Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Chương 1: TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC CHẤT TẠO VỊ NGỌT 1 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 1 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà 1.1 Định nghĩa: [2], [13] Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như là chất thay thế đường. Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng tạo nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà danh mục các chất tạo ngọt được phép sử dụng có thể khác nhau. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những chất tạo ngọt mới với các đặc tính kỹ thuật ưu việt hơn để sử dụng trong sản xuất một số loại thực phẩm chức năng. Phân loại: - Dựa vào giá trị dinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành: + Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng – như chất tạo ngọt có nguồn gốc tinh bột, chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và nước ngọt lấy từ nhựa cây thích. + Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phi carbohydrate). - Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc: + Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như carbohydrate, stevioside, thaumatin, glycyrrhizin. + Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học và không có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame, acesulfame-K, cyclamates, saccharin. Bảng 1.1: Tóm tắt sơ lược về những chất có khả năng tạo ngọt Đường saccharose Chất tạo ngọt cường độ mạnh Polyols Fructose Năng lượng cung cấp 4 Kcal/g Thực tế không cung cấp năng lượng 2,4 Kcal/g 4 kcal/g Độ ngọt tương đối 1 30 - 3000 0,4 – 1,0 1,2 Anh hưởng lên lượng insulin Mạnh Không ảnh hưởng Yếu Yếu Anh hưởng lên hệ thống tiêu hóa Trung lập Không ảnh hưởng Có thể gây nhuận tràng Trung lập Anh hưởng lên răng miệng Có thể gây sâu răng Không ảnh hưởng Không ảnh hưởng Có thể gây sâu răng 2 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 2        !" #$$% &$$% '(!" )*+ '(!" ,% ,-% ,$$% ,.$$% ,#$% ,/$% ,)01+ ,."2"34567 ,8 ,.6 ,#$ ,#$5 ,/$5 ,%"1!%$ ,9:$ ,; ,.%% ,$:$5 ,#% ,#$ ,&$% ,.$$% ,$:$% ,<%=$:% ,<"$$:% ,.$% ,&% Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Hình 1.1: Cây sơ đồ phân loại các chất tạo ngọt Hình 1.2: Tháp nhu cầu thực phẩm 3 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 3 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà 1.2 Tính chất cảm quan của các chất tạo ngọt: >?@?> Độ ngọt: 1.2.1.1 Định nghĩa: [2] Độ ngọt là một trong những tính chất cảm quan, có liên quan đến một mức độ tạo ngọt của sản phẩm, là chỉ tiêu để lượng hóa cường độ ngọt của chất tạo ngọt. Thế nào là độ ngọt tương đối? Độ ngọt tương đối của một chất hóa học thường được so sánh với một chất chuẩn. Saccharose là một chất tạo ngọt chuẩn và theo đó so sánh với những chất tạo ngọt khác. Độ ngọt tương đối của saccharose là 1 hay 100%. Cách duy nhất để đo độ ngọt của một chất là nếm nó. Khi một chất được đặt lên lưỡi, những gai vị giác của lưỡi sẽ giải mã sự sắp xếp hóa học của chất đó và đưa ra những tín hiệu về vị và chuyển nó lên não. Làm thế nào để lượng hóa độ ngọt tương đối của một chất S? Để lượng hóa độ ngọt tương đối của một chất S, cần giả sử là chất S và saccharose có vị ngọt tương đương nhau. Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trị tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch chất khảo sát S và nồng độ dung dịch saccharose, với điều kiện là hai dung dịch này được xem là có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan. Đơn vị đo khối lượng thường dùng là phần trăm khối lượng (w/w) hoặc mol/l. 1.2.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến độ ngọt: [9], [11], [16], [21], [25] Độ ngọt của chất tạo ngọt phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ và những thành phần hóa học khác như những chất tạo ngọt khác hay những mùi vị khác. Trong một vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vị: nước quả xanh cho cảm giác ít ngọt hơn nước quả đỏ mặc dù chúng chứa cùng một lượng chất tạo ngọt như nhau. - Độ ngọt phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau đến độ ngọt của các dung dịch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dịch. Độ ngọt của fructose thì phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hình 1.3 cho thấy ở nhiệt độ thấp fructose ngọt hơn saccharose, nhưng ngược lại độ ngọt lại giảm khi nhiệt độ tăng. Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đối của fructose (Source: Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993) 4 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 4 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Hình 1.4: So sánh độ ngọt giữa xylitol và đường mía ở các nhiệt độ khác nhau Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt: Mỗi chất tạo ngọt được pha ở nồng độ 2,5%; 5%; 7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với nhiệt độ hot (50 o C) hoặc cold (6 o C). Và thu được kết quả như sau: Nhìn chung những chất tạo ngọt có cường độ tạo ngọt mạnh thì hầu như tăng độ ngọt thường xuyên bởi nhiệt độ thấp hay cao. Sự tăng nhiệt độ của dung dịch các chất tạo ngọt từ 22 o C đến 50 o C làm tăng độ ngọt của những chất tạo ngọt mạnh như aspartame, Neo-DHC, rebaudioside-A, và stevioside, đặc biệt là ở nồng độ thấp. Những chất tạo ngọt như saccharose và sorbitol thì có tăng nhẹ độ ngọt khi nhiệt độ tăng với dung dịch có nồng độ thấp nhất. Sự giảm độ ngọt do tăng nhiệt độ xảy ra đối với những chất tạo ngọt (đường và polyhydric alcohols) bao gồm fructose, mannitol, và saccharose. Sự phát hiện này phù hợp với Paulus và Reisch khi cho rằng ngưỡng cảm nhận đường saccharose tăng ở nhiệt độ cao hơn. Ơ nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6 o C) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận ngọt của các chất tạo ngọt được thí nghiệm. Ơ một vài nồng độ của các chất tạo ngọt có cường độ ngọt cao, khối lượng phân tử lớn (như Neo-DHC, rebaudioside-A, stevioside, và thaumatin) thì tăng đáng kể ở nhiệt độ thấp. Sự giảm cường độ cảm nhận ngọt ở nhiệt độ thấp được tìm thấy ở một vài chất tạo ngọt như fructose, glucose, mannitol, và saccharose. Acesulfame-K, sodium saccharin và sodium cyclamate không có những thay đổi quan trọng về độ ngọt ở bất cứ nồng độ nào trong khoảng nhiệt độ từ 6 o C – 50 o C. 5 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 5 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Hình 1.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt 6 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 6 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà - Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt tăng nhưng không tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi không cảm nhận được nữa. Hình 1.6: Cường độ ngọt (I) của D-glucose, D-fructose và saccharose phụ thuộc vào nồng độ ở những nhiệt độ khác nhau 15, 22 và 35 o C Hình 1.7: Cường độ ngọt phụ thuộc nồng độ (D-glucose, D-fructose, saccharose) trong dung dịch có và không có ethanol Hình 1.8: Độ ngọt tương đối của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose) 7 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 7 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Hình 1.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất tạo ngọt Cyclamate Natri Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ - Sự phối trộn hỗn hợp đường: Hỗn hợp những sản phẩm HIS (High Intensity sweeteners) khác nhau thường gây tác dụng tổng hợp là do độ ngọt tổng hợp cao hơn khi sử dụng riêng rẽ các chất tạo ngọt. Hình 1.11 cho thấy ảnh hưởng của hỗn hợp aspartame và acesulfame-K ở 20 o C. Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon Lipinsky 1991) 8 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 8 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Ngoài ra ta còn có hỗn hợp giữa saccharose và các chất tạo ngọt khác. Sự phối trộn này theo những tỷ lệ khác nhau sẽ cho ra hỗn hợp có độ ngọt như mong muốn. Bảng 1.2: Độ ngọt tương đối của hỗn hợp các chất tạo ngọt với saccharose Chất tạo ngọt Độ ngọt tương đối (25 o C) Saccharose 1,0 Đường nghịch đảo 0,8 Saccharose:Đường nghịch đảo (30:70) 0,9 Glucose 0,5 – 0,6 Fructose 0,9 – 1,2 Saccharose:Fructose (90:10) 1,0 Saccharose:Fructose (80:20) 1,1 – 1,2 Saccharose:Fructose (50:50) 1,1 – 1,2 Những hỗn hợp khác cũng có thể cho tương tác có lợi. Bảng 1.3 cho thấy điều đó Bảng 1.3: Khả năng cho tương tác có lợi của hỗn hợp HIS Hỗn hợp chất tạo ngọt Tương tác có lợi Aspartame + Acesulfame-K Có Aspartame + Saccharin Có Saccharin + Cyclamate Có Acesulfame-K + Saccharin Không Sucralose + Aspartame Không Sucralose + Acesulfame-K Có Sucralose + Saccharin Có - pH: Độ ngọt thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 3 đến 7. Tuy nhiên độ chua lại tăng khi pH giảm. Khi nồng độ Na + , Ca 2+ , K + ở 5mM không ảnh hưởng đến độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào. Tuy nhiên khi thêm KCl thì có sự tăng nhẹ vị đắng đối với 4 chất tạo ngọt là acesulfame-K, aspartame, fructose, và sucralose. Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến độ ngọt của các chất tạo ngọt: mỗi chất tạo ngọt ở một trong 4 nồng độ 2,5%; 5%; 7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với 5 pH là 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 7,0. Thí nghiệm diễn ra ở nhiệt độ phòng là 22 o C. Và kết quả thu được là: 9 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 9 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà 10 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 10 [...]