chiết rút carrageenan từ rong sụn và thử nghiệm vào sản xuất mứt xoài nhuyễn

Được sự đồng ý của khoa chế biến và dưới sự hướng dẫn của thầy Đỗ Văn Ninh em đã thực hiện đề tài “ Chiết rút Carrageenan từ rong sụn và thử nghiệm vào sản xuất mứt xoài nhuyễn” Do bướ

LỜI CẢM ƠN

Sau 3 tháng thực tập tại phòng thí nghiệm em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Trong thời gian đó em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô trong Khoa Chế biến cũng như các thầy cô phụ trách phòng thí nghiệm

Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, đặc biệt là Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến đã tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập và nghiên cứu trong suốt 4 năm qua

Lời cảm ơn sâu sắc nhất, chân thành nhất em xin gửi tới thầy giáo TS Đỗ Văn Ninh, người đã trực tiếp hướng dẫn em tận tình trong suốt thời gian thực hiện

đồ án tốt nghiệp này

Nhân đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè đã giúp đỡ tôi và lòng biết ơn, kính trọng tới Bố Mẹ tôi, người đã nuôi dạy và động viên tôi trong suốt thời gian học tập xa nhà và nghiên cứu hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Nha Trang, ngày 09/06/2009

Sinh viên: Lê Thị Mừng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

LỜI NÓI ĐẦU i

Chương 1 TỔNG QUAN 2

1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARRAGEENAN 2

1.1.1 Giới thiệu về rong sụn 2

1.1.2 Tổng quan về Carrageenan 7

1.2 MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARRAGEENAN 19

1.2.1 Phương pháp của Pliste: 19

1.2.2 Quy trình SX carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii ) 20

1.2.3 Quy trình sản xuất kappa- Carrageenan: 21

1.3 GIỚI THIỆU VỀ XOÀI 22

1.3.1 TÌM HIỂU VỀ XOÀI 22

1.3.2 TÌNH HÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN XOÀI HIỆN NAY: 23

1.3.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TRÁI XOÀI: 23

1.3.4 TÁC DỤNG CỦA XOÀI 24

1.4 GIỚI THIỆU VỀ MỨT NHUYỄN 26

1.4.1 Cách nấu mứt nhuyễn trong nồi hai vỏ hở: 26

1.4.2 Cách nấu mứt nhuyễn trong thiết bị cô đặc chân không: 27

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 28

2.1.1 Nguyên liệu chính: 28

2.1.2 Nguyên liệu phụ: 28

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.2.1 Các phương pháp phân tích hóa học và vật lí: 29

2.2.2 Phương pháp cảm quan: 29

2.2.3 Quy trình dự kiến: 29

2.4 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 34

2.4.1 Công đoạn xử lý rong: 34

2.4.2 Xác định tỷ lệ các chất bổ sung cho sản phẩm mứt xoài: 36

2.5 Theo dõi thời gian bảo quản: 40

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ NGÂM RỬA RONG SỤN 41

3.1.1 Kết quả xác định tỷ lệ nước ngâm: 41

3.1.2 Kết quả xác định thời gian ngâm: 42

3.1.3 Kết quả xác định số lần ngâm: 43

3.2 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ XỬ LÝ RONG BẰNG NaOH 43

3.2.1 Xác đinh nồng độ dung dịch NaOH để ngâm rong: 43

3.2.2 Xác đinh thời gian xử lý NaOH: 45

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHIẾT RÚT CARRAGEENAN 48

3.3.1 Sơ đồ sản xuất Carrageenan từ rong sụn: 48

3.3.2 Thuyết minh quy trình: 49

3.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU: 52

3.4.1 Thành phần khối lượng: 52

3.4.2 Thành phần hóa học: 52

3.5 XÁC ĐỊNH TỶ LỆ CÁC CHẤT BỔ SUNG VÀO MỨT NHUYỄN XOÀI: 53

3.5.1 Xác định nồng độ đường: 53

3.5.2 Xác định tỷ lệ Carrageenan: 55

3.5.3 Xác định tỷ lệ acid citric: 57

3.5.4 Xác định tỷ lệ hương xoài bổ sung: 58

3.5.5 Kết quả xác định thời gian nấu: 60

3.6 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MỨT XOÀI 62

3.6.1 Sơ đồ quy trình: 62

3.6.2 Thuyết minh quy trình 62

3.7 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM MỨT XOÀI NHUYỄN 64

3.7.1 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm mứt xoài nhuyễn 64

3.7.2 Thành phần hóa học của sản phẩm: 65

3.7.3 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh: 65

3.8 SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 67

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 67

4.1 Kết luận: 68

4.2 Đề xuất ý kiến: 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 : Thành phần hoá học của Rong Sụn 3

Bảng 1.2: Sản lượng Rong Sụn trên thế giới năm 2001 6

Bảng 1.3: Tính tan của Carrageenan trong các môi trường khác nhau 13

Bảng 1.4: Tính chất tạo gel của các loại Carrageenan khác nhau 15

Bảng 1.5: Thành phần hóa học của một số giống xoài 24

Bảng 1.6: Bảng tỷ lệ hàm đường bổ sung khi nấu: 26

Bảng 3.1: Trạng thái rong sau khi ngâm rửa 41

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của số lần thay nước trong quá trình ngâm rửa rong 43

Bảng 3.3: Các chỉ tiêu của Carrageenan thu được 51

Bảng 3.4: Thành phần khối lượng của xoài cát tròn 52

Bảng 3.5: Thành phần chất khô của xoài cát tròn 52

Bảng 3.6: Hàm lượng acid của xoài cát tròn 53

Bảng 3.7: Hàm lượng các loại đường trong xoài cát tròn 53

Bảng 3.8: Bảng mô tả chất lượng cảm quan của mứt xoài phụ thuộc vào các tỷ lệ đường bổ sung 54

Bảng 3.9: Bảng cho điểm và xếp loại sản phẩm mứt xoài phụ thuộc vào tỷ lệ đường bổ sung 54

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Hình ảnh Rong Sụn 2

Hình 1.2: Quá trình tạo gel đông của Carrageenan 12

Hình 1.3: Quy trình sản xuất carrageenan từ rong Chrondrus cripus theo phương pháp của Pliste 19

Hình 1.4: Quy trình SX carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii ) 20

Hình 1.5: Quy trình sản xuất kappa- Carrageenan 21

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất Carrageenan từ rong sụn 31

Hình 2.2: Quy trình dự kiến sản xuất mứt nhuyễn xoài 33

Hình 2.3: Xác định chế độ ngâm rửa rong sụn 34

Hình 2.4: Xác định nồng độ và thời gian xử lý NaOH 35

Hình 2.5: Xác định tỷ lệ đường bổ sung 36

Hình 2.6: Xác định tỷ lệ Carrageenan bổ sung 37

Hình 2.7: Xác định tỷ lệ acid citric bổ sung 38

Hình 2.8: Xác định tỷ lệ hương xoài bổ sung 39

Hình 2.9 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian nấu mứt 40

Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện khối lượng rong theo thời gian ngâm nước 42

Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến hiệu suất thu hồi Carrageenan 44

Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến sức đông Carrageenan 44

Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến độ nhớt Carrageenan 45

Hình 3.5: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian xử lý NaOH đến hiệu suất thu hồi Carrageenan 46

Hình 3.6 : Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian xử lý NaOH đến sức đông Carrageenan 46

Hình 3.7: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian xử lý NaOH đến độ nhớt Carrageenan 47

Hình 3.8: Sơ đồ quy trình sản xuất Carrageenan từ rong sụn 49

Hình 3.9: Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung của mứt xoài nhuyễn ở các tỷ

lệ đường khác nhau 54 Hình 3.10: Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung của mứt xoài nhuyễn ở các hàm lượng carrageenan 56 Hình 3.11: Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung của mứt xoài ở các tỷ lệ acid citric khác nhau .58 Hình 3.12: Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung của mứt xoài ở các tỷ lệ hương xoài khác nhau 59 Hình 3.13: Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung của mứt xoài ở các thời gian nấu khác nhau 61 Hình 3.14: Hình ảnh sản phẩm 66

LỜI NÓI ĐẦU

Như chúng ta đã biết, nước ta có một hệ sinh thái rong biển rất đa dạng Rong biển là loại thực vật quý giá đã và đang được dùng làm nguyên liệu chế biến thành các sản phẩm có giá trị công nghiệp và thực phẩm Một trong số đó là rong sụn

Trong rong sụn chứa hàm lượng lớn các nguyên tố khoáng vi lượng như Ca,

Na, Fe, Cu… đặc biệt cung cấp một lượng đáng kể Iode cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Do đó mà rong sụn là một loại rong biển có giá trị kinh tế rất cao, nó có thể được dùng làm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng, để chữa bệnh, có thể dùng làm phân bón, làm sạch nước thải ở hồ nuôi tôm Bên cạnh đó trong rong sụn có chứa rất nhiều Carragenan là một loại polysaccharid có tính nhũ hoá cao, làm nguyên liệu keo… được dùng làm phụ liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực như: Dược phẩm,

mỹ phẩm, thực phẩm

Hiện nay công nghệ sản xuất Carragenan từ rong sụn đang còn là lĩnh vực khá mới và rộng mở ở nước ta Do vậy mà việc nghiên cứu chiết rút Carragenan và phối trộn với các polysacarid khác nhằm nâng cao chất lượng, từ đó ứng dụng vào các ngành công nghiệp và nghiên cứu khoa học là vấn đề rất cần thiết

Thêm vào đó, hiện nay trên thi trường có khá nhiều chủng loại mứt nhuyễn nhưng lại chủ yếu là mứt nhập ngoại của các nước như Thụy Sỹ có giá thành rất cao Từ đó em có suy nghĩ làm ra 1 sản phẩm mứt nhuyễn có chất lượng cao mà giá

cả lại hợp lý với mức sống của dân ta

Được sự đồng ý của khoa chế biến và dưới sự hướng dẫn của thầy Đỗ Văn

Ninh em đã thực hiện đề tài “ Chiết rút Carrageenan từ rong sụn và thử nghiệm

vào sản xuất mứt xoài nhuyễn”

Do bước đầu làm công tác nghiên cứu khoa học nên đề tài của em chắc sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, vậy nên em mong được thầy cô và các bạn góp ý

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 6 năm 2009 Sinh Viên: Lê Thị Mừng

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARRAGEENAN

1.1.1 Giới thiệu về rong sụn [1]

Đặc điểm Rong sụn có tên thương mại là Cottonii , kí hiệu là KA thuộc: Ngành: Rhodophyta,

Từ trọng lượng 100g ban đầu sau một năm Rong Sụn có thể tăng trưởng thành bụi rong, nặng 14-16 kg Rong sụn chia nhánh rậm rạp, kiểu tự do không theo quy luật, thể chất trơn nhớt keo sụn, có mầu nâu xanh, thân dòn dễ gãy, khi khô thành sợi cứng như sừng Rong Sụn có tốc độ tăng trưởng tới 10%/ ngày

Rong Sụn là loài rong biển nhiệt đới có nguồn gốc từ Philippin Tháng 2 năm

1993 trong chương trình hợp tác khoa học Việt Nam và Nhật Bản phân viện khoa học vật liệu Nha Trang đã nhập về Việt Nam một bụi Rong Sụn 240g Tháng 10 năm 1993 với sự giúp đỡ của phân viện khoa học vật liệu Nha Trang, trung tâm khuyến ngư Ninh Thuận đã nhận 5kg rong sụn về trồng thử nghiệm tại đầm Sơn Hải Hiện nay rong sụn được trồng rộng rãi tại một số vùng trong tỉnh và các tỉnh khác như Khánh Hoà, Phú Yên, Phú Quốc, Bình Thuận Vì vậy có thể khẳng định

rằng Rong Sụn là đối tượng trồng phù hợp với nhiều loại hình mặt nước được đánh giá là có nhiều ưu điểm so với một số loài rong biển hiện có ở địa phương Rong Sụn đã tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu

Trong Rong Sụn hàm lượng nước chiếm 77 ÷ 91% còn lại và phần trăm chất khô Trong chất khô chứa chủ yếu là gluxit, protein, chất khoáng, lipip, sắc tố, enzyme …

Bảng 1.1 : Thành phần hoá học của Rong Sụn Thành phần Hàm lượng (%) Thành phần Hàm lượng (%)

tố khác như: Mg, Al, Ba, Sn, Fe, Si …nồng độ iod trong Rong Sụn nhỏ hơn nhiều

so với rong nâu

Trong Rong Sụn chứa hàm lượng chất khoáng rất phong phú, thực tế hoa học

đã chứng minh rằng rong biển đã hấp thụ từ nước biển hơn 90 loại chất khoáng với hàm lượng mỗi loại thấp và canxi cao chính vì lẽ đó mà rong biển là thực phẩm được ưu tiên hàng đầu đối với những người bị cao huyết áp

Đặc biệt, Rong Sụn có thành phần chủ yếu là carrageenan chiếm 40% Carrageenan có trong thành phần của các loại rong đỏ không chứa agar như

chondris, gigartnastell (cùng bộ với rong sụn) và hypnea lượng chất khô có trong Rong Sụn chất này có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử protein của động thực vật

có thể dùng Carrageenan với một hàm lượng thích hợp làm phụ gia giò chả để tăng mức độ liên kết protein của thịt

Carrageenan là polysacarit Nó là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polyme: Carrageenan cấu tạo từ các gốc D-galactoza và 3,6 – anhydro D-galactoza Các gốc này liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 và 1,3 luân phiên nhau Các gốc D-galactoza được sunfate hoá với tỷ lệ cao Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hoá Carrageenan chiết rút từ rong sụn thuộc loại Kappa- carrageenan vì hầu hết phân đoạn của mạch polysacarit có tính nhũ hóa, có tính kết nối, tính ổn định, đông kết và tạo sức đông bề mặt tốt Trong thực phẩm, carrageenan tạo ra năng lượng không đáng kể cho cơ thể vì không thủy phân hoàn toàn thành đường đơn và cung cấp một lượng vi khoáng đáng kể đồng thời giúp cơ thể tăng bài tiết các chất độc, chữa bệnh mãn tính

Nhờ những tính ưu việt đó mà cần đẩy mạnh công nghệ chế biến rong sụn thành thực phẩm làm thức ăn quen thuộc trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người Ngoài ra, cần phát triển công nghiệp sản phẩm xuất carrageenan để làm phụ liệu cho một số nghành công nghiệp khác như: thực phẩm, mỹ phẩm, phim ảnh…

Tình hình nghiên cứu và sản xuất carrageenan từ Rong Sụn trong nước và

trên thế giới

 Trong nước:

Việt nam đang tiến hành một số ứng dụng:

 Tách chiết carrageenan thô và tinh chế phục vụ cho ngành công nghệ thực phẩm

và phi thực phẩm (TS Trần Thị Hồng, Nguyễn Bích Thuỷ, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Xuân Nguyên năm 2003)

 Chế biến nước giải khát, siro từ Rong Sụn

 Chế biền mứt kẹo gum, kẹo thạch, và kẹo Rong Sụn

 Chế biến kim chi, Rong Sụn dầm dấm, bánh tráng Rong Sụn

 Sản xuất chế phẩm thay thế hàn the sử dụng trong thực phẩm ( GS TS Trần Thị Luyến giảng viên ĐH Nha Trang cùng sinh viên Nguyễn Thành Thoại nghiên cứu thành công sử dụng carrageenan thay thế hàn the trong sản xuất giò chả năm 2007)

 Cũng tại trường ĐH Nha Trang thầy giáo, TS Đỗ Văn Ninh cùng các sinh viên

đã nghiên cứu nhiều đề tài về rong sụn như: tách chiết carrageenan từ rong sụn và thử nghiệm sản xuất kẹo thạch nhân nho, bổ sung carrageenan để nâng cao độ mịn của sữa chua…

 TS Đồng Thị Anh Đào, trường ĐH Bách Khoa TPHCM, vừa nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất bánh mứt gia vị,… từ rong sụn (năm 2007)

 Trên thế giới:

Rong sụn đã được biết đến rất lâu được sử dụng dể tách chiết carrageenan Ở Châu Âu việc sử dụng carrageenan đã xuất hiện 600 năm tại ngôi làng thuộc phía nam của vùng ven biển Irish

Carrageenin là tên đầu tiên của carrageenan được tìm thấy lần đầu tiên năm

1862 từ đảo chondrus crispus Vào những năm 1930, quá trình tách chiết carrageenan nguyên chất đã được tiến hành ở Mỹ Sau chiến tranh thế giới lần thứ

2, do sự phát triển của ngành công nghệ thực phẩm nên nhu cầu carrageenan trên thế giới đã bắt đầu tăng lên Trong những năm 1950 thì những nghiên cứu về carrageenan đã cho thấy rằng sự khác nhau về các phân đoạn của carrageenan là kết quả của nhiều loại carrageenan khác nhau và cũng vào thời gian này người ta đã xác định được cấu trúc phân tử của carrageenan

Ngày nay thì người ta biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất carrageenan Những nghiên cứu chi tiết về loài rong này đã cho phép người ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất carrageenan

Trong những năm cuối thế kỉ 20 thị trường tiêu thụ carrageenan không ngừng tăng Theo thống kê năm 2000 hơn 80% sản lượng carrageenan được sản xuất từ các công ty của các quốc gia sau:

 FMC của Mỹ

 CP Colco của Mỹ

 Danisco của Đan Mạch

 Degussa của Đức

 Ceamsa của Tây Ban Nha

Hiện nay công nghệ sản xuất carrageenan từ Rong Sụn không chỉ phát triển mạnh ở các nước Mỹ và Tây Âu mà còn đang phát triển mạnh ở các quốc gia Châu

Á Trong đó phải kể đến Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin

Bảng 1.2: Sản lượng Rong Sụn trên thế giới năm 2001

Tên nước Sản lượng (tấn khô)

(theo nguồn: H porse, Cp kelco aps, 2002, pers.com)

Vào những năm 1842 – 1862, Schimdt, Stantord,… đã phát hiện ra carrageenan

có trong một loài tảo đỏ có tên là Chondrus cripus và loài Irish moss thuộc họ Rhodophyceae, nhưng họ vẫn chưa xác định được tính chất, thành phần của

carrageenan Cho đến những năm chiến tranh thế giới lần thứ nhất do thiếu trầm trọng gelatin phục vụ cho quân đội nên các nhà khoa học tập trung nghiên cứu tìm kiếm các chất thay thế cho gelatin Cuối cùng người ta đã tìm thấy carrageenan có tính chất gần giống với gelatin

