BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM
 GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
LỚP: DHTP7A
NHÓM: 5
Mã HP: 210502602

TP.Hồ Chí Minh, tháng 10/2013
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
1 DANH SÁCH NHÓM STT
Họ tên
MSSV
1
Nguyễn Thị Thùy Dƣơng
11063541
2
Võ Thị Huyền

Phân loại gum: 4
Cấu tạo hóa học của gum: 5
Tính chất chung của gum: 7
Gum arabic: 9
Giới thiệu chung về gum arabic: 9
Định nghĩa về gum arabic: 10
Phân loại gum arabic: 10
Cấu tạo của gum arabic: 11
Tính chất của gum arabic: 16
Ứng dụng: 17
Các dạng sản phẩm arabic có mặt trên thị trƣờng hiện nay: 20
Nguồn khai thác và phƣơng pháp sản xuất: 21
Xu hƣớng thị trƣờng: 23
KẾT LUẬN 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 27
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
3

LỜI MỞ ĐẦU
Từ ngày xƣa, con ngƣời đã biết sử dụng lá dứa tạo mùi thơm hay tạo màu xanh, hay
lấy các loại quả trong tự nhiên tạo màu, lấy quả đu đủ non để giảm thời gian nấu
chín,…Đó là nền móng đầu tiên cho việc sử dụng phụ gia thực phẩm. Ngày nay, khi thị
hiếu của ngƣời tiêu dùng tăng cao, đòi hỏi các nhà sản xuất phải cho ra nhiều sản phẩm
khác nhau tạo ra sự đa dạng trong thực phẩm, tăng giá trị dinh dƣỡng cũng nhƣ các tính

1. Gum là gì?
Gum là những hợp chất keo và nƣớc (hydrocolloid) có bản chất là các
polysaccharide chất tạo nên từ các monomer thƣờng gặp là galactose, glucuronic acid,
uronic acid, arabinose, rhamnose và mannose… Các gum thƣờng có nguồn gốc từ thực
vật và vi sinh vật. Khi hoà tan vào dung dịch chúng đóng vai trò nhƣ là những chất điều
khiển hoạt động của các phân tử nƣớc nhằm chống lại sự chảy làm tăng độ nhớt của
dung dịch hoặc hình thành nên trạng thái gel. Nhờ những đặc tính này mà gum có công
dụng rất phổ biến trong công nghệ thực phẩm vì vai trò là chất phụ gia tạo cấu trúc cho
các sản phẩm.
2. Phân loại gum:
Có nhiều cách để phân loại gum:
Dựa trên nguồn thu nhận Gum mà ngƣời ta có thể phân loại Gum vào những
nhóm sau:
 Nhóm chiết xuất từ nhựa cây (Exudates extracts): gum Arabic, tragacanth, karaya,
ghatti;
 Nhóm chiết xuất từ hạt (Seed Gums): Guar gum, Locust bean gum (hay Carrob
bean gum), tara gum;
 Nhóm chiết xuất từ tảo biển (Seaweed extracts): Algins, carrageenans, agar,
furcellaran.
 Nhóm chiết xuất từ thực vật (Plant extracts): Pectins, cellulose…;
 Nhóm có nguồn gốc lên men hay từ vi sinh vật: Xanthan gum, Gellan gum,
curland.
 Nhóm dẫn xuất của cellulose: CMC (carboxymethyl cellulose), hydroxypropyl
cellulose (HPC), Hydroxypropyl methylcellulose (HPMS), Methyl cellulose
(MC);
 Nhóm chiết xuất từ củ, rễ: Konjac mannan;
 Dựa vào cấu trúc hoá học và cấu trúc không gian có thể chia làm 3 nhóm:
Theo hình dạng:
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
5

Hình 1: một số loại gum thông dụng
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
7

