LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Khảo sát tình trạng sử dụng keo ưa nước trong sản phẩm rau câu

  • Số trang: 41 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 142 |
  • Lượt tải: 0
tailieuonline

Đã đăng 27690 tài liệu

Mô tả:

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU 1 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT KEO THỰC PHẨM................................................3 1. Giới thiệu về chất keo thực phẩm..................................................................................3 2. Phân loại và tính chất chung của keo thực phẩm...........................................................3 2.1. Phân loại keo thực phẩm.........................................................................................3 2.2. Tính chất chung của keo thực phẩm..........................................................................3 2.2.1. Tạo độ nhớt............................................................................................................3 2.2.2. Tạo gel...................................................................................................................3 CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU HIỆN NAY...........................................................................................................3 1. Agar................................................................................................................................. 3 1.1. Đặc tính và cấu trúc hóa học.....................................................................................3 1.1.1. Khả năng tạo gel....................................................................................................3 1.1.2. Tính chất và quá trình hydrate hóa agar.................................................................3 1.1.3. Các ưu điểm nổi bật của Agar................................................................................3 1.2. Ứng dụng agar trong công nghiệp thực phẩm...........................................................3 2. Carrageenan..................................................................................................................... 3 2.1. Đặc tính và cấu trúc hóa học.....................................................................................3 2.1. Tính chất chức năng của Carrageen..........................................................................3 2.2. Độ hòa tan................................................................................................................. 3 2.3. Sự hydrate hóa..........................................................................................................3 Nhóm: 07 Page 2 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc 2.4. Sự hình thành gel trong nước....................................................................................3 2.5. Độ bền đối với acid...................................................................................................3 2.6. Tương tác với protein...............................................................................................3 2.7. Ứng dụng của carragenan.........................................................................................3 3. Keo Konjac......................................................................................................................3 3.1.1. Cấu trúc hóa học của glucomannan.......................................................................3 2. Amorphophallus konjac K. Koch.................................................................................3 3. Amorphophallus corrugatus (thuộc họ Ráy – Araceae)...............................................3 4. Amorphophallus panomemsis (thuộc họ Ráy – Araceae)............................................3 5. Amorphophallus scaber (thuộc họ Ráy – Araceae).....................................................3 3.2. Tính chất đặc trưng của glucomannan......................................................................3 3.2.1. Tính chất vật lý......................................................................................................3 3.2.2. Tính chất hóa học...................................................................................................3 3.2.3. Độc tính của glucomannan.....................................................................................3 3.2.4. Sự phân hủy glucomannan trong cơ thể.................................................................3 3.3. Phương pháp tách và tinh chế glucomannan từ cây Amorphophallus konjac...............3 3.3.1. Phương pháp tách Konjac Glucomannan...............................................................3 3.3.2. Tinh chế glucomannan...........................................................................................3 Các lưu ý khi chọn và sử dụng keo ưa nước trong sản phẩm rau câu..............................3 KẾT LUẬN............................................................................................................................. 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................3 Nhóm: 07 Page 3 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc LỜI MỞ ĐẦU Rau câu là một sản phẩm được chúng ta sử dụng rất nhiều trong cuộc sống hằng ngày. Thành phần để sản xuất rau câu chủ yếu là từ rong biển nhưng bên cạnh đó nhà sản xuất còn sử dụng thêm các loại chất phụ gia. Và một trong những loại phụ gia được sử dụng là chất keo thực phẩm hay được gọi là keo ưa nước. Do đó nhóm chúng em quyết định chọn đề tài: khảo sát tình trạng sử dụng keo ưa nước trong sản phẩm rau câu để tìm hiểu bài báo cáo này chúng em xin được trình bày theo hai chương: Chương 1: Tổng quan về chất keo thực phẩm Chương 2: Thực trạng sử dụng các loại keo ưa nước trong sản phẩm rau câu hiện nay Trong quá trình làm bài không tránh khỏi sự nhầm lẫn và sai sót, rất mong nhận được sự góp ý từ thầy. Trân trọng chào thầy! Nhóm: 07 Page 4 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT KEO THỰC PHẨM 1. Giới thiệu về chất keo thực phẩm Chất keo thực phẩm hay còn gọi là keo ưa nước, thường được ngành công nghiệp thực phẩm và phụ gia gọi theo những ứng dụng của chúng là các hợp chất ổn định/làm bền (stabilizers), làm đặc (thickeners) và tạo gel (gelling agents). Trong tự nhiên, các hợp chất này vốn có sẵn trong các tổ chức sinh vật và chúng có một số chức năng cực kỳ quan trọng để giúp cho sinh vật có thể phát triển tốt. Trong công nghiệp thực phẩm, nhiều hợp chất loại này được chiết xuất từ các nguyên liệu tự nhiên bao gồm từ các nguồn thực vật trên cạn, dưới nước cho đến động vật và nuôi cấy vi sinh vật. Chúng được đưa vào thực phẩm để tạo ra các tính chất cấu trúc, tính chất lưu biến và tính chất cảm quan mà người tiêu dùng yêu cầu. Keo thực phẩm có một ảnh hưởng sâu sắc đến các tính chất của thực phẩm với tỉ lệ ít hoặc nhiều như trường hợp sử dụng một lượng carrageenan rất nhỏ trong các sản phẩm sữa có gia nhiệt hoặc khi sử dụng một lượng tinh bột, gelatin khá lớn trong các sản phẩm kẹo dẻo. Sự ứng dụng hiệu quả của keo thực phẩm là một chủ đề hấp dẫn mà nó tiếp tục hứa hẹn sự chú ý của các nhà nghiên cứu. Trong những năm gần đây, những kỹ thuật nghiên cứu mới đã giúp khám phá và hiểu rõ hơn sự hình thành mạng lưới cấu trúc và sự kết hợp của chúng với các polemer khác. Ở một khía cạnh khác, một số loại keo thực phẩm được xem là có các đặc tính của chất xơ. Công nghiệp thực phẩm trên thế giới đã có những ứng dụng chúng để thay thế các chất béo trong một số loại thực phẩm để tạo ra các sản phẩm thân thiện với sức khỏe. Ngoài ra, ví có các đặc tính của chất xơ hòa tan hoặc không hòa tan mà chúng đang được nghiên cứu để chứng minh vai trò có lợi cho