ALGINATE và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

O ƢỜN O O NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA H C VÀ THỰC PHẨM - - BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN H C: HO T CHẤT BỀ MẶT ề tài: ALGINATE VÀ ỨNG D NG TRONG LĨN ỰC THỰC PHẨM GVGD: TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh SVTH: Chế Thị Kiều Phƣơng- 18139153 Lớp: DH18HT Niên khóa: 2018-2022 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 LỜI MỞ ẦU Trong thời đại cơng nghiệp hóa- đại hóa, chất lượng sống người ngày nâng cao, nên yêu cầu thị hiếu việc thưởng thức thực phẩm ngày khắt khe Vì thế, việc sản xuất thực phẩm ngày không đòi hỏi cung cấp lượng mà phải đáp ứng mặt cảm quan Nhóm ngành Cơng nghiệp thực phẩm phát triển mạnh nhiều quốc gia giới, có quốc gia Việt Nam Khoảng 75% thực phẩm tiêu thụ ngày người loại thực phẩm qua chế biến đóng gói sẵn Cơng nghiệp thực phẩm không đơn giản chế biến, sản xuất, bảo quản, xuất thực phẩm nước mà bên cạnh đó, cơng nghiệp thực phẩm ngày mở rộng việc tìm hiểu ứng dụng chất có nguồn gốc thiên nhiên vào sản xuất Từ năm cuối kỉ XIX, người ta phát Alginate- chất chiết xuất từ tảo nâu (thuộc họ Phaeophyceae), ứng dụng vào nhiều sản phẩm khác thuộc lĩnh vực đa dạng Khơng vậy, Alginate cịn biết đến chất phụ gia sử dụng hàng đầu ngành cơng nghiệp thực phẩm Vì lẽ mà báo cáo Tiểu luận em chọn đề tài “Alginate ứng dụng lĩnh vực thực phẩm” để tìm hiểu sâu M CL C DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU hƣơng 1: ỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT HO NG BỀ MẶT 1.1 Tình hình chất hoạt động bề mặt 1.2 Sức căng bề mặt .8 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sức căng bề mặt .9 1.2.2.1 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào chất pha tiếp xúc 1.2.2.2 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào nhiệt độ 1.2.2.3 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào khối lượng riêng 10 1.2.3 1.3 Các phương pháp xác định sức căng bề mặt 10 Chất hoạt động bề mặt 10 1.3.1 Định nghĩa 10 1.3.2 Phân loại chất hoạt động bề mặt 11 1.3.2.1 Phân loại theo chất nhóm háo nước .12 1.3.2.2 Phân loại theo chất nhóm kỵ nước 13 1.3.2.3 Phân loại theo chất liên kết nhóm kỵ nước nước 14 1.3.3 1.4 Sự hình thành Micelle nồng độ Micelle tới hạn (CMC) .14 Các tính chất .15 1.4.1 Điểm Kraft- điểm đục 15 1.4.2 HLB (tính ưa nước- tính ưa dầu- cân bằng) .15 1.4.3 Khả hòa tan 16 1.4.4 Một số tính chất hóa lý khác 16 1.5 Ứng dụng chất hoạt động bề mặt 16 1.5.1 Trong công nghiệp 16 1.5.2 Trong nông nghiệp 16 1.5.3 Trong xây dựng 16 ƢƠN 2.1 2: ỔNG QUAN VỀ ALGINATE 17 Giới thiệu Alginate 17 2.1.1 Nguồn gốc alginate 17 2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển .19 2.1.2.1 Trên giới 19 2.1.2.2 Ở Việt Nam 19 2.1.3 Cấu tạo- Cấu trúc 20 2.1.4 Phân loại 23 2.1.4.1 Natri Alginate (Sodium alginate) 23 2.1.4.2 Kali alginate 23 2.1.4.3 Amoni alginate .24 2.1.4.4 Canxi alginate (Calcium alginate) 24 2.1.4.5 Propylen glycol alginate (Propylene gycol alginate) .25 2.2 Các ứng dụng alginate 25 2.2.1 Trong ngành công nghiệp thực phẩm .25 2.2.2 Trong dược phẩm .26 2.2.3 Trong mỹ phẩm 26 2.2.4 Trong công nghiệp dệt .26 2.2.5 Trong công nghiệp giấy 26 2.2.6 Trong số lĩnh vực khác .26 2.3 Tiêu chuẩn chất lƣợng alginate 27 2.3.1 Các tiêu lý- hóa 27 2.3.2 Các tiêu vi sinh 29 ƢƠN 3: TÍNH CHẤ ẶC TÍNH CỦA ALGINATE 30 3.1 Các tính chất chung alginate 30 3.2 ặc tính alginate 31 3.2.1 Đặc điểm dựa cấu trúc lginate 31 3.2.2 Trọng lượng phân tử 31 3.2.3 Độ nhớt .31 3.2.4 Độ tan .32 3.2.5 Tính chất màng alginate 32 3.2.6 Sự hóa dẻo màng alginate 33 3.2.7 Hợp phần từ alginate 33 3.2.8 Tính tương thích sinh học alginate 34 3.2.9 3.3 Khả phân hủy sinh học alginate 34 Sự hình thành hydrogel đặc tính 34 3.3.1 Phương pháp tạo hydrogel .34 3.3.2 Kỹ thuật tạo hydrogel .35 ƢƠN 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ALGINATE .37 4.1 Công nghệ chiết tách lginate từ rong nâu 37 4.2 Công nghệ chiết tách alginate từ rong Mơ iệt Nam 38 ƢƠN 5: ỨNG D NG ALGINATE TRONG THỰC PHẨM .40 5.1 Tạo độ bền cho bọt bia 40 5.2 Sản phẩm sữa 41 5.3 Tạo độ dai cho mì ăn liền .41 5.4 Phụ gia sản xuất bánh mì .41 5.5 Chất ổn định kem .42 5.1 Tạo màng bọc thực phẩm .42 ƢƠN 6: KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 DANH M C HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bề mặt phân chia pha lỏng- khí chất lỏng nguyên chất Hình 1.2 Quan hệ tuyến tính sức căng bề mặt nhiệt độ .10 Hình 1.3 Phân tử chất họat động bề mặt 11 Hình 1.4 Cấu tạo phân tử chất hoạt động bề mặt nhóm háo nước 12 Hình 1.5 Cấu tạo phân tử chất hoạt động bề mặt Cationic 13 Hình 1.6 Miceclle hình cầu 14 Hình 2.1 Bột alginate 17 Hình 2.2 Tảo bẹ khổng lồ Macrocystis pyrifera tảo nâu (Phaeophyceae) 18 Hình 2.3 Tảo lục (Chlorophyceae) tảo đỏ (Rhodophyceae) 18 Hình 2.4 Cấu trúc hóa học khối G, khối M khối xen kẽ alginat 20 Hình 2.5 Cơng thức cấu tạo β-D-Mannuroic acid α- L-Guluronic acid 20 Hình 2.6 Cấu trúc alginate 21 Hình 2.7 Cơng thức phân tử Alginic Acid 21 Hình 2.8 Cấu tạo dạng liên kết (M-M-G) (M-M) phân tử alginate 21 Hình 2.9 Cấu trúc đặc biệt Alginic theo đơn vị mononer 22 Hình 2.10 Cấu trúc dạng Block 22 Hình 2.11 Chiều dài Block 22 Hình 2.12 Cơng thức cấu tạo Natri alginate 23 Hình 2.13 Cơng thức cấu tạo Kali alginate 24 Hình 2.14 Cơng thức cấu tạo Amoni alginate 24 Hình 2.15 Cơng thức cấu tạo Canxi alginate .25 Hình 2.16 Cơng thức cấu tạo Propylen glycol Alginate 25 Hình 3.1 Sự kết hợp ion Ca2+ với lginate 35 Hình 3.2 Vị trí ion Ca2+ alginate .35 Hình 4.1 Rong nâu 37 Hình 4.2 Sơ đồ phương pháp tách tinh chế alginate từ rong nâu 38 Hình 4.3 Rong Mơ Việt Nam 39 Hình 4.4 Sơ đồ phương pháp tách tinh chế alginate từ rong Mơ Việt Nam 39 Hình 5.1 Sản phẩm bia .40 DANH M C BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng giá trị sức căng bề mặt chất lỏng tiếp xúc với khơng khí (σx) chất lỏng tiếp xúc với nước (σ1) 20 ℃ (dyn/cm) Bảng 1.2 Giá trị HLB 15 Bảng 2.1 Chỉ tiêu lý- hóa Natri alginate (theo TCVN 12101-2:2017) 27 Bảng 2.2 Chỉ tiêu lý- hóa Kali alginate (theo TCVN 12101-3:2017) 27 Bảng 2.3 Chỉ tiêu lý- hóa Amoni alginate (theo TCVN 12101-:2017) .28 Bảng 2.4 Chỉ tiêu lý- hóa Canxi alginate (theo TCVN 12101-5:2017) .28 Bảng 2.5 Chỉ tiêu lý- hóa propylen glycol alginate (theo TCVN 12101-6:2017) 29 Bảng 2.6 Chỉ tiêu vi sinh natri alginat (theo TCVN 12101-2:2017) 29 Bảng 3.1 Tính chất vật lý dung dịch Natri alginate dùng thực phẩm (Anon, 1972) (Trích dẫn Cao Thị Lan Như, 2008) 30 Bảng 3.2 Tính chất vật lý dung dịch Natri alginate 1% dùng nước cất (Anon, 1972) (Trích dẫn Cao Thị Lan Như, 2008) 30 Bảng 3.3 Bảng độ nhớt alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 20℃) (trích dẫn Cao Thị Lan Như, 2008) .32 hƣơng 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT HO NG BỀ MẶT 1.1 Tình hình chất hoạt động bề mặt Là nhóm hóa chất sử dụng nhiều giới Được sử dụng lĩnh vực như: tẩy rửa, mỹ phẩm, công nghiệp liên quan vi điện tử, mơi trường, dầu khí, sinh học, ức chế ăn mòn, Theo số liệu thống kê, năm có khoảng 15 triệu chất hoạt động bề mặt sản xuất để đáp ứng nhu cầu Thị trường chất hoạt động bề mặt cao (khoảng tỷ USD 1997) Vùng Tây Âu, Bắc Mỹ có khoảng 80% chất hoạt động bề mặt sở dầu mỏ Vùng Châu Á thái bình dương có khoảng 55-65% chất hoạt động bề mặt sở dầu béo thiên nhiên 1.2 Sức căng bề mặt 1.2.1 ịnh nghĩa Lực tác dụng đơn vị chiều dài giới hạn (chu vi) bề mặt phân chia pha làm giảm bề mặt chất lỏng gọi sức căng bề mặt- σ (erg/cm2 hay dyn/cm erg = 1dyn/cm) Xét bề mặt phân chia pha lỏng- khí chất lỏng nguyên chất phân tử chất lỏng chịu tương tác phân tử bao quanh ( tương tác lưỡng cực- lượng cực, lưỡng cực- cảm ứng, tương tác khuếch tán- ba thành phần liên kết Van der Waals) Tuy nhiên:  Đối với phân tử lòng pha lỏng lực tương tác cân với  Đối với phân tử ranh giới phân chia pha, lực tương tác phía pha lỏng lớn phía pha khí, nên tạo lực ép lên phần chất lỏng phía bên Áp suất tạo ( lực đơn vị bề mặt) gọi áp suất phân tử- nội áp pi phương trình Van der Walls Nộp áp kéo phân tử chất lỏng từ bề mặt phân chia pha, có xu hướng làm cho bề mặt giảm đến mức tối thiểu Hình 1.1 Bề mặt phân chia pha lỏng- khí chất lỏng nguyên chất 1.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến sức căng bề mặt 1.2.2.1 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào chất pha tiếp xúc Bảng 1.1 Bảng giá trị sức căng bề mặt chất lỏng tiếp xúc với không khí (σx) chất lỏng tiếp xúc với nước (σ1) 20 ℃ (dyn/cm) σx σ1 σx σ1 Nƣớc 72,75 - Ethanol 22,30 - Benzen 28,88 35,00 n-octanol 27,50 8,50 Acetic acid 27,60 - n-hexan 18,40 51,10 Chloroform 26,67 45,10 n-octan 21,80 50,80 Glycerine 66,00 - Aniline 42,90 - Chất lỏng Chất lỏng Chất lỏng phân cực, tương tác phân tử lớn, nội áp lớn, sức căng bề mặt lớn 1.2.2.2 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào nhiệt độ Ngoài yếu tố chất pha tiếp xúc có ý nghĩa định đến giá trị sức căng bề mặt, sức căng bề mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhiệt độ, áp suất, độ cong bề mặt đặt biệt có mặt chất thứ hai chất lỏng Trong phần đề cập đến mối quan hệ sức căng bề mặt nhiệt độ Đối với chất lỏng, tăng nhiệt độ, sức căng bề mặt giảm Ở nhiệt độ tới hạn, khơng cịn bề mặt phân chia, sức căng bề mặt Hình 1.2 Quan hệ tuyến tính sức căng bề mặt nhiệt độ 1.2.2.3 Sức căng bề mặt phụ thuộc vào khối lƣợng riêng Theo phương trình Mc Leod: σ/(D-d)4 = Const D: Khối lượng riêng pha lỏng d: khối lượng riêng pha khí (g/cm3) 1.2.3 ác phƣơng pháp xác định sức căng bề mặt Các phương pháp phổ biến để xác định sức căng bề mặt là: 1) Xác định biến đổi mực chất lỏng mao quản 2) Cân giọt chất lỏng 3) Phương pháp Ledomte du Nouy 4) Bản phẳng L Wilhelmy 5) Áp suất cực đại bọt khí 6) Xác định hình dạng hạt bọt khí 1.3 Chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt có tên gọi: Surfactant = Surface- active agent 1.3.1 ịnh nghĩa Các chất hoạt động bề mặt chất có khả làm giảm sức căng bề mặt dung mơi chứa Các chất có khả hấp phụ lên lớp bề mặt, có