TQTL về các chất tạo ngọt không phải saccharose trong sản xuất bánh kẹo

Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Chương 1:
TÍNH CHẤT CHUNG
CỦA CÁC CHẤT TẠO
VỊ NGỌT
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
1
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
1.1 Đònh nghóa:
[2], [13]
Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vò ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như
là chất thay thế đường.
Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng
tạo nên vò 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 công nghệ
thực phẩm. Tùy theo quy đònh 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 số loại thực phẩm chức năng.
Phân loại:
- Dựa vào giá trò dinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:
+ Chất tạo ngọt có giá trò 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 không có giá trò 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
không 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
Đường
saccharose
Chất tạo ngọt
cường độ mạnh
Polyols Fructose
Năng lượng cung
cấp
4 Kcal/g Thực tế không cung
cấp năng lượng
2,4 Kcal/g 4 kcal/g
Độ ngọt tương
đối
1 30 - 3000 0,4 – 1,0 1,2
nh hưởng lên
lượng insulin
Mạnh Không ảnh hưởng Yếu Yếu
nh hưởng lên
hệ thống tiêu hóa
Trung lập Không ảnh hưởng Có thể gây
nhuận tràng
Trung lập
nh hưởng lên
răng miệng
Có thể gây
sâu răng
Không ảnh hưởng Không ảnh
hưởng
Có thể gây

sâu răng
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
2
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.1: Cây sơ đồ phân loại các chất tạo ngọt
Hình 1.2: Tháp nhu cầu thực phẩm
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
Chất tạo vò ngọt
Có giá trò dinh dưỡng Không có giá trò dinh dưỡng
Glucid Polyols Tự nhiên Tổng hợp
Monosaccharide Disaccharide Hỗn hợp Đơn giản Hỗn hợp
- Glucose
- Fructose
- Galactose
-
Saccharose
- Maltose
- Lactose
- Đường
nghòch đảo
- Syrup thúy
phân từ tinh
bột
- Xylitol
- Sorbitol
- Mannitol
- Maltitol
- Lactitol
- Glucose
syrup được

hydrogen
hóa
- Isomalt
- Glycyrrhizin
- Stevioside
- Thaumatin
- Monellin
- Miraculin
- Dihydrochalcone
- Saccharine
- Cyclamate
- Acesulfame
- Aspartame
- Sucralose
- Dulcine
3
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
1.2 Tính chất cảm quan của các chất tạo
ngọt:
1.2.1 Độ ngọt:
1.2.1.1 Đònh nghóa: [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 đối 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 vò giác của lưỡi sẽ giải mã sự sắp xếp hóa học của chất đó và
đưa ra những tín hiệu về vò và chuyển nó lên não.
Làm thế nào để lượng hóa độ ngọt tương đối của một chất S? Để lượng hóa độ

ngọt tương đối của một chất S, cần giả sử là chất S và saccharose có vò ngọt tương
đương nhau. Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trò tỷ lệ giữa nồng độ dung dòch chất
khảo sát S và nồng độ dung dòch saccharose, với điều kiện là hai dung dòch này
được xem là có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan.
Đơn vò đo khối lượng thường dùng là phần trăm khối lượng (w/w) hoặc mol/l.
1.2.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến độ ngọt: [9], [11], [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 vò khác.
Trong một vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vò: 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 dòch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dòch.
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.
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
4
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đối của fructose (Source:
Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)
Hình 1.4: So sánh độ ngọt giữa xylitol và đường mía ở các nhiệt độ khác nhau
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
o
C) hoặc cold (6
o
C). Và thu

được kết quả như sau:
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 dòch
các chất tạo ngọt từ 22
o
C đến 50
o
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 dòch 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.
nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6
o
C) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận
ngọt của các chất tạo ngọt được thí nghiệm. một vài nồng độ của các chất tạo
ngọt có cường độ ngọt cao, khối 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
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
5
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
cyclamate không có những thay đổi quan trọng về độ ngọt ở bất cứ nồng độ nào
trong khoảng nhiệt độ từ 6
o
C – 50
o

C.




SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
6
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà


Hình 1.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt
- Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt
tăng nhưng không tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi không
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
o
C

SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
7
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.7: Cường độ ngọt phụ thuộc nồng độ (D-glucose, D-fructose, saccharose)
trong dung dòch có và không có ethanol
Hình 1.8: Độ ngọt tương đối của Natri saccharin trong dung dòch phụ thuộc vào
nồng độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose)
Hình 1.9: Đồ thò biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất
tạo ngọt Cyclamate Natri
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
8

Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ
- Sự phối 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
o
C.
Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon
Lipinsky 1991)
Ngoài ra ta còn có hỗn hợp giữa saccharose và các chất tạo ngọt khác. Sự
phối trộn này theo những tỷ lệ khác nhau sẽ cho ra hỗn hợp có độ ngọt như mong
muốn.
Bảng 1.2: Độ ngọt tương đối của hỗn hợp các chất tạo ngọt với saccharose
Chất tạo ngọt Độ ngọt tương đối (25
o
C)
Saccharose 1,0
Đường nghòch đảo 0,8
Saccharose:Đường nghòch đảo (30:70) 0,9
Glucose 0,5 – 0,6
Fructose 0,9 – 1,2
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
9
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Saccharose:Fructose (90:10) 1,0
Saccharose:Fructose (80:20) 1,1 – 1,2
Saccharose:Fructose (50:50) 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 Tương tác có lợi
Aspartame + Acesulfame-K Có
Aspartame + Saccharin Có
Saccharin + Cyclamate Có
Acesulfame-K + Saccharin Không
Sucralose + Aspartame Không
Sucralose + Acesulfame-K Có
Sucralose + Saccharin 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 KCl thì có sự
tăng nhẹ vò 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
o
C. Và kết quả thu được là:

SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
10
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà

SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
11
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
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)
- nh hưởng của muối: độ ngọt tăng hay giảm tùy thuộc vào loại muối và
đường.
Ví dụ như khi cho NaCl vào dung dòch đường thì không ảnh hưởng đến độ
ngọt mà làm cho dung dòch đường trở nên đắng, vò đắng càng rõ rệt hơn khi cho
KCl.
Có những nồng độ muối thích hợp khi cho vào từng loại dung dòch đường sẽ
làm tăng vò ngọt, do đó chọn nồng độ muối là một điều quan trọng.
Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dòch chất tạo ngọt khi có mặt các
muối
Bảng 1.4: nh hưởng của các muối đến dung dòch các chất tạo ngọt
Chất tạo ngọt Những ảnh hưởng quan trọng Nhóm
Acesulfame-K Đắng
Mặn
Nhóm 2
Nhóm 1
Aspartame Đắng
Mùi cam thảo

Nhóm 2
Nhóm 3
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
12
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Mùi kim loại
Nhớt
Nhóm 2
Nhóm 1
Fructose Đắng
Mặn
Nhóm 2
Nhóm 1
Glucose - -
Mannitol Mặn Nhóm 1
Na cyclamate - -
Na saccharin Mặn Nhóm 1, 2
Rebaudioside-A Ngọt lự (fruity) Nhóm 3
Sorbitol Mặn
Mùi kim loại
Nhóm 1, 2
Nhóm 2, 3
Sucralose Đắng Nhóm 2
Sucrose Đắng
Chua
Mặn
Nhóm 2, 3
Nhóm 1
Nhóm 1
Với Nhóm 1: dung dòch chất tạo ngọt với CaCl

2
và NaCl
Nhóm 2: dung dòch chất tạo ngọt với KCl
Nhóm 3: dung dòch chỉ có chất tạo ngọt
- Độ nhớt: Không 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 vò trí cảm nhận ngọt trên cơ quan cảm nhận vò giác, làm cho chất
tạo ngọt khó tiếp xúc với cơ quan này do đó khó cảm nhận được vò ngọt. Ngoại trừ
glucose, độ nhớt tăng cũng không ảnh hưởng đến vò ngọt đáng kể.
Hình 1.15: nh hưởng của độ nhớt đến độ bền ngọt của dung dòch D-glucose, D-
fructose và saccharose
1.2.1.3 So sánh độ ngọt của các chất tạo vò ngọt: [2], [25]
Khi tiến hành thực nghiệm để xác đònh độ ngọt tương đối của các chất tạo vò
ngọt, người ta sử dụng dung dòch chuẩn saccharose có nồng độ là 10%, ở nhiệt độ
25
o
C.
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
13
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.16: Độ ngọt tương đối của các chất tạo ngọt
Để dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau:
Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đối của một số chất tạo vò ngọt được sử dụng trong
sản xuất bánh kẹo(Moll, 1991)
Chất tạo vò ngọt Độ ngọt tương
đối
Chất tạo vò ngọt Độ ngọt tương đối
Monosaccharide
Glucose

Fructose
Disaccharide
Saccharose
Maltose
Lactose
Polyols
Xylitol
Sorbitol
Mannitol
Lactitol
Isomalt
0,69
1,20
1,00
0,30
0,27
1,00
0,4 ÷ 0,6
0,5
0,45
0,5 ÷ 0,6
Chất ngọt không có giá trò dinh
dưỡng, nguồn gốc tự nhiên
Glycyrrhizin
Monelline
Stevioside
Thaumatine
Dihydrochalcone
Chất ngọt tổng hợp
Saccharine

Cyclamate
Aspartame
Acesulfame K
Ducine
50 ÷ 100
1500 ÷ 2000
200 ÷ 300
2000 ÷ 3000
1000
500
35
200
200
250
Ngày nay có nhiều polyol có giá trò, nhưng tất cả chúng ngoại trừ xylitol đều
có độ ngọt thấp hơn saccharose. Độ ngọt tương đối của polyol được thể hiện ở hình
1.17
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
14
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.17: Độ ngọt tương đối của rượu đường (polyol)
1.2.2 Vò ngọt:
1.2.2.1. Đònh nghóa: [2]
Vò ngọt là sự cảm nhận của người tiêu dùng khi uống hoặc ăn chất tạo ngọt.
Là bản chất của vò do cấu tạo hóa học của nguyên liệu tạo ra.
Vò ngọt của đường saccharose được xem là vò ngọt chuẩn.
1.2.2.2. Cơ quan cảm nhận vò ngọt: khả năng cảm nhận vò ngọt tập trung
vào gai vò giác trên lưỡi.
1.2.2.3. Những thuyết cảm nhận vò ngọt được biết đến: [10], [28]
Thuyết các chất tạo ngọt phải chứa nhiều nhóm hydroxyl và nguyên tử Clo: Sự

