Cấu trúc hệ keo và vai trò trong các sản phẩm kẹo

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM MÔN HỌC ĐƯỜNG BÁNH KẸO Tiểu luận: CẤU TRÚC KEO VÀ VAI TRÒ CỦA CẤU TRÚC KEO TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO GVHD: Ths. Hồ Xuân Hương SVTH: lê thị thùy Lớp HP: 210502201 MSSV: 09221451 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 02, năm 2012 A.Mở đầu Nghệ thuật làm bánh kẹo đã ra đời cách đây rất lâu, theo những nguồn sử liệu Ai Cập cổ đại thì nghệ thuật làm bánh kẹo đã tồn tại cách đây khoảng 3500 năm. Lúc đó người ta làm bánh kẹo dựa trên thành phần nguyên liệu chính là mật ong hoặc dùng nước mía thô cho bốc hơi. Đến cuối thế kỉ XVI, nghành sản xuất đường ra đời đặt nền tảng cho ngành bánh kẹo sau này. Sau đó ngành mía tiếp tục phát triển và lan rộng trên toàn thế giới và ngành bánh kẹo bắt đàu phát triển từ đó chỉ quy mô nhỏ và không đa dạng về chủng loại. Khi ngành sản xuất đường mía bắt đầu đi vào lĩnh vực thương mại thì công nghệ làm bánh kẹo bắt đầu phát triển mạnh, người ta cho thêm vào bánh kẹo các thành phần khác để tạo ra nhiều chủng loại bánh kẹo phong phú và đa dạng. cùng với phát triển của xã hội, mức sống của con người ngày càng nâng cao và nhu cầu về bánh kẹo ngày càng tăng. Bánh kẹo không chỉ được làm ở qui mô gia đình mà còn ở quy mô công nghiệp và dần giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh tế công nghiệp. Nhu cầu về bánh kẹo không chỉ đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng về hương vị và giải trí mà còn có giá trị ding dưỡng và một số mục đích khác( cung cấp vitamin, và một số chất kháng sinh). 2 MỤC LỤC Trang A.Mở đầu 2 B. Nội dung 3 I. Tổng quan về hệ keo .3 1. Hệ keo là gì? 3 2. Đặc điểm của hệ keo 4 2.1.Sự hấp thụ ánh sáng của hệ keo .4 2.2. Tính chất động học của hệ keo 4 2.2.1. chuyển động Brown 5 2.2.2. sự khuếch tán trong dung dịch keo .6 II.Chất nhũ hóa và chất ổn định 6 1.Định nghĩa .7 2.Bản chất hóa học .8 III.Vai trò của cấu trúc keo trong sản xuất bánh kẹo 9. 1.Kẹo là gì 9 2.Phân loại kẹo .9 3.Nguyên liệu tạo keo trong sản xuất kẹo 10 3.1.Lòng trắng trứng khô( albumin) .11 3.2.Gelatin .12 3.3.Shortening ( là ester của glyxerin và axit béo ) 12 3.4. Các loại Gum ( Arabica, Gum Gua, Xanthan Gum) .12 C.Kết luận .13 3 A. NỘI DUNG I. TỔNG QUAN VỀ HỆ KEO 1. Hệ keo là gì? Hệ keo, còn gọi là hệ phân tán cao, là một hệ thống có hai thể của vật chất, một dạng hỗn hợp ở giữa hỗn hợp đồng nhất và hỗn hợp không đồng nhất.  Trong một hệ phân tán keo, các giọt nhỏ hay hạt nhỏ của một chất, chất phân tán, được phân tán trong một chất khác, môi trường phân tán. Trong một hệ keo cao phân tử, các chất cao phân tử được phân tán trong một một trường đồng nhất (môi trường phân tán). Rất nhiều chất quen thuộc bao gồm cả bơ, sữa, kem sữa, các aerosol (thí dụ như sương mù, khói sương nhựa đường, mực, sơn, bọt biển đều là hệ keo. Bộ môn nghiên cứu về hệ keo được nhà khoa học người Scotland Thomas Graham mở đầu vào năm 1861. Các hạt phân tán trong một hệ keo có kích thước từ 0,001 đến 1 micrômét. Một số tài liệu khác định nghĩa là các hạt keo có kích thước không nhìn được bằng kính hiển vi quang học thông thường, tức là các hạt keo có kích thước lớn nhất vào khoảng 0,1 micrômét. Các hệ phân tán với kích thước hạt phân tán nằm trong khoảng này gọi là aerosol keo, nhũ tương keo, bọt keo, huyền phù keo hay hệ phân tán keo. Hệ keo có thể có màu hay mờ đục vì hiệu ứng Tyndall, là sự tán xạ ánh sáng bởi các chất phân tán trong hệ keo. 3. Đặc điểm của hệ keo Hóa keo khảo sát những hệ phân tán dị thể đặc biệt được gọi với cái tên chung là hệ thống keo. Khoảng giữa thế kỉ 19, selmi đã phát hiện một số dung dịch có tính chất đặc biệt như:  Tính phân tán ánh sáng mạnh  Chất tan sẽ kết tủa khi cho vào dung dịch một lượng muối nhỏ, mặc dù muối đó không phản ứng với chất tan.  Chất tan ra và kết tủa không đi kèm theo sự thay đổi về nhiệt độ và thể tích để phân biệt với các dung dịch thông thường( dung dịch thật), selmi đã gọi các dung dịch trên là dung dịch giả. Sau đó Graham trong quá trình nghiên cứu tính chất như: gome Arabic, gelatin nhận thấy rằng có nhiều chất không có khả năng kết tinh dung dịch, có thể tách được màng bán thấm và gọi chúng colloid để phân biệt với những chất có khả năng kết tinh mà khi tan trong dung dịch có thể đi qua màng bán thấm. ngoài ra Borsop đã chứng minh rằng , trong những điều kiện nhất định, ngay những chất mà Graham gọi là chất keo cũng có thể kết tinh từ dung dịch và đồng thời có nhiều chất có khả năng kết tinh tồn tại ở trạng thái keo. Do đó không nên gọi là “chất keo” mà gọi là trạng thái keo và xem chúng là trạng thái đặc biệt của vật chất; trạng thái phân tán cao ở đó , chất tan được chia nhỏ đến trạng thái tập hợp của các phân tử và được phân bố trong một môi trường được gọi là môi trường phân tán, toàn bộ hệ đó gọi là hệ keo. Cho đến cuối thế kỉ 19, một số đặc điểm của hệ keo được ghi nhận  Khả năng phân tán ánh sáng  Khuếch tán chậm và có khả năng thẩm tích 4 Không bền vững tập hợp : các hạt keo dễ tập hợp lại với nhau để tạo thành hạt lớn hơn dưới tác dụng của các điều kiện bên ngoài: nhiệt độ, khuấy lắc, chất điện ly…và nguyên nhân gây nên tính không bền vững tập hợp là nguyên nhân vật lý: Thường có hiện tượng điện di Từ các đặc điểm trên , ta thấy hệ keo là một hệ dị thể và thường mang điện tích 2.1.Sự hấp thụ ánh sáng của hệ keo Nói chung, các hệ phân tán bao gồm các dung dịch thực, dung dịch keo, hệ phân tán thô có màu và không trong suốt thì đều có khả năng hấp thụ ánh sáng ở những mức độ khác nhau. Màu sắc của dung dịch keo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất của của chất phân tán và môi trường phân tán và môi trường phân tán, nồng độ, hình dạng hạt, bước ánh sáng, góc nhìn….ánh sáng là nơi tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc với bước sóng khác nhau. Do sự phân tán và hấp thụ ánh sáng của hệ keo mà ánh sáng tới mắt chúng ta sẽ có sự trội hơn của ánh sáng màu đó , nghĩa là hệ keo có màu sắc. 2.2. Tính chất động học của hệ keo 2.2.1. chuyển động Brown Chuyển động brown là chuyển động nhiệt của của các hạt pha phân tán trong hệ keo cũng như các hệ vi dị thể. Chuyển động Brown diễn ra không ngừng, không phụ thuộc vào nguồn sáng năng lượng bên ngoài chuyển động càng mạnh khi nhiệt độ càng cao Chuyển động Brown được phát hiện vào năm 1827, do nhà sinh học người anh Robert Brown nhưng lúc đó chưa có sự giải thích thỏa đáng. Mãi đến năm 188-1900 Gouy và Enxer mới đưa ra lời giải đáp dựa trên thuyết chuyên động Brown là kết quả chuyển động nhiệt. các phân tử của môi trường phân tán trong chuyển động nhiệt. các phân tử của môi trường phân tán trong chuyển động nhiệt va chạm với các hạt keo một cách hỗn độn làm cho hạt keo chuyển động. nếu các hạt keo có kích thước đủ nhỏ thì các va chạm không đồng đều từ các hướng khác nhau của các phân tử môi trường làm cho các hạt nhận được các xung lực khác nhau và chuyển động theo một quỹ đạo xác định. Khi kích thước và khối lượng hạt lớn làm tăng quán tính, xác suất triệt tiêu các va chạm tăng dần đến khi làm cho các hạt chuyển động quanh vị trí cân bằng hoặc đứng yên(không có chuyển động brown). Các hạt keo nhận được một số va chạm cực lớn từ các phân tử môi trường nên nó thay đổi hướng và tốc độ liên tục tới 10<20 lần một giây. Vì vậy , ta không thể xác định đường đi thực của hạt keo, nhưng dễ dàng xác định được khoảng cách trung bình mà hạt di chuyển được trong một đơn vị thời gian. Dưới kính hiển vi ta có thể đánh dấu được vị trí của hạt. 5 2.2.2. sự khuếch tán trong dung dịch keo Sự khuếch tán là một quá trình tự diễn biến để san bằng nồng độ của chất phân tán vào môi trường phân tán. Khuếch tán là một tính chất đặc trưng cho hệ phân tán. Tốc đọ khuếch tán của các hạt keo nhỏ hơn nhiều so với tốc đọ khuếch tán của phân tử hoặc ion, vì khích thước hạt keo lớn hơn nhiều so với phân tử hoặc ion. Nguyên nhân chủ yếu của sự khuếch tán là sự chuyển động nhiệt là sự chuyển động hỗn loạn đa hướng, không ưu tiên hướng nào trong không gian. Mặt khác, xét về mặt động nhiệt học của quá trình trộn lẫn các chất để được xen lẫn tối đa đồng đều ở mọi điểm là quá trình tự diễn biến II.Chất nhũ hóa và chất ổn định 1.Định nghĩa là chất giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và từ đó duy trì được sự ổn định cấu trúc trong hệ nhũ tương. Trong 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 phan liên tục bằng cách hình thành một bề mặt điện tích trên nó. Đồng thời giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó giảm được năng lượng hình thành trong các giọt trong hệ Chất nhũ hóa đa số là ester của acid béo và rượi. 2.Bản chất hóa học o Tạo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục.(bằng cách hình thành 1 bề mặt điện tích trên đó). o Làm giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán từ đó làm giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ. o Việc lựa chọn chất nhũ hóa dựa trên đặc điểm của phương pháp cuối cùng, phương pháp, số lượng. III.Vai trò của cấu trúc keo trong sản xuất bánh kẹo. 1.Kẹo là gì Kẹo là thực phẩm sản xuất từ đường và các chế phẩm của đường kẹo có rất nhiều loại Nếu phân loại theo hàm lượng nước thì có các loại sau  Kẹo cứng: độ ẩm <3%  Kẹo mềm: độ ẩm 4-5%  Kẹo dẻo : độ ẩm 5-20% 6 2.Phân loại kẹo Phân loại như vậy không thể hiện đầy đủ sự khác nhau giữa các loại kẹo. trong thực tế người ta thường dựa vào đặc điểm của kẹo như hình dáng bên ngoài , thành phần chủ yếu phương thức thao tác sản xuất và tính chất vật lý để đặt tên cho từng loại kẹo sau đây là bảng phân loại các nhóm,chủng ,loại kẹo. Nhóm Chủng Loại Kẹo cứng Kẹo cứng hoa quả Kẹo cứng bơ Kẹo cứng tinh dầu Quýt chanh, dứa, chuối, táo, nho… Bơ sữa, bơ dừa , bơ cacao, ca phê… Bạc hà, hoa hồng, hoa quế… Kẹo mềm Kẹo mềm tinh bột Kẹo mềm aga Kẹo mềm pectin Kẹo mềm gelatin Kẹo mềm anbumin Hương vị của nhiều loại trái cây như quýt chanh , nho, dâu, hoặc là hương vị sữa… Kẹo dẻo Kẹo cao su Kẹo mè xửng Bạc hà, chanh , cam thảo… Chuối, nho , bạc hà… Kẹo có nhân Kẹo nhân bột quả Kẹo nhân bột thơm Kẹo nhân rượi Kẹo có nhân khác Quýt, chanh, dâu… Lạc, hạnh nhân, vừng… Rượi rum, rượi nho Socola, bơ, sữa Kẹo socola Socola thuần chất Socola có nhân Chanh, quýt, chuối Hạnh nhân,caromen… Kẹo thuốc Kẹo dinh dưỡng 3.Nguyên liệu tạo keo trong sản xuất kẹo Nguyên liệu sản xuất kẹo gồm nhiều loại tùy theo sản phẩm mà chọn những nguyên liệu có yêu cầu chất lượng khác nhau. Việc chọn nguyên liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. vì thế phải nắm vững tính chất, tác dụng của từng loại nguyên liệu và các biến đổi lý hóa học của chúng trong quá trình gia công chế biến. trên cơ sở đó để tìm ra những biện pháp kĩ thuật thích đáng để không ngừng nâng cao chất lượng. Trong bài này chỉ nêu những nguyên liệu có vai trò trong việc tạo chất keo trong cấu trúc kẹo. 7 3.1.Lòng trắng trứng khô( albumin) Lòng trắng trứng khô dùng làm chất tạo bọt và chất nhũ hóa trong sản xuất kẹo.Cô đặc lòng trắng trứng tươi đến 1/7 -1/7.5 thể tích ban đầu sẽ được lòng trắng trứng khô.Lúc dùng,lòng trắng trứng khô ngâm vào nước sẽ trở về dang ban đầu. Độ tạo bọt của lòng trắng trứng khô có tác dụng rất quan trọng đối với các loại kẹo như kẹo anbu-min, Kẹo sữa, kẹo xốp v.v…Thường độ tạo bọt của lòng trắng trứng tươi là 7.6 -10.0cm. Lòng trắng trứng khô phải để ở nơi thoáng mát mới giữ được lâu.Khi đã ngâm nước,lòng trắng trứng Khô không giữ được lâu,sẽ lên men và biến chất nhanh chóng,trên mặt dung dich lòng trắng trứng sẽ tạo. Thành những bóng hơi có mùi ôi khó chịu,độ tạo bọt giảm rõ rệt,thậm chí còn mất hẳn đặc tính riêng của nó.Do đó,chỉ nên ngâm lòng trắng trứng khô trong nước 8 giờ trước khi sử dụng. Dung dịch lòng trắng trứng còn thừa lại phải bảo quản ở kho lạnh hoặc nơi có nhiệt độ thấp. 8 Chỉ tiêu chất lượng của lòng trắng trứng khô dùng sản xuất kẹo như sau: lòng trắng trứng khô dạng tấm lòng trắng trứng khô dạng bột Nước ≤ 16 ≤ 17 Chất tan ≤ 79 ≤ 78 Độ tạo bọt ≤ 14cm ≤13cm Độ acid(tính theo acid lactic) ≤ 1,2 ≤ 1,2 Tạp chất Không có Không có Màu sắc Vàng nhạt Vàng nhạt Hương vị Bình thường Bình thường Vi khuẩn gây bệnh Không có Không có 3.2.Gelatin Gelatin là một loại anbumin thu được từ chất keo sống của xương , da , gân hoặc móng của động vật. gelatin có nhiều trong acid amin cần thiết cho cơ thể con người như: thyroxin, xystinin, glixin, histidin, glutamin, tryptophan ,… Gelatin khô, khi gia nhiệt sẽ mềm, trương nở và hóa than nhưng không cháy. Gelatin không tan trong dung môi hữu cơ. Nếu cho vào dung dịch của gelatin một ít cồn hay các muối như amon sunfat, gelatin sẽ tách ra dưới dạng kết tủa trắng Nếu làm nguội đến 10-15 0 C dung dich của gelatin sẽ đông tụ (khi nồng độ của dung dịch vượt quá 10%,sẽ tạo nên ứng lực rất lớn, 2kg/cm 2 ).Những người xuất kẹo đã lợi dụng tính chất này của gelatin để sản xuất kẹo mềm,kẹo sữa,…v.v làm cho khối kẹo mềm mại, ổn định và đàn hồi,có thể chịu được tải trọng tương đối lớn ,mà không biến dạng. Năng lực đông tụ gelatin càng lớn,lượng sử dụng càng nhỏ; thường năng lực đông tụ của dung dịch gelatin 4% là 250g/cm 2 . Gelatin là một loại kẹo ưa nước điển hình.Nếu gia nhiệt trong thời gian dài,gelatin sẽ phân giải thành peptin,phân giải càng nhiều,nhiệt độ đông tụ và cường độ đông tụ càng giảm. 9 Do kĩ thuật sản xuất gelatin không ngừng được cải tiến, nên đến nay có thể sản xuất được loại gelatin có chất lượng rất tốt, tạo điều kiện cho việc sản xuất ra những loại kẹo cao cấp có chất lượng rất tốt 10 . số lượng. III .Vai trò của cấu trúc keo trong sản xuất bánh kẹo. 1 .Kẹo là gì Kẹo là thực phẩm sản xuất từ đường và các chế phẩm của đường kẹo có rất nhiều. VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC- THỰC PHẨM MÔN HỌC ĐƯỜNG BÁNH KẸO Tiểu luận: CẤU TRÚC KEO VÀ VAI TRÒ CỦA CẤU TRÚC KEO TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO GVHD: Ths. Hồ