Tiểu luận AGAR CARRAGEENAN

1.Agar:1.1.Tổng quan:1.1.1.Nguồn gốc: Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa thế kỷ 17), (Nhật Bản). Có nhiều tên gọi khác nhau. Ví dụ: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc).Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại rong đỏ (loại Rhodophyceae). Có nhiều trong các loại Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Ahnfeltia …Hàm lượng agar trung bình của rong Đỏ trên thế giới dao động từ 20 40%.Trong khi đó thì rong Đỏ của Việt Nam chứa từ 24 45% khối lượng rong khô.

Agar-Carrageenan Mục lục 1.Agar 1.1.Tổng quan …………………………………………………………………………… 3 1.1.1.Nguồn gốc………………………………………………………………………… 3 1.1.2.Cấu tạo……………………………………………………………………………….4 1.1.3.phân loại…………………………………………………………………….……… 6 1.1.4.Tính chất…………………………………………………………………………… 6 1.2. Sản xuất……………………………………………………………………………… 7 1.2.1.Nguyên liệu sản xuất……………………………………………………………… 7 1.2.2.Qui trình sản xuất…………………………………………………………………….8 1.3.Cơ chế tạo gel………………………………………………………………………… 9 1.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc gel agar………………………………………… 10 1.5.Ứng dụng…………………………………………………………………………… 10 2.Carrageenan 2.1.Tổng quan …………………………………………………………………………….13 2.1.1.Nguồn gốc………………………………………………………………………… 13 2.1.2.Cấu tạo………………………………………………………………………………14 2.1.3.Tính chất…………………………………………………………………………….15 2.2.Phân loại…………………………………………………………………….…………16 2.3. Sản xuất………………………………………………………………………………17 2.3.1.Nguyên liệu sản xuất……………………………………………………………… 17 2.3.2.Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng………………………………………….18 2.3.3.Qui trình sản xuất………………………………………………………………… 21 2.4.Cơ chế tạo gel……………………………………………………………………… 22 2.5.Ứng dụng………………………………………………………………………………26 3.So sánh agar và carrageenan………………………………………………………… 32 4.Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………… 33 1 Agar-Carrageenan Phụ lục bảng và hình Bảng 1.1.1.Sự phân bố của các agar trên thế giới………………………………………… 3 Bảng 1.1.2.Sản lượng agar trên thế giới……………………………………………………4 Bảng 1.2.1.Thành phần hóa học của nguyên liệu………………………………………… 7 Bảng 1.5.1.Một số loại agar thương mại………………………………………………… 12 Bảng 2.2.1.Độ hòa tan của carrageenan trong các dung môi…………………………… 15 Bảng 2.2.2.Thành phần của carrageenan trong các loại rong…………………………… 16 Bảng 2.3.1.Thành phần hóa học của nguyên liệu…………………………………………18 Bảng 2.3.2 Sự thay đổi hàm lượng prôtêin theo tháng trong năm……………………… 19 Bảng 2.4.1.Cấu trúc gel của các loại carrageenan……………………………………… 25 Bảng 2.5.1 Thành phần sản phẩm Fruit-flavoured water dessert jelly……………………27 Bảng 2.5.2 Thành phần sản phẩm Cooked ham with 30% added brine………………….28 Bảng 2.5.3 Thành phần sản phẩm Vinaigrette-style salad dressing………………………28 Bảng 2.5.3 Loại và thành phần carrageenan trong các sản phẩm thực phẩm…………….29 Bảng 2.5.4 Thành phần sản phẩm Typical ice cream mix……………………………… 29 Bảng 2.5.5 Loại và thành phần carrageenan trong các sản phẩm sữa……………………30 Bảng 3.1. So sánh cơ chế tạo gel của agar và carrageenan………………………………32 Hình 1.2.1.Cấu tạo agar………………………………………………………………… 4 Hình 1.2.2.Cấu tạo agarose……………………………………………………………… 5 Hình 1.2.3.Cấu tạo của agaropectin……………………………………………………….6 Hình 1.3.1.Cơ chế tạo gel của agar…………………………………………………….….9 Hình 1.5.1 Sản phẩm mứt trái cây……………………………………………………… 11 Hình 1.5.2 Sản phẩm thịt……………………………………………………………… 11 Hình 1.5.3 Sản phẩm kẹo……………………………………………………………… 12 Hình 2.1.1 sự phân bố carrageenan trên thế giới ……………………………………… 14 Hình 2.1.2 Rong đỏ…………………………………………………………………… 14 Hình 2.1.3.Sự chuyển hóa cấu trúc các loại carrageenan…………………………….….14 Hình 2.1.4. Cấu trúc carrageenan……………………………………………………… 15 Hình 1.3.1.Tương tác của carrageenan và protein………………………………………16 Hình 2.4.1.Cấu trúc gel kappa……………………………………………………….… 22 Hình 2.4.2.Cơ chế tạo gel của kappa…………………………………………………….22 Hình 2.4.3.Cơ chế tạo gel của carrageenan…………………………………………… 22 Hình 2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ muối KCl tới nhiệt độ tạo gel và nóng chảy carrageenan Hình 2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ KCl lên độ cứng của gel Kappa ( 1.5% ) 24 Hình 2.4.6 So sánh cấu trúc gel của Kappa và Iota 25 Hình 2.4.7 Các chất đồng tạo gel 26 Hình 2.4.7 Gel properties of mixtures of kappa and iota carrageenans………………….26 Hình 2.4.8 Sự tương tác Kappa carrageenan-kappa casein milk protein……………… 27 1.Agar: 2 Agar-Carrageenan 1.1.Tổng quan: 1.1.1.Nguồn gốc:  Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa thế kỷ 17), (Nhật Bản). Có nhiều tên gọi khác nhau. Ví dụ: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc).  Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại rong đỏ (loại Rhodophyceae). Có nhiều trong các loại Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Ahnfeltia …Hàm lượng agar trung bình của rong Đỏ trên thế giới dao động từ 20 - 40%.Trong khi đó thì rong Đỏ của Việt Nam chứa từ 24 - 45% khối lượng rong khô. Bảng 1.1.1.: Sự phân bố của các agar trên thế giới Loài Địa điểm Gelidiella acerosa Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc Gelidium amansii Nhật Bản, Trung Quốc Gelidium cartilagineum Mỹ, Mexico, Nam Phi Gelidium lớp sừng Nam Phi, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Morocco Gelidium liatulum Nhật Bản Gelidium lingulatam Chilê Gelidium pacificum Nhật Bản Gelidium pristoides Nam Phi Gelidium sesquipedale Bồ Đào Nha, Morocco Gracilaria spp. Nam Phi, Philippines, Chile, Trung Quốc, Ấn Độ, Hoa Kỳ Pterocladia capilacea Ai Cập, Nhật Bản, New Zealand Pterocladia Lucida New Zealand Ahnfeltia plicata Liên Xô Bảng 1.1.2: Sản lượng agar trên thế giới (1980) Quốc gia Sản lượng (tấn) 3 Agar-Carrageenan Hàn Quốc 11,308 Chilê 7,100 Tây Ban Nha 5,000 Nhật Bản 4,000 Philippines 1,470 Mêxico (1977) 1,200 Argentina 1,200 Bồ Đào Nha 1,100 Morocco 1,000 1.1.2.Cấu tạo: • Agar là một sulfat polysacarit được tách ra từ các loài tảo đỏ (Gelidium sp, Gracilarta) • Gồm D-galactose và L-galactose . • Liên kết với nhau theo kiểu Beta- 1.3 D-galactose và Beta-1.4 L- galactose . Hình1.1.1.Cấu tạo agar • Gồm 2 thành phần chủ yếu: - Agarose là thành phần tạo gel chính của gar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose bị ester hóa. Hàm lượng agarose đóng vai trò quan trọng đối với điện tích của to àn phân tử và đối với tính chất của gel như: độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nóng chảy của gel. Là một polysaccharide trung tính,chiếm số lượng nhiều (50 – 90%) cấu tạo mạch chính: β-D galactopyranose và 3,6-anhydro-α-L-galactopyranose liên kết xen kẽ nhau bằng liên kết β-1,4 và α-1,3. Nó tạo nên tính đông của agar. - Mạng lưới của agarose