Phụ Gia Làm Bền Nhũ Tương

Phụ Gia Làm Bền Nhũ Tương

Đề Tài : Phụ Gia Làm Bền Nhũ Tương A/ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PHỤ GIA. I/ Định nghĩa. Phụ gia thực phẩm (food additive) là những chất khơng được coi là thực phẩm hoặc một thành phần của thực phẩm. Phụ gia thực phẩm có ít hoặc khơng có giá trị dinh dưỡng, được chủ động cho vào với mục đích đáp ứng u cầu cơng nghệ trong q trình sản xuất, chế biến, xử lý, bao gói, vận chuyển, bảo quản thực phẩm. Phụ gia thực phẩm khơng bao gồm các chất ơ nhiễm hoặc các chất bổ sung vào thực phẩm với mục đích tăng thêm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Phụ gia thực phẩm là những chất, hợp chất hoá học được đưa vào trong quá trình đóng gói, chế biến, bảo quản thực phẩm, làm tăng chất lượng thực phẩm, hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm thực phẩm mất an toàn. II/ Phân loại.  Phân loại theo nhóm chức năng ( Cục quản lý chất lượng và vệ sinh an tiàn thực phẩm) các chất phụ gia được chia thành: Các chất điều chỉnh độ axit Các axít thực phẩm được bổ sung vào để làm cho hương vị của thực phẩm "sắc hơn", và chúng cũng có tác dụng như là các chất bảo quản và chống ơxi hóa. Các axít thực phẩm phổ biến là dấm, axít citric, axít tartaric, axít malic, axít fumaric, axít lactic. Các chất điều vị Các chất điều vị làm tăng hương vị sẵn có của thực phẩm. Ví dụ: axit glutamic(L), mononatri glutamat, canxi glutamat, maltol, axit inosinic……… Các chất ổn định Các chất ổn định, tạo đặc và tạo gel, chẳng hạn pectin (sử dụng trong một số loại mứt hoa quả) làm cho thực phẩm có kết cấu đặc và chắc. Trong khi chúng khơng phải là các chất chuyển thể sữa thực thụ, nhưng chúng giúp cho các chất thể sữa ổn định hơn. Ví dụ: canxi cacbonat, dikali orthophosphate, polyvinylpyrodidon, kali clorua, amoni polyphosphate……… Các chất bảo quản Các chất bảo quản ngăn hoặc kiềm chế sự thối hỏng của thực phẩm bị gây ra bởi các hoạt động của nấm mốc, vi khuẩn hay các vi sinh vật khác. Ví dụ: lysozym, axit sorbic, kali sorbat, canxi benzoate, sulphua dioxit, axit propionic……. Các chất chống đơng vón Các chất chống vón cục giữ cho các chất bột, chẳng hạn như sữa bột khơng bị vón cục. Tạo xốp, ổn định màu, làm ẩm, làm dày… ví dụ : trimagie orthophosphate, canxi silicat, natri ferocyanua, sat amoni xitrat, nhơm silicat……. Các chất chống ơxi hóa Các chất chống ơxi hóa như vitamin C có tác dụng như là chất bảo quản bằng cách kiềm chế các tác động của ơxy đối với thực phẩm và nói chung là có lợi cho sức khỏe. Một số chất chống oxy hố khác: natri ascorbat, ascorbyl palmitat, propyl galat, lexitin……. Các chất chống tạo bọt Các chất chống tạo bọt làm giảm hoặc ngăn chặn sự tạo bọt trong thực phẩm. Ví dụ: propylen glycol, polydimetyl siloxan, sáp camauba, natri alginate…… 1 Cỏc cht ngt tng hp Cỏc cht lm ngt c b sung vo thc phm to v ngt. Cỏc cht lm ngt khụng phi ng c thờm vo gi cho thc phm cha ớt nng lng (calo) nhng vn cú v ngt ca ng hay vỡ chỳng cú cỏc tỏc ng cú li cho cỏc bnh nhõn b bnh ỏi ng hay sõu rng. Vớ d: manitol, aspartam, isomalt, sacarin, sucraloza Ch phm tinh bt Mt s ch phm tinh bt : dextrin, tinh bt ó kh mu, monoamidon phosphate, diamidon glyxerol, amidon axetat, diamidon hydroxipropyl glycerol Enzym Mt s enzym thng duứng: amylaza, proteaza, papain, glucoza oxidaza Cỏc cht khớ y Cỏc cht khớ y l cỏc loi khớ nộn c s dng y thc phm ra khi cha ng nú. Vớ d: nit, nit oxit. Cỏc cht lm búng Mt s cht lm búng : sỏp ong, sỏp candclila, senlac, sỏp du, du khoỏng. Cỏc cht lm dy Mt s cht lm dy : amoni algilat, pectin, gụm tara, thch trng, metyl xenluloza, gelatin thc phm Cỏc cht lm m Cỏc cht lm m ngn khụng cho thc phm b khụ i. Vớ d: glycerol, canxi dihydro diphosphat Cỏc cht lm rn chc Cỏc cht lm c l cỏc cht m khi thờm vo thc phm s lm tng c m khụng lm thay i ỏng k cỏc thuc tớnh khỏc ca thc phm. Vớ d: nhụm amoni sulphat, canxi sulphat, monocanxi orthophosphate, canxi clorua Cỏc cht nh hoỏ Mt s cht nh hoỏ : mono v diglycerit ca cỏc axit bộo, sucroglyxerit, sorbital tristearat, stearyl xitrat Cỏc cht to mu thc phm Cht to mu thc phm c thờm vo thc phm thay th cỏc mu sc b mt trong quỏ trỡnh sn xut hay lm cho thc phm trụng bt mt hn. Vớ d: vng curcumin, carmine, amaranth, xanh S, caramen, nõu HT. Cỏc cht to bt Cht to bt in hỡnh l cht chit xut t quillaia nhm tao bt cho sn phm thc phm. Cỏc cht to phc kim loi Mt s cht to phc vi kim loi : isopropyl xitrat, oxystearin, dimagie diphosphat, kali polyphosphate. Cỏc cht to xp Mt s cht cú kh nng to xp cho sn phm : amoni cacbonnat, natri cacbonat. Cỏc cht x lý bt Cỏc cht x lý bt c thờm vo bt mỡ ci thin mu sc ca nú hay s dng khi nng bỏnh. Vớ d: azodicacbonamit 2 III.Tiêu chuẩn đánh giá mức độ cho phép sử dụng chất phụ gia 1 Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake - ADI) là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thơng qua thực phẩm hoặc nước uống mà khơng gây ảnh hưởng có hại tới sức khoẻ. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. ADI có thể được biểu diễn dưới dạng: - Giá trị xác định - Chưa qui định (CQĐ) - Chưa xác định (CXĐ) 2 Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (Maximum Tolerable Daily Intake - MTDI) là lượng tối đa các chất mà cơ thể nhận được thơng qua thực phẩm hoặc nước uống hàng ngày. MTDI được tính theo mg/người/ ngày. 3 Giới hạn tối đa trong thực phẩm (Maximum level - ML ) là mức giớí hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong q trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm.ML được tính theo mg/kg sản phẩm 4 Thực hành sản xuất tốt (Good Manufacturing Practices - GMP) là việc đáp ứng các u cầu sử dụng phụ gia trong q trình sản xuất, xử lý, chế biến, bảo quản, bao gói, vận chuyển thực phẩm, bao gồm: - Hạn chế tới mức thấp nhất lượng phụ gia thực phẩm cần thiết phải sử dụng; - Lượng chất phụ gia được sử dụng trong trong q trình sản xuất, chế biến, bảo quản, bao gói và vận chuyển có thể trở thành một thành phần của thực phẩm nhưng khơng ảnh hưởng tới tính chất lý hố hay giá trị khác của thực phẩm; - Lượng phụ gia thực phẩm sử dụng phải phù hợp với cơng bố của nhà sản xuất đã được chứng nhận của cơ quan có thẩm quyền. B- NHŨ TƯƠNG THỰC PHẨM I/ Đònh nghóa chung 1/Nhũ tương : Là một hệ hai pha chứa hai chất lỏng không tan lẫn vào nhau, trong đó một pha phân tán trong pha còn lại dưới dạng những hạt cầu có đường kính 0,2-0,5 µm Pha là một thành phần riêng biệt, đồng nhất, phân biệt với các thành phần khác của hệ thông qua bề mặt phân cách xác đònh. 2/ Phân loại nhũ: Nhũ tương thường được phân loại theo tính chất của tướng phân tán và môi trường phân tán hoặc theo nồng độ của tướng phân tán trong hệ. Theo cách phân loại đầu, người ta chia thành chất lỏng không phân cực (hoặc phân cực yếu) trong chất lỏng phân cực là các nhũ tương loại 1 hay nhũ tương thuận kí hiệu O/W (oil/water) và chất lỏng phân cực trong chất lỏng không phân cực là các nhũ tương loại 2 hay nhũ tương nghòch kí hiệu W/O (water/oil). Theo cách phân loại thứ hai, nhũ tương được chia ra: nhũ tương loãng, đậm đặc và rất đậm đặc hay gelatin -Nhũ tương loãng: là các nhũ tương chứa khoảng 0,1% tướng phân tán. ƠÛ đây cần nói rõ nhũ tương loãng không chỉ đơn giản là nhũ tương có độ phân tán bé chế tạo bằng cách pha loãng nhũ tương đậm đặc, mà gồm cả các hệ có tính chất đặc trưng cho nhũ tương loãng. Các hạt trong nhũ tương loãng có kích thước rất khác với kích thước hạt của các nhũ tương đặc và rất đặc. Các nhũ tương loãng là những hệ 3 phân tán cao, có đường kính hạt phân tán quanh 10 -5 cm. Hơn nữa, các nhũ tương loãng thường được tạo nên mà không cần thêm vào hệ các chất nhũ hoá đặc biệt. -Nhũ tương đậm đặc: là những hệ phân tán lỏng-lỏng chứa một lượng tương đối lớn tướng phân tán, đến 74% thể tích. Kích thước của các hạt trong hệ tương đối lớn 0,1-1 µm và lớn hơn. Các nhũ tương đậm đặc rất dễ sa lắng và sự sa lắng càng dễ dàng nếu sự khác biệt về khối lượng riêng giữa tướng phân tán và môi trường phân tán càng cao. Nếu tướng phân tán có khối lượng riêng bé hơn của môi trường thì sẽ có sự sa lắng ngược, nghóa là các giọt nổi lên trong hệ. -Nhũ tương rất đậm đặc: hoặc nhũ tương gelatin hoá, thường là các hệ lỏng- lỏng trong đó độ chứa của tướng phân tán vượt quá 74% thể tích. * Ngoài ra ta còn có: -Nhũ phức: dầu có thể phân tán trong pha nước của nhũ W/O để tạo ra hệ phức O/W/O, tương tự ta có hệ phức W/O/W. -Nhũ trong: phần lớn các loại nhũ đều đục do ánh sáng bò tán xạ khi gặp các hạt nhũ phân tán, khi đường kính của những giọt cầu giảm xuống khoảng 0.05 µm tác dụng của ánh sáng bò tán xạ giảm khi đó nhũ sẽ trong suốt. Nhũ trong còn được gọi là vi nhũ. -Trạng thái keo: khi hoà tan đường vào nước, các phân tử đường phân tán vào nước ở dạng phân tử riêng rẽ, trạng thái này gọi là trạng thái hoà tan hoàn toàn. Đối với các nhũ đục đường kính hạt phân tán lớn hơn 0,2 µm. Trạng thái keo là trạng thái trung gian giữa 2 trạng thái: hoà tan hoàn toàn và nhũ đục. Kích thước các hạt keo vào khoảng 0,05-0,2 µm. Những chất thuộc lọai trên : - Những chất gum (nhựa, cao su) như cacboxy metyl cellulose…. đựơc dùng làm chất làm sệt pha háo nước của nhũ tương mỹ phẩm. - Những chất màu cũng được sử dụng trong sản xuất kem, chúng phân tán tốt tạo ra hệ keo. Đối với nhũ có pha liên tục ở trạng thái lỏng, phân thành 2 loại: ưa lỏng va kò lỏng.Ví dụ: những chất gum khi phân tán trong nước tạo ra hệ keo lỏng gọi là keo ưa nước, những chất màu phân tán trong nước tạo ra hệ keo kò lỏng gọi là keo kò nước. 4 II/ Lí thuyết về nhũ 1/ Sức căng bề mặt và thuyết hấp phụ Xét trường hợp phân tán 1ml dầu vào nước, nếu giọt dầu phân tán có đường kính 5 µm thì bề mặt tiếp xúc giữa dầu và nước sẽ được gia tăng khoảng 12000 cm 2 đồng thời kéo theo sự gia tăng tương đương năng lượng tự do bề mặt của hệ. Tuy nhiên do giới hạn của sức căng bề mặt giữa hai pha nên để giảm thiểu năng lượng tự do của hệ khoảng 15 tỉ giọt cầu có đường kính 5 µm có khuynh hướng kết hợp lại và tạo ra những hạt đơn sau khi những rung động cơ học ngừng và bất cứ sự giảm sức căng bề mặt nào cũng sẽ làm cho sự phân tán dầu trong nước trở nên dễ dàng hơn và cũng làm tăng tính ổn đònh mặt nhiệt động học. Những yếu tố để xác đònh loại nhũ được giải thích bởi Bracroft và Tucker: lớp phim được hấp phụ ở bề mặt phân chia pha có thể được xem như một pha riêng biệt trong đó hiện diện 2 bề mặt: một của pha dầu và một của pha nước. Lớp phim phân cách này cũng chòu 2 áp lực bề mặt và sẽ có khuynh hướng lõm về phía có sức căng bề mặt cao hơn, điều này giải thích cho hình dáng của các hạt pha phân tán. 2/ Thuyết thể tích pha Thuyết này giải thích cho việc xác đònh lo nhũ dựa vào nhận đònh lập thể: Oswal cho rằng nếu một pha chiếm 25,98% thể tích sẽ thể hiện là pha phân tán, nếu khoảng 25,98%-75,02% nó sẽ thể hiện cả hai pha phân tán và liên tục, nếu trên 75,02% nó thể hiện pha liên tục. Tuy nhiên hệ nhũ sẽ không lí tưởng nếu những hạt phân tán không bền và không có kích cỡ đồng nhất. Ngoài ra hệ nhũ còn phụ thuộc thể tích pha, loại chất tạo nhũ và phương pháp điều chế. Ví dụ: Salisburyetal đã nghiên cứu hệ sáp ong-borax dùng trong kem lạnh với những điều kiện trong phòng thí nghiệm họ đã tạo ra hệ O/W với khoảng 45% thể tích là nước và hệ W/O với lượng nước ít hơn 45%. Tuy nhiên, thực tế nhũ W/O dùng trong kem lạnh chứa ít nước hơn, khoảng 20% thể tích. 3/ Sự hình thành phức phân tử Việc hình thành phức phân tử là một yếu tố quan trọng trong việc xác đònh sự ổn đònh hệ nhũ O/W nào đó. Sự ổn đònh của nhũ cũng có liên quan đến loại phân tử ở hai pha. Những điều kiện cần thiết để tạo ra nhũ O/W loại này: + phức phân tử ổn đònh tạo ra phải gồm ít nhất hai thành phần, một thành phần tan tốt trong nước, một thành phần tan tốt trong dầu + sức căng bề mặt phải nhỏ, không