Đồ án Tổng quan về phụ gia và phương pháp ổn định hệ nhũ tương thực phẩm

à rã đông. Vì thế, sử dụng chúng là một giải pháp tốt trong một số thực phẩm. Một số polysaccharides khác: Một số nghiên cứu cho thấy, một số loại polysaccharides có khả năng giảm được sức căng bề mặt và ổn định hệ nhũ tương ví dụ như là: galactomannans, pectin, chitosan (Garti and Reichman, 1993; Schmitt et al., 1998; Huang et al., 2001; Dickinson, 2003; Leroux et al., 2003). Tuy vậy vẫn có một số tranh luận về mối liên quan giữa phân tử và khả năng hoạt động bề mặt của chúng. Khả năng làm bền nhũ tương của chúng có thể là do chúng có tính hoạt động bề mặt hoặc khả năng làm đặc pha liên tục. Hỗn hợp polysaccharides và protein Protein có ưu thế sử dụng cho những nhũ tương có kích thước hạt phân tán tương đối bé với nồng độ thấp so với polysaccharides. Trong khi đó, polysaccharides thì có ưu thế sử dụng trong một phạm vi rộng của các điều kiện của hệ: pH, lực ion, nhiệt độ (ở những nhiệt độ rất lạnh) (McClements, 2004). Vì vậy, nếu sử dụng kết hợp protein và polysaccharide thì có lợi hơn là khi sử dụng độc lập (Dickinson, 1993, 1995, 2003; Benichou et al., 2002b). Khi sử dụng kết hợp thì chúng sẽ hỗ trợ lẫn nhau. Gum arabic là một ví dụ điển hình của hỗn hợp polysaccharides – protein có trong tự nhên, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm. CÁC CHẤT ỔN ĐỊNH Các chất ổn định có bản chất là các chất keo ưa nước. Các chất loại này bao gồm protein và polysacchairdes. Tính chất công nghệ của các chất keo ưa nước là có khả năng tạo đặc và tạo gel nên chúng được sử dụng làm bền và làm ổn định cấu trúc của các loại thực phẩm. Ví dụ: làm bền hệ nhũ tương hay ổn định trạng thái lơ lửng của hệ huyền phù trong một số loại thức uống. Bảng 1.10 Một số keo ưa nước phổ biến trong công nghiệp thực phẩm Nguồn gốc Các loại keo Thực vật -Từ thực vật: cellulose, pectin, tinh bột - Nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth - Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum - Konjac Mannan Động vật Gelatin, caseinate, huyết thanh sữa, chitosan Vi sinh vật Xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose Tảo -Tảo đỏ: agar, carrageenan -Tảo nâu: alginate Bảng 1.11 Tóm tắt một số chức năng tạo đặc và tạo gel của các keo ưa nước thường sử dụng trong hệ nhũ tương thực phẩm Loại keo ưa nước Cấu tạo Tính tan Chức năng Cơ chế tập hợp Lưu ý Carrageenan ,, -Là ion -Cấu trúc thẳng -phân tử lượng :200400kDa -Nước nóng -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Liên hợp xoắn lại -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Không bền với acid Agar -Không là ion -Cấu trúc thẳng -Phân tử lượng :80140kDa -Nước nóng -Tạo đặc -Tạo gel -Liên hợp xoắn lại -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch Alginate -Là ion -Cấu trúc thẳng -Phân tử lượng: 32200kDa -Nước nóng hoặc khi Ca thấp -Tạo đặc -Tạo gel -Khi có Ca -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Ổn định với một số acid -Các ion đa hóa trị phải bổ sung từ từ Pectin -LM -HM -Là ion -Cấu trúc thẳng -phân tử lượng 5150kDa -Là ion -Cấu trúc thẳng -phân tử lượng 5150kDa -Nước nóng -Nước lạnh (nồng độ Ca thấp) -Nước nóng -Nước lạnh (nồng độ Ca thấp) -Tạo đặc -Tạo gel -Có mặt Ca -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Acid+đường -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Ổn định với acid -thoái hóa khi đun nóng tại pH>5 Bảng 1.11 (tiếp theo) Loại keo ưa nước Cấu tạo Tính tan Chức năng Cơ chế tập hợp Lưu ý Seed gum -Guar gum -LBG -Không là ion -Cấu trúc thẳng -Không là ion -Cấu trúc thẳng -Nước nóng -Nước lạnh -Nước nóng -Tạo đặc -Tạo đặc -Tạo gel -Liên hợp xoắn lại -Làm lạnh đông -Biến tính thuận nghịch -Ít ổn định khi có mặt acid -Ít ổn định khi có mặt acid Xanthan gum -Cấu trúc thẳng -Là ion -Phân tử lượng 2500kDa -Nước nóng -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Liên hợp xoắn lại -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Acid, kiềm, nhiệt -Ổn định trong điều kiện rã đông Gellan gum -Cấu trúc thẳng -Là ion -Nước nóng -Nước lạnh (ít các ion hóa trị 2) -Tạo đặc -Tạo gel -Liên hợp xoắn lại+muối -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Ít ổn định khi có mặt acid -Gel trong suốt -Gel được tạo thành khi có mặt các ion đa hóa trị và có thể là vkhông thuận nghịch Bảng 1.11 (tiếp theo) Loại keo ưa nước Cấu trúc Tính tan Chức năng Cơ chế tập hợp Lưu ý Dẫnxuất của cellulose: -Methyl cellulose và methyl hydroxypropyl cellulose -Hydroxypropyl cellulose -CMC -Methyl carbon cellulose -Thẳng -Không là ion -Thẳng -Không là ion -Thẳng -Là ion -Tinh thể nhỏ -Nước lạnh -Nước lạnh -Không tan -Tạo đặc -Tạo gel -Tạo đặc -Tạo đặc -Tạo gel -Tạo đặc -Tạo gel -Mất nước -Gia nhiệt -Thuận nghịch -Nhiệt độ tạo gel~5090C -Kết tủa -T ~4045C -Kết hợp với muối -Gel dạng hạt -Acid và base -Nhiệt -Rã đông -Acid và base -Nhiệt -Rã đông -Acid và base -Nhiệt -Rã đông -Acid và base -Nhiệt -Rã đông Tinh bột -Tự nhiên -Biến tính -Hạt nhỏ -Không ion -Thẳng/phân nhánh -Không là ion -Nước nóng -Nước nóng -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Tạo đặc -Tạo gel -Trương nở các hạt nhỏ -Gia nhiệt -Không thuận nghịch -Liên hợp xoắn lại -Làm lạnh -Thuận nghịch -Không trong suốt -Các tinh bột biến tính được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau Bảng 1.11 (tiếp theo) Loại keo ưa nước Cấu tạo Tính tan Chức năng Cơ chế tập hợp Lưu ý Gelatin -Cấu trúc thẳng -Lưỡng tính -Lưỡng cực -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Tạo xoắn -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Gel trong suốt Casein -Cấu trúc thẳng -Lưỡng tính -Lưỡng cực -Nước ấm -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Bởi enzym rennet -Điểm đẳng điện -Có mặt Ca -Alcohol -Gel đục Protein hình cầu -Cấu trúc thẳng -Lưỡng tính -Lưỡng cực -Nước ấm -Nước lạnh -Tạo đặc -Tạo gel -Kỵ nước -Làm lạnh -Biến tính thuận nghịch -Gel trong suốt hoặc mờ phụ thuộc vào pH hoặc muối Theo các nhà công nghệ thì các chất keo ưa nước không phải là chất nhũ hóa, tức là không tự động hấp thụ giữa bề mặt hai pha dầu – nước, nhưng chúng có khả năng tăng cường tính nhớt và giảm sự lưu động của các phân tử trong hệ nhũ tương điều này sẽ giảm sự kết tụ cũng như sự lắng gạn của các phân tử, từ đó có ý nghĩa cho sự ổn định lâu dài của một hệ nhũ tương. Trong số các chất keo ưa nước thì có một số như gum arabic, gelatin, carbonxymethyl cellulose… có tính chất nhũ hóa. Nói chung các chất keo ưa nước thì có phân tử lượng lớn và đóng vai trò là chất tạo cấu trúc. Đặc tính tạo đặc: Được thể hiện qua khả năng làm tăng độ nhớt của pha liên tục trong các hệ nhũ tương O/W. Nhờ khả năng này mà chúng làm thay đổi cấu trúc và chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm. Các chất tạo đặc tồn tại trong thực phẩm ở dạng những phân tử mở rộng hay những tổng thể phân tử được hydrat hóa. Khả năng tăng cường tính nhớt phụ thuộc vào phân tử lượng, sự phân nhánh, hình dáng và tính linh hoạt. Sự tăng cường độ nhớt bởi các keo ưa nước trong dung dịch: Theo Liu và Masliya (1996) thì độ nhớt biểu kiến của hệ phân tán keo chứa các hạt hình cầu lơ lửng có thể tính được thông qua phương trình sau: = (1 - ) Trong đó là độ nhớt của pha liên tục, [] là độ nhớt nội tại của hệ phân tán keo = lim ( - 1)/, là phần thể tích của các hạt, P là hệ số xếp chặt. Đối với các hạt hình cầu phân tán dạng đơn thì giá trị thực nghiệm như sau: [] = 2.67, P = 0.57 khi ứng suất có giá trị bé, P = 0.68 khi ứng suất cắt có giá trị lớn. Ngoài ra, độ nhớt của hệ huyền phù chứa các phân tử polymer sinh học đã được hydrat hóa có thể được tính gần đúng thông qua phương trình sau: (1 - ) (1 - ) Trong đó là phần thể tích hữu dụng của các phân tử của các polimer sinh học trong dung dịch ( =), là phần thể tích đang sử dụng của các mạch polymer ( = c/P), c là nồng độ của polymer sinh học (kg.m); là khối lượng riêng của các mạch polymer (kg/m), R là tỉ số thể tích hữu dụng và thể tích đang sử dụng. Giả thiết rằng ứng suất cắt trong hệ nhũ tương có giá trị thấp, khi đó P = 0.57. Hình 1.33 Biểu diễn độ nhớt tương đối hệ theo nồng độ của các polymer sinh học với các tỉ lệ R khác nhau (được cho trong bảng). Độ nhớt tăng đáng kể khi các polimer sinh học bắt đầu chồng lên nhau, chúng xảy ra tại nồng độ polymer thấp với giá trị R càng cao Ưùng suất cắt trong dung dịch chứa các polymer sinh học: Trong dung dịch có mặt các polymer sinh học, độ nhớt sẽ giảm khi ứng suất cắt tăng (Lapasin and Pricl, 1995; Williams and Phillips, 2003). Vì khi độ lớn của ứng suất càng cao, hiện tượng giãn phân tử càng dễ xuất hiện. Ưùng suất cắt đóng vai trò quan trọng trong thuộc tính của hệ nhũ tương. Chẳng hạn nước sốt xà lách (salad dressing) có khả năng chảy khi được đổ ra từ hộp bao bì, khi đổ ra tô thì định hình dạng nguyên dưới tác dụng của trọng lực. Hình 1.34 Sự phụ thuộc của độ nhớt vào ứng suất cắt khi sử dụng các polymer sinh học như một tác nhân làm đặc Đặc tính tạo gel: Một số keo ưa nước được sử dụng như là một thành phần chức năng trong các nhũ tương thực phẩm, vì khả năng hình thành gel trong pha nước của các sản phẩm. Chẳng hạn, như: yaout, phô mai, các sản phẩm thịt…. Sự hình thành gel trong thực phẩm tạo nên cấu trúc và thuộc tính cảm quan đặc biệt cho thực phẩm và quan trọng là chống lại khả năng kết tụ của các giọt nhỏ. Thuộc tính tạo gel phụ thuộc vào kiểu, cấu trúc và những tương tác của các chất tạo gel. Một hệ gel tạo bởi các chất keo ưa nước gồm các chất keo này liên kết với nhau tạo nên một mạng không gian ba chiều nhốt các phân tử nước. Đối với thực phẩm dạng nhũ tương và có chứa các keo ưa nước thì tính chất của hệ nhũ thực phẩm phụ thuộc vào tương tác giữa chất nhũ hóa hấp thụ trên bề mặt của các hạt phân tán và các phân tử keo ưa nước trong mạng gel. Nếu xảy sự tương tác mạnh giữa màng bảo vệ của các hạt phân tán với mạng gel thì sẽ được một hệ gel bền và ngược lại. Cường độ của sự tương tác phụ thuộc vào kích thước của các hạt phân tán trong hệ nhũ tương. Kích thước càng lớn so với kích thước các lỗ trong mạng gel thì hệ gel thu được càng yếu. Giới thiệu một số keo ưa nước được sử dụng phổ biến trong nhũ tương thực phẩm: Trong số các loại keo ưa nước, chỉ có một số loại được ứng dụng làm phụ gia tạo đặc. Một số keo ưa nước trong số này cũng có khả năng hình thành gel ở những điều kiện xác định (pH, nhiệt độ, các cation…). Tuy nhiên, ở đây ta chỉ xét đến tính năng tạo đặc của chúng. Tính năng này liên quan đến độ nhớt do dung dịch keo ưa nước tạo nên khi hoà tan vào nước. Khả năng tạo độ nhớt sẽ là khác nhau giữa các loại keo ưa nước: gum arabic có khả năng tạo độ nhớt là thấp nhất trong khi xanthan gum có khả năng tạo độ nhớt cao nhất. Bảng 1.12 Đặc tính của một số loại keo ưa nước Loại keo ưa nước Tính chất đặc trưng Xanthan gum Độ nhớt rất cao, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly, ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao. Galactomannans (guar và locust bean gum) Độ nhớt rất cao. Không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly nhưng có thể mất độ nhớt ở pH cao hay thấp hay ở nhiệt độ cao. Carboxymethyl cellulose (CMC) Độ nhớt cao nhưng bị giảm khi có chất điện ly và pH thấp. Methyl cellulose (MC) và hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) Độ nhớt tăng khi nhiệt độ tăng, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly hoặc pH. Độ nhớt,mPa/s Vận tốc chảy, s Hình 1.35 Ảnh hưởng của độ nhớt đến vận tốc chảy của một số keo ưa nước Giới thiệu một số loại keo ưa nước phổ biến trong thực phẩm: Carrageenan: Carrageenan là hợp chất keo ưa nước có nguồn gốc từ tảo đỏ, là một polysaccharide có cấu trúc thẳng và có phân tử lượng lớn, cấu tạo bao gồm các đơn vị galactoza và 3-6 anhydrogalactose (3,6 AG) có lặp lại, cả hai phần sunphate và không sunfat xen kẽ bằng liên kết -(1,3) và-(1,4) glucoside. Có ba kiểu chính của Carrageenan, chủ yếu do vị trí và nhóm sunphate ester trong liên kết glucosides còn lại: kapa (k), iota (i), lambda (). Hình 1.36 Các kiểu cấu tạo chính của Carrageenan Thuộc tính tạo đặc và tạo gel của ba kiểu này cũng rất khác nhau: kappa tạo gel khá bền vững với sự có mặt của ion kal. Trong khi lambda và iota, khi có mặt ion kali thì khả năng tạo gel của chúng không được hiệu quả. Iota tương tác với các ion canxi tạo mạng gel đàn hồi, nhưng đối với lambda không mang lại hiệu quả gì. Để kết hợp hiệu quả thì cần hiểu biết và có kinh nghiệm về sử dụng Carrageenan, tuy nhiên thực tế khi mua Carrageenan người ta thường cung cấp thông tin rõ ràng về cách sử dụng. Carrageenan được tan ra khi được gia nhiệt, sự nở hoặc hyrat hóa không đáng kể khi nhiệt độ không vượt qua khoảng 40-60C. Ơû nhiệt độ 75-80 C các phân tử carrageenan nở ra cực đại và độ nhớt tạo ra là lớn nhất. Mặt khác độ nhớt của dung dịch cũng gia tăng lên ở nhiệt độ xấp xĩ 40-50 C do sự gel hóa. Tuy nhiên, nhiệt độ hydrate hóa và gel hóa phụ thuộc vào các loại muối sử dụng kèm với mỗi loại carrageenan. Chẳng hạn như khi bổ sung nồng độ muối natri clorua quá 4% có thể ngăn cản sự hydrat hóa carrageenan trong các sản phẩm thịt, mặt khác với nồng độ carrageenan rất loãng khoảng 200 ppm được sử dụng để ổn định sữa chocolate và các loại thức uống có chứa sữa khác và không thành lập mạng chất gel ổn định khi nhiệt độ dưới 20 C. Tham khảo sản phẩm Carrageenan thương mại của công ty Quanzhou Quangang (Trung Quốc) Hình 1.37 Carrageenan ở dạng bột Bột có màu trắng; Không tan trong nước nóng quá 1%; Không có chứa tinh bột (cho thêm 2 giọt iot không cho màu xanh); Kim loại nặng (tính theo chì): 0.004% max; Asen: 0.0001% max. Xanthan gum: Xanthan gum là một loại polysaccharide ngoại bào được tổng hợp bởi loài Xanthomonas campestris. Trong nước lạnh, xanthan gum có thể hoà tan được dễ dàng hình thành nên một dung dịch có độ nhớt cao ở nồng độ rất thấp (khoảng 1% w/w). Vì vậy, nó có tính chất như là một chất tạo độ nhớt cho hầu hết các thực phẩm dạng lỏng và được gọi là “chất lỏng giả dẻo” (pseudoplastic). Tính chất của “hệ giả dẻo” được tạo nên do sự liên kết nội phân tử bên trong các sợi xanthan gum riêng rẽ để tạo thành các cuộn ngẫu nhiên “random coil”. Dung dịch có độ nhớt cao khi không chịu tác dụng của lực cắt (shear force) và giảm độ nhớt rất nhanh thành dạng chảy lỏng khi chịu tác dụng của lực (khi bơm, khuấy trộn, nhai…). Điều này giải thích vì sao nó được ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Xanthan gum có thể được coi là một dẫn xuất của cellulose. Trọng lượng phân tử của xanthan gum >106Da. Mạch xanthan gum chứa các liên kết 1,4 của b- glucopyranose. Cứ cách một gốc đường, tại vị trí C của đường glucose tiếp theo lại gắn một đoạn mạch nhánh trisaccharide có cấu trúc b-D-GlcpA(1-2)-a-D-Manp. Gốc đường mannose nối với mạch chính bị acetyl hoá ở C6, còn khoảng 50% đường mannose ở đầu cuối của đoạn mạch nhánh này liên kết với pyruvate thành 4,6-O-(1-carboxy-ethylidene)-D-mannopyranose. Khác với các loại keo ưa nước khác, dung dịch Xanthan gum có độ nhớt rất bền trong một giới hạn nhiệt độ và pH rộng. Bên cạnh đó, dung dịch này có khả năng chống lại một số tác dụng phân cắt của enzym. Một đặc điểm nữa của Xanthan gum là khi phối hợp với các loại gum khác ở nồng độ nhỏ nó có thể gia tăng khả năng tạo độ nhớt (từ 0,05% đến 1%). Hình 1.38 Phân tử Xanthan gum Hình 1.39 So sánh đặc tính chảy nhớt của dung dịch xanthan gum với các dung dịch keo ưa nước khác Các keo ưa nước có nguồn gốc từ cellulose Giới thiệu chung: Cellulose là hợp chất hữu cơ rất phổ biến trong tự nhiên và là thành phần chính của hầu hết tế bào thực vật. Nó là nguồn nguyên liệu đầu tiên được sử dụng để tạo ra những sản phẩm biến tính ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và các ngành khác. Cellulosic là tên gọi chung của các keo ưa nước có nguồn gốc từ cellulose bao gồm: Methyl cellulose (MC) E461, Hydroxypropyl cellulose (HPC) E463, Hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) E464, Methyl