Chất nhũ hoá trong sữa và Socola

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang


60



CHẤT NHŨ HÓA SỬ DỤNG TRONG SẢN PHẨM SỮA VÀ SÔCÔLA


KS. Nguyễn Hà Diệu Trang
Khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang


Chất nhũ hóa thường đựơc sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm. Nó có mặt hầu hết trong
thành phần nguyên liệu của các sản phẩm như nước giải khát, bánh kẹo, bơ, maragine, sữa, kem,
socola,…Công dụng của chất nhũ hóa là tạo cảm giác ngon miệng (mouthfeel) và ngoài ra không kém
phần quan trong là tạo cấu trúc mong muốn ở một số sản phẩm như bánh phủ kem, sốt , …từ đó có
thể kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm. Trong sản xuất sữa, người ta hay sử dụng chất nhũ hóa
là mono và diglyceride (MAG) – ester của các axít béo. Ngoài ra, Lexithin được sử dụng rộng rãi trong
sản phẩm socola với hàm lượng không quá 0,5%. Hàm lượng qui định ADI (lượng tiêu thụ chấp nhận
được hàng ngày mg/kg cơ thể) của đa số chất nhũ hóa là không giới hạn. Việc hiểu rõ cấu trúc, tính
chất vật lý, hóa học cũng như cách sử dụng của chất nhũ hóa rất quan trọng trong việc phát triển các
sản phẩm thực phẩm.

1. Các định nghĩa
1.1 Hệ nhũ tương
Định nghĩa: là một hệ phân tán cao của ít
nhất hai chất lỏng mà thông thường không hòa
tan được với nhau, một pha là pha phân tán,
và pha kia gọi là pha liên tục. Có rất nhiều hệ

nhũ tương khác nhau nhưng trong thực phẩm
chúng ta thường gặp 3 dạng:
• Hệ dầu trong nước (Hình 1a): là hệ mà
trong đó cac giọt dầu phân tán trong pha
liên tục là nước. Ví du: mayonnaises,
kem sữa, bánh phết kem, …
• Hệ nước trong dầu (Hình 1b) : là hệ mà
trong đó các giọt nước phân tán trong
pha liên tục là dầu. Ví dụ: bơ, margarine,
sốt dung với sa-lat,…
• Hệ nước trong dầu trong nước: hệ nhũ
tương dầu trong nước mà các giọt phân
tán của nó có chứa nước. đây là hệ khá
phức tạp trong thực phẩm và cần những
nghiên cứu sâu hơn về hệ này











Hình 1. Hệ dầu trong nước (a) và Hệ nước trong dầu (b)

VẤN ĐỀ TRAO ĐỔI
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang

61

1.2 Chất nhũ hóa
Định nghĩa: là chất làm giảm sức căng bề
mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì
được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương.
Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả
phần háo nước và phần háo béo.
Chất nhũ hóa được sự dụng nhằm tạo sự
ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục
bằng cách hình thành một bề mặt điện tích
trên nó. Đồng thời nó còn làm giảm sức căng
bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được
năng lượng hình thành các giọt trong hệ.
Chất nhũ hóa đa số là ester của acid béo
và rượu:








Trong quá trình sử dụng, người ta thường
dùng giá trị HBL để đánh giá mức độ ưa béo
hay ưa nược của chất nhũ hóa. Từ đó có thể
lựa chọn loại nào cho phù hợp với sản phẩm

cụ thể




Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn
so với gốc ưa béo) thì chất nhũ hóa này phù
hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
2. Ứng dụng của chất nhũ hóa trong sản
phẩm sữa và socôla
2.1 Với sản phẩm sữa
Sữa là một hệ nhũ tương phức tạp và
cũng là một dung dịch keo. Hệ nhũ tương bao
gồm những giọt béo phân tán trong dịch liên
tục chứa protein. Hàm lượng béo có trong sữa
khá đa dạng, từ 0,1% trong sữa gầy đến hơn
20% trong sữa nguyên kem. Do đó chất nhũ
hóa đóng vai trò rất quan trọng trong viêc duy
trì sự ổn định của hệ, tránh hiện tượng phân
tách lớp làm giảm giá trị cảm quan của sản
phẩm.
Chất nhũ hóa sự dụng trong sản phẩm
sữa đa số là các monoglycerid và diglyceride
của các acid béo và rượu. Chúng có tác dụng
tạo thành lớp phim membrane mỏng bao
quanh các giọt béo có trong sữa và từ đó giúp
tăng và ổn định bề mặt tiếp xúc của các giọt
béo này trong quá trình đồng hóa sữa.
Sodium alginate: alginate là polysaccharide
được chiết xuất từ rong nâu Phaeophyceae,

tồn tại liên kết với muối, Kali, canxi, và Magie.
Tùy thuộc vào từng loại mà alginate có khả
năng duy trì một số loại cấu trúc sản phẩm.
Người ta hay sử dụng sodium alginate như là
một chất nhũ hóa ion. Sodium alginate có khả
năng tan trong nước lạnh và thường được
dùng như chất làm “dày” dung dịch. Tuy nhiên
nhược điểm của sodium alginate là khả năng
hòa tan kém khi ở trong môi trường giàu canxi.
Người ta khắc phục nhược điểm này bằng
cách thêm axit citric.





Hình 2: Công thức hóa học của sodium alginate
alance
ipophilic
ydrophilic
HLB B
L
H
=
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang


62

Carrageenan: được chiết xuất từ rong đỏ

thuộc Rhodophycea. Có 3 loại carrageenan đã
được định danh là kappa , iota và lambda.
Tuy nhiên kappa thường được sử dụng trong
sản phẩm sữa hơn, đặc biệt ở sữa có bổ sung
axit béo omega 3. Trong quá trình bảo quản
sữa, sự ổn định của sữa liên quan đến việc
duy trì hệ thixotropic. Khi gia nhiệt, bề mặt cấu
trúc của kappa carrageenan có thể phản ứng
với nhau hay với mixen casein của sữa đề
hình thành gel thixotropic.






Hình 3: Công thức hóa học của kappa carageenan

Polymer này có gốc galatose và anhydro-
galactose với rất nhiều liên kết sulfate.
Hệ thixotropic là cấu trúc gel đã được định
hình lại, có tác dụng duy trì hệ nhũ tương ổn
định và đồng hóa tốt. Một phần bề mặt cấu
trúc phân tử của kappa carrageenan có khả
năng phản ứng casein mixeo trong sữa trong
quá trình gia nhiệt. Những phần cuối của phân
tử carrageenan liên kết với nhau để tạo thành
một mạng lưới, mạng lưới này liên kết với
mixeo kappa casein hình thành hệ gel
thixotropic. Hệ gel này chống việc hình thành

“đường kem” trong sản phẩm bằng cách làm
giảm quá trình đông tụ và phân tách các hạt
cầu béo.
Guar gum: được sử dụng như một chất
làm dày. Gum có khả năng tan hòa tan trong
nước lạnh, tăng độ nhớt để tạo thành dịch
pse-do-plas-tic trắng sữa. Dịch này có tác
dụng cao ngăn chặn sự tách béo tạo cặn trong
sản phẩm.









Hinh 4: Công thức hóa học cua gum

2.2 Sữa chua
Trong sữa chua, hàm lượng chất béo từ
0-3,5% chất béo sữa và 10-15% chất béo phi
sữa. Chất nhũ hóa thường được sử dụng có
nguồn gốc tự nhiên và gum đã được biến tính,
chiết xuất từ rong biển (carrageenan, alginate)
và gelatin.
Những chất này có khả năng tạo thành
gel cấu trúc, bền cấu trúc và chống khả năng
tách lớp ở sản phẩm có hàm lượng chất béo

sữa thấp. Sữa chua là sản phẩm có cấu trúc
hạt gel và dạng keo và chất nhũ hóa có tác
dụng như chất tạo geo, chất làm dày và chất
ổn định cấu trúc.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang


63

Chất ổn định sử dụng có thể chỉ là một
chất hay có thể hỗn hợp nhiều chất. Tùy thuộc
vào mục đích sử dụng, thuộc tính, nồng độ
yêu cầu của thực phẩm, mà ta dùng chất ổn
định nào cho hợp lý.
2.3 Kem
Kem là hệ keo phức tạp, trong đó 17%
chất béo sữa, 13-17% đường, 8-11% chất khô
khác (đường lactose, protein, muối khoáng).
Monoglyceride là chất nhũ hóa thông
dụng được sử dụng sản xuất kem. Nó có thể
liên kết cạnh tranh với bề mặt protein sữa ở cả
2 hệ nhũ tương béo trong nước và khí trong
nước và một phần có thể làm mất ổn định hệ
nhũ tượng béo.
Tuy nhiên chất ổn định polysaccharide
thường liên kết với chất béo của kem để làm
giảm khả năng tạo thành tinh thể đá lớn trong
quá trình bảo quản và cũng như duy trì cấu
trúc mong muốn của sản phẩm cuối cùng.
2.4. Socola

Trong sản xuất socola người ta thường
sử dụng lexithin là chất nhũ hóa nhằm tạo cấu
trúc và chống hiện tượng “nở hoa bể mặt” ở
sản phẩm. Lexithin là một trong những phos-
pholipids phổ biến nhất và là tên thương hiệu
trên thị trường. Lexithin có thể là một hay hỗn
hợp các phospholipids.
Trong cấu trúc phân tử của lexithin có 2
phần háo nước và háo béo, do đó lexithin
được dùng như chất nhũ hóa cũa hệ dầu trong
nước. Người ta chiết xuất lexithin từ đậu nành
hạt, hoặc lòng đỏ trứng gà.
Hàm lượng lecithin sử dụng trong sản
xuất socola khoảng 0,3 – 0,5%.









Hình 5: Công thức hóa học của lexithin




3. Kết luận
Để ổn định cấu trúc và đạt các tiêu chuẩn

của sữa và các sản phẩm sữa, đặc biệt sản
phẩm có tính chất lưu biến cao (sữa chua, sữa
chức năng, kem,…) người ta sử dụng chất
nhũ hóa hay chất nhũ hóa chung với chất ổn
định. Sự kết hợp giữa chất nhũ hóa và chất ổn
định đặc biệt tác dụng tốt đến các sản phẩm
sữa lỏng chức năng. Đối với sữa chua thì việc
sử dụng chất ổn định giúp sản phẩm đạt được
những đặc tính mong muốn về độ nhớt, hình
dạng, vị và cấu trúc. Ngoài ra trong kem ít béo,
sử dụng chất nhũ hóa với hàm lượng thấp có
thể đạt được cấu trúc sản phẩm rất tốt.

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang


64

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Stig E. Friberg and Ka˚ re Larsson. (1997). Food emulsion, fourth edition, revised and expanded.
Mercel Dekker Inc.
2. Rajeev K. Thakur, C. Villette, J.M. Aubry, G. Delaplace. (2007). Formulation–composition map of
a lecithin-based emulsion. Colloids and Surfaces. A Physicochem Eng Aspects 310 (2007) 55–61
3. Shane N.D. Lal , Charmian J. O'Connor, Laurence Eyres. (2006). Application of emulsifi-
ers/stabilizers in dairy products of high theology. Advances in Colloid and Interface Science 123–
126 (2006) 433–437.


ABSTRACT

APPLICATION OF EMULSIFIERS IN DAIRY PRODUCTS AND CHOCOLATE

Among the structures and structure-forming units within foods, emulsions play a major part. Food
emulsions are widely used in some fruit drinks, milk, cream, butter, margarine, chocolate, etc. They
are known to impart desirable mouthfeel characteristics to the food, and they are key ingredients in the
formation of structures in certain products, such as toppings, dressing, etc. Emulsifiers used in milk
processing are the mono - diglycerides (MAG) of fatty acids. Lecithin is an emulsifier widely used in
chocolate with less than 5% in the amout of content. There is no limit of ADI value (acceptable daily
intake mg/kg body weight per day) in using most of emulsifier in food. A specific understanding of the
chemical and physical properties of emulsifiers with other food constituents ( protein, carbohydrates,
etc) is important to the development of food industry.