đáng kể + để đáp ứng hai điều kiện đầu thì phải có một lượng thừa cấu tử tan trong nước dưới lớp phim ở bề mặt phân cách + lớp phim bề mặt pgải ở trạng thái lỏng sệt + những giọt dầu phải tích điện Những điều kiện tạo nhũ W/O: +lớp phim bề mặt phải có độ bền đáng kể +lớp phim bề mặt không tích điện Để đảo nhũ đối với nhũ O/W ổn đònh anion: thêm vào những cation đa hoá trò nhằm đáp ứng những điều kiện trên. Những điều kiện cần thiết để tạo ra được nhũ O/W lí tưởng như vậy có thể áp dụng cho mọi trường hợp, nhưng đối với hệ W/O thì có trường hợp ngoại lệ. Ví dụ: việc sử dụng những chất nhũ hoá không ion có thể tạo ra nhũ W/O ổn đònh hoặc không ổn đònh với hàm lượng pha phân tán cao, khoảng 80%. Nếu lớp phim bề mặt 5 của tất cả các hệ W/O đều có độ cứng cao rõ rệt thì không thể điều chế được một nhũ tương như vậy. Ngoài ra nếu thêm nhũ tương W/O ổn đònh bằng xà phòng canxi, một chất nhũ hoá hỗ trợ không ion thích hợp như sorbital sesquioleat thì một sản phẩm mềm hơn được tạo ra có tính bền cơ học cao hơn hệ nhũ và xà phòng canxi trước đó. Sự gia tăng đôï bền này có liên quan đến sự làm mềm lớp phim và xà phòng canxi bởi sự thấm và kết hợp của chất tạo nhũ không ion. Becher cho rằng những hạt cầu trong hệ W/O có thể tích điện. Schulman đưa ra những điều kiện cần thiết cho việc sản xuất những hệ nhũ bền, cực mòn. Từ những nghiên cứu về electron trong phạm vi nhỏ đối với hệ O/W ổn đònh bằng xà phòng, Schulman đã nhận thấy có 2 loại đều trong suốt: một loại lỏng đẳng hướng quang học gồm những hạt cầu phân tán, loại thứ hai gồm những mixen hình trụ, loại này gồm những chất nhựa rắn có tính nhớt , không đẳng hướng quang học hoặc gồm những chất bán rắn. Họ cho rằng những nhũ cực mòn dễ dàng được tạo ra khi có mặt một lớp phim không chặt, rối loạn, ngược lại những lớp phim bền sẽ dẫn đến hình thành những hệ nhũ bình thường. Những lớp phim không bền sẽ được tạo ra khi đáp ứng được những điều kiện sau: -Dùng những xà phòng gồm những cation lớn để kết hợp với những dãy axit béo phân nhánh -Có sự thấm của một loại chất có hình dạng phân tử không đối xứng vào lớp xà phòng -Sự thấm của một hiđrocacbon không phân cực thuộc pha dầu làm cho sự kết hợp phân tử xảy ra. 4/ Sự tích điện ở bề mặt Những điện tích ở bề mặt biên giới dầu-nước được xem là một yếu tố quan trọng trong việc ổn đònh nhũ O/W, tương tự như những hệ phân tán khác. Sự tích điện của những thành phần không phân tán gia tăng là do 3 phương pháp cơ học khác nhau, đó là sự oxi hoá, sự hấp thụ và sự tương tác ma sát. Xét trường hợp nhũ O/W được ổn đònh bằng những tác nhân nhũ ion, sự tích điện sẽ xảy ra dễ dàng bởi vì sự ion hoá của những chất tạo nhũ ở bề mặt phân chia pha, vì vậy những giọt dầu phân tán trong một hệ nhũ ổn đònh anion sẽ có bề mặt tích điện âm, và đối với hệ nhũ ổn đònh cation sẽ có những giọt dầu phân tán tiùch điện dương. Với những hệ W/O ổn đònh không ion sự tích điện xảy ra là do sự hấp phụ cho những giọt dầu phân tán tích điện âm. Nếu những giọt nước phân tán trong hệ W/O tích điện thì có thể những điện tích đó là do một vài sự ma sát cơ học gây ra. Những giọt nước sẽ tích điện âm nếu hằng số điên môi của dầu thấp hơn nhiều so với nước. 6 III/ Tính chất của nhũ Tính chất của nhũ được quyết đònh bởi thành phần và cách điều chế. Những nhân tố quan trọng quyết đònh tính chất vật lí của nhũ là mối quan hệ tương giao giữa pha phân tán và pha liên tục hay tỉ lêï thể tích pha, bản chất của cả hai pha và bản chất của chất tạo nhũ. 1/ Tỉ lệ thể tích pha Mối quan hệ về lượng giữa hai pha có thể biểu thò qua nhiều hình thái. Thực tế, nhũ tương được hiểu là một hệ có pha liên tục chiếm phần trăm thể tích cao. Việc biểu thò giới hạn phần trăm thể tích như vậy cho một khái niệm chưa đúng đắn về nhũ tương. Ngoài ra, pha phân tán cũng có thể được biểu thò như một phần của nhũ. Ví dụ: một hệ chứa 54% thể tích pha phân tán sẽ có tỉ lệ thể tích pha là Ф = 0,54 2/ Bản chất vật lí của các pha Điều này rất quan trọng. Pha dầu có thể ở trạng thái lỏng-rắn có điểm nóng chảy từ 60 0 C trở lên. Tương tự pha háo nước có thể là nước-keo rắn, thêm vào đó một trong hai pha hoặc cả hai pha có thể chứa những hạt rắn phân tán. Vế bản chất sự chất chứa và phân tán những hạt rắn có thể bổ sung một số tính chất một cách rõ rệt cho bất kì một nhũ cơ bản nào được nói ở trên. 3/ Bản chất của chất tạo nhũ Nếu nói đến một hệ nhũ chứa 3 pha chính (liên tục, phân tán và phân cách) thì chất tạo nhũ hay bất cứ một hợp chất hoạt động bề mặt mạnh nào cũng có một vai trò rất quan trọng. Ví dụ: trong hệ nhũ W/O chứa 40% trọng lượng dầu và 1% chất nhũ hoá, tính chất chảy của nhũ phụ thuộc vào độ nhớt của pha liên tục, sự phân bố những giọt nhỏ và bản chất của lớp phim phân cách. Khi đưa hương vào nhũ, việc thêm hương 0,5% sẽ không làm thay đổi đáng kể độ nhớt của hệ, nhưng khi dùng hương với hàm lượng cao (trên 1,25%) thì phải lưu ý đến khả năng biến đổi độ nhớt của hệ. Tuy nhiên nếu hương chứa những thành phần hoạt động bề mặt nó sẽ tác động lớn đến kích cỡ các thành phần và bản chất của lớp phim phân cách. Tương tự, tính chất và tính bền, công dụng có thể bò tác động bởi những cấu tử trong hệ. a/ Dạng nhũ Là một tính chất quan trọng của nhũ tương. Loại nhũ được xác đònh thông qua chất tạo nhũ, ngoài ra tỉ lệ pha và phương pháp điều chế cũng là những nhân tố quan trọng tiếp theo Có vài cách xác đònh loại nhũ: - Cho một phần nhỏ nhũ vào trong dầu và nước, nếu nhũ hoà tan hoàn toàn vào môi trường nào thì pha liên tục là thành phần đó - Rắc bột thuốc nhuộm tan được trong dầu và thuốc nhuộm tan được trong nước lên bề mặt nhũ, nếu loại thuốc nhuộm nào tan thì pha liên tục của nhũ có tính chất của thuốc nhuộm đó. - Đo độ dẫn điện bằøng một máy kiểm tra nhũ. Nếu đèn neon không sáng thì đó là nhũ O/W, nếu đèn neon sáng ổn đònh, rõ thì đó là nhũ W/O, nếu đèn neon chớp tắt liên hồi thì đó là nhũ W/O không ổn đònh hay nhũ phức. b/ sự phân bố kích thước tiểu phân Trong nhũ bình thường kích thước hạt phân tán không đồng nhất, có thể biến đổi trên dãy rộng. Quá trình đồng nhất làm giảm sự phân bố những kích cỡ thành phần và tạo ra một sản phẩm ổn đònh hơn, đặc hơn và đục hơn. Sự phân bố kích 7 thước thành phần phụ thuộc vào điều kiện sản xuất mặc dù vậy yếu tố chính vẫn là loại chất tạo nhũ. Hiện nay để đo kích thước pha phân tán người ta dùng kính hiển vi, ngoài ra còn dùng phương pháp đo tỉ lệ đóng cặn và sự phân tán ánh sáng. c/ sự ổn đònh nhũ Là sự ổn đònh trong suốt quá trình lưu trữ, chế biến, bảo quản và khi sử dụng nhũ. IV/ Tính chất biến dạng và chảy của nhũ 1/ Những yếu tố ảnh hưởng đến tính chảy của nhũ: - Độ nhớt của pha liên tục - Độ nhớt của pha phân tán - Nồng độ thể tích của pha phân tán - Bản chất của chất tạo nhũ - Sự phân bố kích cỡ thành phần phân tán - Tác động độ nhớt điện Sự tác độngcủa các yếu tố này khá quan trọng. Trong một vài sản phẩm, yếu tố đọ nhớt của pha liên tục cũng có thể ảnh hưởng độc lập đến độ nhớt của sản phẩm, còn hầu hết các sản phẩm khác độ nhớt của nó do tác động đòng thời bởi nhiều yếu tố khác liên quan đến thành phần và cách điều chế. a/ độ nhớt của pha liên tục: Là yếu tố quan trọng nhất vì độ nhớt của nhũ η tỉ lệ thuận với độ nhớt của pha liên tục η o , còn các yếu tố khác như sự phân tán kích thước thành phần và tỉ lệ thể tích pha có ảnh hưởng lớn đến η khi η o thấp nhưng ít ảnh hưởng khi η o cao. b/ độ nhớt của pha phân tán: Theo lí thuyết, yếu tố này không quan trọng nếu những hật phân tán là những hạt cầu cứng. Tuy nhiên nếu những hạt phân tán là những hạt lỏng, có thể thay đổi hình dạng thì độ nhớt của pha phân tán η có thể ảnh hưởng đến độ nhớt của nhũ tương. c/ nồng độ của pha phân tán: Nhiều công thức đã được đưa ra để xác đònh nồng độ pha phân tán, hầu hết đi từ công thức anhstanh, thể hiện mối quan hệ giữa độ nhớt của nhũ tương với độ nhớt của pha liên tục η o và tỉ lệ thể tích pha Ф của nhũ: Ф = Ф 0 ( 1+ 2,5 Ф ) Công thức này chỉ áp dụng với những nhũ loãng mà Ф không vượt quá 0,02. Hatschek đề nghò công thức sau cho những nhũ có Ф > 0,5: Ф = Ф 0 ( 1:( 1- h Ф 1/3 )) h là thông số thể tích, bằng khoảng 1,3 cho hệ W/O. Theo những công thức này, độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ của pha phân tán, ban đầu tăng chậm sau đó tăng nhanh đến một giá trò cực đại sau khi sự đảo pha xảy ra. Sự phân bố kích thước thành phần và bản chất của lớp phim phân cách là những vấn đề đang được nghiên cứu. 2. Sự phân tán kích thước thành phần nhũ tương. - Sự đồng nhũ cấu tạo ra một sự thay đổi về phân bố kích cỡ hạt phân tán. Khi đường kính trung bình giảm, diện tích bề mặt tăng và phản ứng bề mặt chung của các hạt cầu làm gia tăng một số thơng số, nhưng cũng làm giảm bớt áp lực. - Khi các hạt cầu đồng nhất về đường kính, mối liên quan giữa độ nhớt của nhũ và nồng độ thể tích trở nên rõ ràng hơn, nhưng hiện tượng này lại cản trở q trình đồng nhất kích cỡ các hạt cầu. Vì vậy về thực nghiệm, q trình làm đồng nhất kích thước thành phần là một phương pháp có giá trị để sản xuất ra những mẻ nhũ có độ nhớt tiêu chuẩn. 8 Rossoe đưa ra 2 cơng thức biểu diễn mối quan hệ giữa độ nhớt và thể tích pha, sự phân phối kích thích thành phân như sau: - Đối với sự phân bố kích thước rộng: η= η 0 (1-Φ) -2.5 - Đối với sự phơí bố hẹp: η= η 0 (1- 1.35Φ) -2.5 Độ nhớt của hệ phân tán hẹp cao hơn độ nhớt của hệ phân tán rộng, sự sai khác về độ nhớt giữa hai hệ gai tăng theo sự gia tăng giá trị Φ Sự phân phối kích thước thành phần của những cấu tử rắn, kể cả những cấu tử rắn trong nhũ Thực Phẩm cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhớt, ví dụ: sự đồng nhất kem O/W mang màu vừa phân phối lại kích thước thành phần của pha phân tán, vừa bổ xung những phần tử phân tán mang màu, cả 2 yếu tố này đều ảnh hưởng đến độ nhớt. Tương tự như vậy, đối với 1 kem O/W chứa sáp, q trình đồng nhất hố cũng làm giảm sự tập hợp của những thể tích và do đó tăng độ nhớt của pha liên tục. Tóm lại trong tự nhiên ảnh hưởng thực của q trình làm đồng nhất hóa kích cỡ pha phân tán lên nhũ tương mỹ phẩm có thể là tổng hợp tác động của những tác động thành phần, đó có thể là sự tổng hợp những tác động bổ xung cũng như đối kháng. 3. Bản chất của chất tạo nhũ: - Bản chất và hàm lượng của chất tạo nhũ đều có ảnh hưởng đến tính chảy của hệ nhũ, những ảnh hưởng lên tính bền của nhũ, ví dụ: nhũ nước trong dầu khống chứa 60% trọng lượng là H 2 O và được ổn định bằng xà phòng Canci, thường là kem đặc. Nếu nhũ nước dầu khống được ổn định bằng sorbitan sesquioleate thì nhũ sẽ mềm hơn. Sự khác biệt này khơng chỉ do những khác nhau về sự phân tán kích thước thành phần mà còn do bản chất của lớp film phân cách. Xà phòng Canci tạo một lớp film cứng, trong khi lớp film do sesquioleate tạo ra khi được cho vào nhũ đã được ổn định bằng xà phòng canci sẽ tạo ra một nhũ mềm hơn và bền hơn hệ nhũ ổn định bằng xà phòng đơn giản. Tác động này có thể được giải thích dựa trên những khác biệt về bản chất của lớp film, lớp film xà phòng sorbital sesquioleate Ca dễ bị phá vỡ hơn lớp film xà phòng Canxi cứng. Trạng thái độ nhớt của nhũ O/W ổn định bằng xà phòng được gia tăng khi thêm vào đó những chất tạo nhũ như: cetyl alcol, glyceryl monostearat… Như những trường hợp trên, những thay đổi về bản chất của lớp film phân cách là do những ảnh hưởng lên độ nhớt cũng như tính bền. 4. Ảnh hưởng của diện tích lên độ nhớt. Sự hiện diện lớp điện tích kép trên bề mặt của hạt phân tán gây ra sự gia tăng thể tích rõ rệt của các hạt. Vander Walls cho rằng bất kể kích thước hạt phân tán là bao nhiêu, bán kính hiệu dụng của hạt cầu khoảng 0,003- 0,0035μm. Vì vậy, người ta đốn rằng, những tác động electroviscous sẽ lớn hơn dối với những huyền phù mịn. V- Tính chiết quang: - Hiện tượng đục ở 1 số nhũ có liên quan đến chỉ số khúc xạ hai pha. Nếu hai pha có chỉ số khúc xạ như nhau nhưng năng lượng phân tán quang học khác nhau thì nhũ trong suốt được hình thành - Đối với các loại nhũ thường, biểu hiện bên ngồi(màu sắc, trắng hay đục) và những thay đổi về kích cỡ hạt có liên quan. D(μm) Màu > 0,05 trong 0,05- 0,1 Xám, trong mờ 0,1- 1 Trắng xanh 1- 50 Trắng sữa, đục gia tăng theo sự gia tăng của D Bảng 1-Sự thay đổi màu sắc của hệ nhũ theo đường kính hạt phân tán 9 Độ đục của nhũ phụ thuộc vào pha phân tán. Nói chung, hai pha bất kỳ nào, độ đục của nhũ tương tăng đến một giá trị cực đại giới hạn (phụ thuộc vào sự phân phối kích cỡ thành phần), sau đó nó lại độc lập với nhau phân tán (sau C max ). Nồng độ giới hạn đó tăng theo sự tăng kích thước của hạt. Đối với nhũ tốt, có kích thước phân tán khoảng 1μm, độ đục độc lập với nồng độ pha phân tán khi nồng độ pha phân tán lớn hơn 5%. VI – Tính dẫn điện: - Nhũ tốt là nhũ ít dẫn điện, vì vậy phương pháp đo dộ dẫn điện là 1 phương pháp đơn giản để xác định loại nhũ. - Sự dẫn điện nó liên quan đến sự ăn mòn điện hóa sẽ xảy ra trong những trường hợp đựng các sản phẩm trong ống nhơm thùng chứa trong các thiết bị. - Với những nhũ ổn định khơng ion, tính dẫn điện có thể là 1 yếu tố quan trọng trong sự ăn mòn này VII- Tác nhân tạo nhũ 1. Các loại chất nhũ hoá Các chất nhũ hoá là các chất hoạt đông bề mặt, chúng được hấp thụ trên bề mặt phân chia pha giữa giọt và môi trường phân tán. Các chất nhũ hoá không những có tác dụng làm bền mà còn quyết đònh cả loại nhũ tương ( O/W hay W/O ), thực nghiệm cho thấy rằng các chất nhũ hoá của nước tan vào nước tốt hơn vào hidrocacbon và có thể tạo nên nhũ tương loại O/W còn các chất nhũ hoá kò nước hoà tan vào hidrocacbon dễ hơn nước và sẽ tạo loại nhũ tương W/O. Để làm chất nhũ hoá có thể dùng các chất có bản chất khác nhau: chất họat động bề mặt mà phân tử của chúng chứa những nhóm phân cực ion hoá, chất hoạt động bề mặt không ion hoá, chất cao phân tử và ngay cả các loại bột. Để có thể hấp thụ trên bề mặt phân chia giưã hai chất lỏng, phân tử chất nhũ hoá phải chứa các nhóm không phân cực (cacboxyl, hidroxyl, sunfat…). Chất nhũ hoá tốt là chất co ùcân bằng hai phần: phân cực và không phân cực của phân tử. Ví dụ: các muối của kim loại kiềm của dãy axit béo no (xà phòng), các đồng đẳng của muối natri của các axit có mạch cacbon ngắn như axit fomic, axit acetic, axit propionic và các axit khác là các chất nhũ hoá tốt vì trong phân tử có nhóm không phân cực nhưng lại ưa nước. Loại có mạch cacbon trung bình từ 12-18 C có hai phần của phân tử cân bằng nhau nên hấp thụ được tốt trên bề mặt phân chia pha đó là chất nhũ hoá tốt. Loại muối có chứa nhóm hidrocacbon dài hơn thì ưa dầu nên là chất nhũ hoá không tốt. Một số loại chất nhũ hoá: - Chất nhũ hóa anion - Chất nhũ hóa cation - Chất nhũ hóa lưỡng tính - Chất nhũ hóa khơng ion 2. Cân bằng ưa nước và kỵ nước: - Thuyết Griffin có thể được sử dụng để giải thích về cân bằng của nước-kỵ nước.Mỗi loại nhũ tương ứng với 1 số HLB, biểu thị mối quan hệ với H 2 O và với dầu, cũng như khuynh hướng nhũ hóa. - Nói chung những chất nhũ hóa có giá trị HLB từ 3-6 sẽ cho nhũ W/O trong khi những chất nhũ có giá trị HLB khoảng 7-17 sẽ tạo nhũ O/W + Giá trị HLB có thể tính được thơng qua 1 số cơng thức: S = γ B – γ A -γ AB γ A ,γ B : sức căng bề mặt của lỏng A, B ; S: hệ số trải γ AB : sức căng bề mặt của lớp film phân cách 10 [...]... trình tạo nhũ của sản phẩm thực phẩm C- CÁC CHẤT PHỤ GIA LÀM BỀN NHŨ TƯƠNG Các chất có phân tử lớn được ứng dụng để làm ổn đònh sản phẩm bằng phương pháp nhũ tương hoá như protein, gum, tinh bột Phần lớn các trường hợp khi thực phẩm được tạo nhũ sẽ làm tăng tính bền của sản phẩm và kéo dài khả năng bảo quản của chúng Thực phẩm được tạo nhũ có nhiều đặc tính rất quý như tính bền của sản phẩm, làm giảm... tính bền của nhũ ∗ TH2: Sự bền vững nhũ tương đậm đặc loại O/W là sự tạo thành trên bề mặt các giọt nhũ tương các lớp nhũ hố có dạng gel cấu thể, có độ nhớt cấu thể, có độ bền vững cao và có mức độ solvat hố cao có mặt ngồi của lớp vỏ do bởi mơi trường phân 12 tán Hiện tượng rất có ý nghĩa khi muốn làm tăng nồng độ của tướng phân tán vượt qua giới hạn của nhũ tương đậm đặc ∗ TH3: Sự bền vững của các nhũ. .. trên bề mặt Độ bền vững của nhũ tương đậm đặc tuỳ thuộc vào bản chất của chất nhũ hóa, các chất điện ly vơ cơ khơng làm bền hố nhũ tương đặc hiệu vì các ion khơng hấp thụ đầy đủ lên bề mặt phân cách dầu và nước Nếu hệ phân tán lỏng-lỏng chứa tướng phân tán lớn hơn 74% thể tích, ta có nhũ tương rất đậm đặc và nhũ tương gelatin hóa Đặc biệt trong trường hợp này, có sự biến dạng giữa các giọt, làm các giọt... của mơi trường liên tục, qua kính hiển vi ta thấy hệ nhũ giống như tổ ong, làm cho cấu trúc hệ chặt chẽ, khơng có khả sa lắng và có tính chất giống gel, nhũ tương được gelatin hố 3-Hạn chế 1 số ngun tố làm phá nhũ: Nhũ tương có thể bị phá vỡ khi thêm chất điện ly hố trị cao trong chất nhũ có tác dụng ngược trên hệ - Giả sử nhũ tương ở dạng O/W, nhũ có thể bị phá vỡ khi sử dụng thêm chất điện ly chứa... lớp của nhũ - Hoặc bằng thời gian tồn tại của nhũ Tính bền vững của tập hợp nhũ phụ thuộc rất nhiều vào bản chất và chất lượng nhũ hố về mặt nhiệt động học, chất nhũ hố bị hấp thụ trên bề mặt phân cách tướng làm sức căng bề mặt phân cách tướng giảm do nó ngăn cản sự kết dính các hạt khi nó có mặt xung quang giọt Như vậy với bản chất của chất nhũ hố, khơng chỉ xác định được độ bền vững tập hợp nhũ mà... thêm ở giai đoạn đồng nhất nhũ Những thay đổi này phụ thuộc vào nhiệt độ và tốc độ chuyển đổi 2 Sự ổn định của nhũ: - Cũng như hệ keo và hệ dị thể, nhưng khơng bền vững do có năng lượng làm giảm năng lựong thừa này bằng cách kết dính các giọt cùng loại với nhau và cuối cùng là hệ nhũ bị phá vỡ hồn tồn và tách ra làm 2 lớp: 1 tương ứng với tướng phân tán, 1 tương ứng với tướng liên tục và tính bền vững... khơng phải hiện tương keo tụ) làm vỡ nhũ Nhũ có thể bị phá vỡ nếu đưa vào hệ 1 chất hoạt động bề mặt hoặc một chất nào đó có khả năng đẩy chất nhũ hố ra khỏi hệ Dùng rượi anylic, nhũ O/W sẽ bị phá vỡ Nhũ tương có thể bị phá vỡ bằng cách ly tâm, lọc, điện ly, đun nóng Sự tăng nhiệt độ làm chất nhũ hố dễ bị tách ra khỏi bề mặt giọt trong q trình giải hấp phụ hoặc hồ tan chất nhũ hố của tướng phân tán, do... được tạo ra tốt nhất bằng phương pháp này b - Giai đoạn này làm lạnh nhũ : Tốc độ làm lạnh và cách trộn trong suốt q trình làm lạnh là những thơng số quan trọng, đặc biệt là đối với nhũ có chứa hàm lượng sáp cao Trong suốt q trình làm lạnh, cũng có khuynh hướng thơ hố nhũ tương, cho đến khi sản phẩm đạt được nhiệt độ bền nhiệt động Tuy nhiên khơng thể tiếp tục làm lạnhđến nhiệt độ phòng trong lúc khuấy... và giảm thời gian lưu giữ chất khí trong bánh mì do cấu trúc xốp của chúng(Pomeranz et al, 1977) Chất phụ gia thêm vào sẽ làm tăng khả năng trên của bột trong bánh mì Trong sản xuất bánh mì, người ta thường sử dụng các chất phụ gia nhũ hố dạng bột đơn hoặc dạng hỗn hợp(suggs, 1988 Koizume et al, 1984) II/ Sản phẩm sữa- Cream Cream ở hai dạng lạnh hay dạng đơng đặc do tính chất phụ gia nhũ tương Protein... chất nhũ hố tạo những hợp chất khơng tan trong nước, tức chuyển từ nhũ sang trạng thái keo (bị keo tụ) 13 Khi sử dụng thêm chất nhũ hố có tác dụng ngược lại với chất hố ban đầu,ví dụ: hệ O/W với chất nhũ hố Na Oleate khi thêm vào hệ CrCl 2 hoặc Cr Oleate nhũ sẽ bị phá vỡ Giả sử nhũ tương đang ở dạng W/O khi thêm vào nhũ chất điện ly ở nồng độ cao sẽ xảy ra hiện tượng muối kết ( khơng phải hiện tương . Đề Tài : Phụ Gia Làm Bền Nhũ Tương A/ KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PHỤ GIA. I/ Định nghĩa. Phụ gia thực phẩm (food additive). C- CÁC CHẤT PHỤ GIA LÀM BỀN NHŨ TƯƠNG. Các chất có phân tử lớn được ứng dụng để làm ổn đònh sản phẩm bằng phương pháp nhũ tương hoá như protein,