Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà
Chương 1:
TÍNH CHẤT CHUNG
cảdCÁC CHẤT
TỢO
VỊ NGỌT ■ ■
1.1 Đinh nghĩa: [2]. [13]
@Júít tạứ Ếtạọl: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như
SYTH: Trần Thị Thúy Liễu 1 MSSV: 60301459
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 cồng 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
sô" loại thực phẩm chức năng.
^plỉìut loai:
- Dựa vào giá trị clinh 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, thaumatin, glycyrrhizin.
+ Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp
hóa học và khổng có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame,
acesulfame-K, cyclamates, saccharin.

SYTH: Trần Thị Thúy Liễu 2 MSSV: 60301459
Ẩnh hưởng lên răng
miệng
Có thể gây
sâu răng
Không ảnh hưởng
Không ảnh
hưởng
Có thể gây
sâu răng
Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm GVHD: Trần Thị Thu Trà
SYTH: Trần Thị Thúy Liễu 3 MSSV: 60301459
Chất tạo vị ngọt
Không có giá trị dinh
dưỡng
Monosaccharide Disaccharide Hỗn hơD
Hình 1.1: Cây
sơ đồ phân
loại các chất
tạo ngọt
Hình 1.2: Tháp
nhu cầu thực
phẩm
CÓ giá trị dinh duững
Glucid Polyols Tự nhiên
Tổng hợp
Hỗn
hơD
Đơn aiản
- Đườ

uc
os
e
syr
up
đư
ợc
hy
dr
og
en
hó
a
Isomalt
Saccharine
Cyclamate
Acesulfame
Aspartame
Sucralose
Dulcine
Chái b#o và chái ngọ*
Sũa vã Yoghurt
Trãi cây
Tinh bột
Saccharose
Maltose
Lactose
Glycyrrhizin
Stevioside
Thaumatin

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 đốì của fructose (Source:
Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)
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°C) hoặc cold (6°C). Và thu
được kết quả như sau:
Nhìn chung những chất tạo ngọt có cường
độ tạo ngọt mạnh thì hầu như tăng độ ngọt thường xuyên bởi nhiệt độ thấp hay cao.
Sự tăng nhiệt độ của dung dịch các chất tạo ngọt từ 22°c đến 50°c làm tăng độ ngọt
của những chất tạo ngọt mạnh như aspartame, Neo-DHC, rebaudioside-A, và
stevioside, đặc biệt là ở nồng độ thấp. Những chất tạo ngọt như saccharose và
sorbitol thì có tăng nhẹ độ ngọt khi nhiệt độ tăng với dung dịch có nồng độ thấp
nhất. Sự giảm độ ngọt do tăng nhiệt độ xảy ra đối với những chất tạo ngọt (đường
và polyhydric alcohols) bao gồm fructose, mannitol, và saccharose. Sự phát hiện
này phù hợp với Paulus và Reisch khi cho rằng ngưỡng cảm nhận đường saccharose
tăng ở nhiệt độ cao hơn.
ơ nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6°C) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận ngọt
của các chất tạo ngọt được thí nghiệm, ơ một vài nồng độ của các chất tạo ngọt có
cường độ ngọt cao, khôi lượng phân tử lớn (như Neo-DHC, rebaudioside-A,
stevioside, và thaumatin) thì tăng đáng kể ở nhiệt độ thấp. Sự giảm cường độ cảm
nhận ngọt ở nhiệt độ thấp được tìm thấy ở một vài chất tạo ngọt như fructose,
glucose, mannitol, và saccharose. Acesulfame-K, sodium saccharin và sodium

Q- Quansátđioe É>°Q
0.0
129.12ppm 3S6.06ppm 859.76ppm 2937.S0ppm
Nỗng cộ
GVHD: Trần Thị Thu Trà
Fructose
—N— Mong muốn
•••«•• Quan sát đuơc 5Ũ°G
Quansátđuot (Ị,°0
í ^
r
0
c
<0 5.0
1
2S
o
Mong muốn Quan
sátđLOC 50°c •-Ó- Quan sát
Ơ10C Ễ,°c
J
3
gi
0
9
c
<0
so
’a
ƠI

*
0
7.
n
c
<
0
V
J
i.0
-
r
r
c
'
%
2.
5
0
0.
0 -
Nồng độ Neo DHC
0.43M 0.62M
Nâng độ Na
Saccharin
15
.0
-
-c
12.5 -

Nổng độ
Sorbitol
303.06ppm
—"— Mong muốn
Ouan sátđLOC Bũ°c
—0- Quan sátđuực 5°c
T
Nông độ
Stevioside
15.
0 -
-
C
c
12.
5 -
_
Q
m
c
10.
3
■
0
7.5
-
f
c
<
"

trong dung dịch có và khổng có ethanol
Độ ngọt tương đối
406-1
soo-
400 -
300-
200 —
100 -
• •III
( 1 $ 19 1$ ?9
Saccharose (%)
Hình 1.8: Độ ngọt tương đôi của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng
độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose)
Hình 1.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất
- 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 khổng cảm nhận
được nữa.
Cdàng độ ngọt
Cường độ ngọt
Nông độ (ppm)
tạo ngọt Cyclamate Natri
Cường độ ngọt
2
% Saccharose •
Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ
- Sự phôi trộn hỗn hợp đường: Hỗn hợp những sản phẩm HIS (High Intensity
sweeteners) khác nhau thường gây tác dụng tổng hợp là do độ ngọt tổng hợp
cao hơn khi sử dụng riêng rẽ các chất tạo ngọt. Hình 1.11 cho thấy ảnh hưởng
của hỗn hợp aspartame và acesulfame-K ở 20°c.
Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon

+
ở 5mM không ảnh hưởng
đến độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào. Tuy nhiên khi thêm KC1 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
đến độ ngọt của các chất tạo ngọt: mỗi chất tạo ngọt ở một trong 4 nồng độ 2,5%; 5%;
7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với 5 pH là 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 7,0. Thí
nghiệm diễn ra ở nhiệt độ phòng là 22°c. Và kết quả thu được là:
Fructose
Nâng độ Mannito!
Nổng độ Na Saccharin
Nông độ
Rebaudioside-A
Nâng độ Stevioside
Nâng độ
Aspartame
Nổng độ
Glucose
Nổng độ
Na Cyclamate
Nổng độ Neo-DHC
Nổng độ
Sorbitol
Nâng độ
Hình 1.12: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến độ ngọt
- Độ ngọt tương đối của tất cả các chất tạo ngọt cường độ mạnh (HIS)
phụ thuộc nhiều vào nồng độ và pH, như hình 1.13.
Hình 1.13: Độ ngọt của sucralose phụ thuộc vào pH và nồng độ (Source:
Zannoni

4.5
<
3.0
1.5
0.0
Saccharose
Nổng độ
Thaumatin
Nổng độ
ỉ 1 ■HH , BÉiti
m e - K a a p a r t a m e f r u c tos e s u c r al o s e
■ Nhóm 1 (hổn hợp CaCI~+ NaCI) ữ
Nhóm 2 (KCI)
□ Nhóm 3 (chỉ có cháít tạo ngọt)
accsulfnme-K aspartame
Chất tạo ngot
Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dịch chất tạo ngọt khi có
mặt các muôi
- Độ nhớt: Không có sự thay đổi đáng kể về độ bền ngọt của 3 loại
đường glucose, fructose và saccharose khi độ nhớt tăng (xem hình
1.15). Nhìn chung, chỉ có sự thay đổi nhỏ khi độ nhớt thấp (nhỏ
hơn 5mPas). Vai trò của các tác
nhân tạo
nhớt là che giấu vị trí cảm nhận ngọt trên cơ quan cảm nhận vị giác,
làm cho chất
tạo ngọt khó tiếp xúc với cơ quan này do đó khó cảm nhận được vị ngọt.
Ngoại trừ glucose, độ nhớt tăng cũng không ảnh hưởng đến vị ngọt đáng
kể.
Bảng 1.4 : Ấnh hưởng của các muôi đến dung dịch các chất tạo
ngọt

Saccharose
Fructose
15 25 35
Độ nhót!) (mPa s)
45
2 10
'Tự
"5
ơ' c
C b
c
_o
Q 2
0
ỉẩ
10
"5
ƠI
_ 6
c
«ụ
_Q
<p-
Q
2
0
10
4-4-
*4-
45 55

Polyols Chất ngọt tổng hợp
Xylitol 1,00 Saccharine 500
Sorbitol 0,4 -f 0,6 Cyclamate 35
Mannitol 0,5 Aspartame 200
Lactitol 0,45 Acesulfame K 200
Isomalt 0,5 -T 0,6 Ducine 250
Ngày nay có nhiều polyol có giá trị, nhưng tất cả chũng ngoại trừ xylitol đều
có độ ngọt thấp hơn saccharose. Độ ngọt tương đốì của polyol được thể hiện ở hình
1.17
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 Cỉo: 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 cô" tình hay vô tình thử nhiều sản phẩm của họ. Một trong những người nỗ lực
đầu tiên để thiết lập mốì tương quan hệ thông 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 sô" hàng
loạt các chất có cấu trúc tương tự, ông nhận thấy những chất có khôi lượng phân tử
nhỏ hơn thường cho vị ngọt hơn những chất có khôi lượng phân tử lớn.
Thuyết các chất tạo ngọt phải có cấu trúc gỉucophore hoặc auxogluc: Năm 1919,
Oertly và Myers đã đề xuất một thuyết tỷ mỉ hơn dựa trên thuyết đang hiện hành về
màu sắc của thuốc nhuộm tổng hợp. Họ cho rằng để tạo ngọt, các phân tử phải có một
trong hai loại cấu trúc sau: glucophore hoặc auxogluc. Dựa trên những chất tạo ngọt
đã biết vào thời đó, họ đưa ra một danh sách 6 glucophore và 9 auxogluc.
/. 2.2 <VỈ niịẮì t:
1.2.2.1. Định nghĩa: [2]

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.
/.2.3 'Tôậu oi: [2]
Định nghĩa: Hậu vị là thời gian lưu của vị ngọt trong miệng của người sau khi
sử dụng.
Đốì với saccharose hậu vị biến mất nhanh.
Tùy theo từng loại bánh kẹo mà hậu vị có những ảnh hưởng tiêu cực hay tích
1.3 Tính chắt Ỹầt Î Ý cắc chất tao ngot:
i m 3 .1 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°c
Saccharose (đường) 67
Dextrose 48
Fructose 79
Lactose 17
Maltose 40
(B)c
O
H
Glucose
Xem hình glucose và fructose:

1.3.1.2 Những yếu tô' ảnh hưởng đến độ tan: [4], [9], [24]
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng tăng thì độ tan tăng nhưng không tăng tuyến tính

năng hòa tan của saccharose.
Hình 1.23: Độ hòa tan của saccharose / hỗn hợp nghịch đảo ở 20
u
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 muôn dưới đây sẽ xảy ra
nếu ta khổng quan tâm đến độ tan tương đốì của đường:
- 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 tỉnh, sự nổi hạt: với tỷ lệ không đúng các loại đường khác nhau sẽ gây ra
hiện tượng kết tinh không mong muôn 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 (Đ& 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
chuyển động tự do hơn nên độ nhớt giảm.
1.3.2.2 Ảnh hưởng của độ nhớt đến sản xuất bánh kẹo:
Độ nhớt của dung dịch đường saccharose là lớn nhất. Độ nhớt cao gây khó
khăn trong quá trình nấu kẹo, cần động cơ cánh khuấy cao. Kết hợp khả năng hòa
tan và độ nhớt rất có lợi trong sản xuất bánh kẹo.
/•3.3 thái tó tỉnh: [19]
1.3.3.1 Thế nào là trạng thái kết tinh? Trạng thái kết tinh là một dạng của sự
tạo thành tinh thể, ở đó các nguyên tử được sắp xếp theo một quy luật nhất
định lặp đi lặp lại liên tục trong toàn tinh thể.
1.3.3.2 Anh hưởng của trạng thái kết tinh đến sản xuất bánh kẹo:

kcalflqg
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.
Nhiệt hòa tan làm ảnh hưởng đến lượng nước và lượng nhiệt cần thiết để hòa
tan đường khi làm kẹo. Đôi với đường ít thu nhiệt thì cần nhiều nước nóng hơn so
với đường thu nhiệt nhiều.
1.4 Tính chất hóa hoc:

2 *4* 1 ^phản ứ nụ /ìỉiiỉlliiưil: [ 1], [ 18], [20], [28], [29]
1.4.1.1 Định nghĩa: Phản ứng Maillard là phản ứng hóa học xảy
ra giữa đường khử và nhóm amin của protein hoặc acid amine có trong
thực phẩm ở nhiệt độ thích hợp, nó gây ra sự hóa nâu của các chất phi
enzym.
Mặc dù đã được dùng từ những năm xa xưa nhưng phản ứng này mới
được đặt tên sau khi nhà hóa học Louis-Camille Maillard nghiên cứu về nó
trong những năm 1910.
?
H
„ o,
C
Â
H
H— u= u I H—C=N-R' / X
T + HsN-R' ► H—ệ-NH-R'
m

Y ^


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
Đồ án môn học Cổng nghệ thực phẩm
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 ß-acid amine.
Cường độ cứa 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 khổng 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.
GVHD: Trần Thị Thu Trà
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 cao. Do đó người ta có khuynh hướng xê dịch tỉ lệ về phía tăng hàm lượng
đường.
Nói chung phản ứng có thể tiến hành ngay cả khi nồng độ acid amine khổng
đáng kể và tỉ lệ acid amine/đường rất bé, 1/40 thậm chí 1/300.
1.4.1.2.2 Anh hưởng của nước và hoat đô nước: