TÌm hiểu phụ gia làm dày – làm đặc Pectin và ứng dụng trong thực phẩm

Pectin là một polymer của các acid polygalacturonic và các este methyl của chúng, có chức năng tạo gel. Pectin có nhiều ở quả, củ hoặc thân cây. Trong thực vật, nó tồn tại dưới hai dạng:

• Dạng protopectin không tan, tồn tại chủ yếu ở thành tế bào dưới dạng kết hợp với polysaccharide araban.
• Dạng hòa tan tồn tại chủ yếu ở dịch tế bào.

Các chất pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, cấu tạo từ sự liên kết giữa các mạch của phân tử acid D- galacturonic C6 H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm methoxyl (-OCH3). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị acid polygalacturonic.

Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi:

Phân tử lượng: của các loại pectin tách từ các nguồn quả khác nhau thay đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galaturonic và thường thay đổi  trong phạm vi từ 10.000 ÷ 100.000. Trong các hợp chất dạng glucid so về chiều dài phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose. Ví dụ từ nguồn táo, mận thu được có phân tử lượng từ 25.000 ÷  35.000, trong khi đó từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000. Trong thực tiễn thì tên pectin dùng để chỉ cả acid pectinic và pectin.

1. Tính chất của pectin

Thuộc nhóm những chất làm đông tụ, được xem là một trong những chất phụ gia thực phẩm bảo đảm an toàn và được gật đầu nhiều nhất, và điều này được chứng tỏ bởi hàm lượng ADI được cho phép là “ không xác lập ” được phát hành bởi những tổ chức triển khai JECFA ( Joint Food Expert Committee ), SCF ( Scientific Committee for Food ) ở liên minh châu Âu và GRAS ( Generally Regarded ) .

• Mã hiệu quốc tế của 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.
• Khả năng tạo gel và tạo đông, khi có mặt của acid và đường.
• Pectin tự do, nó mất khả năng tạo đông khi có đường.

Vì vậy để duy trì năng lực tạo gel hòa tan cần chú ý quan tâm tránh thiên nhiên và môi trường kiềm hoặc tính năng thủy phân của enzyme pectinase .
Dung dịch của nó có độ nhớt cao. Nếu muốn thu dịch quả ép thì dung dịch này bất lợi, người ta phải dùng enzyme pectinase để thủy phân pectin, giảm độ nhớt .
Còn so với pectin tan thì dưới tính năng của pectinase sẽ biến thành acid pectinic ( thường dưới dạng muối Ca và Mg ) và những chất đơn thuần khác như rượu methylic, acid acetic, arabinose, galactose .
Pectin hòa tan khi bị tính năng của chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase sẽ giải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, polysaccharide còn lại khi đó gọi là acid pectin tự do, nghĩa là chứa acid polygalacturonic. Acid pectin hoàn toàn có thể tạo nên dạng muối canxi pectat, chất này chuyển thành dạng kết tủa thuận tiện, do đó được dùng để định lượng .

2. Phân loại pectin và các chỉ số đặc trưng

a. Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử

HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI > 7%, trong phân tử có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%).

LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng từ 3 ÷ 5%, trong phân tử có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE ≤ 50%).

Trong đó một vài loại phản ứng với amoniac để tạo ra pectin được amid hóa ứng dụng trong một số lĩnh vực khác.

b. Theo khả năng hòa tan trong nước

Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): là polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl.

Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban (polysaccharide ở thành tế bào).

3. Chỉ số đặc trưng

Được đặc trưng bởi những chỉ số sau :

• Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, 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% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.
• Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là tỉ lệ phần trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acid galacturonic có trong phân tử.

4. Cơ chế tạo gel

Tùy loại mà có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel cũng khác nhau .

HMP Tạo gel bằng liên kết hydro:

• Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 ÷ 3,5; [Pectin] = 0,5 ÷ 1%

Đường có năng lực hút ẩm, thế cho nên nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử pectin trong dung dịch .
Ion H + được thêm vào hoặc nhiều lúc chính nhờ độ acid của quy trình chế biến trung hòa bớt những gốc COO –, làm giảm độ tích điện của những phân tử. Vì vậy những phân tử hoàn toàn có thể tiến lại gần nhau để tạo thành link nội phân tử và tạo gel .
Trong trường hợp này link giữa những phân tử pectin với nhau hầu hết nhờ những cầu hydro giữa những nhóm hydroxyl. Kiểu link này không bền do đó những gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của những phân tử trong khối gel, loại gel này độc lạ với gel thạch hoặc gelatin .

• Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng, loại pectin, và nhiệt độ.

30 ÷ 50 % đường thêm vào là saccharose. Do đó cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ gây ra quy 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 và hóa gel nhanh tạo nên những vón cục .

Khi dùng lượng vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá cứng do đó khi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn.

Khi sử dụng một lượng cố định và thắt chặt bất kể một loại pectin nào, pH, nhiệt độ càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh .

LMP Tạo gel bằng liên kết với ion Ca­2+:

• Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca­2+, ngay cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều dài phân tử phải đạt mức độ nhất định.

Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không thêm đường và acid. Khi chỉ số methoxyl thấp, cũng có nghĩa là tỷ suất những nhóm – COO – cao thì những link giữa những phân tử pectin sẽ là link ion qua những ion hóa trị hai đặc biệt quan trọng là Ca ­ 2 + .

• Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca­2+ và chỉ số methoxyl. Gel pectin có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar.

FOODNK

Source: https://vh2.com.vn
Category custom BY HOANGLM with new data process: Chế Tạo