TỔNG QUANG VỀ CHẤT NHŨ HÓA MONO GLYCERIDE
Một số định nghĩa
1.1.1 Khái niệm về nhũ tương
Nhũ tương (emulsion) là hệ phân tán của hai hoặc nhiều chất lỏng không hòa tan, trong đó pha bị phân tán thường tồn tại dưới dạng những giọt nhỏ, còn pha liên tục giữ vai trò chủ đạo Hai loại nhũ tương phổ biến nhất là nhũ tương dầu trong nước (O/W) và nước trong dầu (W/O).
Hệ nhũ tương là một hệ không bền về mặt nhiệt động, và sau quá trình đồng nhất, nó có xu hướng bị phá hủy.
- Sự nổi lên hoặc lắng xuống của các giọt dưới ảnh hưởng của trọng lực, khối lượng riêng của giọt nào nặng hơn sẽ có xu hướng chìm.
Sự kết tụ của các giọt dẫn đến giảm đột ngột điện tích, từ đó làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa chúng Hiện tượng này thường xảy ra khi có sự thay đổi về pH và lực ion Kết quả là kích thước bên ngoài của các giọt tăng lên, làm tăng tốc độ phân lớp.
Sự hợp giọt tự phát làm tăng kích thước giọt, dẫn đến việc hình thành hai lớp ngăn cách nhau bởi bề mặt phẳng.
Sự xa lắng và va chạm do chuyển động Brown có thể làm cho các giọt trong hệ nhũ gần lại nhau, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Ổn định hệ nhũ là yếu tố quan trọng trong sản xuất thực phẩm, nước uống và nhiều sản phẩm tiêu dùng Để khắc phục hiện tượng mất ổn định nhũ và duy trì chất lượng sản phẩm, việc sử dụng chất nhũ hóa là cần thiết.
1.1.2 Khái niệm về chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa là thành phần thiết yếu trong chế phẩm nhũ tương, giúp giảm sức căng bề mặt giữa hai pha, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho sự hòa trộn và ổn định của sản phẩm.
Chất nhũ hóa là một loại chất hoạt động bề mặt, nhưng có vai trò chủ yếu là nhũ hóa hai pha lỏng khó hòa tan vào nhau Trong khi đó, chất hoạt động bề mặt có nghĩa rộng hơn, bao gồm cả chất nhũ hóa.
Sự nhũ hóa là quá trình phân tán một chất lỏng vào một chất lỏng khác dưới dạng những giọt nhỏ, nhờ vào sự kết hợp với chất nhũ hóa Quá trình này không chỉ giúp tạo ra hệ nhũ mà còn tăng cường thời gian ổn định cho hệ thống nhũ hóa.
1.1.3 Khái niệm về chất nhũ hóa monoglyceride
Monoglyceride là một chất nhũ hóa quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm để thúc đẩy sự hình thành và ổn định của nhũ tương Với nhiều ứng dụng trong đời sống, monoglyceride thường xuất hiện trong hầu hết các loại thực phẩm với liều lượng rất nhỏ, góp phần cải thiện chất lượng sản phẩm.
Tên gọi monoglyceride
Theo IUPAC, monoglyceride, hay còn gọi là monoacylglycerol, có thể được đặt tên theo phân loại glyceride riêng lẻ là mono-O-acylglycerol Tuy nhiên, tên gọi phổ biến nhất vẫn là monoglyceride Ngoài ra, monoglyceride còn được biết đến với các tên khác như glyceryl monostearate, glyceryl monopalmitate, glyceryl monooleate, và thường được gọi tắt là monolaurin, monocaprin, monomiristine, monopalmitin.
Ký hiệu quốc tế của chất nhũ hóa monoglyceride thường bị nhầm lẫn với E471, nhưng thực tế, E471 bao gồm cả mono và di-glyceride Chất nhũ hóa monoglyceride có ký hiệu riêng là DMG E471, cụ thể là Distilled Monoglycerides, tức là các monoglyceride đã được tinh chế với độ tinh khiết đạt 99% trở lên.
Cấu trúc monoglyceride
Monoglyceride là glyceride bao gồm một phân tử glycerol liên kết với acid béo qua liên kết ester Với hai nhóm hydroxyl (OH) và ester anion từ acid béo, monoglyceride trở thành hợp chất lưỡng tính, có cả phần ưa béo và ưa nước Glycerol với nhóm rượu chính và rượu phụ cho phép hình thành hai loại monoglyceride khác nhau.
Hình 1 1 Cấu trúc của monoglyceride
α-monoglyceride được hình thành khi acid béo kết hợp với nhóm rượu chính (ký hiệu là α), trong khi β-monoglyceride được tạo ra từ acid béo gắn với rượu phụ (ký hiệu là β).
Mạch acid béo của monoglyceride có thể là bão hòa hoặc không bão hòa, thường có dạng mạch thẳng Loại chuỗi acid béo quyết định loại monoglyceride; ví dụ, acid lauric (bão hòa) được chuyển hóa thành monolaurin, trong khi acid oleic (không bão hòa) tạo ra monoolein.
Monoglyceride có thể được phân loại thành chuỗi dài và chuỗi trung bình dựa trên độ dài của các nhóm acyl trên glycerol Các monoglyceride có chuỗi cacbon từ 8 đến 14 nguyên tử, như monocaprylin, monolaurin, monocaprin và monomiristin, được gọi là monoglyceride chuỗi trung bình Ngược lại, monoglyceride với chuỗi cacbon lớn hơn 14 nguyên tử, chẳng hạn như monopalmitin, monostearin và monoolein, được phân loại là monoglyceride chuỗi dài.
Loại chất hoạt động bề mặt
Monoglyceride là một chất hoạt động bề mặt không ion, do các nhóm acyl không mang điện tích Với đặc tính này, monoglyceride rất phù hợp để sử dụng làm chất nhũ hóa, giúp nhũ hóa dầu và nước một cách hiệu quả.
Sản xuất monoglyceride
Monoglyceride được sản xuất cả tự nhiên và công nghiệp, với hàm lượng thấp (0,1-0,2%) trong một số loại dầu hạt như dầu ô liu, dầu hạt cải và dầu hạt bông Quá trình chuyển đổi triglyceride thành monoglyceride diễn ra qua phản ứng hóa học trong methanol hoặc ethanol, được xúc tác bởi base hoặc enzyme lipase, được gọi là phản ứng transesterification Monoglyceride đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất diesel sinh học từ dầu thực vật thông qua việc phân giải triglyceride với methanol và xúc tác base.
Trong sản xuất công nghiệp, monoglyceride chủ yếu được tạo ra thông qua phản ứng giữa acid béo và glycerol Nguyên liệu thương mại cho quá trình sản xuất này có thể bao gồm dầu thực vật hoặc mỡ động vật.
Tiêu chuẩn chất lượng của monoglyceride
Monoglyceride là một chất nhũ hóa quan trọng, đặc biệt phổ biến trong ngành thực phẩm, góp phần vào việc sản xuất các sản phẩm thực phẩm chất lượng cao và hấp dẫn Do đó, các tiêu chuẩn chất lượng liên quan đến việc sử dụng monoglyceride cần được thiết lập một cách nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho người tiêu dùng trên toàn thế giới.
Số seri Danh mục kiểm tra Tiêu chuẩn
1 Cảm quan Hạt hoặc bột sáp màu trắng đến trắng nhạt, không có mùi khó chịu
3 Hàm lượng glycerol tự do (%) ≤1.5
4 Hàm lượng acid béo tự do (%) ≤1.5
6 Hàm lượng Asen (mg/kg) ≤1
7 Hàm lượng kim loại nặng
Bảng 1 1 Tiêu chuẩn chất lượng của monoglyceride theo GMS4082
Ngoài ra còn có yêu cầu kĩ thuật khác dựa trên tiêu chuẩn kĩ thuật của Bộ Y Tế Việt Nam:
Yêu cầu về định tính đối với sản phẩm bao gồm: không tan trong nước nhưng tan trong ethanol, cloroform và benzen Phổ hồng ngoại của sản phẩm cần phải có đặc trưng của ester, được tạo thành từ acid béo và polyol Ngoài ra, sản phẩm cũng phải thể hiện phản ứng đặc trưng của acid béo và glycerol.
Bảng 1 2 Yêu cầu về định tính theo Bộ Y Tế
- Yêu cầu về độ tinh khiết:
Nước Không được quá 2,0 % (phương pháp Karl Fischer)
Xà phòng Không được quá 6%, tính theo natri oleat
Chì Không được quá 2,0 mg/kg
Chỉ số acid Không được quá 6
Glycerol tự do Không được quá 7%
Độ an toàn và giới hạn sử dụng
Kể từ năm 2013, FDA đã bắt đầu loại bỏ chất béo chuyển hóa nhân tạo khỏi thực phẩm, bao gồm lệnh cấm đối với dầu hydro hóa một phần (PHO) được công bố vào năm 2015 PHO là nguồn chất béo chuyển hóa phổ biến nhất, và các nhà sản xuất thực phẩm đã được yêu cầu loại bỏ hoàn toàn chất béo chuyển hóa khỏi sản phẩm của họ trước năm 2018.
Monoglyceride được phân loại là chất nhũ hóa, không phải là chất béo, vì chúng được hình thành từ sự kết hợp của ba nhóm hydroxyl trên glycerol với ba acid béo Do đó, lệnh cấm của FDA không áp dụng cho loại chất nhũ hóa này Khi các chất béo chuyển hóa bị loại bỏ, các công ty thực phẩm có thể chuyển sang sử dụng monoglyceride như một lựa chọn thay thế cho các chất nhũ hóa gốc béo khác.
Các monoglyceride của acid béo (DMG E471) được công nhận là chất phụ gia thực phẩm hợp pháp theo Quy định của Ủy ban (EU) số 231/2012 Chúng được phân loại là "Phụ gia không phải là màu và chất tạo ngọt".
Monoglyceride là một thành phần đa chức năng an toàn (GRAS) được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm như chất nhũ hóa, chất ổn định, chất làm đặc, chất tạo kết cấu, chất làm chắc bột và chất hoạt động bề mặt, không có giới hạn nào dựa trên giá trị ADI (Acceptable Daily Intake).
Cần lưu ý rằng glyceryl monostearate, một loại chất nhũ hóa monoglyceride thường được sử dụng, có thể được sản xuất từ mỡ động vật Do đó, có thể có thêm các yêu cầu pháp lý nhằm ngăn ngừa nguy cơ nhiễm bệnh, đặc biệt là bệnh não xốp ở bò.
Lợi ích của monoglyceride đối với sức khỏe con người
Monoglyceride có tính chất lưỡng cực, bao gồm cả phần phân cực và không phân cực trong cấu trúc, giúp nó trở thành một chất nhũ hóa hiệu quả Ngoài ra, monoglyceride còn có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, đồng thời đóng vai trò như một chất chống oxy hóa và ngăn ngừa xơ cứng động mạch.
Monoglyceride có đặc tính lưỡng cực tương tự như polyene, cho thấy khả năng kháng nấm Các hợp chất lưỡng cực như polyene tương tác với màng tế bào nấm, dẫn đến tổn thương tế bào qua liên kết hóa học hoặc thay thế lớp lipid kép Cụ thể, nhóm acyl của monoglyceride ưa béo tương tác với ergosterol trong thành tế bào nấm qua tương tác van der Waals, gây ra sự ly giải và chết tế bào Monolaurin, một loại monoglyceride, đã được chứng minh có hoạt tính chống lại nấm Candida albicans.
Các monoglyceride chuỗi trung bình có hoạt tính kháng khuẩn tốt hơn so với các monoglyceride chuỗi dài Monoglyceride từ acid béo không bão hòa đa như EPA và DHA đóng vai trò quan trọng cho sức khỏe, với monoolein nổi bật nhờ hoạt tính chống oxy hóa và chống xơ vữa động mạch Nhờ đặc tính kháng khuẩn, monoglyceride còn được sử dụng làm chất phủ thuốc Sự đa dạng trong ứng dụng của monoglyceride phụ thuộc vào bản chất và cấu trúc hóa học của chúng, từ đó xác định phạm vi ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống con người.
TÍNH CHẤT CỦA MONOGLYCERIDE
Màu sắc
Sản phẩm có dạng lỏng với màu sắc từ vàng rơm đến nâu, dạng sáp có màu trắng hoặc trắng nhạt, và dạng rắn có thể xuất hiện dưới hình thức bông, bột hoặc viên nhỏ.
