Tải bản đầy đủ

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC: AGAR, XANTHAGUM, TINH BỘT BIẾN TÍNH SẢN PHẨM CỤ THỂ

BỘ CÔNG THƯƠNG

KHOA: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG
CHẤT KEO ƯA NƯỚC: AGAR,
XANTHAGUM, TINH BỘT BIẾN TÍNH
SẢN PHẨM CỤ THỂ
Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Hải Hòa
Lớp: 08DHTP6
Nhóm : 07
SVTH: Nguyễn Hoàng Gia Huy

2005170389

Nguyễn Đức Mạnh

2005170451


Ngô Thị Thu Sương

2005170535


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM
KHOA: CÔNG NGHẸ THỰC PHẨM
MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM


BÀI TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT TÌNH HÌNH
SỬ DỤNG CHẤT KEO
ƯA NƯỚC: AGAR,
XANTHAGUM, TINH
BỘT BIẾN TÍNH SẢN
PHẨM CỤ THỂ
GVHD: Nguyễn Thị Hải Hòa


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
.....................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................


TPHCM,

ngày tháng năm

Giảng viên hướng dẫn


KẾ HOẠCH PHÂN CÔNG LÀM VIỆC
MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM
LỚP 08DHTP6, NHÓM 07 SÁNG THỨ 6 TIẾT 1 – 5
Đề tài: KHẢO SÁT TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC:
AGAR, XANTHAGUM, TINH BỘT BIẾN TÍNH SẢN PHẨM CỤ THỂ

STT

01

NỘI DUNG THỰC HIÊN

TÊN
SINH
VIÊN

ĐÁNH GIÁ

XATHANGUM

NGÔ THỊ
THU
SƯƠNG

A

02

TINH BỘT

03

AGAR + TỔNG WORD

NGUYỄN
ĐỨC
MẠNH
NGUYỄN
HOÀNG
GIA HUY

A
A


MỤC LỤC


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU
Các hợp chất keo thực phẩm (hay gọi là keo ưa nước) thường được nghành công
nghiệp thực phẩm và phị gia gọi theo những ứng dụng của chúng là: các hợp chất tạo ổn
định/ làm bền, làm đặc và tao gel. Trong tự nhiên các hợp chất này vốn có sẵn trong các
tổ chức sinh vật và một số chức năng quan trọng giúp sinh vật phát triển tốt. Trong công
nghiệp thực phẩm, nhiều hợp chất loại này được chiết xuất từ các nguyên liệu tự nhiên
bao gồm từ các nguồn thực vật trên cạn, dưới nước cho đến động vật và nuôi cấy vi sinh
vật. Chúng được đưa vào thực phẩm để tạo ra các tính chất cấu trúc, tính lưu biến và tính
chất cảm quan mà người tiêu dùng yêu cầu. Sự ứng dụng hiệu quả của keo thực phẩm là
một chủ đề hấp dẫn mà nó tiếp tục hứa hẹn sự chú ý của các nhà nghiên cứu. Trong
những năm gần đây, những kỹ thuật nghiên cứu mới đã giúp khám phá và hiểu rõ hơn sự
hình thành mạng lưới cấu trúc và sự kết hợp của chúng với các polymer khác. Keo thực
phẩm có 4 vai trò, lợi ích sau:
- Cung cấp sự tiện lợi.
- Cải thiện và nâng cao chất lượng.
- Có lợi ích chức năng cho sức khỏe.
- Hạ giá thành sản phẩm một cách đáng kể.
Về mặt phân loại keo thực phẩm, người ta thường phân theo nguồn gốc, xuất xứ
trong tự nhiên cũng như bản chất tự nhiên hay bán tổng hợp của chúng. Gồm: keo thực
phẩm tự nhiên và keo thực phẩm bán tổng hợp.Tính chất chung của keo thực phẩm là tạo
độ nhớt và tạo gel. Ngoài ra, trong những năm gần đây người ta đã sử dụng một số keo
thực phẩm như một nguồn chất xơ hòa tan.

Dù đã cố gắng rất nhiều và do kiến thức có giới hạn nên sẽ không tránh khỏi
những sai sót trong bài. Rất mong được sự góp ý của cô để những bài nghiên cứu
về sau sẽ đầy đủ và ít sai sót hơn.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 6
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

I.
II.

NỘI DUNG

AGAR
1. Giới thiệu chung

a. Đặc tính và cấu trúc hóa học
- Agar là loại keo thực phẩm thuộc nhóm polycacharide được chiết suất từ
một số loài tảo đỏ Rhodophyceae thuộc hai loài Gelidium và Gracilaria bằng
phương pháp trích ly nước nóng, trong đó agar từ loài Gelidium cho cấu trúc mạnh
hơn.
- Cấu tạo hóa học là D-galactose và 3-6,anhydro-L-galactose
- Agar là một hỗn hợp gồm 2 thành phần polysaccharide, một thành phần
chính có thể tạo gel chắc, trung tính gọi là agarose và một thành phần phụ
tạo
gel yếu, tích điện gọi là agaropectin.
Agarose: là thành phần gel chính của agar, có khoảng 1/10 các đơn vị
galactose bị ester hóa.
Agaropectin: là thành phần không tạo gel, có mức độ ion hóa lớn hơn
agarose

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 7
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Vai trò của agar trong thực phẩm đã được Codex xếp vào nhóm phụ gia
tạo gel, làm đặc, chất ổn định.
- Agar không tan trong nước lạnh và khi đun nóng lên chúng kết hợp với
nước
tạo thành trạng thái hydrate hóa.
- Khi hạ nhiệt độ xuống khoảng 40, chúng tạo ra một trạng thái gel cứng,
giòn, dễ gãy. Khi gia nhiệt lên 85, gel lại bị chảy ra ở dạng lỏng.
b. Cơ chế tạo gel của Agar:
- Quá trình hình thành gel và ổn định của gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng
agar và khối lượng phân tử của nó. Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào
nồng độ agar, nồng độ agar càng cao kích thước 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 dài mà
không bị hỏng.

- Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng đường agarose. Sự có mặt của
ino sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh dùng nước 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).

c. Các ưu điểm nổi bậc của Agar:

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 8
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Agar hình thành gel ở một dãy pH rộng.
- Agar có thể tạo gel mà không cần sự có mặt của các cation nên nó không
tạo ra vị kim loại cho sản phẩm, và vẫn cho cấu trúc gel ổn định nếu nguyên liệu
của sản phẩm có sự dao động về hàm lượng của các cation này.
- Sự tạo gel của agar không đòi hỏi một hàm lượng đường tối thiểu như đối
với nhiều loại keo thực phẩm khác. Vì vậy có thể sử dụng nó thích hợp trong các
loại mứt có độ ngọt thấp, hàm lượng đường thấp.
2. Ứng dụng của Agar trong công nghiệp thực phẩm

- Các sản phẩm gel nước: rau câu trái cây và các sản phẩm tương tự dùng
tráng miệng, nước uống nha đam, trứng cá muối nhân tạo…
- Các sản phẩm kẹo, sản phẩm ngọt: kẹo dẻo, mức đông, rau câu uống, kẹo
mềm, nhân kẹo
- Kẹo dẻo trái cây , mứt đông
- Các sản phẩm sữa: bánh flan, kem, pudding, custard…
III.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 9
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Các sản phẩm lên men: sữa chua, kem chua…
- Các sản phẩm thịt, cá đóng hộp: pate cá…
Agar được hydrte hóa, đun sôi trong nước hoặc nước ép trái cây cho
đến khi agar tan hoàn toàn. Sau đó, cho đường, hương liệu, màu vào.
Dịch lỏng này được đổ vào khuôn, và để yên cho đông lại. Người ta
có thể cho vào dịch lỏng các miếng trái cây cắt lát đẻ tạo ra sản phẩm
rau câu hấp dẫn hơn. Trong trường hợp sử dụng glatine trong sản
phẩm tráng miệng giống như rau câu, người ta không thể trộn dứa
vào vì dứa có chứa enzyme bromelin có thể thủy phân glatine, trong
khi agar không bị enzyme này thủy phân.
Agar có thể sản xuất trứng, một hỗn hợp dịch chiết từ cá, màu thực phẩm
và hương liệu được trộn với dịch agar nóng. Hỗn hợp đựơc ép đùn thành
dạng giọt và các giọt này được nhúng vào bể chứa dầu hướng dương nguội
để tạo đong thành viên, sau đó các viên được gia công cho giống với hình
dạng của trứng cá.
3.

3. Vai trò, mục đích sử dụng

Mứt trái cây: Agar được sử dụng thay thế cho pectin nhằm giảm hàm
lượng đường cho sản phẩm.

Xúc xích: Trong quy trình chế biến xúc xích, dung agar để giữ độ ẩm,
ngăn ngừa sự bay hơi và mất trọng lượng, giảm chất béo, giảm cholesterol và đảm
bảo độ đông tụ.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 10
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

Bánh - Kẹo dẻo: làm nền đông, làm kẹo viên, ngăn ngừa sự mất nước của
bánh kẹo…

IV.

XANTHAN GUM
4. 1. Đặc tính và cấu trúc hóa học

• Xanthan gum (INS 415) là một loại keo thực phẩm polysaccharide có
khối lượng phân tử cao và thu được trong quá trình lên men carbohydrate bởi các
chủng vi sinh Xanthomonas campestri. Các sản phẩm xanthan gum thương mại là
dạng bột màu kem, có thể ở dạng muối của sodium, potassium hoặc calcium. Theo
phân loại của Codex, xanthan gum được xếp vào nhóm chất tạo bọt, làm bền, tạo
gel và tạo đặc.
Cấu trúc chính của xanthangum là một khung cellulose, bao gồm các đơn
vị cellobiose có chứa các đơn vị D-glucose được nối với nhau bằng liên kết (1,4).
Trong mỗi cellobiose có chứa một nhánh bên là trisaccharide, gồm một gốc acid
glucorunic nối với gốc đường mannose ngoài cùng bằng liên kết 1,2. Khoảng 50%
gốc đường mannose ở ngoài cùng có chứa nhóm pyruvate và gốc đường mannose
nối với đơn vị cellobiose thường có chứa nhóm acetyl. Các nhóm carboxyl trên
mạch nhánh tạo cho phân tử xanthan gum có tính chất anion. Khối lượng phân tử
của xanthan gum khoảng 2x Dalton và mức độ dao động khối lượng phân tử của
chúng khá hẹp so với keo thực phẩm khác. Trong dung dịch, các mạch nhánh sẽ
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 11
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

