GUAR GUM và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT GUAR GUM VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM GVHD : TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH : NGUYỄN TRUNG KIÊN 18139075 LỚP DH18HT Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GUAR GUM _1 1.1 Nguồn gốc Guar gum _1 1.2 Tên gọi Guar gum _3 1.3 Cấu trúc Guar gum 1.4 Một số tính chất Guar gum _4 1.5 Một số ứng dụng Guar Gum _6 CHƯƠNG 2: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ GUAR GUM (QCVN 21: 2011/BYT) 2.1 Yêu cầu kỹ thuật 2.1.1 Định tính _7 2.1.2 Độ tinh khiết 2.1.3 Các yêu cầu vi sinh vật _8 2.2 Phương pháp thử 2.2.1 Định tính _8 2.2.2 Độ tinh khiết 2.2.3 Các yêu cầu vi sinh vật 10 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUỘC TÍNH VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GUAR GUM _14 3.1 Một số thuộc tính 14 3.2 Đặc điểm vật lý 15 3.3 Đặc điểm hoá học 15 3.4 Một số thông số kĩ thuật 16 3.5 Quy trình sản xuất guar gum 19 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ ỨNG DỤNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM CỦA GUAR GUM _21 4.1 Một số ứng dụng Guar gum _21 4.1.1 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp 21 4.1.2 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp thực phẩm thức ăn chăn nuôi 21 4.2 Một số ứng dụng phổ biến Guar gum lĩnh vực thực phẩm _22 4.2.1 Đồ uống 22 4.2.2 Phô mai qua chế biến 22 4.2.3 Sản phẩm từ sữa 23 ii 4.2.4 Trong chế biến thịt 23 4.2.5 Trong công nghiệp bánh 24 4.2.6 Nước sốt nước sốt salad 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO _25 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Đậu Guar (cyamopsis tetragonolo) bột Guar gum Hình Cơng thức cấu tạo Guar gum _3 Hình Trình tự galactose mannose guar Hình Quy trình sản xuất Guar gum 19 Hình Guar gum gia vị _22 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Dữ liệu quốc gia xuất guar gum Ấn Độ (APEDA 2011) _2 Bảng Thành phần chung guar gum (Chudzikowski 1971 ) _5 Bảng Yêu cầu định tính Guar gum _7 Bảng Yêu cầu độ tinh khiết Guar gum Bảng Yêu cầu vi sinh vật Guar gum v LỜI MỞ ĐẦU Trước hết em xin gửi lời cảm ơn cô Tiến sĩ Phan Nguyễn Quỳnh Anh bỏ thời gian cơng sức để giảng dạy cho lớp chúng em môn học Chất hoạt động bề mặt Đây môn học thực thú vị đầy tính ứng dụng Thơng qua cách giải thích độc đáo, hài hước giúp chúng em hình dung hết vấn đề cần nắm định nghĩa, tính chất phân loại loại chất hoạt động bề mặt ứng dụng thực tế Chất hoạt động bề mặt (Surface active agent) chất làm ướt có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt hai chất lỏng chất lỏng chất rắn Là chất mà phân tử phân cực: đầu ưa nước kị nước Nhờ đặc điểm chất hoạt động bề mặt vấn đề nghiên cứu phát triển rộng rãi để ứng dụng nhiều lĩnh vực từ công nghiệp dệt nhuộm, mực in, xây dựng, dầu khí đặc biệt lĩnh vực thực phẩm Càng ngày hợp chất hoạt động bề mặt sản xuất phát triển nhiều Đặc biệt hợp chất có nguồn gốc từ thực vật, guar gum, loại hợp chất có nguồn gốc từ đậu guar, sử dụng phổ biến hàng đầu lĩnh vực thực phẩm toàn giới Cũng Guar gum đề tài em chọn, loại hợp chất gần gũi với mã phụ gia E412, người dễ dàng thấy bao bì nhiều loại sản phẩm thực phẩm Mặc dù áp dụng hầu hết lĩnh vực cơng nghiệp khai thác khống sản, cơng nghiệp giấy, xây dựng, chất nổ, dệt may, lĩnh vực thực phẩm em trình bày rõ hết tiểu luận Trong trình thực khơng tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn, em hy vọng nhận ý kiến đóng góp từ bạn để em hồn thiện tiểu luận