Đồ án Những chất tạo ngọt sử dụng trong bánh kẹo

oâng ñöôïc nhaän ra, thaumatin coù taùc duïng laøm taêng muøi vò. Vì vaäy, thaumatin coù theå ñöôïc duøng ñeå giaûm ngöôõng caûm nhaän cuûa nhieàu hôïp chaát, ngay caû vôùi nhöõng muøi vò (ôû moät soá noàng ñoä) laøm giaûm ngöôõng caûm nhaän vò ngoït. Ví duï ngöôõng caûm nhaän vò cay baïc haø giaûm 90%, vò thòt boø giaûm 50% khi coù maët cuûa thaumatin vôùi haøm löôïng 5.10-5% (w/v). 2.2.1.3.4. ÖÙng duïng: Maëc duø khoâng ñöôïc duøng trong thöïc phaåm naáu hay nöôùng, nhöng thaumatin coù theå ñöôïc duøng nhö moät chaát laøm keùo daøi höông vò cho moät vaøi saûn phaåm myõ phaåm hay döôïc phaåm. Thaumatin ñöôïc chaáp nhaän duøng trong thöùc aên vaø nöôùc uoáng ôû Israel, Nhaät vaø Khoái Chaâu Aâu. Noù ñöôïc chaáp nhaän duøng ôû Myõ Ôû Myõ, noù ñöôïc xem laø moät phuï gia taïo muøi (FEMA GRAS 3732), laøm taêng höông vò trong thöùc uoáng, möùt vaø jelly, ñoà gia vò, caùc saûn phaåm söõa, yogurt, phoâ mai, caø pheâ hoøa tan, traø hoøa tan vaø chewing gum. Thaumatin ñöôïc bieát ñeán vôùi caùi teân ThalinTM. Nhöõng saûn phaåm coù theå duøng thaumatin: - Chewing gum - Baùnh, keïo - Ca cao - Kem - Kem ñaùnh raêng vaø nöôùc suùc mieäng - Nöôùc ngoït - Thöùc uoáng coù coàn - Yaourt vaø caùc moùn traùng mieäng - Phoâ mai - Jam vaø marmalades - Ñoà gia vò - Phuï gia thöïc phaåm - Saûn phaåm y hoïc. 2.2.1.4. Monelin: [2], [3], [15], [28] 2.2.1.4.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Hình 2.18: Caáu truùc phaân töû Monellin Monellin laø moät protein taïo ngoït coù 2 maïch (two-chain sweet protein) coù nguoàn goác töø caây buïi ôû Taây Phi, ñöôïc goïi laø serendipity berry - Dioscoreophyllum cumminsii. 2.2.1.4.2. Phöông phaùp thu nhaän: Coù 4 phöông phaùp ñeå thu nhaän monellin : - Chieát taùch töø quaû cuûa caây Dioscoreophyllum cumminisii: + Muoái trung hoøa (thöôøng laø (NH4)2SO4) cho vaøo dòch chieát ñeå laøm taùc nhaân keát tuûa thuaän nghòch protein. Noù vöøa trung hoaø ñieän vöøa loaïi boû lôùp voû hydrat cuûa protein. + Sau khi loïc laáy keát tuûa protein, ta laïi hoøa tan vaøo nöôùc ñeå taïo dung dòch keo. Caùc phaân töû keo coù kích thöôùc lôùn khoâng ñi qua maøng baùn thaám. Döïa vaøo ñoù, ta loaïi boû löôïng muoái trung hoaø coøn dö baèng phöông phaùp thaåm tích. + Duøng phöông phaùp ñieän di hoaëc saéc kyù trao ñoåi ion ñeå phaân taùch monellin töø hoãn hôïp protein döïa treân söï khaùc nhau veà ñaëc tính hoaù lyù cuûa chuùng. - Chuyeån gen maõ hoaù monellin vaøo vi khuaån E.coli: Tieán haønh kyõ thuaät chuyeån gheùp gen maõ hoaù monellin sang vi khuaån E.coli nhôø theå truyeàn laø plasmid. Caùc khaâu chuû yeáu cuûa kyõ thuaät chuyeån gheùp gen : + Caét ADN maõ hoaù monellin thaønh nhöõng ñoaïn ngaén (töông ñöông 1 gen) vaø caét plasmid ôû nhöõng vò trí thích hôïp nhôø enzyme caét restrictaz. + Noái ñoaïn ADN ñöôïc caét vaøo ADN plasmid nhôø enzyme noái ligaz, taïo thaønh ADN taùi toå hôïp. + Chuyeån ADN taùi toå hôïp vaøo vi khuaån E.coli vaø taïo ñieàu kieän cho gen gheùp ñöôïc bieåu hieän. ADN taùi toå hôïp vaøo teá baøo nhaän seõ töï nhaân ñoâi vaø truyeàn qua caùc theá heä teá baøo sau nhôø cô cheá phaân baøo. E.coli coù toác ñoä phaân baøo nguyeân nhieãm raát nhanh (1 teá baøo E.coli sau 12 giôø phaân baøo cho ra 16 trieäu teá baøo E.coli môùi). Do ñoù, ADN taùi toå hôïp cuõng ñöôïc nhaân leân raát nhanh, toång hôïp neân moät löôïng lôùn monellin caàn thieát. - Chuyeån gen maõ hoaù monellin vaøo chuûng naám men (söû duïng chuûng naám men Saccharomyces cerevisiae vaø Candida utilis) - Chuyeån gen maõ hoaù monellin vaøo caây caø chua, rau dieáp. Döôùi söï ñieàu hoaø cuûa chaát hoaït hoaù, monellin ñöôïc tích luyõ nhieàu ôû quaû caø chua vaø laù rau. Söû duïng nhöõng bieän phaùp chieát taùch thích hôïp, ta thu ñöôïc monellin. 2.2.1.4.3. Ñaëc ñieåm: Öôùc löôïng laø 1 phaân töû monellin ngoït gaáp 70000 ngaøn laàn 1 phaân töû ñöôøng vaø 1 gam monellin ngoït gaáp 1000 laàn 1 gam ñöôøng. Ñaây laø chaát taïo ngoït khoâng coù giaù trò dinh döôõng (1 gam cung caáp 4 calo). Vò ngoït töông töï caùc mono/disaccharide, ñöôïc caûm nhaän nhanh vaø sau ñoù bieán maát. Hieän nay noù ñöôïc nghieân cöùu cho muïc ñích thöông maïi vaø ñöôïc duøng nhö laø moät chaát taïo ngoït phi carbohydrate. Saûn phaåm thöông maïi: daïng boät tinh theå baûo quaûn ôû 4oC. ÔÛ ñieàu kieän bình thöôøng, monellin khoâng coù hoaït tính enzyme. Nhöng khi glysine bò acetyl hoaù, monellin laïi coù hoaït tính enzyme. Nhöõng chaát ngoït coù baûn chaát protein nhö monellin deã bò bieán tính do nhieät vaø moâi tröôøng acid. Monellin bò bieán tính ôû pH 2,5 töø 40 – 60oC, do ñoù laøm haïn cheá nhöõng loaïi thöïc phaåm coù theå söû duïng monellin ñeå thay theá ñöôøng. Trong ñieàu kieän pH cao, ñoä ngoït cuûa monellin seõ bò giaûm. Ñoä ngoït cuõng giaûm khi nhieät ñoä vöôït quaù 50oC ôû pH acid. Ñieåm ñaúng ñieän : pI = 9,3. Tinh theå monellin coù khaû naêng phaùt quang, phaùt ra quang phoå coù böôùc soùng 337nm, trong ñieàu kieän pH cao thì phaùt ra quang phoå coù böôùc soùng 348nm. Noù haáp thuï tia cöïc tím maïnh nhaát ôû böôùc soùng 277nm. Monellin Toång Hôïp: Monellin toång hôïp (MNEI) coù caáu truùc laø 2 maïch polypeptide goàm 96 acid aminee vôùi lieân keát glycine-phenylalanine dipeptide giöõa chuoãi A vaø B cuûa phaân töû. Monellin toång hôïp coù ñoä ngoït gaáp 4000 laàn so vôùi saccarose ñöôïc so saùnh vôùi dung dòch 0,6% (w/v). Monellin toång hôïp beàn hôn monellin töï nhieân trong ñieàu kieän nhieät ñoä vaø pH acid. 2.2.1.4.4. ÖÙng duïng: Monellin ñöôïc duøng cho nhöõng ngöôøi bò tieåu ñöôøng, bò taêng lipid huyeát, beänh muïc xöông vaø nhöõng beänh khaùc coù lieân quan ñeán vieäc tieâu thuï ñöôøng. Ngoaøi ra, monellin cuõng raát thích hôïp cho nhöõng ngöôøi aên kieâng, caàn chaát taïo ngoït coù ñoä ngoït cao nhöng khoâng cung caáp nhieàu naêng löôïng. 2.2.1.5 Miraculin: [2], [3], [15], [28] 2.2.1.5.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Miraculin laø moät glycoprotein coù phaân töû löôïng khoaûng 42 – 44KDa, coù 191 acid amine vaø moät vaøi chuoãi carbohydrate. Trong töï nhieân, miraculin ñöôïc tìm thaáy trong traùi Synsepalum dulcificum. 