Năm 1952, Kzevter, Krishna-pilla (1957) đã nghiên cứu hàm lượng khoáng có trong rong đỏ, đây là loài có chứa nhiều carrageenan Kết quả nghiên cứu của tác giả cho thấy, hàm lượng các chất khoáng tồn tại trong rong đỏ dưới dạng muối hoà tan như: natri clorua, kali clorua, kali sulfate, natri iod, magie clorua, natri carbonate, natri sunfate, magie carbonate Ngoài ra, còn có một số muối không hoà tan như: canxi sulfate, canxi phosphate, canxi carbonate, magie carbonate, magie phosphate

Từ năm 1973, Maxwell Doty và cộng tác viên đã tiến hành nghiên cứu phương pháp trồng rong sụn ở quy mô lớn ở Hawaii Sự thành công của phương pháp này nhanh chóng được lan rộng tới các nước Indonesia, Malaysia, Tanzania, India và các nước thuộc vùng biển nhiệt đới

Năm 1989, C Rochas, M Rinaudo and S Landry đã tiến hành nghiên

carrageenan tách chiết từ Eucheuma cottonii bằng cách phân tích thành phần

carrageenan bị thủy phân bằng enzyme Cũng như phân tích carrageenan tách chiết

từ Eucheuma cottonii bằng quang phổ hồng ngoại (IR), quang phổ cộng hưởng từ

hạt nhân 13C và 1H NMR đã chứng minh rằng carrageenan được tách chiết từ

Eucheuma cottonii gồm có một vài polysaccharide bao gồm thành phần chính là

kappa-carrageenan và những thành phần nhỏ hơn là các galactan không đều đã bị metyl hóa một phần, chứa một tỷ lệ lớn dạng iota-carrageenan

Năm 1993, Clinton J Dawes, A O Lluisma và G C Trono đã nghiên cứu tốc

độ phát triển của hai loại rong sụn (rong sụn nâu và rong sụn xanh) trong phòng thí nghiệm Kết quả cho thấy, rong sụn phát triển rất nhanh, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới Nghiên cứu này cũng đã chứng minh khả năng thành công, cho hiệu suất cao và được ứng dụng rộng rãi ở Philippines

1.1.2 Tổng quan về Carrageenan

Lịch sử phát triển

Carrageenan đã được biết đến từ rất lâu đời ở các nước phương tây Vào những năm 1842 ÷ 1862, các nhà khoa học như: Schimdt, Stantord… đã phát hiện ra Carrageenan có trong một loài tảo đỏ có tên là Chondrus Cripus và loài Iishmoss thuộc họ Rhodophyceae, nhưng những khám phá của họ còn thô sơ, chưa xác định được những tính chất, thành phần cũng như đặc điểm của nó Mãi cho đến những năm khi chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ, việc chiết xuất gelatin để phục vụ quân đội trở nên cấp thiết Do đó cần phải có chất thay thế, rất nhiều các cuộc nghiên cứu đã được tiến hành để giải đáp cho vấn đề này và cuối cùng họ đã tìm được một chất có tính chất rất giống với gelatin đó là carrageenan Vì carrageenan gần giống với gelatin nên đã được Stantord gọi tên lần đầu tiên cho gelatin có

nguồn gốc từ rong đỏ này là carrageenin (1862) Nhưng sau đó từ carrageenan đã được dùng song song và phổ cập hơn so với tên gọi carrageenin, tên carrageenan hay carrageenin hay carrageenan- Irish moss là tên của một thị trấn ven biển Irish thuộc carrageen [8]

Cùng với sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật cũng như thiết bị hiện đại, ngày nay chúng ta đã khám phá ra những điều hữu ích mà carrageenan đã mang lại

Phân loại và cấu tạo của Carrageenan [3]

Carrageenan là một loại colloid thuộc nhóm phycocolloid có cấu trúc chung là một polyme mạch thẳng với liên kết luân phiên của -D-galactopyranose qua liên kết 1,3 và -D-galactopyranose qua liên kết 1,4 Các liên kết ở vị trí số 3 xuất hiện

ở các gốc có 2 và 4 sunphat hoặc không có sunphat trong khi liên kết ở vị trí số 4 ở các gốc có sunphat, gốc 2,6 disunphat, gốc 2,6 anhyđrit và 3,6anhydrit-2-sunphat Sunphat hoá ở vị trí số 3 không bao giờ có

Carrageenan tạo thành chủ yếu nhờ các mạch poly D-galactoza bị sunphat hoá

có phân tử lượng từ 500-700 đvC kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và C-1,3 luân phiên nhau Hợp phần cấu tạo của Carrageenan gồm có D-galactoza(17-31%) còn L- galactoza chiếm lượng nhỏ Ngoài ra thành phần của carrageenan còn có

H2SO4, Ca2+, và 3,6 anhydro - D – galactoza Dạng tồn tại trong tế bào rong đỏ của carrageenan luôn được gắn với Ca2+, K+, Na+ như: R – (OSO3)Ca, hoặc R – OSO3Na, (trong đó R là gốc cacbuahydro) Trong các công trình ban đầu thuỷ phân carrageenan cho thấy có hai phân đoạn là kappa-carrageenan và lamda-carrageenan Kappa được định nghĩa là phân đoạn kết tủa trong dung dịch KCl trong khi lamda là phân đoạn tan trong dung dịch này Về cấu trúc hoá học gần một nửa gốc đường trong kappa là 3,6- anhydro-D-galactose trong khi lamda chứa ít hoặc không chứa gốc đường này

Một lượng lớn các công trình nghiên cứu trong hai thập niên 60 và 70 cho thấy carrageenan có nhiều cấu trúc khác nhau và được định nghĩa theo các thuật ngữ hoá học Người ta phân carrageenan ra làm các loại là mu, kappa, nu, iota, lamda, theta

và xi Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sunphat hoá, vị trí sunphat hoá, mức độ

dehydrat hoá Thị trường thế giới chủ yếu có 3 chủng loại carrageenan là carrageenan, lamda-carrageenan và iota-carrageenan, trong đó kappa-carrageenan chiếm thị phần lớn nhất (80%)

Kappa- Kappa-Carrageenan:

