Cỏc chất ổn định trong cụng nghiệp chế biến sữa cú thể kể đến như sau: Alginate, Carboxymethyl cellulose, Carrageenan, Gelatin, Guar gum, Locust Bean Gum, Tinh bột biến tớnh. Đõy là những phụ gia thực phẩm thuộc nhúm phụ gia tạo gel hiện đang được sử dụng rộng rói trong cụng nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phự, ngăn cản sự hỡnh thành tinh thểđỏ và đường, giữ hương.
Alginate là loại polyme sinh học biển phong phỳ nhất thế giới và là loại polyme sinh học nhiều thứ hai trờn thế giới sau xenllulo. Nguồn alginate chủ yếu được tỡm thấy ở thành tế bào và ở gian bào của tảo nõu ở biển (họ Rhaeophyceae). Cỏc phõn tử alginate tạo ra cho thực vật độ mềm dẻo và độ bền cần thiết cho cỏc loài thực vật biển do alginate ở cỏc gian bào tạo thành một mạng lưới.
Alginate là muối của axit alginic (NaC6H7O6), tan chậm trong nước và tạo thành dung dịch nhớt. Axit alginic là một polyme do axit D-mannuronic (M) và axit L-guluronic (L) liờn kết với nhau bằng liờn kết 1,4. Cú 3 dạng liờn kết cú thể gặp trong 1 phõn tử alginate (M-M-M), (G-G-G), (M-G-M).
Carboxymethyl cellulose (CMC) là một polyme mạch thẳng hũa tan trong nước. CMC được sản xuất từ phản ứng giữa cellulose hydroxyl với sodium monochloroacetate.CMC được sử dụng trong thực phẩm là dạng cú độ tinh khiết cao (99,5%) gọi là xenlulo gum. Nú tạo cho sản phẩm chế biến đạt một độ đặc nhất định, gúp phần xõy dựng cấu trỳc cho thực phẩm và ổn định hệ thống thực phẩm nhiều pha. Tổ chức FAO của Hoa Kỳ và WHO đều nhận thấy rằng cú thể sử dụng xenlulo gum độ tinh khiết 99,5% như một chất phụ gia thực phẩm trực tiếp.
Hỡnh 3: Cấu tạo phõn tử CMC
Carrageenan là polysaccarit chiếm 40% trong Rong Sụn (Kapsycus alcaeric). Carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ớt nhất 5 loại polyme được cấu tạo từ cỏc gốc D-galactoza và 3,6-anhydro D-galactoza. Mạch polysacarit của cỏc carrageenan cú cấu trỳc xoắn kộp. Mỗi vũng xoắn do 3 đơn gốc disacarit tạo nờn. Cỏc gốc này liờn kết với nhau bằng liờn kết 1,4 và 1,3 luõn phiờn nhau.
Hỡnh 4: Cấu tạo phõn tử Carrageenan
Với cỏc khả năng như: Tham gia như một chất tạo đụng trong cỏc sản phẩm như: kem, sữa, bơ, pho mỏt; Làm bền nhũ tương, giỳp cho dung dịch ở trạng thỏi nhũ tương cõn bằng với nhau mà khụng bị tỏch lớp; Cú thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tớnh chất húa lý, cơ học mong muốn, tạo ra cỏc sản
phẩm đụng đặc cú độ bền dai; Giỳp ổn định cỏc tinh thể trong cỏc sản phẩm bỏnh, kẹo ngăn chặn đường và nước đỏ bị kết tinh,… nờn carrageenan được ứng dụng rộng rói trong cỏc ngành kinh tế quốc dõn. Tổ chức FDA của Mỹ đó xếp carrageenan vào danh mục cỏc chất an toàn đối với cỏc sản phẩm thực phẩm.
Trong cụng nghiệp sữa carrageenan cú khả năng liờn kết với protein của sữa, làm cho hạt nhũ tương sữa - nước bền vững. Chớnh vỡ tớnh chất này mà carrageenan khụng thể thiếu được trong cụng nghiệp chế biến sữa. Sữa núng cú chứa carrageenan được làm lạnh sẽ tạo gel, giữ cho nhũ tương của sữa với nước được bền vững, khụng bị phõn lớp. Tỏc nhõn chớnh trong quỏ trỡnh tạo gel là do liờn kết giữ cỏc ion sulfat với cỏc đuụi mang điện của cỏc phõn tử protein và cỏc cation Ca2+, K+ cú mặt trong sữa.
Gelatin là sản phẩm thu nhận được từ collagen cú trong cỏc loại động vật cú xương sống và là thành phần chớnh trong cỏc mụ liờn kết và xương. Gelatin là một chuỗi axit amin gồm glycine, proline và hydroproline. Trong phõn tử gelatin, bộ ba glycine-proline-hydroproline được lặp lại tạo nờn cấu trỳc xoắn ốc và tạo cho gelatin khả năng tạo gel do cấu trỳc xoắn ốc cú khả năng giữ nước. Phõn tử lượng của gelatin khoảng vài ngàn đến vài trăm ngàn đơn vị Cacbon.
Hỡnh 5: Cấu tạo phõn tử Gelatin
Gelatin là chất tạo nhũ và tạo bọt hiệu quả. Ở nồng độ thấp, gelatin tạo gel tan hết trong miệng. Ở nồng độ cao, gelatin tạo gum mềm dẻo tan từ từ trong miệng. Do vậy, gelatin được sử dụng rộng rói trong cụng nghệ thực phẩm. Gelatin thường được sử dụng với nồng độ thấp trong nước hoặc polyhydric alcohol trong sản xuất kẹo, kẹo dẻo và hàng loạt sản phẩm trỏng miệng, cỏc đồ uống cú sữa, sữa lờn men hay trong phomat đó chế biến.
Guar gum được chiết xuất từ hạt quả cõy Guar (Cyamopsis tetragonolobus), một loại cõy thuộc họ đậu được trồng rất nhiều ở Ấn Độ. Guar gum là một polysaccarit cấu tạo bởi galactoza và mannoza.
Guar gum được sử dụng làm chất phụ gia tạo gel, tạo sệt do cú khả năng tạo độ nhớt cao. Khi Guar gum được sử dụng cựng với Locust Bean Gum, độ
nhớt tăng lờn rất nhiều so với khi chỉ dựng mỗi Guar gum hoặc Guar gum với cỏc phụ gia khỏc.
Hỡnh 6: Cấu tạo phõn tử Guar gum
Locust bean gum là chất xơ thiờn nhiờn, chiết xuất từ cõy Carob Bean ở vựng Trung Mỹ (Ceratonia siliqua). Locust bean gum cũng là một polysaccarit cấu tạo bởi galactoza và mannoza, tương tự như Guar gum, nhưng cú tỉ lệ galactoza và mannoza cao hơn của Guar gum. Guar gum và Locust bean gum ớt được sử dụng đơn lẻ.
Hỡnh 7: Cấu tạo phõn tử Locust bean gum
Tinh bột biến tớnh thường được dựng làm chất ổn định do cấu trỳc mịn, dễ chế biến và giỏ thành thấp hơn so với cỏc phụ gia khỏc. Cơ chế tạo sệt, tạo gel của tinh bột biến tớnh: Khi để nguội thỡ cỏc phõn tử sẽ tương tỏc với nhau và sắp xếp lại một cỏch cú trật tự để tạo thành gel tinh bột cú cấu trỳc mạng ba chiều. Để tạo được gel thỡ dung dịch tinh bột phải cú nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ húa để chuyển tinh bột thành trạng thỏi hũa tan và sau đú được để nguội ở trạng thỏi yờn tĩnh.
Bảng 4: Tinh bột biến tớnh sử dụng trong cỏc sản phẩm thực phẩm [18, 25] Giới hạn sử dụng
STT Quốc tế Chỉ số Tờn tinh bột và ADI
Phomat ộp Sữa đặc
1. E1400 Dextrin, tinh bột rang trắng hoặc vàng
(Dextrins, roasted starch, while & yellow) ADI: khụng xỏc định 5g/kg (hay kết hợp với cỏc chất ổn định và chất mang khỏc) 10g/kg (hay kết hợp với tinh bột khỏc)
2. E1401 Tinh bột xử lý axit (Acid treated starch). ADI: khụng xỏc định 10g/kg (hay kết hợp với tinh bột khỏc) 3. E1402 Tinh bột xử lý kiềm (Alkaline treated starch). ADI: khụng xỏc định
10g/kg (hay kết
hợp với tinh bột khỏc)
4. E1410 Monoamidon photphat (Mono starchphosphate). ADI: khụng xỏc định
10g/kg (hay kết
hợp với tinh bột khỏc) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. E1413 Diamidon photphat húa (Phosphated distarch photphate) ADI: khụng xỏc định 10g/kg (hay kết hợp với tinh bột khỏc)
6. E1420 Amidon axetat (Starch acetate) ADI: khụng xỏc định
10g/kg (hay kết
hợp với tinh bột khỏc)
7. E1422 Diamidon axetyl adipat (Acetylaed distarch adipate) ADI: khụng xỏc định 10g/kg (hay kết hợp với tinh bột khỏc)
8. E1442 Hydroxy propyl diamidon photphat (hydroxy propyl distarch) ADI: khụng xỏc định
10g/kg (hay kết
hợp với tinh bột khỏc)
ADI (Acceptable Daily Intake) - Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được: là lượng xỏc định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào
hàng ngày thụng qua thực phẩm hoặc nước uống mà khụng gõy ảnh hưởng cú hại tới sức khoẻ. ADI được tớnh theo mg/kg trọng lương cơ thể/ngày.
Gum arabic (Gụm arabic) là chất dịch dớnh, đặc của cõy họ keo, đặc biệt là cõy vựng Acacia Senegal cũn được gọi là: Gum acacia, gum senegal. Hiện nay, gum arabic được sử dụng rộng rói nhất trong ngành cụng nghiệp thực phẩm, lượng yờu cầu hàng năm của thế giới vào khoảng 4-5.000.000 tấn. Gum arabic cú cỏc tớnh chất nhũ hoỏ tốt, đặc biệt thớch hợp cho hệ thống nhũ tương dầu trong nước, ngăn chặn quỏ trỡnh oxy húa. Gum arabic cú thể cản trở sự hỡnh thành của cỏc tinh thể đường, chống kết tinh. Trong cụng nghiệp sản xuất bỏnh kẹo, gum arabic được sử dụng làm lớp phủ bề mặt của sụ cụ la nờn sụ cụ la chỉ hũa tan trong miệng. Trong cola và thức uống cú ga khỏc, gum arabic cú tỏc dụng phõn tỏn cỏc loại tinh dầu và sắc tố tan trong dầu. Gum arabic cũn được sử dụng cho sản phẩm chăm súc sức khỏe kẹo và đồ uống. Trong y học, gum arabic cú chức năng làm giảm cholesterol mỏu. Trong chế biến sữa ngụ, gum arabic cú tỏc dụng như là một chất ổn định nhũ tương tự nhiờn, chất làm đặc, chất kết dớnh, đỏnh búng và cú vai trũ như chất xơ tan trong nước [45].