Nước được tạo thành từ 2 nguyên tử Hydro và 1 nguyên tử oxi thông qua liên kết phân cực, phân tử nước có hình chữ V góc khoảng 104,5° giữa hai nguyên tử hydro.. b Cơ chế tác động - Quá t
TỔNG QUAN
Đường (đường saccharose)
Saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁) là disaccharide gồm α-glucose và β-fructose liên kết glycosidic α(1→2), tạo vị ngọt Nó có nhiều trong mía, củ cải đường và trái cây, được dùng làm chất tạo ngọt, còn gọi là đường mía hay đường sucrose.
Hình 3.2 Cấu tạo hóa học của đường saccharose
- Màu sắc: màu trắng tinh khiết (đường tinh luyện) hoặc vàng
- Hình dạng và cấu trúc hạt: Dạng tinh thể nhỏ, đồng đều, khô ráo, không bị vón cục.
- Khối lượng phân tử: 342,3 g/mol
- Tính tan: Tan trong nước (1,97 g/mL ở 20°C), tan trong rượu (0,5 g/mL ở 20°C).
- Độ pH: 6,5-7,5 (dung dịch 10% trong nước)
- Độ dẫn điện: 0,5-1,5 μS/cm (dung dịch 10% trong nước)
- Độ ẩm: ≤ 0,1% (theo trọng lượng)
Nước
Hình 3.3 và 3.4 Nước( trái) và cấu tạo phân tử nước (phải )
Nước (H₂O) là hợp chất lỏng, không màu, không mùi ở nhiệt độ phòng, gồm hai nguyên tử Hydro và một nguyên tử Oxi liên kết phân cực tạo thành phân tử hình chữ V với góc 104,5°.
1.1.2.2 Các chỉ tiêu a) Chỉ tiêu cảm quan
- Màu sắc: Trong suốt, không màu
- Mùi vị: Không mùi, không vị
- Độ trong: Hoàn toàn trong suốt b) Chỉ tiêu hóa lý
- Nhiệt độ sôi: 100oC tại áp suất 1atm
- Tỷ trọng: 1g/cm3 tại 20oC
- pH: cho biết nước có tính axit, trung tính, hay kiềm, pH của nước sạch thường dao động từ 6,5 đến 8,5.
Độ dẫn điện của nước phản ánh hàm lượng ion hòa tan Nước ngọt thường có độ dẫn điện dưới 1.500 μS/cm.
Total Dissolved Solids (TDS) measures the total amount of dissolved solids (minerals, salts, and ions) in water, expressed in mg/L Potable water typically has a TDS level between 100-500 mg/L.
Độ cứng nước được xác định bởi hàm lượng ion canxi (Ca²⁺) và magie (Mg²⁺), gây cặn bẩn, ảnh hưởng sức khỏe và thiết bị Nước uống lý tưởng có độ cứng dưới 300 mg/L CaCO₃.
Hàm lượng oxy hòa tan (DO) trong nước quyết định sự sống của sinh vật dưới nước, mức DO lý tưởng trong nước sạch thường từ 5-8 mg/L.
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) đo lượng oxy cần phân hủy chất hữu cơ trong nước; BOD cao chỉ thị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng; nước chất lượng tốt có BOD dưới 3 mg/L.
- Độ đục (Turbidity): Đo mức độ trong suốt của nước, phản ánh lượng hạt lơ lửng trong nước Độ đục của nước uống nên dưới 5 NTU (Nephelometric Turbidity Units).
Nước cần được kiểm soát nghiêm ngặt hàm lượng kim loại nặng như chì, thủy ngân, cadmium và arsenic, lý tưởng dưới 0.01 mg/L để tránh ngộ độc.
Nồng độ nitrat, nitrit và photphat trong nước cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng nước sạch Hàm lượng nitrat dưới 50 mg/L, nitrit dưới 3 mg/L và photphat dưới 0,1 mg/L là tiêu chuẩn cho nước sạch, tránh hiện tượng phú dưỡng.
Tổng quan về phụ gia
Hình 3.5 Cấu tạo canxi clorua
Canxi clorua là muối vô cơ của canxi và clo, gồm các ion Ca²⁺ và Cl⁻ mang điện tích trái dấu.
Hình 3.6 Canxi clorua dạng rắn a) Tính chất
- Màu sắc: CaCl2 ở dạng bột hoặc tinh thể thường có màu trắng.
- Hình thái: Có thể tồn tại dưới dạng bột mịn hoặc tinh thể.
- Khả năng tan: khoảng 74,5 g/100 mL ở 20°C trong nước
- Khối lượng riêng: 2,15 g/cm³ (tại 20°C).
- Tính hút ẩm: CaCl 2 có tính hút ẩm mạnh, có thể hấp thụ nước từ không khí để tạo thành hydrat CaCl2.xH2O. b) Liều lượng sử dụng
Liều lượng sử dụng theo thông tư số 24/2019/TT-BYT
01.4.1 Cream thanh trùng (nguyên chất) GMP 236
01.4.2 Cream tiệt trùng, xử lý nhiệt độ cao (UHT), cream trứng và cream đánh trứng, cream tách béo (nguyên chất)
01.8.2 Whey và sản phẩm whey dạng khô, không bao gồm phomat whey
04.2.2.1 Rau, củ đông lạnh (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội), tảo biển, quả hạch và hạt
04.2.2.7 Rau, củ lên men (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội) và sản phẩm rong biển lên men, không bao gồm sản phẩm đậu tương lên men của mã thực phẩm 06.8.6, 06.8.7, 12.9.1, 12.9.2.1, 12.9.2.3
08.1.1 Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi nguyên miếng hoặc cắt nhỏ
326 09.2.2 Cá, cá phi lê và sản phẩm thủy sản bao bột đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
XS166 09.2.3 Sản phẩm thủy sản sốt kem và xay nhỏ đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
09.2.4.1 Thủy sản và sản phẩm thủy sản đã nấu chín GMP 241 09.2.4.3 Thủy sản và sản phẩm thủy sản rán hoặc chiên, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
09.2.5 Thủy sản và sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men hoặc ướp muối, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
XS167, XS189, XS222, XS236, XS244, XS311
12.1.2 Sản phẩm tương tự muối GMP 58
14.1.5 Cà phê, sản phẩm tương tự cà phê, chè, đồ uống thảo dược và các loại đồ uống nóng từ ngũ cốc, không bao gồm đồ uống từ cacao
Hình 3.7 Cấu trúc của agar
Agar-agar, hay agar, là phụ gia thực phẩm chiết xuất từ tảo biển đỏ (Rhodophycene) Thành phần chính là polysaccharide gồm D-galactose và 3,6-anhydro-L-galactose, liên kết 1-4 và 1-3, được este hóa với ít acid sulfuric Hàm lượng acid sulfuric trong agarose (tạo gel) và agaropectin (không tạo gel) quyết định tính chất của agar.
Hình 3.8 Bột agar a) Tính chất
- Trạng thái: Dạng bột màu trắng đến vàng nhạt.
- Tính tan: Không tan trong nước lạnh, tan trong nước nóng (>85°C).
- pH: Dung dịch agar có pH nằm trong khoảng từ 6,0 đến 7,0.
Với khả năng tạo gel mạnh mẽ chỉ từ 0,5-2%, sản phẩm tạo nên gel bền, đàn hồi tốt và ổn định trước sự thay đổi pH hay nhiệt độ.
- Độ nhớt: độ nhớt cao, phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ.
- Tính bền hóa học: bền trong môi trường acid nhẹ. b) Cơ chế tác động
Agar hòa tan trong nước nóng (85-100°C) nhờ năng lượng nhiệt phá vỡ liên kết hydro giữa các chuỗi agarose, tạo dung dịch trong suốt.
Agar nguội (32-45°C), giảm năng lượng nhiệt, tạo điều kiện hình thành liên kết hydro giữa các chuỗi agarose, dẫn đến sắp xếp song song và xoắn kép.
Agarose tạo thành cấu trúc xoắn kép nhờ liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl của đơn vị D-galactose và 3,6-anhydro-L-galactopyranose Các xoắn kép này liên kết với nhau tạo thành cụm lớn hơn, cũng thông qua liên kết hydro.
Gel agar hình thành mạng lưới ba chiều vững chắc nhờ liên kết giữa các cụm xoắn kép, giữ nước trong các khoảng trống và tạo độ cứng, bền cho gel Liều lượng sử dụng cần được xem xét.
