Chất keo thực phẩm là polymer tan trong nước tạo dung dịch keo có tính nhớt. Tài liệu đề cập nguồn gốc, tính chất và chức năng của các chất keo như gelatin, pectin, alginate và starch, cùng với ứng dụng của chúng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các đặc tính như độ nhớt, khả năng tạo gel và khả năng kết hợp được phân tích để phục vụ cho việc ứng dụng trong chế biến thực phẩm.

1. CHẤT KEO THỰC PHẨM
(Food hydrocolloids)
Giảng viên: Mạc Xuân Hòa
1

2. NỘI DUNG
1. Chất keo thực phẩm là gì ?
2. Nguồn gốc chất keo
3. Tính chất chức năng
4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP
2

3. NỘI DUNG
1. Chất keo thực phẩm là gì ?
2. Nguồn gốc chất keo
3. Tính chất chức năng
4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP
3

4. Chất keo thực phẩm là gì ?
Chất keo là những polymer thực phẩm khi tan trong
nước tạo thành dung dịch keo (colloidal solution) có
tính nhớt.
Keywords:
 Polimer: protein, tinh bột, chất gum,….
 Dung dịch keo
4

5. Dung dịch keo có đặc
điểm gì ?
5

6. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO
 Kích thước cấu tử hòa tan
 Độ nhớt (tính chất làm dày)
 Khả năng tạo gel
 Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực)
6

7. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO
 Kích thước cấu tử hòa tan
 Độ nhớt (tính chất làm dày)
 Khả năng tạo gel
 Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực)
7

8. Kích thước cấu tử hòa tan
Dung dịch 1 pha
(<10-6 mm )
Dung dịch keo
(10-4 - 10-6 mm )
Huyền phù
(1 - 10-2 mm )
pH
Nhiệt độ
Lực ion,…
Đông
tụ
8

9. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO
 Kích thước cấu tử hòa tan
 Độ nhớt (tính chất làm dày)
 Khả năng tạo gel
 Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực)
9

10. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
10

11. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
11

12. Nồng độ tới hạn (C*)
Khi C>C* độ nhớt (viscosity) và tốc độ cắt (shear rate) có
quan hệ như dạng đường cong ở trên. 12

13. Alginate
13

14. Pectin
14

15. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
15

16. Gelatin
16

17. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
17

18. Gelatin
18

19. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
19

20. 20

21. CarbonMethylCellulose
(CMC)
HydroxyEthylCellulose
(HEC)
Gum Arabic
Dextran
21

22. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
22

23. 23

24. Độ nhớt của dung dịch keo
 Phụ thuộc nồng độ chất keo
 Phụ thuộc nhiệt độ
 Phụ thuộc khối lượng phân tử
 Phụ thuộc cấu trúc phân tử
 pH
 Lực ion
24

25. WHEY PROTEIN
NaCl Trisodium citrate
Các yếu tố cố định Các yếu tố khảo sát
 Hàm lượng WP = 70 mg/ml
 pH= 7.0
 250C
 t = 0 – 120 phút
 Loại muối: NaCl & Trisodium citrate
 Nồng độ muối:
500 mM
300 mM
100 mM
25

26. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO
 Kích thước cấu tử hòa tan
 Độ nhớt (tính chất làm dày)
 Khả năng tạo gel
 Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực)
26

27. KHẢ NĂNG TẠO GEL
junction zones
Hydrogen bonding
Hydrophobic association
cation-mediated crosslinking
27

28. KHẢ NĂNG TẠO GEL
 Thermoreversible gels: where gelation occurs on
cooling or heating.
 Non-thermoreversible gels: gelation may be
induced by crosslinking polymer chains with
divalent cations.
28

29. 29
KHẢ NĂNG TẠO GEL
Một số loại chất keo tạo gel khi làm lạnh
(agar, gelatin, pectin, tinh bột,…)

30. KHẢ NĂNG TẠO GEL
Thermoreversible gels
30

31. KHẢ NĂNG TẠO GEL
Mối quan hệ giữa nồng độ chất keo và sự hình thành gel
31

32. KHẢ NĂNG TẠO GEL
So sánh cấu trúc gel của một số chất keo
32

33. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA DUNG DỊCH KEO
 Kích thước cấu tử hòa tan
 Độ nhớt (tính chất làm dày)
 Khả năng tạo gel
 Khả năng kết hợp (khả năng hiệp lực)
33

