tiểu luận môn phụ gia thực phẩm đề tài gelatin

Với các đặctính trên, bột Gelatin được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm: Làmbánh, nấu chè, kẹo,…2.Định nghĩa gelatinHiện nay có nhiều cách khác nhau để định nghĩa gelatin, định ng

THÀNH VIÊN NHÓM 6:

GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI

TPHCM, NGÀY 11 THÁNG 9 NĂM 2023

Nguyễn Thanh Huyền 21051671

Hồ Thị Trúc Quyên 21035521Trần Thị Tuyết Thương 21051541Nguyễn Phúc Hiện 21040121Nguyễn Huỳnh Thanh Nhi 21050421

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Lê Thị Thúy Anh Thuyết trình ,nội dung 6Nguyễn Thanh Huyền Nội dung 3,4

Lê Hoàng Phú Qúy Powerpoint

Hồ Thị Trúc Quyên Powerpoint, nội dung 7Trần Thị Tuyết Thương Nội dung 5

Nguyễn Phúc Hiện Nội dung 1,2 Nguyễn Huỳnh Thanh Nhi Nội dung 8

3.1.Phân loại gelatin theo nguyên liệu sản xuất 3

3.2.Phân loại gelatin theo các phương pháp sản xuất : 4

3.3.Phân loại Dựa vào hình dáng bên ngoài chia gelatin thành 2 loại: 5

4.Tính chất của gelatin : 5

4.1.Tính chất vật lí: 5

4.2.Tính chất hóa lý : 5

4.3.Một số các yếu tố ảnh hưởng đến điểm đẳng điện : 5

5 Khả năng tạo gel, tạo màng của gelatin 6

5.1 Khả năng tạo gel: 6

5.1.1 Gelatin trong nước 6

5.1.2 pH của dung dịch gelatin 7

5.1.3 Nhiệt độ của dung dịch 7

5.1.4 Các thành phần khác trong dung dịch tạo gel 8

6.1.Liệt kê các ứng dụng trong thực phẩm 10

6.1.1.Trong công nghệ sản xuất bánh kẹo 10

6.1.2Trong công nghiệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa: 11

6.1.3.Trong sản xuất kem: 12

6.1.4.Trong công nghiệp sản xuất đồ uống : 12

6.1.5.Trong công nghiệp sản xuất thịt: 12

6.1.6.Trong dược phẩm: 13

Tài Liệu Tham Khảo 21

Too long to read onyour phone? Save

to read later onyour computer

Save to a Studylist

Lời mở đầu

Ngày nay, chúng ta luôn bắt gặp gelatin trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống hiệnđại Gelatin được sử dụng rộng rãi như một thành phần thiết yếu trong thựcphẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Nhu cầu sử dụng gelatin trên toàn cầu tăng dầnqua các năm Ở Việt Nam hàng năm phải nhập ngàn tấn gelatin từ các nước trênthế giới với giá thành lại cao.Nhưng vẫn chưa có ai hiểu biết đầy đủ về nó Tuynhiên trong tương lai, những quan tâm về gelatin không chỉ giới hạn cho cácứng dụng trước đây mà còn sự quan tâm về những ứng dụng mới trong thựcphẩm, trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, Nhờ vào tính độc đáo, gelatin đã trởthành mối quan tâm của nhiều người trong xã hội Bài báo này sẽ cung cấp chomọi người những thông tin cơ bản về gelatin, để mà làm tiền đề nghiên cứu sâuhơn về gelatin.

Gelatin có nguồn gốc từ tiếng Latinh là gelatus, có nghĩa là màng hay chất làmđông Theo các nhà nghiên cứu khoa học, hơn 2000 năm trước con người đãbiết sử dụng mô liên kết và các sản phẩm của nó trong chế biến thực phẩm đểtạo ra các sản phẩm có dạng gel Từ năm 1700, thuật ngữ gelatin đã bắt đầuđược sử dụng phổ biến hơn Năm 1754, bài báo đầu tiên trong lĩnh vực chấtdính được đăng tải ở Anh về sản xuất xuất ra hồ dán tự nhiên với thành phần cơbản là gelatin và một vài chất khác của thợ làm đồ gỗ Năm 1850, công nghiệpsản xuất gelatin đã bắt đầu xuất hiện ở Mỹ với nguồn nguyên liệu chính lúc nàylà da chưa thuộc và xương từ heo và bò Năm 1930, ngành sản xuất ở Châu Âumới bắt đầu, nhưng không lâu Châu Âu lại trở thành khu vực sản xuất gelatinquan trọng nhất thế giới Năm 1973, WHO đã đưa ra tiêu chuẩn nhận biết và độsạch của gelatin thực phẩm và xem gelatin như một loại thực phẩm Năm 1974,công nghiệp sản xuất gelatin phát triển vô cùng lớn mạnh dẫn đến yêu cầu thànhlập “Hiệp hội gelatin của Châu Âu” (GME) để đại diện cho quyền lợi của cácnhà sản xuất và cho người tiêu dùng.

Trong lần đầu thực hiện, mặc dù đã cố gắng tìm hiểu, cập nhật những kiến thứcmới nhưng chắc rằng bài báo cáo này không tránh khỏi những thiếu sót Chúngem mong nhận được những lời đóng góp của thầy và các bạn Chúng em xinchân thành cảm ơn.

1 Khái niệm

Gelatinlà chế phẩm được tạo ra từ collagen chiết xuất phía dưới da, xươngđộng vật hoặc từ thực vật Đây là một loại protein không vị, không mùi, trongsuốt hoặc có màu hơi ngả vàng.

Bột gelatin giúp ổn định cấu trúc thực phẩm, tránh hiện tượng tách lỏng để từđó giúp thành phẩm có kết cấu bền hơn, đạt kết quả như mong đợi Với các đặctính trên, bột Gelatin được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm: Làmbánh, nấu chè, kẹo,…

2.Định nghĩa gelatin

Hiện nay có nhiều cách khác nhau để định nghĩa gelatin, định nghĩa được nhiềungười sử dụng là định nghĩa của Bailey và Paul (1998): “gelatin về căn bản làprotein tinh sạch dùng trong thực phẩm, thu nhận từ collagen đã bị thoái hóado nhiệt, có cấu trúc như protein động vật”.

Gelatin có thành phần chủ yếu là 50.5% cacbon, 6.8 % hidro, 17% nitơ và25.2%oxy.

Nguồn nguyên liệu sản xuất gelatin dồi dào nhất là da lợn (46%),

Cấu tạo của gelatin

Cấu trúc phân tử của gelatin gồm 18 acid amin khác nhau liên kết theo một trậttự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 acid amin,hình thành nên cấu trúc bậc 1 Giống như collagen, gelatin cũng là một hỗn hợpcác chuỗi đơn và chuỗi kép có đặc tính ưa nước, cấu trúc thường gặp củagelatin: Ala-Gly-Pro-Arg-Glu-4Hyp-Gly-Pro.[4]

3.Phân loại

- Gelatin được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau với các phươngthức sản xuất, hình dáng khác nhau nên phân loại gelatin rất đa dạng trong đó cócác loại cơ bản :

3.1.Phân loại gelatin theo nguyên liệu sản xuất

-Gelatin là sản phẩm từ collagen bị thoái hóa do nhiệt Vậy nên các nguyênliệu có chứa collagen có hàm lượng lớn mình có thể sử dụng để sản xuấtgelatin Trong thực tế thì gelatin được sản xuất từ 2 nguồn nguyên liệu đó làđộng vật có vú và cá Dựa vào nguồn gốc của nguyên liệu thì gelatin được chiathành 2 loại:

+ Gelatin có nguồn gốc từ động vật có vú ( bò, heo):

Nguồn nguyên liệu này được sử dụng nhiều để sản xuất gelatin Nhưng hiện nay, bệnh dịch bò điên xảy ra nên đã làm giảm đi nguồn nguyên liệu này để sảnxuất gelatin

Gelatin được sản xuất từ collagen của xương và da của động vật có vú được mọingười đánh giá là có chất lượng tốt hơn so với gelatin có nguồn gốc khác.+Gelatin có nguồn gốc từ cá :

Do bệnh dịch bò điên mà gelatin có nguồn gốc từ động vật bị hạn chế sử dụng Vì vậy trong công nghiệp chế biến cá đã trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năngđể sản xuất gelatin.