gel có chứa xoắn kép hình thành từ tay trái gấp ba xoắn.Những xoắn kép được ổn định bởi sự hiện diện của các phân tử nước bị ràng buộc bên trong các 4 Agar-Carrageenan khoang xoắn kép. Ở bên ngoài, nhóm hydroxyl cho phép agar kết hợp lên đến 10.000 phân tử nước để tạo suprafibers. Hình 1.1.2.Cấu tạo agarose - Agaropectin là một polysaccharide tích điện âm,các phân tử ngắn hơn agarose và số lượng ít hơn.Cấu trúc của nó là mạch nhánh và bị sunfat hóa.Nó là thành phần không tạo gel, có mức độ este hóa lớn hơn agarose, ngoài ra còn có acid pyruvic Làm cho agar có tính nhầy.Nếu có một cầu nối giữa 2 sulfat gel sẽ trong hơn, cầu nối này thường không bền, dễ bị phá hủy nếu tiếp xúc với các hóa chất tạo phức EDTA, ehxametaphotphat , tripolyphotphatnatri Hình 1.1.3.Cấu tạo của agaropectin 1.1.3.Phân loại : Tùy thuộc vào tỉ lệ khối lượng agar/nước trong quá trình hòa tan mà các nhà sản xuất chia 5 Agar-Carrageenan làm 2 loại agar khác nhau: - Agar thông thường:cần tỉ lệ agar/nước khoảng 1/30-1/32 khối lượng thì quá trình hòa tan mới đạt được tối ưu - Agar tan nhanh(QSA-quick soluble agar):cần tỉ lệ agar/nước khoảng 1/20-1/25 khối lượng thì quá trình hòa tan mới đạt được tối ưu 1.1.4.Tính chất : Agar có dạng bột màu trắng hay vàng nhạt,không mùi hay có mùi nhẹ đặc trưng,không vị.Vì vậy nó không làm ảnh hưởng đến mùi vị dặc trưng của sản phẩm • Tính tan: Agar không tan trong nước lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan được trong nước nóng. Agar có khả năng hòa tan với lượng nước 30 – 50 lần khối lượng, lượng agar trong nước trên 10 % sẽ tạo nên một hỗn hợp sệt. Agar thong thường và agar tan nhanh có tỉ lệ agar/nước khác nhau trong quá trình hòa tan điều này dẫn đén sự khác nhau về mức đọ hòa tan của agar trong nước • Sự tạo gel của agar Quá trình tạo gel xảy ra khi làm lạnh dung dịch agar. Dung dịch agar sẽ tạo gel ở nhiệt độ khoảng 40 - 50°C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80-85°C. 1.2.Sản suất: 1.2.1.Nguyên liệu: • Rong Gracilaria • Ở Việt Nam có rong câu chỉ : Gracilaria tenuistipitata • Zhang & Abbot • Hàm lượng chất béo:  Acid béo no (62.18%)  Acid béo không no (37.82%) Bảng 1.2.1 : Thành phần hóa học của nguyên liệu Tên thành phần hóa học % khối lượng Chất khô 13,20 ± 0,22 Tro 23,90 ± 0,20 Agar thô 22,30 ± 0,20 Đường khử 2,79 ± 0,22 1.2.2.Qui trình sản xuất : 6 Agar-Carrageenan 7 Bột agar Lạnh đông Đánh tan và làm khô Sấy Tẩy trắng Ép loại bỏ nước Rửa Nấu chiết Tạo gel đông B ã Xử lý kiềm Lọc T = 60 0 C 1 giờ NaOH 6% 1-1.5 giờ, tỉ lệ Nước : rong =20:1 PH=8.5, T = 102 0 C Dịch lọc KCl 0.06% Gracilaria Nghiền T = -15 đến -18 0 C Độ ẩm 20-22% ;T=60 0 C tốc độ gió; 15-20m/s,5-6h 24 h Cacl 2 0.05% Na 2 S 2 O 3 ( 2% kl tảo khô) Agar-Carrageenan 1.3. Cơ chế tạo gel : Gel agar có tính thuận nghịch về nhiệt. Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội đi ( nhiệt độ khoảng 40-50 0 C ) các chuỗi sẽ bao lấy nhau và liên kết với nhau từng đôi một bằng liên kết hydro để tạo thành chuỗi xoắn kép, giai đoạn tiếp theo là sự tổ hợp các chuỗi xoắn kép lại với nhau, tạo ra một mạng lưới không gian ba chiều nhốt các chất khô bên trong do số lượng liên kết hydro rất lớn. Ngoài các liên kết hyđrô, cấu trúc gel vững chắc nhờ các nút mạng chứa liên kết ion nội phân tử, nên gel agar rất cứng và vững chắc. 8 Agar-Carrageenan Hình 1.3.1.Cơ chế tạo gel của agar Quá trình hình thành gel và độ ổn định của gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng aga và khối lượng phân tử của nó. Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ agar càng cao kích thước lỗ gel càng nhỏ. Khi làm khô gel có thể tạo thành một màng trong suốt, bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng. Hình 1.3.2: Cấu trúc gel của aga 9 Agar-Carrageenan Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng đường agarose. Sự có mặt của ion sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh dùng nước cứng để sản xuất. Chúng có khả năng giữ mùi vị, màu, acid thực phẩm cao trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng chảy cao (85 -90°C). Gel agar chịu được nhiệt độ chế biến 100°C, pH 5–8, có khả năng trương phồng và giữ nước. Không dùng agar trong môi trường pH < 4 và có nhiều chất oxy hóa mạnh. Agar có thể tạo đông ở nồng độ thấp, đây là tính chất quan trọng được ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm. 1.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến gel agar : 1.4.1.Nhiệt độ: - Trong môi trường trung tính, aga không chịu ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ - Trong môi trường acid, aga sẽ biến đổi mạnh khi nhiệt độ thay đổi. 1.4.2.Các thành phần khác có mặt trong gel: - Khả năng tạo gel tăng lên nếu sử dụng sacchrose và gum chiết từ hạt bồ kết bagai và bị giảm nếu có mặt tinh bột. - Thành phần aga/gelatin rất quan trọng. Dung dịch chứa 1% aga và 4% gelatin có nhiệt độ chảy khối gel là 90 o C nhưng nếu lượng gelatin là 8% thì mạng gelatin sẽ hình thành và hệ gel sẽ bị yếu đi, dễ chảy hơn và nhiệt độ chảy gel chỉ còn 40 o C. 1.5.Ứng dụng  Agar được sử dụng trong sản phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm lượng đường trong sản phẩm Hình 1.5.1 Sản phẩm mứt trái cây - Agar thường được bổ sung trong sản phẩm mứt trái cây nhằm cải thiện cấu trúc gel của mứt, trong trường hợp pectin thương phẩm có khả năng tạo gel kém, hoặc điều kiện 10 [...]... Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan Trong quá trình chiết tách, do tác động của môi trường kiềm các μ-,ν-,λ -carrageenan dễ chuyển hóa thành κ-, ι-, θ- carrageenan tương ứng Các carrageenan có mức độ sulfat hóa khác nhau, thí dụ κ carrageenan (25 % sulfat), ι carrageenan (32 % sulfat), λ carrageenan (35 % sulfat) Các sản phẩm... được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan Hình 2.1.1 sự phân bố carrageenan trên thế giới Hình 2.1.2 Rong đỏ 2.1.2.Cấu tạo: Carrageenan là một polysaccharide của galactose–galactan Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác 13 Agar- Carrageenan nhau Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn... của carrageenan là kappa-, iota-, lambra Kappa- carrageenan là một loaị polymer của D- galactoza –4 sunfate và 3,6 anhydro D – galactoza - Iota – carrageenan cũng có cấu tạo tương tự kappa – carrageenan, ngoại trừ 3,6 anhydro Dgalactoza bị sulfate hoá ở C số 2 - Lambra -carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactoza- 2-sulfate (liên kết 1,3) và Dgalactoza 2,6- disulfate (liên kết 1,4) - Mu và nu carrageenan. .. nhớt 24 Agar- Carrageenan 25 Agar- Carrageenan Hình 2.4.6 So sánh cấu trúc gel của Kappa và Iota Bảng 2.4.1 Cấu trúc gel của các loại carrageenan Kappa Iota Lambda Strongest gels With K+ ion With Ca2+ ion No gel Cấu trúc gel giòn Dẻo, đàn hồi No gel Freeze - thaw no yes yes pH > 5 stable stable stable Syneresis có Không không Salt tolerance poor good good  Các chất đồng tạo gel : Hỗn hợp Kappa carrageenan. .. của agar và carrageenan Agar Carrageenan Khả năng tạo gel Cứng, nồng độ 0.2% Nồng độ 0.5% Điều kiện tạo gel Không phụ thuộc vào Có sự tham gia của các đường/acid cation Nhược điểm Không tạo gel ở PH chất oxy hóa mạnh 700C Khả năng ứng Dễ: có sự chênh lệch nhiệt độ tạo Có thể liên kết với cation dụng gel và nóng chảy của prôtêin Ứng dụng: công nghệ sữa 32 Agar- Carrageenan. .. của thịt 2.3.3 Quy trình công nghệ sản xuất carrageenan : 19 Agar- Carrageenan Rong sụn Phơi khô Rửa T = 300C NaOH 6% 40 min Xử lý kiềm Rửa 65 min, tỉ lệ Nước : rong=52:1 PH=8.5, T = 1020C Nấu chiết Lọc B ã Dịch lọc Kcl 0.06% Tạo gel đông 24 h T = -15 đến -180C Lạnh đông Tan giá Độ ẩm 20-22% ;T=600C tốc độ gió; 15-20m/s,5-6h Sấy Nghiền 20 Bột carragênan Agar- Carrageenan 2.4 Cơ chế tạo gel: Hình 2.4.1... Hình 2.4.2 Cơ chế tạo gel của kappa 21 Agar- Carrageenan Hình 2.4.3 Cơ chế tạo gel của carrgeenan  Bước 1: • Hạ đến nhiệt độ giới hạn, trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự • Mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng khoảng 40-600C, phụ thuộc vào :  Dạng và cấu trúc các carrageenan : Nhiệt độ tạo gel của Kappa... gel của Kappa thấp hơn của Iota  Dạng và nồng độ của muối thêm vào : Nồng độ muối càng cao thì nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy càng cao 22 Agar- Carrageenan Hình 2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ muối KCl tới nhiệt độ tạo gel và nóng chảy carrageenan 23 Agar- Carrageenan Hình 2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ KCl lên độ cứng của gel Kappa ( 1.5% )  Bước 2: • Gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp... định các hạt coca trong sữa sôcôla 15 Agar- Carrageenan Hình 2.1.5 Tương tác giữa carrageenan và protein 2.2 Phân loại: Bảng 2.2.2 Thành phần của carrageenan trong các loại rong Loại rong Thành phần Chondrus Kappa và lambda Rong sụn Alvarezii Kappa Eucheuma denticulatum Iota Gigartina skottbergii Kappa và ít lambda Sarcothalia crispata Kappa và lambda 2.2.1.Kappa carrageenan : 1 loại polymer của D-galactose-4-sunlphat... gốc mannose-free của locust Bean gum có thể kết hợp với các chuỗi xoắn kép của carrageenan tạo nên các nhị trùng hợp để tạo gel Hình 2.4.7 Các chất đồng tạo gel  Sự kết hợp của Kappa va Iota : 26 Agar- Carrageenan Hình 2.4.7 Gel properties of mixtures of kappa and iota carrageenans 2.5.Ứng dụng : 2.5.1.Trong công nghiệp sữa : Carrageenan có khả năng liên kết với protein của sữa, làm cho hạt nhũ tương . Agar-Carrageenan Mục lục 1.Agar 1.1.Tổng quan …………………………………………………………………………… 3 1.1.1.Nguồn gốc…………………………………………………………………………. agar và carrageenan………………………………………………………… 32 4.Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………… 33 1 Agar-Carrageenan Phụ lục bảng và hình Bảng 1.1.1.Sự phân bố của các agar trên thế giới…………………………………………. carrageenans………………….26 Hình 2.4.8 Sự tương tác Kappa carrageenan-kappa casein milk protein……………… 27 1.Agar: 2 Agar-Carrageenan 1.1.Tổng quan: 1.1.1.Nguồn gốc:  Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa