Tiểu luận Phụ gia tạo vị

Phụ gia tạo vị. Giới thiệu. Chất phụ gia thực phẩm là những chất ,hợp chất hoá học được đưa vào trong quá trình đóng gói ,chế biến ,bảo quản thực phẩm ,làm tăng chất lượng thực phẩm hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm thực phẩm mất an toàn . Từ rất lâu ,các chất hoá học được đưa vào thực phẩm làm thay đổi chức năng ban đầu của chúng . Kĩ thuật sử dụng các chất phụ gia thực phẩm ngày càng được hoàn thiện và ngày càng đa dạng hoá .Hiện nay có đến 2500 chất phụ gia khác nhau được đưa vào thực phẩm . Các chất tạo vị thường dùng Chất tạo vị ngọt Chất tạo vị chua Chất tạo vị mặn Chất tạo vị cay Chất tạo vị ngọt Là một loại chất tạo vị quan trọng trong chế biến thực phẩm , lượng chất ngọt ngày càng được sản xuất nhiều trong những năm gần đây Phần 1 : Đường I. Giới thiệu chung Đường saccharose là loại chất tạo vị ngọt phổ biến được sử dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm Ngoài đường saccharose hiện nay còn khai thác nhiều loại chất ngọt tự nhiên và một số chất ngọt ø nhân tạo khác Bảng 1 :Bảng một số chất ngọt hiện đang sử dụng : Chất ngọt dinh dưỡng Chất ngọt không dinh dưỡng Glucose Fructose Invert sugar Saccharose Polyols Biro glucose thuỷ phân Lactitol Maltitol Sorbitol xylitol Saccharin Cyclamate Aspartame Acesulfamek Thaumatin Stevioside Dihydrochalcome Monellin Miraculin Sucralose - Các chất tạo vị ngọt khác nhau có độ ngọt khác nhau .Lấy độ ngọt của đường saccharose làm tiêu chuẩn so sánh độ ngọt của các chất tạo vị ngọt sau Bảng 2: Bảng so sánh đôä ngọt các chất tạo vị ngọt: Các chất tạo vị ngọt Độ ngọt Saccharose Galactitol D_Fructose Invertsugar D_Manitol D_Sorbitol Xylitol Saccharin Cyclamate Acesulamek Thaumatin Monelin Stevioside Aspartame 100 41 114 95 69 51 102 30000 3000 15000_20000 20000_30000 30000 10000_30000 16000 Dựa vào giá trị dinh dưỡng người ta phân thành các chất tạo vị ngọt dinh dưỡng và các chất tạo vị ngọt không dinh dưỡng II. Chất taọ vị ngọt không có giá trị dinh dưỡng Thường là các chất có độ ngọt cao:gấp hàng chục lần,hàng trăm lần so với độ ngọt đường sacchrose 1.Saccharin Saccharin là chất tạo vị ngọt nhân tạo đươc tổng hợp lần đầu tiên ỏ Mỹ 1879 do 2 nhà bác học Remsen và Fahlberg , nhưng đến năm 1900 mới được đưa vào công nghệ chế biến thực phẩm như một chất phụ gia Saccharin là chất chung để chỉ saccharin ,saccharin natri,saccharin canxi Công thức phân tử : C7H5NO3S CTCT : O SO2 - Tính chất vật lý Là tinh thể màu trắng Chịu được cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp Tan hoàn toàn trong nước và ethanol Saccharin được sản xuất theo 2 phương pháp Toluenvà acid chlorosulfomic Anthranilate Sử dụng :saccharin hoàn toàn không tạo năng lượng nên chúng được sử dụng làm thuốc và những thực phẩm đặc biệt dành cho người ăn kiêng và người mắc bệnh đái tháo đường .ngoài ra chúng còn dùng trong nước uống và mĩ phẩm (Mỹ và 1 số nước châu âu) Liều lượng sử dụng :ở Mỹ quy định liều lượng là7,1mg/một ngày /một người Ơû Phần lan quy định 15mg/1ngày/1người Theo quy định FAO/WHO ,liều lượng sử dụng cho phép la2,5mg/kg thể trọng Cyclamate Cyclamate natri được tổng hợp lần đầu tiên 1937 ,tới năm 1950 được đưa vào sản xuất công nghệ ở Mỹ Cyclamate là tên chung của axit cyclamic ,cyclamate natri,cyclamate canxi CTPT: C12H24CaN2O6S2 . 