Tiểu luận môn công nghệ thực phẩm hệ nhũ tương trong thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG
Mục lục
TRƯỜNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM


Đề tài tiểu luận:

HỆ NHŨ TƯƠNG TRONG
THỰC PHẨM
GVHD: Nguyễn Thị Trang
Nhóm 6
SVTH: Huỳnh Kim Thanh

14067501

Trần Huỳnh Mai

14053181

Võ Thị Xương

14073901

Lê Thị Kim Loan

14058501

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2015

Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Lời mở đầu
Trong xã hội xưa thực phẩm đơn giản chỉ là cung cấp năng lượng cho con
người hoạt động. Ngày nay xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của con người
ngày càng tăng yêu cầu thực phẩm không những cung cấp năng lượng cần thiết
mà còn cung cấp dinh dưỡng thiết yếu đảm bảo cho con người phát triển một
cách toàn diện nhất. Song tính chất cảm quan củng góp phần không kém cho chất
lượng thực phẩm như màu sắc, mùi vị hấp dẫn, giữ được lâu hơn,… mà vẫn đảm
bảo an toàn cho người tiêu dùng. Các sản phẩm thực phẩm tường có cấu trúc,
trạng thái, màu sắc, hương thơm và tính cảm vị khác nhau. Những kết cấu cùng
hương cùng sắc ấy được tạo ra trong những điều kiện gia công nhất định, nhờ sự
tương tác hài hòa của các hợp phần hóa học chứa trong thực phẩm. Tuy nhiên
không phải vai trò của chúng đều giống nhau. Có hợp phần thì tham gia vào việc
tạo cấu trúc như tạo hình dáng, độ cứng, độ đàn hồi, độ xốp, độ nhớt lại có những
hợp phần có trách nhiệm tạo ra màu sắc, mùi vị và tính cảm quan. Thường thì các
hợp chất cao phân tử như protein và polysacarit là những hợp phần thuộc nhóm
thứ nhất, polyphenol và acid amin là những hợp chất đặc trưng của nhóm thứ hai.
Nước là thành phần đặc biệt có vai trò như nhau ở cả hai nhóm. Một trong những
tính chất chức năng quan trọng của protein có khả năng tạo giá trị dinh dưỡng,
mùi vị,…được ứng dụng phổ biến hiện nay trong thực phẩm đó là khả năng tạo
nhũ tương. Để hiểu rõ hơn khả năng này của protein ta cùng nghiên cứu về hệ
nhũ tương trong thực phẩm. Dù đã cố gắng rất nhiều nhưng trong quá trình thực
hiện cũng không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được những ý kiến
góp ý của Cô để những bài tiểu luận sau sẽ đầy đủ và chính xác hơn.
Nhóm 6

2


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

1.

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Khái niệm hệ nhũ tương trong thực phẩm:
1.1. Khái niệm: Nhũ tương là hệ phân tán hai chất lỏng không trộn lẫn vào
nhau mà một trong hai có mặt dưới dạng những giọt nhỏ của pha phân tán,
còn chất lỏng kia dưới dạng pha (tác nhân) phân tán liên tục. Trong hầu hết
thực phẩm, các giọt nhỏ có đường kính từ 0.1 – 100µm. Ví dụ: sữa,
mayonnaise, bơ….
Bảng 1.1. Ví dụ về một số nhũ tương thực phẩm thường gặp
Thực phẩm

Kiểu

Tỷ lệ

3


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Không khí/

Nhũ tương

Dầu/nước

Sữa đã đồng hóa
(3,5% chất béo)

D/N

0,04

0

Margarin (80%
chất béo)

N/D

≈5

0

Bơ (50% chất
béo)

N/D

≈5

Rất ít

Kem đá

D/N

0,2

1

(dầu + nước)

Hệ nhũ tương là hệ không bền nhiệt động. Các chất lỏng hoặc là có thể hòa tan tốt
vào nước (chất lỏng ưa nước) hoặc là có thể hòa tan tốt vào dầu (chầt lỏng kỵ
nước). Nguyên nhân là do các phân tử nước chỉ tạo thành các lực liên kết
hiđrô trong khi các phân tử mỡ chỉ tạo thành các lực Van Der Waals. Chất nhũ hóa
như xà phòng có thể liên kết các chất lỏng này.Chúng có tính chất này vì các phân
tử của chất nhũ hóa có một phần phân cực và một phần không phân cực. Phần phân
cực có thể tạo liên kết hiđrô và liên kết với các chất lỏng ưa nước trong khi phần
không phân cực của phân tử tạo nên lực Van Der Waals và liên kết với các chất kỵ
nước.

1.2.

Phân loại hệ nhũ tương:
Phần lớn các nhũ tương thực phẩm đều là kiểu dầu trong nước (D/N) hoặc
nước trong dầu (N/D).

Thuật ngữ “nước” để chỉ một chất lỏng có cực, ưa nước thường là một dung
dịch nước, còn thuật ngữ “dầu” để chỉ một chất lỏng ưa béo (mỡ nóng chảy, dầu

thực vật, tinh dầu).
Nhiều nhũ tương thực phẩm cũng chứa các bọt khí và (hoặc) những chất rắn bị
phân tán.
4


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Trong một số trường hợp khác thì có dạng nhũ tương phức tạp hơn như N/D/N
hoặc D/N/D và còn hơn thế nữa, gọi là nhũ tương đa pha (Multiple emulsions).
Hệ nhũ tương đa pha là hệ nhũ tương mà trong đó, hệ nhũ tương này nằm
bên trong hệ nhũ tương khác, hệ nhũ tương khác này có thể nằm bên trong hệ nhũ
tương khác nữa, tùy vào mức độ phức tạp.
Sau đây là ba loại nhũ tương thường gặp:
– Hệ nhũ tương dầu trong nước: các giọt dầu được phân tán trong pha nước. Ví
dụ: mayonnaise, sữa, kem, sốt, súp…
– Hệ nhũ tương nước trong dầu: các giọt nước phân tán trong pha dầu. Ví dụ: bơ,
margarin, các chất phết lên bánh…
Hình1.1: Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước

– Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (N – D – N): gồm những giọt nước
phân tán trong những pha dầu lớn và chính những giọt này lại phân tán trong pha
liên tục là nước. Ngoài ra còn có hệ nhũ tương dầu trong nước trong dầu (D – N –
D) khá phức tạp.

5

Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Hình 1.2: Hệ nhũ tương N – D – N và D – N – D

2.

Thành phần hệ nhũ tương thực phẩm:

Một hệ nhũ tương thực phẩm chứa đựng nhiều thành phần khác nhau như:
nước, chất béo, chất nhũ hóa, chất tạo đặc, chất tạo gel, chất bảo quản, chất chống
oxy hóa, chất tạo vị ngọt, muối, màu, mùi… mỗi một phần tử có những thuộc tính
và chức năng riêng của nó.
2.1.

Chất béo và dầu:

Chất béo và dầu là một dạng của lipid. Lipid bao gồm các thành phần chủ
yếu là glyceride, acid béo và phospholipid. Tryglyceride là thành phần thường gặp
nhất ở thực phẩm, có nguồn gốc từ động vật và thực vật.
Chất béo và dầu ảnh hưởng đến những chỉ tiêu của một hệ nhũ tương thực
phẩm như: dinh dưỡng, cảm quan, hóa lý…tuy nhiên, nếu lượng chất béo trong
thực phẩm quá lượng chất béo trong công nghiệp và trong pha béo của hệ nhũ
tương là vấn đề cần quan tâm.
Cấu tạo hóa học và nồng độ các cấu tử trong pha dầu có thể thay đổi theo thời
gian thông qua các phản ứng hóa học. Hai biến đổi hóa học quan trọng trong chất
béo và pha dầu là sự thủy phân và oxi hóa. Sự thủy phân dầu và chất béo liên quan
đến mối liên kết ester của chúng bởi một số enzym. Kết quả của sự thủy phân là
giải phóng các acid béo tạo ra những bất lợi hay mong muốn cho thực phẩm như

phomai, sữa chua.
6


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Trong nhiều nhũ tương chứa chất béo rất dễ bị oxi hóa. Oxi hóa là một trong
những nguyên nhân quan trọng nhất làm giảm hoặc mất chất lượng thực phẩm và
đồng thời xuất hiện một số chất độc trong thực phẩm.
Những thuộc tính hóa lý của chất béo và dầu có ảnh hưởng quan trọng trong
việc hình thành và ổn định hệ nhũ tương thực phẩm.
2.2.

Chất chống oxi hóa:

Các chất chống oxi hóa có cơ chế chống oxi hóa khác nhau như kiểm soát
các chất tham gia phản ứng oxi hóa và vô hoạt các chất tự do. Dựa vào cơ chế
hoạt động, các chất chống oxi hóa chia làm hai nhóm: chất chống oxi hóa sơ
cấp và chất chống oxi hóa thứ cấp.
-

Chất chống oxi hóa sơ cấp: làm chậm quá trình oxi hóa chất béo bởi chúng
có khả năng phản ứng với các gốc tự do. Một số chất oxi hóa tổng hợp như
BHA, BHT…,các chất chống oxi hóa tự nhiên như: tocopherols, các chất
chiết xuất từ trái cây và thực vật.

-

Chất chống oxi hóa thứ cấp: làm chậm quá trình oxi hóa bằng cơ chế cô
lập các ion kim loại, cung cấp hydro cho chất oxi hóa thứ cấp, phản ứng
với oxy và vô hoạt các trung tâm phản ứng. Ví dụ: acid phosphoric, acid
citric, protein…

2.3.

Nước:

Nước có vai trò quan trọng trong việc hình thành các thuộc tính lý hóa và chỉ
tiêu cảm quan của hệ nhũ tương thực phẩm. Cấu trúc phân tử nước ảnh hưởng đến
tính hòa tan của dung dịch. Pha nước của hầu hết các thực phẩm dạng nhũ tương
chứa nhiều phân tử hòa tan được trong nước như: các khoáng chất, vitamin, acid,
chất bảo quản, chất tạo vị…
2.4.

Chất nhũ hóa:

Trong công nghiệp thực phẩm chất nhũ hóa được xem là phụ gia để giúp ổn
định hệ nhũ tương. Chất nhũ hóa được sử dụng có chức năng làm giảm sức căng bề
mặt giữa hai pha trong hệ nhũ tương và hình thành một màng bảo vệ xung quanh
các hạt phân tán, làm cho chúng không thể kết hợp lại làm cho các hạt phân tán có
thể tích lớn hơn.
2.5.

Các phụ gia khác:
Gồm các chất tạo cấu trúc, điều chỉnh pH, khoáng, chất chống vi sinh vật,
chất tạo màu, chất tạo mùi, chất tạo vị…
7

Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Lí thuyết về hệ nhũ tương:
3.1. Sức căng bề mặt và thuyết hấp phụ:
Xét trường hợp phân tán 1ml dầu vào nước, nếu giọt dầu phân tán có đường kính 5
µm thì bề mặt tiếp xúc giữa dầu và nước sẽ được gia tăng khoảng 12000cm2 đồng
thời kéo theo sự gia tăng tương đương năng lượng tự do bề mặt của hệ. Tuy nhiên
do giới hạn của sức căng bề mặt giữa hai pha nên để giảm thiểu năng lượng tự do
của hệ khoảng 15 tỉ giọt cầu có đường kính 5 µm có khuynh hướng kết hợp lại và
tạo ra những hạt đơn sau khi những rung động cơ học ngừng và bất cứ sự giảm sức
căng bề mặt nào cũng sẽ làm cho sự phân tán dầu trong nước trở nên dễ dàng hơn
và cũng làm tăng tính ổn định mặt nhiệt động học.
Những yếu tố để xác định loại nhũ được giải thích bởi Bracroft và Tucker: lớp
phim được hấp phụ ở bề mặt phân chia pha có thể được xem như một pha riêng
biệt trong đó hiện diện 2 bề mặt: một của pha dầu và một của pha nước. Lớp phim
phân cách này cũng chòu 2 áp lực bề mặt và sẽ có khuynh hướng lõm về phía có
sức căng bề mặt cao hơn, điều này giải thích cho hình dáng của các hạt pha phân
tán.
3.2. Thuyết thể tích pha:
Thuyết này giải thích cho việc xác định loại nhũ dựa vào nhận định lập thể:
Oswal cho rằng nếu một pha chiếm 25,98% thể tích sẽ thể hiện là pha phân tán,
nếu khoảng 25,98%-75,02% nó sẽ thể hiện cả hai pha phân tán và liên tục, nếu
trên 75,02% nó thể hiện pha liên tục. Tuy nhiên hệ nhũ sẽ không lí tưởng nếu
những hạt phân tán không bền và không có kích cỡ đồng nhất. Ngoài ra hệ nhũ còn
phụ thuộc thể tích pha, loại chất tạo nhũ và phương pháp điều chế. Ví dụ:
Salisburyetal đã nghiên cứu hệ sáp ong-borax dùng trong kem lạnh với những điều
kiện trong phòng thí nghiệm họ đã tạo ra hệ D/N với khoảng 45% thể tích là nước

và hệ N/D với lượng nước ít hơn 45%. Tuy nhiên, thực tế nhũ N/D dùng trong kem
lạnh chứa ít nước hơn, khoảng 20% thể tích.
3.3. Sự hình thành phức phân tử:
Việc hình thành phức phân tử là một yếu tố quan trọng trong việc xác định
sự ổn định hệ nhũ D/N nào đó. Sự ổn định của nhũ cũng có liên quan đến loại
phân tử ở hai pha.
3.

8


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Những điều kiện cần thiết để tạo ra nhũ D/N loại này:
+ Phức phân tử ổn định tạo ra phải gồm ít nhất hai thành phần, một thành phần tan
tốt trong nước, một thành phần tan tốt trong dầu.
+ Sức căng bề mặt phải nhỏ, không đáng kể.
+ Để đáp ứng hai điều kiện đầu thì phải có một lượng thừa cấu tử tan trong nước
dưới lớp phim ở bề mặt phân cách.
+ Lớp phim bề mặt phải ở trạng thái lỏng sệt.
+ Những giọt dầu phải tích điện.
Những điều kiện tạo nhũ N/D:
+Lớp phim bề mặt phải có độ bền đáng kể.
+Lớp phim bề mặt không tích điện.
Để đảo nhũ đối với nhũ D/N ổn định anion: thêm vào những cation đa hoá trị nhằm
đáp ứng những điều kiện trên.
Những điều kiện cần thiết để tạo ra được nhũ D/N lí tưởng như vậy có thể áp dụng
cho mọi trường hợp, nhưng đối với hệ N/D thì có trường hợp ngoại lệ. Ví dụ: việc

sử dụng những chất nhũ hoá không ion có thể tạo ra nhũ N/D ổn định hoặc không
ổn định với hàm lượng pha phân tán cao, khoảng 80%. Nếu lớp phim bề mặt của
tất cả các hệ N/D đều có độ cứng cao rõ rệt thì không thể điều chế được một
nhũ tương như vậy. Ngoài ra nếu thêm nhũ tương N/D ổn định bằng xà phòng
canxi, một chất nhũ hoá hỗ trợ không ion thích hợp như sorbital sesquioleat thì một
sản phẩm mềm hơn được tạo ra có tính bền cơ học cao hơn hệ nhũ và xà phòng
canxi trước đó. Sự gia tăng độ bền này có liên quan đến sự làm mềm lớp phim và
xà phòng canxi bởi sự thấm và kết hợp của chất tạo nhũ không ion. Becher cho
rằng những hạt cầu trong hệ N/D có thể tích điện. Schulman đưa ra những điều
kiện cần thiết cho việc sản xuất những hệ nhũ bền, cực mịn. Từ những nghiên cứu
về electron trong phạm vi nhỏ đối với hệ D/N ổn định bằng xà phòng, Schulman đã
nhận thấy có 2 loại đều trong suốt: một loại lỏng đẳng hướng quang học gồm
những hạt cầu phân tán, loại thứ hai gồm những mixen hình trụ, loại này gồm
những chất nhựa rắn có tính nhớt , không đẳng hướng quang học hoặc gồm những
chất bán rắn. Họ cho rằng những nhũ cực mòn dễ dàng được tạo ra khi có mặt một
lớp phim không chặt, rối loạn, ngược lại những lớp phim bền sẽ dẫn đến
9


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

hình thành những hệ nhũ bình thường.
Những lớp phim không bền sẽ được tạo ra khi đáp ứng được những điều kiện sau:
-Dùng những xà phòng gồm những cation lớn để kết hợp với những dãy axit béo
phân nhánh.
-Có sự thấm của một loại chất có hình dạng phân tử không đối xứng vào lớp xà
phòng.
-Sự thấm của một hiđrocacbon không phân cực thuộc pha dầu làm cho sự kết hợp

phân tử xảy ra.
3.4. Sự tích điện ở bề mặt:
Những điện tích ở bề mặt biên giới dầu-nước được xem là một yếu tố quan
trọng trong việc ổn định nhũ D/N, tương tự như những hệ phân tán khác.
Sự tích điện của những thành phần không phân tán gia tăng là do 3 phương
pháp cơ học khác nhau, đó là sự oxi hoá, sự hấp thụ và sự tương tác ma sát.
Xét trường hợp nhũ D/N được ổn định bằng những tác nhân nhũ ion, sự tích điện
sẽ xảy ra dễ dàng bởi vì sự ion hoá của những chất tạo nhũ ở bề mặt phân chia pha,
vì vậy những giọt dầu phân tán trong một hệ nhũ ổn định anion sẽ có bề mặt tích
điện âm, và đối với hệ nhũ ổn định cation sẽ có những giọt dầu phân tán tích điện
dương. Với những hệ N/D ổn định không ion sự tích điện xảy ra là do sự hấp phụ
cho những giọt dầu phân tán tích điện âm. Nếu những giọt nước phân tán trong hệ
N/D tích điện thì có thể những điện tích đó là do một vài sự ma sát cơ học gây ra.
Những giọt nước sẽ tích điện âm nếu hằng số điên môi của dầu thấp hơn nhiều so
với nước.
4. Tính chất của hệ nhũ tương:
Tính chất của hệ nhũ tương được quyết định bởi thành phần và cách điều chế.
Những nhân tố quan trọng quyết định tính chất vật lí của hệ nhũ là mối quan hệ
tương giao giữa pha phân tán và pha liên tục hay tỉ lệ thể tích pha, bản chất của cả
hai pha và bản chất của chất tạo nhũ.
4.1. Tỉ lệ thể tích pha:
Mối quan hệ về lượng giữa hai pha có thể biểu thị qua nhiều hình thái. Thực
tế, nhũ tương được hiểu là một hệ có pha liên tục chiếm phần trăm thể tích cao.
Việc biểu thị giới hạn phần trăm thể tích như vậy cho một khái niệm chưa đúng
10


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

đắn về nhũ tương. Ngoài ra, pha phân tán cũng có thể được biểu thị như một phần
của nhũ. Ví dụ: một hệ chứa 54% thể tích pha phân tán sẽ có tỉ lệ thể tích pha là
Ф= 0,54.

Bản chất vật lí của các pha:
Pha dầu có thể ở trạng thái lỏng-rắn có điểm nóng chảy từ 600 C trở lên. Tương tự
pha háo nước có thể là nước-keo rắn, thêm vào đó một trong hai pha hoặc cả hai
pha có thể chứa những hạt rắn phân tán.
Về bản chất sự chất chứa và phân tán những hạt rắn có thể bổ sung một số tính
chất một cách rõ rệt cho bất kì một nhũ cơ bản nào được nói ở trên.
5. Sự hình thành và phá hủy hệ nhũ tương:
5.1. Sự hình thành hệ nhũ tương:
4.2.

Việc hình thành các giọt nhũ tương sẽ đi đôi với việc tạo nên một bề mặt liên
pha quan trọng giữa hai pha lỏng không trộn lẫn được. Sự hình thành một nhũ
tương có thể đánh giá qua việc đo công cơ học cần thiết để nhũ hóa. Sức căng
bề mặt liên pha càng nhỏ thì nhũ tương thu được càng dễ dàng.
Các yếu tố ảnh hưởng tới sự tạo thành nhũ tương:
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến các đặc tính của hệ nhũ tương:
+ Kiểu thiết bị
+ Cường độ của năng lượng cung cấp
+ Nhiệt độ
+ pH
+ Lực ion
+ Sự có mặt của chất hoạt động bề mặt
+ Sự có mặt của oxy
+ Bản chất của dầu
+ Hàm lượng protein hòa tan và các chất nhũ tương hóa của protein

Độ hòa tan và khả năng nhũ tương hóa của protein có quan hệ tỷ lệ thuận. Các
loại protein không hòa tan có khả năng tạo nhũ tương thấp.
5.2.

Sự khử bền hệ nhũ tương:
Các hiện tượng khử bền của hệ nhũ tương:

Có ba hiện tượng khử bền chủ yếu sau:
11


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

a)

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Sự nổi lên hoặc lắng xuống của các giọt dưới ảnh hưởng của trọng lực, vật
sẽ rơi với tốc độ tăng dần cho đến khi lực ma sát cản Ff (do môi trường xảy
ra sự rơi):
Ff =6πμrʋ

Trở nên cân bằng với lực hấp dẫn Fg :
Fg =4/3.πr3(ρ - ρ0)g
Bắt đầu từ thời điểm đó sự rơi sẽ diễn ra với tốc độ không đổi ʋ0:
ʋ0=2/9.r2(ρ – ρ0)/μ
trong đó:
ʋ0 – tốc độ rơi xuống hay dâng lên của giọt;
ρ0 – trọng lượng riêng của pha phân tán;
r – bán kính của giọt;

ρ – trọng lượng riêng của pha bị phân tán;
μ – hệ số nhớt của pha liên tục;
g – gia tốc trọng trường.
Sự lắng xuống càng chậm khi kích thước của giọt càng nhỏ, hiệu số trọng lượng
riêng giữa hai pha càng bé và độ nhớt của pha phân tán càng cao.Với các nhũ
tương dầu/nước có ɸ cao thì sự chảy của pha liên tục giữa các giọt bị phân tán
thường xảy ra hơn cả.

12


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

b)

c)

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Hình 3.1: Sự khử bền hệ nhũ tương
Sự kết tụ các giọt do sự giảm đột xuất các diện tích nên kéo theo làm giảm
các lực đẩy tĩnh điện giữa các giọt ,thường xảy ra khi thay đổi pH và (hoặc)
lực ion. Sự kết tụ làm tăng kích thước bề ngoài của các giọt do đó làm tăng
tốc độ phân lớp.
Sự hợp giọt một cách tự phát sẽ làm tăng dần kích thước của giọt và cuối
cùng dẫn đến phân chia hai pha thành hai lớp ngăn cách nhau bằng một bề
mặt phân chia phẳng và diện tích sẽ cực tiểu. Sự sa lắng, sự kết tụ và các va
chạm do chuyển động Brown hoặc chuyển động khuấy khác sẽ làm cho các
giọt gần lại nhau và thường đến trước sự hợp giọt.

13


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

5.3.

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Hình 3.2: Các dạng không bền của hệ nhũ tương.
Một số nguyên nhân phá nhũ:
- Nhũ tương có thể bị phá vỡ khi thêm chất điện ly hóa trị cao trong chất
nhũ có tác dụng ngược trên hệ. Giả sử nhũ tương ở dạng giọt dầu phân tán
trong nước, nhũ có thể bị phá vỡ khi sử dụng thêm chất điệnly chứa ion hóa
trị cao, ion hóa trị cao tác dụng với nhóm ion của chất nhũ hóa tạo các
chất không tan trong nước, tức chuyển từ nhũ sang trạng thái keo (bị keo
tụ).
- Khi sử dụng thêm chất nhũ hóa có tác dụng ngược lại với chất nhũ hóa
ban đầu. Nhũ tương ở dạng những giọt nước phân tán trong dầu khi thêm
vào chất điện ly ở nồng độ cao sẽ xảy ra hiện tượng muối kết (không phải
hiện tượng keo tụ) làm vỡ nhũ.
- Nhũ tương có thể bị phá vỡ nếu đưa vào hệ một chất hoạt động bề mặt
hoặc một chất nào đó có khả năng đẩy chất nhũ hóa ra hệ, như dùng rượu
14


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

6.

GVHD: Nguyễn Thị Trang

anylic, nhũ dầu trong nước sẽ bị phá vỡ.
- Nhũ tương có thể phá vỡ bằng ly tâm, lọc, điện ly, đun nóng. Sự tăng nhiệt
độ làm chất nhũ hóa dễ bị tách ra khỏi bề mặt giọt trong quá trình giải hấp
phụ hoăc hòa tan chất nhũ hóa của tướng phân tán, do đó tất cả các yếu tố
này rất cần được quan tâm trong quá trình tạo nhũ của sản phẩm thực phẩm.
Làm bền hệ nhũ tương:
6.1. Các yếu tố ảnh hưởng sự bền vững của nhũ tương:
- Ảnh hưởng do chênh lệch tỷ trọng của 2 pha.
- Ảnh hưởng do kích thước tiểu phân của pha phân tán.
- Ảnh hưởng do độ nhớt của môi trường phân tán.
- Ảnh hưởng do tỷ lệ của pha phân tán.
- Ảnh hưởng của chuyển động Brown.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH và các chất điện giải.
- Ảnh hưởng do thời gian phân tán.
- Ảnh hưởng của chất nhũ hóa.
6.2. Các hiện tượng làm bền hệ nhũ tương:
- Có đường kính các giọt nhỏ, có thể thu được bằng cách khuấy mạnh, bằng
cách đồng hóa;
- Có độ nhớt của pha liên tục cao cũng là yếu tố làm bền nhũ tương do làm
chậm được sự lắng gạn cũng như chống lại sự kết tụ;
- Có mặt các điện tích cùng dấu trên bề mặt các giọt cũng góp phần làm bền
nhũ tương. Có các điện tích là do hiện tượng ion hóa hoặc do hấp thụ các
ion. Các giọt đã tích điện sẽ được bao quanh bằng một lớp khuếch tán kép
các đối ion .Các lực đẩy tĩnh điện này sẽ thể hiện ra khi các lớp kép của hai
giọt đi vào tiếp xúc và xâm nhập lẫn nhau, nên sẽ chống lại lực hút Van der
Waals giữa các giọt;
- Có mặt một lớp bề mặt liên pha bền (chẳng hạn được cấu tạo bằng một
màng protein) có khả năng chống lại một cách cơ học sự hợp giọt;

- Có một sức căng bề mặt liên pha yếu (nhỏ hơn 5dyn.Cm-1) do bản chất của
hai pha này và (hoặc) do thêm các tác nhân hoạt động bề mặt.
6.3. Các chất làm bền hệ nhũ tương:
*Các nhũ tương thực phẩm được làm bền bởi các protein:

Nhiều sản phẩm thực phẩm là những nhũ tương như sữa, kem, kem đá, bơ,
phomat nóng chảy, lòng đỏ trứng, thịt băm nhỏ để làm xúc xích, trong đó các hợp
phần protein của chúng thường có tác dụng làm bền hệ thống keo này.

15


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Nhũ tương tự nhiên của sữa thường được làm bền bởi màng của cầu béo. Màng
này được cấu tạo từ các lớp triglixerit, phospholipit lipoprotein không tan và
protein hòa tan. Trong sữa tươi, lớp protein hòa tan là imunoglobulin. Khi đồng
hóa độ bền của nhũ tương tăng lên do làm giảm kích thước của cầu béo và cũng do
các siêu mixen casein được tân tạo ra sẽ thay đổi các imunoglobulin và được hấp
thụ vào trên các cầu béo.
Các protein được hấp thụ vào bề mặt liên pha giữa các giọt dầu bị phân tán và
pha nước liên tục, sẽ tạo ra những tính chất cơ lý (độ dày, độ nhớt, độ đàn hồi, độ
cứng) có tác dụng chống lại sự hợp giọt. Sự ion hóa acid amin mạch bền của
protein (xảy ra tùy theo pH) cũng sẽ tạo lực đẩy tĩnh điện làm cho độ bền của nhũ
tương tăng lên.
6.4.

Chất nhũ hóa:

6.4.1.Khái niệm và phân loại: Các chất nhũ hóa là các chất hoạt động bề
mặt, chúng được hấp thụ phân chia pha giữa giọt và môi trường phân
tán. Các chất nhũ hóa không những có tác dụng làm bền mà còn quyết
định đến hệ nhũ tương (D/N hay N/D), thực nghiệm cho thấy rằng các
chất nhũ hóa của nước tan vào nước tốt hơn tan vào hidrocacbon và có
thể tạo nên hệ nhũ tương loại D/N còn các chất nhũ hóa kỵ nước hóa tan
vào hidrocacbon dễ hơn nước và tạo hệ nhũ tương N/D.
Để làm chất nhũ hóa có thể dùng các chất có bản chất khác nhau: chất hoạt

động bề mặt mà phân tử của chúng chứa những nhóm phân cực ion hóa, chất hoạt
động bề mặt không ion hóa, chất cao phân tử và ngay cả các loại bột.
Để có thể hấp thụ trên bề mặt phân chia giữa hai chất lỏng, phân tử chất nhũ
hóa phải chứa nhóm không phân cực (cacboxyl, hydroxyl, sunfat, …). Chất nhũ
hóa tốt là chất có cân bằng hai phần: phân cực và không phân cực của phân tử.
Một số loại chất nhũ hóa:
- Chất nhũ hóa anion.
- Chất nhũ hóa cation.
- Chất nhũ hóa lưỡng tính.
- Chất nhũ hóa không ion.

16


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM
6.4.2.Chức

GVHD: Nguyễn Thị Trang

năng:

Mỗi loại nhũ tương ứng với một số HLB (cân bằng ưa nước_ưa béo), biểu
thị mối quan hệ với nước và với dầu, cũng như khuynh hướng nhũ hóa.
- Nói chung chất nhũ hóa có giá trị HLB từ 3-6 cho nhũ N/D trong khi
những chất nhũ hóa có giá trị HLB khoảng 7-17 sẽ tạo nhũ D/N.
7. Ứng dụng nhũ tương trong thực phẩm:
Ngày nay, nhu cầu của khách hàng cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ
thuật, việc đi sâu nghiên cứu về thực phẩm không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn
chứa các hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe và phòng chống bệnh tật tăng
lên.Việc bổ sung vào thực phẩm nhũ tương các hợp chất có hoạt tính sinh học có
tác dụng làm giảm tác động và nguy cơ bệnh tật đồng thời nâng cao sức khỏe. Vì
vậy, thực phẩm nhũ tương xuất hiện trong đa số các loại thực phẩm. Nhiều sản
phẩm thực phẩm là nhũ tương như: sữa, kem, kem đá, sốt, súp, mayonnaise, bơ,
margarin, các chất phết lên bánh, phomat nóng chảy, lòng đỏ trứng, thịt băm nhỏ
để làm xúc xích…

Giới thiệu một số nhũ tương thực phẩm:
SỮA
Sữa là một hệ nhũ tương phức tạp và 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.

17


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Về mặt hoá học: Sữa là sản phẩm keo

•

đồng nhất, tất cả các thành phần đều phân
tán trong nước và ở dạng dung dịch.
Về mặt vật lý: Sữa là một chất keo có

•

màu trắng, gồm chất béo và protein được
phân tán trong nước
Về mặt sinh học: Sữa là sản phẩm toàn vẹn của quá trình cho sữa của các

•

loại bò sữa được chăm sóc và có sức khoẻ tốt.
Sữa (bò, dê, cừu...) là thực phẩm quý, chúng đều là hệ nhũ tương thuận.
Thành phần chính xác của sữa tươi khác nhau giữa các loài nhưng thành phần
chính của sữa gồm: chất béo, protein, đường lactose, vitamin, khoáng chất và
nước.
Một số sản phẩm chế biến từ sữa: sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, sữa bột…
BƠ
Sản phẩm dạng
nhũ tương nước /
dầu:
+ Béo ≥ 80% ;
+ Nước ≤ 16% ;
+ Vật chất khô
không béo ≤ 2%.
Bơ là sản phẩm chế biến từ chất béo của sữa. Hàm lượng chất béo trong bơ rất

cao và chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm.
Dựa vào quy trình sản xuất, người ta chia bơ thành hai nhóm chính:

18


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM
• Bơ

GVHD: Nguyễn Thị Trang

ngọt (sweet cream butter) hay bơ không lên men: trong quy trình sản

xuất bơ không có quá trình lên men lactic được thực hiện nhờ nhóm vi
khuẩn lactic.
• Bơ chua (sour cream butter) hay bơ lên men (cultured cream butter): quá
trình lên men lactic được thực hiện sau quá trình thanh trùng nguyên liệu
cream trong quy trình sản xuất nhằm tạo ra hương vị đặc trưng cho sản
phẩm.
Ngoài ra người ta có thể phân loại bơ dựa vào lượng muối có trong sản phẩm:
• Bơ không chứa muối (hàm lượng NaCl trong sản phẩm không lớn hơn
0,2%)
• Bơ với hàm lượng muối thấp - mildly salted butter(hàm lượng muối 0,21%)và bơ với hàm lượng muối cao - strongly salted butter(hàm lượng muối 2%).
Nguyên liệu:
- Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream. Các nhà máy sản xuất bơ có
thể thu cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm hoặc thu mua
cream từ các nhà máy chế biến sữa khác. Trên thị trường hiện nay hàm lượng chất
béo trong cream thường dao động trong khoảng 35-40%.
- Vi sinh vật (vi khuẩn lactic LD).
- Các phụ gia.

MARGARINE

19


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Margarine được chế
biến lần đầu tiên tại Pháp
năm 1869 để sử dụng thay
thế cho bơ động vật.
Trong thời kỳ đầu sản xuất
Margarine, người ta không
thể sử dụng tất cả các loại
chất béo và dầu. Sau này
cùng với sự hoàn thiện về kỹ thuật tinh luyện dầu, rất nhiều loại dầu và chất béo từ
động vật, cá và thực vật được sử dụng như những nguồn nguyên liệu để sản xuất
Margarine. Hơn thế nữa, chất lượng của Margarine ngày càng được nâng cao.
Ngày nay, Margarine được sử dụng không chỉ như một sản phẩm thay thế bơ
động vật mà còn là một nguồn cung cấp dầu và chất béo quan trọng. Ngoài ra, nó
còn có rất nhiều ứng dụng trong các ngành sản xuất thực phẩm như: sản xuất bánh,
sản xuất chocolate…
Do tính ưu việt của sản phẩm về giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị kinh tế nên công
nghệ sản xuất Margarine ngày càng phát triển mạnh mẽ trong ngành công nghiệp
chế biến dầu mỡ thực phẩm ở tất cả các nước.
Sản phẩm margarine là hệ nhũ tương nước trong dầu (dầu và các chất tan
trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15-20%). Margarine được sản xuất
bằng cách phối trộn các loại chất béo theo tỉ lệ nhất định cùng với các thành phần

khác.
Margarine có thể được bổ sung thêm vitamin A để dùng trong nấu ăn, nướng
bánh mì hay thay thế bơ trong công nghiệp sữa nhưng nó khác bơ về thành phần và
cấu trúc.

20


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

Hiện nay có hơn 10 loại margarine, chúng khác nhau chủ yếu về thành phần,
hàm lượng chất béo sử dụng cũng như cấu trúc sử dụng của sản phẩm chẳng hạn
như: Margarine dạng tuýp mềm, dạng lỏng, dạng dùng để ăn kiêng, dạng dùng để
phết, dạng không có acid béo dạng trans, dạng ít béo, dạng dùng để nấu, dạng
dùng trong nhà hàng.
Tất cả nguyên liệu dùng để sản xuất Margarine có thể chia thành hai nhóm là
nguyên liệu chính và nguyên liệu phụ. Nguyên liệu chính là chất béo, còn nguyên
liệu phụ bao gồm: nước, sữa và protein, chất nhũ hóa và các chất phụ gia.

Kết luận
Ngày nay với công nghệ phát triển càng ngày có nhiều phương tiện, máy móc,
trang thiết bị hiện đại, cơ sở vật chất kĩ thuật tốt nên việc tiếp tục nghiên cứu, phát
21


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

hiện, phát triển thêm lợi ích, ứng dụng cũng như những tính chất, chức năng khác
của các hợp chất hữu cơ có trong thực phẩm sẽ trở nên dễ dàng hơn. Đồng thời
cũng để ngăn chặn những biến đổi có hại của các chất có trong thực phẩm để đảm
bảo sức khỏe tốt nhất cho con người.

Tài liệu tham khảo:
Hóa sinh công nghiệp – Lê Ngọc Tú, Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội
2002
22


Trường Đại học Công nghiệp TPHCM

GVHD: Nguyễn Thị Trang

/> />
23