Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Chương 1:
TÍNH CHẤT CHUNG
CỦA CÁC CHẤT TẠO
VỊ NGỌT
1
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
1
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
1.1 Định nghĩa: [2], [13]
Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như là
chất thay thế đường.
Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng tạo
nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp
tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm.
Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà danh mục các chất tạo ngọt được phép sử
dụng có thể khác nhau. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những chất tạo
ngọt mới với các đặc tính kỹ thuật ưu việt hơn để sử dụng trong sản xuất một số loại
thực phẩm chức năng.
Phân loại:
- Dựa vào giá trị dinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:
+ Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng – như chất tạo ngọt có nguồn gốc tinh bột,
chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và nước ngọt lấy từ nhựa cây
thích.
+ Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phi
carbohydrate).
- Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc:
+ Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như carbohydrate, stevioside,

Có thể gây
sâu răng
2
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
2

 
    !"
#$$% &$$% '(!" )*+ '(!"
,%
,-%
,$$%
,.$$%
,#$%
,/$%
,)01+
,."2"34567
,8
,.6
,#$
,#$5
,/$5
,%"1!%$
,9:$
,;
,.%%
,$:$5
,#%
,#$

đương nhau. Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trị tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch chất khảo
sát S và nồng độ dung dịch saccharose, với điều kiện là hai dung dịch này được xem là
có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan. Đơn vị đo khối
lượng thường dùng là phần trăm khối lượng (w/w) hoặc mol/l.
1.2.1.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến độ ngọt: [9], [11], [16],
[21], [25]
Độ ngọt của chất tạo ngọt phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ và những thành
phần hóa học khác như những chất tạo ngọt khác hay những mùi vị khác. Trong một
vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vị: nước quả xanh cho
cảm giác ít ngọt hơn nước quả đỏ mặc dù chúng chứa cùng một lượng chất tạo ngọt
như nhau.
- Độ ngọt phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau đến độ ngọt
của các dung dịch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dịch.
Độ ngọt của fructose thì phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hình 1.3 cho thấy ở nhiệt
độ thấp fructose ngọt hơn saccharose, nhưng ngược lại độ ngọt lại giảm khi nhiệt độ
tăng.
Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đối của fructose (Source:
Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)
4
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
4
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Hình 1.4: So sánh độ ngọt giữa xylitol và đường mía ở các nhiệt độ khác nhau
Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt
độ lên độ ngọt: Mỗi chất tạo ngọt được pha ở nồng độ 2,5%; 5%; 7,5% và 10%
saccharose được thí nghiệm với nhiệt độ hot (50
o
C) hoặc cold (6


5
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
5
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà Hình 1.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt
6
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
6
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
- Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt tăng
nhưng không tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi không cảm nhận
được nữa.
Hình 1.6: Cường độ ngọt (I) của D-glucose, D-fructose và saccharose phụ thuộc vào
nồng độ ở những nhiệt độ khác nhau 15, 22 và 35
o
C

Hình 1.7: Cường độ ngọt phụ thuộc nồng độ (D-glucose, D-fructose, saccharose)
trong dung dịch có và không có ethanol
Hình 1.8: Độ ngọt tương đối của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng

Saccharose 1,0
Đường nghịch đảo 0,8
Saccharose:Đường nghịch đảo (30:70) 0,9
Glucose 0,5 – 0,6
Fructose 0,9 – 1,2
Saccharose:Fructose (90:10) 1,0
Saccharose:Fructose (80:20) 1,1 – 1,2
Saccharose:Fructose (50:50) 1,1 – 1,2
Những hỗn hợp khác cũng có thể cho tương tác có lợi. Bảng 1.3 cho thấy điều
đó
Bảng 1.3: Khả năng cho tương tác có lợi của hỗn hợp HIS
Hỗn hợp chất tạo ngọt Tương tác có lợi
Aspartame + Acesulfame-K Có
Aspartame + Saccharin Có
Saccharin + Cyclamate Có
Acesulfame-K + Saccharin Không
Sucralose + Aspartame Không
Sucralose + Acesulfame-K Có
Sucralose + Saccharin Có
- pH: Độ ngọt thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 3 đến 7. Tuy nhiên
độ chua lại tăng khi pH giảm. Khi nồng độ Na
+
, Ca
2+
, K
+
ở 5mM không ảnh hưởng đến
độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào. Tuy nhiên khi thêm KCl thì có sự tăng nhẹ vị
đắng đối với 4 chất tạo ngọt là acesulfame-K, aspartame, fructose, và sucralose.
Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của pH

