5
Frutose
+ Công thức phân tử:C6H12O6.
+ Frutose không trực tiếp hình thành khi thuỷ phân tinh bột mà nó được tạo thành là
do sự chuyển hoá glucose thành frutose (sự chuyển hóa này thường xảy ra trong môi trường
acid và nhiệt độ cao) vì vậy hàm lượng frutose trong mạch nha không nhiều. Frutose mang
tính hút ẩm.
Dextrin
+ Công thức phân tử (C6H10O5)n.
+ Dextrin thuộc loại polysaccharide, không có tính ngọt, có khối lượng phân tử lớn
nên dextrin có độ nhớt cao và tính dính. Dextrin có khả năng tạo keo tốt. Trong mạch nha
hàm lượng dextrin thường vào khoảng 35-40%.
2.2.3. Tác dụng của mạch nha đối với kẹo
Chống nấm men và nấm mốc nhờ nồng độ chất khô cao:
Kẹo không được để cho lên men cũng như không để cho các loại nấm mọc và các hư
hỏng vi sinh khác trong suốt thời gian tồn trữ.
Các kinh nghiệm thực tế trong sản xuất kẹo cho thấy nếu hàm lượng chất khô trong
kẹo thấp hơn 75% khối lượng thì chắc chắn rằng nấm mốc và nấm men sẽ phát triển và gây
hư hỏng cho kẹo, còn ngược lại, nếu hàm lượng chất khô cao hơn 75% thì điều đó rất khó
xảy ra.
Nồng độ saccharose bão hoà trong nước ở 20
o
C là 67.1% khối lượng. Bởi vậy nếu chỉ
dùng saccharose thì không thể thu được sản phẩm có hàm lượng chất khô cao trên 75% đề
phòng các hư hỏng như đã đề cập ở trên. Chính vì vậy chúng ta sử dụng mạch nha để tạo
dung dịch ổn định không bị kết tinh và có hàm lượng chất khô đạt yêu cầu.
Hạn chế hiện tượng lại đường: Đối với việc sản xuất các loại kẹo từ đường hàm lượng
cao thì rõ ràng là không thể tạo được sản phẩm có hàm lượng chất khô 97% mà không bị
hiện tượng “lại đường”, biểu hiện qua việc xuất hiện các tinh thể không mong muốn (chủ
yếu là tinh thể đường saccharose), kết quả là làm giảm giá trị cảm quan do tạo cảm giác
nhám, thô đối với lưỡi khi ngậm kẹo. Tuy nhiên vấn đề này có thể được giải quyết nhờ sử
dụng mạch nha, đó là nhờ mạch nha có thể tạo cho dung dịch độ nhớt cao hơn, điều này giúp
làm giảm tốc độ kết dính của các phân tử vào các mầm hạt trong sự kết tinh, bởi vậy một
dung dịch có độ nhớt thật cao mà người ta gọi là trạng thái đặc giả của kẹo đường sẽ ngăn
cản sự kết tinh hạt.
6
2.2.4. Sử dụng mạch nha trong sản xuất kẹo
Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng mạch nha dùng trong sản xuất kẹo
Chỉ
tiêu
Yêu cầu
Độ
khô
Đường
khử
pH
Tinh
bộ
t
Acid tự
do
Tro
Kim loại
nặng
Muối
NaCl
80 -
85%
35 -
40%
4.8 –
5.5
không
không
0.6%
0.001%
0.5%
Mạch nha thường dễ bị lên men tạo ra vị chua và mùi rượu. Để tránh tình trạng này
người ta thường cô đặc mạch nha cho đến nồng độ chất khô khoảng 80%, nếu đạt nồng độ
chất khô cao hơn thì rất khó cô đặc đồng thời cũng khó sử dụng khi lấy mạch nha ra khỏi
bao bì.
Để đánh giá mức độ thuỷ phân của tinh bột trong chế biến mạch nha người ta đưa ra
chỉ số DE. Chỉ số DE là chỉ số đặc trưng cho khả năng khử của các sản phẩm thuỷ phân từ
tinh bột, chỉ số này được mô tả bằng số gam đường D-glucose trên 100 gam chất khô của sản
phẩm và vì thế đường D- glucose theo định nghĩa có chỉ số DE là 100. Các loại mật từ
đường glucose đã sấy khô là sản phẩm thuỷ phân tinh bột khô có chỉ số DE lớn hơn 20 và
maltodextrin có chỉ số DE từ 20 trở xuống.
Mạch nha cũng có thể được phân làm 2 nhóm: ngọt và không ngọt.
- Nhóm ngọt có DE cao bao gồm nhiều maltose, frutose, glucose nên kẹo dễ hút
ẩm.
- Nhóm không ngọt có DE thấp, nghĩa là hàm lượng dextrin cao nên kẹo có tính
keo, truyền nhiệt kém.
2.3. Gelatin
2.3.1. Giới thiệu
Gelatin có bản chất là protein được thu nhận từ quá trình phân hủy collagen của
xương và da động vật.
Có hai loại gelatin chính:
7
+ Loại A có pH đẳng điện từ 7-9, được sản xuất bằng quá trình acid hóa.
+ Loại B có pH đẳng điện từ 4.8-5.2, là kết quả của việc xử lý collagen bằng phương
pháp kiềm hóa.
Gelatin tạo thành gel thuận nghịch khi hòa tan trong nước và nhiệt độ nóng chảy của
gel dưới 350C (tức là dưới nhiệt độ của cơ thể) làm cho các sản phẩm có nguồn gốc từ
gelatin có mùi vị và tính chất cảm quan rất đặc trưng như khả năng hòa tan trong miệng.
Nhược điểm của gelatin là do gelatin có nguồn gốc từ da và xương động vật vì thế nên nó sẽ
không thích hợp với những người theo chế độ ăn kiêng hay theo đạo Hồi và những người ăn
chay.
2.3.2. Thành phần hóa học
Gelatin là protein lưỡng tính với pH đẳng điện nằm trong khoảng từ 5-9 phụ thuộc
vào nguồn nguyên liệu thô ban đầu và phương pháp chế biến. Thành phần chủ yếu của
gelatin gồm có 14% hydroxyproline, 16% proline và 26% glycine. Gelatin là một tri- peptide
có dạng “glycine-X-Y” trong đó X và Y có thể là bất kỳ một amino acid nào nhưng thường
proline ở vị trí X còn hydroxyproline thì ở vị trí Y.
Gelatin là sản phẩm từ quá trình biến tính hay phân hủy collagen. Về mặt dinh dưỡng
thì gelatin không phải là một protein hoàn hảo do nó không có chứa tryptophan và chứa rất ít
methionine. Gelatin thương mại của Rousselot bao gồm khoảng 85% protein,< 13% nước và
< 2% khoáng.
Cấu trúc của phân tử gelatin điển hình bao gồm –Ala-Gly-Pro-Arg-Gly-Glu-4Hyp(4-
hydroxyproline)-Gly-Pro-
Hình 2.1: Cấu trúc phân tử
gelatin
2.3.3. Tính chất của gelatin ứng dụng trong ngành sản xuất kẹo
Tan trong nước:
Gelatin khi gặp nước sẽ bị trương nở và hydrate hóa. Ở nhiệt độ khoảng 400C gelatin
sẽ bị nóng chảy tạo thành dung dịch. Nếu dung dịch gelatin được sấy phun hay sấy thùng
quay ở dạng bột thì gelatin tạo thành có thể tan trong nước lạnh. Trong dung dịch gelatin có
thể sử dụng kết hợp với một số alcohol háo nước như glycerol, propylen glycol, sorbitol vì
thế mà những chất này thường được sử dụng để điều chỉnh độ cứng của mạng gelatin.
Trong những sản phẩm mà độ ẩm không cao như kẹo, sự có mặt của một số polymer
8
khác như các polymer tồn tại trong dung dịch glucose syrup sẽ cạnh tranh với gelatin trong
việc liên kết với nước tự do làm cho gelatin bị tủa và gây đục sản phẩm. Trong những trường
hợp như vậy thì độ hòa tan của gelatin phụ thuộc rất nhiều vào điện tích của phân tử protein
hoặc pH của sản phẩm. Vì vậy, nếu pH của sản phẩm càng lệch so với pH đẳng điện thì độ
hòa tan của gelatin càng cao.
Khả năng kết dính:
Tính chất này đã được ứng dụng đầu tiên để sản xuất ra keo dán. Để có thể kết dính
thì dung dịch gelatin sử dụng phải còn ấm và gelatin không được tạo gel trước khi bề mặt
các sản phẩm gắn lại được với nhau. Tính chất này được ứng dụng trong ngành dược hay
ngành sản xuất kẹo để kết dính các lớp.
Khả năng tạo gel:
Đây là ứng dụng phổ biến của gelatin do nó có khả năng tạo gel khi hòa tan trong
nước và gel tạo thành có tính chất thuận nghịch dưới tác dụng của nhiệt độ (thermol
reversible).
Trong ngành công nghiệp sản xuất kẹo dẻo thì gelatin là thành phần chính. Nó phối
hợp cùng với đường và glucose syrup để liên kết với các phân tử nước tự do từ đó hình thành
cấu trúc gel cho sản phẩm. Trong một số loại nước quả như nước thơm hay đu đủ có tồn tại
một số enzyme protease có khả năng làm thủy phân gelatin và phá hủy cấu trúc gel của nó vì
vậy ta cần phải gia nhiệt dịch quả trước khi bổ sung vào dung dịch gelatin để vô hoạt các
enzyme protease.
Gelatin có trọng lượng phân tử càng thấp thì khả năng tạo gel càng yếu và độ nhớt
của dung dịch càng thấp, tuy nhiên người ta thấy rằng chỉ có dạng alpha collagen (MW =
100kD và độ bền gel = 364g Bloom) là chất tạo gel chính còn những thành phần khác
mặc dù có trọng lượng phân tử cao hơn như mạch beta có MW = 200kD, mạch gamma có
MW = 300KD, microgel có MW > 300KD nhưng lại không ảnh hưởng nhiều đến khả năng
tạo gel cũng như độ bền gel mà chỉ ảnh hưởng lớn đến độ nhớt của dung dịch.
Trong sản xuất kẹo người ta quan tâm nhiều đến năng lực đông tụ (năng lực tạo keo)
của gelatin và cũng dựa vào đó mà người ta cung cấp gelatin theo chỉ tiêu này. Trên thị
trường hiện nay có hai loại gelatin:
- Gelatin 125 (với năng lực đông tụ là 125g/cm
3
)
- Gelatin 250 (với năng lực đông tụ là 250 g/cm
3
)
Nếu gia nhiệt trong một thời gian dài thì gelatin sẽ bị phân huỷ và làm giảm năng lực
đông tụ.
Để tạo ra dung dịch gelatin có nồng độ cao phục vụ cho việc sản xuất kẹo thì người ta
có thể áp dụng các biện pháp sau:
- Đánh trộn gelatin trong nước ấm với máy đánh trộn với tốc độ cao.
- Ngâm gelatin trong nước lạnh một thời gian sau đó hoà tan hoàn toàn bằng cách đun
cách thuỷ.
9
- Ngâm gelatin trong nước lạnh, sau đó hoà tan trực tiếp cùng với nguyên liệu cần
trộn
Thông thường người ta sử dụng cách thứ 2 hay sử dụng cách thứ 2 kết hợp cùng với
cách thứ 1.
Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng của gelatin dùng trong sản xuất kẹo
Chỉ tiêu
Yêu
cầu
Gelatin 125
Gelatin 250
Hóa lý:
+ Hàm lượng ẩm
+ Năng lực đông tụ
+Hàm lượng SO
2
+ Hàm lượng tro
10%
120
-135g/cm
3
50ppm
2%
10%
240 -
260g/cm
3
50%
2%
Cảm quan
Màu vàng nhạt hoặc không màu, trong suốt, không
mùi vị
Độ Bloom
175 - 250
2.4. Tinh bột
2.4.1. Thành phần của tinh bột
Tinh bột có công thức hóa học: (C6H10O5)n) là một polysacaride carbohydrate chứa
hỗn hợp amylose và amylopectin, tỷ lệ phần trăm amilose và amilopectin thay đổi tùy thuộc
vào từng loại tinh bột, tỷ lệ này thường từ 20:80 đến 30:70.
Amylose
Phân tử amylose có cấu tạo mạch thẳng gồm những đơn vị glucose liên kết với nhau
bằng liên kết -1,4 glycoside, mạch cuộn xoắn ốc, mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucose và có
khoảng 1 – 2% liên kết -1,6 glycoside.
Khi tương tác với iod, amylose sẽ cho phức màu xanh đặc trưng. Khi đó phân tử iod
được sắp xếp bên trong phân tử amylose có dạng hình xoắn ốc. Các dextrin có ít hơn6 gốc
glucose không cho phản ứng với iod vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoànchỉnh.
Amylose dễ hòa tan trong nước ấm tạo thành dung dịch có độ nhớt không cao. Khi
nhiệt độ dung dịch hạ thấp, amylose dễ bị thoái hóa, tạo ra các gel tinh thể và các kết tủa
không thuận nghịch. Vận tốc thoái hoá phụ thuộc vào pH, sự có mặt các ion, nồng độ của
amylose cũng như khối lượng phân tử của amylose .Dung dịch được nấu chín sẽ tạo thành
10
các phức hợp amylose, bảo vệ một phần khỏi sự thoái hóa.
Hình 2.2: Một phần cấu trúc
amilose
Amylopectin
Thành phần thứ hai của tinh bột là amylopectin chiếm khoảng 70 – 100% trong tinh
bột. Amylopectin là cao phân tử có mạch phân nhánh do các gốc -D glycoside kết hợp lại
với nhau bằng liên kết -1,4 glycoside, còn ở điểm phân nhánh thì bằng liên kết-1,6
glycoside.
Phản ứng giữa amylopectin và iod cho màu tím đỏ, đó là kết quả của sự tạo thành các
hợp chất hấp phụ. Amylopectin chỉ hòa tan trong nước nóng và tạo dung dịch có độ nhớt
cao. Do cấu trúc cồng kềnh lập thể nên các phân tử amylopectin không có khuynh hướng kết
tinh lại, vì vậy dung dịch amylopectin thường không bị hiện tượng thoái hóa.
Khi thuỷ phân bằng enzyme amylose, amylopectin chỉ bị phân giải đến 50 – 60%,
nghĩa là liên kết - 1,6 glycoside không thuận lợi cho enzyme. Amylopectin hấp thụ nhiều
nước khi nấu, là thành phần chủ yếu tạo nên sự trương phồng của hạt tinh bột. Các hạt tinh
bột giàu amylopectin sẽ dễ hoà tan trong nước ở 95oC hơn các hạt giàu amylose.
Hình 2.3: Một phần cấu trúc
amilopectin
11
2.4.2. Sự trương nở của hạt tinh bột trong nước
Khi ngâm hạt tinh bột trong nước ở điều kiện nhiệt độ thường, người ta nhận thấy có
sự tăng thể tích của tinh bột. Sự tăng này gây nên sự hấp thụ nước vào trong hạt tinh bột, làm
hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng tăng thể tích như vậy gọi là hiện tượng trương nở
của hạt tinh bột.
Như ta đã biết hạt tinh bột ở điều kiện thường liên kết với nhau bằng liên kết hydro
như ở dạng II nêu ở phần trên. Ở điều kiên nhiệt độ và độ ẩm không khí bình thường, phần
lớn tinh bột tồn tại dạng monohydrat n(C6H10O5H2O), trong đó phân tử nước liên kết với
nhóm OH sơ cấp của mỗi gốc glucose. Khi trong điều kiện bão hòa (ngâm trong nước) do
kích thước nhỏ bé các phân tử nước dễ dàng tấn công đến cả nhóm OH thứ cấp kém hoạt
động hơn tạo nên dạng tinh bột trihydrat n(C6H10O5 3H2O). Lúc này do sự hiện diện của
các phân tử nước nên kích thước hạt tinh bột tăng lên.
Tùy thuộc vào cấu trúc của các loại tinh bột khác nhau mà khả năng trương nở trong
điều kiện bão hòa sẽ mạnh hay yếu hơn. Thông thường tinh bột giàu amylopectin sẽ trương
nở mạnh hơn do liên kết hydro trong nội nhũ phân tử kém bền hơn.
2.4.3. Tinh bột được được sử dụng ở đây với mục đích:
Nguyên liệu chính sản xuất jelly bean.
Tinh bột làm khuôn cho kẹo
Trong quá trình tạo lớp vỏ ngoài cho kẹo, tinh bột cũng được thêm vào nhằm giúp
cho kẹo không bi dính vào nhau.