bao bọc khung cellulose và bảo vệ nó. Cấu hình này giúp tạo ra độ bền tuyệt vời
của xanthan gum trong những điều kiện bất lợi.
Dung dịch xanthan gum trải qua một quá dịch chuyển cấu hình khi gia
nhiệt do sự thay đổi từ trạng thái có thứ tự, vững chắc khi ở nhiệt độ thấp sang một
trạng thái mất trật tự, linh động hơn khi ở nhiệt độ cao. Sự thay đổi cấu hình này
được thể hiện bằng sự thay đổi độ nhớt. Nhiệt độ tạo ra sự dịch chuyển cấu hình
tùy thuộc vào cường độ của ion và đặc tính cấu trúc, chẳng hạn như hàm lượng
acid acetic và acid pyruvic của phân tử xanthan gum. Ở nồng độ xanthan gum
khoảng 0,3% trong nước không có ion, sự chuyển dịch diễn ra ở khoảng 40°C.
Tuy nhiên khi có mặt một lượng nhỏ muối, mà lượng này thường hiện diện trong
thực phẩm, sự chuyển dịch diễn ra ở trên 90°C. Lượng muối này sẽ giúp duy trì
cấu hình có trật tự, vững chắc của xanthan gum và nó ít bị thay đổi khi tăng thêm
muối và tăng nhiệt độ.
a. Chuẩn bị dung dịch
Phân tán và hydrate hóa (hấp thu nước) là bước đầu tiên cần có để đạt được
các tính chất chức năng tối ưu của bất cứ loại keo của loại này phẩm nào, nghĩa là
phải bảo đảm rằng mức độ hấp thu nước thích hợp của keo thực phẩm trước khi sử
dụng. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hấp thu nước của xanthan gum là: sự
phân tán, tốc độ khuấy trộn, cỡ hạt và thành phần của dung môi. Xanthan gum là
loại keo hòa tan trong nước, hấp thu nước nhanh, có thể hòa tan ở nhiệt độ thường.
Để xanthan gum đạt được sự hấp thu nước và độ nhớt đầy đủ, cần có một lượng
nước tối thiểu và sự phân tán riêng lẽ và đồng đều của các hạt gum trong nước.
Một nguyên lí cơ bản là loại hạt mịn thì khó phân tán nhưng khi đã phân
tán thì hấp thu nước rất nhanh, trong khi loại hạt thô thì phân tán dễ hơn nhưng hấp
thu nước chậm hơn. Thời gian hấp thu nước sẽ phụ thuộc vào:
+ Sự hiệu quả của quá trình phân tán.
+ Cỡ hạt xanthan gum.
+ Loại dung môi và các nguyên liệu khác có trong công thức.
Nếu xanthan gum phân tán kém,chúng sẽ dễ bị vón cục khi trộn và tạo ra
các cục vón bị trương nở.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 12
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

Tình trạng vón cục nặng sẽ ngăn cản sự hấp thu nước hoàn toàn và làm
giảm tính chất chức năng. Tương tự như các keo thực phẩm khác, xanthan gum có
thể dễ dàng phân tán hơn khi được trộn trước với đường, tinh bột hoặc dầu.
b. Tính lưu biến của xanthan gum
- Ở các tốc độ cắt, trượt rất thấp, dung dịch xanthan gum thể hiện
tính chất của chất lỏng Newton. Khi tốc độ cắt, trượt tăng lên, nó chuyển thành
dạng chất lỏng giả dẻo. Cuối cùng, với một tốc độ cắt trượt rất cao, nó lại trở về
dạng chất lỏng Newton. Đặc tính này là do sự có sự kết hợp giữa các chuỗi
polymer của xanthan gum để tạo ra một mạng lưới phức của các chuỗi phân tử có
hình dạng que. Ở tốc độ rất thấp, tình trạng khử rối thấp hơn là sự tạo thành các
vùng rối mới nên độ nhớt không bị thay đổi, là hằng số. Ở tốc độ cắt, trượt cao
hơn, các vùng “rối” có liên kết yếu sẽ bị phá vỡ tạo ra tính chất chảy pseudoplastic
của dung dịch xanthan gum. Cuối cùng ở tốc độ cắt, trượt rất cao, khi không còn
các vùng rối bị phá hủy, độ nhớt không còn giảm nữa và trở về hằng số.
- Trong ứng dụng thực tế, các tính chất lưu biến này tạo ra các tính chất
chảy và phân tán rất hiệu quả. Độ nhớt cao ở tốc độ cắt, trượt thấp tạo ra tính chất
làm bền hệ phân tán một cách ưu việt; trong khi tính chất chảy giả dẻo đem lại
chất lượng mouthfeel, khả năng rót rất tốt. Xanthan gum có thể tạo ra một độ nhớt
đặc biệt cao ở nồng độ thấp.
- Xanthan gum là tác nhân tạo đặc và làm bền rất hiệu quả so với các keo
ưa nước khác. Ở tốc độ cắt, trượt thấp, xanthan gum có độ nhớt cao hơn, sử dụng
nồng độ thấp hơn và tính chảy giả dẻo tốt hơn ở các tốc độ cắt, trượt thông thường
của các quá trình chế biến thực phẩm so với các tác nhân làm đặc khác.
c. Độ bền nhiệt của xanthan gum
- Xanthan gum có độ bền khác thường trong quá trình gia nhiệt, thậm chí
khi có mặt các muối hoặc acid. Ở trạng thái chưa gia nhiệt, độ nhớt của dung dịch
rất cao. Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt bị giảm nhưng nó lại được phục hồi khi làm
nguội.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 13
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Thậm chí trong điều kiện tiệt trùng độ nhớt vẫn không thay đổi hoặc thay
đổi nhẹ khi làm nguội. Đây là một đặc tính nỗi trội của xanthan gum vì nhiều tác
nhân làm đặc phổ biến khác bị giảm độ nhớt khi nhiệt độ cao và không thể phục
hồi được khi làm nguội.
d. Độ bền pH của xanthan gum
Độ nhớt của xanthan gum không phụ thuộc pH trong một dãy rộng ( pH =
4 -10). Ở điều kiện pH khắc nghiệt ( pH = 1-2 hoặc 11-12 ) mới có ảnh hưởng đến
độ nhớt của nó. Ở pH < 3, độ nhớt của xanthan gum bị giảm nhưng có thể phục
hồi khi dung dịch được trung hòa. Xanthan gum có thể tương thích với hầu hết các
acid hữu cơ như acetic, citric, lactic, tartaric và phosphric và nó bền hơn các keo
ưa nước phổ biến khác. Xanthan gum có thể hydrate hóa trực tiếp trong dung dịch
acid, tuy nhiên để đạt được sự hydrate hóa tốt nhất, nên chuẩn bị dung dịch gum
trước, sau đó mới bổ sung acid vào.
e. Ảnh hưởng của các muối
Ảnh hưởng của muối lên độ nhớt sẽ tùy thuộc vào nồng độ của xanthan
gum. Ở nồng độ thấp, khoảng ≤ 0,3%, thêm muối vào sẽ làm độ nhớt giảm nhẹ. Ở
nồng độ > 0,3%, thêm muối sẽ làm tăng độ nhớt.
f. Ảnh hưởng của các nguyên liệu khác
- Nhìn chung, xanthan gum không hòa tan trong dung môi hữu cơ. Tuy
nhiên khi được hidrate hóa, có thể thêm vào dung dịch đến 50% ethenol hoặc
isopropanol mà không làm xanthan gum kết tủa. Tính chất này có thể giúp sử
dụng xanthan gum trong các sản phẩm cocktail có pha trộn rượu. Xanthan gum có
thể tương thích với các tác nhân làm đặc phổ biến khác như tinh bột, carrageenan,
pectin, gelatin, agar, alginate và các dẫn xuất cellulose.
- Xanthan gum chống chịu rất tốt với sự tấn công của enzyme. Nó có thể
được sử dụng trong các hệ thống có chứa các enzyme từ nguyên liệu hoặc các
enzyme được đưa vào có chủ đích như các loại amylase, protease, pectinase và
cellulose.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 14
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

g. Tương tác chung với các loại keo thực phẩm
Xanthan gum có tính cộng hưởng mạnh với galactomannan như locust
bean gum (LBG), guar gum, tara gum, cassia gum cũng như với glucomannan
như konjac mannan. Guar gum và LBG là các polysaccharide trung tính có chứa
khung mannan mạch thẳng. Các đơn vị mannose liên kết với nhau bằng liên kết
glycoside (1,4). Các gốc galatose mạch nhánh được gắn vào khung mannan bằng
liên kết glycoside (1,6). Các loại galactomannan có thành phần galactose khác
nhau. LBG có thành phần galactose 17-26% guar gum có 33-40%. Trong phân tử
LBG và guar gum đều có 2 vùng: vùng giàu galactose và vùng không có
galactose. Số lượng và sự phân bố của các gốc galactose sẽ ảnh hưởng đến sự
tương tác của nó với xanthan gum.
-Trong dung dịch, vùng không có galactose của khung mannose sẽ hình
thành các liên kết với vòng xoắn có trật tự của xanthan gum. Sự liên kết này làm
tăng độ nhớt cộng hưởng trong trường hợp với guar gum hoặc sự tạo gel đối với
LBG. Nói chung số vùng không có galactose càng nhiều, sự cộng hưởng với
xanthan gum càng lớn.
5. 2. Ứng dụng xanthan gum trong công nghệ thực phẩm

a.

