những chất tạo ngọt được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP THỰC PHẨM TPHCM
Đề Tài : Những chất tạo ngọt được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo
Môn: Phụ Gia Thực Phẩm

Tp.HCM 2013
Mục lục
1.1.Tính chất vật lý của các chất tạo ngọt 7
1.1.1.Độ tan 7
1.1.2. Độ nhớt 7
1.1.3.Trạng thái kết tinh: 8
1.1.4.Nhiệt hòa tan 8
2.Tính chất hóa học 9
2.1.Phản ứng Maillard 9
2.2.Phản ứng Caramel 10
2.3.Khả năng tiêu hóa 12
Chương 2: NHỮNG CHẤT TẠO NGỌT SỬ DỤNG TRONG 14
1. Nhóm có giá trị dinh dưỡng: 14
1.1. Nhóm glucid: 14
1.1.1. Monosaccharide: 14
1.1.1.1. Glucose: 14
1.1.1.2. Fructose: 16
1.1.1.3. Galactose: 17
1.1.2. Disaccharide: 18
1.1.2.1. Maltose: 18
1.1.2.2. Lactose: 20
1.2. Hỗn hợp 21
1.2.1. Đường nghịch đảo: 21
1.2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột: 23

1.3. Polyols 23
1.3.1. Đơn giản 25
1.3.1.1. Xylitol: 25
1.3.1.2. Sorbitol 27
1.3.1.3. Mannitol 29
1.3.1.4. Maltitol 30
1.3.1.5. Lactitol 33
1.3.2. Phức tạp 34
1.3.2.1. Glucose syrup được hydro hóa 34
1.3.2.2. Isomalt 34
2. Không có giá trị dinh dưỡng 35
2.1. Tự nhiên: 35
2.1.1 Glycyrrhizin 35
2.1.2. Stevioside 36
2.2.3. Thaumatin 38
2.1.5 Monelin 40
2.1.6. Miraculin 41
2.1.7. Dihydrochalcone 43
2.2. Tổng hợp: 45
2.2.1 Saccharin 45
2.2.2. Cyclamate 46
2.2.3 Acesulfame-K: 49
2.2.4. Aspartame 50
2.2.5 Sucralose 52
2.2.6. Dulcine 53
2
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC DÙNG CÁC CHẤT
TẠO NGỌT THAY THẾ ĐƯỜNG TRONG BÁNH KẸO 54
1.1.Về màu sắc của bánh: 54
1.2.Về sự giãn nở thể tích bánh 54

1.3.Tính rắn chắc 55
1.4.Tính cảm quan 56
1.5.Kết luận 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
Chương 1
TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC CHẤT TẠO VỊ NGỌT
3
- Định nghĩa
Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như là
chất thay thế đường.
Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng tạo
nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp
tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm.
Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà danh mục các chất tạo ngọt được phép sử
dụng có thể khác nhau. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những chất tạo
ngọt mới với các đặc tính kỹ thuật ưu việt hơn để sử dụng trong sản xuất một số loại
thực phẩm chức năng.
Phân loại:
- Dựa vào giá trị dinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:
+ Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng – như chất tạo ngọt có nguồn gốc tinh bột,
chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và nước ngọt lấy từ nhựa cây
thích.
+ Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phi
carbohydrate).
- Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc:
+ Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như carbohydrate, stevioside,
thaumatin, glycyrrhizin.
+ Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học và
không có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame, acesulfame-K, cyclamates,
saccharin.

Bảng 1.1: Tóm tắt sơ lược về những chất có khả năng tạo ngọt
Đường
saccharose
Chất tạo ngọt
cường độ mạnh
Polyols Fructose
Năng lượng cung
cấp
4 Kcal/g Thực tế không cung
cấp năng lượng
2,4 Kcal/g 4 kcal/g
Độ ngọt tương đối 1 30 - 3000 0,4 – 1,0 1,2
Ảnh hưởng lên
lượng insulin
Mạnh Không ảnh hưởng Yếu Yếu
Ảnh hưởng lên hệ
thống tiêu hóa
Trung lập Không ảnh hưởng Có thể gây
nhuận tràng
Trung lập
Ảnh hưởng lên
răng miệng
Có thể gây
sâu răng
Không ảnh hưởng Không ảnh
hưởng
Có thể gây
sâu răng
4
Hình 1.1: Cây sơ đồ phân loại các chất tạo ngọt

Hình 1.2: Tháp nhu cầu thực phẩm
Chất tạo vị ngọt
Có giá trị dinh dưỡng Không có giá trị dinh
dưỡng
Glucid Polyols Tự nhiên Tổng hợp
Monosaccharid
e
Disaccharid
e
Hỗn
hợp
Đơn
giản
Hỗn
hợp
- Glucose
- Fructose
-
Galactose
-
Saccharos
e
- Maltose
- Lactose
- Đường
nghịch đảo
- Syrup
thủy phân
từ tinh bột
- Xylitol

- Sorbitol
- Mannitol
- Maltitol
- Lactitol
- Glucose
syrup
được
hydrogen
hóa
- Isomalt
- Glycyrrhizin
- Stevioside
- Thaumatin
- Monellin
- Miraculin
-
Dihydrochalcone
- Saccharine
- Cyclamate
-
Acesulfame
- Aspartame
- Sucralose
- Dulcine
5

So sánh độ ngọt của các chất tạo vị ngọt
Khi tiến hành thực nghiệm để xác định độ ngọt tương đối của các chất tạo vị
ngọt, người ta sử dụng dung dịch chuẩn saccharose có nồng độ là 10%, ở nhiệt độ
25

o
C.
Hình 1.16: Độ ngọt tương đối của các chất tạo ngọt
Để dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau:
Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đối của một số chất tạo vị ngọt được sử dụng trong sản
xuất bánh kẹo(Moll, 1991)
Chất tạo vị
ngọt
Độ ngọt tương
đối
Chất tạo vị ngọt Độ ngọt tương
đối
Monosaccharid
e
Glucose
Fructose
Disaccharide
Saccharose
Maltose
Lactose
Polyols
Xylitol
Sorbitol
Mannitol
Lactitol
Isomalt
0,69
1,20
1,00
0,30

0,27
1,00
0,4 ÷ 0,6
0,5
0,45
0,5 ÷ 0,6
Chất ngọt không có giá trị
dinh dưỡng, nguồn gốc tự
nhiên
Glycyrrhizin
Monelline
Stevioside
Thaumatine
Dihydrochalcone
Chất ngọt tổng hợp
Saccharine
Cyclamate
Aspartame
Acesulfame K
Ducine
50 ÷ 100
1500 ÷ 2000
200 ÷ 300
2000 ÷ 3000
1000
500
35
200
200
250