Bảng 2.4. Thành phần tinh bột khoai tây, bột bắp, bột sắn và bột nếp
Loại tinh
bột
Tinh bột, %
theo chất
khô
Amiloza, %
theo tinh
bột
Nhiệt độ hồ
hoá ( C)
Đường kính
hạt (μm)
Hình dạng
Khoai tây
18-25
23
52-70
1-120
Bầu dục
Bắp
65-70
25
62-75
10-30
Đa giác,
tròn
Khoai mì
18-25
20
52-59
15-80
Tròn
Nếp
18-25
20
68-74
15-80
Tròn
12
Bảng 2.5: Các chỉ tiêu chất lượng của tinh bột
Chỉ tiêu chất lượng
Tiêu chuẩn
UDC
664 – 272
(*)
Tiêu chuẩn
FAO - 1975
Tiểu
chuẩn
TCVN–
1985
1
2
3
4
1.Hàm lượng Hydratcacbone
(%)
88.5
84
84
2.Độ ẩm (%)
12.5
(12 – 13)
(12 – 14)
3.Năng lượng
(cal/100g)
>
1475
>1470
>1400
4.Hàm lượng
tro tổng số (%)
0.1
0.2
0.2
5.Hàm lương
Protein cao nhất (%)
0.2
0.5
0.5
6.Hàm lượng Xenluloza
(%)
0.1
0.2
0.2
7.
Hàm lượng
Lipits (%)
0.1
0.1
0.2
8.Độ pH
5-
7
5-
7
5 -
7
9.Hàm lượng
Ca (PPm)
< (20 – 25)
50
40
10.Độ dẻo (BU)
700
700
700
11.Độ
trắng
(%)
97
92
85
12.
Hàm lượng
Fe (%)
<
1.5
<
2
<1.5
13. Độ mịn hạt qua sàng
>
99.5
> 99.5
>98
14.
Hàm lượng
Sulfure (PPm)
<130
-
2.4.4. Tinh bột biến tính bằng acid
Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi 1 dạng
tinh bột hoặc một dẫn suất tinh bột nhất định. Vì vậy, để có được những loại hình tinh bột
phù hợp người ta phải biến tính tinh bột .
13
Dưới tác dụng của axit một phần các liên kết giữa các phân tử và trong phân tử tinh
bột bị đứt. Do đó làm cho kich thước phân tử giảm đi và tinh bột thu được những tính chất
mới.
Trong sản xuất công nghiệp, người ta cho khuếch tán tinh bột (huyền phù tinh bột 12-
15Bx) trong dung dịch axit vô cơ có nồng độ 1-3%, rồi khuấy đều ở nhiệt độ 50-550C trong
12-14 h. Sau đó trung hòa, lọc rữa và sấy khô.
Tinh bột biến tính bằng axit so với tinh bột ban đầu có những tính chất sau:
- Giảm ái lực với iot;
- Độ nhớt đặc trưng bé hơn;
- Áp suất thẩm thấu cao hơn do khối lượng phân tử trung bình bé hơn;
- Khi hồ hóa trong nước nóng hạt trương nở kém hơn;
- Trong nước ấm có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì độ hòa tan cao hơn;
- Nhiệt độ hồ hóa cao hơn;
- Chỉ số kiềm cao hơn;
Ứng dụng: vì có độ nhớt thấp nên được dùng trong công nghiệp dệt để hồ sợi, sản
xuất kẹo đông, làm bóng giấy để tăng chất lượng in và mài mòn.
Có 2 phương pháp biến tính bằng axit đó là:
- Biến tính bằng axít trong môi trường ancol
- Biến tính bằng axít trong môi trường nước
Biến tính bằng phương pháp axít trong môi trường ancol.
Tạo ra những sản phẩm tinh bột mạch ngắn hơn, các dextrin hoặc các đường. Trong
môi trường ancol như etanol hoặc metanol, do các ancol này có độ phân cực nhỏ hơn nước
nên độ phân ly của axit tham gia xúc tác cũng nhỏ hơn; do đó phản ứng thủy phân làm biến
dạng tinh bột diễn ra chậm hơn so với trong môi trường nước. Vì vậy chúng ta có thể điều
chỉnh và khống chế quá trình biến tính tinh bột để tạo ra các sản phẩm có mạch phân tử
mong muốn một cách dễ dàng hơn và đạt hiệu suất thu hồi cao hơn.
Qui trình sản xuất theo phương pháp Robyt.
Axít HCl đậm đặc trộn với 100 ml môi trường, sau đó khuấy đều, đậy kín miệng bình
và biến tính trong 72 giờ.
14
Hình: Quy trình sản xuất tinh bột theo phương pháp Robyt
Biến tính tinh bột bằng phương pháp axit trong môi trường nước
Qui trình theo phương pháp Ali và Kemf:
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét