GUAR GUM và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

GUAR GUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC
THỰC PHẨM

GVHD : TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
SVTH : NGUYỄN TRUNG KIÊN 18139075
LỚP DH18HT

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2022


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GUAR GUM _____________________________________1
1.1. Nguồn gốc của Guar gum _________________________________________________1
1.2. Tên gọi Guar gum _______________________________________________________3
1.3. Cấu trúc Guar gum ______________________________________________________3
1.4. Một số tính chất của Guar gum_____________________________________________4
1.5. Một số ứng dụng của Guar Gum ___________________________________________6
CHƯƠNG 2: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ GUAR GUM (QCVN 4 21: 2011/BYT) ______________________________________________________________7
2.1 Yêu cầu kỹ thuật ________________________________________________________7
2.1.1. Định tính ___________________________________________________________7
2.1.2. Độ tinh khiết ________________________________________________________7
2.1.3. Các yêu cầu về vi sinh vật _____________________________________________8
2.2. Phương pháp thử ________________________________________________________8
2.2.1. Định tính ___________________________________________________________8
2.2.2. Độ tinh khiết ________________________________________________________8

2.2.3. Các yêu cầu về vi sinh vật ____________________________________________10
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUỘC TÍNH VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GUAR GUM _____14
3.1. Một số thuộc tính ______________________________________________________14
3.2. Đặc điểm vật lý ________________________________________________________15
3.3. Đặc điểm hố học ______________________________________________________15
3.4. Một số thơng số trong kĩ thuật ____________________________________________16
3.5. Quy trình sản xuất guar gum______________________________________________19
CHƯƠNG 4: MỘT SỐ ỨNG DỤNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN TRONG LĨNH
VỰC THỰC PHẨM CỦA GUAR GUM _________________________________________21
4.1. Một số ứng dụng của Guar gum ___________________________________________21
4.1.1. Ứng dụng bột Guar gum trong công nghiệp ______________________________21
4.1.2. Ứng dụng bột Guar gum trong công nghiệp thực phẩm và thức ăn chăn nuôi ____21
4.2. Một số ứng dụng phổ biến của Guar gum trong lĩnh vực thực phẩm _______________22
4.2.1. Đồ uống __________________________________________________________22
4.2.2. Phô mai đã qua chế biến ______________________________________________22
4.2.3. Sản phẩm từ sữa ____________________________________________________23
ii


4.2.4. Trong chế biến thịt __________________________________________________23
4.2.5. Trong công nghiệp bánh ______________________________________________24
4.2.6. Nước sốt và nước sốt salad ____________________________________________24
TÀI LIỆU THAM KHẢO _____________________________________________________25

iii


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1. Đậu Guar (cyamopsis tetragonolo) và bột Guar gum __________________________1

Hình 2. Cơng thức cấu tạo Guar gum _____________________________________________3
Hình 3. Trình tự của galactose và mannose trong guar________________________________4
Hình 4. Quy trình sản xuất Guar gum ____________________________________________19
Hình 5. Guar gum trong gia vị _________________________________________________22

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. Dữ liệu quốc gia về xuất khẩu guar gum của Ấn Độ (APEDA 2011) _____________2
Bảng 2. Thành phần chung của guar gum (Chudzikowski 1971 ) _______________________5
Bảng 3. Yêu cầu về định tính của Guar gum _______________________________________7
Bảng 4. Yêu cầu về độ tinh khiết của Guar gum ____________________________________7
Bảng 5. Yêu cầu về vi sinh vật của Guar gum ______________________________________8

v


LỜI MỞ ĐẦU

Trước hết em xin gửi lời cảm ơn cô Tiến sĩ Phan Nguyễn Quỳnh Anh đã bỏ thời gian và
cơng sức của mình ra để giảng dạy cho lớp chúng em về môn học Chất hoạt động bề mặt. Đây
là một môn học thực sự thú vị và đầy tính ứng dụng. Thơng qua những cách giải thích độc đáo,
hài hước nhưng vẫn có thể giúp chúng em hình dung được hết những vấn đề cần nắm về định
nghĩa, tính chất và phân loại các loại chất hoạt động bề mặt cũng như ứng dụng của nó trong
thực tế.
Chất hoạt động bề mặt (Surface active agent) là một chất làm ướt có tác dụng làm giảm
sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng hoặc giữa một chất lỏng và một chất rắn. Là chất mà phân
tử của nó phân cực: một đầu ưa nước và một đuôi kị nước.

Nhờ những đặc điểm đó chất hoạt động bề mặt đang là vấn đề được nghiên cứu và phát
triển rộng rãi để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp như dệt nhuộm, mực in, xây
dựng, dầu khí và đặc biệt là lĩnh vực thực phẩm
Càng ngày những hợp chất hoạt động bề mặt càng được sản xuất và phát triển càng
nhiều. Đặc biệt là những hợp chất có nguồn gốc từ thực vật, như là guar gum, một loại hợp
chất có nguồn gốc từ đậu guar, được sử dụng phổ biến hàng đầu trong lĩnh vực thực phẩm trên
tồn thế giới.
Cũng chính vì thế Guar gum là đề tài em chọn, một loại hợp chất gần gũi với mã phụ
gia E412, mọi người có thể dễ dàng thấy ở trên bao bì nhiều loại sản phẩm thực phẩm. Mặc dù
được áp dụng hầu hết các lĩnh vực công nghiệp như khai thác khống sản, cơng nghiệp giấy,
xây dựng, chất nổ, dệt may, nhưng lĩnh vực thực phẩm sẽ được em trình bày rõ hơn hết trong
bài tiểu luận này.
Trong q trình thực hiện sẽ khơng tránh khỏi nhưng sai sót ngồi ý muốn, em hy vọng
sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ cơ và các bạn để em hoàn thiện bài tiểu luận này cũng
như hoàn thiện được những kỹ năng của mình hơn. Em xin cảm ơn.

vi


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GUAR GUM

1.1. Nguồn gốc của Guar gum
Guar gum có nguồn gốc từ hạt của cây chịu hạn Cyamopsis tetragonoloba, một thành
viên của họ Leguminosae

Hình 1. Đậu Guar (cyamopsis tetragonolo) và bột Guar gum
Hạt guar được trồng chủ yếu ở Ấn Độ, Pakistan, Hoa Kỳ, Úc và Châu Phi. Ấn Độ sản
xuất khoảng 2,5 – 3 triệu tấn guar mỗi năm, trở thành nhà sản xuất lớn nhất, với khoảng 80%
sản lượng của thế giới. Ở Ấn Độ, Rajasthan, Gujarat và Haryana là những khu vực sản xuất
chính, và Jodhpur, Sri Ganganagar và Hanumangarh ở Rajasthan là chính Thị trường giao dịch

Guar. Hoa Kỳ đã sản xuất 4.600 đến 14.000 tấn guar trong 5 năm qua. Texas acreage since
1999 has fluctuated from about 7,000 to 50,000 acres. Sản lượng thế giới cho guar gum và các
dẫn xuất của nó là khoảng 1,0 triệu tấn. Kẹo cao su guar phi thực phẩm chiếm khoảng 40%
tổng nhu cầu.
Ấn Độ và Pakistan là nhà sản xuất hạt guar và kẹo cao su guar. khoảng 85% guar được
sản xuất tại Ấn Độ. Kẹo cao su Guar được giao dịch chủ yếu dưới hai hình thức. Guar gum
tách và bột guar gum. Ấn Độ xuất khẩu cả hai hình thức. Ấn Độ xuất khẩu guar gum đến 145
quốc gia. Tách kẹo cao su Guar được xử lý thêm ở một số quốc gia cho các ứng dụng khác
nhau. Phần chính của kẹo cao su guar được tiêu thụ bởi ngành Dầu khí sau khi số lượng lớn đó
chuyển sang ngành chế biến thực phẩm.

1


Phần trăm xuất khẩu
Quốc gia
2007–2008

2008–2009

2009–2010

Hoa Kỳ

38.7

37.6

32.9

Trung Quốc

16.2

15.2

11.6

Đức

8.5

8.7

9.4

Nam Phi

4.2

1.7

1.4

Malaysia

2.9

3.8

3.8

Nước Ý

2.3

2.3

3.1

Hà Lan

2.1

1.5

1.5

Nga

1.8

2.6

2.8

Vietnam

1.4

4.1

3.7

Khác

20.1

30.0

28.0

Bảng 1. Dữ liệu quốc gia về xuất khẩu guar gum của Ấn Độ (APEDA 2011)

2


1.2. Tên gọi Guar gum
Danh pháp IUPAC: disodium;[[[5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl] oxymethoxyphosphoryl]oxy-oxidophosphoryl] hydrogen phosphate
Công thức phân tử : C10H14N5Na2O12P3
Tên phụ gia thực phẩm : E412
Mã số C.A.S. 9000-30-0
1.3. Cấu trúc Guar gum
Guar gum là một polyme bao gồm hai monosaccharide mannose và galactose, được gọi
là galactomannan. Cấu trúc của nó bao gồm haid-mannose liên kết β1 → 4 như là xương sống
của polyme với một đơn vị -galactose liên kết α1 → 6 với mỗi đơn vị mannose thứ hai.
Đơn vị galactose-mannose được lặp lại trong suốt polymer gôm guar. Tỷ lệ tổng thể
giữa mannose và các đơn vị galactose trong kẹo cao su guar là 2: 1.
Mặc dù trọng lượng phân tử duy nhất khơng thể được vì khó xác định, nó được ước tính
trong khoảng từ 200.000 đồng đến 300.000 Dalton.

Hình 2. Công thức cấu tạo Guar gum

3


Các đơn vị galactosyl được sắp xếp ngẫu nhiên chủ yếu theo cặp và bộ ba (Hoffman và
Svensson 1978). Tỷ lệ mannose trên các đơn vị galactose trong lịch sử đã được báo cáo là 2: 1
(Garti và Leser 2001 ). Các nghiên cứu khác nhau ủng hộ các tỷ lệ trong khoảng từ 1,6: 1 đến
1,8: 1 (Grasdalen và Painter 1980; McCleary và cộng sự 1985; Hoffman và Svensson 1978;
Barth và Smith 1981; Vijayendran và Bone 1984; McCleary 1981; Mathur và Mathur 2005).
Dữ liệu hiện tại cũng cho thấy rằng các galactomannans từ các giống guar khác nhau có
cùng sự sắp xếp galactose/mannose (McCleary et al. 1985 ). Sự phân nhánh nhiều hơn của
guar được cho là nguyên nhân dẫn đến đặc tính hydrat hóa dễ dàng hơn cũng như hoạt động
liên kết hydro lớn hơn của nó (Whistler 1954 ). Nó cũng được báo cáo rằng các tập hợp là nổi
bật trong hệ thống guar và có thể có vai trị quan trọng trong tính chất đàn hồi của dung dịch,
tùy thuộc vào cách chúng được liên kết với nhau (Gittings và cộng sự. 2000)

Hình 3. Trình tự của galactose và mannose trong guar
1.4. Một số tính chất của Guar gum
Guar gum là một loại bột trắng trắng đến màu vàng và gần như khơng mùi.
Hịa tan trong nước nóng và lạnh nhưng khơng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ. Có
liên kết hydro mạnh.
Là non – ion và duy trì độ nhớt cao liên tục trong các độ pH khác nhau
4


Guar gum phân tán keo có độ nhớt cao khi ngậm nước trong nước lạnh. Thời gian cần
thiết cho hydrat hóa hồn tồn trong nước và để đạt được độ nhớt tối đa.
Đặc điểm quan trọng nhất của guar là khả năng được phân tán trong nước và hydrat

hoặc phồng lên nhanh chóng và gần như hồn tồn trong nước đất để tạo thành phân tán keo
nhớt .Độ nhớt đạt được phụ thuộc vào thời gian, nhiệt độ, nồng độ, độ pH, tỷ lệ kích động và
kích thước thực tế của gum dạng bột được sử dụng, sự hiện diện của muối và các chất rắn
khác.
Trên 80ºC độ nhớt được giảm nhẹ. Các loại bột guar tốt hơn, nở nhanh hơn so với gum
thơ bột. Gum guar có khả năng làm dày, tạo nhũ tương, góp phần vào sự trương nở, như chất
ổn định duy trì tính đồng nhất của sản phẩm thực phẩm

Cấu tạo

Phần trăm

Galactomannan

75–85

Độ ẩm

8.0–14

Chất đạm (N x 6,25)

5.0–6.0

Chất xơ

2.0–3.0

Tro

0.5–1.0

Bảng 2. Thành phần chung của guar gum (Chudzikowski 1971 )

5


1.5. Một số ứng dụng của Guar Gum
Guar gum có thể được sử dụng làm chất làm đặc, chất ổn định hoặc chất nhũ hóa trong
ngành cơng nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm, đóng một vai trị quan trọng như chất làm đặc và
kết dính thực phẩm, hoặc như chất ổn định.
Guar gum hữu cơ có thể được sử dụng làm chất kết dính thịt và trong các ngành cơng
nghiệp sữa. Nó được sử dụng làm chất ổn định trong pho mát, bánh pudding ăn liền, kem hoặc
làm chất thay thế whipping cream.
Cho các ứng dụng công nghiệp trong khoan giếng dầu, tuyển nổi quặng, sản xuất giấy
và vải, chất nổ và nhiều ứng dụng khác nhau. Guar gum đóng vai trị quan trọng trong các q
trình khác nhau dưới dạng Hydrocolloids, Chất làm đứt gãy, Chất xơ tự nhiên, Chất làm đặc tự
nhiên, Chất kết dính, Chất nhũ hóa, Chất kết tụ, Chất ổn định đất, Chất tạo keo, Chất ổn định
và nhiều hơn nữa.

6


CHƯƠNG 2: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ GUAR GUM
(QCVN 4 - 21: 2011/BYT)
2.1 Yêu cầu kỹ thuật
2.1.1 Định tính
Tạo gel

Thêm lượng nhỏ dung dịch natri borat TS vào dung dịch mẫu được

làm phân tán bằng nước; gel được hình thành.

Độ nhớt

Phải có phản ứng đặc trưng của độ nhớt.

Thành phần gơm

Phải có phản ứng đặc trưng của thành phần gôm.

Kiểm tra hiển vi

Nghiền mẫu với dung dịch nước chứa 0,5% iodo và 1% kali iodide,
phết lên tiêu bản kính và soi bằng kính hiển vi. Gơm guar chứa các tế
bào dạng hạt hình trịn hoặc hình trái lê, tụ thành đám, bên trong chứa
các chất có màu vàng đến nâu. (Gơm đậu carob gồm có các nhóm tế
bào dạng ống căng dài, tách biệt hoặc có khoảng trống nhỏ. Các thành
phần bên trong của gôm đậu carob có màu nâu được hình thành ít hơn
so với trong gum Guar)
Bảng 3. Yêu cầu về định tính của Guar gum

2.1.2. Độ tinh khiết
Giảm khối lượng khi sấy khô

Không được quá 15,0% (nhiệt độ sấy 1050C trong 5 giờ)

Borat

Không phát hiện được

Tro tồn phần

Khơng được q 1,5%

Chất khơng tan trong acid

Không được quá 7,0%

Protein

Không được quá 10,0%

Ethanol và isopropanol

Không được quá 1%, ở dạng đơn chất hoặc hợp chất (mô
tả trong phần Phương pháp thử)

Chì

Khơng được q 2,0 mg/kg.
Bảng 4. Yêu cầu về độ tinh khiết của Guar gum
7


2.1.3. Các yêu cầu về vi sinh vật
Tổng số vi sinh vật

Khơng được q 5.000 CFU/g

E. coli

Âm tính đối với mẫu thử

Salmonella

Âm tính đối với mẫu thử

Nấm men và nấm mốc

Không được quá 500 CFU/g
Bảng 5. Yêu cầu về vi sinh vật của Guar gum

2.2. Phương pháp thử
2.2.1. Định tính
Độ nhớt: Cho 2 g mẫu vào trong cốc dung tích 400ml và làm ẩm hoàn toàn bằng 4ml
isopropanol. Bổ sung 200ml nước và khuấy mạnh, tiếp tục khuấy cho đến khi gơm được phân
tán đều hồn tồn. Một dung dịch hơi nhớt màu trắng sữa được hình thành. Chuyển 100 ml
dung dịch này vào một cốc khác dung tích 400 ml. Gia nhiệt hỗn hợp trong cách thủy sôi trong
10 phút và làm nguội tới nhiệt độ phịng. Khơng có sự tăng độ nhớt đáng kể (đây là sự khác
biệt giữa gôm guar với gôm đậu carob).
Thành phần gum: Tiến hành như hướng dẫn ở phần Định tính thành phần gôm (FNP
5) sử dụng 100 mg mẫu thay thế cho 200 mg và 1 – 10 μl chất thủy phân thay thế cho 1 – 5 μl.
Sử dụng galactose và mannose như là chất chuẩn đối chứng. Các thành phần này cần phải có
mặt
2.2.2. Độ tinh khiết
Borat: Hồ tan 1 g mẫu trong 100 ml nước. Dung dịch phải giữ được ở dạng lỏng và
không tạo gel khi để yên. Trộn vào 10 ml dung dịch acid HCl loãng và cho một giọt hỗn hợp
vừa trộn lên trên giấy nghệ. Không được tạo thành đỏ nâu đậm dần trong khi sấy và thay đổi
thành màu đen lục khi làm ẩm bằng dung dịch amoniac TS.
Protein: Tiến hành như hướng dẫn ở phần Định lượng nitrogen (Phương pháp

Kjeldahl; FNP 5). % protein trong mẫu bằng % nitrogen trong mẫu nhân với 6,25.
Ethanol và isopropanol:
+ Nguyên tắc: Các ancol được chuyển thành các ester nitrit tương ứng và được xác
định bằng sắc ký khí

8


+ Chuẩn bị mẫu: Hòa tan 100mg mẫu trong 10 ml nước sử dụng NaCl như là chất
làm phân tán nếu cần.
+ Dung dịch nội chuẩn: Chuẩn bị dung dịch nước chứa 50 mg/l n - propanol
+ Dung dịch alcol chuẩn: Chuẩn bị dung dịch nước chứa 50 mg/l mỗi loại ethanol
và isopropanol
+ Cách tiến hành: Cân 200 mg ure cho vào một lọ sẫm màu dung tích 25ml Reactiflasks, Pierce, Rockford, IL, USA, hoặc tương đương). Làm trong bằng nitrogen
trong 5 phút và sau đó thêm 1 ml dung dịch acid oxalic bão hồ, đóng bằng nút
cao su và lắc xoáy. Thêm 1 ml dung dịch mẫu, 1 ml dung dịch nội chuẩn và
đồng thời bắt đầu bấm giờ (T = 0). Lắc xoáy lọ và đậy nút lại bằng nút xốy có
đệm cao su silicon. Lắc xốy cho đến khi T = 30 giây. Tại thời điểm T = 45 giây,
bơm qua đệm cao su silicon 0,5 ml dung dịch natri nitrit (250 g/l). Lắc mạnh cho
đến khi T = 70 giây và ở T = 150 giây hút qua đệm cao su silicon 1 ml không
gian hơi sử dụng syringe khoá áp (Precision Sampling Corp., Baton Rouge,
Louisiana, USA, hoặc tương đương).
+ Sắc ký khí: Đưa kim syringe vào cổng bơm; đẩy mẫu sau đó mở syringe và bơm
mẫu. Sử dụng các điều kiện sau:
-

Cột: thuỷ tinh (đường kính trong 4 mm, chiều dài 90 cm)

-

Chất nhồi: 15 cm đầu được nhồi bằng chrompack (hoặc tương đương) và
phần còn lại được nhồi bằng Porapak R 120 -150 mesh (hoặc tương
đương)

-

Khí mang: nitrogen (tốc độ dịng: 80 ml/phút)

-

Detector: ion hoá ngọn lửa - Nhiệt độ: cổng bơm 2500C, cột 1500C đẳng
nhiệt

+ Tính kết quả: Định lượng ethanol và isopropanol có mặt trong mẫu bằng cách so
sánh các diện tích pic với các pic thu được nhờ sắc ký khí khơng gian hơi được
hình thành do thay thế 1 ml dung dịch chuẩn alcol cho 1 ml dung dịch mẫu trong
cách tiến hành nêu ở trên.
Chì:
+ Thử theo JECFA monograph 1 - Vol.4.
+ Xác định bằng kỹ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử thích hợp cho hàm lượng
quy định. Lựa chọn cỡ mẫu thử và phương pháp chuẩn bị mẫu dựa trên nguyên
9


tắc của phương pháp mô tả trong JECFA monograph 1 - Vol.4 phần các phương
pháp phân tích cơng cụ.
2.2.3. Các yêu cầu về vi sinh vật
Tổng số vi sinh vật:
+ Dùng kỹ thuật vô trùng, pha 1 g mẫu trong 99 ml dung dịch đệm phosphat và
dùng Stomacher, máy lắc hoặc máy khuấy để hoà tan hoàn toàn. Giới hạn thời

gian hồ tan khoảng 10 phút và sau đó dùng pipet lấy 1 ml dung dịch vào các đĩa
petri riêng biệt, cặp đơi và đánh dấu thích hợp. Đổ vào mỗi đĩa petri 12 – 15 ml
agar trước đó được làm nguội đến 44 – 460C. Trộn đều bằng cách quay lần lượt
và di chuyển về phía trước, phía sau các đĩa, để cho agar đông đặc. Đảo ngược
các đĩa và ủ trong 48 ±2 giờ ở 35 ±1 oC.
+ Sau khi ủ đếm các khuẩn lạc phát triển nhìn thấy được trên mỗi đĩa và ghi lại số
khuẩn lạc. Lấy trung bình của hai đĩa và nhân với hệ số pha lỗng mẫu 100.
Trường hợp khơng có khuẩn lạc được nhìn thấy, kết quả được thể hiện là nhỏ
hơn 100 CFU/g.
E. coli
+ Sử dụng cellulase để phân giải mẫu gơm trước khi phân tích là cần thiết để tránh
tạo gel của gơm trong suốt q trình thêm gơm vào canh trường tăng sinh. Chuẩn
bị dung dịch cellulase 1% (1 g cellulase trong 99 ml nước) và tiệt trùng bằng
cách lọc qua màng 0,45 μm (Dung dịch cellulase có thể bảo quản ở 2 – 5 0C
trong 2 tuần) cho vào ống tiệt trùng có chứa 9 ml canh trường có lauryl sulfate
tryptose (LST) vơ trùng, thêm vào 0,1 ml dung dịch cellulase 1% tiệt trùng. Bổ
sung 1 g mẫu gôm vào ống và lắc mạnh bằng máy lắc Vortex để phân tán đều
mẫu. Ủ ống trong 24 – 48 giờ ở 35 ±1 oC. Sau 24 giờ, lắc nhẹ ống và kiểm tra sự
tạo khí tức là sự sủi bọt. Lại ủ thêm 24 giờ nếu quan sát không thấy khí thốt ra.
Kiểm tra khí lần 2. Thực hiện kiểm tra xác nhận kết quả được cho là dương tính
(khi có khí được sinh ra) như sau:
+ Lắc nhẹ ống LST có bọt khí và chuyển lấy một que cấy của thể vẩn vào một ống
chứa 10 ml canh trường EC và một lọ lên men (Durham). Ủ ống EC trong 24 –
48 giờ ở 45,5 ±2 oC. Sau 24 giờ kiểm tra sự tạo khí; nếu âm tính, kiểm tra lại sau
48 giờ. Dùng que cấy lấy một vệt của thể vẩn từ ống có sinh khí ria trên agar LEMB. Quan trọng là một phần của mặt thạch xuất hiện những khuẩn lạc tách
10


biệt. Ủ trong 18 – 24 giờ ở 350C. Kiểm tra các đĩa đối với các khuẩn lạc điển
hình của E.coli tức là hướng tâm màu sẫm có hoặc khơng có ánh kim loại. Chọn

hai khuẩn lạc được cho là dương tính và chuyển chúng vào thạch nghiêng PCA
để kiểm tra hố sinh và hình thái học. Ủ thạch nghiêng PCA trong 50 giờ ở 35
±1 oC, sau đó nhuộm màu Gram chủng đã cấy. Nếu chủng cấy Gram âm (dạng
hình que ngắn) thực hiện một trong hai sơ đồ thử hố sinh sau đây:
+ Thử hoạt tính hố sinh IMViC:
-

Tạo indol: Cấy vào một ống canh trường tryptone và ủ trong 24 giờ ở
350C. Thử idol bằng cách thêm 0,2 -0,3 ml hóa chất Kovacs. Mẫu thử
dương tính nếu xuất hiện màu đỏ khác biệt ở lớp chất lỏng phía trên.

-

Hợp chất phản ứng Voges-Proskauer: Cấy vào một ống canh trường MRVP và ủ trong 48 giờ ở 350C. Chuyển 1 ml tới ống 13x100 mm. Thêm 0,6
ml dung dịch alpha-naphthol và 0,2 ml dung dịch KOH 40%, lắc đều.
Thêm vài tinh thể creatin. Lắc và để yên 2 giờ. Mẫu thử dương tính nếu
màu hồng eosin lan trong môi trường.

-

Hợp chất phản ứng đỏ methyl: Ủ ống MR-VP từ phép thử VogesProskauer thêm 48 giờ ở 350C. Thêm 5 giọt dung dịch đỏ methyl vào mỗi
ống. Mẫu thử dương tính nếu có màu đỏ khác biệt. Mẫu thử âm tính nếu
có màu vàng xuất hiện.

-

Khả năng sử dụng citrat: Cấy nhẹ nhàng một ống canh trường Koser
citrate; tránh làm đục. Ủ ở 350C trong 96 giờ. Phản ứng dương tính khi
độ đục khác biệt tăng lên.
Phương án 1.2. Sử dụng chủng cấy lên thạch nghiêng PCA, cấy lại

ống canh trường LST có chứa lọ Durham và ủ ở 350C trong 48 giờ
để kiểm tra chủng phân lập có khả năng tạo acid và khí từ q trình
lên men lactose.
Nội suy: Các chủng cấy (a) sinh khí là kết quả của quá trình cấy
canh trường LST và sau ủ trong 24 – 28 giờ ở 350C, (b) xuất hiện
như là Gram âm dạng que không sinh bào tử và (c) cho các dạng
IMViC – (typ sinh học 1) hoặc -+- (typ sinh học 2) được xem là
E.coli.
Sơ đồ 2. Phân tán bất kỳ khuẩn lạc đang phát triển vào một thể tích
nhỏ nước muối 0,85%. Khẳng định định tính các vi khuẩn mọc bởi
11


các xét nghiệm hóa học được thực hiện thuận tiện bằng cách sử
dụng API 20E hoặc dải Micro ID hoặc các hệ thống tương đương.
Sau khi hoàn thành các thử nghiệm, xác định định tính các sinh vật
từ Sách chỉ dẫn định tính của hệ thống sử dụng và ghi lại kết quả
cuối cùng.
Salmonella
+ Sử dụng cellulase để phân rã mẫu gơm trước khi phân tích là cần thiết để tránh
tạo gel của gơm trong suốt q trình thêm gơm vào canh thang tăng sinh. Chuẩn
bị dung dịch cellulase 1% (1g cellulase trong 99 ml nước) và tiệt trùng bằng
cách lọc qua màng 0,45 μm (Dung dịch cellulase có thể bảo quản ở 2 – 5 0C
trong 2 tuần). Bổ sung 25g mẫu gơm vào cốc vơ trùng dung tích 250ml hoặc
dụng cụ chứa khác thích hợp. Cho 225 ml canh trường lactose tiệt trùng và 2,25
ml dung dịch cellulase 1% tiệt trùng vào 1 lọ nắp xoáy, miệng rộng dung tích
500ml vơ trùng. Trong khi khuấy mạnh canh trường cellulase/lactase bằng máy
khuấy từ, cho nhanh 25g mẫu qua phễu thuỷ tinh vô trùng vào canh trường
cellulase/lactase này. Đậy chặt nắp lọ chứa chắc chắn và để yên 60 phút ở nhiệt
độ phòng. Nới lỏng nắp đậy và ủ lọ chứa ở 35 ±1 oC trong 24 ±2 giờ. Siết chặt

nắp đậy và lắc nhẹ hỗn hợp mẫu đã ủ; chuyển 1 ml hỗn hợp vào 10 ml canh
trường selenite cystine (SC) và 1 ml khác của hỗn hợp cho vào 10ml canh
trường tetrathionate (TT). Ủ trong 24 ±2 giờ ở 35oC. Lắc (bằng máy Vortex, nếu
sử dụng ống) và ria cấy 1 vòng que cấy (3 mm) canh trường TT đã ủ lên thạch
agar bismuth sulfite (BS), agar xylose lysine deoxycholate (XLD) và agar
Hektoen enteric (HE). (Chuẩn bị các đĩa BS một ngày trước khi ria cấy và bảo
quản trong bóng tối ở nhiệt độ phịng). Lặp lại đối với canh trường SC bằng cách
ria một vòng cấy 3 mm. Ủ trong 24 ±2 giờ ở 35oC. Tiếp tục như được chỉ dẫn ở
trang 221 – 226 của Sách hướng dẫn kỹ thuật, “FAO Food and Nutrition Paper”
số 5 tái bản lần 2, Rome 1991, "Kiểm tra các đĩa về sự hiện diện các khuẩn lạc".
Nấm men và nấm mốc
+ Cân 25g mẫu và thêm vào 2.475 ml nước peptone 0,1% tiệt trùng (được chuẩn bị
bằng cách cho 1 g pepton vào 1 lít nước cất, khuấy đều cho pepton tan hoàn toàn
và hấp tiệt trùng ở 1210C trong 15 phút) trong khi khuấy mạnh bằng máy khuấy
từ. Khuấy cho đến khi mẫu được tan hoàn toàn. Tỷ lệ pha loãng là 1 : 1.00. Dùng
pipet đã tiệt trùng lấy 0,1 ml cho vào 10 đĩa CD PDA-D đặc đã được làm trước
12


đó mỗi đĩa 0,1 ml (xem dưới đây). Dàn đều lên bề mặt của các đĩa, sử dụng que
thuỷ tinh vô trùng. Ủ đĩa thẳng đứng trong 5 ngày ở 250C, để yên
+ Sau khi ủ, đếm khuẩn lạc phát triển trên mỗi đĩa sử dụng thiết bị đếm khuẩn lạc
và ghi tổng số khuẩn lạc có trên 10 đĩa. Tách nấm men ra khỏi nấm mốc dựa vào
hình thái của chúng và đếm chúng riêng. Lấy tổng số khuẩn lạc có trong cả 10
đĩa nhân với 100 để có số CFU/g mẫu. Nếu khơng có khuẩn lạc nào trên các đĩa
thì biểu diễn kết quả nhỏ hơn 100 CFU/g.
+ Môi trường CCPDA-D: Trước tiên chuẩn bị dung dịch gốc dichloran 2% (2,6dichloran-4-nitroaniline) trong ethanol 95%. Sau đó, thêm một lượng dung dịch
gốc dichloran vừa đủ vào PDA để đạt được nồng độ 2,5 mg/l. Thêm
chloramphenicol cho đến nồng độ 50 mg/l và hấp tiệt trùng ở 1210C trong 15
phút. Làm nguội mơi trường đến khoảng 500C trước khi rót đĩa, thêm

chlortetracycline đã được lọc và tiệt trùng đủ để có nồng độ 50 mg/l.

13


CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUỘC TÍNH VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GUAR GUM

3.1. Một số thuộc tính
Đặc tính quan trọng nhất của guar gum là khả năng ngậm nước nhanh chóng trong nước
lạnh để đạt được độ nhớt đồng nhất và rất cao ở nồng độ tương đối thấp.
Một ưu điểm khác của kẹo cao su guar là nó có thể hịa tan trong nước nóng và lạnh và
cung cấp đầy đủ độ nhớt trong ngay cả nước lạnh.
Ngoài việc là chất ổn định và chất nhũ hóa hiệu quả nhất về chi phí, nó cịn cải thiện kết
cấu và liên kết với nước; tăng cường cảm giác miệng; và kiểm sốt sự hình thành tinh thể.
Nó trơ về bản chất, có khả năng chống dầu, mỡ và dung mơi. Nhà xuất khẩu kẹo cao su
Guar cung cấp kẹo cao su guar cho phụ gia thực phẩm, kẹo cao su guar cho nguyên liệu thực
phẩm, kẹo cao su guar cho phụ gia thực phẩm vật nuôi, chất ổn định kẹo cao su guar, kẹo cao
su guar cấp thực phẩm, kẹo cao su guar cấp công nghiệp và kẹo cao su guar cấp kỹ thuật.

Các đặc tính chính của gum Guar là
+ Nó có thể hịa tan trong nước nóng và lạnh nhưng khơng hịa tan trong hầu hết
các dung mơi hữu cơ.
+ Nó có tính chất liên kết hydro mạnh.
+ Nó có đặc tính làm dày, nhũ tương, ổn định và tạo màng tuyệt vời.
+ Ở nồng độ rất thấp, gơm Guar có đặc tính lắng (Keo tụ) tuyệt vời và nó hoạt
động như một chất trợ lọc.
+ Non-ion và duy trì độ nhớt cao khơng đổi trong một phạm vi rộng của pH.
+ Nó tương thích với nhiều loại chất vô cơ và hữu cơ bao gồm một số loại thuốc
nhuộm và các thành phần khác nhau của thực phẩm.
+ Độ nhớt của dung dịch gôm Guar tăng dần khi nồng độ gum Guar trong nước

tăng dần.
+ Độ nhớt của gum Guar bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ pH, sự hiện diện của muối
và các chất rắn khác.
+ Nó có khả năng tuyệt vời để kiểm sốt lưu biến. Nó tạo thành phân tán keo có độ
nhớt cao khi ngậm nước trong nước lạnh. Thời gian cần thiết để hydrat hóa hồn
tồn trong nước và để đạt được độ nhớt tối đa phụ thuộc vào các yếu tố khác
nhau, tức là độ ph; nhiệt độ; loại bột được sử dụng; Thiết bị v.v.
14


3.2. Đặc điểm vật lý
Guar Gum là chất bột màu trắng từ trắng đến hơi vàng và gần như không mùi. Bột Guar
Gum thành phẩm mịn có sẵn ở các độ nhớt và độ hạt khác nhau tùy thuộc vào sự phát triển độ
nhớt mong muốn và các ứng dụng.
Guar gum là một polysaccharide hòa tan trong nước lạnh, bao gồm các đơn vị mannose
và galactose. Khả năng ngậm nước mà khơng cần đun nóng này làm cho nó rất hữu ích trong
nhiều ứng dụng cơng nghiệp và thực phẩm.
Hịa tan trong nước lạnh hoặc nước nóng, kẹo cao su guar tạo thành chất nhờn có độ
nhớt cao. Độ nhớt của Guar là một hàm của nhiệt độ, thời gian và nồng độ.
Các dung dịch có nồng độ kẹo cao su khác nhau có thể được sử dụng làm chất nhũ hóa
và chất ổn định vì chúng ngăn các giọt dầu kết tụ lại. Gôm guar cũng được sử dụng làm chất
ổn định huyền phù.
3.3. Đặc điểm hoá học
Guar gum là một chất làm đặc và ổn định kinh tế . Nó ngậm nước khá nhanh trong
nước lạnh để tạo ra các dung dịch nhựa giả có độ nhớt cao nói chung có độ nhớt cắt thấp hơn
khi so sánh với các hydrocolloid khác và cao hơn nhiều so với kẹo cao su khác
Nồng độ cao (~ 1%) rất dễ gây nghiện nhưng nồng độ thấp hơn (~ 0,3%) thì ít hơn rất
nhiều.
Gơm Guar dễ hịa tan hơn bean gum và là chất nhũ hóa tốt hơn vì nó có nhiều điểm
nhánh galactose hơn. Khơng giống như bean gum, nó không tạo thành gel nhưng cho thấy sự

ổn định tốt đối với chu trình đơng lạnh-rã đơng.
Gơm Guar cho thấy độ nhớt cắt thấp cao nhưng lại bị cắt mỏng mạnh. Là non-ion, nó
khơng bị ảnh hưởng bởi cường độ ion hoặc độ pH nhưng sẽ phân hủy ở các cực pH ở nhiệt độ,
ví dụ như pH 3 ở 50 ° C. Với trường hợp trong, nó trở nên hơi thixotropic tạo thành một hệ
thống hai pha chứa các micelle casein.
Guar gum làm chậm sự phát triển của tinh thể đá khơng đặc biệt bằng cách làm chậm
q trình chuyển khối qua bề mặt chất rắn / lỏng.
Guar Gum được biết đến là một trong những loại phụ gia tạo đặc, phụ gia tạo nhũ và
phụ gia ổn định tốt nhất
Gơm Guar có cấu trúc cao phân tử, chứa một số nhóm hydroxyl. Các dẫn xuất hoặc cấp
cơng nghiệp khác nhau của kẹo cao su Guar được sản xuất bằng phản ứng của các nhóm
hydroxyl này với các hóa chất hỗ trợ:
15


+ Sự phân tán
+ Kiểm soát độ nhớt
+ Gây chảy máu
+ Hoạt động như chất bảo quản
3.4. Một số thông số trong kĩ thuật
Lưu biến học
+ Lưu biến học là nghiên cứu về dòng chảy và sự biến dạng của vật liệu khi có tác
dụng ngoại lực.
+ Guar gum trong dung dịch nước cho thấy đặc tính pseudoplastic hoặc shearthinning nghĩa là sự giảm độ nhớt với sự tăng tốc độ cắt (shear rate) được thể
hiện bởi nhiều polyme có trọng lượng phân tử cao. Tính chất shear-thinning này
của dung dịch nước guar gum tăng lên theo nồng độ polyme và trọng lượng phân
tử. Dung dịch nước gôm Guar cũng khơng cho thấy các đặc tính yield stress
(Whistler và Hymowitz 1979 ).
+ Dung dịch nước của gum guar ở nồng độ 1% cho thấy một tính chất điển hình
của chất tạo màng sinh học đại phân tử với môđun tổn thất chiếm ưu thế (loss

modulus, G ″) so với môđun lưu trữ (storage modulus, G ′) ở dải tần số thấp hơn.
Tuy nhiên, ở dải tần số cao, mô-đun lưu trữ chiếm ưu thế so với mô-đun tổn thất
(Shobha và Tharanathan 2009). Với thời gian dung dịch guar gum cho thấy sự
giảm mô đun lưu trữ (G ′) và mô đun tổn thất (G ″) (Chenlo và cộng sự 2010 ).
Độ nhớt
+ Đặc tính quan trọng nhất của kẹo cao su guar là khả năng ngậm nước nhanh
chóng trong hệ thống nước lạnh để tạo ra dung dịch có độ nhớt cao. Guar gum
tạo thành phân tán keo nhớt khi được ngậm nước hoàn toàn, là một hệ thống lưu
biến thixotropic.
+ Dung dịch pha lỗng của kẹo cao su có nồng độ dưới 1% ít gây thixotropic hơn
so với dung dịch có nồng độ từ 1% trở lên (Glicksman 1969). Cũng giống như
các loại kẹo cao su khác, độ nhớt của kẹo cao su guar phụ thuộc vào thời gian,
nhiệt độ, nồng độ, độ pH, cường độ ion và cũng như kiểu kích động.
+ Schlakman và Bartilucci (1957) đã kiểm tra mười ba mẫu thương mại khác nhau,
và nhận thấy sự thay đổi lớn về đặc tính độ nhớt, kích thước hạt và tốc độ hydrat

16


hóa. Độ phân tán 1% trong nước của kẹo cao su guar chất lượng tốt có thể cho
thấy giá trị độ nhớt cao 10000 cP (Parija et al. 2001).
Tỷ lệ hydrat hóa
+ Tỷ lệ hydrat hóa của kẹo cao su guar thay đổi. Trong các ứng dụng thực tế cần
phải ngâm nước trong khoảng 2h để đạt được độ nhớt tối đa.
+ Tỷ lệ hydrat hóa phần lớn phụ thuộc vào kích thước hạt của bột guar gum. Do
đó, để có độ nhớt ban đầu nhanh, có sẵn gơm guar lưới rất mịn (Glicksman
1969). Tuy nhiên, vẫn cần một khoảng thời gian đáng kể để đạt được độ nhớt và
hydrat hóa tối đa.
Hoạt động liên kết hydro
+ Là do sự hiện diện của nhóm hydroxyl trong phân tử guar gum. Guar gum cho

thấy liên kết hidro với vật liệu xenlulo và các khoáng chất ngậm nước. Với việc
bổ sung một chút kẹo cao su guar, có sự thay đổi rõ rệt về đặc tính điện động học
của bất kỳ hệ thống nào (Glicksman 1969). Sự thay thế các nhóm hydroxyl trong
kẹo cao su guar bằng hydroxypropyl gây ra cản trở steric làm giảm tính ổn định
của các liên kết hydro (Cheng và Prud’homme 2002).
Độ nhớt và tỷ lệ hydrat hóa của kẹo cao su guar không tự thay đổi mà thay đổi theo các
điều kiện như nhiệt độ, pH, chất hòa tan, nồng độ, v.v.
Nhiệt độ
+ Là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ hydrat hóa và độ nhớt tối đa.
Dung dịch Guar đạt độ nhớt tối đa nhanh hơn nhiều khi được pha chế ở nhiệt độ
cao hơn so với dung dịch ở nhiệt độ thấp hơn. Nhưng nắng nóng kéo dài cũng
được coi là có tác dụng suy thoái.
+ Trong hầu hết các trường hợp, dung dịch guar gum được pha chế bằng cách đun
nóng có độ nhớt cuối cùng thấp hơn so với các dung dịch tương tự được pha chế
bằng nước lạnh và được hydrat hóa từ từ. Phạm vi nhiệt độ 25–40 ° C là mong
muốn để có độ nhớt tối đa của sự phân tán kẹo cao su guar. Độ nhớt của dung
dịch guar 0,5% (w / w) ở 25 ° C cao hơn đáng kể so với 37 ° C (Srichamroen
2007).

17


Nồng độ
+

Dung dịch gum guar cho thấy độ nhớt rất cao ngay cả khi ở nồng độ rất thấp.
Trong hầu hết các ứng dụng thực phẩm, nó được khuyến cáo ở nồng độ dưới
1%. Độ nhớt của dung dịch gôm guar tăng tỷ lệ thuận với sự gia tăng nồng độ
gum guar (Morris và cộng sự 1981; Robinson và cộng sự 1982). Điều này là do
sự tương tác của chuỗi bên galactose của phân tử guar với phân tử nước. Sự gia

tăng nồng độ của guar gum làm tăng sự tương tác hoặc liên kết chuỗi giữa các
phân tử dẫn đến tăng độ nhớt (Zhang và cộng sự 2005).

+ Khi tăng gấp đôi nồng độ guar gum cho thấy độ nhớt tăng gấp 10 lần (Carlson và
cộng sự. 1962). Nồng độ tối đa 0,5%, dung dịch guar gum hoạt động như hệ
Newton trong khi trên mức nồng độ này, dung dịch guar hoạt động như hệ thống
thixotropic và phi Newton. Nó cũng được báo cáo rằng độ nhớt của các nồng độ
khác nhau của gum guar ở nhiệt độ không đổi giảm khi tốc độ cắt tăng
(Srichamroen 2007).
Độ pH
+ Dung dịch gôm guar ổn định trong phạm vi pH rộng khoảng 1,0–10,5. Điều này
là do tính chất non-ion và khơng tích điện của nó. Độ nhớt cuối cùng của kẹo
cao su guar không bị ảnh hưởng bởi độ pH, nhưng tốc độ hydrat hóa cho thấy sự
thay đổi với bất kỳ sự thay đổi nào về độ pH. Quá trình hydrat hóa nhanh nhất
đạt được ở pH 8-9, tuy nhiên tốc độ hydrat hóa chậm nhất xảy ra ở độ pH trên 10
và dưới 4 (Carlson et al. 1962).
Trong dung dịch guar-sugar
+ Đường cạnh tranh với phân tử guar gum để lấy nước có sẵn trong dung dịch, do
đó sự hiện diện của đường trong dung dịch guar gum gây ra sự chậm trễ trong
q trình hydrat hóa các phân tử guar gum.
+ Độ nhớt của dung dịch đường guar giảm dần và tỷ lệ nghịch với nồng độ đường
(Carlson và Ziegenfuss 1965). Các chất tạo ngọt như aspartame, acesulfame-k,
cyclamate và neotame không ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt nội tại của dung
dịch kẹo cao su guar (Samavati et al. 2008).
Trong dung dịch guar-salt
+ Dung dịch Guar gum trong nước muối hoạt động giống như trong nước. Tỷ lệ
hydrat hóa khơng bị ảnh hưởng bởi muối; tuy nhiên, sự có mặt của natri clorua
làm tăng nhẹ độ nhớt cuối cùng của kẹo cao su ngậm nước hoàn toàn.
18

+ Chất đệm sinh lý, tức là bicarbonate Krebs làm giảm độ nhớt của dung dịch kẹo
cao su 0,25% so với kẹo cao su bị tót chỉ trong nước (Srichamroen 2007). Muối
hạn chế sự hydrat hóa của dung dịch kẹo cao su guar (Doyle et al. 2006).
+ Srichamroen đã chứng minh rằng độ nhớt của dung dịch kẹo cao su 0,5% guar
tăng lên khi thêm muối. Sự hiện diện của muối có thể giúp tương tác giữa các
phân tử do sự thay đổi mật độ điện tích và cấu trúc của gơm (Gittings et al.
2001).
3.5. Quy trình sản xuất guar gum
Cách chế biến Guar gum khác nhau giữa các nhà máy. Sơ lược chung về quy trình sản xuất
Guar gum được trình bày trong hình. Khi tách hạt guar ra khỏi vỏ, chúng có dạng hình cầu,
màu nâu, kích thước nhỏ hơn hạt đậu.

Hình 4. Quy trình sản xuất Guar gum
19