ngọt mà làm cho dung dịch đường trở nên đắng, vị đắng càng rõ rệt hơn khi cho KCl.
Có những nồng độ muối thích hợp khi cho vào từng loại dung dịch đường sẽ
làm tăng vị ngọt, do đó chọn nồng độ muối là một điều quan trọng.
Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dịch chất tạo ngọt khi có mặt các muối
Bảng 1.4: Anh hưởng của các muối đến dung dịch các chất tạo ngọt
Chất tạo ngọt Những ảnh hưởng quan trọng Nhóm
Acesulfame-K Đắng Nhóm 2
11
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
11
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Mặn Nhóm 1
Aspartame Đắng
Mùi cam thảo
Mùi kim loại
Nhớt
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 2
Nhóm 1
Fructose Đắng
Mặn
Nhóm 2
Nhóm 1
Glucose - -
Mannitol Mặn Nhóm 1
Na cyclamate - -
Na saccharin Mặn Nhóm 1, 2

C.
12
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
12
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Hình 1.16: Độ ngọt tương đối của các chất tạo ngọt
Để dễ hình dung, độ ngọt này có thể được mô tả như trên bảng sau:
Bảng 1.5: Bảng độ ngọt tương đối của một số chất tạo vị ngọt được sử dụng trong sản
xuất bánh kẹo(Moll, 1991)
Chất tạo vị ngọt Độ ngọt tương
đối
Chất tạo vị ngọt Độ ngọt tương
đối
Monosaccharide
Glucose
Fructose
Disaccharide
Saccharose
Maltose
Lactose
Polyols
Xylitol
Sorbitol
Mannitol
Lactitol
Isomalt
0,69
1,20

250
Ngày nay có nhiều polyol có giá trị, nhưng tất cả chúng ngoại trừ xylitol đều có
độ ngọt thấp hơn saccharose. Độ ngọt tương đối của polyol được thể hiện ở hình 1.17
Hình 1.17: Độ ngọt tương đối của rượu đường (polyol)
13
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
13
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
>?@?@ Vị ngọt:
1.2.2.1. Định nghĩa: [2]
Vị ngọt là sự cảm nhận của người tiêu dùng khi uống hoặc ăn chất tạo ngọt. Là
bản chất của vị do cấu tạo hóa học của nguyên liệu tạo ra.
Vị ngọt của đường saccharose được xem là vị ngọt chuẩn.
1.2.2.2. Cơ quan cảm nhận vị ngọt: khả năng cảm nhận vị ngọt tập
trung vào gai vị giác trên lưỡi.
1.2.2.3. Những thuyết cảm nhận vị ngọt được biết đến: [10],
[28]
Thuyết các chất tạo ngọt phải chứa nhiều nhóm hydroxyl và nguyên tử Clo: Sự
phát triển của hóa học hữu cơ vào thế kỷ 19 đã đưa ra nhiều hợp chất hóa học và
phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các chất. Các nhà hóa học hữu cơ trước
đây đã cố tình hay vô tình thử nhiều sản phẩm của họ. Một trong những người nỗ lực
đầu tiên để thiết lập mối tương quan hệ thống giữa cấu trúc hóa học và vị của chúng là
nhà hóa học người Đức Georg Cohn, năm 1914. Ong ta đã phát triển một giả thuyết là
để gợi lên một vị nào đó thì các phân tử phải có một cấu trúc nào đó (được gọi là
sapophore) để tạo ra vị. Quan tâm đến vị ngọt, ông ta chú ý rằng những phân tử có
chứa nhiều nhóm hydroxyl và các nguyên tử Clo thì cho vị ngọt, và trong số hàng loạt
các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có khối lượng phân tử nhỏ
hơn thường cho vị ngọt hơn những chất có khối lượng phân tử lớn.

Hình 1.20: Mô hình thuyết AH-B-X
Xem hình glucose và fructose:
Glucose Fructose
γ: liên kết kỵ nước (X)
Thuyết 8 điểm: Một thuyết sâu hơn nữa là của Jean-Marie Tinti và Claude Nofre
năm 1991. Thuyết này bao gồm 8 vị trí tương tác giữa chất tạo ngọt với cơ quan cảm
nhận độ ngọt mặc dù không phải tất cả các chất tạo ngọt đều tương tác với cả 8 vị trí.
Thuyết này giúp giải thích và tìm ra những chất tạo ngọt có khả năng tạo ngọt mạnh
như chất tạo ngọt guanidine hay lugduname có độ ngọt gấp 225000 lần saccharose.
>?@?A Hậu vị: [2]
15
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
15
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Định nghĩa: Hậu vị là thời gian lưu của vị ngọt trong miệng của người sau khi
sử dụng.
Đối với saccharose hậu vị biến mất nhanh.
Tùy theo từng loại bánh kẹo mà hậu vị có những ảnh hưởng tiêu cực hay tích
cực.
1.3 Tính chất vật lý của các chất tạo ngọt:
1.3.1 Độ tan:
1.3.1.1 Định nghĩa: [4], [5]
Độ tan là lượng cực đại chất tan mà có thể hòa tan trong một lượng nhất định
nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định.
Bảng 1.6: Độ tan của một vài loại đường thông dụng
Độ hòa tan của “đường” %w/w ở 20
o
C

Ngoài ra độ tan còn phụ thuộc vào cấu trúc đường, trạng thái tập hợp đường và
thành phần đường.
- Độ tan của hỗn hợp đường: độ tan chung của hỗn hợp ban đầu tăng sau đó
giảm và đối với mỗi hỗn hợp có đỉnh cực đại khác nhau.
Đường nghịch đảo, glucose syrup và dextrose có cùng ảnh hưởng lên khả năng
hòa tan của saccharose.
Hình 1.23: Độ hòa tan của saccharose / hỗn hợp nghịch đảo ở 20
o
C
1.3.1.3 Anh hưởng của độ tan đến sản xuất bánh kẹo:
Khả năng hòa tan của các loại đường khác nhau đóng vai trò quan trọng trong
công nghiệp sản xuất bánh kẹo. Hai tác dụng không mong muốn dưới đây sẽ xảy ra
nếu ta không quan tâm đến độ tan tương đối của đường:
17
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
17
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
- Vi sinh vật: nếu nồng độ chất rắn trong dung dịch thấp hơn 75%w/w thì nấm
mốc và nấm men sẽ phát triển, kết quả là xuất hiện sự lên men và thường dẫn đến hư
hỏng sản phẩm.
- Kết tinh, sự nổi hạt: với tỷ lệ không đúng các loại đường khác nhau sẽ gây ra
hiện tượng kết tinh không mong muốn và cấu trúc sản phẩm sẽ thay đổi.
Với những loại đường kể trên thì saccharose, dextrose và fructose thì hầu như là
rất có khả năng gây ra hai hiện tượng trên lên bánh kẹo.
1.3.2 Độ nhớt:
1.3.2.1 Định nghĩa: Độ nhớt sinh ra từ lực giữa các phân tử
trong chất lỏng (lực ma sát nội phân tử); lực càng mạnh, thì độ nhớt càng lớn.
Khi tăng nhiệt độ, lực hút giữa các phân tử giảm, có khả năng làm cho chúng

18
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
18
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Ngoại trừ những loại kẹo cần có chứa những tinh thể đường thì sự xuất hiện tinh
thể đường trong sản xuất bánh kẹo là một hiện tượng không mong muốn vì nó sẽ làm
giảm giá trị cảm quan của bánh kẹo.
Trong số các loại đường, lactose kết tinh từ từ nếu không gieo mầm và sự kết
tinh từ từ này tạo ra những tinh thể sạn lớn. Saccharose làm giảm đáng kể khả năng
hòa tan của lactose và nhân tố này phải được nghiên cứu kỹ nếu dùng lactose hay sữa
có hàm lượng chất tan cao trong sản xuất bánh kẹo, mặt khác, cấu trúc sạn khó chịu sẽ
xuất hiện trong quá trình bảo quản.
1.3.4 Nhiệt hòa tan: [19]
1.3.4.1 Định nghĩa: Khi hòa tan một mol chất trong dung dịch,
nhiệt hòa tan là lượng nhiệt cần hấp thu hay tỏa ra của một chất để làm tan chảy
chất đó
Hình 1.24: Độ giảm nhiệt độ khi hòa tan các polyol
19
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
19
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Hình 1.25: Nhiệt hòa tan của các polyol
1.3.4.2 Anh hưởng của nhiệt hòa tan đến sản xuất
bánh kẹo:
Tất cả polyol có tác dụng làm mát ít nhiều do nó, điều này có thể có giá trị trong
một vài sản phẩm nhưng lại có hại trong những sản phẩm khác.

1.4.1.2.1 Anh hưởng của acid amine và đường:
Các acid amine tham gia phản ứng khác nhau tùy nhiệt độ, pH và lượng nước.
Theo Kretovic, acid amine có khả năng phản ứng và cho sản phẩm màu mạnh
nhất là glicocol, alanine, asparagine. Xystine và tyrozine trái lại cho sản phẩm màu
yếu nhất. Nhưng cho mùi mạnh hơn cả là valine và leusine. Glicocol cho màu rất đậm,
mùi của bia và vị hơi chua. Alanine phản ứng chậm hơn, cho sản phẩm tương tự.
Phenylalanine phản ứng rất chậm, tạo thành sản phẩm có màu nâu sẫm, mùi thơm hoa
hồng. Leusine cho sản phẩm có màu không đáng kể, nhưng có mùi bánh mì rõ rệt.
Acid glutamic có hoạt độ cao, nhưng cho sản phẩm có màu nhạt.
Protein, peptite, amine, amon, và 1 số chất chứa Nitơ khác cũng có khả năng
phản ứng với đường khử tạo thành chất có màu sẫm. Chẳng hạn di- và tripeptit phản
ứng mãnh liệt với xilose, arabinose. Các protein sở dĩ tương tác được với đường là do
có các nhóm –NH
2
tự do. Nhóm NH
2
trong protein càng nhiều thì khả năng tạo
Maillard càng mạnh. Khả năng tham gia phản ứng của acid amine phụ thuộc rất mạnh
vào độ dài mạch Cacbon, vị trí của nhóm amin so với nhóm carbocyl. Nhóm amin
càng xa nhóm carbocyl thì tham gia phản ứng càng mạnh mẽ hơn acid monoamine. a-
acid amine hoạt động kém hơn b-acid amine.
Cường độ của phản ứng cũng phụ thuộc bản chất đường khử. Glucose phản ứng
mãnh liệt nhất, sau đến galactose và lactose. Theo Kretovic, fructose phản ứng nhanh
hơn glucose, còn các pentose (arabinose, xilose) lại có hoạt động cao nhất. Đường
pentose phản ứng mạnh hơn đường hexose và đường hexose phản ứng mạnh hơn
disaccharide. Saccharose không phản ứng với acid amine. Maltose cũng phản ứng như
glucose. Như vậy điều kiện cần thiết để tạo phản ứng Maillard là có nhóm carbonyl.
Cường độ của phản ứng Maillard còn phụ thuộc nồng độ đường. Tỉ lệ giữa acid
amine và đường thích hợp nhất là 1/2 hay 1/3. Cùng với việc tăng hợp phần, đường
thừa sẽ làm cho sản phẩm Maillard tạo được có dạng hòa tan ngay cả khi nồng độ rất

Phản ứng caramel hóa, oxy hóa và Maillard là những phản ứng có sự tham gia
của các hợp chất carbonyl: như dimedon, hydroxyamin, bisulfite. Những chất này sẽ
kết hợp với các chất khác nhau phát sinh ra ở trong giai đoạn trung gian, do đó làm
ngừng các quá trình tiếp theo của phản ứng. Chẳng hạn dimedon kết hợp được với
aldehyd nên có thể làm ngừng hẳn phản ứng tạo Maillard. Khí sunfurơ, acid sunfurơ
hoặc muối của nó (bisulfite của Natri, Kali) là những chất kìm hãm rất mạnh mẽ phản
ứng tạo màu Maillard. Tác dụng kìm hãm của acid sunfurơ có liên quan tới các nhóm
khử.
1.4.1.3 Các giai đoạn của phản ứng Maillard:
Dựa vào mức độ màu sắc các sản phẩm có thể chia phản ứng thành 3 giai đoạn
kế tiếp nhau.
-Giai đoạn 1: gồm phản ứng ngưng tụ carbonylamin và phản ứng chuyển vị
Amadori; sản phẩm không màu, không hấp thu ánh sáng cực tím.
-Giai đoạn 2: gồm phản ứng khử nước của đường, phân hủy đường và các hợp
chất amin; sản phẩm không màu hay màu vàng, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím.
-Giai đoạn 3: gồm phản ứng ngưng tụ aldol, trùng hợp hóa aldehydamin, tạo
thành hợp chất dị vòng chứa Nitơ.
1.4.1.4 Khả năng tham gia phản ứng Maillard của các
chất tạo vị ngọt:
Phản ứng Maillard thường xảy ra trong môi trường kiềm hơn là trong môi trường
acid và đó cũng là một trong những lý do dùng muối Natri bicarbonate trong bánh bích
quy để làm tăng tính kiềm.
Như đã nói ở trên, glucose phản ứng mãnh liệt nhất, sau đến galactose và lactose.
Theo Kretovic, fructose phản ứng nhanh hơn glucose, còn các pentose (arabinose,
xilose) lại có hoạt động cao nhất. Đường pentose phản ứng mạnh hơn đường hexose và
22
SVTH: Trần Thị Thúy Liễu
MSSV: 60301459
22
Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

Đến 185 – 190
o
C sẽ tạo thành isosaccharose:
6 10 5 6 10 5 12 20 10
cosglu e fructose isosaccharose
C H O C H O C H O+ →
14 2 43 142 43 142 43
Khi ở nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelans (C
12
H
18
O
9
hay C
24
H
36
O
18
) có màu vàng:
2
2
12 20 10 12 18 9 24 36 18
2 ( )
H O
isosaccharose caramelans
C H O C H O hayC H O
−
→
1 42 43 1 4 4 44 2 4 4 4 43

Phản ứng Caramel xảy ra ở nhiệt độ tương đối cao khi so sánh với những phản
ứng hóa nâu khác và nó phụ thuộc vào loại đường. Bảng‘1.7 chỉ ra nhiệt độ bắt đầu
phản ứng Caramel của một vài loại carbohydrate thông dụng. Bảng này dựa vào độ
tinh khiết của carbohydrate. Trong một thực phẩm có nhiều loại carbohydrate khác
nhau và những thành phần khác, tất cả đều ảnh hưởng đến nhiệt độ phản ứng Caramel
cũng như những bước xảy ra phản ứng do đó tạo ra màu và mùi vị khác nhau.
Bảng 1.7: Nhiệt độ bắt đầu phản ứng Caramel của một vài loại carbohydrate thông
thường
Đường Nhiệt độ
Fructose 95 - 100
o
C
Lactose 223 - 252
o
C
Glucose 146 - 150
o
C
Saccharose 160 - 180
o
C
Tuy nhiên, phụ thuộc vào nồng độ đường, thành phần, pH của môi trường, thời
gian đun nóng, … người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự Caramel ở nhiệt độ thấp
hơn điểm nóng chảy của đường. Ví dụ như, saccharose có thể bắt đầu biến đổi ngay
khi ở nhiệt độ 135
o
C.
1.4.2.3 Các giai đoạn của phản ứng Caramel:
Trên thực tế, phản ứng Caramel là một loạt những phản ứng hóa học phức tạp
vẫn chưa được hiểu rõ.