Bài giảng Chất keo thực phẩm - Mạc Xuân Hòa

pdf 146 trang ngocly 01/06/2021 60
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Chất keo thực phẩm - Mạc Xuân Hòa", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_chat_keo_thuc_pham_mac_xuan_hoa.pdf

Nội dung text: Bài giảng Chất keo thực phẩm - Mạc Xuân Hòa

  1. CHẤT KEO THỰC PHẨM (Food hydrocolloids) Giảng viên: Mạc Xuân Hòa 1
  2. NỘI DUNG 1. Chất keo thực phẩm là gì ? 2. Nguồn gốc chất keo 3. Tính chất chức năng 4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP 2
  3. NỘI DUNG 1. Chất keo thực phẩm là gì ? 2. Nguồn gốc chất keo 3. Tính chất chức năng 4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP 3
  4. Chất keo thực phẩm là gì ? Chất keo là những polymer thực phẩm khi tan trong nước tạo thành dung dịch keo (colloidal solution) có tính nhớt. Keywords:  Polimer: protein, tinh bột, chất gum, .  Dung dịch keo 4
  5. Dung dịch keo có đặc điểm gì ? 5
  6. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO  Kích thước cấu tử hòa tan  Độ nhớt (tính chất làm dày)  Khả năng tạo gel  Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực) 6
  7. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO  Kích thước cấu tử hòa tan  Độ nhớt (tính chất làm dày)  Khả năng tạo gel  Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực) 7
  8. Kích thước cấu tử hòa tan Dung dịch 1 pha Dung dịch keo Huyền phù (<10-6 mm ) (10-4 - 10-6 mm ) (1 - 10-2 mm ) pH Đông Nhiệt độ tụ Lực ion, 8
  9. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO  Kích thước cấu tử hòa tan  Độ nhớt (tính chất làm dày)  Khả năng tạo gel  Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực) 9
  10. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 10
  11. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 11
  12. Nồng độ tới hạn (C*) Khi C>C* độ nhớt (viscosity) và tốc độ cắt (shear rate) có quan hệ như dạng đường cong ở trên. 12
  13. Alginate 13
  14. Pectin 14
  15. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 15
  16. Gelatin 16
  17. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 17
  18. Gelatin 18
  19. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 19
  20. CarbonMethylCellulose (CMC) HydroxyEthylCellulose (HEC) Gum Arabic Dextran 21
  21. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 22
  22. Độ nhớt của dung dịch keo  Phụ thuộc nồng độ chất keo  Phụ thuộc nhiệt độ  Phụ thuộc khối lượng phân tử  Phụ thuộc cấu trúc phân tử  pH  Lực ion 24
  23. WHEY PROTEIN NaCl Trisodium citrate Các yếu tố cố định Các yếu tố khảo sát  Hàm lượng WP = 70 mg/ml  Loại muối: NaCl & Trisodium citrate  pH= 7.0  Nồng độ muối: 0  25 C 500 mM  t = 0 – 120 phút 300 mM 25 100 mM
  24. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO  Kích thước cấu tử hòa tan  Độ nhớt (tính chất làm dày)  Khả năng tạo gel  Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực) 26
  25. KHẢ NĂNG TẠO GEL junction zones Hydrogen bonding Hydrophobic association cation-mediated crosslinking 27
  26. KHẢ NĂNG TẠO GEL  Thermoreversible gels: where gelation occurs on cooling or heating.  Non-thermoreversible gels: gelation may be induced by crosslinking polymer chains with divalent cations. 28
  27. KHẢ NĂNG TẠO GEL Một số loại chất keo tạo gel khi làm lạnh (agar, gelatin, pectin, tinh bột, ) 29
  28. KHẢ NĂNG TẠO GEL Thermoreversible gels 30
  29. KHẢ NĂNG TẠO GEL Mối quan hệ giữa nồng độ chất keo và sự hình thành gel 31
  30. KHẢ NĂNG TẠO GEL So sánh cấu trúc gel của một số chất keo 32
  31. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO  Kích thước cấu tử hòa tan  Độ nhớt (tính chất làm dày)  Khả năng tạo gel  Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực) 33
