Tài liệu Tổng quan về phụ gia và phương pháp ổn định hệ nhũ tương thực phẩm

MUÏC LUÏC GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn MUÏC LUÏC DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH ...................................................... Trang 4 MÔÛ ÑAÀU ............................................................................................... 10 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm .................................................. 11 1.1 Ñònh nghóa ............................................................................... 11 1.2 Phaân loaïi heä nhuõ töông ........................................................... 12 1.3 Thaønh phaàn cuûa moät heä nhuõ töông ....................................... 14 1.3.1 Chaát beùo vaø daàu ................................................................. 14 1.3.2 Chaát choáng oxi hoùa ............................................................ 15 1.3.3 Chaát coâ laäp kim loaïi ........................................................... 15 1.3.4 Nöôùc ................................................................................... 16 1.3.5 Chaát nhuõ hoùa ...................................................................... 16 1.3.6 Caùc phuï gia khaùc ............................................................... 16 1.4 Phuï gia oån ñònh heä nhuõ töông thöïc phaåm .............................. 16 1.4.1 Giôùi thieäu chung ................................................................ 16 1.4.2 Phaân loaïi ............................................................................. 17 1.4.2.1 Chaát nhuõ hoùa ................................................................ 17 1.4.2.1.1 Chaát hoaït ñoäng beà maët ........................................... 18 1.4.2.1.2 Polymer sinh hoïc coù caáu truùc löôõng cöïc ................. 33 1.4.2.2 Chaát oån ñònh................................................................. 43 Chöông 2: Söï hình thaønh heä nhuõ töông thöïc phaåm ........................... 57 2.1 Kyõ thuaät ñoàng hoùa ................................................................... 58 2.2 Caùc loaïi doøng chaûy trong quaù trình ñoàng hoùa ....................... 59 2.3 Nhöõng khaùi nieäm ñeå thaønh laäp heä nhuõ töông ......................... 60 2.3.1 Söï phaù vôõ caùc gioït nhoû ..................................................... 60 2.3.2 Löïc caêng maët ngoaøi ........................................................... 60 2.3.3 Caùc löïc phaù vôõ gioït phaân taùn ............................................ 61 2.3.4 Ñieàu kieän chaûy taàng........................................................... 64 2.3.5 Ñieàu kieän chaûy roái.............................................................. 65 2.3.6 Ñieàu kieän chaûy taïo hieän töôïng xaâm thöïc khí ..................... 66 ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 1 MUÏC LUÏC GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn 2.3.6 Vai troø cuûa chaát nhuõ hoùa ................................................... 66 Chöông 3: Quaù trình ñoàng hoùa ........................................................... 67 3.1 Caùc kieåu ñoàng hoùa chính ñöôïc söû duïng ñeå taïo ra vaø oån ñònh heä nhuõ töông thöïc phaåm ….. ...................................................................... 67 3.2 Caùc phöông phaùp ñoàng hoùa: .................................................. 68 3.2.1 Ñoàng hoùa baèng aùp löïc cao ................................................ 68 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 68 3.2.1.1 Thieát bò ......................................................................... 69 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa .......... 72 3.2.2 Ñoàng hoùa baèng heä thoáng khuaáy cao toác ........................... 73 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 73 3.2.1.1 Thieát bò ......................................................................... 73 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa ......... 74 3.2.3 Ñoàng hoùa baèng soùng sieâu aâm ........................................... 74 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 75 3.2.1.1 Thieát bò ......................................................................... 75 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa .......... 77 3.2.4 Ñoàng hoùa baèng thieát bò nghieàn keo ................................... 77 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 77 3.2.1.2 Thieát bò ......................................................................... 78 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa .......... 