Liều lượng sử dụng theo thông tư số 24/2019/TT-BYT
01.2.1.1 Sữa lên men (nguyên chất), không xử lý nhiệt sau lên men
235 01.2.1.2 Sữa lên men (nguyên chất), xử lý nhiệt sau lên men GMP 234
01.2.2 Sữa đông tụ bằng renin (nguyên chất) GMP
01.4.1 Cream thanh trùng (nguyên chất) GMP 236
01.4.2 Cream tiệt trùng, xử lý nhiệt độ cao (UHT), cream trứng và cream đánh trứng, cream tách béo (nguyên chất)
06.4.1 Mì ống và mì sợi tươi và các sản phẩm tương tự GMP 211 06.4.2 Mì ống và mì sợi khô và các sản phẩm tương tự GMP 256 08.1.1 Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi nguyên miếng hoặc cắt nhỏ
08.1.2 Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi dạng xay nhỏ GMP 281 09.2.1 Cá, cá phi lê và sản phẩm thủy sản đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
Các sản phẩm đông lạnh XS36, XS92, XS95, XS165, XS190, XS191, XS292, XS312 và XS315 bao gồm cá, cá phi lê, và các sản phẩm thủy sản bao bột đông lạnh như nhuyễn thể, giáp xác và da gai (09.2.2).
09.2.3 Sản phẩm thủy sản sốt kem và xay nhỏ đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
09.2.4.1 Thủy sản và sản phẩm thủy sản đã nấu chín GMP 241 09.2.4.2 Nhuyễn thể, giáp xác, da gai đã nấu chín GMP 241 09.2.4.3 Thủy sản và sản phẩm thủy sản rán hoặc chiên, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
09.2.5 Thủy sản và sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men hoặc ướp muối, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
10.2.1 Sản phẩm trứng dạng lỏng GMP
10.2.2 Sản phẩm trứng đông lạnh GMP
11.4 Đường và siro khác (VD: xyloza, siro từ cây thích, đường dùng phủ bánh)
12.1.2 Sản phẩm tương tự muối GMP
14.1.5 Cà phê, sản phẩm tương tự cà phê, chè, đồ uống thảo dược và các loại đồ uống nóng từ ngũ cốc, không bao gồm đồ uống từ cacao
Hình 3.9 Cấu trúc của pectin
Pectin là polysaccharide mạch thẳng gồm các phân tử acid D-galacturonic liên kết 1,4-glycoside, một số có nhóm methoxyl (-OCH3) Nó có sẵn tự nhiên trong trái cây, hình thành từ sự thủy phân protopectin trong quá trình chín hoặc nấu chín.
Hình 3.10 Pectin dạng bột a) Tính chất
- Trạng thái: dạng bột mịn, có thể là bột trắng, trắng ngà hoặc hơi vàng.
- Màu sắc: màu sắc thay đổi từ trắng đến vàng nhạt.
- Mùi và vị: không có mùi đặc trưng và có vị hơi chua nhẹ do tính acid.
Pectin hòa tan tốt trong nước nóng tạo dung dịch keo, tan hạn chế trong nước lạnh và không tan trong hầu hết dung môi hữu cơ Tuy nhiên, ethanol nồng độ cao gây kết tủa pectin từ dung dịch nước.
- Tính chất tạo gel:Khi có mặt của ion canxi (Ca² )⁺ và/hoặc đường, pectin có thể tạo gel, đặc biệt là ở nồng độ pH từ 2,8 đến 3,5.
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Nguyên liệu - Phụ gia
- Nguyên liệu: đường, CaCl2, KCl
- Phụ gia: Agar, Pectin, Gelatine, Xanthangum, Caragennan
Phương pháp tiến hành
2.2.1 Thí nghiệm 1: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch đường có nồng độ 50%
- M0: 30g nước đường 50% không thêm phụ gia
2.2.2 Thí nghiệm 2: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch CaCl 2
- M0:30g dung dịch CaCl2 0,2% không thêm phụ gia
2.2.3 Thí nghiệm 3: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch KCl 0,2%
- M0: 30g dung dịch KCl 0,2% không thêm phụ gia
Bài viết nghiên cứu vai trò, ứng dụng của phụ gia làm đông đặc, làm dầy và so sánh khả năng tạo gel của từng loại phụ gia với mẫu đối chứng.
2.2.1.1 Tìm hiểu về vai trò và ứng dụng của phụ gia làm đông đặc, làm dầy.
2.2.1.2 Quan sát khả năng tạo gel của mỗi loại phụ gia so với mẫu đối chứng.
Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố.
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
2.2.3.1 Loại phụ gia tạo gel Pectin, Agar, Gelatine, Caragennan, Xanthangum.
Mẫu M0 (không chứa phụ gia).
2.2.5.2 Tính thời gian tạo gel
2.2.5.6 Quan sát dung dịch trước khi gia nhiệt và sau khi gia nhiệt.
2.2.6.1 Quy trình thí nghiệm: các thông số trong bài, mẫu có bổ sung phụ gia đều thực hiện các bước: ngâm phụ gia 10 phút sau đó gia nhiệt cho tan hoàn toàn (trừ mẫu M0)
2.2.6.2 Mẫu đối chứng là M0 – không bổ sung phụ gia.
2.2.6.3 Mỗi thí nghiệm đều có 6 mẫu.
2.2.6.4 Mỗi đơn vị thí nghiệm tương ứng với 30g nguyên liệu với 1% tỉ lệ phụ gia và mẫu đối chứng thù không có phụ gia.
Nội dung nghiên cứu
3.1 Thí nghiệm 1: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch đường có nồng độ 50%
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
3.2 Thí nghiệm 2: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch CaCl2 0,2%
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Thí nghiệm 1: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch đường có nồng độ 50%
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
Thí nghiệm 2: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch CaCl2 0,2%
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
3.3 Thí nghiệm 3: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch KCl 0,2%
Agar Pectine Gelatine Xanthangum Caragennan Nhiệt độ tan
TRẢ LỜI CÂU HỎI
1 Mục tiêu của bài thí nghiệm
- Tìm hiểu về vai trò và ứng dụng của phụ gia làm đông đặc, làm dầy
- Quan sát khả năng tạo gel của mỗi loại phụ gia so với mẫu đối chứng.
2 Phương pháp nào hoặc các hoạt động nào trong bài thí nghiệm để hoàn thành mục tiêu đó
Nghiên cứu sử dụng 5 mẫu: M0 (không phụ gia), M1 (1% Agar), M2 (1% Pectin), M3 (1% Gelatin), M4 (1% Xanthan gum), và M5 (1% Carrageenan), mỗi mẫu chứa 30g dung dịch mẫu.
+ Thí nghiệm 1: Quan sát khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch đường có nồng độ 50%
Nghiên cứu khả năng tạo gel của phụ gia trong dung dịch CaCl2 0,2% và KCl 0,2% cho thấy sự khác biệt về hiệu quả tạo gel tùy thuộc vào loại muối sử dụng.
- Áp dụng các điều kiện thí nghiệm:
+ Điều chỉnh nhiệt độ: Sử dụng các thiết bị gia nhiệt hoặc làm lạnh để điều chỉnh nhiệt độ của mẫu thử theo yêu cầu.
+ Điều chỉnh thời gian: Kiểm soát thời gian khuấy, thời gian đông đặc để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố này đến quá trình đông đặc.
+ Điều chỉnh pH: Nếu cần thiết, điều chỉnh pH của mẫu thử bằng các dung dịch đệm.
Để sinh viên hiểu rõ thí nghiệm trước khi thực hành, cần đặt các câu hỏi về phương pháp và hoạt động trong lớp, đảm bảo họ nắm vững kiến thức và kỹ thuật cần thiết.
- Sinh viên mong đợi sẽ quan sát được điều gì sau khi bổ sung phụ gia
- Bạn sẽ phân tích kết quả như thế nào nếu thấy sự khác biệt trong các mẫu có phụ gia và mẫu không có phụ gia?
- Việc ngâm phụ gia 10 phút rồi mới gia nhiệt có tác dụng gì? Và mục đích của việc gia nhiệt?
- Nếu thời gian khuấy quá lâu hoặc không đủ có ảnh hưởng đến cấu trúc và tính đồng nhất của gel không?
- Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp trong quá trình hòa tan hoặc đông đặc có gây ảnh hưởng như thế nào?
4 Nhóm thí nghiệm phải thu nhập các số liệu nào
- Tính thời gian tạo gel.
- Nhiệt độ tan hoàn toàn phụ gia.
5 Liệt kê các câu hỏi nếu có về việc tính toán