phát triển của hóa học hữu cơ vào thế kỷ 19 đã đưa ra nhiều hợp chất hóa học và
phương pháp xác đònh cấu trúc hóa học của các chất. Các nhà hóa học hữu cơ trước
đây đã cố tình hay vô tình thử nhiều sản phẩm của họ. Một trong những người nỗ
lực đầu tiên để thiết lập mối tương quan hệ thống giữa cấu trúc hóa học và vò của
chúng là nhà hóa học người Đức Georg Cohn, năm 1914. ng ta đã phát triển một
giả thuyết là để gợi lên một vò nào đó thì các phân tử phải có một cấu trúc nào đó
(được gọi là sapophore) để tạo ra vò. Quan tâm đến vò ngọt, ông ta chú ý rằng
những phân tử có chứa nhiều nhóm hydroxyl và các nguyên tử Clo thì cho vò ngọt,
và trong số hàng loạt các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có
khối lượng phân tử nhỏ hơn thường cho vò ngọt hơn những chất có khối lượng phân
tử lớn.
Thuyết các chất tạo ngọt phải có cấu trúc glucophore 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 vò ngọt
không thu hút sự chú ý nhiều lắm mãi cho đến năm 1967 khi Robert Shallenberger
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
15
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
và Terry Acree đưa ra thuyết cảm nhận vò ngọt AH-B. Một cách đơn giản họ cho là
để tạo vò 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 3Å . Theo thuyết này thì AH-
B của chất tạo vò ngọt phải liên kết với AH-B tương ứng của cơ quan cảm nhân vò
ngọt của lưỡi để tạo ra cảm giác ngọt.
Hình 1.18: Mô hình thuyết AH-B (hệ thống cho nhận proton)
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 không
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 vò
ngọt.
Các hợp chất tạo ngọt có chứa các đơn vò AH-B ở đó A và B đều là những
nguyên tử mang điện tích âm và cách nhau khoảng 2,4 – 4Å. Vò trí liên kết kỵ nước
thứ 3 (X) làm tăng thêm độ ngọt.
Hình 1.20: Mô hình thuyết AH-B-X
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
16
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Xem hình glucose và fructose:
Glucose Fructose
γ: liên kết kỵ nước (X)
Thuyết 8 điểm: Một thuyết sâu hơn nữa là của Jean-Marie Tinti và Claude
Nofre năm 1991. Thuyết này bao gồm 8 vò 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 vò 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.
1.2.3 Hậu vò: [2]
Đònh nghóa: Hậu vò là thời gian lưu của vò ngọt trong miệng của người sau khi
sử dụng.
Đối với saccharose hậu vò biến mất nhanh.
Tùy theo từng loại bánh kẹo mà hậu vò có những ảnh hưởng tiêu cực hay tích
cực.
1.3 Tính chất vật lý của các chất tạo ngọt:

1.3.1 Độ tan:
1.3.1.1 Đònh nghóa: [4], [5]
Độ tan là lượng cực đại chất tan mà có thể hòa tan trong một lượng nhất đònh
nước để tạo thành dung dòch bão hòa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất đònh.
Bảng 1.6: Độ tan của một vài loại đường thông dụng
Độ hòa tan của “đường” %w/w ở 20
o
C
Saccharose (đường) 67
Dextrose 48
Fructose 79
Lactose 17
Maltose 40
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
17
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
1.3.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan: [4], [9], [24]
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng tăng thì độ tan tăng nhưng không 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
dòch bão hòa ở 20
o
C là 80% khối lượng và ở 50
o
C là 87% khối lượng so với
saccharose ở 20
o
C là 67% và ở 50
o
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 đòi hỏi nồng độ cao và không kết tinh khi
có mặt của rượu cồn.
Hình 1.21: Độ tan của các polyol phụ thuộc vào nhiệt độ
Hình 1.22: Độ tan của acesulfame-K phụ thuộc vào nhiệt độ
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
18
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Ngoài ra độ tan còn 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 ban đầu tăng sau đó
giảm và đối với mỗi hỗn hợp có đỉnh cực đại khác nhau.
Đường nghòch đảo, glucose syrup và dextrose có cùng ảnh hưởng lên khả
năng hòa tan của saccharose.
Hình 1.23: Độ hòa tan của saccharose / hỗn hợp nghòch đảo ở 20
o
C
1.3.1.3 nh hưởng của độ tan đến sản xuất bánh kẹo:
Khả năng hòa tan của các loại đường khác nhau đóng vai trò quan trọng trong
công nghiệp sản xuất bánh kẹo. Hai tác dụng không mong muốn dưới đây sẽ xảy ra
nếu ta không quan tâm đến độ tan tương đối của đường:
- Vi sinh vật: nếu nồng độ chất rắn trong dung dòch 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 tinh, sự nổi hạt: với tỷ lệ không đúng các loại đường khác nhau sẽ gây
ra hiện tượng kết tinh không mong muốn 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 Độ nhớt:
1.3.2.1 Đònh nghóa: 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 dòch đường saccharose là lớn nhất. Độ nhớt cao gây khó
khăn trong quá trình nấu kẹo, cần động cơ cánh khuấy cao. Kết hợp khả năng hòa
tan và độ nhớt rất có lợi trong sản xuất bánh kẹo.
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
19
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
1.3.3 Trạng thái kết tinh: [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
đònh lặp đi lặp lại liên tục trong toàn tinh thể.
1.3.3.2 nh 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 dòch syrup bão hòa.
Khi dung dòch đạt đến trạng thái bão hòa và quá bão hòa thì xảy ra hiện
tượng chuyển pha từ lỏng sang rắn. Nếu quá trình hóa rắn nhanh, các phân tử chưa
kòp sắp xếp lại với nhau theo các quy luật thì sẽ có dạng vô đònh 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 đôi khi rất khó kiểm soát, nên trong sản xuất một số loại kẹo có chứa tinh thể
đường thì người ta thường cho vào các mầm tinh thể có sẵn để tạo điều kiện thu
được chất lượng đường tinh thể mong muốn trong loại kẹo đó.
Các nghiên cứu cho thấy các yếu tố ảnh hưởng chính đến sự lớn dần lên của
tinh thể là hiệu số nồng độ của dung dòch đường quá bão hòa và nồng độ của lớp
dung dòch trên bề mặt tinh thể. Ngoài ra độ nhớt của dung dòch, nhiệt độ hay bề
dày của lớp phim vật liệu cũng quyết đònh đến quá trình lớn lên của mầm. Cho nên

