PIDOLATE ĐẾN ĐỘ BỀN GEL CỦA JAM
6.1. Giới thiệu
Calcium pidolate là một phân tử cĩ chứa canxi. Hợp chất nàycĩ ưu điểm là cơ thể hấp thu canxi dễ dàng và với một tỷ lệ lớn hơn bất kỳ hợp chất canxi khác. Canxi kết hợp với low methoxyl pectin tạo gel trong thực phẩm vớimột lượng đường nhỏ. Nghiên cứu này khảo sát việc sử dụng calcium pidolate trong sản xuất jam. Nghiên cứu đã tìm ra lượng calcium pidolate tối ưu cho các sản phẩm ứng với tỷ lệ đường khác nhau. Kết quả thu được khi thí nghiệm với calcium pidolate tốt hơn so với calcium chloride.
Canxi được tìm thấy bên trong sinh vật ở dạngion Ca2+ hoặc kết tủa trong bộ xương. Một số chức năng chính của nĩ là cofactor trong các phản ứng enzyme, tham gia vào quá trình chuyển hĩa glucogen, quá trình tổng hợp protein và axit béo, trong kích hoạt vitamin B, trong sự hình thành ATP và gĩp phần quy định sự co cơ cùng với natri và kali. Hơn nữa, nĩ đĩng một vai trị cơ bản trong sự hình thành cấu trúc xương.
Lỗng xương được định nghĩa là sự rối loạn hệ thống của xương, xương khơng cịn cấu trúc vững chắc, khống chất trong xương giảm, nguyên nhân chính khiến người ta dễ bị gãy xương hơn (NIH – National Institute of Health Consensus Statement, 2000). Lỗng xương được xem là vấn đề sức khỏe nghiêm trọng trên tồn thế giới, do tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ tử
31
vong ngày càng cao, đặc biệt là các trường hợp gãy xương cổ xương đùi cĩ nguy cơ cao (De Souza & Arẳjo, 2008).
Nhiều nghiên cứu (EC, 1998; FNB 1997; WHO, 1998) tiết lộ rằng việc bổ sung thêm canxitrong chế độ ăn uống giúp giảm thiểu nguy cơ thối hĩaxương và gãy xương (Dawson – Hughes, năm 1991; Heaney, 2000; Reid, Ames, Evans, Gamble, & Sharpe, 2005).
Trong số tất cả các hợp chất cĩ thể được sử dụng để bổ sung canxi, calcium pidolate cĩ các ưu điểm quan trọng: khả năng hấp thu dễ dàng hơn và với tỷ lệ lớn hơn bất kỳ chất nào khác. Calcium pidolate là một muối hịa tan cao, dễ dàng hấp thu ngay cả ở pH dạ dày và sự cĩ mặtcủa các yếu tố khác như vitamin D… làm cho calcium pidolate cĩ tất cả các đặc điểm của một chất bổ sung canxi lý tưởng. Trong thực tế, 500 mg calcium pidolate cĩ tác dụng tương đương 1000 mg glucono-lactate-cacbonat, một hợp chất phổ biến nhất được sử dụng trong điều trị chứng lỗng xương (Farrerons và cộng sự, 1989; Rico, Revilla, Villa, Alvarez de Buergo và Arribas, 1994).
Ngồi ra, các anion pidolic cĩ liên quan đến sinh tổng hợp protein và dẫn đến sự hình thành các chất chuyển hĩa dưới dạng các aminoacid trung hịa (proline và hydroxyproline) trong collagen, protein phi collagen và trong cấu trúc xương (Marchandise và cộng sự, 1987). Mặt khác, calcium pidolate khơng độc, và chỉ là nguyên nhân của một số tác dụng phụ nhẹ và thống qua ở liều rất cao.
Một trong những ứng dụng tiềm năng trong ngành cơng nghiệp sản xuất các sản phẩm từ trái cây là việc sử dụng kết hợp calcium pidolate và low methoxyl pectin với đường để tạogel (Fusté, Ibarz và Garza, 2002; Picout, Richardson và Morris, 2000). Lợi ích của sự kết hợp này là khả năng tạo gel trái cây cĩ hàm lượng đường thấp (do đĩ chứa ít năng lượng) và bổ sung canxidễ tiêu hĩa.
Mục đích của nghiên cứu này là khảo sáttác dụng của calcium pidolate đếnđộ bền gel của jam, so sánh kết quả với việc dùng calcium chloride và với một số mẫu thương mại.
6.2. Chuẩn bị mẫu
Puree chuối và puree đào được cung cấp cho ngành cơng nghiệp chế biến nằm trong khu vực Lleida. Đường đã được mua từ một nhà sản xuất cơng nghiệp địa phương, trong khi low methoxyl pectin từ CPKelco (Atlanta, Mỹ), và acid citric từ Probus (Badalona, Tây Ban Nha). Calcium pidolate được cung cấp bởi Industrias GMB (Castellbisbal, Tây Ban Nha).
Bảng 7: Tính chất chính của lồi quả được sử dụng
Tính chất Puree đào Puree chuối
Nồng độ chất tan (oBrix) 12,9 20,1
pH 3,89 4,53
32
Thí nghiệm đầu tiên kiểm tra sự kết hợp của bốn mẫu jam chuối với pectin – calcium pidolate cĩ tácđộng lên độ bền gel của jam hay khơng. Bảng 8 cho thấy thành phần của 4 mẫu jam chuối.
Bảng 8: Thành phần của jam chuối
Mẫu Đường (%) Acid citric (%) Pectin (%) Calcium pidolate (%)
0 40 0,2 0,0 0,0
A 40 0,2 0,0 0,1
B 40 0,2 0,4 0,0
C 40 0,2 0,4 0,1
Trong bước thứ hai, người ta làm thí nghiệm tương tự với các mẫu jam đào xem xét tác động này. Trong trường hợp này, các mẫu puree đào đã được chuẩn bị với hàm lượng đường tăng từ 10 % đến 30 %, kết hợp với calciumpidolate nồng độ từ 0,0 % đến 0,3 %. Tất cả các mẫu đều bổ sung 0,4% pectin.
Trongsản xuất mứt jam, puree trái cây được đun sơi trong 15 phút trước khi thêm một nửa đường và acid citric để đạt được pH = 3,4 ± 0,1. Hỗn hợp được đun sơi và đơng hĩa trong 5 phút và sau đĩ được pha trộn với lượng đường, pectin và calcium pidolate cịn lại. Mẫu được đun sơi thêm 10 phút nữa và sau đĩ được đặt ở nhiệt độ phịng trong 1 giờ, trước khi được bảo quản ở 4 oC trong 24 h cho đến khi phân tích.
6.3. Kết quả và thảo luận
Như mơ tả trong phần trước, trong bước đầu tiên, bốn mẫu jam chuối đã được khảo nghiệm xem sự kết hợp pectin – calcium pidolate cĩ bất kỳ ảnh hưởng nào đến đặc tính của sản phẩm khơng. Hình 13 cho thấy kết quả thu được.
33
0: khơng bổ sung pectin và calciumpidolate. A: bổ sung calciumpidolate. B: bổ sung low methoxyl pectin. C: bổ sung cảcalciumpidolate vàlow methoxyl pectin.
Shear rate: Tốc độ kéo (s-1). Shear stress: Lực kéo (Pa).
Biểu đồ này cho thấy nếu khơng bổ sung low methoxyl pectin thì việc bổ sung calcium pidolate vàojam khơng ảnh hưởng đến độ bềngel. Rõ ràng độ nhớt tính được ở 50 s-1là 1,52 Pa.s cho mẫu 0 (khơng bổ sung pectin và calcium pidolate) và 1,57 Pa.s cho mẫu A (khơng bổ sung pectin nhưng bổ sung calcium pidolate) gần như tương đương nhau. Điều này rất cĩ giá trị vì hầu hết pectin tự nhiên trong trái cây cĩ nhiều gốc ester nên tạo cấu trúc gel với đường mà khơng cần ion canxi.
Ngược lại, việc bổ sung low methoxyl pectin mà khơng thêm calcium pidolate dẫn đến một sự cải tiến trong việc hình thành gel, cĩ thể thấy sự gia tăng độ nhớt biểu kiến 30%, từ 1,52 Pa.s (mẫu 0) đến 1,98 Pa s (mẫu B). Tuy nhiên, khi low methoxyl pectin và calcium pidolate được bổ sung cùng một lúc, cảitiến này là đáng kể, tăng rõ ràng độ nhớt ở 50 s-1 lên đến 2,76 Pa.s (mẫu C), tăng 82%.
Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng với cơng thức bổ sung 10 % đường cĩ thể đạt được hình dạng và kết cấu tốt, như đã thấy trong đồ thị của mứt jam đào với 10 % saccharose (Hình 14).
Hình 14: Độ bền gel của jam đào với 10 % đường và 0,0 ÷ 0,3 % calcium pidolate Shear rate: Tốc độ kéo (s-1). Shear stress: Lực kéo (Pa).
Bảng 9 cho thấy rõ ràng độ nhớt ở 50 s-1thu được với mẫu mứt jam đào với một nồng độ đường từ 10 % đến 30 %. Hơn nữa, hình 15 cho thấy độ nhớt thu được với từng nồng độ calcium pidolate và với hai mẫu thương mại: S1, một loại jam đào tiêu chuẩn với 48 g đường cho mỗi 100 g mứt (ηapp tại 50 s-1là 3,56 Pa.s) và S2, một loại jam đào dùng cho ăn kiêng với 35 g đường cho mỗi 100 g mứt (ηapptại 50 s-1là 2,84 Pa.s).
34
Bảng 9: Độ nhớt của jam đào theo Herschel–Bulkley (Mức ý nghĩa α = 0,05)
Sugar (%) pidolate (%)Calcium Herschel–Bulkley parameters ηap50 s-1(Pa s)
σ0 k n 10 0,0 1,3 ± 1,2 21 ± 3 0,323 ± 0,019 1,51 ± 0,15 0,1 16,6 ± 1,7 29,2 ± 1,1 0,330 ± 0,005 2,45 ± 0,05 0,2 2,3 ± 2,1 50,9 ± 1,5 0,285 ± 0,004 3,15 ± 0,08 0,3 1,4 ± 1,3 49,9 ± 2,2 0,249 ± 0,006 2,67 ± 0,09 20 0,0 9,4 ± 2,2 43,0 ± 1,3 0,329 ± 0,004 3,31 ± 0,18 0,1 3,5 ± 2,4 73 ± 5 0,310 ± 0,008 5,0 ± 0,5 0,2 1,6 ± 1,2 38,8 ± 2,1 0,324 ± 0,007 2,80 ± 0,24 0,3 3,8 ± 3,1 32,8 ± 1,7 0,361 ± 0,007 2,8 ± 0,3 30 0,0 18 ± 5 42 ± 5 0,401 ± 0,017 4,4 ± 0,5 0,1 48 ± 4 44 ± 6 0,48 ± 0,03 6,8 ± 0,9 0,2 12 ± 3 25 ± 4 0,430 ± 0,024 3,0 ± 0,3 0,3 9 ± 3 26 ± 4 0,412 ± 0,019 2,8 ± 0,3
Hình 15: Độ nhớt biếu kiến tại 50 s-1của jam đào thí nghiệm và jam đào thương mại với nồng độ đường khác nhau.
Trong mọi trường hợp, bổ sung calcium pidolate là nguyên nhân làm gia tăng độ nhớt đến một mức độ nhất định, từ đĩ nếu một lượng cao hơn được thêm vào lại gây ra tác động ngược lại. Các kết quả này cho thấy với mỗi nồng độ đường của mứt jam thì cĩ một lượng calcium pidolate tối ưu. Với tỷ lệ calcium pidolate tối ưu sẽ tạo ra độ nhớt biểu kiến cao nhất, là 0,2 % trong mứt jam với 10 % saccharose và 0,1 % cho mẫu với 20% đến 30% saccharose. Hơn nữa, nồng độ calcium pidolate càng lớn, lượng đường càng cĩ ít ảnh hưởng trong độ nhớt biểu kiến của mứt jam.
Lượng calcium cần thiết để tạo thành gel cũng cĩ thể được cung cấp bởi các phân tử khác như calcium chloride. Trong thí nghiệm này, người ta so sánh kết quả giữa mẫu cĩ độ nhớt
35
biểu kiến cao nhất (30 % đường và 0,1% pidolate) với một mẫu calcium chloride cung cấp cùng một lượng cation Ca2+cĩ nồng độ 0,053 %. Kết quảcho thấy các mẫu bổ sung calcium chloride cho độ nhớt biểu kiến ở 50 s-1 là 5,28 Pa.s, thấp hơn 22% so với sử dụng calcium pidolate.
6.4. Kết luận
Sự kết hợp low methoxyl pectin và calcium pidolate cải thiện đáng kể độ bền gel của thực phẩm dạng gel như jam và gelatin. Trong jam đào, độ nhớt biểu kiến 6,78 Pa.s thu được tại 50s-1 với mẫu cĩ chứa 30 % đường và 0,1 % calcium pidolate, cao hơn so với các mẫu thử nghiệm thương mại, nhưng lại dùng lượng đường ít hơn.
Cả trong jam và gelatin, calcium pidolate đã cải thiện kết quả thu được so với calcium chloride.
Tĩm lại, calcium pidolate là một lựa chọn rất thú vị, khơng chỉ thực hiện chức năng cơng nghệ, ảnh hưởng đến cấu trúc gel của jam và gelatin (thậm chí tốt hơn so với các sản phẩm khác được sử dụng trong phổ biến trong ngành cơng nghiệp), nĩ cũng cĩ những lợi ích dinh dưỡng như được cơ thể đồng hĩa ở tỷ lệ cao hơn các muối calcium khác và cĩ thể dùng để sản xuất jam ăn kiêng.