Bài giảng phụ gia thực phẩm chương 4 phụ gia cải thiện cấu trúc thực phẩm

CHƯƠNG 4
PHỤ GIA CẢI THIỆN CẤU TRÚC
THỰC PHẨM
1. Nhóm chất nhũ tương hóa

1. NHĨM CHẤT NHŨ TƯƠNG HĨA
Chất nhũ tương hóa
- Chất nhũ tương hóa (Emulsifier) là phụ gia thực phẩm được bổ sung vào
thực phẩm nhằm mục đích tạo ra hoặc duy trì dạng nhũ tương đồng nhất
của hai hay nhiều thành phần của thực phẩm.

2. Nhóm chất tạo gel /
làm dầy
3. Nhóm chất ổn định
3. Một số chất khác

Tác dụng nhũ tương hóa
- Khuấy, hồ tan thật mạnh để hai chất trên hình thành một nhũ tương bền
vững. Chất nhũ tương có tác dụng như màng mỏng nối chặt giữa những giọt

- Có tác dụng hồ tan nước (hoặc một chất tương tự như nước) với một chất
béo (hoặc có cấu trúc tương tự).

Phân loại hệ nhũ tương
- Hệ nhũ tương W/O: nước trong dầu
- Hệ nhũ tương O/W: dầu trong nước
- Hệ nhũ tương đa pha: W/O/W, O/W/O

nhỏ li ti của hai chất ban đầu.

Thông số đặc trưng của phụ gia ổn định nhũ tương

Giá trị HLB của một số chất nhũ hóa

- Giá trị cân bằng ưa nước ưa béo
(Hydrophilic-lipophilic balance HLB)
Chất nhũ hóa
Davies' method
m - Number of hydrophilic groups in the molecule
Hh - Value of the hydrophilic groups
n - Number of lipophilic groups in the molecule
Hl - Value of the lipophilic groups

HLB = 3 – 6 -> ổn định hệ W/O
HLB = 8 – 18 -> ổn định hệ O/W
VD:
Soy lecithin: HLB = 8
Glycerol monostearate: HLB = 3,8

HLB

Chất nhũ hóa

5,7

Polyoxyethylene (5)
Morbitan Monooleate

10,9

6,6

Polyoxyethylene (20)
sorbitan monooleate

15,8

Sorbitan monolaurate

6,6

Polyoxyethylene sorbitan
monostearate

14,9

Propyleneglycol
monostearate

4,6

Glycerol lacto-Palmitate

3,7

3,7

Este của Monoglycerid với
acid succinic

5,3

5,5

Sodium Stearoyl 2
Lactylate

21,0

Sorbitan monostearate
Sorbitan monopalmitate

Glycerol monostearate
Diglycerol monostearate

HLB

1


Phụ gia ổn định hệ nhũ tương
-

Lecithin từ lòng đỏ trứng: mayonnaise (TK19)

Ứng dụng của phụ gia ổn định hệ nhũ tương
Bánh mỳ: E472e (diacetyl tartaric esters của monoglycerides) có
cấu trúc phân tử lớn, tương tác với gluten, làm bền mạng gluten,
ổn định khối bột nhào

-

Lecithin từ đậu nành: margarine (1920s)

- Monoglyceride và diglycerides (1930s)

Bánh mỳ khơng E472e

Bánh mỳ có E472e

Nở khơng đều, lỗ khí lớn,

Nở đều, kích thước

khơng đều nhau

lỗ nhỏ và đều, mịn

/>
2. NHÓM CHẤT TẠO GEL



Đặc điểm các chất tạo gel

- Các chất tạo gel /làm dày là PGTP được sử dụng để làm
tăng độ nhớt của thực phẩm.
- Chất tạo gel là hợp chất cao phân tử và tan trong nước,
cấu trúc càng phức tạp thì khả năng tạo gel càng tốt.

cornstarch (powder)
molecules are tightly
wound together and
dehydrated. Each
packet of starch (spiral)
stands alone and does
not attach itself to any
other packet of starch.

add cold water to
cornstarch, the starch
molecules disperse into
the water -> slurry. The
packets of starch are still
in their tight spirals, but
now they are evenly
spread into water

Heating: the heat and
water act together
to hydrate the
cornstarch molecules.
The tightly-wound
spirals of starch unwind
and begin to give a little
thickness.

visual representation
of how a gel

organizes its shape.
- the long strands of
polymers form
a crosslinked
network that holds its
shape.

Là hợp chất cao phân tử (polysaccharide, protein)
- Khối lượng phân tử lớn
- Cấu trúc nhiều mạch nhánh
- Tan trong nước (nhóm hydrocolloid)
- Chức năng:
tạo đặc, tạo hệ gel lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù,
ngăn cản sự tạo thành tinh thể đá và đường, giữ hương…

Nguồn cung cấp phụ gia tạo gel

- Nhóm 1: Chất chiết của tảo

Nguồn khai thác

- Nhóm 2: Chất chiết từ thân cây

Nội nhũ hạt

- Nhóm 3: Chất chiết từ quả

Nhựa cây
Thực vật

Hợp chất

E No.

Guar gum

E412

Locust bean gum

E410

Tara gum

E417

Gum arabic

E414

Karaya gum

E416

Tragacanth gum

E413

- Nhóm 4: Chất có nguồn gốc động vật

Pectin táo, citrus

Pectin

E440

- Nhóm 5: Polysaccharide nguồn gốc từ vi sinh vật

Cellulose

Dẫn xuất Cellulose

E461-466

- Nhóm 6: Chất chiết từ hạt
- Nhóm 7: Dẫn xuất của axit photphoric

Tảo biển
Động vật
Vi khuẩn

Agar

E406

Alginates

E400-404

Carrageenan

E407

Gelatin, chitosan
Xanthan gum, gella gum,
cellulose


2


2.1 Chất chiết từ tảo biển

2.2 Chất chiết từ thân cây

• Alginat (E400-405): từ tảo nâu
• Thạch trắng (Aga) (E406): từ tảo đỏ Gracilaria, Gelidium...
• Carrageenan (E407): từ tảo đỏ Rhodophyceae

Sodium Alginate
(alginate, algin)

Agar Agar (kanten)

Carrageenan
(Iota, Kappa, Lambda)

2.2.1. Arabic gum (E 414): là nhựa của cây acaxia, là một
polysacarrit có chứa các ion K+, Ca2+, Mg2+.

Cây thân gỗ Acacia senegal dùng chiết xuất gum Arabic

/>
2.2.2 Arragan gum
- là tác nhân tăng độ dày, tạo gel, tạo bọt, ổn định, được
sử dụng trong sản xuất nước chấm, kem, bánh kẹo…

- là một polysacarit axit, khối lượng phân tử lớn hơn

- Liều dùng: khơng q 0,5-0,75% khối lượng sản phẩm

850.000, có độ nhớt cao

- là tác nhân tăng độ dày, tạo gel, tạo bọt ổn định, được
sử dụng trong sản xuất nước chấm, kem, bánh kẹo…
- liều dùng: Chưa có quy định

INS
TÊN

Nguồn

Chức năng khác
Chất làm dầy, chất nhũ hóa, chất tạo gel,
chất ổn định

413 Gôm tragacanth

Nhựa cây
Astragalus

(Iran, Middle
Eastern )

2.3 Chất chiết từ quả
Pectin (E 440) là chất hữu cơ phức tạp cấu tạo từ sự liên
kết giữa phân tử axit polygalacturonic (C6H10O7)n và một
phần được este hố bằng rượu metylic CH3OH.

414 Gơm arabic

416 Gôm karaya

Nhựa cây
Acacia
(Africa)
- polysaccharides
and glycoproteins

Nhựa
câySterculia
(India)
- Polysaccharide
(galactose,

3


-Tuỳ theo số phân tử của axit galacturonic mà tạo nên chiều
dài của phân tử pectin

E440
Pectin

Phân loại

- Khối lượng phân tử pectin từ
20000 đến 200000 và tuỳ thuộc
vào số lượng của gốc metyl -CH3
có trong phân tử.

/>
Điều kiện tạo gel

E440
Pectin

Cơ chế tạo gel

E440
Pectin

Pectin HMP (High Methoxyl –OCH3)
- liên kết H không bền
- gel mềm dẻo
The low pH value reduces the
negative charges along the pectin
chain, originated by the carboxylic
group disassociation. Thus an
electrostatic repulsion occurs which
is responsible for gel formation and

the pectin - pectin bond formation is
avoided.
The lower the DM level, the longer
the setting time and the lower the
setting temperature.
The higher the soluble solids
content, the lower the numbers of
hydrogen bonds. These bonds
are stronger and thus the
strongest gels are formed.

/>
/>
Cơ chế tạo gel

E440
Pectin

E440a (i): Pectin
Pectin LMP (Low Methoxyl –OCH3)

E440a (ii): Sodium pectate

- liên kết (COO-) với ion Ca2+
- gel đàn hồi

E440a (iii): Potassium pectate

LM pectin forms gels in the presence
of polyvalent cations, typically Ca++

The binding of Ca++ to pectin is not a
simple ionic interaction, but involves
intermolecular chelate binding of the
cation, leading to the formation of
macromolecular aggregates (“egg-box”
cavity).
The higher the solids level and the
lower the pH, the pectin is more
reactive.
The higher the Ca++ content and
lower the pH, the higher the setting
temperature.

E440a (iv): Ammonium pectate
E440b: Amidated pectin

Liều dùng: chưa có quy định, tuỳ thuộc vào yêu cầu của
thực phẩm.

/>
4


2.4. Chất có nguồn gốc động vật
Gelatin

• Có 2 loại:
- Loại A: thu nhận từ nguyên liệu ban đầu xử lý axit .

Là polypeptide cao phân tử thu nhận từ collagen của mô

liên kết động vật

- Loại B: thu nhận từ nguyên liệu ban đầu xử lý bazo
Đặc điểm kỹ thuật

Đặc tính:
- Thường ở dạng bột, màu vàng nhạt  trắng
- Hút nước trương nở gấp 5–10 lần
o
- Gel tan chảy ở 27–34 C, đặc lại khi làm nguội (thuận
nghịch)

• Gelatin là một keo ưa nước, gần như không mùi, không vị,

Loại A

Loại B

pH

3.8 – 5.5

5.0 – 7.5

Điểm đẳng điện

7.0 – 9.0

4.7 – 5.4

Độ bền gel

50 - 300

50 – 300

Độ nhớt (Pms)

15 - 75

20 - 75

0.3 – 2.0

0.5- 2.0

Tro

Gelatin

rắn chắc, giịn và có màu vàng nhạt, chứa 8-13% ẩm và có
tỷ trọng 1.3 – 1.4.

Ứng dụng:
- Bánh kẹo: kẹo (6–9%), bánh/mứt (1,2–
2,5%)

- Tính tan chảy trong miệng (nhiệt độ nóng chảy của gelatin là 37oC)
- Khả năng tạo gel
- Không bị ảnh hưởng bởi lực ion và ổn định ở dãy pH rộng

2.5. Polysacarit nguồn gốc vi sinh vật

-

Sữa: yoghurt (0,3–0,5%)

-

Kem: mềm mịn, tránh tạo tinh thể đá, tan
chậm

-

CNSX thịt: tạo gel, tăng ẩm, tăng protein,
nhũ hóa (2-3%)

2.5.1 Xanthan gum (INS 415)
- Xanthan gum (polysaccharide gum) là dẫn xuất thu được
trong quá trình lên men của vi sinh vật chủng Xanthomonas

• Xanthan gum

campestris và tinh chế bằng cồn isopropylic.

• Gellan gum
• Glucose oxidase
• CMC

Xanthomonas campestris

5


- có cấu trúc phức tạp bao gồm sự liên

- được dùng trong chế biến thực phẩm tạo ổn định, tạo nhũ

kết của đường D-glucose, D-maltose

tương, tăng độ dày, tăng bọt, chịu được nhiệt.

và D-glucuronic acid.

- sử dụng trong sản xuất các thực phẩm thịt đơng, nước
uống có chanh, đồ hộp, sữa đông, nước chấm salat.
/>
Cấu tạo của Xanthan gum

2.5.2 Gellan gum (E418)
Gellan gum

-Thuộc loại gơm polysaccharide có trọng lượng phân tử cao
(Tetrasaccharide với một phân tử Rhamnose và glucuronic
acid và hai phân tử glucose).

Noodle created from unsalted chicken or vegetable broth.
The low-acyl Gellan used in this recipe lets the noodles
stay clear and gives an elastic chew.
/>

Gellan gum

2.5.3 Glucose oxidase
- Còn được gọi là D – glucose,
dextrose, grape, corn sugar

- Glucose oxidase được dùng để bảo quản thực phẩm, loại
bỏ oxy trong sản xuất đồ hộp, bột, nước giải khát, bia…
Gellan creates a fluid gel (a gel that is blended after it has already set).
Gellan gels will not turn into liquids, but will still be malleable after blending.
Gellan is combined with blackberry puree, allowed to set, then blended
to create a fluid gel that can be spooned beautifully for final presentation.
/>
6


2.6. Chất chiết từ hạt

2.5.4. CMC (E466)
-

Xử lý Cellulose được tạo thành
từ vi khuẩn Gluconacetobacter hansenii.

Ứng dụng:
- Kem: tinh thể mịn, lâu tan
- Đồ uống: ổn định hệ nhũ tương/huyền phù (CMC: 1%)
- Bánh kẹo: mềm bột nhào, giữ ẩm, kiểm sốt độ nhớt
-Mì ăn liền: tăng độ dai
- Sốt, ketchup: ổn định, chịu được pH thấp.

INS

TÊN

Nguồn

Chức năng khác
Chất làm dầy, chất nhũ hóa, chất tạo gel,
chất ổn định

2.7. Phosphoric acid (E 338)
• Bao gồm: Ortphophat natri / kali / canxi; Diphotphat,

410

412

417

Gôm carob

Gôm guar

Gôm tara

locust bean tree
(Mediterranean
region)

Guar bean
(India, Pakistan,
US, Australia,
Africa)

triphotphat, polyphotphat của natri và kali.
• Các dẫn xuất của axit phosphoric được dùng trong sản
xuất bánh nhân kem, nước giải khát ...
• Liều lượng: 70 mg/kg thể trọng.

Hạt Caesalpinia
spinosa
(Peru)

3. NHĨM CHẤT ỔN ĐỊNH
CHẤT ỔN ĐỊNH (Stabilizers)

Nhóm chất ổn định
INS
327

là PGTP được sử dụng với mục đích duy trì sự
phân tán của hai hay nhiều thành phần nhằm tạo
nên sự đồng nhất cho sản phẩm

Tên

1201 Polyvinylpyrolidon
Canxi lactat

332i Kali dihydro xitrat
339ii
340i
340ii
341iii
452v
500ii

Dinatri orthophosphat
Monokali orthophosphat
Dikali orthophosphat
Tricanxi orthophosphat
Amoni polyphosphat
Natri hydro cacbonat

501i Kali cacbonat
503ii Amoni hydro cacbonat
508 Kali clorua

Các chức năng khác
Làm bóng, nhũ hố, làm dày
Điều chỉnh độ axit, làm rắn chắc, chống
oxy hoá, nhũ hoá, làm dày
Nhũ hoá, điều chỉnh độ axit, tạo phức kim
loại, chống oxi hóa
Điều chỉnh độ axit, bảo quản, tạo xốp,
chống đơng vón, ổn định màu, chống oxy
hố, tạo phức kim loại, nhũ hoá, điều vị,
làm rắn chắc, xử lý bột, làm ẩm, làm dày
Điều chỉnh độ axit, chống đông vón, tạo

xốp
Điều chỉnh độ axit
Điều chỉnh độ axit, tạo xốp
Làm dày

7


4. MỘT SỐ CHẤT KHÁC
- Chất chống đơng vón
- Chất chống tạo bọt / chất tạo bọt
- Chất tạo xốp
- Chất độn
- Chất làm rắn chắc
- Chất làm ẩm
- Chất xử lý bột
- Chất làm bóng

8