CƠ CHẾ và ỨNG DỤNG của PHẢN ỨNG THỦY PHÂN TRONG CHẾ BIẾN và bảo QUẢN THỰC PHẨM

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỤC PHẨM

-----oo0oo-----

TIỂU LUẬN MÔN:

HÓA SINH THỰC PHẨM 2

ĐỀ TÀI:

CÁC CHẤT TẠO NGỌT

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Mai Hƣơng

Tp. Hồ Chí Minh tháng 6 năm 2014
1


BẢNG PHÂN CÔNG NHIÊM VỤ
STT
1

Họ Và Tên
TRẦN THỊ THU

2

LÊ THỊ THU HỒNG

3

PHẠM TRẦN KHÁNH
DUY

Nhiệm Vụ
Chất tạo ngọt tự
nhiên, tổng hợp
Chất tạo ngọt nhân
tạo, chỉnh xửa
Chất tạo ngọn hỗn
hợp, tư nhiên

2

MSSV
12026141

SĐT
01636293635

12023191

01629802226

12010151

01655584154

Mục lục
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................................... 5
CÁC CHẤT TẠO NGỌT ............................................................................................................................. 6
Tổng Quan Về Chất Tạo Ngọt ....................................................................................................... 6

I.

Định nghĩa................................................................................................................................ 6

1.1

Chất Tạo Ngọt Tự Nhiên ............................................................................................................ 6

II.

Chất Tạo Ngọt Bản Chất Glucid ............................................................................................... 6

1.
1.1

Một số Monosaccharide .......................................................................................................... 6

1.1.1

Glucose ................................................................................................................................. 6

1.1.2

Fructose ................................................................................................................................ 8

1.1.3

Galactose .............................................................................................................................. 9

1.1.4

Sorbitol ............................................................................................................................... 10

1.1.5

Xylitol ................................................................................................................................. 12

1.1.6

Mannitol ............................................................................................................................. 14

1.2

Một số disaccharide: ............................................................................................................. 15

1.2.1

Maltose ............................................................................................................................... 15

1.2.2

Lactose ............................................................................................................................... 16

1.2.3

sacchasore .......................................................................................................................... 17

1.2.4 Maltiol ....................................................................................................................................... 18
1.2.5 Lactitol ....................................................................................................................................... 19
1.2.6 Isomalt....................................................................................................................................... 20
1.3

Trisaccharide ......................................................................................................................... 21

1.4 Tetrasaccharide ............................................................................................................................ 23
2.

CHẤT TẠO NGỌT HỖN HỢP ................................................................................................... 23
2.1 Đường nghịch đảo ........................................................................................................................ 23
2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột ......................................................................................................... 23
2.3 Mật ong thiên nhiên..................................................................................................................... 24
3


III.
1.

CHẤT TẠO NGỌT TỔNG HỢP ................................................................................................ 24
Saccharin ....................................................................................................................................... 24

2. Cyclamate ...................................................................................................................................... 26
3.

Acesulme-Kfa................................................................................................................................. 29

4.

Sucralose: ....................................................................................................................................... 30

5.

Aspartame:..................................................................................................................................... 32

4


MỞ ĐẦU
Các chất tạo ngọt là nguyên liệu được sử dụng nhiều trong chế biến và bảo quản thực
phẩm. Trong sản xuất thực phẩm người ta thường phải cho thêm chất tạo ngọt vào sản
phẩm với 3 mục đích sau:
- Nâng cao giá trị thực phẩm và độ calo của thực phẩm : mỗi gam đường khi tiêu hoá
trong cơ thể sẽ cho 17.1 kj ( 4.1kcal) năng lượng
- Làm cho sản phẩm có vị ngọt dễ chịu.
- Sử dụng khả năng bảo quản của đường. Khi nồng độ đường cao, trong dung dịch sẽ gây
ra áp suất thẩm thấu lớn, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Khả năng bảo quản của
loại mứt rim, mứt mịn và mứt quả nghiền không qua thanh trùng. Tuy nhiên, trên thực tế
có nhiều loại chất tạo ngọt khác nhau với tính chất và ứng dụng khác nhau. Tùy vào từng
loại thực phẩm, với mục đích khác nhau mà người ta sử dụng chất tạo ngọt phù hợp.
Trong đề tài này, chúng em xin trình bày về các chat và tính chất của chất tạo ngọt và tác
dụng của chúng trong công nghiệp.

5


CÁC CHẤT TẠO NGỌT

I.

II.

Tổng Quan Về Chất Tạo Ngọt
1.1 Định nghĩa
Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như
là chất thay thế đường.
Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng tram chất hóa học có khả năgn
tạo nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản suất bằng
phương pháp tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được phép sử dụng
trong công nghệ thực phẩm. Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà danh
mục các chất tạo ngọt được sủa dụng 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:
Phân loại theo nguồn gốc của chất tạo ngọt:
- Chất tạo ngọt có nguồn gốc tự nhiên
- Chất tạo ngọt có nguồn gốc nhân tạo
Chất Tạo Ngọt Tự Nhiên
Hiện nay các phụ gia thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên nói chung và các chất
tạo ngọt có nguồn gốc tự nhiên nói riêng. Chất tạo ngọt tự nhiên có có vai trò
quan trọng trong công nghiệp thực phẩm như: trong công nghiệp sản xuất và
bảo quản thực phẩm.
1. Chất Tạo Ngọt Bản Chất Glucid
1.1 Một số Monosaccharide
1.1.1 Glucose
- Công thức cấu tạo:

