HYDROXYPROPYL CELLULOSE và ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HOẠT CHẤT BỀ MẶT ĐỀ TÀI: HYDROXYPROPYL CELLULOSE VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM GVHD: TS.PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: LƯƠNG HUỲNH KHOA 19139063 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HYDROXYPROPYL CELLULOSE 1.1.Tên gọi hydroxypropyl cellulose 1.2 Định nghĩa hydroxypropyl cellulose 1.3 Cấu trúc hydroxypropyl cellulose 1.4 Quá trình sản xuất 1.5 Chức sử dụng hydroxypropyl cellulose 1.6 Độc tính tác dụng phụ: 1.7 Tiêu chuẩn chất lượng hydroxypropyl cellulose CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA HYDROXYPROPYL CELLULOSE 10 14 2.1 Độ tan 14 2.2 Nhiệt độ nóng chảy 14 2.3 Tạo gel tác dụng với với thành phần khác: 14 2.4 Tính hút ẩm: 16 2.5 Tính phân hủy: 16 2.6 Độ ổn định tương tác với chất khác: 16 2.7 Độ nhớt 18 2.8 Giá trị HLB hydroxypropyl cellulose: 21 2.9 Độ căng bề mặt: 21 2.10 Đốt cháy: 22 2.11 Tính dẻo nhiệt hình thành màng: 22 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA HYDROXYPROPYL CELLULOSE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM 23 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 : Cấu trúc hóa học Hydroxypropyl cellulose Hình 2: Mơ tả quy trình sản xuất hydroxypropyl cellulose (HPC) Hình 1: Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhớt dung dịch HPC 17 Hình 2: Đường cong dòng chảy cho mẫu HPC với M = 1,15×106 g / mol nồng độ khác (g / dL) nước 25 °C 18 Hình 3: Đường cong dịng chảy dung dịch nước HPC với M = 8×104 g / mol nồng độ khác (g / dL) nước 25 °C 18 Hình 4: Độ nhớt cụ thể hàm C×[η] cho HPC có trọng lượng phân tử khác nồng độ dung dịch nước 25 °C 19 Hình 5: Minh họa giảm sức căng bề mặt bề mặt dung dịch nước có chứa HPC 20 Hình 1: Bột hydroxypropyl cellulose 22 Hình 2: Ứng dụng hydroxypropyl cellulose bánh hamburger 23 Hình 3: Ứng dụng hydroxypropyl cellulose kem làm bánh 23 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Chỉ tiêu hóa lý (theo TCVN 11921-5:2017) Bảng 2: Các thông số hóa lý 10 LỜI MỞ ĐẦU Xưa người sống gần với nông nghiệp chăn nuôi , thực phẩm sản xuất chỗ để cung ứng nhu cầu Họ ăn thực phẩm tươi không pha trộn từ rau trái , động vật Chỉ dư thừa thực phẩm, muốn để dành họ nghĩ đến chuyện phơi , ướp Mà chất để ướp giản dị muối , đường , vài loại men dùng phương pháp làm khô Ngày , nếp sống đô thị phát triển , dân chúng tập trung đông thành phố , trung tâm công nghiệp , thực phẩm chuyên chở từ xa xơi nên cần giữ gìn cho khỏi hư thối Rồi để cạnh tranh , nhiều thực phẩm thêm chất làm tăng dinh dưỡng , hương vị , màu sắc Đó chất phụ gi Phụ gia thực phẩm chất bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản hay cải thiện hương vị bề chúng Sử dụng chất phụ gia hợp lý theo quy định giúp cho thực phẩm ngon hơn, đẹp mắt hơn, giữ lâu mà đảm bảo an toàn cho người sử dụng Chất phụ gia đóng góp vai trò quan trọng để làm thực phẩm phong phú , cất giữ an tồn lâu ngày Ngày , có nhiều loại phụ gia thực phẩm nghiên cứu , sản xuất nhằm ứng dụng vào việc bảo quản chất lượng độ tươi nguyên vật liệu chế biến ăn Một phụ gia an toàn sử dụng rộng rãi dẫn xuất Cellulose Như biết, Cellulose chất hữu tồn nhiều tự nhiên thành phần cấu tạo nên tế bào thực vật Hợp chất nguyên liệu để sản xuất phụ gia ứng dụng công nghệ thực phẩm nhiều lĩnh vực khác Dẫn xuất Cellulose gồm nhiều chất Methyl Cellulose, Hydroxylpropyl Cellulose, Hydroxyl Methyl Cellulose, Methyl Cellulose , Carboxyl Methyl Cellulose Những dẫn xuất Cellulose ứng dụng nhiều thực phẩm , với chất chất hữu tổng hợp nên chúng không gây hại cho sức khỏe, bên cạnh cịn góp phần tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm thực phẩm Em chọn đề tài tìm hiểu “Hydroxypropyl cellulose ứng dụng thực phẩm ” nhằm cung cấp thông tin Hydroxypropyl Cellulose sử dụng phổ biến thực phẩm, để hiểu rõ ứng dụng hợp lý cho sản phẩm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HYDROXYPROPYL CELLULOSE 1.1.Tên gọi hydroxypropyl cellulose - Hydroxypropyl cellulose gọi Xenlulozơ, 2-hydroxypropyl ete; oxypropyl hóa cellulose; Hyprolose - Chỉ số quốc tế: E463 1.2 Định nghĩa hydroxypropyl cellulose - Hydroxypropyl cellulose ether cellulose số nhóm hydroxyl cellulose hydroxypropyl hóa tạo thành nhóm -OCH2CH (OH) CH3 - Mã CAS: 9004-64-2 1.3 Cấu trúc hydroxypropyl cellulose Ete hydroxypropyl có cơng thức hóa học chung là: [C6H7O2(OH)x(OCH2CHOHCH3)y(OCH2CH[R]w(CH3)z]n Trong đó: Mức độ thay (DS): x + y + z = 3; Thay số mol (MS): y + z (1+ w)≤4,6; R nhóm với số nhóm w hydroxypropoxyl Khối lượng phân tử: Đơn vị cấu trúc không thể: 162,14 Đơn vị cấu trúc có mức độ 3: 336,37 Đại phân tử: từ khoảng 30 000 (n khoảng 100) đến khoảng 106 ( n có giá trị khoảng 2500) - Hydroxypropyl cellulose (HPC) chất bột màu trắng có trọng lượng phân tử trung bình (MW) ~ 1.000.000 g / mol, cơng thức hóa học (C12O10R6)n HPC polyme khơng ion - Số lượng nhóm hydroxyl thay trung bình đơn vị glucose gọi mức độ thay (DS) - Thay hoàn toàn cung cấp DS - Bởi nhóm hydroxypropyl thêm vào có chứa nhóm hydroxyl, nhóm ete hóa q trình chuẩn bị HPC Khi điều xảy ra, số mol nhóm hydroxypropyl vịng glucose, số mol chất thay (MS), cao Hình 1 : Cấu trúc hóa học Hydroxypropyl cellulose 1.4 Quá trình sản xuất Hydroxypropylcellulose sản xuất phản ứng cellulose kiềm với thuốc thử 1,2-propylene oxide nhiệt độ áp suất cao Phản ứng thực dung mơi hữu lượng dư thuốc thử Vì HPC có điểm đơng tụ kết bơng nước (> 40-45 ° C ) Chất làm nước nóng Trong bước làm sạch, sản phẩm không mong muốn muối ete không mong muốn Quá trình tinh chế điều cần thiết để đạt trạng thái thực phẩm, địi hỏi 99,5% HPC tinh khiết Hình 2: Mơ tả quy trình sản xuất hydroxypropyl cellulose (HPC) 1.5 Chức sử dụng hydroxypropyl cellulose - Là phụ gia thực phẩm, hydroxypropyl cellulose sử dụng làm chất ổn định nhũ tương, chất nhũ hóa, chất tạo màng, chất keo bảo vệ, chất tạo huyền phù chất làm đặc thực phẩm, sử dụng làm chất kết dính thực phẩm chức - Lacrisertis công thức hydroxypropyl cellulose sử dụng cho nước mắt nhân tạo - Nó sử dụng để điều trị hội chứng đặc trưng sản xuất nước mắt không đủ (keratoconjuncunch viêm sicca), xói mịn giác mạc tái phát, giảm độ nhạy giác mạc, tiếp xúc viêm giác mạc thần kinh, chất bôi trơn cho mắt nhân tạo 1.6 Độc tính tác dụng phụ: a Độc tính với gen: Cấu trúc hóa học xenlulo chưa biến tính biến đổi khơng cho thấy cảnh báo khơng có dấu hiệu độc tính gen chất số số nghiên cứu độc tính gen in vitro in vivo b Độc tính mãn tính gây ung thư: Theo Ý kiến thơng qua Hội đồng FEEDAP, nghiên cứu độc tính mãn tính cho thấy chậm phát triển số loại cellulose biến đổi hầu hết mức liều lượng cao Khơng có dấu hiệu cho thấy tác dụng gây ung thư tất hợp chất thử nghiệm c Kết luận độc tính hydroxypropyl cellulose: Hội đồng FEEDAP đồng ý với cách tiếp cận Hội đồng ANS rằng, liệu có sẵn cho loại xenluloza khác không đầy đủ hầu hết nghiên cứu cũ không đáp ứng yêu cầu thử nghiệm độc chất, hóa lý, cấu trúc, Các điểm tương đồng sinh học động học loại xenlulo biến đổi làm cho áp dụng phương pháp đọc qua loại xenlulo khác Nhìn chung, thơng tin có sẵn cho phép kết luận celluloses có mức độ độc hại thấp d Tác dụng phụ: Sự an tồn khơng có tác dụng phụ HPC sử dụng làm phụ gia thực phẩm Cơ quan Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA), Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA), Ủy ban Chuyên gia FAO / WHO Phụ gia Thực phẩm (JECFA) phê duyệt , quan chức khác 1.7 Tiêu chuẩn chất lượng hydroxypropyl cellulose Chỉ tiêu cảm quan Chỉ tiêu cảm quan (theo TCVN 11921-5:2017) Dạng bột xơ dạng hạt, gần không mùi, màu trắng trắng đục, hút ẩm nhẹ Chỉ tiêu hóa lý Bảng 1: Chỉ tiêu hóa lý (theo TCVN 11921-5:2017) TÊN CHỈ TIÊU 1.Hàm lượng nhóm hydroxypropoxy (-OCH2CHOCH3), % khối MỨC 80,5a) lượng tính thoe chất khơ, khơng lớn 2.Hao hụt khối lượng sau sấy, % khối lượng, không lớn 10,0 3.pH (dung dịch pha loãng 1:100 phần khối lượng/thể tích) Từ 5,0 đến 8,0 4.Hàm lượng tro sulfat, %khối lượng, khơng lớn 0,5 5.Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn 2,0 6.Hàm lượng propylen chlorohydrin,mg/kg, không lớn 0,1 a) Tương đương với không lớn 4,6 nhóm hydroxypropyl đơn vị anhydroglucose Các thơng số hóa lý: Các thơng số tính chất hóa lý Hydroxypropylcellulose có thơng số sản phẩm đặc tính vật lý hóa học sau : • Bề ngồi: màu trắng đến trắng xám màu kem đến bột dạng hạt sợi thô màu vàng nhạt; • Trọng lượng phân tử cho sản phẩm quy định (25 ° C) - Độ nhớt thấp: Loại A: 200-600 mPas (ở 10% conc.) MW 80000 g mol-1 Loại B: 75-150 mPas (ở 5% con.c) - MW 95 000 g mol-1 Độ nhớt trung bình: Loại C: 150-400 mPas (ở 5% con.c) MW 140000 g mol-1 Loại D: 150-400 mPa s (ở 2% conc.) MW 370000 g mol-1 - Độ nhớt cao : Loại E: 4000-6500 mPas (ở 2% con.c) MW 850000 g mol-1 Loại F: 1500-3000 mPas (ở 1% con.c) MW 1150 000 g mol-1 10 Bảng 2: Các thơng số hóa lý STT Chỉ tiêu Hàm lượng tro (Na, SO) Độ ẩm Giá trị pH (dung dịch 1% 20°C) Mức độ thay (thay theo mol, đo mol) Khả hòa tan nước Khả hịa tan dung mơi hữu Giá trị ≤ 0,2% (không chứa silica) ≤ 5% 5,0-8,0 3,4-4,4 dung dịch mịn nhiệt độ 38°C hịa tan dễ dàng nhiều dung mơi phân cực để tạo dung dịch mịn 10 11 12 13 14 15 Nhu cầu oxy sinh học (BODs) Mật độ khối Làm mềm nhiệt độ Nhiệt độ cháy So với trọng lượng riêng (dung dịch 2% 30 ° C) Chỉ số khúc xạ (dung dịch 2%) Độ ổn định pH Điểm đóng băng Sức căng bề mặt (ở 20°C) dung dịch 0,1% 14000 ppm 500 gl-1 100-150 ° C 450-500°C 1,010 g cm-1 1.337 2-11 0°C 44 mN m-1 11 16 17 Sức căng bề mặt (ở 25°C) 12,5 mN m-1 (dyne dung dịch 0,1% cm) (so với giá trị nước so với tinh chế dầu nước 31,6 khoáng Giá trị tạo bọt dung mN m-1) dịch 0,334 lkg-1 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA HYDROXYPROPYL CELLULOSE 2.1 Độ tan Trương nở nước, tạo dung dịch từ đến trắng đục, nhớt, keo Không tan ethanol Tan ete Giá trị MS xác định độ hòa tan vật liệu dung môi nước dung mơi hữu Do đó, HPC đạt độ hịa tan tốt nước MS ≈ Độ hòa tan hydroxypropyl xenluloza hỗn hợp rượu nước phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp độ cồn Việc nghiện rượu vào dung dịch nước HPC thường dẫn đến tăng độ nhớt tăng điểm keo tụ (nhiệt độ HPC kết tủa) Lý cho điều khả hòa tan HPC dung môi hữu cải thiện Ở nồng độ cồn cao dung dịch (ít 45% thể tích etanol, metanol propylen glycol), dung dịch HPC làm nóng đến điểm sơi Trong hệ thống này, HPC không kết tụ mà chuyển qua giai đoạn có độ nhớt tối đa khoảng 50-70 ° C Độ hòa tan tốt hiệu làm đặc lớn đạt với hỗn hợp EtOH- nước 2.2 Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy: 190-195˚C Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh: 120˚C 12 2.3 Tạo gel tác dụng với với thành phần khác: Mặc dù có tương đồng với hydroxypropyl methyl cellulose hydroxypropyl cellulose không tạo gel đun nóng Nhiệt độ 40-45 độ C dẫn đến HPC từ dung dịch nước có tự tách pha hình thành chất trương nở kết tủa dạng cục Kết tủa keo tụ hoàn toàn thuận nghịch ( đảo ngược trình làm mát) Sự diện chất khác HPC làm ảnh hưởng mạnh đến nhiệt độ keo tụ Tuy nhiên, khơng thể tạo gel Khi hịa tan HPC hỗn hợp rượu-nước có chứa 45% metanol etanol, dung dịch đun đến sơi mà HPC khơng bị kết tủa Hydroxypropylcellulose có khả tương thích cao với chất khác HPC tương thích với hầu hết hudrocolloid tự nhiên nước tổng hợp HPC tương thích với hầu hết hydrocolloid tự nhiên polyme tổng hợp hòa tan nước Khả chống chịu tốt hydroxypropylcellulose tìm thấy với methylcellulose (MC), natri-carboxymethylcellulose (Na-CMC), hydroxyethylcellulose (HEC), guar gum, gelatine, natri alginate, kẹo cao su đậu châu chấu natri caseinat Hơn nữa, HPC sử dụng cơng thức bảo quản chất bảo quản thực phẩm phê duyệt sau đây: natri benzoat, natri propionat, metyl propyl hydroxybenzoat, axit sorbic muối kali, natri canxi Khả tương thích với chất hóa dẻo propylene glycol glycerol, với đặc tính dẻo nhiệt tốt HPC, đặc