Ứng dụng của phụ gia polysaccharide trong sản xuất thực phẩm

Maltodextrin và các ứng dụng trong thực phẩm

Natri cacboxy metylxenlulozo (NaCMC)

Theo định nghĩa của Tseng, aga là một hợp chất vô định hình, dạng gelatin, không chứa nitơ, được chiết từ Gelidium và các agarophytes khác, bản chất được cấu tạo từ một polysaccharide trung tính, được metyl hoá từng phần (agarose) và một este axit sunfuric của galactan mạch thẳng (agaropectin), không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng, dung dịch 1% của nó tạo gel trong khoảng 35-500C và tan trong khoảng 80-1000C. Trong một số loài rong đỏ, cấu trúc của thành tế bào là những sợi khung được gắn chặt và được xếp đặt một cách mềm dẻo, khác với những galactan sunfat khác, cấu trúc của nó dựa trên những chuỗi thẳng với những luân phiên của gốc β-D- galactopyranozơ liên kết ở vị trí 1 và 3 và gốc α-D- galactopyranozơ liên kết ở vị trí 1 và 4. Nhiều nhà khoa học cho rằng trong mỗi mạch có 9 đơn vị D- galactopyranozơ, được kết hợp bằng một liên kết 1,3-glycozit, mạch được kết thúc bằng một L-galactopyranoza mà gốc sunfat thực hiện chức năng trong tổng hợp sinh học của aga cũng giống như gốc PO43- trong tổng hợp tinh bột từ glucoza trong thực vật bậc cao.

Sự sắp xếp của nhóm sunfat trong polyme aga từ rong Gracilaria phụ thuộc vào sự este hoá ở C6 của gốc L-galactoza 6-sunfat trong rong cũng có thể xem như là một tiền tố sinh học của 3,6-anhydro-L-galactozơ và nó được chuyển thành dạng 3,6- anhydro-L-galactozơ bằng enzym sunphohydrolaza nhưng không hoàn toàn. Mục đích của việc xử lý rong với kiềm ở 80-90oC là nhằm làm loại bỏ gốc sunfat và nếu như nhóm hydroxy ở C3 ở trạng thái chưa liên kết và nhóm este sunfat (nằm ở vị trí axial không bền về mặt năng lượng) ở vị trí C6 của gốc α-L-galactopyranozơ thì chúng sẽ chuyển thành dạng 3,6-anhydro-α-L-galactozơ bền hơn.

Pectin

• Vai trò của các chất trong quá trình tạo gel

Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzym protopectinase hoặc với sự tham gia của axit hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào giảm. - “DE”: chỉ số este hóa, thể hiện mức độ este hóa của pectin, là phần trăm về số lượng của các gốc axit galacturonic đươc este hóa trên tổng số lượng gốc axit galacturonic có trong phân tử. Nhưng không phải tất cả lượng pectin đều tham gia vào việc tạo đông tụ chính vì vậy độ bền gel không phải xác định theo số lượng nhiều ít mà xác định theo chiều dài mạch phân tử và mức độ metoxyl hóa.

Carrageenan

Carrageenan không tan trong ethanol, tan trong nước (nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác) ở nhiệt độ khoảng 800C tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy, phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ấm với cồn glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước. Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025%) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla. Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel.

Alginat

• Các phương pháp tách chiết alginat

Carrageenan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem, chocolate, kẹo, phomat, bánh pudding, si rô, đồ uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua…. - Trong chế biến thủy sản: carrageenan được ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông. Động học chỉ ra rằng sự chuyển sol thành gel ban đầu xảy ra rất nhanh khoảng 30 phút, sau đó cân bằng dịch chuyển từ từ trong khoảng 24 – 48 giờ tùy thuộc thành phần hóa học của alginat.

Chitin

Dextran

• Gôm arabic
• Gôm karaya
• Gôm tara
• Gôm me: (Trần Thị Thanh Huyền)
• Xanthan gôm

Gôm arabic tan mạnh trong nước nhưng do khối lượng phân tử thấp và cấu trúc mạch nhánh nên nó phải được sử dụng ở nồng độ cao so với hầu hết các loại gôm khác để có thể ảnh hưởng đáng kể tới các giá trị độ nhớt. Cấu hình chung của phân tử gôm arabic được mô tả bởi mô hình hoa của cây keo trong đó khoảng 5 khối AG cồng kềnh, mỗi khối có khối lượng phân tử khoảng 200.000Da, được sắp xếp dọc theo mạch polypeptit GI có thể chứa tới 1600 amino axit còn dư. Một ứng dụng quan trọng là keo dán răng giả, gôm nghiền được rắc lên hàm răng sẽ trương khi nó tiếp xúc với bề mặt ẩm trong miệng và tạo thành liên kết keo dán tốt giữa hàm và miệng nhờ đó cung cấp độ vừa chặt, tiện lợi.

Thêm 200mL nước, vừa thêm vừa khuấy đều đến khi gôm phân tán hoàn toàn tạo thành dung dịch có độ nhớt trung bình, đục như sữa (độ nhớt của dung dịch này kém dung dịch gôm guar nhưng nhớt hơn dung dịch gôm đậu carob khi chuẩn bị cùng trong điều kiện trên). Trong lĩnh vực thực phẩm hai loại gôm này được dùng như là một chất làm đặc trong dầu salad, nước sốt, …Trong kem gôm guar được sử dụng như là một chất ổn định để ngăn chặn sự tạo hạt nhờ kiểm soát sự phát triển của các tinh thể đá.

Chất nhầy

Xanhthan gôm có tính nhầy, dẻo, đông đặc giữ một vai trò quan trọng trong những ngành công nghiệp ứng dụng như công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp dầu mỏ và nhiều ngành công nghiệp khác. Nghiên cứu cho thấy các vòng mannopyranozơ cấu thành nên mạch chính và các đơn vị galactozơ được gắn với mạch chính dưới dạng phiến ngắn, đại phân tử như vậy trông giống như một con rết. Kết hợp toàn bộ các phân tử guaran trong phần lớn các mạch của nó để tạo ra một hạt kết tập dẫn tới quá trình kết tủa bị ngăn chặn do các đơn vị D-galactozơ nhô ra có xu hướng gạt một phân tử khỏi phân tử khác hay ít nhất là tạo ra tính không đồng đều khiến cho tập hợp giữa các mạch không thể diễn ra.