6

-

-

-

Glucose là một monosaccharide là một carbohydrate quan trọng trong
sinh học. tế bào sử dụng nó như một nguồn năng lượng và là chất
chuyển hóa trung gian. Glucose là trong những sản phẩm chính của quá
trình quang hợp và bắt đầu hô hấp của ở cả tế bào prokaryote và
eukaryote
Nguồn gốc: glucose phổ biến ở động vật và thực vật. nó có nhiều trong
đường nho chin nên còn được gọi là đường nho.
ở người và động vật, glucose là thành phần cố định trong máu, dễ dàng
được cơ thể người hấp thụ.
Đặc điểm:
 Vai trò như là một nguồn năng lượng: Glucose là nguồn nguyên
liệu tồn tại ở khắp mọi nơi trong sinh vật học. Nó được xem là
nguồn năng lượng cho hầu hết sinh vật, từ vi khuẩn đến người.
Dùng Glucose như là hô hấp của vi sinh vật ưa khí hoặc kỵ khí.
Cacrbohydrate là nguồn năng lượng chính yếu cho cơ thể con
người , thông qua hô hấp hiếu khí, cung cấp khoảng 4kcal (17KJ)
năng lượng / 1g thực phẩm.
 Vai trò của glucose trong sự thủy phân glucose: dùng glucose
như một nguồn năng lượng trong tế bào theo con đường hô hấp
hiếu khí hoặc kị khí.
 Vai trò như một chất tiền than: trong thực vật và hầu hết động vật,
nó là tiền than để sản xuất vitamin C. Glucose được dùng như là

một vài chất quan trọng. Dung dịch tinh bột, tinh bột, cenlulose
và glycogen là những polymer glucose phổ biến. Glucose kết hợp
với fructose tạo saccharose.

7


-

Phương pháp thu nhận:

Dextrose là một loại đường rât dồi dào trong tự nhiên. Trong hấu hết trái cây và quả
mọng cũng như trong mật ong.
Phương pháp 1: glucose thu được bằng việc phân tách glycogen ở động vật và nấm, được
biết như là quá trình glycogenolysis.
Phương pháp 2: thu nhận bằng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid hoặc bằng
enzyme. Quá trình này được biết như là sự đường hóa, tinh bột bị thủy phân hoàn toàn
thành glucose dùng xúc tác enzyme glucoamylase tử nấm aspergillus niger. Điều kiện đặc
trưng của phản ứng là PH 4.0 – 4.6 600C và nồng độ carbohydrate từ 30 – 35% khối
lượng. ttrong những điều kiện này tinh bột chuyển hóa thành glucose với hiệu suất 96%
trong 1- 4 ngày. Dùng dung dịch loãng hơn có thể đạt được hiệu suất cao hơn, nhưng đì
hỏi thiết bị phản ứng lớn hơn và lượng nước nhiều hơn nên nhìn chung là không kinh tế.
dung dịch glucose thu được đem đi lọc để làm sạch và đem cô đặc trong thiết bị bốc hơi
nhiều cấp. Quá trình kết tinh nhiều lần tạo D-Glucose rắn
1.1.2 Fructose
công thức cấu tạo:

Fructose hay levulose – đường quả là một monosaccharide được tìm thấy tỏng nhiều
thực phẩm và là một trong 3 loại đường huyết quan trọng nhất cùng với glucose và
galactose, và là đồng phân của glucose. Fructose tinh khiết có độ ngọt tương tự đường

mía nhưng nó có mùi trái cây. Mặc dù fructose là một hexose, nhưng nó thường tồn tại ở
dạng vòng 5. Cấu trúc này tham gia vào chuỗi hô hấp dài và mức độ phản ứng cao hơn
glucose. Fructose là chất rắn kết tinh, dễ bị tan trong nước, có vị ngọt gấp1,5 đường mía
(saccharose), gấp 2,5 lần glucose (đường nho). Khi kết tinh trong dung dịch nước
fructose có hình kim, tinh thể của nó gậm một phân tử nước: 2C6H12O6.H2O. Fructose là
loại gluxit có vị rất ngọt. Trong mật ong có chứa khoảng 40% fructose, do đó mật ong có
8


vị ngọt gắt. Fructose nóng chảy ở khoảng nhiệt độ 102 - 1040 C. Dễ bị lên men bởi nấm
men
Phương pháp thu nhận: fructose có nhiều trong mật ong, trái cây, qua
mọng dưa và trong một vài loại rau củ như củ cải đường, khoai lang, củ
cải vàng, củ hành và được sinh ra từ sự tiêu hóa saccharose.
- Ứng dụng: Đường fructose thường được thêm vào các thực phẩm đóng
vào chai hộp trong kỹ nghệ. Fructose có thể được dùng làm tác nhân
tăng mùi vị chocolate, mứt, trái cây đóng hộp .Fructose thường có trong
chất gây ngọt gọi là HFCS (High fructose corn syrup) có nghĩa là xi-rô
đường bắp có lượng fructose cao, thường chứa 55% và 45% glucose.
Đây là chất tạo ra vị ngọt được các nhà kỹ nghệ thực phẩm ưa chuộng
vì giá rẻ và có thể dễ dàng trộn vào các thức uống như nước ngọt đóng
trong chai hay lon.
1.1.3 Galactose
-

Công thức cấu tạo:

Glactose có công thức hóa học C6 H12 O6.
Khói lượng phân tử là 180,08 và nhiệt nóng chảy là 167oC. Nhóm –OH đầu và cuối nằm
ở cùng một phía và nhóm –OH thứ 2, thứ 3 ở phía còn lại. D-galactose có cấu hình của C

áp chót giống với D-glyceraldehyde. Galactose là một đồng phân quang học của glucose.
Galactose là một monosacchride, nếu kết hợp với glucose sẽ tạo thành
lactosedisaccharide.
Nguồn gốc: galactose có trong sữa, pho mát, tría cây. Đây là một loại đường thường
thường tồn tại dưới dạng pyranose. Galactose có trong thành phần của lactose và
polysaccharide galactan của thực vật, ngoài ra nó cũng nằm trong thành phần cấu tạo của
9


melibiose và agar – agar của thực vật. tham gia vào đường sữa và cấu tạo thực vât. Nó
được xem là chất tạo ngọt có giá trin dinh dưỡng vì nó là thực phẩm tao năng lượng.
Galactose ít ngọt hơn glucose và tan ít trong nước.
Có 3 sự rối loạn quan trọng lien quan đến galactose:
- Galactosemia gây ra bệnh đục nhân mắt và chậm phát triển trí não. Nếu chế độ ăn kiêng
không có galactose (galactose-free) đưa ra thích đáng từ sớm thì bệnh đục nhân mắt sẽ
được đẩy lùi mà không để lại biến trứng tuy nhiên tổn thất trí não là vĩnh cửu.
- Thiếu UDP galactose-4-epimerase là điều cực kỳ hiếm
- Thiếu enzyme galactose-1-phosphate uridyl transferasư là một vấn đề khó giải quyết
nhất, vì một chế độ ăn kiêng không có galactose có tác dụng lâu dài.
Phương pháp thu nhận: được tìm thấy trong các sản phẩm sữa, trong củ cải đường, gum
và chất nhầy. Nó được tổng hợp bởi cơ thể người, tại đây nó tạo thành một glycolipid và
glycoprotein trong một vài loại mô. Thủy phân lactose bởi xúc tác enzyme lactase, một
D- galactosidase được sản xuất bởi operon trong Escherichia Coli(E.coli), tạo thành
glucose và galactose. Trong cơ thể con người, glucose chuyển hóa thành galactose để
kích thích tuyến vú có thể tiết ra lactose. Thủy phân hemicellulose cũng tạo ra galactose.
1.1.4 Sorbitol
Công thức cấu tạo:

Công thức cấu tạo của D-sorbitol Sorbitol:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH

Tên IUPAC: hexane-1,2,3,4,5,6-hexaol Công thức hóa học: C6H14O6
-

Sorbitol được biết như là glucitol, là một loại rượu đường cơ thể chuyển
hóa chậm.
10


Nó thu được bằng cách khử glucose, nó thay đổi nhóm aldehide thành nhóm hydroxyl do
đó nó được gọi là rượu đường.
-

Phương pháp thu nhận: Sorbitol là một loại rượu đường có nhiều trong
tự nhiên ở hầu hết các loại quả có hạt, nguồn dồi dào là quả thanh
hương trà (Rowan berry) hay quả thanh lương trà (Mountain Ash berry),
nhưng không có nguồn tự nhiên nào quan trọng trong thương mại. Ngày
nay, nó được sản xuất bằng cách khử glucose, nó thay đổi nhóm
aldehide thành nhóm hydroxyl. Ngoài ra sorbitol được sản xuất một
cách tự nhiên bởi cơ thể người mặc dù được tiêu hóa kém.

Đặc điểm: Ít có giá trị trong công nghiệp bánh kẹo, thường dùng trong kẹo mềm hay
thực phẩm dạng paste với chức năng giữ ẩm. Sorbitol được xếp vào loại chất tạo ngọt có
giá trị dinh dưỡng vì nó cung cấp calorie hay năng lượng cho những người ăn kiêng:
2,6Cal/g (11KJ/g) so với đường và tinh bột là 4Cal/g (17KJ/g) trong khi vẫn duy trì được
50% độ ngọt. Ngoài việc cung cấp chất ngọt, nó còn là một chất giữ ẩm tuyệt vời và là
một chất tạo cấu trúc. Sorbitol thương phẩm có thể tồn tại dưới dạng dung dịch cô đặc
(70% chất khô) hoặc dạng tinh thể. dạng tinh thể nó được dùng trong sản xuất chocolate.
-

Ứng dụng:

Sorbitol là một chất thay thế đường thường dùng trong thực phẩm ăn kiêng (bao gồm cả
thức uống kiêng) và chewing gum không đường. Sorbitol là một chất có giá trị trong
công nghiệp sản xuất chocolate cho người đái tháo đường và bánh kẹo, khác với
saccharin và cyclamate, ngoài ra còn được ứng dụng trong sản xuất giấy, dệt, thuốc lá.
Sorbitol có thể ứng dụng trong công nghệ mỹ phẩm hiện đại như làm chất giữ ẩm hay
chất làm dầy (thickener). Một vài loại gel trong suốt chỉ có thể được sản xuất từ sorbitol
vì nó có tính khúc xạ đủ lớn để tạo thành chất trong suốt. Và nó cũng được dùng như chất
giữ ẩm trong sản xuất thuốc lá. Sorbitol được dùng để giữ ẩm cho nhiều loại sản phẩm để
chống lại sự mất ẩm. Sự ổn định ẩm và tính tạo cấu trúc của sorbitol được ứng dụng trong
sản xuất bánh kẹo, thực phẩm nướng và chocolate – những thực phẩm có khuynh hướng
trở nên khô và cứng. Sự ổn định ẩm bảo vệ những sản phẩm này khỏi khô nhanh và duy
trì đặc tính tươi như lúc ban đầu trong suốt quá trình bảo quản. Sorbitol cũng được dùng
như một phụ gia cryoprotectant (hỗn hợp với sucorse và muối Natri polyphosphate) trong
sản xuất surimi có độ tinh khiết cao – một loại bột cá sống hầu như được sản xuất nhiều ở
Alaska. Sorbitol khi kết hợp với Kali nitrate tạo thành nhiên liệu. Sorbitol được cho là
chất hóa học trung gian then chốt có tiềm năng từ nguồn sinh khối (biomass). Quá trình
khử hoàn toàn sorbitol mở ra con đường tạo thành các alkane như hexane – có thể được
dùng như nhiên liệu sinh học (biofuel). Nó có nguồn gốc từ tinh bột, được sản xuất như là
11


một dịch đường nhớt, cấu tạo nên HDPE của cái trống hoặc là dạng bột tinh thể dùng để
nhồi nhét trong những cái túi xách có nhiều lớp. Vai trò quan trọng của sorbitol là sản
xuất Vitamin C và những sản phẩm dược phẩm khác và được sử dụng như là một tá dược
và chất ngọt dinh dưỡng. Sorbitol rất bền và trơ hóa học. Nó có thể chịu đựng được nhiệt
độ cao và không tham gia vào phản ứng maillard (hóa nâu). Đó là một thuận lợi, ví dụ
như, trong những sản phẩm bánh cần màu sắc tươi tắn chứ không phải là màu nâu là một
điều mong muốn. Sorbitol có thể kết hợp với những thành phần thực phẩm khác như là
đường, tác nhân keo tụ, protein và chất béo thực vật. Nó hoạt động tốt trong nhiều sản

phẩm thực phẩm như kẹo gôm, kẹo, món tráng miệng ướp lạnh, bánh quy, bánh, …, bao
gồm cả kem đánh răng và thuốc súc miệng.
1.1.5 Xylitol

Công thức cấu tạo: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OH
Tên hóa học: (2S,3R,4R)-Pentane-1,2,3,4,5-pentaol
Xylitol, còn được biết là đường gỗ, là một loại rượu đường 5 carbon, được dùng như một
chất thay thế đường. Xylitol ngọt xấp xỉ saccharose nhưng cung cấp năng lượng kém
40%.
Phương pháp thu nhận: Xylitol đầu tiên được chiết xuất từ cây bulô ở Phần Lan vào thế
kỷ thứ 19. Vào thế kỷ 20, xylitol dạng hạt bắt đầu được sản xuất với lượng lớn ở Mỹ với
tên là “Ultimate Sweetener” với nguồn thu nhận là cây củ cải đường. Xylitol có nhiều
trong tự nhiên, được tìm thấy trong các mô, trong nhiều loại trái cây và rau quả, bao gồm
nhiều loại quả mọng khác nhau, vỏ ngũ cốc, yến mạch và nấm. Nó có thể thu được bằng
cách trích ly mô hạt ngũ cốc, giống cây bulô (birch), quả mận và ngũ cốc.
Các phương pháp sản xuất xylitol:

12


-

-

Phương pháp trích ly lỏng-rắn (solid-liquid extraction): Xylitol được
tìm thấy ở trái cây và rau quả như nho, dâu, chuối… trong tảo, rong
biển, nấm…. Xylitol có thể được sản xuất các nguồn này bằng phương
pháp trích ly lỏng-rắn, nhưng do xylitol chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ trong các
nguyên liệu thô( ít hơn 900mg/100g) nên giá thành sẽ rất đắt.
Phương pháp hoá học: Sản xuất từ xylan (polysaccharide thuộc nhóm

hemicellulose) bằng cách thuỷ phân bằng acid. Xylan chiếm khoảng 1135% (khối lượng chất khô) của nguyên liệu lignocellulse như gỗ cứng,
phế phẩm của nông nghiệp như lõi ngô, rơm lúa mì, bã mía…. Tiếp
theo, xylan được thủy phân tạo thành xylose, sử dụng xúc tác là acid
hay enzyme cylanase. Sau cùng đường xylose sẽ được hydrogen hóa
thành xylitol. Ngày nay người ta còn có thể sản xuất xylitol bằng
phương pháp lên men, sử dụng vi sinh vật.

Đặc điểm: Khác với stevia, xylitol hầu như không có hậu vị, và nó được cho là an toàn
đối với người bệnh đái tháo đường và những người giảm glucose huyết (hypoglycaemia).
Đó là do carbohydrate giống như rượu đường ít có tác động lên lượng đường huyết của
con người như những loại đường thông thường khác.
Xylitol tương tự với sorbitol và có mặt trong hầu hết các thực phẩm – nấm và những loại
rau cải khác. Xylitol, khi tiêu thụ, nó tan chầm chầm nhưng hoàn toàn trong ruột. Nó
không đòi hỏi có insulin trong quá trình chuyển hóa và vì vậy nó không thay đổi lượng
đường máu ở người bị đái tháo đường. Nó được chấp nhận như là một chất tạo ngọt
không sinh năng lượng và nó không được tổng hợp bởi vi khuẩn cariogenic. Cho đến
ngày nay, nó được biết là không có tính độc nhưng tính độc phát sinh một cách khác
thường khi tiêu thụ một lượng lớn hiếm có. Giống như sorbitol, nó có tính nhuận tràng
(30 – 40g/single administration).
Trong thực phẩm, xylitol không phải là chất thay thế thuốc nhưng nó đã được
American Food and Drug Administration chứng nhận là phương thuốc thích hợp cho trẻ
con để chống sâu răng. Xylitol cũng có khả năng chữa chứng bệnh loãng xương. Một
nhóm các nhà nghiên cứu Phần Lan đã phát hiện là xylitol ngăn chặn sự yếu xương trên
chuột thí nghiệm và thậm chí còn cải thiện tỷ trọng của xương. Nhiều nghiên cứu chỉ ra
rằng chewing gum xylitol có thể ngăn chặn sự nhiễm trùng tai (viêm tai cấp tính). Những
nghiên cứu gần đây cho thấy việc tiêu thụ xylitol giúp kiểm soát sự nhiễm trùng đường
miệng do nấm men Candida, trái lại galactose, glucose, saccharose lại làm tăng sự phát
triển của nấm men này. Giống như hầu hết các loại rượu đường khác, xylitol ảnh hưởng

13

nhẹ đến nhuận tràng khi dùng với liều lượng cao. Mặc dù vậy nó không có độc tính, con
người có thể dùng 400g/ngày trong thời gian dài mà không thấy phát hiện bệnh.
Ứng dụng: Trong bánh kẹo, nó được ứng dụng đặc biệt như một chất tạo ngọt không tạo
khuẩn trong những sản phẩm “dính” (adhesive) như kẹo chewing gum, caramel. Xylitol
rất phổ biến ở Phần Lan nơi được xem là nguồn gốc phát hiện ra nó. Nhiều công ty sản
xuất bánh kẹo Phần Lan đã sử dụng xylitol, hầu hết chewing gum bán ở Phần Lan và
Châu Aâu là có dùng xylitol. Công ty Chupa Chups trước đây là của Tây Ban Nha bây
giờ là của Ý được sản xuất ra kẹo bạc hà thơm miệng trên cơ sở xylitol được quảng cáo
trên khắp thế giới. Ở Trung Quốc, Nhật và Nam Hàn Quốc, xylitol được tìm thấy nhiều
trong hàng loạt các sản phẩm chewing gum. Thậm chí Trung Quốc và Hàn Quốc còn có
hẳn một loại gum mang tên “Xylitol”, trong khi ở Nhật Bản có tên là “Xylish”
1.1.6 Mannitol
Công thức cấu tạo:

Công thức cấu tạo của mannitol Tên IUPAC: (2R,3R,4R,5R)-Hexane-1,2,3,4,5,6-hexol
Công thức: C6H14O6
Về hóa học, mannitol là một loại rượu đường hay một polyol, nó tương tự xylitol hay
sorbitol. Tuy nhiên, mannitol có khuynh hướng mất một ion H+ trong dung dịch nước
làm cho dung dịch mang tính acid. Vì thế, không có gì là bất thường khi ta thêm một chất
để điều chỉnh lại pH của nó như NaHCO3.
Phương pháp thu nhận: Nhiều loại rau quả có chứa mannitol như sung, oliu ... Hàm lượng
mannitol trong một số loài nấm và tảo rất cao, có thể lên đến 15 – 20% (Multon, 1992).
Fructose là nguyên liệu để sản xuất mannitol. Phản ứng hydrogen hóa sẽ chuyển fructose
thành mannitol.
Đặc điểm: - Mannitol là một tác nhân lợi tiểu, nó là một đồng phân của sorbitol.

14

-

Tính tan: mannitol ít tan trong nước hơn sorbitol, 100g nước ở 25oC chỉ
có thể hòa tan được tối đa 18g mannitol. Mannitol cũng là một chất tạo
ngọt dành cho những người bệnh đái tháo đường. Bởi vì mannitol thu
nhiệt khi tan nên nó được dùng làm chất tạo ngọt trong những loại kẹo
làm tươi mát hơi thở, nó có tác dụng làm lạnh và tạo cảm giác tươi mát.
Với lượng lớn hơn 20g, mannitol ảnh hưởng đến nhuận tràng, và thỉnh
thoảng được bán như là một loại thuốc nhuận tràng cho trẻ em.

Ứng dụng: Mannitol được ứng dụng nhiều trong y dược, nó hổ trợ cho thuốc chữa các
bệnh về não (như tâm thần, mất trí nhớ) Thỉnh thoảng mannitol được dùng như chất làm
giả thuốc gây mê (heroin), thuốc gây tê (methamphetamines) hay những loại thuốc cấm
khác. Mannitol cũng được dùng để bao bọc tạm thời những vật sắt nhọn (như là những
đinh ốc trong máy điều hòa nhịp tim nhân tạo) khi chúng được đưa vào tĩnh mạch. Bởi vì
nó tan dễ dàng trong máu do đó những vật sắt nhọn mà nó bao bọc sẽ lộ ra khi đến nơi
cần dùng.
1.2 Một số disaccharide:
1.2.1 Maltose
công thức cấu tạo:

Tên hóa học: 4-O- α-D-Glucopyranosyl-D-glucose
Những tên khác: Maltose, Malt sugar, Maltobiose.
Công thức hóa học: C12H22O11
Khối lượng phân tử: 342,1162g/mol

15

Maltose hay đường mạch nha, là một disaccharide hình thành tử 2 đơn vị glucose lien kết
nhau qua lien kết α-1,4 glucoside. Nó là thành phần quan trọng thứ hai trong hàng loạt
những hợp chất hóa sinh có vòng glucose. Nếu them một gốc glucose thì tạo thành
maltotriose, và 4 gốc glucose thì gọi là maltotetrose. Nếu them nhiều gốc glucose nữa thì
tạo thành dextrins, thương gọi là maitodextrin, hay thậm trí tạo thành tinh bột.
Nguồn gốc: Maltose còn được gọi là đường mạch nha, có nhiều trong các loại hạt cốc nảy
mầm như thóc nảy mầm, mầm đại mạch,… Khi thủy phân tinh bột bằng enzyme có thể
thu được maltose.
Phương pháp thu nhận: maltose được thu nhận nguồn tinh bột, đặc biệt là tinh bột bắp.
Tính chất cảm quan: maltose syrup là chất lỏng trong suốt, có mùi dễ chịu, vị ngọt, mát,
được hấp thụ tốt bởi hệ tiêu hóa của người.
Độ ngọt: ngọt bằng 40% so với saccharose, 60% so với glucose. Chống lại hiện tượng
sạn cát trong kẹo, jelly, jam và những thực phẩm khác tốt. Hiếm xảy ra hiên tượng kết
tinh đường.
Độ bền: bền ở nhiệt độ cao và trong môi trường acid, đặc biệt thích hợp để làm kẹo. khó
bị phân hủy bởi vi khuẩn đường miệng do đó không gây răng.
Ứng dụng: maltose syrup có vị ngọt nhẹ, bền với nhiệt độ và môi trường acid nên được
ứng dụng để tạo chất lượng tốt trong thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. Hữu ích
trong công nghệ sản xuất bánh kẹo. Nó giúp cải thiện chất lượng và mùi vị cho công
nghiệp thức uống lạnh vì nó không xxuất hiện thượng kết tinh và có nhiệt độ đông đặc
thấp. Chống tinh bột cũ, giữ ẩm và kéo dài thời gian bảo quản cho các sản phẩm trái cây,
quả giầm đường, jam, trái cây đóng hộp.
1.2.2 Lactose
Công thức cấu tạo và tính chất: lactose, đường sữa, là một disaccharide cấu tạo bởi 2
phân tử β-D-galactose và β-D-glucose lien kết nhau qua lien kết β 1-4 glycosidic.
Lactose chiếm khoảng 2 – 8% trong sữa. Lactose bắt nguồn từ tiếng Latin có nghĩa là sữa,
cộng them đuôi – ose để chỉ đường.
Độ hòa tan: 8g lactose/10g
Khối lượng phân tử: 342,296g/mol
Nguồn gốc: Lactose còn được gọi là sữa vì nó có chủ yếu trong sữa người, động vật.

16


Về dinh dưỡng: Lactose là loại đường quan trọng và thúc đẩy sự tiêu hóa caxi và
phosphor ở những con thú con và được xem là nguồn đường trong tế bào não.
Độ ngọt: nó không ngọt và khi trong dung dích, nó bằng 1/6 độ ngọt saccharose, và chính
vì thế nó được đề xuất là chất thay thế đường trong một vài loại bánh kẹo để làm giảm
bớt độ ngọt quá mức.
Khả năng tiêu hóa: những đứa trẻ nhỏ được bú bằng sứa mẹ. Để tiêu hóa được chúng cần
có enzyme lactase (β1-4 disaccharidase) được tiết ra bởi long tơ của ruột và enzyme
này phân cắt phân tử lactose thành glucose và galactose dễ hấp thụ. Vì lactose có mặt
trong hầu hết những chỗ có cơ thể sinh ra enzyme lactose dần cạn kiệt và khi đó cơ thể
con người không có khả năng chuyển hóa lactose. Do đó sự mất lactase cũng giúp người
trưởng thành.
Phương pháp thu nhận: lactose thương mại được sinh ra từ whey sinh ra trong sản xuất
phô mai hay từ chất lỏng còn dư ra trong sản xuất casein. Chất lỏng này được hóa chua,
được đun nóng trong than hoạt tính và lọc. Và sau đó nó được xử lý để tái diễn quá trình.
Kết tinh và mức độ tinh sạch được xác định bằng số lượng tinh thể. Sự thay thế này có
một ít khó khan bởi vì khả năng kém tan của nó và khả năng kết tinh khác thường. Độ tan
của lactose ở nhiệt độ thường là khoảng 16% và tăng lên 60% ở 90oC, và trong dung dịch
nó tồn tại hai dạng β và α-lactose.
1.2.3 sacchasore
công thức cấu tạo:

Saccharose được kết hợp bởi α- D- Glucose và α- D- Fructose qua liên kết – OH
glycosid. Do đó nó không còn nhóm - OH glycosid tự do nên không còn tính khử. Khi
thủy phân sacharose sẽ tạo ra glucose và fructose. Trong phân tử saccharose, glucose ở
dạng pyranose và fructose ở dạng furanose, hai chất này liên kết với nhau qua nhóm - OH

17

ở C1 của glucose9 với nhóm – OH ở C2 của fructose. Do đó saccharose còn được gọi là
α- D- Glucopyranoside α- D- Fructofuranoside.
Nguồn gốc: Saccharose là loại đường rất phổ biến trong thiên nhiên. Nó có nhiều trong
củ cải đường và mía. Ngoài ra nó còn có trong lá, thân, rễ, quả của nhiều loại thực vật.
Trong công nghệ sản xuất đường, người ta dùng nguyên liệu là củ cải đường hoặc mía.
Saccharose là loại đường dễ hòa tan và có ý nghĩa về dinh dưỡng. Chính vì thế đây là loại
đường được sử dụng phổ biến hằng ngày.
Phương pháp thu nhận:
ứng dụng: Sản phẩm hình thành khi thủy phân saccharose là hỗn hợp đường nghịch đảo.
Sự nghịch đảo này làm tăng chất khô, đồng thời cũng tăng vị ngọt và tính hòa tan của
đường trong dung dịch. Sự tăng tính hòa tan gây ra nhờ quá trình nghịch đảo là do tính
hòa tan cao của đường fructose cũng như tính khó kết tinh của đường glucose so với
saccharose. Tính chất này được sử dụng trong sản xuất mứt, kẹo để tạo nên các sản phẩm
trong đó saccharose dù ở nồng độ cao cũng vẫn không kết tinh Trong các sản phẩm như
bánh, mứt, kẹo người ta thường sử dụng một lượng đường nghịch đảo nhất định để duy
trì cấu trúc mềm láng. Phản ứng tạo tricanxi saccharat được ứng dụng trong sản xuất
saccharose từ rỉ đường.
Saccharose bị phân hủy và nóng chảy ở 186 O C tạo caramel. Sản phẩm caramel được sử
dụng tạo màu, mùi và vị đặc trưng của thực phẩm
1.2.4 Maltiol
Công thức cấu tạo

Tên hóa học: 4-O-α-D-Glucopyranosyl-D-glucitol

18


Những tên khác: Amalty; Maltitol; Maltisorb; Maltisweet

-

Maltitol là một loại rượu đường (polyol) được dùng như là một chất
thay thế đường.

Phương pháp thu nhận: Maltitol thu nhận bằng cách hydro hóa D-maltose từ tinh bột.
Nguồn nguyên liệu đi từ tinh bột bắp hoặc tinh bột khoai tây, tinh bột gạo.
- Phương pháp thu nhận maltitol dạng syrup
- Phương pháp thu nhân maltitol theo sấy phun:
Đặc điểm: Có độ ngọt bằng 90% saccharose và có tính chất gần giống với saccharose
ngoại trừ khả năng tạo màu nâu cho sản phẩm. Nó thường được dùng để thay thế đường
saccharose vì nó cung cấp ít năng lượng hơn, không thúc đẩy sâu răng và ảnh hưởng lên
lượng đường máu với mức độ thấp hơn. Maltitol gây đau bao tử đặc biệt là khi tiêu thụ
với một lượng lớn. Giống như những rượu đường khác, maltitol không hóa nâu hay
không tạo caramel. Nó không được chuyển hóa bởi vi khuẩn ở miệng vì vậy nó không
gây sâu răng. Nó tan chậm hơn saccharose do đó thích hợp với những người bị bệnh tiểu
đường hơn saccharose. Cung cấp năng lượng là 2,1 Cal/g (8,8 KJ/g). Với độ ngọt cao, nó
được dùng trong thực phẩm mà không cần trộn thêm với bất cứ chất tạo ngọt nào và có
tác dụng làm mát khi tan không đáng kể khi so sánh với những loại rượu đường khác, nó
tương tự cảm giác mát lạnh khó phát hiện của saccharose.
Ứng dụng: Nó đặc biệt được dùng trong sản xuất đồ ngọt – kẹo cứng không đường,
chewing gum, chocolate, thực phẩm nướng và kem đá.
1.2.5 Lactitol
Công thức cấu tạo và tính chất: Tên hóa học: 4-O-α-D-Galactopyranosyl-D-glucitol

Tên khác: Lactitol; Lacty
Công thức hóa học: C12H24O11
19

Lactitol là một loại disaccharide đã được hydrogen hóa, dùng như là một chất tạo ngọt
thay thế trong những thực phẩm.
Phương pháp thu nhận: Nguyên liệu sản xuất đường lactitol là đường lactose
Đặc điểm: Lactitol có thể tồn tại ở dạng mono hoặc dihydrate. Tinh thể lactitol có màu
trắng. Lactitol có năng lượng thấp với độ ngọt xấp xỉ 40% so với đường. Lactitol được
sản xuất bởi 2 nhà sản xuất là Danisco Sweeteners và Purac Biochem. Lactitol cung cấp ít
năng lượng hơn, chỉ 2 Cal/g (9 KJ/g) so với những carbohydrate khác là 4 Cal/g (17
KJ/g).
Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm: Lactitol được dùng trong nhiều thực phẩm năng
lượng thấp hay chất béo thấp. Tính ổn định giúp nó có thể dùng trong những thực phẩm
nướng. Nó được dùng trong kẹo không đường, bánh cookie, biscuit, chocolate, chewing
gum và kem đá. Lactitol đóng vai trò là prebiotic góp phần làm khỏe ruột kết (colon).
Latiol cũng được cho phép dùng trong nhiều loại thực phẩm ở nhiều quốc gia như
Canada, Nhật, Israel và cả Châu Âu. Mặc dù được dùng trong nhiều loại thực phẩm ăn
kiêng và tiểu đường nhưng lactiol có thể gây ra chứng vọp bẻ, đầy hơi và tiêu chảy ở một
số người.
1.2.6 Isomalt
Công thức cấu tạo:

Isomalt là hỗn hợp 2 disaccharid đã được hydrogen hóa với số lượng mol tương đương
nhau.
Phương pháp thu nhận: nguyên liệu để sản xuất isomalt là sacchaose. Quá trình sản xuất
được chia thành 2 giai đoạn:
-

Giai đoạn thứ nhất: đường saccharose được chuyển hóa thành
isomaltulose, một disaccharide khử

20

-

Giai đoạn thứ hai: isomaltulose sau đó lại được hidro hóa bằng thiết bị
chuyển hóa Raney dùng xúc tác kim loại. sản phẩm cuối cùng isomalt là
một chất tổng hợp đẳng phân tử của 6-0-anpha-D-glucopyranosido-Dsorbitol (1,6-GPS) và 1-0-anpha-D_glucopyranosido-D-mannitoldihydrate.

Đăc điểm: isomalt là một chất thay thế đường nhân tạo, là một rượu đường, nó được dùng
chủ yếu do tính chat vật lý giống với đường. nó không mùi, màu trắng, dạng tinh thể chứa
5% nước. không giống với những loại đường khác như xilytol và erythritol, isomalt có
tác dụng làm mát rất ít. Isomalt rất đặc biệt vì nó là một loại rượu đường tổng hợp thu
được từ đường.
Nó ảnh hưởng rất ít lên lượng đường trong máu, không gây sâu rang và cung cấp năng
lượng bằng một nửa so với đường. tuy nhiên giống hầu hết những loại rượu đường khác,
nó thật sự nguy hiểm đối với bệnh đau dạ dày, bao gồm cả đầy hơi và tiêu chảy khi tiêu
thụ một lượng lớn isomalt. Isomalt thường được pha trộn với những chất tạo ngọt có tỷ
trọng lớn như sucralose để tạo thành hỗn hợp có độ ngọt xấp xỉ đường.
Isomalt có thể được dùng trong điêu khắc đường và thường được ưa chuộng hơn bởi nó
không dễ kết tinh như đường.
ứng dụng: một ứng dụng thú vị của isomalt là nó được tìm thấy trong các thực phẩm ngọt
thuộc chấ độ ăn kiêng, là một chất thay thế đường được ứng dụng trong các sản phẩm
nướng dưới dạng hỗn hợp isomalt và acesulfame-K, nhưng nó có vị đắng và thiếu tính
chất tạo caramel như đường.

1.3 Trisaccharide
TRISACCHARIDE: Là OligoSaccharide do 3 MonoSaccharide tạo nên.

21

Tiêu biểu là Rafinose
Công thức cấu tạo: Cấu tạo Rafinose có chứa galactose, glucose và fructose. Các
monosaccharide này gắn với nhau qua các –OH glycoside của chúng do đó rafinose
không còn tính khử. Cấu trúc trong không gian của rafinose
Nguồn gốc: Là một chất phổ biến trong tự nhiên, có nhiều trong hạt bông và trong củ cải
đường. Rafinose còn có nhiều ở gỉ đường thu dược khi sản xuất đường từ củ cải đường.
Tính chất Rafinose tinh thể không có vị ngọt, hòa tan trong nước, khi thủy phân bằng
acid trong thời gian ngắn và ở nhiệt độ không cao sẽ xảy ra sự giải phóng fructofuranose.
Tác dụng của enzyme invertase cũng cho kết quả tương tự.
Có thể thu nhận ở dạng tinh thể, độ ngọt thấp, hoà tan được trong nước.
Khi thuỷ phân trong thời gian ngắn bằng acid, sẽ tách Fructose ra trước tiên, nếu bị thuỷ
phân tiếp tục mới tách Glucose và Galactose ra.
Rafinose kém bền với nhiệt so với Saccharose.
Rafinose cũng bị thuỷ phân bởi Enzyme như: a- Galactosidase cắt liên kết 1,6 ,
Saccharase cắt liên kết 1,2- O- glucoside.

22


1.4 Tetrasaccharide
Là đường do 4 MonoSaccharide tạo nên, tiêu biểu là Stachyose.

Stachyose la 1 TetraSaccharide phổ biến trong cây họ đậu và 1 số hạt khác khi hạt chín,
nhưng khi nảy mầm thì đường này nhanh chóng mất đi. Cấu tạo: do 2 phân tử aGalactose, 1 phân tử a- Glucose và1 b- Glucose kết hợp tạo thành với các liên kết 1,6-Oglucoside và 1,2-O-glucoside
2. CHẤT TẠO NGỌT HỖN HỢP
2.1 Đường nghịch đảo
Hỗn hợp Glucose và Fructose với tỷ lệ mol 1:1. HIện nay, đường nghịch đảo được
sản xuất bằng phương pháp thủy phân dung dịch bằng đường Saccharose, tác nhân xúc
tác có thể là acid hoặc enzyme invertase.
Những ưu điểm của dung dịch đường nghịch đảo so với dung dịch đường

Saccharose có cùng nồng độ là có độ ngọt cao hơn và ít bị hiện tượng tái kết tinh đường
do khả năng kết dính của Glucose và Fructose thấp hơn hẳn Saccharose. Ngoài ra, trong
quá trình nghịch đảo đường, tổng hàm lượng chất khô trong dung dịch gia tăng mang lại
hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất.
2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột
Khi thực hiện quá trình thủy phân từ tinh bột, các nhà sản xuất thường sử dụng tổ
hợp có chế phẩm enzyme: α-amylase, β-amylase và glucoamylase.
Khi đó dịch thủy phân sẽ chứa cả đường Glucose, maltose và một số
oligosaccharide có giá trị DP lớn hơn 2. Thành phần và hàm lượng các chất trong syrup
phụ thuộc vào enzyme sử dụng và các thông số kỹ thuật của các quá trình phủy phân.

23


2.3 Mật ong thiên nhiên
Sản phẩm do mật ong chế biến từ mật hoa, hoặc mật lộ. Mật hoa được hình thành
do các tuyến mật ở trong gân lá hoặc hoa tiết ra. Mật lộ là sản phẩm có đường do các
cơn trùng ký sinh lên cây và ong thu thập từ lá, chồi và thân cây.
Thành phần của mật ong
 Glucid 75-80% : Fructose (47-48%), Glucose (40-45%), Saccharose (1-4%),
maltose (4-6%).
 Protein 0.27%, trong đó lượng acid amin tự do chiếm khoảng 0.05-0.10%
 Các acid hữu cơ (0.17-1.17%): acid malic, gluconic, citric và lacitc
 Các vitamin B1, B2, B3, B5, B6, H, C, A, E
 Một ít khống: K, P Ca, Na, Mg, Cl, S...
III. CHẤT TẠO NGỌT TỔNG HỢP
1. Saccharin
1.1.

Công thức cấu tạo và tính chất:

Tên hóa học: 2,3-dihydro-3-oxobenzisosulfonazole.
Saccharin là một chất tạo ngọt nhân tạo lâu đời nhất, nó được tìm thấy vào
năm 1879 bởi Ira Remsen và Constantin Fahlberg của trường Johns Hopkins
University. Nó càng được tiêu thụ mạnh hơn vào những năm 1960 và 1970 trong thực
phẩm và nước giải khát dành cho người ăn kiêng.

24


Đặc điểm: Khi ở dạng tinh thể khan, saccharin không hút ẩm và ít tan trong nước.
Một lít nướcở 25oC chỉ hòa tan được 3,4g saccharin. Dung dòch trong nước ngọt
gấp 300 – 500 lần saccharose nhưng có hậu vò đắng khó chòu hay có mùi kim loại
đặc biệt là khi ở nồng độ cao. Khi phân hủy bởi nhiệt độ và acid giải phóng phenol à
thức ăn có mùi khó chịu
Những mùi vò bất lợi này có khuynh hướng gây mùi này trong thực phẩm có
chứa saccharose hay những chất tạo ngọt từ ngũ cốc có thêm saccharin. dạng
acid, saccharin không tan trong nước. Dạng chất tạo ngọt thườn g dùng là muối
Natri của nó. Saccharin là một phát minh quan trọng, đặc biệt đối với những người
bệnh đái tháo đường. Saccharin đi trực tiếp qua hệ thống tiêu hóa của người mà
không được tiêu hóa. Nó không ảnh hưởng đến mức insulin trong máu và không
tạo năng lượng.
1.2.

Phương pháp thu nhận:

Saccharin có thể được sản xuất bằng nhiều cách khác nhau. Cách thu nhận
ban đầu của Remsen và Fahlberg đi từ toluene nhưng hiệu suất thu hồi thấp. Năm
1950, một cách tổng hợp tiên tiến hơn đã được phát triển ở công ty Maumee
Chemical Company của Toledo, Ohio. Trong phương pháp tổng hợp này, acid

anthranilic phản ứng liên tiếp với acid nitric (nitrous acid), SO2 (sulfur dioxide), Cl
2 (chlorine) và cuối cùng là NH 3 để thu được saccharin. Một phương pháp khác
đi từ o-chlorotoluene (Bungard, 1967).

1.3.

Ứng dụng

Nó là cơ sở cho nhiều sản phẩm ít calo và khơng đường trên khắp thế giới, được dùng
trong nhiều sản phẩm như : mứt, chewing gum, trái cây đóng hộp, gia vị để trộn salad,
các món nướng…
Một lượng nhỏ nước uống không cồn được làm ngọt bằng saccharin như nước
uống Tab của công ty Coca-Cola.
25