TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC CHẤT TẠO VỊ NGỌT

Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



1.1 Định nghĩa: [2], [13]

Chất tạo ngọt: là phụ gia tạo vị ngọt, chúng được thêm vào thực phẩm như là

chất thay thế đường.

Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng tạo

nên vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp

tổng hợp. Tuy nhiên chỉ vài chục chất được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm.

Tùy theo quy định của mỗi quốc gia mà danh mục các chất tạo ngọt được phép sử

dụng có thể khác nhau. Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực tìm kiếm những chất tạo

ngọt mới với các đặc tính kỹ thuật ưu việt hơn để sử dụng trong sản xuất một số loại

thực phẩm chức năng.



Phân loại:

- Dựa vào giá trị dinh dưỡng của chất tạo ngọt, chia thành:

+ Chất tạo ngọt có giá trị dinh dưỡng – như chất tạo ngọt có nguồn gốc tinh bột,

chất tạo ngọt có nguồn gốc trái cây, mật ong, lactose và nước ngọt lấy từ nhựa cây

thích.

+ Chất tạo ngọt không có giá trị dinh dưỡng (hoặc chất tạo ngọt phi

carbohydrate).

- Chất tạo ngọt cũng có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc:

+ Chất tạo ngọt tự nhiên (tồn tại trong tự nhiên), như carbohydrate, stevioside,

thaumatin, glycyrrhizin.

+ Chất tạo ngọt nhân tạo (sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học và

không có trong tự nhiên) như sucralose, aspartame, acesulfame-K, cyclamates,

saccharin.

Bảng 1.1: Tóm tắt sơ lược về những chất có khả năng tạo ngọt

Đường

saccharose

Năng lượng cung

4 Kcal/g

cấp

Độ ngọt tương đối

1

Anh hưởng lên

Mạnh

lượng insulin

Anh hưởng lên hệ Trung lập

thống tiêu hóa

Anh hưởng lên Có thể gây

răng miệng

sâu răng



2

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



Chất tạo ngọt

cường độ mạnh

Thực tế không cung

cấp năng lượng

30 - 3000

Không ảnh hưởng

Không ảnh hưởng

Không ảnh hưởng



2



Polyols



Fructose



2,4 Kcal/g



4 kcal/g



0,4 – 1,0

Yếu



1,2

Yếu



Có thể gây

nhuận tràng

Không ảnh

hưởng



Trung lập

Có thể gây

sâu răng



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà

Chất tạo vị ngọt



Có giá trị dinh dưỡng



Glucid



Monosaccharide



- Glucose

- Fructose

- Galactose



Không có giá trị dinh dưỡng



Polyols



Disaccharide



Hỗn hợp



Tự nhiên



Đơn giản



Hỗn hợp



- Saccharose

- Đường nghịch đảo

- Xylitol

- Glucose syrup được hydrogenGlycyrrhizin

- hóa

- Maltose - Syrup thúy phân từ tinh bộtSorbitol

- Isomalt

- Stevioside

- Lactose

- Mannitol

- Thaumatin

- Maltitol

- Monellin

- Lactitol

- Miraculin

- Dihydrochalcone



Hình 1.1: Cây sơ đồ phân loại các chất tạo ngọt



Hình 1.2: Tháp nhu cầu thực phẩm



3

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



3



Tổng hợp



- Saccharine

- Cyclamate

- Acesulfame

- Aspartame

- Sucralose

- Dulcine



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



1.2 Tính chất cảm quan của các chất tạo ngọt:

1.2.1

Độ ngọt:

1.2.1.1 Định nghĩa: [2]



Độ ngọt là một trong những tính chất cảm quan, có liên quan đến một mức độ

tạo ngọt của sản phẩm, là chỉ tiêu để lượng hóa cường độ ngọt của chất tạo ngọt.

Thế nào là độ ngọt tương đối? Độ ngọt tương đối của một chất hóa học thường

được so sánh với một chất chuẩn. Saccharose là một chất tạo ngọt chuẩn và theo đó so

sánh với những chất tạo ngọt khác. Độ ngọt tương đối của saccharose là 1 hay 100%.