ethyl cellulose (MEC) E465 và Sodium Carboxymethyl cellulose (CMC) E466. Thuật ngữ cellulosic dùng để chỉ các dẫn xuất bằng phương pháp hóa học. Để điều chế ra chúng, người ta hòa tan bột cellulose vào dung dịch kiềm, tạo nên hỗn hợp cellulose-kiềm và sau đó chúng được xử lý với các chất phản ứng thích hợp (chất thế) dưới điều kiện nghiêm ngặt. Sự thay thế xảy ra tại nhóm hydroxyl. Sau đây là các chất thế kèm vói các cellulose tương ứng: Methyl cellulose – chloromethane; Hydroxypropyl cellulose – propylene oxide; Methyl hydroxypropyl cellulose – hỗn hợp thế ở trên; Methylethyl cellulose – chloromethane và chloroethane trộn với hỗn hợp thế ở trên; Carboxymethyl cellulose – monochloracetic acid. Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất của các dẫn xuất từ cellulose: Bản chất của các nhóm thế. Mức độ polymer hoá hoặc chiều dài của phân tử cellulose. Mức độ thay thế của mạch phân tử cellulose. Bên cạnh đó, kích thước của các hạt phân tử cũng rất khác nhau, điều này ảnh hưởng đến khả năng hydrate hoá của chúng. Chẳng hạn, những phân tử có cấu trúc dạng hạt thì ít có xu hướng kết tụ nhưng khả năng hoà tan kém. Những phân tử dạng bột mịn thì có khả năng hydrate hoá nhanh nhưng khả năng phân tán không đều đòi hỏi phải có kỹ thuật khuấy và phối trộn tốt. Mức độ polymer hoá (DP) là một thước đo chiều dài mạch của phân tử cellulose. Nếu tăng DP thì độ nhớt của phân tử cellulose sẽ tăng lên khi hoà tan trong dung dịch. Tuy nhiên, không thể so sánh độ nhớt của hai dẫn xuất cellulose dựa trên độ dài mạch. Nhìn chung, các dẫn xuất của cellulose khi hoà tan sẽ tạo thành dung dịch không màu, không mùi và trong suốt. Một điều cần lưu ý là các cellulosic ở dạng bột có khả năng hút ẩm cao nên phải được bảo quản ở điều kiện thích hợp. Carboxymethylcellulose (CMC): CMC là dẫn xuất của cellulose với acid chloroacetic. Cellulose là một polymer tạo nên từ các đơn phân là phân tử đường-D-glucose bởi các liên kết-1,4-glucoside. Tính chất của CMC tuỳ thuộc vào mức độ thay thế DS, thông thường từ 0,3 đến 0,9 và mức độ polymer hoá DP từ 200 đến 2000. Hình 1.40 Đơn vị cấu trúc lý tưởng của Gum là dẫn xuất của cellulose, ở đây DS=1.0 Thông thường, CMC có thể tan trong cả nước nóng cũng như nước lạnh tạo nên một dung dịch trong suốt, không màu và không có mùi rõ rệt. Cũng như các dẫn xuất cellulose khác, độ nhớt của dung dịch CMC cũng phụ thuộc vào chỉ số DP. Tuy nhiên, nó có thể tạo nên trong dung dịch 1% độ nhớt cao đến 5000 mPas trong khoảng nhiệt độ rộng. Như đã biết, tính chất của CMC cũng như các loại cellulosics khác đều phụ thuộc vào mức độ thay thế và polymer hoá. CMC có mức độ thay thế thấp (DS0,4) lại tan được trong nước. Vì CMC tồn tại ở dạng ion trong dung dịch nên độ hoà tan và độ nhớt của CMC phụ thuộc rất nhiều vào pH. Tương tác với protein: vì CMC là một ion polymer nên có thể hình thành phức chất với protein hòa tan (như casein và soy protein) hoặc xung quanh điểm đẳng điện của protein. Mặc dù, hiệu ứng trên của hệ phụ thuộc vào pH, nó còn phụ thuộc vào thành phần và nồng độ của protein, nồng độ và kiểu của CMC. Tại pH dưới 3 hoặc cao hơn 6, CMC có thể phản ứng ở nhiệt độ lạnh với protein trong sữa tạo thành phức chất và nó có thể bị loại bỏ như là một chất kết tủa. Ở giới hạn pH trong khoảng 35, một phức chất ổn định được hình thành. Hỗn hợp chứa CMC và casein khá nhạy cảm. Phức chất bền nhiệt và độ nhớt giảm khi được đun nóng. Hình 1.41 Hiệu ứng tạo độ nhớt của phức chất CMC-casein tại các pH khác nhau CHƯƠNG 2 SỰ HÌNH THÀNH HỆ NHŨ TƯƠNG THỰC PHẨM Sự hình thành hệ nhũ tương: Có thể bao gồm một bước độc lập hoặc một số bước liên tiếp nhau phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu và phương pháp tạo ra chúng. Trước khi chuyển pha dầu và pha nước để tạo thành nhũ tương thì cần đưa các thành phần khác vào theo từng bước để chúng có khả năng hòa tan tốt nhất. Các chất hòa tan trong dầu như: vitamin tan trong dầu, màu, chất chống oxi hóa, chất hoạt động bề mặt… được trộn chung với dầu. Các chất hòa tan được trong nước như: protein, polysaccharides, đường, vitamin tan trong nước, màu, chất chống oxi hóa, chất hoạt động bề mặt… được trộn với nước. Có thể trong một số trường hợp một số chất ở dạng bột khô được trộn trực tiếp vào hỗn hợp dầu – nước và các chất này khi được cho vào sẽ không ảnh hưởng đến khả năng phân tán của các thành phần khác trong suốt thời gian đồng hóa. Khuấy trộn là cần thiết để tránh các chất bị vón cục và dính vào thành thiết bị. Cường độ và thời gian trộn phụ thuộc vào thời gian cần thiết xảy ra quá trình sovat hóa đồng đều các thành phần. Sự sovat hóa giúp tạo nên một số chức năng quan trọng đối với một số thành phần trong hệ. Chẳng hạn tăng cường thuộc tính nhũ hóa của một số protein sau khi chúng được hydrat hóa trong nước vài phút hoặc vài giờ trước khi đồng hóa (Kinsella and Whitehead, 1989). Một số thành phần chức năng cần xử lý nhiệt giúp cho chúng thay đổi hình dạng thuận lợi cho việc phân tán và sau đó sẽ được hòa tan vào hỗn hợp. Cần chú ý một số thành phần có thể mẫn cảm với nhiệt độ chẳng hạn như protein bị biến tính và sự oxi hóa một số lipit ở nhiệt độ cao. Một số yêu cầu trên là giúp tạo thành một hỗn hợp lý tưởng để giúp quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao và tạo thành một hệ nhũ tương tốt. Các hiện tượng khử bền của hệ nhũ tương: Có ba hiện tượng khử bền chủ yếu sau: a) sự nổi lên hoặc sự lắng xuống của các giọt phân tán. Ta biết, dưới ảnh hưởng của trọng lực, vật sẽ rơi với tốc độ tăng dần cho đến khi lực ma sát cản F (do môi trường xảy ra sự rơi) F = 6rv Trở nên cân bằng với lực hấp dẫn F: F = . Bắt đầu từ thời điểm đó sự rơi sẽ diễn ra với tốc độ không đổi v: v = r, trong đó v là tốc độ rơi xuống hay dân lên của giọt phân tán, r là bán kính của giọt phân tán, là trọng lượng riêng của pha phân tán, là trọng lượng riêng của pha liên tục, là hệ số nhớt của pha liên tục, g là gia tốc trọng trường. Sự lắng xuống càng chậm khi kích thước của giọt càng nhỏ, hiệu số trọng lượng riêng giữa hai pha càng bé và độ nhớt pha phân tán càng cao. Với các nhũ tương dầu/nước có cao ( là phần trăm thể tích của pha phân tán) thì sự chảy của pha phân tán giữa các giọt phân tán thường xảy ra hơn cả; b) Sự kết tụ do sự giảm đột ngột xuất hiện giữa các diện tích nên kéo theo làm giảm các lực đẩy tĩnh điện giữa các giọt phân ta