Đề tài Chất tạo ngọt

%). Protein 0.27%, trong đó lượng acid amin tự do chiếm khoảng 0.05-0.10% Các acid hữu cơ (0.17-1.17%): acid malic, gluconic, citric và lacitc Các vitamin B1, B2, B3, B5, B6, H, C, A, E Một ít khoáng: K, P Ca, Na, Mg, Cl, S... 2.3 NHÓM POLYOLS 2.3.1 Xylitol Hình 2.5: Xylitol Lịch sử - nguồn gốc thiên nhiên Phát hiện năm 1891, Xylitol đã được sử dụng như một chất ngọt trong thực phẩm kể từ thập niên 1960. Xylitol tồn tại ở dạng bột, tinh thể màu trắng, không mùi, với một hương vị ngọt dễ chịu. Nó có được sử dụng rộng rãi như một chất ngọt thay thế đường cát bởi vai trò trong việc giảm sự phát triển của sâu răng. Xylitol có nguồn gốc thiên nhiên từ nhiều loại rau quả: trấu ngô, yến mạch, nấm cũng như các loại sợi: ngô, bạch dương, mận và mân xôi… Nó có độ ngọt tương đương Saccharose với vị ngọt thanh không gây hậu vị khó chịu trong miệng và cung cấp chỉ bằng 2/3 lượng calories tương ứng. Sản xuất Xylitol được sản xuất từ hemicellulose có trong các nguyên liệu thực vật, qua ba giai đoạn : Xylan sẽ được tách ra từ hemicellulose. Xylan được thủy phân để tạo thành xylose, sử dụng xúc tác là acid hoặc enzyme xylanase. Đường xylose được hydrogen hóa thành Xylitol. Bên cạnh phương pháp sử dụng chuyển hóa hóa học, ngày nay người ta có thể sản xuất Xylitol bằng phương pháp lên men, sử dụng vi sinh vật. Hình 2.6: Xylitol và sơ đồ sản xuất Xylitol từ xylan Ứng dụng Xylitol hiện nay được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm, và các sản phẩm sức khỏe răng miệng trên toàn thế giới. Trong thực phẩm, Xylitol có trong kẹo cao su, kẹo cứng. Trong dược phẩm và các sản phẩm sức khỏe răng miệng, Xylitol có trong nước súc miệng, kem đánh răng, syrup ho… Ở Hoa Kỳ, Xylitol được sử dụng như một phụ gia thực phẩm trong các chế độ ăn đặc biệt. Ngoài ra trong y học, Xylitol đặc biệt tốt cho sức khỏe răng miệng, các bệnh nhân tiểu đường. Đồng thời, các nghiên cứu cho rằng nhai kẹo cao su có Xylitol còn góp phần giảm nhiễm trùng tai, Xylitol ngăn cản sự hình thành và phát triển của các vi khuẩn trong ống tai, đồng thời hành động nhai nuốt còn giúp khai thông tai giữa. Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm hiểu thêm về vấn đề này. Ưu điểm Hương vị thơm ngon, không để lại dư vị khó chịu Có vị ngọt tương đương đường Saccharose Góp phần giảm thiểu sự phát triển của sâu răng Giảm sự hình thành hạch răng Kích thích tuyến nước bọt, góp phần sửa chữa men răng bị hư hại Cung cấp ít hơn 1/3 calories so với Saccharose, chỉ khoảng 2.4 calories/gram Là chất tạo ngọt hữu ích cho các bệnh nhân tiểu đường trong chế độ ăn của họ, dưới sự chỉ dẫn chuyên môn. 2.3.2 Sorbitol Hình 2.7: Sorbitol Lịch sử Sorbitol được phát hiện bởi một nhà hóa học người Pháp trong các quả nho ở tro núi lửa vào năm 1872. Nó là thành phần tự nhiên trong một số loại trái cây. Ngày nay, Sorbitol được tổng hợp bằng cách hydro hóa Glucose, và tồn tại ở cả hai dạng tinh thể và chất lỏng. Vai trò Sorbitol được sử dụng trong thực phẩm nhằm ngăn cản sự mất độ ẩm. Sự ổn định kết cấu của Sorbitol được ứng dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo, chocolate, các sản phẩm cần duy trì tính cứng