biệt thuận lợi quy trình ép đùn đúc nóng Bằng cách bổ sung chất bơi trơn cơng thức, khả bám dính vào bề mặt máy giảm thiểu Stearates lecithin thích hợp cho sản xuất thực phẩm Tương tác xảy chất hoạt động bề mặt HPC Khơng có quy tắc chế chung cho Bằng cách thay nhóm hydroxypropyl, HPC phân tử chất béo ete xenlulozơ tan nước khác Điều làm cho tương thích 13 với số lượng lớn chất hoạt động bề mặt anion, cation, khơng ion lưỡng tính Với số chất hoạt động bề mặt dạng ion (ví dụ natri amoni lauryl sulfat), điểm keo tụ HPC tăng lên Đối với chất hoạt động bề mặt không ion, hiệu ứng không quan sát thấy Khi sử dụng dung mơi biết, HPC xử lý polyme không tan nước zein, shellac ethylcellulose Màng lớp phủ làm từ hỗn hợp không đồng đặc trưng vẻ đồng chất lượng tốt 2.4 Tính hút ẩm: Giống hầu hết chất hòa tan nước, hydroxypropylcellulose hấp thụ độ ẩm từ khí mơi trường Lượng nước hấp thụ phụ thuộc vào độ ẩm tương đối nhiệt độ môi trường Hàm lượng nước tối đa tất loại HPC 5%; thường từ 2% đến 3% Nên bảo quản vật liệu bao bì kín mơi trường khô để tránh tăng độ ẩm Về bản, HPC có lực thấp với nước Ở độ ẩm tương đối định (RH) nào, có độ ẩm tương đương thấp so với hầu hết polyme hòa tan nước khác Hàm lượng môi chất cân HPC 50% RH 23 ° C 4% Ở nhiệt độ, tăng lên 12%, khơng khí xung quanh có RH 84% 2.5 Tính phân hủy: Các nghiên cứu dài hạn độ ổn định phân tử HPC xác định đáng kể trọng lượng phân tử ban đầu điều kiện bảo quản Các loại có độ nhớt thấp trung bình giữ 97% độ nhớt sau ba năm bảo quản nhiệt độ phòng tiếp xúc thường xun với khơng khí xung quanh Các sản phẩm HPC có độ nhớt cao dễ bị hao hụt độ nhớt theo thời gian bảo quản Trong năm đầu tiên, độ nhớt giảm khoảng 10% sau hai năm, độ dày 20% Có thể tăng độ ổn định cách bảo quản HPC nhiệt độ phòng, để HPC tiếp xúc với môi trường Khuyến nghị 'kiểm tra lại' (đo độ nhớt) sau 12 tháng sử dụng hydroxypropylcelluloses chuỗi dài sau lặp lại kiểm tra sau khoảng thời gian ba tháng, để ngăn chặn thay đổi chất lượng ứng dụng cuối bị suy giảm độ nhớt 14 2.6 Độ ổn định tương tác với chất khác: Tính ổn định hydroxypropylcellulose chống lại thay đổi liên quan đến trình nhiệt độ, giá trị pH lực cắt cao Trong điều kiện bình thường, thực phẩm khơng bị suy giảm độ nhớt chức Như với hầu hết polyme, với nhiệt độ tăng độ nhớt chất tan giảm HPC cho thấy phản ứng mạnh với gia tăng nhiệt độ, ví dụ, metylcellulose, HPMC CMC Nếu nhiệt độ tăng khoảng 15 ° C - 20 đến 35 °C, độ nhớt HPC giảm nửa, nồng độ polyme số mol Sự giảm độ nhớt tỷ lệ thuận với logarit với gia tăng nhiệt độ lên đến khoảng 40-45 ° C, đạt đến điểm kết tủa kết Kết tủa từ dung dịch nước hoàn toàn thuận nghịch cách làm lạnh 40 ° C, dung dịch đồng với độ nhớt ban đầu cụ thể hồn ngun Hiện tượng kết tủa nhìn thấy xuất độ đục dung dịch Ngoài ra, độ nhớt giảm đáng kể đo Dung dịch tách - HPC lên polyme trương nở Quá trình chuyển đổi từ trạng thái không phân giải sang trạng thái kết diễn hydroxypropylcellulose mà không tạo gel Cách mà HPC kết tủa từ dung dịch nước sau nhiệt độ tăng lên phụ thuộc vào: • Trọng lượng phân tử polyme; • Sự diện đường, polyelectrolytes chất hịa tan nước khác; • Ứng dụng thêm lực cắt Độ ổn định cao chống lại lực cắt tìm thấy loại HPC trọng lượng phân tử thấp ứng suất cắt thấp Hydroxypropyl cellulose polyme hoạt động bề mặt Trong dung dịch nước, đo giảm mạnh sức căng bề mặt Tác dụng mạnh methylcellulose so sánh với HPMC Do đó, HPC hoạt động chất nhũ hóa chất tạo bọt hỗn hợp nhiều pha nhũ tương dầu nước chất tạo bọt Liều lượng cần thiết thấp (0,01- 0,5% HPC) Thông qua việc bổ sung rượu lauryl rượu octyl vào nước dung mơi, 15 ngăn chặn hình thành bọt khơng mong muốn q trình xử lý cắt (khuấy, đồng nhất, bơm) Là phân tử trung tính, hydroxypropylcellulose ổn định độ pH HPC hòa tan khơng thay đổi độ nhớt phạm vi pH 2-11 Đối với nhu cầu bảo quản lâu mơi trường axit kiềm, polyme bị phân hủy có tác nhân oxy hóa (peroxit, xút) Bằng chứng suy thoái chuỗi xenlulo độ nhớt đáng kể So với chất keo hydro khác dẫn xuất cellulose, hydroxypropylcellulose có độ ổn định cao chống lại thủy phân gây mặt hóa học sinh học Khi ánh sáng, oxy enzym bị loại trừ, dung dịch HPC pha sẵn có pH 6-8 bền nhiệt độ thấp 2.7 Độ nhớt Hình 1: Ảnh hưởng nhiệt độ tới độ nhớt dung dịch HPC Độ nhớt HPC dung dịch nước: Ở nhiệt độ không đổi, độ nhớt dung dịch đẳng hướng HPC mặt phụ thuộc vào nồng độ, khối lượng phân tử polyme dung môi, mặt khác vào điều kiện cắt Trong trình chảy, dung dịch HPC bán pha lỗng 0,1 g / dL hoạt động chất lỏng Newton (Hình 2.7.1), độ nhớt (η) không phụ thuộc vào tỷ lệ cắt ( γ -), bao gồm phạm vi cao γ- (lên đến 1000 giây-1) Bằng cách tăng nồng độ 0,3 g / dL, cao 16 nguyên Newton diện tốc độ cắt thấp thời gian giãn đại phân tử bị biến dạng ngắn thời gian đặc trưng dòng, giữ cho cấu trúc tổng thể dung dịch trạng thái đẳng hướng Tại tốc độ cắt cao hơn, đại phân tử khơng có thời gian để thư giãn hồn tồn chúng có xu hướng định hướng dọc theo hướng dòng chảy, dẫn đến hành vi phi Newton với độ nhớt phụ thuộc vào tốc độ cắt Hành vi dịng chảy quan sát từ độ nhớt ứng suất cắtso với tốc độ cắt Đối với HPC có trọng lượng phân tử thấp hơn, cao nguyên Newton quan sát cho phạm vi nồng độ lớn (Hình 2.7.1) Hành vi phi Newton xuất khoảng 20 g / dL với độ nhớt phụ thuộc vào tốc độ cắt 100 s-1 Theo quan sát đầu tiên, dung dịch bán pha hoạt động chất lỏng Newton Hình 2: Đường cong dịng chảy cho mẫu HPC với M = 1,15×106 g / mol nồng độ khác (g / dL) nước 25 °C Hình 3: Đường cong dòng chảy dung dịch nước HPC với M = 8×104 g / mol nồng độ khác (g / dL) nước 25 °C 17 Hình 4: Độ nhớt cụ thể hàm C×[η] cho HPC có trọng lượng phân tử khác nồng độ dung dịch nước 25 °C Bây thử phân biệt trạng thái đại phân tử dung dịch, xem chúng có bị vướng víu hay khơng Hình 2.8.3 cho thấy phụ thuộc độ nhớt cụ thể,ηsp, dung dịch nước HPC 25 °C hàm nồng độ giảm khơng thứ ngun, C×[η], cung cấp báo tổng thể tích mà polyme chiếm giữ Hình kết