Ứng dụng của hóa keo trong lĩnh vực thực phẩm và mỹ phẩm

Bộ Giáo Dục và Đào Tạo
Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học

Báo cáo: Ứng Dụng Của Hóa Keo Trong Lĩnh Vực
Thực Phẩm Và Mỹ Phẩm
GVHD: Nguyễn

Bảo Việt

Sinh viên thực hiện:
Họ và tên
Phạm Thị Vân Anh
Hồ Tấn Đạt
Nguyễn Ngọc Thúy Hà
Lê Nguyễn Hoàng Bảo Long
Trần Vũ Minh Sang
Lê Quang Tân
Phan Văn Tuấn

Nhóm 7
Mssv
09139005
09139030
09139044
09139093
09139144
09139154
09139221

A. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HÓA KEO
I. ĐỊNH NGHĨA
• Hóa keo là lĩnh vực hóa học nghiên cứu về các cách chế tạo, đặc điểm và biến
đổi các hệ keo. Hệ keo là một hệ thống phân tán các phần tử có kích thước từ
một phần triệu cho đến vài phần ngàn milimét. Các phần tử này được phân tán
trong một môi trường phân tán.
• Hệ keo là một hệ phân tán giữa dung dịch và huyền phù. Hệ keo không có áp
suất thẩm thấu, không tăng nhiệt độ sôi và không giảm nhiệt độ đông đặc của
môi trường phân tán (gọi là các tính chất của hệ keo). Các hạt keo thường
mang điện tích hấp thụ vì thế mà có thể tách chúng ra bằng phương pháp điện
di. Các hạt keo chống sự kết tụ của các loại hạt keo khác thường được gọi là
keo bảo vệ, thí dụ như dextrin.
II.

PHÂN LOẠI CÁC HỆ KEO
1. Theo kích thước hạt phân tán
- Dựa vào kích thước hoặc đường kính của hạt phân tán, các hệ phân tán được
chia làm 3 loại chính sau:
• Hệ phân tán phân tử: Trong hệ, chất phân tán ở dạng những phần tử rất nhỏ,
kích thước nhỏ hơn 10-7cm, chúng là những phân tử và ion đơn giản.
• Hệ phân tán keo: Gồm các hạt phân tán có kích thước 10-7 đến 10-4cm. Hệ
phân tán keo thường được gọi là hệ keo hoặc son (sol)..
• Hệ phân tán thô: Gồm các hạt có kích thước lớn hơn 10-4cm, hệ thô là hệ vi dị
thể không bền vững.
2. Theo trạng thái tập hợp pha của hệ
- Phương pháp đơn giản cho cách phân loại này là dựa vào pha môi trường của
hệ để phân loại các hệ vi dị thể.
• Môi trường phân tán khí: Gọi chung là son khí (aeorosol) gồm các hệ: Hệ L/K
(các giọt lỏng phân bố trong pha khí) như: mây, sương mù… Hệ R/L (các hạt
rắn phân bố trong pha khí) như: khói, bụi… (Hệ K/K là hệ phân tán phân tử).

• Môi trường phân tán lỏng: Gồm các hệ: Hệ K/L (Các bọt khí phân bố trong
pha lỏng) như: bọt xà phòng trong nước… Hệ L/L (các giọt lỏng phân bố
trong pha lỏng) như: huyền phù, keo vô cơ… trong nước
• Môi trường phân tán rắn: Gồm các hệ: Hệ K/R (các hạt khí phân bố trong pha
rắn) như: bọt khí trong thuỷ tinh, các vật liệu xốp….. Hệ L/R (các giọt lỏng
phân bố trong môi trường rắn) như những giọt lỏng trong mô động, thực vật…
Hệ R/R (các hạt phân tán rắn trong pha rắn) như: thuỷ tinh mầu, hợp kim…
3. Theo cường độ tương tác giữ hạt phân tán và môi trường của hệ
- Các hệ vi dị thể trong môi trường lỏng được chia làm 2 loại là các hệ keo ghét
lưu và hệ keo ưa lưu.
2


• Hệ keo ghét lưu: Hệ gồm các hạt phân tán hầu như không liên kết với môi
trường thì được gọi là hệ keo ghét lưu hoặc hệ keo ghét dung
môi(lyophobe), nếu môi trường nước thì gọi là hệ keo ghét nước
(hydrophobe).
• Hệ keo ưa lưu: Hệ gồm các hạt phân tán liên kết chặt chẽ với môi trường
của hệ được gọi là hệ keo ưa lưu hay hệ keo ưa dung môi (lyophile), nếu
môi trường nước thì gọi là hệ keo ưa nước (hydrophile).
III.

•
•
•
•
•
•

ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ KEO

Dung dịch keo có khả năng phân tán ánh sáng
Sự khuếch tán trong dung dịch keo rất chậm
Áp suất thẩm thấu trong dung dịch keo rất nhỏ
Dung dịch keo có khả năng thẩm tích (hạt keo không lọt qua màng bán thấm)
Dung dịch keo không bền vững
Dung dịch keo thường có hiện tượng điện di

IV.

TÍNH CHẤT CỦA HỆ KEO
1. Tính chất quang học của hệ phân tán
1.1Sự phân tán ánh sáng của hệ keo
- Khi chiếu một chùm sáng vào một dung dịch keo trong suốt để trong bóng thì
thấy một dải sáng sáng mờ đục dạng hình nón xuất hiện ở phần dung dịch có ánh sáng
đi qua.
- Hệ phân tán có kích thước hạt lớn hơn bước sóng phản xạ ánh sáng làm cho
hệ có màu đục. Hệ heo có kích thước hạt nhỏ hơn bước sóng, nên có khả năng phân tán
ánh sáng.
- Đặc điểm của ánh sáng phân tán bởi hệ keo là nó bị phân cực.Theo phương
tới ánh sáng phân tán hầu như không bị phân cực, trong khi đó, theo phương vuông góc
với phương tới thì ánh sáng phân tán hầu như bị phân cực hoàn toàn.
- Ta có thể rút ra một số kết luận như sau:
• Hạt keo có kích thước càng lớn (V càng lớn ) tán xạ càng mạnh.
• Nồng độ hạt càng lớn, ánh sáng bị tán xạ càng mạnh.
• Ánh sáng tới có bước sóng càng ngắn càng bị tán xạ mạnh khi chiếu vào hệ
keo.
1.2 Sự hấp thụ ánh sáng của hệ keo:
- Nói chung, các hệ phân tán bao gồm các dung dịch thực, dung dịch keo, hệ
phân tán thô nếu có màu và không trong suốt thì đều có khả năng hấp thụ ánh sáng ở
những mức độ khác nhau.Màu sắc của dung dịch keo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản

chất của chất phân tán và môi trường phân tán, nồng độ, hình dạng hạt, bước sóng ánh
sáng,góc nhìn
- Nhìn chung, màu sắc của sol kim loại có màu sắc rất phức tạp. Nguyên nhân
3


là do sol kim loại vừa hấp thụ mạnh ánh sáng lại vừa phân tán ánh sáng.
2. Tính chất động học theo phân tử của hệ keo:
2.1 Chuyển động Brown :
- Chuyển động Brown là chuyển động nhiệt của của các hạt pha phân tán trong
hệ keo cũng như các hệ vi dị thể.
- Chuyển động Brown diễn ra không ngừng , không phụ thuộc vào các nguồn
sáng năng lượng bên ngoài và chuyển động càng mạnh khi nhiệt độ càng cao
2.2 Sự khuyếch tán trong dung dịch keo :
- Sự khuyếch tán là một quá trình tự diễn biến để san bằng nồng độ củachất
phân tán vào môi trường phân tán.
- Khuyếch tán là một tính chất đặc trưng của các hệ phân tán. Tốc độ khuyếch
tán của các hạt keo nhỏ hơn nhiều so với tốc độ khuyếch tán của phân tử hoặc iôn, vì
kích thước hạt keo lớn hơn nhiều so với phân tử hoặc iôn.
- Nguyên nhân chủ yếu của sự khuyếch tán là sự chuyển động nhiệt của các
phân tử chất phân tán và môi trường phân tán.
2.3 Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo:
- Thẩm thấu là sự khuếch tán một chiều của các phân tử dung môi qua màng
bán thấm theo chiều hướng làm giảm nồng độ dung dịch.
- Nói một cách rộng hơn thì sự thẩm thấu là sự khuyếch tán và dung môi đưa
đến sự san bằng nồng độ trong toàn bộ thể tích của hệ.
- Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo chỉ phụ thuộc vào số hạt chứ không phụ
thuộc vào bản chất và kích thước hạt keo
2.4 Sự sa lắng trong hệ keo :
- Khi xem xét sự khuếch tán, chúng ta đã bỏ qua lực hút của trái đất đối với các

hạt phân tán. Thực ra các hạt phân tán có kích thước đủ lớn như hạt phân tán thô dễ
dàng bị lắng đọng xuống đáy bình, gọi là sự sa lắng. Trái lại đối với dung dịch thực, các
phân tử hoặc iôn có kích thước bé thì sự chuyển động nhiệt lớn, ảnh hưởng của trọng
lực trở lên không đáng kể, nghĩa là không có sự sa lắng các phân tử chất tan
- Trong thực tế, trong một hệ (đặc biệt là hệ keo và hệ phân tán thô) kích thước
các hạt khác nhau phân bố trong hệ (gọi là hệ đa phân tán ) thì sự khuếch tán và sự sa
lắng xảy ra phức tạp hơn nhiều.
2.5 Độ nhớt của các hệ keo:
- Do dung dịch keo có các phần tử lơ lửng với kích thước lớn hơn nhiều do với
kích thước phân tử thông thường. Nên hệ keo có vận tốc chảy tăng, sự chảy dòng
chuyển sang chảy cuộn sớm hơn.
- Mặt khác, hạt keo làm giảm khoản không gian của chất lỏng cho nên độ nhớt
của dung dịch keo bao giờ cũng lớn hơn của dung dịch phân tán.
3. Tính chất điện của các hệ keo :
3.1 Một số hiện tượng điện trong hệ keo:
4


