phụ gia thực phẩm

PHỤ GIA
1+2) Trình bày tính chất và những biến đổi và phương pháp bảo về của chất màu
chlorofyl, carotenoid, anthocyanin trong chế biến thực phẩm?
 Chlorofyl:
 Tính chất:
 Dưới tác dụng của nhiệt độ và axit dịch bào màu xanh bị mất đi một mặt là do pr








bị đông tụ mặt khác là do lien kết giữa clorofil và pr bị đứt làm cho clorofil dễ
tham gia phản ứng tạo ra feofitin màu xanh oliu
Khi cho tác dụng với các kiềm nhẹ như cacbonat kiềm , kiềm thổ thì chúng sẽ
trung hòa axit và muối axit của dịch tế bào và tạo nên môi trường kiềm làm cho
clorofil bị xà phòng hóa => rượu phitol methanol + axit clorofinilic .
Clorofil cũng có thể bị oxh do oxi và ánh sang ,do tiếp xúc với các lipit bị oxi hóa
hoặc do tác dụng của enzyme lipoxydase .
Dưới tác dụng của Fe Sn Al Cu thì Mg trong clorofil sẽ bị thay thế và cho các
màu khác nhau : với Fe cho màu nâu , với Sn và Al cho màu xám ,với Cu cho màu
xanh sáng .
 Biến đổi:
Biến đổi trong quá trình sơ chế :
Sau khi cắt ,gọt ,hoặc rửa thì tế bào của rau quả bị phá vỡ làm cho axit trong dịch
bào tràng ra khi gặp các chlorophyll sẽ tao thành feofitin a và b ( màu xanh oliu )
dưới tác động của oxi không khí và enzyme lipoxygenase sẽ tiếp tục tạo thành
clorin và purpurin có màu nâu .

 Biến đổi trong quá trình xử lý nhiệt:
• Xử lí trong thời gian ngắn: chần nhanh nguyên liệu giúp vô hoạt enzyme
• Xử lí nhiệt trong thời gian dài: dưới tác dụng của nhiệt độ tế bào bị phá

hủy làm axit trong dịch bào thoát ra làm mất màu xanh do bị feofitin hóa.
Thanh trùng, tiệt trùng: xử lý nhiệt trong thời gian lâu sẽ làm sản phẩm
chuyển sang màu xanh oliu. Ta có thể giảm áp suất để làm giảm nhiệt độ xử
lý sẽ làm chlorophyll ít bị biến đổi hơn.
 Biến đổi trong quá trình muối chua hay len men.
Do tác động của môi trường axit được tạo ra bởi các vi sinh vật khi lên men và
sản phẩm cuối cùng cũng có màu xanh oliu.
 Biến đổi của chlorophyll trong bảo quản.


Ảnh hưởng bởi enzyme: trong thời gian bảo quản thì các enzyme chlorophyllas,
Mg-dechetase được hoạt hóa và thực hiện các phản ứng làm thay đổi màu của
clorofil.
- Ảnh hưởng bởi khí etylen: kích thích hoạt động của các enzym đẩy nhanh quá
trình chín của qủa.
- Nồng độ CO2: nồng độ CO2 cao góp phần ức chế tác dụng của etylen và làm cho
rau quả lâu chín hơn, màu xanh của chlorophyll cũng ít bị biến đổi hơn.
Bảo quản lạnh: là cách bảo quản hiệu quả để duy trì chất lượng rau quả sau thu
hoạch .
 Phương pháp bảo vệ chất màu:
- Trên thực tế để bảo vệ màu xanh cho các sp đóng hộp ví dụ như đậu
người ta cho vào một ít dinatri glutamate ,hoặc để nhuộm màu xanh cho
đậu người ta dung clorofilin
- .Ngoài ra ta có thể gia nhiệt nhanh thực phẩm trong lượng nước lớn để
làm giảm lượng axit tự do
- .Gia nhiệt rau xanh trong nước cứng cacbonat kiềm thổ sẽ trung hòa một

phần axit cua dịch bào .
- Có thể them các gia vị có tính kiềm như bột ngọt để tăng pH
 Carotenoid
 Tính chất:
-

-


Tính

Tính chất

chất

vật lí

Carotenoid kết tinh ở dạng tinh thể
−
−
−
−

Hình kim dài (lycopene)
Hình khôi lăng trụ đa diện (α-caroten)
Dạng lá hình thoi (P-caroten)
Kết tinh vô định hình (γ-caroten)

Tính hấp Khả năng hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào
thụ ánh

− Số lượng nối đôi liên hợp
sáng:
− Nhóm chức gắn trên vòng
Nhiệt độ Nhiệt độ nóng chảy cuả carotenoid khá cao, khoảng 130 – 2200C
nóng
chảy:
Tính tan

Đều tan trong chất béo và các dung môi không phân cực, trừ:
− Bixin tan trong nước nhờ các nhóm carboxyl.
− Astaxanthin tan trong nước nhờ nhóm keto enol.
− Crocin tan trong nước nhờ tạo liên kết glycoside với disaccharide
gentobiose.

Màu sắc

Tạo màu kem, vàng, cam, hồng, đỏ tùy theo loại carotenoid, thể mang màu,
nguồn nguyên liệu trồng, thời tiết...
Carotenoprotein tạo dãy màu từ xanh lá, tím, xanh dương, và đen khi đun nóng
sẽ chuyển sang màu đỏ do protein bị biến tính.

Tính
chất
hóa học

Do hệ thống nối đôi liên hợp tạo nên:
− Làm tăng sự nhạy cảm với quá trình oxy hoá bởi kim loại hoặc peroxide.
− Khi có sự đồng phân hoá chuyển từ trans sang cis carotenoids rất dễ bị mất
màu.
− Rất bền khi ở dạng huyền phù hoặc dung dịch với dầu thực vật, chất chống

oxy hóa (vitamin E, C,…)

 Biến đổi
 Trong quá trình bảo quản
-

Có thể xảy ra sự mất màu hay tổng hợp carotenoid tùy vào loại rau quả
và điều kiện bảo quản (nhiệt độ, ánh sáng,…).
Sự mất chậm hơn chlorophyll. Thành phần carotenoid cũng có thể thay
đổi trong suốt quá trình lão hóa.
Trong bảo quản lạnh đông : Hàm lượng carotenoid trong quá trình lạnh
đông khá ổn định, có rất ít hoặc không có sự giảm màu và đồng phân
hóa trong cà rốt, khoai lang, bắp.

 Trong chế biến


-

Biến đổi trong sản phẩm Fresh-cut
•
•
•

-

Xảy ra sự quang oxy hóa:
Phản ứng oxy hóa do tác động của enzyme lipoxygenase:
Phản ứng quang đồng phân hóa:

Biến đổi của carotenoid trong xử lý nhiệt:

Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến sự mất màu hay đồng phân hóa của carotenoid trong
các loại rau quả màu vàng, cam, đỏ tùy vào từng chủng loại, thành phẩn carotenoid,
phương pháp gia nhiệt và điều kiện chế biến
• Quá trình chế biến nước ép quả:
+ Nước ép từ cà rốt hay cà chua, màu đỏ và sự ổn định thành phần carotenoid phụ
thuộc vào điều kiện chế biến.
+ Những phương pháp nhiệt khác nhau sẽ cho màu khác nhau từ cam đến vàng.
• Quá trình chần và nấu:
+ Quá trình gia nhiệt làm phá hủy lục lạp, carotene có thể hòa tan trong chất béo
dẫn đến sự đổi màu, ảnh hưởng của nhiệt độ lên carotene rất phức tạp có thể tăng, giảm
hay duy trì.
+ Gia nhiệt mạnh có thể làm giảm lượng carotenoid .
Sấy ở nhiệt độ cao:
+ Thông thường tách nước làm cho màu sản phẩm giảm dần và đồng phân hóa
carotenoid, đặc biệt là rau quả khô không được bảo vệ nơi ánh sáng, không khí.
+ Việc làm mất màu của rau quả khô sẽ diễn ra nhanh hơn khi nhiệt độ cao.
•

•

Đóng hộp:

+ Việc xử lí nhiệt ở 115°C và 121°C sẽ phá hủy các màu của carotenoid trong
nước cà rốt ép, cà rốt đóng hộp.
+ 115°C trong 30 phút thì đồng phân của cis α, β – carotene tăng, còn khoảng 35%
đồng phân của trans α, β – carotene giảm đi.
+ Khi đóng hộp trong điều kiện chân không, sự oxy hóa sẽ bị ngăn chặn do oxy
được loại trừ trong quá trình đóng hộp.

 Phương pháp bảo vệ chất màu Carotenoid
 Bảo vệ màu Chlorophull ( xanh lá cây ):
-

Bảo vệ thật tốt lượng chlorophyll tự nhiên trong đó, hoặc dùng màu từ ngoài vào
sao cho không khác với xanh tự nhiên về cả màu sắc lẫn cường độ màu.
Thay thế các chloruaphyll sẵn có bị mất đi bằng các chất màu lấy từ ngoài vào
cũng là một trong nhiều phương pháp


-

Sử dụng đồng sunfat (CuSO4) trong quá trình chần rau quả xanh dựa trên sự tạo
thành muối đồng có màu xanh.

 Bảo vệ màu đỏ và màu xanh lam (anthocyanin).
-

Bởi vì rất nhiều anthocyanin bị mất đi do kết quả của việc rửa nước nên khi gia
công củ cải đường đỏ cần phải sử dụng thật ít nước.
Để bảo vệ màu của củ cải đường tốt hơn, đầu tiên là chần ngay bằng hơi, rồi sau
đó mới đem gọt. Các protit của củ bị đông tụ trong quá trình chần sẽ hấp phụ các
chất màu và giữ lại trong củ.

 Bảo vệ màu vàng carotenoid
Xây dựng một quy trình kỹ thuật gia công nguyên liệu và bán thành phẩm để bảo
toàn được tối đa các màu tự nhiên có sẵn nguyên liệu.
• Tách ra, cô đặc và bảo quản các chất màu từ chính thực vật đó hoặc từ các nguyên
liệu khác giàu màu
• Tạo nên các chất màu tổng hợp nhân tạo giống như các chất màu tự nhiên của sản

phẩm thực phẩm và dùng nó để nhuộm các sản phẩm khác nhau mà ở dạng tự
nhiên
• Phối hợp sử dụng các phương pháp kể trên theo những biện pháp khác
 Anthocyanin:
 Tính chất:
- Khi số nhóm hydroxyl trong vòng B tăng màu thay đổi từ cam đến xanh dương.
- Các nhóm methoxyl thay thế cá nhóm hydroxyl cho kết quả ngược lại.
- Nhóm hydroxyl vị trí C-3 đặc biệt quan trọng
- Khi mức độ hydroxyl hóa các aglycone tăng, tính bền của các anthocyanin sẽ giảm
và tăng khi tăng sự methoxyl hóa
- Các anthocyanin được glycosyl hóa và acyl hóa cho màu xanh, Sự glycol hóa
nhóm OH tự do làm tăng tính bền
- Anthocnin có chứa 2 hay nhiều nhóm acyl (ternatin, platyconin, cinerarrin,…) bền
trong môi trường trung tính hoặc acid
Vì sao khi gia nhiệt màu đỏ dễ phân hủy hơn, màu vàng thì khó hơn?
-

Vì cấu trúc hóa học ảnh hưởng đến độ bền: Khi mức độ hydroxyl hóa các aglycone tăng
tính bền sẽ giảm và tăng khi tăng sự methoxyl hóa. Màu đỏ có nhiều nhóm OH nên độ
bền sẽ thấp hơn màu vàng, vì vậy khi cùng chịu một tác động nhiệt như nhau thì màu đỏ
sẽ dễ bị phân hủy hơn
 Biến đổi:
 Nhiệt độ: Khi đun nóng lâu anthocyanin bị phân huỷ và mất màu, Nhìn chung khi

gia nhiệt, màu đỏ dễ bị phân huỷ, vàng thì khó hơn.