Cách duy nhất để đo độ ngọt của một chất là nếm nó. Khi một chất được đặt lên lưỡi,

những gai vị giác của lưỡi sẽ giải mã sự sắp xếp hóa học của chất đó và đưa ra những

tín hiệu về vị và chuyển nó lên não.

Làm thế nào để lượng hóa độ ngọt tương đối của một chất S? Để lượng hóa độ

ngọt tương đối của một chất S, cần giả sử là chất S và saccharose có vị ngọt tương

đương nhau. Khi đó người ta sẽ sử dụng giá trị tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch chất khảo

sát S và nồng độ dung dịch saccharose, với điều kiện là hai dung dịch này được xem là

có độ ngọt tương đương nhau theo phương pháp đánh giá cảm quan. Đơn vị đo khối

lượng thường dùng là phần trăm khối lượng (w/w) hoặc mol/l.

1.2.1.2



Những yếu tố ảnh hưởng đến độ ngọt: [9], [11], [16],



[21], [25]

Độ ngọt của chất tạo ngọt phụ thuộc vào nồng độ, pH, nhiệt độ và những thành

phần hóa học khác như những chất tạo ngọt khác hay những mùi vị khác. Trong một

vài trường hợp, tác động tâm lý cũng ảnh hưởng đến cảm nhận vị: nước quả xanh cho

cảm giác ít ngọt hơn nước quả đỏ mặc dù chúng chứa cùng một lượng chất tạo ngọt

như nhau.

- Độ ngọt phụ thuộc vào nhiệt độ: nhiệt độ ảnh hưởng khác nhau đến độ ngọt

của các dung dịch đường và tùy thuộc vào nồng độ dung dịch.

Độ ngọt của fructose thì phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hình 1.3 cho thấy ở nhiệt

độ thấp fructose ngọt hơn saccharose, nhưng ngược lại độ ngọt lại giảm khi nhiệt độ

tăng.



Hình 1.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ngọt tương đối của fructose (Source:

Shallenberge RS, Taste Chemistry, 1993)



4

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



4



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Hình 1.4: So sánh độ ngọt giữa xylitol và đường mía ở các nhiệt độ khác nhau

Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt

độ lên độ ngọt: Mỗi chất tạo ngọt được pha ở nồng độ 2,5%; 5%; 7,5% và 10%

saccharose được thí nghiệm với nhiệt độ hot (50 oC) hoặc cold (6oC). Và thu được kết

quả như sau:

Nhìn chung những chất tạo ngọt có cường độ tạo ngọt mạnh thì hầu như tăng độ

ngọt thường xuyên bởi nhiệt độ thấp hay cao. Sự tăng nhiệt độ của dung dịch các chất

tạo ngọt từ 22oC đến 50oC làm tăng độ ngọt của những chất tạo ngọt mạnh như

aspartame, Neo-DHC, rebaudioside-A, và stevioside, đặc biệt là ở nồng độ thấp.

Những chất tạo ngọt như saccharose và sorbitol thì có tăng nhẹ độ ngọt khi nhiệt độ

tăng với dung dịch có nồng độ thấp nhất. Sự giảm độ ngọt do tăng nhiệt độ xảy ra đối

với những chất tạo ngọt (đường và polyhydric alcohols) bao gồm fructose, mannitol,

và saccharose. Sự phát hiện này phù hợp với Paulus và Reisch khi cho rằng ngưỡng

cảm nhận đường saccharose tăng ở nhiệt độ cao hơn.