... và Claude Nofre năm 1991 Thuyết này bao gồm 8 vị trí tương tác giữa chất tạo ngọt với cơ quan cảm nhận độ ngọt mặc dù không phải tất cả các chất tạo ngọt đều tương tác với cả 8 vị trí Thuyết này giúp giải thích và tìm ra những chất tạo ngọt có khả năng tạo ngọt mạnh như chất tạo ngọt guanidine hay lugduname có độ ngọt gấp 225000 lần saccharose 1.2.3 Hậu vị: [2] 15 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459... Hình 1.16: Độ ngọt tương đối của các chất tạo ngọt Để dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau: Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đối của một số chất tạo vị ngọt được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo( Moll, 1991) Chất tạo vị ngọt Monosaccharide Glucose Fructose Disaccharide Saccharose Maltose Lactose Polyols Xylitol Sorbitol Mannitol Lactitol Isomalt Độ ngọt tương đối 0,69 1,20 1,00 0,30... phủ trên bề mặt kẹo, làm bánh trứng đường, kẹo mềm fondant, kẹo mềm fudge và kẹo dẻo Không màu, rắn chắc khi làm nguội, không thay đổi mùi vị Dùng trong kẹo mềm caramel Không màu, rắn chắc khi làm nguội, không thay đổi mùi vị Dùng trong kẹo hơi cứng (semi-hard candy Không màu, cứng khi làm nguội, không thay đổi mùi vị Dùng trong kẹo butterscotch và kẹo cứng Có màu nhạt, khi làm nguội thì tạo mãnh vỡ giống... nhiều nhóm hydroxyl và các nguyên tử Clo thì cho vị ngọt, và trong số hàng loạt các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có khối lượng phân tử nhỏ hơn thường cho vị ngọt hơn những chất có khối lượng phân tử lớn Thuyết các chất tạo ngọt phải có cấu trúc glucophore hoặc auxogluc: Năm 1919, Oertly và Myers đã đề xuất một thuyết tỷ mỉ hơn dựa trên thuyết đang hiện hành về màu sắc của thuốc... 1.4.2.5 Vai trò của phản ứng Caramel trong sản xuất bánh kẹo: Caramel là một trong những loại phản ứng hóa nâu quan trọng trong thực phẩm bên cạnh những phản ứng như Maillard và sự hóa nâu của enzyme Phản ứng Caramel gây ra những biến đổi quan trọng trong thực phẩm không chỉ về màu sắc mà còn về mùi vị Trong suốt phản ứng Caramel có tạo ra một vài hợp chất mùi cũng như các sản phẩm caramel trùng hợp Caramel... tinh trong dung dịch đậm đặc ở nhiệt độ 93,5 oC 2.1.1.2.2.3 Đặc điểm: Về dinh dưỡng: lactose là loại đường quan trọng và thúc đẩy sự tiêu hóa canxi và phospho ở những con thú con và được xem là nguồn đường trong tế bào não Độ ngọt: Nó không ngọt và khi trong dung dịch, nó bằng 1/6 độ ngọt saccharose, và chính vì thế nó được đề xuất là chất thay thế đường trong một vài loại bánh kẹo để làm giảm bớt độ ngọt. .. thành phần nguyên liệu nhằm tạo ra được dung dịch syrup có tính chất phù hợp 18 SVTH: Trần Thị Thúy Liễu MSSV: 60301459 18 Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà Ngoại trừ những loại kẹo cần có chứa những tinh thể đường thì sự xuất hiện tinh thể đường trong sản xuất bánh kẹo là một hiện tượng không mong muốn vì nó sẽ làm giảm giá trị cảm quan của bánh kẹo Trong số các loại đường, lactose... quan sát đó thuyết này đã cho là để tạo ngọt thì các hợp chất hóa học phải tạo được liên kết thứ 3 (được gán là X) mà có thể tương tác với những chỗ kỵ nước trên cơ quan cảm nhận vị ngọt Các hợp chất tạo ngọt có chứa các đơn vị AH-B ở đó A và B đều là những nguyên tử mang điện tích âm và cách nhau khoảng 2,4 – 4 Vị trí liên kết kỵ nước thứ 3 (X) làm tăng thêm độ ngọt Hình 1.20: Mô hình thuyết AH-B-X... trạng thái kết tinh đến sản xuất bánh kẹo: Một trong những ảnh hưởng chính liên quan đến sự thay đổi trạng thái trong quá trình sản xuất kẹo là sự kết tinh các chất trong dung dịch syrup bão hòa Khi dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa và quá bão hòa thì xảy ra hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang rắn Nếu quá trình hóa rắn nhanh, các phân tử chưa kịp sắp xếp lại với nhau theo các quy luật thì sẽ có dạng... đưa ra thuyết cảm nhận vị ngọt AH-B Một cách đơn giản họ cho là để tạo vị ngọt thì chất đó phải cho cấu trúc cho nhận proton, một chất cho có liên kết hidro (AH) và một chất nhận (B) chúng cách nhau 3 Theo thuyết này thì AH-B của chất tạo vị ngọt phải liên kết với AH-B tương ứng của cơ quan cảm nhân vị ngọt của lưỡi để tạo ra cảm giác ngọt Hình 1.18: Mô hình thuyết AH-B (hệ thống cho nhận proton) 14 . chất tạo ngọt với cơ quan cảm nhận độ ngọt mặc dù không phải tất cả các chất tạo ngọt đều tương tác với cả 8 vị trí. Thuyết này giúp giải thích và tìm ra những chất tạo ngọt có khả năng tạo ngọt. cây thích. + Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phi carbohydrate). - Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc: + Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự. Độ ngọt tương đối của các chất tạo ngọt Để dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau: Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đối của một số chất tạo vị ngọt được sử dụng trong sản xuất