2A Nhóm cố giá tri dinh dưỡng:
2.1.1.2.2.1. Công thức câu tạo và tính chất:
Lactose, đường sữa, là một disaccharide cấu tạo bởi 2 phân tử P-D-galactose và P-D-glucose liên kết nhau qua liên kết p 1-4 glycosidic. Lactose chiếm khoảng 2
- 8% trong sữa. Lactose bắt nguồn từ tiếng Latin có nghĩa là sữa, cơng thêm đi - ose để chỉ đường.
Độ hịa tan: 8g lactose/10g
Khơi lượng phân tử: 342,296g/mol
2.L1.2.2.2. Phương pháp thu nhận:
Lactose là một loại đường tự nhiên có trong sữa của động vật có vú và nó khổng có trong thực vật. Trong sữa bị có khoảng 4,7% nhưng trong sữa trâu thì cao hơn (6,9%) và sữa dê (6,0%).
Lactose thương mại được sản xuất từ whey sinh ra trong sản xuất phơ mai hay từ chất lỏng cịn dư ra trong sản xuất casein. Chất lỏng này được hóa chua, được
đun nóng trong than hoạt tính và lọc. Và sau đó nó được xử lý để tái diễn quá trình kết tinh và mức độ tinh sạch được xác định bằng sô" lượng tinh thể. Sự thay thế này có một ít khó khăn bởi vì khả năng kém tan của nó và khả năng kết tinh khác thường. Độ tan của lactose ở nhiệt độ thường là khoảng 16% và tăng lên 60% ở
90uc, và trong dung dịch nó tồn tại hai dạng a và P-lactose.
ơ trạng thái kết tinh, lactose có 3 dạng: a lactose ngậm nước, a lactose khan và p lactose khan, a lactose ngậm nước (một phân tử nước) là lactose thương mại, lactose khan thu được bằng cách tách nước ở nhiệt độ 65 - 93,5°c ở áp suất thấp hay nó được sản xuất ở áp suất thường và nhiệt độ là 110 - 130°c. ơ dạng khan, nó
có khả năng hút ẩm trong môi trường ẩm ướt ở nhiệt độ dưới 93,5°c và khi đó nó
chuyển sang dạng ngậm nước, nhưng trên 93,5°c nó chuyển sang dạng p khan, p lactose khan cũng được hình thành khi lactose kết tinh trong dung dịch đậm đặc ở nhiệt độ 93,5°c.
2.1.1.2.23. Đặc điểm:
về dinh dưỡng: lactose là loại đường quan trọng và thúc đẩy sự tiêu hóa canxi
và phospho ở những con thú con và được xem là nguồn đường trong tế bào não.
Độ ngọt: Nó khơng ngọt và khi trong dung dịch, nó bằng 1/6 độ ngọt
saccharose, và chính vì thế nó được đề xuất là chất thay thế đường trong một vài loại bánh kẹo để làm giảm bớt độ ngọt quá mức.
Khả năng tiêu hóa của lactose: Những đứa trẻ nhỏ được cho bú bằng sữa của mẹ
chúng. Để tiêu hóa được chúng cần có enzyme lactase (pi-4 disaccharidase) được tiết ra bởi lông tơ của ruột (intestinal villi) và enzyme này phân cắt phân tử lactose thành glucose và galactose dễ hấp thụ.
Vì lactose có mặt trong hầu hết các loại sữa nên hầu hết những chỗ có thể sinh ra enzyme lactase dần cạn kiệt và khi đó cơ thể con người khơng cịn khả năng chuyển hóa lactose. Do đó sự mất lactase cũng là một loại bệnh ở người trưởng thành. Tuy nhiên nhiều người có tổ tiên ở Châu Au, Trung Đông, A"n Độ và Maasai ở Đơng Phi có một kiểu gien cho lactase giũp người trưởng thành không bị mất khả năng này. Và nhiều động vật tự nhiên như bò, dê, cừu cho sữa để làm thức ăn.
2,/. 1.3 ^t)ễn kơp:
2.1.1.3.1 Đường nghịch đảo: [2], [28]
2.1.1.3.1.1. Cơng thức câu tạo và tính chất:
Đường nghịch đảo là hỗn hợp glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1.
2.1.1.3.1.2. Phương pháp thu nhận:
Hiện nay đường nghịch đảo được sản xuất bằng phương pháp thủy phân dung dịch đường saccharose, tác nhân xúc tác có thể là acid hoặc enzyme invertase.
+ H20 -aate-* C6HnO + C6HnO\______________________________J \____________v____________/ V___________v______________J \______________________________J \____________v____________/ V___________v______________J S a c c h a r o s e G l u c o s e F r u c t o s e \______________v_______________J \________________________/ V___________v______________J + 6 6 , 5 ° + 5 2 , 7 ° - 9 2 , 4 ° - 1 9 , 8 "
ơ 20°c và bước sóng 546,1 nm, góc quay cực của dung dịch saccharose là
+66,5° (góc quay phải), cịn góc quay cực của D-glucoselà +52,7° (góc quay phải)
và của D-fructose là -92,4° (góc quay trái). Như vậy, khi phản ứng thủy phân
saccharose diễn ra hoàn toàn, dung dịch đường thu được sẽ có góc quay cực là - 19,8° (góc quay trái). Do có sự thay đổi góc quay cực của dung dịch saccharose trước và sau phản ứng nên quá trình này còn được gọi là quá trình nghịch đảo đường.
Xúc tác acid có thể dùng là: acid citric, acid tartaric, malic ... nhưng phổ biến vẫn là acid ciric vì nó phổ biến, được tìm thấy trong nhiều loại trái cây và là chất tạo vị chua quan trọng trong thực phẩm.
Xúc tác enzyme sử dụng là enzyme invertase. Ớ quy mô công nghiệp, quá trình nghịch đảo đường bằng invertase được thực hiện bởi hai dạng chế phẩm: enzyme hịa tan và enzyme cơ" định.
- Chế phẩm enzyme hòa tan: chế phẩm thương mại thường có dạng bột, màu từ
trắng đến vàng nhạt và được thu nhận chủ yếu từ bã thải nấm men bia.
- Chế phẩm enzyme cố định: vào năm 1916, lần đầu tiên Nelson và Griffin đã
quan sát hiện tượng invertase hấp phụ trên than hoạt tính. Nhưng mãi đến năm 1969, các enzyme cơ" định mới được ứng dụng ở quy mô công nghiệp.
Ưu điểm của dùng xúc tác enzyme so với xúc tác acid là:
- Điều kiện phản ứng ơn hịa hơn: các chế phẩm invertase thương mại hiện nay
thường có nhiệt độ tối thích dao động trong khoảng 50 - 60°c và pH tối thích nằm trong vùng acid yếu. Điều này sẽ tiết kiệm chi phí năng lượng (gia nhiệt) cho
q trình sản xuất và ngăn ngừa hiện tượng syrup bị sẫm màu.
- Chất lượng syrup thu được sẽ tốt hơn: sản phẩm khơng có nguy cơ bị nhiễm kim
loại nặng như trường hợp sử dụng acid vô cơ làm xúc tác cho phản ứng thủy phân.
2.1.1.3.1.3. Đặc điểm:
Những ưu điểm của đường nghịch đảo so với dung dịch đường sacharose có cùng nồng độ là:
- Tăng độ ngọt cho syrup: theo Moll và cộng sự (1990) thì độ ngọt của
saccharose là 1,0; độ ngọt của glucose và fructose lần lượt là 0,7 và 1,7. Hỗn hợp glucose và fructose với tỷ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1,3. Như vậy với cùng một nồng độ đường như nhau thì syrup đường nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn syrup sacharose.
- Tăng hàm lượng chất khơ cho syrup: theo phương trình phản ứng trên, nếu sự
thủy phân xảy ra hồn tồn thì từ 342g saccharose ban đầu sẽ cho ra 180g glucose và 180g fructose - tức thu được 360g đường nghịch đảo. Như vậy lượng tổng chất khô trong syrup sau phản ứng sẽ tăng xấp xỉ 1,053 lần. Điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế không nhỏ cho các nhà sản xuất.
- Ớn định chất lượng đường syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường: nồng độ
đường cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup. Khả năng hòa tan trong nước của saccharose cao hơn đôi chút so với glucose (100ml nước ở 15°c có thể hòa tan được 197g saccharose hoặc 154g glucose). Tuy nhiên khả năng hòa tan trong nước của fructose lại cao hơn rất nhiều (100ml nước ở 20°c có thể hòa tan đến 375g fructose). Thực tế cho thấy quá trình kết tinh đường glucose và fructose khó thực hiện hơn so với saccharose. Do đó phản ứng nghịch đảo saccharose sẽ tăng cường sự hòa tan của đường trong syrup nồng độ cao và tránh được hiện tượng tái kết tinh của đường.
- Tăng cường khả năng ức chế hệ vỉ sinh vật có trong syrup: áp lực thẩm thấu của
syrup phụ thuộc vào nồng độ các chất hòa tan trong syrup và phân tử lượng của chúng. Theo lý thuyết, nếu hai dung dịch có cùng thể tích và hàm lượng chất tan thì dung dịch chứa chất hòa tan phân tử lượng nhỏ hơn sẽ có áp lực thẩm thấu lớn hơn. Giá trị áp lực thẩm thấu càng cao sẽ càng ức chế quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của các tế bào vi sinh vật có trong dung dịch. Q trình nghịch đảo đường làm tăng hàm lượng các chất tan có trong syrup đồng thời tạo ra các sản phẩm hexose có phân tử lượng nhỏ hơn nhiều so với cơ chất saccharose ban đầu. Do đó áp lực thẩm thấu của syrup đường nghịch đảo ln cao hơn syrup saccharose có cùng một nồng độ. Điều này góp phần ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup và kéo dài thời gian bảo quản dịch đường. Ngoài những Ưu điểm trên, đường fructose sẽ tạo cho syrup và thành phẩm một vị ngọt tương tự các loại nước ép trái cây. Do đó q trình ngịch đảo đường khổng những làm tăng độ ngọt mà còn cải thiện cả vị ngọt của syrup.
2.1.1.3.1.4. ứng dụng:
Đặc biệt dùng trong công nghệ sản xuất mứt, nước ngọt không gaz và mật đường và được vận chuyển bởi những xe hàng. Những loại này cần phải được bảo quản kỹ để tránh nhiễm vi sinh vật và xảy ra quá trình kết tinh.
Q trình nghịch đảo có thể được ứng dụng để sản xuất kẹo mềm làm nhân chocolate. Nhân đã được phủ bởi chocolate trước đó, sau đó ta cho enzyme vào trong lúc vẫn còn rất nhớt, dưới tác dụng của enzyme nhân sẽ dần ít nhớt hơn theo thời gian.
2.1.1.3.2 Syrup thủy phân từ tinh bột: [2], [14], [28]