trong sản xuất kẹo muốn không 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
dòch syrup có tính chất phù hợp.
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
20
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
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 không mong muốn vì nó
sẽ làm giảm giá trò cảm quan của bánh kẹo.
Trong số các loại đường, lactose kết tinh từ từ nếu không 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 tố 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 trúc sạn khó
chòu sẽ xuất hiện trong quá trình bảo quản.
1.3.4 Nhiệt hòa tan: [19]
1.3.4.1 Đònh nghóa: Khi hòa tan một mol chất trong dung dòch, 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 hòa tan các polyol
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
21
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Hình 1.25: Nhiệt hòa tan của các polyol
1.3.4.2 nh 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 trò
trong một vài sản phẩm nhưng lại có hại trong những sản phẩm khác.
Nhiệt hòa tan làm ảnh hưởng đến lượng nước và lượng nhiệt cần thiết để hòa
tan đường khi làm kẹo. Đối với đường ít thu nhiệt thì cần nhiều nước nóng hơn so
với đường thu nhiệt nhiều.
1.4 Tính chất hóa học:
1.4.1 Phản ứng Maillard: [1], [18], [20], [28], [29]

1.4.1.1 Đònh nghóa: 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.
Hình 1.26: Sơ đồ phản ứng Maillard
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
22
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
Thực phẩm và những sản phẩm có phản ứng Maillard: Phản ứng Maillard
có vai trò tạo ra màu và vò cho thực phẩm:
- Bánh mì nướng
- Lúa mạch dùng trong whiskey và bia
- Các sản phẩm có vỏ bên ngoài tự hóa nâu
- Thòt nướng
- Sữa bột hay sữa cô đặc
Phản ứng này là nền tảng cho công nghiệp mùi vò vì loại acid amine quyết
đònh đến kết quả mùi vò. Sản phẩm của phản ứng Maillard bò sậm màu, giảm khả
năng hòa tan protein, tăng vò đắng, giảm giá trò dinh dưỡng của acid amine như
lysine.
1.4.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Maillard:
1.4.1.2.1 nh hưởng của acid 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 vò 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 không 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 dó tương tác được với
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, vò 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. α-acid amine hoạt động kém hơn β-acid amine.
Cường độ của 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 không 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 hòa tan ngay cả khi
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
23
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
nồng độ rất cao. Do đó người ta có khuynh hướng xê dòch tỉ lệ về phía tăng hàm
lượng đường.
Nói chung phản ứng có thể tiến hành ngay cả khi nồng độ acid amine không
đáng kể và tỉ lệ acid amine/đường rất bé, 1/40 thậm chí 1/300.

1.4.1.2.2 nh hưởng của nước và hoạt độ 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 nh hưởng của nhiệt độ và pH môi 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. Ở 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 vò 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 bò 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).
1.4.1.2.4 Chất kìm hãm và chất tăng tốc phản ứng Maillard:
Phản ứng caramel hóa, oxy hóa và Maillard là những phản ứng có sự tham
gia của các hợp chất carbonyl: như dimedon, hydroxyamin, bisulfite. Những chất
này sẽ kết hợp với các chất khác nhau phát sinh ra ở trong giai đoạn trung gian, do
đó làm ngừng các quá trình tiếp theo của phản ứng. Chẳng hạn dimedon kết hợp
được với aldehyd nên có thể làm ngừng hẳn phản ứng tạo Maillard. Khí sunfurơ,
acid sunfurơ hoặc muối của nó (bisulfite của Natri, Kali) là những chất kìm hãm rất
mạnh mẽ phản ứng tạo màu Maillard. Tác dụng kìm hãm của acid sunfurơ có liên
quan tới các nhóm khử.
1.4.1.3 Các giai đoạn của phản ứng Maillard:

Dựa vào mức độ màu sắc các sản phẩm có thể chia phản ứng thành 3 giai
đoạn kế tiếp nhau.
-Giai đoạn 1: gồm phản ứng ngưng tụ carbonylamin và phản ứng chuyển vò
Amadori; sản phẩm không màu, không hấp thu ánh sáng cực tím.
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
24
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thò Thu Trà
-Giai đoạn 2: gồm phản ứng khử nước của đường, phân hủy đường và các hợp
chất amin; sản phẩm không màu hay màu vàng, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím.
-Giai đoạn 3: gồm phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hóa aldehydamin, tạo
thành hợp chất dò vòng chứa Nitơ.
1.4.1.4 Khả năng tham gia phản ứng Maillard của các chất tạo vò
ngọt:
Phản ứng Maillard thường xảy ra trong môi trường kiềm hơn là trong môi
trường acid và đó cũng là một trong những lý do dùng muối Natri bicarbonate trong
bánh bích quy để làm tăng tính kiềm.
Như đã nói ở trên, 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
không phản ứng với acid amine. Maltose cũng phản ứng như glucose.
1.4.1.5 Vai trò của phản ứng Maillard trong sản xuất bánh kẹo:
6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridine chòu trách nhiệm tạo màu cho bánh bích
quy hay cracker – giống như mùi hiện có của các sản phẩm nướng như bánh mì,
bỏng ngô rang, bánh ngô. 2-acetyl-1-pyrroline là một loại mùi hương của gạo rang.
Cả hai hợp chất này có ngưỡng cảm nhận mùi dưới 0,06 ng/l.
(a) (b)
Hình 1.27: Công thức cấu tạo của 6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridine(a) và 2-
acetyl-1-pyrroline (b)
1.4.2 Phản ứng Caramel: [1], [18], [20], [28]

1.4.2.1 Đònh nghóa: Phản ứng Caramel xảy ra khi đường bò đun nóng
trên nhiệt độ nóng chảy của nó.
Nói một cách đơn giản, phản ứng Caramel là phản ứng tách nước ra khỏi
đường (như saccharose hay glucose), tiếp sau đó là các phản ứng đồng phân hóa và
trùng hợp.
Chẳng hạn với saccharose, sơ đồ phản ứng Caramel hóa như sau:
2
12 22 11 6 10 5 6 10 5
cos
H O
saccharose
glu e fructose
C H O C H O C H O
−
→ +
14 2 43
14 2 43 142 43
Đến 185 – 190
o
C sẽ tạo thành isosaccharose:
6 10 5 6 10 5 12 20 10
cosglu e fructose isosaccharose
C H O C H O C H O+ →
14 2 43 14 2 43 14 2 43
SVTH: Trần Thò Thúy Liễu MSSV: 60301459
25