- Hiện tượng điện di ( hay hiện tượng điện chuyển ) là hiện tượng các hạt rắn di
chuyển trong môi trường lỏng, dưới tác dụng của điện trường.
- Hiện tượng điện thẩm ( hay hiện tượng điện thẩm thấu ) là sự di chuyển của
pha lỏng tương đối so với pha rắn dưới tác dụng của điện trường.
- Hiệu ứng Dorn : là hiện tượng dòng điện xuất hiện khi các hạt pha rắn chuyển
động so với chất lỏng đứng yên. Hiện tượng này ngược với hiện tượng điện di.
- Hiện tượng thế chảy : sự chuyển động của pha lỏng với pha rắn làm xuất hiện
dòng điện. Điện thế đo được trong trường hợp này gọi là : thế chảy. Hiện tượng này
ngược với hiện tượng điện thẩm.
- Ứng dụng của các hiện tượng điện trong hệ keo
• Áp dụng hiện tượng điện di có thể tách được các thành phần của những
hỗn hợp phức tạp như cá protit tự nhiên và các chất điện ly cao phân tử.

• Dùng phương pháp điện di phủ lên bề mặt vật liệu dẫn điện một lớp mỏng
các hạt keo có độ đồng nhất cao với bề dày cần thiết.
• Điện di còn được áp dụng để phủ cao su lên bề mặt kim loại.
• Điện thẩm được ứng dụng trong việc làm khô các vật liệu xốp và lọc tách
các lớp kết tủa……
3.2 Cấu tạo hạt keo ghét lưu.
- Hai thành phần chủ yếu của hạt keo là nhân keo và lớp điện kép.
* Nhân keo:
• Nhân keo do rất nhiều phân tử, nguyên tử hoặc ion đơn giản tập hợp lại,
cũng có trường hợp do sự chia nhỏ của hạt lớn hơn.
• Nhân keo có thể có cấu tạo tinh thể hoặc vô định hình, nhưng là phần vật
chất ổn định, hầu như không có biến đổi trong các quá trình biến động của
hệ phân tán.
* Lớp điện kép:
• Lớp điện kép gồm hai lớp tích điện ngược dấu nhau, nhưng cấu tạo phức
tạp và luôn luôn biến đổi dưới tác động bên ngoài (môi trường, pH, lực ion,
nhiệt độ….).
• Lớp điện kép được hình thành chủ yếu do sự hấp phụ.
V. ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO
1. Điều chế
- Có 2 phương pháp chính điều chế là phương pháp phân tán và phương pháp
ngưng tụ.
• Phương pháp phân tán: bao gồm các biện pháp chia nhỏ các hạt phân tán có
kích thước lớn thành các hạt có kích thước nhỏ, thích hợp. Ví dụ: nghiền, xay,
giã, dùng hồ quang, siêu âm…
• Phương pháp ngưng tụ: bao gồm các biện pháp tập hợp các phần tử nhỏ thành
các hạt có kích thước thích hợp.
5

2. Tinh chế keo
- Trong quá trình điều chế, do nguyên liệu đã dùng, do phải thêm chất làm bền…
nên dung dịch keo thu được thường không sạch. Trong số các chất làm bền thì chất điện
ly là chất ảnh hưởng lớn đến tính chất của hệ keo. Do đó việc tinh chế keo, trước hết
nhằm tách các chất điện ly ra khỏi hệ bằng phương pháp thẩm tích
- Ngoài phương pháp thẩm tích còn có thể dùng phương pháp siêu lọc.
VI. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA HÓA KEO
1. Xử lý nước rác:
- Chất hệ keo tụ: là các loại polyme hữu cơ tan trong nước để có được khả năng
tan trước hết chúng phải có mạch thẳng (cấu trúc một chiều) và mạch polyme chứa
nhiều nhóm phải cực ưa nước.
- Nước rác ban đầu có độ đục rất cao, tối màu, tuy hàm lượng cặn không tan, ít
khí vượt quá 300mg/l. Cặn không tan trong nước rác chủ yếu là thành phần hữu cơ, xác
vi sinh vật, tảo. Đặc điểm của cặn không tan hữu cơ là nó có lớp vỏ Hydrat dày do tính
ưa nước của chúng và độ bền keo của chúng chính là nhờ vào lớp vỏ này, khác với tính
bền của dạng vô cơ ( kỵ nước ) là nhờ lớp điện kép (hay khuếch tán) xung quanh hạt
keo. Cơ chế keo tụ các hạt keo hữu cơ vì vậy chủ yếu không phải là trung hoà điện tích
mà theo cơ chế phá vỡ làm vỏ Hydrat, quét kết tủa và tạo cầu nối.
- Vì lý do đó, có thể dự đoán là liều lượng chất keo tụ các hệ keo kỵ nước như
sông chẳng hạn, và cần sử dụng chất trợ keo tụ để giá thành vận hành cũng như phát
triển hiệu quả lấy chất keo tụ dạng thương phẩm, đang được lưu hành rộng rãi trên thị
trường hiện nay thuộc họ Al với hai loại sản phẩm chủ yếu là phèn đơn Al2(SO4)3 và
poly nhôm clorua.
- Nhôm Sunfat: Al2(SO4)3 .18H2O là chất keo tụ truyền thống được sử dụng
rộng rãi. Không phải tất cả các thành phần hỗn hợp trong keo tụ đều có tác dụng, chỉ có
thành phần Al có tác dụng keo tụ, thường được tính theo phần trăm Al2O3 và là một
trong nhữnhg chỉ tiêu chất lượng hàng đầu của chất keo tụ.
- Phèn đơn loại tiêu chuẩn Al2(SO4)3 có hàm lượng nhôm tính theo Al2O3 là
15,5% (8,1%Al 3+) khi sử dụng phèn Al, muối Al bị thuỷ phân và tạo ra axit. Axit sinh
ra sẽ làm tụ độ kiềm của nước và làm tụ độ pH. pH tụ mạnh khi độ kiềm thấp và ngược

lại khi kiềm đóng vai trò là chất đệm của hệ. Do sau khi keo tụ, nước đựơc tiếp tục xử lý
vi sinh để oxy hoá amoni và chất hữu cơ với vùng pH tối ưu của nó khoảng 8-9, quá
trình cần một lượng kiềm khá lớn. vì vậy , chế độ keo tụ cũng cần đảm bảo hài hòa các
yếu tố trên.
- PAC ( poly Al clorua) là loại poly vô cơ chứa thành phần nhôm oxit, hydroxyt
và clorua. Nó được sản xuất từ muối nhôm với các chất kiềm.
6


- Do được trung hòa với kiềm trước trong quà trình sản xuất, nên không sinh ra
axit của chúng thấp và do mạnh phân tử đã khá lớn nên quá trình keo tụ xảy ra với tốc
độ nhanh hơn so với phèn.
- Sản phẩm PAC lưu hành khá rộng rãi hiện nay nhập từ Trung Quốc với hàm
lượng nhôm oxit 30%. Giá cả trung bình của chúng cao hơn khoảng 2,5 lần so với phèn
đơn.
- Xét về nhiều khía cạnh khi keo tụ nước, nên sử dụng liều lượng PAC là 300400g/m3. Cùng với 2g/m3 chất keo tụ A101. Trong quy trình keo tụ dễ gặp hiện tượng
nổi do nguyên nhân tạo khí CO2(Axit của PAC với Bicac bonat trong nước, PH càng
thấp khả năng tạo CO2 càng lớn) và có thể do oxi sinh ra từ quá trình quang hợp quang
tảo. Để khắc phục hiện tượng trên có thể sử dụng dòng khí để khuấy trộn khi keo tụ
nhằm đuổi các khí sinh ra khỏi nước.
- Quy trình keo tụ làm giảm một phần COD ( lượng oxy tương đương tiêu tụ để
oxy hoá chất hữu cơ bằng hoá chất kali cromat) và độ màu của nước rác nó chỉ đạt tới
một mức độ giới hạn. Khi tiếp tục tăng liều lượng chất keo tụ, hiệu quả tách loại COD
và màu ( có lẽ chủ yếu do cơ chế hấp thụ) tăng khí PH của hệ giảm. Điều đó mở ra khả
năng sử dụng phương pháp keo tụ để đánh bóng nước ở giai đoạn cuối cùng như là một
giải pháp hiệu quả cao nhưng được lợi về giá thành.
2. Keo dán:
- Keo dán latex là gì ?
Keo dán latex cao su thiên nhiên gồm một hệ phân tán keo của các hạt cao su
với phân tán của các loại nhựa khác và chất độn khác nhau.

- Cao su thiên nhiên được thu từ các cây cao su dưới dạng keo phân tán trong
nước. Cũng như hầu hết latex cao su lấy từ cây. Quá trình phân hủy ôxi hóa bắt đầu và
quá trình tạo lưới có thể diễn ra. Cao su ở điểm này có thể tan trong dung môi thơm.
Nhưng thực tế dung dịch đó chứa một lượng lớn gel.
- Hầu hết cao su tổng hợp sử dụng trong keo dán latex được chế tạo bằng phương
pháp trùng hợp nhũ tương, cho nên chúng thường có sẵn dạng latex.
Cao su sinh thái ngày càng có tầm quan trọng trong keo dán. Bởi nó có nhiều
ưu điểm và giá cả hấp dẫn. Vật liệu tái sinh thu được chủ yếu từ lốp xe và thường ở
dạng latex, được sử dụng trên giấy để dán nhãn, túi xách, lốp xe. Trong đó keo dán giấy
là một trong những ứng dụng rất lớn của nhũ tương polyvinyl ancol. Thường thì phải
thay đổi các tính chất vật lý như : độ nhớt, hàm lượng rắn và độ chịu nước để thay đổi
các đặc tính như : độ dính, khả năng gia công trên máy, hay giảm giá thành nhờ tinh
bột, dung dịch polyvinyl ancol và đất sét. Tinh bột cung cấp độ nhớt cao, cải thiện khả
7