4. Tính chất chung của gum:
Trong thực tế một dung dịch gum không đƣợc xem là một dung dịch thực bởi vì nó
chịu tác động bởi nhiều yếu tố: kích thƣớc phân tử biểu kiến của các hạt gum phân tán
trong dung dịch cũng nhƣ sự tƣơng tác qua lại giữa chúng với nhau và với dung môi. Do
đó, chúng có khả năng cản trở sự chảy, tạo độ nhớt và có thể hình thành trạng thái gel.
Vì thế, thuật ngữ “dung dịch keo” ( hydrocolloid) hay chất lỏng “giả dẻo”
(pseudoplastic) hay lƣu chất phi Niuton thƣờng đƣợc gán cho chúng. Hơn thế nữa, hầu
hết các gum thực phẩm đều là những chất góp phần làm ổn định cấu trúc cho thực phẩm:
khả năng làm bền hệ nhũ tƣơng, hệ huyền phù , tạo két cấu : tạo khối, tạo màng, bảo vệ
sự xâm nhập và phân cắt của enzyme,…
Các gum thực phẩm phaie lac những chất không màu (colorless), không mùi
(oderless), ckhông vị (tasteless) và không gây độc (non- toxic). Tất cả các loại gum
ngoại trừ tinh bột, các dẫn xuất của của tinh bột đều không sinh năng lƣợng và chúng
còn đƣợc xem là những chất xơ hòa tan (soluble dietary fiber). TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI

II. Gum arabic:
1. Giới thiệu chung về gum arabic:
Gum arabic hay còn gọi là gum Acacia là một loại nhựa cây và là một thứ hàng
hóa quan trọng trong thời cổ đại. Chúng đƣợc
ngƣời Ai Cập sử dụng để ƣớp xác và làm thuốc
màu cho các bảng khắc chữ tƣợng hình cổ. Từ
xa xƣa, con ngƣời đã biết gum arabic có trong
các loại cây thuộc chủng Acacia, phân họ
Mimosoideae và họ Leguminosae với khoảng
500 loài . Loài cây này phát triển rộng rãi khắp
vành đai Sahelian của châu Phi, bắt đầu từ phía
nam xích đạo cho đến tận sa mạc Sahara, từ
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
10

phía tây Senegal cho đến phía đông Somalia; các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu
Mỹ, Ấn Độ, Úc, Trung Mỹ và Tây Nam Bắc Mỹ. Những nƣớc sản xuất gum chủ yếu
phải kể đến Cộng hòa Xuđăng, Tây Phi. Các nƣớc có sản lƣợng gum khá lớn nhƣ
Nigeria, Tanzania, Marôc và Ấn Độ. Cây Acacia thƣờng cao 4,57- 6,096 m. Gum đƣợc
tiết ra từ những vết nứt của vỏ cây, sau đó khô lại thành các hạt lớn.
2. Định nghĩa về gum arabic:
Gum arabic ( Acacia Gum) có kí hiệu quốc tế INS là 414, chƣa xác định đƣợc lƣợng
tối đa cho phép con ngƣời có sử dụng trong một ngày ( Aceptable Daily Intake) nhằm
đảm bảo an toàn đối với sức khỏe con ngƣời.
Theo tổ chức JECFA công bố năm
1997 thì gum arabic đƣợc định nghĩa đầy
đủ nhƣ sau: Gum arabic theo tiếng Ả Rập
là một loại dịch nhựa đƣợc tiết ra từ thân
và các cành của cây Acacia Senagal (L)
Willdenow hoặc các loài có liên quan chặt

 Loại sạn sau sàng: những hạt nhỏ còn lại sau khi đã qua các những lần phân loại
trƣớc đó. Chứa cát, vỏ cây và các chất bẩn.
 Loại bụi: các hạt rất nhỏ thu thập đƣợc sau quá trình làm sạch. Có chứa cát và bụi
bẩn.
 Loại đỏ: gồm cát hạt màu đỏ sậm.
4. Cấu tạo của gum arabic:
Gum arabic từ loại Acacia Senegal và Acacia seyal là hỗn hợp các polysaccarit tạo
nhánh cao. Mạch chính của polysaccarit đƣợc tạo thành từ các đơn vị D-
galactopyranose liên kết bởi các liên kết ᵦ-D-(1,4) và ᵦ-D-(1,6). Các mạch bên đƣợc tạo
thành từ các đơn vị D- galactopyranose thƣờng đƣợc gắn bằng các liên kết ᵦ-D-(1,3).
Các gốc L-rhamnopyranose hay L-arabinofuranose đƣợc gắn với các mạch bên này nhƣ
cac đơn vị cuối mạch. Các đơn vị D-glucuronic axit thƣờng đƣợc gắn bằng liên kết ᵦ-D-
(1,6) với các đơn vị D-galactose và các đơn vị L-arabinofuranose thƣờng đƣợc gắn với
các đơn vị D-glucuronic axit bằng liên kết 1,4. TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
12

