Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.5. CÁC CHẤT PHỤ GIA TRONG SẢN XUẤT SIRÔ
Sucrose có công thức phân tử C12H22O11, là một hetero – oligosaccharide được tạo thành từ 2 monosaccharide: glucose và fructose nhờ liên kết -1,2-glycoside. Tên gọi hệ thống của nó là α-D-glucopyranozyl-(1→2)-β-D-fructofuranozit. Sucrose còn được gọi là đường kính, đường ăn, đường mía.. Sucrose có trong củ cải đường, mía, mật ong…
Sucrose ở trạng thái kết tinh, tinh thể sucrose trong suốt không màu, không ngậm nước. Độ hòa tan trong nước khá cao, khi nhiệt độ tăng thì độ hòa tan tăng. Nếu trong dung dịch có KCl, NaCl thì độ hòa tan của đường tăng lên. Ngược lại, MgCl2, CaCl2 thì cản trở quá trình hòa tan của đường.
Khi chiếu ánh sáng vào dung dịch, đường có khả năng khúc xạ ánh sáng rất lớn.
Nồng độ dung dịch càng tăng thì khả năng khúc xạ ánh sáng càng lớn. Dựa vào đặc tính này, người ta sử dụng chiết quang kế để đo độ hòa tan của đường.
Ở trạng thái kết tinh, đường không hút ẩm. Độ hút ẩm phụ thuộc vào tạp chất lẫn vào trong đường, độ tạp chất càng cao thì khả năng hút ẩm cao.
Dưới tác dụng của axit và kiềm mạnh hay enzyme invertasea, sucrose bị thủy phân tạo thành glucose và fructose. Dưới tác dụng nhiệt độ cao (1600C) đường bị nóng chảy, ở 1800C trở lên đường sẽ bị caramen hóa.
Hình 2.6: Công thức phân tử của sucrose
Bảng 2.6: Tiêu chuẩn đường dùng trong thực phẩm.
Số thứ tự Tên chỉ tiêu Hàm lượng
1 Độ Pol ≥ 99,8 %
2 Đường khử ≤ 0,04 %
3 Tro dẫn điện ≤ 0,03 %
4 Độ màu ≤ 70 Cu
(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2010)
2.5.2. Acid citric
Acid citric là một acid hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt, nước trái cây (Stratford, 1999 ). Acid citric lần đầu tiên được Carl Wilhelm Scheele, một nhà hóa học người Thụy Điển, cô lập năm 1784, trong đó ông kết tinh nó từ nước chanh.
Năm 1893, C. Wehmer phát hiện ra rằng nấm mốc Penicillium cũng có thể sản xuất ra acid citric từ đường. Năm 1917, nhà hóa học thực phẩm người Mỹ là James Currie phát hiện ra rằng một số biến thể của nấm Aspergillus niger có thể là các nhà sản xuất axid citric có hiệu quả và Pfizer bắt đầu sản xuất ở quy mô công nghiệp bằng kỹ thuật này sau đó 2 năm, tiếp theo là Citrique Belgevào năm 1929.
Acid citric tồn tại trong một loạt các loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của chi Citrus. Các loài chanh có hàm lượng cao acid citric: có thể tới 8% khối lượng khô trong quả của chúng (1,38 1,44 gam trên mỗi aoxơ nước quả). Hàm lượng của axít citric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 mol/L đối với các loài cam và bưởi chùm tới 0,030 mol/L trong các loài chanh. Các giá trị này cũng phụ thuộc vào các điều kiện môi trường gieo trồng.
Ở nhiệt độ phòng, acid citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại dưới dạng khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước (monohydrat).
Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohydrat hình thành khi axít
Hình 2.7: Công thức phân tử của acid citric
khi nung nóng tới trên 740C. Acid citric cũng hòa tan trong etanol khan tuyệt đối (76 phần axít citric trên mỗi 100 phần etanol) ở 150C
Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, axít citric được sử dụng như là chất tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ uống nhẹ. Nó được ký hiệu bằng một số E là E330.
Acid citric là một thành phần quan trọng trong nước quả. Mục đích bổ sung acid citric nhằm mục đích:
- Điều vị cho sản phẩm.
- Làm nổi bật mùi vị của sản phẩm.
- Tạo cảm giác giải khát cho người uống.
- Tạo phức với kim loại nặng, giúp ngăn ngừa sự oxy hóa và phản ứng hóa nâu.
- Tạo ra môi trường pH thấp giúp bảo quản sản phẩm.
- Acid citric có nhiều trong quả chanh nên còn được gọi là acid chanh, là loại acid được sử dụng rộng rãi trong nước giải khát do có vị phù hợp với hầu hết các loại trái cây.
Bảng 2.7: Tiêu chuẩn của acid citric sử dụng trong thực phẩm
Hàm lượng acid citric > 99%
Độ tro < 0,5%
Lượng acid sulfuric tự do < 0,05%
Hàm lượng Asen < 0,00014%
(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2010)
2.5.3. Pectin 2.5.3.1. Cấu tạo
Pectin là một trong những polysaccharides tạo gel quan trọng nhất trong thực phẩm, và chủ yếu được chiết xuất từ cam quýt (King, 1992).
Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hòa tan và protopectin không hòa tan. Dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin.
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC. Hàm lượng pectin 1%
trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60% đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.
Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 1-4-glycozide.
Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng là chỉ số methoxyl “MI”
biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin và chỉ số este hóa “DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin.
Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thương mại chia pectin thành 2 loại: pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ methoxyl hóa thấp
- Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 % hay MI >
7%. Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60 %.
- Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50 % hay MI <
7%. Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin. Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường. Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm.
Hình 2.8: Công thức cấu tạo của pectin
Hình 2.9: High Methoxyl Pectin
Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa. Quá trình tạo đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy hóa càng cao thì khả năng tạo đông càng cao. Khi sử dụng cần phải hòa tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì mới sử dụng ở công đoạn cuối chế biến.
Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl galacturonic. Ngoài ra, trong phân tử pectin có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
2.5.3.2. Ứng dụng
Pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm. Khả năng tạo gel của nó được sử dụng trong những thực phẩm cần có sự ổn định của nhiều pha. Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đông.
Tác dụng của pectin là tạo ra cấu trúc mứt đông và mứt trái cây không bị thay đổi trong quá trình vận chuyển, tạo ra mùi vị thơm ngon cho sản phẩm và giảm sự phá vở cấu trúc. Trong một số trường hợp, pectin còn được sử dụng với carageenan để tăng hiệu quả tạo gel.