hoàn thiện kỹ Em xin cảm ơn vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GUAR GUM 1.1 Nguồn gốc Guar gum Guar gum có nguồn gốc từ hạt chịu hạn Cyamopsis tetragonoloba, thành viên họ Leguminosae Hình Đậu Guar (cyamopsis tetragonolo) bột Guar gum Hạt guar trồng chủ yếu Ấn Độ, Pakistan, Hoa Kỳ, Úc Châu Phi Ấn Độ sản xuất khoảng 2,5 – triệu guar năm, trở thành nhà sản xuất lớn nhất, với khoảng 80% sản lượng giới Ở Ấn Độ, Rajasthan, Gujarat Haryana khu vực sản xuất chính, Jodhpur, Sri Ganganagar Hanumangarh Rajasthan Thị trường giao dịch Guar Hoa Kỳ sản xuất 4.600 đến 14.000 guar năm qua Texas acreage since 1999 has fluctuated from about 7,000 to 50,000 acres Sản lượng giới cho guar gum dẫn xuất khoảng 1,0 triệu Kẹo cao su guar phi thực phẩm chiếm khoảng 40% tổng nhu cầu Ấn Độ Pakistan nhà sản xuất hạt guar kẹo cao su guar khoảng 85% guar sản xuất Ấn Độ Kẹo cao su Guar giao dịch chủ yếu hai hình thức Guar gum tách bột guar gum Ấn Độ xuất hai hình thức Ấn Độ xuất guar gum đến 145 quốc gia Tách kẹo cao su Guar xử lý thêm số quốc gia cho ứng dụng khác Phần kẹo cao su guar tiêu thụ ngành Dầu khí sau số lượng lớn chuyển sang ngành chế biến thực phẩm Phần trăm xuất Quốc gia 2007–2008 2008–2009 2009–2010 Hoa Kỳ 38.7 37.6 32.9 Trung Quốc 16.2 15.2 11.6 Đức 8.5 8.7 9.4 Nam Phi 4.2 1.7 1.4 Malaysia 2.9 3.8 3.8 Nước Ý 2.3 2.3 3.1 Hà Lan 2.1 1.5 1.5 Nga 1.8 2.6 2.8 Vietnam 1.4 4.1 3.7 Khác 20.1 30.0 28.0 Bảng Dữ liệu quốc gia xuất guar gum Ấn Độ (APEDA 2011) 1.2 Tên gọi Guar gum Danh pháp IUPAC: disodium;[[[5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl] oxymethoxyphosphoryl]oxy-oxidophosphoryl] hydrogen phosphate Công thức phân tử : C10H14N5Na2O12P3 Tên phụ gia thực phẩm : E412 Mã số C.A.S 9000-30-0 1.3 Cấu trúc Guar gum Guar gum polyme bao gồm hai monosaccharide mannose galactose, gọi galactomannan Cấu trúc bao gồm haid-mannose liên kết β1 → xương sống polyme với đơn vị -galactose liên kết α1 → với đơn vị mannose thứ hai Đơn vị galactose-mannose lặp lại suốt polymer gôm guar Tỷ lệ tổng thể mannose đơn vị galactose kẹo cao su guar 2: Mặc dù trọng lượng phân tử khơng thể khó xác định, ước tính khoảng từ 200.000 đồng đến 300.000 Dalton Hình Cơng thức cấu tạo Guar gum Các đơn vị galactosyl xếp ngẫu nhiên chủ yếu theo cặp ba (Hoffman Svensson 1978) Tỷ lệ mannose đơn vị galactose lịch sử báo cáo 2: (Garti Leser 2001 ) Các nghiên cứu khác ủng hộ tỷ lệ khoảng từ 1,6: đến 1,8: (Grasdalen Painter 1980; McCleary cộng 1985; Hoffman Svensson 1978; Barth Smith 1981; Vijayendran Bone 1984; McCleary 1981; Mathur Mathur 2005) Dữ liệu cho thấy galactomannans từ giống guar khác có xếp galactose/mannose (McCleary et al 1985 ) Sự phân nhánh nhiều guar cho nguyên nhân dẫn đến đặc tính hydrat hóa dễ dàng hoạt động liên kết hydro lớn (Whistler 1954 ) Nó báo cáo tập hợp bật hệ thống guar có vai trị quan trọng tính chất đàn hồi dung dịch, tùy thuộc vào cách chúng liên kết với (Gittings cộng 2000) Hình Trình tự galactose mannose guar 1.4 Một số tính chất Guar gum Guar gum loại bột trắng trắng đến màu vàng gần khơng mùi Hịa tan nước nóng lạnh khơng hịa tan dung mơi hữu Có liên kết hydro mạnh Là non – ion trì độ nhớt cao liên tục độ pH khác xét nghiệm hóa học thực thuận tiện cách sử dụng API 20E dải Micro ID hệ thống tương đương Sau hoàn nghiệm, xác định định tính sinh vật từ Sách dẫn định tính hệ thống sử dụng ghi lại kết cuối Salmonella + Sử dụng cellulase để phân rã mẫu gơm trước phân tích cần thiết để tránh tạo gel gôm suốt trình