Bài giảng Phụ gia thực phẩm - Chương 4: Chất phụ gia tăng cường cấu trúc Emulsifiers - Huỳnh Tiến Đạt

CHƯƠNG 4: CHẤT PHỤ GIA TĂNG CƯỜNG CẤU TRÚC EMULSIFIERS Huyền phù:  Các thể hỗn hợp không đồng nhất  Chứa các hạt (particles) có kích thước lớn e.g. máu nhiều loại thực phẩm và thuốc dung dịch (Shake well before using) Các loại dung dịch (Classes of solutions) Dung dịch thật sự Dịch huyền phù (Suspensions) Dịch keo (Colloidal Solutions) Các thể keo (colloids)  Là hỗn hợp của một dung môi và các hạt phân tán. Các hạt phân tán có kích thước nhỏ, không nhìn thấy được nhưng lớn hơn phân tử. Do có kích thước nhỏ nên không bị tách và lắng như huyền phù. Một số loại thể keo: foam (liquid + gas, e.g. whipped cream), emulsion (liquid + liquid, e.g. milk), solid foam (solid + gas, e.g. marshmallow), solid emulsion (solid + liquid, e.g. butter), Types of Colloids Dispersed Phase Continuous Phase Name Gas Liquid Foam Gas Solid Foam Liquid Gas Aerosol Liquid Liquid Emulsion Liquid Solid Gel Solid Gas Aerosol Solid Liquid Sol Solid Solid Solid sol TRẠNG THÁI VẬT LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU TRONG HỆ CẤU TRÚC THỰC PHẨM Các thể phân tán thực phẩm (Food Dispersions) 1. Dung dịch thật sự 2. Thể phân tán keo (Colloidal dispersion) 3. Nhũ tương (Emulsion) 4. Bọt (Foam) 5. Gel Thể phân tán (Dispersions) 1. Pha liên tục 2. Pha phân tán May be solid, liquid, or gas. Huyền phù và thể keo Huyền phù và thể keo không phải là dung dịch thật sự. Suspensions: Các hạt lớn đến mức chúng lắng ra khỏi dung môi nếu không được khuấy liên tục Colloids: Các hạt có kích thước nằm giữa huyền phù và dung dịch. Hiệu ứng Tyndall Các thể keo tán xạ ánh sáng nên nhìn thấy được tia sang, dung dịch thật sự không tán xạ ánh sang Which glass contains a colloid? solutioncolloid Các thể keo ưa nước và kỵ nước Sodium stearate có một đuôi kỵ nước dài (CH3(CH2)16-) và một đầu ứa nước bé(-CO2-Na+). Đuôi kỵ nước có thể được hấp thu vào bên trong, còn đầu ưa nước nằm trên bề mặt hạt dầu Các đầu ưa nước sau đó tương tác với nước và các hạt dầu bị đẩy nhau ra, không bị sáp nhập Các thể nhũ tương • Là một thể keo tương đối ổn định của hai pha lỏng • Một chất lỏng hòa tan được (miscible) trong chất lỏng kia hình thành nên dung dịch (solution) • Hai chất lỏng không hòa tan được vào nhau (immiscible) tạo ra hệ nhũ tương emulsion • Chất tạo nhũ tương (Emulsifying agent) – chất giúp tạo hoặc ổn định nhũ tương. • Chất tạo nhũ tương là những chất có hoạt tính bề mặt i.e. làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch (soap, many other detergents. ĐỘ BỀN CỦA MỘT THỂ PHÂN TÁN THỰC PHẨM 1. Kích thước hạt phân tán 2. Độ nhớt của pha liên tục 3. Nồng độ của pha phân tán 4. Sự chênh lệch về khối lượng riêng của hai pha Emulsions Liquid/liquid systems of 2 immiscible substances are called emulsion. Substances or particle size = 10-100 microns. Examples: butter (w/o), margarine (w/o), mayonnaise (o/w), salad dressing (o/w), milk (o/w), cream (o/w), and chip-dip (o/w). Types of Emulsion Oil-in-water emulsion Water-in-oil emulsion Water Oil mm Các thể nhũ tương nhiều hệ Water-in-oil-in-water emulsion Oil-in-water-in-oil emulsion Flocculation and Coalescence FLOCCULATION COALESCENCE CHẤT TẠO NHŨ TƯƠNG (EMULSIFIERS) • Tính chất chung head Polar head, likes water Non-polar tail, likes oil EMULSIFIER Hydrophobic group Hydrophilic group MAGARINE MAYONNAISE oil water Oil LỰA CHỌN CHẤT TẠO NHŨ TƯƠNG 1. Có khả năng giảm sức căng bề mặt 2. Có khả năng hấp thu nhanh ở liên diện hai pha 3. Hiệu quả ở nồng độ thấp 4. Kháng lại sự thay đổi hóa học 5. Không độc, không mùi, không màu 6. Rẻ tiền CÁC LOẠI CHẤT NHŨ TƯƠNG THỰC PHẨM 1 Các glycerides khối lượng phân tử thấp TYPES OF FOOD EMULSIFIERS Dẫn xuất ester của acylglycerol • Các dẫn xuất ester của acylglycerol: chủ yếu là monoglycerides và diglycerides • Khả năng kỵ nước cao: nhóm hydroxyl chiếm phần nhỏ và thường không bị ion hóa. • Example: • acetate monoacyl glycerols (CH3COO-) • lactate monoacyl glycerols (CH3CH (OH) COO- • citrate monoacyl glycerols (–OOCH2CC (COO-) (OH) H2CCOOH) TYPES OF FOOD EMULSIFIERS ACETEM E472a • Các dẫn xuất acetylated glyceride chứa một nhóm acetyl gắn vào một monoglyceride • Ứng dụng để làm giảm khả năng ưa nước • Acetylated monoglycerides cũng được sử dụng như một lớp bọt film và giảm trao đổi ẩm của trái cây, các loại hạt và pizza TYPES OF FOOD EMULSIFIERS Succinic acid esters của monoglycerides (SMG) • Không tan trong nước lạnh, phân tán trong nước nóng • Tan tốt trong nóng, dầu mỡ • Là một chất được sử dụng để làm cải thiện bột nhàu và chất tạo nhũ tương. Ngoài ra cũng được sử dụng như shortening và softener TYPES OF FOOD EMULSIFIERS Stearoyl lactylates (calcium stearoyl-2-lactate derivatives CSL) • Có tính chất ưa nước • Trung hòa một phần với calcium (một số trường hợp sodium) tạo ra một chất tạo nhũ tương mang điện tích âm có khả năng liên kết với protein cao • Liên kết mạnh với gluten và do đó có ứng dụng cao trong công nghiệp làm bánh. TYPES OF FOOD EMULSIFIERS Dẫn xuất ester của acid citric và monoglyceride CITREM E472c • Tạo cấu trúc tinh thể bền trong sản xuất margarine, coffee whitener và cream • Là một chất tạo và ổn định nhũ tương cho mayonnaise FOOD DISPERSIONS Bọt Concentrated Dilute Dilute Foams • Somewhat similar to emulsions • Various modes of formation • Large (~mm) spherical bubbles • Very fast creaming • Ostwald ripening Concentrated Foams • Distorted non-spherical gas cells • Very high volume fraction, often >99% Foam Drainage • Water drains from foam under gravity • As water leaves, faces of film are brought closer together