Tiểu luận Một số chất phụ gia tạo nhũ

VIỆN SINH HỌC – THỰC PHẨM TIỂU LUẬN ( MÔN: PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ HOÀNG YẾN Lớp: DHTP5 SVTH: BÙI THANH THIỆP MSSV: 09124251 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 1 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 PHẦN I : MỞ ĐẦU 3 PHẦN II : NỘI DUNG 5 2 PHẦN I : MỞ ĐẦU Trong cuộc sống của mỗi con người chúng ta thường sử dụng rất nhiều loại thực phẩm khác nhau như thịt, cá, trứng, sữa, rau, quả… Các loại thực phẩm này có thể được sử dụng dưới dạng tươi sống tự nhiên hoặc đã qua sơ chế hoặc nấu chín. Thực phẩm thỏa mãn các nhu cầu của người sử dụng như : cung cấp chất dinh dưỡng, an toàn cho sức khỏe, tạo cảm giác ngon, thú vị khi thưởng thức, phù hợp với thói quen truyền thống. Để làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng, kéo dài thời gian bảo quản hoặc làm tăng tính cảm quan của thực phẩm … con người thường sử dụng những chất tự nhiên hoặc hợp chất hóa học, được gọi là chất phụ gia thực phẩm. Những chất phụ gia thực phẩm nhìn chung là có ít hoặc không có giá trị dinh dưỡng, bản thân nó không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm, việc bổ sung chúng vào thực phẩm là để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm nhằm cải thiện một số kết cấu hoặc đặc tính kỹ thuất của thực phẩm đó.  Vậy phụ gia là các chế phẩm tự nhiên hoặc hợp chất tổng hợp hóa học, chúng không phải là thực phẩm mà được đưa vào thực phẩm một cách cố ý để thực hiện những mục đích kỹ thuật nhất định. Ngày nay, việc sử dụng các chất phụ gia ngày càng phổ biến, đa dạng và hoàn thiện hơn. Sử dụng phụ gia trở thành một vấn đề quan trọng và hết sức cần thiết. Hiện nay có đến 2500 chất phụ gia khác nhau được đưa vào thực phẩm. Ở Việt Nam qui định có 22 nhóm phụ gia thực phẩm với 337 loại phụ gia được đưa vào danh mục cho phép sử dụng. Trong đó có các chất phụ gia có nguồn gốc thiên nhiên, không gây độc hại ( như agar, dextrin, gelatin…) và có thể sử dụng ở giới hạn cao hay không giới hạn. Ngược lại có nhiều loại phụ gia có thể gây ngộ độc nếu sử dụng tùy tiện nên được qui đinh nghiêm ngặt về liều lượng sử dụng. Trong đó, người ta chia chất phụ gia theo mục đích sử dụng thành những nhóm chính sau: • Phụ gia dinh dưỡng 3 • Phụ gia bảo quản thực phẩm • Phụ gia tăng giá trị cảm quan • Phụ gia sử dụng để chế biến đặc biệt Trong bài tiểu luận này sẽ nói rõ về một số chất phụ gia tạo nhũ trong nhóm các chất phụ gia sử dụng để chế biến đặc biệt, đó là Mono- and diglycerides của các axit béo, các chất béo bão hòa (saturated) và chất béo không bão hòa (unsaturated). Chất nhũ hóa thường được sử dụng rộng rãi trong nghành thực phẩm. Nó có mặt hầu hết trong thành phần nguyên liệu của các sản phẩm như nước giải khát, bánh kẹo, bơ, maragine, sữa, kem, socola,… công dụng của chất nhũ hóa là tạo cảm giác ngon miệng và ngoài ra không kém phần quan trọng là tạo cấu trúc mong muốn ở một số sản phẩm như bánh phủ kem, sốt, … từ đó có thể kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm. Việc hiểu rõ cấu trúc, tính chất vật lý, hóa học cũng như cách sử dụng của chất nhũ hóa rất quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm. 4 PHẦN II : NỘI DUNG I. Lịch sử phụ gia tạo nhũ - Chất nhũ hóa được biết đến lâu đời nhất là sáp ong. Nó được sử dụng trong sản phẩm kem dưỡng da bởi bác sĩ Hy Lạp Galen. Trong những năm đầu thế kỷ 19, lòng đỏ trứng được sử dụng như là chất nhũ hóa đầu tiên trong công nghiệp chế biến thực phẩm. Hợp chất nhũ hóa chủ yếu trong lòng đỏ trứng là lecithin (là một loại phospholipid). - Đến năm 1920, lecithin có nguồn gốc