Sản phẩm nước xốt và nước trộn salad
Xanthan gum có ứng dụng lớn nhất trong các ngành này. Xanthan gum

cung cấp độ bền cho hệ nhũ và giúp phân tán các phần tử dạng hạt và gia vị ở
trạng thái lơ lửng. Tính chất chảy pseudoplastic ( giả dẻo ) của xanthan gum tạo
cho các sản phẩm nước trộn salad thông thường hoặc không có dầu, lượng dầu
thấp..., dễ rót nhưng vẫn giữ được độ bao phủ và bám tốt trên salad hoặc thịt. Tính
giả dẻo cũng giúp quá trình bơm dễ dàng và giảm tình trạng “ văng tung tóe” khi
bơm. Khả năng tan trong nước nguội cho phép sử dụng nó thích hợp trong sản
phẩm dry mixes ( hỗn hợp bột khô ) và trong sản phẩm được chế biến ở nhiệt độ
thấp. Độ bền của xa với xanthan gum muối, nhiệt độ, pH cũng giúp duy trì cấu
trúc và độ nhớt của sản phẩm trong quá trình chế biến như tiệt trùng UHT, nấu
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 15
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

bằng vi sóng, lạnh đông- rã đông, cũng như kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm.
Cấu trúc sản phẩm sẽ khác nhau khi dùng xanthan gum cộng hưởng với guar gum
và LBG.
Trong các loại nước xốt, xanthan gum tạo ra độ nhớt cao trong điều kiện
pH acid và trung tính, cũng như hàm lượng muối cao. Độ bền nhiệt cũng quan
trọng để duy trì độ nhớt cao khi sản phẩm được ăn nóng. Ngoài ra, do xanthan
gum có tính chất chuyển dịch cấu trúc thuận nghịch nhiệt nên nó sẽ làm giảm độ
nhớt đáng kể khi thanh trùng, làm tăng sự truyền nhiệt, dẫn đến tăng hiệu quả cho
các quá trình này.
b. Sản phẩm bánh
Trong bánh bông lan, xanthan gum có độ nhớt cao ở điều kiện khuấy nhẹ
sẽ giúp cải thiện sự phân tán đồng đều các nguyên liệu dạng hạt như chocolate, trái
cây trong bột nhào trước khi nướng. Xanthan gum có thể làm tăng hạn sử dụng và
duy trì cấu trúc mềm trong sản phẩm nướng do tính giữ ẩm. Nó cũng giúp kiểm
soát quá trình tái kết tinh của amylose do đó làm chậm lão hóa của tinh bột. Bánh
bông lan có xanthan gum có thể tích lớn hơn, ruột bánh liên kết vững hơn và giảm
được độ vỡ vụn. Xanthan gum cải thiện được thể tích, cấu trúc, khả năng giữ ẩm
trong bột nhào để lạnh.
Kiểm soát ẩm là yếu tố căn bản cua tất cả các khâu trong quy trình sản xuất
bánh bông lan cũng như khi thiết lập công thức cho hỗn hợp bột làm bánh bông
lan. Xanthan gum có thể được thêm vào ở tỷ lệ 0,05% tổng bột nhào mà không
cần phải thay đổi bất cứ thành phần nào trong công thức cảu sản phẩm.
Xanthan gum cũng được sử dụng trong bột nhào để áo cho các sản phẩm
khác do nó có độ nhớt cao khi để yên, giúp cho tăng độ dính và khả năng bám của
bột nhào khi áo. Liều lượng xanthan gum khoảng 0,15% là thích hợp cho các ứng
dụng này.
c. Sản phẩm hỗn hợp khô
Xanthan gum có kích thước hạt mịn sẽ dễ hấp thu nước và tạo nhớt cao,
nhanh cho các sản phẩm được chế biến ở nhiệt độ cao hoặc thấp. Có thể chế biến
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 16
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

các sản phẩm trong gia đình như sản phẩm tráng miệng, nước trộn salad, súp,
nước xốt, nước giải khát,...trở nên dễ dàng. Trong sản phẩm bột dùng pha nước
giải khát, xanthan gum làm tăng trạng thái cấu trúc của chất lỏng và giúp phân tán
tốt các nguyên liệu dạng hạt, bột, chẳng hạn bột cacao hoặc thịt trái cây lơ lửng
bền trong sản phẩm.
e. Sản phẩm sữa và từ sữa
Trong các sản phẩm từ sữa, chẳng hạn như sản phẩm tráng miệng, xanthan
gum thường được kết hợp với các keo thực phẩm khác như tinh bột, carrageenan.
Một lượng nhỏ xanthan gum có thể cải thiện các tính chất cấu trúc cho sản phẩm
do nó tạo ra độ mịn, mượt và làm giảm sự tách nước. Trong sản phẩm tráng miệng
có tạo xốp, xanthan gum giúp giữ khí và trong các sản phẩm có nhiều lớp, xanthan
gum có thể làm giảm sự thấm màu qua lại giữa các lớp.
6. Vai trò, mục đích sử dụng

Bánh nướng: xanthan gum giữ ẩm và chống sự thoái hóa tinh bột ( hiện
tượng cũ của bánh)

kéo dài shelf-life.

Sản phẩm đông lạnh: ổn định sản phẩm trong chu trình đông lạnh và rã
đông nhờ kiểm soát sự phát triển tinh thể đá.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 17
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

Món salad: xanthan gum vừa là chất tạo đặc, vừa là chất ổn định cho cả
huyền phù và các nguyên liệu rắn và hệ nhũ tương dầu trong nước.

Xanthan gum kết hợp với LBG/ guar gum
ổn định kem, tăng mouthfeel, khả năng cắt lát, độ chắc sản phẩm.
V.

Tinh bột
7. 1. Giới thiệu chung

a. Đặc tính và cấu trúc hóa học
- Chiếm tỷ lệ chủ yếu trong các hạt ngũ cốc, các loại khoai,củ,…

-

Tinh

bột là một chất

keo thực phẩm polysaccharide điển hình.
- Tinh bột có tính ứng dụng rất cao và tính phổ biến đứng thứ hai sau
cellulose.
- Tinh bột tồn tại trong các loại thực vật ở dạng hạt bán kết tinh, không hòa
tan, có cấu trúc chặt và hình dạng khác nhau như tròn, oval, đa góc,…
- Đường kính biểu kiến dao động từ 1 đến 100 µm tùy thuộc vào nguồn
thực vật và khu vực nuôi trồng khác nhau.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 18
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Sau khi tách ra khỏi tế bào thực vật, sản phẩm thương mại là dạng bột
màu trắng đục, rất mịn.
- Tinh bột ứng dụng trong thực phẩm gồm 2 nhóm:
+Tinh bột tự nhiên (native starch)
+ Tinh bột biến tính (modified starch)
b. Cơ chế tạo gel của tinh bột:
Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp
lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều. Để tạo
được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ
hoá để chuyển tinh bột thành trạng thái hoà tan và sau đó được để nguội ở trạng
thái yên tĩnh. Khác với gel protein, trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết
hydro tham gia. Liên kết hydro có thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside lại với
nhau hoặc gián tiếp qua cầu phân tử nước.
Vì tinh bột chứa cả amilopectin và amilose nên trong gel tinh bột có vùng
kết tinh và vùng vô định hình. Tham gia vào vùng kết tinh có các phân tử amiloza
và các đoản mạch amilopectin kết dính với nhau. Cấu trúc nhiều nhánh mà chủ
yếu là các nhánh bên của phân tử amilopectin sẽ cản trở sự dàn phẳng và sự kết
tinh. Vùng kết tinh vừa nằm trong các hạt đã trương vừa nằm trong dung dịch
nước giữa các hạt sẽ tạo ra độ bền và độ đàn tính của gel. Phần của đại phân tử Am
và AP nối vào mixen kết tinh nhưng nằm trong phần vô định hình ở giữa các
mixen sẽ tạo cho gel một áp suất nhất định không bị phá huỷ và trong một chừng
mực đáng kể áp suất này do số lượng tương đối của các phân tử trong phần vô
định hình quyết định.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 19
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

-Các tinh bột vừa chứa Am và AP nên có khuynh hướng tạo gel như nhau
khi ở nồng độ tương đối thấp. Chỉ có tinh bột khoai tây là khả năng này kém hơn,
có thể là do hàm lượng Am của nó cao hơn nhưng trước hết là do độ dài bất
thường và mức độ phân nhánh yếu của Am sẽ cản trở sự uốn thẳng để tạo ra cấu
trúc mixen. Các tinh bột giàu amilopectin như tinh bột ngô nếp, có độ phân nhánh
cao thường cản trở sự tạo gel khi ở nồng độ thấp nhưng khi ở nồng độ cao
(khoảng 30%) thì cũng tạo được gel.
-Tinh bột cũng có thể đồng tạo gel với protein. Nhờ tương tác này mà khả
năng giữ nước, độ cứng và độ đàn hồi của gel protein được tốt hơn. Gel từ tinh bột
giàu Am thường cứng và đàn hối kém.

8. 2. Tinh bột biến tính

-Trong nhiều trường hợp , tinh bột tự nhiên không đáp ứng được các yêu
cầu công nghệ trong chế biến thực phẩm: độ hòa tan, khả năng chịu nhiệt cao,
nhiệt độ hòa hóa, sự thoải hóa tinh bột khi bảo quản ở nhiệt độ thấp,…
-Biến tính tinh bột là sự biến đổi cấu trúc và sự ảnh hưởng của liên kết
hydro của liên kết hydrogen một cách có kiểm soát để tạo ra các kim loại biến tính,
làm tăng các ứng dụng của chúng. Sự biến đổi này diễn ra ở mức độ phân tử và ít
hoặc không ảnh hưởng đến trạng thái bên ngoài của tinh bột.
-Từ khi phát triển vào những năm 1940, tinh bột biến tính đã tr ở thành
một phần quan trọng trong công nghiệp thực phẩm vì 3 lí do:
-Chúng cung cấp nhiều thuộc tính đặc biệt mà tinh bột bình thườ ng không
thể. Ví dụ, trong bánh pudding, nó đóng vai tr ò như chất tạo đặc, tạo kết cấu mịn
và rất tiện lợi nếu ở trong “hệ thống thức ăn nhanh” (instantsystem). Trong những
ứng dụng khác, tinh bột biến tính có thể cung cấp nhiều chức năng rộng lớn, từ kết
nối đến hòa tan, từ hấp thu đến ngăn chặn sự mất nước, có thể tạo kết cấu sánh
hay trơn mịn, lớp bao coating mềm hay giòn, hoặc có thể làm ổn định hệ nhũ
tương.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 20
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

-Tinh

bột thì

nhiều và có
sẵn.Có

tính

kinh

tế vì rẻ hơn

một

số chất có

tính

năng

tương

tự như gum.
-Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường
đòi hỏi 1dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định. Có sản phẩm yêu cầu
tinh bột giàu amilose lại có sản phẩm yêu cầu tinh bột thuần nhất amilopectin. Có
sản phẩm cần dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, có dạng cần tinh bột bền không bị
thoái hóa ở nhiệt độ thấp. Có loại cần độ dẻo độ trong, có loại không mong muốn
những tính chất đó. Vì vậy, để có được những loại hình tinh bột phù hợp người ta
phải biến tính btinh bột.
-Biến tính tinh bột là quá trình làm thayđổi cấu trúc của tinh bột, tạo ra các
phân tử polysaccharide có mạch ngắn hơn, hay gắn các nhóm khác vào phân tử
tinh bột dưới tác dụng của các tác nhân như nhiệt độ, acid, enzyme,…dẫn đến làm
thay đổi cấu trúc vật lý, hóa học của tinh bột
Có 3 phương pháp biến tính tinh bột: vật lý, hóa học và hóa sinh,..
a. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý
*Phá huỷ tinh bột bằng lực cơ học:
-Nguyên tắc: Tăng tỉ lệ vô định hình trong cấu trúc tinh thể của hạt,
kết quả là khả năng phân tán và trương nở trong nước lạnh cũng tăng lên.
-Tiến hành: Các hạt tinh bột ẩm (với hàmẩm khác nhau) được nghiền
(hay chịu tác dụng của một áp suất).
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 21
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

-Tính chất: Nhiệt độ hồ hoá tinh bột này giảm từ 5-10, hạt tinh bột
cũng dễ bị thuỷ phân bởi enzyme hơn do gia tăng khả năng xâm nhập của enzyme
thông qua các rãnh vô định hình. Trong bột bánh được làm từ tinh bột này, nước
được hấp thụ nhiềuvà nhanh hơn, tỉ lệ amilo bị phân huỷ cũng cao hơn.
*Tinh bột ép đùn (extruded starch)
-Nguyên tắc:Thực hiện ở nhiệt độ cao (185-200) .Trong quá trình ép
đùn, cấu trúc xoắn kép của amylose (cụ thể là khoảng cách giữa các chuỗi) có
sự thay đổi; phân huỷ một phần mạch amylose tạo ra maltose, isomaltose,
gentibose, sophorose và 1,6-anhydroglucopyranose.
-Tính chất:Tinh bột ép đùn dễ phân tán, tan tốt, có độ nhớt thấp hơn
tinh bột thông thường.
*Biến tính tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao:
-Nguyên tắc: Giảm kích thước phân tử, thay đổi tỉ lệ mạch thẳng hay
độ phân nhánh trong phân tử tinh bột.
-Tiến hành: Phun axit (với lượng 0,05-0,15% tr ọng lượng tinh bột )
vào tinh bột có độ ẩm khoảng 5%.Có thể dùng Al làm chất xúc tác. Cũng có
thể cho thêm các tác nhân kiềm tính như Canxi photphat, Natri bicacbonat hoặc
Tritanolamin làm chất đệm (để làm giảm bớt độ axit khi ở nhiệt độ cao). Sau khi
sấy nhẹ tinh bột đến độ ẩm từ 1-5% thì tiến hành dextrin hóa trong thiết bị trộn có
gia nhiệt bằng hơi, bằng dầu hoặc đốt nóng trực tiếp. Dextrin hóa
xong thì làm nguội.
Khi dextrin hóa thường xảy ra 2 phản ứng sau:
-Phân giải tinh bột thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn.
-Phản ứng tái trùng hợp các sản phẩm vừa mới tạo thành ở trên chủ
yếu bằng liên kết 1-6 tạo cấu trúc có độ phân nhánh cao.
Ở giai đoạn đầu phản ứng thủy phân là chủ yếu, nên độ nhớt của tinh
bột lúc này bị giảm rất mạnh. Khi tăng nhiệt độ lên thì phản ứng tái trùng hợp mới
trở thành phản ứng chính. Ngoài ra ở nhiệt độ cao còn xảy ra phảnứng chuyển
glucozit: các liên kết 1-4 glucozit không bền trong amiloza lúc này sẽ chuyển
thành liên kết 1-6 bền hơn.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 22
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

Dưới tác dụng của nhiệt độ, tinh bột đã bị biến tính một cách sâu sắc, do
đó nhiều tính chất cũng bị thay đổi theo, độ hòa tan tăng, hàm lượng dextrin tăng,
đường khử tăng rồi giảm, độ nhớt giảm, màu sắc thay đổi.

Sơ đồ tương quan giữa các dextrin
-Phụ thuộc vào nhiệt độ ta sẽ thu được dextrin trắng (95-120), dextrin vàng
(120-180), pirodextrin (170-195).
-Tính chất: Dung dịch dextrin có khả năng tạo màng, dính kết các bề mặt
đồng nhất và không đồng nhất. Thường dùng dextrin làm chất liên kết và chất
keo dính để pha sơn. Dodextrin có độ nhớt thấp nên có thể dùng ở nhiệt độ cao
mà vẫn bền. Độ hòa tan trong nước lạnh của dextrin cao hơn tinh bột.
-Dextrin trắng có độ hòa tan cao trong nước lạnh thay đổi từ 0% đến 90%
và có mức độ phân nhánh trung bình xấp xỉ 3%.
-Dextrin vàng thường có màu từ vàng nhạt đến nâu sẫm và có độ hòa tan
rất đáng kể, có mức độ phân nhánh trung bình trên 20%. Pirodextrin có mức
độ phân nhánh từ 20-25% và có khối lượng phân tử lớn hơn dextrin vàng do đó
dung dịch cũng bền hơn.
*Tinh bột hồ hoá trước( Thin-boiling starch):

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 23
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

- Nguyên tắc:Tác dụng nhiệt ẩm làm đứt các liên kết giữa các phân tử,
làm phá vỡ cấu trúc của các hạt tinh bột khi hồ hóa.
-Tiến hành:Huyền phù tinh bột được hồ hoá sau đó sấy khô. Trong quá
trình này, các liên kết bị cắt đứt một phần.
-Tính chất: Trương nhanh trong nước; biến đổi chậm các tính chất khi bảo
quản; bền khi ở nhiệt độ thấp; có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khí tốt.
Ứng dụng:
- Người ta thường dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ nàytrong mọi trường hợp khi
cần độ đặc, giữ nước mà không cần nấu.
-Tinh bột loại này nếu đi từ tinh bột amilopectin thì sẽ làm tăng độ
“tươi” cho sản phẩm, tăng độ trong suốt, độ đàn hồi cũng như làm
bền độ nhớt.
-Dùng tinh bột hồ hóa sơ bộ còn tránh tổn thất các chất bay hơi trong
bánh ngọt,giữ đượ c chất béo và bảo vệ chất béo khỏi bị oxi hóa khi
sấy khô, liên kết ẩm và ổn định ẩm trong các sản phẩm thịt.
-Este oxit của tinh bột dưới dạng hồ hóa sơ bộ được sử dụng trong
sản xuất kem rất có hiệu quả.
-Amiloza hoặc tinh bột giàu amiloza (trên 60% amiloza) nếu khuếch
tán vào nước dưới áp suất cao hơn áp suất khí quyển rồi sau đó sấy
khô thì không bị thoái hóa.
*Trộn với chất rắn trơ:
-Nguyên tắc: Làm cho các hạt tinh bột cách biệt nhau về vật lí, do đó
sẽ cho phép chúng hydrat hóa một cách độc lập.
-Tính chất: Tan tốt trong nước và không bị vón cục như tinh bột tự
nhiên.
b. Biến tính bằng phương pháp hóa học:
*Biến tính bằng acid :
Nguyên tắc: Dưới tác dụng của acid một phần các liên
kết giữa các phân tử và trong phân tử tinh bột bị đứt. Do đó làm cho
kích thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được những tính chất mới.
Tính chất:
-Giảm áp lực với iot.
- Độ nhớt đặc trưng bé hơn.
-Áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình
bé hơn.
Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 24
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


GVHD: NGUYỄN TH HẢI HÒA
Phụ gia
thực phẩm

-Khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương nở kém hơn.
-Trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ
hòa tan cao hơn.
-Nhiệt độ hồ hóa cao hơn.
-Chỉ số kiềm cao hơn.
Tiến hành:
-Biến tính bằng acid trong môi trường ancol:Tạo ra
những sản phẩm tinh bột mạch ngắn hơn, các dextrin hoặc các
đường. Trong môi trường ancol như etanol hoặc metanol, do
các ancol này có độ phân cực nhỏ hơn nước nên độ phân ly
của acid tham gia xúc tác cũng nhỏ hơn; do đó phản ứng thủy
phân làm biến dạng tinh bột diễn ra chậm hơn so với trong
môi trường nước. Vì vậy chúng ta có thể điều chỉnh và khống
chế quá trình biến tính tinh bột để tạo ra các sản phẩm có
mạch phân tử mong muốn một cách dễ dàng hơn và đạt hiệu
suất thu hồi cao hơn.
- Qui trình sản xuất theo phương pháp Robyt (cho sắn): Axít
HCl đậm đặc tr ộn với 100 ml môi trường, sau đó khuấy đều,
đậy kín miệng bình và biến tính trong 72 giờ.

Khảo sát tình hình sử dụng chất keo ưa nước: Agar, Xanthagum, 25
Tinh bột biến tính sản phẩm cụ thể


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×