Ngày nay có nhiều polyol có giá trị, nhưng tất cả chúng ngoại trừ xylitol đều có
độ ngọt thấp hơn saccharose. Độ ngọt tương đối của polyol được thể hiện ở hình 1.17
6
Hình 1.17: Độ ngọt tương đối của rượu đường (polyol)
1.1. Tính chất vật lý của các chất tạo ngọt
1.1.1. Độ tan
- Định nghĩa:
Độ tan là lượng cực đại chất tan mà có thể hòa tan trong một lượng nhất định
nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định.
Bảng 1.6: Độ tan của một vài loại đường thông dụng
Độ hòa tan của “đường” %w/w ở 20
o
C
Saccharose (đường) 67
Dextrose 48
Fructose 79
Lactose 17
Maltose 40
1.1.2. Độ nhớt
- Định nghĩa: Độ nhớt sinh ra từ lực giữa các phân tử trong chất lỏng (lực
ma sát nội phân tử); lực càng mạnh, thì độ nhớt càng lớn.
Khi tăng nhiệt độ, lực hút giữa các phân tử giảm, có khả năng làm cho chúng
chuyển động tự do hơn nên độ nhớt giảm.
7
1.1.3. Trạng thái kết tinh:
- Thế nào là trạng thái kết tinh: Trạng thái kết tinh là một dạng của sự tạo thành
tinh thể, ở đó các nguyên tử được sắp xếp theo một quy luật nhất định lặp đi lặp
lại liên tục trong toàn tinh thể.
- Ảnh hưởng của trạng thái kết tinh đến sản xuất bánh kẹo:
Một trong những ảnh hưởng chính liên quan đến sự thay đổi trạng thái trong quá

trình sản xuất kẹo là sự kết tinh các chất trong dung dịch syrup bão hòa.
Khi dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa và quá bão hòa thì xảy ra hiện tượng
chuyển pha từ lỏng sang rắn. Nếu quá trình hóa rắn nhanh, các phân tử chưa kịp sắp
xếp lại với nhau theo các quy luật thì sẽ có dạng vô định hình; ngược lại, nếu thời gian
đủ dài hay có các điều kiện cụ thể thì sẽ xuất hiện quá trình kết tinh. Trước hết là sự
tạo mầm tinh thể sau đó thì các mầm tinh thể này sẽ lớn dần lên.
Sự xuất hiện các mầm tinh thể là một quá trình phức tạp, xảy ra ngẫu nhiên và
đôi khi rất khó kiểm soát, nên trong sản xuất một số loại kẹo có chứa tinh thể đường
thì người ta thường cho vào các mầm tinh thể có sẵn để tạo điều kiện thu được chất
lượng đường tinh thể mong muốn trong loại kẹo đó.
Các nghiên cứu cho thấy các yếu tố ảnh hưởng chính đến sự lớn dần lên của tinh
thể là hiệu số nồng độ của dung dịch đường quá bão hòa và nồng độ của lớp dung dịch
trên bề mặt tinh thể. Ngoài ra độ nhớt của dung dịch, nhiệt độ hay bề dày của lớp phim
vật liệu cũng quyết định đến quá trình lớn lên của mầm. Cho nên trong sản xuất kẹo
muốn không xuất hiện các tinh thể đường thì ta có thể căn cứ vào những cơ sở trên để
điều chỉnh thành phần nguyên liệu nhằm tạo ra được dung dịch syrup có tính chất phù
hợp.
Ngoại trừ những loại kẹo cần có chứa những tinh thể đường thì sự xuất hiện tinh
thể đường trong sản xuất bánh kẹo là một hiện tượng không mong muốn vì nó sẽ làm
giảm giá trị cảm quan của bánh kẹo.
Trong số các loại đường, lactose kết tinh từ từ nếu không gieo mầm và sự kết
tinh từ từ này tạo ra những tinh thể sạn lớn. Saccharose làm giảm đáng kể khả năng
hòa tan của lactose và nhân tố này phải được nghiên cứu kỹ nếu dùng lactose hay sữa
có hàm lượng chất tan cao trong sản xuất bánh kẹo, mặt khác, cấu trúc sạn khó chịu sẽ
xuất hiện trong quá trình bảo quản.
1.1.4. Nhiệt hòa tan
Định nghĩa: Khi hòa tan một mol chất trong dung dịch, nhiệt hòa tan là lượng
nhiệt cần hấp thu hay tỏa ra của một chất để làm tan chảy chất đó
8
Hình 1.24: Độ giảm nhiệt độ khi hòa tan các polyol

Hình 1.25: Nhiệt hòa tan của các polyol
- Ảnh hưởng của nhiệt hòa tan đến sản xuất bánh kẹo:
Tất cả polyol có tác dụng làm mát ít nhiều do nó, điều này có thể có giá trị trong
một vài sản phẩm nhưng lại có hại trong những sản phẩm khác.
Nhiệt hòa tan làm ảnh hưởng đến lượng nước và lượng nhiệt cần thiết để hòa tan
đường khi làm kẹo. Đối với đường ít thu nhiệt thì cần nhiều nước nóng hơn so với
đường thu nhiệt nhiều.
2. Tính chất hóa học
2.1. Phản ứng Maillard
- Định nghĩa: Phản ứng Maillard là phản ứng hóa học xảy ra giữa đường khử và
nhóm amin của protein hoặc acid amine có trong thực phẩm ở nhiệt độ thích
hợp, nó gây ra sự hóa nâu của các chất phi enzym.
Mặc dù đã được dùng từ những năm xa xưa nhưng phản ứng này mới được đặt
tên sau khi nhà hóa học Louis-Camille Maillard nghiên cứu về nó trong những năm
1910.
9
Hình 1.26: Sơ đồ phản ứng Maillard
Thực phẩm và những sản phẩm có phản ứng Maillard: Phản ứng Maillard có
vai trò tạo ra màu và vị cho thực phẩm:
- Bánh mì nướng
- Lúa mạch dùng trong whiskey và bia
- Các sản phẩm có vỏ bên ngoài tự hóa nâu
- Thịt nướng
- Sữa bột hay sữa cô đặc
Phản ứng này là nền tảng cho công nghiệp mùi vị vì loại acid amine quyết định
đến kết quả mùi vị. Sản phẩm của phản ứng Maillard bị sậm màu, giảm khả năng hòa
tan protein, tăng vị đắng, giảm giá trị dinh dưỡng của acid amine như lysine.
- Khả năng tham gia phản ứng Maillard của các chất tạo vị ngọt:
Phản ứng Maillard thường xảy ra trong môi trường kiềm hơn là trong môi trường
acid và đó cũng là một trong những lý do dùng muối Natri bicarbonate trong bánh bích

quy để làm tăng tính kiềm.
Như đã nói ở trên, glucose phản ứng mãnh liệt nhất, sau đến galactose và lactose.
Theo Kretovic, fructose phản ứng nhanh hơn glucose, còn các pentose (arabinose,
xilose) lại có hoạt động cao nhất. Đường pentose phản ứng mạnh hơn đường hexose và
đường hexose phản ứng mạnh hơn disaccharide. Saccharose không phản ứng với acid
amine. Maltose cũng phản ứng như glucose.
- Vai trò của phản ứng Maillard trong sản xuất bánh kẹo:
6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridine chịu trách nhiệm tạo màu cho bánh bích quy
hay cracker – giống như mùi hiện có của các sản phẩm nướng như bánh mì, bỏng ngô
rang, bánh ngô. 2-acetyl-1-pyrroline là một loại mùi hương của gạo rang. Cả hai hợp
chất này có ngưỡng cảm nhận mùi dưới 0,06 ng/l.
(a) (b)
Hình 1.27: Công thức cấu tạo của 6-acetyl-1,2,3,4-tetrahydropyridine(a) và 2-acetyl-
1-pyrroline (b)
2.2. Phản ứng Caramel
- Định nghĩa: Phản ứng Caramel xảy ra khi đường bị đun nóng trên nhiệt độ nóng
chảy của nó.
10
Nói một cách đơn giản, phản ứng Caramel là phản ứng tách nước ra khỏi đường
(như saccharose hay glucose), tiếp sau đó là các phản ứng đồng phân hóa và trùng
hợp.
Chẳng hạn với saccharose, sơ đồ phản ứng Caramel hóa như sau:
2
12 22 11 6 10 5 6 10 5
cos
H O
saccharose
glu e fructose
C H O C H O C H O
−

→ +
14 2 43
142 43 142 43
Đến 185 – 190
o
C sẽ tạo thành isosaccharose:
6 10 5 6 10 5 12 20 10
cosglu e fructose isosaccharose
C H O C H O C H O
+ →
142 43 142 43 14 2 43
Khi ở nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelans (C
12
H
18
O
9
hay C
24
H
36
O
18
) có màu vàng:
2
2
12 20 10 12 18 9 24 36 18
2 ( )
H O
isosaccharose caramelans

C H O C H O hayC H O
−
→
1 42 43 1 4 4 44 2 4 4 4 43
Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelens:
2
3
12 20 10 24 36 18 36 48 24 2
.
H O
C H O C H O C H O H O
−
+ →
Và mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelins có màu nâu đen.
Sự biến nhiệt của đường gây ra vị ngọt đắng tương tự với mật đường. Caramel
được sử dụng trong hương liệu và làm tăng vị cho thực phẩm bao gồm đường caramel,
bánh ngọt và bánh bích quy. Khi đường tinh khiết được Caramel hóa thì nó trở thành
Caramel. Phản ứng Caramel tạo ra màu và mùi vị mong muốn cho các loại bánh mì, cà
phê, rau quả, bia và đậu phộng. Những ảnh hưởng không mong muốn của phản ứng
Caramel là mùi đường cháy và vị khét.
Giống như phản ứng Maillard, phản ứng Caramel là một loại phản ứng hóa nâu
phi enzyme. Tuy nhiên không giống với phản ứng Maillard ở chỗ phản ứng Caramel là
một quá trình tự oxi hóa còn phản ứng Maillard là một phản ứng với acid amine.
Khi quá trình xảy ra, các hợp chất hóa học dễ bay hơi thoát ra tạo nên mùi
Caramel. Khi quá trình Caramel hóa có liên quan đến saccharose thì ta phải thêm một
phân tử nước vào saccharose để phân tách nó thành glucose và fructose làm tăng khối
lượng đường.
- Khả năng tham gia phản ứng Caramel của các chất tạo vị ngọt:
Tốc độ phát triển màu cao nhất gây ra bởi fructose khi phản ứng Caramel
fructose xảy ra ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, những sản phẩm bánh mì có chứa mật ong hay

syrup fructose nhìn chung có màu tối hơn một chút so với những sản phẩm làm từ
đường.
- Vai trò của phản ứng Caramel trong sản xuất bánh kẹo:
Caramel là một trong những loại phản ứng hóa nâu quan trọng trong thực phẩm
bên cạnh những phản ứng như Maillard và sự hóa nâu của enzyme. Phản ứng Caramel
gây ra những biến đổi quan trọng trong thực phẩm không chỉ về màu sắc mà còn về
mùi vị.
11
Trong suốt phản ứng Caramel có tạo ra một vài hợp chất mùi cũng như các sản
phẩm caramel trùng hợp. Caramel là một hỗn hợp phức tạp gồm nhiều thành phần có
phân tử lượng lớn khác nhau. Chúng có thể được chia thành 3 nhóm:
- Caramelans (C
24
H
36
O
18
) (như bước 8 và 9 trong bảng 1.8)
- Caramelens (C
36
H
50
O
25
) (như bước 10 và 11 trong bảng 1.8)
- Caramelins (C
125
H
188
O

80
) (như bước 12 trong bảng 1.8)
Những polymer này thường dùng để tạo màu cho các sản phẩm bánh kẹo.
Phản ứng Caramel cũng đưa đến việc hình thành mùi vị. Diacetyl là một hợp
chất mùi quan trọng, nó được sinh ra trong suốt những giai đoạn đầu của phản ứng
Caramel. Diacetyl là nguyên nhân chính tạo ra mùi trong kẹo bơ (buttery) hay kẹo bơ
đường (butterscotch). Diacetyl không những được hình thành qua phản ứng Caramel
mà còn được sản sinh ra bởi vi khuẩn trong các sản phẩm lên men như bia, yoghurt.
Bên cạnh diacetyl hàng trăm hợp chất mùi khác cũng được sinh ra ví dụ như các
furans như hydroxymethylfurfural (HMF) và hydroxyacetylfuran (HAF), các
furanones như hydroxydimethylfuranone (HDF), dihydroxydimethylfuranone (DDF)
và maltol từ disaccharides và hydroxymaltol từ monosaccharides. Và maltol (E636) có
mùi giống bánh mì mới nướng và được dùng như một chất làm tăng mùi trong bánh mì
và bánh ngọt.
2.3. Khả năng tiêu hóa
- Định nghĩa:
Khả năng tiêu hóa bao gồm các quá trình cơ học, như nhai, nhào trộn, nghiền
nhuyễn thực phẩm, cũng như các hoạt động hóa học của enzym tiêu hóa và những chất
khác như mật. Sự tiêu hóa hóa học bắt đầu trong miệng với hoạt động của nước bọt lên
thực phẩm, nhưng hầu hết diễn ra ở dạ dày và ruột non, nơi thức ăn là đối tượng của
dịch vị, dịch tụy và succus entericus
- So sánh khả năng tiêu hóa của các chất tạo ngọt: Khả năng tiêu hóa lactose:
Để tiêu hóa được lactose cần có enzyme lactase (1-4 disaccharidase) được tiết
ra bởi lông tơ của ruột (intestinal villi) và enzyme này phân cắt phân tử lactose
thành glucose và galactose dễ hấp thụ. Vì lactose có mặt trong hầu hết các loại
sữa nên hầu hết những chỗ có thể sinh ra enzyme lactase dần cạn kiệt và khi đó
cơ thể con người không còn khả năng chuyển hóa lactose. Do đó sự mất lactase
cũng là một loại bệnh ở người trưởng thành.
Khả năng tiêu hóa xylitol: được cơ thể hấp thu chậm nhưng hoàn toàn. Tiêu thụ
một lượng lớn xylitol ảnh hưởng đến nhuận tràng.

Khả năng tiêu hóa sorbitol: Sorbitol được dùng trong cơ thể và 98% sorbitol
trong thực phẩm được tiêu hóa và 2% bị thải ra ngoài, trong cơ thể, sorbitol được tiêu
hóa kém, nó phân hủy chậm tạo thành glucose. Lượng lớn sorbitol (khoảng 50g hay
hơn đối với người lớn) có thể dẫn đến đau bụng, đầy hơi và tiêu chảy nhẹ đến nặng
hay thậm chí gây ra những vấn đề nghiêm trọng về dạ dày. Sorbitol cũng có thể làm
nặng hơn những bệnh ở ruột. Bệnh màng lưới (retinopathy) và bệnh thần kinh
(neuropathy) của những người bệnh đái tháo đường có thể liên quan đến hàm lượng
quá mức sorbitol trong tế bào mắt và thần kinh. Có quá nhiều sorbitol trong tế bào có
thể gây phá hủy tế bào.
12
Khả năng tiêu hóa maltitol: Do nó được tiêu hóa chậm nên sự tiêu thụ quá mức
có thể gây ảnh hưởng đến nhuận tràng và nó thường gây ngạt hoặc sưng phù lên. Vì
vậy đối với những người có vấn đề về hậu môn thì nên chắc chắn là không nên dùng
maltitol hay những loại rượu đường tương tự khác. Maltitol dễ dàng được dùng trong
thực phẩm với một lượng khổng lồ (do nó có những tính chất giống với đường) nên nó
sẽ trở thành một chất độc đối với thành dạ dày.
Khả năng tiêu hóa stevioside: Sự chuyển hoá của Stevioside rất chậm (hệ số
thấm là 0,16.10
-6
cm/s). Sau 48 giờ, stevioside bị thải ra ngoài theo phân và nước tiểu.
Khả năng tiêu hóa saccharin: Saccharin đi trực tiếp qua hệ thống tiêu hóa của
người mà không được tiêu hóa. Nó không ảnh hưởng đến mức insulin trong máu và
không tạo năng lượng.
Khả năng tiêu hóa cyclamate: Ở người, cyclamate được hấp thụ từ ruột và được
bài tiết mà không qua chuyển hóa của thận. Một số ít người có diễn ra sự chuyển hóa
cyclamate một lượng cyclamate dưới tác dụng của vi khuẩn ở phần ruột dưới. Theo
nghiên cứu thì lượng cyclamate chuyển hóa > 0,2% lượng cyclamate sử dụng vào cơ
thể mỗi ngày.
Khả năng tiêu hóa acesulfame-K: Nó không được chuyển hóa hay tồn trữ trong
cơ thể, được cơ thể hấp thụ nhanh chóng và sau đó đào thải ra ngoài.

Khả năng tiêu hóa aspartame: Aspartame bị thủy phân hoàn toàn trong quá trình
tiêu hóa thành một lượng methanol và acid amine, aspartic acid và phenylalanine.
Những thành phần này sau đó được hấp thụ vào máu và được cơ thể sử dụng theo cách
giống như khi chúng bắt nguồn từ những thức ăn và đồ uống khác. Không có sự tích
lũy aspartame hay thành phần của nó trong cơ thể con người.
Khả năng tiêu hóa sucralose: Không chuyển hóa, bị bài tiết ra ngoài theo phân và
nước tiểu. Một lượng sucralose ăn vào không để lại dạ dày, chúng được thải ra qua
phân và chỉ có 11 – 27% được hấp thụ. Sucralose dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật và giải
phóng ra môi trường.
13
Chương 2: NHỮNG CHẤT TẠO NGỌT SỬ DỤNG TRONG
BÁNH KẸO
1. Nhóm có giá trị dinh dưỡng:
1.1. Nhóm glucid:
1.1.1. Monosaccharide:
1.1.1.1. Glucose:
- Công thức cấu tạo:
Hình 2.1: Công thức cấu tạo và cấu hình không gian của glucose
Tên hóa học: 6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol
Từ đồng nghĩa với D-glucose: dextrose
Đồng phân của D-glucose: -D-glucose; -D-glucose
Khối lượng phân tử: 180,16 g/mol
Nhiệt nóng chảy: -D-glucose: 146
o
C; -D-glucose: 150
o
C
Tỷ trọng: 1,54 g/cm
3
Glucose là một monosaccharide (hoặc đường đơn), là một carbohydrate quan

trọng trong sinh học. Tế bào sử dụng nó như một nguồn năng lượng và là chất chuyển
hóa trung gian (metabolic intermediate). Glucose là một trong những sản phẩm chính
của quá trình quang hợp và bắt đầu hô hấp của tế bào ở cả tế bào prokaryote và
eukaryote. Tên glucose xuất phát từ tiếng Hy Lạp là glykos có nghĩa là ngọt, cộng
thêm hậu tố “-ose” có nghĩa là carbohydrate.
Dạng D-glucose thường được gọi là dextrose (dextrose monohydrate), đặc biệt
trong công nghệ thực phẩm. L-glucose không được tế bào sử dụng.
Cấu trúc:
14
Glucose (C
6
H
12
O
6
) chứa 6 nguyên tử carbon và một nhóm aldehyde và vì vậy nó
được biết như là aldohexose. Phân tử glucose có thể tồn tại như một vòng hở (acyclic)
và vòng kín (cyclic) (cân bằng nhau). Dạng vòng kín là kết quả của phản ứng nội phân
tử giữa nguyên tử carbon aldehyde và C-5 nhóm hydroxyl để tạo thành hemiacetal nội
phân tử. Trong dung dịch nước, cả hai dạng đều tồn tại cân bằng và ở pH 7 thì mạch
vòng chiếm ưu thế hơn. Một vòng chứa 5 nguyên tử carbon và 1 nguyên tử oxy, tương
tự cấu trúc của pyran, do đó glucose mạch vòng được biết như là glucopyranose.
Trong vòng này, mỗi nguyên tử carbon được liên kết với nhóm hydroxyl về một phía
với sự ngoại lệ của nguyên tử carbon thứ 5, carbon thứ 5 này liên kết với carbon thứ 6
ngoài vòng tạo thành nhóm CH
2
OH.
Đồng phân:
Đường aldohexose có 16 đồng phân lập thể quang học. Có sự phân chia thành 2
nhóm L và D với 8 loại đường. Glucose là một trong những loại đường này. L và D-

glucose là hai đồng phân lập thể. Chỉ 7 trong số 8 loại đường được tìm thấy trong các
sinh vật sống, trong đó D-glucose (Glu), D-galactose (Gal) and D-mannose (Man) là
quan trọng nhất.
Các dạng của dextrose: dextrose có thể tồn tại ở 3 dạng:
1. α-D-Glucose thủy hợp (α Dextrose hydrate): dạng tinh thể này xuất hiện trong
dung dịch cô đặc ở nhiệt độ dưới 50
o
C
2. α-D-Glucose khan: dạng tinh thể này hình thành trong dung dịch cô đặc ở
nhiệt độ trong khoảng 50 – 110
o
C
3. β-D-Glucose khan: dạng này được tách ra khi dung dịch được kết tinh ở nhiệt
độ trên 110
o
C (đặc biệt là trên 115
o
C)
- Phương pháp thu nhận:
Dextrose là một loại đường rất dồi dào trong tự nhiên.Trong hầu hết trái cây và
quả mọng cũng như trong mật ong rất dồi dào dextrose.
Phương pháp 1: Glucose thu được bằng việc phân tách glycogen ở động vật và
nấm, được biết như là quá trình glycogenolysis.
Phương pháp 2: Thu nhận bằng phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid
hoặc bằng enzyme.
Quá trình này được biết như là “sự đường hóa”, tinh bột bị thủy phân hoàn toàn
thành glucose dùng xúc tác enzym glucoamylase từ nấm Aspergillus niger. Điều kiện
đặc trưng của phản ứng là pH 4,0 – 4,5; 60
o
C và nồng độ carbohydrate từ 30 – 35%

khối lượng. Trong những điều kiện này, tinh bột chuyển hóa thành glucose với hiệu
suất 96% trong 1 – 4 ngày. Dùng dung dịch loãng hơn có thể đạt được hiệu suất cao
hơn, nhưng đòi hỏi thiết bị phản ứng lớn hơn và lượng nước nhiều hơn nên nhìn chung
là không kinh tế. Dung dịch glucose thu được đem đi lọc để làm sạch và đem cô đặc
trong thiết bị bốc hơi nhiều cấp (multiple-effect evaporator). Quá trình kết tinh nhiều
lần tạo D-glucose rắn.
- Đặc điểm:
Vai trò như là một nguồn năng lượng: Glucose là nguồn nguyên liệu tồn tại ở khắp
mọi nơi trong sinh vật học. Nó được xem là nguồn năng lượng cho hầu hết sinh vật, từ
vi khuẩn đến con người. Dùng glucose như là sự hô hấp của vi sinh vật ưa khí hoặc kị
khí (lên men). Carbohydrate là nguồn năng lượng chính yếu cho cơ thể con người,
15
thông qua hô hấp hiếu khí, cung cấp khoảng 4KCal (17KJ) năng lượng / 1g thực
phẩm.
Vai trò của glucose trong sự thủy phân glucose: Dùng glucose như nguồn năng lượng
trong tế bào theo con đường hô hấp hiếu khí hoặc kị khí.
Vai trò là một chất tiền thân: Trong thực vật và hầu hết động vật, nó là tiền thân để sản
xuất vitamin C (acid ascorbic). Glucose được dùng như là chất tiền thân cho việc tổng
hợp một vài chất quan trọng. Dung dịch tinh bột, tinh bột, cellulose và glycogen (“tinh
bột của động vật”) là những polyme glucose phổ biến (polysaccharide). Glucose kết
hợp với frutose tạo saccharose.
1.1.1.2. Fructose:
- Công thức cấu tạo và tính chất:
Hình 2.2: Công thức cấu tạo của fructose
Fructose, hay levulose – đường quả là một monosaccharide được tìm thấy trong
nhiều thực phẩm và là một trong 3 loại đường huyết quan trọng nhất cùng với glucose
và galactose, và là đồng phân của glucose.
Công thức hóa học của fructose là C
6
H

12
O
6
. Fructose tinh khiết có độ ngọt tương
tự đường mía nhưng nó có mùi trái cây. Mặc dù fructose là một hexose (đường có 6C),
nhưng nó thường tồn tại ở dạng vòng 5 (một furanose). Cấu trúc này tham gia vào
chuỗi hô hấp dài và mức độ phản ứng cao hơn glucose.
Những đồng phân:
D-fructose có cùng cấu hình ở tại cacbon áp cuối của nó như D-glyceraldehyde.
Fructose là một chất ngọt hơn glucose do cấu trúc stereomerism của nó.
α-D-Fructose β-D-Fructose α-L-Fructose β-L-Fructose
Hình 2.3: Cấu tạo các đồng phân của fructose
Phương pháp thu nhận:
Fructose có trong mật ong, trái cây, quả mọng, dưa và trong một vài loại rau củ
như củ cải đường, khoai lang, củ cải vàng, củ hành và thường ở dạng kết hợp với
saccharose và glucose. Fructose cũng được sinh ra từ sự tiêu hóa saccharose.
16
Đặc điểm:
Khả năng hòa tan: Fructose rất tan trong nước và nó tan nhiều nhất so với tất cả
các loại đường thương mại. Dung dịch bão hòa ở 20
o
C là 80% khối lượng và ở 50
o
C là
87% khối lượng so với saccharose ở 20
o
C là 67% và ở 50
o
C là 72%. Khả năng hòa tan
của nó trong rượu ngang bằng với những đường khác. Tính chất này làm cho nó trở

nên hữu dụng trong syrup bánh kẹo – syrup đòi hỏi nồng độ cao và không kết tinh khi
có mặt của rượu cồn.
Tính hút ẩm: fructose khi tan trong dung dịch đặc (strong solution) thì nó rất hút
nước. Tính chất này đánh giá được bánh kẹo đem phơi ở ngoài là không được phép
nhưng việc sản xuất fructose bằng cách chuyển hóa kẹo làm từ mật đường là tránh bởi
vì ẩm sẽ tăng gây hiện tượng nhầy nhớt. Fructose ngậm nước kết tinh cũng rất hút ẩm.
Độ ẩm của nó thường nhỏ hơn 0,1%.
Nhiệt độ nóng chảy: nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ của fructose là từ 102

– 104
o
C.
Fructose cũng góp phần “kìm kẹp” (chelate) các nguyên tố khoáng trong máu.
Tác dụng này đặc biệt quan trọng đối với những chất khoáng vi lượng như đồng, crom,
kẽm. Bởi vì những chất tan này tồn tại với một lượng rất nhỏ, sự kìm kẹp một lượng
nhỏ sắt có thể dẫn đến bị thiếu sắt, làm giảm hệ thống miễn dịch và thậm chí kháng
insulin – một nguyên nhân của bệnh tiểu đường loại II.
Fructose được dùng như là chất thay thế saccharose vì nó rẻ và ít ảnh hưởng đến
lượng đường huyết. Thường fructose được dùng dưới dạng syrup ngũ cốc giàu
fructose – được gọi là syrup giàu ngũ cốc, đã được xử lý bởi enzym glucose isomerase.
Enzym này chuyển một phần glucose thành fructose vì vậy mà ngọt hơn. Trong khi
hầu hết các carbohydrate cung cấp bằng năng lượng nhưng fructose thì ngọt hơn và
các nhà sản xuất chỉ cần dùng một lượng ít cũng có thể cho kết quả tương tự với
những carbohydrate khác.
Ứng dụng:
Fructose có thể được dùng làm tác nhân tăng mùi vị cho chocolate, mứt, trái cây
đóng hộp. Nó được ứng dụng nhiều trong thực phẩm nướng, thức uống, bột ngũ cốc,
bánh kẹo, món tráng miệng, các sản phẩm sữa, chất dinh dưỡng dùng trong thể thao.
1.1.1.3. Galactose:
Công thức cấu tạo và tính chất:

Hình 2.4: Công thức cấu tạo của galactose
17
Cấu tạo: Galactose (Gal) (còn được gọi là đường não). Galactose có công thức
hóa học là C
6
H
12
O
6
, khối lượng phân tử là 180,08 và nhiệt nóng chảy là 167
o
C. Nhóm
–OH đầu và cuối nằm ở cùng một phía và nhóm –OH thứ 2, thứ 3 ở phía còn lại. D-
galactose có cấu hình của C áp chót giống với D-glyceraldehyde. Galactose là một
đồng phân quang học của glucose.
Galactose là một monosacchride, nếu kết hợp với glucose sẽ tạo thành lactose
disaccharide.
Phương pháp thu nhận:
Được tìm thấy trong các sản phẩm sữa, trong củ cải đường, gum và chất nhầy. Nó
được tổng hợp bởi cơ thể người, tại đây nó tạo thành một dạng glycolipid và
glycoprotein trong một vài loại mô.
Thủy phân lactose bởi xúc tác là enzyme lactase, một β-galactosidase được sản
xuất bởi lac operon trong Escherichia coli (E. coli), tạo thành glucose và galactose.
Trong cơ thể con người, glucose chuyển hóa thành galactose để kích thích tuyến vú có
thể tiết ra lactose.
Thủy phân hemicelluose cũng tạo ra galactose.
Đặc điểm:
Nó được xem là chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng vì nó là thực phẩm tạo năng
lượng. Galactose ít ngọt hơn glucose và tan ít trong nước.
Có 3 sự rối loạn quan trọng liên quan đến galactose:

- Galactosemia (sự thiếu hụt galactokinase) gây ra bệnh đục nhân mắt và chậm
phát triển trí não. Nếu một chế độ ăn kiêng không có galactose (galactose-free)
đưa ra thích đáng từ sớm thì bệnh đục nhân mắt sẽ bị đẩy lùi mà không để lại
biến chứng tuy nhiên tổn thất trí não là vĩnh cửu.
- Thiếu UDP galactose-4-epimerase là điều cực kỳ hiếm (chỉ có 2 trường hợp
được nói biết đến). Nó gây ra bệnh điếc (nerve deafness)
- Thiếu enzyme Galactose-1-phosphate uridyl transferase là một vấn đề khó giải
quyết nhất, vì một chế độ ăn kiêng không có galactose không có tác dụng lâu
dài.
1.1.2. Disaccharide:
1.1.2.1. Maltose:
- Công thức cấu tạo và tính chất:
Hình 2.5: Công thức cấu tạo của maltose
18
Tên hóa học: 4-O D-Glucopyranosyl-D-glucose
Những tên khác: Maltose, Malt sugar, Maltobiose.
Công thức hóa học: C
12
H
22
O
11
Khối lượng phân tử: 342,1162g/mol
Tỷ trọng: 1,54g/cm
3
Độ tan trong nước: 1,080g/ml nước ở 20
o
C
Nhiệt nóng chảy: 102 – 103
o

C (monohydrate)
Maltose, hay đường mạch nha, là một disaccharide hình thành từ 2 đơn vị
glucose liên kết nhau qua liên kết α-1,4 glucoside. Nó là thành phần quan trọng thứ
hai trong hàng loạt những hợp chất hóa sinh có vòng glucose. Nếu thêm một gốc
glucose thì tạo thành maltotriose, và 4 gốc glucose thì gọi là maltotetrose, … Nếu
thêm nhiều gốc glucose nữa thì tạo thành dextrins, thường gọi là maltodextrin, hay
thậm chí tạo thành tinh bột.
- Phương pháp thu nhận:
Maltose được thu nhân từ nguồn tinh bột, đặc biệt là tinh bột bắp. Dưới đây là sơ
đồ thu nhận maltose syrup từ nguồn tinh bột bắp.
Hình 2.6: Sơ đồ thu nhận Maltose
- Đặc điểm:
Khả năng tham gia phản ứng thủy phân: Maltose bị thủy phân tạo thành hai phân
tử glucose. Trong cơ thể sống, enzyme maltase xúc tác cho phản ứng thủy phân này
xảy ra nhanh. Trong phòng thí nghiệm đun nóng dung dịch trong môi trường acid
mạnh trong vài phút cũng sẽ cho ra những sản phẩm tương tự. Sự sản sinh maltose
trong ngũ cốc nẩy mầm, như lúa mạch, là một phần quan trọng của quá trình ủ. Khi lúa
mạch được ủ thì đây là điều kiện thuận lợi để hàm lượng maltose đạt cực đại. Quá
trình chuyển hóa maltose bởi nấm men trong quá trình lên men tạo ra sản phẩm là
ethanol và CO
2
.
Tính chất cảm quan: Maltose syrup là chất lỏng trong suốt, có mùi dễ chịu, vị
ngọt, mát, được hấp thụ tốt bởi hệ tiêu hóa của người.
Độ ngọt: ngọt bằng 40% so với saccharose, 60% so với glucose.
Chống lại hiện tượng sạn cát (anti-sand) trong kẹo, jelly, jam và những thực
phẩm khác tốt. Hiếm xảy ra hiện tượng kết tinh đường.
Tinh bột Hóa lỏng
bằng enzyme
Đường hóa

bằng enzyme
Tẩy màu
LọcLọc thôLọc tinhCô đặc chân
không
Lọc tiệt trùng
(filtering
sterilization)
Thành phẩm
Maltose syrup
Bao gói
19
Độ bền: bền ở nhiệt độ cao và trong môi trường acid, đặc biệt thích hợp để làm
kẹo. Khó bị phân hủy bởi vi khuẩn đường miệng do đó không gây sâu răng.
- Ứng dụng:
Maltose syrup có vị ngọt nhẹ, bền với nhiệt độ và môi trường acid nên nó được
ứng dụng để tạo chất lượng tốt cho thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản.
Hữu ích trong công nghệ sản xuất bánh kẹo.
Nó giúp cải thiện chất lượng và mùi vị cho công nghiệp thức uống lạnh vì nó
không xuất hiện hiện tượng kết tinh và có nhiệt độ đông đặc thấp.
Chống tinh bột cũ (older), giữ ẩm và kéo dài thời gian bảo quản cho các sản
phẩm bánh, bánh mì, thực phẩm nướng.
Vị bền trong các sản phẩm trái cây, quả giầm nước đường, jam, trái cây đóng
hộp.
1.1.2.2. Lactose:
- Công thức cấu tạo và tính chất:
Lactose, đường sữa, là một disaccharide cấu tạo bởi 2 phân tử -D-galactose và
-D-glucose liên kết nhau qua liên kết 1-4 glycosidic. Lactose chiếm khoảng 2 – 8%
trong sữa. Lactose bắt nguồn từ tiếng Latin có nghĩa là sữa, cộng thêm đuôi –ose để
chỉ đường.
Độ hòa tan: 8g lactose/10g.

Khối lượng phân tử: 342,296g/mol.
Phương pháp thu nhận:
Lactose là một loại đường tự nhiên có trong sữa của động vật có vú và nó không
có trong thực vật. Trong sữa bò có khoảng 4,7% nhưng trong sữa trâu thì cao hơn
(6,9%) và sữa dê (6,0%).
Lactose thương mại được sản xuất từ whey sinh ra trong sản xuất phô mai hay từ
chất lỏng còn dư ra trong sản xuất casein. Chất lỏng này được hóa chua, được đun
nóng trong than hoạt tính và lọc. Và sau đó nó được xử lý để tái diễn quá trình kết tinh
và mức độ tinh sạch được xác định bằng số lượng tinh thể. Sự thay thế này có một ít
khó khăn bởi vì khả năng kém tan của nó và khả năng kết tinh khác thường. Độ tan
của lactose ở nhiệt độ thường là khoảng 16% và tăng lên 60% ở 90
o
C, và trong dung
dịch nó tồn tại hai dạng α và β-lactose.
Ở trạng thái kết tinh, lactose có 3 dạng: α lactose ngậm nước, α lactose khan và
β lactose khan. α - lactose ngậm nước (một phân tử nước) là lactose thương mại,
lactose khan thu được bằng cách tách nước ở nhiệt độ 65 – 93,5
o
C ở áp suất thấp hay
nó được sản xuất ở áp suất thường và nhiệt độ là 110 – 130
o
C. Ở dạng khan, nó có khả
năng hút ẩm trong môi trường ẩm ướt ở nhiệt độ dưới 93,5
o
C và khi đó nó chuyển
sang dạng ngậm nước, nhưng trên 93,5
o
C nó chuyển sang dạng β khan. β lactose khan
cũng được hình thành khi lactose kết tinh trong dung dịch đậm đặc ở nhiệt độ 93,5
o

C.
Đặc điểm:
Về dinh dưỡng: Lactose là loại đường quan trọng và thúc đẩy sự tiêu hóa canxi
và phospho ở những con thú con và được xem là nguồn đường trong tế bào não.
20
Độ ngọt: Nó không ngọt và khi trong dung dịch, nó bằng 1/6 độ ngọt saccharose,
và chính vì thế nó được đề xuất là chất thay thế đường trong một vài loại bánh kẹo để
làm giảm bớt độ ngọt quá mức.
Khả năng tiêu hóa của lactose: Những đứa trẻ nhỏ được cho bú bằng sữa của mẹ
chúng. Để tiêu hóa được chúng cần có enzyme lactase (1-4 disaccharidase) được tiết ra
bởi lông tơ của ruột (intestinal villi) và enzyme này phân cắt phân tử lactose thành
glucose và galactose dễ hấp thụ.
Vì lactose có mặt trong hầu hết các loại sữa nên hầu hết những chỗ có thể sinh ra
enzyme lactase dần cạn kiệt và khi đó cơ thể con người không còn khả năng chuyển
hóa lactose. Do đó sự mất lactase cũng là một loại bệnh ở người trưởng thành. Tuy
nhiên nhiều người có tổ tiên ở Châu Âu, Trung Đông, Ấn Độ và Maasai ở Đông Phi có
một kiểu gen cho lactase giúp người trưởng thành không bị mất khả năng này. Và
nhiều động vật tự nhiên như bò, dê, cừu cho sữa để làm thức ăn.
1.2. Hỗn hợp
1.2.1. Đường nghịch đảo:
Công thức cấu tạo và tính chất:
Đường nghịch đảo là hỗn hợp glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1.
- Phương pháp thu nhận:
Hiện nay đường nghịch đảo được sản xuất bằng phương pháp thủy phân dung
dịch đường saccharose, tác nhân xúc tác có thể là acid hoặc enzyme invertase.
Giả sử hiệu suất là 100%, khi đó ta sẽ thu được sản phẩm là đường ngịch đảo.
12 22 11 2 6 12 6 6 12 6
cos
66,5
52,7 92,4

19,8
o
o o
o
catalyst
Saccharose
Glu e Fructose
C H O H O C H O C H O
+
+ −
−
+ → +
14 2 43
142 43 142 43
14 2 43
142 43 142 43
1 4 44 2 4 4 43
Ở 20
o
C và bước sóng 546,1nm, góc quay cực của dung dịch saccharose là +66,5
o
(góc quay phải), còn góc quay cực của D-glucose là +52,7
o
(góc quay phải) và của D-
fructose là -92,4
o
(góc quay trái). Như vậy, khi phản ứng thủy phân saccharose diễn ra
hoàn toàn, dung dịch đường thu được sẽ có góc quay cực là -19,8
o
(góc quay trái). Do

có sự thay đổi góc quay cực của dung dịch saccharose trước và sau phản ứng nên quá
trình này còn được gọi là quá trình nghịch đảo đường.
Xúc tác acid có thể dùng là: Acid citric, acid tartaric, malic … nhưng phổ biến
vẫn là acid ciric vì nó phổ biến, được tìm thấy trong nhiều loại trái cây và là chất tạo vị
chua quan trọng trong thực phẩm.
Xúc tác enzyme sử dụng là enzyme invertase. Ở quy mô công nghiệp, quá trình
nghịch đảo đường bằng invertase được thực hiện bởi hai dạng chế phẩm: Enzyme hòa
tan và enzyme cố định.
- Chế phẩm enzyme hòa tan: Chế phẩm thương mại thường có dạng bột, màu từ
trắng đến vàng nhạt và được thu nhận chủ yếu từ bã thải nấm men bia.
21
- Chế phẩm enzyme cố định: Vào năm 1916, lần đầu tiên Nelson và Griffin đã
quan sát hiện tượng invertase hấp phụ trên than hoạt tính. Nhưng mãi đến năm 1969,
các enzyme cố định mới được ứng dụng ở quy mô công nghiệp.
Ưu điểm của dùng xúc tác enzyme so với xúc tác acid là:
- Điều kiện phản ứng ôn hòa hơn: Các chế phẩm invertase thương mại hiện nay
thường có nhiệt độ tối thích dao động trong khoảng 50 – 60
o
C và pH tối thích nằm
trong vùng acid yếu. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí năng lượng (gia nhiệt) cho quá trình
sản xuất và ngăn ngừa hiện tượng syrup bị sẫm màu.
- Chất lượng syrup thu được sẽ tốt hơn: Sản phẩm không có nguy cơ bị nhiễm
kim loại nặng như trường hợp sử dụng acid vô cơ làm xúc tác cho phản ứng thủy phân.
- Đặc điểm:
Những ưu điểm của đường nghịch đảo so với dung dịch đường sacharose có cùng
nồng độ là:
- Tăng độ ngọt cho syrup: Theo Moll và cộng sự (1990) thì độ ngọt của
saccharose là 1,0; độ ngọt của glucose và fructose lần lượt là 0,7 và 1,7. Hỗn hợp
glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1,3. Như vậy với cùng một nồng
độ đường như nhau thì syrup đường nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn syrup

sacharose.
- Tăng hàm lượng chất khô cho syrup: Theo phương trình phản ứng trên, nếu sự
thủy phân xảy ra hoàn toàn thì từ 342g saccharose ban đầu sẽ cho ra 180g glucose và
180g fructose – tức thu được 360g đường nghịch đảo. Như vậy lượng tổng chất khô
trong syrup sau phản ứng sẽ tăng xấp xỉ 1,053 lần. Điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh
tế không nhỏ cho các nhà sản xuất.
- Ổn định chất lượng đường syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường: Nồng
độ đường cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ
đồng nhất của syrup. Khả năng hòa tan trong nước của saccharose cao hơn đôi chút so
với glucose (100ml nước ở 15
o
C có thể hòa tan được 197g saccharose hoặc 154g
glucose). Tuy nhiên khả năng hòa tan trong nước của fructose lại cao hơn rất nhiều
(100ml nước ở 20
o
C có thể hòa tan đến 375g fructose). Thực tế cho thấy quá trình kết
tinh đường glucose và fructose khó thực hiện hơn so với saccharose. Do đó phản ứng
nghịch đảo saccharose sẽ tăng cường sự hòa tan của đường trong syrup nồng độ cao và
tránh được hiện tượng tái kết tinh của đường.
- Tăng cường khả năng ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup: áp lực thẩm thấu của
syrup phụ thuộc vào nồng độ các chất hòa tan trong syrup và phân tử lượng của chúng.
Theo lý thuyết, nếu hai dung dịch có cùng thể tích và hàm lượng chất tan thì dung dịch
chứa chất hòa tan phân tử lượng nhỏ hơn sẽ có áp lực thẩm thấu lớn hơn. Giá trị áp lực
thẩm thấu càng cao sẽ càng ức chế quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của các tế bào
vi sinh vật có trong dung dịch. Quá trình nghịch đảo đường làm tăng hàm lượng các
chất tan có trong syrup đồng thời tạo ra các sản phẩm hexose có phân tử lượng nhỏ
hơn nhiều so với cơ chất saccharose ban đầu. Do đó áp lực thẩm thấu của syrup đường
nghịch đảo luôn cao hơn syrup saccharose có cùng một nồng độ. Điều này góp phần
ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup và kéo dài thời gian bảo quản dịch đường.
Ngoài những ưu điểm trên, đường fructose sẽ tạo cho syrup và thành phẩm một vị

ngọt tương tự các loại nước ép trái cây. Do đó quá trình ngịch đảo đường không những
làm tăng độ ngọt mà còn cải thiện cả vị ngọt của syrup.
22
- Ứng dụng:
Đặc biệt dùng trong công nghệ sản xuất mứt, nước ngọt không gaz và mật đường
được vận chuyển bởi những xe hàng. Những loại này cần phải được bảo quản kỹ để
tránh nhiễm vi sinh vật và xảy ra quá trình kết tinh.
Quá trình nghịch đảo có thể được ứng dụng để sản xuất kẹo mềm làm nhân
chocolate. Nhân đã được phủ bởi chocolate trước đó, sau đó ta cho enzyme vào trong
lúc vẫn còn rất nhớt, dưới tác dụng của enzyme nhân sẽ dần ít nhớt hơn theo thời gian.
1.2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột:
- Giới thiệu:
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, từ nguyên liệu tinh bột người ta có thể sản
xuất ra các loại syrup khác nhau như glucose, maltose, oligosaccharide hoặc syrup
chứa hỗn hợp glucose và fructose được sử dụng phổ biến nhất hiện nay và thường
được gọi là syrup giàu fructose. Trong bài này, tôi chỉ đề cập đến syrup giàu fructose
từ tinh bột.
- Phương pháp thu nhận:
Để sản xuất syrup giàu fructose từ tinh bột, người ta sử dụng hai nhóm chế phẩm
enzyme: amylase và glucoisomerase.
- Amylase: xúc tác phản ứng thủy phân tinh bột tạo thành sản phẩm đường
glucose. Trong thực tế người ta thường sử dụng kết hợp hai chế phẩm: α-amylase và
glucoamylase.
- Glucoisomerase: xúc tác phản ứng chuyển hóa đường glucose thành đường
fructose (phản ứng chuyển hóa đồng phân).
- Đặc điểm:
Chất lượng syrup giàu fructose được đánh giá thông qua ba nhóm chỉ tiêu dưới
đây:
- Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, độ trong, mùi, vị.
- Chỉ tiêu hóa lý: hàm lượng frutose, chỉ số DE, tổng hàm lượng chất khô, độ

chua, độ nhớt, …
- Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men và nấm mốc.
- Ứng dụng:
Syrup thường được dùng ở mức độ thấp tương đối trong sản xuất bánh bích quy
vì mùi vị đặc biệt của nó. Nó cũng được dùng như chất giữ ẩm (là nguyên liệu ngăn
cản sự mất nước từ thực phẩm) và được hiểu theo nghĩa hẹp, ngăn cản cấu trúc của
bánh nướng trở nên quá cứng và giòn. Syrup là con đường thuận lợi để đưa đường khử
vào trong công thức bánh và vì vậy thúc đẩy phản ứng Maillard trong quá trình nướng.
1.3. Polyols
Polyols cũng có thể được chia là nguồn gốc monosaccharide (sorbitol, erythritol,
xylitol, mannitol), nguồn gốc disaccharide (maltitol, isomalt, lactitol) và nguồn gốc
23
polysaccharide (tinh bột thủy phân được hydro hóa). Chúng là những carbohydrate tạo
cảm giác ngọt nhưng không phải là đường hay là rượu.
Polyols là những chất tạo ngọt giảm năng lượng (reduced-calorie sweeteners)
phổ biến và có thể được dùng bằng một lượng đường (table sugar) nhưng thường dùng
kết hợp với những chất tạo ngọt khác để đạt được độ ngọt và vị mong muốn. Cung cấp
năng lượng ít hơn đường saccharose, chúng là chất ngọt trong bánh không đường, kẹo,
chewing gum, thực phẩm nướng, kem, kem đánh răng, nước súc miệng, chất bạc hà
làm thơm miệng và dược phẩm.
Polyols cũng góp phần tạo xơ và tạo cấu trúc cho thực phẩm, gây cảm giác mát
khi ăn, giúp giữ ẩm cho thực phẩm, không làm mất vị ngọt và không hóa nâu dưới tác
dụng nhiệt. Vì nấm mốc không thể phát triển tốt trên polyols nên chúng có thể góp
phần làm tăng thời hạn sử dụng của thực phẩm. Trong tự nhiên, chúng xuất hiện nhiều
trong trái cây và trong các loại nước uống, nhưng trong thương mại, chúng được sản
xuất từ những carbohydrate khác như tinh bột, saccharose và glucose.
Polyols được hấp thu một phần từ ruột non vào trong máu, làm giảm tác dụng
glycemic (producing a glycemic respone) (như ảnh hưởng ít hơn đến glucose trong
máu) thấp hơn so với saccharose và glucose. Khi được hấp thu, chúng chuyển hóa tạo
năng lượng và không sản sinh ra hoặc sản sinh ra một ít insulin. Về lý thuyết, polyols

có thể hữu ích đối với người bệnh đái tháo đường.
Bảng 2.1: Các polyols được phép dùng thay thế đường bởi U.S FDA
Polyols Năng lượng
(cal/g)
Độ ngọt so với
saccharose (%)
Sorbitol 2,6 50 - 70
Xylitol 2,4 100
Maltitol 2,1 75
Isomalt 2,0 45 - 65
Lactitol 2,0 30 – 40
Mannitol 1,6 50 – 70
Erythritol 0,2 60 – 80
Những polyols không được hấp thu tiếp tục chuyển xuống ruột già, tại đây chúng
bị lên men bởi vi khuẩn. Một vài người tiêu thụ quá mức polyols có thể có những triệu
chứng đau dạ dày, như đầy hơi và ảnh hưởng đến nhuận tràng, tương tự những phản
ứng với những thực phẩm nhiều xơ và đậu. American Dietetic Association khuyến cáo
là nếu tiêu thụ hơn 50 g/ngày sorbitol hay 20 g/ngày mannitol có thể gây tiêu chảy.
Polyols không gây sâu răng bởi vì vi khuẩn trong miệng không trao đổi chất
cũng như chuyển hóa được những chất tạo ngọt này thành mảng bám hay acid có hại
gây sâu răng. Xylitol được nhận thấy là chất kiềm hãm vi khuẩn đường miệng. Đây là
nguyên nhân ta dùng polyols trong nhiều loại bạc hà không đường và chewing gum.
24
1.3.1. Đơn giản
1.3.1.1. Xylitol:
- Công thức cấu tạo và tính chất:
Hình 2.7: Công thức cấu tạo của xylitol
Xylitol: CH
2
OH-CHOH-CHOH-CHOH-CH

2
OH
Tên hóa học: (2S,3R,4R)-Pentane-1,2,3,4,5-pentaol
Tên khác: 1,2,3,4,5-Pentahydroxypentane
Công thức hóa học: C
5
H
12
O
5.
Khối lượng phân tử: 152,15g/mol.
Độ nhớt: 1,52g/cm
3
.
Nhiệt độ nóng chảy: 92 – 96
o
C.
Nhiệt độ sôi: 216
o
C.
Chỉ số E: E967.
Độ tan: 64g/100ml nước ở 25
o
C.
Tinh thể bột trắng. Dung dịch bền nhiệt – không bị caramel hóa.
Năng lượng cung cấp: 2,4Cal/g.
Xylitol, còn được biết là đường gỗ, là một loại rượu đường 5 carbon, được dùng
như một chất thay thế đường. Xylitol ngọt xấp xỉ saccharose nhưng cung cấp năng
lượng kém 40%.
- Phương pháp thu nhận:

Xylitol đầu tiên được chiết xuất từ cây bulô ở Phần Lan vào thế kỷ thứ 19. Vào
thế kỷ 20, xylitol dạng hạt bắt đầu được sản xuất với lượng lớn ở Mỹ với tên là
“Ultimate Sweetener” với nguồn thu nhận là cây củ cải đường. Xylitol có nhiều trong
tự nhiên, được tìm thấy trong các mô, trong nhiều loại trái cây và rau quả, bao gồm
nhiều loại quả mọng khác nhau, vỏ ngũ cốc, yến mạch và nấm. Nó có thể thu được
bằng cách trích ly mô hạt ngũ cốc, giống cây bulô (birch), quả mận và ngũ cốc.
25