 Oxy
- Oxy và nhiệt độ là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủy của

anthocyanin, từ đó sinh ra những dạng sản phẩm không màu hoặc màu nâu.
- Oxy oxy hóa mãnh liệt các anthocyanin khi nung nóng.
 Đường và các sản phẩm biến tính của chúng
- Ở nồng độ 100 ppm, đường và các sản phẩm phân hủy của chúng thúc đẩy sự phân

hủy anthocyanin.
- Fructose, arabinose, lactose và sorbose có khả năng phân hủy anthocyanin mạnh
hơn glucose, sucrose, và maltose.
- Tốc độ phân hủy của anthocyanin liên quan đến tốc độ phân hủy của đường.
- Chúng ngưng tụ với các anthocyanin hình thành những hợp chất phức tạp có màu
nâu sẫm.
 Enzym
- Nhiều enzyme nội sinh trong tế bào của cây có khả năng làm mất màu
anthocyanin. gọi chung là anthocyanase. Được phân làm 2 nhóm:
+ Glycosidase:
+ Polyphenol oxidase (PPO):
 Ánh sáng: Các anthocyanin thường không bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại,
ánh sáng thấy được, và các nguồn pháp xạ khác.
 Ion kim loại: Một số ion đa hóa trị có thể tương tác với anthocyanin có nhóm
OH ở vị trí ortho gây hiệu ứng bathocromic.
 Sunphurdioxide (SO2): Các anthocyanin thường bị mất màu khi có mặt của
SO2
 Axit ascorbic: bị oxy hóa tạo thành H2O2 và chính H2O2 làm mất màu
anthocyanin.
 Phương pháp bảo vệ chất màu
- Bảo quản ở nhiệt độ lạnh, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng và oxi không khí
- Lượng anthocyanin còn lại sẽ lớn hơn khi đóng chai dưới điều kiện chân không
hoặc nitrogen
2) Trình bày khái niệm hệ nhũ tương, các loại hệ nhũ tương trong thực phẩm,
phương pháp lựa chọn chất tạo nhũ, cấu tạo chất tạo nhũ?

 Nhũ tương là hệ phân tán 2 chất lỏng không trộn lẫn vào nhau trong đó

một chất ở pha pha phân tán và một chất ở pha liên tục.
 Phân loại:
- Phân loại theo môi trường chất phân tán :
• nhũ tương nước trong dầu
• nhũ tương dầu trong nước
 phương pháp lựa chọn chất tạo nhũ:
•

Lựa chọn chất nhũ hóa dựa vào đặc điểm, công thức và số lượng sản phẩm


•

Tính chỉ số HLB theo công thức

•
•
•


Các chất có chỉ số HLB >12 thích hợp cho nhũ tương dầu trong nước
Các chất có chỉ số HLB < 12 thích hợp cho nhũ tương nước trong dầu
Cấu tạo của chất tạo nhũ tương
Cấu tạo chất tạo nhũ.

+ Nhóm lecithin và dẫn xuất (phospholipid)

+ Nhóm ester một phần của acid béo và glycerin

+ Người ta còn sử dụng dạng lecithin đã được hydroxyl hóa để tăng tính tan của chúng.
Lecithin được tách từ đậu tương gồm một vài phospholipid khác nhau:
Phosphatidylchloline, Phosphatidylethanamine, Phosphatidylinositol

3) Trình bày tính chất và điều kiện tạo gel của các chất tạo gel, tính chất của các
gel tạo thành và các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel?
 CMC
 Tính chất và điều kiện tạo gel
- Tính chất:
• một chất rắn màu trắng, không mùi, không vị, không độc.
• Các sản phẩm có mức độ thế (DS) 0,3 hay thấp hơn thì tan trong dung dịch

NaOH 6% nhưng không tan trong nước.
Với mức độ thế 0,4 nó bắt đầu tan trong nước.
Điều kiện tạo gel:
• Dung môi phổ biến duy nhất đối với CMC là nước.
• Tuy nhiên nước có thể hòa tan một lượng đáng kể các dung môi hữu cơ tan
trong nước như ancol hay axeton.
•

-


Khi đun nóng đến 60 – 70oC, độ nhớt dung dịch tăng và quá trình tạo gel
diễn ra
 Tính chất của các gel tạo thành:
- Dung dịch thu được trong suốt, mịn và bền ở nhiệt độ phòng
- Dung dịch nước của CMC giống chất dẻo
- Các dung dịch CMC trừ trường hợp đặc biệt, cũng có tính chất sol gel thuận
nghịch (tương tự agar)

 Yếu tố ảnh hường đến quá trình tạo gel
- Mức độ thế (DS) và dung môi: tùy vào mức độ thế khác nhau sẽ tan nhanh trong
các dung môi khác nhau.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ ở 60-70 độ tốc độ tạo gel nhanh, nhiệt độ thấp gel bền
 CARRAGEENAN
 Tính chất và điều kiện tạo gel:
- Tính chất:
• Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng.
• Dạng bột thô, bột mịn, gần như không mùi.
- Điều kiện tạo gel
• Độ tan:
+ Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 800C =>một
dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy
+ Phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn,
glycerol hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước.
+ Nhóm có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước
+ Nhóm không có cầu nối thì dễ tan hơn
• Độ nhớt:
+ Phụ thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ, các ion có mặt
và hàm lượng carrageenan.
+ Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm.
+ Độ nhớt tỉ lệ thuận với hàm lượng.
+ Có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là gum hạt cây keo.
+ Ở hàm lượng cao carrageenan gia tăng độ vững của gum nhưng ở hàm
lượng thấp, nó làm giảm độ nhớt
+ Ổn định ở pH >= 7, phân hủy ở pH = 5-7, phân hủy nhanh ở pH <= 5
 Tính chất của gel tạo thành:
- Gel carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, nghĩa là nhiệt độ tạo
gel và nhiệt độ nóng chảy của gel khác nhau.
- Gel này ổn định ở nhiệt độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12 oC

thì gel có thể chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại.
- Kappa carrageenan (chọn ion K+) tạo gel chắc, giòn. Iota carrageenan chọn Ca 2+ tạo cấu
trúc gel mềm và đàn hồi.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo gel:
•


- Sự tham gia của các cation: sự có mặt của các ion ảnh hưởng lên nhiệt độ hydrat hóa của

carrageenan, nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy.
- Ổn định ở pH >= 7, phân hủy ở pH = 5-7, phân hủy nhanh ở pH <= 5: Dung dịch
carrageenan hoàn toàn ổn định ở pH trung tính hoặc kiềm. Ở pH thấp và/hoặc nhiệt độ
cao, độ ổn định của chúng giảm.
- Gel này ổn định ở nhiệt độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12oC
thì gel có thể chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại.
- Các chât đồng tạo gel:
+ Nồng độ muối càng cao thì nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy càng cao. Ví dụ nồng
độ muối KCl.
+ Hỗn hợp Kappa carrageenan – locust Bean gum tạo ra cấu trúc gel bền, dẻo, đàn
hồi
0
với syneresis thấp khi làm nguội xuống 50-60 C
+ Gel iota carrageenan được tạo thành khi có các ion kim loại hóa trị 2, chủ yếu là calci
ở pH thấp. Các phân tử tạo liện kết chéo thông qua các ion. pH thấp làm giảm lực
tương tác tĩnh điện giữa các phân tử.
 Alginate
 Tính chất và điều kiện tạo gel:
-

Tính chất:

• Là polymer có tính chất acid yếu không màu, không mùi, không tan trong các
dung môi hữu cơ và nước. Là chất có tính chất hút nước, trương nở khi ngâm
trong nước
• Alginic hòa tan dung dịch kiềm hóa trị I và tạo dung dịch muối kiềm hóa trị I
có độ nhớt cao.
• Muối kiềm hóa trị II không tan.
• Khi làm lạnh không đông, khi khô trong suốt có tính đàn hồi
• Các alginate có tích điện âm nên có thể tạo keo tụ với các chất tích điện
dương.
• Alginate hấp thụ nước rất tốt, có thể hấp thụ hơn 200 lần khối lượng phân tử
của mình.

Điều kiện tạo gel alginate:
• Trong điều kiện ở nhiệt độ cao (trạng thái sôi) và khi làm nguội trở lại sẽ
tạo gel.
• Nồng độ alginate thích hợp
• Thường chúng tạo gel với Ca2+
 Tính chất của gel tạo thành
- Gel không thuận nghịch với nhiệt và ít đàn hồi
- Gel của alginate với kim loại hóa trị II: có độ chắc cao. Có khả năng tạo màu tùy
theo kim loại. Không hòa tan trong nước. Khi ẩm thì dẻo (gel alginate), khi khô có
độ cứng cao và khó thấm nước, tỷ trọng thấp.
-


-

-

Gel của muối Alginate với kim loại hóa trị I: dễ bị cắt mạnh bởi yếu tố acid, kiềm

mạnh, nhiệt độ cao, enzym. Khi tương tác với acid vô cơ thì tách Alginic tự do.. Dễ
hòa tan trong nước, tạo dung dịch keo nhớt có độ dính, độ nhớt cao.
Các màng trên mặt gel alginate rất đàn hồi, rất bền, chịu dầu và không dính bết. Màng
thuộc nhóm polychacharide có khả năng nhăn cản oxy và lipid thấm qua.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel của alginat
- Chiều dài phân tử: chẳng hạn như thu hoạch rong non, chiều dài phân tử ngắn, khả
năng tạo gel kém. Làm cho Alginic cắt mạch và khả năng tạo gel kém hơn.
- Nồng độ: nồng độ alginate ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo gel, tùy vào dung
môi mà ta lựa chọn nồng độ alginate, thường thì ta lấy nồng độ 3-10%
- Dung môi hòa tan alginate: gel tạo ở dung dịch như CaCl2, MgCl2 chắc hơn so với
gel ở cùng nồng độ ở nước
- Nhiệt độ: gia nhiệt ở nhiệt độ cao để hòa tan hoàn toàn alginate, sau đó để nguội
để có cấu trúc gel chắc. có thể tạo gel ở 50C nhưng cấu trúc lại mềm
- pH: alginate có thể tạo gel ở pH <4
- Tỷ lệ M/G trên mỗi loại rong để làm alginate
- Nguyên liệu: loại rong, thời gian thu hoạch, công nghệ sau thu hoạch
 Agar
 Tính chất và điều kiện tạo gel:
- Tính chất: tính tan
• Không tan trong nước lạnh
• Tan tốt trong nước nóng và fomandehit
• Tan ít trong ethanol amine
• Phụ thuộc vào tỉ lệ agar/nước
- Điều kiện tạo gel
• Gel agar có tính thuận nghịch về nhiệt.
• Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội đi
tạo thành chuỗi xoắn kép, sau đó sự tổ hợp các chuỗi xoắn kép lại
với nhau, tạo ra một mạng lưới không gian ba chiều.
• Cấu trúc gel vững chắc và cứng hơn nhờ các nút mạng chứa lk ion
nội phân tử

• Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào nồng độ agar
• Quá trình hình thành gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng agar và khối
lượng phân tử
 Tính chất của gel tạo thành:
o Tạo gel rất bền, cấu trúc gel cứng, trong và dòn.
o Gel agar tạo thành sau khi agar được đun nóng và làm nguội.
o Agar là chất tạo gel tốt nhất, nó có thể hấp thu rất nhiều nước và
tạo gel nhờ liên kết hydro ở nồng độ thấp (khoảng 0.04%)
o Dung dịch agar sẽ đông lại khi làm nguội đến 40-50% và nóng
chảy khi ở nhiệt độ khoảng 80-85%.


Gel agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi.
Kích thước lỗ gel phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ càng cao
thì bán kính lỗ keo càng nhỏ, khi làm khô gel sẽ tạo thành một
màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không
bị hỏng.
o Sự có mặt của ion SO42- làm cho gel bị mờ, đục.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo gel agar
- Nhiệt độ:
o Trong môi trường trung tính, agar không chịu ảnh hưởng nhiều bởi
nhiệt độ
o Trong môi trường acid, agar sẽ biến đối mạnh khi nhiệt độ thay
đổi.
- Các thành phân khác có mặt trong agar:
o Khả năng tạo gel tăng lên nếu sử dụng sacchrose và gum (chiết từ
hạt bố kết bagai) và bị giám nếu có mặt tinh bột.
o Thành phần agar/gelatin rất quan trọng.
 Pectin
Tính chất và điều kiện tạo gel:

- Tính chất
• Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
• Có khả năng tạo gel bền.
• Pectin hòa tan: methoxyn polygalacturonic.
• Pectin không hòa tan: Protopectin-là dạng kết hợp của pectin-araban.
• Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ.
• Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính
đông của sản phẩm khi cô đặc.
• Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao.
• Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic
• Pectin không tan trong dung dịch ethanol.
• Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-1,5%)
khi có mặt đường 60-70% và acid 1%.
• Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
o
o

- Điều kiện tạo gel:
• Điều kiện tạo gel của HMP:

+ pH thấp: 1-3,5.
+ Nồng độ chất khô cao:55-85%.
+ Không cần Ca2+.


+ Phải có đường và acid.
•

Điều kiện tạo gel của LMP:

+ pH: 1-7 hay cao hơn.
+ Hàm lượng chất khô: 0-85%.
+ Cần Ca2+.
 Tính chất của gel tạo thành:
- Gel tạo thành bởi HMP:

•

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng
pectin, loại pectin và nhiệt độ

•

30 ÷ 50% đường thêm vào pectin là saccharose. Do đó cần duy trì pH acid để khi
đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh
của đường saccharose.

•

Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng

•

Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ càng giảm
và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.
-

Gel tạo bởi LMP: Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ
số methoxyl. Gel pectin có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn
hồi giống như gel agar – agar.

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel:

- Các nhóm chức:
•

Sự có mặt của nhóm amid khiến tính chất tạo gel của LMAP có một số
điểm khác với LMCP.

•

Nhóm amid khiến cho LMAP kém ưa nước hơn, do đó làm tăng khả năng
tạo gel, LMAP nhạy cảm với canxi hơn LMCP.

•

Số lượng các nhóm amid quyết định độ nhạy cảm với canxi của LMAP,
mức độ amid hoá càng cao thì lượng Ca2+ càng giảm


•

Các nhóm amid ổn định khối gel bằng các cầu nối hydro khiến gel đàn hồi
ở nồng độ Ca2+ thấp hơn. Nhiệt độ tạo gel tăng lên khi mức độ amid hoá
tăng.

- Mức độ methylester hoá (DE):
•
•
•

•
•

DE quyết định cơ chế tạo gel, ngoài ra còn quyết định nhiệt độ và thời gian tạo
gel.
Nhiệt độ tạo gel là nhiệt độ bắt đầu xuất hiện dấu hiệu tạo gel khi làm nguội.
Thời gian tạo gel là khoảng thời gian tính từ lúc kết thúc chuẩn bị hỗn hợp tạo gel
cho đến khi gel hìng thành.
Mức độ methyl ester hoá có ảnh hưởng đến sự kết tụ giữa các nhóm methyl ester,
Khi DE giảm thì nhiệt độ tạo gel cũng giảm, thời gian tạo gel tăng.

- Nhiệt độ tạo gel, thời gian tạo gel và chỉ số DE:
•
•

•
•
•

Khi nhiệt độ dung dịch pectin giảm, chuyển động nhiệt của các phân tử pectin
giảm, khuynh hướng tạo gel tăng.
Mỗi dung dịch của pectin có nhiệt độ tạo gel tới hạn riêng. Vượt quá nhiệt độ này,
pectin không thể tạo gel. Dưới nhiệt độ này, LMP tạo gel ngay lập tức còn HMP
thì chậm hơn.
Đối với HMP, DE càng cao thì tốc độ tạo gel càng cao hay nhiệt độ tạo gel có thể
càng cao.
Đối với LMP, DE càng thấp thì tốc độ tạo gel càng cao.
Chỉ số DE càng cao tức là số nhóm kỵ nước (methyl ester) càng nhiều, số vùng
liên kết giữa các nhóm kỵ nước càng nhiều khiến cho pectin tạo gel càng nhanh.

- Đường:
•
•

Khi có mặt của đường, đường đóng vai trò là chất hydrat hoá,
Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid phải lớn hơn 50% thì mới có
khả năng tạo gel.

- Ion Ca2+ và các ion dương khác:
•

Ảnh hưởng của ion Ca2+ :

+ LMP có thể tạo gel khi có mặt các ion Ca2+.
+ Khi nồng độ Ca2+ tăng, độ bền của gel LMCP và LMAP đều tăng
•

Ảnh hưởng của các ion dương khác:

+ ảnh hưởng đến sự tiến lại gần nhau của các mạch pectin.
+ Các ion dương này có thể có sẵn trong quả, trong nước hay do bổ sung vào sẽ tạo ra
xung quanh nó một lớp vỏ hydrat => gel tạo thành sẽ giòn và đàn hồi hơn.
- pH:


•
•
•
•
•



pH có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo gel,
pH giảm thì nhiệt độ tạo gel tăng, thời gian tạo gel giảm do các mạch pectin liên
kết nhiều hơn.
pH tăng quá, nhiệt độ tạo gel sẽ giảm, thời gian tạo gel kéo dài, nguy cơ sản phẩm
không tạo gel cũng tăng.
pH sản phẩm thích hợp để có mùi vị tốt là 3.2-3.6.
Không nên chọn pH < 3 vì mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của
nồng độ acid sẽ ngừng lại
GELATINE

 Tính chất và điều kiện tạo gel:
- Tính chất
• Dạng miếng, lá, bột, không mùi vị, trong suốt, màu vàng nhạt đến trắng.
• Dễ tan (nước nóng) và tạo gel, không tan tốt (làm lạnh).
• Tan tốt (dm phân cực)
• Không tan (dm không phân cực) [cồn, acetone, CCl4, benzen]
• Khi ngâm trong nước sẽ hút nước và trương nở, hấp thu nước gấp 5 – 10
•

-

lần thể tích.
Khi gia nhiệt, gelatine (hydrat hóa) chuyển thành dạng dung dịch.
Điều kiện tạo gel:Cho gelatine vào nước, chúng hấp thụ nước 5 – 10 lần
thể tích, gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn điểm tan chảy, gelatine trương nở,
hòa tan và tạo thành gel khi được làm nguội.

 Tính chất của gel tạo thành:

-

PI dung dịch gelatine phụ thuộc:

+ Nguồn nguyên liệu: từ xương pI (6,5 – 7,5); từ da heo pI (7,5 – 9,0)
+ Phương pháp sản xuất: pp acid pI (6,5 – 9,0); pp kiềm pI (4,8 – 5,2)
-

Độ nhớt của dung dịch phụ thuộc vào:

+ Đặc tính nguyên liệu: Nguồn nguyên liệu khác nhau, các loại collagen khác nhau, quá
trình phân giải tạo ra dd gelatine có sự phân bố khối lượng phân tử khác nhau và thành
phần acid amine khác nhau.
+ Nồng độ dung dịch: độ nhớt của dung dịch đậm đặc phụ thuộc chủ yếu vào tương tác
thủy động học giữa các phân tử gelatin.
+ Dung môi: giảm khi nồng độ dung dịch tăng lên.


+ pH của dung dịch: độ nhớt nhỏ nhất tại pI.
+ Nhiệt độ: >40oC độ nhớt giảm theo tỉ lệ mũ với độ tăng của nhiệt độ.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel
+ Trong nước:
-

Nhiệt độ tạo gel: to càng cao khả năng hút nước càng mạnh; to càng thấp
thì gel có độ bền càng lớn
Thời gian tạo gel: t.gian tạo gel càng dài, liên kết ngang hình thành càng
nhiều, độ bền gel càng lớn.
pH dung dịch tạo gel: pH càng ≈ pI, khả năng hút nước càng cao.

Tại pI, khả năng hút nước cao nhất, trương nở nhanh nhất, độ bền gel cao nhất
+ Trong dung dịch Saccharose: Sự có mặt của polysaccharide sẽ làm gel tạo thành chắc
và bền hơn.
+ Trong dung dịch có Agar: gelatine tạo gel tốt hơn vì agar là chất hỗ trợ, chất nền cho
quy trình.
4) Trình bày phương pháp biên tính tinh bột, và tính chất mới của tinh bột tạo
thành so với tinh bột ban đầu?


 Phương pháp biến tính tinh bột

 Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý
Là phương pháp biến tính tinh bột thuần túy dùng các lực vật lý như ép, nén và hồ hóa
tác dụng lên tinh bột để làm thay đổi tính chất của nó nhằm phù hợp với những ứng
dụng, sản phẩm tinh bột biến tính của những phương pháp này là những tinh bột hồ
hóa, tinh bột xử lý nhiệt ẩm .
 Phân hủy tinh bột bằng lực cơ hoc
-

Nguyên tắc: Khi các hạt tinh bột ẩm (với hàm ẩm khác nhau) được
nghiền (hay chịu tác dụng của một áp suất) tỷ lệ vô định hình trong cấu
trúc tinh thể của hạt tăng lên, kết quả là khả năng phân tán và trương nở
trong nước tăng lên.

-

Tiến hành: Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột dạng này giảm khoảng 5 - 10°C,
hạt tinh bột cũng dễ bị thủy phân bởi enzyme hơn do gia tăng khả năng

xâm nhập của enzyme qua các rãnh vô định hình. Trong bột bánh được
làm từ tinh bột này, nước được hấp thụ nhiều hơn và nhiều hơn., tỷ lệ
amylase bị phân hủy cũng nhiều hơn.
 Trộn với chất rắn trơ

-

Do tinh bột có ái lực với nước nhưng nếu hòa tan trực tiếp vào nước thì sẽ
bị vón cục.

-

Khi trộn lẫn đồng đều với các chất này sẽ lam cho các hạt bột (phân chia
nhau) cách biệt nhau về vật lý, do đó sẽ cho chúng hydrat hóa một cách
độc lập và không kết lại thành cục

 Tinh bột ép đùn

-

Nguyên tắc: Trong quá trình ép đùn, cấu trúc xoắn kép double helix của
amylase (cụ thể là khoảng cách các chuỗi) có sự thay đổi. Sản phẩm tạo ra
có maltose, isomaltose, gentibiose, sophorose và 1,6 –
anhydroglucopyarose.

-

Tính chất: Tinh bột ép đùn dễ phân tán, tan tốt và có độ nhớt thấp hơn
tinh bột thông thường.

 Biến tính bằng hồ hóa sơ bộ

Nguyên tắc: Tinh bột ban đầu được hồ hóa trong một lượng thừa nước
sau đó sấy khô. Dưới tác dụng của nhiệt ẩm sẽ làm đứt các liên kết giữa
các phân tử, làm phad hủy cấu trúc của hạt tinh bột khi hồ hoá, đồng thời
tái liên hợp một phần nào đó các phân tử sau khi sấy.
Tiến hành: Huyền phù tinh bột được hồ hoá sau đó sấy khô. Trong quá
trình này, các liên kết bị cắt đứt một phần

-

-

Tính chất: Tinh bột hồ hóa sơ bộ có những tính chất sau:

•

Trương nhanh trong nước

•

Biến đổi chậm các tinh chất khi bảo quản

•

Bền khi ở nhiệt độ thấp

•

Có độ đặc và khả năng giữ nước, giữ khi tốt.

 Biến tính tinh bột bằng gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao

Nguyên tắc:
• Giảm kích thước phân tử, thay đổi tỉ lệ mạch thẳng hay độ phân nhánh trong
phân tử tinh bột.
-

 Dextrin là một sản phẩm nửa vời của tinh bột không kể đến phương pháp

thu nhận. Về bản chất, dextrin là những mảnh phân tử tinh bột có dạnh mạch
thẳng, phân nhánh hoặc mạch vòng.
-

Tiến hành: Phương pháp thu nhận dextrin: Phun acid (với lượng 0,05 –
0,15% khối lượng tinh bột) vào tinh bột có độ ẩm khoảng 5%. Có thể
dùng AlCl3 làm xúc tác. Hay bổ sung các tác nhân kiềm tính như canxi
photphat và natri trienolamylose làm chất đệm (để làm giảm bớt độ acid
khi ở nhiệt độ cao). Sau khi sấy nhẹ tinh bột đến độ ẩm từ 1 – 5% thì tiến
hành đextrin hóa trong thiết bị trộn có gia nhiệt bằng hơi, bằng đầu hoặc
đốt nóng trực tiếp. Khi dextrin hóa xong làm nguội.

-

Tính chất:

•

Dung dịch dextrin có khả năng tạo màng, kết dính các bề mặt đồng nhất và

không đồng nhất. người ta thường dùng dextrin làm chất kết dính và chất keo
dính để pha sơn. Độ hòa tan của dextrin cao hơn tinh bột.

•

Người ta cũng dùng làm dung môi và chất mang chất màu.

•

Dextrin trắng có độ hòa tan trong nước lạnh từ 0% - 90%, mức độ phân nhánh
trung bình xấp xỉ 3%.

 Biến tính tinh bột bằng phương pháp hóa học
Phương pháp hóa học là phương pháp sử dụng những hóa chất cần thiết nhằm thay
đổi tính chất của tinh bột, sản phẩm chủ yếu của phương pháp biến tính tinh bột là
những tinh bột xử lý axit, tinh bột ete hóa, este hóa và phosphat hóa.
 Biến tính tinh bột bằng acid.
-

Xử lý tinh bột bằng acid làm thay đổi nhiều tính chất so với tinh bột chưa
biến tính và có thêm những tinh chất mới, chỉ giống tinh bột ban đầu ở
tinh chất vật lý, không có sự thay đổi trực tiếp về dạng hạt. Dưới tác dụng
của acid một phần các liên kết giữa các phân tử và trong phân tử giảm đi
do đó làm cho kích thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được những tinh
chất mới.


Tinh bột biến tính bằng acid so với tinh bột ban đầu, có những tính chất
sau:
• Độ nhớt đặc trưng nhỏ hơn: Độ nhớt của hồ tinh bột biến tính bằng acid

giảm nhẹ là do phá hủy vùng vô định hình giữa các mixen của hạt và
làm yếu cấu trúc hạt, dẫn đến phá hủy hạt ngay cả khi hạt trương không
đáng kể.
• Chỉ số kiềm hóa cao hơn
• Áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé hơn
• Khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương kém hơn.
• Trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ hòa tan tăng.
• Nhiệt độ hồ hóa cao hơn.
• Tinh bột biến tính acid có độ bền màng gel cao.
 Biến tính tinh bột bằng kiềm
• Trong môi trường kiềm tinh bột hòa tan rất dễ vì kiềm làm ion hóa từng phần
và do đó làm cho quá trình hydra hóa tốt hơn.
• Kiềm cũng có thể phân hủy tinh bột từ đầu đến cuối mạch khử thông qua dạng
enol (phản ứng chuyển hóa) để cuối cùng tạo ra những hợp chất có màu
 Biến tính bằng phương pháp oxi hóa
• Quá trình thủy phân và oxy hóa tinh bột sẽ xảy ra khi xử lý huyền phù tinh bột
với hypochloride (HClO hay NaClO) có chứa 5 – 10% clo hoạt động ở nhiệt
độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa.
• Tinh bột tham gia vào quá trình oxi hóa phải chịu tác dụng của các chất oxi
hóa trong pha dị thể.
Tính chất:
+ Độ trắng tinh bột càng trắng thì mức độ oxi hóa càng cao.
+ Sự hồ hóa ở tinh bột biến oxy hóa xảy ra nhanh hơn và ở nhiệt độ thấp hơn cò
độ nhớt của hồ tinh bột tăng chậm hơn tinh bột chưa biến tính. Dịch tinh bột đã
làm nguội có độ chảy và độ trong suốt lớn hơn tinh bột ban đầu.
+ Tinh bột oxy hóa thường được sử dụng để hồ bề mặt trong sản xuất giấy, hồ sợi
bông và tơ nhân tạo trong cộng nghiệp dệt và chất làm đặc trong công nghiệp thực
phẩm.
•

-

 Biến tính tinh bột bằng cách tạo liên kết ngang
-

Nguyên tắc:
• Tinh bột khi cho tác dụng với axit boric thì nó sẽ có tính chất khác, khi đó bốn

nhóm OH của hai mạch tinh bột nằm gần nhau tạo thành phức axit boric.
•

Người ta thấy rằng chỉ cần đưa một liên kết ngang ứng với một trăm gốc
glucozơ thì đã có thể loại trừ được sự cố không mong muốn của tinh bột cũng
như ổn định được độ nhớt của hồ.


-

Tính chất:
• Tính chất khác của tinh bột biến tính này dai hơn, dòn hơn và cứng hơn.
• Các tinh bột có liên kết ngang còn là thành phần của dung dịch để khoan dầu
mỏ, là thành phần của sơn, của gốm, làm chất kết dính trong các viên than, làm
chất mang các chất điện li trong pin khô.
 Biến tính bằng cách gắn thêm nhóm photphat

-

-

Nguyên tắc: Có thể biến tính tinh bột thành tinh bột dihydro photphat khi một

nhóm chức của H3PO4 được este hoá với nhóm OH của tinh bột hay tinh bột
monohydro photphat nếu hai nhóm chức của axit H3PO4 được este hoá thì tạo
thành 2 tinh bột momohydro photphat.
Tính chất:
• Đặc tính của biến tính tinh bột bằng cách gắn thêm nhóm photphat là tăng
khả năng tạo gel, tăng độ nhớt, tạo hỗn hợp kết dính hơn và gel tạo thành
bền khó thoái hoá.
• Tinh bột biến tính bằng cách gắn thêm nhóm photphat được sử dụng trong
công nghiệp sản xuất giấy, dệt, chất kết dính. Ngoài ra, còn sử dụng trong y
học để tạo màng mỏng nhằm xử lí da bị thương và bị bỏng.
 Biến tính tinh bột bằng ester hóa

- Nguyên tắc:
Tinh bột monophosphate ester được sản xuất bằng cách đung nóng tinh
bột với alkaline orthophosphate hay alkaline tripolyphosphate ở 120 –
175°C.
• có thể phản ứng với các acid hữu cơ như acid acetic, acid béo mạch dài
( 6 – 26 carbon), acid sucinic, acid citric, muối hay các các dẫn xuất của
chúng.
•

- Tính chất: Tinh bột loại này có độ nhớt cao, đặc tính làm đặc tốt, paste tinh bột có độ
trong cao. Ngoài ra, tinh bột ester cũng có tính chất lạnh đông, tan giá tốt.
 Biến tính tinh bột bằng enzyme:
Phương pháp thủy phân bằng enzyme là phương pháp biến tính tinh bột tiên tiến hiện
nay, cho sản phẩm tinh bột biến tính chọn lọc không bị lẫn những hóa chất khác. Sản
phẩm của các phương pháp này là các loại đường glucose, fructose; các poliol như
sorbitol, mannitol; các acid amin như lysine, MSG, các rượu, các acid.
 α-amylase (endo-1,4- α-D-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.1)

Là enzyme ngoại bào thủy phân liên kết 1,4-α-D-glucoside của phân tử amylose
một cách ngẫu nhiên. Đó cũng là những endo-enzyme phân cắt bên trong mạch
tinh bột với sản phẩm chính tạo thành là dextrin.
- α-amylase thường phân cắt ưu tiên các liên kết glucoside thứ 5 hoặc thứ 6 ở trong
phân tử tinh bột để tạo ra pentaoza (hexaoza) có mạch thẳng hoặc mạch nhánh và
một mảnh polyglucoside có kích thước bé hơn tinh bột. Kích thước của mảnh
polyglucoside này sẽ giảm dần theo thời gian tác dụng của enzyme. Cách thức tác
dụng của α-amylase phụ thuộc nguồn gốc enzyme và bản chất của cơ chất. Dung
dịch tinh bột bị loãng và độ nhớt bị giảm xuống do đó mà người ta gọi quá trình
này là quá trình dịch hóa.
 β-amylase (1,4-α-D-glucan maltosehydrolase, EC 3.2.1.2)
- Là một exo-enzyme thủy phân từ đầu không khử của mạch amylose, amylopectin
và glycogen, chúng cắt lần lượt các liên kết glucoside tạo ra maltose (dạng βanomer).
So với α-amylase, enzyme β-amylase làm biến tính tinh bột một cách chậm chạp
nhưng lại sâu sắc hơn. β-amylase phân cắt từ từ từng đơn phân maltose tách khỏi
mạch tinh bột từ đầu không khử và sẽ dừng lại cách điểm phân nhánh 1-2-3 đơn vị
glucose.
Do sự biến tính tinh bột bởi β-amylase có tính chất đặc trưng như vậy nên người ta
thường dùng enzyme này để nghiên cứu cấu trúc của phân tử glucogen và
amilopectin.
 Glucoamylase (α-1,4-glucan glucohydrolase, EC 3.2.1.3)
- Là enzyme thủy phân liên kết α-1,4 và α-1,6 EC 3.2.1.3 là enzyme thủy phân liên
kết α-1,4 và α-1,6 glucoside từ đầu không khử của mạch tinh bột tạo ra đường
glucose.
- α-glucosidase thủy phân từ đầu không khử các liên kết α-1,4 và α-1,6 của các gốc
glucopyranose để tạo ra đường α-D-glucose.
- Enzyme thủy phân liên kết α-1,6 glucoside trong phân tử amylopectin, glycogen
và những polymer khác như pullulanase, exopullulanase, isomylase thường được
sử dụng kết hợp với β-amylase, GA trong sản xuất một số sản phẩm siro hay

đường glucose với mục đích tăng hiệu suất thủy phân.
-

-

-

Tinh bột
Dextrin hóa

Dextrin mạch thẳng và mạch nhánh

α-amilase
pullulanase
β –amylase

Fructose

Đồng phân hóa
Đườngmaltose,
hóa
Oligosaccharide,
glucose

glucoamylase
Glucoisomerase