và giòn. Đặt biệt trong các sản phẩm sấy, Sorbitol góp phần duy trì sự tươi mới trong quá trình bảo quản Sorbitol rất ổn định và khá trơ về mặt hóa học, nó có thể chịu được nhiệt độ cao mà không tham gia phản ứng Millard. Đây là một ưu điểm, ví dụ như trong sản xuất cookie, khi mà màu nâu xuất hiện không mong muốn. Ngoài ra, Sorbitol còn kết hợp tốt với các thành phần thực phẩm khác như đường, protein, gel, dầu thực vật… Nó cũng có chức năng trong nhiều sản phẩm thực phẩm như kẹo cao su, kẹo, món tráng miệng đông lạnh, cookies, bánh, cũng như các sản phẩm chăm sóc răng miệng, bao gồm kem đánh răng và nước súc miệng. Với độ ngọt bằng khoảng 60 % so với Saccharose, cung cấp chỉ bằng 1/3 năng lượng so với đường cát, Sorbitol được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến thực phẩm. Sorbitol có vị ngọt mát, dễ chịu, tan mịn trong miệng. Nó là chất làm ngọt hữu ích cho những người mắc bệnh tiểu đường, đồng thời an toàn sử dụng cho các thực phẩm ăn kiêng, năng lượng thấp. Sorbitol cũng được sử dụng trong chế biến mỹ phẩm và dược phẩm. Trong y học, Sorbitol được sử dụng với tác dụng nhuận tràng, loại bỏ các ion kali natri ra khỏi cơ thể. Ngoài ra, còn có một số ứng dụng khác trong việc sản xuất nhiên liệu tên lửa, lẫn nguyên liệu sinh học cho các quá trình chuyển hóa trong cơ thể. Hình 2.8: Phản ứng hydrogen hóa D-Glucose thành D-Sorbitol Ưu điểm · Chất tạo ngọt với hương vị thơm ngon, dịu mát · Chỉ cung cấp khoảng 1/3 calories so với đường Saccharose · Là một chất giữ ấm, chất cấu thành và chống kết tinh hiệu quả · Ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại thực phẩm: các loại sản phẩm, bao gồm đường, bánh kẹo, kẹo cao su, món tráng miệng đông lạnh và món nướng · Không ảnh hưởng đến sức khẻo răng miệng · Là sự lựa chọn hữu ích cho các bệnh nhân tiểu đường, cũng như chế độ ăn thấp năng lượng, chất béo và đường với chỉ số an toàn cao. 2.3.3 Mannitol Hình 2.9: Mannitol Mannitol là một đồng phân của Sorbitol, độ ngọt vào khoảng 50% Saccharose, với một số tính chất ưu điểm tương ứng: Hương vị thơm ngon, vị ngọt tươi mát, dịu nhẹ, dễ chịu, thường được ứng dụng để giảm thiểu vị đắng trong thực phẩm Chất tạo ngọt năng lượng thấp chỉ khỏang 1.6 calories/gram Không gây sâu răng An toàn sử dụng cho có bệnh nhân tiểu đường trong chế độ ăn của họ. Mannitol tồn tại lượng lớn trong thiên nhiên, ở các dịch tiết từ thực vật, tảo biển và nấm tươi. Nó thường được tổng hợp bới hydro hóa syrup đường tương ứng. Trên thị trường, Mannitol thường được bán ở dạng bột và hạt. Không như Sorbitol, Mannitol không hút ẩm, vì lý do này, nó thường dùng là bột bụi bao kẹo cao su, tránh kẹo cao su dính vào thiết bị và hàm bao trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, Mannitol còn thấy trong chocolate, chất tạo mùi cho kem. Ngoài ra, tính ổn định và mùi hương dễ chịu của Mannitol thường ứng dụng trong dược phẩm và thuốc nén dạng viên. 2.3.4 Lactitol Hình 2.10: Lactitol Lactitol lần đầu tiên phát hiện năm 1920 và được đem vào sử dụng trong thực phẩm ở những năm 1980, nó là một polyol disaccharide xuất phát từ lactose. Lactitol là chất có vị ngọt như đường. Ổn định, độ hòa tan