Phản ứng caramel

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

NGUYỄN PHAN KHÁNH HÒA (GVHD)

BÁO CÁO TIỂU LUẬN

PHẢN ỨNG CARAMEL HÓA VÀ ỨNG DỤNG TRONG CNTP

Bảng phân công nhiệm vụ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2017

Mục lục

DANH MỤC BẢNG

Phần 1. Sơ lược về phản ứng Caramel

Phần 2. Cơ chế phản ứng

1.Nhiệt độ xảy ra phản ứng:

2.Các giai đoạn xảy ra phản ứng Caramel:

Phần 3. Ứng dụng :

1.Mùi caramel :

2.Màu caramel :

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng  1. Nhiệt độ xãy ra phản ứng caramel 1 số loại đường

Bảng  2 Các bước của cơ chế phản ứng caramel

Phần 1. Sơ lược về phản ứng Caramel

                       Phản ứng Caramel được định nghĩa là quá trình khử đường dưới tác dụng nhiệt, hình thành những sản phẩm bay hơi (tạo mùi thơm Caramel) và có màu đặc trưng (tạo màu của Caramel).

 Điều kiện chung của phản ứng là: xúc tác acid, base; T >120; 3 < pH <9. Phản ứng Caramel là phản ứng không cần Enzyme.

 Phản ứng Caramel xảy ra trong thức ăn, khi những bề mặt của chúng bị đốt nóng mạnh, VD: những quá trình nướng và quay; các quá trình chế biến những thức ăn có hàm lượng đường cáo như các loại mứt và dĩ nhiên là cả những loại nước ép trái cây, hoặc những sản phẩm rượu. Các sản phẩm Caramel hóa đều có vị đắng.

 Phản ứng Caramel hóa làm nâu đường. Đường thường bị hóa nâu nhiều nhất là đường Saccharose. Đường Saccharose được kết hợp bởi 2 monosaccharide: glucose và fructose.

Saccharose    glucose + fructose

 - Fructose bị Caramel hóa dễ hơn glucose. 

 - Khi đường xiro bị nhiệt hóa, chúng trải qua nhiều giai đoạn riêng biệt. Mỗi giai đoạn có một đặc trưng riêng được ứng dụng trong việc làm bánh mứt. Các loại đường khác nhau thì xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau.

 Sự Caramel hóa dung dịch đường maltose với sự có mặt của Alanin.

 Hòa tan đường maltose trong nước, ta được sản phẩm để điều chế caramel. Alanin là chất xúc tác cho dung dịch đường. Phản ứng caramel đó xảy ra khi được truyền nhiệt ở 130 C, trong thời giann 90 phút. Cứ mỗi 30 phút lấy từ sự phân li caramel và tách khỏi các thành phần bay hơi, ta sẽ được một mẫu tốt.

 Các mẫu đó có hương thơm và màu sắc được đánh giá bởi tiêu chuẩn ISO. Kết quả là với sự có mặt của Alanin có ý nghĩa lớn làm giảm tính acid và đặc biệt là làm tăng tính ngọt của caramel. Mặt khác, khi tăng nhiệt với sự có mặt của Alanin, dẫn đến làm tăng màu nâu trong dung dịch caramel.

 Chất HMF (5 – hydroxymethyl – 2 – furfural), sản phẩm mang đặc tính caramel, có giá trị cao nhất là mẫu có chứa Alanin được xác định thông qua mùi vị của caramel so với hợp chất hơi caramel như acetyl pyrole, 2 – furanones, 1 – (2 – furanyl) 1,2 propandione.

Phần 2. Cơ chế phản ứng

1.Nhiệt độ xảy ra phản ứng:

 Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của đường. Tuy nhiên phản ứng còn phụ thuộc vào nồng độ của đường, pH của môi trường, thời gian đun nóng… người ta vẫn tìm thấy sản phẩm của sự caramel hóa ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt đọ nóng chảy của đường. VD: saccharose có thể bắt đầu bến đổi ở nhiệt độ 135C.

Bảng  1. Nhiệt độ xãy ra phản ứng caramel 1 số loại đường

2.Các giai đoạn xảy ra phản ứng Caramel:

 Trong sự gia nhiệt gây ra phản ứng  caramel, đầu tiên các monosaccharide phải có sự bố trí lại trong nội bộ phân tử, gây ra sự phóng thích ion H+. Vì thế, đọ pH của dung dịch hòa tan trải qua phản ứng caramel giảm theo thời gian, kết quả là đến phạm vị (vùng) acid nhỏ, độ pH 4-5.

 Phản ứng caramel xảy ra theo một trình tự gồm 6 bước; làm biến đổi đường đơn giản thành hợp chất màu khác, phá vỡ các phân tử dài thành cá phân tử ngắn hơn và sắp xếp chúng lại.

 Phản ứng Enol hóa khơi mào đặc biệt quan trọng bởi vì nó mở đầu một chuỗi những sự kiện liên tiếp nhau. Nhứng phản ứng này làm tăng những sản phẩm đường béo tách ra.

 Những phản ứng này có thể phản ứng nhanh hơn để tạo ra những hợp chất carbocyl và hợp chất chứa oxy dị vòng qua con đường ngưng tụ Adol.

Bảng 2 Các bước của cơ chế phản ứng caramel

 Hợp chất trung gian quan trọng của phản ứng Caramel là do nhiệt là osuloses chúng là những hợp chất Dicacbonyl ( - C = O ), như  là 3–Deoxyhexosulose, không chỉ dẫn đến sự hình thành của Caramel mà còn làm tăng những sản phẩm dễ bay hơi quan trọng, đặc trưng cho hương vị của Caramel.             

SỰ GIẢM TÍNH ACID CỦA ĐƯỜNG

SỰ GIẢM TÍNH KIỀM CỦA ĐƯỜNG

SỰ HÓA NÂU ACID ASCORBIC

Dưới tác dụng của nhiệt độ (cô đặc, sấy, sao, rang, nướng,…) đường saccharose bị mất nước tạp thành chất màu caramel

C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 (caramenlan) C36H50O25 (caramenlen) C36H48O24 C96H102O51 (caramenlin) (C3H2O)x (chất màu humin)

Hoặc viết công thức chung Cm(H2O)n

Tỷ lệ = 1,3 thì sản phẩm của phản ứng có chất màu, ta thu được sản phẩm caramenlan khi mất đi 12% nước, khi mất 15% nước thì ta thu được sản phẩm caramenlen, và khi mất đi 20% nước thì ta thu được sản phẩm caramenlin; các sản phẩm này có màu vàng cháy, khi nóng quá mới trở thành màu đen humin. Phản ứng caramel hóa bắt đầu ỏ 120oC, ở 400oC thì cháy thành than.