Tiểu luận Các loại đường và ứng dụng của chúng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, nước giải khát

BÁO CÁO TIỂU LUẬN:

HÓA SINH THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:

CÁC LOẠI ĐƯỜNG VÀ TÁC DỤNG TRONG CÔNG
NGHIỆP BÁNH KẸO, NƯỚC GIẢI KHÁT


MỞ ĐẦU
Đường là một 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 đường 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 đường 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 loại
đường phù hợp.
Trong đề tài này, chúng em xin trình bày về các loại đường với tính chất của từng loại
và tác dụng của chúng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo, nước giải khát.

2


NỘI DUNG
I.

MỘT SỐ LOẠI ĐƯỜNG
1.

CÁC ĐƯỜNG TỰ NHIÊN
1.1.

MỘT SỐ MONOSACCHARIDE QUAN TRỌNG.

1.1.1. Glucose
1.1.1.1 Nguồn gốc
Là loại monosaccharide phổ biến ở động vật và thực vật. Nó có nhiều trong đường nho
chín 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
con người hấp thụ.

3


1.1.1.2.

Cấu tạo

Glucose có ba dạng công thức cấu tạo gồm một dạng mạch hở và hai dạng vòng. Khi hòa tan
trong nước tạo dung dịch, glucose có sự cân bằng, chuyển hóa qua lại và tồn tại cả ba dạng cấu
tạo này, trong đó dạng vòng hiện diện nhiều hơn.

Dung dịch glucose làm quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang phải nên cũng có
tên là dextrose
Hai dạng α và β- D- glucose có độ quay cực khác hẳn nhau. Dạng α-D- glucose có độ quay
cực bằng +1150 còn β-D- glucosecos độ quay cực bằng +19o. Khi đem hòa tan một trong các

dạng trên vào nước sẽ có biến đổi quay cực và dần dần đạt tới giá trị không đổi là +52,50

Trong dung dịch, glucose tồn tại chủ yếu ở dạng pyranose, là thành phần cấu tạo của
rất nhiều loại polysaccharide như tinh bột, glycogen, xenlulose…

CHO
H C OH
HO C H
H C OH
H C OH
CH2OH

CH2OH
O
H
H
OH
OH H
H
HO
H OH
β − D- Glucose

CH2OH
O
H
H
H
OH H
OH

HO
H OH
α − D- Glucose

D - glucose
Cấu trúc không gian của glucose
1.1.1.3.

Tính chất

4


Glucose là một chất rắn, kết tinh, không màu, có nhiệt độ nóng chảy ở 146C, hòa tan nhiều
trong nước, có vị ngọt, nhưng không ngọt bằng đường mía. Glucose có độ ngọt bằng 0,6 lần
so với đường mía.

Độ
ngọt các loại
đường
Dễ bị lên men bởi nấm men. Khi khử glucose sẽ thu được rượu tương ứng gọi là
sorbitol.
Trong một số trường hợp ở các chế phẩm mứt kẹo nếu đường tồn tại ở trạng thái vô
định hình thì sự có mặt của các chất hút ẩm không có lợi vì khi đó sự hấp thụ nước sẽ
làm tăng nhanh quá trình kết tinh đường và làm cho chế phẩm trở nên dính hơn. Vì vậy
ta thêm siro glucose để khắc phục tình trạng trên, có thể giảm đi đường nghịch đảo
1.1.2. Fructose
1.1.2.1 Nguồn gốc
Đây là loại monosaccharide phổ biến ở thực vật, có nhiều trong quả và mật hoa. Các
loại quả là nguồn fructose chính. Nguồn fructose tự nhiên quan trọng là mật ong, trong

đó lượng fructose lên tới 37,1%. Hàm lượng fructose trong một số loại quả như sau:
chuối 8,6%, táo 6,5 – 11,8%, mận 0,9 – 2,7%, mơ 0,1 - 3%, nho 7,2%.

5


1.1.2.2.

Cấu tạo

Fructose làm quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực sang trái nên còn có tên là
levulose, là thành phần của disaccharid và polyfructosid thường gặp trong thực vật.
Fructose thường tồn tại dưới dạng furanose.

6


CH2OH
C O
HO C H
H C OH
H C OH
CH2OH

D - Fructose

CH2OH
CH2OH
O
H

OH
H
OH
OH H

CH2OH
OH
O
H
OH
H
CH2OH
OH H

α − D- Fructose

β − D- Fructose

Cấu trúc trong
không gian
fructose
1.1.2.3.
Tính chất
Fructose là chất
rắn kết tinh, dễ hòa
tan trong nước, có
vị ngọt gấp 1,5
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

7


đó mật ong có vị ngọt gắt. Fructose nóng chảy ở khoảng nhiệt độ 102 - 104°C. Dễ bị
lên men bởi nấm men
Đường fructose thường được thêm vào các thực phẩm đóng vào chai hộp trong kỹ nghệ.
Fructose thường có trong chất gây ngọt gọi là HFCS (High fructose corn syrup) có nghĩa là xirô 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
1.1.3.1 Nguồn gốc
Galactose co trong sữa, pho mát, trái cây…
1.1.3.2 Cấu tạo
Đây là loại đường thường tồn tại dưới dạng pyranose. Galactose có trong thành phần
của lactose và các polysaccharide galactan của thực vật, ngoài ra nó còn nằm trong
thành phần cấu tạo của melibiose và agar – agar. Tham gia vào đường sữa và cấu tạo
thực vật.

Galactose

8


Cấu trúc trong không gian của galactose
1.1.3.3 Tính chất
Dẫn xuất của D-galactose là acid galacturonic nằm trong thành phần của pectin, chỉ lên
men bởi các loại nấm men đặc biệt
1.2 MỘT SỐ OLIGOSACCHARID QUAN TRỌNG
1.2.1
1.2.1.1

Saccharrose
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.
§

Mía:
15-20%
đường
Củ cải
đường: 1015% đường
Saccharose là
loại đường dễ

9

hòa tan và có ý nghĩa về dinh dưỡng. Chính vì thế đây là loại đường được sử dụng phổ
biến hằng ngày.
1.2.1.2

Cấu tạo

Saccharose được kết hợp bởi α- D- Glucose và β- 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 ở C1 của glucose với nhóm – OH ở C 2 của fructose. Do đó saccharose còn được gọi
là α- D- Glucopyranoside (1→2) β- D- Fructofuranoside.
§

Saccharose
Cấu tạo đường
saccharose trong không gian

1.2.1.3

Tính chất

Saccarose hiện diện dạng rắn ở điều kiện thường, không màu, không mùi, có vị ngọt.
Saccarozơ nóng chảy ở 184-185˚C, ít tan trong ruợu, tan nhiều trong nước.

Saccharose có độ quay cực bằng + 66,5O, không có tính khử, dễ kết tinh, dễ hòa tan
trong nước, dễ bị thủy phân bởi Enzym saccharase hoặc acid vô cơ (HCl 3%) nên dễ bị
nấm men sử dụng.
Sự thủy phân saccharose.
Saccharose là loại đường dễ bị thủy phân thành glucose và fructose. Quá trình này
được thực hiện nhờ enzym saccharase ( enzym invertase) hoặc acid vô cơ (HCl 3%).

10


Invertase là một loại enzym thủy phân saccharose được sử dụng khá phổ biến trong
công nghiệp nước giải khát và bánh ngọt. Invertase có trong động thực vật, vi sinh vật
và đặc biệt là nấm men có khả năng tổng hợp invertase cao. Phản ứng thủy phân
saccharose do invertase xúc tác như sau:
Saccharose (đường không khử)

invertase

α- D- Glucose + β- D- Fructose (đường

khử).
Ở thực phẩm có độ pH thấp quá trình này cũng xảy ra làm thay đổi tính chất của thực
phẩm. Do đó kiểm tra hàm lượng đường nghich đảo cũng là chỉ tiêu cần thiết đối với
một số sản phẩm thực phẩm.
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.
Tính hút ẩm của đường
Tính chất này ảnh hưởng tới kết cấu của một số thực phẩm. Về tính chất hút ẩm so
sánh giữa các loại đường nhận thấy đường glucose, maltose, các siro glucose là những
chất có tính khử cao thường có tính hút ẩm kém hơn so với saccharose nhất là so với
đường nghịch đảo và fructose.
Khi cần duy trì một độ ẩm nhất định trong thực phẩm thì sự có mặt của chất hút ẩm là

cần thiết. 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. Tuy nhiên, trong một số
trường hợp ở các chế phẩm của mứt, kẹo nếu đường tồn tại ở trạng thái vô định hình
thì sự tồn tại của các chất hút ẩm lại không có lợi. Vì khi đó sự hất thụ nước sẽ làm
tăng nhanh quá trình kết tinh đường và làm cho sản phẩm trở nên dính.

11


Tác dụng với chất kiềm hoặc kiềm thổ
Khi tác dụng với các chất kiềm hoặc kiềm thổ, saccharose tạo nên các saccharat. Trong
saccharat, hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bởi một kim loại. Có thể kết tủa
saccharat khỏi dung dịch bằng rượu. Phản ứng tạo thành saccharat phụ thuộc vào nồng
độ của dung dịch, lượng kiềm cũng như lượng saccharose.
C12H22O11 + NaOH ⇔ NaC12H21O11 + HOH
Khi tác dụng với vôi sẽ thu các dạng phức sacchsrat:
C12H22O11 . Cao . 2H2O monocanxi saccharat
C12H22O11 . 2Cao

dicanxi saccharat

C12H22O11 . 3Cao . 3H2O tricanxi saccharat
Phản ứng tạo tricanxi saccharat được ứng dụng trong sản xuất saccharose từ rỉ đường.
Phản ứng caramel
Caramel bản chất là một phản ứng khử nước. Saccharose bị phân hủy và nóng chảy ở
186OC tạo caramel. Sản phẩm caramel được sử dụng tạo màu, mùi và vị đặc trưng của
thực phẩm.
1.2.2

Maltose

1.2.2.1 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.
1.2.2.2 Cấu tạo
Maltose được cấu tạo từ hai gốc α- glucopyranose lien kết với nhau qua liên kết
glycoside giữa nhóm – OH ở vị trí C1 của phân tử glucose thứ nhất với nhóm – OH ở vị
trí C4 của phân tử glucose thứ hai. Do đó trong phân tử maltose vẫn còn một gốc – OH
glycoside nên maltose có tính khử.

12


Maltose

Cấu tạo trong không gian
của maltose.

1.2.2.3 Tính chất
Mantose hiện diện tinh thể ngậm một phân tử nước, nóng chảy ở 102-103˚C. Tinh thể này
không mất nước khi đun duới áp suất thấp, cũng như khi dùng các chất làm khan nước như
H2SO4 đậm đặc hay P2O5. Mantose tan trong nước, ít tan trong rượu, không tan trong eter

Maltose là loại đường có độ ngọt kém và độ hòa tan cũng thấp hơn so với đường
saccharose. Maltose có tính khử, dễ bị thủy phân bởi glucosidase hoặc HCl 3% để tạo
ra hai gốc α- D- glucose.
1.2.3

Lactose

1.2.3.1 nguồn gốc
Lactose còn được gọi là đường sữa, vì nó chủ yếu có trong sữa người, động vật.
1.2.3.2 cấu tạo
Lactose được cấu tạo từ một phân tử β-D- glucose và β-D- galactose qua liên kết 1-4
glycosid giữa nhóm –OH glycoside của β-D- galactose và nhóm –OH rượu của β-Dglucose.do đó lactose vẫn còn có một nhóm –OH glycoside nên vẫn mang tính khử.

13


Lactose

Cấutrúc trong không gian của lactose

1.2.3.3 Tính chất
Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Vitamin B 2 có thể ức
chế sự kết tinh của lactose. ở nhiệt độ thường lactose hòa tan trong nước ít hơn 10 lần
so với saccharose, tuy nhiên ở 100 0C thì độ hòa tan của nó xấp xỉ saccharose. Độ ngọt
của lactose chỉ bằng 1/6 saccharose.
Lactose khó bị thủy phân bởi acid hơn so với saccharose. Để thủy phân phải đun sôi
với acid và không xảy ra hiện tượng nghịch đảo. dễ bị thủy phân bởi enzyme lactase
1.2.4

Rafinose

1.2.4.1 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.

14

1.2.4.2 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
1.2.4.3 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. phân tự disaccharide hình thành
nếu tiếp tục bị thủy phân sẽ phân giải hoàn toàn thành D-glucose và D-galactose.
Rafinose kém bền đối với nhiệt hơn saccharose.

2. ĐƯỜNG HÓA HỌC (ĐƯỜNG TỔNG HỢP)
Từ lâu người ta đã thấy cần phải sản xuất thực phẩm với hàm lượng đường thấp hơn.
Tuy nhiên chỉ đơn thuần là giảm hàm lượng đường tiêu tốn trong công thức chế biến
thì không thể cho hiệu quả mong muốn vì thế người ta cần phải sử dụng các chất ngọt
khác, đảm bảo được vị dịu ngọt cần thiết của thực phẩm mà không làm tăng độ calo
của sản phẩm .
Ba dạng đường chủ yếu dùng cho thực phẩm là đường saccaroza và các sản phẩm
thuỷ phân của nó là glucoza và fructoza, có độ calo thực tế như nhau, độ ngọt khác
nhau. Đường công nghiệp chủ yếu là saccaroza có độ ngọt là 1, thì glucoza là 0.74 còn

15


fructoza là 1,2. Như vậy 70 g đường fructoza có thêt thay thế 100g đường saccaroza để
đạt cùng một độ ngọt như nhau , hiệu quả như vậy không lớn, trong khi đó giá thành

của fructoza lại cao hơn
Từ đó một số chất làm ngọt thay thế đường đã được tổng hợp mà người ta vẫn thường
gọi là đường hóa học. Đường hóa học thường có độ ngọt cao hơn rất nhiều so với
đường saccharose mà lại không có (có ít) giá trị dinh dưỡng.
MỘT SỐ LOẠI ĐƯỜNG HÓA HỌC THƯỜNG SỬ DỤNG
2.1

SACCHARINE (E954)

2.1.1 Cấu tạo.
Công thức phân tử : C6H4CONHSO2 - là sunfamate của axit o-benzoic.
Công thức cấu tạo:
§

2.1.2 Tính chất
Saccharine là một acid hoà tan
trong nước kém, trong công
nghiệp thực phẩm thường sử
dụng ở dạng muối của Natri
Saccharine C6H4CONaSO2, vì nó dễ hoà tan trong nước. Độ ngọt của saccharine là
400-500 lần lớn độ ngọt của saccharose
Nhược điểm: Có vị kim loại, ở nồng độ cao có hậu vị đắng. Ổn định trong môi trường
acid, nhưng bị phân hủy khi có mặt acid và nhiệt độ tạo ra phenol làm thực phẩm có
mùi khó chịu.
2.1.3 Phương pháp sử dụng.
Trong cơ thể saccharin qua hệ thống tiêu hóa mà không hề bị hấp thu. Nó không gây ảnh
hưởng đến hàm lượng insulin trong máu và cũng không cung cấp năng lượng cho cơ thể. Vì
thế nó được xếp vào nhóm chất tạo ngọt không calo. Được phép sử dụng thay thế đường

16

trong các sản phẩm thực phẩm cần vị ngọt . ở Mỹ và các nước châu Âu , việc sử dụng
saccarin và các muối natri của nó đã được các cơ quan bảo vệ sức khoẻ cho phép và đã
đưa vào tiêu chuẩn nhà nước cho các loại quả sau đây:
-

Nước quả đưòng từ mơ, anh đào ngọt, vả, đào, lê, dứa và các coktail hoa quả (nước

quả đường hỗn hợp)
-

Mứt đông ( 27 loại theo các nguyên liệu khác nhau )

-

Mứt quả nghiền ( 21 Loại)
2.1.4 Tổng hợp.

Saccharine có thể được tổng hợp bằng nhiều cách:
- Trước đây Remsen và Fahlberg đã tổng hợp saccharin từ toluen nhưng hiệu suất lúc đó rất
thấp.
- Vào năm 1950, công ty hóa chất Maumee của Toledo đã áp dụng một phương pháp cải tiến
khác. Trong phưong pháp này saccharin được tạo ra bằng cách cho acid anthranilic
(NH2C6H4COOH) phản ứng với acid nitrơ (HNO2), SO2, Cl2 và kế tiếp là NH3.
- Một phương pháp khác dùng nguyên liệu ban đầu là o-chlorotoluen.

Tính dộc hại : nhiều công trình nghiên cứu y học trong thời gian dài trên 50 năm,
không thấy tác động độc hại của saccarin đối với cơ thể con người.Saccarin được bài
tiết khỏi cơ thể vẫn ở dạng ban đầu.

Saccarin không cung cấp năng lượng nên ở một số nước có mức sống thấp thiếu dinh
dưỡng thường không được phép hoặc hạn chế sử dụng
ADI: 0,25 mg / kg khối lượng cơ thể/ngày.
2.2

CYCLAMATE

2.2.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C6H12NHSO3Na - là cyclohexane sunfamate, thường là muối
natri, kali, canxi cyclamate.
Công thức cấu tạo:

17


2.2.2 Tính chất
- Khối lượng phân tử là 201.23. Đây là một loại bột tinh thể trắng không mùi, hầu như
không hoà tan trong rượu, ete nhưng hoà tan rất tốt trong nước. ở 25 0C có thể thu được
dung dịch với Natri cyclamat 21%. Dung dịch trong nước của Natri cyclamate hầu như
trung tính (PH của dung dịch 10% là 5,5 - 7,5)
- Độ ngọt của Natri cyclamate lớn hơn 30 – 40 lần độ ngọt của saccharose. Natri
cyclamat là một muối không cho năng lượng.
- Natri cyclamate bền nhiệt và bị phân huỷ ở 280-500 0C. bởi vậy các chế độ nhiệt
được áp dụng trong quá trình chế biến thực phẩm hoàn toàn không làm cyclamate bị
thay đổi. Ngoài ra cyclamate còn bền với axit và kiềm
2.2.3 Phương pháp sử dụng
- Cyclamate không làm tác hại đến các men tiêu hoá như diastaza, pepsin, lipaza. Nói
chung Natri cyclamate có thể dùng trong tất cả các trường hợp cần sử dụng đường với
tỷ lệ một phần cyclamate thay thế cho 30-40 phần đường. Thường ta sử dụng
cyclamate ở dạng dung dịch nước nồng độ 15%. Như vậy 1ml dung dịch này có độ

ngọt tương đương 6g đường. Có thể cho cyclamate trực tiếp vào sản phẩm nếu có thể
đảm bảo được khuấy đều để hoà tan hoàn toàn.
- Khi cần thiết và theo yêu cầu, natri cyclamate có thể sử dụng phối hợp với gelatin,
anginit natri, tinh bột vv.. hoặc phối hợp với các chất ngọt khác như đường saccharose,

