Đây là lĩnh vực mà gelatin ứng dụng nhiều nhất: Gelatin được sử dụng trong các sản phẩm bánh kẹo ngọt như: “winegums”, “gummy bears”, “fruit chews”, “marshmallow” và ”licorice”. Chức năng của gelatin phụ thuộc vào loại sản phẩm. Trong “marshmallows”, gelatin đĩng vai trị làm bền bọt. Trong “fruit chews” và “licorice” gelatin tham gia tạo cấu trúc, độ dai cho sản phẩm. Trong “winegums” và “gummy bears” đặc tính tạo gel của gelatin đĩng vai trị quan trọng và độ bloom yêu cầu từ 260-280. Loại gelatin được sử dụng phụ thuộc vào thuộc tính của sản phẩm cuối cùng.
Độ Bloom cho các ứng dụng tạo gel nằm trong khoảng từ 100-280, tuy nhiên gelatin cĩ độ Bloom trung bình và cao hơn được ưa chuộng trong lĩnh vực “gummy” bởi vì chúng tạo ra một cấu trúc đặc trưng và cải thiện khả năng định hình. Những thành phần khác như glucose, sucrose và thành phần ẩm cũng là những nhân tố quan trọng trong việc hình thành nên cấu trúc của sản phẩm gum vì vậy việc xem xét ảnh hưởng của gelatin cũng gắn liền với những nhân tố này.
Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “chewy” thì độ Bloom thấp
trong kẹo “caramel” và “toffee” đến 2,5% trong kẹo “grained chew”. Khi gelatin cĩ độ
Bloom cao được sử dụng thì lượng dùng cĩ thể giảm đi một nửa.
Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “marshmallow” thì giá trị
Bloom chỉđĩng vai trị nhỏ trong việc hình thành cấu trúc sản phẩm.
+ Độ nhớt của gelatin:
Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “gum”: độ nhớt của gelatin cĩ thể tác
động đến quá trình cố định trong sản xuất sản phẩm “gum”, đặc biệt là khi gelatin cĩ hàm lượng cao. Tuy nhiên trong một vài nhà máy, cả qui trình và việc lập cơng thức
được xem xét khi cần định ra độ nhớt phù hợp. Trong nhiều trường hợp, độ nhớt của gelatin khơng đĩng vai trị quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm “gum”.
Trong sản xuất các sản phẩm “chewy” thì độ nhớt của gelatin cĩ thể cĩ tác dụng thứ yếu trong quá trình đánh trộn tuy nhiên chúng cĩ thể được điều chỉnh dễ dàng bằng sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình này.
Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “marshmallow” thì độ nhớt của gelatin
đĩng vai trị quan trọng hơn trong những ứng dụng khác của gelatin trong cơng nghệ
sản xuất bánh kẹo. Độ nhớt của gelatin ảnh hưởng đến quá trình đánh trộn syrup, quá trình giữ các bọt khí….Độ nhớt của gelatin cịn đĩng vai trị quan trọng khi kết hợp với các phương pháp tạo hình được sử dụng. Với phương pháp tạo hình sử dụng các khuơn tinh bột thì độ nhớt của khối kẹo yêu cầu phải thấp để nĩ cĩ thể chảy dễ dàng vào các khuơn in, cịn trong phương pháp ép đùn thì độ nhớt của khối kẹo phải cao để định hình cho sản phẩm sau khi đùn.
Bảng 1.9 Ứng dụng gelatin trong cơng nghiệp sản xuất bánh kẹo.
Loại sản phẩm. Chức năng. Độ Bloom. Độ nhớt. Lượng sử
dụng (%).
Gum gelatin. Tạo gel, tạo cấu trúc,
xây dựng tính đàn hồi. 180-260. Thấp, cao. 6-10
Gum rượu. Tạo gel, tạo cấu trúc,
xây dựng tính đàn hồi. 100-180.
Thấp,
Kẹo “chewy”. Tạo khí, tạo độđàn dẻo,
đàn hồi. 100-150.
Trung
bình, cao. 0,5-3
Kẹo Nuga. Tạo tính dai, đàn hồi. 100-150. Trung
bình, cao. 0,2-1,5 Kẹo Liquorice. Tạo gel, tạo cấu trúc, tính dẻo, đàn hồi. 120-220. Thấp, trung bình. 3-8 Lớp màng phủ ngồi. Tạo lớp màng, tạo liên kết. 120-150. Trung bình, cao. 0,2-1
1.6.1.2 Ứng dụng gelatin trong cơng nghệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ
sữa.
Gelatin được sử dụng như một phụ gia tạo cấu trúc trong cơng nghiệp sữa và các sản phẩm từ sữa. Chức năng của chúng là:
+ Củng cố cấu trúc cho các sản phẩm từ sữa: gelatin khơng tạo phản
ứng với các thành phần của sữa và phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng, gelatin cĩ thể làm chặt cấu trúc cream, tạo lớp gel chắc từ dịch lỏng. Ngồi ra nĩ cịn giúp ổn định các bọt khí của các sản phẩm cĩ bọt ở nhiệt độ thấp và ngăn cản sự hỏng cấu trúc cho sản phẩm trong suốt quá trình tồn trữ.
+ Tạo bọt: gelatin là một loại prơtêin cĩ khả năng tạo bọt tốt khi cĩ mặt của đường và sữa. Sự cĩ mặt của chất béo cĩ xu hướng ngăn cản sự tạo bọt, vì vậy cần phải sử dụng thêm các phương pháp vật lý: như bơm khơng khí, khí CO2, khí N2,…để tăng thể tích và tạo bọt cho các sản phẩm sữa cĩ bọt. Và chính gelatin cũng tham gia vào quá trình ổn định, sự bền chặt cho các sản phẩm sữa cĩ bọt.
+ Cĩ khả năng trung hồ: gelatin khơng mùi do đĩ khơng ảnh hưởng
đến mùi vị của sản phẩm. Nĩ khơng chịu sự tấn cơng của tác nhân oxi hố, cĩ khả năng ngăn cản sự biến tính và lưu giữ được mùi trái cây cho sản phẩm.
+ Gelatin đĩng vai trị của một chất keo làm nhiệm vụ bảo vệ: sự đơng tụ của sữa và casein sẽ hồn tồn hơn và đồng nhất hơn khi cĩ mặt của gelatin.
+ Tạo cấu trúc mềm: sự cĩ mặt một lượng nhỏ gelatin trong các sản phẩm sữa luơn tạo cho sản phẩm cấu trúc mềm mại.
Một số lĩnh vực cĩ ứng dụng gelatin trong cơng nghiệp sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa:
+Yogurt: yogurt là sản phẩm từ sữa phổ biến trên tồn thế giới và gelatin được sử dụng phổ biến cho sản phẩm này với vai trị của một chất ổn
định giúp ngăn cản sự tách nước từ khối đơng. Ngồi ra nĩ cịn tham gia vào tạo cấu trúc kem, cảm giác béo trong miệng vì nĩ cĩ khả năng tan chảy tại nhiệt độ thân nhiệt. Sự tan chảy này đơi khi cịn mang lại hương vị tốt cho sản phẩm.
+ Trong các sản phẩm kem: gelatin đĩng vai trị của một tác nhân
ổn định và nĩ cĩ chức năng sau:
- Điều chỉnh độ nhớt của hỗn hợp.
- Giúp bền vững hệ nhũ tương cho tới khi được sử dụng.
- Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nạp khí, tăng thể tích cho sản phẩm. - Ngăn cản sự biến tính trong quá trình bảo quản.
- Ngăn cản sự tạo thành tinh thể đá khi lưu trữở nhiệt độ thấp.
- Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm: khi ăn tạo cảm giác kem, béo cho sản phẩm mà khơng tạo cảm giác nhớt dính nhưở các sản phẩm cĩ hàm lượng béo cao.
Khi kết hợp với các tác nhân ổn định khác nĩ cĩ khả năng tạo cho sản phẩm cấu trúc và hương vị thích hợp.
+ Các sản phẩm sữa lên men cĩ qua quá trình xử lý nhiệt: quá trình thanh trùng Pasteur cho yogurt và các sản phẩm sữa lên men làm tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm nhưng lại làm mất tính ổn định của cấu trúc sản phẩm dẫn đến hiện tượng tách nước. Việc bổ sung hỗn hợp gelatin và tinh bột
trước khi thanh trùng sẽ giúp tạo cấu trúc tốt và ngăn ngừa được bất kì sự
tách lỏng nào. Cấu trúc của sản phẩm chỉđược ổn định bởi gelatin rất dễ bị
biến đổi ở nhiệt độ bảo quản nên sự kết hợp giữa gelatin và tinh bột (0,4 - 0,6% gelatin và 1 - 1,5% tinh bột biến tính) giúp đạt hiệu quả cao hơn trong
đĩ tinh bột biến tính ổn định độ nhớt từ 5 - 20oC và điều này giúp tránh được nguy cơ tách lỏng.
+ Các sản phẩm tráng miệng cĩ sử dụng sữa như thành phần tạo gel, hương vị cho sản phẩm: trong các sản phẩm này gelatin cũng đĩng vai trị là chất ổn định, nĩ bị hịa tan trong quá trình xử lý nhiệt, ngăn cản sự tăng độ
nhớt và tham gia tạo gel cho sản phẩm khi được làm nguội. Nĩ cĩ thểđược sử
dụng riêng hoặc kết hợp với các chất tạo gel khác như carrageenan để tạo nên một cấu trúc gel mềm mại.
Bảng 1.10 Loại và lượng gelatin sử dụng trong cơng nghiệp chế biến sữa.
Ứng dụng. Độ mạnh của gel (Bloom). Mức độ sử dụng (%). Yogurt. 150 0,2-2 Các sản phẩm sữa lên men qua xử lý nhiệt. 150 0,2-2 Jelly hương sữa. 150 0,2-2 Các sản phẩm kem tráng miệng. 150 0,2-2 Kem. 150 0,2-1
Hình 1.28: Thị phần các chất tạo gel dùng trong cơng nghệ thực phẩm
Ngồi khả năng ứng dụng trong cơng nghệ thực phẩm, trong cơng nghệ dược phẩm gelatin cũng là nguyên liệu quan trọng dùng để bao viên bao nang mềm.
Viên bao nang mềm được sử dụng để bao gĩi thuốc ở dạng dầu hoặc dạng paste.Gelatin ứng dụng làm viên nan cần cĩ độ Bloom trung bình, từ 150-200 Bloom.
Hình1.22:Viên bao nang mềm.
1.6.1.1 Ứng dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo:
Đây là lĩnh vực mà gelatin ứng dụng nhiều nhất: Gelatin được sử dụng trong các sản phẩm bánh kẹo ngọt như: “winegums”, “gummy bears”, “fruit chews”, “marshmallow” và ”licorice”. Chức năng của gelatin phụ thuộc vào loại sản phẩm. Trong “marshmallows”, gelatin đóng vai trò làm bền bọt. Trong “fruit chews” và “licorice” gelatin tham gia tạo cấu trúc, độ dai cho sản phẩm. Trong “winegums” và “gummy bears” đặc tính tạo gel của gelatin đóng vai trò quan trọng và độ bloom yêu cầu từ 260-280. Loại gelatin được sử dụng phụ thuộc vào thuộc tính của sản phẩm cuối cùng.
Độ Bloom cho các ứng dụng tạo gel nằm trong khoảng từ 100-280, tuy nhiên gelatin có độ Bloom trung bình và cao hơn được ưa chuộng trong lĩnh vực “gummy” bởi vì chúng tạo ra một cấu trúc đặc trưng và cải thiện khả năng định hình. Những thành phần khác như glucose, sucrose và thành phần ẩm cũng là những nhân tố quan trọng trong việc hình thành nên cấu trúc của sản phẩm gum vì vậy việc xem xét ảnh hưởng của gelatin cũng gắn liền với những nhân tố này.
Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “chewy” thì độ Bloom thấp được ưa chuộng (độ Bloom nằm trong khoảng từ 70-140). Mức độ sử dụng từ 0,2% trong kẹo “caramel” và “toffee” đến 2,5% trong kẹo “grained chew”. Khi gelatin có độ Bloom cao được sử dụng thì lượng dùng có thể giảm đi một nửa.
Khi gelatin được ứng dụng trong sản xuất loại kẹo “marshmallow” thì giá trị Bloom chỉ đóng vai trò nhỏ trong việc hình thành cấu trúc sản phẩm.
+ Độ nhớt của gelatin:
Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “gum”: độ nhớt của gelatin có thể tác động đến quá trình cố định trong sản xuất sản phẩm “gum”, đặc biệt là khi gelatin có hàm lượng cao. Tuy nhiên trong một vài nhà máy, cả qui trình và việc lập công thức được xem xét khi cần định ra độ nhớt phù hợp. Trong nhiều trường hợp, độ nhớt của gelatin không đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm “gum”.
Trong sản xuất các sản phẩm “chewy” thì độ nhớt của gelatin có thể có tác dụng thứ yếu trong quá trình đánh trộn tuy nhiên chúng có thể được điều chỉnh dễ dàng bằng sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình này.
Trong quá trình sản xuất các sản phẩm “marshmallow” thì độ nhớt của gelatin đóng vai trò quan trọng hơn trong những ứng dụng khác của gelatin trong công nghệ sản xuất bánh kẹo. Độ nhớt của gelatin ảnh hưởng đến quá trình đánh trộn syrup, quá trình giữ các bọt khí….Độ nhớt của gelatin còn đóng vai trò quan trọng khi kết hợp với các phương pháp tạo hình được sử dụng. Với phương pháp tạo hình sử dụng các khuôn tinh bột thì độ nhớt của khối kẹo yêu cầu phải thấp để nó có thể chảy dễ dàng vào các khuôn in, còn trong phương pháp ép đùn thì độ nhớt của khối kẹo phải cao để định hình cho sản phẩm sau khi đùn.
Bảng 1.9 Ứng dụng gelatin trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo. Loại sản phẩm. Chức năng. Độ Bloom. Độ nhớt. Lượng sử dụng (%). Gum gelatin.
Tạo gel, tạo cấu trúc, xây
dựng tính đàn hồi. 180-260. Thấp, cao. 6-10
Gum rượu. Tạo gel, tạo cấu trúc, xây
dựng tính đàn hồi. 100-180.
Thấp, trung
bình. 2-6
Kẹo “chewy”.
Tạo khí, tạo độ đàn dẻo,
đàn hồi. 100-150.
Trung bình,
cao. 0,5-3
Kẹo Nuga. Tạo tính dai, đàn hồi. 100-150. Trung bình,
- 44 – CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu
- Chế phẩm gelatin TN: là gelatin sản xuất từ da cá, sản phẩm thí nghiệm của Phịng thí nghiệm Hố sinh Đại học Bách khoa Tp HCM.
- 45 – Hình 2.1 : Chế phẩm gelatin TN - Các sản phẩm đối chứng: + Gelatin Merck
Bảng 2.1 : Đặc điểm chất lượng sản phẩm gelatin của cơng ty Merck- Đức ĐẶC ĐIỂM GIÁ TRỊ Độẩm, % 12,2 Hàm lượng tro, % ≤2,0 Hàm lượng SO2, % ≤0,004 Hàm lượng Arsenic, % ≤0,00006 Hàm lượng chì, % ≤0,001 Hàm lượng H2O2 ≤0,01 pH (1%:nước) 3,8-7,6
E. coli, tế bào/10 gram 0
Salmonella, tế bào/10 gram 0
+ Gelatin Pháp (150 Bloom)
Bảng 2.2 : Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm của cơng ty Rousselot – Pháp
ĐẶC ĐIỂM GIÁ TRỊ
- 46 – Hàm lượng tro, % 1,0 Hàm lượng SO2, ppm 32 Hàm lượng Arsenic, ppm < 0,8 Hàm lượng kim loại nặng, ppm < 50 Khả năng tạo gel của dung dịch gelatin 6,67% ở 10 ± 0,10C, gram 150 pH của dung dịch gelatin 6,67% ở 600C 5,7
E. coli, tế bào/10 gram 0
Salmonella, tế bào/10 gram 0
2.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
- Máy đo ẩm tựđộng Scaltec.
- Lị nung điều chỉnh nhiệt độ Lenton. - Cân phân tích 4 số lẻ.
- Máy đo pH hiệu Metller Toledo. - Nhớt kế mao quản Ostwald. - Đồng hồ bấm giây.
- Bểđiều nhiệt Gallen Kamp. - Bếp điện.
- Thiết bịđo quang phổ (UV-1201 spectrophotometer) hiệu Genesys. - Máy đo cấu trúc INSTRON.
- Hệ thống HPLC.
2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Các bước nghiên cứu 2.3.1 Các bước nghiên cứu
- Bước 1: Xác định thành phần hố học của nguyên liệu: ẩm, tro, thành phần acid amin, thành phần kim loại.
- 47 –
- Bước 2: Khảo sát tính chất của dung dịch gelatin – nước: độ nhớt, độ đục, điểm tan chảy, điểm tạo gel, pH, độđục, phân tử lượng.
- Bước 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên tính năng tạo gel: nồng độ, pH, thời gian trưởng thành đến tính chất gelatin da cá.
- Bước 4: Khảo sát tính năng cơng nghệ của gelatin da cá: khả năng tạo bọt. Các bước tiến hành đều thực hiện cĩ sự đối chứng giữa mẫu gelatin da cá và các mẫu gelatin khác.
2.3.2 Thuyết minh tiến trình thí nghiệm
Bước 1
a. Mục đích:
Xác định các thành phần hố học cơ bản của nguyên liệu b. Phương pháp thực hiện:
Các thơng số kiểm tra: ẩm, tro, thành phần acid amin, hàm lượng kim loại. Bước 2:
a. Mục đích:
Xác định các tính chất hố lý của mẫu gelatin: độ nhớt, độđục, điểm tan chảy, điểm tạo gel, pH, phân tử lượng.
b. Phương pháp thực hiện:
ü Phương pháp tạo dung dịch:
Cân x (g) gelatin vào y (ml) nước cất, khuấy đảo nhẹ rồi để yên trong 30 phút cho trương nởở nhiệt độ phịng.
Sau đĩ cho vào bể điều nhiệt ở 600C trong 60 phút để hồ tan gelatin, cĩ khuấy đảo gián đoạn. Dung dịch thu được dùng để đo pH, độ nhớt, điểm tan chảy, điểm tạo gel, độđục.
ü Phương pháp tạo gel: dung dịch gelatin sau khi đã hồ tan sẽ được làm nguội và giữ ổn định ở nhiệt độ 8 – 100C trong khoảng thời gian t. Thời gian này gọi là thời gian trưởng thành. Khối gel thu được sẽđược đem xác định “độ bền gel”.
- 48 –
Khối gel được hình thành sau thời gian t sẽ được cho vào bể điều nhiệt ở 600C nhằm tan chảy ra lại, thu được dung dịch gelatin sau thời gian trưởng thành. Dung dịch thu được sẽđo pH, độ nhớt, điểm tan chảy.
ü Phương pháp tạo màng: dung dịch gelatin được tạo thành theo phương pháp trên. Sau đĩ tạo màng bằng cách trải đều một lượng dung dịch gelatin nhất định