Độ tan
Với cấu trúc tương tự như dầu và chất béo, chất này hoàn toàn tương thích và dễ dàng hòa tan trong các loại dầu Ngoài ra, nó cũng dễ dàng hòa tan trong ethanol, chloroform, benzene và một số dung môi ít phân cực khác.
Hầu hết các monoglyceride no có độ dài mạch acyl carbon từ C10 đến C18 đều hòa tan trong ethanol nhưng không hòa tan trong nước Chỉ có monocaprylin (C8) là ít tan trong nước nhưng hoàn toàn tan trong ethanol Điều này cho thấy rằng tính ưa nước của monoglyceride tỷ lệ nghịch với độ dài mạch carbon của các nhóm acyl.
Nhiệt độ nóng chảy
Monoglyceride không có nhiệt độ nóng chảy cụ thể, vì tính chất của chúng phụ thuộc vào các nhóm acid béo liên kết Nếu các nhóm R xuất phát từ acid béo bão hòa, chúng sẽ tạo ra monoglyceride bão hòa như monolaurin, monocaprin, monomiristine, monopalmitin và monostearin, thường ở dạng rắn Ngược lại, nếu các nhóm R đến từ acid béo không bão hòa, chúng có thể tạo ra các monoglyceride không bão hòa như monoolein và monolinolein, thường ở dạng chất lỏng đặc.
Các monoglyceride bão hòa tồn tại ở ba dạng vật lý: chất lỏng đặc (monocaprylin), chất rắn béo (monocaprin, monolaurin, monomiristin, monopalmitin) và chất rắn như sáp (monostearat, monobehenat) Chiều dài chuỗi carbon dài hơn của monoglyceride bão hòa làm tăng nhiệt độ nóng chảy, với monocaprylin có nhiệt độ nóng chảy từ 40–42 °C, và khi chuyển sang monobehenat, nhiệt độ nóng chảy tăng lên 65–77 °C Ngược lại, các monoglyceride không bão hòa như monoolein và monolinolein có dạng lỏng với nhiệt độ nóng chảy dưới 35 °C.
Khối lượng riêng
Tùy vào nhóm acyl liên kết mà sẽ có khối lượng riêng khác nhau:
Các monoglyceride Khối lượng riêng (kg/cm 3 ) monocaprin 0.9740 monolaurin 0.9764 monopalmitin 0.969±0.06 monolinolein 0.981±0.06 monoolein 0.96 monocaprylin 1.044±0.06 monobehenat 0.942
Bảng 2 1 Khối lượng riêng của một số chất nhũ hóa monoglyceride
Tính chất hóa học
Monoglyceride có cấu trúc vừa là ester vừa là alcol, vì vậy nó có tính chất hóa học của cả hai loại Trong quá trình bảo quản, monoglyceride có thể làm tăng giá trị acid tự do do phản ứng thủy phân với nước, do đó cần lưu ý khi bảo quản sản phẩm này.
Chuyển đổi cấu trúc
Nhờ cấu trúc khá đặc biệt nên monoglyceride có thể chuyển đổi cấu trúc từ dạng α- monoglyceride sang dạng β-monoglyceride khi và ngược lại.
Độ nhớt
Độ nhớt là chỉ số quan trọng thể hiện khả năng kháng lại lực cắt của chất lỏng, và nó có sự khác biệt giữa các monoglyceride cơ bản do cấu trúc acyl khác nhau Cụ thể, các nhóm acyl có carbohydrate dài hơn sẽ tạo ra độ nhớt cao hơn, trong khi các mạch bão hòa thường có độ nhớt cao hơn so với mạch không bão hòa.
Điểm mây (cloud point)
Điểm mây của chất nhũ hóa monoglyceride rất phức tạp và không có con số cụ thể, mà phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của nhóm acyl Trong dung môi nước, điểm mây của monoglyceride giảm khi nhóm acyl có mạch carbohydrate dài hơn, do mạch kỵ nước dài khó hòa tan trong nước, dẫn đến hiện tượng vẫn đục ngay cả ở nhiệt độ thấp.