năng gia công trên máy và khả năng chịu nước. Đất sét cải thiện các tính chất đóng rắn
nhờ điều chỉnh quá trình thấm vào các chất mềm xốp.
3. Bào chế thuốc:
- Nhũ tương thuốc là gì ?
Theo Dược Điểm Việt Nam (DĐVN) , nhũ tương thuốc gồm các dạng thuốc lỏng hoặc
mềm để uống tiêm dùng ngoài được điều chế bằng cách dùng tác dụng của chất nhũ hóa
thích hợp để trộn đều hai chất lỏng không đồng tan được gọi là được gọi là cách quy
ước dầu và nước.
- Ứng dụng của nhũ tương thuốc trong ngành dược:
• Dùng đưa thuốc qua đường uống, qua da và qua trực tràng khi dược chất là dầu
hoặc chất tan trong dầu dưới dạng bào chế có nồng độ hàm lượng thích hợp.
Làm cho thuốc dễ uống khi dược chất là dầu vì làm giảm tính nhờn và che dấu sự
khó chịu của dầu.Ví dụ: nhũ tương dầu gan cá, nhũ tương dầu parafin, nhũ tương
thầu dầu…nhũ tương dùng đường uống phải là kiểu D/N.

• Gia tăng sự hấp thụ của dầu và các dược chất tan trong dầu tại thành ruột non.
Kiểu nhũ tương dùng đường tiêm phụ thuộc vào đường, do thuốc và mục đích
điều trị. Kiểu D/N có thể được sử dụng cho mọi đường tiêm, kiểu N/D chỉ dùng
tiêm bắp hoặc dưới da để cho tác dụng kéo dài. Ví dụ : nhũ tương tiêm bắp của
một số vaccin có tác dụng kèo dài làm tăng cường đáp ứng kháng thể, kéo dài
thời gian miễn dịch.
Các chế phẩm dưỡng da toàn thân dùng qua đường tiêm dưới dạng nhũ tương.
Các nhũ tương vô trùng được chỉ định để đưa các chất béo, cacbon hydat và
vitamin vào cơ thể bệnh nhân suy nhược. Vài nhũ tương D/N hiện đang lưu hành
trên thị trường với tiểu phân phân tán có kích thước trong khoảng 0.5-2 micromet
tương tự như kích thước của các vi dưỡng trấp ( là các tiểu phân béo thiên nhiên
có trong máu ).
Các thuốc dùng ngòai da dạng bào chế ứng dụng cấu trúc nhũ tương nhiều nhất.
Cả hai loại nhũ tương N/D, D/N đều được sử dụng cho các thuốc dùng ngoài do
khả năng dẫn thuốc qua da tốt ( làm tăng hiệu quả trị liệu của chế phẩm ).
- Thuốc mỡ là gì?
• Thuốc mỡ là dạng thuốc có thể chất mền, dùng để bôi lên da hay niêm mạc
nhằm bảo vệ da hoặc đưa thuốc thấm qua da. Thành phần thuốc mỡ gồm một
hay nhiều hoạt chất được hòa tan hay phân tán đồng đều trong một tá dược
hay hỗn hợp tá dược thích hợp.
8


• Kem bôi da cũng là một loại thuốc mỡ có thể chất rất mềm và rất mịn do
thành phần của nó có hàm lượng lớn các chất lỏng ( tá dược thể lỏng hoặc
hoạt chất tan trong dầu hoặc nước ) thường có cấu trúc nhũ tương kiểu D/N
hoặc N/D.
Ví dụ :Madecasol…Các kem thuốc có thể chất lỏng sánh được gọi là sữa dùng
cho da (sữa tắm lactacid, hazelin…)
4. Mỹ phẩm:

- Về dạng bào chế các mỹ phẩm có cấu tạo chủ yếu là nhũ tương, gel, hoặc hồ
nước.
- Các chế phẩm dùng để chăm sóc da như: làm sạch da, các chất cạnh bã,làm bong
vẩy sừng, làm da sáng và mịn màng hoặc làm mềm da, làm se da, chống lão hóa, cung
cấp cho da các chất dinh dưỡng, các vitamin…
- Trong thực tế, có những trường hợp rất khó phân biệt rõ ranh giới giữa mỹ phẩm
và thuốc mỡ. ví dụ :các chế phẩm chứa dầu nghệ, kẽm oxit, đất sét, long não, vitaminh
C … Một số tá dược thuốc mỡ được dùng như hoạt chất trong mỹ phẩm như các chất
giữ ẩm glycerin, propilen glycol, sorbiton, silicon, dầu thực vật…
B . ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM VÀ MỸ
PHẨM:
I. ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG THỰC PHẨM:
1. 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 việc 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 sử dụng trong sản phẩm sữa là các monoglycerid và diglyceride
của các acid béo và rượu. Chúng có tác dụng trở 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
9

của sodium alginate là khả năng hòa tan kém khi trong môi trường giàu canxi. Người ta
khắc phục nhược điểm này bằng cách thêm axitcitric.

Hình1: Công thức hóa học của sodium alginate.
- Carrageenan: được chiết xuất từ rong đỏ thuộc Rhodophycea. Có 3 loại carrageenan đã
được định danh là Kappa, iota và lamda. Tuy nhiên kappa thường được sử dụng trong
sản phẩm sưã hơn, đặc biệt ở sữa có bổ sung axit béo omega 3. Trong quá trình bảo
quản sữa, sự ổn định của sữa lien 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 để hình thành gel thixotropic.

Hình 2: Công thức hóa học của kappa carrageenan.
- Polymer này có gốc galatose và anhydro-galatase với rất nhiều lien kết sulfate. Hệ
thixotropic là cấu trúc gel đã được hình thành 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
10


kết với 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.

Hình 3: Các sản phẩm sữa.
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 thưng được sử dụng có nguồn gốc tự nhiên và đã được biến
tính, chiết xuất từ rong biển (carrageenan, alginate) và gelatin.
-"Alginate" là một thuật ngữ thường được sử dụng cho các muối của axit alginic,

nhưng nó cũng có thể tham khảo tất cả các dẫn xuất của axit alginic và acid alginic bản
thân, trong một số ấn phẩm "algin" được sử dụng thay vì alginate. Alginate có mặt trong
các bức tường tế bào của tảo nâu như canxi, magiê và muối natri của axit alginic. Mục
tiêu của quá trình khai thác là để có được khô, alginate natri bột,. Các muối canxi và
magiê không hòa tan trong nước, muối natri. Lý do đằng sau việc khai thác các alginate
từ rong biển để chuyển đổi tất cả các muối alginate muối natri, giải thể này trong nước,
và loại bỏ các dư lượng rong biển bằng cách lọc. Alginate sau đó phải được thu hồi từ
dung dịch nước. Giải pháp là rất loãng và bay hơi của nước là không kinh tế. Có hai
cách khác nhau khôi phục alginate.

Hình 4:Công thức hóa học của alginate
11


- Gelatin là một hỗn hợp của các peptide và protein được sản xuất bởi thủy
phân một phần của collagen được chiết xuất từ xương luộc, mô liên kết, các cơ quan và
một số ruột của các loài động vật như thuần hóa gia súc và lợn . Các liên kết phân tử tự
nhiên giữa các sợi collagen cá nhân được chia thành một hình thức sắp xếp lại dễ dàng
hơn. Gelatin tan một chất lỏng khi bị đun nóng và hóa rắn khi làm lạnh một lần
nữa. Cùng với nước, hình thức bán rắn keo gel . Gelatin tạo thành một giải pháp cao
độ nhớt trong nước, thiết lập một loại gel làm mát, và thành phần hóa học của nó, trong
nhiều khía cạnh, chặt chẽ tương tự như collagen. Gelatin giải pháp cho thấy dòng
viscoelastic và trực tuyến khúc xạ kép. Nếu gelatin được đưa vào tiếp xúc với nước
lạnh, một số vật liệu hòa tan. Độ tan của các gelatin được xác định theo phương pháp
sản xuất. Thông thường, gelatin có thể được phân tán trong một axit tương đối tập
trung. Phân tán như vậy là ổn định trong khoảng 10-15 ngày với ít hoặc không có thay
đổi hóa học và phù hợp cho các mục đích tráng hoặc ép đùn vào một bồn tắm
tủa. Gelatin cũng hòa tan trong hầu hết các dung môi cực. Gel Gelatin tồn tại chỉ một
phạm vi nhiệt độ nhỏ, giới hạn trên là điểm nóng chảy của gel, phụ thuộc vào lớp
gelatin và tập trung và hạn chế thấp hơn điểm đóng băng mà băng tinh. Các đặc tính cơ

học rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, lịch sử nhiệt trước của gel, và thời gian. Độ
nhớt của tăng hỗn hợp gelatin / nước với nồng độ và khi giữ lạnh (≈ 4 ° C). Ngoài ra các
gelatins động vật được mô tả ở trên, cũng có gelatins rau chẳng hạn như thạch .

Hình 5: Công thức hóa học cuả gelatin.
12


- Những chất này có khả năng tạo thành gel cấu trúc, bền cấu trúc và chống khả
năng tách lớp 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 gel, chất làm dày và
chất ổn định cấu trúc.

Hình 6: Các sản phẩm sữa chua.
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). Monogyceride là chất nhũ hóa thông
dụng được sử dụng để sản xuất kem. Nó có thể lien 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 tương béo. Tuy nhiên chất ổn định Polysaccharide thường lien kết với
chất béo của kemđể 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.

Hình 7: Công thức hóa học của Monogyceride

13


Hình 8: các sản phẩm của kem
4. Sôcôla:

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

Hình 9: công thức hóa học của Lexithin phospholipit.

Hình 10: Các sản phẩm sôcôla.
5. Giò chả rong sụn:
- Rong sụn khô , nguyên liệu chiết tách carrageenan.
14


- Carrageenan có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử protein của động, thực vật.
Có thể dùng carrageenan với một hàm lượng thích hợp nào đó làm phụ gia giò chả để
tăng mức độ liên kết các protein của thịt. Nhờ đó giò chả có thể đạt độ giòn, dẻo theo ý
muốn. Ngoài ra, carrageenan còn có tác dụng ổn định hương vị thơm ngon tự nhiên của
nguyên liệu thịt.
-Theo ghi nhận của các nhà khoa học, trong rong sụn có nhiều axit amin không
thay thế, các khoáng chất đa lượng và vi lượng, các hợp chất hoạt động sinh học rất cần
thiết và bổ dưỡng đối với con người. Một trong những bí quyết sống lâu của người Nhật
là tập quán ăn rất nhiều rong biển. Carrageenan trong rong sụn còn có tác dụng ngăn
axit của dịch vị tiếp xúc với vết loét thành dạ dày, vì vậy đặc biệt hữu ích cho những
người đau dạ dày do viêm loét.

Hình11: Carrageenan được chiết xuất từ rong sụn
- Dùng carrageenan làm phụ gia thay thế hàn the sẽ có thể khôi phục và nâng cao

giá trị của giò chả
-Thêm một ứng dụng thực tiễn cho carrageenan là thêm một đầu ra cho chế biến
rong sụn, loại rong biển rất có giá trị được di trồng vào VN từ năm 1993, đến nay đã
phát triển gần 20.000ha nuôi trồng ven biển Nam Trung bộ, cho thu hoạch trên 200.000
tấn/năm nhưng vẫn mới chỉ dừng ở phương thức phơi khô, xuất thô sang Trung Quốc.
6. Bánh kẹo:
- Chứa từ 6- 9% gelatin, bloom từ 150- 250.
- Gelatine dùng như chất tạo kết cấu trong sản xuất bánh kẹo không chứa đường
- Trong kẹo, gelatine giữ vai trò:
Chất tạo bọt : làm giảm sức căng bề mặt của pha lỏng
Chất ổn định : tạo độ bền cơ học cần thiết tránh biến dạng sản phẩm
Chất liên kết: liên kết một lượng nước lớn kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

15


Hình 13: Một số sản phẩm kẹo có Gelatin
7. Rau câu:
-Loại sương sa thông dụng hay nấu bằng nhiều loại rong tảo khác nhau nhưng
nếu chỉ sử dụng một loại tảo biển có tên Việt Nam là rau câu, có tên riêng là AGAR
SEAWEED GELIDIUM sẽ cho thành phẩm cứng, trong và ngon hơn. Loại tảo Agar
gelidium này được tất cả các quốc gia có biển khai thác chế biến thành một loại thực
phẩm sơ chế ở dạng bột với tên thương mại quen thuộc là Agar. Và chính loại bột rau
câu Agar này mới có thể chế biến chung với nhiều loại thực phẩm khác và nhuộm màu
dễ dàng. Rau câu Agar sử dụng không chỉ đơn thuần là một chất kết đông các món mặn
ngọt mà còn dùng chế biến trong công nghệ sản xuất bánh kẹo đóng gói.
-Rau câu Agar ở Việt Nam được sử dụng phổ biến nhất ở dạng bột mịn. Nhưng
chất lượng thành phẩm có đạt yêu cầu kết đông cứng giòn và trong đẹp hay không là tùy
kỹ thuật chế biến, chất lượng vật liệu của mỗi thương hiệu

Hình 14:Công thức cấu tạo của Agar-agar

16


Hình 15: Rau câu được làm từ Agar-agar
II.ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG MỸ PHẪM:
1. Kem dưỡng da:
- Đây là những hệ nhũ tương của dầu trong nước(O/W) hay nước trong dầu(W/O)
với hệ thống bề mặt đặc biệt và chất làm đặc để cung cấp độ nhớt cho các sản phẩm
dưỡng da, nhưng với các yêu cầu độ nhớt lớn hơn.
- Các hệ này được mô tả là một mạng lưới cấu trúc gel tạo ra bằng cách sử dụng
các hỗn hợp bề mặt để tạo thành cấu trúc tinh thể lỏng. Các hydrocolloid được thêm vào
để tăng cường cấu trúc mạng gel.
- Hydrocolloid: là những polymer tan trong nước (polysaccharide và protein)hiện
đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay
tạo gel hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh
thể đá và đường, giữ hương.. Chúng có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc,
phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thời gian
tạo gel hay điện tích. Nhưng phương pháp phân loại thích hợp nhất cho những tác nhân
tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt và thời gian tạo gel.

17


Hình 16: Một hydrocolloid phổ biến là methyl cellulose

Hình 17: Kem dưỡng da
2. Sơn móng tay
- Đây là những hệ phân tán sắc tố trong một dung môi kỵ nước dễ bay hơi(như

butyl acetate hay ethyl acetate).
- Hệ này là thixotropic(hệ xúc biến): là tính chất của 1 số gel, chất lỏng dày, nhớt
ở điều kiện bình thường nhưng trở thành dạng lưu chất( mỏng hơn, ít dính nhớt hơn)
khi bị tác động.
- Tosylamide-formaldehyde là một loại nhựa tổng hợp, là chất hoạt động bề mặt
được sử dụng trong sơn móng tay để tăng độ bền, chống mài mòn và tăng độ bóng của
sơn móng tay.

Hình 18: Công thức cấu tạo tosylamide-formadehyde

18


Hình 19: Sơn móng tay
3. Dầu gội đầu:
-Là những hệ gel thông thường với những chất hoạt động bề mặt có cấu trúc dạng
que hay sợi. Các chất làm đặc ví dụ như các polysaccharide được thêm vào để tạo độ
đông đặc và chống oxy-hóa. Tương tác giữa polymer và chất hoạt động bề mặt là rất
quan trọng.
-Một số chất HĐBM được sử dụng trong dầu gội đầu: Ammonium lauryl sulfate,
Demethicone, Sodium laurenth sulfate, Cocamidopropyl Betain,... với thành phần từ 1020%.
-Chất nhũ hóa trong dầu gội đầu: Glycol Distearate
-Chất tạo bọt và ổn định bọt: lauramide DEA, Cocamide MEA,… 3-5%

Hình 19: Công thức cấu tạo Glycol Distearate.

19


Hình 20: Công thức cấu tạo Ammonium lauryl sulfate.

Hình 21: Công thức cấu tạo lauramide DEA.

Hình 22: Các loại dầu gội

C.TÀI LIỆU THAM KHẢO:
20


*Tạp chí khoa học-Công nghệ thủy sản – số 1/2008
*Giò chả rong sụn trên />*Carrageena chức năng và ứng dụng: />*Giáo trình hóa keo – Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội
*Rong sụn và các sản phẩm chế biến từ rong sụn-Đồ án chuyên môn của Chu Thị Hằng
*Gelatin-Tiểu luận môn hóa học thực phẩm-Giảng viên Tôn Nữ Minh Nguyệt
*Hóa lý và hóa keo-Thạc sĩ Nguyễn Hữu Phú
*Giáo trình Hóa Keo-Thạc sĩ Phan Xuân Vận và Thạc sĩ Nguyễn Tiến Quý
*Chất keo thực phẩm-Thạc sĩ Nguyễn Thu Thủy và Thạc sĩ Trần Thanh Trúc

21


MỤC LỤC
A. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HOÁ KEO
I. Định nghĩa
II. Phân loại các hệ keo
1. Theo kích thước của hạt phân tán
2. Theo trạng thái tập hợp pha của hệ
3. Theo cường độ tương tác giữ hạt phân tán và môi trường của hệ

1
1

1
1

III. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ KEO
2
IV.TÍNH CHẤT CỦA HỆ KEO
1.Tính chất quang học của hệ phân tán
1.1Sự phân tán ánh sáng của hệ keo
2
1.2 Sự hấp thụ ánh sáng của hệ keo
2
2. Tính chất động học theo phân tử của hệ keo
2.1 Chuyển động Brown
3
2.2 Sự khuyếch tán trong dung dịch keo
3
2.3 Áp suất thẩm thấu của dung dịch keo
3
2.4 Sự sa lắng trong hệ keo
3
2.5 Độ nhớt của các hệ keo
3
3. Tính chất điện của các hệ keo
3.1 Một số hiện tượng điện trong hệ keo
3
3.2 Cấu tạo hạt keo ghét lưu
3
V. ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO
1. Điều chế
4

2. Tinh chế keo
5
VI. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA HÓA KEO
1. Xử lý nước rác
5
2. Keo dán
6
3. Bào chế thuốc
7
4. Mỹ phẩm
8
B . ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM VÀ MỸ
PHẨM
I. ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG THỰC PHẨM
1. Sản phẩm sữa
8
2. Sữa chua
10
3. Kem
12
22


4. Sôcôla
5. Giò chả rong sụn
6. Bánh kẹo
7. Rau câu
II.ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG MỸ PHẪM
1. Kem dưỡng da
2. Sơn móng tay

3. Dầu Gội Đầu
C.TÀI LIỆU THAM KHẢO

13
14
14
15
16
17
18
20

23