TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÀI TẬP HÓA HỌC THỰC PHẨM
GVHD: ThS Tôn Nữ Minh Nguyệt
Nhóm SVTH: Tô Thị Thanh Loan (60801123)
Cao Hữu Ngọc Hoàng (60800697)
TP.HỒ CHÍ MINH, 11-2009
MỤC LỤC
1.Sơ lược về chất tạo đông.
1.1. Định nghĩa.
1.2. Một số chất tạo đông.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel.
1.4. Phân loại.
2. Pectin.
2.1. Nguồn gốc.
2.2. Cấu tạo.
2.3. Các chỉ số đặc trưng.
2.3.1. Chỉ số Methoxyl - MI
2.3.2. Chỉ số Ester hóa - DE
2.4. Phân loại.
2.4.1. Dựa vào mức độ Methoxyl hóa và Ester hóa.
2.4.2. Dựa trên khả năng hòa tan.
2.5. Tính chất cùa Pectin.
2.6. Khả năng tạo đông.
2.6.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo đông của Pectin.
2.6.2. Cơ chế tạo gel.
2.6.2.1. HMP
2.6.2.2. LMP
2.6.3. Vai trò của các cấu tử trong việc tạo gel Pectin.
2.6.3.1. Pectin.

2.6.3.2. Nước.
2.6.3.3. Acid.
2.7. Ứng dụng.
2.8. Quy trình sản xuất Pectin.
3. Alginic Acid và Alginate.
3.1. Nguồn gốc.
3.2. Cấu tạo.
3.3. Tính chất.
3.4. Một số loại muối Alginate.
3.4.1. Alginate Calcium.
3.4.2. Alginate Natri.
3.5. Quy trình sản xuất.
3.6. Ứng dụng của Alginic Acid và Alginate trong thực phẩm.
4. Carrageenan.
4.1. Nguồn gốc.
4.2. Cấu tạo.
4.3. Tính chất của Carrageenan.
4.4. Khả năng tạo gel.
4.5. Phương pháp sản xuất.
4.6. Ứng dụng trong thưc phẩm.
2
1.Sơ lược về chất tạo đông:
1.1. Định nghĩa:
Chất tạo đông thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm, bao gồm các
polymer như polysaccharide, protein.
1.2. Một số chất tạo đông:
+ Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin. Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya,
gum ghatti, gum tragacanth Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind
gum Củ: konjac mannan
+ Tảo (Algal) Tảo đỏ: agar, carrageenan Tảo nâu: alginate

+Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose
+ Động vật: Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:
- Liên kết giữa các phân tử:
+ Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử.
+Nếu chiều dài của vùng liên kết dài thì lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để
chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ
chắc bền.
+Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau
mạnh thì các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm
cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định
- Cấu trúc các phân tử:
+Những phân tử có nhánh không liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo
những vùng liên kết có kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng chỉ
tạo cho dung dịch có độ nhớt và độ ổn định.
+Nhưng phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.
- Điện tích phân tử:
+Đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện
cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết.
- Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong
dung dịch.
1.4. Phân loại: Có 2 loại gel:
1)Gel thuận nghịch về nhiệt như: Agar , Kappa carrageenan, Iota carrageenan,
LMP, Gellan gum , Xanthan gum…
2) Gel không thuận nghịch về nhiệt :Alginate,High methoxyl (HM),pectin…
2.Pectin.
2.1.Nguồn gốc:
Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây. Đóng vai trò vận chuyển nước và xây dựng
cấu trúc tế bào cho các trái cây đang trưởng thành. Duy trì hình dáng và sự vững chắc
của trái cây. Tiền thân của pectin là protopectin không tan trong nước và có nhiều

trong mô trái cây còn xanh, quá trình chín sẽ kèm theo sự thủy phân protopectin thành
pectin dưới tác dụng của enzim protopectinaza thành pectin hòa tan. Khi quả chín các
chất pectin bị phân hủy đến acid pectic và methanol làm cho quả bị nhũn và cấu trúc bị
phá hủy. Ngoài ra acid giảm là do quá trình hô hấp decacboxyl hóa tạo ra các aldehyde
và khí carbonic.
3
Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hòa tan và protopectin không hòa
tan.
Trong công nghiệp pectin được thu nhận từ dịch chiết của các nguyên liệu thực vật
thường là táo hay các quả có múi như: cam, quýt, bưởi.

Táo Cam Bưởi Quýt
Hình1. Một số loại quả giàu Pectin
2.2. Cấu tạo:
Polysaccaride dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic. Acid pectic là
một polymer của acid D-galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucoside.
Mỗi chuổi gồm khoảng 10000 phân tử Galacturonic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 -
200.000 đvC.
Hình2. Cấu tạo của Pectin (Acid Galacturonic)
Hình 3. Acid D-Galacturonic và đồng phân quang học (Acid L-galacturonic)
Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều
chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.
2.3. Các chỉ số đặc trưng:
2.3.1. Chỉ số Methoxyl – MI:
Biểu hiện cho phần trăm khối lượng nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử
pectin
2.3.2. Chỉ số Ester hóa – DE:
Thể hiện mức độ este hóa của các phân tử acid galactoronic trong phân tử pectin.
4
2.4. Phân loại:

2.4.1. Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa:
+ Pectin có độ methoxyl hóa cao – HM-Pectin:

Hình 4. High Methoxyl Pectin
DE >50 % hay MI > 7%.
Muốn tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường
trên 60%.
+ Pectin có độ methoxyl hóa thấp – LM-Pectin:

Hình 5. Low Methoxyl Pectin
DE < 50 % hay MI < 7%.
Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong phân tử pectin.
Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi trường không có đường.
Chúng thường được dùng làm màng bao bọc các sản phẩm.
2.4.2. Dựa trên khả năng hòa tan:
+Pectin hòa tan: methoxyn polygalacturonic.
+Pectin không hòa tan: Protopectin-là dạng kết hợp của pectin-araban.
Hình 6. Cấu tạo của một chuỗi Pectin
2.5. Tính chất của pectin:
- Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu.
- Có khả năng tạo gel bền.
- Pectin không tan trong dung dịch ethanol. Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết
tụ.
- Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản
phẩm khi cô đặc.
5
- Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin có độ nhớt và độ
bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô đặc nước quả.
- Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự tham gia của acid
hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào

giảm.
- Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic.
- Các dạng pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc.
- Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-1,5%) khi có mặt
đường 60-70% và acid 1%. Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn pectin, mức độ
metoxin hóa và phân tử lượng của pectin.
- Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
2.6. Khả năng tạo đông của pectin:
•Các pectin và acid pectinic có các nhóm hydroxyl ( -OH) nên có khả năng
hydrate hóa cao.
•Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, do
đó làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch.
 Vì vậy khi làm giảm độ tích điện và độ hydrate hóa sẽ làm cho các phân tử
pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới 3 chiều
rắn chứa pha lỏng ở bên trong.
2.6.1. Tính chất tạo đông của pectin được xác định phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố
sau:
■Chiều dài mạch phân tử pectin: Chiều dài mạch pectin quyết định độ cứng của
gel.
•Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử
dụng với liều lượng cao.
•Nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành có độ cứng.
Chiều dài phân tử pectin quyết định độ cứng của gel, chỉ có pectin có khối lượng
phân tử không bé hơn 10000 mới có khả năng tạo gel, nếu chiều dài quá thấp thì
nó không tạo gel được mặt dù dùng với liều lượng cao.
■Mức độ methoxyl hóa qui định cơ chế tạo gel.
Khi pectin có cùng khối lượng phân tử thì khả năng tạo gel phụ thuộc vào mức
độ este hóa các gốc của mach galacturonic tại các nhóm metoxyl (-OCH
3
).

Nhóm metoxyl tăng từ 8 -11% thì độ bền đông tụ của nó tăng, ngược lại khả
năng đông tụ giảm.
■Trong thành phần của phân tử pectin có thể có nhóm acetyl CH
3
CO, hàm lượng
nhóm CH
3
CO có trong pectin, este hóa cao không quá 0,8% thì không ảnh
hưởng đến khả năng tạo đông của pectin, song cao hơn thì khả năng đông tụ
giảm.
2.6.2. Cơ chế tạo gel:
2.6.2.1. HMP : Tạo gel bằng liên kết Hidro
٠Điều kiện tạo gel : [đường] > 60%, pH = 3 - 3,5; [pectin] = 0,5 -1%.
-Đường có khả năng hút ẩm và vậy nó làm giảm mức độ hydrate hóa
của phân tử pectin trong dung dịch.
-pH acid trung hòa gốc COO- làm giảm độ tích điện của các phân tử.
Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội
phân tử và tạo gel. Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử
pectin có thể hydroxyl-hydroxyl, carboxyl-carboxyl hoặc hydroxyl-
carboxyl. Kiểu liên kết này không bền do đó gel tạo thành sẽ mềm dẻo
bởi tính linh động của các phân tử trong khối gel.
6
Cấu trúc của gel phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm
lượng pectin, hoặc pectin và nhiệt độ 30 - 35
0
C. Đường thêm vào
pectin là sacharose. Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ gây ra
quá trình nghịch đảo đường sachrose. Tuy nhiên cũng không nên dùng
qua nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn
sacharose sẽ gây kết tinh glusco và hoá gel nhanh gây ra hiện tượng vón

cục. Khi nồng độ pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel qua
cứng. Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH &
nhiệt độ càng thấp và hàm lượng đường cao thì gel tạo thành càng
nhanh.
2.6.2.2. LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca
2+
.
Vai trò của Ca
2+
và ion kim loại khác trong việc tạo gel là: các nhóm carboxyl tự
do liên kết lại nhờ các ion Ca
2+
nên các phân tử acid pectic tác dụng tương hỗ lẫn
nhau tạo thành khung bền vững.
Dạng cation và anion có ảnh hưởng đến độ bền đông tụ các cation Ca
2+
, Al
3+
làm
tăng độ bền gel còn cation hóa trị I như Na
+
ở điều kiện xác định có tác dụng
ngược lại.
Hình 7. Cơ chế tạo gel của LMP
2.6.3. Vai trò của các cấu tử trong việc tạo gel pectin:
2.6.3.1. Pectin:
-Nồng độ của các phân tử pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên
kết giữa các phân tử xảy ra càng nhanh và sự đông tụ được tạo ra càng
bền.
-Độ bền gel xác định theo chiều dài mạch phân tử và mức độ

metoxyl hóa.
-Pectin chất lượng tốt sẽ tạo ra sợi chỉ dài và chắc trong quá trình
đông tụ.
2.6.3.2. Nước:
- Độ ẩm của khối keo tăng thì quá trình tạo keo tụ càng nhanh (vì
tăng tốc độ định hướng của các phân tử pectin do độ nhớt của dung dịch
phân tán giảm).
- Thời gian tạo đông của khối kẹo phụ thuộc vào độ ẩm, độ ẩm càng
cao thời gian tạo đông càng giảm.
-Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa do các
pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa cao
nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi polymethyl
galacturonic.Vì vậy chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm
7