  32. KHẢ NĂNG KẾT HỢP Kết hợp (hiệp lực) để làm gì ?  Tạo tính chất mới: ƨộ bền, tính chất lưu biến (rheological Characteristics).  Giảm giá thành 34
  33. KHẢ NĂNG KẾT HỢP Để có sự “hiệp lực” cần tối ưu hóa loại chất keo và nồng độ. 35
  34. KHẢ NĂNG KẾT HỢP 36
  35. KHẢ NĂNG KẾT HỢP 37
  36. Độ bền gel của gelatin và các chất keo khác 38
  37. SO SÁNH TÍNH CHẤT CHỨC NẰNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KEO 39
  38. SO SÁNH TÍNH CHẤT CHỨC NẰNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KEO (tiếp theo) 40
  39. NỘI DUNG 1. Chất keo thực phẩm là gì ? 2. Nguồn gốc chất keo 3. Tính chất chức năng 4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP 41
  40. Nguồn gốc 42
  41. Nguồn gốc Thị phần của các chất keo quan trọng ứng dụng trong CNTP 43
  42. NỘI DUNG 1. Chất keo thực phẩm là gì ? 2. Nguồn gốc chất keo 3. Tính chất chức năng 4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP 44
  43. Tính chất chức năng  Làm dày (thickening): tinh bột biến tính trong tương ớt, gelatin trong yaourt  Tạo gel (gelling): pectin trong jam, agar trong rau câu  Ổn định bọt (stabilising foams): protein hòa tan trong bia  Ổn định nhũ tương (stabilising emulsions): các chất keo lưỡng cực  Ổn định huyền phù (stabilising dispersions): nectar  Ức chế sự hình thành tinh thể đá: ice cream mouthfeel  Ức chế sự kết tinh đường: gelatin trong kẹo dẻo mouthfeel  Tạo màng: bánh tráng  Kiểm soát sự giải phóng chất hương (controlled release of flavors): vi bao (microencapsulation)  Chất thay thế chất béo (fat replacer): low-fat food (xanthan gum trong một số sản phẩm mayonnaise đặc biệt). 45
  44. NỘI DUNG 1. Chất keo thực phẩm là gì ? 2. Nguồn gốc chất keo 3. Tính chất chức năng 4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP 48
  45. Một số loại chất keo  Pectin  Agar  Tinh bột  Gelatin  Carrageenan  Xanthan gum  Alginate  Gellan gum  Gum Arabic  Các dẫn xuất của cellulose  Chitosan  Cellulose vi tinh thể 49
  46. Một số loại chất keo Agar 50
  47. AGAR  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 51
  48. AGAR  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 52
  49. AGAR Nguồn gốc (E406) Được sản xuất từ tảo biển bằng phương pháp trích ly với nước nóng. 53
  50. AGAR  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 54
  51. AGAR Cấu tạo hóa học hóa học Đơn vị cấu tạo:  D-galactose  3-6,anhydro-L-galactose 55
  52. AGAR Cấu tạo hóa học hóa học Agar là hỗn hợp của 02 loại polysaccharide:  Agarose: là thành phần tạo gel chính của agar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose bị ester hóa.  Agaropectin: là thành phần không tạo gel, có mức độ este hóa lớn hơn agarose 56
  53. AGAR Cấu tạo hóa học hóa học 57
  54. AGAR  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 58
  55. AGAR Tính chất chứDOƢOH 1. Làm dày 2. Tạo gel 59
  56. AGAR Tính chất chứDOƢOH Thermoreversible gels 60
  57. AGAR Tính chất chứDOƢOH 61
  58. AGAR Tính chất chứDOƢOH 62
  59. AGAR Tính chất chứDOƢOH 63
  60. AGAR  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 64
  61. AGAR Ứng dụng  CNSX kẹo: tạo cấu trúc, chống hồi đường,  Làm bánh: giữ hình dạng cho lớp kem,  Đồ hộp thịt, cá: tạo cấu trúc, đồng tạo gel,  Nước nha đam: ổn định  65
  62. Một số loại chất keo Tinh bột (Starch) 66
  63. TINH BỘT  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Biến tính tinh bột  Tính chất chức năng  Ứng dụng 67
  64. TINH BỘT  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Biến tính tinh bột  Tính chất chức năng  Ứng dụng 68
  65. TINH BỘT Nguồn gốc  Hạt  Củ  Rễ 69
  66. TINH BỘT  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Biến tính tinh bột  Tính chất chức năng  Ứng dụng 70
  67. TINH BỘT Cấu tạo hóa học 71
  68. TINH BỘT Cấu tạo hóa học 72
  69. TINH BỘT Cấu tạo hóa học 1g of starch typically contains 1,000,000,000 granules with each granule, in turn, containing about 10,000,000,000,000 starch molecules 73
  70. TINH BỘT Cấu tạo hóa học 74
  71. TINH BỘT Cấu tạo hóa học Hydrogen bonds 75
  72. TINH BỘT Cấu tạo hóa học Reassociation of Amylose 76
  73. TINH BỘT Cấu tạo hóa học Yếu tố ảnh hưởng  Ratio of amylose to amylopectin: next slide  Concentration of lipid material: maize and wheat reach their pasting temperatures at a slower rate due to an amylose-lipid complex that reinforces the granular structure  Effect of phosphate groups: Potato starch has the very rapid viscosity development at low temperatures is due to naturally occurring phosphate groups which are responsible for starch- starch repulsions that weaken the granule and accelerate its rupture 79
  74. Starch-starch repulsion 80
  75. Ratio of amylose to amylopectin 81
  76. TINH BỘT  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Biến tính tinh bột  Tính chất chức năng  Ứng dụng 82
  77. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Trong nhiều trường hợp, tinh bột tự nhiên không ƨÈQứng ƨược các yêu cầu công nghệ trong chế biến thực phẩm: ƨộ hòa tan, khả OƢOHchịu nhiệt cao, nhiệt ƨộ hồ hóa, sự thoái hóa tinh bột khi bảo quản ở nhiệt ƨộ thấp, . 83
  78. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Starch modifications are a means of altering the structure and affecting the hydrogen bonding in a controllable manner to enhance and extend their application. The alterations take place at the molecular level, with little or no change taking place in the superficial appearance of the granule. Therefore, the botanical origin of the starch may still be identified microscopically 84
  79. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification)  Phương pháp vật lý  Phương pháp hóa học  Phương pháp hóa sinh 85
  80. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification)  Phương pháp vật lý  Phương pháp hóa học  Phương pháp hóa sinh 86
  81. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Phương pháp vật lý: Hồ hóa sơ bộ (Pre-gelatinisation)  Mục đích: pregelatinisation is designed to remove the necessity for cooking.  Phương pháp: tinh bột ban đầu được hồ hóa trong một lượng thừa nước, sau đó sấy để tách ẩm. 87
  82. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification)  Phương pháp vật lý  Phương pháp hóa học  Phương pháp hóa sinh 88
  83. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Phương pháp hóa học:  Acid hydrolysis  Oxidation  Cross-linking  Stabilisation  Lipophilic substitution  Dextrinisation 89
  84. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Phương pháp hóa học: Acid hydrolysis Water/alcol 90
  85. TINH BỘT Biến tính tinh bột Phương pháp hóa học: (Starch modification) Oxidation Alkaline hypochlorite 91
  86. TINH BỘT Biến tính tinh bột Phương pháp hóa học: (Starch modification) Cross - linking Cross – linking Distarch phosphates Distarch adipates 93
  87. distarch phosphate acetate-adipate starch. 94
  88. TINH BỘT Biến tính tinh bột Phương pháp hóa học: (Starch modification) Stabilisation Acetylated Hydroxypropylated 95
  89. E1420: acetylated starch 96
  90. TINH BỘT Biến tính tinh bột Phương pháp hóa học: (Starch modification) Lipophilic substitution Hydrocarbon chain 97