thêm gơm vào canh thang tăng sinh Chuẩn bị dung dịch cellulase 1% (1g cellulase 99 ml nước) tiệt trùng cách lọc qua màng 0,45 μm (Dung dịch cellulase bảo quản – 0C tuần) Bổ sung 25g mẫu gôm vào cốc vơ trùng dung tích 250ml dụng cụ chứa khác thích hợp Cho 225 ml canh trường lactose tiệt trùng 2,25 ml dung dịch cellulase 1% tiệt trùng vào lọ nắp xốy, miệng rộng dung tích 500ml vô trùng Trong khuấy mạnh canh trường cellulase/lactase máy khuấy từ, cho nhanh 25g mẫu qua phễu thuỷ tinh vô trùng vào canh trường cellulase/lactase Đậy chặt nắp lọ chứa chắn để yên 60 phút nhiệt độ phòng Nới lỏng nắp đậy ủ lọ chứa 35 ±1 oC 24 ±2 Siết chặt nắp đậy lắc nhẹ hỗn hợp mẫu ủ; chuyển ml hỗn hợp vào 10 ml canh trường selenite cystine (SC) ml khác hỗn hợp cho vào 10ml canh trường tetrathionate (TT) Ủ 24 ±2 35oC Lắc (bằng máy Vortex, sử dụng ống) ria cấy vòng que cấy (3 mm) canh trường TT ủ lên thạch agar bismuth sulfite (BS), agar xylose lysine deoxycholate (XLD) agar Hektoen enteric (HE) (Chuẩn bị đĩa BS ngày trước ria cấy bảo quản bóng tối nhiệt độ phịng) Lặp lại canh trường SC cách ria vòng cấy mm Ủ 24 ±2 35oC Tiếp tục dẫn trang 221 – 226 Sách hướng dẫn kỹ thuật, “FAO Food and Nutrition Paper” số tái lần 2, Rome 1991, "Kiểm tra đĩa diện khuẩn lạc" Nấm men nấm mốc + Cân 25g mẫu thêm vào 2.475 ml nước peptone 0,1% tiệt trùng (được chuẩn bị cách cho g pepton vào lít nước cất, khuấy cho pepton tan hoàn toàn hấp tiệt trùng 1210C 15 phút) khuấy mạnh máy khuấy từ Khuấy mẫu tan hồn tồn Tỷ lệ pha lỗng : 1.00 Dùng pipet tiệt trùng lấy 0,1 ml cho vào 10 đĩa CD PDA-D đặc làm trước 12 đĩa 0,1 ml (xem đây) Dàn lên bề mặt đĩa, sử dụng que thuỷ tinh vô trùng Ủ đĩa thẳng đứng ngày 250C, để yên + Sau ủ, đếm khuẩn lạc phát triển đĩa sử dụng thiết bị đếm khuẩn lạc ghi tổng số khuẩn lạc có 10 đĩa Tách nấm men khỏi nấm mốc dựa vào hình thái chúng đếm chúng riêng Lấy tổng số khuẩn lạc có 10 đĩa nhân với 100 để có số CFU/g mẫu Nếu khơng có khuẩn lạc đĩa biểu diễn kết nhỏ 100 CFU/g + Môi trường CCPDA-D: Trước tiên chuẩn bị dung dịch gốc dichloran 2% (2,6dichloran-4-nitroaniline) ethanol 95% Sau đó, thêm lượng dung dịch gốc dichloran vừa đủ vào PDA để đạt nồng độ 2,5 mg/l Thêm chloramphenicol nồng độ 50 mg/l hấp tiệt trùng 1210C 15 phút Làm nguội môi trường đến khoảng 500C trước rót đĩa, thêm chlortetracycline lọc tiệt trùng đủ để có nồng độ 50 mg/l 13 CHƯƠNG 3: MỘT SỐ THUỘC TÍNH VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT GUAR GUM 3.1 Một số thuộc tính Đặc tính quan trọng guar gum khả ngậm nước nhanh chóng nước lạnh để đạt độ nhớt đồng cao nồng độ tương đối thấp Một ưu điểm khác kẹo cao su guar hịa tan nước nóng lạnh cung cấp đầy đủ độ nhớt nước lạnh Ngoài việc chất ổn định chất nhũ hóa hiệu chi phí, cịn cải thiện kết cấu liên kết với nước; tăng cường cảm giác miệng; kiểm soát hình thành tinh thể Nó trơ chất, có khả chống dầu, mỡ dung môi Nhà xuất kẹo cao su Guar cung cấp kẹo cao su guar cho phụ gia thực phẩm, kẹo cao su guar cho nguyên liệu thực phẩm, kẹo cao su guar cho phụ gia thực phẩm vật nuôi, chất ổn định kẹo cao su guar, kẹo cao su guar cấp thực phẩm, kẹo cao su guar cấp công nghiệp kẹo cao su guar cấp kỹ thuật Các đặc tính gum Guar + Nó hịa tan nước nóng lạnh khơng hịa tan hầu hết dung mơi hữu + Nó có tính chất liên kết hydro mạnh + Nó có đặc tính làm dày, nhũ tương, ổn định tạo màng tuyệt vời + Ở nồng độ thấp, gơm Guar có đặc tính lắng (Keo tụ) tuyệt vời hoạt động chất trợ lọc + Non-ion trì độ nhớt cao khơng đổi phạm vi rộng pH + Nó tương thích với nhiều loại chất vô hữu bao gồm số loại thuốc nhuộm thành phần khác thực phẩm + Độ nhớt dung dịch gôm Guar tăng dần nồng độ gum Guar nước tăng dần + Độ nhớt gum Guar bị ảnh hưởng nhiệt độ, độ pH, diện muối chất rắn khác + Nó có khả tuyệt vời để kiểm sốt lưu biến Nó tạo thành phân tán keo có độ nhớt cao ngậm nước nước lạnh Thời gian cần thiết để hydrat hóa hoàn toàn nước để đạt độ nhớt tối đa phụ thuộc vào yếu tố khác nhau, tức độ ph; nhiệt độ; loại bột sử dụng; Thiết bị v.v 14 3.2 Đặc điểm vật lý Guar Gum chất bột màu trắng từ trắng đến vàng gần không mùi Bột Guar Gum thành phẩm mịn có sẵn độ nhớt độ hạt khác tùy thuộc vào phát triển độ nhớt mong muốn ứng dụng Guar gum polysaccharide hòa tan nước lạnh, bao gồm đơn vị mannose galactose Khả ngậm nước mà khơng cần đun nóng làm cho hữu ích nhiều ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Hịa tan nước lạnh nước nóng, kẹo cao su guar tạo thành chất nhờn có độ nhớt cao Độ nhớt Guar hàm nhiệt độ, thời gian nồng độ Các dung dịch có nồng độ kẹo cao su khác sử dụng làm chất nhũ hóa chất ổn định chúng ngăn giọt dầu kết tụ lại Gơm guar sử dụng làm chất ổn định huyền phù 3.3 Đặc điểm hoá học Guar gum chất làm đặc ổn định kinh tế Nó ngậm nước nhanh nước lạnh để tạo dung dịch nhựa giả có độ nhớt cao nói chung có độ nhớt cắt thấp so sánh với hydrocolloid khác cao nhiều so với kẹo cao su khác Nồng độ cao (~ 1%) dễ gây nghiện nồng độ thấp (~ 0,3%) nhiều Gơm Guar dễ hịa tan bean gum chất nhũ hóa tốt có nhiều điểm nhánh galactose Khơng giống bean gum, khơng tạo thành gel cho thấy ổn định tốt chu trình đơng lạnh-rã đông Gôm Guar cho thấy độ nhớt cắt thấp cao lại bị cắt mỏng mạnh Là non-ion, không bị ảnh hưởng cường độ ion độ pH phân hủy cực pH nhiệt độ, ví dụ pH 50 ° C Với trường hợp trong, trở nên thixotropic tạo thành hệ thống hai pha chứa micelle casein Guar gum làm chậm phát triển tinh thể đá không đặc biệt cách làm chậm trình chuyển khối qua bề mặt chất rắn / lỏng Guar Gum biết đến loại phụ gia tạo đặc, phụ gia tạo nhũ phụ gia ổn định tốt Gơm Guar có cấu trúc cao phân tử, chứa số nhóm hydroxyl Các dẫn xuất cấp công nghiệp khác kẹo cao su Guar sản xuất phản ứng nhóm hydroxyl với hóa chất hỗ trợ: 15 + Sự phân tán + Kiểm soát độ nhớt + Gây chảy máu + Hoạt động chất bảo quản 3.4 Một số thông số kĩ thuật Lưu biến học + Lưu biến học nghiên cứu dòng chảy biến dạng vật liệu có tác dụng ngoại lực + Guar gum dung dịch nước cho thấy đặc tính pseudoplastic shearthinning nghĩa giảm độ nhớt với tăng tốc độ cắt (shear rate) thể nhiều polyme có trọng lượng phân tử cao Tính chất shear-thinning dung dịch nước guar gum tăng lên theo nồng độ polyme trọng lượng phân tử Dung dịch nước gôm Guar khơng cho thấy đặc tính yield stress (Whistler Hymowitz 1979 ) + Dung dịch nước gum guar nồng độ 1% cho thấy tính chất điển hình chất tạo màng sinh học đại phân tử với môđun tổn thất chiếm ưu (loss modulus, G ″) so với môđun lưu trữ (storage modulus, G ′) dải tần số thấp Tuy nhiên, dải tần số cao, mô-đun lưu trữ chiếm ưu so với mô-đun tổn thất (Shobha Tharanathan 2009) Với thời gian dung dịch guar gum cho thấy giảm mô đun lưu trữ (G ′) mô đun tổn thất (G ″) (Chenlo cộng 2010 ) Độ nhớt + Đặc tính quan trọng kẹo cao su guar khả ngậm nước nhanh chóng hệ thống nước lạnh để tạo dung dịch có độ nhớt cao Guar gum tạo thành phân tán keo nhớt ngậm nước hoàn toàn, hệ thống lưu biến thixotropic + Dung dịch pha loãng kẹo cao su có nồng độ 1% gây thixotropic so với dung dịch có nồng độ từ 1% trở lên (Glicksman 1969) Cũng giống loại kẹo cao su khác, độ nhớt kẹo cao su guar phụ thuộc vào thời gian, nhiệt độ, nồng độ, độ pH, cường độ ion kiểu kích động + Schlakman Bartilucci (1957) kiểm tra mười ba mẫu thương mại khác nhau, nhận thấy thay đổi lớn đặc tính độ nhớt, kích thước hạt tốc độ hydrat 16 hóa Độ phân tán 1% nước kẹo cao su guar chất lượng tốt cho thấy giá trị độ nhớt cao 10000 cP (Parija et al 2001) Tỷ lệ hydrat hóa + Tỷ lệ hydrat hóa kẹo cao su guar thay đổi Trong ứng dụng thực tế cần phải ngâm nước khoảng 2h để đạt độ nhớt tối đa + Tỷ lệ hydrat hóa phần lớn phụ thuộc vào kích thước hạt bột guar gum Do đó, để có độ nhớt ban đầu nhanh, có sẵn gôm guar lưới mịn (Glicksman 1969) Tuy nhiên, cần khoảng thời gian đáng kể để đạt độ nhớt hydrat hóa tối đa Hoạt động liên kết hydro + Là diện nhóm hydroxyl phân tử guar gum Guar gum cho thấy liên kết hidro với vật liệu xenlulo khoáng chất ngậm nước Với việc bổ sung chút kẹo cao su guar, có thay đổi rõ rệt đặc tính điện động học hệ thống (Glicksman 1969) Sự thay nhóm hydroxyl kẹo cao su guar hydroxypropyl gây cản trở steric làm giảm tính ổn định liên kết hydro (Cheng Prud’homme 2002) Độ nhớt tỷ lệ hydrat hóa kẹo cao su guar khơng tự thay đổi mà thay đổi theo điều kiện nhiệt độ, pH, chất hòa tan, nồng độ, v.v Nhiệt độ + Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ hydrat hóa độ nhớt tối đa Dung dịch Guar đạt độ nhớt tối đa nhanh nhiều pha chế nhiệt độ cao so với dung dịch nhiệt độ thấp Nhưng nắng nóng kéo dài coi có tác dụng suy thoái + Trong hầu hết trường hợp, dung dịch guar gum pha chế cách đun nóng có độ nhớt cuối thấp so với dung dịch tương tự pha chế nước lạnh hydrat hóa từ từ Phạm vi nhiệt độ 25–40 ° C mong muốn để có độ nhớt tối đa phân tán kẹo cao su guar Độ nhớt dung dịch guar 0,5% (w / w) 25 ° C cao đáng kể so với 37 ° C (Srichamroen 2007) 17 Nồng độ + Dung dịch gum guar cho thấy độ nhớt cao nồng độ thấp Trong hầu hết ứng dụng thực phẩm, khuyến cáo nồng độ 1% Độ nhớt dung dịch gôm guar tăng tỷ lệ thuận với gia tăng nồng độ gum guar (Morris cộng 1981; Robinson cộng 1982) Điều tương tác chuỗi bên galactose phân tử guar với phân tử nước Sự gia tăng nồng độ guar gum làm tăng tương tác liên kết chuỗi phân tử dẫn đến tăng độ nhớt (Zhang cộng 2005) + Khi tăng gấp đôi nồng độ guar gum cho thấy độ nhớt tăng gấp 10 lần (Carlson cộng 1962) Nồng độ tối đa 0,5%, dung dịch guar gum hoạt động hệ Newton mức nồng độ này, dung dịch guar hoạt động hệ thống thixotropic phi Newton Nó báo cáo độ nhớt nồng độ khác gum guar nhiệt độ không đổi giảm tốc độ cắt tăng (Srichamroen 2007) Độ pH + Dung dịch gôm guar ổn định phạm vi pH rộng khoảng 1,0–10,5 Điều tính chất non-ion khơng tích điện Độ nhớt cuối kẹo cao su guar không bị ảnh hưởng độ pH, tốc độ hydrat hóa cho thấy thay đổi với thay đổi độ pH Q trình hydrat hóa nhanh đạt pH 8-9, nhiên tốc độ hydrat hóa chậm xảy độ pH 10 (Carlson et al 1962) Trong dung dịch guar-sugar + Đường cạnh tranh với phân tử guar gum để lấy nước có sẵn dung dịch, diện đường dung dịch guar gum gây chậm trễ q trình hydrat hóa phân tử guar gum + Độ nhớt dung dịch đường guar giảm dần tỷ lệ nghịch với nồng độ đường (Carlson Ziegenfuss 1965) Các chất tạo aspartame, acesulfame-k, cyclamate neotame không ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt nội dung dịch kẹo cao su guar (Samavati et al 2008) Trong dung dịch guar-salt + Dung dịch Guar gum nước muối hoạt động giống nước Tỷ lệ hydrat hóa khơng bị ảnh hưởng muối; nhiên, có mặt natri clorua làm tăng nhẹ độ nhớt cuối kẹo cao su ngậm nước hoàn toàn 18 + Chất đệm sinh lý, tức bicarbonate Krebs làm giảm độ nhớt dung dịch kẹo cao su 0,25% so với kẹo cao su bị tót nước (Srichamroen 2007) Muối hạn chế hydrat hóa dung dịch kẹo cao su guar (Doyle et al 2006) + Srichamroen chứng minh độ nhớt dung dịch kẹo cao su 0,5% guar tăng lên thêm muối Sự diện muối giúp tương tác phân tử thay đổi mật độ điện tích cấu trúc gơm (Gittings et al 2001) 3.5 Quy trình sản xuất guar gum Cách chế biến Guar gum khác nhà máy Sơ lược chung quy trình sản xuất Guar gum trình bày hình Khi tách hạt guar khỏi vỏ, chúng có dạng hình cầu, màu nâu, kích thước nhỏ hạt đậu Hình Quy trình sản xuất Guar gum 19 Gôm chiết xuất thương mại từ hạt quy trình học rang, tiêu hao vi sai, sàng đánh bóng Hạt bị vỡ mầm tách khỏi nội nhũ Hai nửa nội nhũ thu từ hạt gọi phân chia guar khơng bóc vỏ Khi lớp vật liệu dạng sợi mịn, tạo thành vỏ trấu, loại bỏ tách khỏi nửa nội nhũ cách đánh bóng, thu phần tách guar tinh chế Phần vỏ (trấu) mầm hạt guar gọi bột guar, sản phẩm phụ trình chế biến bột guar gum sử dụng làm thức ăn cho gia súc Các hạt guar bị tách tinh chế sau xử lý hồn thiện thành bột (được gọi guar gum) nhiều quy trình kỹ thuật chế biến khác tùy thuộc vào sản phẩm cuối mong muốn Các phần guar tách hydrat hóa trước nghiền máy nghiền flacker sau chuyển đồng đến máy xay siêu mịn, nghiền phần tách mà không tạo nhiều nhiệt Vật liệu sau xay làm khô đưa qua sàng lọc để phân loại vật liệu theo kích thước hạt Có nhiều loại khác tùy thuộc vào màu sắc, kích thước mắt lưới, tiềm độ nhớt tốc độ hydrat hóa (Chudzikowski Năm 1971 ) Trong cơng nghiệp chế biến đùn guar gum bao gồm trước hydrat hóa tạo bơng Sau thực xong bước xay sấy khô Việc kết hợp ép đùn tạo bột kẹo cao su guar với tỷ lệ hydrat hóa cải thiện (Chowdhary 2002 ) Các sản phẩm phụ ngành công nghiệp gum Churi Korma sử dụng làm thức ăn cho gia súc 20 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ ỨNG DỤNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM CỦA GUAR GUM 4.1 Một số ứng dụng Guar gum 4.1.1 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp Trong khai thác khống sản: Để đặc, keo tụ thu hồi quặng tốt Trong CN giấy: Để tăng cường độ gấp nổ, cải thiện hình thành tờ, bề mặt in dày đặc hoàn thiện tốt Trong xây dựng: Với mục đích chống thấm Trong chất nổ: Được sử dụng cho chất nổ dạng nước bùn Trong Dệt may: Để thay đổi kích thước hồn thiện Trong Khoan & Đục gãy giếng dầu: Với mục đích kiểm soát thất thoát chất lỏng & chất phụ gia chất lỏng nứt nẻ Trong mỏ dầu: Để tăng tỷ lệ sản xuất dầu khí đốt làm tăng khả thu hồi dầu Là polyme tổng hợp, chất hoạt động bề mặt chất khử bọt phù hợp lý tưởng cho yêu cầu dung dịch khoan gốc nước nước muối mặt lưu biến Trong Dược phẩm & Mỹ phẩm: Để phân hủy viên nén, chất kết dính viên nén, chất làm đặc kem đánh & dầu gội đầu, chất làm nhớt & dầu xả, thuốc nhuận tràng nhẹ chất xơ hòa tan 4.1.2 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp thực phẩm thức ăn chăn ni Trong CN bún, mì : Để cải thiện hình thức, kết cấu trì độ ẩm Trong Nước sốt Gia vị: Để cải thiện đặc tính chảy chất làm đặc & ổn định nhũ tương Trong thức ăn vật nuôi: Để cải thiện độ nhớt thức ăn vật nuôi Trong Súp: Là chất ổn định & chất làm đặc Trong bột kem: Để ngăn ngừa dính hấp thụ nước tự mức Trong thịt: Là chất kết dính xúc xích, hấp thụ nước mức, cải thiện tốc độ dòng chảy, ngăn chặn di chuyển phân tách Trong Đồ uống: Để cải thiện thời hạn sử dụng, kiểm soát độ nhớt cải thiện cảm giác miệng thể Trong Phô mai qua chế biến: Là chất ổn định để cải thiện hương vị kết cấu 21 Trong sản phẩm từ sữa / kem: Để cung cấp kết cấu dạng kem mịn, ngăn ngừa hình thành tinh thể đá & làm chậm trình tan chảy Trong sản phẩm bánh ngọt: Cải thiện khả giữ ẩm, tăng thời hạn sử dụng cải thiện vụn bánh, cấu trúc kết cấu Trong thức ăn chăn nuôi: Được sử dụng nguồn liên kết cho phân ổn định tăng chất lượng nước Hình Guar gum gia vị 4.2 Một số ứng dụng phổ biến Guar gum lĩnh vực thực phẩm 4.2.1 Đồ uống Guar gum sử dụng đồ uống để làm đặc kiểm sốt độ nhớt số đặc tính vốn có Đặc tính quan trọng kẹo cao su guar khả chống phân hủy điều kiện pH thấp có đồ uống Guar gum hòa tan nước lạnh nên dễ dàng sử dụng nhà máy chế biến nước giải khát Nó cải thiện thời hạn sử dụng đồ uống 4.2.2 Phô mai qua chế biến Trong sản phẩm mát, tượng syneresis creeping vấn đề quan tâm nghiêm túc Guar gum ngăn chặn syneresis creeping cách quản lý pha nước cải thiện kết cấu phần thân sản phẩm (Klis 1966) Trong sản phẩm mát, phép tối đa 3% tổng trọng lượng Guar gum mát mềm giúp tăng suất chất rắn sữa đông tạo đường cong mềm mại với váng sữa tách riêng Phơ mai béo sản xuất bổ sung kẹo cao su guar 22 (ở nồng độ 0,0025–0,01% w / v) mà khơng làm thay đổi tính chất lưu biến kết cấu so với phô mai nguyên chất 4.2.3 Sản phẩm từ sữa Mục đích việc sử dụng guar gum sản phẩm đông lạnh làm ổn định Guar gum có vai trị quan trọng việc ổn định kem đặc tính liên kết nước Việc sử dụng quy trình thời gian ngắn (high temperature short time HTST) nhiệt độ cao thuận lợi quy trình địi hỏi hydrocolloids hydrat hóa hoàn toàn thời gian xử lý ngắn Theo McKiernan (1957) có tất đặc tính loại gum lý tưởng ngậm nước chậm, điều khơng thuận lợi q trình HTST Julien (1953) thu kết khả quan với guar chất ổn định chế biến kem liên tục Guar gum nên sử dụng kem trộn với nồng độ 0,3% (Goldstein & Alter 1959a, b) Nó sử dụng kết hợp với carrageenan hệ thống guarcarrageenan hỗn hợp phát triển cho trình HTST Giống bean gum, hiệu suất cải thiện sử dụng kết hợp với chất ổn định khác (Weinstein 1958) Guar gum kem cải thiện kết cấu, độ dai khả chống sốc nhiệt Gôm guar thủy phân phần (ở mức nồng độ 2–6%) làm giảm trình tổng hợp cải thiện đặc tính cấu trúc lưu biến sữa chua béo so sánh với sữa chua béo đầy đủ (Brennan Tudorica 2008) 4.2.4 Trong chế biến thịt Gơm Guar có khả giữ nước mạnh nước nóng lạnh Do đó, sử dụng hiệu chất kết dính chất bơi trơn sản xuất sản phẩm xúc xích sản phẩm thịt nhồi Nó thực chức cụ thể sản phẩm thịt chế biến kiểm soát tổng hợp, ngăn chặn di chuyển chất béo trình bảo quản, kiểm sốt độ nhớt pha lỏng trình chế biến làm mát kiểm sốt tích tụ nước lon q trình bảo quản Guar gum tăng cường độ ổn định kem kiểm soát lưu biến nhũ tương chuẩn bị lòng đỏ trứng (Ercelebi Ibanoglu 2010) 23 4.2.5 Trong công nghiệp bánh Việc bổ sung kẹo cao su guar bột bánh bánh quy giúp cải thiện khả gia công bột, dễ lấy khỏi khn dễ dàng cắt lát mà không bị vỡ vụn Với 1% bổ sung bột bánh rán, mang lại đặc tính liên kết tạo màng mong muốn làm giảm xâm nhập chất béo dầu Gôm guar kết hợp với tinh bột phát có hiệu việc ngăn ngừa nước, làm co nứt lớp trám đông lạnh (Werbin 1950) Trong bột bánh mì, việc bổ sung kẹo cao su guar làm tăng đáng kể khối lượng ổ bánh nướng (Cawley 1964) Guar gum với xanthan gum làm chậm thiu bánh gạo không chứa gluten cách giảm giảm khối lượng thoái hoá enthalpy (Sumnu et al 2010) Tương tự vậy, kẹo cao su guar làm chậm tồn đọng chapati nhiệt độ phòng nhiệt độ tủ lạnh cách kiểm soát phân hủy ngược tinh bột (Shaikh et al 2008) 4.2.6 Nước sốt nước sốt salad Khả phân tán nước lạnh khả tương thích với nhũ tương có tính axit cao cho phép sử dụng làm chất làm đặc nước sốt salad với khoảng 0,2–0,8% tổng trọng lượng Trong nước trộn salad, hoạt động chất ổn định nhũ tương cách tăng cường độ nhớt pha nước làm giảm tốc độ phân tách pha nước dầu (Goldstein Alter 1959a, b) Guar gum chứng minh hữu ích chất làm đặc thay cho tragacanth dưa chua nước sốt (Burrell 1958) Gôm guar làm tăng độ đặc tương cà chua bật so với hydrocolloid khác carboxy methyl cellulose, Sodium alginate, gum acacia pectin Ngoài ra, giá trị lưu lượng huyết kẹo cao su tương cà chua giảm khiến trở thành chất làm đặc cho tương cà chua (Gujral et al 2002) 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Anderson E Endosperm mucilages of legumes: occurrence and composition APEDA (2011) APEDA annual export report BeMiller JN One hundred years of commercial food carbohydrates in the United States Bemiller JN, Whistler RL (1993) Industrial gums: polysaccharides and their derivatives Academic Press Brennan CS, Tudorica CM Carbohydrate-based fat replacers in the modification of the rheological, textural and sensory quality of yoghurt: comparative study of the utilisation of barley beta-glucan, guar gum and inulin Int J Food Sci and Technol Burchard W Light scattering In: Murphy R, editor Physical techniques for the study of food biopolymers S B London: Blackie Academic and Professional Burrell JR Pickles and sauces Food Manuf Butt MS, Shahzadi N, Sharif MK, Nasir M Guar gum: a miracle therapy for hypercholesterolemia, hyperglycemia and obesity Carlson WA, Ziegenfuss EM The effect of sugar on guar gum as a thickening agent 10 Carlson WA, Ziegenfuss EM, Overton JD Compatibility and manipulation of guar gum 11 Cawley RW The role of wheat flour pentosans in baking II Effect of added flour pentosans and other gums on gluten starch loaves 12 Cheng Y, Prud’homme RK Measurement of forces between galactomannan polymer chains: effect of hydrogen bonding 13 Chenlo F, Moreira R, Silva C Rheological behaviour of aqueous systems of tragacanth and guar gums with storage time 14 Chowdhary M (2002) Guar gum powder processing improved hydration characteristics 15 Chudzikowski RJ Guar gum and its applications J Soc Cosmet Chem 16 Dartois A, Singh J, Kaur L, Singh H Influence of guar gum on the in vitro starch digestibility-rheological and microstructural characteristics 17 Doyle JP, Giannouli P, Martin EJ, Brooks M, Morris ER Effect of sugars, galactose content and chainlength on freeze-thaw gelation of galactomannans 18 https://www.guargum.biz/ 25 19 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ 20 https://www.agrogums.com/ 21 QCVN - 21: 2011/BYT 26 ... sản xuất guar gum 19 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ ỨNG DỤNG VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG PHỔ BIẾN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM CỦA GUAR GUM _21 4.1 Một số ứng dụng Guar gum ... _21 4.1.1 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp 21 4.1.2 Ứng dụng bột Guar gum công nghiệp thực phẩm thức ăn chăn nuôi 21 4.2 Một số ứng dụng phổ biến Guar gum lĩnh vực thực phẩm ... DỤNG PHỔ BIẾN TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM CỦA GUAR GUM 4.1 Một số ứng dụng Guar gum 4.1.1 Ứng dụng bột Guar gum cơng nghiệp Trong khai thác khống sản: Để cô đặc, keo tụ thu hồi quặng tốt Trong CN giấy: