Tổng quan về chất tạo vị ngọt trong thực phẩm​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI BÁO CÁO CÁC CHẤT TẠO NGỌT THỰC PHẨM Giảng viên : Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt Sinh viên : HC05TP TPHCM-11/2006 • Chất tạo ngọt thực phẩm Mục lục Trang Giới thiệu chung 2 A – Các chất tạo ngọt dinh dưỡng 3 I – Glucose 3 II – Galactose 4 III – Saccharose 5 IV – Maltose 6 V – Lactose 7 B – Các chất tạo ngọt kém dinh dưỡng 8 I – Sorbitol 8 II – Mannitol 9 III – Xylitol 10 IV – Fructose 11 V – Mannose 12 C – Các chất tạo ngọt không dinh dưỡng 14 I – Saccharin 14 II – Aspartame 16 III – Sucralose 18 IV – Cyclamate 19 V – Neotame 20 VI – Acesulfam potassium 21 VII – Alitame 22 Quy đònh ở Việt Nam về các chất tạo ngọt không dinh dưỡng 22 D – Chất tạo vò lợ 23 I – Sự ra đời của bột ngọt 23 II – Bột ngọt là gì? 23 III – Bột ngọt được sản xuất như thế nào? 26 IV – Trong thực phẩm nên cho bao nhiêu bột ngọt sẽ đạt hiệu quả tốt? 26 2 • Chất tạo ngọt thực phẩm Lời kết 29 Tài liệu tham khảo 30 Giới thiệu chung Vò ngọt là một trong năm vò cơ bản (ngọt, chua, mặn, đắng và lợ), cũng là loại vò đem lại cảm giác dễ chòu. Ngoài những loại thực phẩm tự nhiên ngọt sẵn như các loại trái cây, thì ngày nay con người đã sản xuất ra rất nhiều các loại chất tạo ngọt, đóng vai trò là chất phụ gia làm tăng giá trò cảm quan cho thực phẩm. Trong tự nhiên có hàng trăm hợp chất có vò ngọt, đa phần là hợp chất hữu cơ, nhưng có rất ít trong số đó được cho phép sử dụng trong thực phẩm. Thậm chí có những chất ngọt nhưng rất độc như chloroform, nitrobenzene, chì acetate (CH 3 COO) 2 Pb… Các chất tạo ngọt thường được gọi là đường. Tuy nhiên không phải tất cả đều là hợp chất carbonhydrate, mà trong đó còn có cả các chất có nguồn gốc từ acid amine. Dựa vào giá trò dinh dưỡng người ta chia chất tạo ngọt ra làm 3 loại: chất tạo ngọt dinh dưỡng, chất tạo ngọt kém dinh dưỡng và chất tạo ngọt không dinh dưỡng. Cả 3 loại này sẽ lần lượt được giới thiệu sau đây. 3 • Chất tạo ngọt thực phẩm A- CÁC CHẤT TẠO NGỌT DINH DƯỢNG Chất tạo ngọt dinh dưỡng là những chất được hấp thụ gần như hoàn toàn trong cơ thể, các chất này bò oxy hóa tạo ra năng lượng cho các quá trình chuyển hóa và hoạt động của con người. Nhóm các chất tạo ngọt dinh dưỡng gồm có glucose, galactose, saccharose, maltose, lactose… I. Glucose 1.Nguồn gốc: Glucose là loại đường tiêu biểu nhất. Trong tự nhiên được tìm thấy ở dạng tự do có trong các loại hoa quả, đặc biệt có nhiều trong nho chín nên còn được gọi là đường nho. Glucose phổ biến ở cả động vật và thực vật, là thành phần của nhiều oligo và polysaccharide quan trọng như: maltose, saccharose, tinh bột và cellulose. 2.Công thức hóa học CTPT: C 6 H 12 O 6 CTCT: dạng mạch hở hoặc mạch vòng 4 • Chất tạo ngọt thực phẩm Alpha D – Glucose Glucose 3.Tính chất – Ứng dụng Glucose là những tinh thể không màu, có vò ngọt, tan nhiều trong nước, ít tan trong rượu, nóng chảy ở 146 o C. Trong cơ thể người và động vật, glucose là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng; trong máu, glucose là 1 thành phần cố đònh. Khi glucose đi vào cơ thể, nó được dự trữ trong gan dưới dạng glycogen, nếu dư thừa nó sẽ được chuyển hóa thành lớp mỡ dưới da nhờ có hormone insulin. Khi cơ thể hoạt động , nó sẽ chuyển hóa lại thành glucose, thông qua 1 chuỗi các phản ứng xúc tác enzyme, glucose được oxi hoá thành CO 2 , hơi nước , và năng lượng dưới dạng ATP. C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 + H 2 O + năng lượng Dưới tác dụng của các enzyme, đường glucose dễ bò phân tích thành các sản phẩm khác như rượu etylic, acid lactic, acid butyric, acid limonic. Trong công nghiệp glucose được điều chế bằng cách thủy phân các polysaccharide trong thiên nhiên như tinh bột, saccharose, cellulose dưới tác dụng của acid vô cơ hay enzyme. Glucose được hấp thu dễ dàng, nó được dùng làm thức ăn có giá trò dinh dưỡng cao. Glucose còn được dùng trong y học như huyết thanh glucose được tiêm cho người bệnh khi lượng glucose trong máu không ổn đònh. Glucose còn được dùng để tổng hợp vitaminC. Đa số các động vật, trừ chuột bạch, khỉ và người, đều có khả năng tổng hơp vitamin C từ glucose. II.Galactose 5 • Chất tạo ngọt thực phẩm O OH H OH H CH 2 OH H H OH OH α–D–galactose D–Galactose Trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng D – Galactose. Có trong thành phần của đường sữa lactose(glucose+ galactose), trong củ cải đường và các chất nhầy, chất gôm của thực vật. Galactose nóng chảy ởø 160 o C, khó lên men hơn glucose và mannose. Galactose chỉ bò lên men bởi các nấm men riêng biệt. D – Galactose là đơn vò cấu tạo nên melibiose, agar-agar, dẫn xuất của D – Galactose là acid galacturonic là thành phần của pectin. Trong mô thần kinh, galactose tồn tại dưới dạng phức chất cerebroside. Galactose cũng được tổng hợp từ cơ thể, là thành phần của glycolipid và glycoprotein. Trong 1 số mô nó có chứa năng lượng dinh dưỡng nên được xem là 1 chất ngọt dinh dưỡng. Galactose kém ngọt hơn glucose và không tan trong nước. Galactose cùng với glucose là thành phần của disaccharide lactose. Sự thuỷ phân lactose để tạo glucose và galactose được xúc tác bởi enzym β - Galactosidase. Trong 2 cuộc nghiên cứu gần đây đã đưa ra giả thuyết có thể có sự liên hệ giữa galactose và bệnh ung thư buồng trứng, nhưng những nghiên cứu khác đã thất bại trong việc đưa ra những bằng chứng cho sự liên hệ này. • Ảnh hưởng của các dẫn xuất galactose: sự thiếu hụt galactokinase gây ra bệnh đục thuỷ tinh thể. Nếu có 1 chế độ ăn uống galactose tự do kòp thời thì bệnh đục thuỷ tinh thể sẽ bò đẩy lùi mà không có biến chứng nào có thể xảy ra. Sự thiếu hụt UDP galactose 4 - epimera rất hiếm , nó gây ra tật điếc. III.Saccharose 1.Trạng thái