Hình 2:cấu trúc của Gum Arabic

Cả hai loại đều chứa một lƣợng nhỏ các hợp chất Ntơ (những hợp chất ni tơ này
không thể tách ra đƣợc trong quá trình tinh sạch). Thành phần hóa học của chúng thay
đổi nhẹ theo nguồn gốc, thời tiết, mùa, độ tuổi của cây… các thành phần chủ yếu của
mỗi loại đƣợc liệt kê trong bảng 3.
Bảng 3 : đặc điểm của 2 loại gum Acacia Sengal và Acacia Seyal
Acacia senegal Acacia seyal

Ile 11 16
Leu 70 85
Tyr 13 13
Phe 30 24
His 52 51
Lys 27 18
Arg 15 11

Khối lƣợng phân tử của gum arabic trong khoảng từ 200.000 đến 270.000. Trong
đó,khối lƣợng phân tử trung bình của gum Acacia seyal lớn hơn gum Acacia senegal.
Khối lƣợng phân tử của hai loại gum đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sắc ký lọc gel sử
dụng chỉ số khúc xạ kết hợp với quang phổ phát xạ kết hợp và quang phổ hấp thu tử
ngoại (bƣớc sóng 206nm). Chỉ số khúc xạ là một thƣớc đo rất nhạy với nồng độ gum và
kết quả mô tả gum cho thấy gồm hai phần, phần chính thể hiện bằng peak 1 với diện tích
chiếm gần 90% có khối lƣợng phân tử vào khoảng vài trăm nghìn và phần còn lại (peak
2) chiếm 10% có khối lƣợng phân tử khoảng vài triệu. trong khi đó, những mô tả trên đồ
thị của quang phổ hấp thu tử ngoại lại khác biệt khá lớn và cho thấy có 3 peak. Hai peak
trong số đó tƣơng tự với chỉ số khúc xạ nhƣng khác về cƣờng độ do có sự hiện diện của
những thành phần có protein bên trong phần có khối lƣợng phân tử lớn. peak thứ 3
tƣơng ứng với những thành phần giàu protein và chỉ chiếm khoảng 1% khối lƣợng tổng
cộng. phần này có khối lƣợng phân tử khoảng 200000.
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
14

Hình 3: Sự phân bố phân tử lƣợng của 2 loại gum qua sắc ký lọc gel xác định bởi đầu dò
đo chỉ số khúc xạ (a) và quang phổ hấp thu UV ở bƣớc 206nm (b).
Hầu hết các nghiên cứu cấu trúc đều liên quan đến gum từ loài Acacia Senegal.

 Gum Arabic là một lƣu chất Niuton,có tính hơi axit.
 Dung dịch Gum Arabic có độ nhớt tƣơng đối thấp.Cấu trúc phân nhánh bậc cao
của gum Senegal góp phần gia tăng lực liên kết giữa các phân tử, kết quả là dung
dịch gum trở nên nhớt khi có nồng độ cao. Những so sánh về độ nhớt giữa gum
arabic với xanthan gum và sodium CMC là những phụ gia tạo đặc thông dụng
đƣợc cung cấp trên hình 5.

Hình 6: So sánh độ nhớt của dung dịch Gum Arabic 30% với dung dịch Xanthan Gum
1% và dung dịch CMC 1%
Có thể thấy rằng dung dịch gum arabic nồng độ 30% có độ nhớt vẫn thấp hơn dung
dịch xanthan gum 1% và dung dịch sodium CMC có nồng độ thấp hơn. Thêm vào đó,
trong khi dung dịch gum arabic là lƣu chất Newton với độ nhớt là hằng số thì cả dung
dịch xanthan gum và sodium CMC lại thể hiện tính chất của một lƣu chất phi Newton.
Điều này đƣợc giải thích rằng: hai loại sau có dạng phân tử mạch thẳng và các mối liên
kết nội phân tử dễ dàng đƣợc hình thành, trong khi điều này lại không hề xảy ra đối với
các phân tử gum arabic có độ phân nhánh cao. Độ nhớt giảm khi có mặt của các chất
điện ly do sự tích điện trên màng và tại pH thấp thì các nhóm carboxyl trở nên không
phân ly.
Một tính chất công nghệ quan trọng khác của gum arabic là khả năng hoạt động nhƣ
một nhũ hoá cho tinh dầu và hƣơng thơm. Nhƣ đã biết, các hợp phân có phân tử lƣợng
lớn giàu protein sẽ hấp phụ một cách chọn lọc trên bề mặt của các giọt dầu nhỏ. Ngƣời
ta dự đoán rằng các chuỗi polypeptide kỵ nƣớc hấp phụ và giữ chặt các phân tử trên bề
mặt trong khi những thành phần carbonhydrate ức chế sự tạo bông và sự kết lại thông
qua lực tĩnh điện và lực nay không gian (hình 7). Vì chỉ có một phần gum tham gia vào
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
17

quá trình nhũ hoá nên nồng độ gum cần thiết đẻ tạo nhũ lớn hơn rất nhiều so với nồng độ
của protein nguyên chất.
Ví dụ: để tạo nhũ tƣơng tinh dầu cam 20% thì cần nồng độ gum Arabic là 12%. Một

đối với kẹo bơ cứng thì nó đƣợc sử dụng để nhũ hoá các chất béo. Các công thức
điển hình đƣợc cung cấp ở bảng 4 và 5. Gum Arabic còn đƣợc sử dụng để tạo một
lớp nƣớc bóng bên ngoài các quả hạch và các sản phẩm tƣơng tự.
 Đối với các sản phẩm bánh, gum đƣợc sử dụng để cố định mùi, ngăn chặn sự kết
tinh của đƣờng cũng nhƣ nhũ hóa chất béo. Bảng 5: thành phần chính của kẹo dẻo (Marshmallow)

Water
39.0%
Suger
37.0%
Dextrose
19.0%
Albumin
1.8%
Gum arabic
2.4%
Gelatin
0.5%
Salt
0.3%

Bảng 6: thành phần chính của các sản phẩm dạng caramel

Corn syrup
38.4%
Sweet condensed whole milk
34.4%

Sữa bơ (nguyên kem)
GMP

2
Sữa lên men (nguyên kem), sữa xử lý nhiệt sau lên men
5000

3
Thịt, thịt gia cầm và thithj thú tƣơi nguyên miếng hoặc cắt
nhỏ
GMP

4
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể,
giáp xác, da gai.
GMP

5
Thủy sản, sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men
hoặc ƣớp muối, kể kar nhuyễn thể,giáp xác,da gai.
GMP

6
Dầu trộn, gia vị (bao gồm các chất tƣơng tự nhƣ muối)
GMP
51
7
Thức ăn cho trẻ em dƣới một tuổi
10000
65

trong nƣớc ở nhiệt độ càng thấp càng tốt (khoảng 60
0
C) để ngăn cản sự kết tủa của các
thành phần chứa protein chính là nguyên nhân làm tăng độ đục của dung dịch. Sau đó,
gum đƣợc bổ sung vào dung dịch đƣờng nồng độ khoảng 70% trƣớc khi đun sôi tuỳ theo
hƣơng vị và màu sắc. Sau khi giữ cho dung dịch sôi sủi tăm, tất cả các lớp váng trên bề
mặt dung dịch đƣợc vớt bỏ và dung dịch đƣợc cho vào các khuôn có phủ một lớp tinh
bột và để vào phòng giữ ấm trong vòng 4-6 ngày Gum sau đó đƣợc lấy ra khỏi khuôn,
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
20

loại sạch tinh bột và thƣờng thoa một lớp dầu hay sáp. Kẹo gum mềm có thể thu đƣợc
bằng cách giảm thời gian giữ ấm xuống còn 2-3 ngày. Gần đây, do thiếu hụt gum và giá
cả thất thƣờng nên đã có nhiều nỗ lực lớn nhằm tìm ra nguyên liệu thay thế cho gum
Arabic và ngày nay, kẹo gum mềm có thể sử dụng gum Arabic với nồng độ thấp hơn kết
hợp với các chất tạo keo, điển hình là tinh bột, maltodextrin, gelatin, pectin và agar.
Trong những công thức này có thể xảy ra sự không hoà trộn do sự kỵ nhau giữa các chất
tạo keo. Mức độ không hoà trộn phụ thuộc vào tốc độ tạo gel gây ra bởi sự có mặt của
các chất tạo keo và do đó chi phối toàn bộ kết cấu tạo thành.
7. Các dạng sản phẩm arabic có mặt trên thị trường hiện nay:

Dạng hạt :
TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM GVHD: LÊ VĂN NHẤT HOÀI
21

Dạng bột:


23

trƣớc khi đƣợc thƣơng mại hóa (dạng bột nghiền, dạng dung dịch,…).
Quá trình xử lý đó bao gồm cả quá trình nghiền cơ học (kibbling) để phá vỡ các hạt
dạng thô thành các hạt nhỏ hơn có kích thƣớc khác nhau. Việc này nhằm làm tăng tốc
độ hòa tan của gum đã nghiền so với loại gum để nguyên dạng ban đầu. Gum Arabic
cũng đƣợc sản xuất ở dạng bột khô bằng phƣơng pháp sấy phun và sấy roller-dried.
Những quá trình này liên quan đến sự hoà tan của gum vào nƣớc, nó phụ thuộc vào nhiệt
độ và sự khuấy trộn. Nhiệt độ đƣợc giữ ở mức tối thiểu để đảm bảo cho gum không bị
biến tính làm ảnh hƣởng không tốt đến các tính năng công nghệ của gum. Sau khi dung
dịch đƣợc loại bỏ chất không hòa tan bằng câc phƣơng pháp lắng hoặc lọc, chúng đƣợc
đem đi sấy phun hoặc sấy roller-dried. Trong sấy phun, dòng dung dịch gum đƣợc phun
vào dòng không khí nóng. Nƣớc nhanh chóng bị bay hơi và ta thu đƣợc bột khô, kích
thƣớc hạt từ 50 đến 100 micromet, sau đó chúng đƣợc tách ra khỏi dòng khí nóng nhờ
cyclone. Trong khi đó, đối với sấy roller-dried,
dung dịch sẽ đƣợc cho chảy trên bề mặt các ống
xoắn, các ống này đƣợc gia nhiệt bằng dòng hơi
nóng và nƣớc trong dung dịch sẽ đƣợc bay hơi và
cuốn đi nhờ các dòng không khí. Độ dày của lớp
gum arabic sinh ra bám trên các các con lăn của
thiết bị sẽ phụ thuộc vào sự điều chỉnh khoảng cách
giữa các con lăn. Lớp gum đƣợc tách ra khỏi các
con lăn bằng cách dùng một lƣỡi mỏng và dẻo cắt
tạo thành các mảnh rất nhỏ khoảng vài trăm micromet. Các sản phẩm của phƣơng pháp
sấy phun và sấy roller-dried có ƣu điểm hơn hẳn các lạo gum thô và gum dạng hạt dạng
nghiền ở chỗ chúng hầu nhƣ không nhiễm vi sinh vật và có tốc độ hòa tan nhanh hơn
hẳn.
9. Xu hướng thị trường:
Sudan đã trở thành những nhà sản xuất và cung cấp gum
arabic lâu đời vào cuối những năm 1960 với số lƣợng vƣợt

thấp hơn ở Châu Âu. Lạm phát ở Sudan là cơ hội
cho những ngƣời thu mua gum nhƣng đồng thời
cũng làm giảm doanh thu cho quốc gia này. Giá
thấp gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến việc trồng
và thu hoạch loại gum này tại Sát do chi phí đã
gần bằng với sơ tiền thu đƣợc. Hiện nay, thật khó
để chắc chắn rằng sẽ có thể đảm bảo nguồn cung
cho thị trƣờng do việc sản xuất gum còn gặp nhiều
khó khăn.
Nhƣng với talha thì lại khác.Cho tới bây giờ,talha chỉ là một loại gum thứ hạng
đƣợc sử dụng nhƣ một lợi thế về giá cả hoặc khi nguồn cung cấp hashab khan hiếm. Vào
năm 1995, giá của chúng vào khoảng 500 USD/tấn. Tuy nhiên gần đây,những lợi ích của
talha trong các loại đồ uống đã đƣợc phát hiện nên giá trị của chúng đã đƣợc nâng cao
đáng kể . Tuy nhiên, điều này đã làm dấy lên một công cuộc thu mua loại gum này. Ở
Sudan nguồn nguyên liệu này đã cạn kiệt và họ cũng chƣa có kế hoạch phát triển sản
xuất. Chính phủ nƣớc này chỉ chú trọng vào việc duy trì các đồn điền trồng hashab và
cây talha chỉ dùng để xản xuất than. Có dấu hiệu cho thấy nhu cầu sử dụng gum này
ngày càng tăng nên chính phủ cũng sẽ có những điều chỉnh để có thể đáp ứng nhu cầu
của thị trƣờng. Một số các nƣớc coa nguồn tài nguyên này đang tìm kiếm các nguồn vật