cao, vị ngọt nhẹ, ít calories, Lactitol thích hợp cho có thực phẩm năng lượng thấp, ít chất béo và đường. Lactitol ở dạng tinh thể màu trắng với độ tinh khiết cao. Lactitol thường được sử dụng để thay thế Saccharose trong các thực phẩm năng lượng thấp. Với độ ngọt chỉ bằng 40% độ ngọt của Saccharose, Lactitol được sử dụng trong thực phẩm nhằm tránh át hương vị chua của các thành phần khác Lactiol không hút ẩm, tính chất này được ứng dụng trong việc sản xuất bánh kẹo, nhằm duy trì tuổi thọ của các loại bánh cookie và kẹo cao su. Với tính hòa tan hợp lý, với nhiệt độ hào tan thấp hơn Saccharose, giảm thiểu năng lượng và chi phí xử lý. Đồng thời, Lactitol cũng bền ở nhiệt độ cao, hay trong môi trường acid hay kiềm nhẹ. Nguyên liệu sản xuất Lactitol là đường lactose Hình 2.11: Phản ứng hydrogen hóa lactose thành Lactitol Các lọi ích khác Chất ngọt năng lượng thấp: Lactitol không chuyển hóa như các carbonhydrate. Lactitol không bị thủy phân, không hấp thụ ở ruột non, và bị thủy phân bởi các vi khuẩn ở ruột già, nơi được chuyển thành các nhiên liệu sinh học: các acid hữu cơ, CO2, và một lượng nhỏ hydro. Các acid hữu cơ được tiếp tục chuyển hóa và cung cấp năng lượng chỉ khoảng 2 calories/ gram. Trung bình với 1 gram Lactitol, lượng calories cung cấp chỉ khảong 2.4 gram. Cải thiện sức khỏe cho các bệnh nhân Gut: Lactitol có thể tiêu hóa mà không bị thủy phân và hấp thu, nó có khả năng thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong ruột như Bifidobacteria và Lactobacilli. Vi khuẩn đường ruột lên men Lactitol, dẫn đến việc thành lập một môi trường acid trong ruột do sự hình thành các acid béo chuỗi ngắn. Tại các điều kiện acid, các vi khuẩn có lợi lớn lên trong ưu tiên hơn các sinh vật gây bệnh hay tác nhân gây bệnh. Với thành phần Prebiotic cao, Lactitol có thể giúp giữ cho vi ruột của bạn khỏe mạnh. Với các bệnh nhân tiểu đường: Lactiol không làm tăng đường huyết sau khi tiêu thụ, điều đó khiến nó trở thành một sản phẩm tạo ngọt thay thế đường cực kỳ hữu dụng cho các bệnh nhân tiểu đường trong các chế độ ăn của họ. Tốt cho sức khỏe răng miệng: Lactitol không được chuyển hóa bởi các vi khuẩn răng miệng, thường phân giải đường và tinh bột thành các acid gây sâu răng hay xói mòn men răng. Hiệp hội nha khoa Hoa Kỳ (The American Dental Association), đã nhận ra lợi ích của các polyols, bao gồm Lactitol, nhưng các chất thay thế đường trong các chương trình bảo vệ sức khỏe răng miệng. 2.3.5 Maltitol Hình 2.12: Maltitol Tính chất Maltitol là một loại polyol, được sử dụng như một chất thay thế cho đường. Độ ngọt của nó bằng 90% độ ngọt của Saccharose (đường cát) và cũng các tính chất cũng tương tự, chỉ trừ màu nâu. Maltitol được dùng để thay thế đường cát vì nó chứa ít calories hơn, không gây sâu răng và ít gây ảnh hưởng lên lượng Glucose máu. Đáng tiếc Maltitol nổi tiếng là chất gây đau dạ dày, đặc biệt nếu dùng với liều lượng lớn. Về mặt hóa học, Maltitol có công thức 4-O-α-glucopyranosyl-D-Sorbitol. Trên thị trường, Maltitol còn có tên khác l2 Maltisorb và Maltisweet. Sản xuất và sử dụng Maltitol là một đường đôi sản xuất bởi các công ty Corn Products Specialty (trước đây là SPI Polyols), Cargill, Roquette, Towa, và một số các công ty khác. Maltitol được tạo thành từ sự hydro hoá maltose lấy từ tinh bột. Độ ngọt cao giúp nó được sử dụng mà không cần trộn lẫn với các chất làm ngọt khác. Maltitol có tác dụng làm mát không đáng kể nếu đem so sánh với các loại đường rượu khác và có hiệu quả làm mát tương tự như Saccharose. Nó được dùng nhiều đặc biệt trong sảnh xuất các loại bánh kẹo: kẹo cứng không đường, kẹo cao su, chocolate, các món nướng và kem. Chuyển hoá Maltitol không chuyển sang màu nâu và biến thành caramen sau khi hoá lỏng do phơi dưới nhiệt độ cao. Nó không bị chuyển hóa bởi vi khuẩn trong miệng, bởi vậy không gây sâu răng. Được hấp thu hơi chậm hơn so với Saccharose nên thích hợp với người bệnh tiểu đường hơn Saccharose. Mang năng lượng 2100cal/g (8,8kJ/g) (Saccharose là 4000 cal/g). Cũng bởi sự hấp thụ chậm này nên nếu dùng Maltitol với lượng thừa sẽ gây nên tác dụng nhuận tràng và đôi khi gây đầy hơi và sình bụng. Nhà sản xuất thường dễ sử dụng Maltitol với lượng lớn vì nó rất giống đường, kết cục là người tiêu dùng thường phải dùng nhiều đường rượu hơn khả năng cơ thể. Điều này đồng nghĩa với việc Maltitol đặc biệt có liên quan đến các vấn đề về dạ dày. Ở các nuớc như Úc và New Zealand, sản phẩm Maltitol được dán những cảnh báo như “Có thể gây tác dụng nhuận tràng nếu dùng dư”. Ở Mỹ, nó là một chất đã nhận định là an toàn (GRAS), với cảnh báo đề nghị về khả năng nhuận tràng của nó khí dùng hơn 100 g mỗi ngày. 2.3.6 Isomalt Hình 2.13: Isomalt Tổng quan về Isomalt Isomalt là một sản phẩm tự nhiên được tinh chế hoàn toàn từ củ cải đường nhập khẩu từ Đức, không phải đường hóa học như các sản phẩm đường hóa học trên thị trường hiện nay. Isomalt có vị ngọt tinh khiết với độ làm ngọt chỉ bằng một nửa đường bình thường. Có thể sử dụng Isomalt thay thế đường trong chế biến những món ăn hàng ngày như nấu canh, kho cá … hoặc pha vào các loại nước uống như: trà, cà phê, nước ép trái cây… Isomalt được đánh giá đạt tiêu chuẩn chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm tại các nước trên thế giới như Mỹ, Anh, Pháp, Nhật … Đặc tính dinh dưỡng của Isomalt Với thành phần nguyên liệu tự nhiên, đường Isomalt thích hợp cho mọi đối tượng sử dụng. Đặc biệt theo sự khuyến cáo của Viện Dinh Dưỡng, thực phẩm chứa Isomalt làm tăng rất ít lượng Glucose và Insulin so với những sản phẩm dùng đường bình thường và các loại đường Glucose thông dụng. Isomalt có chỉ số đường huyết rất thấp (Glycemic Index ‘GL’ của Isomalt = 2), giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường, giảm lượng mỡ trong máu và những rủi ro về bệnh tim mạch. Do đó, Isomalt đặc biệt hữu dụng và cần thiết cho bệnh nhân tiểu đường. Lượng năng lượng hấp thụ của cơ thể sau khi ăn sản phẩm chứa Isomalt ít hơn hẳn so với thực phẩm chứa đường bình thường, giúp giảm thiểu Calories, phù hợp với những người ăn kiêng và béo phì. Với khả năng tái tạo khoáng cho răng, đường Isomalt giúp ngừa sâu răng hiệu quả. Với những đặc tính dinh dưỡng như trên, Isomalt được xem là loại đường đảm bảo an toàn cho sức khỏe theo xu hướng thế giới hiện nay và được Viện Dinh Dưỡng, các trung tâm nghiên cứu bệnh tiểu đường trên toàn thế giới khuyên dùng cho bệnh nhân tiểu đường. Sản xuất Nguyên liệu sản xuất Isomalt là Saccharose. Quy trình sản xuất được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: Saccharose được chuyển hóa thành đường khử Isomaltulose Hình 2.14: Phản ứng chuyển hóa Saccharose thành Isomaltulose Giai đoạn 2: Isomaltulose được hydrogen hóa thành Isomalt Hình 2.15: Phản ứng chuyển hóa Isomaltulose thành Isomalt 2.3.7 Glucose syrup đã hydrogen hóa (hydrogenated Glucose syrup) Có nhiều loại Glucose syrup hydrogen hóa. Loại thường gặp có chứa khoảng 2-8% Sorbitol, 50-90% Maltitol, 5-25% maltotritol và không quá 3% có oligosaccharide khác đã được hydrogen hóa. Nguyên liệu để sản xuất các Glucose syrup hydrogen hóa là tinh bột. Đầu tiên, người ta thủy phân tinh bột, sử dụng xúc tác từ các hệ enzyme amylase để thu nhận các syrup. Thành phần đường chủ yếu trong syrup là maltose, Glucose, maltotriose và một ít các oligosaccharide khác. Sau đó, hỗn hợp đường trong syrup được hydrogen hóa. Tổng hàm lượng chất khô trong Glucose syrup hydrogen hóa thường là 75%. Ở nồng độ cao nhưng các polyol trong dung dịch không bị kết tinh. Chúng không tham gia phản ứng maillard vì không có gốc khử aldehyde. CHƯƠNG 3: CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 3.1 CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CÓ NGUỒN GỐC TỪ THIÊN NHIÊN 3.1.1 Glycyrrhizin Công thức hóa học: C42H62O16 Khối lượng nguyên tử: 822.93g Hình 3.1: Glycyrrhizin Những tên gọi khác: Glycyrrhizin Glycyrrhizinic acid Glycyrrhizic acid Bản chất hóa học là ammonium glycyrrhizic (muối ammonium của glycyrrhzic acid) Có nhiều trong củ cam thảo. Dung dịch Glycyrrhizin có vị ngọt, thoảng vị bạc hà. Có độ ngọt gấp 30 – 50 lần so với đường Saccharose Trong dung dịch: Glycyrrhizin rất bền nhiệt. Ở 105oC, các tính chất của nó vẫn không bị thay đổi. Tuy nhiên, khi pH dung dịch nhỏ hơn 4.5, Glycyrrhizin bị kết tủa. Nguyên liệu để sản xuất Glycyrrhizin là của cam thảo, sử dụng phương pháp trích ly, sau đó xử lý tinh sạch sản phẩm. Sản phẩm thương mại Glycyrrhizin ở dạng bột, dễ hòa tan trong nước. Được dùng làm nguyên liệu trong các sản phẩm bánh kẹo, dược phẩm và thuốc lá. Tại châu Âu: Các nhà khoa học khuyến cáo người tiêu dùng không nên hấp thu quá 100mg Glycyrrhizin trong một ngày. Tại Nhật: Các nhà chức tránh yêu cầu công dân không sử dụng quá 200mg Glycyrrhizin trong một ngày 3.1.2 Stevioside Công thức hóa học: C38H60O18 Khối lượng nguyên tử: 804.98g Hình 3.2: Stevioside Có độ ngot gấp 250 – 300 lần so với Saccharose Bản chất hóa học là phức giữa steviol và ba gốc đường Glucose. Có trong lá Stevia rebaudiana với hàm lượng khá cao (6%). Loại thực vật này rất phổ biến ở Nam Mỹ, Hàn Quốc, Nhật… và được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất Stevioside. 3.1.3 Dihydrochalcone Hình 3.3: Dihydrochalcone Sản phẩm thương mại của Dihydrochalcone có dạng tinh thể màu trắng, không mùi và ít tan trong nước. 1lít nước có thể hòa tan chừng 1.2g Dihydrochalcone. Tuy nhiên, do Dihydrochalcone có độ ngọt rất cao nên độ hòa tan thấp không ảnh hưởng đến việc sử dụng Dihydrochalcone trong chế biến thực phẩm. Trong dung dịch: Dyhydrochalcone bền ở pH trung tính. Nó bị phân hủy ở pH acid hoặc khi nhiệt độ tăng cao. Khi sử dụng thực phẩm có chứ Dihydrochalcone, người tiêu dùng cảm nhận được vị ngọt xuất hiện chậm, thoảng nhẹ vị bạc hà và hậu vị kéo dài (từ 10 đến 15 phút). Một số Dihydrochalcone là dẫn xuất của flavone. Trong số các Dihydrochalcone thường gặp, quan trọng nhất là Neohesperidine Dihydrochalcone. ù Neohesperidine Dihydrochalcone: Công thức hóa học: C28H36O15 Khối lượng nguyên tử: 612.58g Được ký hiệu bởi số E: E959 Hình 3.4: Neohesperidine Dihydrochalcone Được tìm thấy trong cam Seville Bền nhiệt và bền trong các điều kiện acid hay base. Do đó có thể được sử dụng cho các sản phẩm cần thời hạn sử dụng thật lâu. Thường được dùng trong hỗn hợp với các chất tạo ngọt khác như: Aspartame, Saccharine, Acesulfame potassium, Cyclamate, cũng như các loại đường rượu, như Xylitol. Neohesperidine Dihydrochalcone có thể được tìm thấy trong các sản phẩm thức uống, sốt cà chua, sốt mayonnaise, kem đánh răng, nước súc miệng và các sản phẩm dược phẩm khác… Có hai phương pháp sản xuất Neohesperidine Dihydrochalcone: Phương pháp trích ly trực tiếp từ nguyên liệu cam Seville. Phương pháp trích ly naringine từ bưởi, sau đó sử dụng phương pháp tổng hợp hóa học để chuyển hóa naringine thành Dihydrochalcone. Do đó, Neohesperidine Dihydrochalcone còn được gọi là chất tạo vị ngọt bán tổng hợp (semi – synthetic sweetener) 3.1.4 Monelline Là một protein gồm hai mạch polypeptide Có nhiều trong trái Disocoredphyllum comensii, có nhiều ở châu Phi và Nigeria. Có vị ngọt tương tự các mono- và disaccharide. Có đọ ngọt gấp 10000 lần độ ngọt của Saccharose Độ bền không cao dưới tác động của pH và nhiệt độ. Ở 70oC, vị ngọt của Monelline bắt đầu giảm và khi nhiệt độ tăng đến 100oC thì vị ngọt bị biến mất. Tương tụ dưới tác động của nhiệt độ, ở pH 3.2 vị ngọt của Monelline cũng bị giảm đi. 3.1.5 Thaumatin Là chất tạo ngọt có bản chất là protein. Được tìm thấy trong trái Thaumatococcus daniellii được trồng nhiều ở vùng Tây Phi (Soudan, Ghana, Togo…) Hình 3.5: Trái Thaumatococcus daniellii Do có bản chất là protein, tính ổn định của Thaumatin trong dung dịch phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ. VD: Ở pH 5.5, Thaumatin có độ bền nhiệt cao. Nếu gia nhiệt lên đến 100oC thì vị ngọt Thaumatin vẫn ổn định. Tuy nhiên, ở pH 3.2, Thaumatin bị bến tính và mất đi vị ngọt khi nhiệt độ tăng lên đến 55oC. Thực phẩm chứa Thaumatin có vị ngọt xuất hiện chậm và kéo dài từ 15 đến 20 phút, hậu vị thoảng nhẹ vị cam thảo. Có độ ngọt gấp 10000 lần độ ngọt của Saccharose Người ta đã tìm thấy hai protein : Thaumatin I (M = 22.209Da) bà Thaumatin II (M = 22.293Da). Chúng có cấu trúc bậc 4 và có rất nhiều cầu disulfure trong phân tử. Hỗn hợp matin I và II được thương mại hóa với tên gọi là Talin. Sản xuất Thaumatin bằng phương pháp trích ly, sử dụng nguyên liệu là trái Thaumatococcus daniellii. Từ dịch trích ly, tiến hành tinh sạch Thaumatin bằng phương pháp siêu lọc hoặc sắc ký. 3.1.6 Miraculin Là một glycoprotein có phân tử lượng khoảng 42 – 44Da với hai phân tử đường kết nối với 1 chuỗi protein gồm 191 amino acid Miraculin là base lưỡng tính tan trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ; không bền trong môi trường acid - base mạnh. Được tìm thấy trong trái Synsepalum dulcificum. Năm 1725, có một nhà thám hiểm người Pháp Des Marchais sau khi đi khảo sát vùng tây châu Phi về, đã viết về tập tục kỳ lạ của thổ dân vùng này. Các thức ăn của họ đều rất chua và không hề có đường. Tuy nhiên, sau khi nhai một loại trái cây có màu đỏ thì các vị chua này đã trở thành ngọt lịm mà không cần phải bỏ thêm đường. Đến năm 1852, cây mới được TS. W.F. Daniel mô tả tỉ mỉ về đặc tính kỳ lạ này và định danh là Synsepalum dulcificum, họ Sapotaceae (Pharmaceutical Journal, chương IX, 1852) Hình 3.6: Trái Synsepalum dulcificum Ở dạng tinh khiết là chất không vị. Tuy nhiên, khi có mặt trong hực phẩm với pH thấp, Miraculin tạo vị ngọt. Do đó, Miraculin còn được gọi là chất điều vị. Theo Branen và các cộng sự (1989), vị ngọt tạo ra bởi Miraculin có thể kéo dài đến vài giờ sau khi sử dụng. Có khả năng kích thích các gai vị giác trên lưỡi và khiến cho các thức ăn đồ uống có vị chua… hoá ngọt Trong dung dịch axít yếu và nhiệt độ 4°C, miraculin có thể bền trong khoảng 1 tháng. Miraculin được ly trích đầu tiên bởi GS. Kenzo Kurihara và TS. Lloyd Beidler, đại học Florida năm 1968 (Science, chương 161, 20 tháng 9, 1968). Sau đó, tính chất miraculin được làm rõ năm 1989. Miraculin không tạo ra calories và là hợp chất tạo vị ngọt thiên nhiên đã được thổ dân châu Phi dùng nhiều năm, nên nhiều nhà sản xuất kỳ vọng nó sẽ có ứng dụng rộng rãi trong các bệnh cần sử dụng các chất tạo ngọt tổng hợp và tránh dùng saccaroz (đường mía) như bệnh tiểu đường, bệnh béo phì… 3.2 CHẤT TẠO VỊ NGỌT TỔNG HỢP, KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 3.2.1 Saccharine Công thức hóa học: C7H5NO3S (Benzoic Sulfinide) Hình 3.7: Saccharine Sơ nét về lịch sử: Năm 1878: nhà hóa học Constantin Fahlberg thuộc trường đại học Johns Hopkins là người đầu tiên điều chế được Saccharine Tại Mỹ: Năm 1911: Kết luận thanh tra thực phẩm 135 cho rằng: Những thực phẩm có chứa Saccharine bị lẫn tạp chất. Năm 1912: Kết luận thanh tra thực phẩm 142 lại cho rằng: Saccharine không độc hại. Năm 1948 đến năm 1949: Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm chứng minh Saccharine có hại đối với sức khỏa con người. Năm 1972 -1977: Saccharine bị cấm sử dụng nhưng lệnh cấm trên gặp phải sự phản đối kịch liệt, đặc biệt là những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Năm 1991: Dỡ bỏ lệnh cấm Sacchrin. Năm 2000: Saccharine được loại trừ ra khỏi danh sách những chất gây ung thư đã biết. Tính chất: Là một acid có pKa xấp xỉ bằng 2. Không bền khi bị đun nóng Ở trạng thái dung dịch acid, Saccharine không tan trong nước Có độ ngọt gấp 500 lần Saccharose Không phản ứng hóa học với các chất khác có trong thành phần thực phẩm. Sản xuất Hiện nay có hai phương pháp sản xuất Saccharine Phương pháp Remsen và Fahlbery sử dụng toluen Hình 3.8: Phương pháp Remsen và Fahlbery Phương pháp Maumee, sử dụng methyl anthranilate Hình 3.9: Phương pháp Maumee Ứng dụng: Saccharine thường được dùng chung với Aspatame trong nước giải khát dành cho những người ăn kiêng. Saccharine được xem như một phát hiện quan trọng, đặc biệt đối với những bệnh nhân tiểu đường. Saccharine đi trực tiếp qua hệ tiêu hóa mà không bị tiêu hóa. Mặc dù Saccharine không mang năng lượng, nhưng Saccharine lại có thể gây ra sự giải phóng Insulin ở người và chuột. Saccharine được dùng như một chất tạo ngọt nhân tạo ở dạng muối Natri. Muối Calci đôi lúc cũng được sử dụng, đặc biệt là dành cho những người hạn chế hấp thụ Natri. Cả hai loại muối này đều có độ tan trong nước cao: 0.67g/ml H2O ở nhiệt độ phòng. 3.2.2 Cyclamate Hình 3.10: Sodium Cyclamate Cyclamate là một chất tạo vị ngọt phổ biến, thường được sử dụng dưới dạng sodium hoặc calcium Cyclamate. Chúng là muối của Ca hoặc Na của cyclohexane sulfamic acid. Sodium Cyclamate được tổng hợp lần đầu tiên nân 1937 và bắt đầu được sản xuất thương mại tại Mỹ năm 1950. Ngày nay, Cyclamate được sản xuất từ cyclohexamine bằng phương pháp sulfonate hóa, sau đó trung hòa sản phẩm với hydroxyde. Sodium Cyclamate ở dạng tinh thể có màu trắng, không mùi, tan tốt trong nước, có thể đến 210g / 1 lít nước. Các tính chất của sodium cyclamate rất ổn định trong khoàng pH rộng (2.0-8.0). Sodium cyclamate cũng rất bên nhiệt, nó có thể chịu nhiệt độ cao lên đến 500 mà vẫn không bị biến tính. Sodium Cyclamate có vị ngọt tương tự như Saccharine nhưng không kém vị hậu đắng. Khi sử dụng đồng thời Cyclamate và Saccharine, Cyclamate có tác dụng tương hỗ là tăng thêm vị ngọt cho sản phẩm. 3.2.3 Acesulfame K Công thức hóa học: C4H4KNO4S Khối lượng nguyên tử: 201.24 Acesulfame K (hay Ace K) trên thị trường được biết đến với tên Sunett hay Sweet One. Tại châu Âu, Acesulfame K còn được biểu thị bởi số E (mã các chất phụ gia): E950 Hình 3.11: Acesulfame K Lịch sử phát hiện Năm 1967: Được nhà hóa học người Đức Karl Clauss tình cờ phát hiện Tính chất Tồn tại ở dạng tinh thể bột màu trắng Có độ ngọt bằng với độ ngọt của Aspatame, bằng một nửa so với Saccharine, bằng một phần tư so với Sucralose và có độ ngọt cao gấp 180 – 200 lần so với Saccharose. Có vị hơi đắng, đặc biệt là khi ở liều lượng cao Thường được trộn lẫn với những chất tạo ngọt khác (thường là Sucralose hay Aspartame). Những hỗn hợp trên sẽ có vị ngọt cao hơn từng thành phần tạo ra chúng. Không giống như Aspartame, Ace K bền nhiệt và thậm chí trong cả điều kiện acid hay base. Ứng dụng Do tính chất bền nhiệt, Ace K được dùng trong các sản phẩm nướng, hoặc trong những sản phẩm cần thời hạn sử dụng lâu. Trong các sản phẩm thức uống có ga, Ace K hầu như được dùng dưới dạng hỗn hợp với những chất tạo ngọt khác, như Aspartame hay Sacralose. Ace K còn được dùng trong những sản phẩm dược phẩm, đặc biệt là trong những loại thuốc uống hoặc nhai. Nguyên nhân: Trong những loại thuốc này, Ace K có thể khiến những thành phần công hiệu trở nên dễ hấp thu hơn. Kích thích sự bài tiết Isulin ở chuột 3.2.4 Aspartame Công thức hóa học: C14H24N2O5 Aspartame trên thị trường còn được biết đến với tên Equal, Nutra Sweet gat Cangerel. Tại châu Âu, Aspartame còn được biểu thị bởi số E (mã các chất phụ gia) là E951. Hình 3.12: Aspartame Lịch sử phát hiện Năm 1965: Nhà hóa học người Mỹ James M. Schlatter p