding, si rô,

đồ uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua

Carrageenan tham gia như một chất tạo đông đối với một số sản phẩm như: kem, sữa, bơ…

Ngoài ra nó còn ứng dụng nhiều trong sản xuất kẹo làm tăng độ chắc độ đặc cho sản phẩm Trong công nghệ sản xuất chocolate bổ sung carrageenan vào để làm tăng

Carrageenan được ứng rộng rãi : Tạo sản phẩm có cấu trúc mềm xốp đối với bánh mì, bánh bích quy, bánh bông lan…, cải thiện tính chất bột nhào và tăng lượng sữa có thể sử dụng trong các sản phẩm bánh nướng, carrageenan oligosaccharid khi làm phụ gia chế biến, bảo quản thực phẩm làm tăng độ cứng giò, tinh bột và ức chế sự phát triển vi sinh vật trên sản phẩm mà vẫn giữ được màu sắc và mùi vị của sản phẩm

Xanthan Gum

4.4

4.4.1.1 Nguồn gốc:

Xanthan Gum là dẫn xuất thu được trong quá trình lên men của vi sinh vật

chủng Xanthomonas campestris và tinh khiết bằng cồn isopropyl (năm 1940 tại Mỹ)

Xanthan Gum là một polysaccharide tổng hợp bằng phương pháp sinh học mà

có tiềm năng ứng dụng rất lớn so với các loại gum tan trong nước

Hình 1.9: Vi khuẩn Xanthomonas campestris dùng trong sản xuất Xanthan

Gum

4.4.1.2 Cấu tạo

Xanthan bao gồm những cụm 5 gốc đường được lặp lại, mỗi cụm gồm 2 gốc đường D - glucose, 2 gốc đường D - mannose, 1 gốc đường D - glucoronate và các gốc acetate, pyruvate với số lượng thay đổi

Mỗi cụm đơn vị của mạch chính trong chuỗi polysaccharide bao gồm các gốc β – D – glucose, liên kết với nhau bằng liên kết – 1, 4 glycoside Yếu tố này giống với cấu trúc của cellulose

Mạch nhánh gồm 1 gốc glucoronate nằm ở giữa liên kết với 2 gốc mannose Vị trí thứ nhất của gốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ hai của 1 gốc D - mannose, còn vị trí thứ tư của gốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ nhất của một gốc mannose khác

Mạch nhánh liên kết với mạch chính tại vị trí thứ 3 trên gốc cellulose của mạch chính và vị trí thứ nhất trên gốc mannose của mạch nhánh Khoảng một nửa số gốc mannose ở cuối có nhóm acid pyruvic liên kết do nhóm ketal tạo vòng tại vị trí 4 – 6 trên gốc mannose

Xanthan Gum 4 Gốc mannose còn lại liên kết với một acetyl tại vị trí thứ 6

Hình 1.10: Cấu trúc một đơn vị của Xanthan Gum

4.4.2.1 Độ tan Khi hòa tan trong nước, Xanthan Gum bị hydrate hóa một cách nhanh chóng, không bị đóng cục tạo dung dịch có độ nhớt cao

Xanthan Gum nên được phân tán trong nước lạnh và đun nóng đến 800C trong

10 phút để hydrate hóa các polysaccharide thành những polymer phân tử nhỏ, làm cho

độ nhớt dung dịch bị giảm xuống

4.4.2.2 Độ nhớtXanthan Gum có độ nhớt cao Dung dịch có nồng độ khoảng 1% có độ nhớt xấp

xỉ 1000 cP khi đo ở 60 v/ph với thiết bị đo độ nhớt Brookfield model LVF ở 250C Xanthan Gum 7 Ảnh hưởng của muối: độ nhớt không bị ảnh hưởng khi thêm một lượng lớn muối, như trong 250 g/l dung dịch NaCl chỉ làm tăng không đáng kể độ nhớt của dung dịch Xanthan

Có tính ổn định cao dưới điều kiện nhiệt độ và pH: Trong một phạm vi lớn của nhiệt độ (-180C-1200C) và pH (2-12) nó vẫn giữ độ nhớt và trạng thái như ban đầu Vì vậy cho độ nhớt hiệu quả trong cả điều kiện dung dịch và điều kiện đóng đá

4.4.2.3 Một số tính chất khác

Có khả năng biến đổi thuận nghịch: dưới điều kiện nhiệt độ bình thường, dung dịch Xanthan Gum có thể chuyển dịch thuận nghịch giữa hai dạng gel và dạng sol theo

sự tác động của ngoại lực bên ngoài Vì vậy cho hiệu quả nhũ tương hoá cao hơn

Đáp ứng nhiều điều kiện khác nhau: Xanthan Gum là chất làm dày ổn định trong điều kiện acid, kiềm, muối, enzyme, chất hoạt hoá bề mặt, chất bảo quản, chất làm dày, chất oxy hoá và các chất hoá học khác Đồng thời nó vẫn giữ được các tính chất nguyên bản của nó

Ngoài ra Xanthan Gum được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm nước uống Nhất là các sản phẩm nectar, nó giúp ổn định hệ huyền phù không tách lớp trong sản

4.4.3.2 Tạo gel cho sản phẩm Các hình thức tập hợp xoắn đơn hoặc đôi của Xanthan tạo thành dạng gel yếu

Sự hình thành gel yếu này biểu hiện như là một điểm năng suất cao, giúp các hạt ruspend (các loại thảo mộc, khối trái cây, những giọt nhũ tương) trong dung dịch nhớt đồng nhất

Xanthan Gum thường được sử dụng làm chất nhũ hóa, bền với nhiệt Khi bổ sung Xanthan Gum vào gel của tinh bột sẽ cải thiện độ ổn định

Đối với các sản phẩm có chứa tinh bột, Xanthan Gum được sử dụng như một thành phần bổ sung hữu hiệu Thêm một lượng nhỏ Xanthan Gum (0,1-0,2%) có thể cải tiến rất đáng kể sự ổn định của dịch tinh bột cũng như cấu trúc và hình dạng của sản phẩm cuối cùng Tinh bột cung cấp cấu trúc đặc biệt và cảm giác ngon miệng khi

ăn, còn Xanthan Gum tạo sự ổn định ở cácđiều kiện xử lý khác nhau

có thể ăn được như đậu xanh, làm thức ăn gia súc,…

Hình 1.11 : Đậu Guar dùng trong sản xuất Guar Gum

4.5.1.2 Cấu tạo

Guar Gum là một polysaccharide bao gồm galactose và manose Trong đó trục chính là mannose, cứ mỗi mannose thứ hai lại có kết nối với galactose qua liên kết -1-4 của mannose và 1-6 của galactose

Hình 1.12: Cấu trúc của Guar Gum

4.5.2.1 Độ tan Tan hoàn toàn trong nước, không tan trong dầu, mỡ bôi trơn, dầu khí, xeton, este

4.5.2.2 Độ nhớtHydrate hóa trong nước lạnh tạo dung dịch có độ nhớt cao

Guar Gum có khả năng hút nước mạnh và có thể liên kết với các phần tử liền kề, kết quả là tạo ra độ nhớt dung dịch

- Liều dùng : Guar Gum là phụ gia có mức độ độc hại nhẹ Mức độ giới hạn đối với một số sản phẩm như 0.35% (bánh nướng), 1.2% (ngũ cốc), 0.8% (phô

4.5.3.1 Ổn định trạng thái sản phẩm Guar Gum giúp duy trì độ đồng nhất của sản phẩm nhờ khả năng tạo độ nhớt cao trong dung dịch

4.5.3.2 Tạo gel cho sản phẩm Trong công nghiệp thực phẩm Guar Gum là chất ổn định nhũ tương tự nhiên, chất làm đặc, chất đình chỉ hiện tượng kết dính cục bộ, chất tạo màng, đánh bóng bề mặt…Và nó đang được sử dụng rộng rãi với chức năng tạo đặc hay tạo gel lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương

Dùng trong công nghệ thực phẩm: chất ổn định hệ keo, làm dày và tạo màng film trong sản xuất phô mai, dầu giấm, kem, súp

Trong thực phẩm nướng giúp cải thiện cấu trúc và thời hạn sử dụng Cải thiện

sự ổn định của dầu trộn salad, nước sốt thịt nướng, sữa, sữa chua, và sản phẩm pho mát, giúp duy trì tính đồng nhất và kết cấu của kem

Guar Gum có tính chất nhũ hoá tốt, đặc biệt thích hợp cho hệ thống nhũ tương dầu trong nước, và được sử dụng rộng rãi trong chất ổn định hương vị nhũ tương Nó cũng có đặc tính là tạo màng tốt, sử dụng làm màng bao mỏng giúp giữ được hương vị cho thực phẩm và ngăn chặn quá trình oxy hóa Guar Gum được sử dụng trong công nghiệp sản xuất bánh, nó góp phần vào sự trương nở của khối bột nhào Làm cho bột

có khả năng đàn hồi cao hơn và cải thiện kết cấu của bánh Nó góp phần hạn chế sự thoát hơi nước từ bên trong khối bột của bánh ra ngoài và giữ cho vỏ bánh được giòn

Alginic acid thường tồn tại ở dạng muối Alginate Ca, Fe, Mg, tham gia vào cấu trúc của thành và màng tế bào