2H2O CTCT : NH – SO3 – Na Cyclamate được tổng hợp từ cyclohexylamine bằng cách sulfonat hoácác chất khác nhau như :axit chlorosulfonic, axit sulfamic sau đó được trung hoà bởi hyđroxit Tính chất vật lí Bền ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao Dễ tan trong nước Sử dụng :cyclamate được sử dụng như chất tạo ngọt không chứa năng lượng trong nhiều loại thực phẩm khác nhau như nước uống ,kẹo … Cyclamate sẽ cải tạo độ ngọt tốt hơn khi kết hợp với saccharin theo tỉ lệ 10:1 Liều lượng sử dụng Năm 1985,người ta kiểm tra liều lượng và thấy rằng cyclamate gay ung thư khối u,nhưng cyclamate không bị cấm hoàn toan ở Mỹ Liều lượng sử dụngcho phép ở Mỹ là 1500mg/1người Theo FAO/WHO, liều lượng cho phép là 250mg/kgthể trọng Acesulfame K Acesulfame k được sản xuất năm 1967 và mới được đưa vào sử dụng trong thực phẩm những năm gần đây - CTPT : C4H4NO4KS Khối lượng phân tử :201,2 Tính chất vật lý: Tinh bột màu trắng sử dụng :acesulfameK được sử dụng trong nước giải khát,thuốc đánh răng ,hiên nay được ứng dụng nhiều trong thực phẩm Liều lượng sử dụng: Liều lượng cho phép của WHO là 0,9mg/kg thể trọng 4. Thaumatin Thaumatin là prôtêin có khối lượng phân tử lớn 22000.Đây là prôtêin có nay đủ axitamin Thaumatin khi bi mất cầu nối disulfua sẽ gay ra hiện tượng mất vị ngọt Thaumatin phần lớn được tách ra từ một loại cây ở châu Phi có tên khoa học là Thaumatococcus danielli, chỉ có một lượng nhỏ được sản xuất theo phương pháp công nghiệp Tính chất vật lí :Dễ bị thuỷ phân bởi nhiệt Sử dụng : vì thaumatin có mùi thơm nên được ứng dụng trong sản xuất kẹo ,sản phẩm sữa,thực phẩm cho gia súcvà thú nuôi trong nhà Liều lượng sử dụng:WHO cho phép sử dụng là trên 100mg/ngày Aspartame: - Công Thức Cấu Tạo : COOCH3 CH2 – CH – NH – CO – CH – NH2 CH2COOH Khối lượng phân tử :294 Tính chất vật lý Kết tinh màu trắng,tan nhiều trong nước 60mg/l Trong môi trường kiềm ,Aspartame chuyển hoá thành dicetopiperazine khi đó bị mất độ ngọt Liều lượng sử dụng :theo ADI thi liều lượng cho phép aspartame là 40mg/kg thể trọng Sử dụng :thường dùng trong thực phẩm giảm béo III. Những chất ngọt dinh dưỡng 1. fructose Fructose 1960 mới được sử dụng trong thực phẩm Thường có độ ngọt tương đương hoặc thấp hơn so với độ ngọt của saccharose Có nhiều trong quả chín ngọt mật ong CTCT : CH2OH C = O HO – C – H H – C – OH H – C – OH CH2OH Tính chất vật lí : Là chất kết tinh Tan tốt trong nước sẽ ngọt hơn khi tan trong nước lạnh Fructose kết tinh được sản xuất từ saccharose bằng cách chuyển hoá chúng hoặc từ glucose bằng enzim isômeril hoá Sử dụng : vì Fructose kém hấp thu hơn so với glucose hay sucrose và không gay ra hiện tượng kích thích insulin nên được dùng nhiều trong thực phẩm cho người đái tháo đường 2. Xylitol 1978 :xylitol được sản xuất bằng phương pháp vi sinh vật CTPT: C5H12O5 CTCT: CH2OH H – C – OH OH – C – H H – C – OH CH2OH Tính chất vật lý : Dạng bột kết tinh màu trắng Oån định trong môi trường axut và bazo Sử dụng :xylitol co mùi ,độ nhớt,thích hợp cho sản xuất bánh kẹo Xylitol được hấp thụ rất chậm qua thành ruột ,phần lớn chúng bị vi sinh vật phân huỷ xylitol không gây độc cho thực phẩm 3. Sorbitol Có nhiều trong quả chín,nhiều rau quả .Ngoài ra sorbitol được tổng hợp từ glucose va dextrose CTCT : CH2OH H – C – OH HO – C – H H – C – OH H – C – OH CH2OH ( D – Sorbitol ) Tính chất vật lí : Kết tinh dạng bột mịn Hoà tan trong nước Hút ẩm mạnh và giữ hương Sử dụng: Dùng nhiều trong thực phẩm và trong bữa ăn hàng ngày (thêm vào rượu,giấm ăn,thức uống thịt cá nướng có tác dụng giữ hương tạo ngọt) Được sử dụng như chất ngọt nghèo năng lượng Sorbitol là loại đường hấp thụ rất chậm qua thành ruột non được sử dung trong thực phẩm cho người ä mace bệnh đái tháo đường Mani tol Là 1 hexitol Có tính chất gần giống với sorbitol nhưng độ hoà tan kém hơn Manitol được ứng dung nhiều trong bánh kẹo ,kẹo cao su,kem 5. Lactitol Lactitol là alcohol disaccharide(1,4salactosyl_glucitol),khối lượng phân tử 344 Được phát hiện năm 1912 bằng cách halogen hoá Lactose hay Lactulose Lactitol do có độ ngọt thấp nên ít được sử dung như một chất ngọt Phần2: Mì chính (natri glutamate) - Công thức phân tử :HOOC-CH2-CH2-CH-COONa.H2O NH2 Khối lượng phân tử:187,13. Tính chất vật lí : - Tinh thể màu trắng, vị mặn , hơi ngọt . -Tan nhiều trong nước (136 g/ 100g nước ở 200C) Tính chất kĩ thuật : -Lượng acid glutamic chứa trong rau quả và các sản phẩm khác giảm dần trong quá trình bảo quản ,nếu thêm vào một ít natri glutamate sẽ tăng cường được vị riêng của sản phẩm mà không làm thay đổi sản phẩm và không thêm vị lạ . -Vị của natri glutamate có thể cảm nhận thấy khi độ pha loãng của nó trong nước là 1/3000. -Khi sản phẩm có độ acid thấp pH=5-6 thì vị của natri glutamate nhận thấy rõ rệt nhất -Trong môi trường acid cao pH=4 và thấp hơn , vị của nó mất đi .Vì vậy không nên sử dụng trong các sản phẩm quả . Sản xuất : Có 2 phương pháp -Từ nguyên liệu có chứa prôtêin như phế liệu trong sản xuất tinh bột, đậu nành ,phế liệu trong sản xuất củ cải đường …Người ta đem chế biến bằng acid clohydric hay acid sunfuric . Khi đó protein bi thủy phân thành nhiều loại acid amin khác nhau, trong đó có acid glutamic. Lọc bỏ cặn , sau đó tách acid glutamic ra khỏi hỗn hợp nhiều acid amin , rồi trung hòa bằng NaOH, cuối cùng cô đặc , kết tinh , làm sạch. -Phương pháp lên men : +Nguyên liệu: Bột đường làm nguồn carbon . Các loại phân đạm làm nguồn nito . +Vi sinh vật dùng trong phương pháp lên men là vi khuẩn M icrococus glutamicus. *Năm 1962 ,Nhật Bản và Mĩ bắt đầu sản xuất 5’-Inosine monophosphate và 5’-guanosine monophosphate (là các nucleotide).Những nucleotide này có tác dụng tương tự natri glutamate .Ngoài ra, khi cho vào thực phẩm còn làm tăng tính cảm quan cho thực phẩm như tạo độ sánh . C. Chất tạo vị chua Giới thiệu chung : Các chất tạo vị chua phổ biến trong phụ gia thực phẩm là :axit fumaric, axit malic, acid lactic, acid citric ,acid adipic, acid acetic, acid succinic, gluconic,natri glucomate… Các acid có độ chua khác nhau .Lấy độ chua acid citric ngậm 1 phân tử nước làm chuẩn ta có bảng so sánh độ chua các chất tạo vị chua Bảng 3: Bảng so sánh độ chua các chất tạo vị chua : Các chất tạo vị chua Độ chua Acid citric (kết tinh) Acid citric khan Acid tartaric Acid lactic (50%) Acid fumaric 100 110 130 60 165 - Các acid tan khá tốt trong nước axit citric khan có độ hoà tan cao nhất ,tiếp là acid tartaric Bảng 4:Độ hoà tan các chất tạo vị chua trong 100g nước ở 25o Các loại chất tạo vị chua Độ hoà tan(g/100gH2O) Acid citric khan Acid tartaric Acid malic Acid adipic 181 147 62 0,5 - Tính hút ẩm - Mỗi loại chất tạo vị chua đều có tính hút ẩm riêng Bảng 5: tính hút ẩm các chất tạo vị chua : Các chất tạo vị chua Tính hút nước Axit citric Axit tartaric Axit fumaric Axit malic Axit adipic Hút nước ở độ thích hợp Không có tính hút nước Không có tính hút nước Không có tính hút nước Hút nước ở độ thấp II. Một số chất tạo vị chua thường gặp : 1. Acid lactic : CTCT: CH3-CHOH-COOH Tính chất vật lý: Nhiệt độ nóng chảy 25_26o C ,với hợp chất raxemic thì nhiệt độ nóng chảy là 18o C Có PK =3,86 Tan tốt trong nước ,alcol,glycerin,ete,không tan trong chloroform,ete dầu hoả… Điều chế : Ban dầu acid D,L_Lactic được tách ra từ sữa chua Acid D(+) _Lactic được sản sinh trong cơ thể động vật Acid L(-) Lactic được tạo thành khi lên men glucid Phương pháp chung điều chế acid lactic là phương pháp hơi men glucid (glucose, saccarose, lactose) nhờ vi khuẩn Bacillus latis acidi Phương trình phản ứng lên men: HOCH2 – (CHOH)4 – CH = O ® 2CH3 – CHOH – COOH Glucose Acid lactic Ứng dụng: Bảo quản rau và hoa quả Làm dưa chua 2. Acid Malic: CTCT: HOOC – CHOH – CH2 – COOH Tính chất vật lý: + PK1 = 3,4; PK2 = 5,05 Nóng chảy ở100o C, hỗn hợp raxemic nóng chảy ở 128oC Tan tốt trong H2O, alcol, kém trong ete Acid Malic có trong quả (táo xanh, thanh lương trà, mâm xôi...), trong rượu vang. Điều chế: + Hydrate hoá acid fumaric hay acid maleic: HOOC – CH = CH – COOH + H2O HOOC – CHOH – CH2 – COOH + Khử acid tactric, thuỷ phân acid bromosucxinic HOOC – CHBr – CH2 – COOH HOOC – CHOH – CH2 – COOH Ứng dụng: + Chế biến mứt cam, nước quả đường, nước hoa quả (VD: cà chua) + Sản xuất rượu vang, bánh kẹo. 3. Acid Tartaric: CTCT: HOOC – CHOH – CHOH – COOH Tính chất vật lý: + Nhiệt độ nóng chảy 170oC + PK1 = 2,98; PK2 = 4,34 (Hằng số phân ly K1 = 1,3.10-3, K2 = 6,9.10-5) + Tan trong H2O, alcol, ete, axeton + Có trong nước nho ép và nhiều loại cây khác. Điều chế: + Được điều chế bằng cách hydrate hoá acid maleic Ứng dụng: Muối và este của acid tartaric được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm :nước chanh ,rượu vang ,bánh kẹo,bánh mì Ưùng dụng trong chế biến nước uống hoa quả ,tạo chua cho kẹo, kem ,và nhiều thực phẩm khác. 4. Acid citric: - CTCT: HOOC – C(OH) (CH2COOH)2 -Tính chất vật lý: Là acid phổ biến trong thực vật. Acid citric khan nóng chảy ở 135oC. Tinh thể ngậm 1 phân tử H2O nóng chảy ở 100oC Acid citric tan trong H2O (khoảng 133g trong 100ml H2O ở to phòng), tan trong alcol. Có PK1 = 3,09; PK2 = 4,74; PK3 = 5,41 Có nhiều nhất trong quả canh, trong cây ngũ gia bì, trong củ cải đỏ, lựu. - Điều chế: Trong công nghiệp được sản xuất bằng phương pháp lên men. C6H12O6 + 30 ® C6H8O7 + 2H2O Acid citric được tách từ nước chanh ép. -Ưùng dụng: Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (pha nước uống, bánh kẹo, kem, mứt cam, chế biến nước quả đường, chế biến sữa...) Trong công nghiệp hoá chất (sản xuất nhựa ankit, tributyl làm chất dẻo hoá trong sản xuất sơn). Trong công nghiệp nhuộm, luyện kim... 5. Acid Fumaric: CTCT: HOOC – CH = CH – COOH Tính chất: PK1 = 3; PK2 = 4,52 Là acid không no có khả năng chuyển thành acid malic Là sản phẩm trung gian của chu trình Rrebs. -Điều chế: Bằng phương pháp lên men +Acid fumaric điều chế bằng cách anhydrit acid maleic (maleic lấy từ oxi hoá bởi xúc tác buten hoặc benzen) -Ứng dụng: Sử dụng nhiều trong tổng hợp nhựa, sơn Ứng dụng trong sản xuất 1 vài thực phẩm: nước uống hoa quả. Nguyên liệu sản xuất acid fumaric là glucose, fructose đường nghịch đảo, saccharose, mâët rỉ, tinh bột, muối vô cơ có trong môi trường khí phosphat, amon sulfat, pH = 5 -7 6. Acid Adipic: Ứng dụng trong pha chế nước uống hoa quả, tăng độ gel chính xác cho mứt cam và nước quả đường, cải tiến chất lượng mứt trái cây. Điều chế từ phenol hoặc cyclohexane. 7.Acid Gluconic và Gluconic –d – lactone: Gluconic được điều chế từ việc oxi hoá glucose Gluconic ứng dụng là sản phẩm: đường, nước trái cây, bánh kẹo... *d – lactone: là sản phẩm quá trình hoá hơi acid dung dịch gluconic ở 35 – 60oC - Ứng dụng: xúc xích chín và sản phẩm sữa chua. D. Chất tạo vị mặn: - Có một số peptide tạo vị mặn: orithine, taurine... - Ngưỡng nhận cảm của một số peptide tạo vị mặn [mmol/L] (NNC) Peptide NNC Peptide NNC Orn-bAla-HCl Orn-bAbu-HCl 1,25 1,4 Orn-tau-HCl Lys-tau-HCl NaCl 3,68 5,18 3,12 Chất tạo vị mặn phổ biến trong chế biến thực phẩm là: NaCl (muối ăn) rất cần thiết cho cơ thể, với 1 số người mắc bệnh về thận nên tránh hoặc giảm nhẹ khả năng hấp thụ của muối ăn Ngoài ra một số chất khác như: NH4Cl, Natri citrate, Vitamin (cũng là chất tạo vị mặn cho thực phẩm). Chất tạo vị mặn có tác dụng: ¨ Kết hợp sử dụng với các chất tạo vị khác sẽ khiến cho mùi vị hương thơm và màu sắc của thực phẩm ngon hơn, thơm hơn nếu chỉ sử dụng một loạt tạo vị. ¨ Ngăn ngừa trái cây phát sinh tính men tố biến nâu. ¨Có ảnh hưởng tới phụ gia: cá mặn, chất mùi vị mặn trong tương. E. Chất tạo vị cay: Chỉ xuất hiện ở các nước phương Đông, không được sử dụng ở các nước phương Tây. Một số quả như ớt được dùng để tạo cay cho sản phẩm. MỤC LỤC Trang A.Giới thiệu……………………………………………………………………………………………………………..1 B.Chất tạo vị ngọt.. …………………………………………………………………………………………..1 Phần 1:Đường……………………………………………………………………………………………………..1 I. Giới thiệu chung………………………………………………………………………………………….1 II.Chất tạo vị ngọt không có giá trị dinh dưỡng…………………………………3 1. Saccharin……………………………………………………………………………………………3 2.Cyclamate…………………………………………………………………………………………..3. 3.Acesulfame K……………………………………………………………………………………4. 4.Thaumatin…………………………………………………………………………………………..4 5. Aspartame…………………………………………………………………………………………5 III. Những chất ngọt dinh dưỡng……………………………………………………………….5 1. Fructose……………………………………………………………………………………………..5 2.Xylitol………………………………………………………………………………………………….6 3.Sorbitol………………………………………………………………………………………………..6 4.Manitol…………………………………………………………………………………………………7 5. Lactitol……………………………………………………………………………………………….7 Phần 2: Mì chính………………………………………………………………………………………………..7 C. Chất tạo vị chua…………………………………………………………………………………………..8 I. Giới thiệu chung………………………………………………………………………….…………8 II.Một số chất tạo vị chua thường gặp…………………………………………………9 1.Acid Lactic……………………………………………………………………………………….9 2.Acid Malic………………………………………………………………………………… …….9. 3.Acid Tartaric…………………………………………………………………………………10 4.Acid Citric………………………………………………………………………………………10 5.AcidFumaric………………………………………………………………………………….11 6.Acid Adipic…………………………………………………………………………………….11 7.Acid Gluconic -d-Lactone…………………………………………………………12 D. Chất tạo vị mặn …………………………………………………………………………………………..12 E. Chất tạo vị cay………………………………………………………………………………………………..12 Mục lục………………………………………………………………………………………………………………….13 Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………………………………..14 Tài liệu tham khảo 1. Vệ sinh an toàn thực phẩm ,TS . Nguyễn Đức Lượng và TS . Phạm Minh Tâm , NXB Đại học Kĩ Thuật TPHCM 2.. Hoá sinh công nghiệp ,Lê Ngọc Tú (chủ biên) ,NXB Khoa học và Kĩ Thuật TPHCM 3. Food Chemistry , MarceL Dilker , Inc, Newyork . 1996.