Báo Cáo Thí Nghiệm Thực Phẩm II - Bài 2

7/23/2019 Báo Cáo Thí Nghiệm Thực Phẩm II - Bài 2

http://slidepdf.com/reader/full/bao-cao-thi-nghiem-thuc-pham-ii-bai-2 1/25

Báo cáo thí nghi ệm thự c phẩ m 2 GVHD: cô Nguyễ n Quố c Thục Phươ ng

http://www.ebook.edu.vn 26

Bài 2:

Công nghệ sản xuất

nướ c uống ngân nh ĩ





1. Nấm tuyết:

Tên khoa học: Tremella fuciformis, còn gọi là jelly – fungi do tính chất dai, đàn hồi.

Nguồn gốc: đượ c phát hiện đầu tiên tại Trung Quốc, sống hoại sinh trên các cành cây mục.

Hình dạng: ti thể màu tr ắng, có dạng thùy vớ i nhiều nế p gấ p, dài 3 – 15 cm.

Nấm tuyết đượ c coi như là 1 dượ c thảo r ất phổ biến ở các nướ c Phươ ng Đông. Ngườ i Trung

Quốc xem nấm tuyết như 1 loại thực phẩm quý có thể chữa đượ c bệnh lao, huyết áp cao và các

chứng cảm lạnh thông thườ ng.

Mục đích sử dụng: nấm tuyết cũng là loại nguyên liệu truyền thống để sản xuất nướ c yến

ngân nh ĩ , tạo giá tr ị cảm quan đặc tr ưng và nâng cao giá tr ị dinh dưỡ ng của sản phẩm.

2. Tìm hiểu về phụ gia tạo gel, tạo đặc:

Phụ gia thự c phẩ m:

• Định ngh ĩ a :

Chất phụ gia thực phẩm là những chất, hợ p chất hóa học đượ c đưa vào trong quá trình đóng

gói, chế biến, bảo quản thực phẩm, làm tăng chất lượ ng thực phẩm hoặc để bảo toàn chất lượ ng

thực phẩm mà không làm cho thực phẩm mất an toàn.

• Phân loại phụ gia thực phẩm:

Hiện nay ngườ i ta chia chất phụ gia thực phẩm làm 6 nhóm lớ n:

− Các chất bảo quản.

− Các chất tạo màu.

− Các chất tạo mùi.

− Các chất cải tạo cấu trúc thực phẩm.

− Chất phụ gia có nhiều đặc tính.

Phụ gia t ạo gel, t ạo đặc:

Thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm, bao gồm các polymer như polysaccharide,

protein. Nhóm phụ gia này nằm trong nhóm hydrocolloid.

Hydrocolloid: là những polymer tan trong nướ c (polysaccharide và protein) hiện đang

đượ c sử dụng r ộng rãi trong công nghiệ p vớ i r ất nhiều chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng,

ổn định hệ bọt, nhũ tươ ng và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đườ ng, giữ

hươ ng.. Chúng có thể đượ c phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phươ ng pháp phân tách, chức

năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thờ i gian tạo gel hay điện tích. Nhưng phươ ng





pháp phân loại thích hợ p nhất cho những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về

nhiệt và thờ i gian tạo gel.

Nguồn hydrocolloid quan tr ọng trong công nghiệ p:

Thực vật:

- Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin.

-

Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth

- Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum

- Củ: konjac mannan

Tảo (Algal)

- Tảo đỏ: agar, carrageenan

- Tảo nâu: alginate

Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose

Động vật: Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan.

Phụ gia t ạo gel:

Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợ i dựa trên cấu

trúc phân tử, kích thướ c và lực liên k ết phân tử, chủ yếu là liên k ết Hydro. R ất nhiều các

polysaccharide không tan trong nướ c và không tiêu hóa đượ c, chủ yếu là cellulose và

hemicellulose. Những polysaccharide còn lại trong thực phẩm thì tan đượ c trong nướ c và phân

tán đều trong nướ c. Chúng đóng vai trò tạo độ k ết dính, tạo đặc, tăng độ nhớ t và tạo gel.

Polysaccharide là các glycosyl từ đườ ng hexose và pentose. Mỗi gốc glycosyl có một số điểm

có khả năng tạo liên k ết vớ i Hydro. Mỗi nhóm –OH trên gốc glycosyl có thể k ết hợ p vớ i một

phân tử nướ c và vì vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat hóa. Do đó phân tử polysaccharide

có thể tan đượ c trong nuớ c.

Lý do một số phân tử polysaccharide như cellulose không tan đượ c trong nướ c là do các phântử có cấu trúc thẳng và liên k ết chặt khít vớ i nhau nên nướ c không có khả năng tiến gần các nhóm

hydroxy (-OH).

Phụ gia tạo gel là các polysaccharide tan đượ c trong nướ c. Khi phân tán trong nướ c mỗi phân

tử sẽ liên k ết vớ i các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân

tử nướ c bên trong tạo thành khối gel.

Khả năng tạo gel phụ thuộc vào:

Liên k ết giữa các phân tử: độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên k ết giữa

các phân tử.

Nếu chiều dài của vùng liên k ết dài, lực liên k ết giữa các chuỗi sẽ đủ lớ n để chống lại áplực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền.

Nếu chiều dài của vùng liên k ết ngắn và các chuỗi không đượ c liên k ết vớ i nhau mạnh,

các phân tử sẽ tách r ờ i dướ i tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer

chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định

Cấu trúc các phân tử:





Những phân tử có nhánh không liên k ết vớ i nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo những vùng

liên k ết có kích thướ c và sức mạnh đủ lớ n để tạo thành gel. Chúng chỉ tạo cho dung dịch có độ

nhớ t và độ ổn định.

Những phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơ n.

Điện tích phân tử:

Đối vớ i các polysacchride tích điện, lực đẩy t ĩ nh điện giữa các nhóm tích điện cùng dấu

sẽ ngăn cản sự tạo thành liên k ết.

Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch.

Khả năng tạo gel và cấu trúc gel của một số Hydrocolloid

Gel thuận nghịch về nhiệt

Agar: Gel tạo thành khi làm lạnh. Các phân tử có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc

xoắn và tiế p theo là sự tổ hợ p của các chuỗi xoắn.

Kappa carrageenan: Gel tạo thành khi làm lạnh vớ i sự có mặt của những muối Kali. Các phân tử

có sự chuyển đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiế p theo là sự tổ hợ p của các chuỗi

xoắn.Ion K+ liên k ết các chuỗi xoắn. Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy t ĩ nh điện giữa các

chuỗi thúc đẩy sự tổ hợ p.

Iota carrageenan: Gel tạo thành khi làm lạnh vớ i sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển

đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiế p theo là sự tổ hợ p của các chuỗi xoắn. Sự có mặt

của các muối làm giảm lực đẩy t ĩ nh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợ p.

LMP: Gel đượ c tạo thành khi có các ion kim loại hóa tr ị 2, chủ yếu là calci ở pH thấ p. Các phân

tử tạo liện k ết chéo thông qua các ion. pH thấ p làm giảm lực tươ ng tác t ĩ nh điện giữa các phân

tử.

Gellan gum: Gel tạo thành khi làm lạnh vớ i sự có mặt của muối. Các phân tử có sự chuyển đổi từ

cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiế p theo là sự tổ hợ p của các chuỗi xoắn. Sự có mặt của cácmuối làm giảm lực đẩy t ĩ nh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợ p. Các ion có tác dụng tạo liên

k ết chéo giữa các chuỗi. Low acyl gellan gel thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối thấ p nhưng

không thuận nghịch về nhiệt ở nồng độ muối cao hơ n (100mM) đặc biệt khi có mặt các cation

hóa tr ị 2 Xanthan gum và locust bean gum: Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợ p. Đối vớ i locust bean

gum những vùng thiếu galactose sẽ tạo tạo nên sự tổ hợ p. Các chuỗi Xanthan tổ hợ p sau khi

chuyển cấu trúc cuộn-xoắn.

Gel không thuận nghịch về nhiệt :

Alginate: Gel tạo thành khi có thêm các cation chủ yếu là Ca2+ hay ở pH thấ p. Các phân tử liênk ết chéo vớ i nhau bằng các ion.

High methoxyl (HM) pectin: Gel tạo thành khi có hàm lượ ng chất khô cao (>50% đườ ng) ở pH

thấ p 3.5. Hàm lượ ng đườ ng cao và pH thấ p làm giảm lực đẩy t ĩ nh điện giữa các phân tử. Sự tổ

hợ p của các chuỗi còn đượ c tăng cườ ng bằng sự giảm hoạt tính nướ c.

Locust bean gum: Gel tạo thành sau khi đông lạnh dung dịch.

Phụ gia t ạo đặc:





Tất cả các polysaccharide tan đượ c trong nướ c đều tạo thành dung dịch nhớ t do kích thướ c phân tử lớ n. Gum arabic tạo dung dịch có độ nhớ t min, guar gum tạo dung dịch có độ nhớ t max.

Độ nhớ t phụ thuộc vào kích thướ c, hình dạng và điện tích phân tử.

Khả năng tạo đặc của một số Hydrocolloid

Xanthan gum: Độ nhớ t r ất cao, không bị ảnh hưở ng bở i sự có mặt của chất điện ly, ở khoảng

pH r ộng và ở nhiệt độ cao.

Galactomannans (guar and locust bean gum): Độ nhớ t r ất cao. Không bị ảnh hưở ng bở i sự có

mặt của chất điện ly nhưng có thể mất độ nhớ t ở pH cao hay thấ p hay ở nhiệt độ cao.

Carboxymethyl cellulose: Độ nhớ t cao nhưng bị giảm khi có chất điện ly và pH thấ p Methyl cellulose and hydroxypropyl methyl cellulose: Độ nhớ t tăng khi nhiệt độ tăng không bị ảnh hưở ng bở i sự có mặt của chất điện ly hoặc pH

M ột số phụ gia t ạo gel, t ạo đặc thườ ng đượ c sử d ụng trong thứ c uố ng:

Pectin:

• Nguồn g ố c:

-

Có mặt trong quả, củ, thân cây, đóng vai trò vận chuyển nướ c và lưu chất cho các trái

cây đang tr ưở ng thành, duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Tiền thân của pectin là

protopectin, không tan trong nướ c và có nhiều trong mô trái cây còn xanh. Quá trình chín sẽ kèm

theo sự thủy phân protopectin thành pectin, sau đó k ết hợ p vớ i sự demethyl hóa dướ i tác dụng

của enzyme và sự depolymer hóa của pectin taọ thành pectate và cuối cùng là các loại đườ ng hòa

tan và acid.

- Từ thờ i tiền sử, chất pectin đã là thành phần trong khẩu phần ăn của con ngườ i. Nhưng

chỉ mớ i trong nửa thế k ỉ tr ướ c ngành công nghiệ p thực phẩm mớ i nhận biết đượ c vai trò quan

tr ọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm.

-

Trong công nghiệ p pectin đượ c thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật,thườ ng là táo hay các quả có múi.

- Phần lớ n các quốc gia xem pectin là một loại phụ gia quý và vô hại, đượ c sử dụng vớ iliều lượ ng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ.

• C ấ u t ạo

- Pectin là hợ p chất cao phân tử polygalactoronic có đơ n phân tử là galactoronic và r ượ umetylic. Tr ọng lượ ng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC. Hàm lượ ng pectin 1% trong dung dịch có

độ nhớ t cao, nếu bổ sung 60 % đườ ng và điều chỉnh pH môi tr ườ ng từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo

đông.

-

Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là một polymer củaacid D-galacturonic liên k ết vớ i nhau bằng liên k ết 1-4-glycozide.





- Hợ p chất pectin đượ c đặc tr ưng bở i 2 chỉ số quan tr ọng là chỉ số methoxyl “MI” biểu

hiện cho phần tr ăm khối lượ ng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin và chỉ số este hóa

“DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin.

- Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thươ ng mại chia pectin thành 2 loại:

pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấ p.

o Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 % hay MI >

7%. Chất này có thể làm tăng độ nhớ t cho sản phẩm. Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH =

3,1 – 3,4 và nồng độ đườ ng trên 60 %.

o Pectin methoxyl hóa thấ p (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 % hay MI <

7%. Đượ c sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin. Pectin methoxy thấ p có

thể tạo đông trong môi tr ườ ng không có đườ ng. Chúng thườ ng đượ c dùng làm màng bao bọc các

sản phẩm.

• Tính chấ t của pectin:

- Dạng bột màu tr ắng hoặc hơ i vàng, hơ i xám, hơ i nâu.

- Tan trong nướ c, không tan trong ethanol.

- Có khả năng tạo gel bền.

• Khả năng t ạo gel:

- Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nướ c hoặc lão hóa. Quá trình tạo đông phụ thuộc

vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy hóa càng cao thì khả năng tạo đông càng cao.

Khi sử dụng cần phải hòa tan pectin vào nướ c, khi pectin hút đủ nướ c thì mớ i sử dụng ở côngđoạn cuối chế biến.

- Các pectin đều là những chất keo háo nướ c nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ sự gắn các

phân tử nướ c vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic. Ngoài ra, trong phân tử

pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và

làm tăng độ nhớ t của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợ i pectin





xích lại gần nhau và tươ ng tác vớ i nhau tạo nên một mạng lướ i ba chiều r ắn chứa pha lỏng ở bên

trong.

- Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel: Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ

không tạo đượ c gel mặc dù sử dụng vớ i liều lượ ng cao. Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo

thành r ất cứng

- Mức độ methoxyl hoá quy định cơ chế tạo gel:

o HMP: tạo gel bằng liên k ết hydro

Điều kiện tạo gel:[Đườ ng] >50%, pH = 3-3,5; [Pectin]= 0,5-1%

Đườ ng có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử pectin

trong dung dịch.

pH acid trung hòa bớ t 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 k ết nội phân tử và tạo gel.

Liên k ết hydro đượ c hình thành giữa các phân tử pectin có thể hydroxyl – hydroxyl,

carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl – carboxyl. Kiểu liên k ết này không bền do đó các gel tạo

thành sẽ mềm dẻo bở i tính linh động của các phân tử trong khối gel.

Cấu trúc của gel phụ thuộc vào hàm lượ ng đườ ng, hàm lượ ng acid, hàm lượ ng pectin, loại pectin

và nhiệt độ.

