TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
Bộ môn công nghệ hóa thực phẩm GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt
Sinh viên thực hiện:
Phạm Văn Dương Lâm
Võ Ngọc Trường

A/ GIỚI THIỆU CHUNG:
I. MỨT ĐÔNG:
1/ Định nghĩa:
- Mứt đông là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế
phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hoá) nấu với đường đến độ khô 60-
65%, có bổ sung pectin hay agar để tạo gel đông. Sản phẩm mứt nổi bật là vị
ngọt, thơm đặc trưng của quả. Ngoài hàm lượng đường khá lớn của quả,
người ta còn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường tinh khiết.
2/ Phân loại:
a) Mứt đông jelly:
- Mứt được chế biến từ nước quả trong suốt.
- Nếu nước quả sunfit hoá, trước khi nấu mứt phải khử SO
2
bằng cách
đun nóng để hàm lượng SO
2
trong sản phẩm không quá 0,025%. Tùy theo
độ nhớt của nước quả và độ đông của sản phẩm mà người ta pha hoặc không

2002 ):
- Các loại trái nhiều pectin, nhiều acid: nho, cam, chanh,
- Các loại trái nhiều pectin, ít acid: chuối xanh, cherry, ổi,
- Các loại trái ít pecin, nhiều acid: dứa, dâu, mơ,…
- Các loại trái ít pectin, ít acid: đào, mâm xôi,
Ngoài ra, trái cây dùng để chế biến mứt đông cũng phải tuân theo các
tiêu chuẩn chung đối với nguyên liệu trái cây dùng cho sản xuất công nghiệp
như phải tươi tốt, không bầm dập, sâu thối, ở độ chín kĩ thuật. Kích thước và
hình dáng của quả cũng không ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất mứt đông
nên yêu cầu về kích thước, hình dạng qủa cũng không nghiêm ngặt.
b) Đường:
- Mục đích:
o Cùng với pectin và acid, đường là một trong ba thành phần quan
trọng nhất trong việc tạo nên cấu trúc gel của sản phẩm.
o Cung cấp năng lượng.
o Điều chỉnh hài hòa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm.
o Tăng hàm lượng chất khô, tăng thời gian bảo quản sản phẩm nhờ
tăng áp lực thẩm thấu.

- Dạng sử dụng:
Thường sử hỗn hợp syrup sucrose – đường nghịch đảo. Trong sản xuất mứt
đông, thành phần đường nghịch đảo là cần thiết cho việc ngăn chặn sự kết
tinh sucrose của sản phẩm mứt có nồng độ chất khô cao trong suốt quá trình
bảo quản. Nhờ sự có mặt của syrup đường nghịch đảo, sự kết tinh là khó có
khả năng xảy ra trong các sản phẩm có nồng độ chất khô dưới 68%. Tuy
nhiên, nếu nồng độ đường qúa cao, sự thẩm thấu các phân tử nước ra ngoài
là đáng kể làm sản phẩm có cấu trúc cứng (Giridhari Lal và cộng sự, 1986).
Tỷ lệ tối ưu của đường nghịch đảo là từ 35%-40% tổng lượng đường sử
dụng.
Ngoài ra có thể thay thế sucrose bằng các loại đường khác như: maltose,

0.05
0.07
0.08
Hl đường khử, %KL
≤
0.03
0.05
0.1
0.18
HL tro, %KL
≤
0.03
0.05
0.07
0.1
Độ màu, (độ Stame
o
ST) ≤
1.2
1.4
2.5
0.5
Hình dạng
Tinh thể đồng dều tơi khô, không vón cục
Mùi vị
Tinh thể đường và dung dịch đường trong
nước cất có vị ngọt, không có vị lạ
Màu sắc
Óng ánh
Trắng sáng

Hình 1: Cấu tạo của pectin
- Tính chất: Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ. Pectin được xem là
một trong những phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều
nhất, điều này được chứng minh bởi hàm lượmg ADI cho phép là
“không xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA (Joint Food
Experts Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở châu Âu,
và GRAS (Generally Regarded).
 Mã hiệu quốc tế của pectin là E440.
 Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng màu xám nhạt.
 Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong
ethanol.
 Đặc tính quan trọng của pectin là khi có mặt của acid và đường nó
có khả năng tạo đông (tạo gel).
- Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:
 Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện tỉ lệ methyl hoá, là phần trăm khối
lượng nhóm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử.
Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3%, các
pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.
Hình 4: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro

o Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 - 3,5 ; [Pectin] = 0,5
- 1%
o Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat
hóa của phân tử pectin trong dung dịch. Ion H
+
được thêm vào hoặc đôi
khi chính nhờ độ acid của nguyên liệu trái cây làm giảm bớt sự phân ly
tạo thành các gốc COO
-
nên 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 qúa trình tạo gel xảy ra.
o Trong trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với
nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl. Liên kết
hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể là hydroxyl –
hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl –carboxyl. Kiểu liên kết
này không bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của
các phân tử trong khối gel.
o Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng
acid, hàm lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ. 30 – 50% đường thêm
vào pectin là saccharose. Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ
xảy ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh của
đường saccharose. Tuy nhiên cũng không nên dùng quá nhiều acid vì
pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh
glucose. Hơn nữa, ở pH thấp, qúa trình tạo gel xảy ra nhanh tạo nên
hiện tượng vón cục trong sản phẩm.

2+
và chỉ số methoxyl.
Gel pectin có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi
giống như gel agar – agar. Mạch phân tử của pectin là nhân tố
chính của qúa trình tạo gel. Vì thế, lượng pectin có trong dịch
đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đó mới tạo được sự
keo tụ. Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợp
giữa các phân tử xảy ra càng nhanh, hệ keo đông tụ càng bền.
Thường lượng pectin sử dụng khoảng từ 0,5-1%. Tương tự như
trong qúa trình tạo gel bằng HMP, khi dùng lượng pectin vượt quá
lượng thích hợp sẽ thu được gel quá cứng. Do đó, giải pháp ở đây
vẫn là đun lâu hơn đối với nguồn nguyên liệu chứa nhiều pectin.
Tuy nhiên, chất lượng của hệ keo pectin lại phụ thuộc rất lớn vào
tính chất của pectin chứ không đơn thuần ở hàm lượng pectin được
sử dụng. Hai yếu tố quan trọng hàng đầu là chiều dài mạch phân tử
pectin và mức độ methoxyl hóa trong phân tử của chúng.
 Chiều dài của phân tử 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. Ngược lại, nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo
thành rất cứng.
 Mức độ methoxyl hoá quy định cơ chế tạo gel: Khả năng keo hóa
của pectin phụ thuộc tương đối vào mức độ hiện diện của các nhóm
methoxyl. Tùy thuộc vào chỉ số methoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3 –
5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chúng sẽ khác nhau
trong việc tạo gel như đã trình bày ở trên.

Bảng 2: Ảnh hưởng của DE ở pectin lên sự tạo gel

DE (%)
Điều kiện tạo gel

1991). Sau đây là những ảnh hưởng của đường và acid đến quá trình tạo gel
của HMP.
- Đường:
 Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan là do có sự tạo
thành liên kết hydro giữa nhóm OH
-
của mạch phân tử pectin và H
+
của phân
tử nước. Khi có sự có mặt của đường, đường đóng vai trò của chất hydrate
hóa, ngậm mất phần nước đang liên kết với pectin. Khi đó pectin trở nên
không hòa tan. Cộng với tác động của ion H
+
từ lượng acid sử dụng để tạo
đông, H
+
làm trung hòa điện tích của các gốc COO- trên mạch phân tử
pectin, tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin không còn đẩy nhau mà tiến lại
gần nhau từ đó hình thành nên cấu trúc khung mạng.
 Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn
hơn 50% thì mới có khả năng tạo gel. Thông thường người ta tạo hỗn hợp có
65% đường để tiến hành tạo đông. Nếu hàm lượng đường dùng cao hơn, sự
kết tinh đường có thể xảy ra trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để
có thể khắc phục hiện tượng này, như đã trình bày ở trên, ta có thể thay thế
một phần đường saccharose bằng các loại đường khác nhằm tránh hiện
tượng kết tinh đường. Với pectin chất lượng càng tốt thì thì lượng pectin
dùng để gel hóa cùng một lượng đường càng ít.
- Acid:
 Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH < 4.
 Trong môi trường có ion H

của dung dịch có thể tăng lên 1 đơn vị.
 Nếu phải sử dụng pectin có khả năng đông tụ yếu thì nên tăng nồng
độ acid lên. Nhưng việc tăng nồng độ này lại dễ làm tăng lượng đường
nghịch đảo và làm tăng tính háo nước của sản phẩm.
Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến:

Bảng 3: Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến

Tiêu chuẩn
FAO
FCC
EEC
Chất dễ bay hơi
max. 12%
max. 12%
max. 12%
Tro không tan trong acid
max. 1%
max. 1%
max. 1%
Sulfur dioxide
max. 50
mg/kg
max. 50
mg/kg
max. 50
mg/kg
Sodium methyl sulfate

max. 0,1%

max. 5
max. 10
Đồng, ppm
max. 50 Kẽm, ppm
max. 25

max. 25
Đồng và kẽm, ppm max. 50
Kim loại nặng (như Pb),
ppm

max. 20

(FAO: Food and Nutrition Paper, 1992; FCC: Food Chemical Codex; EEC:
Eropean Economic Community)
Bột pectin đạt đăng ký chất lượng của đơn vị, cụ thể là:
• Độ ẩm: 12%
• Hàm lượng pectin: 60%
• Cảm quan: bột màu vàng sáng, có mùi thơm của vỏ hoa quả
 Phương pháp sản xuất pectin:
- Nguyên liệu quan trọng nhất được dùng để chế tạo pectin là các phế liệu
thu được trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả, thường là táo hay
quả có múi, ví dụ như vỏ cam quýt, bã táo còn lại sau khi sản xuất nước
táo…. Các phụ phẩm này được sấy khô bảo quản để sử dụng trong thời

1,0%; đường 1,0 – 1,3%). Một ít tạp chất như tinh bột và protein lẫn với
pectin sẽ được loại bỏ nhờ các enzyme phân giải protein. Việc xử lý này
được thực hiện ở pH = 4,5 – 5 (điều chỉnh bằng dung dòch natri cacbonate)
và ở nhiệt độ 40 – 50
o
C.
- Khi đã loại bỏ hết tinh bột (kiểm tra bằng iod), điều chỉnh pH dung dòch
tới 3 bằng cách thêm acid citric rồi đưa nhiệt độ lên 80oC để làm mất hoạt
tính của enzyme. Dung dòch có thể được làm mất màu nhờ anhydride
sulfurơ, rồi cho lọc ép bằng máy ép thuỷ lực sau đó dung dòch pectin được
làm sạch và lắng gạn, thu dung dòch pectin trong suốt.
- Sau khi lọc lấy dung dòch rồi cô đặc đến độ khô 10% thu được chế phẩm
pectin với hàm lượng 4 – 5% đem bảo quản để nấu mứt. Cô đặc trong
chân không ở nhiệt độ 55 – 60
o
C và độ chân không từ 600mmHg trở lên.
- Sau khi cô đặc thì nâng nhiệt lên 75 – 79�C, rót vào bao bì và thanh
trùng. Pectin cô đặc có thể bảo quản bằng SO
2
không qua thanh trùng.
- Trung bình 100kg cùi quả cho 50 – 70l dung dòch pectin độ khô 10%.
- Để thu pectin ở dạng bột người ta đông tụ pectin lỏng bằng cồn ethylic
95
o
rồi lọc để tách pectin khỏi hỗn hợp rượu – nước. Kết tủa pectin được
rửa lại bằng cồn 90
o
, đem sấy ở máy sấy chân không trục rỗng ở 60 –70
o
C

- Người ta thu hồi rượu trong dòch trích ly đã kết tủa pectin bằng phương
pháp chưng cất thường, trong dung dòch sau khi chưng cất rượu còn chừng
7 – 9% đường có thể cho lên men để lấy rượu  Sau đây là quy trình sản xuất dịch pectin đi từ bã táo tươi: - Đầu tiên ngâm bã táo nghiền vào nước lạnh (10 – 15oC) để chiết đường,
acid, các chất thơm, chất màu và các chất khác. Cho bã vào thùng trích ly
cùng với nước, trộn đều và để lắng 15 phút. Xả nước ra và cho nước mới
vào, cứ tiếp tục cho đến khi hàm lượng chất khô trong nước rửa giảm tới
0,2%.
- Sau khi được tách hầu hết các chất trên thì đem trích ly pectin. Quá trình
thực hiện trong nước (tỉ lệ H2O:bã khô = 16/1–16/2) ở nhiệt độ 88 – 92oC
trong một giờ, với pH = 3,0 – 3,4 (acid hóa bằng acid sulfuric, citric, hay
các acid khác).
- Kết thúc quá trình trích ly, ta lọc ép thu dòch trích. Dòch này, ngoài pectin
còn có một ít tinh bột và protit cần phải trích ly để có thành phần tinh
khiết. Muốn vậy, phải cho thủy phân men dòch chiết bằng chế phẩm men
của Aspergillus Oryzae tỉ lệ 5% so với dòch chiết đã trung hòa sơ bộ đến
pH = 4,5 và đun nóng đến 45 – 50oC. Dòch chiết có chế phẩm men tiếp
tục giữ trong 30 phút, sau đó đem tẩy màu bằng than hoạt tính
(cho thêm than vào dòch với tỉ lệ 0,5 – 1% và lọc qua máy lọc ép).
- Cuối cùng dòch chiết chỉ còn pectin với nồng độ thấp 0,3 – 0,7%. Do đó
phải đem cô đặc chân không (nhiệt độ sôi không quá 60oC) để làm giảm
thể tích từ 6 – 10 lần, chứa 8 – 10% chất khô. Đun nóng thành phẩm đến
75 – 77oC, rót chai thủy tinh hay hộp sắt, ghép kín và thanh trùng 80oC
trong 40 – 60 phút.
- Pectin khô dạng bột cũng như dòch đặc pectin được dùng trong sản xuất


Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ
trong đó hai loại polymer được sắp xếp đối xứng xuyên tâm. Bên trong hạt
tinh bột có phần kết tinh do amilose và phần phân nhánh của amilopectin tạo
thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các
enzym thuỷ phân.
Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia
chia tinh bột biến tính bằng hoá chất thành 2 loại: tinh bột cắt và tinh bột bị
thay thế .
 Nhóm tinh bột cắt: trong phân tử tinh bột xảy ra hiện tượng phân cắt
liên kết C-O giữa các monomer và những liên kết khác, giảm khối lượng
phân tử, xuất hiện một số liên kết mới bên trong và giữa các phân tử. Cấu
trúc hạt của tinh bột có thể bị phá vỡ ít nhiều. Nhóm tinh bột này có rất
nhiều ứng dụng như tinh bột biến tính bằng acid được dùng để phủ giấy,
tăng độ bền của giấy, cải thiện chất lượng in Trong công nghiệp thực phẩm,
tinh bột loại này dùng để tạo cấu trúc gel trong sản xuất bánh kẹo.
 Tinh bột oxi hoá cũng được xếp và nhóm này. Một số loại tinh bột
được oxi hoá bởi KMnO
4
trong môi trường acid được sử dụng thay thế agar,
pectin trong sản xuất bánh kẹo, kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ
hộp. Các sản phẩm tinh bột oxi hoá yếu cũng được dùng trong bánh mì để
làm tăng thời gian giữ khí của bột nhào, giảm thời gian lên men và tăng chất
lượng của bánh. Tinh bột oxi hoá bởi hypochloride, H
2
O
2
, HI và muối của
nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp giấy.
 Nhóm tinh bột thay thế: là nhóm tinh bột mà tính chất của chúng thay

chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định
Các phương pháp biến tính tinh bột và sản phẩm
Phương pháp
hóa học
Phương pháp
vật lí
Phương pháp
thủy phân
Các sản phẩm
Tinh bột hồ
hóa trước,
Tinh bột xử lí
nhiệt ẩm,
Tinh bột dạng
hạt (sago)
Các sản phẩm
Tinh bột xử lí acid,
Tinh bột dextrin hóa,
Tinh bột ete hóa:
hydroxylpropyl,
Tinh bột este hóa: octenyl
succinate, acetylate
Tinh bột phosphate
monoester
Tinh bột liên kết ngang
Tinh bột biến tính kép
Các sản phẩm
Maltodextrin
Đường: glucose,
fructose

galactopyranose và 3-6- alhidro-L- galactose. Cả hai gốc có sự xấp xếp
xen kẻ. độ bền các liên kết khác nhau. Liên kết alpha 1-3 dễ phân hủy
bằng enzim tạo thành neoagarobiose. Liên kết beta 1-4 dễ thủy phân với
xúc tác của acid và tạo thành gốc agar- agarobiose. Agar- agarobiose
làm cho agar-agar trong môi trường nước có khả năng tạo gel.
- Agaropectin có khả năng tạo gel thấp trong nước. cấu trúc của nó đến
nay vẫn chưa xác định rõ. Chỉ biết rằng nó được tạo nên bởi sự xấp xếp
xen kẻ giữa D-galactose và L-galactose và chúng chứa tất cả các nhóm
phân cực trong agar
- Agar có tính chất gels sau khi làm mát ở nhiệt độ khoảng 30 - 40°C và
dạng sols khi dung nóng đến 90 - 95°C.
- Trong agar sự hiện diện của các sulfate C
6
tại các liên kết 1,4-L-
galactose còn lại chẳng hạn như trong tiền thân của agarose, trên thực tế
như là một 'Kink' để ngăn ngừa việc hình thành từ hai helix. Kết thúc
của vành đai để tạo thành 3, 6-anhydrode, và loại bỏ C-6 sulfate nhóm
làm cho các chuỗi thẳng và dẫn đến những trạng thái đều đặn trong
polymer, dẫn đến tăng cường sức mạnh gel do tăng khả năng hình thành
một đôi helix (Rees, 1969). Hình 10: cơ chế gelling của agar
Nói chung, những thế mạnh của gel agar là điều được chứa đựng trong
agarose
- Năm 1961, Rees thừa nhận rằng Alkali (chất kiềm) có thể loại bỏ chỗ
xoắn (sulfation tại C-6 của 1, 4-liên kết-L-galactose còn lại) hiện có trong
phân tử agar, và 3, 6-anhydro vòng được hình thành. Sau đó, tăng 3, 6-AG
và giảm sulfate sẽ cho ra dạng agar có tính gel mạnh


kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau. Các gốc
D-galactose được sulfate hóa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác
nhau về mức độ sulfate hóa.
 Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi
vòng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên.
 Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và
lambda- carrageenan:
Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose- 4-sulfate
và 3,6-anhydro D-galctose.
Iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự Kappa-carrageenan,
ngoại trừ 3,6-anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2.
Lambda-carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactose- 2-
sulfate (liên kết 1,3) và D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4).
 Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành
kappa và iota- carrageenan Hình 12 : Công thức cấu tạo của carrageenan

i) Phương pháp sản xuất carrageenan trong công nghiệp: