Đồ án công nghệ thực phẩm đường có độ ngọt thấp

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN LỜI MỞ ĐẦU Trong sống ngày thường xuyên phải dùng đến loại thực phẩm có vị hoa quả, khoai củ, chè, nước ngọt, bánh kẹo Ngồi vị có chất protein axit amin đa phần vị khác loại đường tạo Đường sinh học để dùng cho chuyển hóa tế bào Glucose thực tế thường đưa vào thể dạng đường đơn, đường đa Fructose, Mantose, Saccharose, tinh bột lấy từ loại hoa, củ, quả, thân mía, củ cải, mật ong vốn có sẵn tự nhiên Đường thay (sugar substitute) xem chất tạo thay có vị giống đường (Sucrose) có mía, củ cải qua q trình lên men tự nhiên hay Hydrat hóa Sucrose, sử dụng ngày rộng rãi thay cho đường mía có nhiều ưu điểm ăn uống Đường thay tạo lượng đường, có nhiều lợi ích sức khỏe, đồng thời có nhiều lợi ích khác Các loại chất thay có thiên nhiên hay tạo phương pháp tổng hợp Nhiều nước giới chẳng hạn Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản nghiên cứu sản xuất loại chất hệ mới, khắc phục nhược điểm nói đường kính Người ta phân loại làm dạng đường:  Đường thay có độ cao, calori tính chất cao (Saccharin, Cyclamate, Acesulfame K, Aspartam) nên lượng tiêu thụ thấp Trong số này, số chất thay có mức độ cao đường tự nhiên (100-13 000 lần) Chúng không thay đổi đường huyết khơng kích hoạt điều tiết insulin, sử dụng đường nhà bếp, thức uống chế phẩm từ sữa Tuy nhiên có nhiều tác dụng phụ chướng hơi, tiêu chảy, đau đầu, khó thở Cho nên chưa phải thay tối ưu cho Sacarose trở thành nguồn dinh dưỡng cho kỉ 21  Đường thay có độ thấp polysaccharide (Sorbitol, Mannitol, Isomalt, Maltitol…) mang hương vị nhẹ nhàng lượng calori thấp so với Saccharose (2-2,6 kcal/g), sử dụng kẹo, chewing gum không đường vài loại chocolate Chúng không gây sâu răng, thay đổi đường huyết, chống táo bón, khơng làm tăng nguy mắc bệnh béo phì, tiểu đường bệnh tim…Mở kỷ nguyên dinh dưỡng sức khỏe Trong đề cập tới dạng đường thay có độ thấp Erythritol, Lactitol, Isomalt Với nhiều ưu điểm vượt trội so với đường(Sucrose) lợi ích cho sức khỏe, dùng chế biến công nghiệp, sinh hoạt hàng ngày Trang1 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Mục lục Chương 1: Erythritol 1.1.Lịch sử phát triển 1.2.Tính chất vật lý 1.2.1.Hình dạng cấu trúc 1.2.2 Điểm nóng chảy đặc điểm nhiệt độ 1.2.3 Độ tan nước nồng độ khác so với sucrose 1.2.4Tính chất chống oxy hóa 1.2.5.Tính ổn định 1.3.Lợi ích cho sức khỏe 1.3.1.Không calori 1.3.2 Lợi ích miệng 1.3.3.Không làm gia tăng lượng đường huyết 1.3.4.Mức độ chuyển hóa cao 10 1.3.5.Khả tiêu hóa 10 1.3.6 Quá trình hấp thu Erythritol 11 1.4.Lợi ích công nghệ thực phẩm 12 1.4.1.Độ 12 1.4.2.Phối hợp với loại chất khác 12 1.4.3.Erythritol chất hữu có nguồn gốc tự nhiên 12 1.4.4.Bảng chất 12 1.5.Quy trình sản xuất 13 1.6.Ứng dụng……… 16 1.6.1 Đồ uống 16 1.6.2.1.Sử dụng Erythritol đồ uống khơng calo có ga đông lạnh 17 1.6.3.Kẹo cao su 17 1.6.4 Chocolate 21 1.6.5.Kẹo mềm 22 1.6.6.Kẹo Fondant 23 1.6.7.Viên ngậm 23 1.6.8 Sản phẩm bánh 23 1.6.9.Bánh mì 23 1.7.Độ an toàn 25 1.7.1.Độc tố Toxicologic 25 1.7.2.Nguyên cứu lâm sàng 25 1.8 Phạm vi sử dụng Erythritol 25 Chương 2: Lactitol 25 2.1.Tổng quan 27 2.1.1.Lịch sử 27 2.1.2.Quy trình sản xuất 27 2.2 Tính chất vật lý hóa học 28 2.2.1.Tính bền vững 28 2.2.2.Độ hòa tan………………… 29 Trang2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 2.2.3.Độ nhớt 30 2.2.4.Khả làm mát 31 2.2.5.Nhiệt độ sôi cao 31 2.2.6.Khả hút ẩm 32 2.2.7.Hoạt độ nước 32 2.3.Độ Lactitol 33 2.4.Lợi ích cho sức khỏe 34 2.4.1.Sự trao đổi chất 34 2.4.2.Lactitol prebiotic 35 2.4.3 Lactitol dùng để điều trị bệnh não nguyên nhân từ gan 37 2.4.4.Lactitol bệnh tiểu đường 38 2.4.5.Bảo vệ miệng 38 2.5 Ứng dụng 40 2.5.1 Chocolate 40 2.5.2.Sản phẩm bánh nướng 41 2.5.2.Kẹo cao su sản phẩm bánh kẹo 42 2.5.3.Kem sản phẩm đông lạnh 43 2.5.4.Bảo quản 43 2.5.5.Viên nén 43 2.6.Phạm vi sử dụng Lactitol 43 2.7.Kết luận 43 Chương 3:ISOMALT 45 3.1.Tổng quát 47 3.2.Lợi ích cơng nghệ thực phẩm 47 3.2.1.Độ 47 3.2.2.Khả tương thích với loại đường khác 47 3.3.Tính chất vật lý hóa học 47 3.3.1.Độ bền 47 3.3.2.Acid thủy phân enzym 48 3.3.3.Tính tan 48 3.3.4 Độ nhớt 49 3.4.Tính chất sinh học 47 3.5.Ứng dụng 52 3.5.1.Kẹo cứng 54 3.5.1.1.Quy trình cơng nghệ 55 3.5.2.Chocolates…………… 55 3.5.3.Viên nén 55 3.6.Tính an tồn 55 3.7.Quy định sử dụng giới 56 3.8.Kết luận 56 Tổng kết 57 Trang3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Erythritol Hình 1.2: cấu trúc phân tử erythritol Bảng 1.2: Hàm lượng erythritol số thực phẩm Hình 1.3: đường cong mảng bám kẽ tình nguyện viên trước sau 30 phút dùng Erythritol Hình 1.4: số insulin, số đường huyết 10 Hình1.5: độ lấy sucrose làm chuẩn 12 Hình 1.6: phản ứng thủy phân tinh bột 15 Hình1.7: Tính chất Erythritol so với sucralose trng sản phẩm coca 16 Hình 1.8: Tác động erythritol lên trà, cà phê, nước ép bưởi 17 Hình1.9: Hiệu làm mát Erthritol so với loại đường khác 30g/100g nước 18 Hình 1.10:Sơ đồ so sánh cấu trúc kẹo cao su sau tháng lưu giữ(với sorbidex 5,20,50,100%) 19 Hình1.11:bảng so sánh tính chất so-co-la sử dụng Sorbitol Erythritol 21 Hình 2.1: Lactitol dạng tinh thể - dạng viên nén 27 Hình2.2: Cấu trúc phân tử lactitol 28 Hình 2.3:Độ tan Lactitol so với Sucrose nhiệt độ khác nhau… 29 Hình 2.4 Độ tan Lactitol so với polyols khác thể hình 30 Hình 2.5: Độ nhớt Lactitol (60%) sucrose 200 31 Hình 2.6: Nhiệt độ sơi Lactitol Sucrose 32 Hình 2.7:Hoạt độ nước dùng Lactitolso với Sucrose 33 Hình 2.8:Mối quan hệ độ số loại đường 34 Hình 2.9: hệ tiêu hóa người 36 Hình 2.10:Độ pH Lactitol Sucrose thí nghiệm (5 ngày) 37 Hình 2.11:Độ nhớt chocolate 500C dùng dạng bột Lactitol so với Sucrose 40 Hình 2.12: Độ nhớt socola 500C 41 Hình 2.13:Độ hấp thụ nước nhiệt độ 200C 42 Hình 2.14:Độ hút ẩm 43 Hình 3.1: Isomalt dạng thương phẩm 44 Hình3.2: Enzym chuyển đổi từ Sucrose thành Isomaltulose 45 Hình 3.3: Hydro hóa isomaltulose thành isomalt 45 Hình3.4: So sánh kẹo có hương bạc hà, bạch đàn 46 Hình 3.5: Thủy phân isomalt sucrose HCl 1% 1000C 47 Hình 3.6: So sánh độ tan Isomalt st, Isomalt gs, Sucrose 48 Isomalt gs có độ tan 41,5g/100g 200C , có độ tan cao so với loại đường biến thể isomalt khác 48 Hình 3.7:Quy trình sản xuất kẹo cứng isomalt 50 Hình 3.8:Tổng thời gian tan chảy so sánh cặp kẹo 51 Hình3.9: biễu diễn khối lượng thay đổi hút ẩm 250C sau ngày không bao bì 52 Hình 3.10: quy trình sản xuất chocolates isomalt LM 53 Hình 3.11:So sánh thời gian hịa tan isomalt 54 Trang4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN MỤC LỤC BẢNG Bảng1.1: nhiệt độ kết tinh, nhiệt độ nóng chảy loại đường Bảng1.3: liều lượng tối đa Erythritol loại polyse khác 11 Bảng1.4: Độ hỗn hợp polyse theo thành phần phần trăm chất 13 Bảng 1.5: Thành phần tin bột ngô vàng 15 Bảng1.6: So sánh polysaccharide thông số lớp phủ nhai kẹo cao su 20 Bảng 1.7:cơng thức làm kẹo có chứa Erythritol 21 Bảng 2.1:Độ ổn định Lactitol số chất khác pH khác 29 Bảng2.2:Khả làm mát Lactitol so với sucrose 31 Bảng2.3:Mối quan hệ độ sucrose lactitol 250C 34 Bảng 2.4:Nồng độ pH tạo vi khuẩn đường ruột Lactitol(10%) bổ sung 37 Bảng 2.5:Độ hoạt động vi khuẩn đường ruột với nồng độ Lactitol khác Bảng 3.1:công thức cho chocolates 53 Bảng3.2 : công thức sản xuất viên nén isomalt DC 54 Trang5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Chương 1: Erythritol Hình 1.1: Erythritol 1.1.Lịch sử phát triển: Trước thập kỷ 1980 mà thực phẩm tự nhiên bắt đầu phát triển rộng rãi.Ceresatar bắt đầu nghiên cứu việc sản xuất loại đường mới, calori, để sứ dụng từ qui trình lên men liên tục.Dự án báo cáo tài liệu có liên quan đến loại đường Sorbitol, Mannitol, Xylitol, Erythriol hay Glycerol sản xuất thơng qua đường vi sinh vật Trong giới hạn nghiên cứu,một dòng men quan trọng tìm thấy để sản xuất Erythritol Ngoài ra, nghiên cứu chứng minh Erythritol khơng chứa calo có độ hấp thụ thấp Những tính chất độc đáo riêng dẫn đến việc Erythritol tiếp thị cách nhanh chóng chất có nguồn gốc tự nhiên thị trường Nhật Bản trước thập niên 90 vừa chấp nhận Cerestar phát triển trình lên men cách sử dụng nguyên liệu tự nhiên, cải thiện suất, hiệu lên men bước lọc tốt nên kết tạo Erythritol có độ tinh khiết cao Cerester bắt đầu sản xuất sản phẩm Erythritol qui mô thương mại vào năm 1993 cho thị trường Nhật Bản với tốc độ phát triển nhanh chóng Một kế hoạch khác bắt đầu tiến hành để chấp thuận sử dụng sản phẩm Bắc Mỹ, châu âu khu vực khác giới Ngày nay, Erythritol chấp thuận cho sử dụng thực phẩm nước giới 1.2.Tính chất vật lý: 1.2.1.Hình dạng cấu trúc: Erythritol có màu trắng, dạng rắn, khơng hút ẩm, có dạng bột mịn hay tinh thể với vị nhẹ có hình dạng giống Sucrose Erythritol đường đa chức với C Kích thước phân tử nhỏ có nhiều tính chất độc đáo Trang6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Hình 1.2: cấu trúc phân tử erythritol CTPT:C4H10O4 Tên hóa học:1,2,3,4-butanetetrol,mesi-erythritol KLPT: 122,12 1.2.2 Điểm nóng chảy đặc điểm nhiệt độ: Với khối lượng phân tử thấp so với đường sucrose polysaccharide khác, Erythritol có nhiệt độ sơi 1210C, điểm đơng đặc thấp, có độ hịa tan thấp so với polysaccharide khác C Nhiệt độ kết tinh Nhiệt độ nóng chảy Erythritol -42 Lactitol 30 Sucrose 52 Xylitol -22 Isomalt 34 Soibitol -5 Manitol -39 121 122 190 94 145-150 97 165 Bảng1.1: nhiệt độ kết tinh, nhiệt độ nóng chảy loại đường 1.2.3 Độ tan nước nồng độ khác so với sucrose: Giống điểm nóng chảy đơng đặc Hoạt độ cao với nước nồng độ đương lượng so với sucrose số polysaccharide khác 1.2.4Tính chất chống oxy hóa: Erythritol có khả phản ứng cao với gốc hydroxyl tự (OH •) có xúc tác kim loại sắt đồng Các gốc tự hydroxyl phản ứng tỷ lệ cao với phân tử sinh học, thủy phân hydrogen, q trình oxy hóa Điều dẫn đến protein, màng tế bào DNA bị hư hỏng, cuối gây rối loạn chức tế bào phá hủy tế bào Phân tử sinh học hay tế bào thể bảo vệ để chống lại gốc tự việc sử dụng chất chống oxy hóa để phá hủy gốc tự Chất chống oxy hóa hợp chất phản ứng với gốc tự trước chúng phản ứng với phân tử sinh học(tế bào) Điều ngăn cản thiệt hại protein, màng tế bào DNA, bảo vệ tế bào chống lại tác hại gốc tự Erythritol có khả tiêu hóa đến 90% chuyển hóa hồn tồn, có tiềm lớn nhờ khả chống oxy hóa thể người Polysaccharide có tác dụng Erythritol Mannitol.Giống polysaccharide khác, Erthritol Trang7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN có khả khử gốc oxy tự Nó tiêu hóa tốt khơng chuyển hóa, tuần hồn thể có tác dụng chống oxy hóa 1.2.5.Tính ổn định: Erythritol có tính ổn định cao Nó khơng bị phân hủy hai mơi trường axit kiềm Khơng hịa tan số dung mơi phân cực khác Nó thường sử dụng kết hợp với Maltitol cơng thức Erthritol đóng vai trò hệ số hòa tan giới hạn yếu tố xyro bánh 1.3.Lợi ích cho sức khỏe: 1.3.1.Không calori: Erythritol loại chất không chứa calory Không giống polysaccharide khác, Erythritol sử dụng để thay thế, đặc biệt có lợi sử dụng với số lượng lớn khơng có calori Do kích thước phân tử nhỏ, Erythritol hấp thụ tốt hệ tiêu hóa Mặc dù hấp thụ tốt khơng chuyển hóa.Thận loại bỏ erythritol từ máu tiết hoàn toàn qua nước tiểu Một số hấp thụ qua ruột già thí tiết hồn tồn qua phân Nó khơng lên men giống loai đường đa khác, khơng đóng góp calo từ lên men sản phẩm absorpion(acid béo dễ bay hơi,VFA).Do đó,erythritol chứa 0cal/g Rượu 130-300mg/1 Rượu sherry 70mg/1 Sake 1550md/1 Nước tương 910mg/1 Dưa hấu 22-47mg/kg Lê 0-40mg/kg Nho 0-42mg/kg Bảng 1.2: Hàm lượng erythritol số thực phẩm Erythritol khơng có mặt hệ thống trao đổi chất, không len men đại tràng,cho nên việc sử dụng erythritol không cung cấp calori cho thể(trên nhãn sản phẩm chứa Erythritol ghi 0kcal/g bảng thành phần dinh dưỡng) Erythritol sử dụng loại chất khơng có calori chương trình dinh dưỡng) 1.3.2 Lợi ích miệng: Tính chất khơng có calori Erythritol chứng minh cách sử dụng phương pháp khác Trong ống nghiệm, tiến hành ủ với loạt loài Streptococcus(liên cầu khuẩn) việc sử dụng Erythritol không tạo acid lactic không tạo acid hữu khác Trong điều kiện thử nghiệm, Xylitol đưa phản ứng tương tự Tiến hành thí nghiệm, sử dụng Maltitol, Sorbitol, Mannitol, Lactitol Isomalt cho thấy có tạo lượng nhỏ acid Streptococcus (liên cầu khuẩn) khơng thể phát triển Erythritol khơng thể sản xuất glucosyltransferase cho phép tổng hợp vật liệu hình thành mảng bám glucan Trong thử nghiệm vi sinh cho thấy Streptococcus sản Trang8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN xuất mảng bám cao phân tử ủ Erythritol, trái ngược với nhóm Streptococcus (liên cầu khuẩn) ủ sucrose Trong thử nghiệm mảng bám độ pH, kiểm tra dựa hình thành axit hữu mảng bám răng, sau tiếp xúc để carbohydrate chế độ ăn uống lên men, biện pháp giảm tương ứng pH mảng bám Tiềm thực phẩm gây giá trị pH thấp thường gắn liền với khởi đầu sâu Nếu giá trị pH mảng bám sau ăn phải thực phẩm giá trị pH 5,7, thực phẩm coi an toàn cho Erythritol nghiên cứu thử nghiệm độ pH mảng bám hình thức viên thuốc kết tinh (hình thoi) Một ví dụ đường cong độ pH từ phép đo pH mảng bám trình nhai viên Erythritol thể hình.1.Sucrose sử dụng điều kiện Tất xét nghiệm liên tục chứng minh tính chất không chứa clory gây bệnh sâu Erythritol Hầu hết loại đường polysaccharide không gây sâu Không thúc pháp triển vi khuẩn gây sâu Giống xylitol, Erythritol có thuộc tính làm giảm số lượng vi khuẩn, giảm tỷ lệ sâu Một nghiên cứu lâm sàng tỷ lệ mảng bám, cách sử dụng Xylytol, Erythritol.Viên ngậm Erythritol có tác dụng đáng kể Cần có nhiều thử nghiệm tác dụng Erythritol, kết cho thấy khả Erythritol có tác dụng Xylytol Hình 1.3: đường cong mảng bám kẽ tình nguyện viên trước sau 30 phút dùng Erythritol 1.3.3.Không làm gia tăng lượng đường huyết: Erythritol khơng chuyển hóa nên khơng làm tăng số đường huyết máu số insulin Điều biến Erythritol thành chất sử dụng cho đối tượng đặc biệt – người muốn kiểm soát lượng đường máu Trang9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Các nghiên cứu lâm sàng chứng minh tiêu thụ Erythritol không làm tăng mức đường huyết mức insulin Điều làm cho Erythritol trở thành chất thích hợp cho người bị bệnh tiểu đường.Trong nghiên cứu thực Bornet, 3,12 đường huyết 5,1 mức insulin, đo lên đến sau uống liều g trọng lượng thể Erythritol / kg, khơng bị ảnh hưởng Erythritol (Hình1.4) Hình 1.4: số insulin số đường huyết (thí nghiệm cho người sau sử dụng 1g/1kg.người Erythritol, ngan tiêu chuẩn trung bình) Tầm quan trọng thực phẩm đường huyết ngày ý nhiều nhiều lợi ích tiềm sức khỏe chúng Chúng bao gồm giảm nguy phát triển bệnh tiểu đường tuyp 2, nguy xảy hạ đường huyết, biến chứng tiểu đường lâu dài bệnh tim mạch vành thấp hơn, giúp kiểm sốt bệnh béo phì 1.3.4.Mức độ chuyển hóa cao: Giống số loại đường khác, loại đường calorie gây tác dụng phụ q trình tiêu hóa Một số triệu chứng đầy hơi, khó tiêu, phân lỏng, tiêu chảy… Nguyên nhân triệu chứng hấp thụ trình lên men ruột già Nhưng Erythritol không gây triêu chứng nêu sử dụng, ngược lại hấp thụ tốt không lên men Kiểm tra lâm sàng cho thấy Erythritol hấp thụ tốt so với loại đường khác, khơng có tác dụng phụ, tiêu hóa gấp 2-4 lần so với loại đường dinh dưỡng fructose, lactose 1.3.5.Khả tiêu hóa: Các cabohyrate thức ăn có mức độ tiêu hóa khác hệ tiêu hóa tùy thuộc vào cơng thức phân tử tính chất hóa học Monosaccharide đơn giản trực tiếp hấp thụ qua lớp tế bào niêm mạc ruột tỷ lệ hấp thu phụ thuộc vào hoạt động chế hấp thu thụ động Glucose hấp thụ cách nhanh chóng tích cực so với fructose hấp thụ qua chế trung gian Disaccharide cần phải thủy phân hệ thống enzyme ruột trước hấp thụ Trang10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Maltitol Những sản phẩm sử dụng chất ức chế kết tinh , ví dụ: sản phẩm kẹo caramenl cứng cần tỷ lệ 70/30 (lactitol / tinh bột thủy phân) Để có kết tốt nhất, Lactitol nên sử dụng kết hợp với polysaccharide khác polydextrose, để ngăn ngừa kiểm sốt kết tinh Phối hợp có kết sản phẩm giống tương đương Sucrose 2.5.3.Kem sản phẩm đông lạnh: Lactitol thể loạt tính chất vật lý, chẳng hạn hiệu ứng đóng băng, độ hịa tan cao làm cho thích hợp cho sản phẩm kem Điểm đóng băng tương tự đường mía sử dụng để trực tiếp thay Sucrose kem tráng miệng đông lạnh khác.Điều cho phép đặc điểm giống nhau, yêu cầu kết cấu mềm cho sản phẩm này,thì kết hợp đường monosaccharide đường đa chức khác giải pháp hợp lý 2.5.4.Bảo quản: Lactitol sử dụng mứt jam đặc biệt thíc hợp việc bổ sung vào mứt với nồng độ chất rắn 40%.Các giải pháp để bảo quản, giảm calo thường tìm thấy chất rắn có độ khơ thấp Mứt bổ sung Lactitol cho kết đáng mong đợi giảm lượng lớn calo, trì hương vị kết cấu tốt.Trường hợp yêu cầu mức độ cao chất số lượng lớn yêu cầu mứt jam (65% chất rắn), kết hợp với polysaccharide khác polydextrose đề nghị để ngăn chặn trình kết tinh 2.5.5.Viên nén: Lactitol lựa chọn lý tưởng để sử dụng tá dược chế phẩm dược phẩm Hoạt tính thấp so sánh với loại đường polysaccharide khác.Hạt Lactitol đặc biệt thích hợp cho chế phẩm khơ độ hút ẩm thấp, kéo dài thời hạn sử dụng bảo vệ viên nén chống lại độ ẩm.Hình 11,11 cho thấy viên nén Lactitol hấp thụ gần Dược dạng viên, trực tiếp nén Sorbitol Mannitol thường sử dụng Ưu điểm Lactitol ứng dụng độ hút ẩm thấp so với Sorbitol hòa tan tốt so với Mannitol Đối với độ cứng Lactitol Sorbitol Mannitol Điều dẫn đến việc trực tiếp nén Lactitol lựa chọn tốt Lactitol không tạo mảng bám gây sâu đặc biệt thích hợp cho sản phẩm trẻ em chẳng hạn đường vitamin miễn phí Hình 2.13:Độ hấp thụ nước nhiệt độ 200C Trang43 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Hình 2.14:Độ hút ẩm 2.6.Phạm vi sử dụng Lactitol: Argentina Australia Brazil Canada EU Israel Nhật Norway Thụy Điển Thuyện Sỹ Mĩ Đã phê duyệt Chấp nhận Chấp nhận Chấp nhận Chấp nhận(E966) Chấp nhận Chấp nhận Chấp nhận Chấp nhận Chấp nhận Sử dụng liều lượng cho phép 2.7.Kết luận: Lactitol chất số lượng lớn thương mại có sẵn.Tính chất vật lý đảm bảo hiệu suất sản phẩm tối ưu trình chế biến lưu trữ sản phẩm thực phẩm Tương tự sucrose, phát triển sản phẩm thực phẩm đường bảo quản khoảng thời gian ngắn Trang44 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Chương 3:ISOMALT Hình 3.1: Isomalt dạng thương phẩm 3.1.Tổng quát: Isomalt đường thay sản xuất từ đường sử dụng đường Giống đường, có nhiều chức sản xuất, Isaomalt góp phần phát triển tốt tính chất dinh dưỡng, chức sản phẩm bánh kẹo, sản phẩm cho đường huyết thấp, thấp insulin, giảm calo không sâu Bước đầu phát triển isomalt thực vào năm 1957 trình lên men vi khuẩn đường isomalt(6-O- -D-glucopyranosyl-fructofuranose), biết với thương hiệu Palatinose™ Quá trình sản suất isomalt phát triển cách hydro hóa isomaltulose Q trình sản xuất isomalt có bước cần thiết Đầu tiên, liên kiết 1-2 glucosidic phân tử glucose fructose xếp cố định liên kiết 1-6 Kết isomaltulose, kết hợp glucose fructose Liên kiết 1-6 ổn định liên kiết 1-2 sucrose Bước thứ 2, hydro thêm vào fructose Kết kết hợp rượu đôi (6-O- -D-glucopyranosyl-D-sorbitol 1-O- -D-glucopyranosyl-D-mannitol dihydrate) Tên chung hỗn hợp rượu đôi isomalt Hình3.2: Enzym chuyển đổi từ Sucrose thành Isomaltulose Trang45 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Hình 3.3: Hydro hóa isomaltulose thành isomalt Mía (củ cải đường) sucrose isomaltulose isomalt Qui trình sản xuất chung Căn vào q trình có nhiều biến thể đường Isomalt như: isomalt ST, isomalt GS, isomalt DC isomalt LM 3.2.Lợi ích cơng nghệ thực phẩm: 3.2.1.Độ ngọt: Độ Isomalt 0,45-0,6 so với Sucrose 1,0 Trang46 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Chất Isomalt mô tả có vị ngọt, tinh khiết, mà khơng có hương vị kèm dư vị , tương tự đường mía 3.2.2.Khả tương thích với loại đường khác: Vì tăng cường chuyển giao hương vị thực phẩm, isomalt kết hợp chất dinh dưỡng chất khơng dinh dưỡng Isomalt kết hợp tốt với Lactitol, Sorbitol, Mannitol Xylitol Nghiên cứu cho thấy isomalt kết hợp mạnh với loại đường khác, phù hợp với hương vị hương vị riêng với loại đường mà kết hợp Một lợi kết hợp với isomalt che giấu vị đắng số chất làm chất độn Hình3.4: So sánh kẹo có hương bạc hà, bạch đàn (a: isomalt aspartame, b: đường) 3.3.Tính chất vật lý hóa học: 3.3.1.Độ bền: Isomalt khan có tính bền hóa học cao có liên kiết glycosidic 3.3.2.Acid thủy phân enzym Isomalt có khả kháng acid thủy phân enzyme liên kiết glycosidic hai đồng phân isomalt vi trí 1-2 1-6 có lượng phân ly thấp liên kiết glycosidic với liên kiết hai monosaccharid Sucrose Hơn thủy phân Isomalt hồn tồn HCl 1% 1000C, cịn Sucrose phút Trang47 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Hình 3.5: Thủy phân isomalt sucrose HCl 1% 1000C 3.3.3.Tính tan: Ở 200C isomalt ST hịa tan 24,5/100g nhiệt độ chế biến so với Sucrose Độ tan Isomalt ST ứng dụng nhiều tính tan nhiệt cao Hình 3.6: So sánh độ tan Isomalt st, Isomalt gs, Sucrose Isomalt gs có độ tan 41,5g/100g 200C , có độ tan cao so với loại đường biến thể isomalt khác 3.3.4 Độ nhớt: Độ nhớt dung dịch isomalt mà nằm khoảng từ 60-900C khơng khác biệt so với dung dịch Sucrose 3.4.Tính chất sinh học: Trang48 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Isomalt đường đôi để hấp thụ cần phải thủy phân thành đường đơn (monsacharid) Trong thí nghiệm vi sinh người tỉ lệ phân cắt Isomalt enzyme 100:25:2 cho Maltose:Sucrose:Isomalt Trên sở nghiên cứu người động vật Isomalt hấp thụ 10% ruột non 90% lên men ruột già Sau dung nạp isomalt số đường huyết thấp Bên cạnh người khỏe mạnh người tiểu đường loại cho số phản ứng glucose cao 12% thấp 2% Phản ứng insulin thấp Không giống loại carbonhyrates khác sucrose glucose khơng có tác dụng hạ đường huyết Thức ăn nhẹ, sữa, chocolate làm isomalt lượng glycaemia insulinaemia thấp đáng kể so với thức ăn loại làm sucrose Chứng minh kiểm soát đường huyết tiến hành dùng 24g isomalt ngày, liên tục 12 tuần Trong ruột già, isomalt vi sinh vật phân hủy hồn tồn Các sản phẩm phân hủy có acid béo, CO2, CH4,H2 Isomalt chứng minh nguyên liệu tốt để sản xuất butyrate(chất ngăn ngừa tế bào ung thư ruột kết) Một nghiên cứu 19 tình nguyện viên sử dụng 30g isomalt 28 ngày thấy bifidobacteria(vi khuẩn đường ruột giúp dễ dàng tiêu hóa tăng cường sức đề kháng) tăng lên cách đáng kể, hoạt tính sinh học Isomalt Các hoạt động vi khuẩn glucosidase giảm sau uống Isomalt Phân ngậm nước cao dùng isomalt cho thấy sức khỏe đường ruột cải thiện, phịng chống bệnh táo bón Từ nghiên cứu isomalt cho thấy sử dụng 50g/ngày thích hợp cho người Do hạn chế tiêu hóa q trình trao đổi chất Isomalt cung cấp lượng (calo) so với carbohydrates dễ tiêu hóa khác loại đường, glucose, tinh bột Dựa vào nghiên cứu thực tế, Isomalt có 2kcal/g lượng, isomalt tiêu hóa 90-100% ruột đại tràng Ở số quốc gia bắt buộc ghi giá trị dinh dưỡng Isomalt Ví dụ: ghi nhãn Nhật Bản 2kcal/g, 1,2-1,5kcal/g Mỹ Canada.Liên minh châu Âu bắt buộc chuyển đổi đơn vị lượng (2.4 kcal/g hay 10 kJ) Isomalt giúp tăng cường sức khỏe miệng phòng ngừa sâu Năng lượng Isomalt phân loại thuộc nhóm “khơng” 3.5.Ứng dụng: Dựa vào đặc tính Isomalt, biến thể isomalt thay cho đường ngành công nghệ thực phẩm dược phẩm Lựa chọn Isomalt hoàn hảo, đặc biệt lĩnh vực bánh kẹo, chất lượng thời hạn sử dụng Trong điều kiện sản xuất thiết bị sản xuất sử dụng ứng dụng Isomalt mà không cần thay đổi nhiều Để tối ưu hóa sản phẩm cuối người ta khuyến khích thay đổi quy trình công thức Kẹo cao su, chocolate, kẹo cứng ứng dụng bật Isomalt 3.5.1.Kẹo cứng: Kẹo cứng có thời gian bảo quản dài hàm lượng nước 2% Quy trình sản xuất tương tự Sucrose Chỉ có vài tham số yêu cầu xử lý thay đổi Trong Trang49 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN trình sản xuất kẹo cứng Isomalt liên tục hay gián đoạn, đặc biệt sau khác với sản xuất Sucrose cần xem xét:  Khả ngăn hòa tan thấp  Điểm sôi cao  Giảm độ nhớt  Khả thu nhiệt cao Trong trình sản xuất, tùy thuộc vào thiết bị mà chuẩn bị trước tỉ lệ Isomalt nước Nói chung, chuẩn bị syrup cần 70-80% chất khơ 1100C Khi pha trộn Isomalt với loại đường khác nên cần tính tốn trước 3.5.1.1.Quy trình cơng nghệ: Hình 3.7:Quy trình sản xuất kẹo cứng isomalt Đối với Sucrose, điều quan trọng khống chế trình kết tinh đường Ở nhiệt độ cao Isomalt có khả hịa tan thấp Sucrose, thời gian hòa tan dài Trong thực tế, điều có nghĩa mức tiêu thụ thấp so với Sucrose đun nóng chân khơng hay áp suất cao để đảm bảo nhiệt độ tối thiệu 1100C Một tinh thể tự tan 70-80% hòa tan nước Kinh nghiệm thực tế cho thấy hòa tan mẻ phương pháp tốt hịa tan hồn tồn Isomalt Để đảm bảo cho q trình sản xuất liên tục, Isomalt hịa tan tank(bồn lên men) 3.5.1.2.Nấu: Kẹo cứng Isomalt sản xuất nồi nấu liên tục hay bán liên tục Như đề cập, kẹo cứng cần nhiệt sôi cao để độ ẩm kẹo 2% Tùy thuộc vào cách bố trí thiết bị sử dụng nồi chân khơng nhiệt độ khuyến cáo sau: Nấu không ứng dụng chân không-1650C Nấu nồi chân không 135-1400C Trang50 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 5.1.3.Chân không: Do nhiệt độ sôi cao nên isomalt sau nấu có độ nhớt thấp Một ứng dụng quan trọng isomalt sản xuất làm giảm nhiệt độ hút chân không Tùy thuộc vào thiết bị chân không sử dụng, chất lượng, thời gian nhiệt độ tan chảy isomalt thay đổi từ 1300C 1500C Điều đảm bảo nhiệt độ hoạt động thấp bổ sung bám dính khối isomalt 3.5.1.4.Phụ gia: Việc bổ sung phụ gia dễ dàng thực với máy trộn trục vít, làm giảm nhiệt độ tan chảy phụ thuộc vào nhiệt độ thải sản xuất liên tục hay gián đoạn Tốt nhiệt tan chảy không 1100C để tránh hương vị nhiều Trong trình ổn định nhiệt độ Sucralose Acesulfame-K thêm vào trình hịa tan, Acesulfame-K thêm vào sau q trình hút chân khơng Để tránh q trình lắng đảm bảo q trình đồng Aspartame, hịa trộn với phụ gia khác acid citric dạng lỏng 3.5.1.5.Làm nguội: Do nhiệt độ nấu cao mà số Isomalt có độ nhớt thấp Sucrose sau hút chân khơng Thêm vào nhiệt dung Isomalt cao gấp 17% với sucrose Do có thuộc tính mà nhiều thời gian để hạ nhiệt khối isomalt (100-1100C) độ nhớt khối Isomalt so sánh với sucrose Làm mát xuống 60-800C thu khối plastified có nhiệt dung cao 3.5.1.6 Đóng hộp: Khơng có u cầu đặc biệt cho thiết bị hộp lăn hay dập hộp 3.5.1.7.Làm nguội kẹo Khối kẹo tạo hình làm nguội đến nhiệt độ 25-300C Sau lưu trữ hay đóng gói Hình 3.8:Tổng thời gian tan chảy so sánh cặp kẹo Trang51 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 3.5.1.9.Đóng gói: Kẹo cứng cần đóng gói với bao bì chống hút ẩm bổ sung thành phần hút ẩm hút ẩm thời gian dài Hình3.9: biễu diễn khối lượng thay đổi hút ẩm 250C sau ngày khơng bao bì 3.5.2.Chocolates: Chocolates sử dụng Isomalt LM có đặc điểm bật tan chảy ăn Không cần phải làm lạnh ăn chocolates Hơn nửa, hiệu hạ đường huyết hạ số insulin isomalt góp phần tạo sản phẩm hạ đường huyết bánh ngũ cốc chocolates, bánh quy hay chocolates Công thức cho chocolates isomalt LM giống chocolates sucrose Tùy thuộc vào trình yêu cầu khác hàng mà ISOMALT LM–E ISOMALT LM–PF sử dụng Nếu sử dụng ISOMALT LM–E cần phải xử lý bụi Trong quy trình sản xuất truyền thống cần chỉnh lại bước máy nghiền kiểu bi, ISOMALT LM–PF thích hợp Để có vị chocolates sucrose, aspartame, acesulfame-K sucrose bổ sung với lượng nhỏ Cường độ chất phụ thuộc vào hương vị nồng độ sử dụng Cơng thức làm chocolates bảng bên có độ vừa đủ Tuy nhiên độ phụ thuộc vào nhiều thứ bột sữa, loại cocoa… Trang52 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Bảng 3.1:công thức cho chocolates Nhằm giảm calo tổng chất béo chololates giảm phần Isomalt LM chất độn polydextrose (Litesse®) inulin (Beneo®) Nếu có yêu cầu chất xơ hay pre-biotic isomalt LM kết hợp, ví dụ: 5-10% inulin (Beneo®) Dây chuyền sản xuất thơng thường sử dụng cho chocolate isomalt LM Khối lượng ca cao, sữa bột, isomalt LM phần bơ pha trộn máy Sau khối lượng đồng đạt độ mịn Tính chế bột chocolate sau tạo hình trước thêm phần bơ cịn lại vào Như thường lệ, hàm lượng nước tất thành phần công thức, đặc biệt sữa bột thấp tốt Điều làm trình kết tụ trình làm chocolate, tạo cảm giác xù xì cho thỏi chocolate Hình 3.10: quy trình sản xuất chocolates isomalt LM Isomalt LM có độ ẩm thấp Do lượng nước thấp hút ẩm thấp isomalt LM nên nhiệt độ làm chocolate thông thường điều chỉnh( ví dụ như: chocolate sữa 700C chocolates đen 800C) Trong sản xuất đường chocolate chocolate isomalt LM phải tạo hình nhanh chóng Sự cần thiết nhiều chất béo phụ thuộc vào yêu cầu chất béo sản phẩm cuối điều chỉnh theo yêu cầu khách hàng, thực chung với công thức đường Tùy thuộc vào việc định hình mà liều lượng chất béo phải xem xét Đối với chocolate có hàm lượng chất béo thấp (ví dụ 29%), bổ sung lecithin thời điểm bắt đầu trình làm kẹo hữu ích trình điều chỉnh Chocolate Isomalt LM lỏng bảo quản tốt 450C Khuấy đảo thường xuyên Khi làm tan chảy chocolate nhiệt độ khơng q 550C Trang53 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 3.5.3.Viên nén: Isomalt DC thiết kế trực tiếp cho sản phẩm bánh kẹo không đường y tế(dược phẩm) Nó nén máy thơng thường Vì vậy, cần thiết cho bột nén cho hạt có kích thước hạt nhỏ có xu hướng khơng dính Isomalt DC có biến thể isomalt DC 100 từ Isomalt ST, Isomalt DC 200 từ Isomalt GS Isomalt DC linh hoạt cho phép sản xuất dạng viên với độ cứng, hịa tan khác Hình 3.11:So sánh thời gian hịa tan isomalt Một tính bật isomat DC nói chung khơng sản xuất tác dụng làm nguội làm tăng hương vị loại Tùy thuộc vào thành phần khác viên nén mà cơng thức khơng bắt buộc phải có Đề bơi trơn thuốc nhuộm cần 0,5-1% canxi hay magiê stearate thêm vào Ở số nước châu Á việc sử dụng stearates không cho phép, sucrose esters thay Cuối viên nén sản xuất đơn giản bảng bên Bảng3.2 : công thức sản xuất viên nén isomalt DC 3.6.Tính an tồn: Tính an tồn Isomalt kiểm tra với quan y tế giới trình phê duyệt, kết phê duyệt thực phẩm phụ gia tùy thuộc vào luật pháp nước Trên giới, Isomalt đánh giá JECFA, WHO/FAO JECFA đánh giá kết an toàn vào năm 1986, ủy nhận thấy không cần hạn chế lượng dùng ngày Theo đó, Isomalt phê duyệt sử dụng thực phẩm GMP giới Đối với thương mại quốc tế, JECFA xác định đặc tính kỹ thuật sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Ủy ban tiêu chuẩn châu Âu, ủy ban kỹ thuật CEN/TC 275 “Food Analysis – Horizontal Methods” hoàn tất việc xác định isomalt, lactitol, maltitol, mannitol, sorbitol and xylitol thực phẩm 3.7.Quy định sử dụng giới: Isomalt chấp nhận thực phẩm hay phụ gia 70 quốc gia lãnh thổ (EU, NAFTA and MERCOSUR, Russia, China, Japan, India, Australia/New Zealand, số quốc gia châu Á…) Isomalt sử dụng dược phẩm số lượng Trang54 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN ngày tăng lên 3.8.Kết luận: Isomalt đường thay với lượng lớn cho Sucrose Q trình sản xuất gồm có bước, chuyển đổi enzyme hydro hóa, Isomalt hỗn hợp rượu đơi 1,1GPM-dihydrate and 1,6-GPS Bên cạnh Isomalt phù hợp với người bị tiều đường làm thấp đường huyết Do hương vị Isomalt tương tự với sucrose nên Isomalt khó phân biệt với sản phẫm truyền thống Trong điều kiện sản xuất khơng cần thay đổi lớn cho sản xuất Isomalt Bên cạnh chocolates, bánh nướng hay sản phẩm ngũ cốc ứng dụng bật Isomalt Tóm lại, Isomalt chất lý tưởng thay sản phẩm đường truyền thống Với tính chất mà isomalt đáp ứng nhu cầu tiêu dùng lành mạnh với thời gian dài Trang55 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG KẾT Erythritol Quá Lên men trình sản nấm nấm xuất Moniliella pollinis Lactitol Hydro hóa Lactose Isomalt Củ cải đường lên mem tạo isomaltulose, hydro hóa tạo thành isomalt Sucrose Mía đường 40% 45-60% 100% 3,94 Kcal/g Có Cơng thức phân tử Độ 60-70% (so với sucrose) Calori cal/g Tăng Không lượng lượng đường huyết Quá 90% ruột trình non, số ỏ tiêu hóa ruột già, hấp thụ tốt khơng chuyển hóa 2,4 Kcal/g Khơng Kcal/g Khơng 2% hấp thụ cịn lại vi khuẩn Lactobacilli Bifidobacteria sử dụng Lactitol prebiotic Hấp thu 10% ruột non 90 % ruột già Khả bị phân cắt enzyme yếu nên trình trao đổi chất hạn chế Vi khuẩn bifidobacteria tăng lên đáng kể sử dụng isoamlt Enzyme thủy phân thành Glucose Frucrose hấp thụ chuyển thành lượng Tác dụng bảo vệ miệng Có Lactitol khơng lên mem vi khuẩn miệng nên khơng hình thành mảng bám Có Isomalt tăng cường sức khỏe miệng phòng ngừa sâu Streptococcus lên mem sucrose làm pH giảm xuống hình thành mảng bám Có Streptococcus khơng phát triển erythritol nên không tạo mảng bám tạo lượng nhỏ acid Trang56 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Tài liệu tham khảo: Helen Mitchell, Sweeteners and Sugar Alternatives in Food Technology, Blackwell Publishing, 2006 Lyn O’Brien Nabors, AlternativeSweeteners, The fourth edition,2011 Trang57 ... tiểu Trang11 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 1.4.Lợi ích cơng nghệ thực phẩm: 1.4.1 .Độ ngọt: Giống loại đường đa chức khác, Erythritol có độ lớn, khơng gay gắt, có ổn định... biến thể đường Isomalt như: isomalt ST, isomalt GS, isomalt DC isomalt LM 3.2.Lợi ích công nghệ thực phẩm: 3.2.1 .Độ ngọt: Độ Isomalt 0,45-0,6 so với Sucrose 1,0 Trang46 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM... Lactitol có độ nhớt thấp so với sucrose, làm mát xuống, độ nhớt sản phẩm (hoặc dẻo) đạt tới mức với sản phẩm chứa Sucrose, Lactitol phù hợp cho đồ có định hình Trang30 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: