TÌM HIỂU về CHẤT NHŨ HOÁ MONOGLYCERIDE và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

Ƣ
KHOA

VÀ THỰC PHẨM
------

TIỂU LUẬN HO T CHẤT BỀ MẶT

Ề TÀI: TÌM HIỂU VỀ CHẤT

Ũ

MONOGLYCERIDE VÀ ỨNG D NG TRONG
Ĩ

ỰC THỰC PHẨM

GVGD: TS. Phan Nguyễn Quỳnh Anh
Lớp: DH18HT
SVTH: Hồng Long Quý
MSSV: 18139159

TP Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2022
i


M CL C
MỤC LỤC ....................................................................................................................... i
MỤC LỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. ii
MỤC LỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................. iii
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUANG VỀ CHẤT NHŨ HÓA MONO GLYCERIDE .............2
1.1. Một số định nghĩa..................................................................................................2
1.1.1. Khái niệm về nhũ tƣơng .................................................................................2
1.1.2. Khái niệm về chất nhũ hóa .............................................................................2
1.1.3. Khái niệm về chất nhũ hóa monoglyceride ....................................................3
1.2. Tên gọi monoglyceride .........................................................................................3
1.3. Cấu trúc monoglyceride ........................................................................................4
1.4. Loại chất hoạt động bề mặt ...................................................................................5
1.5. Sản xuất monoglyceride ........................................................................................5
1.6. Tiêu chuẩn chất lƣợng của monoglyceride ...........................................................6
1.7. Độ an tồn và giới hạn sử dụng.............................................................................7
1.8. Lợi ích của monoglyceride đối với sức khỏe con ngƣời .......................................8
CHƢƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA MONOGLYCERIDE ................................................9
2.1. Màu sắc .................................................................................................................9
2.2. Độ tan ....................................................................................................................9
2.3. Nhiệt độ nóng chảy ...............................................................................................9
2.4. Khối lƣợng riêng .................................................................................................10
2.5. Tính chất hóa học ................................................................................................11
2.6. Chuyển đổi cấu trúc ............................................................................................11
2.7. Độ nhớt ................................................................................................................11
2.8. Điểm mây (cloud point) ......................................................................................11
i


2.9. Chỉ số HLB .........................................................................................................12
2.10. Tính dễ bị oxi hóa .............................................................................................12
2.11. Tính chất đa hình ...............................................................................................13
2.12. Tƣơng tác với tinh bột .......................................................................................15
2.13. Tƣơng tác với chất béo ......................................................................................15
2.14. Khả năng nhũ hóa..............................................................................................16

CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA CHẤT NHŨ HĨA MONOGLYCERIDE TRONG
LĨNH VỰC THỰC PHẨM ...........................................................................................17
3.1. Sữa .......................................................................................................................17
3.2. Kem đá ................................................................................................................18
3.3. Bánh mì ...............................................................................................................18
3.4. Mì sợi ..................................................................................................................19
3.5. Bơ phết ................................................................................................................20
3.6. Bánh ngọt ............................................................................................................22
3.7. Khoai tây nghiền .................................................................................................22
3.8. Sản xuất bún ........................................................................................................23
3.9. Ngũ cốc ...............................................................................................................23
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN .............................................................................................25
TÀI LIỆU KHAM KHẢO.............................................................................................26

ii


Ì

Ả

Hình 1. 1 Cấu trúc của monoglyceride ................................................................................ 4
Hình 1. 2 Phƣơng trình tổng quát tổng hợp monoglyceride ................................................ 6
Hình 2. 1Bột monoglyceride tinh khiết ............................................................................... 9
Hình 2. 2Giai đoạn khơi mào ............................................................................................ 13
Hình 2. 3 Giai đoạn lan truyền .......................................................................................... 13
Hình 2. 4 Kết thúc phản ứng oxi hóa ................................................................................. 13
Hình 2. 5Cấu trúc dạng phiến (lamellar) của các monoglyceride ..................................... 14
Hình 2. 6 Tính chất đa hình của monoglyceride ............................................................... 15
Hình 3. 1 Các sản phẩm sữa có monoglyceride làm chất nhũ hóa .................................... 17

Hình 3. 2 Sản phẩm kem có cấu trúc đẹp mắt ................................................................... 18
Hình 3. 3 Cấu trúc đẹp mắt của bánh mì ........................................................................... 19
Hình 3. 4 Sợi mì................................................................................................................. 20
Hình 3. 5 Sản phẩm bơ Magarine Becel ............................................................................ 21
Hình 3. 6 Sản phẩm bơ phết của hạt Pistachio .................................................................. 21
Hình 3. 7 Các loại bánh ngọt ............................................................................................. 22
Hình 3. 8 Món khoai tây nghiền ........................................................................................ 23
Hình 3. 9 Ngũ cốc .............................................................................................................. 24

ii


Ả

ỂU

Bảng 1. 1 Tiêu chuẩn chất lƣợng của monoglyceride theo GMS4082 ............................... 6
Bảng 1. 2 Yêu cầu về định tính theo Bộ Y Tế ..................................................................... 7
Bảng 1. 3 Yêu cầu về độ tinh khiết theo Bộ Y Tế ............................................................... 7
Bảng 2. 1 Khối lƣợng riêng của một số chất nhũ hóa monoglyceride .............................. 10

iii


Ở ẦU
Từ xƣa đến nay, nhu cầu về tiêu thụ thực phẩm của con ngƣời luôn đƣợc quan tâm,
với sự sáng tạo của mình, những ngƣời dân ở những quốc gia khác nhau đã chế biến ra
rất nhiều món ăn khác nhau, khơng dừng ở lại đó, cơng thức và kĩ thuật chế biến cũng
ngày càng đƣợc cải tiến để ngon và trông đẹp mắt hơn.
Hiện nay, với dân số thế giới đã gần chạm mốc 8 tỷ ngƣời, nhu cầu về tiêu thu thực

phẩm tăng mạnh, nên những tiêu chuẩn địi hỏi về những món ăn đã lên một chuẩn mực
mới, sản phẩm phải trông hấp dẫn và ngon mắt trƣớc để thu hút khách hàng, rịi sau đó
mới tới ngon miệng, để làm đƣợc điều đó, nhờ rất nhiều những phụ gia nhƣ gia vị, bột
màu tự nhiên, hƣơng liệu… nhƣng trong đó có một thành phần rất quan trong mà ít ai để
ý tới, đó là chất nhũ hóa. Chất nhũ hóa góp phần giúp cho thực phẩm đồng nhất, trộn điều
với nhau hỗ trợ phân tán điều hƣơng, vị, màu, nguyên liệu lại với nhau, tạo thành một tập
hợp hoàn hảo và đầy cuốn hút với mọi ngƣời.
Chất nhũ hóa khơng thể thiếu trong đời sống của con ngƣời, nó có mặt trong hầu hết
tất cả lĩnh vực sản xuất, trong đó ứng dụng của chất nhũ hóa trong thực phẩm chiếm hơn
37,5% trong tổng các lĩnh vực mà nó có mặt và dự kiến sẽ còn tăng hơn nữa do dân số
liên tục tăng. Trong các loại chất nhũ hóa trong thực phẩm thì monoglyceride chiếm
nhiều nhất trong tổng số, chất nhũ hóa này có mặt gần nhƣ trong tất cả sản phẩm thực
phẩm mà chúng ta hay dùng hằng ngày và cả những sản phẩm của các quốc gia khác.
Vì lẽ đó mà em chọn đề tài “Tìm hiều về chất nhũ hóa monoglyceride và ứng dụng
trong lĩnh vực thực phẩm”, đây là đề tài mà em rất tâm huyết để mà giải đáp sự tị mị của
bản thân, tìm hiểu sâu hơn về loại chất nhũ hóa này, cũng nhƣ những tiềm năng, vai trị
và những sản phẩm thực phẩm mà nó có mặt trong thành phần.

1


ƢƠ
1.1.

1: Ổ

QU

Ề

Ấ

Ũ

Y E

E

ột số định nghĩa

1.1.1. Khái niệm về nhũ tƣơng
Nhũ tƣơng (emulsion) là một hệ phân tán của hai hay nhiều chất lỏng khơng hịa tan
vào nhau. Trong khi đó, chất lỏng thƣờng tồn tại dạng những giọt nhỏ của pha bị phân
tán, pha còn lại ở dạng liên tục, thƣờng nhũ tƣơng đƣợc nghiên cứu nhiều nhất là nhũ
tƣơng dầu trong nƣớc (O/W) hoặc nƣớc trong dầu (W/O).
Hệ nhũ tƣơng là hệ không bền nhiệt động. Hệ nhũ sau q trình đồng nhất sau đó có
xu hƣớng xảy ra sự phá hủy nhũ tƣơng nhƣ sau [1]:
- Sự nổi lên hoặc lắng xuống của các giọt dƣới ảnh hƣởng của trọng lực, khối lƣợng
riêng của giọt nào nặng hơn sẽ có xu hƣớng chìm.
- Sự kết tụ của các giọt giảm đột ngột các điện tích nên kéo theo làm giảm các lực đẩy
tỉnh điện giữa các giọt, thƣờng xảy ra khi thay đổi pH và lực ion. Sự kết tụ làm tăng
kích thƣớc bên ngồi của các giọt do dó làm tăng tốc độ phân lớp.
- Sự hợp giọt một cách tự phát sẽ làm tăng dần kích thƣớc các giọt và cuối cùng dẫn
đến phân chia thành hai lớp ngăn cách nhau bằng bề mặt phân chia phẳng.
- Sự xa lắng, sự kết tụ và các va chạm do chuyển động Brown hoặc chuyển động
khuấy khác sẽ làm cho các giọt gần lại nhau.
Ổn định hệ nhũ có vai trị quan trọng trong q trình sản xuất nhiều sản phẩm thực
phẩm, nƣớc uống, cũng nhƣ nhiều sản phẩm tiêu dùng, là yếu tố quyết định đến chất
lƣợng của sản phẩm, vậy để ổn định hệ và khắc phục đƣợc những hiện tƣợng mất ổn định
nhũ nhƣ trên thì phải cần tới chất nhũ hóa.

1.1.2. Khái niệm về chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa (emulsifiers) là một thành phần đóng vai trị rất quan trọng trong một
chế phẩm nhũ tƣơng. Chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt phân cách hai pha giúp dễ
2


dàng hình thành nhũ tƣơng đồng thời duy trì trạng thái phân tán ổn định của nhũ tƣơng.
Chất nhũ hóa có bản chất là chất hoạt động bề mặt, nhƣng khác biệt ở đây là chất nhũ hóa
có vai trị chính là nhũ hóa cho hệ của 2 pha lỏng khó tan vào nhau, cịn chất hoạt động
bề mặt là nghĩa rộng hơn và bao quát hơn, bao gồm cả chất nhũ hóa.
Sự nhũ hóa (emulsification) là q trình phân tán một chất liệu vào một chất liệu
khác (thƣờng đều ở dạng lỏng) dƣới dạng những giọt cầu, kết hợp với chất nhũ hóa để
nhũ hóa hệ nhũ sẽ gia tăng thêm thời gian ổn định của hệ.
1.1.3. Khái niệm về chất nhũ hóa monoglyceride
Monoglyceride là một chất nhũ hóa đã đƣợc con ngƣời biết đến và sử dụng từ rất
lâu, là những hợp chất có rất nhiều ứng dụng trong đời sống con ngƣời ngày càng đƣợc
sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, nhiều nhất ở thực phẩm và dƣợc phẩm để thúc
đẩy sự hình thành và ổn định của nhũ tƣơng. Monoglyceride đƣợc sử dụng trong hầu hết
các loại thực phẩm với một lƣợng rất nhỏ [2].
1.2. ên gọi monoglyceride
Dựa theo IUPAC, monoglyceride cịn có tên gọi khác là monoacylglycerol, ngồi ra
cịn có phƣơng pháp đƣợc khuyến nghị đặt tên theo sự phân loại của các glyceride riêng
lẻ là mono-O-acylglycerol [3], nhƣng cái tên phổ biến đƣợc dùng nhiều nhất là
monoglyceride. Ngồi ra cịn có tên gọi khác nhƣ: Glyceryl monostearate, glyceryl
monopalmitate, glyceryl monooleate; nhƣng ngƣời ta hay dùng danh pháp ngắn gọn hơn
để

gọi

các

monoglyceride

nhƣ:

Monolaurin,

monocaprin,

monomiristine,

monopalmitin…
Sẽ có sự nhầm lẫn rằng ký hiệu quốc tế của chất nhũ hóa monoglyceride là E471,
vẫn đúng thơi, nhƣng chất nhũ hóa E471 là bao gồm mono và di-glyceride trong thành
phần, chất nhũ hóa monoglyceride có ký hiệu riêng là DMG E471[4], hay cụ thể hơn
Distilled monoglycerides-các monoglyceride đã đƣợc tinh chế, với độ tinh khiết là 99%
trở lên [5].
3


1.3. ấu trúc monoglyceride
Monoglyceride là một loại glyceride bao gồm một phân tử glycerol liên kết với acid
béo thông qua liên kết ester [6]. Monoglyceride có hai nhóm hydroxyl (OH) và ester
anion từ các acid béo liên kết với chuỗi propan. Những cấu trúc này làm cho
monoglyceride trở thành một hợp chất lƣỡng tính với một phần ƣa béo và ƣa nƣớc trong
phân tử (hình 1.1). Vì glycerol chứa cả nhóm rƣợu chính và rƣợu phụ nên có thể tạo
thành hai loại monoglyceride khác nhau:
- α-Monoglyceride hay 1-monoglyceride
- β-Monoglyceride hay 2-monoglyceride

Hình 1. 1 Cấu trúc của monoglyceride
Trong đó α-monoglyceride đƣợc tạo thành bởi acid béo đƣợc gắn với nhóm rƣợu
chính (ký hiệu là α) hoặc β-monoglyceride đƣợc tạo thành bởi acid béo đƣợc gắn với
rƣợu phụ (ký hiệu là β )[6].
Mạch acid béo của monoglyceride có thể là acid béo bão hịa hoặc khơng bão hịa
và thƣờng là mạch thẳng. Một loại chuỗi acid béo cũng xác định loại monoglyceride. Ví
dụ, acid lauric (acid béo bão hịa) có thể đƣợc dẫn xuất thành monolaurin, trong khi acid
oleic (acid béo không bão hòa) thành monoolein [7].
Dựa trên độ dài của các nhóm acyl trên glycerol, monoglyceride có thể đƣợc phân
loại thành monoglyceride chuỗi dài và trung bình. Các monoglyceride có độ dài chuỗi
cacbon từ 8 đến 14 nguyên tử trong các nhóm acyl đƣợc coi là monoglyceride chuỗi
trung bình, ví dụ, monocaprylin, monolaurin, monocaprin và monomiristin [8]. Trong khi
4


đó, monoglyceride có chiều dài chuỗi cacbon lớn hơn 14 nguyên tử đƣợc phân loại là
monoglyceride chuỗi dài. Monopalmitin, monostearin và monoolein là những ví dụ về
monoglyceride chuỗi dài [7].
1.4. oại chất hoạt động bề mặt
Monoglyceride đƣợc phân loại là chất hoạt động bề mặt khơng ion vì các nhóm acyl
khơng mang điện tích. Dựa trên các đặc tính của nó, monoglyceride rất thích hợp đƣợc sử
dụng làm chất nhũ hóa để nhũ hóa dầu và nƣớc.
1.5. Sản xuất monoglyceride
Monoglyceride đƣợc sản xuất cả về mặt sinh học và công nghiệp. Chúng hiện diện
tự nhiên với hàm lƣợng rất thấp (0,1-0,2%) trong một số loại dầu hạt nhƣ dầu ô liu, dầu
hạt cải và dầu hạt bơng. Q trình phân giải triglyceride thành monoglyceride có thể
đƣợc thực hiện thơng qua phản ứng hóa học trong methanol hoặc ethanol và đƣợc xúc tác
bởi xúc tác base hoặc enzyme lipase. Phản ứng này đƣợc gọi là phản ứng
transesterification vì nó chuyển một ester thành một hợp chất ester khác. [9].
monoglyceride là chất trung gian trong quá trình sản xuất diesel sinh học từ dầu thực vật

thơng qua q trình phân giải triglyceride sử dụng methanol với sự có mặt của xúc tác
base [10].
Trong sản xuất công nghiệp chủ yếu thu đƣợc bằng phản ứng giữa acid béo và
glycerol. [11] Nguyên liệu thƣơng mại để sản xuất monoglyceride có thể là dầu thực vật
hoặc mỡ động vật.

5


Hình 1. 2 hƣơng trình tổng quát tổng hợp monoglyceride
1.6. iêu chuẩn chất lƣợng của monoglyceride
Monoglyceride là chất nhũ hóa đƣợc sử dụng rất nhiều, đặc biệt là thống trị trong
lĩnh vực thực phẩm về nhu cầu sử dụng, liên quan trực tiếp đến sản xuất thực phẩm chất
lƣợng và đẹp mắt cho con ngƣời trên toàn thế giới, do đó những chỉ tiêu chất lƣợng phải
đƣợc đặt ra gắt gao[12]:
Số seri

Danh mục kiểm tra

1

Cảm quan

Tiêu chuẩn
Hạt hoặc bột sáp màu trắng đến
trắng nhạt, khơng có mùi khó chịu

Tổng hàm lƣợng

2

≥90.0

monoglyceride (%)

3

Hàm lƣợng glycerol tự do (%)

≤1.5

4

Hàm lƣợng acid béo tự do (%)

≤1.5

5

Chỉ số iodine (g/100g)

≤3.0

6

Hàm lƣợng Asen (mg/kg)

≤1

7

Hàm lƣợng kim loại nặng

≤10

(mg/kg)

Bảng 1. 1 Tiêu chuẩn chất lƣợng của monoglyceride theo GMS4082
Ngồi ra cịn có u cầu kĩ thuật khác dựa trên tiêu chuẩn kĩ thuật của Bộ Y Tế Việt
Nam:
- u cầu về định tính:
Độ tan

Khơng tan trong nƣớc, tan trong ethanol, cloroform
và benzen

Hấp thụ hồng ngoại

Phải có phổ hồng ngoại đặc trƣng của ester một phần
của acid béo với polyol

Acid béo

Phải có phản ứng đặc trƣng của acid béo
6


Phải có phản ứng đặc trƣng của glycerol

Glycerol

Bảng 1. 2 Yêu cầu về định tính theo Bộ Y Tế
- Yêu cầu về độ tinh khiết:
Nƣớc

Không đƣợc quá 2,0 % (phƣơng pháp Karl Fischer)

Xà phịng

Khơng đƣợc q 6%, tính theo natri oleat

Chì

Khơng đƣợc q 2,0 mg/kg

Chỉ số acid

Khơng đƣợc q 6

Glycerol tự do

Không đƣợc quá 7%

Bảng 1. 3 Yêu cầu về độ tinh khiết theo Bộ Y Tế
1.7. ộ an toàn và giới hạn sử dụng
Kể từ năm 2013, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dƣợc phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã
thực hiện các bƣớc để loại bỏ chất béo chuyển hóa nhân tạo khỏi tất cả các loại thực
phẩm. Điều này bao gồm một lệnh cấm, đƣợc công bố vào năm 2015, đối với các loại
dầu hydro hóa một phần (PHO). PHO là nguồn chất béo chuyển hóa phổ biến nhất trong
thực phẩm. Các nhà sản xuất thực phẩm có thời hạn đến năm 2018 để loại bỏ tất cả chất

béo chuyển hóa khỏi sản phẩm của họ [13].
Monoglyceride đƣợc phân loại là chất nhũ hóa chứ khơng phải chất béo, chất béo
đƣợc tạo thành khi ba nhóm hydroxyl trên glycerol kết hợp với ba acid béo. Vì vậy lệnh
cấm của FDA không áp dụng đối với loại chất nhũ hóa này. Khi chất béo chuyển hóa bị
loại bỏ dần, các cơng ty thực phẩm có thể chuyển sang sử dụng chất nhũ hóa
monoglyceride nhƣ những lựa chọn thay thế cho các chất nhũ hóa gốc béo khác [13].
Các monoglyceride của acid béo (DMG E471) đƣợc liệt kê trong Quy định của Ủy
ban (EU) số 231/2012 nhƣ một chất phụ gia thực phẩm đƣợc phép và đƣợc phân loại
trong "Phụ gia không phải là màu và chất tạo ngọt" [14].
Monoglyceride là một thành phần đa chức năng đƣợc công nhận là an tồn (GRAS)
có thể đƣợc sử dụng nhƣ chất nhũ hóa, chất ổn định, chất làm đặc, chất tạo kết cấu, chất
7


làm chắc bột, chất hoạt động bề mặt trong thực phẩm mà khơng có giới hạn nào dựa trên
giá trị ADI (Acceptable daily intact) [14][15].
Có trƣờng hợp cần lƣu ý, có một loại chất nhũ hóa monoglyceride hay đƣợc dùng
nhƣ glyceryl monostearate đƣợc sản xuất từ mỡ động vật, thì có thể có thêm các yêu cầu
pháp lý bổ sung để tránh bị nhiễm 1 số bệnh ở động vật, cụ thể là bệnh não xốp ở bò [16].
1.8. ợi ích của monoglyceride đối với sức khỏe con ngƣời
Tính chất lƣỡng cực (có phần phân cực và khơng phân cực trong cấu trúc) của
monoglyceride đƣợc sử dụng nhƣ một chất nhũ hóa và tác nhân kháng khuẩn, kháng
nấm, kháng virus, chống oxy hóa và chống xơ cứng động mạch [17][18].
Các đặc tính lƣỡng cực của monoglyceride tƣơng tự nhƣ các đặc tính lƣỡng cực của
polyene đã đƣợc chứng minh là có đặc tính kháng nấm. Một loại thuốc lƣỡng cực nhƣ
hợp chất polyene có thể tƣơng tác với màng tế bào của nấm thơng qua liên kết hóa học
hoặc thay thế lớp lipid kép của màng tế bào, dẫn đến tổn thƣơng tế bào, cụ thể hơn, nhóm
acyl của phần monoglyceride ƣa béo sẽ tƣơng tác thông qua tƣơng tác van der Waals với
ergosterol trong thành tế bào nấm và gây ra sự ly giải và chết tế bào [19]. Các
monoglyceride nhƣ monolaurin đƣợc báo cáo là có hoạt tính chống lại nấm Candida

albicans [20].
Các monoglyceride chuỗi trung bình đƣợc tiết lộ là có hoạt tính kháng khuẩn tốt
hơn các monoglyceride chuỗi dài. Monoglyceride từ các acid béo không bão hòa đa,
chẳng hạn nhƣ EPA (acid eicosapentaenoic) và DHA (acid docosahexaenoic), đóng một
chức năng quan trọng đối với sức khỏe con ngƣời, nhƣ monoolein có hoạt tính chống oxy
hóa và chống xơ vữa động mạch [17]. Ngoài ra, nhờ vào các đặc tính kháng khuẩn của
monoglyceride, nên chúng đƣợc sử dụng làm chất phủ thuốc [18]. Các ứng dụng khác
nhau của monoglyceride phụ thuộc vào bản chất và cấu trúc hóa học của nó có vai trị
quan trọng trong việc xác định phạm vi ứng dụng rộng rãi của chúng trong đời sống con
ngƣời.
8


ƢƠ
2.1.

2:

Ấ

Ủ

Y E

E

àu sắc
Đối với dạng lỏng, có màu từ vàng rơm đến nâu, dạng sáp có màu trắng đến trắng

nhạt, đối với dạng rắn có thể dƣới dạng bơng, bột hay viên nhỏ.

Hình 2. 1Bột monoglyceride tinh khiết
2.2. ộ tan
Bởi vì nó có cấu trúc gần giống với dầu và chất béo, nên nó là hồn tồn tƣơng
thích với dầu và chất béo, dễ dàng hòa tan trong dầu. Dễ dàng hòa tan trong ethanol,
chloroform, benzene và một số dung mơi ít phân cực khác.
Hầu nhƣ tất cả các monoglyceride no có độ dài mạch acyl carbon là C10 – C18 đều
hịa tan trong ethanol nhƣng khơng hịa tan trong nƣớc. Chỉ có monocaprylin (C8) ít tan
trong nƣớc nhƣng tan hồn tồn trong ethanol. Điều đó có nghĩa là đặc tính ƣa nƣớc của
monoglyceride tỷ lệ nghịch với độ dài mạch carbon của các nhóm acyl [8].
2.3. hiệt độ nóng chảy
Khơng có nhiệt độ nóng chảy cụ thể, bởi vì các đặc tính của Monoglyceride phụ
thuộc vào các nhóm acid béo liên kết, nếu các nhóm R có nguồn gốc từ acid béo bão hòa,

9


thì nó sẽ tạo ra monoglyceride bão hịa, ví dụ, monolaurin, monocaprin, monomiristine,
monopalmitin và monostearin là các monoglyceride bão hòa ở dạng rắn [21][22][23].
Mặt khác, nếu các nhóm –R là từ acid béo khơng bão hịa, nó có thể tạo ra các
monoglyceride khơng bão hịa nhƣ monoolein và monolinolein có xu hƣớng ở dạng chất
lỏng đặc.
Các monoglyceride bão hịa có thể đƣợc tìm thấy ở ba dạng vật lý, chẳng hạn nhƣ
chất lỏng đặc (monocaprylin), chất rắn béo (monocaprin, monolaurin, monomiristin,
monopalmitin) và chất rắn nhƣ sáp (monostearat và monobehenat). Chiều dài chuỗi
carbon dài hơn của monoglyceride bão hòa dẫn đến tăng nhiệt độ nóng chảy.
Monocaprylin có nhiệt độ nóng chảy từ 40–42 ° C, khi chiều dài chuỗi carbon tăng từ
monocaprylin thành monobehenat, điểm nóng chảy của nó tăng lên 65–77 ° C. Các
monoglyceride khơng bão hịa nhƣ monoolein và monolinolein có ở dạng lỏng với nhiệt
độ nóng chảy dƣới 35 ° C [7].

2.4. Khối lƣợng riêng
Tùy vào nhóm acyl liên kết mà sẽ có khối lƣợng riêng khác nhau:
Các monoglyceride

Khối lƣợng riêng (kg/cm3)

monocaprin

0.9740

monolaurin

0.9764

monopalmitin

0.969±0.06

monolinolein

0.981±0.06

monoolein

0.96

monocaprylin

1.044±0.06

monobehenat

0.942

Bảng 2. 1 Khối lƣợng riêng của một số chất nhũ hóa monoglyceride

10


2.5. ính chất hóa học
Do cấu trúc của monoglyceride vừa là ester, vừa là alcol, vì thế nó mang tính chất
hóa học của cả alcol và ester. Trong q trình bảo quản, monoglyceride sẽ tăng giá trị
acid tự do thông qua phản ứng thủy phân của ester với một lƣợng nhỏ nƣớc, vậy nên lƣu
ý trong quá trình bảo quản [16].
2.6. huyển đổi cấu trúc
Nhờ cấu trúc khá đặc biệt nên monoglyceride có thể chuyển đổi cấu trúc từ dạng αmonoglyceride sang dạng β-monoglyceride khi và ngƣợc lại.
2.7. ộ nhớt
Độ nhớt biểu thị khả năng kháng lại lực cắt của chất lỏng. Nếu không xét đến các
yếu tố nhƣ nhiệt độ, áp suất hay lực cắt, thì độ nhớt của các monoglyceride cơ bản là
không giống nhau, do cấu trúc của các acyl khác nhau trong monoglyceride. Chẳng hạn,
những nhóm acyl nào có carbohydrate dài hơn thì sẽ tạo độ nhớt cao hơn. Ngồi ra, mạch
bão hịa sẽ có độ nhớt cao hơn so với mạch khơng bão hịa.
2.8. iểm mây (cloud point)
Điểm mây của chất nhũ hóa monoglyceride rất phức tạp. Cũng tƣơng tự nhƣ độ
nhớt, điểm mây của monoglyceride khơng có một con số cụ thể, nó vẫn phụ thuộc vào
tính chất, cấu trúc của nhóm acyl liên kết và tùy vào đặc tính của hệ nhũ. Trong dung mơi
nƣớc, đối với nhóm acyl có mạch carbohydrate càng dài thì điểm mây sẽ càng thấp, điều
này cũng dễ hiểu do mạch kỵ nƣớc càng dài thì càng khó hòa tan trong nƣớc, dẫn đến
hiện tƣợng vẫn đục ngay cả ở nhiệt độ thấp.
Hệ nhũ nƣớc trong dầu (tỷ lệ nƣớc/dầu là 20/80), ngƣời ta cho NaCl vào những giọt

nƣớc phân tán và sử dụng monostearate làm chất nhũ hóa để ổn định hệ nhũ này, để so
sánh sự ảnh hƣởng của nhiệt độ đến khả năng giữ cấu trúc hệ nhũ của monostearate bằng
11


cách so sánh nồng độ NaCl giải phóng theo thời gian. Kết quả lần lƣợt là 28% và 82%
NaCl trong những giọt nƣớc đƣợc giải phóng trong 30 ngày ở 22 và 37 ° C, do ở 37 ° C
làm tăng tốc độ khuếch tán, dịch chuyển và giải hấp của monostearate khỏi bề mặt phân
cách dầu-nƣớc. Trong khi nhiệt độ nóng chảy của monostearate là từ 54–64 ° C, vậy có
thể coi điểm mây của monostearate là trên 37 ° C và thấp hơn nhiệt độ nóng chảy đối với
hệ nhũ nƣớc trong dầu này và điểm mây sẽ còn thay đổi tùy theo tỷ lệ của hai pha lỏng
mà điểm mây của monostearate sẽ cịn thay đổi, tính chất này tƣơng tự đối với các
monoglyceride khác [32].
2.9. hỉ số
Giá trị HLB của chất nhũ hóa nào càng thấp cho thấy chất này dễ hòa tan trong dầu
hơn và có thể tạo thành nhũ tƣơng W / O (nƣớc trong dầu), hoặc nếu khơng thì nó dễ hịa
tan hơn trong nƣớc và tạo thành nhũ tƣơng O / W (dầu trong nƣớc).
Monoglyceride có chỉ số HLB thấp (trong khoảng từ 3-6), vì thế dễ tan trong dầu;
khi hịa tan vào nhũ tƣơng dầu trong nƣớc thì sẽ hình thành hệ nhũ nƣớc trong dầu bằng
cấu trúc micelles đảo.
2.10. ính dễ bị oxi hóa
Q trình xảy ra trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm có sự hiện diện
của chất béo. Sự oxy hóa chất béo là nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản của các sản
phẩm và monoglyceride cũng không ngoại lệ, cho dù là phù gia ổn định sản phẩm, bởi vì
các monoglycerol với gốc acyl của acid béo khơng bão hịa rất dễ bị oxi hóa dƣới tác
dụng của ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại và oxy tạo thành các gốc tự do [13].
Cơ chế phản ứng oxy hóa gốc acyl khơng no của monoglyceride xảy ra phức tạp, có
thể chia thành 3 giai đoạn:
- Khơi mào:

12


Hình 2. 2Giai đoạn khơi mào
- Lan truyền-tạo các sản phẩm trung gian:

Hình 2. 3

iai đoạn lan truyền

- Kết thúc phản ứng:

Hình 2. 4 Kết thúc phản ứng oxi hóa
2.11. ính chất đa hình
Trong pha nƣớc các monoglyceride phân tán dƣới dạng phiến (lamellar), hay còn
gọi là lớp lipid kép, pha nƣớc xen kẽ giữa các đầu phân cực của monoglyceride (hình 2.5)
[23], một phần do chỉ số HLB quá thấp nên đầu ƣa dầu bị đẩy mạnh vào với nhau nên dễ
dàng tạo đƣợc cấu trúc lipid kép đặc biệt này.

13


Hình 2. 5Cấu trúc dạng phiến (lamellar) của các monoglyceride
Khi có mặt của chất đồng nhũ hóa (co-emulsifer) đƣợc thêm vào hệ thì làm gia tăng
lực đẩy tĩnh điện giữa các đầu phân cực của lớp lipid kép đối diện nhau, dẫn đến khoảng
cách giữa các lớp đối diện đƣợc kéo dãn ra làm cho bề đây của lớp nƣớc tăng lên. Hiệu
ứng này chỉ xảy ra khi thêm chất đồng nhũ hóa ion, thì mới mang điện tích ion trong
nƣớc dẫn đến xuất hiện lực đẩy tĩnh điện.
α-monoglyceride có thể tồn tại ở nhiều dạng đa hình khác nhau ở các nhiệt độ khác
nhau nhờ cấu trúc đối xứng của nó. Ở dạng α-gel, α-monoglyceride có cấu trúc nhƣ gel,

cấu trúc này khơng ổn định nhƣng có tính chất hoạt động và khả năng tạo nhũ tuyệt vời.
Sự chuyển đổi của α- monoglyceride từ dạng α-gel sang dạng α-gel phụ (sub-α-gel) đƣợc
quan sát trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn (hình 2.6), ở dạng này độ nhớt cao hơn. Nếu
bảo quản α-monoglyceride lâu ngày ở nhiệt độ thƣờng sẽ chuyển sang dạng coagel bền
hơn, có cấu trúc tinh thể, dạng này có độ nhớt cao nhất. Ngồi ra, trong dung mơi thích
hợp, một số α-monoglyceride sẽ kết tinh tạo thành cấu trúc coagel, Ví dụ, α-monocaprin,
α-monolaurin và α-monomiristine sẽ kết tinh nhanh chóng để tạo thành chất rắn màu
trắng từ dung môi n-hexan. Cấu trúc phân tử đối xứng của β-monoglyceride khiến hợp
chất này đa số ở dạng coagel [7][24]. Ở giữa cấu trúc coagel và α-gel là cấu trúc tinh thể
lỏng (liquid crystal lamellar), pha tinh thể lỏng hay còn đƣợc gọi là mesophase.

14


Hình 2. 6 Tính chất đa hình của monoglyceride
2.12. ƣơng tác với tinh bột
Khi tinh bột đƣợc đun nóng để hồ hóa và trƣơng nở, monoglyceride và nƣớc kết
hợp với nhau tạo thành pha phân tán nhiều lớp của tinh thể lỏng để thâm nhập vào hạt
tinh bột và tƣơng tác với amylose bên ngoài hạt tinh bột và amylose bên ngoài hạt tinh
bột.
Monoglyceride đƣợc bao bọc chặt chẽ trong cấu trúc xoắn của amylose để tạo thành
một phức hợp mạnh, tức là amylose đƣợc cố định trong hạt tinh bột, và lƣợng amylose
hòa tan trong nƣớc tự do xung quanh hạt tinh bột bị giảm, và ái lực của monoglyceride
gốc dầu đi vào cấu trúc xoắn của amylose để tạo thành một phức hợp khơng hịa tan,
ngăn cản sự kết tinh lại giữa các hạt tinh bột và quá trình lão hóa . Khả năng tạo phức của
các monoglyceride với tinh bột phần lớn phụ thuộc vào độ dài chuỗi của các nhóm acyl,
và các chuỗi hydrocacbon có 16 và 18 nguyên tử cacbon đƣợc ƣu tiên hơn [25].
2.13. ƣơng tác với chất béo
Một số chất béo trong dầu mỡ cũng có cấu trúc đa hình. Dạng tinh thể α của dầu mỡ
là khơng ổn định nhất và có nhiệt độ nóng chảy thấp, trong khi dạng tinh thể β và dạng

tinh thể β' ổn định hơn và có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, dạng β' ổn định hơn β, do nó có
15


độ dẻo, nhiệt độ nóng chảy và độ trải trên bề mặt ổn định hơn. Để duy trì trạng thái tinh
thể β'của dầu mỡ, cần phải thêm chất điều chỉnh tinh thể.
Monoglyceride có thể cải thiện sự gắn kết giữa các chất béo và khả năng kết hợp
với chất béo để tạo thành cấu trúc mạng lƣới tinh thể, do đó cải thiện sự kết tinh của chất
béo và cải thiện tính ổn định của chất béo, rất có lợi cho việc sản xuất các sản phẩm có
nhiều chất béo. Nó có thể ngăn ngừa sự phân tách dầu-nƣớc trong bột nhào hoặc sản
phẩm do thời gian bảo quản quá nhiều, tức là hiện tƣợng "sự tách dầu", giúp cải thiện
thời gian bảo quản và đảm bảo chất lƣợng [25].
2.14. Khả năng nhũ hóa
Monoglyceride có tính hoạt động bề mặt tốt hơn một số chất hoạt động bề mặt
protein, do đó di chuyển nhanh chóng ở bề mặt và làm giảm sức căng bề mặt [26], bởi vì
nhiều chất hoạt động bề mặt protein có độ dài mạch khơng ổn định, nên khó kiểm sốt và
khó xác định chỉ số HLB thích hợp để mà sử dụng tốt nhất, đối với monoglyceride là chất
nhũ hóa tổng hợp nên ngƣời ta có thể kiểm sốt đƣợc.
Các monoglyceride chuỗi dài (monopalmitin và monostearat) có đặc tính chất nhũ
hóa tuyệt vời so với monoglyceride chuỗi trung bình (monolaurin và monocaprin), do
mạch hydrocarbon dài của monoglyceride có khả năng liên kết tốt với tinh bột, giữ cho
tinh bột không bị kết tinh khi dùng để chế biến thành nhiều loại thực phẩm [8].

16


ƢƠ

3: Ứ

Ủ

Ấ

Ũ

Ĩ

Ự

Ự

Y E

E

Ẩ

Xã hội ngày càng hiện đại và phát triển thì nhu cầu của con ngƣời về thực phẩm
cũng đƣợc nâng cao, trong đó tính cảm quan của sản phẩm thực phẩm rất quan trọng,
ngon mắt thì mới ngon miệng đƣợc, các thành phần trong sản phẩm đồng nhất sẽ tạo ra
sự hài hòa về màu sắc và hƣơng vị, để tạo ra đƣợc sự hài hòa tuyệt vời này thì cần có chất
nhũ hóa. Monoglyceride là chất nhũ hóa rất phổ biến ở lĩnh vực này, sở dĩ nó đƣợc dùng
nhiều hơn sodium caseinate vì nó rẻ hơn, hiệu quả mang lại cao. Mono và di-glyceride
chiếm khoảng 70% sản lƣợng trong lĩnh vực thực phẩm toàn cầu, do đó nó đƣợc coi là
nhóm chất nhũ hóa quan trọng nhất trong lĩnh vực thực phẩm[9]. Khoảng 85.000.000 kg
monoglyceride đƣợc mua ở Hoa Kỳ mỗi năm [7].
3.1. Sữa
Monoglyceride đƣợc thêm vào đồ uống có dầu và protein nhƣ sữa dừa, sữa đậu
phộng, sữa đậu nành, sữa hạnh nhân, ca cao… Có thể cải thiện đáng kể độ hịa tan và độ

ổn định, ngăn ngừa kết tủa và phân tách dẫn đến sự lắng cặn [26].

Hình 3. 1 Các sản phẩm sữa có monoglyceride làm chất nhũ hóa
Sữa vừa là một hệ nhũ tƣơng phức tạp, vừa là một dung dịch keo. Chất nhũ hóa cho
sữa đƣợc sử dụng phổ biến trong sản xuất sữa chủ yếu là monoglyceride, diglyceride và
các phụ gia khác. Monoglyceride kết hợp với các chất nhũ hóa khác tạo thành một lớp
phim mỏng bao quanh các giọt béo trong sữa giúp gia tăng và duy trì sự ổn định bề mặt
tiếp xúc của các giọt này trong q trình đồng hóa sữa cũng nhƣ bảo quản.
17


Monoglyceride cũng giúp cải thiện chất lƣợng, hạn sử dụng cho các loại sữa tƣơi tiệt
trùng, thanh trùng… đảm bảo cho chất lƣợng sản phẩm không thay đổi trong thời gian
bảo quản và sử dụng [27].
3.2. Kem đá
Kem là một hệ thống khá phức tạp, có 3 thành phần chính: chất béo (béo lỏng và
béo rắn), nƣớc và khơng khí, trong hệ thống đƣợc monoglyceride giúp ổn định độ căng
bề mặt của nƣớc dầu và thúc đẩy quá trình giải hấp protein sữa khỏi bề mặt, giúp làm
giảm độ bền và độ co giãn giữa các bề mặt. Cải thiện phân tán chất béo và thúc đẩy sự
tƣơng tác lẫn nhau của các chất béo và protein tạo cấu trúc kết hợp bọt khí.

Hình 3. 2 Sản phẩm kem có cấu trúc đẹp mắt
Monoglyceride là chất nhũ hóa và chất ổn định tốt nhất để làm kem chất lƣợng cao
để cải thiện sự phân tán của chất béo bằng cách giảm phá nhũ, ngăn chặn sự tích tụ lại
của các giọt béo trong quá trình làm lạnh, ngăn chặn và kiểm sốt hình thành các tinh thể
nƣớc đá lớn, do monoglyceride có 2 gốc OH liên kết hydro mạnh với nƣớc, mà khi các
phân tử nƣớc bị giữ lại thì sẽ hạn chế sự kết tinh thành tinh thể băng, điều này làm cho
cấu trúc kem mịn và xốp, cải thiện việc duy trì hình dạng và bảo quản của sản phẩm [26].
3.3. Bánh mì
Monoglyceride khơng chỉ có thể tạo ra sự trộn lẫn nhanh chóng trong đƣờng và chất

béo, mà cịn khơng bị tách ra sau khi làm lạnh, ngăn sản phẩm bị nhớt, kết dính, biến
dạng, cũng nhƣ cải thiện khả năng chống ẩm [26].
18


Gần 60% monoglyceride đƣợc sử dụng cho các sản phẩm bánh mì. Sự phân tán của
monoglyceride trong bột nhào phụ thuộc vào kích thƣớc hạt và điểm nóng chảy của
monoglyceride. Chúng đặc biệt đƣợc sử dụng trong bột bánh mì vì nó làm tăng độ ổn
định lên men của bột, thúc đẩy q trình lên men bánh mì nhanh chóng để bột khơng bị
xẹp trong q trình vận chuyển, mà những điều này sẽ làm giảm chất lƣợng cuối cùng
của sản phẩm. Nó ổn định cấu trúc bột nhào, giữ đƣợc cấu trúc của bánh mì, kết hợp với
men làm tăng độ xốp, tăng khối lƣợng bánh mì, tăng độ dẻo, nhờ vậy giúp cho bánh mì
đẹp mắt và ngon hơn khi nhai [28]. Việc bổ sung monoglyceride cũng ngăn ngừa sự hình
thành các vết phồng rộp trên bánh mì. Điều này đã trở nên phổ biến đối các thợ làm bánh
vì nó mang lại kết cấu mịn cuối cùng cho bánh.

Hình 3. 3 Cấu trúc đẹp mắt của bánh mì
Bên cạnh đó, monoglyceride cũng tạo phức với tinh bột trong bánh mì ngăn cản sự
kết tinh lại của tinh bột trong q trình bảo quản do đó góp phần làm tăng thời hạn sử
dụng. Monoglyceride thƣờng đƣợc sử dụng trong bánh mì, liều lƣợng cụ thể là 0,1% 0,5% bột mì [26].
3.4.

ì sợi
Trong quá trình sản xuất các sản phẩm mì, là sự trộn lẫn phứ tạp giữa các thành

phần với nhau, trong đó có 3 thành phần chính là: tinh bột, protein và lipid đóng vai trị
quyết định đến chất lƣợng của sản phẩm, do 3 thành phần chính này điều có cấu trúc rất
phức tạp, tinh bột thì lại dễ kết tinh trong quá trình ủ bột mì. Nếu chúng phân bố điều vào
nhau, sẽ tạo nên một sợi mì thơm ngon cùng với màu sắc cuốn hút mà chúng ta thƣờng
19

thấy, để làm đƣợc điều đó, phải cần đến chất nhũ hóa monoglyceride, nhờ khả năng
tƣơng tác tốt với bột bột mì, q trình tƣơng tác rất phức tạp, có thể diễn ra theo nhiều
cách, giúp ổn định các thành phần, hịa huyện các ngun liệu lại với nhau [25].

Hình 3. 4 Sợi mì
3.5. ơ phết
Trong các sản phẩm phết, ví dụ nhƣ bơ đậu phộng và các sản phẩm bơ khác, trong
những bữa ăn, ngƣời ta có thể phết 1 lớp bơ trên bề mặt của bánh mì hay thịt, giúp tăng
thêm độ ngon và mùi vị của món ăn. Những sản phẩm này có rất nhiều chất béo, ví dụ,
bơ Magarine có tới 80% chất béo là pha liên tục và còn lại nƣớc và các thành phần khác,
dầu nhiều sẽ tăng thêm hƣơng vị, do khi nhai, các giọt dầu sẽ phân tán điều trong miệng
và đọng lại trên vịm họng của chúng ta, kích thích tối đa vị giác trong miệng. Nếu để
hàm lƣợng gần 100% là chất béo, còn lại là các gia vị khác thì sản phẩm sẽ khơng tốt, sẽ
có hại hơn cho sức khỏe vì hàm lƣợng béo q lớn và có những gia vị giúp sản phẩm trở
nên ngon hơn chỉ phân tan đƣợc trong nƣớc, khó phân tán trong dầu, vì vậy cần kết hợp
nƣớc và dầu để sản phẩm tốt nhất. Monoglyceride đóng vai trị ổn định cấu trúc của hệ
nhũ dầu trong nƣớc này, giúp phân tán những giọt nƣớc điều trong cấu trúc, để khi quét
lên bề mặt điều và nhìn đẹp mắt.

20