Phụ gia thực phẩm tìm hiểu về xanthan gum và gellan gum

Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM
-----o0o------

TIỂU LUẬN MƠN PHỤ GIA THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU VỀ
XANTHAN GUM VÀ GELLAN GUM

VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM
GVHD : Th.S.Nguyễn Thị Hồng Yến
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

13028331

MSSV:13028331
1


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

MỤC LỤC
1. SƠ LƯỢC VỀ PHỤ GIA TẠO GEL...............................................................................3
1.1. Khái niệm....................................................................................................................3
1.2. Nguồn hydrocolloid quan trọng trong công nghiệp..................................................3
2.XANTHAN GUM...........................................................................................................4
2.1. Giới thiệu..................................................................................................................4
2.1.1. Khái niệm...........................................................................................................4
2.1.2. Lịch sử ra đời.....................................................................................................4
2.1.3.Nguồn gốc...........................................................................................................5
2.1.4.Cấu tạo................................................................................................................5
2.1.5.Tính chất.............................................................................................................6
2.1.6.Các yếu tố ảnh hưởng và liên quan đến quá trình tạo độ nhớt.............................7
2.2. Phương pháp sử dụng...............................................................................................8
2.3. Cơ chế tác dụng........................................................................................................9
2.4. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra.............................................................10
2.5. Phương pháp sản xuất xanthangum........................................................................15
2.6. Liên quan về xanthan gum......................................................................................16
2.6.1. Liều lượng sử dụng và chỉ số INS:...................................................................16
2.6.2. Luật sử dụng ở châu Âu..................................................................................17
2.6.3. Luật sử dụng ở Mỹ:..........................................................................................17
2.7. Nghiên cứu về sự có hại hay vơ hại của Xanthan Gum..........................................18
3.GELLAN GUM.............................................................................................................21
3.1. Giới thiệu................................................................................................................21
3.1.1.Khái niệm:.........................................................................................................21
3.1.2. Lịch sử ra đời:..................................................................................................21
3.1.3. Cơng thức cấu tạo, phân loại............................................................................22
3.1.4. Tính chất hóa lý của gellan gum:......................................................................23
3.2 Phương pháp sử dụng gellan gum............................................................................25
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
2


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

3.2.1. Nhu cầu sử dụng Gellan gum...........................................................................25
3.2.2.Ứng dụng trong thực phẩm................................................................................26
3.2.3. Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác................................................................29
3.3. Cơ chế tạo gel của gellan gum................................................................................32
3.4. Phương pháp kiểm tra gellan gum..........................................................................33
3.4.1. Định tính..............................................................................................................33
3.5. Phương pháp sản xuất.............................................................................................37
3.6.Liên quan về gellan gum..........................................................................................38
3.6.1.Chỉ số INS và giới hạn tối đa của gellan gum trong thực phẩm........................38
3.6.2. Luật sử dụng ở một số nước.............................................................................39
3.7. Nghiên cứu về độc tính của gellan gum..................................................................40

1. SƠ LƯỢC VỀ PHỤ GIA TẠO GEL
1.1. Khái niệm
Thuộc nhóm hydrocolloid- là nhóm phụ gia tạo cấu trúc cho thực phẩm, bao gồm
các polymer như polysaccharide, protein tan được trong nước.
Hydrocolloid hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều
chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn
cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương.. Chúng có thể được phân loại tùy
thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch
về nhiệt, thời gian tạo gel hay điện tích. Nhưng phương pháp phân loại thích hợp nhất cho

những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, nguồn gốc, phương
pháp phân tách, thời gian tạo gel và điện tích.
1.2. Nguồn hydrocolloid quan trọng trong công nghiệp
Thực vật:
- Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin.
- Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
3


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

- Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum
- Củ: konjac mannan
Tảo (Algal)
- Tảo đỏ: agar, carrageenan
- Tảo nâu: alginate
Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose
Động vật: Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel
Liên kết giữa các phân tử:
- Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn
- Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn, các chuỗi không được liên kết với nhau
mạnh.
Cấu trúc các phân tử:
- Những phân tử có nhánh khơng liên kết với nhau chặt chẽ, chỉ tạo độ nhớt và độ

ổn định.
- Những phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.
Điện tích phân tử:
- Polysaccharide tích điện, lực đẩy giữa các nhóm tích điện cùng dấu ngăn cản sự
tạo thành liên kết.
2.XANTHAN GUM
2.1. Giới thiệu
2.1.1. Khái niệm
Xanthan gum là một polysaccharide được sử dụng như là một phụ gia thực phẩm
và chất điều chỉnh lưu biến. Là sản phẩm lên men của glucose và saccharose bởi vi khuẩn
Xanthomonas campestris. Xanthomonas campestris là loại vi khuẩn gây ra bệnh mục đen
trên cải, hoa lơ và các loại rau lá mỏng khác.
2.1.2. Lịch sử ra đời
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
4


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Cách đây rất lâu, con người đã tìm hiểu được rằng các lồi Xanthomonas có thể
sản xuất ra những khối sền sệt.
Cuối năm 1950, xanthan đã được phát minh tại Northern Reaseach Center
(NRRC), Peoria, Illinois.
Bà Allene Rosalind Jeanes và cộng sự của bà ở Viện Nông Nghiệp Hoa Kỳ (United
States Department of Agriculture) đã tổ chức cuộc kiểm tra các lồi vi sinh vật có khả
năng sản xuất ra các loại gum tan trong nước, trong số đó, xanthan là một polysaccharide

tổng hợp bằng phương pháp sinh học mà có tiềm năng ứng dụng rất lớn so với các loại
gum tan trong nước được sản xuất bằng phương pháp tự nhiên.
Đầu những năm 1960, xanthan trở thành sản phẩm thương mại bởi công ty Kelco
với tên thương mại là Kelzan (theo Whistler) nhưng khơng thích hợp cho thương mại mãi
đến năm 1964.
Năm 1969, xanthan đã được tổ chức FDA (the American Food and Drug
Administration) cho phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm sau những nghiên cứu và thử
nghiệm trên động vật. Nó được phép sử dụng ở các nước: Hoa Kỳ, Canada, Châu Âu
(1982). Số kí hiệu là E415.
Các công ty sản xuất xanthan nổi tiếng: Merck, Pfizer và Kelco của Mĩ, Rhône
Poulenc và Sanofi-Elf của Pháp, Jungbunzlauer của Úc.
2.1.3.Nguồn gốc
Được khám phá lần đầu 1960, thương mại hóa lần đầu 1970. Là polysaccharide có
khối lượng phân tử lớn được tiết ra bởi vi sinh vật Xanthomonas campestris – là 1 loài vi
khuẩn trên lá rau cải. Thu nhận được từ quá trình lên men carbohydrate với Xanthomonas
campestris –> tinh chế bằng ethanol hoặc isopropanol –> sấy khơ và nghiền.
2.1.4.Cấu tạo
Cấu trúc cơ bản: 1 mạch chính là cellulose (các phân tử glucose liên kết β-(1,4)) và
1 mạch bên trisaccharide.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
5