Nhưng nó phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu mà các loại cá khác nhau rất lớn vềthành phần acid amin nên sản xuất cá có chất lượng không ổn định

=>So với gelatin từ động vật có vú thì gelatin làm từ cá có chất lượng thấp hơnvì cấu tạo của da cá chứa ít amino acid , đặc biệt là hydroxyproline và prolinehơn là da và xương của động vật có vú Vì vậy mà sản xuất gelatin từ cá cònthấp.

3.2.Phân loại gelatin theo các phương pháp sản xuất :

Dựa vào phương pháp xử lí của collagen trong sản xuất gelatin thì chúng tađược phân gelatin thành 2 loại:

+ Gelatin loại A:

Được thu trong quá trình xử lý nguyên liệu acid

Nguồn nguyên liệu chủ yếu sản xuất gelatin này là da heo và xương

Độ gel và độ nhớt thấp hơn gelatin loại B bởi trong sản xuất có các phân đoạnphân tử có khối lượng thấp hơn khi ở cùng 1 điều kiện tạo gel.

+Gelatin loại B :

Được thu trong quá trình xử lý nguyên liệu dùng kiềm Nguyên liệu chủ yếu sàn xuất gelatin này là da sống và xương.-Và cũng có một số loại gelatin khác như là :

+Gelatin tan trong nước lạnh:

Được biết các loại gelatin thông thường được sản xuất bằng cách chúng ta tạogel và sau đó đem đi sấy nên gelatin thành phần ở dạng hạt có cấu trúc chặt chẽ.Khi muốn hòa tan thì ta phải đem đi gia nhiệt để tạo điều kiện cho nước xâmnhập vào hạt gel vì khi gia nhiệt các liên kiết trong gelatin bị yếu đi khi đó nướcxâm nhập sẽ dễ dàng hơn.

Để bỏ qua giai đoạn gia nhiệt tạo dung dịch gelatin người ta đã tạo ra gelatin cókhả năng tan trong nước lạnh mà không cần phải gia nhiệt

Gelatin tan trong nước lạnh đây là loại được tạo ra khi sấy mà không cần quaquá trình tạo gel nên sản phẩm này có cấu trúc vô định hình Cấu trúc này làmcho gelatin trương nở rất nhanh trong nước lạnh Mạng phân tử ba chiều của nócó liên kết lỏng lẻo, sự sắp sếp các phân tử đều ngẫu nhiên , lực liên kết giữa

chúng rất yếu vì vậy nước có thể dễ dàng xâm nhập vào cấu trúc phân tử vớimột lượng lớn nhất có thể và tạo thành cấu trúc tương tự gel

Ví dụ : gelatin này thường được dùng để làm chất ổn định như bánh gatoo,pannacotta ,…

+Gelatin thủy phân :

Gelatin này được tạo ra trong quá trình phân giải collagen sâu sắc, có khả nănghòa tan trong nước lạnh và nó không có khả năng tạo gel

Gelatin này thường được sản xuất bằng cách sử dụng enzym trong quá trìnhthủy phân sau đó tiệt trùng ,cô đặc cuối cùng là đem đi sấy phun.

+Gelatin ester hóa :

Gelatin được ester hóa bởi các acid béo điều này giúp có khả năng tạo nhũ củagelatin đồng thời làm tăng khả năng ứng dụng của acis béo bởi bản thân nókhông thể bổ sung trực tiếp vào sản phẩm được vì nó không hòa tan trongnước , dễ bị oxy hóa,….

3.3.Phân loại dựa vào hình dáng bên ngoài chia gelatin thành 2 loại:

- Dạng bột được sản xuất từ 100% da lợn, có dạng hạt nhỏ như đường, dễ hòa

4.Tính chất của gelatin :

4.1.Tính chất vật lí:

+ Gelatin trong suốt, gần như không mùi, không vị, giòn, dễ tiêu hóa và là một

từ 9-12% độ ẩm và có tỉ trọng riêng 1.3-1.4 Gelatin là chất rắn dạng bột, lá vàhạt Màu sắc của bột phụ thuộc trên nguồn nguyên liệu gelatin Gelatin cónguồn gốc từ da bò, da lợn chúng sẽ có màu hơi vàng so với gelatin có nguồngốc từ cá Nhưng màu sắc không ảnh hưởng gì tới đặc tính của gelatin.+ Gelatin có khả năng tan trong các polyol như glyserin , glycol, manitol nhưngkhông tan trong cồn , aceton, benzen,… và các dung môi hữu cơ khác.

+ Gelatin sẽ bị kết tủa ở nồng độ cao khi trong dung dịch có mặt của các muốiphosphat,sulfat, ở nồng độ thấp.

4.2.Tính chất hóa lý :

+ Điểm đẳng điện : gelatin có thể hoạt động như một acid hoặc kiềm tùy thuộcvào pH Trong dung dịch thì acid gelatin tích điện dương và trong dung dịchkiềm nó tích điện âm Điểm trung gian ở đó sự tích điện bằng 0 gọi là điểmđẳng điện.

Trong suốt quá trình điều chế gelatin, quá trình xử lý bằng acid hoặc kiềm sẽthủy phân nhóm amid trong phạm vi lớn hoặc nhỏ lớn Do đó , điểm đẳng điệncủa gelatin có thể thay đổi từ 9,4 ( không thay đổi nhóm amid) đến 4,8 ( 90-95% các nhóm acid carboxylic tự do ) Điểm đẳng điện nó có ảnh hưởng đến

độ nhớt và độ bền gel từ đó nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng củagelatin

4.3.Một số các yếu tố ảnh hưởng đến điểm đẳng điện :

nhau sẽ có thành phần acid amin khác nhau do dịch trích pi khác nhau.

có điểm đẳng điện cao 6,5 – 9 vì điều kiện thao tác công nghệ duy trì đượcgiá trị gần hơn với điểm đẳng điện của collagen

5 Khả năng tạo gel, tạo màng của gelatin

5.1 Khả năng tạo gel:

- Khả năng tạo gel là một trong những tính chất chức năng quan trọng nhấtcủa gelatin, là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng galetinvà quyết định khả năng ứng dụng của gelatin.

- Gelatin trương nở khi cho vào nước , hấp thụ một thể tích nước bằng 5-10lần thể tích của bản thân nó Khi được gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn điểm tanchảy, gelatin đã trương nở hoà tan và tạo thành gel khi được làm nguội Quátrình chuyển đổi giữa dạng dung dịch và dạng gel có tính thuận nghịch Tínhchất này được ứng dụng trong nhiều quá trình chế biến thực phẩm.

- Ngoài ra, gel của gelatin bắt đầu tan chảy ở 27-34°C và có khuynh hướng tantrong miệng Tính chất này được ứng dụng nhiều trong thực phẩm Cơ chế cơbản của sự tạo gel là sự thay đổi ngẫu nhiên của dạng xoắn ốc Acid amin củacác chuỗi polypeptide khác nhau tạo một hình thể xoắn ốc khi làm nguội và cácvòng xoắn này được ổn định nhờ các cầy hydro, tạo gel ba chiều Sự tạo gel củagelatin được xem như sự tái tạo một phần của collagen và phần tái tạo này hoạtđộng như một chức năng của gel.

- Quá trình thuỷ phân được xúc tiến bởi nhiều tác nhân : base, acid, enzyme,nhiệt độ, vi khuẩn và chiếu xạ, tạo nên sự giảm từng bước trong tính chất tạo gelcủa gelatin Phạm vi của thuỷ phân được xác định bằng cách đo độ bền gel.

- Dung dịch có 6,67% trong nước

- Điều chỉnh pH bằng NaOH hoặc acid citric đến giá trị thích hợp

- Dung dịch được giữ ở nhiệt độ 60°C, 80°C, 100°C trong 3h, 8h và 24h Đo độ

bền gel theo tiêu chuẩn Anh sau 17h ở 10°C

- Khả năng tạo gel của gelatin trong các loại dung môi khác nhau là khác nhau.Vì vậy khi đánh giá khả năng tạo gel của gelatin ta chú ý cẩn thận, sau đây là 2loại môi trường cơ bản: gelatin trong nước và gelatin trong dung dịch.

5.1.1 Gelatin trong nước

Gelatin trương nở khi cho vào nước , hấp thụ một thể tích nước bằng 5-10lần thể tích của bản thân nó Khi được gia nhiệt đến nhiệt độ cao hơn điểm tan

chảy, gelatin đã trương nở hoà tan và tạo thành gel khi được làm nguội Quátrình chuyển đổi giữa dạng dung dịch và dạng gel có tính thuận nghịch Tínhchất này được ứng dụng trong nhiều quá trình chế biến thực phẩm Ngoài ra, gelcủa gelatin bắt đầu tan chảy ở 27-34°C và có khuynh hướng tan trong miệng.Tính chất này được ứng dụng nhiều trong thực phẩm

Quá trình tạo gel gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: hấp thụ và trương nở trong nước để tạo thành dung dịch, giai đoạn

xảy ra khi gelatin đưược cho vào nước và gia nhiệt ở 45-60°C

- Giai đoạn 2: tạo liên kết ngang nối các phân tử gelatin lại với nhau thành không

gian 3 chiều, giai đoạn này xảy ra khi dung dịch gelatin đưược làm nguội ở 12°C

Khả năng hấp thụ nước của gelatin phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu và cácyếu tố công nghệ khi tạo gel như pH , nhiệt độ, nồng độ các chất trong dungdịch.

5.1.2 pH của dung dịch gelatin

Gelatin có giá trị pH càng gần đến điểm đẳng điện thì khả năng khuếch tánnước vào càng cao Tại điểm đẳng điện thì khả năng khuếch tán nước là caonhất, gelatin trương nở nhanh nhất và khối gel tạo thành có độ bền gel cao nhất.Nguyên nhân là do ở pI , các protein trung hoà về điện, các mạch gelatin sẽ tiếnlại gần nhau để tạo liên kết với nhau

5.1.3 Nhiệt độ của dung dịch

- Nhiệt độ tạo gel: nhiệt độ càng cao thì khả năng khuếch tán của nước càngmạnh Ở nhiệt độ < 20°C , dù hàm lượng gelatin rất thấp vẫn có khả năng tạogel Ở nhiệt độ trong khoảng 20-30°C, dung dịch gelatin vừa tồn tại ở dạng gel,vừa dạng dịch nhớt, vừa dịch lỏng, phụ thuộc vào nhiệt độ và hàm lượnggelatin Ở nhiệt độ > 35°C , phân tử gelatin rời rạc, dù hàm lượng gelatin caochúng vẫn không liên kết với nhau, không tạo gel bền mà chỉ tăng độ nhớt.Nhiệt độ tạo gel càng thấp thì gel có độ bền càng lớn.

- Độ bền gel: dung dịch gelatin phụ thuộc vào khả năng hấp thụ nước củagelatin và khả năng hình thành liên kết ngang giữa các phân tử gelatin - Thời gian tạo gel: thời gian tạo gel còn được gọi là thời gian trưởng thành,thời gian tạo gel càng dài thì các liên kết ngang hình thành càng nhiều và càngổn định nên độ bền gel càng lớn.

- Nồng độ dung dịch tạo gel: trong dung dịch gelatin, nồng độ gelatin càng caothì gel tạo thành có độ bền càng lớn.

Hình 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng khuếch tán nước vào dung dịchgelatin

Hình 2 Độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ và loại gelatin 5.1.4 Các thành phần khác trong dung dịch tạo gel

- Trong các sản phẩm thực phẩm, gelatin thường được dùng phối hợp với cáchợp chất khác để làm thay đổi khả năng tạo gel và độ bền gel của khối gel tạothành theo yêu cầu của sản phẩm.

- Trong dung dịch đường, khi nồng độ đường trong hỗn hợp đường gelatin<30% thì hỗn hợp có khả năng tạo gel yếu và khi hỗn hợp trong nồng độ đườngtăng lên >30% thì hỗn hợp có tính chất của một chất lỏng.

- Trong dung dịch pectin ở nồng độ 1% , nồng độ gelatin thay đổi từ 1-10%.Với sự có mặt của pectin thì dung dịch có các nồng độ gelatin thấp thay đổi tínhchất không đáng kể Gel tạo thành mềm và ít dai hơn nhưng tăng modul tàng trữvà ít mất nhớt.

- Trong dung dịch agar thì gelatin tạo gel tốt hơn vì agar đóng vai trò là chất hỗtrợ, chất nền cho quá trình hoà tan gelatin Tuy nhiên khi nồng độ gelatin quácao, cao hơn 2.5% thì vai trò này sẽ bị đảo ngược Kết hợp hai chuỗi polymerlại đã hình thành nhiều liên kết nên tính chất gel cũng thay đổi Hỗn hợp agar-gelatin có tính cứng và bền hơn so với gel tạo thành từ gelatin thì lại mềm hơngel tạo từ agar.

5.2 Khả năng tạo màng:

Ngoài khả năng tạo gel, khả năng tạo màng cũng là tính chất giúp gelatin đượcứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp như thực phẩm hay dưược phẩm,màng gelatin được dùng rất phổ biến Tuy nhiên màng gelatin luôn được tàothành công với các phụ gia khác nhằm hỗ trợ các đặc tính của nhau và hạ giáthành sản phẩm.

5.2.1 Tinh bột – Gelatin

- Tinh bột là một trong những polymer tự nhiên phổ biến vì giá thành rẻ, khảnăng tái tạo cao và hoạt tính sinh học tốt, tuy nhiên khi so sánh với các màngloại khác thì màng tinh bột có những giới hạn về các đặc tính động học.- Gelatin có thể cải thiện tính chất của màng sinh học và làm chúng có khả năngnhư các chất plastic.

- Nồng độ gelatin được dùng trong nghiên cứu từ 0-0.7% Khi nồng độ gelatincàng cao thì làm tăng khả năng kéo giãn của màng Tuy nhiên, tại pH của hỗnhợp gần với pI của gelatin thì không xảy ra phản ứng giữa gelatin với tinh bột,màng sẽ có tính giãn kém Khi pH hỗn hợp cách xa pI của gelatin thì liên kếtgiữa gelatin với tinh bột được hình thành làm cho khả năng kéo giãn của màngtăng lên.

5.2.2 Chitosan – Gelatin

- Chitosan là một polysaccharide được điều chế bằng sự khử acetyl của chitinbằng cách xử lí với dung dịch KOH hoặc NAOH đậm đặc, trong đó chitin làmột polysaccharide thấy nhiều trong vỏ tôm, cua, vỏ các loại côn trùng…- Màng được tạo thành từ chitosan có 2 đặc tính đó là sự phân huỷ sinh học vàcó độ thoát oxi thấp Khi có mặt của gelatin sẽ tăng hiệu quả tạo màng trongđiều kiện pH acid và nhiệt độ cao Đặc tính ảnh hưởng nhiều đến tính chất màng