độ 10 Điểm giảm áp đóng băng (℃) 0,035 3.2 ặc tính alginate ặc điểm dựa cấu trúc lginate 3.2.1 Các alginate chiết xuất từ nguồn khác khác hàm lượng M G độ dài khối, 200 Alginate khác sản xuất Hàm lượng khối G thân Laminaria hyperborean 60%, lginate thương mại khác nằm khoảng 14,0–31,0% Chỉ khối G alginat cho tham gia vào liên kết chéo phân tử với cation hóa trị hai (ví dụ, Ca2+) để tạo thành hydrogel Do đó, thành phần (tức tỷ lệ M/G), trình tự, độ dài khối G trọng lượng phân tử yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính vật lý lginate hydrogel tạo thành nó; chế tạo gel đề cập chi tiết phần sau Các tính chất học gel alginate thường nâng cao cách tăng chiều dài khối G trọng lượng phân tử Điều quan trọng cần lưu ý nguồn alginate khác cung cấp polyme có nhiều cấu trúc hóa học (ví dụ, alginate vi khuẩn tạo từ Azotobactercó nồng độ khối G cao gel có độ cứng tương đối cao) Các đặc tính vật lý kiểm soát đáng kể độ ổn định gel, tốc độ giải phóng thuốc từ gel, kiểu hình chức tế bào bao bọc gel alginate 3.2.2 Trọng lƣợng phân tử Tăng trọng lượng phân tử alginat cải thiện tính chất vật lý gel kết Tuy nhiên, dung dịch alginat tạo thành từ polyme có trọng lượng phân tử cao trở nên nhớt nhiều, điều thường không mong muốn trình xử lý 3.2.3 ộ nhớt Khi hòa tan alginate vào nước chúng ngậm nước tạo dung dịch nhớt Độ nhớt phụ thuộc vào chiều dài phân tử alginat Bột alginate dễ bị giảm không bảo quản nhiệt độ thấp Ngoài ra, cách xếp phân tử lginate ảnh hưởng đến độ nhớt 31 Độ nhớt dung dịch alginate tăng pH giảm đạt tối đa khoảng pH = 3–3,5; nhóm cacboxylat xương sống alginate trở nên proton hóa hình thành liên kết hydro Trong số trường hợp độ nhớt gia tăng nồng độ thấp với diện số chất như: CaSO4, CaCO3 Ion canxi liên kết với alginate tạo liên kết chéo phân tử gia tăng, làm gia tăng trọng lượng phân tử độ nhớt Bảng 3.3 Bảng độ nhớt alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 20℃) (trích dẫn Cao Thị Lan Như, 2008) Nồng độ (%) 0,25 0,5 0,75 1,00 1,50 2,00 3.2.4 ộ tan ộ nhớt Thấp 17 33 58 160 375 Trung bình 15 41 93 230 810 2100 Cao 21 75 246 540 1950 5200 Rất cao 27 110 355 800 3550 8750 Khả hòa tan alginate nước bị ảnh hưởng ba yếu tố (pH dung môi, lực liên kết ion tồn ion dung dịch) Lực liên kết ion dung dịch làm ảnh hưởng đến tính chất liên quan đến cấu trúc polymer, độ nhớt độ hòa tan Độ hòa tan alginate phụ thuộc vào trạng thái nhóm acid cacboxylic Khi kết hợp với cation hóa trị Na+, K+, NH4+, alginate tan nước tạo thành dung dịch có độ nhớt cao Natri alginate ví dụ điển hình dạng muối đơn hóa trị alginate, có khả hòa tan nước cao, làm tăng độ nhớt dung mơi hịa tan sử dụng nhiều ứng dụng 3.2.5 Tính chất màng alginate Các alginate có khả tạo màng tốt Các màng đàn hồi, bền, chịu dầu khơng dính bết Màng thuộc nhóm polysacharide có khả ngăn cản oxy lipid thấm qua ức chế tượng oxy hóa chất béo thành phần khác thực phẩm Bên cạnh màng cịn có khả làm giảm thất ẩm lượng ẩm màng bóc trước ẩm thực phẩm, từ 32 màng bao khô co lại làm cho lượng ẩm bên khơng (Allen, 1963) (trích dẫn Trần Thanh Quang, 2008) Màng alginate ứng dụng rộng rãi ngành công nghệ thực phẩm nhằm tăng thời gian sử dụng bảo quản chất lượng sản phẩm lâu Màng bao ăn được sử dụng dể làm giảm tác hại trình chế biến gây Màng bao vừa có tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản ẩm di chuyển chất tan, phản ứng oxy hóa (Baldwin, Nisperos, Chen & Hagenmaier, 1996; Park, 1999; Wong, Camirand & Pavlath, 1994) (trích dẫn Cao Thị Lan Như, 2008) 3.2.6 Sự hóa dẻo màng alginate Sự hóa dẻo màng nâng cao cách thêm vào tác nhân làm dẻo cách gọi hóa dẻo Kết làm cho độ bền màng tăng lên, điều giúp màng bị rách, kết q trình co lại phân tử bên chuổi polymer cấu trúc màng Chất dẻo phải phù hợp với polymer sử dụng làm màng phải hoạt tính tan với polymer Các yếu tố khác chất dẻo phải giữ lại hỗn hợp lâu, ổn định cao, không bao màu, quan trọng mùi chất không làm ảnh hưởng tiêu cực đến tính tính chất màng (Guibert Biquet 1996) 3.2.7 Hợp phần từ alginate Alginate: kết hợp với thành phần khác để tạo thành màng hợp phần, nhờ kết hợp mà cải tiến đặc tính màng Màng hợp phần alginate tinh bột đánh giá có độ bền học cao (Nhóm Allen, 1963, Dahle, 1983) Lipid, sáp, loại acid béo, loại dầu, chất béo kết hợp vớiAlginate màng hợp phần Alginate-Lipid Dựa tính kỵ nước kết hợp mànglàm tăng cường rào cản bóc nước Tuy nhiên sử dụng Lipid cịn có nhiều bất lợi tạo mùi oi khét, mùi khó chấp nhận (Cruibeert &Biguet, 1996) ảnh hưởng chất lượng sản phẩm bao màng 33 3.2.8 ính tƣơng thích sinh học alginate Mặc dù tính tương hợp sinh học lginate đánh giá rộng rãi ống nghiệm in vivo, tranh luận tác động thành phần alginate Phần lớn nhầm lẫn liên quan đến mức độ tinh khiết khác alginate nghiên cứu báo cáo khác Vì alginate lấy từ nguồn tự nhiên nên có nhiều tạp chất khác kim loại nặng, nội độc tố, protein hợp chất polyphenolic Điều quan trọng là, alginate tinh chế quy trình chiết xuất nhiều bước đến độ tinh khiết cao không gây độc cấy ghép vào thể 3.2.9 Khả phân hủy sinh học alginate Alginate khơng bị phân hủy động vật có vú, chúng thiếu enzyme (ví dụ, alginase) phân cắt chuỗi polyme Do đó, cách tiếp cận hấp dẫn để làm cho alginate phân hủy điều kiện sinh lý bao gồm q trình oxy hóa phần chuỗi alginate Alginate bị oxy hóa nhẹ phân hủy môi trường nước, vật liệu chứng tỏ tiềm phương tiện vận chuyển thuốc tế bào cho ứng dụng khác Alginate thường bị oxy hóa natri periodat 3.3 Sự hình thành hydrogel đặc tính 3.3.1 Phƣơng pháp tạo hydrogel Một tính chất tiêu biểu alginate khả tạo gel, điều kiện nhiệt độ cao trạng thái sôi làm nguội trở thành dạng gel Alginate hydrogel điều chế nhiều phương pháp liên kết ngang khác nhau, tương đồng cấu trúc chúng với chất ngoại bào mô sống cho phép ứng dụng rộng rãi Phương pháp phổ biến để điều chế hydrogel từ dung dịch nước alginat kết hợp dung dịch với chất liên kết chéo ion, chẳng hạn cation hóa trị hai (tức là, Ca2+) hình vẽ: 34 Hình 3.1 Sự kết hợp ion Ca2+ với lginate Hình 3.2 Vị trí ion Ca2+ alginate Các cation hóa trị hai liên kết với khối G chuỗi alginate, cấu trúc khối G cho mức độ phối trí cao Các khối G polymer sau tạo thành điểm nối với khối G khác polymer liền kề tạo thành cấu trúc gel Ngoài khối G, khối MG tham gia, tạo thành mối nối yếu Do đó, alginate có hàm lượng G cao tạo gel mạnh Ái lực alginate ion hóa trị giảm dần theo thứ tự sau: Pb> Cu> Cd> Ba> Sr> Ca> Co, Ni, Zn> Mn 3.3.2 Kỹ thuật tạo hydrogel Gel thành lập kiểm sốt thơng qua giải phóng ion Ca2+ hay dung dịch alginate Alginate hay hỗn hợp chứa tạo gel cách nhúng phun dung dịch chứa ion Ca2+ 35 Canxi clorua CaCl2 tác nhân sử dụng thường xuyên để liên kết ion alginate Tuy nhiên, thường dẫn đến q trình tạo gel nhanh chóng kiểm sốt khả hịa tan cao dung dịch nước Một cách tiếp cận để làm chậm kiểm sốt q trình gel hóa sử dụng dung dịch đệm có chứa photphat (ví dụ, natri hexametaphotphat), nhóm photphat dung dịch đệm cạnh tranh với nhóm cacboxylat alginat phản ứng với ion canxi làm chậm q trình gel hóa Canxi sunfat (CaSO4) canxi cacbonat (CaCO3), khả hòa tan thấp hơn, làm chậm tốc độ hồ hóa kéo dài thời gian làm việc cho gel alginat Tốc độ hồ hóa yếu tố quan trọng việc kiểm soát độ đồng độ bền gel sử dụng cation hóa trị hai, q trình hồ hóa chậm tạo cấu trúc đồng tính tồn vẹn học cao 36 ƢƠN 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ALGINATE 4.1 Công nghệ chiết tách lginate từ rong nâu Axit alginic chiết tách từ rong nâu (Phaeophyta) chủ yếu từ chi Sargassum với 150 lồi thuộc họ Sargassaceae, Fucales Hình 4.1 Rong nâu Hiện có hai phương pháp để chiết tách alginic Cả hai phương pháp giống giai đoạn chiết xuất axit alginic, khác giai đoạn kết tinh Alginate Phương pháp 1: Rong khô rong tươi ngâm dung dịch axit loãng để loại bỏ ion kim loại trương nở hoàn tồn Sau thủy phân hịa tan dung dịch kiềm, tạo dung dịch alginate natri dạng keo Lọc thu dịch loại bã rong Dịch lọc làm loại bỏ màu Tiếp đến giai đoạn kết tinh canxi alginate Có nhiều phương pháp kết tinh canxi natri alginate tan cho kết tinh với muối canxi để tạo dạng kết tủa sợi Lọc lấy phần kết tủa thu canxi alginate thơ Để thu axit alginic, người ta hịa tan canxi alginate với axit để loại bỏ ion canxi tạo axit alginic dạng sợi không tan Axit alginic sau sử dụng để tạo hàng loạt muối alginate khác Phương pháp 2: Kết tủa trực tiếp axit alginic cách sử dụng axit vô Ưu điểm phương pháp không sử dụng muối canxi bỏ qua bước lọc trình sử dụng canxi làm cho phương pháp trở nên đơn giản nhiều Đối với 37 số loài rong nâu, Ascophyllum khơng thể sử dụng phương pháp kết tủa alginic tạo thành mềm keo khó tách nước Quy trình cơng nghệ sản xuất alginate từ rong nâu: Hình 4.2 Sơ đồ phương pháp tách tinh chế alginate từ rong nâu 4.2 Công nghệ chiết tách alginate từ rong Mơ iệt Nam 38 Hình 4.3 Rong Mơ Việt Nam Hình 4.4 Sơ đồ phương pháp tách tinh chế alginate từ rong Mơ Việt Nam 39 ƢƠN 5: ỨNG D NG ALGINATE TRONG THỰC PHẨM Alginate polyme polyanionic tự nhiên biết đến rộng rãi sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm để phủ lên trái rau để bảo vệ vi sinh vật vi rút chất ổn định chất nhũ hóa tạo gel Ví dụ màng gốc alginate hồn tồn phân hủy sinh học ăn từ lâu sử dụng làm bao bì nguyên liệu cho sản phẩm bột hòa tan nước cà phê, cà phê đặc sản, bột sữa loại trà uống liền Alginate coi phụ gia thực phẩm, chấp nhận FDA, gán số E ứng với hợp chất chúng Alginic acid có số E400, muối natri, kali, amoni canxi có số E từ 401 – 404 Muối natri alginate có ứng dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm 5.1 Tạo độ bền cho bọt bia Hình 5.1 Sản phẩm bia Các alginate propylen glycol làm tăng độ ổn định bọt cao so với lượng polysaccharide trung tính Điều tương tác tĩnh điện nhóm cacboxyl phân tử glycol alginate nhóm amin peptide thành bong bóng Sự liên kết thành bong bóng chịu trách nhiệm cho hoạt động ổn định propylene glycolalginate chống lại tác hại vật liệu giống lipid bọt bia Các polysaccharides khơng tích điện lớn, khơng có hoạt tính bề mặt khơng có khả tương