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Mỗi đơn vị β-D-glucopyranosyl trên mạch chính được liên kết với 1 đơn vị β-Dglucopyranosyl –(1–>4)- β -D- glucuronopyranosyl – (1–>2)-6-O-acetyl- β -Dmannopyranosyl trisaccharide.
Khoảng ½ đơn vị β-D-glucopyranosyl tận cùng có acid pyruvic liên kết như là 4,6cyclic acetal. Mạch bên tương tác với mạch chính (nhờ lực liên kết thứ hai) để hình thành
một phân tử khá cứng. Mạch bên trisaccharide: 2 phân tử mannose được tách biệt nhờ 1
phân tử glucuronic acid. Phân nữa nhóm mannose tận cùng liên kết với nhóm pyruvate &
phân nữa cịn lại có chứa nhóm acetyl. Những nhóm carboxyl ở mạch bên thể hiện tính
anion của phân tử gum

Hình: Cấu trúc của xanthan gum

2.1.5.Tính chất
Khối lượng phân tử . Xanthan gum tương tác với guar gum để tăng độ nhớt của
dung dịch. Tương tác với locust bean gum tạo ra 1 loại gel thuận nghịch với nhiệt.
Xanthan gum khơng hịa tan trong dung mơi hữu cơ (nhưng hydrate hóa trong
glycerol ở 650C). Sau khi hydrate hóa trong nước –> thêm đến 50% ethanol hoặc propanol
–> không kết tủa xanthan gum.
Tương tác tốt với các chất làm đặc khác: tinh bột, carrageenan, pectin, gelatin,
agar, alginate và dẫn xuất cellulose.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
6


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Tính chất: hịa tan trong nước nóng và nước lạnh, độ nhớt dung dịch cao khi nồng
độ thấp, khơng có sự thay đổi rõ ràng về độ nhớt khi nhiệt độ từ 0-100 0C (tính chất độc
đáo), hịa tan và ổn định trong môi trường acid, khả năng tương tác tốt với muối, tương

tác với những loại gum khác như locust bean gum, ổn định hệ nhũ tương và huyền phù,
ổn định dung dịch tốt khi đông lạnh và rã đông.
Xanthan gum tương hợp với nhiều loại acid hữu cơ: acetic, citric, lactic, tartaric và
phosphoric acid
Xanthan gum có nồng độ 0.3% trong nước đã khử ion có nhiệt độ thay đổi hình
dạng là 400C > trong TP có hàm lượng muối thấp là 900C –> muối giúp ổn định hình dạng
có trật tự của xanthan gum và ổn định độ nhớt của nó.

Hình: Tính chất lưu biến của xanthan gum
2.1.6.Các yếu tố ảnh hưởng và liên quan đến quá trình tạo độ nhớt
Kết hợp xanthan gum và locust bean gum→ gel thuận nghịch với nhiệt, tính cố kết
cao, chắc, ít tách nước trong bảo quản lạnh (syneresis). Xanthan gum kết hợp Konjac →
gel đàn hồi & chắc

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
7


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

Độ nhớt giảm khi nhiệt độ tăng, nhưng khôi phục lại khi làm nguội. Độ nhớt phụ
thuộc pH, độ nhớt của xanthan gum giảm khi pH<3, nhưng sẽ phục hồi nếu dung dịch
được trung hòa.
Ảnh hưởng của muối lên độ nhớt của xanthan gum phụ thuộc vào nồng độ xanthan
gum. Vd: nồng độ xanthan gum <0.3% → thêm muối → độ nhớt giảm nhẹ >< nồng độ
xanthan gum >0.3% –> thêm muối –> tăng độ nhớt.

Nhiệt độ làm thay đổi hình dạng theo nhiệt độ phụ thuộc vào: độ mạnh của lực ion
và đặc trưng cấu trúc (như: hàm lượng pyruvic acid và acetic acid trong phân tử xanthan
gum).
Sự hydrate hóa của xanthan gum giảm khi có mặt muối (>1-2%) → khuyến cáo:
hydrate hóa xanthan gum trong nước trước khi thêm muối.
Sau khi đã hydrate hóa xanthan gum chịu muối tốt (lên đến 20-30%) mà không ảnh
hưởng đến độ nhớt.
2.2. Phương pháp sử dụng
Một trong những đặc tính nổi bật nhất của xanthan gum là khả năng tạo ra một sự
gia tăng lớn về độ nhớt của chất lỏng bằng cách thêm một số lượng rất nhỏ xanthan
gum. Trong hầu hết các loại thực phẩm, nó được sử dụng ở mức 0.5%, và có thể được sử
dụng ở nồng độ thấp hơn.
Trong thực phẩm, xanthan gum thường được tìm thấy trong món salad và nước
sốt. Nó giúp ngăn cản sự tách dầu bằng cách ổn định nhũ tương , mặc dù nó khơng phải là
một chất nhũ hóa . Xanthan gum cũng giúp đình chỉ các hạt rắn, chẳng hạn như các loại
gia vị. Nó cũng được sử dụng trong thực phẩm đông lạnh và đồ uống, xanthan gum giúp
tạo ra các kết cấu dễ chịu trong nhiều kem, cùng với guar gum và locust bean gum. Kem
đánh răng thường chứa xanthan gum, trong đó nó đóng vai trị như một chất kết dính để
giữ đồng phục sản phẩm. Nó cũng là một phương pháp ưa thích của chất lỏng dày cho
những người có rối loạn nuốt, vì nó khơng thay đổi màu sắc hay mùi vị của thực phẩm
hoặc đồ uống ở mức độ sử dụng điển hình.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
8


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

Xanthan gum cũng được sử dụng trong gluten-free nướng. Kể từ khi gluten trong
lúa mì phải được bỏ qua, xanthan gum được sử dụng để cung cấp cho các bột "dính" để có
thể đạt được gluten .
Trong các ngành công nghiệp dầu mỏ , xanthan gum được sử dụng với số lượng
lớn, thường là để làm dày bùn khoan. Nó cịn được thêm vào bê tơng đổ dưới nước, làm
tăng độ nhớt của bê tông và ngăn chặn rửa trôi .
Trong mỹ phẩm, xanthan gum được sử dụng để chuẩn bị gel nước, thường kết hợp
với bentonite sét. Nó cũng được sử dụng trong dầu-trong-nước nhũ tương để giúp ổn định
các giọt dầu chống lại sự kết dính . Nó cung cấp độ ẩm cho da.
Tỷ lệ trọng lượng của xanthan gum thêm vào một chất lỏng có ảnh hưởng rất lớn
tới cấu trúc chất lỏng đó. Nếu xanthangum chiếm 0,2% trọng lượng thì chất lỏng sẽ dày
nhẹ. Một chất lỏng dày hơn thì có 0,7-1,5% xanthan gum. Quá nhiều xanthan gum có thể
dẫn đến một kết cấu nhớt khó chịu và khơng mong muốn.
Một nhũ tương có thể được hình thành với ít nhất là 0,1% xanthan gum. Tăng số
lượng xanthan gum cho một nhũ tương ổn định hơn dày hơn. Một nhũ tương ổn định thì
sẽ có khoảng 0,8% xanthan gum. Để thực hiện bọt, 0,2-0,8% xanthan gum thường được
sử dụng. Số lượng lớn hơn dẫn đến bong bóng lớn hơn và bọt dày đặc hơn.
2.3. Cơ chế tác dụng
Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp. Xanthan gum ở trạng thái keo có thể
thực hiện sự chuyển đổi cấu hình xoắn ốc đơi thành chuỗi đơn bằng cách tôi luyện ở nhiệt
độ 40 - 800C. Ở cấu hình chuỗi đơn, mạng lưới liên kết yếu đi, hình thành nên trạng thái
giả dẻo (pseudoplastic) làm giảm độ nhớt của dung dịch.
Trong môi trường nước: Xanthan gum bị hydrate hóa một cách nhanh chóng,
khơng bị đóng cục tạo dung dịch có độ nhớt cao. Sự hiện diện của những chuỗi tích điện
âm trong phân tử xanthan gum làm tăng khả năng hydrate hóa và tạo nên dung dịch
xanthan gum trong nước lạnh. Xanthan gum là một chất háo nước, tan được trong nước

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
9


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

nóng và nước lạnh. Điều kiện lạnh đơng/rã đông: nhờ khả năng liên kết với nước nên
dung dịch xanthan gum rất bền khi lạnh đông cũng như rã đơng.
Trong mơi trường chứa alcohol: xanthan gum có khả năng tương thích với alcohol
giúp các đồ uống có cồn trở nên đặc hơn.
Trong môi trường chứa các loại enzyme: Hầu hết các dung dịch keo đều bị thối
hóa ở một giới hạn nào đó bới các enzyme có mặt trong thực phẩm như cellulase,
pectinase, amylase, protease. Tuy nhiên, xanthan gum khơng bị thối hóa bới chúng. Khả
năng kháng lại tác động của enzyme là do sự xắp xếp các nhánh chính và nhánh phụ, sự
xắp xếp này chống lại tác động của enzyme lên liên kết 1,4 trong nhánh chính. Nhờ đó mà
ngăn cản được sự ngưng trùng hợp do enzyme, acid và kiềm.
Trong môi trường chứa các loại phụ gia tạo gel khác: Xanthan gum có khả năng
kết hợp được với nhiều chất tạo gel, tạo sệt khác nhau như locust bean gum, konjac, guar
gum.
2.4. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra
2.4.1.Cảm quan
Dạng bột màu kem.
2.4.2.Yêu cầu kỹ thuật
2.4.2.1. Định tính
- Độ tan: Tan trong nước; khơng tan trong ethanol
- Tạo gel: Phải có phản ứng tạo gel đặc trưng
2.4.2.2. Độ tinh khiết

Giảm khối lượng khi sấy khô Không được quá 15% (nhiệt độ sấy 1050C trong 2,5 giờ
Tro tồn phần
Acid pyruvic

Khơng được q 16% sau khi sấy
Không được nhỏ hơn 1,5%

Xem mô tả trong phần Phương pháp thử - Định tính
Nitrogen

Khơng được q 1,5%

Tiến hành theo phương pháp Kjeldahl
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
10


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

Ethanol và isopropanol

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Khơng được q 500 mg/kg, ở dạng đơn chất hoặc hợp
chất

Xác định theo mô tả ở phần Phương pháp thử - Định tính
Chì

Khơng được q 2 mg/kg. Xác định bằng cách sử dụng kỹ thuật quang phổ hấp thụ
nguyên tử phù hợp với từng mức độ. Lựa chọn lượng mẫu và phương pháp xử lý mẫu
dựa vào các nguyên tắc của phương pháp được mô tả trong Quyển 4, « Các phương
pháp cơng cụ»
2.4.2.3. Các u cầu về vi sinh vật
Tổng số vi sinh vật

Không được quá 5.000 CFU

E.coli

Âm tính đối với mẫu thử

Salmonella

Âm tính đối với mẫu thử

Nấm men và nấm mốc

Không được quá 500 CFU/g Xem mô tả dưới phần Phương

pháp thử - Định tính
2.4.2.4. Hàm lượng

Hàm lượng tính theo chế phẩm khơ, khơng được nhỏ hơn

4,2% và không được quá 5,4% CO2, tương ứng với 91,0% – 117,0% gôm xanthan.
2.4.3. Phương pháp thử
2.4.3. 1. Định tính
0

Tạo gel: Cho 300 ml nước trước đó đã được đun tới 80 C vào cốc dung tích 400
ml và khuấy nhanh bằng máy khuấy, ở tại thời điểm tốc độ khuấy đạt cực đại cho hỗn
hợp khô gồm 1,5 g mẫu và 1,5 g gôm đậu carob. Khuấy cho đến khi hỗn hợp chuyển
thành dạng dung dịch và sau đó tiếp tục khuấy trong 30 phút nữa. Không được để nhiệt
độ nước giảm xuống dưới 600C trong quá trình khuấy. Ngừng khuấy và để hỗn hợp
nguội tới nhiệt độ phịng trong ít nhất 2 giờ. Một khối gel dai chắc được hình thành
sau khi nhiệt độ giảm xuống dưới 400C, tuy nhiên khơng có gel như vậy hình thành

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
11


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

trong dung dịch đối chứng 1% mẫu được chuẩn bị theo cách tương tự nhưng khơng có
gơm đậu carob.
2.4.3. 2. Độ tinh khiết
Acid pyruvic
Chuẩn bị mẫu: Cân 600 mg mẫu chính xác đến 0,1 mg và hồ tan với lượng nước
đủ đến 100 ml. Chuyển 10 ml dung dịch vào 1 bình thuỷ tinh có nút mài dung tích 50
ml. Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch HCl N cho vào bình, cân bình và gia nhiệt để đun
sôi với sinh hàn ngược trong 3 giờ, chú ý để ngăn tổn thất do bay hơi. Làm nguội tới
nhiệt độ phòng và thêm nước cho bù lượng bị tổn thất trong quá trình đun. Dùng pipet
lấy 1 ml dung dịch 2,4-dinitrophenylhydrazin 0,5% trong acid HCl 2N cho vào phễu
tách dung tích 30 ml, sau đó thêm 2 ml dung dịch mẫu, khuấy đều và để ở nhiệt độ
phòng trong 5 phút. Chiết hỗn hợp bằng 5 ml ethyl acetat và loại bỏ lớp nước. Chiết

hydrazon từ ethyl acetat bằng ba phần 5 ml dung dịch Na2CO3 TS, lấy phần chiết
được cho vào bình định mức dung tích 50 ml. Pha tới thể tích 50 ml bằng dung dịch
Na2CO3 TS và lắc đều.
Chuẩn bị chuẩn:
Cân 45 mg acid pyruvic chính xác đến 0,1 mg và cho vào bình định mức dung
tích 500 ml. Pha tới thể tích 500 ml bằng nước và lắc đều. Chuyển 10 ml dung dịch này
vào bình thuỷ tinh có nút mài dung tích 50 ml và tiếp tục theo mơ tả trong phần
«Chuẩn bị mẫu», bắt đầu với «Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch HCl N cho vào bình».
Cách tiến hành :
Đo độ hấp thụ của mỗi dung dịch với máy quang phổ trong các cóng đo 1 cm ở
bước sóng có hấp thụ cực đại 375 nm, sử dụng Na2CO3

TS cho mẫu trắng. Độ

hấp thụ của «Dung dịch mẫu» bằng hoặc lớn độ hấp thụ của «Dung dịch chuẩn»
Ethanol và isopropanol
Nguyên tắc:
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
12


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

Các alcol được chuyển thành các ester nitrit tương ứng và được xác định bằng
sắc ký khí khơng gian hơi (Xem quyển 4).
Chuẩn bị mẫu:

Hoà tan 100 mg mẫu trong 10 ml
nước sử dụng NaCl như
là chất làm phân tán nếu cần.
Dung dịch nội chuẩn:
Chuẩn bị dung dịch nước chứa 50 mg/l n - propanol
Dung dịch alcol chuẩn:
Chuẩn bị dung dịch nước chứa 50 mg/l mỗi loại ethanol và isopropanol
Cách tiến hành:
Cân 200 mg ure cho vào lọ sẫm màu dung tích 25 ml Reacti-flasks, Pierce,
Rockford, IL, USA, hoặc tương đương). Làm trong bằng nitrogen trong 5 phút và sau đó
thêm 1 ml dung dịch acid oxalic bão hồ, đóng bằng nút cao su và lắc xốy. Thêm 1
ml dung dịch mẫu, 1 ml dung dịch nội chuẩn và đồng thời bắt đầu bấm giờ (T = 0). Lắc
xốy lọ và đậy nút lại bằng nút xốy có đệm cao su silicon. Lắc xoáy cho đến khi T =
30 giây. Tại thời điểm T = 45 giây, bơm qua đệm cao su silicon 0,5 ml dung dịch natri
nitrit pha trong nước (250 g/l). Lắc mạnh cho đến khi T =70 giây và ở T = 150 giây
hút qua đệm cao su silicon 1 ml từ không gian hơi sử dụng syringe khoá áp
(Precision Sampling Corp., Baton Rouge, Louisiana, USA, hoặc tương đương).
Sắc ký khí:
Luồn kim syringe vào cổng bơm; đẩy mẫu, sau đó mở syringe và bơm mẫu.
Sử dụng các điều kiện sau:
- Cột: thuỷ tinh (đường kính trong 4 mm, chiều dài 90 cm)
- Chất nhồi: 15 cm đầu được nhồi bằng chrompack (hoặc tương đương) và phần còn
lại được nhồi bằng Porapak R 120 -150 mesh (hoặc tương đương)

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
13

Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

- Khí mang: nitrogen (tốc độ dịng: 80 ml/phút) - Detector: ion hoá ngọn
lửa
- Nhiệt độ: cổng bơm 2500C, cột 1500C đẳng nhiệt
Tính kết quả:
Định lượng ethanol và isopropanol có mặt trong mẫu bằng cách so sánh các diện
tích pic với các pic tương ứng thu được từ sắc đồ khơng gian hơi được hình thành do
thay thế 1 ml dung dịch chuẩn alcol cho 1 ml dung dịch mẫu trong cách tiến hành nêu ở
trên.
Chì
- Thử theo JECFA monograph 1 - Vol.4.
- Xác định bằng kỹ thuật quang phổ hấp thụ nguyên tử thích hợp cho hàm lượng
quy định. Lựa chọn cỡ mẫu thử và phương pháp chuẩn bị mẫu dựa trên nguyên tắc của
phương pháp mô tả trong JECFA monograph 1 - Vol.4 phần các phương pháp phân
tích cơng cụ.
2.4.3. 3. Các u cầu về vi sinh vật
Tổng số vi sinh vật Dùng kỹ thuật vô trùng, pha 1 g mẫu trong 99 ml dung dịch
đệm phosphat và dùng Stomacher, máy lắc hoặc máy khuấy để hoà tan hoàn toàn. Giới
hạn thời gian hoà tan khoảng 10 phút và sau đó dùng pipet lấy 1 ml dung dịch trên
cho vào các đĩa petri riêng biệt, cặp đơi và đánh dấu thích hợp. Đổ vào mỗi đĩa petri
12 – 15 ml thạch PCA trước đó được làm nguội đến 44 – 460C. Trộn đều bằng cách
quay đảo chiều di chuyển về phía trước, phía sau các đĩa, để cho agar đông lại. Lật
ngược các đĩa và ủ trong 48 ±2 giờ ở 35 ±1 oC.
Sau khi ủ đếm các khuẩn lạc phát triển nhìn thấy được trên mỗi đĩa và ghi lại số khuẩn
lạc. Lấy trung bình của hai đĩa và nhân với hệ số pha loãng mẫu 100. Trường hợp khơng
có khuẩn lạc được nhìn thấy, kết quả được thể hiện là nhỏ hơn 100 CFU/g.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
14


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

E.coli Sử dụng kỹ thuật vơ trùng, hồ 1 g mẫu trong 99 ml canh trường lactose,
sử dụng hoặc Stomacher, máy lắc hoặc máy khuấy cho tới khi mẫu tan hoàn toàn. Giới
hạn thời gian hoà tan khoảng 15 phút và sau đó đẩy nhẹ dụng cụ chứa và ủ canh trường
trong 18 – 24 giờ ở 35 ±1 oC. Dùng 1 pipet tiệt trùng lấy 1 ml canh trường đã ủ cho vào
ống chứa 10 ml canh trường GN. Ủ trong 18 – 24 giờ và sau đó ria cấy các ống canh
trường GN cho thấy sinh trưởng (+) tính hoặc sinh hơi lên các đĩa cặp đôi Levine EMB.
Ủ các đĩa trong 24 ±2 giờ ở 35 ±1 oC và sau đó kiểm tra các khuẩn lạc điển hình
của E.coli tức là biểu thị màu đỏ tím đậm vào tâm đen và có ánh kim loại xanh đôi
lúc rải rác trên mặt thạch. Ghi lại bất kỳ khuẩn lạc

E. coli điển hình được cho là

dương tính, loại khác là âm tính. Ria cấy bất kỳ khuẩn lạc khả nghi được phân tách rõ
lên đĩa PCA và ủ trong 18 - 24 giờ ở 35 ±1 oC. Nhuộm màu Gram trên bất kỳ khuẩn lạc
phát triển trên môi trường cấy để khẳng định là Gram âm. Nếu vậy, phân tán bất kỳ
khuẩn lạc phát triển vào lượng nhỏ nước muối 0,85% và tiến hành các phép thử hóa
học để nhận dạng chủng vi khuẩn. Điều này được làm thuận lợi nhất bằng cách sử dụng
dải API 20E hoặc Micro ID hoặc các hệ thống tương đương. Sau khi hoàn tất các phép
thử, nhận dạng vi sinh vật theo Hướng dẫn định danh của hệ thống được sử dụng và
ghi lại kết quả cuối cùng.
2.5. Phương pháp sản xuất xanthangum

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
15


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT XANTHANGUM

2.6. Liên quan về xanthan gum
2.6.1. Liều lượng sử dụng và chỉ số INS:
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
16


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Số thứ tự phụ gia: 124
INS: 415
ADI: CXĐ
STT
1

2
3
4

Nhóm thực phẩm
Sữa lên men (nguyên kem), không xử lý nhiệt sau lên men
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men
Bơ và bơ cô đặc
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể,

ML
GMP
5000
5000
5000

5
6
7

giáp xác, da gai
Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi
Nước ép quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai
Necta quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai

GMP
5000
3000

Ghi chú

52
61

2.6.2. Luật sử dụng ở châu Âu
Nó được phép sử dụng ở các nước: Hoa Kỳ, Canada, Châu Âu (1982). Số kí hiệu
là E415. Theo “Offical Journal of the European Union” (Tạp chí chính thức của Liên
minh châu Âu) thì khơng có mức tối đa được quy định khi sử dụng của xanthan gum và
tất cả phụ gia thực phẩm mà các hãng đều có thể thêm xanthan gum vào để tạo nên yêu tố
cộng hưởng.
2.6.3. Luật sử dụng ở Mỹ:
Năm 1969, xanthan đã được tổ chức FDA (the American Food and Drug
Administration) cho phép sử dụng làm phụ gia thực phẩm sau những nghiên cứu và thử
nghiệm trên động vật.
Tuy nhiên FDA cũng cảnh báo: Cha mẹ và người chăm sóc nên tránh cho trẻ nhỏ
ăn xanthan gum. Một bài báo năm 2012 trong "Journal of Pediatrics" lưu ý thực phẩm
Hoa Kỳ và Cục Quản lý Dược cảnh báo rằng các sản phẩm có chứa xanthan gum có liên
quan đến bệnh tật và tử vong ở trẻ sơ sinh. FDA hiện nay địi hỏi rằng over-the-counter
loại thuốc có chứa nướu tan trong nước, chẳng hạn như xanthan gum, phải có cảnh báo về

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
17


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

nghẹt thở trên bao bì của họ. Nghẹn - gây ra bởi sự tắc nghẽn thực quản và ngạt thở - có

thể xảy ra khi các loại thuốc này không được thực hiện với đủ nước.

2.7. Nghiên cứu về sự có hại hay vơ hại của Xanthan Gum
Nghiên cứu này của Chris Kresser, MS, L.Ac là một nhà lãnh đạo được cơng nhận
trên tồn cầu trong các lĩnh vực y tế, Paleo dinh dưỡng, y học chức năng và tích hợp. Ơng
là tác giả của ChrisKresser.com , một trong 25 trang web sức khỏe tự nhiên hàng đầu thế
giới, và là tác giả của tờ New York Times bán chạy nhất, Paleo cá nhân của bạn Mã (xuất
bản tháng mười hai năm 2014).
Chris gần đây đã được đặt tên bởi Greatist.com là một trong 100 người có ảnh
hưởng nhất trong sức khỏe và thể dục, cùng với Michelle Obama, Michael Pollan, Tiến sĩ
Andrew Weil, Tim Ferriss, Mark Sisson, Robb Wolf và Tiến sĩ Mercola và công việc của
ông thường xuyên được trích dẫn trong các ấn phẩm Mỹ như Time , The Atlantic , và
NPR, và Tiến sĩ Oz và Fox & Friends, nơi ông đã xuất hiện như là một khách mời.
Nghiên cứu động vật
Nhìn chung, các kết quả từ các nghiên cứu động vật trên xanthan gum khơng phải
là đáng lo ngại. Trong một thí nghiệm, những con chuột được cho ăn xanthan gum trong
hai năm ở nồng độ 0,25, 0,50 hoặc 1,0 g / kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Sự khác biệt
đáng chú ý duy nhất giữa các nhóm xanthan gum và nhóm chứng được rằng những con
chuột được cho ăn Xanthan gum phân mềm thường xuyên hơn so với những con chuột
không ăn, nhưng ngay cả điều đó cũng khơng có ý nghĩa thống kê. Khơng có sự khác biệt
về tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống, dấu hiệu máu, trọng lượng cơ quan hoặc tỷ lệ mắc khối
u.
Một thí nghiệm khác theo một thiết kế tương tự nhưng thay sử dụng những con
chó thay cho chuột, và các kết quả đều như nhau: khơng có thay đổi khác hơn là phân
mềm thường xuyên. Trong một nghiên cứu sinh sản ba thế hệ, những con chuột được cho
ăn hoặc là 0,25 hoặc 0,50 g / kg mỗi ngày, khơng có thay đổi đáng kể trong các bậc cha
mẹ và con cái.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331

18


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Dựa trên những nghiên cứu ban đầu, có thể kết luận rằng xanthan gum là một phụ
gia thực phẩm hồn tồn an tồn. Kể từ đó, một vài nghiên cứu động vật bổ sung với mục
đích khác nhau đã được công bố.
Một nghiên cứu được tiến hành để đánh giá những tác động của xanthan gum về
tiêu hóa ở chuột, thấy rằng một chế độ ăn uống có chứa 4% xanthan gum tăng lượng nước
trong ruột bằng 400%, và cũng tăng số lượng của các loại đường còn lại trong ruột. Một
nghiên cứu khác cho thấy ở những con chuột được cho ăn 50 g / kg của xanthan gum (một
liều cực cao) trong 4 tuần, lượng nước phân và axit béo chuỗi ngắn (SCFA) nội dung tăng
lên đáng kể.
Nghiên cứu mới nhất này thực sự liên quan đến các đặc tính chống khối u tiềm
năng của xanthan gum, và các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đường uống xanthan gum
đã có thể làm chậm sự tăng trưởng của khối u và kéo dài sự sống còn của những con
chuột có khối u ác tính. Các cơ chế khơng rõ ràng, nhưng nó thú vị khơng kém.
Nghiên cứu con người
Do thiếu các tác động có hại quan sát trong nghiên cứu động vật, có rất ít nghiên
cứu về con người xanthan gum. Nghiên cứu đầu tiên nhằm xác định sự an toàn của
xanthan gum khi được tiêu thụ bởi con người trong một chế độ ăn uống hàng ngày thiết
lập, nhưng ở mức cao hơn nhiều so với người bình thường sẽ gặp phải trong chế độ ăn
uống của họ. Đối với 23 ngày, 5 người đàn ông trưởng thành không có vấn đề GI tiêu thụ
giữa 10.4g và 12.9g của xanthan gum hàng ngày (dựa trên trọng lượng của các đối
tượng), mà là 15 lần Intake hàng ngày chấp nhận được hiện tại của 10mg / kg. Nhìn
chung, họ đã giảm cholesterol huyết thanh, tăng acid mật trong phân, và sự gia tăng sản
lượng phân và hàm lượng nước.

Một người nghiên cứu khác đã tình nguyện tiêu thụ 15g xanthan gum mỗi ngày
trong 10 ngày. Họ thấy xanthan gum là một "thuốc nhuận tràng rất hiệu quả", và đối
tượng cho sản lượng phân lớn hơn.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng trước khi thời gian dùng thử, vi khuẩn từ
phân của chỉ 12 trong số 18 đối tượng có thể phá vỡ các xanthan gum, thời gian sau khi
thời gian dùng thử, vi khuẩn từ 16 của các đối tượng có thể phá vỡ nó xuống. Ngoài ra,
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
19


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

các mẫu phân có chứa vi khuẩn mà có thể phá vỡ các xanthan gum cho thấy sản xuất lớn
hơn nhiều của khí hydro và SCFA sau thời gian thử nghiệm so với ban đầu, chỉ ra rằng
các vi khuẩn đường ruột của đối tượng nhanh chóng thích nghi với thực phẩm mới
này. Rõ ràng, xanthan gum (giống như nhiều carbohydrates khó tiêu hóa) có thể có một
tác động sâu sắc đến hệ vi sinh vật đường ruột ở liều lượng lớn.
Viêm đại tràng ở trẻ
Các nghiên cứu chỉ liên quan của tơi tìm thấy trên xanthan gum có liên quan đến
sự phát triển của viêm ruột hoại tử (NEC) ở trẻ sơ sinh. Đầu năm nay, tờ New York Times
xuất bản một bài viết liên quan đến cái chết bi thảm của trẻ có phát triển NEC sau khi tiêu
thụ một chế độ ăn uống của công thức hay sữa mẹ đã được làm đặc với một sản phẩm
gum dựa trên xanthan gọi SimplyThick. Sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong các
bệnh viện để làm đặc thức ăn cho trẻ có khó khăn khi nuốt.
Hai bài báo xem xét các trường hợp của xanthan gum liên quan NEC, và kết quả là
Xanthan gum là tác nhân gây tăng sản xuất vi khuẩn của SCFA trong ruột của trẻ sơ sinh,

và điều này góp phần sự phát triển của NEC. Mặc dù SCFA là rất quan trọng cho sức
khỏe của ruột, hệ tiêu hóa cịn non nớt của trẻ sơ sinh dường như là cực kỳ nhạy cảm với
họ. Kể từ đó, các hướng dẫn thực hành chung đề nghị việc tránh để sản xuất các sản
phẩm làm đặc ở trẻ dưới 12 tháng tuổi, và ngũ cốc gạo hoặc bột yến mạch bé được sử
dụng để thay thế.
Dị ứng lúa mì, ngơ, đậu nành, và sữa
Tôi đã đề cập trong phần mở đầu rằng xanthan gum là sản phẩm của quá trình lên
men vi khuẩn trong một dung môi chứa đường. Thật không may, rằng xanthan gum
thường là một chất có khả năng gây dị ứng khi người đó bị dị ứng với ngơ, đậu nành, sữa,
hoặc lúa mì. Nhiều nhà sản xuất xanthan gum khơng mong muốn chia sẻ những điều này.
Có vẻ như họ ban đầu dùng bắp hoặc đậu nành, nhưng họ cho rằng xanthan gum vẫn
gluten-free, và nó tiếp tục được bán trên thị trường như vậy.
Cần lưu ý rằng nếu bạn có dị ứng nặng với ngơ, đậu nành, lúa mì, hoặc sữa, phải
thận trọng hoặc là tránh xanthan gum hoàn toàn hoặc kiểm tra với nhà sản xuất để xem nó
có tồn tại trong thức ăn của bạn khơng.
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
20


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

Phần kết luận
Dựa trên các bằng chứng sẵn có, điều tồi tệ nhất là xanthan gum dường như có khả
năng (ở người lớn) gây ra suy tiêu hóa ở những người nhạy cảm bằng cách tăng số lượng
lớn phân, hàm lượng nước và hàm lượng đường. Nhưng như tôi đã đề cập, những người
bị dị ứng nghiêm trọng cũng nên cẩn thận.

Tơi khun rằng những người có vấn đề về tiêu hóa thường tránh xanthan gum,
khơng phải vì có bằng chứng cho thấy nó có thể làm hỏng đường ruột của bạn, nhưng vì
tính chất cấu trúc của nó làm cho nó có khả năng để sản xuất các triệu chứng khó chịu
đường ruột. Khơng giống như carrageenan, khơng có bằng chứng rằng xanthan gum có
thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng (ngay cả trong nghiên cứu con người sử dụng liều cao
hơn nhiều so với người bình thường sẽ gặp phải), vì vậy nếu bạn có thể chịu đựng được
nó, tơi thấy khơng có lý do gì để tránh hồn tồn. Tơi sẽ khơng khun bạn nên tiêu thụ
một lượng lớn mỗi ngày, bởi vì xanthan gum dường như có xu hướng cao để thay đổi các
microbiome ruột, và khơng rõ liệu sự thay đổi đó có thể là vấn đề trong thời gian dài.
3.GELLAN GUM:
3.1. Giới thiệu
3.1.1.Khái niệm:
Gellan gum là polymer có trọng lượng phân tử cao khoảng 500000 Dalton, tan
trong nước tạo gel, không tan trong ethanol, được chiết xuất từ quá trình lên men của
chủng vi sinh vật Sphingomonas elodea (trước đây đặt tên là Pseudomonas Elodea cũng
như Sphingomonas paucimobilis và gần đây là Sphingomonas elodea). Sau đó gellan
được tinh chế bằng cồn isopropylic, sấy và nghiền mịn thành dạng bột màu trắng.
3.1.2. Lịch sử ra đời:
Gellan gum là tên chung của polysaccharide ngoại bào được sản xuất bởi vi khuẩn
Pseudomonas elodea. Kaneko và Kang đã phát hiện ra polymer này trong phịng thí
nghiệm của bộ phận Kelco của Merck and Co., California, USA năm 1978.
Trước đây, nó cũng được quy vào mã tên là S-60 hay P-60. Vi sinh vật sản xuất
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
21


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

gellan gum được phân lập từ mơ thực vật Elodea. Những nghiên cứu khác đã khám phá ra
rằng vi khuẩn này là một chủng mới của loài Pseudomonas và do đó được đặt tên là
Pseudomonas elodea.
Năm 1994, người ta khám phá ra rằng vi khuẩn sản xuất ra gellan là Sphingomonas
paucimobilis và được phân loại trong phân lớp α-4 của Proteobacteria.
Các nhà khoa học đã thử tính độc một cách thành công và gellan gum được thông
qua để đưa vào sử dụng trong thực phẩm ở Nhật năm 1988.
3.1.3. Công thức cấu tạo, phân loại:
Cấu tạo của một đơn vị lặp lại dưới dạng mạch thẳng của gellan gum gồm: β-1,3D-glucose, β-1,4-D glucuronic acid, α-1,4-L-rhamnose với tỉ lệ lần lượt là 2:1:1.
Chúng liên kết với nhau để tạo thành một đơn vị lặp lại tetrasaccharide. Acid
glucuronic được trung hịa khi có mặt các ion kim loại như K+, Ca2+ và Mg2+. Nồng độ
tương đối của các ion này sẽ điều khiển các đặc tính vật lý của gum như là độ bền gel,
điểm tan chảy, tính linh động, độ cứng…
Dựa vào hàm lượng acyl, người ta phân loại gellan gum thành:
Native gellan gum
Gồm một đơn vị lặp lại của β-1,3-D-glucose, β-1,4-D-glucuronic acid, α-1,4-Lrhamnose và hai nhóm acyl: acetate và glycerate, bao quanh phân tử glucose liền kề
với acid glucuronic.

Hình 1: Cấu trúc của native gellan gum.

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
22


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

Deacetylated gellan gum
Nhóm acetyl trong native gellan gum được loại bỏ bằng cách xử lý kiềm để tạo
ra deacetylated gellan gum. Nhóm thế acyl ảnh hưởng đến tính lưu biến và sự deacetylate
của native gellan gum, kết quả dẫn đến sự thay đổi từ gel mềm, đàn hồi, có tính thuận
nghịch nhiệt trở nên cứng hơn, dễ gãy với sự ổn định về nhiệt cao hơn.
Có hai loại deacetylated gellan gum khác nhau về mức độ deacetylate:
- High acyl gellan gum (deacetylate một phần).
- Low acyl gellan gum (deacetylate mức độ cao).

Hình 2: Cấu trúc của deacetylated gellan gum
3.1.4. Tính chất hóa lý của gellan gum:
Đặc tính tạo gel và tính cấu trúc của gellan gum
Việc tạo gel của dung dịch gel xảy ra đột ngột khi đun nóng và làm lạnh dung
dịch gellan gum với sự có mặt của các cation. Sự tạo gel của gellan gum phụ thuộc vào
nồng độ polymer, nhiệt độ và sự hiện diện của các cation hóa trị I và II trong dung dịch.
Một vài các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền gel:
Hàm lượng acetyl: Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền gel. Gellan
gum với hàm lượng acetyl khác nhau sẽ tạo gel có các đặc tính khác nhau. Native gellan
gum tạo gel mềm, đàn hồi, gel có tính thuận nghịch nhiệt và rất yếu do nhóm acetyl và
glyceryl cồng kềnh ngăn chặn sự liên kết chặt chẽ giữa các polymer của gellan trong việc
hình thành nhiều chuỗi xoắn ốc và ngăn cản kết cấu chuỗi xoắn đôi bằng liên kết ngang.
Deacetylated gellan gum hình thành gel rắn chắc, dễ gãy và có tính thuận nghịch nhiệt do
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
23

Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Yến

khơng có sự hiện diện của nhóm acetyl và glyceryl.
Loại và nồng độ các ion: Có ảnh hưởng đến độ bền gel và độ giịn. Gellan
khơng hình thành gel trong nước khử ion nhưng khi thêm vào các muối Ca 2+, K+, Na+
và Mg2+ sẽ làm gia tăng hai đặc tính trên. Đáng chú ý là các cation hóa trị II có hiệu quả
hơn để đạt được điều này, thậm chí ở các gel có nồng độ gellan thấp (0.2% khối lượng/thể
tích), độ bền gel cao đạt được ở nồng độ tối đa là 0.004% Ca 2+ (khối lượng/thể tích) và
0.005% Mg2+ (khối lượng/thể tích). Độ bền gel tương tự cũng có thể đạt được với 0.12%
K+ hoặc 0.16% Na+ (khối lượng/thể tích). Gel với KCl hoặc NaCl có độ bền gel thấp hơn
thậm chí khi nồng độ muối cao (1% khối lượng/thể tích). Nồng độ gellan từ 0.1 0.2% thì
phù hợp cho nhiều hệ thực phẩm.
pH của gel: Độ bền gel tăng trong khoảng pH từ 3.5 8, đó là khoảng pH tự
nhiên của hầu hết thực phẩm. Trong một vài trường hợp, sự thay đổi pH ảnh hưởng đến
điểm tan chảy của gel. Ví dụ, gel có nồng độ ion hóa trị I thấp tan chảy ở 70 ºC ở pH
trung tính nhưng ở pH=3.5 thì nhiệt độ tan chảy tăng nhẹ.
Sự có mặt của các thành phần có thể hút ẩm: Thêm các thành phần hút ẩm như
sucrose (10% khối lượng/thể tích) có xu hướng làm giảm nồng độ ion yêu cầu cho độ bền
gel tối thích. Ảnh hưởng của sucrose lên độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ các cation. Ở
nồng độ cation thấp, sucrose làm gel trở nên vững chắc hơn, nhưng ở nồng độ cation cao,
sucrose làm gel yếu đi.
Tính ổn định nhiệt độ và tính linh động của điểm tan chảy
Gellan gum ổn định ở nhiệt độ cao hơn và duy trì độ bền của nó ở 90 ºC, trong
khi xanthan gum mất 74% độ bền ban đầu sau quá trình đun nóng tới nhiệt độ 90 ºC.
Điểm tan chảy có thể dưới hoặc trên 10 ºC tùy vào điều kiện tạo gel. Yếu tố quan
trọng nhất chịu trách nhiệm cho tính linh động của điểm tan chảy là nồng độ các cation
trong gel. Bởi vì số các cation hóa trị I và II làm gia tăng các mối nối trong gel và làm
chúng bền nhiệt hơn.

Tác động của sự có mặt của những hydrocolloid khác lên đặc tính cấu
trúc của gellan gum
Một hydrocolloid được định nghĩa là một hệ thống keo, trong đó các hạt keo là
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
24


Trường ĐH Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hoàng Yến

những polymer ưa nước phân tán trong nước. Một hydrocolloid có các hạt keo lơ lửng
trong nước và phụ thuộc vào lượng nước mà có thể tạo ra các trạng thái khác nhau, đó là
gel hoặc sol. Hydrocolloid có thể khơng đảo ngược (trạng thái đơn) hoặc đảo ngược.
Ví dụ, agar là một hydrocolloid đảo ngược của dịch chiết tảo biển, có thể tồn tại ở
dạng gel và rắn hoặc luân phiên giữa hai dạng khi thêm vào hoặc loại ra yếu tố nhiệt độ.
Sodium alginate (NaC6H7O6): tan trong dung dịch CaCl2 ở 90 ºC chỉ ra đặc
tính gel kém bền. Dung dịch có độ cứng tăng mạnh khi làm mát và trở nên bền khi lưu trữ
ở nhiệt độ thấp.
Gelatin: Phân tích cấu trúc trên hỗn hợp gel gellan/gelatin để ước tính ảnh
hưởng của hai thành phần và nồng độ Ca2+. Ở nồng độ Ca2+ cao hơn, gellan hình thành
một mạng lưới liên tục và pha gelatin gián đoạn. Độ cứng phụ thuộc vào nồng độ gellan
gum trong hỗn hợp trong khi độ giịn, tính đàn hồi, khả năng gắn kết rất nhạy với nồng độ
Ca2+ thấp (0 10 mM) nhưng ít nhạy với nồng độ Ca2+ và tỉ lệ gellan/gelatin cao hơn.
Carrageenan và xanthan: Nghiên cứu đặc tính cấu trúc của hỗn hợp gellancarrageenan và gellan-xanthan. Hỗn hợp có nồng độ khơng đổi (0.5% khối lượng) với
những tỉ lệ khác nhau và có mặt 0.01 mol/kg Ca2+. Độ bền gel của gellan cao nhất và độ
bền gel của hai hỗn hợp gel giảm khi tỉ lệ gellan giảm.
3.2 Phương pháp sử dụng gellan gum

3.2.1. Nhu cầu sử dụng Gellan gum
Gellan là chất phụ gia, chất tạo nhũ hóa, chất tạo đặc, chất ổn định, là tác nhân làm
đông, môi trường nuôi cấy, chất tạo màng và bôi trơn. Gellan được ứng dụng rộng rãi trên
20 lĩnh vực như là thực phẩm, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, đồ gốm,…
 Trong thực phẩm: các loại nước uống, bánh kẹo, keo pectin, sản phẩm chế biến
sẵn, thức ăn cho thú nuôi, các sản phẩm sữa…
 Trong y dược: thuốc nhỏ mắt, viên nang cứng hoặc mềm…
 Trong mỹ phẩm: nước hoa, kem chống nắng, dầu gội đầu…
 Công nghiệp hóa chất: tác nhân tạo đơng, kem đánh răng…
SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang

MSSV:13028331
25