30 – 50% đườ ng thêm vào pectin là sucrose. Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ

gây ra quá trình nghịch đảo đườ ng sucrose, ngăn cản sự k ết tinh của đườ ng sucrose. Tuy nhiên

cũng không nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấ p sẽ gây ra nghịch đảo một lượ ng lớ n sucrose

gây k ết tinh glucose và hoá gel nhanh tạo nên các vón cục. Khi dùng lượ ng pectin vượ t quá lượ ng

thích hợ p sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến

hành phân giải bớ t chúng bằng cách đun lâu hơ n.

Khi sử dụng một lượ ng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm và hàmlượ ng đườ ng càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.

o LMP: tạo gel bằng liên k ết vớ i ion Ca2+.

Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+

, ngay cả ở nồng độ < 0,1%, không cần đườ ng và acid.

Ở LMP, tỉ lệ các nhóm COO- cao, do đó các liên k ết giữa những phân tử pectin sẽ đượ ctạo thành qua cầu nối là các ion hóa tr ị (II), đặc biệt là Ca

2+.

Cấu trúc của gel phụ thuộc vào nồng độ Ca2+

.

Đặc điểm của gel: đàn hồi.

• Ư ng d ụng:

- Pectin là tác nhân tạo gel quan tr ọng nhất đượ c sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm,chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả. Khả năng tạo gel của nó còn đượ c sử

dụng ở những thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha, hoặc trong sản phẩm cuối hoặc ở một

giai đoạn tức thờ i trong quy trình sản xuất.

- Tác dụng tạo đặc của pectin đượ c sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm mà quy định

không cho phép sử dụng những loại gum có giá thành r ẻ hơ n hay ở những loại thực phẩm cần có

một hình dáng thật tự nhiên.





• Phươ ng pháp sản xuấ t pectin trong công nghiệ p:

- Pectin là 1 sản phẩm carbohydrate đượ c thu nhận từ dịch chiết của những nguyên liệu thực

vật, thườ ng là táo hay quả có múi. Phần lớ n các quốc gia xem pectin là một loại phụ gia quý và

vô hại, đượ c sử dụng vớ i liều lượ ng phụ thuộc vào từng quy trình công nghệ.

o Sản phẩm pectin từ trái cây có múi:

Đượ c chiết xuất từ vỏ chanh, vỏ cam và vỏ bưở i. Vỏ của các loại trái cây này là sản phẩm

phụ của quá trình ép nướ c quả, ép dầu và có chứa hàm lượ ng pectin cao vớ i những tính chất

mong muốn.

o Sản phẩm pectin từ táo:

Bã táo, phần thu nhận đượ c từ quá trình ép nướ c táo, là nguyên liệu thô cho sản phẩm

pectin từ táo. Những sản phẩm này có màu sắc tối hơ n (màu nâu) so vớ i pectin từ các loại trái cây

có múi nhưng khác nhau về chức năng.

- Quá trình sản xuất pectin có thể khác nhau giữa các công ty nhưng quy trình chung bao gồm

các bướ c như sau:

Nhà máy thu nhận bã táo hoặc vỏ trái cây có múi từ các nhà sản xuất nướ c trái cây. Trong

nhiều tr ườ ng hợ p nguyên liệu này đượ c r ửa và sấy để có thể vận chuyển và bảo quản mà không

bị hư hỏng Nếu nguyên liệu thô khô, nó có thể đượ c lấy từ trong kho. Nhưng khi sản xuất từ vỏ

trái cây ướ t phải sử dụng ngay vì chúng hư hỏng r ất nhanh

Nguyên liệu thô đượ c cho vào nướ c nóng có chứa các chất hỗ tr ợ cho quá trình chiết như

acid hoặc enzyme Nếu chỉ dùng nướ c không thì chỉ chiết đượ c một lượ ng giớ i hạn pectin

Sau một khoảng thờ i gian để chiết pectin, chất r ắn còn lại sẽ đượ c tách ra; và dung dịch

đượ c lọc, cô đặc bằng cách loại nướ c. Chất r ắn có thể tách ra bằng thiết bị lọc, thiết bị ly tâm

hoặc các thiết bị khác. Dung dịch sau đó đượ c lọc lại 1 lần nữa nếu cần thiết. Hoặc là ngay lậ p

tức, hoặc sau 1 khoảng thờ i gian để biến tính pectin, chất lỏng cô đặc sẽ đượ c tr ộn vớ i cồn để k ếttủa pectin Pectin có thể đượ c deester hóa phần nào ở giai đoạn này; hoặc sớ m hơ n hay tr ễ hơ ntrong quy trình.

Chất k ết tủa đượ c tách ra, r ửa vớ i cồn để loại bỏ tạ p chất và đượ c sấy.

Cồn đượ c dùng có thể chứa các muối hay kiềm để biến đổi pectin thành dạng muối 1 phần (Na+,

K +, Ca

2+, NH4

+). Cồn (thườ ng dùng là isopropanol) đượ c thu lại và đượ c dùng để k ế tủa thêm

pectin. Tr ướ c khi hay sau khi sấy, pectin có thể đượ c xử lý vớ i NH3+

để sản xuất pectin amid

hóa. Pectin amid hóa đượ c ưa chuộng hơ n trong 1 vài ứng dụng.

Chất r ắn đượ c nghiền thành bột, kiểm tra và tr ộn vớ i đườ ng hay dextrose hình thành khả

năng tạo gel tiêu chuẩn hay những tính chất khác như khả năng tạo sệt, khả năng ổn định. Pectincũng đượ c tr ộn vớ i những phụ gia thực phẩm đượ c chấ p nhận khác và dùng trong những sản

phẩm đặc tr ưng.





Carrageenan:


Carrageenan bắt đầu đượ c sử dụng hơ n 600 năm tr ướ c đây, đượ c chiết xuất từ rêu Irish moss

(Loài rong đỏ Chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía Nam Ireland trong một ngôi

làng mang tên Carraghen.

Vào những năm 30 của thế k ỷ XX, carrageenan đượ c sử dụng trong công nghiệ p bia và hồ

sợ i. Cũng trong thờ i k ỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan đượ c tiến hành

mạnh mẽ.

Sau này, carrageenan đượ c chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina stelata thuộc

chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng đượ c nghiên cứu trong việc chiết tách carrageenan

để ứng dụng trong nhiều l ĩ nh vực khác nhau.

Ngày nay, sản xuất công nghiệ p carrageenan không còn giớ i hạn vào chiết tách từ Irish moss,

mà r ất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã đượ c sử dụng. Những loài này gọi chung là

Carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển đượ c khai thác tự nhiên

hay nuôi tr ồng để sản xuất carrageenan.

• C ấ u t ạo:

Carrageenan là m t h n h p ph c t p c a ít nh t 5 lo i polymer: ⎢, ⎣, ⎡, ∝, ⎨- carrageenan, c u

t o t các g c D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các g c này k t h p v i nhau b ng liên k t

®-1,4 và ⟨-1,3 luân phiên nhau. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat

đượ c gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượ ng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải

chỉ là một polysaccharid đơ n lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan

sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν –

carrageenan.

Trong quá trình chi t tách, do tác đ ng c a môi tr ng ki m các -, -, -carrageenan d chuy n

hóa thành -, -, - carrageenan t ng ng. Các carrageenan có m c đ sulfat hóa khác nhau, thí d

–carrageenan (25 % sulfat), –carrageenan (32 % sulfat), –carrageenan (35 % sulfat). Các s n

ph m này đã đ c th ng m i hóa, chi m v trí quan tr ng trong th tr ng polysaccharide.





• Tính chấ t của carrageenan:

- Màu hơ i vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu tr ắng.

- Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi.

o

Độ tan

Carrageenan tan trong nướ c nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồngđộ của ion và các chất tan khác.

Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nướ c, do đó các carrageenan này

không tan trong nướ c. Nhóm carrageenan không có cầu nối thì dễ tan hơ n. Thí dụ như λ-

carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nướ c nên nó tan trong

nướ c ở điều kiện bất k ỳ. Đối vớ i κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –

carrageenan tan trong nướ c lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nướ c nóng.

o Độ nhớ tĐộ nhớ t của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, tr ọng lượ ng 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 nhớ t của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớ t từ 25 – 500 Mpa,

riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớ t tớ i 2000 Mpa.

Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớ t và tr ọng lượ ng phân tử của carrageenan có thể mô tả

bằng công thức cân bằng của Mark-Houwink như sau:

[η] = K(Mw)α

Trong đó: η: độ nhớ t





Mw: tr ọng lượ ng phân tử trung bình

K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi

hòa tan

o Tươ ng tác giữa carrageenan vớ i protein

Đây là một trong những tính chất quan tr ọng của carrageenan và cũng là đặc tr ưng cho tất

cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng vớ i protein. Phản ứng

này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng vớ i nhóm sulfat mang

điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel. Trong công nghiệ psữa, nhờ vào tính chất liên k ết vớ i các protein trong sữa mà carrageenan đượ c sử dụng (vớ i 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.

o Tạo gel

Carrageenan có một tính chất vô cùng quan tr ọng là tạo gel ở nồng độ thấ p (nhỏ hơ n0,5%). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn vớ i nhau

tạo thành khung xươ ng không gian ba chiều vững chất, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nướ c(hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tươ ng tác giữa các phân tử

polyme hòa tan vớ i các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tươ ng tác này mà gel tạo thành có độ

bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử

dung môi vào vùng liên k ết.

Sự hình thành gel có thể gây ra bở i nhiệt độ thấ p hoặc thêm các cation vớ i một nồng độ

nhất định. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạ p, đượ c thực hiện theo hai bướ c:

- Bướ c 1: khi hạ nhiệt độ đến một giớ i hạn nào đó trong phân tử carrageenan có sự

chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có tr ật tự sang dạng xoắn có tr ật tự. Nhiệt độ

của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ

thuộc vào dạng và nồng độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan. Do đó, mỗi một dạng

carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng.

- Bướ c 2: gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấ p độ xoắn. Trong tr ườ ng hợ pđầu, sự phân nhánh và k ết hợ p lại sẽ xuất hiện cấ p độ xoắn thông qua sự hình thành không đầy đủ





của xoắn kép, theo hướ ng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép vớ i hơ n một chuỗi khác. Trong

tr ườ ng hợ p thứ hai, các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợ p lại tạo thành gel. Còn dướ icác điều kiện không tạo gel, ở các nồng độ polyme thấ p sự hình thành và hợ p lại của các xoắn sẽ

dẫn đến tăng độ nhớ t.Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: tr ướ c hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình

từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiế p sau là sự k ết hợ p các xoắn và tụ hợ p lại có tr ật tự tạo thành

xoắn kép – gel. Như vậy, gel là tậ p hợ p các xoắn có tr ật tự hay còn gọi là xoắn kép.

• Phươ ng pháp sản xuấ t carrageenan trong công nghiệ p:

Carrageenan đượ c thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nướ c hay bằng dung dịch kiềm

loãng. Carrageenan đượ c thu lại bằng sự k ết tủa bở i cồn, sấy thùng quay, hay k ết tủa trong dung

dịch KCl và sau đó làm lạnh. Cồn đượ c sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch là

methanol, ethanol và isopropanol.

Sản phẩm có thể chứa đườ ng nhằm mục đích chuẩn hóa, chứa muối để thu đượ c cấu trúc gel

đặc tr ưng hay tính năng tạo đặc.

• Ứ ng d ụng:

Carrageenan đượ c ứng dụng trong nhiều l ĩ nh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem,

phomat, bánh pudding, si rô, đồ uống lạnh, mứt ít đườ ng và sữa chua.

Các công ty chế biến thịt cũng sử dụng carrageenan trong chế biến thịt vì carrageenan có khả

năng tăng hiệu suất các sản phẩm bằng cách giữ nướ c bên trong sản phẩm. Ngoài ra, carrageenan

còn đượ c thêm vào bia hoặc r ượ u để tạo phức protein và k ết lắng chúng làm cho sản phẩm đượ ctrong hơ n.

Aginate:


Alginate là lo i polymer sinh h c bi n phong phú nh t th gi i và là lo i poymer sinh h c nhi u

th hai trên th gi i sau cellulose.Ngu n alginate ch y u đ c tìm th y thành t bào và gian bào c a t o nâu bi n (thu c h

Rhaeophyceae). Các phân t alginate t o ra cho th c v t đ m m d o và đ b n c n thi t cho các loài

th c v t bi n do alginate các gian bào t o thành m t m ng l i .





• C ấ u t ạo:

Aginate là mu i c a acid alginic. Cấu tạo hóa học của aginate gồm 2 phần tử β-D-

mannuronic (M) và α – L – guluronic acid (D) liên k ết vớ i nhau bằng liên k ết 1- 4 glucozid. Có

3 d ng liên k t có th g p trong 1 phân t alginate (M-M-M), (G-G-G), (M-G-M).

Các lo i alginate th ng g p nh : Natri alginate, Kali alginate, calci alginate.

• Tính chấ t:

o

Độ nhớ t:Khi hòa tan các alginat vào nướ c chúng sẽ ngậm nướ c và tạo dung dịch nhớ t. Độ nhớ t

phụ thuộc vào chiều dài của phân tử alginat. Bột alginat r ất dễ bị giảm nếu không đượ c bảo

quản ở nhiệt độ thấ p. Ngoài ra, cách sắ p xế p của phẩn tử alginat cũng ảnh hưở ng đến độ nhớ tcủa nó.

Trong một số tr ườ ng hợ p độ nhớ t có thể gia tăng ở nồng độ thấ p vớ i sự hiện diện của

một số cơ chất như: CaSO4, Canxicitrat. Ion canxi liên k ết vớ i alginat tạ o liên k ết chéo trong phân tử gia tăng, sẽ làm gia tăng tr ọng lượ ng phân tử và độ nhớ t.

o Sự tạo gel alginat

Một tính chất quan tr ọng của alginat l à tính chất tạo gel của chúng. Trong điều kiện

nhiệt độ cao ở tr ạng thái sôi v à khi làm nguội sẽ tr ở thành dạng gel. Thông thườ ng alginat k ết

hợ p vớ i ion Ca2+

tạo gel như hình vẽ.





Các alginat có khả năng tạo gel khi có mặt của ion Ca2+ và acid. Gel đư ợ c thành lậ p có

thể kiểm soát thông qua sự giải phóng ion Ca2+

, hoặc acide trong dung dịch alginat. Có thể tạo

gel acide ở pH < 4 (khoảng 3.4) thườ ng dùng k ết hợ p vớ i pectin (HMP). Tham gia tạo gel các

tươ ng tác t ĩ nh điện qua cầu nối Ca2+

có vai trò quan trọng, vì thế các gel này không thuận nghịch

vớ i nhiệt v à ít đàn hồi.

Khả năng tạo gel của alginat phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nguồn canxi, alginat, chất

tạo phức, pH, sự h òa tan và nhiệt độ.

• S ản xuấ t Alginate:

Đầu tiên ngâm tảo nâu vào dung dịch acid sulfuric loãng để chuyển alginat th ành aginic

acid và loại bỏ đượ c các tạ p chất như fucoiđionm laminarin, manitol, muối vô cơ và một số

chất màu.

Sau khi r ữa, nghiền nhỏ vớ i kiềm hoặc muối kiềm để trung h òa aginic acid tạo thành

một dạng muối hòa tan tươ ng ứng của aginic acid. Các th ành phần không tan như cellulose,

protein đượ c loại bỏ bằng cách gạn, lọc hoặc vớ t bọt nổi l ên trên.

Dung dịch alginat thu đ ượ c, đem tẩy tr ắng bằng cách xử lý vớ i acid sulfuric để k ết tủa alginic

acid. Sau đó trung h òa bằng kiềm hoặc bazơ khác nhau để tạo ra những hợ p chất alginat theo

mong muốn như: natri alginat, amon alginat, canxi alginat hay trietanolamin alginat.

• Ứ ng d ụng:

Các alginat cũng đượ c ứng dụng r ộng rãi trong công nghiệ p thực phẩm. Thườ ng natri alginatđượ c sử dụng nhiều nhất v à là hợ p phần tạo k ết cấu cho nhiều sản phẩm. Trong sản phẩm natri

alginat là chất làm đặc, làm dày để ổn định các bọt cũng như để tạo cho nướ c quả đục những thể

đặc biệt.

Vớ i những thực phẩm có độ acid cao không thể dùng natri alginat đượ c thì propylenglycol

algi nat là chất thay thế r ất tốt v ì nó bền đượ c cả trong vùng pH = 0-3. Một hợ p chất của acid

alginic có t ên là lamizell một alginat kép của natri v à canxi vớ i một tỷ lượ ng nhất định.

Lamizell tạo ra đ ượ c một độ nhớ t đặc biệt v à cho khả năng ăn ngon miệng cũng đượ c quan tâm

trong sản xuất thực phẩm.

Bên cạnh đó, natri alginat c òn đượ c dùng làm chất bảo vệ kem đáCellulose và các dẫn xuất:


Cellulose là một chất hữu cơ tồn tại r ất nhiều trong tự nhi ên và là thành phần chính cấu tạo

nên tế bào thực vật. Hợ p chất n ày là một nguyên liệu để sản xuất phụ gia ứng dụng trong công

nghiệ p thực phẩm v à nhiều l ĩ nh vực khác.





Hợ p 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 hợ p chất đó thì CMC là một

hợ p chất đượ c ứng dụng nhiều nhất trong công nghiệ p thực phẩm.

• Tính chấ t CMC

Hợ p chất CMC đ ượ c sản xuất từ việc xử lý celluloza vớ i dung dịch NaOH và sau đó là phản

ứng Williamson:

Cell-OH + NaOH + ClCH2 – COONa Cell -O-CH2COONa + H2O + NaCl

Mono cloracetatnatri CMC

ClCH2 - COONa + NaOH HOCH 2COONa + NaCl

Như vậy CMC là một dẫn xuất quan tr ọng của cellulose đượ c cấu tạo từ hợ p chất cellulose

k ết hợ p vớ i Natri

Dạng thươ ng phẩm CMC có dẫn suất từ 0,4 đến 1,4. Tuy nhiên cũng có loại cao hơ n sử dụng

cho các sản phẩm đặc biệt. Dẫn suất dướ i 0,4 CMC không hòa tan trong nướ c CMC dùng trong

thực phẩm có dẫn suất 0,65 đến 0,95 v à độ tinh khiết > 99,5%.

Vớ i CMC dẫn suất 0,95 và nồng độ tối thiểu 2 % cho độ nhớ t 25 Mpa tại 250C. Có thể sử

dụng CMC ỏ dạng nóng hoặc lạnh. CMC là các anion polyme mạch thẳng cho chất lỏng gọi là

dung dịch giả.

Dung dịch 1% thông thườ ng pH = 7 – 8,5 còn ở pH = 5 - 9 dung dịch ít thay đổi, ở pH <3 độ nhớ t tăng, thậm chí k ết tủa. Do đó không sử dụng đượ c CMC cho các sản phẩm có pH thấ p,

pH>7 độ nhớ t giảm ít.

Dung dịch CMC có thể bị phá hủy do các vi sinh vật hoặc enzim khử. Gia nhiệt ở 800C trong

30 phút hoặc 1000C trong 1 phút có thể khử tác nhân vi sinh vật mà không ảnh hưở ng đến chất

lượ ng CMC. Độ nhớ t CMC giảm khi nhiệt độ tăng, tác dụng đó có tính thuận nghịch. Sự ảnh

hưở ng của nhiệt độ đến độ nhớ t của CMC 0,7





Độ nhớ t của CMC còn chịu ảnh hưở ng bở i các ion kim loại:

+ Cation hóa tr ị 1: ít tác dụng ở điều kiện b ình thườ ng (tr ừ Agar +).

+ Cation hóa tr ị 2: Ca2+

, Mg2+

làm giảm độ nhớ t.+ Cation hóa tr ị 3: Al

3+, Cr

3+, Fe

3+ tạo gel.

Nói chung, tác dụng trên độ nhớ t của các loại muối cũng tùy thuộc vào phươ ng pháp thêm

vào. CMC có thể k ết hợ p dễ dàng vớ i thành phần hóa học thực phẩm như: đườ ng, protein, tinh

bột và hầu hết các polyme trung tính.

• Ứ ng d ụng CMC v à các d ẫ n suấ t cellulose

Cellulose và các dẫn suất từ cellulose đượ c sử dụng nhiều trong chế biến thực phẩm hơ n 10

năm nay. Hiện tại việc sử dụng không ngừng phát triển không những trong việc cải thiện tính

chất sản phẩm mà còn góp phần trong việc sáng tạo các sản phẩm mớ i. Tính chất tan của dẫn suất

cellulose trong nướ c là nguyên nhân làm thay đổi tính chất lưu biến học của thực phẩm, k ết quả

là cải thiện đượ c cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm…

Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng các dẫn suất cellulose có thể có các chức năng sau: giữ

nướ c, tạo đặc, ổn định sản phẩm, tr ợ phân tán,…Vì vậy dùng dẫn suất celluloza cho một sản

phẩm có một công dụng hoặc nhiều công dụng phát huy cùng lúc. Liều lượ ng thườ ng sử dụng ở mức độ nhỏ hơ n 1% (thườ ng 0.1-0.5 %). Dẫn suất celluloza sử dụng nhiều trong công nghiệ psản xuất nướ c uống, bánh, sản phẩm sữa, mì sợ i,…

Nhìn chung, CMC là một hợ p chất có vai tr ò quan tr ọng trong công nghiệ p thực phẩm, việc

phát triển và cải thiện tính chất của CMC góp phần quan tr ọng đối vớ i công nghiệ p sản xuất thực

phẩm.

Agar:

• C ấ u t ạo

Agar là một sulfat polysacarit đ ượ c tách ra bằng nướ c sôi từ các lo ài tảo đỏ (Gelidium sp,

Gracilarta). Thành phần cấu tạo của mạch chính l à β-D-galactos và 3,6 anhydro -α-L-

gaclactose xen kẻ vớ i nhau bằng các li ên k ết α - 1,3 và β-1,4. Agar là một hỗn hợ p các

polysacarit có chung mạch chính gồm 2 th ành phần chủ yếu sau:

- Agarose là thành phần tạo gel chính của gar, có khoảng 1/10 các đơ n vị galactose bị ester hóa. Hàm lượ ng agarose đóng vai trò quan tr ọng đối vớ i điện tích của toàn phân tử và đối

vớ i tính chất của gel như: độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nóng chảy của gel.

- Agaropectin là thành phần không tạo gel, có mức độ este hóa lớ n hơ n agarose, ngoài ra

còn có acid pyruvic.

Nếu có một cầu nối giữa 2 sulfat gel sẽ trong hơ n, cầu nối này thườ ng không bền, dễ bị pháhủy nếu tiế p xúc vớ i các hóa chất tạo phức EDTA, ehxametaphotphat, tripolyphotphat natri...





• Tính chấ t

o Tính tan

Agar không tan trong nư ớ c lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan đượ c trong

nướ c nóng. Agar có khả năng h òa tan vớ i lượ ng nướ c 30 – 50 lần khối lượ ng, lượ ng agar

trong nướ c trên 10 % sẽ tạo nên một hỗn hợ p sệt.

o Sự tạo gel của agar

Quá trình tạo gel xảy ra khi l àm lạnh dung dịch agar. Dung dịch agar sẽ tạo gel ở

nhiệt độ khoảng 40 ÷ 500C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80 -85

0C. Gel agar có tính thuận

nghịch về nhiệt. Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội đi các chuỗi sẽ

bao lấy nhau v à liên k ết vớ i nhau từng đôi một bằng liên k ết hydro để tạo th ành chuỗi xoắn

kép, tạo ra một mạng lướ i không gian ba chiều nhốt các chất khô bên trong do số lượ ng liên k ết

hydro r ất lớ n .

Quá trình hình thành gel và độ ổn định của gel bị ảnh h ưở ng bở i hàm lượ ng aga và

khối lượ ng phân tử của nó. Kích thướ c lỗ gel khác nhau phụ thuộc v ào nồng độ aga, nồng độ aga

càng cao kích thư ớ c lỗ gel càng nhỏ. Khi làm khô gel có thể tạo thành một màng trong suốt, bền

cơ học và có thể bảo quản lâu d ài mà không bị hỏng.

Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượ ng đườ ng agarose. Sự có mặt của ion sunfat làm

cho gel bị mờ , đục. Do đó tránh d ùng nướ c cứng để sản xuất. Chúng có khả năng giữ mùi vị,màu, acid thực phẩm cao trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng chảy cao (85 -90

0C). Gel agar chịu

đượ c nhiệt độ chế biến 1000C, pH 5–8, có khả năng tr ươ ng phồng và giữ nướ c.

Không dùng agar trong môi tr ườ ng pH < 4 và có nhiều chất oxy hóa mạnh. Agar có thể tạo đông

ở nồng độ thấ p, đ ây là tính chất quan tr ọng đ ượ c ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm.

• Ứ ng d ụng

Agar là một chất tạo gel r ất tốt, thông thườ ng agar đượ c sử dụng vớ i hàm lượ ng 1-1,5% khối lượ ng

so vớ i lượ ng đườ ng trong hỗn hợ p k ẹo.

Jelly đượ c sản xuất từ loại agar có polysaccharid mạch ngắn. Agar không đượ c hấ p thu vào cơ thể trong quá trình tiêu hóa do đó agar đượ c sử dụng sản xuất các loại bánh k ẹo chứa ít năng lượ ng.





Agar đượ c sử dụng trong sảm phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm lượ ng

đườ ng trong sản phẩm và thay thế gelatin trong một số sản phẩm thịt và cá.

Ngoài ra còn đượ c sử dụng trong các sản phẩm yoghurt, sữa chocolate, trong ngành bánh k ẹo ….

Agar còn đượ c sử dụng vào môi tr ườ ng nuôi cấy vi sinh vật.Gelatin:

• Nguồn g ố c và cấ u t ạo:

Gelatin là sản phẩm của quá tr ình thủy phân một phần collagen. Collagen có cấu tạo màng

và những sợ i nhỏ, là cấu trúc một bộ phận trong mô động vật, tồn tại trong da, xươ ng và mô liên

k ết. K ỹ thuật biến đổi collagen tạo gelatin là từng bướ c phá hủy cấu trúc các thành phần để

thu đượ c dẫn xuất h òa tan gelatin.

Gelatin là các po lypeptid cao phân tử dẫn suất từ collagen, l à thành phần protein chính

trong các t ế bào liên k ết của nhiều loại động vật. Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm 3 acid

amin chủ yếu là glycine, proline và hydroproline. Trong phân t ử gelatin, các acid amin liên

k ết vớ i nhau tạo chuỗi xoắn ốc có khả năng giữ nướ c. Phân tử lượ ng của gelatin khoảng vài

nghìn đến vài tr ăm nghìn đơ n vị Carbon.

Thành phần acid amin có trong gelatin là: Aspartic acid (6%), Arginine (8%), Alanine (9%),

Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (25%), Glycine (27%), các acid amin khác (10%).

Nguyên liệu để sản xuất gelatin chủ yếu lấy từ các lò mổ, nhà máy đóng hộ p hoặc xưở ng

thuộc da. Nguồn nguy ên liệu này cần phải đượ c ngâm muối hoặc vôi để bảo quản.

• Tính chấ t gelatin

o Cơ chế tạo gel

Gelatin tr ươ ng nở khi cho vào nướ c lạnh, lượ ng nướ c hấ p thu gấ p 5 -10 lần thể tích

chính nó. Khi gia nhi ệt nó bị nóng chảy, hòa tan và thành l ậ p gel khi làm lạnh. Sự chuyển

dạng từ sol sang dạng gel có tính thuận nghịch v à có thể lặ p đi lặ p lại nh iều lần. Đây chính l à tính

chất đặc biệt đượ c ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Gelatin có nhiệt độ nóng chảy thấ p 27-340C.

Độ tan của gel gelatin phụ thuộc v ào các yếu tố như nhiệt độ và kích thướ c của hạt

gelatin. Gelatin tan trong r ượ u và các dung môi hữu cơ .o

Độ bền gel

Độ bền gel đượ c tính theo giá tr ị lực cần để tạo ra một biến dạng nhất định hay sự biến

dạng đượ c gây ra bở i một lực nhất định. Độ bền gel của gelatin có thể đượ c biểu diễn theo một





số đơ n vị khác nhau tùy thuộc vào từng phươ ng thức kiểm tra khác nhau. Gelatin có khả tạo

gel mà không cần phối hợ p vớ i chất n ào khác. Lực bền gel đượ c định ngh ĩ a l à tr ọng lượ ng (g)

cần thiết để đặt l ên bề mặt gel (đườ ng kính 21.7 mm) làm biến dạng 4 mm.

Ngoài ra, độ sệt của gelatin cũng l à một tính chất đượ c quan tâm đặc biệt, độ sệt của gel

sẽ tan khi nồng độ gelatin tăng v à nhiệt độ giảm. Sự thay đổi độ nhớ t theo nồng độ đượ c biểu

diển trên đồ thị sau:

• Ứ ng d ụng gelatin

Gelatin đượ c ứng dụng r ất phổ biến trong công nghiệ p chế biến k ẹo, sữa l ên men, phomat

và các sản phẩm tráng miệng. Một số l ĩ nh vực phổ biến sử dụng gelatin trong sản phẩm là:

- Sản xuất kem: có tác dụng kiềm chế sự hình thành tinh thể của kem và đườ ng, nồng độ

thườ ng dùng là 0,25%

- K ẹo dẻo: sử dụng vớ i nồng độ 1,5% để ngăn cản sự hình thành tinh thể. R ất thích hợ ptrong các sản phẩm bánh k ẹo nạ p khí CO2 như k ẹo dẻo hay bánh xố p v ì gelatin có tính sệt giúp

ổn định bọt trong suốt quá trình xử lý, vận chuyển v à dự tr ữ.

- Công nghệ bánh k ẹo năng lượ ng thấ p: do có năng l ượ ng thấ p 14,7 KJ/g n ên đượ cnghiên cứu ứng dụng trong sản xuất thực phẩm có giá tr ị năng l ượ ng thấ p.

- Trong y học: gelatin đượ c sử dụng trong sản xuất bao thuốc của các dạng thuốc viên hình

thoi, vớ i nồng độ 1 % giúp cho bao thuốc có độ dai cần thiết.

Bên cạnh đó, gelatin còn đượ c ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệ p chế biến

khác như công nghệ chế biến thịt, l àm nướ c sốt, làm trong r ượ u,…





3. Quy trình thí nghiệm:

Nấm tuyết

Ngâm

Xử lý - R ửa

Hấ p

Cân sơ bộ

Băm nhỏ

Làm sạch

Rót chai

Phối tr ộn

Đóng nắ p

Làm nguội

Tiệt trùng

Lọc

Hươ ng

Ngâm - nấu tan

Pectin + Đườ ng

Nắ p sạch

Sản phẩm

Nướ c Nướ c ngâm

Sấy

R ửa

Chai

Cùi, đất, cát ...

T0= 1210C

τ = 20 phút

T0= 1210C

τ = 20 phút

Gđ1: T0= 700C

Gđ2: T0= 25 - 300C





Nguyên liệu:

Trong bài thí nghiệm này dùng cho 3 chai 300ml nên lượ ng nguyên liệu đượ c chuẩn bị như

sau:

Nướ c: dùng cho 3 chai và cộng thêm 20% tr ừ hao cho quá trình bay hơ i khi nấu

( )

( ) g V m

g V m

nn

tt tt

1080900%120

9003300

=×==

=×==

Đườ ng:

( ) g mm tt đ 117900%13%13 =×=×=

Pectin:

)(35.1900%15.0%15.0 g mm tt p =×=×=

Nấm tuyết:

)(734.4035.1018%4

)(35.101835.1117900

g m

g mmmm

nt

pđ tt

=×=⇒

=++=++=∑

Hươ ng Bridnest:

)(5.035.1018%05.0%05.0 g mmh =×=×= ∑

Chú ý: khi lựa chọn nấm tuyết cần chọn những nấm tuyết nở đều, hình tròn, màu tr ắng, ít cùi

màu vàng.

Ngâm:

o M ục đ ích:

Quá trình ngâm nấm tuyết nhằm mục đích làm cho nấm

tuyết mềm và nở , tạo điều kiện cho quá trình xử lý làm sạch vàxay nhỏ nấm tuyết đượ c dễ dàng hơ n.

o Các biế n đổ i diễ n ra trong quá trình ngâm:

Trong quá trình này các biến đổi chủ yếu là vật lý và hóa

lý, còn biến đổi hóa học, hóa sinh, sinh học không đáng k ể.

- Biến đổi vật lý: có sự hút nướ c tr ươ ng nở , làm tăng thể

tích của nấm tuyết.

- Biến đổi hóa lý: có sự khuếch tán nướ c vào bên trong nấm tuyết cũng như có sự khuếch

tán chất hòa tan trong nấm vào trong nướ c.

o Cách tiế n hành:

Ngâm nấm tuyết vào thau nhỏ có chứa sẵn nướ c. Lượ ng nướ c cho vào thau sao cho ngậ pnấm tuyết. Nướ c sử dụng có nhiệt độ khoảng từ 25-30

0C. Nấm tuyết đượ c ngâm trong thờ i gian

khoảng 15 phút.

o Chú ý:

Không đượ c ngâm thờ i gian quá lâu vì quá lâu thì nấm tuyết bị nhũn khó kiểm soát trong quá

trình hấ p và sản phẩm ra bị nhũn ảnh hưở ng đến giá tr ị cảm quan của sản phẩm.





Xử lý – R ử a:

o

M ục đ ích:

Quá trình này nhằm loại bỏ phần cùi màu vàng của nấm tuyết vì sự có mặt của nó sẽ làm

giảm giá tr ị cảm quan của sản phẩm.

o Các biế n đổ i xả y ra:

Các biến đổi vật lý, hoá học… xảy ra không đáng k ể


Sau khi ngâm nấm tuyết thì lúc này nấm đã nở lớ n. dùng tay loại bỏ những cặn màu đậm dính

trong các k ẽ nấm. Dùng dao nhỏ cắt bỏ phần gốc ra khỏi nấm tuyết, đối vớ i phần cùi màu vàng

còn dính lại trên phần nấm ta dùng dao nhẹ nhàng khoét loại bỏ phần cùi màu vàng.

o Chú ý:

Thao tác phải khéo léo tránh làm mất lượ ng nấm tuyết và không ngâm nấm tuyết trong nướ ckhi xử lý cũng như r ửa.

Hấp:

Mục đích:

Nhằm làm nở và làm chín nấm tuyết.


- Vật lý: có sự thay đổi đáng k ể về hình dạng

(nhũn ra), nguyên liệu hơ i sẫm màu

- Hoá học: sự biến đổi 1 số thành phần hoá học

trong nguyên liệu

- Sinh học: tiêu diệt một phần vi sinh vật


Cho nấm đã đượ c làm sạch vào trong thau và đem đi hấ p. Hấ p ở nhiệt độ 1210C trong 20

phút.

o Chú ý:

Không đượ c hấ p trong thờ i gian quá lâu vì như thế nấm tuyết sẽ bị mềm nhũn quá mức ảnh

hườ ng đến chất lượ ng cảm quan của sản phẩm. Ngượ c lại, thờ i gian ngắn thì nấm tuyết sẽ không

chín, không đạt đến độ mềm và nở cần thiết của sản phẩm.

Băm nhỏ:

o M ục đ ích:

Nhằm cắt nhỏ nấm tuyết thành những phần có kích thướ c nhỏ

và đồng đều hơ n, để những mảnh nấm tuyết dễ dàng lơ lửng trong

sản phẩm vì có sự chênh lệch về tỉ tr ọng, làm tăng giá tr ị cảm

quan của sản phẩm


Cho nấm tuyết đã đượ c hấ p chín cho ra thớ t, dùng dao băm

Nấm tuyết sau khi hấp





nhỏ lượ ng nấm tớ i kích thướ c 1x1mm.

o

Chú ý:

Lượ ng nấm băm nhỏ phải đượ c kiểm soát về kích thướ c vì khi băm quá nhỏ thì nấm tuyết sẽ

lắng xuống đáy và ngượ c lại. Sẽ ảnh hưở ng đến giá tr ị cảm quan sản phẩm.

Làm sạch:

o M ục đ ích:

Nhằm loại bỏ những nấm tuyết không đạt yêu cầu làm

ảnh hưở ng đến cảm quan ( quá nhỏ).


- Vật lý: màu của nấm tuyết tr ắng hơ n- Hóa học: có sự thay đổi 1 số thành phần hóa học


Cho toàn bộ nấm tuyết đã băm nhỏ vào cái rây inox,

nhúng vào trong thau nướ c cho r ơ i hết vụn nhỏ.

Ngâm pectin và đườ ng:

o M ục đ ích:

Nhằm làm cho pectin dễ hòa tan hơ n, tránh bị vón cục khi gia nhiệt. Khi ta tr ộn đều pectin và

đườ ng, khi cho nướ c vào ngâm thì pectin sẽ hút nướ c tr ươ ng nở tạo thành lớ p áo bên ngoài hạt

đườ ng.


- Vật lý: đườ ng và pectin từ dạng tinh thể chuyển sang dạng lỏng, tăng nồng độ chất khô

trong dung dịch.

- Hóa học: xảy ra phản ứng giữa pectin, đườ ng vớ i nướ c.

o

Cách tiế n hành:Cân lượ ng đườ ng và pectin theo công thức trên cho vào chén và tr ộn đều. Cho vào nồi

1080(g) nướ c, đổ vào nồi chén đựng pectin + đườ ng, khuấy đều r ồi để yên trong thờ i gian 10

phút ở nhiệt độ thườ ng.

Gia nhiệt:

o M ục đ ích:

Nhằm hòa tan hoàn toàn đườ ng và pectin thành một hỗn hợ pđồng nhất, làm tăng độ nhớ t của dung dịch để tạo cấu trúc cho sản

phẩm.

o

Các biế n đổ i xả y ra:- Vật lý: pectin và đườ ng hòa tan hoàn toàn, nồng độ chất

khô tăng lên đáng k ể, có sự hình thành màu

- Hóa học: sự hoá tan của 1 số thành phần vào trong nướ co Cách tiế n hành:

Sau khi ngâm đủ thờ i gian, đem pectin đi nấu cho sôi hoàn

toàn.





o Chú ý:

Ta đun vớ i ngọn lửa vừa tránh quá to sẽ làm cho dung dịch bị caramel. Khi đem đi nấu ta

phải kiểm soát thể tích của dung dịch sao cho lượ ng bay hơ i đủ 20% vì nó sẽ ảnh hưở ng đến tỉ tr ọng của nguyên liệu giá tr ị cảm quan của sản phẩm. Nếu lượ ng nướ c thiếu thì cần bổ sung

vào cho đủ hoặc ngượ c lại thì đun đến khi nào đạt lượ ng yêu cầu. sau đó lọc bằng miếng vải lọc

nhằm loại bỏ tạ p chất còn lẫn trong dung dịch syrup, để tạo cho syrup có độ trong cần thiết.

Phối trộn:

o M ục đ ích:

Nhằm tr ộn đều các thành phần thành một hỗn hợ p đồng nhất, đồng thờ i tăng giá tr ị cảm quan


Nấm đã đượ c làm sạch r ồi đem cân vớ i lượ ng đã đượ c tính toán, chia làm 3 phần bằng nhau

và cho vào 3 chai đã đượ c r ửa sạch sẽ. Cho vào nồi syrup lượ ng hươ ng đã đượ c chuẩn bị, khuấy

đều r ồi đổ vào chai đã có sẵn nấm tuyết. Khi rót, dịch rót cách miệng chai 2.5cm để khi thanh

trùng không bị bật nắ p, rót nhẹ nhàng bằng phễu cho chảy theo thành chai để tránh bọt khí. Nếu

có bọt khí sẽ tạo áp suất bên trong chai dễ làm vỡ chai khi tiệt trùng hoặc tạo điều kiện cho vi

sinh vật hiếu khí hoạt động…

Đóng nắp:

o M ục đ ích:

Nhằm làm cho thực phẩm cách li hoàn toàn vớ i môi tr ườ ng không khí và vi sinh vật bên

ngoài, có tác dụng r ất quan tr ọng đến thờ i gian bảo quản thực phẩm và chất lượ ng của nó.


Dung dịch syrup sau khi rót vào chai sẽ đượ c đi đóng nắ p. Công việc đóng nắ p đượ c thực

hiện trên máy đóng nắ p bán tự động.

Tiệt trùng:o M ục đ ích:

Nhằm mục đích tiêu diệt các vi sinh vật còn xót lại trong sản phẩm để kéo dài thờ i gian bảo

quản sản phẩm.


Nướ c yến sau khi đóng nắ p cho vào thiết bị tiệt trùng, tiệt trùng ở nhiệt độ 1210C trong thờ igian 30 phút.

Làm nguội:

o M ục đ ích:

Nhằm mục đích đưa sản phẩm về nhiệt độ phòng để thuận tiện cho quá trình bảo quản và vậnchuyển. gây sự sốc nhiệt làm cho các bào tử vi sinh vật bị tiêu diệt nhanh hơ n.


Để sản phẩm đã đượ c tiệt trùng ra ngoài không khí và chốc ngượ c sản phẩm xuống để tạo cấu

trúc lơ lửng cho sản phẩm. Khi nhiệt độ của sản phẩm giảm xuống còn khoảng 60 – 700C thì cho

sản phẩm vào bồn chứa có xả nướ c chảy liên tục để làm nguội nhanh sản phẩm về nhiệt độ

phòng.




o Chú ý:

Khi làm nguội ta phải làm nguội ngoài không khí tr ướ c khi làm nguội nhanh bằng nướ c lạnh

để tránh làm vỡ chai vì sản phẩm sau khi tiệt trùng sẽ có nhiệt độ r ất cao mà ta làm lạnh liền sẽ có

sự thay đổi đột ngột về nhiệt mà bao bì sử dụng lại làm bằng thuỷ tinh nên r ất dễ bị vỡ .

4. Nhận xét:

-

Sản phẩm có tạo cấu trúc lơ lửng đạt yêu cầu nhưng lượ ng nấm tuyết sử dụng là 4% nên

đã làm cho sản phẩm bị đặc

- Kích thướ c các mảnh nấm tuyết không đồng đều do trong quá trình băm không đều tay

- Sản phẩm hơ i ngọt

- Vớ i lượ ng hươ ng sử dụng đã cho sản phẩm có mùi nặng nên cần phải giảm bớ t hươ ng.

- Khi so sánh sản phẩm giữa các nhóm thì nhận thấy đối vớ i sản phẩm sử dụng nấm tuyết

3% thì có giá tr ị cảm quan đẹ p nhất. Có 1 số sản phẩm làm ra đã không tạo đượ c tr ạng

thái lơ lửng cho nấm tuyết có thể do các bạn không chốc ngượ c chai trong khi làm nguội.

có 1 số sản phẩm thì nấm tuyết có cấu trúc không đẹ p có thể do băm…

-

Sản phẩm không trong mà hơ i có màu sẫm do khi gia nhiệt ta đã đun vớ i ngọn lửa to làm

xảy ra phản ứng caramel và sinh màu.

Documents

Báo Cáo Thí Nghiệm Thực Phẩm II - Bài 2