Ơ nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 6oC) ít có ảnh hưởng đến ngưỡng cảm nhận ngọt

của các chất tạo ngọt được thí nghiệm. Ơ một vài nồng độ của các chất tạo ngọt có

cường độ ngọt cao, khối lượng phân tử lớn (như Neo-DHC, rebaudioside-A,

stevioside, và thaumatin) thì tăng đáng kể ở nhiệt độ thấp. Sự giảm cường độ cảm

nhận ngọt ở nhiệt độ thấp được tìm thấy ở một vài chất tạo ngọt như fructose, glucose,

mannitol, và saccharose. Acesulfame-K, sodium saccharin và sodium cyclamate không

có những thay đổi quan trọng về độ ngọt ở bất cứ nồng độ nào trong khoảng nhiệt độ

từ 6oC – 50oC.



5

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



5



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Hình 1.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ ngọt

6

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



6



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



- Độ ngọt phụ thuộc vào nồng độ: nồng độ chất tạo ngọt tăng thì độ ngọt tăng

nhưng không tăng tuyến tính mà tăng đến một ngưỡng nào đó đến khi không cảm nhận

được nữa.



Hình 1.6: Cường độ ngọt (I) của D-glucose, D-fructose và saccharose phụ thuộc vào

nồng độ ở những nhiệt độ khác nhau 15, 22 và 35oC



Hình 1.7: Cường độ ngọt phụ thuộc nồng độ (D-glucose, D-fructose, saccharose)

trong dung dịch có và không có ethanol



Hình 1.8: Độ ngọt tương đối của Natri saccharin trong dung dịch phụ thuộc vào nồng

độ (Khi ta thay thế dần Natri saccharin bằng saccharose)

7

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



7



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Hình 1.9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ ngọt và nồng độ chất tạo

ngọt Cyclamate Natri



Hình 1.10: Độ ngọt của acesulfame-K phụ thuộc vào nồng độ

- Sự phối trộn hỗn hợp đường: Hỗn hợp những sản phẩm HIS (High Intensity

sweeteners) khác nhau thường gây tác dụng tổng hợp là do độ ngọt tổng hợp cao hơn

khi sử dụng riêng rẽ các chất tạo ngọt. Hình 1.11 cho thấy ảnh hưởng của hỗn hợp

aspartame và acesulfame-K ở 20oC.



Hình 1.11: Độ ngọt của hỗn hợp Acesufame-K và Aspartame (Source: von Rymon

Lipinsky 1991)

8

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



8



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Ngoài ra ta còn có hỗn hợp giữa saccharose và các chất tạo ngọt khác. Sự phối

trộn này theo những tỷ lệ khác nhau sẽ cho ra hỗn hợp có độ ngọt như mong muốn.

Bảng 1.2: Độ ngọt tương đối của hỗn hợp các chất tạo ngọt với saccharose

Chất tạo ngọt

Saccharose

Đường nghịch đảo

Saccharose:Đường nghịch đảo (30:70)

Glucose

Fructose

Saccharose:Fructose (90:10)

Saccharose:Fructose (80:20)

Saccharose:Fructose (50:50)



Độ ngọt tương đối (25oC)

1,0

0,8

0,9

0,5 – 0,6

0,9 – 1,2

1,0

1,1 – 1,2

1,1 – 1,2



Những hỗn hợp khác cũng có thể cho tương tác có lợi. Bảng 1.3 cho thấy điều

đó

Bảng 1.3: Khả năng cho tương tác có lợi của hỗn hợp HIS

Hỗn hợp chất tạo ngọt

Aspartame + Acesulfame-K

Aspartame + Saccharin

Saccharin + Cyclamate

Acesulfame-K + Saccharin

Sucralose + Aspartame

Sucralose + Acesulfame-K

Sucralose + Saccharin



Tương tác có lợi

Có

Có

Có

Không

Không

Có

Có



- pH: Độ ngọt thay đổi không đáng kể trong khoảng pH từ 3 đến 7. Tuy nhiên

độ chua lại tăng khi pH giảm. Khi nồng độ Na +, Ca2+, K+ ở 5mM không ảnh hưởng đến

độ ngọt của bất kỳ chất tạo ngọt nào. Tuy nhiên khi thêm KCl thì có sự tăng nhẹ vị

đắng đối với 4 chất tạo ngọt là acesulfame-K, aspartame, fructose, và sucralose.

Các nhà khoa học đã làm thí nghiệm như sau để nghiên cứu ảnh hưởng của pH

đến độ ngọt của các chất tạo ngọt: mỗi chất tạo ngọt ở một trong 4 nồng độ 2,5%; 5%;

7,5% và 10% saccharose được thí nghiệm với 5 pH là 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 và 7,0. Thí

nghiệm diễn ra ở nhiệt độ phòng là 22oC. Và kết quả thu được là:



9

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



9



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



10

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



10



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Hình 1.12: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến độ ngọt

- Độ ngọt tương đối của tất cả các chất tạo ngọt cường độ mạnh (HIS) phụ

thuộc nhiều vào nồng độ và pH, như hình 1.13.



Hình 1.13: Độ ngọt của sucralose phụ thuộc vào pH và nồng độ (Source: Zannoni

Low Calorie Foods 1993)

Anh hưởng của muối: độ ngọt tăng hay giảm tùy thuộc vào loại muối và đường.

Ví dụ như khi cho NaCl vào dung dịch đường thì không ảnh hưởng đến độ

ngọt mà làm cho dung dịch đường trở nên đắng, vị đắng càng rõ rệt hơn khi cho KCl.

Có những nồng độ muối thích hợp khi cho vào từng loại dung dịch đường sẽ

làm tăng vị ngọt, do đó chọn nồng độ muối là một điều quan trọng.

-



Hình 1.14: Độ đắng trung bình của các dung dịch chất tạo ngọt khi có mặt các muối

Bảng 1.4: Anh hưởng của các muối đến dung dịch các chất tạo ngọt

Chất tạo ngọt

Acesulfame-K

11

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



Những ảnh hưởng quan trọng

Đắng

11



Nhóm

Nhóm 2



Đồ án môn học Công nghệ thực phẩm

GVHD: Trần Thị Thu Trà



Aspartame



Fructose

Glucose

Mannitol

Na cyclamate

Na saccharin

Rebaudioside-A

Sorbitol

Sucralose

Sucrose



Mặn

Đắng

Mùi cam thảo

Mùi kim loại

Nhớt

Đắng

Mặn

Mặn

Mặn

Ngọt lự (fruity)

Mặn

Mùi kim loại

Đắng

Đắng

Chua

Mặn



Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 2

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 1

Nhóm 1

Nhóm 1, 2

Nhóm 3

Nhóm 1, 2

Nhóm 2, 3

Nhóm 2

Nhóm 2, 3

Nhóm 1

Nhóm 1



Với Nhóm 1: dung dịch chất tạo ngọt với CaCl2 và NaCl

Nhóm 2: dung dịch chất tạo ngọt với KCl

Nhóm 3: dung dịch chỉ có chất tạo ngọt



- Độ nhớt: Không có sự thay đổi đáng kể về độ bền ngọt của 3 loại đường

glucose, fructose và saccharose khi độ nhớt tăng (xem hình 1.15). Nhìn chung, chỉ có

sự thay đổi nhỏ khi độ nhớt thấp (nhỏ hơn 5mPas). Vai trò của các tác nhân tạo nhớt là

che giấu vị trí cảm nhận ngọt trên cơ quan cảm nhận vị giác, làm cho chất tạo ngọt khó

tiếp xúc với cơ quan này do đó khó cảm nhận được vị ngọt. Ngoại trừ glucose, độ nhớt

tăng cũng không ảnh hưởng đến vị ngọt đáng kể.



Hình 1.15: Anh hưởng của độ nhớt đến độ bền ngọt của dung dịch D-glucose, Dfructose và saccharose

1.2.1.3 So sánh độ ngọt của các chất tạo vị ngọt: [2], [25]

Khi tiến hành thực nghiệm để xác định độ ngọt tương đối của các chất tạo vị

ngọt, người ta sử dụng dung dịch chuẩn saccharose có nồng độ là 10%, ở nhiệt độ

25oC.



12

SVTH: Trần Thị Thúy Liễu

MSSV: 60301459



12