Chất nhũ hóa là một loại chất được sử dụng phổ biến trong ngành thực phẩm. Nó thường được tìm thấy trong thành phần chất liệu của các sản phẩm như nước giải khát, bánh kẹo, bơ, margarine, sữa, kem… Việc hiểu rõ về cấu trúc, tính chất vật lý, hóa học và cách sử dụng chất nhũ hóa là rất quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm.
Chất phụ gia làm nhũ hóa.
Table of Contents
Hệ emulsión. là gì?
Nhũ tương là một hỗn hợp của hai chất lỏng không hòa tan, được kết hợp với nhau. Trong hỗn hợp này, một chất lỏng tồn tại dưới dạng những giọt nhỏ, được gọi là “hạt phân tán” (còn được gọi là pha không liên tục, pha phân tán hoặc pha nội), trong khi chất lỏng còn lại được gọi là pha liên tục (pha không phân tán hay pha ngoại).
Tính chất của hệ nhũ tương.
Có nhiều loại thực phẩm được chế biến thành nhũ tương, ví dụ như sữa tươi, kem, yaourt, margarine, chocolate, nước sốt…
Tính chất hệ nhũ tương
Hệ emulsión. là hệ không ổn định động nhiệt. Quá trình phá vỡ hệ nhũ tương xảy ra như sau.
Các giọt dưới ảnh hưởng của trong lực có thể nổi lên hoặc lắng xuống, với giọt có khối lượng riêng lớn hơn sẽ có xu hướng chìm.
Khi các điện tích trong giọt giảm đột ngột, sẽ xảy ra hiện tượng kết tụ và làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các giọt. Sự kết tụ này thường xảy ra khi thay đổi pH và lực ion. Hiện tượng kết tụ sẽ làm tăng kích thước bên ngoài của các giọt và tăng tốc độ phân lớp.
Sự kết hợp tự nhiên của các giọt sẽ làm tăng kích thước của chúng và cuối cùng chia thành hai lớp, được tách nhau bằng một bề mặt phẳng, điện tích tại thời điểm này sẽ đạt cực tiểu.
Sự xa lắng, sự kết tụ và các va chạm do chuyển động Brown hoặc chuyển động khuấy khác sẽ làm cho các giọt gần lại nhau.
Hệ emulsión.
Chất nhũ hóa là gì?
Chất nhũ hóa là chất giúp giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ và duy trì sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương. Cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa bao gồm cả phần hút nước và phần hút mỡ.
Chất nhũ hóa được sử dụng để đảm bảo sự ổn định của hệ keo phân tán trong pha liên tục bằng cách tạo ra một bề mặt mang điện tích. Đồng thời, nó còn giảm sức căng bề mặt của các giọt phân tán, từ đó giảm năng lượng hình thành các giọt trong hệ. Chất nhũ hóa thường là ester của acid béo và rượu.
Trong quá trình sử dụng, người ta thường sử dụng giá trị HBL để đánh giá mức độ mỡ hoặc nước của chất nhũ hóa. Từ đó, có thể lựa chọn loại chất nhũ hóa phù hợp cho sản phẩm cụ thể.
Nếu hệ số Hydro-Lipophile Balance (HLB) thấp (có nhiều gốc ưa nước hơn gốc ưa béo), thì chất nhũ hóa này phù hợp với hệ nước trong dầu và ngược lại.
Đặc tính của chất nhũ hóa
Các chất nhũ hóa có một trong những thuộc tính sau đây:
Giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng bằng cách làm giảm sức căng bề mặt tại bề mặt tiếp xúc của hai chất lỏng.
Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan, chất hoạt hóa bề mặt sẽ làm tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng.
Khi hòa chất nhũ hóa vào một chất lỏng, các phân tử của chúng có xu hướng tụ lại thành đám, và nồng độ tạo đám tới hạn là nồng độ tại đó các phân tử bắt đầu tụ lại. Trong trường hợp chất lỏng là nước, các phân tử sẽ kết hợp với nhau và tạo ra các hình dạng khác nhau như hình cầu, hình trụ và màng.
Các chất có phân tử lớn có thể hòa tan trong pha liên tục để làm tăng độ nhớt của pha này hoặc được hấp thụ vào bề mặt liên pha.
Các chất không hòa tan và có mức độ phân chia rất nhỏ và có thể thấm ướt được bởi cả hai pha. Khi chúng được hấp thụ vào bề mặt liên pha, chúng sẽ tạo ra vật chắn chống lại hiện tượng hợp giọt.
Ứng dụng của chất nhũ hóa trong sản xuất thực phẩm
Sản phẩm từ ngũ cốc.
Trong việc chế biến bột hạt ngũ cốc, chất nhũ tương không chỉ cải thiện tính chất của sản phẩm mà còn giúp quá trình chế biến trở nên thuận lợi hơn. Nghiên cứu của Schuster và Adams (1984) đã tìm hiểu kỹ về cơ chế tác động của chất ổn định trong quá trình sản xuất bánh. Các chất làm ổn định có tác động đa dạng.
Hình ảnh sản phẩm ngũ cốc.
Các nhà nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc nghiên cứu tính chất của lecithin để áp dụng vào hoạt động kinh doanh. Các tính chất này bao gồm:
Sản phẩm sữa- Cream.
Có hai dạng của kem, một là kem lạnh và một là kem đông đặc. Điều này được đạt được nhờ vào tính chất phụ gia nhũ tương. Protein và lecithin góp phần tạo nên chất lượng ổn định cho sản phẩm.
Các chất nhũ tương có tác dụng tăng tính phân tán của chất béo, sự tương tác giữa protein và chất béo, khả năng sấy khô, hình dạng tạo ra, khả năng liên kết không khí, và tăng khả năng phân tán (Flack, 1983, Walker, 1983). Ngoài ra, chúng còn tăng màng protein xung quanh bọt khí trong kem.
Cream là hiện tượng khi dầu hòa tan trong nước tạo thành một loại nhũ tương. Tuy nhiên, khi sử dụng monoglyceride, cream sẽ chuyển sang trạng thái nhũ tương nước trong dầu (Berger, 1976). Các chất nhũ tương có tác dụng tạo bọt và làm tăng khả năng định hình của cream khi làm lạnh, đồng thời tạo độ cứng nhất định cho cream.
Trong quá trình sản xuất cream, monoglyceride và ester polyoxyethylene sorbitan là hai chất được sử dụng phổ biến. Các chất này đã được chứng minh là có hiệu quả cao nhất trong công nghiệp (Berger, 1986).
Ngoài ra, Flack (1985) còn chứng minh rằng diglyceride và ester acid lactic của monoglyceride cũng có thể được sử dụng thay cho monoglyceride xịn. Ester acid lactic của monoglyceride thường được sử dụng để làm ổn định bọt trong cream.
Hình ảnh sản phẩm sữa.
Sản xuất kẹo
Trong quá trình sản xuất kẹo, chúng ta sử dụng triglyceride (Amomymais 1983), Ester đường của axit béo, Ester sorbitan của axit béo.
Ester glycerol của axit béo và ester propylene glycol của axit béo được sử dụng với liều thường dùng khoảng 0,01-0,5% theo trọng lượng. Polyglycol được áp dụng để tạo vỡ các loại kẹo (Herzing và Palamidis 1984).
Hình dạng của sản phẩm kẹo.
Sản xuất Mayonnaise tiệt trùng
Sản phẩm Mayonnaise được tạo thành từ dầu ăn, đường, muối, chất nhũ tương loại 1 và 2, và axit acetic hoặc dấm. Trọng lượng của sản phẩm bao gồm: dầu ăn chiếm từ 55% đến 85%, đường tối thiểu 1%, muối ít nhất 0.5%, và axit acetic hoặc dấm chiếm từ 0.1% đến 20% để đạt độ pH của nhũ tương từ 2 đến 5.
Thành phần của nhũ tương 1 gồm protein đậu nành, protein đậu, bột sữa không kem, bơ sữa và/hoặc cazein, trong quá trình đun nóng có thể bị biến chất khoảng 70% và 80%. Thành phần của nhũ tương 2 gồm monoglyceride, ethoxylate monoglyceride, polyoxyethylene sorbitan, glycerin, axit béo monoester và axit béo diester. Sản phẩm nhũ tương được tạo ra bằng cách kết hợp nước, đường, muối và nhũ tương 1 và 2.
Hỗn hợp này sẽ được đun nóng để biến đổi các protein trong đó ở mức độ từ 70% đến 80%. Sau khi nguội, chúng ta sẽ thêm axit axetic hoặc giấm để làm hỗn hợp lạnh hơn. Tiếp theo, chúng ta sẽ thêm dầu ăn vào hỗn hợp đã làm lạnh để làm cho nó có vị chua. Cuối cùng, chúng ta sẽ làm đồng nhất sản phẩm chứa dầu.
Hình ảnh sản phẩm Mayonnaise.
Hàm lượng sử dụng chất nhũ hóa ?
ADI (lượng chất được phép tiêu thụ hàng ngày theo cân nặng của cơ thể) của hầu hết các chất nhũ hóa không bị giới hạn.
Để đạt được những đặc tính mong muốn về độ nhớt, hình dạng, vị và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm, người ta thường sử dụng chất nhũ hóa hoặc chất nhũ hóa kết hợp với chất ổn định. Tuy nhiên, việc sử dụng chất nhũ hóa liên quan đến an toàn sức khỏe của người tiêu dùng, vì vậy cần sử dụng những chất đã được công bố hợp quy, trong phạm vi cho phép của Bộ Y tế với một hàm lượng nhất định tùy thuộc vào loại sản phẩm thực phẩm.