tự nhiên 6 • Chất tạo ngọt thực phẩm Saccharose rất phổ biến trong tự nhiên, có nhiều trong mía, củ cải đường (dùng để sả n xuất đường) và một số thực vật khác nên saccharose còn được gọi là đường mía. Trong củ cải đường và mía có chứa 20 – 25% đường saccharose. Trong đời sống saccharose có những tên gọi khác nhau: o Đường phèn: saccharose kết tinh ở 30 0 C dưới dạng những cục lớn. o Đường kính: saccharose có độ tinh khiết khá cao. o Đường cát: saccharose có lẫn tạp chất màu vàng nâu, v.v… 2.Cấu tạo hóa học Saccharose do m t phân tử ộ α- D- Glucopiranoside (1→2) β- D- Frucofuranoside α - Glucose dở ạng piranose liên kết với một phân tử ở dạng furanose bằng liên kết glucoside xảy ra ở C 1 của gốc α - Glucose và C 2 của gốc β - Fructose , loại đi một phân tử H 2 O. Do vậy saccharose còn được gọi là ( có độ quay cực bằng +66.5 0 ) CH 2 OH O H HOH 2 C C O H H OH H OH OH H O H H OH OH C H CH 2 OH 4 6 5 3 2 1 2 1 3 4 5 6 3.Tính chất – Ứng dụng Saccharose (còn gọi là sucrose) là tinh thể không màu, không mùi, có vò ngọt, tan nhiều trong nước, nhất là nước nóng, nóng chảy ở 185 0 C, tỷ trọng: 1.5879g/cm 3 Ở nhiệt độ cao, với xúc tác là enzyme invertase hoặc HCl, saccharose bò thủy phân tạo thành đường nghòch đảo. Phản ứng nghòch đảo đường như sau: C 12 H 22 O 11 + H 2 O  → o THClinvertaseE ;;. C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Saccharose Glucose Fructose (+66.5 0 ) (+52.5 0 ) (-92.4 0 ) Như vậy phản ứng đã làm thay đổi góc quay cực từ phải sang trái nên gọi là đường nghòch đảo. Lợi ích của phản ứng này là tăng lượng chất khô 5,26%, tăng vò ngọt, tăng độ hòa tan của đường, tránh hiện tượng kết tinh lại nhờ tính hòa tan cao của fructose và tính khó kết tinh của glucose. Tính hòa tan của đường chung không những có thể được tăng lên nhờ thêm đường nghòch đảo mà cả khi thêm glucose hay siro glucose. Điều đó còn cho phép điều chỉnh độ nhớt của các dung dòch đường. Khi làm lạnh các dung dòch đường bão hòa saccharose(thu được ở nhiệt độ 7 • Chất tạo ngọt thực phẩm cao) sẽ tạo nên các dung dòch quá bão hòa của saccharose. Vận tốc kết tinh từ saccharose của các dung dòch này cũng như kích thước các tinh thể tạo thành có thể giảm đáng kể nhờ thêm vào dung dòch glucose, đừơng nghòch đảo, siro glucose. Tính chất này được úng dụng trong kỹ nghệ mứt kẹo để tạo nên các sản phẩm trong đó có saccharose dù ở nồng độ rất cao nhưng vẫn không kết tinh. IV. Maltose: CTPT: C 12 H 22 O 11 CTCT: CH 2 OH O H H OH H OH OH H O CH 2 OH O H H OH H OH OH H 1 H H 4 1 Maltose là disaccharide chứa 2 gốc α – glucopyranose liên kết với nhau nhờ nhóm OH ở vò trí C 1 và C 4 . Do còn một nhóm OH glucoside nên maltose có tính khử bằng một nửa của glucose. Maltose còn được gọi là α - D – Glucopyranoside (1 → 4 ) D – Glucopyranose. Maltose có nhiều trong thóc nảy mầm và trong malt đại mạch, mạch nha nên còn được gọi là đường nha. Thủy phân maltose bằng acid hoặc enzyme maltase thu được 2 phân tử α – D – glucose. Maltose được sản xuất bằng cách thủy phân tinh bột bằng enzyme β – amylase, có thể thu được ở giai đoạn đầu của quá trình lên men rượu tinh bột. Maltose được ứng dụng trong công nghệ bánh kẹo tạo vò ngọt thanh, tránh hiện tượng tái kết tinh đường, tạo cấu trúc mềm dẻo cho kẹo. V. Lactose CTPT: C 12 H 22 O 11 CTCT: CH 2 OH O H H OH H OH OH H CH 2 OH O H H OH H OH OH H O H H 1 4 1 Lactose được cấu tạo từ 1 phân tử β – D – galactose và 1 phân tử α – D – glucose, trong phân tử lactose còn lại 1 nhóm OH glucoside nên tính khử 8 • Chất tạo ngọt thực phẩm của nó bằng ½ của glucose. Lactose còn được gọi là β – D – galactopyranoside (1 -> 4) D – glucopyranose. Lactose có mặt trong tất cả các loại sữa nên còn được gọi là đường sữa(4- 8%). Cơ thể hấp thu lactose nhờ enzyme lactase, một số cá thể không có enzyme này. Độ ngọt của lactose chỉ bằng 1/6 saccharose. Ở nhiệt độ thường, lactose hòa tan trong nước ít hơn saccharose 10 lần. Nhưng ở 100 0 C thì độ tan của nó xấp xỉ saccharose. Lactose kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể. Vitamine B 2 có thể ức chế sự kết tinh lactose. B – CÁC CHẤT TẠO NGỌT KÉM DINH DƯỢNG Bên cạnh các chất tạo ngọt thông dụng như đường saccharose, glucose, fructose,… Một số hợp chất khác cũng có tác dụng tạo vò ngọt như sorbitol, mannitol, xylitol,… Đây là những loại đường kém dinh dưỡng, được ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm dùng cho người ăn kiêng, chewing gum không gây sâu răng… Sorbitol, mannitol, xylitol là các loại đường alcohol, không chứa nhóm aldehyde, thay vào đó là nhóm – CH 2 OH. Sorbitol và mannitol là đồng phân của nhau, CTPT: C 6 H 12 O 6 . Xylitol là 1 loại đường alcohol 5C, CTPT:C 5 H 12 O 5. Chúng có dạng bột trắng, không mùi và có vò ngọt. I. Sorbitol Sorbitol được xem là glucitol, trong đó nhóm aldehyde ( - CHO ) của glucose được thay thế bằng nhóm – CH 2 OH. 9 • Chất tạo ngọt thực phẩm glucose sorbitol Sự thay đổi này trong phân tử chỉ đủ làm cho sorbitol khó bò cơ thể hấp thụ và hấp thụ rất chậm, chứ không giảm mạnh độ ngọt. Do đó sorbitol được xếp vào nhóm chất tạo ngọt kém dinh dưỡng. Khối lượng phân tử của sorbitol là 182,17 g/mol, nóng chảy ở 95 0 C, sôi ở 296 0 C. Cơ thể có thể tự tổng hợp sorbitol, ngoài ra sorbitol còn có trong các loại quả hột cứng và các loại rau. Lượng calories có trong sorbitol chỉ bằng khoảng 2/3 lượng calories của đường: 1g sorbitol tạo ra 2,6 calories (11kJ) trong khi 1g đường cung cấp 4 calories (17kJ). Độ ngọt của sorbitol bằng 60% đường saccharose. Do cơ thể hấp thu sorbitol kém nên nó không làm tăng lượng insulin trong máu như đường và đặc biệt là sorbitol không gây sâu răng. Do những tính chất về cảm quan, dinh dưỡng như trên nên sorbitol được dùng như 1 loại đường thay thế, thường dùng trong thực phẩm ăn kiêng, kẹo ít ngọt, chewing gum không đường, nước ngọt, … Với vai trò là nguyên liệu trong sản phẩm thực phẩm, sorbitol có 2 tác dụng: chất tạo ngọt và chất giữ ẩm.  Tạo độ ngọt bằng 60% saccharose, là đường dùng trong thực phẩm ăn kiêng bởi vì cơ thể hấp thụ sorbitol rất chậm, không làm tăng nồng độ glucose trong máu, do đó không làm tăng lượng insulin trong cơ thể. Chính vì vậy mà dùng sorbitol thay đường rất hữu dụng.  Sorbitol có tác dụng giữ ẩm: được dùng trong các loại bánh ngọt, chocolate – là những chất dễ bò khô cứng. Dùng sorbitol để duy trì độ mềm vừa đủ và độ tươi của sản phẩm trong quá trình bảo quản.  Sorbitol thường được sử dụng kết hợp với những nguyên liệu khác như đường, chất tạo gel, protein và dầu thực vật. Trong cơ thể, sự phân hủy hoàn toàn sorbitol cho sản phẩm là hexane, từ đó tạo năng lượng cho cơ thể theo phương trình 19 C 6 H 14 O 6 13 C 6 H 14 + 36 CO 2 + 42 H 2 O 10 [...]... và chuyển xuống bọng đái 14 • Chất tạo ngọt thực phẩm C – CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG DINH DƯỢNG (CHẤT TẠO NGỌT NHÂN TẠO - ARTIFICIAL SWEETENERS) Ngày nay, công nghiệp thực phẩm phát triển mạnh mẽ, các loại đường ăn có nguồn gốc tự nhiên đang dần được thay thế bởi các loại chất tạo ngọt nhân tạo trong hầu hết các sản phẩm thương mại có đường Hầu hết các loại chất tạo ngọt này ngọt hơn đường saccharose rất... Nam về việc sử dụng các chất tạo ngọt không dinh dưỡng này như thế nào? Hiện nay tại Việt Nam, chỉ có các chất acesulfam potassium, aspartame, saccharin (và muối Na, K, Ca của nó), sucralose được phép sử dụng trong chế biến thực phẩm với giới hạn tối đa và có quy đònh rõ ràng Các chất tạo ngọt này được dùng trong sản xuất, chế biến thức uống và các thực phẩm có năng lượng thấp 24 • Chất tạo ngọt thực. .. báo cáo nghiên cứu về tính an toàn của bột ngọt dùng trong thực phẩm Có thể nói, cho tới nay, bột ngọt là loại thành phần thực phẩm được nghiên cứu an toàn triệt để nhất 28 • Chất tạo ngọt thực phẩm Năm 1970, nhóm chuyên gia thực phẩm của Cục Quản Lý Thực Dược Phẩm Hoa Kỳ (FDA) và WTO đã nghiên cứu khá kỹ càng về vấn đề bột ngọt tác động như thế nào trong cơ thể, làm các thí nghiệm về độc hại, xem xét... có giá trò về mặt dinh dưỡng, thậm chí có một số loại hiện vẫn còn gây ra nhiều tranh cãi về ảnh hưởng của chúng đối với sức khỏe con người Một điều thú vò là đa số các chất tạo ngọt này được tìm ra hết sức tình cờ trong phòng thí nghiệm Các chất này có ý nghóa về mặt kinh tế, vì chi phí sản xuất rẻ, cộng với độ ngọt hơn hẳn đường ăn hàng ngày 15 • Chất tạo ngọt thực phẩm Về mặt y học, các chất này được... Umami cũng có nghóa là vò mà Natri glutamate tạo nên cho sản phẩm Tại Việt Nam, Natri glutamate được gọi là bột ngọt hay mì chính II Bột ngọt là chất gì? Bột ngọt là acid amine tự nhiên trong thực phẩm Bảng hàm lượng acid amine có trong một số loại thực phẩm: 25 • Chất tạo ngọt thực phẩm Tên thực phẩm Pho mát Nước quả nho Cà chua Đậu Hà Lan Nấm Hoa lơ Ngô ngọt Khoai tây Đậu đũa Rau chân vòt Hàm lượng... SO 3 CTPT: C6H6NSO3Na.H2O 21 • Chất tạo ngọt thực phẩm CTCT : NH – SO3 – Na 3.Tính chất – ứng dụng Cyclamate ngọt hơn saccharose 30 – 50 lần, độ ngọt kém nhất trong số các loại chất tạo ngọt nhân tạo Cyclamate có thể để lại dư vò khó chòu, nhưng nói chung là không đáng kể so với dư vò của saccharin và acesulfame potassium Cyclamate thường được kết hơp với các chất tạo ngọt khác, đặc biệt là saccharin... “Hidrat Carbon ” hay rõ hơn là “polyol” Xylitol là 1 chất tạo ngọt phổ biến dùng trong thực đơn dành cho người ăn kiêng Bởi vì xylitol được cơ thể hấp thụ rất chậm và tạo ra năng lượng kém : 1g xylitol cung cấp 2,4 calories 12 • Chất tạo ngọt thực phẩm Trên 25 năm được thử nghiệm rộng rãi trong nhiều điều kiện, sorbitol được chứng nhận là chất tạo ngọt tốt cho răng, làm giảm tỉ lệ sâu răng IV.Fructose... 0,180 0,176 0,130 0,102 0,075 0,047 Trong thực phẩm có 5 chất dinh dưỡng cơ bản: đường, đạm, mỡ, chất khoáng và vitamine Trong đó, đạm (protein) là chất dinh dưỡng quan trọng tồn tại trong hầu hết thực phẩm, nhất là các thực phẩm từ động vật có hàm lượng đạm rất dồi dào Protein do 20 loại acid amine kết hợp cấu tạo nên Trong đường tiêu hóa của cơ thể người, protein trong thực phẩm sẽ bò tiêu hóa thành acid... chúng tạo ra giá trò về mặt cảm quan, đó là vò ngọt mong muốn, nhưng lại không cung cấp năng lượng, nghóa là không làm tăng hàm lượng đường trong máu Phần lớn chất tạo ngọt nhân tạo được cho phép sử dụng trong thực phẩm ở nhiều nước trên thế giới, phổ biến nhất là các loại sau: saccharin, aspartame, sucralose, neotame, acesulfame potassium, alitame… I Saccharin 1.Nguồn gốc Saccharin là chất tạo ngọt. .. ngọt thực phẩm D – CHẤT TẠO VỊ L Ngoài các loại chất tạo ngọt kể trên, trong chế biến không thể không nhắc đến một loại gia vò khác, đó là bột ngọt ( mì chính) Bột ngọt cũng có vò ngọt, nhưng nó khác hẳn đường, người ta gọi đó là vò lợ I Sự ra đời của bột ngọt Vò giác của con người ngoài 4 vò chính đã được phát hiện là chua, ngọt, mặn, đắng, gần đây các nghiên cứu khoa học còn chứng thực được có thêm . chất tạo ngọt ra làm 3 loại: chất tạo ngọt dinh dưỡng, chất tạo ngọt kém dinh dưỡng và chất tạo ngọt không dinh dưỡng. Cả 3 loại này sẽ lần lượt được giới thiệu sau đây. 3 • Chất tạo ngọt thực. và chuyển xuống bọng đái. 14 • Chất tạo ngọt thực phẩm C – CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG DINH DƯỢNG (CHẤT TẠO NGỌT NHÂN TẠO - ARTIFICIAL SWEETENERS) Ngày nay, công nghiệp thực phẩm phát triển mạnh mẽ, các. HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI BÁO CÁO CÁC CHẤT TẠO NGỌT THỰC PHẨM Giảng viên : Th.S Tôn Nữ Minh Nguyệt Sinh viên : HC05TP TPHCM-11/2006 • Chất tạo ngọt thực phẩm Mục