từ đậu tương đã được xem như là một chất nhũ hóa. - Năm 1952 Chính phủ Pháp đã chính thức cho phép sử dụng chất nhũ tương hoá tổng hợp đầu tiên là Nonostéarste Glycerine để sản xuất Margarine. Khi cho 15% nước vào chất béo ở thể đặc ta sẽ được Margarine có cấu trúc và hình dạng giống như bơ. Thao tác tiến hành sẽ rất nhanh nếu khi khuấy trộn có thêm 0,8 Stéarete glycerine (tính theo tỷ lệ chất béo) (điều lệ ởPháp quy định cho phép sử dụng với tỷ lệ 2%) - Năm 1977, tiến sĩ Eli Pinthus đầu tiên thành lập Adumim thực phẩm, thương mại hóa các nghiên cứu về sản xuất chất nhũ hoá thực phẩm. - Tháng mười hai năm 1999,công nghệ sản xuất bánh kẹo đã sử dụng chất nhũ hoá vào trong sản xuất và đã đạt được những lợi ích vô cùng to lớn. Các chất nhũ hoá giữ ẩm bánh. Nó liên kết các chất béo và chất lỏng với nhau. Lecithin đậu nành là chất nhũ hóa phổ biến nhất được sử dụng trong bánh. - Ngày nay thì chất phụ gia tạo nhũ đã được sử dụng rất phổ biến trong ngành công nghệ thực phẩm. II. Chất nhũ hóa 1. Hệ nhũ tương: Hệ nhũ tương là một hệ phân tán cao của ít nhất hai chất lỏng mà thông thường không hòa tan được với nhau, một pha là pha phân tán và pha kia gọi là pha liên tục. Có rất nhiều hệ nhũ tương khác nhau nhưng trong thực phẩm chúng ta thường gặp 3 dạng : • Hệ dầu trong nước ( Hình a) : là hệ mà trong đó các giọt dầu phân tán trong pha liên tục là nước. Ví dụ : mayonnaises, kem sữa, bánh phết kem,… 5 • Hệ nước trong dầu ( Hình b ) : là hệ mà trong đó các giọt nước phân tán trong pha liên tục là các dầu. Ví dụ : bơ, margarine,… • Hệ nước trong dầu trong nước : hệ nhũ tương dầu trong nước mà các giọt phân tán của nó có chứa nước. Đây là một hệ nhũ tương khá phức tạp trong thực phẩm. 2. Phân loại hệ nhũ tương 6 Dựa trên kích thước có thể chia nhũ tương thành 2 loại  Hệ nhũ tương lớn : kích thước giọt phân tán là 10 -7 m, có màu trắng đục, kém bền nhiệt động  Hệ nhũ tương nhỏ : kích thước giọt phân tán tử 10 -7 – 10 -9 m, thường trong suốt, bền nhiệt động. 3. Biện pháp làm bền nhũ tương: • Khuấy trộn để tăng mức độ phân tán • Giảm kích thước giọt pha phân tán • Sử dụng phụ gia làm bền hệ nhũ tương • Tạo vật chắn giữa các giọt để ngăn chặn sự hợp giọt • Tăng điện tích làm các giọt dầu đẩy nhau • Tăng độ nhớt của pha liên tục làm các giọt khó hợp nhau 4. Chất nhũ hóa : Là chất làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương. Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước và phần háo béo. Chất nhũ hóa được sử dụng nhằm tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó. Đồng thời nó còn làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ. Chất nhũ hóa đa số là các ester của axit béo và rượu. 7 Trong quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HLB để đánh giá mức độ ưa béo hay ưa nước của chất nhũ hóa. Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể. Nếu HLB thấp ( có nhiều gốc ưa nước hơn so với gốc ưa béo ) thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại. 5. Một số chức năng của chất nhũ hóa Chức năng Sản phẩm Làm bền nhũ tương: • Nước / dầu • Dầu / nước Margarine, mayonnaises, sữa Ức chế sự kết tinh của chất béo Kẹo Làm tăng độ mềm Kẹo Kéo dài độ mềm dịu của ruột bánh Bánh mì Tăng độ nở của bánh Bánh mì, bánh bông lan Làm bền chất béo Dầu, mỡ thực phẩm Tác nhân chống nổ, bắn dầu mỡ khi chiên, xào Margarine, bơ Màng bọc để bảo quản Rau, trái cây tươi Kiểm soát độ nhớt Chocolate mềm 8 Tác nhân phá bọt Sản xuất đường Tác nhân cố định mùi Nhũ tương tạo mùi 6. Bản chất hóa học của phụ gia tạo nhũ  Cho các chất điện ly vô cơ để cung cấp điện tích cho các giọt, để các giọt đẩy nhau  Các chất cao phân tử hòa tan được trong pha liên tục hoặc để tăng độ nhớt của pha này hoặc để hấp thu vào bề mặt liên pha  Các chất không hòa tan có thể thấm ướt được cả 2 pha, hấp thu vào bề mặt liên pha sẽ tạo ra vật chắn chống hiện tượng hợp giọt  Các phân tử chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực kỵ nước và háo nước của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha dầu / nước. Các chất hoạt động bề mặt cũng có thể cung cấp điện tích 7. Một số phụ gia tạo nhũ thường gặp Tên Tên thường gặp Este của axit béo và glyxerin Monoglyceride ( MG ) Este của acid acetic và monoglyceride Acetyl monoglyceride ( AMG ) Este của acid latic và monoglyceride Lactylated monoglyceride ( LMG ) Este của acid citric và monoglyceride CMG Este của acid succinic và monoglyceride SMG Este của acid tartaric diacetyl và monoglyceride DATEM Este của acid béo và polyglycerol PolyGlycerol Este (PGE ) Polyglycerol Polyricinoleate PGPR Este của axit béo và Sorbitan Sorbitan Este ( DNNN ) 9 Este của axit béo và Propylen Glycol PG Este ( PGME ) Este của axit béo và Sucrose Đường Este ( SE ) Calcium stearoyl di Laciate CSL Lecithin Lecithin ( LC ) 8. Lựa chọn chất nhũ hóa thích hợp cho sản xuất và chế biến - Do hệ nhũ tương có 2 pha, khi lựa chọn chất nhũ hóa cần quan tâm đến tính tan của nó trong mỗi pha. - Throng quá trình sử dụng, người ta thường dùng giá trị HLB để đánh giá mức độ ưa dầu hay ưa nước của chất nhũ hóa. - Từ đó có thể lựa chọn loại nào phù hợp với sản phẩm cụ thể. - Nếu HLB thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn so với góc ưa dầu) thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại. - Ví dụ: Sữa tươi với thành phần chất béo xấp xỉ 3%, còn lại khoảng 97% là nước và các chất tan trong nước, hệ nhũ tương dầu nước. Chất nhũ hóa cần dùng trong trường hợp này cần có độ tan trong nước lớn hơn độ tan trong dầu. - Ngược lại với sản phẩm magarine – thuộc loại hệ nước/ dầu (dầu và các chất tan trong dầu chiếm 80-85%, pha nước khoảng 15- 20%), chất nhũ hóa cần có khả năng tan trong dầu lớn hơn khả năng tan trong nước. - Thông thường các chất nhũ hóa có HLB ở trong khoảng 1-20. Các chất nhũ hóa có HLB = 3–6 thích hợp cho hệ nhũ tương nước/dầu trong khi đó,các chất có HLB = 8–18 thích hợp cho hệ nhũ tương dầu nước . III. Este của acid béo và Glycerin ( MG )  Khi cả 3 nhóm hydroxyl của glycerin bị ester hóa, sản phẩm tạo thành là chất béo.  Các mono và diglyceride là các sản phẩm ester hóa 1 hay 2 nhóm hydroxyl. 10 [...]... và các chất béo hydro 16 hóa có thể cải thiện chất lượng của các chất béo Ví dụ: Bơ thực vật đặc trưng với những thay đổi nhiệt độ nhỏ và phạm vi dẻo rộng • Mặc dù nó không có chức năng như một chất nhũ hóa, nhưng vẩn được sử dụng để tạo bọt và các loại dầu mỡ của chính nó hoặc kết hợp với chất nhũ hoá khác do cấu trúc ổn định alpha-tinh thể của nó • Thực tế, nó được sử dụng như là chất tạo bọt chất. .. được sử dụng như là một thay đổi chất bột và chất nhũ hóa một để rút ngắn 3 Acid acetic liên kết với monoglyceride (AMG ) • Công thức cấu tạo : CH2·O·COCH3-CHOH-CH2·O·CO·(CH2)16·CH3 (của stearate) • Phân tử khối : 400 • Kém hoạt động • Là một dầu ổn định, giá trị peroxide không tăng, ở 97,7°C trong 1000 giờ • Là một chất lỏng chứa dầu thậm chí ở nhiệt độ thấp Được coi như là một chất bôi trơn, dung... dụng rộng lớn của lĩnh vực phụ gia tạo nhũ tương hay lĩnh vực phụ ta tạo cấu trúc cho thực phẩm mà điển hình là các dẫn xuất của nó Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp thực phẩm thì các chất phụ gia được phát triển ngày càng đa dạng nhằm đáp ứng các nhu cầu thị hiếu và cảm quan của người tiêu dùng Mono – diglyceride của các chất béo không bão hòa và các chất béo bảo hòa từ đó được... giải khát, bánh kẹo, bơ, maragine, sữa, kem, socola,… nhằm tạo cảm giác ngon miệng và ngoài ra không kém phần quan trọng là tạo cấu trúc mong muốn ở một số sản phẩm như bánh phủ kem, sốt, … từ đó có thể kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm Do đây là một chất không gây độc hại nên rất được ưa chuộng trong sản xuất Vì vậy nó trở thành một loại phụ gia phổ biến nhất Việc nghiên cứu ứng dụng của nó sẽ có... bơ thực vật và bột nhão, các hợp chất làm bánh mì và các chất cho vào café để thay sữa Sục khí, tạo độ kem và độ xốp cho bánh bơ thực vật, tạo bọt, góp phần ổn định lớp trên bề mặt đánh • Với chỉ số HLB : 3 -4 Chứng tỏ đây là một chất thích hợp làm bền nhũ tương hệ nước dầu • Chất hỗ trợ : Mono và diglycerides các axit béo bão hòa Các nhóm chất nhũ hóa khác về hàm lượng • Công nghệ sử dụng trong thực... diglyceride của chất béo bão hòa và không bão hòa 1 Kem : kem là một hệ keo phức tạp, trong đó 17 % chất béo sữa, 13 – 17% đường, 8 – 11% chất khô khác ( đường lactose, protein, muối khoáng ) Monoglyceride là chất nhũ hóa thông dụng được sử dụng trong sản xuất kem Nó có thể liên kết cạnh tranh với bề mặt protein sữa ở cả 2 hệ nhũ tương béo trong nước và khí trong nước và một phần có thể làm ổn định hệ nhũ tương... rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên là chất tạo độ đặc hay tạo gel, chất làm bền nhũ tương và các hệ phân tán, chất tạo màng, bảo vệ bề mặt của các loại thực phẩm nhạy cảm khỏi những thay đổi không mong muốn, chất độn để tăng tỷ lệ thành phần không tiêu hóa được dùng trong các loại thực phẩm ăn kiêng, … Không những trong lĩnh vực thực phẩm mà những chất trên còn được dùng trong các lĩnh vực dược... phẩm : • Tạo khí, bọt biển trong bánh Tạo các phức amylase trong ngủ cốc và các sản phẩm khoai tây Làm mềm ruột bánh mì Có chức năng nhũ hóa trong kem, nhũ tương ổn định trong các hợp chất bánh, cải thiện tính chất kết cấu kem, kẹo cứng, tạo độ mịn trong bơ thực vật, giảm dính trong mì ống và các sản phẩm khoai tây, caramel Hỗ trợ đùn trong các sản phẩm snack, tạo độ trơn cho kẹo cao su • Với chỉ số HLB... khi sử dụng kết hợp với các chất nhũ hoá bảo quản 5 Diacetyl acid tartaric liên kết với monoglyceride (DATEM) • Công thức cấu tạo : CH2·O·C=O·CH·O·COCH3·CH·O·COCH3·COOH-CHOH-CH2·O·CO·(CH2)16·CH3 (của stearate) • Phân tử khối : 574 • Phân tán trong nước lạnh và nóng, và hòa tan trong chất béo và dầu • Là một chất nhũ hóa ưa nước và kháng acid • Sử dụng cho nhũ tương hóa và tạo bọt của mayonnaise, bơ... Cũng được sử dụng như một chất ổn định nhũ tương cho mayonnaise • Và tạo lớp phủ schocolate và hợp chất 2 Acid succinic liên kết với monoglyceride ( SMG ) • Công thức cấu tạo : CH2·O·C=O-CH2-CH2-COOH-CHOH-CH2·O·CO·(CH2)16·CH3 • Phân tử khối : 458 • Không hòa tan trong nước lạnh, phân tán trong nước nóng, và hòa tan trong rượu nóng, chất béo và dầu • Succinylated monoglyceride một muối phức tạp với . sau: • Phụ gia dinh dưỡng 3 • Phụ gia bảo quản thực phẩm • Phụ gia tăng giá trị cảm quan • Phụ gia sử dụng để chế biến đặc biệt Trong bài tiểu luận này sẽ nói rõ về một số chất phụ gia tạo nhũ trong. Ngày nay thì chất phụ gia tạo nhũ đã được sử dụng rất phổ biến trong ngành công nghệ thực phẩm. II. Chất nhũ hóa 1. Hệ nhũ tương: Hệ nhũ tương là một hệ phân tán cao của ít nhất hai chất lỏng. việc sử dụng các chất phụ gia ngày càng phổ biến, đa dạng và hoàn thiện hơn. Sử dụng phụ gia trở thành một vấn đề quan trọng và hết sức cần thiết. Hiện nay có đến 2500 chất phụ gia khác nhau được