XATHAN GUM ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực mỹ PHẨM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (628.46 KB, 24 trang )
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
--------
XATHAN GUM ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC MỸ
PHẨM
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Phạm Quỳnh Anh
Sinh viên thực hiện
: Lê Ngọc Phú
Lớp
: DH18HS
MSSV
: 18139150
1
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ VÀ XATHAN GUM ................................. 4
TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ................................................................ 4
1.
1.1
Khái niệm ........................................................................................................... 4
1.2
Phân loại ............................................................................................................ 5
2. Tổng quan về xanthan gum ................................................................................................ 7
2.1 Khái niệm ............................................................................................................... 7
2.2 Lịch sử ra đời của xanthan gum: .................................................................................... 7
Chương II: CẤU TẠO & TÍNH CHẤT CỦA XATHAN GUM ........................................................ 8
3. Cấu tạo và tính chất......................................................................................................... 8
3.1 Cấu tạo ...................................................................................................................... 8
3.1.1 Cấu tạo phân tử ...................................................................................................... 8
3.1.2 Khối lượng phân tử:................................................................................................. 9
3.1.3 Trạng thái phân tử: .................................................................................................. 9
3.1.4 Thành phần cấu tạo ............................................................................................... 10
3.2 Tính chất................................................................................................................... 10
3.2.1 Tạo dung dịch có độ nhớt ........................................................................................ 10
3.2.2
Tính tương hợp của xathangum ........................................................................... 11
3.2.3 Gel thuận nghịch về nhiệt độ: ................................................................................... 12
3.2.4 Khả năng hydrat hóa .............................................................................................. 12
Chương III: NGUYÊN LIỆU & QUI TRÌNH SẢN XUẤT XATHAN GUM ..................................... 12
4. Nguyên liệu sản xuất Xathan gum ...................................................................................... 12
2
4.1
Vi sinh vật ............................................................................................................. 12
4.1.1 Giống vi sinh vật .................................................................................................. 12
4.1.2
Đặc điểm hình thái .......................................................................................... 13
4.1.3
Tiêu chí chọn giống ......................................................................................... 14
4.1.4
Nguyên liệu khác ............................................................................................ 15
4.2 Quy trình sản xuất Xathan gum
.......................................................................................17
Chương IV: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ & ỨNG DỤNG CỦA XATHAN GUM
............................. 17
5. 1 Chỉ tiêu chất lượng của xathan gum ................................................................................. 17
5.1.1 Chỉ tiêu vật lý ...................................................................................................... 17
5.1.2 Chỉ tiêu hóa học ................................................................................................... 17
5.1.3 Chỉ tiêu vật lý ...................................................................................................... 18
5.1.4 Chỉ tiêu vi sinh ..................................................................................................... 18
5.2 Ứng dụng .................................................................................................................. 19
5.2.1 Ứng dụng trong công nghiệp dầu mỏ .......................................................................... 19
5.2.2 Ứng dụng trong dược phẩm ..................................................................................... 19
5.2.3 Ứng dụng trong thực phẩm ...................................................................................... 19
5.2.4 Ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm ............................................................................. 20
5.2.5 Về mức độ an toàn ................................................................................................ 22
Chương V:
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 22
6. Những lợi ích, tác dụng phụ khi sử dụng Xathan gum .............................................................. 22
6.1 Lợi ích của Xathan gum trong mỹ phẩm ........................................................................ 22
6.2 Tác dụng phụ và dị ứng ............................................................................................. 23
Lời mở đầu
Xathan gum là một polysaccharide được sinh tổng hợp từ vi sinh vật. Có nhiều
loại polysaccharide được sinh tổng hợp vi sinh vật như alginate, curlane, dextran,
gellan, glucan, pullulan và xathan. Trong số những loại này thì xathan gum có vai trị
3
vượt trội hơn bởi có tính định hướng, ứng dụng nhiều. Đối với ngành thực phẩm,
những nhu cầu về gum tự nhiên có xu hướng giảm dần xuống, trong khi đó xathan
gum lại có xu hướng tăng. Bài báo cáo sẽ giúp hiểu hơn về tính chất, các cơ chế tổng
hợp và ứng dụng của xathan gum trong mỹ phẩm.
Tuy nhiên với số lượng khổng lồ các kiến thức đã biết nên việc lựa chọn kiến
thức nào phù hợp sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được nhưng ý
kiến đóng góp của cơ.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ VÀ XATHAN GUM
1. TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
1.1 Khái niệm
Chất hoạt động bề mặt là các hợp chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt
giữa hai chất lỏng, chất khí và chất lỏng hoặc giữa chất lỏng và chất rắn. Chúng hoạt
động như chất tẩy rửa, chất làm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất phân tán
Các chất này có khả năng hấp phụ lên lớp bề mặt, có độ tan tương đối nhỏ, nếu
khơng chúng có xu hướng rời khỏi bề mặt vào trong lòng chất lỏng
Các chất hoạt động bề mặt trong nước đa số là các chất hữu cơ như các acid béo,
muối của acid béo, ester, rượu, alkyl sulfate ... Các phân tử chất hoạt động bề mặt bao
gồm hai phần:
+ Phần phân cực tái nước, và nước, háo nước) thường chứa các nhóm carboxylate,
sulfonate, sulfate, amine bậc bốn..... Nhóm này làm cho phân tử chất hoạt động bề mặt
có ái lực lớn đối với nước và bị kéo vào lớp nước.
+ Phần không phân cực (kỵ nước, ghét nước hay ái dầu, háo dầu, ưa dầu) là các gốc
hydrocarbon không phân cực kỵ nước, không tan trong nước, tan trong pha hữu cơ
không phân cực nên bị đẩy đến pha không phân cực. Phân tử chất hoạt động bề mặt
được biểu diễn như sau:
4
Hình 1: Phân tử chất hoạt động bề mặt
1.2 Phân loại
Các chất hoạt động bề mặt có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau như:
cấu trúc hóa học, tính chất vật lí, ứng dụng hóa học,….
a) Phân loại theo cấu trúc hóa học
b) Phân loại theo bản chất nhóm háo nước
Theo bản chất háo nước các chất hoạt động bề mặt được chia thành các nhóm
chính như sau: các chất hoạt động bề mặt anion, cation, lưỡng tính và không ion
➢ Chất hoạt động bề mặt anion:
- Trong dung dịch nước, phần thể hiện hoạt tính của chất hoạt động bề mặt được
tích điện âm.
- Một số chất điển hình là xà phịng, alkylbenzene sulfonate và este sulfate rượu
aliphatic.
- Được tạo thành từ xà phòng của một axit yếu và một bazơ mạnh.
- Vì dung dịch nước có tính kiềm nên chất hoạt động bề mặt anion khơng tan và
lắng đọng dưới dạng xà phòng canxi trong nước cứng.
- Được sử dụng như một chất nhũ hóa, chất phân tán, chất tạo bọt, chất hòa tan
trong nhiều ứng dụng công nghiệp và các ứng dụng không chứa nước.
➢ Chất hoạt động bề mặt cation:
- Trong dung dịch nước, phần thể hiện hoạt tính của chất hoạt động bề mặt được
tích điện dương và các dẫn xuất amin khác nhau được sử dụng.
- Không được sử dụng chung với chất hoạt động bề mặt aninon vì chúng sẽ hình
thành lên kết tủa không tan.
➢ Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính:
- Gồm cả nhóm ưa nước anion và nhóm ưa nước cation trong cùng một phân tử.
5
- Hình thành cation ở dung dịch pH dưới điểm đẳng điện tại điểm đẳng điện xấp
xỉ pH 7.
- Khi độ pH của dung dịch chất hoạt động bề mặt lưỡng tính đạt đến điểm đẳng
điện, độ hịa tan và hoạt động bề mặt bị suy giảm.
- Có thể sử dụng cùng với một số chất hoạt động bề mặt khác và ít độc hơn chất
hoạt động bề mặt cation.
- Có khả năng diệt khuẩn, chống tĩnh điện, làm mềm vải và là chất nhũ hóa.
➢ Chất hoạt động bề mặt không chứa ion:
- Chất hoạt động bề mặt không chứa ion khơng thể hiện tính ion dù có hịa tan
trong nước nhưng thể hiện hoạt động bề mặt.
- Chất hoạt động bề mặt điển hình là các chất bổ sung polyethylen và este đường.
- Có thể sử dụng cùng chất hoạt động bề mặt anion, cation hoặc chất hoạt động
bề mặt lưỡng tính.
c) Phân loại theo bản chất nhóm kỵ nước
- Gốc alkyl mạch thẳng C8-C18
- Gốc alkyl mạch ngắn CC3-C12 gắn vào nhân thơm
- Olein nhánh C8-C20
- Hydrocarbon từ dầu mỏ
- Hydrocarbon mạch dài thu được từ phản ứng CO và H2
d) Phân loại theo bản chất liên kết nhóm kỵ nước và ái nước
- Nhóm háo nước liên kết trực tiếp nhóm kỵ nước: RCOONa, ROSO3Na,
RC6H4SO3Na
- Nhóm háo nước liên kết nhóm kỵ nước thơng qua liên kết trung gian
+ Liên kết ester: RCOO-CH2CHOHCH2-OSO3Na
+ Liên kết amide: R-NHCOCH2SO3Na
+ Liên kết ether: ROC2H4OSO3Na
e) Phân loại theo chỉ số HLB
Tính ưa và kỵ nước của chất hoạt động bề mặt được nhận biết bởi chỉ số HLB
(xhydrophilic lipophilic balance) có giá trị từ 0 - 40. Chỉ số này càng cao thì hoạt
chất càng dễ hịa tan trong nước và ngược lại, chỉ số càng thấp thì nó càng dễ hịa tan
trong các dung mơi khơng phân cực. Theo chỉ số HLB, tính chất của chất hoạt động bề
mặt sẽ như sau:
- Từ 1 - 3: Chất hoạt động bề mặt có tính phá bọt.
- Từ 4 - 9: Chất hoạt động bề mặt nhũ nước trong dầu.
- Từ 9 – 11: Chất hoạt động bề mặt thấm ướt.
6
- Từ 11 - 15: Chất hoạt động bề mặt nhũ dầu trong nước
- Trên 15: : Chất hoạt động bề mặt khuếch tán, chất phân tán
2. Tổng quan về xanthan gum
2.1 Khái niệm
-
Xanthan gum là một polysaccharide được sử dụng như là một phụ gia thực
phẩm và chất điều chỉnh lưu biến. Là sản phẩm lên men của glucose và
saccharose bởi vi khuẩn Xanthomonas campestris.
-
Xanthomonas campestris là loại vi khuẩn gây ra bệnh mục đen trên cải, hoa lơ
và các loại rau lá mỏng khác.
2.2 Lịch sử ra đời của xanthan gum:
-
Cách đây rất lâu, con người đã tìm hiểu được rằng các lồi Xanthomonas có thể
sản xuất ra những khối sền sệt.
-
Cuối năm 1950, xanthan đã được phát minh tại Northern Reaseach Center
(NRRC), Peoria, Illinois.
-
Bà Allene Rosalind Jeanes và cộng sự của bà ở Viện Nông Nghiệp Hoa Kỳ
(United States Department of Agriculture) đã tổ chức cuộc kiểm tra các lồi vi
sinh vật có khả năng sản xuất ra các loại gum tan trong nước, trong số đó,
xanthan là một polysaccharide tổng hợp bằng phương pháp sinh học mà có
tiềm năng ứng dụng rất lớn so với các loại gum tan trong nước được sản
xuất bằng phương pháp tự nhiên.
-
Đầu những năm 1960, xanthan trở thành sản phẩm thương mại bởi công ty
Kelco với tên thương mại là Kelzan (theo Whistler) nhưng khơng thích hợp cho
thương mại mãi đến năm 1964.
-
Năm 1969, xanthan đã được tổ chức FDA (the American Food and Drug
7
-
Administration) cho phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm sau những nghiên
cứu và thử nghiệm trên động vật. Nó được phép sử dụng ở các nước: Hoa Kỳ,
Canada, Châu Âu (1982). Số kí hiệu là E415.
Chương II: CẤU TẠO & TÍNH CHẤT CỦA XATHAN GUM
3. Cấu tạo và tính chất
3.1 Cấu tạo
3.1.1 Cấu tạo phân tử
-
Xanthan bao gồm những cụm 5 gốc đường được lặp lại, mỗi cụm gồm 2 gốc
đường D - glucose, 2 gốc đường D - mannose, 1 gốc đường D - glucoronate và
các gốc acetate, pyruvate với số lượng thay đổi.
-
Mỗi cụm đơn vị của mạch chính trong chuỗi polysaccharide bao gồm các gốc β
– D – glucose, liên kết với nhau bằng liên kết β – 1, 4 glycoside. Yếu tố này
giống với cấu trúc của cellulose.
-
Mạch nhánh gồm 1 gốc glucoronate nằm ở giữa liên kết với 2 gốc
mannose. Vị trí thứ nhất của gốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ hai của 1
gốc D - mannose, cịn vị trí thứ tư của gốc D-glucoronate liên kết với vị trí thứ
nhất của một gốc mannose khác.
-
Mạch nhánh liên kết với mạch chính tại vị trí thứ 3 trên gốc cellulose của mạch
chính và vị trí thứ nhất trên gốc mannose của mạch nhánh.
-
Khoảng một nửa số gốc mannose ở cuối có nhóm acid pyruvic liên kết do
nhóm ketal tạo vịng tại vị trí 4 – 6 trên gốc mannose.
-
Gốc mannose cịn lại liên kết với một acetyl tại vị trí thứ 6.
-
Xanthan gum cũng chứa các ion dương hóa trị một như là Na, K.
8
-
Mạch nhánh và mạch thẳng xoắn chặt với nhau tạo thành hình dạng bền chặt.
Hình 2.1: Cấu trúc một đơn vị của xanthangum
3.1.2 Khối lượng phân tử:
-
Có thể từ 0.9 triệu đến 1.6 triệu Dalton, nó phụ thuộc vào nguồn vi sinh
vật và điều kiện thực hiện quá trình lên men.
Đơi khi khối lượng phân tử xanthan cũng có thể lên đến 13 - 50 triệu
Dalton.
Hình 2.2. Cấu tạo của xanthan gum
3.1.3 Trạng thái phân tử:
-
Xanthan là phân tử sinh học xoắn đôi nhưng không đối xứng nhau.
-
Mạch nhánh và mạch thẳng xoắn chặt với nhau tạo thành hình dạng bền
chặt.
9
-
Các phân tử có thể co lại hình xoắn ốc kép hình thành nên cấu trúc đặc
quánh, khi gặp một số điều kiện sẽ bị duỗi mạch làm thay đổi tính chất.
Mạch chính được mạch bên bảo vệ nên làm cho xanthan tương đối bền
với acid, kiềm và enzyme.
3.1.4 Thành phần cấu tạo
-
-
Acid pyruvic là một thành phần rất quan trọng do nó tác động đến khả năng hịa
tan trong nước của polymer. Thành phần acid pyruvic trong xanthan khác nhau phụ
thuộc vào chủng Xanthomonas campestris (có những chủng sản xuất ra hàm lượng
acid pyruvic rất cao, có những chủng lại sản xuất ra với hàm lượng rất thấp), điều kiện
lên men và điều kiện thu hồi sản phẩm.
Vi khuẩn
D -
D-
D
X.campestris
30,1
27,
X.vasculorum
34,9
X.faseoli
–
Pyruva
Aceta
14,9
7,1
6,5
30,
17,9
6,6
6,3
30,9
28,
15,3
1,8
6,4
X.juglandis
33,2
30,
16,8
6,9
6,4
X.gummisuda
34,8
30,
16,5
4,7
10
X.fragaria
24,6
26,
14
4,9
5,5
Bảng 2.1 Thành phần % của D – glucose, D – mannose, D – glucuronic acid,
pyruvate, acetate trong polysaccharide do một số chủng vi khuẩn khác nhau tạo ra.
3.2 Tính chất
3.2.1 Tạo dung dịch có độ nhớt
-
Khi hịa tan trong nước, bị hidrate hóa một cách nhanh chóng, khơng bị đóng
cục tạo dung dịch có độ nhớt cao.
10
Xanthan gum có độ nhớt cao. Dung dịch có nồng độ khoảng 1% có độ nhớt xấp
-
xỉ 1000 cP khi đo ở 60 v/ph với thiết bị đo độ nhớt Brookfield model LVF ở 250C
Ảnh hưởng của muối: độ nhớt không bị ảnh hưởng khi thêm một lượng lớn
-
muối, như trong 250 g/l dung dịch NaCl chỉ làm tăng không đáng kể độ nhớt của dung
dịch xanthan.
3.2.2 Tính tương hợp của xathangum
a) Với alcohol
Tuy xanthan khơng hịa tan trực tiếp được trong alcohol nhưng lại có khảnăng
tương thích với nó. Những sản phẩm có chứa xanthan trong cơng thức thành
phần thường chiếm đến60% dung mơi alcohol như ethanol. Ta có thể sử dụng
tính chất này để làm cho cocktail, rượu có mùi chocolate trở nên đặc hơn.
b) Với các loại enzyme
-
Hầu hết các dung dịch keo đều bị thối hóa ở một giới hạn nào đó bới các
enzyme có mặt trong thực phẩm như cellulase, pectinase, amylase, protease.
Tuy nhiên, xanthan khơng bị thối hóa bới chúng.
-
Khả năng kháng lại tác động của enzyme là do sự xắp xếp các nhánh chính và
nhánh phụ, sự xắp xếp này chống lại tác động của enzyme lên liên kết 1,4 trong
nhánh chính. Nhờ đó mà ngăn cản được sự ngưng trùng hợp do enzyme, acid và
kiềm. Ứng dụng thực tế, khả năng xanthan chống lại tác động của enzyme đã
được sử dụng trong một số sản phẩm thực phẩm như bánh mứt táo, thực phẩm
có chứa tinh bột, gia vị trộn…
11
3.2.3 Gel thuận nghịch về nhiệt độ:
-
Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Xanthan gum ở trạng thái keo có thể
thực hiện sự chuyển đổi cấu hình xoắn ốc đôi thành chuỗi đơn bằng cách tôi
luyện ở nhiệt độ 40 - 80 C. Ở cấu hình chuỗi đơn, mạng lưới liên kết yếu đi,
hình thành nên trạng thái giả dẻo (pseudoplastic) làm giảm độ nhớt của dung
dịch.
-
Xanthan gum có khả năng kết hợp được với nhiều chất tạo gel, tạo sệt khác
nhau như locust bean gum, konjac, guar gum.
3.2.4 Khả năng hydrat hóa
-
Sự hiện diện của những chuỗi tích điện âm trong phân tử xanthan gum làm tăng
khả năng hydrate hóa và tạo nên dung dịch xanthan trong nước lạnh.
-
Xanthan gum là một chất háo nước, tan được trong nước nóng và nước lạnh.
-
Điều kiện lạnh đơng/rã đơng: nhờ khả năng liên kết với nước nên dung dịch
xanthan gum rất bền khi lạnh đông cũng như rã đông.
Chương III: NGUYÊN LIỆU & QUI TRÌNH SẢN XUẤT XATHAN GUM
4. Nguyên liệu sản xuất Xathan gum
4.1 Vi sinh vật
4.1.1 Giống vi sinh vật
-
Xanthan được sản xuất từ vi khuẩn Xanthanmonas campestris được cơ lập từ
cây cải bắp, nó chính là loại vi khuẩn gây ra bệnh nấm cho cây có màu đen.
12
Hình 3.1 Vi khuẩn Xanthomonas campestris
Hình 3.2 Cải bắp nhiễm vi khuẩn Xanthomonas campestris
4.1.2 Đặc điểm hình thái
Vi khuẩn xanthomonas campestris
•
Giới: vi khuẩn
•
Ngành: Proteobacteria
•
Lớp: Gamma Proteobacteria
•
Bộ: Xanthomonadales
•
Họ: Xanthomonadaceae
•
Giống: Xanthomonas
Có dạng hình que đơn, thẳng, rộng 0,4-0,7 µm, dài 0,7-1,8µm
➢ Vi khuẩn Gram âm
➢ Có khả năng di động nhờ có tiên mao mọc ở cực
13
➢ Là loại vi khuẩn dị dưỡng, hiếu khí bắt buộc.
➢ Khơng có khả khử nito, phản ứng catalase dương tính, oxidase âm tính.
➢ Phát triển trên mơi trường dinh dưỡng agar, bị ức chế bởi 0.1%
triphenyltetrazolium chloride.
Phần lớn chúng sống một mình hoặc theo từng cặp X. campestris làm thành đám
mucoid màu vàng, trơn nhẵn sống trên môi trường rắn, và những tế bào được bao
quanh bởi xanthangum (polysaccharide ngoại bào). Cơng thức hóa học của sắc tố vàng
được xác định là mơn hoặc dibromoaryl polynen.
Tính khơng ổn định thuộc về di chuyển của vi khuẩn X. Campestris sẽ ảnh hưởng
đến chất lượng cũng như số lượng xanthan xuất hiện khi ni cấy nó. Sự đột biến gen
có liên quan đến việc hình thành 3 dạng khác nhau: L (large) và S (small) và VS (very
small). Trong khi dạng L sản xuất ra một lượng lớn xathan với những tính chất lưu
biến học mong muốn thì dạng S lại cho lượng sản phẩm ít và chất lượng thì kém. Cịn
VS khơng tổng hợp xanthan.
Những chức năng của xathan chưa được nhận biết đầy đủ, nhưng có một bằng
chứng chắc chắn rằng có một lớp polysaccharide ở xung quanh màng tế bào, bảo vệ tế
bào tránh khỏi những tác động của mơi trường xung quanh. Ví dụ như khả năng giữ
nước của xanthan, nó sẽ cung cấp một lớp màng bảo vệ dưới điều kiện mơi trường
hanh khơ.
4.1.3 Tiêu chí chọn giống
Giống vi khuẩn sử dụng phải đạt những chuẩn mực nhất định mới được phép sử dụng.
Các yếu tố cơ bản đối với giống vi khuẩn sử dụng lên men thu nhận xanthan gồm:
14
-
Giống vi khuẩn phải có khả năng sinh tổng hợp xanthan mạnh, sảnphẩm này có
chất lượng và số lượng cao hơn hẳn các sản phẩm phụ khác trong quá trình trao
đổi chất của chúng.
-
Giống phải có khả năng sử dụng các nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm.
-
Giống vi khuẩn có tính thích nghi cao hơn, đặc biệt phải thích nghi với điều
kiện sản xuất cơng nghiệp, trong đó có sự ổn định về nhiệt độ, pH, …
-
Giống phải có tốc độ sinh sản và phát triển rất mạnh trong điều kiện mơi trường
cơng nghiệp. Tính chất này này rất quan trọng vì khi nhiễm vi sinh vật lạ thì
giống dùng trong sản xuất phải có khả năng át chế sự phát triển của vi sinh vật
lạ.
-
Giống phải ổn định trong bảo quản và dễ dàng bảo quản.
4.1.4 Nguyên liệu khác
a) Nguồn cacbon
Glucose và saccharose là hai nguồn carbon được sử dụng phổ biến để cung cấp
cho vi khuẩn Xanthanmonas campestris trong q trình lên men thu nhận
xanthan. Trong đó glucose là nguồn carbon vi khuẩn Xanthanmonas campestris
dễ sử dụng. Tuy nhiên, ở nồng độ cao nó ảnh hưởng xấu tới quá trình lên men
của vi khuẩn, theo các nghiên cứu thì nồng độ glucose 2 – 4% w/w là mơi
trường lý tưởng cho quá trình lên men.
Để thuận tiện và chủ động cho việc sản xuất, ta dùng syrup glucose làm nguồn
cung cấp carbon cho vi khuẩn. Syrup glucose làm nguồn cung cấp cho vi
khuẩn.
15
Ở châu Âu người ta dùng syrup bắp để làm nguồn nguyên liệu sản xuất
xanthan. Syrup bắp còn được gọi là high fructose corn syrup (HFCS) do có hàm
lượng fuctose rất cao, được sử dụng phổ biến trong các loại kẹo và đồ uống.
b) Nguồn nitơ
Vi khuẩn Xanthanmonas campestris có thể sử dụng nguồn nitơ hữu cơ và
nguồn vô cơ. Vì vậy có thể dùng nước ngâm hạt ngũ cốc, dịch thủy phân casein,
dịch chiết nấm men, dịch chiết từ đậu nành, tuy nhiên nguồn nito thường được
dùng nhất là muối amoni. Xathan được sản xuất có chất lượng tốt nếu như X.
campestris được nuôi dưỡng trong một môi trường tổng hợp đơn giản bao gồm
NH4Cl2, glucose và muối.
c) Nguồn khống và yếu tố sinh trưởng
Ngồi việc cung cấp các nguyên tố cơ bản thì để quá trình lên men được diễn ra
tốt nhất ta cũng cần cung cấp đầy đủ cho vi khuẩn các nguyên tố khoáng và các
yếu tố sinh trưởng.
Các muối vô cơ là nguồn chất dinh dưỡng không thể thiếu đối với sự sinh
trưởng của vi sinh vật. Chúng có các chức năng sinh lý chủ yếu là: tham gia vào
thành phần của các hoạt tính ở các enzyme của vi sinh vật, duy trì tính ổn định
của kết cấu các đại phân tử và tế bào, điều tiết và duy trì cân bằng áp suất thẩm
thấu của tế bào, khống chế điện thế oxy hoá khử của tế bào và là nguồn vật chất
sinh năng lượng đối với một số loài vi sinh vật.
16
4.2 Quy trình sản xuất Xathan gum
Hình 3.1 Qui trình sản xuất xathan gum
Chương IV: CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ & ỨNG DỤNG CỦA XATHAN GUM
5. 1 Chỉ tiêu chất lượng của xathan gum
5.1.1 Chỉ tiêu vật lý
Tan hoàn toàn trong cả nước nóng và nước lạnh.
5.1.2 Chỉ tiêu hóa học
a) Thành phần dinh dưỡng
-
Năng lượng: 237 kJ/100g
17
-
Protein: 5-6g
-
Tổng lượng glucid: 78g
-
Chất xơ: 73g
b) Độc tố
Natri: 1-2g
-
Arsenic <3 (ppm)
-
Chì <5 (ppm)
-
Kim loại nặng <20 (ppm)
Isopropyl alcohol <0,075%
5.1.3 Chỉ tiêu vật lý
-
Độ ẩm max: 12%
-
Độ nhớt ở 240C: 600cP
-
Độ trắng >6
5.1.4 Chỉ tiêu vi sinh
-
Hàm lượng vi khuẩn cấy trong đĩa petri < 2000 (cfu/g)
-
Nấm mốc, Nấm men: 50 tế bào/g
-
Samonella: âm tính/25g
-
E. coli: âm tính/25g
18
5.2 Ứng dụng
5.2.1 Ứng dụng trong công nghiệp dầu mỏ
-
Trong lĩnh vực dầu khí xanthan đóng vai trị to lớn trong tất cả các giai đoạn
khoan dầu, vệ sinh đường ống…
-
Tính lưu biến đặt trưng của xanthan, khả năng tương thích của xanthan với
muối và khả năng làm giảm hư hỏng do nhiệt làm cho xanthan được sử dụng rất
phổ biến để thêm vào dầu thô.
-
Xanthan cũng được trộn vào bê tông khi đổ dưới nước để tăng độ sệt và chống
xói lỡ. Ngồi ra cịn có những ứng dụng trong công nghiệp sơn phù.
5.2.2 Ứng dụng trong dược phẩm
Xanthan được dùng trong thuốc có dạng huyền phù như thuốc kháng sinh,
thuốc đau dạ dày…với vai trò capsule bao giữ bột thuốc và tác dụng hòa tan.
Nhãn hiệu xanthan trên thị trường: sản phẩm xanthan gum từ Cargill
Texturizing Solutions được bán với tên thương hiệu SATIAXANETM cho thực phẩm,
mỹ phẩm, dược phẩm và VerXanTM cho các ngành công nghiệp khác.
5.2.3 Ứng dụng trong thực phẩm
-
Xanthan gum là một loại phụ gia sử dụng trong thực phẩm để tạo độ
nhớt, độ sệt, tạo nhũ hay làm chất ổn định, làm bền hệ nhũ tương của dầu và
nước, ví du như trong các sản phẩm kem, sữa chua, mayonnaise, salad
dressing…
19
-
Xanthan có thể được phối trộn và sử dụng kết hợp với các phụ gia khác
như guar gum, locust bean gum để làm tăng độ dai, độ nhớt, độ bám chắc của
thực phẩm so với sử dụng một loại phụ gia.
-
Khi gluten (có trong lúa mì) bị loại bỏ, xanthan gum sẽ được sử dụng
cho bột nhão hoặc hỗn hợp có tính bám dính thay thế cho gluten. Đây là dịng
sản phẩm dành cho người dị ứng với gluten.
Hình 4.1: Một
số sản có sử dụng
xathan gum làm phụ
gia
5.2.4 Ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm
Xanthan gum là một polysacarit tự nhiên được sử dụng phổ biến trong
thực phẩm, mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân có tác dụng như một
chất kết dính, chất ổn định nhũ tương, chất nhũ hóa, chất hoạt động bề mặt và
chất làm tăng độ nhớt.
20
a) Chức năng như chất kết dính:
Như chính tên của nó, chất kết dính là một thành phần liên kết với các thành
phần khác. Do đó, như một chất kết dính, Xanthan Gum có chức năng ngăn chặn các
thành phần khác được sử dụng trong công thức mỹ phẩm bị tách ra. Ví dụ, chất kết
dính thường được sử dụng trong bột ép để giữ chúng lại với nhau trong hộp.
b) Chức năng như chất ổn định nhũ tương
Vì Xanthan Gum có chức năng như một chất ổn định nhũ tương nên nó thường
được sử dụng trong các sản phẩm có chứa cả thành phần nước và dầu. Theo EFema,
khi nước và dầu được trộn với nhau và rung lắc mạnh, có sự phân tán các giọt dầu
trong nước và ngược lại được hình thành. Tuy nhiên, khi dừng lại hai giai đoạn bắt đầu
tách ra. Để giải quyết vấn đề này, một chất ổn định nhũ tương như Xanthan Gum có
thể được thêm vào hỗn hợp. Điều này giúp các giọt vẫn phân tán và tạo ra một nhũ
tương ổn định. Xanthan Gum được sử dụng phổ biến nhất trong các nhũ tương dầu
trong nước để giúp ổn định các giọt dầu chống lại sự kết tụ. Là một tác nhân nhũ hóa
bề mặt, Xanthan Gum cũng giúp hình thành nhũ tương bằng cách giảm sức căng bề
mặt của các chất được nhũ hóa.
c) Chức năng như chất độ nhớt
Một chức năng phổ biến khác của Xanthan Gum trong mỹ phẩm là chất làm
tăng độ nhớt. Thuật ngữ độ nhớt tương ứng với khái niệm độ dày của độ cứng. Ví dụ,
mật ong có độ nhớt cao hơn nước. Khi Xanthan Gum được thêm vào nước, nó tạo ra
một loại gel có độ nhớt cao. Do đó, là một chất làm tăng độ nhớt, Xanthan Gum có tác
dụng làm dày các cơng thức để làm cho sản phẩm ít chảy hơn và dễ lây lan hơn. Ngay
cả ở nồng độ dưới1% thì Xanthan Gum có khả năng làm tăng đáng kể độ nhớt của chất
lỏng mà nó được thêm vào để có kết cấu tối ưu.
21
5.2.5 Về mức độ an toàn
Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã xem xét và đưa
Xanthan Gum vào trong danh sách các chất phụ gia thực phẩm được phép bổ sung trực
tiếp vào thực phẩm. Trong thực phẩm, nó được phép sử dụng như một chất ổn định,
chất nhũ hóa, chất làm đặc, chất lơ lửng, chất làm thân hoặc chất tăng cường bọt. Theo
Tiến sĩ Josh Axe, việc tiêu thụ tới 15gram Xanthan Gum mỗi ngày là an toàn.
Mức độ an toàn của Xanthan Gum đã được Hội đồng chuyên gia đánh giá thành
phần mỹ phẩm (CIR) xem xét. Hội đồng chuyên gia CIR đã xem xét dữ liệu khoa học
và kết luận rằng thành phần này an toàn khi được sử dụng trong mỹ phẩm và các sản
phẩm chăm sóc cá nhân.
Theo EWG, kẹo cao su xanthan được đánh giá là 1 trên thang điểm từ 1 đến 10.
Trong đó 1 là mức độ nguy cơ thấp nhất đối với sức khỏe và 10 là mức độ cao nhất.
Một số người có thể bị dị ứng với kẹo cao su xanthan vì nó có thể có nguồn gốc
từ ngơ, lúa mì, sữa và đậu nành. Tuy nhiên, các triệu chứng được cho là chỉ xảy ra sau
khi ăn kẹo cao su xanthan, chứ khơng phải bơi lên da.
Chương V:
KẾT LUẬN
6. Những lợi ích, tác dụng phụ khi sử dụng Xathan gum
6.1 Lợi ích của Xathan gum trong mỹ phẩm
Xanthan Gum là thành phần chiếm tỷ lệ rất thấp nhưng là một thành phần đặc biệt và
quan trọng, được biết đến là chất tạo đặc, tạo kem, chất làm dày.
➢ Xanthan Gum được sử dụng trong nhũ tương dầu trong nước để giúp ổn định
các giọt dầu và chống lại sự kết dính.
22
➢ Ngồi ra, Xanthan Gum cịn có thể tạo ra sự gia tăng đáng kể độ nhớt của chất
lỏng.
➢ Bên cạnh đó, Xanthan Gum sẽ giúp bạn tạo ra kết cấu mong muốn trong nhiều
loại kem. Kem đánh răng thường chứa xanthan làm chất kết dính để giữ sản
phẩm.
➢ Trong mỹ phẩm, Xanthan Gum còn được sử dụng để chuẩn bị gel nước, thường
kết hợp với đất sét bentonit.
➢ Xanthan Gum sở hữu một số thuộc tính dưỡng ẩm da rất an toàn và hiệu quả.
6.2 Tác dụng phụ và dị ứng
Nếu tiêu thụ, xanthan có thể gây ra một số khó chịu về tiêu hóa bao gồm tác
dụng nhuận tràng, đầy hơi.
Hãy cẩn trọng khi dùng xanthan gum ở dạng bột. Công nhận tiếp xúc với lượng
lớn bột xanthan báo cáo kích ứng mũi và cổ họng khơng đe dọa tính mạng
Dị ứng: Xanthan gum có cấu trúc tương tự các protein thực phẩm và có thể gây
ra phản ứng miễn dịch.
Tài liệu tham khảo
23
1.
/>
2.
/>ide
%20va%20chat%20lam%20ngot%20thay%20the%20[Compatibility
%20Mode].pdf
3.
Đề tài Quy trình sản xuất Xathan gum
4.
/>
5.
/>
6.
/>
24
