Chất nhũ hóa (phụ gia ổn định nhũ tương)

CHẤT NHŨ HÓA (Phụ gia ổn định nhũ tương) Giảng viên: Mạc Xuân Hòa NỘI DUNG 1. Nhũ tương 2. Phụ gia ổn định nhũ tương 3. Một số vấn đề cần quan tâm NỘI DUNG 1. Nhũ tương 2. Phụ gia ổn định nhũ tương 3. Một số vấn đề cần quan tâm GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG PHÂN LOẠI NỘI DUNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG PHÂN LOẠI NỘI DUNG BẢN CHẤT  Nhũ tương là một hệ lỏng – lỏng không hòa tan vào nhau  Trong thực phẩm: thường là dầu & nước  Có 2 pha: - Pha phân tán: - Pha liên tục Thực tế: trong thành 2 pha còn chứa các cấu tử khác  Tính chất của hệ nhũ: quyết định bởi pha liên tục. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG Không là nhũ tương Nhũ tương ??????? Pha phân tán Pha liên tục GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT Giọt phân tán Pha liên tục Bề mặt liên pha Khoảng 1 m Nhũ tương là một hệ keo GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG PHÂN LOẠI NỘI DUNG PHÂN LOẠI  Nhũ tương dầu trong nước (oil – in – water): O/W  Nhũ tương nước trong dầu (water – in – oil): W/O GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG PHÂN LOẠI NỘI DUNG MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG Mayonnaise Margarine Milk Ice cream GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG BẢN CHẤT THỰC PHẨM Ở DẠNG NHŨ TƯƠNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG PHÂN LOẠI NỘI DUNG TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG  Các phân tử ở trung tâm: F = 0  Các phân tử ở bề mặt: F ≠ 0  bị kéo vào tâm Oil in Water Sức căng bề mặt (Interfacial Tension) TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG Interfacial tension is the force required to pull the molecules apart to expand the surface or to spread the liquid. Diện tích bề mặt càng lớn thì sức căng bề mặt càng lớn. Sức căng bề mặt càng lớn thì 2 chất lỏng càng khó trộn lẫn  pha phân tán có xu hướng “tự giảm sức căng bề mặt”. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA NHŨ TƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHŨ TƯƠNG Sức căng bề mặt lớn Diện tích tiếp xúc lớn Giảm sức căng bề mặt Giảm diện tích tiếp xúc NHŨ TƯƠNG LÀ HỆ DI THỂ KHÔNG ỔN ĐỊNH NỘI DUNG 1. Nhũ tương 2. Phụ gia ổn định nhũ tương 3. Một số vấn đề cần quan tâm PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CẤU TẠO HÓA HỌC CHỨC NĂNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG PHỔ BIẾN PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CẤU TẠO HÓA HỌC CHỨC NĂNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG PHỔ BIẾN PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CẤU TẠO HÓA HỌC 2 thành phần trong cấu tạo tham gia ổn định nhũ tương:  Phần ưa nước (phân cực)  Phần ưa béo (không phân cực) PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CẤU TẠO HÓA HỌC CHỨC NĂNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG PHỔ BIẾN PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CHỨC NĂNG PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CẤU TẠO HÓA HỌC CHỨC NĂNG MỘT SỐ LOẠI PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG PHỔ BIẾN PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG  Chất hoạt động bề mặt (surfactant)  Polymer sinh học lưỡng cực PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG  Chất hoạt động bề mặt (surfactant)  Polymer sinh học lưỡng cực PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT E471 - 495 PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG Monoglyceride Diglyceride VÍ DỤ VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT  Các chất dễ tan trong nước hơn có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của nước tốt hơn của dầu  O/W.  Các chất dễ tan trong dầu hơn có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của dầu tốt hơn của nước W/O PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT Nên hòa tan chất phụ gia vào pha liên tục Tính tan trong pha liên tục > trong pha phân tán Đánh giá tính tan bằng cách nào ? PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG CHỈ SỐ HLB (HYDROPHILIE – LIPOPHILIE BALANCE)  Đặc trưng cho tính tan của chất nhũ hóa  Cần thiết cho việc lựa chọn phụ gia ổn định nhũ tương; HLB = 3 - 6 HLB = 8 - 18 Ưa béo > Ưa nước Ưa béo < Ưa nước W/O O/W PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG  Chất hoạt động bề mặt (surfactant)  Polymer sinh học lưỡng cực POLYMER SINH HỌC LƯỠNG CỰC PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG  Casein  Whey protein  Protein lòng trắng trứng  Tinh bột biến tính  Protein thịt  Protein đậu nành  …………… POLYMER SINH HỌC LƯỠNG CỰC PHỤ GIA ỔN ĐỊNH NHŨ TƯƠNG Uncoil (denature) & absorb TÍNH CHẤT BỀ MẶT CỦA CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT VÀ POLYMER Khả năng giảm sức căng bề mặt Khả năng tạo màng bền Chất hoạt động bề mặt + - Polymer sinh học lưỡng cực - + CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT vs. POLYMER NỘI DUNG 1. Nhũ tương 2. Phụ gia ổn định nhũ tương 3. Một số vấn đề cần quan tâm  Phương pháp tạo nhũ tương  Phương pháp đánh giá hiệu quả  Các yếu tố ảnh hưởng MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM  Phương pháp tạo nhũ tương  Phương pháp đánh giá hiệu quả  Các yếu tố ảnh hưởng MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM PHƯƠNG PHÁP TẠO NHŨ TƯƠNG Emulsifier MECHANICAL ENERGY ??? • Khuấy trộn • Đồng hóa áp lực • Nghiền keo • Sóng siêu âm MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM • Khuấy trộn • Đồng hóa áp lực • Nghiền keo • Sóng siêu âm MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM MECHANICAL ENERGY ??? THIẾT BỊ ĐỒNG HÓA ÁP LỰC THIẾT BỊ ĐỒNG HÓA ÁP LỰC  Áp suất  Nhiệt độ  1 cấp hay 2 cấp THIẾT BỊ SIÊU ÂM  Công suất (W)  Tần số (Hz)  Thời gian xử lý (phút) SỰ THAY ĐỔI CỦA PHA PHÂN TÁN Kết quả: Xé nhỏ các giọt béo: 0.1 – 0.2 micromet → Tạo tínhřồng nhất cho sản phẩm TÓM LẠI  Phương pháp tạo nhũ tương  Phương pháp đánh giá hiệu quả  Các yếu tố ảnh hưởng MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM  Phương pháp cổ điển  Phương pháp NIZO  Đo kích thước pha phân tán bằng SEM PHƯƠNG PHÁP NIZO Ly tâm (1000 v/p) Nhũ tương trước ly tâm (25 ml) D = 250 mm, 30 phút, 400C Phần dịch dưới ống ly tâm (20 ml) Phần béo tách lớp sau ly tâm KL béo phần dịch trong dưới ống ly tâm (20 ml) KL béo tổng của mẫu (25 ml) CHỈ SỐ NIZO = MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM  Phương pháp tạo nhũ tương  Phương pháp đánh giá hiệu quả  Các yếu tố ảnh hưởng MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM TỐI ƯU HÓA (OPTIMIZATION) Hình 1 : Moá i quan heä giöõa a ùp sua át va ø chæ soá Nizo 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0 40 80 120 160 200 240 280 A Ùp suaá t (bar) Chæ so á Nizo ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT ĐỒNG HÓA Hình 3: Moá i quan heä giöõa a ùp sua át va ø chæ soá Nizo 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Noàng ñoä Lecithine (%) Chæ soá Nizo ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ PHỤ GIA ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC ION ẢNH HƯỞNG CỦA pH & LOẠI PHỤ GIA ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG SUẤT & THỜI GIAN SIÊU ÂM (nhũ tương sữa dừa)