tác với protein làm tăng khả tạo bọt cách tăng độ nhớt chất lỏng thoát từ bọt 40 Chất ổn định bọt sử dụng phổ biến nhà máy sản xuất bia propylene glycol alginate (PGA) Tác dụng PGA chống lại lipid bia kiểm tra cách đo HRV bia độ pha loãng liên tiếp thêm trước đo HRV (ở nồng độ 0-2; 0-4; 0-6- 1-0 ppm tương ứng) loại bia tạo bọt với nitơ thay cho carbon dioxide 5.2 Sản phẩm sữa Việc bổ sung natri alginate (alginate) vào sữa mô đun lưu trữ, khả giữ nước (WHC) độ cứng gel rennet đánh giá chức nồng độ alginate (Lần 0,25g/100g) chất béo (0,5-3,0g/100g) Có tác động đáng kể việc bổ sung alginate lên canxi ion sữa váng sữa (Ca2+ ), phân bố kích thước hạt sữa thêm alginate Kết cho thấy mối tương quan tích cực alginate với WHC; tương quan âm alginate tương quan dương chất béo với G; mối tương quan nghịch tương tác chất béo alginate với độ cứng gel gel rennet Do đó, gel rennet có hàm lượng chất béo thấp alginate thêm vào cao có xu hướng mềm khả giữ nước cao hạt alginate 5.3 Tạo độ dai cho mì ăn liền Natri alginate (alginate) làm cải thiện độ dai cho sản phẩm mì ăn liền, miến làm cho chúng trở nên dai hơn, đàn hồi giảm vỡ vụn, tỉ lệ gluten chứa bột mì nâng cao Natri alginate màng bao, điều chỉnh hương vị, nâng cao điểm nóng chảy sản phẩm 5.4 Phụ gia sản xuất bánh mì Việc bổ sung lượng nhỏ alginate ăn (chẳng hạn natri alginate, propylene glycol ester axit alginic (PGA)) vào bột nhào tạo hiệu đáng kể Vì điều làm tăng độ dai giảm độ dính bột, cho nhiều nước bình thường bột hoạt động tốt khơng bị dính so với bột nhào khơng chứa alginate Ưu điểm việc tăng độ hấp thụ nằm việc tạo ổ bánh mì ẩm tăng suất bánh mì, kết cấu hạt tốt độ ngon 41 nâng cao giảm độ béo ngấy Vì chất lượng bánh mì cuối cải thiện 5.5 Chất ổn định kem Hình 5.2 Sản phẩm kem Vai trị chất ổn định kem đá tính chất như: ngăn cản hạn chế tạo thành tinh thể đá suốt q trình đơng, ức chế hoàn toàn tạo thành tinh thể lactose, nhũ hóa cầu béo, tạo độ nhớt cao, tạo gel có khả giữ nước tốt làm cho kem không bị tan chảy 5.1 Tạo màng bọc thực phẩm Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đông lạnh tốt tránh trở mùi khó chịu hạn chế oxi hóa, tiếp xúc trực tiếp với khơng khí 42 ƢƠN 6: KẾT LUẬN Alginate polyme vật liệu tự nhiên liên kết, khơng độc hại, sử dụng nhiều ứng dụng khác nhau, từ phụ gia cho thực phẩm đồ uống khoa học ứng dụng Alginate ứng dụng vào nhiều loại thực phẩm khác nhau, không dừng lại sản phẩm khơ mà cịn sản phẩm dạng lỏng ứng dụng Vì alginate chiết xuất từ nhiều loại tảo khác nhau, có loại muối alginate khác nên sản phẩm thuộc lĩnh vực thực phẩm alginate ứng dụng sản xuất dược phẩm, sản xuất giấy, ngành dệt, tơ nhân tạo, mỹ phẩm dựa hoạt tính chất hoạt động bề mặt, Tuy nhiên việc sản xuất alginate giai đoạn tiếp tục nghiên cứu thêm để sản xuất nuôi trồng quy mô lớn nữa, khắc phục đặc tính khơng mong muốn q trình sản xuất để nâng cao suất hiệu mục tiêu hướng đến sản xuất sản phẩm xanh thân thiện với môi trường 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://tailieu.vn/doc/chat-hoat-dong-be-mat-321180.html https://labvietchem.com.vn/tin-tuc/chat-hoat-dong-be-mat.html https://bitly.com.vn/jwzokt https://bitly.com.vn/yaldwb https://bitly.com.vn/vmth2s https://kimica-algin.com/alginate/application https://hoidapthutuchaiquan.vn/sodium-alginate-la-gi/ https://en.wikipedia.org/wiki/Alginic_acid https://www.sciencedirect.com/topics/materials-science/alginate 10 https://tailieu.vn/doc/cong-nghe-san-xuat-cac-chat-keo-rong-nau-517411.html 11 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3223967/ 12 https://bitly.com.vn/pyebql 13 TS Nguyễn Ngọc Duy- Báo cáo Alginate ứng dụng alginate thực phẩm- Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP,HCM 14 TCVN 12101-2:2017 Phụ gia thực phẩm - Axit alginic muối alginat Phần 2: Natri alginat; 15 TCVN 12101-3:2017 Phụ gia thực phẩm - Axit alginic muối alginat Phần 3: Kali alginat; 16 TCVN 12101-4:2017 Phụ gia thực phẩm - Axit alginic muối alginat Phần 4: Amoni alginat; 17 TCVN 12101-5:2017 Phụ gia thực phẩm - Axit alginic muối alginat Phần 5: Canxi alginat; 18 TCVN 12101 -6:2017 Phụ gia thực phẩm - Axit alginic muối alginat Phần 6: Propylen glycol alginat 19 Haug A Phân đoạn axit alginic Acta Chem Scand Năm 1959; 13 : 601–603 20 Sợi Alginate Qin Y.: tổng quan quy trình sản xuất ứng dụng quản lý vết thương Polym Int Năm 2008; 57 : 171–180 21 Tonnesen HH, Karlsen J Alginate hệ thống phân phối thuốc Thuốc Dev Ind Pharm Năm 2002; 28 : 621–630 44 22 Rinaudo M Về số mũ bất thường a η a D phương trình loại MarkHouwink cho polysaccharid chuỗi hình giun Polym Bull Năm 1992; 27 : 585– 589 23 LeRoux MA, Guilak F, Setton LA Tính chất nén cắt gel alginat: ảnh hưởng ion natri nồng độ alginat J Biomed Mater Res Năm 1999; 47 : 46–53 24 CK Kuo PX Ma, “Các hydrogel alginate liên kết chéo ion làm giàn giáo cho kỹ thuật mô: Phần Cấu trúc, tốc độ gel hóa tính chất học,” Vật liệu sinh học , sách 22, không 6, pp 511–521, Mar 2001, doi: 10.1016 / S0142-9612 (00) 00201-5 25 C Ouwerx, N Velings, M Mestdagh M a Axelos, “Các đặc tính hóa lý tính lưu biến hạt gel alginate hình thành từ cation hóa trị hai khác nhau,” Polym Mạng lưới Gels , tập 6, không 5, pp 393–408, Oct 1998, doi: 10.1016 / S0966-7822 (98) 00035-5 26 Orive G, Ponce S, Hernandez RM, Gascon AR, Igartua M, Pedraz JL Khả tương thích sinh học vi nang để cố định tế bào xây dựng với loại alginate khác Vật liệu sinh học Năm 2002; 23 : 3825–3831 27 Prog Polym Sci 2012 Jan, Alginate: properties and biomedical applications.37(1): 106-126 28 Lee, K.Y and D.J Mooney, 2012, Alginate: properties and biomedical applications Progress in polymer science 37(1): p 106-126 29 Orive, G., et al., 2002, Biocompatibility of microcapsules for cell immobilization elaborated with different type of alginates Biomaterials 23(18): p 3825-3831 30 Qin, Y., 2004, Gel swelling properties of alginate fibers Journal of applied polymer science 91(3): p 1641-1645 31 W Gombotz, “Giải phóng protein từ ma trận alginate,” Adv Thuốc Deliv Rev , tập 31, không 3, trang 267–285, tháng năm 1998, doi: 10.1016 / S0169409X (97) 00124-5 45 ... dụng nhiều ứng dụng khác nhau, từ phụ gia cho thực phẩm đồ uống khoa học ứng dụng Alginate ứng dụng vào nhiều loại thực phẩm khác nhau, không dừng lại sản phẩm khơ mà cịn sản phẩm dạng lỏng ứng. .. gycol alginate) .25 2.2 Các ứng dụng alginate 25 2.2.1 Trong ngành công nghiệp thực phẩm .25 2.2.2 Trong dược phẩm .26 2.2.3 Trong mỹ phẩm 26 2.2.4 Trong. .. phẩm dạng lỏng ứng dụng Vì alginate chiết xuất từ nhiều loại tảo khác nhau, có loại muối alginate khác nên sản phẩm thuộc lĩnh vực thực phẩm alginate cịn ứng dụng sản xuất dược phẩm, sản xuất giấy,