1.4.1. Giới thiệu
- Nhũ tương: Được hiểu là một hệ phân tán dưới dạng không hòa tan của một pha trong một pha khác. Trong đó, một pha tồn tại dưới dạng các giọt riêng biệt phân tán lơ lửng trong pha còn lại, pha còn lại là pha liên tục. Giữa hai pha tồn tại một lớp màng tiếp xúc, lớp màng này thường do các chất hoạt động bề mặt tạo thành.
Các dạng nhũ tương trong thực phẩm: Nhũ tương dầu trong nước (o/w): mayonnaise, kem… là dạng nhũ tương thường gặp nhất; nhũ tương nước trong dầu (w/o) điển hình là bơ, margarine. Dạng còn lại nhũ tương nước trong dầu trong nước.
Dầu gấc sau khi được trích ly ra khỏi quả gấc sẽ được đồng hóa tạo thành hệ nhũ tương dầu trong nước.
- Vi nang: Là từ các hệ nhũ tương sử dụng các phương pháp đông tụ, sấy phun để tạo thành các viên nang bao dầu gấc lại nhằm bảo vệ các hợp chất có hoạt tính sinh học bên trong dầu gấc.
Mục đích của việc tạo ra các vi nang hay hệ nhũ tương dầu gấc này là nhằm tạo một lớp áo bảo vệ các hợp chất có hoạt tính sinh học, ngăn cản sự tác động xấu của môi trường để kéo dài thời hạn bảo quản cho sản phẩm. Ứng dụng nó vào trong các sản phẩm thực phẩm bánh kẹo để bổ sung thêm nguồn vitamin A tự nhiên cho cơ thể dễ hấp thụ an toàn mà không độc hại cho gan.
1.4.2. Các polymer dùng tạo chất nền pha liên tục của hệ nhũ tươnga. Gelatine [20] a. Gelatine [20]
Gelatine là hỗn hợp không đồng nhất của các chuỗi polypeptide mạch đơn hay mạch đa, mỗi mạch đều có cấu trúc không gian dạng chuỗi xoắn chứa proline được mở rộng về bên trái và có từ 300-4000 amino acid.
Về bản chất cấu tạo chủ yếu của gelatine là protein chiếm 85 – 92%, còn lại là muối khoáng và lượng ẩm còn lại sau khi sấy. Gelatine được sử dụng phổ biến trong thực phẩm vì nó không có vị lạ với các tính chất duy nhất như tạo nhũ tương, liên kết, ổn định và tạo gel. Đặc điểm của gelatine là khi sử dụng độc lập thì khả năng nhũ hóa sẽ không cao. Khi sử dụng chúng làm chất nhũ hóa trong quá trình đồng hóa thì hệ nhũ tương tạo ra có kích thước các giọt phân tán tương đối lớn.
Ngoài ra, gelatine chính là một hợp chất keo ưa nước và có khả năng tạo đặc, tạo gel nên chúng cũng có chức năng ổn định hệ nhũ tương.
Gel tạo thành từ gelatin có hình khối rõ ràng, đàn hồi,trong suốt và có thể chuyển đổi thuận nghịch theo nhiệt độ. Khi được làm ấm đến 35-40oC gel lại trở về
dạng hòa tan. Còn nhiệt độ giới hạn cuối là nhiệt độ điểm băng khi nước kết tinh thành băng.
b. Chitosan [13], [14], [21], [24]
Chitosan là một dẫn xuất của chitin, một polysaccharide mạch thẳng tích điện âm bởi các nhóm amin có được sự khử acetyl của chitin chiết tách từ vỏ các loài giáp xác được cấu tạo từ các các đơn vị D–glucosamine và 2–acetamido–2– deoxy-D–glucosamine. Chitosan có độ deacetyl cao (khoảng 90%) và trọng lượng phân tử gần 1.000.000 Dalton. Chitosan được phát hiện lần đầu tiên bởi Rouget vào năm 1859.
Chitosan thường ở dạng vẩy hoặc dạng bột có màu trắng ngà. Công thức cấu tạo của chitosan gần giống như chitin và cellulose, chỉ khác là chitosan chứa nhóm amin ở C thứ 2.
Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D – Glucosamin liên kết với nhau bởi các liên kết b – (1 – 4) –glicoside, do vậy chitosan có thể gọi là poly b – (1 – 4) – 2 amino – 2 deoxy–D–glucose hoặc poly b – (1 – 4) –D–glucosamin.
Chitosan tan tốt trong các acid hữu cơ thông thường như acid formic, acid acetic, acid propionic, acid citric, acid lactic. pKa của chitosan có giá trị từ 6,2 đến 6,8. Khi hoà tan chitosan trong môi trường acid loãng tạo thành keo dương. Chitosan tích điện dương có khả năng bám dính bề mặt các ion tích điện âm và có khả năng tạo phức với các ion kim loại và tương tác tốt với các polyme tích điện âm.
Phân tử lượng của chitosan là một thông số quan trọng, nó quyết định tính chất của chitosan như khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel, khả năng hấp phụ chất màu, đặc biệt là khả năng ức chế vi sinh vật. Chitosan có phân tử lượng càng lớn thì có độ nhớt càng cao. Tuy nhiên, chitosan có phân tử lượng thấp thì thường có hoạt tính sinh học cao hơn, và có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học. Chitosan có phân tử lượng lớn có khả năng tạo màng tốt và màng chitosan tạo thành có sức căng tốt.
Chitosan độ deacetyl cao có ứng suất kéo và độ giãn dài giới hạn cao hơn màng chitosan độ deacetyl thấp, tuy nhiên chúng có độ trương nở thấp hơn. Ngoài
ra, tính chất của màng chitosan phụ thuộc rất nhiều vào dung môi sử dụng hòa tan chitosan để tạo màng.
Chitosan có khả năng giảm được sức căng bề mặt và ổn định hệ nhũ tương. Khả năng làm bền nhũ tương của chúng là do chúng có tính hoạt động bề mặt và khả năng làm đặc pha liên tục.
c. Carragenan [22]
Carragenan là một họ nhiều polysaccharride được sunfate hóa có khối lượng phân tử lớn, theo cấu trúc riêng của mỗi phân tử phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc cũng như điều kiện tách chiết và tinh chế.
Nói chung, mạch polymer này được tạo nên bởi các đơn vị liên kết β-(1-3)- D-galactopyranosyl và β-(1-4)-D-galactopyranosyl nằm xen kẽ nhau. Carragenan gồm các chất có nhiều điểm mang điện âm, phần bán ester chiếm từ 15 - 40% thành phần carragenan. Sau khi tiến hành tách chiết và phân lập, chỉ có ba dạng k-(kappa), i-(iota) và λ–(lamba) carragenan bán trên thị trường. Đó là những hợp chất gần đạt tới mức hoàn hảo trong cấu trúc hóa học.
Một số phân tích cho thấy carrageenan có đặc tính phân tán cao, khối lượng mol trung bình tương ứng với chỉ số đơn vị cấu tạo của chúng nàm trong khoảng 105 - 2x105 g/mol.
Carrageenan có thể chế biến từ rong biển đỏ (Rhodophycae) các loại rong biển khác nhau sẽ cho các loại carrageenan khác nhau, ví dụ từ Chondrus crispus (k và λ), Furcellaria (k và λ).
1.5. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất bánh, kẹo, nước nha đam1.5.1. Bột mì 1.5.1. Bột mì
Là nguyên liệu để sản xuất bánh được chế biến từ hạt lúa mì trắng thuộc họ hòa thảo bằng phương pháp nghiền, chủ yếu là nhập từ nước ngoài.
Hàm lượng các gluxit, protit chiếm khoảng 90% trọng lượng bột mì.
1.5.1.1. Thành phần hóa học của bột mì [1], [2]
- Protit trong bột mì: Tùy từng loại bột mì mà hàm lượng protit khác (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
muối trung tính); protalamin (hoà tan trong dung dịch rượu 60-80%); Glutelin (hoà tan trong dung dịch kiềm hoặc acid loãng).
Trong 4 loại nói trên thì hàm lượng Albumin và Globulin chiếm khoảng 20%, còn 80% Protalamin và Glutelin. Tỷ lệ protalamin và glutelin trong bột mì là tương đương nhau. Bột mì nhào với nước rồi để yên 1 thời gian sẽ tạo thành Gluten. Gluten thu được khi rửa qua bột nhào gọi là gluten ướt. Trong gluten ướt có khoảng 60-70% nước. Hàm lượng gluten ướt trong bột nhào dao động trong phạm vi rất lớn, từ 10-55%.
Khi bột mì có chất lượng bình thường thì tỷ lệ gluten ướt phụ thuộc vào hàm lượng protein của bột. Với các loại bột mì sản xuất từ hạt bị hỏng, sâu bệnh, nảy mầm, do sấy ở nhiệt độ quá cao thì hàm lượng Gluten ướt giảm vì tính hút nước của protit đã bị thay đổi.
Hàm lượng và chất lượng gluten bột mì phụ thuộc vào giống lúa mỳ, điều kiện trồng trọt, độ sấy hạt, chế độ gia công nước nhiệt và chế độ bảo quản. Để đánh giá chất lượng gluten của bột mì người ta dùng chỉ số như màu sắc, độ đàn hồi, độ chịu kéo. Gluten của bột có chất lượng cao thường có độ đàn hồi tốt, độ chịu kéo vừa phải. Nếu gluten có độ chịu kéo lớn thì bánh làm ra xốp do giữ được khí tốt. Còn nếu dùng bột mì chất lượng cao và độ chịu kéo nhỏ thì nhào bột thường bị chảy không đạt yêu cầu, bánh làm ra ít xốp. Chính vì chất lượng của gluten có ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến và chất lượng sản phẩm như vậy nên trong sản xuất bánh quy thường sử dụng bột mì có chất lượng yếu và trung bình.
Trong quá trình chế biến có thể vận dụng các yếu tố của nhiệt độ, nồng độ muối ăn, cường độ nhào... để cải thiện những tính chất vật lý của gluten. Giảm nhiệt độ nhào thì Gluten trở nên chặt hơn, tăng nhiệt độ nhào thì gluten nở nhanh nhưng khả năng giữ khí kém.
Muối ăn có tác dụng làm cho gluten chặt lại và tăng khả năng hút nước lên, cường độ thuỷ phân protein giảm đi rõ rệt. Cường độ nhào làm tăng quá trình tạo hình gluten nhưng làm giảm khả năng giữ khí của gluten. Axit Ascorbic, Kali Bromat, Peroxyt và một số chất oxy hoá khác có tác dụng làm cho gluten chặt hơn
còn các chất khử thì có tác dụng ngược lại. Số lượng gluten không ảnh hưởng lớn đến chất lượng bánh quy, song hàm lượng gluten tăng thì độ ẩm của bột nhào tăng, do đó thời gian nướng bị kéo dài, vì vậy ta cần hạn chế lượng gluten trong khoảng 27-30%.
- Gluxit của bột mì: Gluxit trong bột mì gồm có: Tinh bột dextrin, xenluloza, Hemixenluloza, gluxit keo, các dạng đường. Quá trình quang hợp được thực hiện nhờ năng lượng mặt trời và sắc tố xanh của cây (clorofin).
+ Tinh bột: Là gluxit quan trọng nhất của bột. Trong bột hạng cao có chứa đến 80% tinh bột. Tinh bột của các loại bột khác nhau thì không giống nhau về hình dáng, kích thước, khả năng trương nở và hồ hoá. Độ lớn và độ nguyên của hạt tinh bột có ảnh hưởng đến tính rắn chắc, khả năng hút nước và hàm lượng đường trong bột nhào. Hạt tinh bột nhỏ và hạt tinh bột vỡ thì bị đường hoá nhanh hơn. Trong các hạt tinh bột, ngoài tinh bột ra còn có một lượng nhỏ axit photphoric, axit silicic, axit béo và các chất khác.
+ Dextrin: Là sản phẩm tạo ra đầu tiên trong quá trình phân huỷ tinh bột. Đó là những chất keo tạo thành với nước một dung dịch dính. Khối lượng phân tử và tính chất của dextrin phụ thuộc vào mức độ phân huỷ của tinh bột, người ta phân ra thành các nhóm dextrin sau đây:
Amilodextrin: Là hợp chất có cấu tạo giống tinh bột, khi tác dụng với iod cho màu tím.
Acrodextrin và Maltodextrin là những dextrin đơn giản nhất, khi tác dụng với iod không cho màu đặc trưng. Trong bột mì sản xuất từ bột mì nảy mầm có chứa từ 3-5% là dextrin. Dextrin ít liên kết với nước. Do đó khi bột nhào có hàm lượng cao các dextrin thì bánh làm ra kém dai.
+ Xenluloza: Công thức phân tử cũng có công thức giống tinh bột nhưng khác nhau về cấu trúc phân tử và các tính chất lý hoá học. Phân tử Xenluloza gồm tr ên 1500 gốc glucoza. Xenluloza không tan trong nước lạnh và nước nóng. Thuỷ phân Xenluloza bằng axit khó khăn hơn thủy phân tinh bột nên không thể tiêu hoá được Xenluloza và chính lượng Xenluloza làm giảm giá trị dinh dưỡng.
+ Hemixenluloza: Là polysacarit cấu tạo từ các gốc (C5H8O4) và hecxozan
(C6H10O)n. Hemixenluloza không hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong kiềm. Nó
dễ thuỷ phân hơn Xenluloza. Hàm lượng Hemixenluloza phụ thuộc vào hạng bột, thường khoảng 2-8%, cơ thể nguời không tiêu hoá được Hemixenluloza.
+ Gluxit keo: Là các pentozan hoà tan, chủ yếu chứa trong nội nhũ của hạt. Trong bột mì hàm lượng gluxit keo khoảng 1,2%. Gluxit keo có tính háo nước rất cao. Trong khi trương nở trong các gluxit keo cho ta những dịch keo và những dịch keo này có ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất lý học của bột nhào.
+ Đường trong bột: Chứa một lượng không lớn lắm, trong bột mì sản xuất từ hạt nảy mầm thì hàm lượng Maltoza tăng lên rõ rệt. Đường chủ yếu nằm trong phôi của hạt. Hàm lượng Saccaroza trong bột mì khoảng 0,2 - 0,6%. Hàm lượng chung các loại đường phụ thuộc vào các loại bột và chất lượng của hạt.
- Chất béo (lipit): Các lipit là những chất có khả năng hoà tan trong dung môi hữu cơ, trong các lipit của bột mì, ngoài các chất béo trung tính còn phải kể đến các photphorit, sterin, sắc tố.... Trong các lipit ở trạng thái tự do và ở trạng thái kết hợp với protit, gluxit. Những hợp chất này ảnh hưởng lớn đến tính chất các gluten, chúng làm cho gluten đàn hồi hơn. Hàm lượng chung chất béo trong bột mì vào khoảng 0,1 - 2% tuỳ theo hạng bột mì.
- Vitamin: Trong bột mì có chứa rất nhiều vitamin như B1, B6, PP....Vitamin chứa nhiều lớp alơrông. Tuỳ theo hạng bột thì hàm lượng vitamin cũng khác nhau. Hạng bột càng cao thì vitamin càng thấp và ngược lại hạng bột càng thấp thì vitamin càng cao.
- Men trong bột: Là những chất protit có tính chất xúc tác. Trong bột có chứa rất nhiều protit làm ảnh hưởng đến chất lượng bột, các loại men quan trọng như: Men thủy phân tinh bột và protit như: Proteaza. Polipeptidaza...
- Chất màu: Trong bột mì chứa các chất màu quan trọng như carrotenoid
tạo màu vàng, flavonoid tạo màu vàng nhạt cho bột.
- Tạp chất trong bột mì: Trong bột mì chứa rất nhiều tạp chất như: Sâu, mọt... và còn tăng lên trong quá trình bảo quản.
Việc phân hạng bột mì là hết sức quan trọng bởi vì đối với từng loại hạng bột thì thành phần hoá học, hoá lý rất khác nhau dẫn đến tính chất rất khác nhau. Do việc phân bố thành phần các chất trong hạt lúa mỳ khác nhau ở các lớp: Vỏ, alơrông, nội nhũ, phôi... Nhờ đó ta có thể phân hạng định tính theo lớp.
Để đánh giá chất lượng bột mì theo tiêu chuẩn của nhà nước thì các chỉ số trong tiêu chuẩn chất lượng bột mì được đặc trưng bằng tình trạng vệ sinh và hạng bột. Các chỉ số chất lượng ấy gồm có: Mùi vị, độ nhiễm trùng, hàm lượng các chất sắt và độ ẩm. Bột phải không có mùi lạ, vị lạ, không bị nhiễm trùng, hàm lượng tạp chất không quá 3 mg/kg bột. Độ ẩm của bột phải nhỏ hơn 15%... Các hạng bột khác nhau thì khác nhau về độ tro, độ trắng, độ mịn, độ axit và hàm lượng gluten ướt.
1.5.1.2. Tính chất nướng bánh của bột mì
Tính chất nướng bánh của bột mì ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bánh bích quy. Bột mì có tính chất nướng bánh cao thì bánh bích quy có màu vàng và mùi thơm đặc trưng.
Trong thành phần của bột mì gồm có 2 loại chính là protit và gluxit, chúng có thể bị thủy phân bởi Proteaza và Amylaza. Tính chất nướng bánh của bột mì về cơ bản phụ thuộc vào hệ protit - proteaza vì số lượng và chất lượng của gluten dao động trong một giới hạn khá rộng đối với loại hạt và bột.
a. Khả năng tạo khí và sinh đường của bột mì (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khả năng tạo khí của bột được đặc trưng bằng lượng CO2 thoát ra trong một thời gian nhất định và ứng với một lượng bột nhào nhất định. Khả năng tạo khí phụ thuộc vào hàm lượng đường và khả năng sinh đường của bột. Chất lượng các gluten càng cao thì chất lượng của bột mì cũng càng cao. Gluten của bột hạng cao thường có màu sáng hơn và độ hút nước lớn hơn.
Chất lượng của bánh bích quy, bánh bông lan phụ thuộc vào hàm lượng đường có trong bột nhào. Đường là chất cần thiết để tạo thành CO2 làm nở bột nhào khi lên men. Màu sắc của bánh và mùi vị của bánh, cấu tạo và độ xốp của bánh đều phụ thuộc vào hàm lượng đường của bột. Lượng đường có trong bản thân bột mì thường không đủ để làm ra bánh bích quy có chất lượng bình thường.
b. Lực nở của bột mì
Khả năng của bột mì tạo thành gluten hoặc tạo thành bột nhào những tính chất xác định được gọi là lực nở của bột mì. Bột mì hạng cao (hạng nhất hoặc hạng