Hệ nhũ nước trong dầu với tỷ lệ 20/80 được ổn định bằng cách thêm NaCl vào các giọt nước phân tán và sử dụng monostearate làm chất nhũ hóa Nghiên cứu so sánh ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng giữ cấu trúc hệ nhũ của monostearate cho thấy nồng độ NaCl giải phóng lần lượt là 28% và 82% trong 30 ngày ở 22 và 37 °C Nhiệt độ 37 °C làm tăng tốc độ khuếch tán và giải hấp của monostearate khỏi bề mặt phân cách dầu-nước Với nhiệt độ nóng chảy từ 54–64 °C, điểm mây của monostearate được xác định là trên 37 °C và thấp hơn nhiệt độ nóng chảy, đồng thời điểm mây này có thể thay đổi tùy thuộc vào tỷ lệ của hai pha lỏng, tương tự như các monoglyceride khác.
Chỉ số HLB
Giá trị HLB thấp của chất nhũ hóa cho thấy khả năng hòa tan tốt hơn trong dầu, giúp hình thành nhũ tương W/O (nước trong dầu) Ngược lại, nếu giá trị HLB cao, chất này dễ hòa tan trong nước, dẫn đến việc tạo thành nhũ tương O/W (dầu trong nước).
Monoglyceride có chỉ số HLB thấp, dao động từ 3-6, giúp nó dễ dàng hòa tan trong dầu Khi được hòa tan vào nhũ tương dầu trong nước, monoglyceride tạo ra hệ nhũ nước trong dầu thông qua cấu trúc micelles đảo.
Tính dễ bị oxi hóa
Quá trình sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm luôn có sự hiện diện của chất béo, tuy nhiên, sự oxy hóa chất béo lại là nguyên nhân chính hạn chế thời gian bảo quản của sản phẩm Monoglyceride, dù được sử dụng như một phụ gia ổn định, cũng dễ bị oxy hóa, đặc biệt là các monoglycerol có gốc acyl từ acid béo không bão hòa Chúng dễ dàng bị oxi hóa dưới tác động của ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại và oxy, dẫn đến sự hình thành các gốc tự do.
Cơ chế phản ứng oxy hóa gốc acyl không no của monoglyceride xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3 giai đoạn:
Hình 2 2Giai đoạn khơi mào
- Lan truyền-tạo các sản phẩm trung gian:
Hình 2 3 Giai đoạn lan truyền
Tính chất đa hình
Trong pha nước, các monoglyceride được phân tán dưới dạng phiến (lamellar), tạo thành lớp lipid kép, với pha nước xen kẽ giữa các đầu phân cực của monoglyceride.
Chỉ số HLB quá thấp khiến đầu ưa dầu kết hợp chặt chẽ với nhau, tạo ra cấu trúc lipid kép đặc biệt.
Hình 2 5Cấu trúc dạng phiến (lamellar) của các monoglyceride
Sự xuất hiện của chất đồng nhũ hóa (co-emulsifier) trong hệ thống làm tăng lực đẩy tĩnh điện giữa các đầu phân cực của lớp lipid kép, dẫn đến việc kéo dãn khoảng cách giữa các lớp và làm tăng bề dày của lớp nước Hiệu ứng này chỉ xảy ra khi sử dụng chất đồng nhũ hóa ion, tạo ra điện tích ion trong nước và xuất hiện lực đẩy tĩnh điện α-monoglyceride có khả năng tồn tại ở nhiều dạng đa hình khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ nhờ vào cấu trúc đối xứng của nó Ở dạng α-gel, α-monoglyceride có cấu trúc gel không ổn định nhưng sở hữu tính chất hoạt động và khả năng tạo nhũ tuyệt vời.
Sự chuyển đổi của α-monoglyceride từ dạng α-gel sang dạng α-gel phụ (sub-α-gel) xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn, với độ nhớt cao hơn Khi bảo quản ở nhiệt độ thường, α-monoglyceride sẽ chuyển thành dạng coagel bền hơn với cấu trúc tinh thể, có độ nhớt cao nhất Trong môi trường thích hợp, một số α-monoglyceride như α-monocaprin, α-monolaurin và α-monomiristine sẽ kết tinh nhanh chóng thành chất rắn màu trắng từ dung môi n-hexan Cấu trúc phân tử đối xứng của β-monoglyceride chủ yếu tồn tại dưới dạng coagel Giữa cấu trúc coagel và α-gel là cấu trúc tinh thể lỏng (liquid crystal lamellar), còn được gọi là mesophase.
Hình 2 6 Tính chất đa hình của monoglyceride
Tương tác với tinh bột
Khi tinh bột được đun nóng, quá trình hồ hóa và trương nở diễn ra, dẫn đến việc monoglyceride kết hợp với nước Sự kết hợp này tạo ra một pha phân tán nhiều lớp của tinh thể lỏng, giúp thâm nhập vào hạt tinh bột và tương tác với amylose bên trong và bên ngoài hạt tinh bột.
Monoglyceride được bao bọc trong cấu trúc xoắn của amylose, tạo thành phức hợp mạnh và làm giảm lượng amylose hòa tan trong nước xung quanh hạt tinh bột Sự ái lực của monoglyceride gốc dầu giúp hình thành phức hợp không hòa tan, ngăn cản sự kết tinh và quá trình lão hóa của hạt tinh bột Khả năng tạo phức của monoglyceride với tinh bột phụ thuộc vào độ dài chuỗi của các nhóm acyl, trong đó các chuỗi hydrocacbon có 16 và 18 nguyên tử cacbon được ưu tiên hơn.
Tương tác với chất béo
Một số chất béo trong dầu mỡ có cấu trúc đa hình, với dạng tinh thể α là không ổn định nhất và có nhiệt độ nóng chảy thấp Ngược lại, dạng tinh thể β và β' ổn định hơn, trong đó β' có độ dẻo và nhiệt độ nóng chảy cao hơn, giúp duy trì trạng thái ổn định trên bề mặt Để giữ cho dầu mỡ ở trạng thái tinh thể β', cần bổ sung chất điều chỉnh tinh thể.
Monoglyceride có khả năng cải thiện sự gắn kết và kết tinh của chất béo, tạo ra cấu trúc mạng lưới tinh thể, từ đó nâng cao tính ổn định của chất béo Điều này rất hữu ích trong sản xuất các sản phẩm chứa nhiều chất béo, ngăn ngừa hiện tượng tách dầu-nước trong bột nhào hoặc sản phẩm do thời gian bảo quản kéo dài, giúp cải thiện thời gian bảo quản và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Khả năng nhũ hóa
Monoglyceride có khả năng hoạt động bề mặt vượt trội hơn so với một số chất hoạt động bề mặt protein, giúp nó di chuyển nhanh chóng trên bề mặt và giảm sức căng bề mặt hiệu quả Nhiều chất hoạt động bề mặt protein thường có độ dài mạch không ổn định, gây khó khăn trong việc kiểm soát và xác định chỉ số HLB phù hợp Ngược lại, monoglyceride là chất nhũ hóa tổng hợp, cho phép kiểm soát tốt hơn trong quá trình sử dụng.
Monoglyceride chuỗi dài như monopalmitin và monostearat có khả năng nhũ hóa vượt trội so với monoglyceride chuỗi trung bình như monolaurin và monocaprin Điều này nhờ vào mạch hydrocarbon dài của chúng, giúp liên kết hiệu quả với tinh bột, ngăn ngừa hiện tượng kết tinh trong quá trình chế biến thực phẩm.
ỨNG DỤNG CỦA CHẤT NHŨ HÓA MONOGLYCERIDE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM
Sữa
Monoglyceride được sử dụng trong các loại đồ uống có chứa dầu và protein như sữa dừa, sữa đậu phộng, sữa đậu nành, sữa hạnh nhân và ca cao Việc thêm monoglyceride vào các sản phẩm này có thể cải thiện đáng kể độ hòa tan và độ ổn định, đồng thời ngăn ngừa hiện tượng kết tủa và phân tách, giúp hạn chế sự lắng cặn.
Hình 3 1 Các sản phẩm sữa có monoglyceride làm chất nhũ hóa
Sữa là một hệ nhũ tương phức tạp và dung dịch keo, trong đó monoglyceride, diglyceride và các phụ gia khác được sử dụng phổ biến làm chất nhũ hóa Monoglyceride kết hợp với các chất nhũ hóa khác tạo thành lớp tiếp xúc cho các giọt sữa trong quá trình đồng hóa và bảo quản Ngoài ra, monoglyceride còn cải thiện chất lượng và hạn sử dụng cho các loại sữa tươi tiệt trùng và thanh trùng, đảm bảo chất lượng sản phẩm không thay đổi trong suốt thời gian bảo quản và sử dụng.
Kem đá
Kem là một hệ thống phức tạp gồm ba thành phần chính: chất béo (béo lỏng và béo rắn), nước và không khí Monoglyceride trong hệ thống này giúp ổn định độ căng bề mặt của nước dầu, đồng thời thúc đẩy quá trình giải hấp protein sữa khỏi bề mặt Điều này làm giảm độ bền và độ co giãn giữa các bề mặt, cải thiện phân tán chất béo và tăng cường sự tương tác giữa chất béo và protein, tạo ra cấu trúc kết hợp bọt khí.
Hình 3 2 Sản phẩm kem có cấu trúc đẹp mắt
Monoglyceride là một chất nhũ hóa và ổn định hiệu quả cho kem chất lượng cao, giúp cải thiện sự phân tán của chất béo bằng cách giảm hiện tượng phá nhũ và ngăn chặn sự tích tụ của các giọt béo trong quá trình làm lạnh Nhờ vào khả năng kiểm soát sự hình thành các tinh thể nước đá lớn, monoglyceride với hai gốc OH liên kết hydro mạnh với nước giữ lại các phân tử nước, từ đó hạn chế sự kết tinh thành tinh thể băng Điều này mang lại cho kem một cấu trúc mịn màng và xốp, cải thiện khả năng duy trì hình dạng và bảo quản sản phẩm.
Bánh mì
Monoglyceride không chỉ giúp trộn nhanh chóng đường và chất béo mà còn giữ cho sản phẩm không bị tách lớp sau khi làm lạnh, ngăn ngừa tình trạng nhớt, kết dính và biến dạng, đồng thời cải thiện khả năng chống ẩm.
Gần 60% monoglyceride được sử dụng trong sản phẩm bánh mì, nhờ vào khả năng tăng cường độ ổn định lên men và thúc đẩy quá trình lên men nhanh chóng, giúp bột không bị xẹp trong vận chuyển Monoglyceride ổn định cấu trúc bột nhào, kết hợp với men để tăng độ xốp, khối lượng và độ dẻo của bánh mì, làm cho sản phẩm cuối cùng trở nên đẹp mắt và ngon miệng hơn Bên cạnh đó, việc bổ sung monoglyceride còn ngăn ngừa sự hình thành vết phồng rộp trên bánh, mang lại kết cấu mịn màng mà các thợ làm bánh ưa chuộng.
Hình 3 3 Cấu trúc đẹp mắt của bánh mì
Monoglyceride không chỉ giúp tạo phức với tinh bột trong bánh mì mà còn ngăn chặn sự kết tinh của tinh bột trong quá trình bảo quản, từ đó kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm Liều lượng sử dụng monoglyceride trong bánh mì thường dao động từ 0,1% đến 0,5% bột mì.
Mì sợi
Trong quá trình sản xuất mì, sự kết hợp giữa ba thành phần chính là tinh bột, protein và lipid quyết định chất lượng sản phẩm Tinh bột dễ kết tinh trong quá trình ủ bột mì, và nếu được phân bố đồng đều, sẽ tạo ra sợi mì thơm ngon với màu sắc hấp dẫn Để đạt được điều này, cần sử dụng chất nhũ hóa monoglyceride, nhờ khả năng tương tác tốt với bột mì, giúp ổn định và hòa quyện các nguyên liệu lại với nhau.
Bơ phết
Sản phẩm phết như bơ đậu phộng và bơ khác thường được sử dụng để tăng cường hương vị cho bánh mì và thịt Các sản phẩm này chứa nhiều chất béo, chẳng hạn như bơ Magarine với 80% chất béo, giúp tăng thêm độ ngon khi nhai Dầu trong sản phẩm không chỉ tạo hương vị mà còn kích thích vị giác, nhưng nếu hàm lượng chất béo quá cao, có thể gây hại cho sức khỏe Để tạo ra sản phẩm tốt nhất, cần kết hợp nước và dầu, trong đó monoglyceride đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định cấu trúc nhũ dầu, giúp phân tán đều các giọt nước và tạo ra bề mặt đẹp mắt khi phết.