18


saccharine.
Tuy nhiên trong một số trường hợp cyclamate nhiều sẽ làm giảm độ bền của keo đông
và chất đông. Canxi cyclamate sẽ làm giảm độ bền của keo đông gelatin. Natri
cyclamate không làm giảm chất lượng của keo đông colagen và cũng ít ảnh hưởng đến
các loại keo đông khác.
- Natri cyclamate không phải là môi trường dinh dưỡng cho vi khuẩn và nấm mốc, nên các
sản phẩm có sử dụng cyclamate dễ bảo quản hơn. Cyclamate thường có vị dễ chịu hơn so với
đường saccharose. Cyclamate dễ quyện với mùi các hoa quả và nhiều khi còn làm tăng vị tự
nhiên của quả. Ưu điểm lớn nhất của natri cyclamate là không trích ly dịch bào trong các loại
cam, chanh như thường xảy ra khi đóng hộp với đường saccharose. Tính bền và tính trơ hoá
học của cyclamate sẽ làm hạn chế sự mất màu tự nhiên và sự sẫm màu của quả trong đồ hộp
khi bảo quản lâu dài.

- Cyclamate không bị caramen hoá do tác dụng nhiệt trong quá trình chế biến, nên nó
rất thích hợp cho quay thịt và dăm bông.
- Cuối cùng, không được dùng nó thay thế đưòng đối với thực phẩm mà đường là chất bảo
quản như các loại mứt đặc và mứt sệt. Còn đối với tất cả các trường hợp khác việc sử dụng nó
hoàn toàn thích hợp.Ở Nhật đã được nêu lên trong tiêu chuẩn nhà nước như trên nhãn hiệu
hàng hoá bắt buộc phải ghi thêm là có sử dụng cyclamate

2.2.4 Tổng hợp
Cyclamate được tổng hợp từ cyclohexylamine phản ứng với acid sulfamic hoặc trioxit

lưu huỳnh, tiếp theo cho phản ứng với natri, kali hoặc canxi.
Tính độc hại :. Cyclamate không độc đối với cơ thể người. Nó có thể dùng cho những người
bị bệnh đái đường và là một chất ngọt tốt nhất dùng để sản xuất các sản phẩm thực phẩm và
các nước giải khát có độ calo thấp. Và có khoảng 55 nước trên thế giới sử dụng Cyclamate
trong thực phẩm. Tuy nhiên, tại Việt Nam bộ Y Tế vẫn chưa đưa Cyclamate vào danh mục
chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm.
ADI: 0,11 mg / kg khối lượng cơ thể/ngày

2.3

ACESUFAM KALI (E950)

19


2.3.1 Cấu tạo.
Công thức phân tử: C4H4NO4SK Acesulfam kali có tên hoá học là Dioxyt oxathiazin
kali.
Công thức cấu tạo:

2.3.2 Tính chất
-

Acesulfam kali là tinh thể không màu, ở thể rắn có tỷ trọng là 1,81 g/cm3, không

có độ nóng chảy nhất định, bắt đầu bị phân huỷ ở nhiệt độ trên 2000C, dễ tan trong
nước đặc biệt trong nước nóng, ở 1000C có thể hoà tan 1300 g/ 1 lít nước.
-

Vị ngọt gấp 150 – 200 lần đường saccharose. Ổn định ở nhiệt độ cao và môi trường acid.

-

Acesulfam-K không cung cấp năng lượng cho cơ thể vì nó không tham gia quá trình trao

đổi chất và được thải ra ngoài theo nước tiểu mà không có bất kì sự biến đổi hóa học nào.
-

Tuy nhiên nó có dư vị hơi đắng

2.3.3 Phương pháp sử dụng
- Acesulfam kali được ứng dụng trong nhiều ngành CNTP như trong công nghiệp đồ
uống, công nghiệp bơ sữa, kem, kẹo và các loại mứt, công nghiệp bánh nướng và các
sản phẩm từ bột mì, đồ hộp rau quả, các sản phẩm vệ sinh răng miệng, và trong công
nghiệp dược .v.v. . Acesulfam kali có thể dùng riêng rẽ hoặc dùng phối hợp với đường
hydrratcacbon và các đường hoá học khác .
- Acesulfam kali được sử dụng bằng cách trộn trực tiếp vào thực phẩm hoặc ở dạng
dung dịch pha sẵn (riêng rẽ hoặc với các loại chất tạo ngọt khác). Số lượng bổ xung
vào thực phẩm tuỳ thuộc vào độ ngọt yêu cầu của từng sản phẩm.
-

Acesulfam kali có tính chịu nhiệt cao và hầu như không bị biến đổi tính chất hoá

20


học và vật lý trong thời gian dài nên rất thích hợp với các sản phẩm cần gia công ở
nhiệt độ cao.
Tính độc hại : Acesulfam kali không độc, không gây các phản ứng xấu và âm tính
đối với cơ thể.

Acesulfam kali là chất tạo ngọt không sinh năng lượng , không chuyển hoá trong cơ
thể. Không nhận thấy ảnh hưởng xấu đối với người mắc bệnh tiểu đường.
ADI: 0,9 mg/1kg khối lượng cơ thể.
2.4

ASPARTAME (E951)

2.4.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C14H18N2O5 L-aspartic-L-phenylalanine methyl ester (L-Asp-LPhe-OMe)
Công thức cấu tạo:
§

2.4.2 Tính chất.
- Aspartam là một dipeptid, nó
ngọt hơn saccharose khoảng
180 - 200 lần. Không để lại dư vị khó chịu.
- Giống như các dipeptid khác, aspartam có chứa năng lượng khoảng 4 Kcal/g (17 Kj/g). Tuy
nhiên, chỉ cần một lượng rất nhỏ aspartam đã tạo ra độ ngọt cần thiết. Do đó năng lượng chúng
ta đưa vào cơ thể sẽ không đáng kể.
- Vị ngọt của nó chúng ta cảm nhận được chậm hơn và kéo dài lâu hơn so với đường.
- Không ổn định ở nhiệt độ và pH cao. Phân hủy dần trong nước nên nước ngọt có aspartam
không giữ được lâu. Cho trộn aspartam với saccharin hoặc acesulfam K thì hỗn hợp ngọt hơn
và ổn định hơn khi hai chất đứng riêng một mình.

2.4.3 Phương pháp sử dụng
- Trong cơ thể aspartam bị thuỷ phân thành 3 chất thường có trong thức ăn là axit

21

aspartic, phenylalanine và metyl ester, aspartam được sử dụng thay thế đường trong
thực phẩm ăn kiêng.
- Hiện nay Aspartam là chất ngọt rất được ưa chuộng. Nó được sử dụng rộng rãi trên
thế giới với sự hiện diện trong hơn 6000 sản phẩm như: bánh kẹo, yogurt, nước giải
khát….. và cả trong dược phẩm.
ADI:

0,40 mg/kg thể trọng

2.4.4 Điều chế
Aspartam được cấu tạo từ acid aspartic, phenylalanin và metanol. Các thành phần này
đều tồn tại trong tự nhiên. Tuy nhiên bản thân aspartam không tồn tại trong tự nhiên.
Nó được điều chế thông qua các quá trình lên men và tổng hợp.
Lên men
- Dùng số lượng lớn các vi khuẩn đặc trưng gồm B.flavum và C.glutamicum để sản xuất ra
các acid amin L-aspratic và L-phenylalanin.
- Môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn gồm nước ấm, thức ăn, nguồn cacbon và
nguồn nitơ. Thức ăn là các loại cacbonhydrat như mật mía, đường glucose hoặc saccharose.
Nguồn cacbon như acid acetic, rượu hoặc các hidrocacbon. Nguồn nitơ như NH3 lỏng hoặc
urê.

Đó là những điều kiện chủ yếu để vi khuẩn tổng hợp ra các acid amin mong muốn.
Ngoài ra còn một số các yếu tố khác như các vitamin, acid amin…
Tổng hợp
Aspartam có thể được tổng hợp bằng nhiều phương pháp hóa học khác nhau. Một
phương pháp thường được sử dụng như sau:
- Đầu tiên các acid amin phải qua quá trình xử lí: L - Phenylalanin thu được từ quá trình lên
men được cho phản ứng với metanol tạo thành hợp chất gọi là L – phenylalanin metyl ester.
Còn acid aspartic phải qua một quá trình phản ứng để che các vị trí trong phân tử có thể ảnh
hưởng đến phản ứng tạo aspartam, đảm bảo phản ứng chỉ xảy ra ở các vị trí cần thiết.

- Sau khi đã được xử lý phù hợp, chúng được bơm vào bình phản ứng và trộn lẫn trong 24 giờ

22


ở nhiệt độ phòng. Kế đó nhiệt độ được tăng lên 650C (1490F) và duy trì trong 24 giờ nữa.
Sau đó phản ứng được làm nguội đến nhiệt độ phòng. Nó được pha loãng với dung môi thích
hợp và được làm kết tinh ở -180C (00F). Tinh thể thu được sẽ được lọc để tách riêng ra rồi
làm khô. Những tinh thể này chỉ là sản phẩm trung gian và dùng cho phản ứng kế.

- Chúng được chuyển hóa thành aspartam bằng phản ứng với acid acetic. Phản ứng
này được thực hiện trong một cái bồn lớn chứa dung dịch acid, chất xúc tác Pd và H 2.
Chúng được trộn lẫn và cho phản ứng trong 12 giờ.
- Cuối cùng là giai đoạn tinh chế chất xúc tác Pd được loại bỏ bằng cách lọc và chưng cất để
thu dung môi. Phần chất rắn còn lại được tinh chế bằng cách hòa tan trong dung dịch etanol và
được kết tinh lại. Những tinh thể này sẽ được lọc và làm khô cho ra sản phẩm cuối cùng đó là
bột aspartam.
Quy trình tổng hợp Aspartame :

§

23


2.5

SUCRALOSE(E955)

2.5.1 Cấu tạo
Công thức phân tử: C12H19Cl3O8

Công thức cấu tạo:
2.5.2 Tính chất
- Có vị ngọt gấp 600 lần đường saccharose. Kết tinh dạng hạt rắn màu trắng. Tan trong nước
-

Không giống aspartame, sucralose khá ổn định với nhiệt độ và pH biến đổi trên khoảng

rộng.
-

Mặc dù được tổng hợp từ đường nhưng cơ thể không hấp thu sucralose như một

cacbonhydrat. Vì thế phân tử của nó không hề bị bẻ gãy sinh ra năng lượng trong cơ thể như
đường. Và được loại ra nhẹ nhàng khỏi cơ thể sau khi ăn mà không có bất kì sự biến đổi nào.
Vì thế nó được xác định là không có calo.

2.5.3 Phương pháp sử dụng
-

Sucralose được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại nước giải khát, thực phẩm, đồ gia vị,

rượu, mứt, kem, bánh ngọt, bánh mì, trái cây đóng hộp, chewing gum, kem đánh răng,…
- Được dùng phổ biến như thế vì so sánh với các loại chất tạo ngọt khác, sucralose có nhiều

24


ưu điểm như :
• Không có năng lượng thích hợp với người béo phì, người bệnh tim mạch và người cao

tuổi.
• Không làm dao động lượng đường trong máu thích hợp cho người bệnh tiểu đường.
• Vị ngọt tinh khiết tương tự như saccharose.
• Sức căng bề mặt nhỏ (71.8mN/m) nên sucralose có thể được dùng trong sản xuất nước
giải khát có gas. Tính chất vẫn ổn định khi dự trữ trong thời gian dài.

2.5.4 Tổng hợp.
Sucralose là một disaccharid được tổng hợp từ đường saccharose qua 5 bước bằng cách thay
thế chọn lọc 3 nhóm –OH) trong phân tử đường bằng 3 nguyên tử Cl.
Hình: Qui trình tổng hợp sucralose

II. TÁC DỤNG CỦA ĐƯỜNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC
PHẨM

25