79 3.2.5 Ñoàng hoùa baèng phöông phaùp vi loûng hoùa ......................... 79 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 79 3.2.1.1 Thieát bò ......................................................................... 79 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa .......... 80 3.2.6 Ñoàng hoùa baèng membrane................................................ 81 3.2.1.1 Cô sôû khoa hoïc ............................................................ 81 3.2.1.1 Thieát bò ......................................................................... 82 3.2.1.3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán hieäu quaû ñoàng hoùa .......... 83 3.3 Caùc yeáu toá chung aûnh höôûng ñeán kích thöôùc gioït phaân taùn .. 84 3.3.1 Kieåu vaø noàng ñoä chaát nhuõ hoùa .......................................... 84 ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 2 MUÏC LUÏC GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn 3.3.2 Naêng löôïng cung caáp bôûi thieát bò ñoàng hoùa ...................... 85 3.3.3 Thuoäc tính cuûa thaønh phaàn caùc pha .................................. 85 3.3.3 Nhieät ñoä ............................................................................. 86 3.4 Ñaùnh giaù hieäu quaû cuûa quaù trình ñoàng hoùa ............................ 86 Chöông 4: Keát Luaän ........................................................................... 88 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO ........................................................................ 89 ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 3 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Danh muïc baûng vaø hình 1. Baûng  Chöông 1 Heä nhuõ töông thöïc phaåm STT baûng Noäi Dung Trang 1.1 Ví duï veà moät soá nhuõ töông thöïc phaåm thöôøng gaëp trong thöïc teá 11 1.2 So saùnh thuoäc tính chöùc naêng cuûa caùc chaát nhuõ hoùa 18 1.3 Chæ soá cuûa caùc nhoùm öa nöôùc vaø kî nöôùc (theo Bergenstahl 21 (1997), Friberg (1997) vaø Stauffer (1999)) 1.4 Giaù trò HLB cuûa moät soá chaát hoaït ñoäng beà maët 22 1.5 Moät soá chaát nhuõ hoùa vaø quy ñònh veà chuùng 25 1.6 AÛnh höôûng cuûa löôïng glycerin ñeán tæ leä caùc glyceride 26 1.7 AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán tæ leä caùc monoglycerides 26 1.8 Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa caùc ester cuûa acid höõu cô vôùi 29 monoglycerides 1.9 Ñaëc ñieåm cuûa gum arabic töø Acacia Senegal vaø Acacia seyal 38 1.10 Moät soá keo öa nöôùc phoå bieán trong coâng nghieäp thöïc phaåm 43 1.11 Toùm taét moät soá chöùc naêng taïo ñaëc vaø taïo gel cuûa caùc keo öa 44 nöôùc thöôøng söû duïng trong heä nhuõ töông thöïc phaåm 1.12 50 Ñaëc tính cuûa moät soá loaïi keo öa nöôùc  Chöông 2 Söï hình thaønh heä nhuõ töông thöïc phaåm Stt baûng Noäi Dung Trang 2.1 Caùc bieåu thöùc cuûa öùng suaát taùc ñoäng, ñöôøng kính trung bình, thôøi 62 gian haáp thuï, thôøi gian bieán ñoåi, thôøi gian va chaïm cuûa caùc haït phaân taùn trong heä nhuõ töông döôùi ñieàu kieän doøng chaûy taàng vaø chaûy roái ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 4 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH  GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Chöông 3 Quaù trình ñoàng hoùa STT baûng Noäi Dung Trang 3.1 So saùnh caùc phöông phaùp ñoàng hoùa söû duïng ñeå saûn xuaát heä nhuõ 67 töông (Walstra (1993), Schubert (1997), and Walstra and Smulder (1998)) 65 3.2 82 So saùnh phöông phaùp membrane emulsification vaø Premix membrane emulsifiation 2. Hình  Chöông 1 Heä nhuõ töông thöïc phaåm STT hình Noäi dung Trang 1.1 Ví duï veà heä nhuõ töông W/O (bô), bao goàm caùc haït phaân taùn nöôùc 11 trong daàu 1.2 12 Ví duï veà daïng nhuõ töông kieåu daàu trong nöôùc (O /W): nöôùc soát salad (salad dressing) bao goàm caùc haït daàu phaân taùn trong nöôùc 1.3 Heä nhuõ töông nöôùc trong daàu W/O 12 1.4 Heä nhuõ töông daàu trong nöôùc O/W 13 1.5 Heä nhuõ töông nöôùc trong daàu trong nöôùc (W/O/W) 13 1.6 Caáu taïo hoaù hoïc cuûa moät phaân töû trygliceride, goàm moät phaân töû 14 glycerin vaø ba acid beùo 1.7 Söï ñònh höôùng vaø hình daïng cuûa caùc chaát nhuõ hoùa taïi beà maët lieân 17 pha cuûa heä nhuõ töông 1.8 Phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët Glycerol monostearate 19 1.9 Vò trí phaân boá cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët tieáp xuùc giöõa hai pha 19 nöôùc-daàu trong heä nhuõ töông 1.10 Moät soá kieåu caáu truùc tieâu bieåu ñöôïc thaønh laäp töø söï taäp hôïp cuûa 20 caùc chaát hoaït ñoäng beà maët ôû noàng ñoä töông ñoái thaáp 1.11 Thuoäc tính hoùa – lyù cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët lieân quan ñeán 23 hình hoïc phaân töû cuûa chuùng 1.12 Nhieät ñoä chuyeån pha xuaát hieän khi ñoä cong toái öu cuûa lôùp ñôn 24 phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët laø 0 ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 5 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn 1.13 Sô ñoà phaûn öùng taïo mono-diglycerides 26 1.14 Caáu taïo phaân töû cuûa glycerol monostearate 27 1.15 Phuï gia nhuõ hoaù: glycerol monostearat 27 1.16 Coâng thöùc phaân töû cuûa LACTEM, DATEM vaø SMG 28 1.17 DATEM ôû daïng loûng vaø daïng boät 39 1.18 Coâng thöùc caáu taïo cuûa triglycerol monostearate (PGE) vaø sorbitol 30 monostearate (SMS) 1.19 Tween-20/60/80 vaø Span-60/80 31 1.20 Coâng thöùc phaân töû cuûa Sodium Stearoyl lactylate hoaëc canxi 31 Stearoyl lactylate 1.21 Chaát nhuõ hoùa Sodium stearoyl lactylate 32 1.22 Caùc phospholipid chuû yeáu trong lecithin, trong ñoù R 1 , R 2 laø caùc 33 goác acid beùo 1.23 Lecithin daïng loûng vaø daïng boät 33 1.24 Hình daïng ñaëc tröng cuûa caùc polimer sinh hoïc coù caáu truùc löôõng 34 cöïc 1.25 Caáu truùc cuûa caùc maøng baûo veä caùc gioït nhoû phuï thuoäc vaøo caáu 35 truùc phaân töû vaø caùc töông taùc cuûa caùc polimer sinh hoïc 1.26 Vò trí phaân boá cuûa caùc polime sinh hoïc giöõa hai pha daàu vaø nöôùc 35 1.27 Gelatin ôû daïng boät 38 1.28 Caáu truùc phaân nhaùnh cuûa Acacia senegal 39 1.29 Söï phaân boá khoái löôïng phaân töû cuûa Acacia senegal vaø seyal 40 gums bôûi pheùp ghi saéc kyù söû duïng tia UV taïi böôùc soùng 206 nm 1.30 Caáu truùc “ñan hoa” cuûa phaân töû gum Acacia Senegal 40 1.31 Giaûn ñoà moâ taû söï haáp phuï caùc gioït daàu treân beà maët phaân töû gum 41 Arabic 1.32 Gum arbic ôû daïng vieân 41 1.33 Bieåu dieãn ñoä nhôùt töông ñoái heä theo noàng ñoä cuûa caùc polymer 48 sinh hoïc vôùi caùc tæ leä R v khaùc nhau ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 6 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH 1.34 GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn 49 Söï phuï thuoäc cuûa ñoä nhôùt vaøo öùng suaát caét khi söû duïng caùc polymer sinh hoïc nhö moät taùc nhaân laøm ñaëc 1.35 50 AÛnh höôûng cuûa ñoä nhôùt ñeán vaän toác chaûy cuûa moät soá keo öa nöôùc 1.36 Caùc kieåu caáu taïo chính cuûa Carrageenan 51 1.37 Carrageenan ôû daïng boät 51 1.38 Phaân töû Xanthan gum 52 1.39 So saùnh ñaëc tính chaûy nhôùt cuûa dung dòch xanthan gum vôùi caùc 53 dung dòch keo öa nöôùc khaùc 1.40 54 Ñôn vò caáu truùc lyù töôûng cuûa Gum laø daãn xuaát cuûa cellulose, ôû ñaây DS=1.0 1.41 Hieäu öùng taïo ñoä nhôùt cuûa phöùc chaát CMC-casein taïi caùc pH khaùc 55 nhau  Chöông 2 Söï hình thaønh heä nhuõ töông thöïc phaåm Stt hình 2.1 Noäi dung Trang Caùc traïng thaùi khoâng oån ñònh cuûa heä nhuõ töông thöïc phaåm thoâng 57 qua caùc cô cheá vaät lyù bao goàm: taïo cream, laéng gaïn, keát tuï, ñaûo pha vaø hôïp gioït 2.2 58 Söï hình thaønh heä nhuõ töông töø daàu vaø nöôùc qua caùc giai ñoaïn ñoàng hoùa 2.3 Kích thöôùc gioït phaân taùn ñöôïc saûn xuaát trong quaù trình ñoàng hoùa 63 phuï thuoäc vaøo thôøi gian chaát nhuõ hoùa haáp thuï vaøo beà maët gioït nhoû vaø thôøi gian caùc gioït phaân taùn keát hôïp vôùi nhau 2.4 Moät soá kieåu cuûa kieåu doøng chaûy taàng trong chaát loûng vôùi soá 64 Reynold beù ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 7 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH 2.5 GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Ñoà thò bieåu dieãn quan heä giöõa ñöôøng kính trung bình cuûa gioït nhoû 66 vaø gia taêng cöôøng ñoä trong moät thôøi gian ñoàng hoùa nhaát ñònh ñoái vôùi caùc maãu khaùc nhau: (i) maãu chöùa loaïi chaát nhuõ hoùa haáp nhanh ñeán beà maët giao dieän chung cuûa pha daàu vaø nöôùc; (ii) maãu chöùa chaát nhuõ hoùa haáp thuï chaäm; (iii) maãu chöùa chaát nhuõ hoùa noàng ñoä thaáp khoâng ñuû ñeå hoaøn thaønh maøng baûo veä; (iV) maãu chöùa chaát nhuõ hoùa ñaõ maát hieäu löïc taïi nhöõng cöôøng ñoä naêng löôïng cao nhö laø bò bieán tính  Chöông 3 Quaù trình ñoàng hoùa Stt hình 3.1 Noäi dung Trang So saùnh söï thay ñoåi kích thöôùc gioït nhoû theo naêng löôïng theâm 68 vaøo ñoái vôùi caùc kieåu ñoàng hoùa 3.2 Thieát bò ñoàng hoùa söû duïng aùp löïc cao 70 3.3 Caùc boä phaän chính trong thieát bò ñoàng hoùa 70 3.4 Caùc boä phaän chính trong thieát bò ñoàng hoùa 2 caáp 71 3.5 Hình daïng vaø kích thöôùc caùc haït caàu beùo chuïp döôùi kính hieån vi 72 trong heä nhuõ töông söõa tröôùc khi ñoàng hoùa, ñoàng hoùa 1 caáp vaø ñoàng hoùa 2 caáp 3.6 Thieát bò troän cao toác söû duïng trong coâng nghieäp 74 3.7 Caáu taïo cuûa ñaàu doø sieâu aâm 76 3.8 Caáu taïo cuûa thieát bò ñoàng hoùa tia sieâu aâm 76 3.9 Thieát bò ñoàng hoùa tia sieâu aâm söû duïng trong coâng nghieäp thöïc 77 phaåm 3.10 Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thieát bò nghieàn keo 78 3.11 Caáu taïo cuûa thieát bò vi loûng hoùa duøng ñeå saûn xuaát heä nhuõ töông 80 ñi töø heä nhuõ töông thoâ 3.12 Caáu taïo cuûa thieát bò vi loûng hoùa duøng ñeå saûn xuaát heä nhuõ töông 80 ñi tröïc tieáp töø pha daàu vaø nöôùc ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 8 DANH MUÏC BAÛNG VAØ HÌNH 3.13 GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Söï taïo thaønh heä nhuõ töông baèng membrane ñi tröïc tieáp töø hai pha 81 daàu vaø nöôùc 3.14 82 Söï taïo thaønh heä nhuõ töông coù kích thöôùc caùc haït phaân taùn beù hôn sau khi cho heä nhuõ töông thoâ ñi qua membrane (phöông phaùp premix emulsification) 3.15 83 AÛnh höôûng cuûa aùp suaát ôû hai beân beà maët membrane ñeán kích thöôùc gioït phaân taùn. a) TP=0.05, b) TP=0.11, c) TP=0.2 3.16 Phaân tích kích thöôùc cuûa pha phaân taùn trong heä nhuõ töông baèng 87 phöông phaùp nhieãu xaï laser ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 9 MÔÛ ÑAÀU GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn MÔÛ ÑAÀU Nhieàu loaïi thöïc phaåm, chöa hay ñaõ qua cheá bieán toàn taïi döôùi daïng nhuõ töông nhö: söõa töôi, kem, bô, yaout, magarin, chocolate, nöôùc soát…. Caùc chæ tieâu veà hoaù, lyù vaø caûm quan ñaëc tröng cuûa caùc thöïc phaåm daïng nhuõ töông ñöôïc hình thaønh chuû yeáu bôûi 2 nhoùm yeáu toá: thaønh phaàn hoùa hoïc vaø ñieàu kieän cheá bieán . Haàu heát thuoäc tính cuûa heä nhuõ töông phuï thuoäc vaøo caáu truùc vi moâ cuûa heä, caùc chaát nhuõ hoùa vaø ñoä nhôùt cuûa pha lieân tuïc. Nhöõng nguyeân lyù neàn taûng cho khoa hoïc nhuõ töông baét nguoà n töø nhöõng moân khoa hoïc polymer, khoa hoïc veà heä keo, hoùa hoïc caùc chaát beà maët, cô löu chaát. Ñeå taïo ra moät heä nhuõ töông thöïc phaåm coù nhöõng tính chaát mong muoán, caùc nhaø saûn xuaát phaûi quan taâm ñeán nhöõng tính chaát cuûa: nguyeân lieäu ban ñaàu, ñieàu kieän ñoàng hoaù, loaïi phuï gia vaø caùc quaù trình chuaån bò nhö: thanh truøng, troän, naâng nhieät, laøm laïnh…. Vieäc aùp duïng caùc coâng ngheä hieän ñaïi vaø kieåm soaùt chaët cheõ caùc quaù trình saûn xuaát ñaõ cho ra ñôøi caùc saûn phaåm thöïc phaåm daïng nhuõ töông ngaøy caøng ña daïng, coù chaát löôïng vaø haáp daãn ngöôøi tieâu duøng. ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 10 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Chöông 1 HEÄ NHUÕ TÖÔNG THÖÏC PHAÅM 1.1 ÑÒNH NGHÓA Nhuõ töông laø moät heä goàm hai chaát loûng khoâng hoøa tan nhöng ñöôïc troän laãn vôùi nhau. Trong ñoù, moät chaát loûng seõ toàn taïi döôùi daïng gioït nhoû hay coøn goïi laø “haït phaân taùn” (ñöôïc goïi laø pha khoâng lieân tuïc, pha phaân taùn hoaëc pha noäi) trong loøng cuûa moät chaát loûng coøn laïi ñöôïc goïi laø pha lieân tuïc (pha khoâng phaân taùn hay pha ngoaïi). Baûng 1.1 Ví duï veà moät soá nhuõ töông thöïc phaåm thöôøng gaëp trong thöïc teá Tyû leä (v/v) Thöïc phaåm Kieåu nhuõ Daàu / Khoâng khí / töông nöôùc (daàu + nöôùc) Kem ñaù O/W 0.2 1 Söõa ñaõ ñoàng hoaù (3.5% chaát beùo) Bô ( 50 % chaát beùo ) Magarine ( 80 % chaát beùo ) O/W 0.04 0 W/O 5 Raát ít W/O 5 0 Theo caùc lyù thuyeát veà hoaù keo thì heä nhuõ töông chính laø moät heä keo trong ñoù pha phaân taùn coù ñoä phaân taùn thoâ, vôùi kích thöôùc caùc haït phaân taùn > 104 cm. Trong haàu heát caùc loaïi thöïc phaåm ôû daïng nhuõ töông thì ñöôøng kính caùc haït phaân taùn ôû vaøo khoaûng 0.1 -100 µm. Hình 1.1 Ví duï veà heä nhuõ töông W/O (bô), bao goàm caùc haït phaân taùn nöôùc trong daàu ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 11 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Hình 1.2 Ví duï veà daïng nhuõ töông kieåu daàu trong nöôùc (O /W): nöôùc soát salad (salad dressing) bao goàm caùc haït daàu phaân taùn trong nöôùc 1.2 PHAÂN LOAÏI HEÄ NHUÕ TÖÔNG Nhö ñaõ ñeà caäp ôû treân thì caùc heä nhuõ töông thöïc phaåm , thöôøng seõ toàn taïi ôû hai daïng cô baûn: - Heä nhuõ töông W/O: nöôùc trong daàu töùc laø nöôùc ôû daïng pha phaân taùn vaø daàu ôû daïng pha lieân tuïc Hình 1.3 Heä nhuõ töông nöôùc trong daàu W/O - Heä nhuõ töông O/W: daàu trong nöôùc, töùc laø daàu ôû daïng pha phaân taùn coøn nöôùc ôû daïng pha lieân tuïc. ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 12 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Hình 1.4 Heä nhuõ töông daàu trong nöôùc O/W Phaàn lôùn, caùc heä nhuõ töông trong thöïc phaåm ôû daïng daàu trong nöôùc (O/W), hoaëc ôû daïng nöôùc trong daàu (W/O). Thuaät ngöõ “nöôùc“ chæ moät chaát loûng phaân cöïc. Thöïc teá, nöôùc trong caùc heä nhuõ töông khoâng toàn taïi döôùi daïng tinh khieát maø coøn chöùa caùc chaát hoaø tan ñöôïc trong nöôùc nhö ñöôøng, acid höõu cô, moät soá muoái khoaùng vaø vitamin…. Thuaät ngöõ “daàu“ chæ moät chaát loûng khoâng phaân cöïc (öa beùo), nhö: môõ noùng chaûy, daàu thöïc vaät, tinh daàu.... Töông töï, daàu cuõng coù theå chöùa caùc hôïp chaát tan ñöôïc trong noù nhö lipid, hydrocarbon, serin, saùp…. Nhieàu nhuõ töông thöïc phaåm coøn chöùa caû boït khí vaø caùc chaát raén bò phaân taùn. Trong moät soá tröôøng hôïp khaùc thì coù nhöõng daïng nhuõ töông phöùc taïp hôn nhö W/O/W hoaëc O/W/O vaø coøn hôn theá nöõa, goïi laø heä nhuõ töông ña pha (multiple emulsions). Heä nhuõ töông ña pha laø heä nhuõ töông maø trong ñoù, heä nhuõ töông naøy naèm beân trong moät heä nhuõ töông khaùc, heä nhuõ töông khaùc naøy coù theå naèm beân trong caùc heä nhuõ töông khaùc nöõa, tuyø vaøo möùc ñoä phöùc taïp. Hình 1.5 Heä nhuõ töông nöôùc trong daàu trong nöôùc (W/O/W) Ví duï ôû ñaây, heä nhuõ töông W/O/W chöùa caùc haït nöôùc phaân taùn trong haït daàu lôùn hôn vaø haït daàu laïi ñöôïc phaân taùn trong pha lieân tuïc laø nöôùc theo (Evison et al., 1995; Benichou et al., 2002). Gaàn ñaây, nhöõng nghieân cöùu taïo ra heä nhuõ töông ña pha vôùi muïc ñích kieåm soaùt thaønh phaàn trong thöïc phaåm, ví duï nhö: giaûm bôùt haøm löôïng chaát beùo toång cuûa caùc thöïc phaåm daïng nhuõ töông, hay laø ñeå taùch bieät moät thaønh phaàn naøo ñoù thöôøng töông taùc vôùi nhöõng thaønh phaàn khaùc (Dickinson vaø McClements, 1995; Garti vaø Bisperink, 1998; Garti and Benichou, 2001; 2004). Heä nhuõ töông ña pha phoå bieán trong coâng nghieäp thöïc phaåm, vì ngöôøi ta ñaõ thaáy öu theá öùng duïng cuûa noù so vôùi heä nhuõ töông truyeàn thoáng. Tuy vaäy, caùc nhaø nghieân cöùu vaãn coøn thöû nghieäm phaùt trieån heä nhuõ töông ña pha sao cho coù lôïi veà kinh teá, ñeå saûn xuaát caùc loaïi thöïc phaåm maø vaãn ñaùp öùng ñöôïc caùc chæ tieâu veà chaát löôïng vaø thôøi gian baûo quaûn. ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 13 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn 1.3 THAØNH PHAÀN CUÛA MOÄT HEÄ NHUÕ TÖÔNG THÖÏC PHAÅM Khi kieåm tra treân nhaõn cuûa moät saûn phaåm thöông maïi thöïc phaåm daïng nhuõ töông thì coù theå thaáy raèng noù chöùa ñöïng nhieàu thaønh phaàn khaùc nhau nhö: nöôùc, chaát beùo, chaát nhuõ hoaù, chaát laøm ñaëc, chaát taïo gel, chaát ñoän, chaát baûo quaûn, chaát choáng oxi hoaù, chaát taïo vi ngoït, muoái, maøu muøi…. Moãi moät phaàn töû naøy coù nhöõng thuoäc tính chöùc naêng rieâng cuûa noù. Vaán ñeà quan troïng laø nhaø saûn xuaát phaûi löïa choïn thaønh phaàn vaø phuï gia thích hôïp ñeå oån ñònh heä nhuõ töông cho loaïi thöïc phaåm ñoù. Moãi moät thaønh phaàn phaûi theå hieän roõ chöùc naêng ñaëc tröng cuûa noù trong thöïc phaåm, sao cho coù lôïi giaù thaønh, tieän lôïi khi söû duïng, chaát löôïng toát, thích hôïp vôùi nhöõng thaønh phaàn khaùc, saün coù vaø nhaát laø thaân thieän vôùi söùc khoeû con ngöôøi. Thaønh phaàn cuûa moät heä nhuõ töông bao goàm : 1.3.1 Chaát beùo vaø daàu Chaát beùo vaø daàu laø moät daïng cuûa lipit. Lipit bao goàm caùc thaønh phaàn chuû yeáu laø glyceride, acid beùo vaø phospholipit. Tryglyceride laø thaønh phaàn thöôøng gaëp nhaát trong thöïc phaåm, coù nguoàn goác töø thöïc vaät vaø ñoäng vaät. Hình 1.6 Caáu taïo hoaù hoïc cuûa moät phaân töû trygliceride, goàm moät phaân töû glycerol vaø ba acid beùo Chaát beùo vaø daàu aûnh höôûng ñeán nhöõng chæ tieâu cuûa moät heä nhuõ töông thöïc phaåm nhö: dinh döôõng, caûm quan, hoaù, lyù…. Tuy nhieân, neáu haøm löôïng chaát beùo trong thöïc phaåm quaù nhieàu thì saûn phaåm seõ maát caân ñoái veà maët dinh döôõng. Do vaäy, khuynh höôùng giaûm bôùt haøm löôïng chaát beùo trong coâng nghieäp thöïc phaåm vaø trong pha beùo cuûa heä nhuõ töông laø vaán ñeà caàn quan taâm. Caáu taïo hoùa hoïc vaø noàng ñoä cuûa caùc caáu töû trong pha daàu coù theå thay ñoåi theo thôøi gian thoâng caùc phaûn öùng hoùa hoïc. Hai bieán ñoåi hoùa hoïc quan troïng trong chaát beùo vaø pha daàu laø söï thuûy phaân vaø oxi hoùa (Sonntag, 1979b, Nawar, 1996). Söï thuûy phaân daàu vaø chaát beùo lieân quan ñeán caùc moái lieân keát ester cuûa chuù ng bôûi moät soá enzym. Keát quaû cuûa söï thuûy phaân laø giaûi phoùng caùc acid beùo, taïo ra nhöõng baát lôïi hay mong muoán tôùi chaát löôïng thöïc phaåm. Söï thuûy phaân triglyceride taïo ra muøi vaø vò oâi. Ngoaøi ra, caùc acid beùo töï do coù hoaït tính beà maët cao hôn laø daàu neân chuùng coù khuynh höôùng tích tuï treân beà maët cuûa daàu – nöôùc hoaëc nöôùc – khoâng khí. Do ñoù, chuùng raát deã bò oxi hoùa. Tuy nhieân, trong moät soá ít tröôøng hôïp thuûy phaân daàu vaø chaát beùo laø coù lôïi khi taïo ra nhöõng höông vaø vò mong muoán cho thöïc phaåm, chaúng haïn nhö laø phoâ mai vaø söõa chua. ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 14 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Trong nhieàu nhuõ töông chöùa chaát beùo raát deã bò oxi hoùa. Oxi hoùa laø moät trong soá nguyeân nhaân quan troïng nhaát laøm giaûm hoaëc maát chaát löôïng thöïc phaåm vaø ñoàng thôøi laøm xuaát hieän moät soá chaát ñoäc trong thöïc phaåm. Nhöõng thuoäc tính hoaù lyù cuûa chaát beùo vaø daàu coù moät aûnh höôûng quan troïng trong vieäc hình thaønh vaø oån ñònh heä nhuõ töông thöïc phaåm. Ví duï, nhö: söï oån ñònh cuûa heä nhuõ töông cream phuï thuoäc vaøo tæ leä pha daàu vaø pha nöôùc, moät söï thay ñoåi nhoû cuûa löôïng pha daàu aûnh höôûng ñeán söï oån ñònh laâu daøi cuûa heä nhuõ töông cream. 1.3.2 Chaát choáng oxi hoùa Nhö ñaõ ñeà caäp ôû treân, quaù trình oxi hoùa trong heä nhuõ töông seõ aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm nhö: gaây cho saûn phaåm coù muøi vò laï, laøm maát moät soá chaát beùo khoâng no coù lôïi vaø taïo ra moät soá saûn phaåm ñoäc haïi (McClements and Decker, 2000). Caùc chaát choáng oxi hoùa coù cô cheá choáng oxi hoùa khaùc nhau nhö kieåm soaùt caùc chaát tham gia phaûn öùng oxi hoùa vaø voâ hoaït caùc goác töï do (Nawar, 1996; Frankel, 1998; Akoh and Min, 2002). Döïa vaøo cô cheá hoaït ñoäng, caùc chaát choáng oxi hoùa coù theå chia laøm 2 nhoùm: chaát choáng oxi hoùa sô caáp vaø chaát choáng oxi hoùa thöù caáp. Chaát choáng oxi hoùa sô caáp laøm chaäm quaù trình oxi hoùa chaát beùo bôûi chuùng coù khaû naêng phaûn öùng vôùi caùc goác töï do. Hieäu quaû söû duïng phuï thuoäc vaøo baûn chaát hoùa hoïc, ñieàu kieän cuûa dung dòch (pH, löïc ion, nhieät ñoä) vaø moâi tröôøng hoùa lyù (daàu, nöôùc, hay beà maët tieáp xuùc pha). Moät soá chaát choáng oxi hoùa toång hôïp nhö BHA, BHT, TBHQ… coù khaû naêng kieåm soaùt quaù trình oxi hoùa raát hieäu quaû (Frankel, 1996; McClements and Decker, 2000). Nhöng vì xu höôùng öa chuoäng caùc saûn phaåm coù nguoàn goác töï nhieân cuûa ngöôøi tieâu duøng, neân ñaõ coù raát nhieàu nghieân cöùu ñöôïc tieán haønh ñeå ñaùnh giaù hieäu quaû cuûa caùc chaát choáng oxi hoùa töï nhieân nhö tocopherols, chaát chieát töø traùi caây vaø thöïc vaät (Frankel, 1996; McClements and Decker, 2000). Chaát choáng oxi hoùa thöù caáp laøm chaäm quaù trình oxi hoùa baèng nhieàu cô cheá nhö coâ laäp caùc ion kim loaïi, cung caáp hydro cho caùc chaát choáng oxi hoùa sô caáp, phaûn öùng vôùi oxy vaø voâ hoaït caùc trung taâm phaûn öùng (Reische et al., 1998). Ñoái vôùi heä nhuõ töông O/W loaïi chaát choáng oxi hoùa quan troïng nhaát laø coù khaû naêng coâ laäp caùc ion kim loaïi. Söï hoaït ñoäng cuûa caùc ion kim loaïi nhö: ñoàng, saét trong pha nöôùc cuûa heä nhuõ töông O/W laø nguyeân nhaân chính gaây ra söï oxi hoùa chaát beùo. Chaát choáng oxi hoùa thuoäc loaïi naøy goàm coù EDTA, acid phosphoric, polyphosphates, acid citric, caùc acid höõu cô khaùc, protein vaø caùc polysaccharides. Ñoái vôùi heä nhuõ töông O/W coù nhieàu caùch ñeå laøm chaäm quaù trình oxi hoùa chaát beùo nhö bao caùc gioït phaân taùn bôûi caùc chaát tích ñieän döông ñeå ngaên caûn caùc ion kim loaïi tieáp xuùc vôùi chaát beùo beân trong gioït phaân taùn (do löïc ñaåy ion giöõa caùc chaát tích ñieän döông bao quanh gioït phaân taùn vaø ion kim loaïi). Treân thöïc teá, caùch hieäu quaû nhaát ñeå kieåm soaùt quaù trình oxi hoùa chaát beùo trong heä nhuõ töông laø keát hôïp nhieàu chaát choáng oxi hoùa khaùc nhau (Lindsay, 1996b; McClements and Decker, 2000). 1.3.3 Chaát coâ laäp kim loaïi (chelating agents) ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 15 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Chaát coâ laäp kim loaïi ñöôïc duøng ñeå taïo phöùc vôùi caùc ion kim loaïi ña hoùa trò, qua ñoù giuùp coâ laäp caùc ion kim loaïi naøy vôùi caùc thaønh phaàn khaùc trong dung dòch. Vieäc coâ laäp caùc ion taïo ra moät soá chöùc naêng coù lôïi trong heä nhuõ töông bao goàm caûi thieän tính tan cuûa caùc ion kim loaïi, ngaên chaën quaù trình oxi hoùa chaát beùo, laøm chaäm quaù trình maát maøu vaø muøi, choáng laïi söï keát hôïp cuûa caùc haït tích ñieän thuoäc pha phaân taùn. Ña soá caùc chaát coâ laäp kim loaïi hieän nay coù hieäu quaû duøng trong caùc nhuõ töông thöïc phaåm laø coù nguoàn goác toång hôïp nhö: ethylene diamine tetra acetate [EDTA], phosphoric acid vaø polyphosphates (Reishce et al., 1998). 1.3.2 Nöôùc Nöôùc coù vai troø quan troïng trong vieäc hình thaønh caùc thuoäc tính lyù , hoùa vaø chæ tieâu caûm quan cuûa heä nhuõ töông thöïc phaåm. Caáu truùc phaân töû cuûa nöôùc aûnh höôûng lôùn ñeán tính hoaø tan cuûa dung dòch. Pha nöôùc cuûa haàu heát caùc loaïi thöïc phaåm daïng nhuõ töông chöùa nhieàu phaàn töû hoaø tan ñöôïc trong nöôùc nhö: caùc chaát khoaùng, vitamin, axit, chaát baûo quaûn, chaát taïo vò, ñöôøng, protein, polysaccharide…. 1.3.3 Chaát nhuõ hoaù Trong coâng nghieäp thöïc phaåm, chaát nhuõ hoaù ñöôïc xem laø phuï gia ñeå giuùp oån ñònh heä nhuõ töông. Chaát nhuõ hoaù ñöôïc söû duïng coù chöùc naêng laøm giaûm söùc caêng beà maët giöõa hai pha trong heä nhuõ töông vaø hình thaønh moät maøng baûo veä xung quanh caùc haït cuûa pha phaân taùn, laøm cho chuùng khoâng theå keát hôïp laïi ñeå taïo caùc haït phaân taùn coù theå tích lôùn hôn. Vieäc phaân loaïi caùc chaát nhuõ hoùa seõ ñöôïc ñeà caäp ôû phaàn phuï gia oån ñònh heä nhuõ töông. 1.3.4 Caùc phuï gia khaùc Moät soá phuï gia khaùc trong heä nhuõ töông thöïc phaåm laø caùc chaát cuõng thöôøng gaëp trong nhieàu thöïc phaåm nhö: caùc chaát taïo caáu truùc, chaát ñieàu chænh pH, khoaùng, chaát choáng vi sinh vaät, chaát taïo maøu, chaát taïo muøi, chaát taïo vò…. 1.4 PHUÏ GIA OÅN ÑÒNH HEÄ NHUÕ TÖÔNG 1.4.1 Giôùi thieäu chung Trong cheá bieán thöïc phaåm, ñeå giuùp cho quaù trình ñoàng hoaù ñaït hieäu quaû cao vaø heä nhuõ töông khoâng bò taùch lôùp, ngöôøi ta söû duïng caùc phuï gia coù chöùc naêng ñaëc bieät vôùi muïc ñích laø oån ñònh heä nhuõ töông. Caùc phuï gia coù moät trong nhöõng ñaëc tính sau ñaây, thöôøng söû duïng ñeå laøm beàn heä nhuõ töông thöïc phaåm: - Caùc chaát ñieän ly voâ cô ñeå cung caáp ñieän tích cho caùc gioït; - Caùc phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët coù caáu truùc löôõng cöïc seõ töï ñònh höôùng ñeå hai cöïc haùo nöôùc vaø kî nöôùc cuûa chuùng töông öùng vôùi hai phía cuûa beà maët ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 16 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn lieân pha daàu – nöôùc. Khi coù maët nhöõng phaân töû nhö theá seõ giaûm ñöôïc söùc caêng beà maët lieân pha. Caùc chaát hoaït ñoäng beà maët coù khaû naêng ion hoaù cuõng coù theå cung caáp ñieän tích cho caùc gioït bò phaân taùn; - Caùc chaát cao phaân töû hoaø tan ñöôïc trong pha lieân tuïc vaø ñeå taêng cöôøng ñoä nhôùt cuûa pha naøy hoaëc ñeå ñöôïc haáp thuï vaøo beà maët lieân pha; - Caùc chaát khoâng hoaø tan vaø coù möùc ñoä phaân chia raát nhoû vaø coù theå thaám öôùt ñöôïc bôûi caùc hai pha, khi ñöôïc haáp thuï vaøo beà maët lieân pha seõ taïo ra vaät chaén choáng laïi hieän töôïng hôïp gioït. Caùc quy ñònh hieän nay veà danh muïc phuï gia thöïc phaåm vaø lieàu löôïng söû duïng phuï thuoäc tình hình moãi nöôùc. Yeâu caàu chung veà phuï gia oån ñònh heä nhuõ töông laø khoâng ñoäc haïi ñoái vôùi söùc khoûe ngöôøi tieâu duøng, ít bò bieán ñoåi trong quaù trình xöû lyù vaø baûo quaûn. 1.4.2 Phaân loaïi Phuï gia oån ñònh ñöôïc chia laøm 2 nhoùm chaát chính thöôøng ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp cheá bieán thöïc phaåm: -Chaát nhuõ hoaù: taát caû caùc chaát coù baûn chaát laø chaát hoaït ñoäng beà maët; -Chaát oån ñònh: bao goàm caùc chaát coù chöùc naêng taêng cöôøng tính nhôùt cuûa pha lieân tuïc, caùc chaát loaïi naøy bao goàm chaát laøm ñaëc vaø chaát taïo gel. Ngoaøi ra, chaát raén daïng haït mòn nhö bentonite (E 558), carbon black (E 153)… cuõng coù chöùc naêng oån ñònh heä nhuõ töông. Vì caùc chaát naøy coù möùc ñoä phaân chia raát nhoû, coù theå thaám öôùt ñöôïc bôûi 2 pha, vaø khi ñöôïc haáp thuï vaøo beà maët 2 pha seõ taïo ra vaät chaén choáng laïi hieän töôïng hôïp gioït. 1.4.2.1. Chaát nhuõ hoaù (emulsifiers) Chaát nhuõ hoaù ñöôïc chia laøm 2 nhoùm chính: chaát hoaït ñoäng beà maët (surfactans) vaø caùc polymer sinh hoïc coù caáu truùc löôõng cöïc (amphiphilic biopolymers). Chaát hoaït ñoäng beà maët Polimer sinh hoïc hình caàu Hoãn hôïp Ñaïi phaân töû Polimer sinh hoïc caáu truùc ngaãu nhieân Hình 1.7 Söï ñònh höôùng vaø hình daïng cuûa caùc chaát nhuõ hoùa taïi beà maët lieân pha cuûa heä nhuõ töông ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 17 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn Baûng 1.2 So saùnh thuoäc tính chöùc naêng cuûa caùc chaát nhuõ hoùa Chaát hoaït ñoäng beà maët Polymer sinh hoïc coù Ñaëc ñieåm caáu truùc löôõng cöïc Khoâng ion Ion Protein Polysacch aride Coù HLB Coù HLB thaáp cao Tính tan Daàu Nöôùc Nöôùc Nöôùc Nöôùc Kieåu nhuõ W/O O/W O/W O/W O/W töông söû duïng Löôïng söû ~0.05 ~0.05 ~0.05 ~0.05 ~1  1.5 duïng (g/g daàu) Tính oån Toát Toát Toát Khoâng coøn Toát ñònh taïi hoaït tính caùc giaù trò taïi IEP pH Tính oån Toát Toát Khoâng Khoâng coøn Toát ñònh khi coøn hoaït hoaït tính coù maët tính taïi taïi I>CFC muoái I>CFC Tính oån Khoâng xaùc Maát hoaït Maát hoaït Maát hoaït toát ñònh taïi ñònh tính taïi tính taïi tính taïi caùc nhieät t~PIT t~PIT t>t m ñoä Caùc kyù hieäu- HLB: giaù trò caân baèng öa nöôùc öa beùo; PIT: nhieät ñoä ñaûo pha (phase inversion temperature); t m : nhieät ñoä laøm bieán tính (thermal denaturation temperature); IEP: ñieåm ñaúng ñieän (isoelectric point) vaø CFC: noàng ñoä giôùi haïn taïo keát tuûa (critical flocculation concentration) 1.4.2.1.1 Chaát hoaït ñoäng beà maët (surfactans) Caáu truùc phaân töû cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët thöôøng chöùa hai nhoùm: phaân cöïc (öa nöôùc) vaø khoâng phaân cöïc (khoâng öa nöôùc hay coøn goïi laø öa daàu). Trong heä nhuõ töông, caùc chaát nhuõ hoaù ñöôïc phaân boá taïi vò trí beà maët tieáp xuùc giöõa hai pha: ñaà u phaân cöïc seõ naèm trong pha nöôùc - höôùng veà pha nöôùc vaø ñaàu khoâng phaân cöïc seõ naèm trong pha daàu – höôùng veà pha daàu. Vôùi caùch phaân boá phaân töû nhö treân, caùc chaát nhuõ hoaù seõ hình thaønh neân moät lôùp baûo veä quanh caùc haït phaân taùn giuùp cho heä nhuõ töông ñöôïc beàn vöõng. ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 18 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn . Ñaàu phaân cöïc ñaàu khoâng phaân cöïc Kyù hieäu kyù hieäu Hình 1.8 Phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët Glycerol monostearate Nöôùc Daàu chaát hoaït ñoäng beà maët Hình 1.9 Vò trí phaân boá cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët tieáp xuùc giöõa hai pha nöôùc-daàu trong heä nhuõ töông Toå chöùc phaân töû cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët trong dung dòch: ÔÛ moät noàng ñoä töông ñoái thaáp, caùc chaát beà maët toàn taïi nhö nhöõng monomers trong dung dòch khi entropy cuûa hoãn hôïp lôùn hôn löïc huùt giöõa caùc phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët (Jonsson et al.,1998). Tuy nhieân, khi noàng ñoä cuûa caùc chaát beà maët vöôït qua moät giaù trò tôùi haïn naøo ñoù thì khi ñoù chuùng coù theå töï ñoäng taäp hôïp laïi vaø chuyeån sang nhöõng caáu truùc nhieät ñoäng oån ñònh hôn, ñöôïc bieát ñeán nhö nhöõng hieäp hoäi keo (association colloids), vôùi hình daïng nhö: mixen (micelles), lôùp keùp (bilayers), mixen ñaûo (reverse micelles), muïn nöôùc (vesicles), mixen khoâng hình caàu (nonspherical micelle). ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 19 Chöông 1: Heä nhuõ töông thöïc phaåm GVHD: PGS.TS. Leâ Vaên Vieät Maãn mixen Mixen khoâng hình caàu Mixen ñaûo Muïn nöôùc Lôùp keùp . Hình 1.10 Moät soá kieåu caáu truùc tieâu bieåu ñöôïc thaønh laäp töø söï taäp hôïp cuûa caùc chaát hoaït ñoäng beà maët ôû noàng ñoä töông ñoái thaáp Noàng ñoä maø trong ñoù caùc chaát beà maët toàn taïi ôû daïng caùc mixen ñöôïc goïi laø noàng ñoä giôùi haïn taïo mixen (critical micelle concentration), vieát taét laø CMC (Myers, 1988; Lindman, 2001). Nguyeân nhaân cuûa söï hình thaønh mixen laø do hieäu öùng kî nöôùc. Caùc caáu truùc mixen ñöôïc hình thaønh ôû ñaây ñeå giaûm toái thieåu dieän tích tieáp xuùc giöõa caùc ñaàu kî nöôùc cuûa phaân töû chaát hoaït ñoäng beà maët vaø nöôùc. Ôû moät noàng ñoä cao, caùc chaát hoaït ñoäng beà maët toå chöùc taïo neân nhieàu tinh theå chaát loûng nhö hình saùu caïnh, luïc giaùc…. Coù moät söï thay ñoåi ñoät ngoät veà thuoäc tính hoùa, lyù cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët khi noàng ñoä cuûa chuùng vöôït quaù möùc CMC, chaúng haïn nhö: söùc caêng beà maët, tính daãn ñieän, tính daøy ñaëc vaø aùp suaát thaåm thaáu. Ñaây laø lyù do maø thuoäc tính cuûa caùc chaát hoaït ñoäng phaân taùn nhö nhöõng monomers thì khaùc vôùi khi noù toàn taïi ôû daïng caùc mixen. Chaúng haïn nhö khi caùc chaát hoaït ñoäng beà maët coù caáu taïo löôõng cöïc thì khi toàn taïi ôû daïng monomers thì coù hoaït tính beà maët cao. Tuy nhieân , khi chuùng toàn taïi ôû daïng mixen thì hoaït tính beà maët thaáp vì beà maët cuûa chuùng bò che ñaäy bôûi caùc nhoùm öa nöôùc. Vì vaäy, ôû döôí noàng ñoä CMC, söùc caêng beà maët cuûa dung dòch seõ giaûm khi taêng noàng ñoä chaát hoaït ñoäng. Noàng ñoä CMC cuûa moät dung dòch phuï thuoäc vaøo caáu truùc hoùa hoïc cuûa chuùng, thaønh phaàn dung dòch, vaø caùc ñieàu kieän khaùc (Jonsson et al.,1998; Lindman, 2001). Noàng ñoä CMC coù khuynh höôùng giaûm khi taêng tính kî nöôùc cuûa chaát hoaït ñoäng beà maët (baèng caùch taêng chieàu daøi ñuoâi hydrocarbon) hay laø giaûm tính öa nöôùc (baèng caùch giaûm bôùt caùc nhoùm ion). ÑAMH Coâng Ngheä Thöïc Phaåm Trang 20