34. KHẢ NĂNG KẾT HỢP
Kết hợp (hiệp lực) để làm gì ?
 Tạo tính chất mới: ƨộ bền, tính chất
lưu biến (rheological Characteristics).
 Giảm giá thành
34

35. KHẢ NĂNG KẾT HỢP
Để có sự “hiệp lực” cần tối ưu hóa loại chất keo và
nồng độ. 35

36. 36
KHẢ NĂNG KẾT HỢP

37. 37
KHẢ NĂNG KẾT HỢP

38. Độ bền gel của gelatin và các chất keo khác
38

39. SO SÁNH TÍNH CHẤT CHỨC NẰNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KEO
39

40. SO SÁNH TÍNH CHẤT CHỨC NẰNG CỦA MỘT SỐ CHẤT KEO
40
(tiếp theo)

41. NỘI DUNG
1. Chất keo thực phẩm là gì ?
2. Nguồn gốc chất keo
3. Tính chất chức năng
4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP
41

42. Nguồn gốc
42

43. Nguồn gốc
Thị phần của các chất keo quan trọng ứng dụng trong CNTP
43

44. NỘI DUNG
1. Chất keo thực phẩm là gì ?
2. Nguồn gốc chất keo
3. Tính chất chức năng
4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP
44

45. Tính chất chức năng
 Làm dày (thickening): tinh bột biến tính trong tương ớt, gelatin trong
yaourt
 Tạo gel (gelling): pectin trong jam, agar trong rau câu
 Ổn định bọt (stabilising foams): protein hòa tan trong bia
 Ổn định nhũ tương (stabilising emulsions): các chất keo lưỡng cực
 Ổn định huyền phù (stabilising dispersions): nectar
 Ức chế sự hình thành tinh thể đá: ice cream  mouthfeel
 Ức chế sự kết tinh đường: gelatin trong kẹo dẻo  mouthfeel
 Tạo màng: bánh tráng
 Kiểm soát sự giải phóng chất hương (controlled release of flavors): vi bao
(microencapsulation)
 Chất thay thế chất béo (fat replacer): low-fat food (xanthan gum trong
một số sản phẩm mayonnaise đặc biệt). 45

46. 46

47. 47

48. NỘI DUNG
1. Chất keo thực phẩm là gì ?
2. Nguồn gốc chất keo
3. Tính chất chức năng
4. Một số chất keo sử dụng trong CNTP
48

49. Một số loại chất keo
 Pectin
 Agar
 Tinh bột
 Gelatin
 Carrageenan
 Xanthan gum
 Alginate
 Gellan gum
 GumArabic
 Các dẫn xuất của cellulose
 Chitosan
 Cellulose vi tinh thể
49

50. Một số loại chất keo
Agar
50

51. AGAR
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học hóa
học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
51

52. AGAR
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học hóa
học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
52

53. AGAR Nguồn gốc
(E406)
Được sản xuất từ tảo biển bằng
phương pháp trích ly với nước
nóng.
53

54. AGAR
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
54

55. AGAR Cấu tạo hóa học hóa
học
Đơn vị cấu tạo:
 D-galactose
 3-6,anhydro-L-galactose
55

56. AGAR Cấu tạo hóa học hóa học
Agar là hỗn hợp của 02 loại polysaccharide:
 Agarose: là thành phần tạo gel chính của
agar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose
bị ester hóa.
 Agaropectin: là thành phần không tạo gel,
có mức độ este hóa lớn hơn agarose
56

57. AGAR Cấu tạo hóa học hóa học
57

58. AGAR
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học hóa
học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
58

59. AGAR Tính chất chứDOƢOH
1. Làm dày
2. Tạo gel
59

60. AGAR Tính chất chứDOƢOH
Thermoreversible gels
60

61. AGAR Tính chất chứDOƢOH
61

62. AGAR Tính chất chứDOƢOH
62

63. AGAR Tính chất chứDOƢOH
63

64. AGAR
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học hóa
học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
64

65. AGAR
Ứng dụng
 CNSX kẹo: tạo cấu trúc, chống hồi đường,…
 Làm bánh: giữ hình dạng cho lớp kem,…
 Đồ hộp thịt, cá: tạo cấu trúc, đồng tạo gel,..
 Nước nha đam: ổn định
 …………………………..
65

66. Một số loại chất keo
Tinh bột
(Starch)
66

67. TINH BỘT
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Biến tính tinh bột
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
67

68. TINH BỘT
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Biến tính tinh bột
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
68

69. TINH BỘT Nguồn gốc
 Hạt
 Củ
 Rễ
69

70. TINH BỘT
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Biến tính tinh bột
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
70

71. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
71

72. 72
TINH BỘT Cấu tạo hóa học

73. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
1g of starch typically contains 1,000,000,000 granules with
each granule, in turn, containing about 10,000,000,000,000
starch molecules
73

74. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
74

75. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
Hydrogen bonds 75

76. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
Reassociation
of Amylose
76

77. 77

78. 78

79. TINH BỘT Cấu tạo hóa học
Yếu tố ảnh hưởng
 Ratio of amylose to amylopectin: next slide
 Concentration of lipid material: maize and wheat reach their
pasting temperatures at a slower rate due to an amylose-lipid
complex that reinforces the granular structure
 Effect of phosphate groups: Potato starch has the very rapid
viscosity development at low temperatures is due to naturally
occurring phosphate groups which are responsible for starch-starch
repulsions that weaken the granule and accelerate its
rupture
79

80. 80
Starch-starch repulsion

81. Ratio of amylose to amylopectin
81

82. TINH BỘT
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Biến tính tinh bột
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
82

83. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Trong nhiều trường hợp, tinh bột tự nhiên
không ƨÈQ ứng ƨược các yêu cầu công nghệ
trong chế biến thực phẩm: ƨộ hòa tan, khả
OƢOchHịu nhiệt cao, nhiệt ƨộ hồ hóa, sự thoái
hóa tinh bột khi bảo quản ở nhiệt ƨộ thấp,….
83

84. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Starch modifications are a means of altering the structure
and affecting the hydrogen bonding in a controllable
manner to enhance and extend their application. The
alterations take place at the molecular level, with little or
no change taking place in the superficial appearance of the
granule. Therefore, the botanical origin of the starch may
still be identified microscopically
84

85. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
 Phương pháp vật lý
 Phương pháp hóa học
 Phương pháp hóa sinh
85

86. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
 Phương pháp vật lý
 Phương pháp hóa học
 Phương pháp hóa sinh
86

87. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Phương pháp vật lý: Hồ hóa sơ bộ (Pre-gelatinisation)
 Mục đích: pregelatinisation is designed to remove the
necessity for cooking.
 Phương pháp: tinh bột ban đầu được hồ hóa trong một
lượng thừa nước, sau đó sấy để tách ẩm.
87

88. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
 Phương pháp vật lý
 Phương pháp hóa học
 Phương pháp hóa sinh
88

89. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Phương pháp hóa học:
 Acid hydrolysis
 Oxidation
 Cross-linking
 Stabilisation
 Lipophilic substitution
 Dextrinisation 89

90. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Phương pháp hóa học:
Acid hydrolysis
Water/alcol
90

91. Biến tính tinh bột
(Starch modification)
TINH BỘT
Phương pháp hóa học:
Oxidation
Alkaline
hypochlorite
91

92. 92

93. Biến tính tinh bột
(Starch modification)
TINH BỘT
Phương pháp hóa học:
Cross - linking
Distarch phosphates
Distarch adipates
Cross – linking
93

94. acetate-adipate
94
starch.
distarch phosphate

95. Biến tính tinh bột
(Starch modification)
TINH BỘT
Stabilisation
Phương pháp hóa học:
95
Acetylated
Hydroxypropylated

96. 96
E1420: acetylated starch

97. 97
Biến tính tinh bột
(Starch modification)
TINH BỘT
Lipophilic substitution
Phương pháp hóa học:
Hydrocarbon chain

98. 98
Biến tính tinh bột
(Starch modification)
TINH BỘT
Dextrinisation
Phương pháp hóa học:
(a) (b)

99. 99

100. 100
E1412: distarch phosphate (Cross-linking)
E1414: acetylated distarch phosphate (Cross-linking/Stabilisation)
E1422: acetylated distarch adipate (Cross-linking/Stabilisation)

101. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
 Phương pháp vật lý
 Phương pháp hóa học
 Phương pháp hóa sinh
101

102. Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Phương pháp hóa sinh

103. 103
Biến tính tinh bột
(Starch modification) TINH BỘT
Phương pháp hóa sinh
Dextrose Equivalent (DE):
 DE = 100: dextrose (glucose)
 DE = 0: starch
 DE = 50: maltose
 DE 20: maltodextrin
 DE = 20 ÷ 100: glucose syrup

104. BÀI TẬP VỀ NHÀ
Tìm hiểu các thông tin sau của bài báo:
1. Cơ sở khoa học của phương pháp bảo quản
2. Mục tiêu của nghiên cứu
3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
4. Kết quả và thảo luận
5. Kết luận
Link: http://www.mediafire.com/view/?2qmd6kx69bqjz57

105. TINH BỘT
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Biến tính tinh bột
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
105

106. Ứng dụng TINH BỘT Tính chất chứDOƢOH
106

107. TINH BỘT
Ứng dụng Tính chất chứDOƢOH
107

108. 108

109. Một số loại chất keo
Gelatin
109

110. GELATIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
110

111. GELATIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
111

112. Lower viscosity
112
GELATIN Nguồn gốc
Collagen
Da
Xương
Type A
gelatins
Type B
gelatins
Higher viscosity

113. GELATIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
113

114. 114
GELATIN Cấu tạo hóa học

115. GELATIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
115

116. GELATIN Tính chất chứDOƢOH
116

117. GELATIN Tính chất chứDOƢOH
117
Sol

118. GELATIN Tính chất chứDOƢOH
118
Gelling

119. GELATIN Tính chất chứDOƢOH
119
Surface effects

120. GELATIN Tính chất chứDOƢOH
120
Surface effects

121. GELATIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
121

122. 122
GELATIN
Ứng dụng

123. 123

124. 124

125. Một số loại chất keo
Pectin
125

126. PECTIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
126

127. PECTIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
127

128. 128
PECTIN Nguồn gốc
Material:
 Citrus peel
 Apple pomace
Solvent extraction: hot aqueous mineral acid

129. PECTIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
129

130. PECTIN Cấu tạo hóa học
 Methoxyl Index
 De-esterification (DE)
 Amidated pectin
Galacturonic acid

131. 131
PECTIN Cấu tạo hóa học
1. High Methoxyl Pectin (HMP): DE 50% hay ML 7%
2. Low Methoxyl Pectin (LMP): DE  50 hay ML  7%

132. PECTIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
132

133. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
133
Gelation
 High Methoxyl Pectin
 Low Methoxyl Pectin

134. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
134
Gelation
 High Methoxyl Pectin
 Low Methoxyl Pectin

135. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
HighMethoxyl Pectin
135
DUNG DỊCH GEL
(hydrogen bonds)
Đường (sucrose)
H+
[Pectin] = 0,5-1%

136. Specific
points
H2O
H2O
H2O
H2O
136

137. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
HighMethoxyl Pectin
137
ẢNH HƯỞNG CỦA pH (3.2 ÷ 3.4)

138. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
138
Gelation
 High Methoxyl Pectin
 Low Methoxyl Pectin

139. PECTIN Tính chất chứDOƢOH
LowMethoxyl Pectin
139
Ca2+
DUNG DỊCH GEL

140. 140

141. CẦN PHẢI TỐI ƯU HÓA ĐỂ THU
ĐƯỢC ĐIỀU KIỆN TẠO GEL
141
THÍCH HỢP

142. PECTIN
 Nguồn gốc
 Cấu tạo hóa học
 Tính chất chức năng
 Ứng dụng
142

143. 143
PECTIN Ứng dụng
Nhiều đường
và acid
Ít đường và
acid

144. PECTIN Ứng dụng
Gelling agent

145. 145
PECTIN Ứng dụng
Stabiliser

146. 146
PECTIN Ứng dụng
Amidated/Non-amidated low methoxyl pectin
Gelling agent