hợp liệu thu từ máy đo độ nhớt mao quản với liệu thu thông qua phép đo lưu biến Dữ liệu thực nghiệm mơ tả hai phụ thuộc tuyến tính giới hạn nồng độ giảm chồng chéo (C×[η])chồng lên = 2,4 Dưới giới hạn này, giải pháp HPC hoạt động chuỗi cô lập trình xử lý,ηsp thay đổi tuyến tính với C× [η] Trên giá trị nồng độ chồng chéo (trạng thái đạt cách tăng C M), ηsp quy mơ (C×[η])4 Trong vùng này, đại phân tử tương tác mặt động học động lực học chúng trạng thái vướng víu Các chuỗi tạo thành mạng lưới vật lý tạm thời, đảo ngược, dẫn đến độ nhớt tăng mạnh Từ biểu đồ thể Hình 2.7.3 , ước tính trạng thái dung dịch HPC (không bị vướng bị vướng) cách xác định độ nhớt Newton 18 (trong điều kiện tốc độ cắt thấp) nồng độ định Độ nhớt nội tính tốn từ phụ thuộc Mark-Houwink báo cáo cho HPC dung dịch nước 25°C:15 [η] = 3,47 ×10−5M 0,88 (dL / g) 2.8 Giá trị HLB hydroxypropyl cellulose: Hydrophillic-lipophillic balance (HLB) gọi số cân ưa nước – ưa dầu, thang đo giá trị HLB nằm khoảng từ – 20 Hydroxypropyl cellulose chất hoạt động bề mặt khơng ion, có giá trị HLB cao, rơi vào khoảng 10.0-11.25 2.9 Độ căng bề mặt: Hydroxypropylcellulose polyme hoạt động bề mặt Dung dịch nước làm giảm đáng kể sức căng bề mặt Do đó, HPC hoạt động chất trợ giúp trình tạo nhũ đánh bơng Những đặc tính này, với tác dụng tạo keo, cho phép thực vai trị kép hệ thống sau: • Nhũ tương dầu nước - chất ổn định chất trợ nhũ hóa; • Hệ thống tạo bọt - chất ổn định chất trợ đánh bơng; Hình 5: Minh họa giảm sức căng bề mặt bề mặt dung dịch nước có chứa HPC 19 Tất loại độ nhớt có tác dụng giống nồng độ HPC thấp tới 0,01% tạo mức giảm sức căng bề mặt gần tối đa Sức căng bề mặt thấp dung dịch gốc nước có chứa HPC có xu hướng thúc đẩy tạo bọt hút khí Nếu điều xuất vấn đề, sử dụng chất chống tạo bọt khơng hịa tan nước nên thêm vào nước trước chuẩn bị dung dịch Chất khử bọt đề xuất sản phẩm loại silica, rượu lauryl rượu octyl hỗn hợp dầu, axit béo, sáp chất tạo bề mặt không ion Nồng độ thường nằm khoảng 25-200 ppm 2.10 Đốt cháy: Hydroxypropylcellulose có đặc tính liên kết tuyệt vời Nó đặc biệt ứng dụng kỹ thuật thường sử dụng chất kết dính tạm thời Ví dụ bao gồm gốm sứ, lớp phủ men, vật liệu chịu lửa sản phẩm kim loại sơn tĩnh điện Polyme HPC làm bay cháy khơng có cặn nhiệt độ cao 250-500°C mơi trường ơxy hóa, khử trơ Hàm lượng tro cực thấp HPC hồn tồn khơng có cặn hữu sau trình đốt cháy đảm bảo sản phẩm khơng có chất gây nhiễm sau xử lý nhiệt 2.11 Tính dẻo nhiệt hình thành màng: Nói chung Hydroxypropylcellulose polyme nhiệt dẻo thích hợp cho tất q trình kéo dài tạo hình nóng Tính dẻo nhiệt khơng phụ thuộc vào khối lượng phân tử chiều dài chuỗi xenlulozơ HPC tạo thành màng linh hoạt, ổn định bền làm khô khỏi dung dịch nước Màng khơng bị dính, độ ẩm cao Chúng tạo thành rào cản vĩnh viễn dầu chất béo Ngoài ra, màng hàn kín hàn nóng đặc tính nhiệt dẻo HPC CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA HYDROXYPROPYL CELLULOSE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM Các ứng dụng thực phẩm: 20 Hydroxypropyl cellulose polysaccharide bán tổng hợp, thành phần thành tế bào xanh tảo Trong thương mại điều chế từ gỗ propyl hóa Nó tạo loại bột nước, hòa tan tạo thành gel nhớt trong, sử dụng chất làm dày, chất độn, chất chống vón cục chất nhũ hóa nhiều loại thực phẩm Được sử dụng kẹo cao su, ngũ cốc, thịt xử lý nhiệt, tráng miệng từ sữa, tráng miệng từ trái cây, hỗn hợp ca cao, công thức giảm cân nước điện giải Thức ăn nấu sẵn HPC bảo quản độ tươi ngon cho bánh hamburger, pizza, gà loại thực phẩm khác cách xịt lên bề mặt thực phẩm trước nấu Và nhanh chóng tan rã vịng phút q trình nấu nướng Hình 1: Bột hydroxypropyl cellulose Hình 2: Ứng dụng hydroxypropyl cellulose bánh hamburger 21 Hình 3: Ứng dụng hydroxypropyl cellulose kem làm bánh Chất ổn định HPC hoạt động chất ổn định kem sữa đông lạnh để kéo dài thời gian bảo quản cải thiện tình trạng tràn; Nó sử dụng lớp phủ cho sơ cô la ngăn chặn sô cô la bị mềm, oxy hóa nấm mốc bảo quản nhiệt độ đơng lạnh Nó sử dụng để ổn định sản phẩm thực phẩm rời Nó tốt việc tạo bọt hoạt động tốt với loại dầu thực vật CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Nhìn chung, với chức cải tạo cấu trúc như: làm đông, làm đặc, tạo gel, ổn định hệ nhũ tương, nhiều chức khác Hydroxypropyl cellulose sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực thực phẩm, nhằm cải tạo tính chất sản phẩm thực phẩm Trong thực phẩm hydroxypropyl cellulose kết hợp với thành phần khác thực phẩm để tạo cấu trúc mong muốn ứng ăn liền 22 vv Sử dụng nhiều sản phẩm : kem , bánh mỳ , bánh bích quy , sữa , mì ăn liền, TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 11921-5:2017 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F4 Gia vị phụ gia thực phẩm biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố; [2] Cellulose and Cellulose Derivatives in the Food Industry by Tanja Wuestenberg pp.319-342, 2014 [3] Safety and efficacy of hydroxypropyl cellulose for all animal species, 2020 [4] Viscosity of hydroxypropyl cellulose solutions in non-entangled and entangled states by Maria Bercea and Patrick Navard, 2018 [5] Re-evaluation of celluloses E 460(i), E 460(ii), E 461, E 462, E 463, E 464, E 465, E 466, E 468 and E 469 as food additives, 2018 23 ... cho sản phẩm thực phẩm Em chọn đề tài tìm hiểu ? ?Hydroxypropyl cellulose ứng dụng thực phẩm ” nhằm cung cấp thông tin Hydroxypropyl Cellulose sử dụng phổ biến thực phẩm, để hiểu rõ ứng dụng hợp... CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA HYDROXYPROPYL CELLULOSE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM Các ứng dụng thực phẩm: 20 Hydroxypropyl cellulose polysaccharide bán tổng hợp, thành phần thành tế bào xanh tảo Trong thương... nhiều chức khác Hydroxypropyl cellulose sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực thực phẩm, nhằm cải tạo tính chất sản phẩm thực phẩm Trong thực phẩm hydroxypropyl cellulose kết hợp