sức khỏe tương tự như các loại prebiotic hiện nay. Người ta cho rằng khó có thể liệt kê đầy đủ các tính chất chức năng của keo thực phẩm mà chúng đem lại cho thực phẩm các đặc tính cảm quan. Người ta đã dùng một câu phát biểu rằng: “ keo thực phẩm được hiểu rất ít nhưng lại có mặt hầu như trong tất cả các Nhóm: 07 Page 5 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc thực phẩm” để nói lên mức độ quan trọng và tính phổ dụng của chúng trong tất cả các ngành sản phẩm thực phẩm. Nhìn chung, keo thực phẩm có 4 vai trò lợi ích sau: - Cung cấp sự tiện lợi - Cải thiện và nâng cao chất lượng - Có lợi ích chức năng cho sức khỏe - Hạ giá thành sản phẩm một cách đáng kể 2. Phân loại và tính chất chung của keo thực phẩm 2.1. Phân loại keo thực phẩm Hầu hết các chất keo thực phẩm là các polymer polysacharide ngoại trừ gelatin, casein... là các polymer protein. Khối lượng phân tử của các polysacharide từ vài trăm ngàn đến vài triệu Dalton, có cấu trúc phức tạp và chúng được cấu thành từ các phân tử đường đơn như glucose, galactose, mannose... hoặc các dẫn xuất của các loại đường bằng các liên kết đặc trưng. ở trạng thái tự nhiên các polysacharide ở trạng thái tích điện âm hoặc , trung tính và một số trong chúng kết hợp và các ion kim loại như calcium, potassium, magesium. Về mặt phân loại keo thực phẩm người ta thường phân theo nguồn gốc xuất xứ trong tự nhiên cũng như bản chất tự nhiên hay bán tổng hợp của chúng (bảng 1). Keo thực phẩm tự nhiên Keo thực phẩm bán tổng hợp Gum Aribic Carboxymethyl cellulose ( CMC) (acacia gum) Trong dịch chiết từ cây (nhựa cây) Gum Tracaganth Dẫn xuất từ cellulose Gum Kayara Methyl cellulose Microcrystalline celluse (MC) Trong hạt hoặc củ Locust (LBG) Nhóm: 07 bean gum Dẫn xuất từ tinh bột Carboxylmethyl (tinh bột biến tính) starch Page 6 Tiêu luân phu gia thưc phâm Trong rong biển Th.S Nguyêên Phu Đưc Guar gum Hydroxyethyl starch Konjac flour Hydropropyl starch Agar Tổng hợp từ vi sinh Xanthan gum Alginate vật Carrageenan Low methoxyl pectin (LMP) Gelatin Carboxylmethyl Nguồn khác Nguồn khác Dextran Tinh bột Pectin locus bean gum Carboxymethyl guar gum 2.2. Tính chất chung của keo thực phẩm 2.2.1. Tạo độ nhớt Khi kết hợp với nước, keo thực phẩm tạo ra một dung dịch hoặc phân tán có độ nhớt cao. Độ nhớt này phụ thuộc vào nồng độ chất keo trong nước, bản chất hóa học, cấu trúc phân tử... kết quả là các loại keo thực phẩm khác nhau có thể là có độ nhớt rất khác nhau ở cùng nồng độ. Chính tính chất tạo nhớt này làm chúng được ứng dụng để tạo nhớt, tạo đặc cho các sản phẩm dạng lỏng; là chất tạo nhủ và làm bền hệ nhũ tương; là chất chống lắng các nguyên liệu dạng hạt rắn lơ lửng trong thực phẩm lỏng, chất giữ ẩm để làm mềm, chất làm ổn định để tạo xốp cho các sản phẩm bánh nướng và kiểm soát sự hình thành các tinh thể đá trong các sản phẩm lạnh đông... 2.2.2. Tạo gel Chỉ có một số loại gel thực phẩm có tính chất này. Sự tạo gel là sự tạo thành mạng lưới liên kết chặt chẽ, có cấu trúc của keo thực phẩm với nhau và với nước, kết quả là đem lại trạng thái rắn (hóa rắn) cho các thực phẩm ban đầu có trạng thái lỏng. Nồng độ và điều Nhóm: 07 Page 7 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc kiện tạo gel của các loại keo thực phẩm cũng rất khác nhau. Tính chất tạo gel này có vô số ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm để sản xuất ra các sản phẩm có cấu trúc gel từ mềm, đàn hồi đến cứng mềm dễ gãy. Ngoài ra, trong những năm gần đây người ta đã sử dụng một số keo thực phẩm như một nguồn chất xơ hòa tan. Nhiều bằng chứng khoa học đã chứng tỏ các lợi ích chức năng của một số keo thực phẩm, chẳng hạn như gum arabic và guar gum. Khoa học cũng cho thấy khả năng tiềm tàng của chúng trong việc hạ tháp cholesterol và làm giảm nguy cơ ung thư. Việc sử dụng các chất keo này trong các chương trình giảm cân cho người tiêu dùng đã được thực hiện và chắc chắn chúng sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai. Nhóm: 07 Page 8 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU HIỆN NAY Chất keo ưa nước sử dụng trong rau câu với mục đích là cải thiện tính chất cấu trúc, cảm quan cho rau câu nhờ đặc tính tạo đặc, tạo đông...nhờ đó mà giá thành rau câu sẽ giảm do có thể cắt giảm nguyên liệu tự nhiên... Chất keo ưa nước phổ biến nhất trong các sản phẩm rau câu là agar, carragenan...nhưng bên cạnh đó thì gần đây công ty TNHH Long Hải đã nghiên cứu phối trộn bột Konjac cùng với bột Carrageenan để sản xuất rau câu. Dưới đây là một số loại keo ưa nước được sử dụng trong sản phẩm rau câu: 1. Agar 1.1. Đặc tính và cấu trúc hóa học Agar (ở một số nước gọi là agar-agar) là loại keo thực phẩm thuộc nhóm polysaccharide được chiếc xuất từ một số loài tảo đỏ Rhodophyceae thuộc hai loài Gelidium và Gracilaria, trong đó agar từ loài Gelidium cho cấu trúc gel mạnh hơn. Chúng được khám phá và sử dụng tại Nhật Bản hơn 350 năm trước. Vai trò của agar trong thực phẩm đã được Codex xếp vào nhóm phụ gia tạo gel, làm đặc, chất ổn định. Trên thị trường, agar có nhiều trạng thái kích thước khác nhau nhưng phổ biến vẫn là dạng bột màu trắng đến vàng nhạt với kích thước hạt khoảng100 - 150µm. Agar không tan trong nước lạnh và khi đun nóng lên chúng kết hợp với nước tạo thành trạng thái hydrate hóa. Khi hạ nhiệt độ xuống khoảng 40oC, chúng tạo ra một trạng thái gel cứng, giòn, dễ gãy. Khi gia nhiệt lên 85 oC, gel lại bị chảy ra ở dạng lỏng. Nhiệt độ này gọi là điểm chảy (melting point) của gel và gel có tính chất đông đặc – chảy lỏng – đông đặc nhiều lần như vậy được gọi là gel thuận nghịch nhiệt. Agar là một hỗn hợp gồm hai thành phần polysaccharide, một thành phần chính có thể tạo gel chắc, trung tính gọi là agarose và một thành phần phụ tạo gel yếu, tích điện gọi là agaropectin. Nhóm: 07 Page 9 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc Agarose là một polymer mạch thẳng, không chứa nhóm sulphate, được tạo thành từ nhiều đơn vị cơ bản agarobiose nối với nhau (Hình 1). Agarobiose là disaccharide được tạo thành từ D-galactose và 3,6-anhydro-L-galactopyranose. Agaropectin có đơn vị cấu trúc cơ bản giống như agarose nhưng điểm khác là nó có các nhóm bên gồm sulphate lên đến 8%, methyl và acetyl acid pyruvic. Chính các nhóm bên này đã ngăn cản polymer tạo ra một cấu trúc có trật tự, vì vậy agaropectin hầu như không đóng góp cho sự tạo gel của agar. Hình 1. Đơn vị cơ bản agarobiose của agarose 1.1.1. Khả năng tạo gel Agar là loại keo thực phẩm có chức năng đặc trưng là chất tạo gel. Khả năng hình thành gel thuận nghịch là một tính chất quan trọng nhất của agar mà từ đó nó được ứng dụng rộng rãi để làm phụ gia trong công nghiệp thực phẩm. Khi đun nóng, agar hydrat hóa để hình thành những cuộn dài có hình dạng ngẫu nhiên. Nhờ liên kết hydrogen, các cuộn này kết hợp tạo thành những vòng xoắn đơn và kép. Các vòng xoắn được làm bền bởi các phân tử nước liên kết ở bên trong cái hốc của vòng xoắn kép và sự liên kết của các nhóm hydroxyl bên ngoài các vòng xoắn này cho phép chúng đông tụ thành các gel rất nhỏ (vi gel-microgels). Khi làm nguội xuống 30-40oC, các microgel này đông tụ để tạo thành trạng thái gel (Hình 2). Nhóm: 07 Page 10 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ chảy của gel sẽ tăng lên theo nồng độ agar trong dung dịch. Ví dụ: Agar từ loài Gelidium có nhiệt độ tạo gel tăng từ 32 đến 38 oC và nhiệt độ chảy gel tăng từ 86 đến 89oC khi nồng độ agar tăng từ 0,5 đến 2,0%. Một đặc điểm chung là loại agar nào có hàm lượng sulphate thấp sẽ cho cường độ gel cao. Agar từ loài Gelidium có hàm lượng sulphate thấp hơn và vì vậy tạo ra cường độ gel cao hơn so với agar từ loài Gracilacia. Chú thích: Cool: Làm nguội; Heat: Gia nhiệt. Hình 2. Sơ đồ tạo gel của agar Các thông số nhiệt độ của gel agar đối với 2 loài này như sau: Nhóm: 07 Page 11 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc - Gelidium: Khoảng nhiệt độ tạo gel là 28-31oC, nhiệt độ chảy gel là 80-90oC. - Gracilacia: Khoảng nhiệt độ tạo gel là 29-42oC, nhiệt độ chảy gel là 76-92oC. 1.1.2. Tính chất và quá trình hydrate hóa agar Agar chỉ có thể đạt được trạng thái gel tốt nhất khi nó được hydrate hóa hoàn toàn trong nước. Khi dùng agar dạng bột (là dạng dùng phổ biến) trộn vào nước, nó dễ dàng tạo ra trạng thái vón cục và như vậy sẽ cản trở các chuỗi polymer được hydrate hóa hoàn toàn. Để khắc phục, có thể trộn agar trong nước lạnh kết hợp với thao tác khuấy khi nhiệt độ được nâng lên hoặc có thể trộn trước bột agar với một lượng đường gấp 5 lần lượng agar để giúp phân tán các hạt agar trong đường. Sau đó cho vào nước lạnh hoặc nóng, kết hợp với quá trình khuấy đều và nâng nhiệt độ lên. Khi agar được phân tán hoàn toàn, dịch agar cần được đun cho tới khi sôi để quá trình hydrate hóa xảy ra hoàn toàn. Trong trường hợp trộn agar vào dung dịch có nồng độ đường cao cũng sẽ làm cản trở sự hydrate hóa của agar. Do đó sản xuất rau câu hoặc sản phẩm chứ nhiều đường, chỉ nên trộn đường vào dung dịch chứa agar khi agar đã được hydrate hóa hoàn toàn. Ngoài ra, do agar có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao với pH< 5-5,5; nên trộn acid (nếu có) vào dung dịch agar khi nó đã hydrate và trong quá trình làm nguội về nhiệt độ tạo gel, nghĩa là lúc này nhiệt độ của dung dịch agar đã giảm xuống. 1.1.3. Các ưu điểm nổi bật của Agar - Do năng lực tạo gel lớn nên agar hình thành gel ở nồng độ khá thấp, với ngưỡng nồng độ chỉ khoảng 0,2%. Mức sử dụng thực tế trong sản xuất thực phẩm trong khoảng 0,52,0%. - Một tính chất đặc biệt quan trọng của agar là giá trị chênh lệch lớn giữa nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ chảy của gel. Sự chênh lệch nhiệt độ này được gọi là “độ trễ của gel (gel hyteresis)” và khoảng chêch lệch nhiệt độ được gọi là “giá trị độ trễ (hyteresis value)”. Đối với agar từ loài Gelidium và Gracilaria có hàm lượng methyl hóa thấp, giá trị độ trễ của Nhóm: 07 Page 12 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc chúng vào khoảng 50-60oC. Nếu agar có hàm lượng methyl hóa tăng thì giá trị này sẽ giảm xuống do nhiệt độ tạo gel của loại agar này giảm xuống. Giá trị độ trễ của agar lớn hơn nhiều so với các loại keo ưa nước khác, do đó nó có một số ứng dụng độc nhất vô nhị trong công nghiệp thực phẩm (sẽ giải thích rõ ở phần ứng dụng). - Agar hình thành gel trong một dãy pH rộng. Do phân tử agarose là chuỗi polymer trung tính nên nó không bị thủy phân ở dãy giá trị pH thông thường của thực phẩm, ví dụ như các loại trái cây. Tuy nhiên, agar có thể bị thủy phân bởi acid ở nhiệt độ cao, pH<5. - Agar có thể tạo gel mà không cần sự có mặt của các cation (như ion Ca 2+, Mg2+, K+, Na+,...) nên nó không tạo ra “vị kim loại” cho sản phẩm (vị này có thể có trong các sản phẩm dùng keo ưa nước như alginate, carrageenan vì các gel này cần có các cation nói trên để tạo gel). Mặt khác, cũng vì sự không phụ thuộc mà agar vẫn cho cấu trúc gel ổn định nếu nguyên liệu của sản phẩm có sự dao động về hàm lượng của các cation này (ví dụ như nguyên liệu sữa). - Sự tạo gel của agar không đòi hỏi một hàm lượng đường tối thiểu (như đối với nhiều loại keo thực phẩm khác). Vì vậy có thể sử dụng nó thích hợp trong các loại mứt có độ ngọt thấp, hàm lượng đường thấp. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, hàm lượng đường cao hỗ trợ sự hình thành mạng lưới gel và làm tăng độ mạnh gel. - Agar có hàm lượng chất xơ hòa tan cao, không bị hấp thu, do đó nó không tạo năng lượng cho thực phẩm. Đây là ưu điểm được sử dụng trong các thực phẩm cần năng lượng thấp, có giá trị chức năng, sinh học cao cho sức khỏe con người. 1.2. Ứng dụng agar trong công nghiệp thực phẩm Các ưu điểm nói trên tạo cho agar có những ứng dụng đặc trưng trong sản xuất các thực phẩm cần có cấu trức gel kiểu giòn, dễ gãy (short texture) với độ bề nhiệt và giữ nước tốt. Ngoài ra gel của nó còn tương đối bền trong điều kiện acid và có tương tác rất hạn chế với các thành phần khác của thực phẩm. Các sản phẩm có thể ứng dụng được agar như sau: Nhóm: 07 Page 13 Tiêu luân phu gia thưc phâm - Th.S Nguyêên Phu Đưc Các sản phẩm gel nước (water gel): Rau câu trái cây và các sản phẩm tương tự dùng tráng miệng, trứng cá muối nhân tạo... - Các sản phẩm kẹo, sản phẩm ngọt (confectionary): Kẹo dẻo, mứt đông, rau câu uống, kẹo mềm, nhân kẹo... - Các sản phẩm sữa: Bánh flan, pudding, custard, kem... - Các sản phẩm thịt, cá đóng hộp: Pa tê cá... Phần dưới đây sẽ mô tả vắn tắt các điểm chính trong sản xuất một số sản phẩm cụ thể để hiểu rõ hơn về các đặc tính của agar ứng dụng trong thực phẩm. Một số ứng dụng phổ biến nhất của agar là sản phẩm rau câu: Agar được đun sôi trong nước hoặc nước ép trái cây cho tới khi agar tan hoàn toàn. Sau đó cho đường, hương liệu, màu vào. Dịch lỏng này được đổ vào khuôn và để yên cho đông lại. Người ta có thể cho vào dịch lỏng các miếng trái cây xắt lát (dâu, dứa...) để tạo ra sản phẩm rau câu hấp dẫn hơn. Trong trường hợp sử dụng gelatine trong sản phẩm tráng miệng như rau câu, người ta không thể trộn dứa vào vì dứa có chứa enzyme bromelin có thể thủy phân gelatine, trong khi agar không bị enzyme này thủy phân. Một sản phẩm phổ biến hiện nay có liên quan đến rau câu là rau câu dầm đường. Sau khi hoàn thành sản phẩm rau câu ở trên, chúng được cắt thành hình khối vuông/hạt lựu và trộn với dịch syrup đường, sau đó đem hỗn hợp này rót và đóng hộp rồi thanh trùng để tạo ra thành phẩm. Điểm đặc biệt ở đây là quá trình thanh trùng sản phẩm không lam cục râu câu bị chảy (nghĩa là gel bị chảy) vì nhờ giá trị độ trễ của agar rất cao, nói cách khác, gel agar được hình thành ở 40oC nhưng lên đến hơn 85oC gel mới đạt đến điểm chảy. Ứng dụng tạo gel khá thú vị là dùng agar để sản xuất trứng cá nhân tạo. Một hỗn hợp dịch chiết từ cá, màu thực phẩm và hương liệu được trộn với dịch agar nóng. Hỗn hợp được ép đùn thành dạng giọt và các giọt này được nhúng vào một bể chứa dầu hướng dương nguội để tạo đông thành viên, sau đó các viên được gia công cho giống với hình dạng của trứng cá. Nhóm: 07 Page 14 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc 2. Carrageenan 2.1. Đặc tính và cấu trúc hóa học Carrageenan là polysacharide được chiết xuất thương mại chủ yếu từ 2 loài trong giống tạo đỏ là kappaphycus alvarezii (‘Cottonii’) và eucheuma denticulatum (Sprinosum”). Carrageenan không bị tiêu hóa trong cơ thể người, không có giá trị dinh dưỡng, chỉ tác dụng như một chất xơ. Tuy nhiên chúng lại có một số tính chất chức năng đặc biệt tạo gel, làm đặc, làm bền các thực phẩm hoặc các hệ thống thực phẩm. Các loài tảo đỏ đa dạng cung cấp một loạt các dịch chiết carrageenan có thành phần và cấu hình khác nhau dẫn tới việc tạo ra một phổ rộng rãi các tính chất cơ lý, cấu trúc và tính chất gel, mật độ tích điện phân tử và các tương tác với các loại keo thực phẩm khác và protein. Các loại carrageenan có cùng khung xương là galactose nhưng khác nhau về tỷ lệ và vị trí các nhóm ester sulphate và tỷ lệ của 3,6-anhydrogalactose. Có 3 loại carrageenan chính. Hai loại kappa carrageenan và iota carrageenan hình thành gel thuận nghịch nhiệt, có cấu trúc từ cứng, chắc, mềm và đàn hồi. Loại thứ ba là lambda carrageenan thì không tạo gel. Kappa carrageenan tương tác cộng hưởng với các keo thực phẩm khác để cải thiện cấu trúc gel, ví dụ như cộng hưởng với các polymannan là locust bean gum và konjac. Một tương tác đặc trưng giữa kappa carageenan với casein sữa được sử dụng rất rộng rãi để làm bền, ổn định các sản phẩm sữa và từ sữa. Về mặt hóa học, carrageenan là một polysaccharid ưa nước, mạch thẳng được cấu tạo từ các đơn vị disaccharide galactose và 3,6-anhydrogalactose (3,6 AG), cả hai có thể được sulphate hóa hoặc không sulphate hóa, được nối với nhau luân phiên bằng liên kết glycoside α-(1,3) và β-(1,4) như trình bày ở hình 1. Nhóm: 07 Page 15 Tiêu luân phu gia thưc phâm LAMBDA Th.S Nguyêên Phu Đưc KAPPA Hình 1. Đơn vị cấu trúc disaccharide của carrageenan Cấu trúc của carrageenan khác nhau ở hàm lượng ester sulphate và 3,6anhydrogalactose và sự phân bố của nhóm ester sulphate. Sự khác biệt này sẽ ảnh hưởng đến cường độ, cấu trúc, độ hoàn tan, nhiệt độ nóng chảy và nhiêt độ tạo gel, sự tách nước, sự cộng hưởng và các tương tác củ carrageenan với các keo ưa nước và nguyên liệu khác. Sự khác biệt này sẽ được tạo ra và kiểm soát bằng việc chọn lựa loại tảo và điều kiện chế biến cũng như bằng việc phối trộn các chiết xuất carrageenan khác nhau. Hàm lượng ester sulphate và 3,6-anhydrogalactose tương ứng là khoảng 22% và 33% đối với kappa carrageenan; 32% và 26% đối với iota carrageenan. Lambda carrageenan chứa khoảng 37% ester sulphate và có ít hoặc không có hàm lượng 3,6-anhydrogalactose. Mức độ ester sulphate cao này đối nghịch với hàm lượng eater sulphate rất thấp của agar (1,5-2,5%). Trong ứng dụng thực phẩm, carrageenan được mô tả tốt nhất như là “chất chiết xuất” polygalactan từ tảo Rhodophyceae với hàm lượng ester sulphate trong khoảng 18-40% và các liên kết glycoside α-(1,3) và β-(1,4) luân phiên. Carrageenan là loại polysaccharide có khối lượng phân tử cao. Các loại carrageenan thương mại có khối lượng phân tử khoảng 200.000-800.000 Dalton nhưng cũng có thể lên tới 1.500.000 Dalton, ngoài ra chúng cũng chứa một lượng nhỏ các phân đoạn dưới 100.000 Dalton. Nhóm: 07 Page 16 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc 2.1. Tính chất chức năng của Carrageen Trong các hệ thống thực phẩm, carrageenan đã được chứng minh là một phụ gia làm ổn định, làm đặc và tạo gel rất hiệu quả. Tính chất vật lý cơ bản cỉa 3 loại carrageenan chính nói trên, bao gồm các đặc tính tạo gel, khả năng hòa tan được trình bày ở Bảng 1. Bảng 1. Tóm tắt các tính chất của carrageenan Độ hòa tan Lambda Iota Kappa Nước nóng (80oC) Hòa tan Hòa tan Hòa tan Nước lạnh (20oC) Tất cả các muối Muối Na+ hòa tan Muối Na+ hòa tan Muối Ca2+ tạo ra các Đối với muối K+, hạt trương nở có Ca2+ thì trương nở tính chất thixotropic có giới hạn. lambda đều hòa tan Sữa nóng (80oC) Hòa tan Hòa tan Hòa tan Sữa lạnh (20oC) Làm đặc Không hòa tan Không hòa tan Sữa lạnh (có bổ sung Làm tăng tính chất Tạo đặc hoặc tạo gel Tạo đặc hoặc tạo gel tetra sodium tạo đặc hoặc tạo pyrophosphate-TSPP) gel Dung dịch (dd) Hòa tan Không hòa tan đường 50% Dung dịch muối 10% Hòa tan trong điều kiện dd nóng Hòa tan trong điều Hòa tan trong điều Không hòa tan kiện dd nóng kiện dd nóng Không tạo gel Tạo gel mạnh nhất Tạo gel mạnh nhất với Ca2+ với K+ Sự tạo gel Ảnh hưởng của các cation Cấu trúc gel _ Dẻo Giòn, dễ gãy Sự tách nước _ Không Có Độ trễ (hyteresis) _ 5-10oC 10-20oC Nhóm: 07 Page 17 Tiêu luân phu gia thưc phâm Không Có Bền trong Th.S Nguyêên Phu Đưc Có Có Không Không Không Có Không Có Không Có Có Không Bị thủy phân Bị thủy phân, quá điều kiện lạnh đông – rã đông Cộng hưởng với bột konjacKhông Cộng hưởng với locust bean gum (LBG) Cộng hưởng với tinh bột Sự thuận nghịch với lực khuấy, cắt (shearreversibile) Độ bền trong môi trường acid trình bị thúc đẩy bởi nhiệt độ cao, pH thấp, thời gian kéo dài. Tương tác với protein Tương tác mạnh Tương tác đặc trưng với kappa casein của với protein trong sữa điều kiện acid Tính chất tạo gel và tạo đặc của các loại carrageenan khác nhau là rất khác nhau. Ví dụ, kappa carrageenan hình thành một gel chắc với ion K + trong khi iota carrageenan tương tác với ion Ca2+ để tạo ra loại gel dẻo mềm. Các cation không có ảnh hưởng gì tới tính chất không tạo gel của lambda carrageenan nhưng nó sẽ tạo gel trong dung dịch muối có nồng độ Nhóm: 07 Page 18 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc rất cao. Việc ứng dụng các sự kết hợp này đòi hỏi phải có hiểu biết và kinh nghiệm về carrageenan, tuy nhiên việc này có thể được hỗ trợ từ các nhà cung cấp phụ gia. Trong 3 loại thì lambda có ít ứng dụng nhất trong thực phẩm, trong nhiều trường hợp, bó chỉ cung cấp các tính chất chức năng bổ sung cho kappa carrageenan, ví dụ tạo cho gel sữa kappa carrageenan có cấu trúc mượt, mịn (creamy) hơn. Các sản phẩm thương mại có dán nhãn “lambda carrageenan” trong thực tế chính là loại carrageenan không tạo tạo gel và thành phần của nó là một hỗn hợp của lambda và loại kappa chưa bị biến đổi cấu trúc. 2.2. Độ hòa tan Từ bảng trên ta có thể thấy các loại carrageenan chỉ hòa tan trong nước nóng, ngoại trừ lambda. Kappa và iota ở dạng sodium thì có thể tan trong nước lạnh. Tất cả các carrageenan đều có thể hòa tan trong sữa nóng nhưng trong sữa lạnh thì chỉ có lambda có khả năng hòa tan và tạo ra tính chất tạo đặc thông qua tương tác protein và tinh chất này được tăng lên khi có mặt các hợp chất phosphate. Dung dịch carrageenan có độ nhớt và thể hiện tính chất “shear thinning” khi chịu tác động của quá trình khuấy hoặc bơm. Ảnh hưởng của nhiệt độ là một yếu tố quan trọng để xác định loại carrageenan nào nên được sử dụng. Tất cả các carrageenan đều hydrate hóa ở nhiệt độ cao và đặc biệt kappa và iota carrageenan thể hiện một độ nhớt thấp trong cả nước và sữa. Khi làm nguội, cac loại carrageenan này hình thành một dãy các cấu trúc gel tùy thuộc vào sự có mặt của các loại cation và nguyên liệu khác. 2.3. Sự hydrate hóa Sự hiện diện của các loại muối và đường có một ảnh hưởng sâu sắc đến nhiệt độ hydrate hóa và tiếp theo là nhiệt độ tạo gel và chảy gel. Vi dụ, iota carrageenan sẽ hydrate hóa ở nhiệt độ thường nhưng khi thêm một số muối sẽ làm tăng điểm tạo gel đến mức mà dung dịch được chuyển thành một loại gel có thể ứng dụng trong các loại nước trộn salad. Muối sodium của kappa carrageenan sẽ hydrate hóa ở 40 oC nhưng nếu sử dụng loại carrageenan này trong sản phẩm thịt ngâm nước muối thì sự hydrate hóa hoàn toàn chỉ xảy ra khi nhiệt độ ở 55oC hoặc hơn. Nhóm: 07 Page 19 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyêên Phu Đưc Khi một dịch phân tán carrageenan được gia nhiệt, sự trương nở hoặc hydrate hóa chỉ xảy ra khi nhiệt độ đạt tới khoảng 40-60 oC. Khi các hạt carrageenan được hydrate hóa, nó trương nở và làm tăng độ nhớt. Khi nhiệt độ lên tới 75-80 oC, độ nhớt sẽ giảm mạnh. Khi làm nguội, độ nhớt của dung dịch sẽ tăng đáng kể và tiếp theo là sự tạo gel khi nhiệt độ giảm xuống tới 40-50oC. Sự hydrate hóa và sự tạo gel của carrageenan bị phụ thuộc mạnh vào các loại muối được kết hợp với carrageenan hoặc được thêm vào trong dung dịch. Ví dụ dung dịch muối ăn > 4% sẽ ngăn cản sự hydrate hóa hoàn toàn của carrageenan. Ngược lại, một dịch carrageenan rất loãng khoảng 200ppm, được sữ dụng để làm bền sản phẩm sữa có chocolate hoặc nước giải khác từ sữa khác, có thể không hình thành một mạng lưới gel bền cho tới khi nhiệt độ xuống dưới 20oC. Sự hiện diện của hàm lượng chất khô cao như trong các sản phẩm kẹo, mứt làm tập trung các phân tử carrageenan và các cation trong pha nước để sự tạo gel có thể xảy ra ở nhiệt độ > 85oC hoặc cao hơn. Điều này tạo ra sự giới hạn về mức độ và loại carrageenan thích hợp cho những ứng dụng như vậy. Nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để đảm bảo rằng các hạt carrageenan phải được phân tán hoàn toàn, tránh vón cục, trước khi bắt đầu quá trình hydrate hóa. Các phương pháp này bao gồm trộn khô một lượng carrageenan với 5-10 lượng đường saccharose hoặc glucose; trộn nó vào trong dầu hoặc phân tán nó trong một dung dịch đường, muối hoặc cồn. Sử dụng lực khuấy trộn thích hợp cũng giúp tránh sự vón cục của carrageenan. Nhóm: 07 Page 20
- Xem thêm -