1
CHƯƠNG 4
PHỤ GIA CẢI THIỆN CẤU TRÚC
THỰC PHẨM
1. Nhóm chất nhũ tương hóa
2. Nhóm chất tạo gel /
làm dầy
3. Một số chất khác
3. Nhóm chất ổn định
- Chất nhũ tương hóa (Emulsifier) là phụ gia thực phẩm được bổ sung vào
thực phẩm nhằm mục đích tạo ra hoặc duy trì dạng nhũ tương đồng nhất
của hai hay nhiều thành phần của thực phẩm.
- Có tác dụng hoà tan nước (hoặc một chất tương tự như nước) với một chất
béo (hoặc có cấu trúc tương tự).
1. NHÓM CHẤT NHŨ TƯƠNG HÓA
Chất nhũ tương hóa
- Khuấy, hoà tan thật mạnh để hai chất trên hình thành một nhũ tương bền
vững. Chất nhũ tương có tác dụng như màng mỏng nối chặt giữa những giọt
nhỏ li ti của hai chất ban đầu.
Tác dụng nhũ tương hóa Phân loại hệ nhũ tương
- Hệ nhũ tương W/O: nước trong dầu
-Hệ nhũ tương O/W: dầu trong nước
-Hệ nhũ tương đa pha: W/O/W, O/W/O
http://www.understandingfoodadditives.org
-Giá trị cân bằng ưa nước ưa béo
(Hydrophilic-lipophilic balance HLB)
Thông số đặc trưng của phụ gia ổn định nhũ tương
Davies' method
m- Number of hydrophilic groups in the molecule
Hh -Value of the hydrophilic groups
n- Number of lipophilic groups in the molecule
Hl -Value of the lipophilic groups
VD:
Soy lecithin: HLB = 8
Glycerol monostearate: HLB = 3,8
HLB = 3 – 6 -> ổn định hệ W/O
HLB = 8 – 18 -> ổn định hệ O/W
Giá trị HLB của một số chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa HLB Chất nhũ hóa HLB
Sorbitan monostearate 5,7 Polyoxyethylene (5)
Morbitan Monooleate 10,9
Sorbitan monopalmitate 6,6 Polyoxyethylene (20)
sorbitan monooleate 15,8
Sorbitan monolaurate 6,6 Polyoxyethylene sorbitan
monostearate 14,9
Propyleneglycol
monostearate 4,6 Glycerol lacto-Palmitate 3,7
Glycerol monostearate 3,7 Este của Monoglycerid với
acid succinic 5,3
Diglycerol monostearate 5,5 Sodium Stearoyl 2
Lactylate 21,0
2
Phụ gia ổn định hệ nhũ tương
http://www.emulsifiers.org/
-Lecithin từ lòng đỏ trứng: mayonnaise (TK19)
-Lecithin từ đậu nành: margarine (1920s)
- Monoglyceride và diglycerides (1930s)
Bánh mỳ: E472e (diacetyl tartaric esters của monoglycerides) có
cấu trúc phân tử lớn, tương tác với gluten, làm bền mạng gluten,
ổn định khối bột nhào
Bánh mỳ không E472e
Nở không đều, lỗ khí lớn,
không đều nhau
Bánh mỳ có E472e
Nở đều, kích thước
lỗ nhỏ và đều, mịn
http://www.understandingfoodadditives.org
Ứng dụng của phụ gia ổn định hệ nhũ tương
2. NHÓM CHẤT TẠO GEL
- Các chất tạo gel /làm dày là PGTP được sử dụng để làm
tăng độ nhớt của thực phẩm.
- Chất tạo gel là hợp chất cao phân tử và tan trong nước,
cấu trúc càng phức tạp thì khả năng tạo gel càng tốt.
Đặc điểm các chất tạo gel
Là hợp chất cao phân tử (polysaccharide, protein)
-Khối lượng phân tử lớn
-Cấu trúc nhiều mạch nhánh
-Tan trong nước (nhóm hydrocolloid)
-Chức năng:
tạo đặc, tạo hệ gel lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù,
ngăn cản sự tạo thành tinh thể đá và đường, giữ hương…
cornstarch (powder)
molecules are tightly
wound together and
dehydrated. Each
packet of starch (spiral)
stands alone and does
not attach itself to any
other packet of starch.
add cold water to
cornstarch, the starch
molecules disperse into
the water -> slurry. The
packets of starch are still
in their tight spirals, but
now they are evenly
spread into water
Heating: the heat and
water act together
to hydrate the
cornstarch molecules.
The tightly-wound
spirals of starch unwind
and begin to give a little
thickness.
visual representation
of how a gel
organizes its shape.
- the long strands of
polymers form
acrosslinked
network that holds its
shape.
-Nhóm 1: Chất chiết của tảo
-Nhóm 2: Chất chiết từ thân cây
-Nhóm 3: Chất chiết từ quả
-Nhóm 4: Chất có nguồn gốc động vật
-Nhóm 5: Polysaccharide nguồn gốc từ vi sinh vật
-Nhóm 6: Chất chiết từ hạt
-Nhóm 7: Dẫn xuất của axit photphoric
Nguồn khai thác Hợp chất E No.
Thực vật
Nội nhũ hạt
Guar gum E412
Locust bean gum E410
Tara gum E417
Nhựa cây
Gum arabic E414
Karaya gum E416
Tragacanth gum E413
Pectin táo, citrus Pectin E440
Cellulose Dẫn xuất Cellulose E461-466
Tảo biển
Agar E406
Alginates E400-404
Carrageenan E407
Động vật Gelatin, chitosan
Vi khuẩn Xanthan gum, gella gum,
cellulose
http://www.understandingfoodadditives.org
Nguồn cung cấp phụ gia tạo gel
3
•Alginat (E400-405): từ tảo nâu
•Thạch trắng (Aga) (E406): từ tảo đỏ Gracilaria, Gelidium...
•Carrageenan (E407): từ tảo đỏ Rhodophyceae
Agar Agar (kanten) Carrageenan
(Iota, Kappa, Lambda)
Sodium Alginate
(alginate, algin)
http://www.molecularrecipes.com/hydrocolloid
-
guide/
2.1 Chất chiết từ tảo biển
2.2.1. Arabic gum (E 414): là nhựa của cây acaxia, là một
polysacarrit có chứa các ion K+, Ca2+, Mg2+.
2.2 Chất chiết từ thân cây
Cây thân gỗ Acacia senegal dùng chiết xuất gum Arabic
- là tác nhân tăng độ dày, tạo gel, tạo bọt, ổn định, được
sử dụng trong sản xuất nước chấm, kem, bánh kẹo…
- Liều dùng: không quá 0,5-0,75% khối lượng sản phẩm
- là một polysacarit axit, khối lượng phân tử lớn hơn
850.000, có độ nhớt cao
2.2.2 Arragan gum
- là tác nhân tăng độ dày, tạo gel, tạo bọt ổn định, được
sử dụng trong sản xuất nước chấm, kem, bánh kẹo…
- liều dùng: Chưa có quy định
INS
TÊN Nguồn Chức năng khác
413 Gôm tragacanth Nhựa cây
Astragalus
(Iran, Middle
Eastern )
Chất làm dầy, chất nhũ hóa, chất tạo gel,
chất ổn định
414 Gôm arabic
Nhựa cây
Acacia
(Africa)
- polysaccharides
and glycoproteins
416 Gôm karaya
Nhựa
câySterculia
(India)
-Polysaccharide
(
galactose
,
Pectin (E 440) là chất hữu cơ phức tạp cấu tạo từ sự liên
kết giữa phân tử axit polygalacturonic (C6H10O7)n và một
phần được este hoá bằng rượu metylic CH3OH.
2.3 Chất chiết từ quả
4
-Tuỳ theo số phân tử của axit galacturonic mà tạo nên chiều
dài của phân tử pectin
- Khối lượng phân tử pectin từ
20000 đến 200000 và tuỳ thuộc
vào số lượng của gốc metyl -CH3
có trong phân tử.
E440
Pectin
Phân loại
http://en.silvateam.com/Products
Services/Food
Ingredients/Pectin/What
pectin
E440
Pectin
Điều kiện tạo gel
http://en.silvateam.com/Products
Services/Food
Ingredients/Pectin/What
pectin
E440
Pectin
Pectin HMP (High Methoxyl –OCH3)
-liên kết H không bền
-gel mềm dẻo
Cơ chế tạo gel
http://en.silvateam.com/Products
Services/Food
Ingredients/Pectin/What
pectin
The low pH value reduces the
negative charges along the pectin
chain, originated by the carboxylic
group disassociation. Thus an
electrostatic repulsion occurs which
is responsible for gel formation and
the pectin - pectin bond formation is
avoided.
The lower the DM level, the longer
the setting time and the lower the
setting temperature.
The higher the soluble solids
content, the lower the numbers of
hydrogen bonds. These bonds
are stronger and thus the
strongest gels are formed.
E440
Pectin
Pectin LMP (Low Methoxyl –OCH3)
-liên kết (COO-) với ion Ca2+
-gel đàn hồi
Cơ chế tạo gel
http://en.silvateam.com/Products
Services/Food
Ingredients/Pectin/What
pectin
LM pectin forms gels in the presence
of polyvalent cations, typically Ca++
The binding of Ca++ to pectin is not a
simple ionic interaction, but involves
intermolecular chelate binding of the
cation, leading to the formation of
macromolecular aggregates (“egg-box”
cavity).
The higher the solids level and the
lower the pH, the pectin is more
reactive.
The higher the Ca++ content and
lower the pH, the higher the setting
temperature.
E440a (i): Pectin
E440a (ii): Sodium pectate
E440a (iii): Potassium pectate
E440a (iv): Ammonium pectate
E440b: Amidated pectin
Liều dùng: chưa có quy định, tuỳ thuộc vào yêu cầu của
thực phẩm.
5
Gelatin Là polypeptide cao phân tử thu nhận từ collagen của mô
liên kết động vật
Đặc tính:
-Thường ở dạng bột, màu vàng nhạt trắng
-Hút nước trương nở gấp 5–10 lần
-Gel tan chảy ở 27–34 oC, đặc lại khi làm nguội (thuận
nghịch)
2.4. Chất có nguồn gốc động vật • Có 2 loại:
- Loại A: thu nhận từ nguyên liệu ban đầu xử lý axit .
- Loại B: thu nhận từ nguyên liệu ban đầu xử lý bazo
Đặc điểm kỹ thuật Loại A Loại B
pH 3.8 – 5.5 5.0 – 7.5
Điểm đẳng điện 7.0 – 9.0 4.7 – 5.4
Độ bền gel 50 - 300 50 – 300
Độ nhớt (Pms) 15 - 75 20 - 75
Tro 0.3 – 2.0 0.5- 2.0
- Tính tan chảy trong miệng (nhiệt độ nóng chảy của gelatin là 37oC)
- Khả năng tạo gel
- Không bị ảnh hưởng bởi lực ion và ổn định ở dãy pH rộng
• Gelatin là một keo ưa nước, gần như không mùi, không vị,
rắn chắc, giòn và có màu vàng nhạt, chứa 8-13% ẩm và có
tỷ trọng 1.3 – 1.4.
Gelatin
Ứng dụng:
-Bánh kẹo: kẹo (6–9%), bánh/mứt (1,2–
2,5%)
-Sữa: yoghurt (0,3–0,5%)
-Kem: mềm mịn, tránh tạo tinh thể đá, tan
chậm
-CNSX thịt: tạo gel, tăng ẩm, tăng protein,
nhũ hóa (2-3%)
• Xanthan gum
• Gellan gum
• Glucose oxidase
• CMC
2.5. Polysacarit nguồn gốc vi sinh vật
- Xanthan gum (polysaccharide gum) là dẫn xuất thu được
trong quá trình lên men của vi sinh vật chủng Xanthomonas
campestris và tinh chế bằng cồn isopropylic.
2.5.1 Xanthan gum (INS 415)
Xanthomonas campestris