Hình 3 5 Sản phẩm bơ Magarine Becel
Hạt Pistachio (Pistacia veral) là một trong những loại hạt bổ dưỡng và ngon nhất thế giới Monoglyceride, với tỷ lệ tối đa 1,5%, được sử dụng làm chất nhũ hóa trong bơ phết Pistachio để ngăn chặn hiện tượng tách dầu, một vấn đề phổ biến trong ngành sản xuất bơ phết Hiện tượng này không chỉ làm ô nhiễm vật liệu đóng gói mà còn ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng phết lên bề mặt sản phẩm Việc ổn định sản phẩm chống lại sự tách dầu là rất quan trọng để nâng cao tính chấp nhận và khả năng thị trường Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) quy định rằng tối đa 0,5 ml dầu có thể giải phóng từ mỗi lọ bơ đậu phộng mới sản xuất trong 24 giờ ở 30°C Mặc dù các nhà sản xuất đã thử nghiệm nhiều loại phụ gia thực phẩm khác nhau để khắc phục vấn đề tách dầu, nhưng vẫn chưa có giải pháp hoàn hảo Ngoài ra, một số phụ gia không được phép sử dụng, khiến monoglyceride trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc ổn định sản phẩm.
Hình 3 6 Sản phẩm bơ phết của hạt Pistachio
Bánh ngọt
Monoglyceride được sử dụng trong bánh nhờ khả năng cải thiện độ thoáng khí cho bột, tạo độ xốp và làm tăng khối lượng bánh, đồng thời giảm độ cứng của vụn theo thời gian Ngoài ra, nó còn đóng vai trò là chất chống dính trong bánh kẹo có đường Khoảng 20% monoglyceride thường được sử dụng trong bánh bông lan và bánh ngọt.
Hình 3 7 Các loại bánh ngọt
Khoai tây nghiền
Khoai tây nghiền là món ăn truyền thống không thể thiếu trong các dịp lễ như Lễ Tạ ơn, Giáng sinh và Phục sinh, đồng thời cũng là lựa chọn phổ biến cho bữa ăn hàng ngày ở nhiều quốc gia phương Tây Món ăn này được chế biến từ khoai tây, bơ thực vật và sữa, mang đến hương vị thơm ngon và béo ngậy.
Khoai tây là nguồn thực phẩm giàu tinh bột, tuy nhiên, trong quá trình bảo quản, có thể xảy ra hiện tượng kết tinh tinh bột Sự có mặt của monoglyceride trong khoai tây nghiền sẽ ngăn chặn hiện tượng này, đồng thời cải thiện sự tương tác giữa protein trong sữa và chất béo trong bơ Điều này giúp tăng cường sự phân bố đồng đều của ba nguyên liệu, tạo ra món khoai tây nghiền giàu dinh dưỡng.
Hình 3 8 Món khoai tây nghiền
Sản xuất bún
Sợi bún là món ăn quen thuộc trong gia đình Việt, và để có được sợi bún dai, mềm mại và hấp dẫn, việc sử dụng chất nhũ hóa monoglyceride trong quy trình sản xuất là rất quan trọng Quá trình tạo ra sợi bún bao gồm một số bước cơ bản mà người sản xuất cần thực hiện.
Chọn nguyên liệu (gạo) -> ngâm -> nghiền ướt -> ủ (lên men lactic) -> ép nước chua (ép thủy lực hoặc ly tâm) -> đánh bột -> làm chín -> để nguội -> thành phẩm.
Monoglyceride được thêm vào giai đoạn đánh bột cùng với chất bảo quản, chất tẩy trắng hoặc hương gạo tự nhiên, giúp tăng cường độ tơi xốp và giữ dai cho sợi bún Ngoài ra, monoglyceride còn hạn chế tình trạng dính, nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm, đồng thời giúp bề mặt sợi bún khô và bóng.
Ngũ cốc
Ngũ cốc là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho con người, bao gồm nhiều loại như yến mạch, lúa mạch, gạo lức và gạo hoang dã Sử dụng monoglyceride trong ngũ cốc giúp giảm tình trạng kết dính và vón cục của tinh bột trong quá trình chế biến và tiêu thụ.
