Đề tài tài liệu về các chất tạo ngọt không phải saccharose trong sản xuất bánh kẹo luận văn, đồ án, luan van, do an

Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà

Chương 1:

TÍNH CHẤT CHUNG
cảdC Á C CHẤT
TỢO
VỊ NGỌT

■■

1.1 Đinh nghĩa: [2]. [13]
@Júít tạứ Ếtạọl: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như

SYTH: Trần Thị Thúy Liễu

1

MSSV: 60301459


Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà

là chất thay thế đường.
Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có
khả năng tạo nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được
sản xuất bằng phương pháp tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được

phép sử dụng trong cồng nghệ thực phẩm. Tùy theo quy định của mỗi
quốc gia mà danh mục các chất tạo ngọt được phép sử dụng có thể khác
nhau. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những chất tạo ngọt
mới với các đặc tính kỹ thuật ưu việt hơn để sử dụng trong sản xuất một
sơ" loại thực phẩm chức năng.
^plỉìut loai:
- Dựa vào giá trị clinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:
+ Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng - như chất tạo ngọt có nguồn
gốc tinh bột, chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và
nước ngọt lấy từ nhựa cây thích.
+ Chất tạo ngọt khơng có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt
phi carbohydrate).
- Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc:
+ Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như
carbohydrate, stevioside, thaumatin, glycyrrhizin.
+ Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp
hóa học và khổng có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame,
acesulfame-K, cyclamates, saccharin.
Bảng 1.1 : Tóm tắt sơ lược về những chất có khả năng tạo ngọt

1

Mạnh
Ẩnh
hưởng
lên
lượng ỉnsulỉn
Ẩnh hưởng lên hệ Trung lập
thơng tiêu hóa

SYTH: Trần Thị Thúy Liễu

Khơng ảnh hưởng
Không ảnh hưởng

2

2,4 Kcal/g
1

Fructose
4 kcal/g

V

Độ ngọt tương đối

Polyols

1,2

1

Năng lượng cung
cấp

saccharose
4 Kcal/g

Chất tạo ngọt

cường độ mạnh
Thực tế không
cung cấp năng
30
lượng - 3000

o

Đường

Yếu

Yếu

Có thể gây
nhuận tràng

Trung lập

MSSV: 60301459


Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà

Ẩnh hưởng lên răng Có thể gây Khơng ảnh hưởng
miệng
sâu răng

SYTH: Trần Thị Thúy Liễu

3

Khơng ảnh
hưởng

Có thể gây
sâu răng

MSSV: 60301459


Chất tạo vị ngọt

CĨ giá trị dinh duững

Khơng có giá trị dinh
dưỡng
Glucid
Monosaccharide

Tổng hợp
Tự nhiên

Polyols
Hỗn hơD

Disaccharide

Glucose

-

ng

Xylitol aiản Glycyrrhizin Hỗn Gl
Saccharine hơD
Đơn
Sorbitol
Stevioside
Cyclamate uc

Maltose

nghịc

Mannitol

Thaumatin
Acesulfame os

Lactose

h

Maltitol

Monellin
Aspartame

e

đảo

Lactitol

Miraculin
Sucralose

syr

Saccharose

Fructose
Galactose

Dihydrochalconeup
Dulcine

yr

đư

u

ợc

p

hy

th

dr
og

y

en

p

hó

h

Chái b#o và chái ngọ*
Sũa vã Yoghurt
Trãi cây

S

ú

Hình 1.1: Cây
sơ đồ phân
loại các chất
tạo ngọt

-

Đườ

a

â
n
từ
ti
n
h
b
ột

Tinh bột

Hình 1.2: Tháp
nhu cầu thực
phẩm

Isomalt


1.Z Tjnh chất_ cảm quan của các chất tao ngot:
1.2.1 rĐơ nựút:

1.2.1.1
Định nghĩa: [2]
Độ ngọt là một trong những tính chất cảm quan, có liên quan đến một mức độ

tạo ngọt của sản phẩm, là chỉ tiêu để lượng hóa cường độ ngọt của chất tạo ngọt.
Thế nào là độ ngọt tương đối? Độ ngọt tương đối của một chất hóa học thường
được so sánh với một chất chuẩn. Saccharose là một chất tạo ngọt chuẩn và theo đó
so sánh với những chất tạo ngọt khác. Độ ngọt tương đốì của saccharose là 1 hay
100%. Cách duy nhất để đo độ ngọt của một chất là nếm nó. Khi một chất được đặt
lên lưỡi, những gai vị giác của lưỡi sẽ giải mã sự sắp xếp hóa học của chất đó và
đưa ra những tín hiệu về vị và chuyển nó lên não.
Làm thế nào để lượng hóa độ ngọt tương đơì của một chất s? Để lượng hóa độ
ngọt tương đốì của một chất s, cần giả sử là chất s và saccharose có vị ngọt tương
đương nhau. Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trị tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch chất
khảo sát s và nồng độ dung dịch saccharose, với điều kiện là hai dung dịch này
được xem là có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan.
Đơn vị đo khôi lượng thường dùng là phần trăm khôi lượng (w/w) hoặc mol/1.
1.2.1.2
Những yếu tô ảnh hưởng đến độ ngọt: [9], [11] 9 [16], [21], [25]
Độ ngọt của chất tạo ngọt phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ và những
thành phần hóa học khác như những chất tạo ngọt khác hay những mùi vị khác.
Trong một vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vị: nước
quả xanh cho cảm giác ít ngọt hơn nước quả đỏ mặc dù chúng chứa cùng một lượng
chất tạo ngọt như nhau.
- Độ ngọt phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau đến độ ngọt của
các dung dịch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dịch.
Độ ngọt của fructose thì phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hình 1.3 cho thấy ở
nhiệt độ thấp fructose ngọt hơn saccharose, nhưng ngược lại độ ngọt lại giảm khi
nhiệt độ tăng.

Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đốì của fructose (Source:
Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)

Hình 1.4: So sánh độ ngọt
đường mía ở các nhiệt độ

Độ ngọt phụ thuộc nhiệt độ

khác nhau

130

giữa xylitol và
Cao

T

Xylitol

Các nhà khoa học đã
làm thí nghiệm như
sau để nghiên cứu ảnh
hưởng của nhiệt độ lên độ
ngọt: Mỗi chất tạo ngọt
được pha ở nồng độ 2,5%;
5%;
7,5%
và
10%
saccharose được thí nghiệm
với nhiệt độ hot (50°C) hoặc 80 -----1-------------‘- - -----i---cold (6°C). Và thu
0
10 20

30
40
50
60
70 Thíp
được kết quả như sau:
Nhiệt độ (*0)
Nhìn chung những chất
tạo ngọt có cường
độ tạo ngọt mạnh thì hầu như tăng độ ngọt thường xuyên bởi nhiệt độ thấp hay cao.
Sự tăng nhiệt độ của dung dịch các chất tạo ngọt từ 22°c đến 50°c làm tăng độ ngọt
của những chất tạo ngọt mạnh như aspartame, Neo-DHC, rebaudioside-A, và
stevioside, đặc biệt là ở nồng độ thấp. Những chất tạo ngọt như saccharose và
sorbitol thì có tăng nhẹ độ ngọt khi nhiệt độ tăng với dung dịch có nồng độ thấp
nhất. Sự giảm độ ngọt do tăng nhiệt độ xảy ra đối với những chất tạo ngọt (đường
và polyhydric alcohols) bao gồm fructose, mannitol, và saccharose. Sự phát hiện
này phù hợp với Paulus và Reisch khi cho rằng ngưỡng cảm nhận đường saccharose
tăng ở nhiệt độ cao hơn.
ơ nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6°C) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận ngọt
của các chất tạo ngọt được thí nghiệm, ơ một vài nồng độ của các chất tạo ngọt có
cường độ ngọt cao, khôi lượng phân tử lớn (như Neo-DHC, rebaudioside-A,
stevioside, và thaumatin) thì tăng đáng kể ở nhiệt độ thấp. Sự giảm cường độ cảm
nhận ngọt ở nhiệt độ thấp được tìm thấy ở một vài chất tạo ngọt như fructose,
glucose, mannitol, và saccharose. Acesulfame-K, sodium saccharin và sodium
cyclamate khơng có những thay đổi quan trọng về độ ngọt ở bất cứ nồng độ nào
trong khoảng nhiệt độ từ 6°c - 50°c.
Acesulfame-K

Đồ án
thực

phẩm

môn học Cong nghệ

—H— Mong muốn J-Quan sátđuơc 50°c
JE 125 "
Quan sát đuựe £°c

15.
0

ƠI

Aspartame

GVHD: Trần Thị Thu Tr

* Mong mun ããããằãã
Quan sỏtuc 50 c
--Q- Quansỏtioe ẫ>Q

Fructose

129.12ppm

3S6.06ppm

859.76ppm

2937.50ppm

Nng

Glucose

NMongmun
ãããôããQuansỏtuc5G
Quansỏtuot(,0

0.0

ớ .............^
48.S1ppm 112.59ppm
303.06ppm
1.94% 3.91% 5.87%
7.04%
r
Nổngđộ
Nổngđộ Mannitol

0

c
<0 5.0

2937.S0ppm

gi

0

9
c

<0 so
’a

12S
15
15

15. —M—Mongmuốn Sorbitol
.0
o .0
-c -■- —"—Mongmuốn — Q u a n
- 0
12
-C 12.
50° c Quansát
12.5 - sátđuct OuansátđLOCđuơc Ế>°c
C .5
Bũ°c
cc 5
c X
—0- Quan sátđuực5°c
-_
I 10
Q 10
Ơ
Ơ .0

Q .0
m
I
Ic 10.
•
3
D
•
■ 7.
* 7.
7 5
0
0 7.5
> n
fn
:
cc
c
r^í'
<
< 5.05.0
<0i.0
V"J
o m
ẻr
c
cr 2.
c 2.5
'ớ'%2.
%5

0
0ã
05
0.43M
0.47M
Nụng
0.
0.0
0.
-0
0 -- -*ã Mong mun Nng độ Na
Nâng độ

J3

Mong muốn Quan
129.12ppm
3S6.06ppm
859.76ppm
sátđLOC 50°c •-Ĩ- Quan sát cộ
Nỗng
Ơ10C Ễ,°c

ƠI

2-5
8.37%

12.53%

Nâng độ

....T

0.62M
0.6SM

Na Cyclamaỉe

Nơng độ
Nơng độ

sátđưot 5Ũ°C
Saccharose
HìnhQuan sát Kết quả nghiên cứu ảnh hưởngNồng độcủaDHC
1.5: Thaumatin
Stevioside
Neo nhiệt độ lên độ ngọt
Saccharin
Quan
Ệ)°0
Nổng độ
đL0C



- Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt tăng nhưng
khơng tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi khổng cảm nhận
được nữa.

Hình 1.6: Cường độ ngọt (I) của D-glucose, D-fructose và saccharose phụ thuộc vào
nồng độ ở những nhiệt độ khác nhau 15, 22 và 35°c
Hình
1.7:
Cường
độ ngọt
phụ
thuộc
nồng
độ (D-

Cdàng độ ngọt

glucose, D-fructose,
trong dung dịch có

saccharose)
và khổng có ethanol

Cường độ ngọt

Độngọttươngđối

406-1
soo400300200—
100( 1$191$?9

••III
Saccharose (%)

Hình 1.8: Độ ngọt tương đơi của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng
độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose)

Nơng độ (ppm)

Hình 1.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất


tạo ngọt Cyclamate Natri

Cường độ ngọt

2

%

Saccharose

•

Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ
- Sự phôi trộn hỗn hợp đường: Hỗn hợp những sản phẩm HIS (High Intensity
sweeteners) khác nhau thường gây tác dụng tổng hợp là do độ ngọt tổng hợp
cao hơn khi sử dụng riêng rẽ các chất tạo ngọt. Hình 1.11 cho thấy ảnh hưởng
của hỗn hợp aspartame và acesulfame-K ở 20°c.

Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon
Lipinsky 1991)
Ngoài ra ta cịn có hỗn hợp giữa saccharose và các chất tạo ngọt khác. Sự phôi
trộn này theo những tỷ lệ khác nhau sẽ cho ra hỗn hợp có độ ngọt như mong mn.

Bảng 1.2 : Độ ngọt tương đốì của hỗn hợp các chất tạo ngọt với saccharose
Chất tạo ngọt
Độ ngọt tương đơì (25°C)
Saccharose
1,0
Đường nghịch đảo
0,8
Saccharose:Đường nghịch đảo (30:70)
0,9
Glucose
0,5 - 0,6
Fructose
0,9- 1,2
Saccharose:Fructose (90:10)
1,0


Saccharose:Fructose (80:20)
Saccharose:Fructose (50:50)

1,1- 1,2
1,1- 1,2

Những hỗn hợp khác cũng có thể cho tương tác có lợi. Bảng 1.3 cho thấy
điều đó
Bảng 1.3 : Khả năng cho tương tác có lợi của hỗn hợp HIS
Hỗn hỢp chất tạo ngọt
Aspartame + Acesulfame-K
Aspartame + Saccharin
Saccharin + Cyclamate

Acesulfame-K + Saccharin
Sucralose + Aspartame
Sucralose + Acesulfame-K
Sucralose + Saccharin

Tương tác có lợi

Có
Có
Có
Khơng
Khơng
Có
Có

- pH: Độ ngọt thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 3 đến 7. Tuy nhiên độ
chua lại tăng khi pH giảm. Khi nồng độ Na + , Ca 2+ , K + ở 5mM không ảnh hưởng
đến độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào. Tuy nhiên khi thêm KC1 thì có sự tăng
nhẹ vị đắng đối với 4 chất tạo ngọt là acesulfame-K, aspartame, fructose, và
sucralose.
Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của pH
đến độ ngọt của các chất tạo ngọt: mỗi chất tạo ngọt ở một trong 4 nồng độ 2,5%; 5%;
7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với 5 pH là 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 7,0. Thí
nghiệm diễn ra ở nhiệt độ phòng là 22°c. Và kết quả thu được là:


Aspartame

Glucose

Fructose

Nổng độ

Nổng độ

Na Cyclamate

Nâng độ Mannito!

Nổng độ

Sorbitol

Nổng độ Neo-DHC
Nổng độ Na

Saccharin

Nâng độ

Nông độ

Rebaudioside-A

Nâng độ Stevioside

Nâng độ

Saccharose

Thaumatin

Nổng độ

Nổng độ

Hình 1.12: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến độ ngọt
- Độ ngọt tương đối của tất cả các chất tạo ngọt cường độ mạnh (HIS)
phụ thuộc nhiều vào nồng độ và pH, như hình 1.13.

Hình 1.13: Độ ngọt của sucralose phụ thuộc vào pH và nồng độ (Source:
Zannoni
Low Calorie Foods 1993)
- Anh hưởng của muối: độ ngọt tăng hay giảm tùy thuộc vào loại muôi
và đường.
Ví dụ như khi cho NaCl vào dung dịch đường thì khơng ảnh
hưởng đến độ ngọt mà làm cho dung dịch đường trở nên đấng, vị đắng
càng rõ rệt hơn khi cho KC1.
Có những nồng độ mi thích hợp khi cho vào từng loại dung
dịch đường sẽ làm tăng vị ngọt, do đó chọn nồng độ mi là một điều
quan trọng.
15.
0
13.
5
12.
0
10.

