Đang tải... (xem toàn văn)
A.LỜI MỞ ĐẦU4B.NỘI DUNG5CHƯƠNG I. PECTIN61.Nguồn gốc pectin62.Nguồn nguyên liệu chứa pectin73.Cấu tạo94.4. Phân loại115.Tính chất126.Cơ chế tạo gel147.Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:178.Tính chất vệ sinh của sản phẩm219.Ứng dụng của Pectin trong thực phẩm21CHƯƠNG II. GELLAN261.Giới thiệu262.Tính chất và cấu tạo của Gellan273.Cơ chế tạo gell của gellan.284.Quá trình tạo sệt315.Tính năng công nghệ336.Cơ chế tổng hợp Gellan367.Ứng dụng của Gellan38CHƯƠNG 3: DEXTRAN411.Giới thiệu412.Cấu trúc tính chất, đặc điểm vật lý hóa học và độ phản ứng423.Cơ chế hình thành464.Quá trình tổng hợp dextran515.Ứng dụng53 A.LỜI MỞ ĐẦUTừ thời cổ đại,trong quá trình tồn tại và phát triển, để có thể dự trữ thực phẩm cho mục đích sử dụng thực phẩm lâu dài, con người trên khắp thế giới đã biết sử dụng các nguyên liệu, phương pháp khác nhau để bảo quản thực phẩm. Bắt đầu từ việc tự cung tự cấp trong một cộng đồng nhỏ hẹp trong thời cổ đại; lương thực thực phẩm đã được giao thương và vận chuyển đến những vùng xa xôi hơn, tốn nhiều thời gian hơn. Điều đó đòi hỏi phải có các biện pháp nhằm kéo dài hạn sử dụng của lương thực thực phẩm, tránh sự hư hỏng của chúng do các yếu tố môi trường tác động.Mặt khác, xã hội ngày càng phát triển, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn trong việc thưởng thức thực phẩm. Con người không chỉ cần ăn no, ăn đủ mà còn cần thực phẩm phải “bắt mắt”, hình thức đẹp, mùi vị hấp dẫn cũng như đáp ưng các nhu cầu thẩm mỹ khác. Do đó trong quá trình sản xuất ngoài những nguyên liệu chính người ta còn thêm một số chất phụ gia nhằm có được một số tính chất mong muốn nào đó để cho sản phẩm được giai dòn có màu sắc, hoặc mùi vị hấp dẫn người tiêu dùng hơn.v.v.....Hiện nay các chất phụ gia được dùng thường được chiết xuất từ thiên nhiên nhằm bảo vệ sức khỏe của con người. Trong đó phải kể đến các chất phụ gia có nguồn gốc từ polysaccharide .Polysaccharide được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như các chất tạo độ đặc hay tạo gel (tinh bột, alginat, pectin, gellan, dextran,.......), chất làm bền nhũ tương, chất độn . Nhằm hiểu rõ hơn về cấu trúc, tính chất của phụ gia thuộc nhóm polysaccharide hơn
B Ộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM. KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM. BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA PECTIN, GELLAN, DEXTRAN TP.HỒ CHÍ MINH 11/2013 1 Mục lục 2 A. LỜI MỞ ĐẦU Từ thời cổ đại,trong quá trình tồn tại và phát triển, để có thể dự trữ thực phẩm cho mục đích sử dụng thực phẩm lâu dài, con người trên khắp thế giới đã biết sử dụng các nguyên liệu, phương pháp khác nhau để bảo quản thực phẩm. Bắt đầu từ việc tự cung tự cấp trong một cộng đồng nhỏ hẹp trong thời cổ đại; lương thực thực phẩm đã được giao thương và vận chuyển đến những vùng xa xôi hơn, tốn nhiều thời gian hơn. Điều đó đòi hỏi phải có các biện pháp nhằm kéo dài hạn sử dụng của lương thực thực phẩm, tránh sự hư hỏng của chúng do các yếu tố môi trường tác động. Mặt khác, xã hội ngày càng phát triển, con người ngày càng có nhu cầu cao hơn trong việc thưởng thức thực phẩm. Con người không chỉ cần ăn no, ăn đủ mà còn cần thực phẩm phải “bắt mắt”, hình thức đẹp, mùi vị hấp dẫn cũng như đáp ưng các nhu cầu thẩm mỹ khác. Do đó trong quá trình sản xuất ngoài những nguyên liệu chính người ta còn thêm một số chất phụ gia nhằm có được một số tính chất mong muốn nào đó để cho sản phẩm được giai dòn có màu sắc, hoặc mùi vị hấp dẫn người tiêu dùng hơn.v.v Hiện nay các chất phụ gia được dùng thường được chiết xuất từ thiên nhiên nhằm bảo vệ sức khỏe của con người. Trong đó phải kể đến các chất phụ gia có nguồn gốc từ polysaccharide .Polysaccharide được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như các chất tạo độ đặc hay tạo gel (tinh bột, alginat, pectin, gellan, dextran, ), chất làm bền nhũ tương, chất độn . Nhằm hiểu rõ hơn về cấu trúc, tính chất của phụ gia thuộc nhóm polysaccharide hơn . Nhóm em xin trình bày đề tài “ Tìm hiểu về phụ gia pectin, gellan, dextran” 3 B. NỘI DUNG GIỚI THIỆU CHUNG Pollysaccharit được tạo thành từ những monosaccharit qua các liên kết glycoside. Có kích thước lớn và thường phân nhánh chia làm 2 nhóm: Polysaccharide đồng hình chỉ chứa một loại monomer duy nhất . Polysaccharide dị hình là những polymer phức tạp, được tạo ra từ nhiều loại monomer khác nhau, dẫn xuất của monomer và các chất khác, có nhiều trong tự nhiên. Pollysaccharit thực hiện các chức năng sau : Tạo hình Dự trữ Giữ nước Pollysaccharit có khả năng tương tác với nhiệt và nước làm thay đổi tính chất và trạng thái để tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ dai, độ dính, độ xốp, độ trong, khả năng tạo màng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên và biến tính như các chất tạo độ đặc hay tạo gel, chất làm bền nhũ tương và các hệ phân tán, chất tạo màng, bảo vệ bề mặt các loại thực phẩm nhạy cảm khỏi những thay đổi không mong muốn, ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn chặn sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ hương, chất độn để tăng tỉ lệ thành phần không tiêu hóa được dùng trong các thực phẩm ăn kiêng… Có nhiều loại pollysaccharit xuất phát từ nhiều nguồn gốc khác nhau, ở đây ta chỉ nghiên cứu về 3 phụ gia chính thuộc nhóm pollysaccharit có nguồn gốc như: Từ thực vật: trong cây có Pectin 4 Từ vi sinh vật: Dextran và Gellan gum CHƯƠNG I. PECTIN Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ. Pectin được xem là một trong những chất phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, và điều này được chứng minh bởi hàm lượng ADI cho phép là “không xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Expert Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở liên minh châu Âu và GRAS (Generally Regarded). • Mã hiệu quốc tế của pectin là E440. • Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt. • Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol. • Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường. • Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường. 1. Nguồn gốc pectin Pectin là một polymer của polygalacturonic và các ester methyl của chúng. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccharide araban, dạng hòa tan của pectin tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào Pectin là chất phụ gia thực phẩm ngày nay thường được dùng để tạo đông, tạo gel, chất ổn định. Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây. Đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây đang trưởng thành. Duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Pectin như một loại keo gắn chặt các tế bào thực vật với nhau, vì thế người ta thường gọi chúng là chất ciment là protopectin, protopectin chiếm 5 tỉ lệ khá cao. Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nước, giúp quả có độ cứng. Và có nhiều trong mô tría cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành pectin. Sau đó kết hợp với sự demetyl hóa dưới tác dụng của enzym và sự depolymer hóa của pectin thành pectate và cuối cùng là các loại đường hòa tan và acid. Khi quả chín dần protopectin sẽ chuyển sang pectin hòa tan (pectin) và araban, làm giảm sự liên kết giữa tế bào, quả trở nên mềm hơn. Quá trình này cũng xãy ra dưới tác dụng của acid và nhiệt độ trong quá trình chần ở 60-85 0 C. Trong thực vật các pectin thường liên kết với cellulose ở vách tế bào ở dạng phức hợp chưa biết rõ (hình 1) Ở thời tiền sử chất pectin đã là thành phần trong phẩu phần ăn của con người. Nhưng chỉ mới nữa thế kỷ trước ngành công nghệ thực phẩm mới nhận biết được vai trò quan trọng của phụ gia pectin trong việc đa dạng các sản phẩm thực phẩm. Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật thường là táo hay các quả có múi như: cam, quýt, bưởi. Phần lớn các quốc gia xem pectin là phụ gia quí và vô hại được sư dụng với liều lượng phụ thộc vào từng quy trình công nghệ. 2. Nguồn nguyên liệu chứa pectin Pectin chứa nhiều trong các loại quả của trái cây: Táo, mận, cam, chanh, cà rốt, sơn trà, lê, cà chua… 6 Thành phần và hàm lượng của pectin trong các loại quả tính theo % như sau: Tên rau quả Tinh bột Đường Pectin xenluloza Saccaroza glucoza fructoz a Cộng Khoai tây 17,7 0,6 0,2 0,1 0,9 0,7 1,0 Cải bắp 0 0,1 2,6 1,6 4,3 0,3 1,2 Cà rốt 0 3,7 2,9 - 6,6 0,4 1,0 Cà chua <0,1 0,2 1,5 1,0 2,8 0,1 0,9 Hành 0 6,3 1,3 1,2 8,8 0,3 0,8 Cam 0 3,6 1,3 1,5 6,3 0,9 0,5 Quýt 0 4,9 1,0 1,5 7,4 0,7 0,3 Chanh 0 0,9 0,6 0,6 2,1 1,1 0,5 Mận 0 5,4 3,4 0,8 9,6 1,1 0,6 Trong quá trình phát triển và già chín của rau quả, hàm lượng pectin luôn biến đổi. Thường cao nhất khi chín tới sau đó giảm dần do bị demetoxin hóa và depolymer hóa. Khi bị thối rửa thì hàm lượng pectin bị phân hủy. Với chủng loại khác nhau thì hàm lượng pectin cũng khác nhau: Bưởi: Nước ta có nhiều giống bưởi: bưởi trắng, bưởi đào, bưởi chua, bưởi ngọt, bưởi dôn dốt chua, bưởi ngon nổi tiếng ở miền bắc là bưởi Đoan Hùng (Phú Thọ). Ở miền nam là bưởi Năm Roi. Bưởi còn gọi là bòng. Tên khoa học Citrus Grandis Osbeck. Họ cam (Ruta Ceae). Bưởi được nhiều người ưa thích xong ta chỉ ăn múi và vứt bỏ hạt, cùi, vỏ. Tuy nhiên chúng lại có những chất rất có lợi cho sức khoẻ trong đó pectin là chủ yếu. 7 Bí đỏ: Người miền trung gọi quả bí lý bầu rợ, thuộc họ bầu. Bí đỏ có thể chế biến thành nhiều món ăn ngon, bổ dưỡng. Các nhà khoa học nghiên cứu và chỉ ra rằng bí đỏ có lượng lớn pectin. Với táo : Ngạn ngữ phương tây có câu :"mỗi ngày vài quả táo, thì không cần bác sĩ" bất cứ ai, tuy chưa biết giá trị dinh dưỡng của quả táo ra sao, nhưng khi nhìn thấy những quả táo to tròn với màu sắc đỏ thắm hay vàng tươi, đều cảm thấy thích. Đến khi nếm thử một miếng táo người ta càng thích hơn bởi mùi vị chua ngọt và thơm của nó. Theo chuyên gia dinh dưỡng vỏ ngoài cùng của quả táo chứa nhiều pectin. Pectin là chất có tác dụng tốt cho sức khỏe. 3. Cấu tạo Pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D-galacturonic C 6 H 10 O 7 , liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-OCH 3 ). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị galacturonic. Hình 1: cấu tạo đơn vị phân tử pectin Phân tử lượng của các loại pectin tách ra từ các nguồn quả khác nhau thay đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galacturonic và thường thay đổi trong phạm vi từ 10.000 – 100.000. Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose. Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 – 35.000, trong khi pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000. 8 Tên gọi pectin dùng để chỉ các chuỗi polygalacturonic methyl hóa 100%. Tên gọi acid pectinic để chỉ chất được methyl hóa thấp hơn 100%. Còn tên gọi acid pectic để chỉ acid polygalacturonic hoàn toàn không chứa nhóm methoxyl. Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin. 3.1. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới hai dạng: - Dạng protopectin không tan: tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysacácharide araban. - Dạng hoà tan của pectin: tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào. Dưới tác dụng của acid, của enzym protopectinaza hoặc khi đun sôi, protopectin chuyển sang dạng pectin hoà tan. 3.2. Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin: Polysacácharide dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic.Acid pectic là 1 polymer của acid D-galcturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Một chuỗi gồm khoảng 10000 phân tử galactoronic tạo thành một phân tử pectin. Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn khác nhau thay đổi trong giới hạn rộng. Ví dụ từ nguồn táo, mận đã thu được pectin có phân tử lượng từ 25.000 – 35.000, trong khi đó pectin lấy từ cam có phân tử lượng đạt tới 50.000. 9 10 [...]... quy định ADI cụ thể cho phụ gia pectin vì : - Các kết quả nghiên cứu về sinh học, hóa học, độc học cho thấy phụ gia có độc tính khác - Tuy lượng phụ gia cho vào thực phẩm phải đáp ứng yêu cầu của công nghệ sản xuất nhưng không gây tác hại đến sức khỏe người tiêu thụ Nghĩa là phụ gia pectin không có độc hại gì đối với người sử dụng 8.2 Đối với chất lượng sản phẩm thực phẩm: Phụ gia pectin ít bị biến đổi... ta cần lưu ý nhiều về chất pectin như một chất xơ thực phẩm, nhằm làm giảm bớt trầm trọng tác động glucoz huyết do ăn uống ở người đái tháo đường Quả táo hay bưởi chứa nhiều pectin sẽ làm chậm sự vận chuyển thức ăn qua dạ dày, ruột dẫn đến điều này có lợi cho những người ăn kiêng để chống mập 8 Tính chất vệ sinh của sản phẩm 8.1 Tính độc hại đối với người sử dụng: Pectin là một phụ gia thực phẩm được... khả năng tạo gel ngay cả khi có đường như pectin, vì vậy, để duy trì 12 khả năng tạo gel của pectin hòa tan cần chú ý tránh môi trường kiềm hoặc tác dụng thủy phân của pectinase • Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản phẩm khi cô đặc • Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzyme pectinase hoặc với sự tham gia của acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân... dụng để tạo ra cấu trúc gen cho thực phẩm, chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả Khả năng tạo gel của nó còn được sử dụng ở những thực phẩm cần sự ổn định của nhiều phụ gia, hoặc trong sản phẩm cuối, hoặc ở một giai đoạn tức thời trong qui trình sản xuất - Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu ở những loại thực phẩm cần có hình dạng thật tự nhiên 9.1 Pectin ứng dụng trong mứt... Phương pháp 2 & 3: không cần gia nhiệt mà chỉ cần trộn với nước lạnh, thêm các thành phần khác, rồi khuấy để tạo dạng sệt 30 Hình 2.19 – Sơ đồ quy trình tạo độ sệt cho gellan gum Nhìn chung HA gellan gum nên sử dụng ở nồng độ 0.02-0.05 % để tạo ra dạng sệt tốt Còn với LA gellan gum thì lượng sử dụng còn phụ thuộc vào nồng độ ion trong hệ như sau: Bảng 2.25 - Nồng độ LA gum sử dụng phụ thuộc nồng độ ion Ion... hydrate hóa CaCO3) (%) (oC) 0 0.00 75 100 0.05 25 300 0.10 65 600 0.20 65 900 0.40 68 • HA Gellan gum Việc hydrate hóa HA Gellan gum ít phụ thuộc vào nồng độ ion trong dung dịch hơn LA gum và thường thì gia nhiệt đến 85-95 oC là đủ để hydrate hoá hoàn toàn gum trong nước Khi gia nhiệt đến 40-50 oC, nó trương nở nhanh tạo nên hệ nhão, đặc Khi nhiệt độ tăng đến 80-90 oC thì sẽ bị hydrate hoá hoàn toàn Gum... pectin phụ thuộc vào mức độ methoxyl hóa của pectin và hàm lượng pectin trong dung dịch Khi hàm lượng pectin sử dụng tăng khoảng 0.05%-0.1% thì pH của dung dịch có thể tăng lên 1 đơn vị Nếu sử dụng pectin có khả năng đông tụ yếu thì nên tăng nồng độ acid lên Nhưng việc tăng nồng độ này lại dẽ tăng lượng đường chuyển hóa và làm tăng tính háo nước của sản phẩm Tác dụng của Pectin -Kéo dài thời gian tiêu... vật lý • Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu,không mùi vị, độ ẩm