2.2.1.5.2. Phöông phaùp thu nhaän: Coù 2 phöông phaùp thu nhaän : - Trích ly micraculin trong vi khuaån E. coli. - Saûn xuaát micraculin baèng caùch thay ñoåi ñaëc tính di truyeàn caây dieáp caù. Phöông phaùp höõu duïng naøy ñaõ saûn xuaát miraculin ñeå coù theå öùng duïng taïo ra nhöõng chaát taïo ngoït khoâng ñöôøng môùi. 2.2.1.5.3. Ñaëc ñieåm: Ôû daïng tinh khieát, miraculin laø chaát khoâng vò. Tuy nhieân, khi coù maët trong thöïc phaåm vôùi pH thaáp, miraculin taïo vò ngoït. Do ñoù, miraculin coøn ñöôïc goïi laø chaát ñieàu vò. Theo Branen vaø coäng söï (1989), vò ngoït taïo ra bôûi miraculin coù theå keùo daøi ñeán vaøi giôø sau khi söû duïng. Cô cheá taïo vò cuûa miraculin vaãn chöa ñöôïc bieát roõ. Ngöôøi ta cho laø miraculin coù theå thay ñoåi caáu truùc teá baøo vò giaùc cuûa löôõi con ngöôøi. Keát quaû laø cô quan caûm nhaän vò ngoït ñöôïc hoaït hoùa bôûi vò chua, ñoù laø vò cô baûn cuûa miraculin. Taùc duïng naøy vaãn keùo daøi cho ñeán khi gai vò giaùc trôû laïi bình thöôøng. 2.2.1.6 Dihydrochalcone: [2], [3], [15], [28] 2.2.1.6.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Hình 2.19: Caáu truùc hoùa hoïc cuûa hesperidin dihydrochalcone Moät soá dihydrochalcone laø daãn xuaát cuûa flavone. Trong soá caùc dihydrochalcone thöôøng gaëp, quan troïng nhaát laø neohesperidin dihydrochalcone. Chaát naøy ñöôïc tìm thaáy trong cam Seville. Neohesperidin dihydrochalcone ñoâi khi ñöôïc vieát taét laø neohesperidin DC hay ñôn giaûn hôn laø NHDC, laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo coù nguoàn goác citrus. ADI: 5mg/kg theå troïng. 2.2.1.6.2. Phöông phaùp thu nhaän: Phöông phaùp hoùa hoïc : hydro hoùa hôïp chaát Neohesperidin, hôïp chaát thuoäc loaïi flavonoid, coù nhieàu trong traùi caây vaø rau, ñaëc bieät laø trong caùc loaïi traùi thuoäc hoï citrus : • Cam Seville (Citrus aurantiacum) (cam chua) • Cam mềm (Citrus Paradisi) • Cam ngọt (Citrus Sinensis) • Chanh (Citrus lemon) Trong coâng nghieäp, NHDC ñöôïc saûn xuaát baèng caùch trích ly Neohesperidin töø loaïi cam ñaéng Seville, roài sau ñoù hydro hoùa noù ñeå taïo ra NHDC. Hình 2.20: Coâng thöùc caáu taïo cuûa Neohesperidin Ngoaøi ra ta coù theå trích ly naringine töø böôûi, sau ñoù söû duïng phöông phaùp toång hôïp hoùa hoïc ñeå chuyeån hoùa naringine thaønh dihydrochalcone. Do ñoù, moät soá ngöôøi goïi neohesperidine dihydrochalcone laø chaát taïo vò ngoït baùn toång hôïp. 2.2.1.6.3. Ñaëc ñieåm: Saûn phaåm thöông maïi dihydrochacone coù daïng tinh theå maøu traéng, khoâng muøi vaø ít tan trong nöôùc. Moät lít nöôùc coù theå hoøa tan chöøng 1,2g dihydrochalcone. Tuy nhieân do dihydrochalcone coù ñoä ngoït raát cao neân ñoä hoøa tan thaáp khoâng aûnh höôûng ñeán vieäc söû duïng dihydrochalcone trong cheá bieán thöïc phaåm. Trong dung dòch, dihydrochalcone beàn ôû pH trung tính. Noù bò phaân huûy ôû pH acid hoaëc khi nhieät ñoä taêng cao. Khi söû duïng thöïc phaåm coù chöùa dihydrochalcone, ngöôøi tieâu duøng caûm nhaän vò ngoït xuaát hieän chaäm, thoaûng nheï vò baïc haø vaø haäu vò keùo daøi (töø 10 ñeán 15 phuùt). Saûn phaåm noåi tieáng vì coù taùc duïng ñieàu phoái maïnh khi söû duïng keát hôïp vôùi nhöõng chaát taïo ngoït nhaân taïo khaùc nhö aspartame, saccharin vaø acesulfame K cuõng nhö vôùi nhöõng loaïi röôïu ñöôøng khaùc nhö xylitol vaø cyclamate. Söû duïng NHDC ñeå ñaåy maïnh taùc duïng cuûa nhöõng chaát taïo ngoït ôû nhöõng noàng ñoä thaáp hôn yeâu caàu, do ñoù caàn moät löôïng ít hôn nhöõng chaát taïo ngoït khaùc. Taïo thuaän lôïi veà maët kinh teá. Trong thöïc phaåm noù ñöôïc duøng ñeå laøm taêng muøi vò ôû noàng ñoä khoaûng 4 – 5ppm vaø nhö laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo ôû noàng ñoä 15 – 20ppm. Nhieàu nghieân cöùu ñaõ chæ ra laø ôû noàng ñoä khoaûng treân 20ppm, NHDC coù theå gaây ra nhöõng taùc duïng nhö buoàn noân vaø chöùng ñau nöûa ñaàu. Ñaây khoâng phaûi laø moät nguoàn tin phoå bieán tuy nhieân noù laø nguoàn tin chaéc chaén trong hoäi khoa hoïc thöïc phaåm, vaø moät vaøi khuyeán caùo laø neân ñeo khaåu trang khi tieáp xuùc vôùi NHDC tinh khieát. 2.2.1.6.4. ÖÙng duïng: Vôùi vai troø laø chaát laøm taêng vò, NHDC ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong caùc saûn phaåm. Noù ñaëc bieät laøm taêng taùc duïng caûm quan (trong coâng nghieäp ñöôïc bieát nhö laø “mouth feel”). Moät ví duï cuûa ñieàu naøy laø caûm giaùc “kem mòn” trong caùc saûn phaåm söõa nhö yogurt vaø kem ngoaøi ra noù coøn ñöôïc öa chuoäng roäng raõi trong nhöõng saûn phaåm coù vò ñaéng töï nhieân khaùc. Caùc coâng ty döôïc phaåm raát öa thích nhöõng saûn phaåm naøy vì chuùng coù khaû naêng laøm giaûm vò ñaéng cuûa thuoác daïng vieân vaø ñoàng thôøi nhöõng saûn phaåm naøy cuõng ñöôïc öùng duïng laøm thöùc aên cho vaät nuoâi ñeå laøm giaûm thôøi gian cho aên. Nhöõng saûn phaåm coù chöùa NHDC khaùc coù theå ñöôïc tìm thaáy bao goàm nhöõng thöùc uoáng coù coàn (vaø khoâng coàn), nhöõng thöïc phaåm coù vò maën gaét, kem ñaùnh raêng, nöôùc suùc mieäng vaø ñoà gia vò nhö nöôùc xoát caø chua naám vaø mayonnaise. 2.2.2. Toång hôïp: 2.2.2.1 Saccharin: [11], [15], [23], [28] 2.2.2.1.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Hình 2.21: Coâng thöùc caáu taïo cuûa saccharin Teân hoùa hoïc: 2,3-dihydro-3-oxobenzisosulfonazole. Saccharin laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo laâu ñôøi nhaát, noù ñöôïc tìm thaáy vaøo naêm 1879 bôûi Ira Remsen vaø Constantin Fahlberg cuûa tröôøng Johns Hopkins University. Ghi chuù: töø “saccharin” khoâng coù aâm “e” ôû taän cuøng. Töø “saccharine” khi coù aâm “e” taän cuøng laø moät töû coå hôn vaø laø moät tính töø coù nghóa laø “ngoït” (sugary) – moái quan heä cuûa noù vôùi ñöôøng söû duïng thuaät ngöõ naøy nhö moät pheùp aån duï, thöôøng trong giaûm caûm giaùc, ñeå moâ taû nhöõng thöù “khoâng deã chòu moät caùch quaù möùc” hay “ngoït moät caùch thaùi quaù”. Caû hai töø naøy ñeàu baét nguoàn töø Hy Laïp laø σάκχαρον (sakcharon) vaø töø naøy coù nguoàn goác töø ngoân ngöõ Sanskrit ñeå chæ ñöôøng, sharkara, coù nghóa ñen laø soûi. Baûn chaát hoùa hoïc cuûa saccharin laø ortho sulfimide benzoic acid, phaân töû löôïng 183Da. ADI: 5mg/kg theå troïng. 2.2.2.1.2. Phöông phaùp thu nhaän: Saccharin coù theå ñöôïc saûn xuaát baèng nhieàu caùch khaùc nhau. Caùch thu nhaän ban ñaàu cuûa Remsen vaø Fahlberg ñi töø toluene nhöng hieäu suaát thu hoài thaáp. Naêm 1950, moät caùch toång hôïp tieân tieán hôn ñaõ ñöôïc phaùt trieån ôû coâng ty Maumee Chemical Company cuûa Toledo, Ohio. Trong phöông phaùp toång hôïp naøy, acid anthranilic phaûn öùng lieân tieáp vôùi acid nitric (nitrous acid), SO2 (sulfur dioxide), Cl2 (chlorine) vaø cuoái cuøng laø NH3 ñeå thu ñöôïc saccharin. Moät phöông phaùp khaùc ñi töø o-chlorotoluene (Bungard, 1967). 2.2.2.1.3. Ñaëc ñieåm: Khi ôû daïng tinh theå khan, saccharin khoâng huùt aåm vaø ít tan trong nöôùc. Moät lít nöôùc ôû 25oC chæ hoøa tan ñöôïc 3,4g saccharin. Dung dòch trong nöôùc ngoït gaáp 300 – 500 laàn saccharose nhöng coù haäu vò ñaéng khoù chòu hay coù muøi kim loaïi ñaëc bieät laø khi ôû noàng ñoä cao. Nhöõng muøi vò baát lôïi naøy coù khuynh höôùng gaây muøi khoù chòu cho caùc saûn phaåm traùi caây, nhöng ta coù theå che giaáu moät phaàn muøi naøy trong thöïc phaåm coù chöùa saccharose hay nhöõng chaát taïo ngoït töø nguõ coác coù theâm saccharin. Khoâng gioáng vôùi nhöõng chaát taïo ngoït sau naøy nhö aspartame, saccharin beàn vôùi nhieät ngay caû khi coù maët acid, khoâng phaûn öùng hoùa hoïc vôùi caùc thaønh phaàn khaùc cuûa thöïc phaåm vaø baûo quaûn toát. Thöôøng pha troän saccharin vôùi nhöõng chaát taïo ngoït khaùc ñeå buø cho ñoä ngoït cuûa nhöõng chaát taïo ngoït yeáu hôn. Vôùi tyû leä troän cyclamate:saccharin = 10:1 ñöôïc duøng roäng raõi ôû nhieàu quoác gia – nhöõng nöôùc khoâng caám duøng chaát taïo ngoït nhaân taïo; vôùi tyû leä troän naøy, thì moãi chaát taïo ngoït ñaõ che daáu ñi vò khoù chòu cuûa chaát coøn laïi. Saccharin thöôøng ñöôïc duøng chung vôùi aspartame trong nhöõng thöùc uoáng töï nhieân thuoäc cheá ñoä aên kieâng. Ôû daïng acid, saccharin khoâng tan trong nöôùc. Daïng chaát taïo ngoït thöôøng duøng laø muoái Natri cuûa noù. Muoái Canxi thænh thoaûng cuõng ñöôïc duøng ñaëc bieät ñoái vôùi nhöõng ngöôøi haïn cheá tieâu thuï Natri trong thöïc ñôn cuûa mình. Caû hai daïng muoái naøy ñeàu tan toát trong nöôùc: 0,67g/ml nöôùc ôû nhieät ñoä phoøng. Nhìn chung, saccharin vaø hai muoái cuûa noù, muoái Natri vaø muoái Calci, beàn vôùi nhieät ñoä vaø ph trong caùc quy trình cheá bieán thöïc phaåm. Ñaây laø moät öu ñieåm quan troïng cuûa saccharin so vôùi caùc chaát taïo ngoït khaùc. Saccharin laø moät phaùt minh quan troïng, ñaëc bieät ñoái vôùi nhöõng ngöôøi beänh ñaùi thaùo ñöôøng. Saccharin ñi tröïc tieáp qua heä thoáng tieâu hoùa cuûa ngöôøi maø khoâng ñöôïc tieâu hoùa. Noù khoâng aûnh höôûng ñeán möùc insulin trong maùu vaø khoâng taïo naêng löôïng. 2.2.2.1.4. ÖÙng duïng: Ôû Myõ, saccharin ñöôïc tìm thaáy trong nhöõng nhaø haøng ôû daïng nhöõng goùi nhoû maøu hoàng vôùi teân noåi tieáng laø “Sweet’N Low”. Moät löôïng nhoû nöôùc uoáng khoâng coàn ñöôïc laøm ngoït baèng saccharin nhö nöôùc uoáng Tab cuûa coâng ty Coca-Cola. 2.2.2.2 Cyclamate: [11], [15], [23], [28] 2.2.2.2.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: “Cyclamate” laø moät thuaät ngöõ chung ñeå chæ nhoùm chaát bao goàm cyclamte Natri, cyclamate Canxi vaø acid cyclamic. Coâng thöùc hoùa hoïc: C6H13NO3S Teân goïi khaùc: Cyclohexylsulfamic acid, Cyclohexanesulfamic acid, Hexamic acid, N-cuclohexyl-sulphamic acid. Khoái löôïng phaân töû:179,24 g/mol Ñoä ngoït: 30 - 40 laàn saccharose ADI: 11mg/kg theå troïng (do JECFA quy ñònh) vaø 7mg/kg theå troïng (do SCF quy ñònh). Traïng thaùi vaät lyù: Tinh theå traéng. Hình 2.22: Coâng thöùc caáu taïo cuûa cyclamate Cyclamate laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1937 taïi University of Illinois bôûi moät sinh vieân ñaõ toát nghieäp laø Michael Sveda. Cuõng gioáng nhö nhieàu chaát taïo ngoït nhaân taïo khaùc ñoä ngoït cuûa cyclamate ñöôïc phaùt hieän tình côø. Michael Sveda ñang laøm vieäc trong phoøng thí nghieäm ñeå toång hôïp moät döôïc phaåm choáng soát. Anh ta ñaët ñieáu thuoác cuûa mình xuoáng gheá thí nghieäm vaø khi ñöa leân mieäng huùt anh ta caûm nhaän ñöôïc vò ngoït cuûa cyclamate. Öu ñieåm: - Khoâng sinh naêng löôïng - Vò ngoït deã chòu. - OÅn ñònh: ñoái vôùi nhieät, acid, kieàm. - Reû, thôøi haïn söû duïng laâu. - Khoâng gaây saâu raêng - Söû duïng thích hôïp cho saûn phaåm naáu vaø nöôùng - Tan nhieàu trong nöôùc - Taêng vò cho caùc chaát taïo ngoït khaùc khi söû duïng keát hôïp (keát hôïp vôùi acesulfame-K, aspartame, saccharin, sucralose, neohesperine) - Söû duïng ñöôïc cho ngöôùi beänh tieåu ñöôøng Cyclamate Natri: C6H12NSO3Na. Tính chaát: cyclamate Natri laø moät loaïi boät tinh theå traéng, khoâng muøi vaø coù vò ngoït maïnh. Hình 2.23: Coâng thöùc caáu taïo cuûa cyclamate natri • Coâng thöùc hoùa hoïc: C6H12NNaO3S • Khoái löôïng phaân töû: 201,22 g/mol • Ñoä ngoït: 30 laàn saccharose • ADI: 11mg/ kg theå troïng. • Khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch Natri cyclamate 1%: 1.002g/ml Cyclamate Calci: Hình 2.24: Coâng thöùc caáu taïo cuûa cyclamate Calci • Coâng thöùc hoùa hoïc: C12H24CaN2O6S2 • Khoái löôïng phaân töû: 396,54g/mol • Ñoä ngoït:30 – 40 laàn saccharose. • ADI: 11mg/kg theå troïng • Traïng thaùi vaät lyù:Tinh theå hoaëc boät maøu traéng, khoâng muøi. 2.2.2.2.2. Phöông phaùp thu nhaän: Cyclamate ñöôïc toång hôïp töø söï sulfonat hoùa cuûa cyclohexylamine. Phaûn öùng naøy taïo ra khi cho cyclohexylamine taùc duïng vôùi acid sulfamic cuõng nhö vôùi SO3 Toång hôïp nhaân taïo töø cyclohexylamin baèng caùch sulphat hoùa. Cyclohexylamin (C6H11NH2)+ sulfur trioxide ® cyclamate Cyclohexylamin + sulfamic acid (HSO3NH2) ® cyclamate Phaûn öùng sulfonat laø phaûn öùng theá goác SO3-H töø acid H2SO4 cho caùc nguyeân töû hydro cho cô chaát Hieäu suaát sodium cyclamate thu ñöôïc so vôùi khoái löôïng cuûa cyclohexylamine ban ñaàu laø 175% 2.2.2.2.3. Ñaëc ñieåm cuûa cyclamate vaø caùc muoái Natri, Calci cuûa noù: Khaû naêng hoøa tan - Cyclamic acid: Tan raát ít trong nöôùc noùng vaø laïnh. Ñoä tan ôû 25oC (tính baèng g/100ml): •+ Trong nöôùc laø 13 •+ Trong röôïu laø 25 •+ Trong axeton laø 16 •+ Trong glycerin laø 90 - Sodium cyclamate: Tan nhieàu trong nöôùc taïi nhieät ñoä phoøng, khoâng tan trong röôïu, ether, benzene, chloroform. Ñoä hoøa tan của sodium cyclamate taïi 20oC: 200g/l - Calcium cyclamate: Deã tan trong nöôùc taïi nhieät ñoä phoøng. Ñoä hoøa tan của calcium cyclamate taïi 20oC: 250g/l Bôûi vì cyclamate tan toát trong nöôùc neân noù ñöôïc duøng roäng raõi trong saûn xuaát thöùc uoáng vaø nhieàu loaïi thöïc phaåm khaùc nhau nhö caùc loaïi baùnh nöôùng. Ôû 25oC coù theå thu ñöôïc dung dòch natri cyclamate 21%. Neáu tính raèng ñoä hoøa tan cuûa saccharose ôû 25oC laø 68% thì möùc ñoä ngoït nhö theá coù theå ñaït ñöôïc chæ caàn hoøa tan 2 – 2,5% natri cyclamate Sodium cyclamate laø moät hôïp chaát tinh khieát. Tuy nhieân, cuõng nhö baát kyø hôïp chaát hoùa hoïc naøo khaùc, noù vaãn coøn chöùa moät löôïng nhoû taïp chaát. Löôïng taïp chaát naøy tính baèng mg/kg saûn phaåm. Cyclamate coù theå tìm thaáy ôû 2 daïng: ngaäm nöôùc (HC) vôùi 15% nöôùc vaø daïng khan (AC) vôùi haøm aåm khoaûng 1%. Haøm löôïng aåm trong caû 2 daïng treân ñeàu khoâng aûnh höôûng ñeán tính chaát chung cuõng nhö caùch thöùc söû daïng cyclamate maø noù chæ aûnh huôûng ñeán cöôøng ñoä ngoït cuûa noù. Trong ñoù thì daïng HC coù cöôøng ñoä ngoït thaáp hôn so vôùi daïng AC vì noù chöùa nöôùc. Daïng AC coù giaù tieàn maéc hôn daïng HC khoaûng 15% Nhiệt ñoä noùng chảy: Nhieät ñoä noùng chaûy của calcium cyclamate : >300oC Nhieät ñoä noùng chaûy của cyclamic acid: 169 - 179oC Tính oån ñònh: Khoâng coù phaûn öùng hoùa naâu. Bôûi vì cyclamate khaùc vôùi ñöôøng saccharose laø khoâng bò caramel hoùa do taùc duïng nhieät trong quaù trình cheá bieán, neân noù thích hôïp cho quay thòt vaø daêm boâng neáu theo yeâu caàu cuûa quy trình caàn theâm moät löôïng ñöôøng haát ñònh. Trong khi saccharose bò chaûy vaø bò phaân huûy ngay nhieät ñoä cao hôn 100 - 120oC vaø ôû 170 - 180oC quaù trình naøy xaûy ra raát maõnh lieät thì natri cyclamate laïi beàn vaø chæ bò phaân huûy ôû 280 - 500oC. Bôûi vaäy caùc cheá ñoä nhieät ñöôïc aùp duïng roäng raõi trong cheá bieán caùc saûn phaåm thöïc phaåm hoaøn toaøn khoâng laøm cyclamate bò thay ñoåi. Ngoaøi ra cyclamate coøn beàn vôùi acid vaø kieàm laø 2 chaát coù theå söû duïng trong saûn xuaát thöïc phaåm vaø nhö vaäy khoâng bò maát taùc duïng taïo ngoït. Nhieàu nhaø nghieân cöùu cho bieát raèng natri cyclamater khoâng phaûi laø moâi tröôøng dinh döôõng cho vi khuaån vaø naám moác, do vaäy caùc saûn phaåm söû duïng noù thöôøng beàn hôn khi baûo quaûn Söï phaân huûy ñöôïc gia taêng trong amino acid vaø trong dung dòch vitamin tan trong nöôùc taïi nhieät ñoä cao OÅn ñònh döôùi ñieàu kieän saûn xuaát thöùc uoáng nheï (pH = 2 - 7), ñieàu kieän tieät truøng vaø xöû lyù UHT. Taïo caáu truùc: Nhieàu söï quan saùt chöùng toû raèng trong moät soá tröôøng hôïp cyclamate ít nhieàu laøm giaûm ñoä beàn cuûa chaát ñoâng. Canxi cyclamate seõ laøm ñoä beàn cuûa keo ñoâng gelatin giaûm ñi vaø laøm giaûm chaát löôïng caùc loaïi keo khaùc. Natri cyclamate khoâng laøm giaûm chaát löôïng cuûa keo ñoâng töø colagen vaø cuõng ít aûnh höôûng ñeán caùc loïai keo ñoâng khaùc. Khi caàn thieát vaø theo yeâu caàu natri cyclamate coù theå söû duïng phoái hôïp vôùi gelatin, anginit natri, tinh boät … cuõng nhö caùc chaát taïo ngoït khaùc nhö saccharose, saccharin . Coù theå cho natri cyclamate tröïc tieáp vaøo saûn phaåm neáu coù theå ñaûm baûo ñöôïc khuaáy ñeàu ñeå hoøa tan hoaøn toaøn. Ngoaøi ra khi saûn xuaát möùt quaû haït maø möùt quaû meàm cuõng cho pheùp söû duïng canxi cyclamate, khi ñoù phaûi ghi chuù treân nhaõn hieäu ñoà hoäp. Söï thuûy phaân: Acid cyclamic bò thuûy phaân chaäm trong nöôùc noùng. Quaù trình thuûy phaân thaønh acid sulphuric vaø cyclohexylamine chaäm khi ôû daïng dung dòch OÅn ñònh ôû pH = 2 - 7 taïi nhieät ñoä bình thöôøng , khi pH = 2,1 thì töø 1kg cyclamate seõ bò thuûy phaân thaønh : • 350 mg cyclohexylamine taïi 30oC. • 500 mg cyclohexylamine taïi 40oC. Ñoä ngoït Ñoä ngoït cuûa cyclamate gaáp 30 - 50 laàn so vôùi ñöôøng ( phuï thuoäc vaøo noàng ñoä) Khi söû duïng cyclamate cuøng vôùi ñöôøng thaáy xuaát hieän taùc duïng töông hoã laøm cho ñoä ngoït chung taêng leân hôn ñoä ngoït coù theå coù khi tính baèng caùch coäng caùc noàng ñoä. Cyclamate khoâng laøm taùc haïi ñeán men tieâu hoùa nhö pepsin, trypsin, lipaza. Thöôøng söû duïng cyclamate ôû daïng dung dòch nöôùc 15%. Khi ñoù neáu so saùnh theo ñoä ngoït töông ñöông thì 1ml dung dòch naøy baèng 6g ñöôøng. Vò ngoït: Sodium cyclamate: hieäu quaû taïo ngoït cao, khi tan trong nöôùc taïo dung dòch coù vò ngoït thuaàn khoâng bò haäu vò ñaéng hoaëc caùc vò khaùc nhö saccharin. Calcium cyclamate ôû noàng ñoä cao seõ coù vò maën. Khaùc vôùi Natri cyclamate, calci cyclamate vaø kali cyclamate, acid cyclamic ñoàng thôøi laøm cho saûn phaåm coù vò ngoït keøm theo vò hôi chua cho neân ñöôïc pheùp söû duïng ñeå thay theá ñöôøng saccharose cuõng nhö caùc acid thöïc phaåm maø ôû ñoù ñöôøng vaø acid laø caùc thaønh phaàn chuû yeáu. Khi so saùnh vôùi caùc acid höõu cô khaùc vaø ñöôøng, ngöôøi ta nhaän thaáy cho 1,5 g acid cyclamic töông ñöông vôùi 1g acid citric vaø 1,2 g cyclamate. pH cuûa dung dòch acid cyclamic 10% laø 1,3 Coù theå söû duïng acid cyclamic trong saûn xuaàt möùt quaû nghieàn, möùt ñoâng, baùnh keïo, cuõng nhö caùc loïai quaû nghieàn. Trong taát caû caùc saûn phaåm naøy thì khi pha cheá acid cyclamic caàn tính ñeán taùc duïng laøm ngoït cuûa noù ñoàng thôøi laøm giaûm löôïng acid thöïc phaåm neáu acid naøy ñuôïc quy ñònh duøng trong quy trình Cylamate coù vò ngoït thuaàn khieát, khoâng coù vò laï khaùc, khoâng ñoäc ñoái vôùi cô theå ngöôøi. Ngoaøi ra vò cyclamate thöôøng deã chòu hôn so vôùi ñöôøng saccharose vaø noù che laáp bôùt vò ñaéng vaø noàng Laøm taêng muøi vò töï nhieân cuûa caùc loaïi rau quaû, haïn cheá söï maát maøu töï nhieân vaø söï saãm maøu cuûa quaû do khoâng bò caramen hoùa döôùi taùc duïng nhieät. Cyclamate deã quyeän vôùi muøi vò caùc loaïi quaû vaø nhieàu khi coøn taêng vò töï nhieân cuûa quaû. Caùc nhaø chuyeân moân cho raèng öu ñieåm cuûa cyclamate laø khoâng trích ly dòch baøo caùc loaïi cam, chanh trong quaù trình ñoùng hoäp thöïc phaåm nhö thöôøng xaûy ra khi ñoùng hoäp vôùi dung dòch ñöôøng saccharose coù noàng ñoä cao. Cho neân trong ñoà hoäp thaønh phaåm khoái löôïng phaàn quaû khoâng keå nöôùc ñöôøng trong tröôøng hôïp ñoùng hoäp baèng cyclamate seõ laøm haïn cheá söï maát maøu töï nhieân vaø söï saãm maøu cuûa quaû trong ñoà hoäp khi baûo quaûn laâu daøi. Cyclamate ôû daïng muoái coù cöôøng ñoä ngoït lôùn hôn cyclamate ôû daïng acid. 2.2.2.2.4. ÖÙng duïng: Keïo: Chewing gum, keïo cöùng, keïo meàm, chocolate Thöùc uoáng : Nöôùc ngoït, nöôùc traùi caây, Ice tea, thöùc uoáng taêng löïc Baùnh:Baùnh ngoït, baùnh nöôùng, baùnh flan, pudding, baùnh biscuit Caùc saûn phaåm töø söõa: yoghurt Caùc saûn phaåm töø thòt, caù: salad thit, caù Caùc saûn phaåm gia vò, nöôùc soát, soát mayonnaise Döôïc phaåm: thöïc phaåm cho ngöôøi beänh tieåu ñöôøng Caùc moùn aên traùng mieäng Caùc saûn phaåm rau quaû: Rau quaû ñoùng hoäp, nöôùc uoáng rau quaû…, möùt (jam, jelly, marmalade …) 2.2.2.3 Acesulfame-K: [9], [15], [23], [28] 2.2.2.3.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát : Acesulfame-K laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo khoâng sinh naêng löôïng, vaø cuõng ñöôïc bieát nhö Ace-K, ñöôïc bieát döôùi teân thöông maïi laø Sunett vaø Sweet One. ÔÛ Chaâu Aâu, noù ñöôïc bieát döôùi maõ soá E950. Noù ñöôïc phaùt hieän moät caùch tình côø vaøo naêm 1967 bôûi moät nhaø hoùa hoïc ngöôøi Ñöùc Karl Clauss ôû Hoechst AG (nay laø Nutrinova). Hình 2.25: Coâng thöùc hoùa hoïc cuûa acesulfame-K Acesulfame-K laø chaát taïo vò ngoït thuoäc hoï oxathiazinone dioxyde. Veà maët hoùa hoïc, acesulfame-K laø moät muoái cuûa Kali 6-methyl-1,2,3- oxathiazine-4(3H)-one 2,2-dioxide. Noù coù daïng boät tinh theå maøu traéng vôùi coâng thöùc hoùa hoïc laø C4H4KNO4S vaø khoái löôïng phaân töû laø 201,24 g/mol. ADI laø 15 mg/kg theå troïng (do JECFA quy ñònh) vaø 9 mg/kg theå troïng (do SCF quy ñònh). 2.2.2.3.2. Phöông phaùp thu nhaän: Haõng Hoechst (Ñöùc) ñaõ ñöa ra phöông phaùp saûn xuaát acesulfame-K, söû duïng fluorosulfonylisocyanate vaø ester butylic cuûa acid acetoacetic. Ñaëc ñieåm: - ÔÛ daïng tinh theå, acesulfame-K coù maøu traéng, khoâng muøi, khoâng huùt aåm vaø tan toát trong nöôùc. - Ñoä ngoït: Acesulfame-K ngoït gaáp 180 – 200 laàn ñöôøng saccharose, ngoït baèng aspartame, ngoït keùm moät nöûa saccharin, vaø keùm ¼ sucralose. Noù taïo caûm giaùc maùt saïch, ngoït. - Haäu vò: Gioáng saccharin, noù coù haäu vò ñaéng nheï, ñaëc bieät khi ôû noàng ñoä cao. Acesulfame-K thöôøng ñöôïc keát hôïp vôùi aspartame hay nhöõng chaát taïo ngoït khaùc. Söï keát hôïp naøy ñöôïc cho laø giuùp taïo ra vò gioáng vôùi ñöôøng hôn vì moãi chaát taïo ngoït seõ che ñi haäu vò cuûa nhöõng chaát khaùc. - Tính beàn: Khoâng gioáng nhö aspartame, acesulfame-K beàn vôùi nhieät ngay caû trong ñieàu kieän acid hay kieàm maïnh, noù ñöôïc pheùp duøng trong caùc saûn phaåm nöôùng hay caùc saûn phaåm yeâu caàu haïn söû duïng daøi. Hôïp chaát coù ñoä beàn toát trong moâi tröôøng loûng. Coù thôøi haïn söû duïng daøi. - Tính tan: Tan toát trong nöôùc, moät lít nöôùc ôû 25oC coù theå hoøa tan ñöôïc 270g acesulfame-K. Noù khoâng ñöôïc chuyeån hoùa hay toàn tröõ trong cô theå, ñöôïc haáp thuï nhanh choùng vaø sau ñoù ñaøo thaûi ra ngoaøi. Baûng 2.3: Ñoä tan cuûa acesulfame-K ôû 20oC (Clauss, Luck & von Rymon Lipinski, 1976) Dung moâi g Acesulfame-K/100ml dung moâi Nöôùc 27 Ethanol 0,1 Acid acetic laïnh (glacial acetic acid) 13 DMSO > 30 ÖÙng duïng: Acesulfame ñöôïc öùng duïng trong nhöõng saûn phaåm chewing gum, caø pheâ hoøa tan, traø hoøa tan, trong nhöõng loaïi thöùc uoáng, gelatin, baùnh pudding, moùn traùng mieäng vaø caùc saûn phaåm söõa, thöïc phaãm ñoùng hoäp vaø keïo noùi chung, coù trong hôn 4000 saûn phaåm treân 90 quoác gia nhö Uùc, Anh, Cananda vaø Ñöùc. Acesulfame-K thöôøng duøng keát hôïp vôùi nhöõng chaát taïo ngoït khaùc ñeå ñaït ñöôïc ñoä ngoït töông töï ñöôøng. Noù ñöôïc duøng nhieàu trong caùc saûn phaåm nöôùng. Nhöõng saûn phaåm noåi tieáng coù duøng acesulfame-K laø Diet Rite Cola, Fruit Shoot, Pepsi Max, Coca-Cola Zero, Fresca, Diet Coke with Splenda, Sprite Zero, Powerade, Trident gum, Wrigley's Spearmint gum, some SoBe products, XS Energy Drink, Propel Fitness Water, Sugarfree Red Bull, Diet Lipton Green Tea with Citrus, Diet Arizona Energy Drinks 2.2.3.4. Aspartame: [3], [15], [28] 2.2.3.4.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Teân hoùa hoïc: N-(L-α-Aspartyl)-L-phenylalanine, 1-methyl ester Coâng thöùc hoùa hoïc: C14H18N2O5 Khoái löôïng phaân töû: 294,301 g/mol Nhieât noùng chaûy: 246 – 247oC Ñoä tan: tan khoâng ñaùng keå trong nöôùc. Aspartame laø chaát taïo ngoït nhaân taïo, phi carbohydrate, laø moät methyl ester cuûa dipeptide cuûa 2 acid amine töï nhieân laø L-aspartic acid vaø L-phenylalanine. Hình 2.26: Coâng thöùc caáu taïo aspartame Aspartame ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1965 bôûi James M. Schlatter, moät nhaø hoùa hoïc laøm vieäc taïi G.D. Searle & Company. Schlatter ñaõ toång hôïp aspartame trong tieán trình saûn xuaát thöû thuoác antiulcer. Anh ta tình côø phaùt hieän ra vò ngoït cuûa noù khi lieám ngoùt tay ñaõ bò nhieãm aspartame cuûa mình. FDA ñaõ coâng boá ADI cho aspartame laø 40 mg/kg theå troïng. 2.2.3.4.2. Phöông phaùp thu nhaän: Aspartame ñöôïc thu nhaän baèng phöông phaùp toång hôïp hoùa hoïc. 2.2.3.4.3. Ñaëc ñieåm: - Ñoä ngoït: Ñieàu haáp daãn ôû aspartame laø noù coù ñoä ngoït gaáp 180 laàn ñöôøng ôû cuøng moät noàng ñoä nhöng laïi khoâng phaûi laø moät loaïi ñöôøng taïo naêng löôïng cao. Gioáng nhö nhöõng peptide khaùc, aspartame cung caáp giaù trò naêng löôïng laø 4KCal/g (17KJ/g), löôïng aspartame caàn ñeå taïo vò ngoït laø quaù ít ñeán noãi naêng löôïng maø noù ñoùng goùp vaø laø khoâng ñaùng keå, ñieàu naøy khieán cho noù laø moät chaát taïo ngoït phoå bieán cho nhöõng ngöôøi khoâng caàn naêng löôïng töø ñöôøng. - Vò ngoït: khoâng gioáng vôùi vò cuûa ñöôøng, vò ngoït cuûa aspartame baét ñaàu thì chaäm hôn nhöng haäu vò thì laâu hôn so vôùi ñöôøng, vaø ngöôøi tieâu duøng nhaän thaáy laø noù khoâng haáp daãn. Pha aspartame vôùi acesulfame-K thì noù seõ cho ra vò gaàn gioáng vôùi ñöôøng vaø söï keát hôïp naøy ñem laïi hieäu quaû hôn laø duøng rieâng leû töøng loaïi chaát taïo ngoït. Maát moät phaàn vò ngoït ôû nhieät ñoä cao. - Tính beàn: Trong moâi tröôøng acid maïnh hay base maïnh, aspartame seõ thuûy phaân sinh ra methanol. Trong ñieàu kieän khaéc khe hôn, ôû nhieät ñoä cao hoaëc pH cao, moái lieân keát peptide cuõng seõ bò thuûy phaân vaø cuoái cuøng laø taïo ra caùc acid amine töï do. Do ñoù aspartame laø chaát taïo ngoït khoâng mong muoán trong baùnh nöôùng. Ñoä beàn cuûa aspartame trong nhieät coù theå ñöôïc caûi thieän ôû moät möùc ñoä naøo ñoù baèng caùch boïc noù trong chaát beùo hoaëc maltodextrin. Ñoä beàn khi hoøa tan trong nöôùc phuï thuoäc chuû yeáu vaøo pH. Ôû nhieät ñoä phoøng, noù haàu nhö beàn ôû pH 4,3 taïi pH naøy, chu kyø baùn huûy cuûa noù laø gaàn 300 ngaøy. Tuy nhieân, ôû pH 7 chu kyø baùn huûy cuûa noù chæ coøn laø vaøi ngaøy. Haàu heát thöùc uoáng nheï coù pH laø 3 – 5 do ñoù aspartame cuõng hôi beàn. Trong nhöõng saûn phaåm yeâu caàu haïn söû duïng daøi hôn, aspartame thænh thoaûng ñöôïc pha troän vôùi nhöõng chaát taïo ngoït beàn hôn nhö saccharin. - Tính tan: ñoä hoøa tan trong nöôùc khoâng cao, moät lít nöôùc ôû 20oC coù theå hoøa tan ñöôïc 60g aspartame. Ñoä tan cuûa aspartame trong nöôùc laø moät haøm theo nhieät ñoä vaø pH. Ñoä tan ñaït cöïc ñaïi ôû pH 2,2. Ñoä tan thaáp nhaát ôû ñieåm ñaúng ñieän hay pH 5,2. - Naêng löôïng: Aspartame cuõng coù chöùa naêng löôïng, nhöng naêng löôïng maø noù ñoùng goùp vaøo trong saûn phaåm cuoái cuøng laø khoâng ñaùng keå. - Khaû naêng tham gia phaûn öùng hoùa hoïc: Trong nhöõng thöïc phaåm nhö laø ñoà uoáng daïng boät, goác amin cuûa aspartame coù theå tham gia phaûn öùng Maillard vôùi goác aldehyde coù trong caùc hôïp chaát höông laøm giaûm ñoä ngoït vaø muøi höông. Do ñoù coù theå haïn cheá phaûn öùng naøy baèng caùch baûo veä aldehyde nhö moät acetal. - Quaù trình chuyeån hoùa: Khi aên vaøo buïng, aspartame bò phaân huûy taïo thaønh moät vaøi chaát hoùa hoïc nhö acid aspartic, phenylalanine, methanol, vaø nhöõng saûn phaåm bò phaân huûy hôn nöõa laø formaldehyde vaø acid formic. Coù moät vaøi tranh caõi xung quanh toác ñoä phaân huûy thaønh nhöõng saûn phaåm khaùc nhau vaø nhöõng taùc duïng gaëp phaûi khi aên thöïc phaåm coù chöùa aspartame. 2.2.3.4.4. ÖÙng duïng: Chaát taïo ngoït naøy ñöôïc baùn döôùi caùi teân thöông maïi laø Nutrasweet®, Equal®, Spoonful®, vaø Equal-Measure®, vaø coù maët trong khoaûng 6000 thöïc phaåm tieâu duøng baùn treân theá giôùi. Noù thöôøng ñöôïc duøng trong thöïc phaåm aên kieâng nhö ñoà uoáng nheï (khoâng coàn) vaø noù ñoùng vai troø nhö moät gia vò. Noù thöôøng ñöôïc öùng duïng trong moät vaøi lónh vöïc nhö cung caáp vitamin cho thöïc phaåm daïng nhai nhö chewing gum khoâng ñöôøng. Tuy nhieân, aspartame khoâng phaûi luoân luoân thích hôïp vôùi quaù trình nöôùng bôûi vì döôùi taùc ñoäng cuûa nhieät noù seõ bò phaù huûy caáu truùc vaø do ñoù laøm giaûm ñoä ngoït raát nhieàu. Aspartame cuõng laø chaát thay theá ñöôøng cho ngöôøi bò beänh tieåu ñöôøng. 2.2.3.5 Sucralose: [3], [15], [28] 2.2.3.5.1. Coâng thöùc caáu taïo vaø tính chaát: Hình 2.27: Coâng thöùc caáu taïo cuûa sucralose Teân hoùa hoïc: 1,6-Dichloro-1,6-dideoxy-β-D-fructofuranosyl-4-chloro-4-deoxy-α-D-galactopyranoside Teân khaùc: 1',4,6'-Trichlorogalactosucrose Trichlorosucrose Coâng thöùc hoùa hoïc: C12H19Cl3O8 Khoái löôïng phaân töû: 397,64g/mol Nhieät ñoä noùng chaûy: 130oC Ôû Chaâu Aâu noù ñöôïc bieát döôùi caùi teân E955. Sucralose ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1976 bôûi nhöõng nhaø khoa hoïc töø Tate & Lyle laøm vieäc vôùi nhöõng nhaø nghieân cöùu taïi Queen Elizabeth College (nay laø moät phaàn cuûa King's College London). Noù ñöôïc phaùt hieän bôûi Leslie Hough vaø moät nhaø hoùa hoïc treû ngöôøi Aán Ñoä Shashikant Phadnis. Boä ñoâi ñaõ coá gaéng thöû nghieäm ñöôøng khöû truøng clo nhö moät chaát hoùa hoïc trung gian. Vaøo moät ngaøy cuoái muøa heø, Phadnis ñöôïc baûo laø thöû nghieäm loaïi boät ñoù. Phadnis nghó laø Hough baûo anh neám noù neân anh ta ñaõ neám. Vaø anh ta nhaän thaáy hôïp chaát naøy coù vò ngoït khaùc thöôøng (ngoït gaáp 600 laàn so vôùi ñöôøng). Hoï laøm vieäc vôùi Tate & Lyle trong moät naêm tröôùc khi nhaát trí ñöa ra coâng thöùc cuoái cuøng. ADI laø 15mg/kg theå troïng. 2.2.3.5.2. Phöông phaùp thu nhaän: Noù ñöôïc saûn xuaát baèng söï khöû truøng clo saccharose coù tuyeån choïn, baèng caùch ñoù, 3 nhoùm hydroxyl cuûa saccharose ñöôïc thay theá bôûi caùc nguyeân töû clo ñeå taïo ra 1,6-dichloro-1,6-dideoxy-β-D-fructo-furanosyl 4-chloro-4-deoxy-α-D-galactopyranoside hay C12H19Cl3O8. 2.2.3.5.3. Ñaëc ñieåm: - Ñoä ngoït: ngoït gaáp 320 – 1000 laàn saccharose, ngoït gaáp 2 laàn saccharin vaø 4 laàn aspartame. - Tính beàn: Khoâng gioáng nhö aspartame, sucralose beàn nhieät, khi gia nhieät maãu thöïc phaåm coù chöùa sucralose leân 180oC trong thôøi gian 25 phuùt, sucralose vaãn khoâng bò phaân huûy vaø beàn trong khoaûng pH 3 – 7. Caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ nhaän thaáy raèng khi baûo quaûn dung dòch sucralose ôû pH 3, nhieät ñoä 20 – 25oC sau moät naêm chæ coù 0,6% sucralose bò phaân huûy. Do ñoù, noù coù theå ñöôïc duøng trong nhöõng saûn phaåm maø ñöôøng coù theå duøng maø khoâng bò maát tính ngoït gioáng nhö ñöôøng cuûa noù ngay caû khi ñun noùng hay baûo quaûn trong thôøi gian daøi. Vì vaäy ngaøy nay noù ñöôïc öùng duïng trong nhöõng thöïc phaåm nöôùng hay trong nhöõng saûn phaåm yeâu caàu haïn söû duïng daøi. - Ñoä an toaøn: Sucralose ñöôïc chaáp nhaän duøng ôû nhieàu quoác gia vaø hoäi an toaøn thöïc phaåm theá giôùi bao goàm U.S. Food and Drug Administration (FDA), Joint Food and Agriculture Organization/World Health Organization Expert Committee on Food Additives, The European Union's Scientific Committee on Food, Health Protection Branch of Health vaø Welfare Canada vaø Food Standards Australia-New Zealand (FSANZ). Nhieàu nghieân cöùu ñaõ chöùng minh laø sucralose an toaøn ñoái vôùi ngöôøi söû duïng. 2.2.3.5.4. ÖÙng duïng: Noù ñöôïc öùng duïng trong saûn xuaát keïo, nöôùc uoáng khoâng coàn. Sucralose troän vôùi maltodextrin vaø dextrose laø moät taùc nhaân taïo xô ñöôïc baùn treân toaøn theá giôùi bôûi McNeil Nutritionals döôùi caùi teân laø chi nhaùnh Splenda. Ôû Myõ vaø Canada, hoãn hôïp naøy coù maët ngaøy caøng nhieàu trong caùc nhaø haøng döôùi trong moät bao bì daïng tuùi nhoû maøu vaøng, ngöôïc vôùi tuùi nhoû maøu hoàng laø saccharin, vaø tuùi nhoû maøu xanh laø aspartame. Sucralose ñöôïc öùng duïng nhö laø moät chaát thay theá, hay keát hôïp vôùi nhöõng chaát taïo ngoït khaùc nhö aspartame, acesulfame-K hay syrup coù haøm löôïng fructose cao. Noù ñöôïc öùng duïng nhieàu nhö traùi caây ñoùng hoäp, thöùc uoáng naêng löôïng thaáp, soát taùo, thöïc phaåm nöôùng, nhöõng chaát cung caáp dinh döôõng vaø thöïc phaåm thuoäc veà y hoïc. 2.2.3.6. Dulcine: [28] Dulcin (4-ethoxyphenyl urea) laø moät chaát taïo ngoït nhaân taïo coù ñoä ngoït gaáp 250 laàn ñöôøng, ñöôïc phaùt hieän vaøo naêm 1884 bôûi Joseph Berlinerbau. 7 naêm sau ñoù noù ñöôïc saûn xuaát haøng loaït vôùi soá löôïng lôùn. Maëc duø noù ñöôïc phaùt hieän sau saccharin 5 naêm nhöng noù khoâng ñöôïc öa thích. Maëc duø vaäy, noù laø moät chaát taïo ngoït quan troïng trong ñaàu theá kyû 20 vaø noù coù thuaän lôïi hôn saccharin laø khoâng ñeå laïi haäu vò ñaéng. Hình 2.28: Coâng thöùc caáu taïo cuûa Dulcin Nhöõng cuoäc thöû nghieäm y hoïc ñaàu tieân khaúng ñònh dulcin laø moät chaát an toaøn ñoái vôùi con ngöôøi vaø noù ñöôïc cho laø ngöôøi beänh ñaùi thaùo ñöôøng coù theå duøng. CHÖÔNG 3: KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU AÛNH HÖÔÛNG CUÛA VIEÄC DUØNG CAÙC CHAÁT TAÏO NGOÏT THAY THEÁ ÑÖÔØNG TRONG BAÙNH KEÏO Veà maøu saéc cuûa baùnh: [8] Hình 3.1: Ñoä saùng cuûa ruoät vaø voû baùnh khi duøng caùc chaát taïo ngoït khaùc nhau Nhìn hình ta thaáy, giaù trò ñoä saùng cuûa voû baùnh (L*) (crust) khoâng ñöôøng luoân cao hôn ñaùng keå – leân ñeán 25% - so vôùi baùnh kieåm chöùng (control cake), chæ coù oligofructose laø ngoaïi leä. Khi duøng loaïi oligofructose naøy baùnh thaønh phaåm coù maøu toái hôn baùnh ñoái chöùng, giaù trò L* thaáp hôn 18% so vôùi maãu ñoái chöùng. Ñieàu naøy ta coù theå thaáy treân voû baùnh do phaûn öùng Maillard dieãn ra do nhieät ñoä cao. Coøn ñoä saùng cuûa ruoät baùnh (crumb) khoâng bò aûnh höôûng nhieàu khi thay theá saccharose. Polydextrose cho ruoät baùnh toái nhaát, giaûm 10% ñoä saùng so vôùi maãu ñoái chöùng. Veà söï giaõn nôû theå tích baùnh: [8] Nhöõng baùnh khoâng ñöôøng luoân giaõn nôû theå tích thaáp hôn so vôùi nhöõng baùnh coù ñöôøng. Tuy nhieân, trong khi baùnh coù xylitol, sorbitol vaø oligofructose cho giaù trò gaàn vôùi maãu ñoái chöùng thì baùnh coù mannitol laïi coù söï giaõn nôû theå tích thaáp hôn ñaùng keå so vôùi maãu ñoái chöùng (thaáp hôn 33%). Ñieàu naøy coù lieân quan ñeán möùc ñoä raén chaéc cuûa ruoät baùnh khi ño treân baùnh coù mannitol. Söï giaûm giaõn nôû treân baùnh khoâng ñöôøng döôøng nhö laø do 2 nguyeân nhaân chính: Söï giaûm ñoä beàn cuûa boät nhaõo trong suoát quaù trình nöôùng – lieân quan ñeán vieäc giaûm ñoä nhôùt cuûa boät nhaõo vaø kích thöôùc boït taêng. Söï thay ñoåi trong cô cheá phaûn öùng nhieät, do söï töông taùc khaùc nhau cuûa caùc chaát taïo ngoït vaø tinh boät vaø protein cuûa boät nhaõo ñaõ aûnh höôûng leân söï gelatin hoùa tinh boät vaø söï bieán tính nhieät cuûa protein. Söï giaûm nhieät ñoä laøm phaûn öùng nhieät cuûa protein hay tinh boät xaûy ra sôùm, phaûn öùng naøy seõ dieãn ra ôû voû baùnh do moâi tröôøng nhieät ôû ñaây cao. Sau ñoù, toác ñoä truyeàn nhieät giaûm, taïo ra aùp suaát hôi, gaây söï giaõn nôû khoâng ñaày ñuû cuûa nhöõng boït bong boùng (Hicsasmaz vaø coäng söï, 2003; Stauffer, 1990). Hình 3.2: Söï giaõn nôû theå tích baùnh khi duøng caùc chaát taïo ngoït khaùc nhau Tính raén chaéc: [8] Hình 3.3: Aûnh höôûng cuûa vieäc thay theá hoaøn toaøn ñöôøng baèng caùc chaát taïo ngoït leân ñoä raén chaéc cuûa voû baùnh Nhìn chung, nhöõng baùnh môùi khoâng ñöôøng coù caáu truùc voû meàm hôn ñaùng keå so vôùi maãu ñoái chöùng. Maãu baùnh môùi coù xylitol thì giaûm ñoä cöùng nhieàu nhaát (gaàn 50%). Chæ baùnh laøm baèng mannitol laø taêng ñoä cöùng cuûa voû, ñieàu naøy coù lieân quan ñeán ñoä daøy cuûa baùnh. Ñoä raén chaéc cuûa voû baùnh taêng daàn trong quaù trình baûo quaûn trong 4 ngaøy. Baùnh coù sorbitol, maltitol, vaø xylitol cho caáu truùc raát gioáng vôùi maãu baùnh ñoái chöùng. Nhöõng aûnh höôûng naøy chuû yeáu laø do söï khaùc bieät veà khaû naêng lieân keát vôùi nöôùc cuûa caùc chaát taïo ngoït – lieân quan ñeán nhöõng ñieàu kieän thuaän lôïi ñeå maát nöôùc trong baûo quaûn, vaø nhöõng töông taùc cuûa chaát taïo ngoït vôùi tinh boät seõ aûnh höôûng ñeán söï thoaùi hoùa tinh boät. Tính caûm quan: [8] Baûng 3.1: Ñaùnh giaù caûm quan cuûa baùnh laøm töø caùc chaát taïo ngoït khaùc nhau so vôùi ñöôøng Maltitol Mannitol Sorbitol Xylitol Isomaltose Oligofructose Polydextrose Muøi Cöôøng ñoä Ñieåm ñaùng giaù Vò Ngoït Ñieåm ñaùng giaù Haäu vò Cöôøng ñoä Ñieåm ñaùng giaù Caáu truùc Ñoä cöùng khi sôø Ñoä cöùng khi aên Ñieåm ñaùng giaù Hình daùng Ñoàng ñeàu Ñieåm ñaùng giaù 4,31 4,8 4,32 4,54 4,66 4,59 5,49 5,60 4,47 5,27 4,9 2,14 3,24 2,99 2,87 3,05 3,09 8,49 7,76 2,24 3,1 3,32 4,20 4,47 3,66 3,87 4,10 3,92 3,38 3,43 4,36 4,44 4,21 3,92 4,69 4,82 5,15 5,46 5,66 4,43 3,99 4,70 6,99 5,99 3,81 4,41 2,99 2,93 3,27 3,59 4,26 4,15 4,30 3,22 3,93 6,48 4,24 2,44 2,37 5,21 2,70 6,21 5,93 4,19 6,27 4,05 6,23 4,32 2,86 2,28 5,32 2,85 6,32 6,02 4,35 6,20 4,16 Ghi chuù: Ñieåm ñaùnh giaù (Hedonic scale) Nhöõng giaù trò döôùi 5 coù nghóa laø cöôøng ñoä hay möùc ñoä öa thích thaáp hôn so vôùi maãu ñoái chöùng vaø ngöôïc laïi ñoái vôùi nhöõng giaù trò treân 5 Nhìn baûng 3.1, polydextrose vaø oligofructose cho cöôøng ñoä muøi cao nhaát trong baùnh xoáp, trong khi mannitol cho muøi baùnh xaáu nhaát. Trong moái lieân quan ñeán ñoä ngoït, baùnh xeáp thí nghieäm vôùi xylitol gaàn gioáng vôùi maãu ñoái chöùng, keá ñeán laø baùnh laøm vôùi maltitol vaø sorbitol. Nhöõng baùnh thí nghieäm vôùi oligofructose vaø oligodextrose cho ñoä ngoït thaáp nhaát. Nhöõng keát quaû naøy hoaøn toaøn ñoàng yù vôùi khaû naêng taïo ngoït cuûa polyols vaø oligosaccharides (Altschul, 1993). Noùi ñeán haäu vò, baùnh ñöôïc ñaùnh giaù cao nhaát, thaäm chí cao hôn caû maãu ñoái chöùng laø baùnh laøm baèng xylitol, keá ñeán laø baùnh laøm baèng maltitol. Baùnh coù haäu vò xaáu laø oligofructose vaø polydextrose. Nhöõng caùi baùnh laøm baèng xylitol coù ñieåm gaàn vôùi maãu ñoái chöùng nhaát. Ta cuõng coù theå thaáy laø coù theå duøng maltitol laøm baùnh ñeå thay theá saccharose. Baùnh coù ñieåm ñaùnh giaù thaáp nhaát laø mannitol, keá ñeán laø oligofructose vaø polydextrose. Sôû dó oligofructose vaø polydextrose coù ñieåm thaáp chuû yeáu laø do vò vaø haäu vò cuûa noù. Ñieàu naøy hoaøn toaøn hôïp lyù vôùi baûng 3.1. Hình 3.4: Bieåu thò ñieåm caûm quan trung bình cuûa caùc saûn phaåm thí nghieäm so vôùi maãu ñoái chöùng (Control) Keát luaän: [8] Söï thay theá saccharose trong thí nghieäm laøm baùnh xoáp ñeå taïo ra saûn phaåm coù ñaëc tính töông töï vaø möùc ñoä chaáp nhaän cuûa ngöôøi tieâu duøng laø coù theå thöïc hieän ñöôïc. Trong soá 7 loaïi chaát taïo ngoït thí nghieäm, xylitol laø chaát thay theá saccharose toát nhaát vì baùnh laøm baèng xylitol cho ñieåm ñaùnh giaù caûm quan töông töï vôùi baùnh laøm töø ñöôøng nhaát, thaäm chí laø vöôït troäi hôn ôû moät vaøi ñaëc ñieåm nhö vò, haäu vò vaø hình daùng beà ngoaøi cuûa baùnh. Chæ coù moät ñieàu trôû ngaïi cuûa loaïi chaát taïo ngoït naøy laø giaù thaønh cao vaø noù khoâng tham gia phaûn öùng Maillard. Keát quaû laø baùnh laøm ra coù maøu nhaït hôn so vôùi baùnh laøm töø saccharose hay töø nhöõng chaát taïo ngoït khaùc – nhöõng chaát taïo ngoït coù theå tham gia phaûn öùng hoùa naâu tröïc tieáp hay bieán ñoåi do nhieät ñoä. Maltitol cuõng ñöôïc xem laø chaát thay theá saccharose coù theå phaùt trieån ñöôïc maëc duø ñieåm ñaùnh giaù caûm quan cuûa noù thaáp hôn so vôùi baùnh laøm töø xylitol. Ngöôïc laïi, mannitol laø chaát thay theá saccharose teä nhaát trong soá nhöõng chaát thí nghieäm. Ngoaøi ra, Hess vaø ñoàng nghieäp (1983) ñaõ nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa vieäc duøng aspartame vaø fructose vaø hoãn hôïp cuûa hai chaát naøy leân tính chaát cuûa moät vaøi loaïi baùnh. Hoï nhaän thaáy raèng baùnh coù theâm fructose (vôùi löôïng 25%) ñöôïc nhaän xeùt laø meàm, deã gaõy hôn baùnh coù theâm aspartame. Askar vaø ñoàng nghieäp (1987) ñaõ nghieân cöùu vieäc duøng hoãn hôïp saccharose (vôùi löôïng 0%, 25%, 50% vaø 100%) vôùi nhöõng chaát thay theá ñöôøng (fructose, xylitol vaø sorbitol) hay nhöõng chaát taïo ngoït (acesulfame-K, aspartame vaø saccharin) leân tính chaát cuûa baùnh dinh döôõng thaønh phaåm (resultant dietetic cake). Keát quaû thu ñöôïc cho thaáy vieäc thay theá saccharose baèng nhöõng chaát taïo ngoït hay nhöõng chaát thay theá ñöôøng khaùc ôû möùc treân 25% seõ laøm giaûm chaát löôïng vaø tính öa chuoäng cuûa baùnh. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Leâ Ngoïc Tuù (chuû bieân), “Hoùa Sinh Coâng Nghieäp”, NXB Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät Haø Noäi, 2002, 443p. Leâ Vaên Vieät Maãn, “Coâng ngheä saûn xuaát caùc saûn phaåm töø söõa vaø thöùc uoáng”, taäp 2 – Coâng ngheä saûn xuaát thöùc uoáng, NXB Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. HCM, 2006, 259p. Aurora A. Saulo, Extension Specialist in Food Technology,“Sugars and Sweeteners in Food”, Cooperative Extension Service, Food Safety and Technology, Mar. 2005, FST-16. Bernard W. Minifie, C. Chem., F. R. I. C., F. I. F. S. T., “Chocolate, cocoa and confectionery”, science and technology second edition, AVI publishing company, INC, Chicago USA, 1979, 720p. C. J. K. Henry (Oxford Brookes University) and C. Chapman (Unilever R & D Colworth), “The nutrition handbook for food processors”, Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, 2002, 496p. David H.Watson, “Food chemical safety, Vol2: additives”, Woodhead Publishing Limited, 2000. El-Said A. Attia, Hassan A. Shehata & Ahmed Askar, “An alternative formula for the sweetening of reduced-calorie cakes”, Food Chemistry, Vol 48, 1993, pages 169-172. Felicidad Ronda, Manuel Goùmez, Carlos A. Blanco, Pedro A. Caballero, “Effects of polyols and nondigestible oligosaccharides on the quality of sugar-free sponge cakes”, Food Chemistry, Vol 90, 2005, pages 549–555. Gert-Wolfhard von Rymon Lipinski, “The New Intense Sweetener Acesulfame-K”, Food Chemistry, Vol 16, 1985, pages 259-269. Gordon G. Birch, “Sweetness and sweeteners”, Endeavour, New Series, Vol 11, No. 1, 1987, pages 21-25. Gordon G. Brirch, Kieran A. Haywood, Gary G. Hanniffy, Catherine M. Coyle, Wm. J. Spillane, “Apparent specific volumes and tastes of cyclamate, other sulfamates, saccharin and acesulfame sweeteners”, Elsevier, Food Chemistry, Vol 84, 2004, pages 429-435. Imad Tofeili and Stanley Dziedzic, “Synthesis and taste properties of maltose and maltitol analogues”, Food Chemistry, Vol 47, 1993, pages 17-22. International Sweeteners Association, “Sweeteners in all confidence” Jamuel A. Matz, “Technology of biscuits, crackers and cookies”, third edition, 1992, 404p. J.Nutr.Biochem, Vishwanath M.Sardesai and Tammi H.Waldshan, “Natural and synthetic intense sweeteners”, Vol 2, 1991, pages 236-244. Journal of Chromatography, Yue Jiang, Hai-Tao Lu and Feng Chen, “Preparative purification of glycyrrhizin extracted from the root of liquorice using high-speed counter-current chromatography”, Vol 1033, Issue 1, 9 April 2004, pages 183-186 . Marie-Odile Portmann, Samira Serghat & Mohamed Mathlouthi, “Study of some factors affecting intensity/time characteristics of sweetness”, Food Chemistry, Vol 44, 1992, pages 83 – 92. R.C. Borrelli, C. Mennella, F. Barba, M. Russo, G.L. Russo, K. Krome, H.F. Erbersdobler, V. Faist, V. Fogliano, “Characterization of coloured compounds obtained by enzymatic extraction of bakery products”, Food and Chemical Toxicology, Vol 41, 2003, pages 1367–1374. Robert S. Igoe, MS, MBA, Y. H. Hui, PhD, “Dictionary of Food Ingredients”, Fourth Edition, Aspen Publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland, 2001, 234p. Sandra Mundt, Bronislaw L. Wedzicha, “A kinetic model for browning in the baking of biscuits: Effects of water activity and temperature”, Swiss Society of Food Science and Technology, LWT 40, 2007, pages 1078–1082. Shigeyuki Hamada, “Role of sweeteners in the etiology and prevention of dental caries”, Pure Appl. Chem., Vol 74, No.7, 2002, pages 1297-1305. Susan S. Schiffman, Elizabeth A. Sattely–Miller, Brevick G. Graham, Jeanette L. Bennett, Barbara J. Booth, Nitin Desai and Ihab Bishay, “Effect of temperature, pH, and ions on sweet taste”, Phisiology & Behavior, Vol 68, Issuue 4, 2000, pages 469 – 481. Tetsuo Suami, Leslie Hough, Tomoya Machinami, Takayuki saito & Katsumi Nakamura, “Molecular mechanisms of sweet taste: saccharin, acesulfame-K, cyclamate and their derivatives”, Elsevier, Food Chemistry, Vol 63, No. 3, 1998, pages 391-396. Tineke Hoopman, Gordon Birch, Samira Serghat, Marie-Odile Portmann & Mohamed Mathlouthi, “Solute-solvent interactions and the sweet taste of small carbohydrates. Part II: Sweetness intensity and persistence in ethanol-water mixtures”, Food Chemistry, Vol 46, 1993, pages 147-153 www.industry.daniscosugar.com www.xylitol.org www.xylitol-cn.com www.wikipedia.org hhtp//www.FAO stevia.htm http//.www.933_ Sweetening agent Stevioside (WHO Food Additives Series 42).htm