5
9.0

C
c
L
c
7.5
Ơ B
t
' 4.5
<
3.0
1.5

ỉ 1 ■HH

,

me- K aapar t ame fr uctose su cral ose

0.0
■ Nhóm 1 (hổn hợp CaCI~+ NaCI) ữ
Nhóm 2 (KCI)
□ Nhóm 3 (chỉ có cháít tạo ngọt)

BÉiti


accsulfnme-K aspartame

Chất tạo ngot

Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dịch chất tạo ngọt khi có
mặt các mi
Bảng 1.4 : Ấnh hưởng của các muôi đến dung dịch các chất tạo
ngọt
Chất tạo ngọt
Acesulfame-K
Aspartame

Fructose
Glucose
Mannitol
Na cyclamate
Na saccharin
Rebaudioside-A
Sorbitol

Những ảnh hưởng quan trọng
Đắng
Mặn
Đắng

Nhóm
Nhóm 2
Nhóm 1
Nhóm 2

Mùi cam thảo

Mùi kim loại
Nhớt
Đắng
Mặn

Nhóm
Nhóm
Nhóm
Nhóm
Nhóm

3
2
1
2
1

-

Mặn

Nhóm 1
-

Mặn
Nhóm 1, 2
Ngọt lự (fruity)
Nhóm 3
Mặn
Nhóm 1, 2

Mùi kim loại
Nhóm 2, 3
Sucralose
Đấng
Nhóm 2
Sucrose
Đấng
Nhóm 2, 3
Chua
Nhóm 1
Mặn
Nhóm 1
Với Nhóm 1: dung dịch chất tạo ngọt với CaCl 2 và NaCl Nhóm 2:
dung dịch chất tạo ngọt với KC1 Nhóm 3: dung dịch chỉ có chất
tạo ngọt
- Độ nhớt: Khơng có sự thay đổi đáng kể về độ bền ngọt của 3 loại
đường glucose, fructose và saccharose khi độ nhớt tăng (xem hình
1.15). Nhìn chung, chỉ có sự thay đổi nhỏ khi độ nhớt thấp (nhỏ
hơn 5mPas).
Vai trò của các tác
nhân
tạo
nhớt là che giấu vị trí cảm nhận ngọt trên cơ quan cảm nhận vị
giác,
làm
cho chất
tạo ngọt khó tiếp xúc với cơ quan này do đó khó cảm nhận được vị ngọt.
Ngoại trừ glucose, độ nhớt tăng cũng không ảnh hưởng đến vị ngọt đáng
kể.

Saccharose

Fructose

2 10

Glucose

'Tự

"5
ơ' c

C
c

b

-+

*4-

ỉẩ

10

10

T

"5
ƠI
_6

-

-

c

«ụ

_o

Q2
0

44

_Q


15
25
35
Q
Độ nhỏm CmPa s)
2

Hình 1.15: Ầnh hưởng của độ nhớt đến độ bền ngọt của dung dịch D0
glucose, D15

25

Độ nhớt 11

35

(mPa s)

45

55

15

25

Độ nhót!) (mPa

35

45

s)

ữuctose và saccharose

55

45

55


1.2.1.3

So sánh độ ngọt của các chất tạo vị ngọt: [2], [25]
Khi tiến hành thực nghiệm để xác định độ ngọt tương đốì của các chất tạo vị
ngọt, người ta sử dụng dung dịch chuẩn saccharose có nồng độ là 10%, ở nhiệt độ
25 °c.

Hình 1.16: Độ ngọt tương đốì của các chất tạo ngọt Để
dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mơ tả như trên bảng sau:
Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đốì của một sơ" chất tạo vị ngọt được sử dụng trong
sản xuất bánh kẹo(Moll, 1991)
Chất tạo vị ngọt
Độ ngọt tương đơi
Chất ngọt khơng có giá trị dinh
dưỡng, nguồn gốc tự nhiên
Glycyrrhizin
Monelline
1500 -r 2000
Stevioside
200 ^ 300
Thaumatine
2000 ^ 3000
Dihydrochalcone
1000

Chất ngọt tổng hợp
Saccharine
500
Cyclamate
35
Aspartame
200
Acesulfame K
200
Ducine
250

o
o
•I
o

Chất tạo vị ngọt Độ ngọt tương đối
Monosaccharide
Glucose
0,69
Fructose
1,20
Disaccharide
Saccharose
1,00
Maltose
0,30
Lactose
0,27

Polyols
Xylitol
1,00
Sorbitol
0,4 -f 0,6
Mannitol
0,5
Lactitol
0,45
Isomalt
0,5 -T 0,6

Ngày nay có nhiều polyol có giá trị, nhưng tất cả chũng ngoại trừ xylitol đều
có độ ngọt thấp hơn saccharose. Độ ngọt tương đốì của polyol được thể hiện ở hình
1.17


/.

2.2 1.2.2.1. Định nghĩa: [2]
Vị ngọt là sự cảm nhận của người tiêu dùng khi uống hoặc ăn chất tạo ngọt. Là bản
chất của vị do cấu tạo hóa học của nguyên liệu tạo ra.
Vị ngọt của đường saccharose được xem là vị ngọt chuẩn.

1.2.2.2.
Cơ quan cảm nhận vị ngọt: khả năng cảm nhận vị ngọt tập trung vào
gai vị giác trên lưỡi.
1.2.2.3.
Những thuyết cảm nhận vị ngọt được biết đến: [10], [28]

Thuyết các chất tạo ngọt phải chứa nhiều nhóm hydroxyl và nguyên tử Cỉo: Sự
phát triển của hóa học hữu cơ vào thế kỷ 19 đã đưa ra nhiều hợp chất hóa học và
phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất. Các nhà hóa học hữu cơ trước
đây đã cơ" tình hay vơ tình thử nhiều sản phẩm của họ. Một trong những người nỗ lực
đầu tiên để thiết lập mốì tương quan hệ thơng giữa cấu trúc hóa học và vị của chúng là
nhà hóa học người Đức Georg Cohn, năm 1914. Ong ta đã phát triển một giả thuyết là
để gợi lên một vị nào đó thì các phân tử phải có một cấu trúc nào đó (được gọi là
sapophore) để tạo ra vị. Quan tâm đến vị ngọt, ông ta chú ý rằng những phân tử có
chứa nhiều nhóm hydroxyl và các nguyên tử Clo thì cho vị ngọt, và trong sơ" hàng
loạt các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có khôi lượng phân tử
nhỏ hơn thường cho vị ngọt hơn những chất có khơi lượng phân tử lớn.
Thuyết các chất tạo ngọt phải có cấu trúc gỉucophore hoặc auxogluc: Năm 1919,
Oertly và Myers đã đề xuất một thuyết tỷ mỉ hơn dựa trên thuyết đang hiện hành về
màu sắc của thuốc nhuộm tổng hợp. Họ cho rằng để tạo ngọt, các phân tử phải có một
trong hai loại cấu trúc sau: glucophore hoặc auxogluc. Dựa trên những chất tạo ngọt
đã biết vào thời đó, họ đưa ra một danh sách 6 glucophore và 9 auxogluc.


Thuyết AH-B: Vào những năm đầu của thế kỷ 20, thuyết cảm nhận vị ngọt không
thu hút sự chú ý nhiều lắm mãi cho đến năm 1967 khi Robert Shallenbergervà Terry
Acree đưa ra thuyết cảm nhận vị ngọt AH-B. Một cách đơn giản họ cho là để tạo vị
ngọt thì chất đó phải cho cấu trúc cho nhận proton, một chất cho có liên kết hidro
(AH) và một chất nhận (B) chúng cách nhau 3Ả. Theo thuyết này thì AH- B của chất
tạo vị ngọt phải liên kết với AH-B tương ứng của cơ quan cảm nhân vị ngọt của lưỡi
để tạo ra cảm giác ngọt.

Hình 1.18: Mơ hình thuyết AH-B (hệ thông cho nhận proton)
Hv,

A H o 0 0 o o.

Vị

trí

cẩm

nhân

Hình 1.19: Sự tương tác của các nhóm Hydroxyl lân cận của đường với cấu trúc
hình học tương xứng trên cơ quan cảm nhận.
Thuyết AH-B-X: Sự phát triển hơn của thuyết AH-B là thuyết AH-B-X được đề
xuất bởi Lemont Kier năm 1972. Trong khi những nghiên cứu trước đây khổng quan
tâm là trong một vài nhóm chức của một hợp chất, dường như có mối tương quan giữa
các nhóm kỵ nước với độ ngọt. Dựa trên những quan sát đó thuyết này đã cho là để tạo
ngọt thì các hợp chất hóa học phải tạo được liên kết thứ 3 (được gán là X) mà có thể
tương tác với những chỗ kỵ nước trên cơ quan cảm nhận vị ngọt.
Các hợp chất tạo ngọt có chứa các đơn vị AH-B ỡ đó A và B đều là những
nguyên tử mang điện tích âm và cách nhau khoảng 2,4 - 4Â. Vị trí liên kết kỵ nước
thứ 3 (X) làm tăng thêm độ ngọt.

Hình 1.20: Mơ hình thuyết AH-B-X


Xem hình glucose và fructose:
O
H

(B)c

Fructose
y: liên kết kỵ nước (X)
Glucose

Thuyết 8 điểm: Một thuyết sâu hơn nữa là của Jean-Marie Tinti và
Claude Nofre năm 1991. Thuyết này bao gồm 8 vị trí tương tác
giữa chất tạo ngọt với cơ quan cảm nhận độ ngọt mặc dù không phải tất cả các chất
tạo ngọt đều tương tác với cả 8 vị trí. Thuyết này giúp giải thích và tìm ra những
chất tạo ngọt có khả năng tạo ngọt mạnh như chất tạo ngọt guanidine hay
lugduname có độ ngọt gấp 225000 lần saccharose.

/ .2.3 'Tôậu oi: [2]
Định nghĩa: Hậu vị là thời gian lưu của vị ngọt trong miệng của người sau khi
sử dụng.
Đốì với saccharose hậu vị biến mất nhanh.
Tùy theo từng loại bánh kẹo mà hậu vị có những ảnh hưởng tiêu cực hay tích

1.3

Tính chắt Ỹầt ỴÝ

cắc chất tao ngot:

i m 3 . 1 tan,:

1.3.1.1
Định nghĩa: [4], [5]
Độ tan là lượng cực đại chất tan mà có thể hịa tan trong một lượng nhất định
nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định.
Bảng 1.6 : Độ tan của một vài loại đường thơng dụng

Độ hịa tan của “đường”
Saccharose (đường)
Dextrose
Fructose
Lactose
Maltose

%w/w Ở 20°c
67
48
79
17
40



1.3.1.2
Những yếu tô' ảnh hưởng đến độ tan: [4], [9], [24]
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng tăng thì độ tan tăng nhưng khơng tăng tuyến tính
mà tăng theo quy luật một đường cong.
So với tất cả các loại đường thì fructose là đường hòa tan nhiều nhất. Dung
dịch bão hòa ở 20°c là 80% khôi lượng và ở 50°c là 87% khôi lượng so với
saccharose ở 20°c là 67% và ở 50°c là 72%. Khả năng hòa tan của fructose trong
rượu ngang bằng với những đường khác. Tính chất này làm cho fructose trở nên
hữu dụng trong syrup bánh kẹo - syrup địi hỏi nồng độ cao và khơng kết tinh khi có
mặt của rượu cồn.

-*Sỏrbrt&l
-•-Xylỉt&l

S^och
^rẼ

M3ltito
l

~Erựthrltol

-•b^rTalt
Nhiệt độ

Mannitol

(»CD

Hình 1.21:g Độ stanmcủa / cácmpolyol phụ thuộc vào nhiệt độ
Ace u lfo * K 100 l

Nhiệt độ

Hình 1.22: Độ tan của acesulfame-K phụ thuộc vào nhiệt độ


Ngồi ra độ tan cịn phụ thuộc vào cấu trúc đường, trạng thái tập hợp đường
và thành phần đường.
- Độ tan của hỗn hợp đường: độ tan chung của hỗn hợp
banđầu tăng sau
đó
giảm và đối với mỗi hỗn hợp có đỉnh cực đại khác nhau.
Đường nghịch đảo, glucose syrup và dextrose có cùng

ảnhhưởng lênkhả
năng hịa tan của saccharose.

Hình 1.23: Độ hòa tan của saccharose / hỗn hợp nghịch đảo ở 20 u c
1.3.1.3
Anh hưởng của độ tan đến sản xuất bánh kẹo:
Khả năng hòa tan của các loại đường khác nhau đóng vai trị quan trọng trong
cơng nghiệp sản xuất bánh kẹo. Hai tác dụng không mong muôn dưới đây sẽ xảy ra
nếu ta khổng quan tâm đến độ tan tương đốì của đường:
- Vi sinh vật: nếu nồng độ chất rắn trong dung dịch thấp hơn 75%w/w thì nấm
mốc và nấm men sẽ phát triển, kết quả là xuất hiện sự lên men và thường dẫn
đến hư hỏng sản phẩm.
- Kết tỉnh, sự nổi hạt: với tỷ lệ không đúng các loại đường khác nhau sẽ gây ra
hiện tượng kết tinh không mong muôn và cấu trúc sản phẩm sẽ thay đổi.
Với những loại đường kể trên thì saccharose, dextrose và fructose thì hầu như
là rất có khả năng gây ra hai hiện tượng trên lên bánh kẹo.
1*3.2 (Đ& nhớt:
•

1.3.2.1
Định nghĩa: Độ nhớt sinh ra từ lực giữa các phân tử trong chất lỏng
(lực ma sát nội phân tử); lực càng mạnh, thì độ nhớt càng lớn.
Khi tăng nhiệt độ, lực hút giữa các phân tử giảm, có khả năng làm cho chúng
chuyển động tự do hơn nên độ nhớt giảm.
1.3.2.2

Ảnh hưởng của độ nhớt đến sản xuất bánh kẹo:


Độ nhớt của dung dịch đường saccharose là lớn nhất. Độ nhớt cao gây khó

khăn trong q trình nấu kẹo, cần động cơ cánh khuấy cao. Kết hợp khả năng hịa
tan và độ nhớt rất có lợi trong sản xuất bánh kẹo.
/•3.3

thái tó tỉnh: [19]

1.3.3.1
Thế nào là trạng thái kết tinh? Trạng thái kết tinh là một dạng của sự
tạo thành tinh thể, ở đó các nguyên tử được sắp xếp theo một quy luật nhất
định lặp đi lặp lại liên tục trong toàn tinh thể.
1.3.3.2 Anh hưởng của trạng thái kết tinh đến sản xuất bánh kẹo:
Một trong những ảnh hưởng chính liên quan đến sự thay đổi trạng thái trong
quá trình sản xuất kẹo là sự kết tinh các chất trong dung dịch syrup bão hòa.
Khi dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa và quá bão hòa thì xảy ra hiện tượng
chuyển pha từ lỏng sang rắn. Nếu q trình hóa rắn nhanh, các phân tử chưa kịp sắp
xếp lại với nhau theo các quy luật thì sẽ có dạng vơ định hình; ngược lại, nếu thời
gian đủ dài hay có các điều kiện cụ thể thì sẽ xuất hiện quá trình kết tinh. Trước hết
là sự tạo mầm tinh thể sau đó thì các mầm tinh thể này sẽ lớn dần lên.
Sự xuất hiện các mầm tinh thể là một quá trình phức tạp, xảy ra ngẫu nhiên và
đơi khi rất khó kiểm sốt, nên trong sản xuất một sơ" loại kẹo có chứa tinh thể
đường thì người ta thường cho vào các mầm tinh thể có sấn để tạo điều kiện thu
được chất lượng đường tinh thể mong mn trong loại kẹo đó.
Các nghiên cứu cho thấy các yếu tơ" ảnh hưởng chính đến sự lớn dần lên của
tinh thể là hiệu sô" nồng độ của dung dịch đường quá bão hòa và nồng độ của lớp
dung dịch trên bề mặt tinh thể. Ngoài ra độ nhớt của dung dịch, nhiệt độ hay bề dày
của lớp phim vật liệu cũng quyết định đến quá trình lớn lên của mầm. Cho nên
trong sản xuất kẹo muôn khơng xuất hiện các tinh thể đường thì ta có thể căn cứ
vào những cơ sở trên để điều chỉnh thành phần nguyên liệu nhằm tạo ra được dung
dịch syrup có tính chất phù hợp.
Ngoại trừ những loại kẹo cần có chứa những tinh thể đường thì sự xuất hiện

tinh thể đường trong sản xuất bánh kẹo là một hiện tượng khơng mong mn vì nó
sẽ làm giảm giá trị cảm quan của bánh kẹo.
Trong sô" các loại đường, lactose kết tinh từ từ nếu khổng gieo mầm và sự kết
tinh từ từ này tạo ra những tinh thể sạn lớn. Saccharose làm giảm đáng kể khả năng
hòa tan của lactose và nhân tô" này phải được nghiên cứu kỹ nếu dùng lactose hay
sữa có hàm lượng chất tan cao trong sản xuất bánh kẹo, mặt khác, cấu trũc sạn khó
chịu sẽ xuất hiện trong q trình bảo quản.

/.3.4 (tlliiệt hỏa tcưi: [19]

1.3.4.1
Định nghĩa: Khi hòa tan một mol chất trong dung dịch, nhiệt
hòa tan là lượng nhiệt cần hấp thu hay tỏa ra của một chất để làm tan chảy chất đó


Hình 1.24: Độ giảm nhiệt độ khi hịa tan các polyol
1

kcalflqg
Hình 1.25: Nhiệt hịa tan của các polyol
1.3.4.2
Anh hưởng của nhiệt hòa tan đến sản xuất bánh kẹo:
Tất cả polyol có tác dụng làm mát ít nhiều do nó, điều này có thể có giá trị
trong một vài sản phẩm nhưng lại có hại trong những sản phẩm khác.
Nhiệt hịa tan làm ảnh hưởng đến lượng nước và lượng nhiệt cần thiết để hịa
tan đường khi làm kẹo. Đơi với đường ít thu nhiệt thì cần nhiều nước nóng hơn so
với đường thu nhiệt nhiều.

1.4

Tính chất hóa hoc:

2 *4* 1 ^phản ứ nụ /ìỉiiỉlliiưil: [ 1], [ 18], [20], [28], [29]

1.4.1.1
Định nghĩa: Phản ứng Maillard là phản ứng hóa học xảy
ra giữa đường khử và nhóm amin của protein hoặc acid amine có trong
thực phẩm ở nhiệt độ thích hợp, nó gây ra sự hóa nâu của các chất phi
enzym.
Mặc dù đã được dùng từ những năm xa xưa nhưng phản ứng này mới
được đặt tên sau khi nhà hóa học Louis-Camille Maillard nghiên cứu về nó
trong những năm 1910.

?H
H— u= u
I
T + HsN-R' ------------► H—ệ-NH-R'
---------------------------->~NHR'
R
T

„

m

H—C=N-R'
Y
R

D Glucose

C

o,

+

Hình 1.26: Sơ đồ phản ứng Maillard

^

ÂH
/
X
<ỌH
ÒỈH—f
D-Glucosylamine


Thực phẩm và những sản phẩm có phản ứng Maillard: Phản ứng
Maillard có vai trị tạo ra màu và vị cho thực phẩm:
GVHD: Trần Thị Thu Trà
-Bánh mì nướng
-Lúa mạch dùng trong Whiskey và
bia -Các sản phẩm có vỏ bên ngồi
tự hóa nâu -Thịt nướng
-Sữa bột hay sữa cơ đặc
Phản ứng này là nền tảng cho công nghiệp mùi vị vì loại acid amine
quyết định đến kết quả mùi vị. sản phẩm của phản ứng Maillard bị sậm màu,
giảm khả năng hòa tan protein, tăng vị đắng, giảm giá trị dinh dưỡng của

acid amine như ly sine.
1.4.1.2

Những yếu tô' ảnh hưởng đến phản ứng Maillard:
1.4.1.2.1
Anh hưởng của acỉd amine và đường:
Các acid amine tham gia phản ứng khác nhau tùy nhiệt độ, pH và lượng nước.
Theo Kretovic, acid amine có khả năng phản ứng và cho sản phẩm màu
mạnh nhất là glicocol, alanine, asparagine. Xystine và tyrozine trái lại cho
sản phẩm màu yếu nhất. Nhưng cho mùi mạnh hơn cả là valine và leusine.
Glicocol cho màu rất đậm, mùi của bia và vị hơi chua. Alanine phản ứng
chậm hơn, cho sản phẩm tương tự. Phenylalanine phản ứng rất chậm, tạo
thành sản phẩm có màu nâu sẫm, mùi thơm hoa hồng. Leusine cho sản phẩm
có màu khơng đáng kể, nhưng có mùi bánh mì rõ rệt. Acid glutamic có hoạt
độ cao, nhưng cho sản phẩm có màu nhạt.
Protein, peptite, amine, amon, và 1 số chất chứa Nitơ khác cũng có khả
năng phản ứng với đường khử tạo thành chất có màu sẫm. Chẳng hạn di- và
tripeptit phản ứng mãnh liệt với xilose, arabinose. Các protein sở dĩ tương
tác được với
Đồ án mơn học Cổng nghệ thực phẩm

đường là do có các nhóm -NH 2 tự do. Nhóm NH 2 trong protein càng nhiều thì khả
năng tạo Maillard càng mạnh. Khả năng tham gia phản ứng của acid amine phụ
thuộc rất mạnh vào độ dài mạch Cacbon, vị trí của nhóm amin so với nhóm
carbocyl. Nhóm amin càng xa nhóm carbocyl thì tham gia phản ứng càng mạnh mẽ
hơn acid monoamine, a-acid amine hoạt động kém hơn ß-acid amine.
Cường độ cứa phản ứng cũng phụ thuộc bản chất đường khử. Glucose phản ứng
mãnh liệt nhất, sau đến galactose và lactose. Theo Kretovic, fructose phản ứng
nhanh hơn glucose, còn các pentose (arabinose, xilose) lại có hoạt động cao nhất.
Đường pentose phản ứng mạnh hơn đường hexose và đường hexose phản ứng mạnh

hơn disaccharide. Saccharose khổng phản ứng với acid amine. Maltose cũng phản
ứng như glucose. Như vậy điều kiện cần thiết để tạo phản ứng Maillard là có nhóm
carbonyl.


Cường độ của phản ứng Maillard còn phụ thuộc nồng độ đường. Tỉ lệ giữa acid
amine và đường thích hợp nhất là 1/2 hay 1/3. Cùng với việc tăng hợp phần, đường
thừa sẽ làm cho sản phẩm Maillard tạo được có dạng hịa tan ngay cả khi nồng độ
rất cao. Do đó người ta có khuynh hướng xê dịch tỉ lệ về phía tăng hàm lượng
đường.
Nói chung phản ứng có thể tiến hành ngay cả khi nồng độ acid amine khổng
đáng kể và tỉ lệ acid amine/đường rất bé, 1/40 thậm chí 1/300.
1.4.1.2.2
Anh hưởng của nước và hoat đơ nước:
Để phản ứng Maillard tiến hành cực đại thì xung quanh mỗi phân tử protein
phải tạo nên lớp đơn phân glucose và lớp đơn phân nước. Như vậy, sự có mặt của
nước là điều kiện cần thiết để tiến hành phản ứng. Nồng độ chất tác dụng càng cao,
lượng nước càng ít thì tạo thành melanoidin càng mạnh.
Tốc độ phản ứng Maillard tăng khi hoạt độ của nước tăng và tốc độ đạt cực
đại khi hoạt độ của nước trong khoảng 0,6 - 0,7. Tuy nhiên, phản ứng Maillard tạo
ra nước làm ảnh hưởng đến hoạt độ của nước và do đó có thể kiềm hãm phản ứng
Maillard.
1.4.1.2.3
Anh hưởng của nhiêt đổ và pH moi trường:
Ở 0°c và dưới 0°c, phản ứng Maillard không xảy ra. Cùng với sự tăng nhiệt
độ, vận tốc phản ứng tăng lên rất mạnh mẽ. Ớ các nhiệt độ khác nhau, các sản phẩm
tạo thành cũng khác nhau. Người ta thấy ở nhiệt độ từ 95 - 100°c, phản ứng sẽ cho
các sản phẩm có tính chất cảm quan tốt hơn cả. Khi nhiệt độ quá cao thì các sản
phẩm Maillard tạo được sẽ có vị đắng và mùi khét.
Phản ứng Maillard có thể tiến hành trong một khoảng pH khá rộng, tuy nhiên

trong môi trường kiềm phản ứng nhanh hơn vì khi đó nhóm amine sẽ không bị
mất tác dụng. Trong môi trường acid (pH < 3), quá trình tạo sản phẩm
Maillard thể hiện rất yếu, chủ yếu là sự phân hủy đường. Cùng với sự tăng
nhiệt độ phản ứng sẽ tăng nhanh ngay cả khi trong môi trường acid (pH = 2).