  91. TINH BỘT Biến tính tinh bột Phương pháp hóa học: (Starch modification) Dextrinisation (a) (b) 98
  92. E1412: distarch phosphate (Cross-linking) E1414: acetylated distarch phosphate (Cross-linking/Stabilisation) E1422: acetylated distarch adipate (Cross-linking/Stabilisation) 100
  93. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification)  Phương pháp vật lý  Phương pháp hóa học  Phương pháp hóa sinh 101
  94. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Phương pháp hóa sinh
  95. TINH BỘT Biến tính tinh bột (Starch modification) Phương pháp hóa sinh Dextrose Equivalent (DE):  DE = 100: dextrose (glucose)  DE = 0: starch  DE = 50: maltose  DE < 20: maltodextrin  DE = 20 ÷ 100: glucose syrup 103
  96. BÀI TẬP VỀ NHÀ Tìm hiểu các thông tin sau của bài báo: 1. Cơ sở khoa học của phương pháp bảo quản 2. Mục tiêu của nghiên cứu 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 4. Kết quả và thảo luận 5. Kết luận Link:
  97. TINH BỘT  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Biến tính tinh bột  Tính chất chức năng  Ứng dụng 105
  98. TINH BỘT Ứng dụng & Tính chất chứDOƢOH 106
  99. TINH BỘT Ứng dụng & Tính chất chứDOƢOH 107
  100. Một số loại chất keo Gelatin 109
  101. GELATIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 110
  102. GELATIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 111
  103. GELATIN Nguồn gốc Lower viscosity Da Type A gelatins Collagen Xương Type B gelatins Higher viscosity 112
  104. GELATIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 113
  105. GELATIN Cấu tạo hóa học 114
  106. GELATIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 115
  107. GELATIN Tính chất chứDOƢOH 116
  108. GELATIN Tính chất chứDOƢOH Sol 117
  109. GELATIN Tính chất chứDOƢOH Gelling 118
  110. GELATIN Tính chất chứDOƢOH Surface effects 119
  111. GELATIN Tính chất chứDOƢOH Surface effects 120
  112. GELATIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 121
  113. GELATIN Ứng dụng 122
  114. Một số loại chất keo Pectin 125
  115. PECTIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 126
  116. PECTIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 127
  117. PECTIN Nguồn gốc Material:  Citrus peel  Apple pomace Solvent extraction: hot aqueous mineral acid 128
  118. PECTIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 129
  119. PECTIN Cấu tạo hóa học Galacturonic acid  Methoxyl Index  De-esterification (DE)  Amidated pectin
  120. PECTIN Cấu tạo hóa học 1. High Methoxyl Pectin (HMP): DE > 50% hay ML > 7% 2. Low Methoxyl Pectin (LMP): DE 50 hay ML 7% 131
  121. PECTIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 132
  122. PECTIN Tính chất chứDOƢOH Gelation  High Methoxyl Pectin  Low Methoxyl Pectin 133
  123. PECTIN Tính chất chứDOƢOH Gelation  High Methoxyl Pectin  Low Methoxyl Pectin 134
  124. PECTIN Tính chất chứDOƢOH High Methoxyl Pectin Đường (sucrose) DUNG DỊCH GEL H+ (hydrogen bonds) [Pectin] = 0,5-1% 135
  125. H2O Specific H2O points H2O H2O 136
  126. PECTIN Tính chất chứDOƢOH High Methoxyl Pectin ẢNH HƯỞNG CỦA pH (3.2 ÷ 3.4) 137
  127. PECTIN Tính chất chứDOƢOH Gelation  High Methoxyl Pectin  Low Methoxyl Pectin 138
  128. PECTIN Tính chất chứDOƢOH Low Methoxyl Pectin Ca2+ DUNG DỊCH GEL 139
  129. CẦN PHẢI TỐI ƯU HÓA ĐỂ THU ĐƯỢC ĐIỀU KIỆN TẠO GEL THÍCH HỢP 141
  130. PECTIN  Nguồn gốc  Cấu tạo hóa học  Tính chất chức năng  Ứng dụng 142
  131. PECTIN Ứng dụng Nhiều đường và acid Ít đường và acid 143
  132. PECTIN Ứng dụng Gelling agent
  133. PECTIN Ứng dụng Stabiliser 145
  134. PECTIN Ứng dụng Amidated/Non-amidated low methoxyl pectin Gelling agent 146