Kappa-carrageenan là một loại polyme mạch ngắn xen kẽ giữa D-galactose-4- sunphat (Gal S) và 3,6-anhydro-D-galactose (Gal A) Cấu trúc phân tử kappa- Carrageenan là một vòng xoắn kép bậc 3

O

OH

O

OSO3

- Lamda-Carrageenan

Trong mạch phân tử, các đơn vị monomeric được xen kẽ với nhau, các đơn vị gồm D-galactose-2-sunphat(1,3) và D-galactose-2,6- disulphat (1,4) Các phân đoạn này có tính đa phân tán nhưng chúng khác nhau về thành phần ester sulphat và gốc quay quang Lamda-Carrageenan có khối lượng phân tử cao và mạch dài hơn kappa- Carrageenan Thành phần của phân đoạn này cũng phụ thuộc vào chế độ xử

lý, nấu chiết và loại rong nguyên liệu

Tính chất của carrageenan

Ở k-Carrageenan và iota – Carrageenan các gốc D–galactose có hình thể 4C.1, còn gốc 3,6- Anhydro-D-galactose có hình thể 4C.1 Trong lamda- Carrageenan thì chỉ có D- galactose có hình thể 4C.1 Các Carrageenan khác nhau về mức độ sulphat hoá, kappaCarrageenan thường được sulphat hoá một phần ở nhóm OH của C6 của gốc D- galactose và nhóm OH của C2 ở cả 2 gốc Trong đó iota- Carrageenan thì nhóm OH của gốc Anhydro galactose luôn luôn được sulphat hoá

và chỉ có 10% gốc galactose được sulphat hoá ở OH của C2 và C6 Còn trong lamda- Carrageenan thì ở một gốc galactose luôn được sulphat hoá ở C2 và C6 còn gốc kia chỉ một phần ở vị trí C2

Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép mỗi vòng của xoắn đơn do 3 gốc disaccharid tạo nên Ở trong iota-carrageenan các gốc

n

n

O CH2OH

monosaccharide của một xoắn này được phân bố ở giữa các gốc xoắn thứ hai Vì có

sự phân bố tương hỗ của các phân tử vốn đã có cấu trúc bậc 2 nên có thể nói carrageenan có cấu trúc bậc 3 Cấu trúc bậc 3 được ổn định nhờ các liên kết hydro giữa oxy của C6 của gốc galactose của mạch này và gốc tương tự ở một mạch khác Trong dung dịch các xoắn kép có thể liên hợp với nhau để tạo thành cấu trúc bậc 4 Cấu trúc ba chiều như thế là cơ sở để tạo thành gel khi làm nguội trong dịch nước của carrageenan

Tỷ lệ các nhóm SO42- khá cao nên làm cho các polymer ở dạng anion này phản ứng với các phân tử protein tích điện dương do đó làm cho độ nhớt của dung dịch tăng lên Khi có mặt của ion K+ thì các Carrageenan sẽ tạo gel giống như gel của agar

Carrageenan được chia làm 2 nhóm chính:

 Nhóm 1: Chứa các loại mu, nu, kappa, iota và các dẫn xuất lai của chúng Các carrageenan này tạo gel với ion K+ hoặc có thể xử lý kiềm để có tính chất tạo gel

 Nhóm 2: Chứa các loại lamda, xi, theta, và các dẫn xuất lai giữa chúng, nhóm này không có khả năng tạo gel ngay cả trước và sau khi xử lý kiềm

Carrageenan có tính chất tạo gel đông giống như agar - agar nhưng sức đông kém hơn bởi lực đẩy tĩnh điện của các nhóm SO3

- Tuy nhiên trong môi trường có canxi thì sức đông tăng lên rất lớn (800 – 1000g/cm2) do có sự tạo thành cầu nối liên kết caxisunphat giữa các phân tử carrageenan trong dung dịch

Quá trình tạo gel của Carrageenan trên hình vẽ sau:

Hình 1.2: Quá trình tạo gel đông của Carrageenan

 Carrageenan ở thể dung dịch, phân tử hoà tan ở dạng cấu trúc bậc 1, vô định hình

 Khi nhiệt độ hạ thấp xuống, các sợi đơn lẻ hình thành xoắn kép với nhau nhờ liên kết hydro của oxy ở C6 tạo cấu trúc bậc 2,3, lúc này trong dung dịch có sự sắp xếp vô trật tự các phân tử vừa có cấu trúc bậc 1 vừa có cấu trúc bậc 2 tạo thành dung dịch có cấu trúc bậc 3

 Khi nhiệt độ lại tiếp tục hạ xuống, độ nhớt của dung dịch tăng cao, các xoắn kép lại có xu thế định hướng liên kết với nhau qua nhóm –OH mạch bên tạo nên trạng thái ổn định, trật tự và ở trạng thái gel đông Trường hợp có mặt của ion Ca2+

Bắt đầu tạo gel xoắn

Làm lạnh

Đun nóng

Ca2+

b

thì gel đông bền vững hơn nhiều do tạo thành các cầu liên kết canxiphosphat giữa hai phân tử carrageenan hoặc giữa các cặp xoắn kép

Trong môi trường acid yếu carrageenan chuyển thành carrageenic axit ROSO3H, còn trong môi trường kiềm carrageenan bị khử bớt gốc –SO3- và hình thành liên kết anhydro

 Carrageenan có tính chất của một polymer

Carrageenan là một polymer mang điện tích âm được hình thành do quá trình đồng trùng hợp Khi thêm vào dung dịch carrageenan những chất điện phân thì dung dịch kém bền ( giảm độ nhớt), thậm chí với những vết chất điện phân

Sự trương: carrageenan hút nước mạnh và sự hút nước kèm theo trương phồng đáng kể tạo thành gel theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi Carrageenan là polysaccharide có cực nên trương nở trong dung môi có cực (nước )

Bảng 1.3: Tính tan của Carrageenan trong các môi trường khác nhau Môi trường K-Carrageenan I-Carrageenan -Carrageenan

Nước nóng Tan ở >700C Tan ở >700C Tan

muối

Carrageenan tan trong nước đặc biệt là trong nước nóng (có thể tan tới 10%), tuy nhiên tính tan còn phụ thuộc vào loại carrageenan Muối sodium của k-carrageenan không tan được trong nước lạnh

K-carrageenan và lamda-carrageenan hoà tan trong dung dịch sucrose nóng ở nồng độ >65% và nhiệt độ 700C, trong khi iota- carrageenan không hoà tan dễ dàng trong dung dịch sucrose nóng ở bất kì nhiệt độ nào Bên cạnh đó carrageenan tan trong anhydrous hydrrazine, ít tan trong formamide và methyl sulfoxide, không tan trong dầu và dung môi hữu cơ

 Carrageenan có tính chịu nhiệt

Gel carrageenan không bền với nhiệt, nhiệt độ nóng chảy của gel carrageenan thấp hơn nhiều so với agar

 Độ nhớt

Độ nhớt của dung dịch carrageenan phụ thuộc rất lớn vào độ dài của mạch polyme và các yếu tố ảnh hưởng đến nó, hay nói cách khác độ nhớt của carrageenan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, nhiệt độ, sự có mặt của các chất tan khác, nồng

độ và loại carrageenan Độ nhớt dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch và tỷ

lệ nghịch với nhiệt độ

 Phản ứng tạo tủa

Carraageenan là một polymer mang điện tích âm nên sẽ kết tủa trong các đại phân tử mang điện tích dương như: metylen xanh, safranine, mauvine, những phẩm màu azo thiazo khác, tính chất này giống một vài alkaloid và protein

 Sự tạo gel – sự keo hoá

Khả năng keo hoá của carrageenan nằm trung gian giữa agar và gelatine nhưng

nó gần giống gelatine hơn Sự hình thành gel của dung dịch carrageenan là một quá trình nhiệt thuận nghịch, khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thi gel sẽ tan chảy (cân bằng bị phá vỡ) Tuy nhiên khoảng cách nhiệt từ trạng thái gel đến tan chảy là một giá trị không đổi, một thí nghiệm cho biết giá trị này khoảng 5-220F Khả năng hình thành gel của carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dung dịch, nồng độ dung dịch và nhiệt độ tạo gel phụ thuộc vào loại và số lượng muối có

mặt trong dung dịch Ngoài ra tính chất tạo gel còn phụ thuộc chủ yếu vào loài rong, độ nhớt và phụ thuộc rất lớn vào công nghệ chiết rút, phụ thuộc vào sự hình thành và phân bố các gốc galactose trong mạch polymer

Bảng 1.4 : Tính chất tạo gel của các loại Carrageenan khác nhau

Kappa-Carrageenan Iota-Carrageenan

Carrageenan

Tính ổn định khi làm

Với hệ pH thấp cùng với sự tác dụng của nhiệt độ thì sự thuỷ phân xảy ra nhanh hơn do đó gel carrageenan rất kém bền trong môi trường acid

 Tính hấp thụ tia hồng ngoại và màu

Dung dịch carrageenan là một chất hữu cơ nên có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại cho phổ có bước sóng trong phạm vi nhất định phụ thuộc vào loại và thành phần carrageenan Dựa vào tính chất này người ta có thể biết được carrageenan thuộc loại nào: kappa-, Iota- hay lamda-carrageenan… các loại polysaccharid thường cho bước sóng ở vùng hồng ngoại trong khoảng 1000 -1100 cm-1 Với các loại carrageenan tạo gel thì cho mũi hấp thụ cực đại (mũi hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065 cm-1, loại không tạo gel có mũi hấp thụ ở vùng thấp hơn 1020 cm-1 Tính thuỷ phân và sự metyl hoá, ứng dụng để xác định công thức cấu tạo của carrageenan

Dung dịch carrageenan ít bị thuỷ phân trong môi trường pH = 9, ở môi trường

pH = 7 dung dịch muối Natri carrageenan bị thoái hoá do phân tử carrageenan bị đứt liên kết 3,6 anhydrogalactose Và từ phản ứng xác định tính thuỷ phân kiềm của

nhóm ester sulphat của carrageenan đã nói lên cấu trúc của carrgeenan có nhóm ester sulphat ở C4 trong gốc galactose Carrageenan mà đặc biệt là K-carrageenan

sẽ bị thuỷ phân bởi enzyme Pseudomonate carrageenan hay K-carrageenanovora Khi carrageenan (k-, L- bị thuỷ phân bởi enzyme này thì độ nhớt của dung dịch giảm đi rất nhiều và làm tăng khả năng khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy đồng đẳng của oligosaccharide sulphat, 3-o-(3,6-anhydrose-α-D galactose)- D– galactose-4-o-sunffatca Carrageenan bị metyl hoá tạo ra các dẫn xuất methyl như 2,4,4,6- tetre-methyl D(L) – galactose hoặc 2,4,6-tri-o-methyl-D(L)-galactose và dựa vào đặc tính này người ta xác định được thành phần cấu trúc của carrageenan

 Một vài tính chất khác

Carrageenan cho 3 phản ứng màu đặc trưng: oerin, carrbazon, diphenylamin Tất cả các cation có trong các polymer của carrageenan có thể bị ion hoá như những muối monometallic carrageenan khi bị thuỷ phân cho các sản phẩm: glucose, pentose, fructose, acid ketogluconic…

 Phân biệt carrageenan với một vài chất khác

Trong công nghiệp thực phẩm và đặc biệt là trong công nghệ sản xuất bánh kẹo, mứt đông, fromage, sản xuất bánh kem đòi hỏi cần phải đạt được cấu trúc đông

tụ dạng keo để tạo cho sản phẩm có độ đồng nhất cao Do đó cần phải có chất phụ gia tạo keo đông Các chất phụ gia tạo keo đông bao gồm: Carrageenan, alginate, agar-agar, pectin, gelatin Đây là những chất tạo đông cơ bản nhưng đôi khi nó lại quyết định rất lớn đến chất lượng sản phẩm

Các chất tạo keo đông này đều có màu sắc và dạng tinh thể (bột) giống nhau nên khó phân biệt Người ta dựa vào những tính chất đặc trưng để phân biệt chúng

ỨNG DỤNG CỦA CARRAGEENAN [3]

Hiện nay công nghiệp sản suất carrageenan không chỉ phát triển mạnh ở các nước Mỹ và Tây Âu mà còn đang phát triển mạnh ở các quốc gia Châu Á Trong đó phải kể đến Trung Quốc, Nhật Bản, Philipin Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất carrageenan với hiệu xuất thu hồi cao, hơn nữa khí hậu

của chúng ta thích hợp cho việc phát triển cây rong sụn nguồn nguyên liệu chính để sản xuất carrageenan đây là thuận lợi lớn để chúng ta tiến hành mở nhà máy sản xuất carrageenan

Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm Trong công nghệ thực phẩm carrageenan được sử dụng là một chất để điều chỉnh độ chắc, trạng thái, tính chất cảm quan…Chức năng của nó là tạo nhũ tương, keo tụ và tính kết nối Ngoài ra nó còn ứng dụng trong công nghệ khác như: công nghiệp dệt, sản xuất kem đánh răng, kỹ nghệ sơn…

Ngày nay với tốc phát triển của khoa học, con người đã khám phá ra những lợi ích của carrageenan trong nhiều lĩnh vực

 Trong thực phẩm

Carrageenan đóng vai trò là chất phụ gia trong thực phẩm để tạo đông tụ, tạo tính mềm dẻo, đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm nóng chảy thấp Carrgeenan được dùng trong các món ăn trong thực phẩm: các món thạch, hạnh nhân, nước uống…

 Carrageenan được bổ sung vào bia, rượu, dấm làm tăng độ trong

 Trong sản xuất bánh mì, bánh bích quy, bánh bông lan…carrageenan tạo cho sản phẩm có cấu trúc mềm xốp Trong công nghệ sản xuất chocolate: bổ sung carrageenan vào để làm tăng độ đồng nhất, độ đặc nhất định cho sản phẩm Trong sản xuất kẹo: Carrageenan làm tăng độ chắc, độ đặc cho sản phẩm Trong sản xuất phomat, sản xuất các loại mứt đông, mứt dẻo…

Đặc biệt ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chế biến thủy sản: Carrageenan được ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng

và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông… Trong bảo quản đóng hộp các sản phẩm thịt, bổ sung vào surimi và giò chả…

Do Carrageenan tích điện âm của gốc SO4

nên có khả năng liên kết với protein qua gốc amin mang điện tích dương khi pH nằm dưới điểm đẳng điện Chính nhờ điểm này mà trên 50% tổng lượng carrageenan được sử dụng trong công nghiệp sữa Vai trò của carrageenan là làm cho các sản phẩm sữa có độ ổn định khá cao, không cần dùng đến tinh bột hoặc lòng trắng trứng…

 Trong y dược và dược phẩm

Dùng để sản xuất các loại dược phẩm quan trọng Carrageenan là chất nhũ hóa trong ngành dược phẩm để sản xuất các loại sản phẩm như: Các loại thuốc dạng nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết thương làm vết thương mau lành, làm màng bao cho thuốc Cũng dựa vào tính chất là carrageenan mang điện tích âm nên được ứng dụng trong việc điều chế thuốc loét dạ dày và đường ruột Khi thành dạ dày bị loét, men pepsin sẽ tấn công protein tại chỗ loét làm cho độ acid tăng lên nhưng khi có mặt của cargeenan thì nó tương tác với pepsin và làm ức chế tác dụng của pepsin

 Trong nghiên cứu

Carrageenan là môi trường để nuôi cấy các loại vi sinh vât, môi trường cố định enzyme, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng hợp và chuyển hoá các chất khác

Từ carrageenan người ta đã khám phá phương pháp tạo ra chất đồng trùng hợp dùng như một chất trung gian, các chất này dùng để làm giảm sức ỳ cho tàu thuyền khi có

sự tập trung huyền phù có độ đặc cao

Carrageenan được cấy trên các mẫu thực vật, động vật để nghiên cứu các loại chất mới Ngoài ra carrageenan còn được dùng như một chất mềm, dịu hay chất ổn định cho hệ polymer

 Trong nông nghiệp

Carrageenan được dùng để sản xuất các loại phân bón hữu cơ

Carrageenan được ứng dụng trong công nghiệp sợi nhân tạo, phim ảnh, sản xuất giấy…

1.2 MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARRAGEENAN

1.2.1 Phương pháp của Pliste: [1]

Hình 1.3: Quy trình sản xuất carrageenan từ rong Chrondrus cripus theo

phương pháp của Pliste

Rong Chrondrus cripus

Nước nóng

T= 180-2000F

t = 40-60 phút

1.2.2 Quy trình SX carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii ) [1]

Hình 1.4: Quy trình SX carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii )

Rong Kappaphycus alvarezii

Xử lý kiềm

Rửa sạch

Lọc lấy dịch Nấu chiết

1.2.3 Quy trình sản xuất kappa- Carrageenan: [3]

Hình 1.5: Quy trình sản xuất kappa- Carrageenan

1.3 GIỚI THIỆU VỀ XOÀI

1.3.1 Tìm hiểu về xoài

Xoài có tên khoa học là Mangiera indica, thuộc họ Anacadiaceae Đây là loại cây ăn trái nhiệt đới có nguồn gốc từ Ấn Độ Cây xoài có thể cao từ 10 -15m, có tán lớn thích ứng với mọi địa hình từ đồng bằng đến miền núi Nhiệt độ thích hợp nhất

là 16 - 240C, và cũng có thể phát triển ở nhiệt độ cao 44 - 450C nếu được cung cấp nước đầy đủ

Xoài được trồng phổ biến ở các nước nhiệt đới Trên thế giới hiện nay có khoảng 87 nước trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 -2,2 triệu ha, riêng Ấn Độ chiếm 50% với 1,1 triệu cho sản lượng hàng năm từ 9,7-10 triệu tấn xoài ( đứng đầu

cả về diện tích và sản lượng xoài của thế giới)

Ở Việt Nam, xoài được trồng rải rác từ Bắc đến Nam, các tỉnh đồng bằng Bắc

Bộ trồng ít xoài vì xoài ra hoa gặp lạnh lại mưa phùn và độ ẩm không khí cao nên sản lượng kém Theo kết quả điều tra nông nghiệp nông thôn năm 1994 cả nước ta

có 22,447 ha xoài, trong đó vùng đồng bằng sông Cửu Long là lớn nhất, chiếm 72,55% diện tích xoài cả nước, tiếp theo là các tỉnh duyên hải miền Trung chiếm 13,64%, trung du Bắc Bộ là 13,98%, các vùng khác chiếm từ 0,2-0,44%

Theo kết quả điều tra của Viện nghiên cứu cây ăn quả miền Nam, nước ta có khoảng 100 giống xoài được trồng chủ yếu ở Nam Bộ và Nam Trung bộ, thu hoạch

rộ từ tháng 5 đến tháng 8

Một số giống xoài được trồng chủ yếu ở nước ta:

o Xoài cát Hòa Lộc: Đây là loại xoài có trái to, cơm dày, không có xơ, hạt nhỏ, khi chín quả màu vàng hương vị thơm ngon nhưng có nhược điểm là khó đậu trái, vỏ mỏng nên khó vận chuyển đi xa

o Xoài Cát chu: Xoài Cát chu nhỏ hơn Xoài cát Hòa Lộc, cơm dày, hạt nhỏ, hương vị thơm ngon, dễ đậu trái

o Xoài bưởi( xoài ghép): Xoài bưởi cho trái mùi rất thơm do tại lớp vỏ

có nhiều túi tinh dầu mùi bưởi

o Xoài tượng: Xoài tượng cho quả to, khi xanh giòn ít chua thường dùng ăn sống chấm muối ớt hoặc làm gỏi

o Ở các tỉnh phía Bắc có trồng muỗm, quéo chúng giống xoài nhưng dẹt hơn, đầu hơi cong…

o Tại Khánh Hòa trồng nhiều loại xoài nhưng nhiều nhất là giống xoài cát tròn, khi xanh rất chua nhưng khi chín cho vị chua ngọt, mùi thơm nhẹ

1.3.2 Tình hình chế biến và bảo quản xoài hiện nay

Hiện nay việc thu hái, bảo quản và chế biến xoài vẫn tiến hành thủ công là chính Tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch lên tới 20-25% Công nghệ bảo quản và phương tiện vận chuyển còn lạc hậu, hiệu quả không cao làm cho chất lượng thấp mà giá thành cao, sản phẩm chưa đử sức cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu Theo tài liệu của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông thôn hiện nay cả nước có 60 nhà máy chế biến rau quả với công suất 150.000 tấn/năm Riêng ở phía Nam có 7 cơ sở và nhà máy chế biến rau quả Tại Khánh Hòa công nghệ bảo quản và chế biến xoài sau thu hoach chưa phát triển Quả xoài chủ yếu được thu hái và bảo quản thủ công sau đó bán tươi đi các tỉnh

1.3.3 Thành phần hóa học của trái xoài

Trong nguyên liệu xoài có đầy đủ các thành phần hóa học của rau quả Hàm lượng các chất khác nhau phụ thuộc vào giống và mùa vụ Trong xoài cũng có một

số chất đặc trưng mà nguyên liệu khác không có:

o Hàm lượng acid galic trong xoài cao

o Trong nhựa xoài có nhiều furfurol do đó những người hay bị dị ứng với furfurol chỉ nên ăn xoài thật chín

o Mặt khác, xoài cũng giàu vitamin A, vitamin C, có một lượng lớn ion K+ và lượng betacarotene, chứa nhiều chất xơ năng lượng thấp, có ít chất béo và có ít ion

Na+ nên ăn xoài rất tốt cho người ăn kiêng

Bảng 1.5: Thành phần hóa học của một số giống xoài

Giống xoài Thành phần

(%) Xoài ghép Xoài cát Xoài thanh ca Xoài tượng Xoài mủ

Theo y học cổ truyền, xoài có tác dụng cầm máu, lợi tiểu, được dùng để chữa

ho ra máu, chảy máu đường ruột, đau răng, rong kinh, trị giun sán Tất cả các loại xoài ở Việt Nam đều có thể dùng làm thuốc

Nhân xoài được người Malaysia, Ấn Độ và Brazil dùng làm thuốc trị giun sán

(liều 1,5 đến 2g sấy khô, tán bột); chữa chảy máu tử cung, trĩ; kiết lị

Về tác dụng sinh lý: Quả xoài chín kích thích tiết nước bọt, chống khát khô

họng, lợi tiểu chống phù thũng, nhuận tràng chống táo bón

Theo y học hiện đại, xoài có thành phần hóa học như sau: 100g xoài chín cho

65 calo, 17g hydrat cacbon, 3,894 UI.vitamin A (78% nhu cầu hằng ngày), 28mg vitamin C (46% nhu cầu), 1mg E (10%) Đường của xoài là loại cấp năng lượng nhanh Quả xanh ít vitamin A và nhiều vitamin C

Xoài có những tác dụng sau: Chất glucozit chống viêm, ung thư, diệt khuẩn

Xoài làm giảm cholesterol, hạ huyết áp phòng chống bệnh tim mạch, tăng nhu động ruột thải nhanh chất cặn bã trong ruột nên phòng chống được bệnh ung thư ruột kết Xoài là một thức ăn bổ não, rất tốt cho những người làm việc nhiều bằng trí

óc, thi cử Tuy nhiên không nên ăn xoài lúc đói qúa và sau bữa ăn no, đang có các bệnh nhiệt sốt vì bản chất xoài nóng như hành, tỏi, ớt Không nên ăn nhiều đối với

cả hai loại xoài xanh và chín Cách ăn xoài chín an toàn là thái nhỏ, làm nhuyễn, không để cả lát to, không nhai dối, nuốt chửng (chú ý đối với trẻ em và người già răng yếu)

Nên ăn xoài chín đến độ có thể bóc vỏ không cần dùng dao gọt vỏ tránh nhựa

mủ ở gây nôn

Thịt quả xoài :

o Chống khát khô giọng miệng, ho khản cổ, mất tiếng, viêm họng: Ăn uống xoài tươi hoặc lấy nước, ngậm xoài khô, mứt Dùng tốt cho thầy cô giáo, ca sĩ

o Chống say tàu xe, buồn nôn: Ăn sống hoặc nấu chín còn cứng giòn

o Chữa ăn không tiêu, trẻ bị cam tích: Ăn xoài chín tươi vào các buổi tối

o Chữa táo bón và đau dạ dày thừa toan: Ăn xoài chín

o Chảy máu chân răng (thiếu vitamin C): Dùng quả xoài gần chín còn chứa nhiều vitamin C làm các dạng thích hợp Hoặc ăn xoài chín, uống nước ép

o Trẻ còi xương, suy dinh dưỡng: Ăn xoài chín thái nhỏ hoặc nghiền Hoặc làm bột khô hòa nấu với sữa để được cung cấp vitamin A

o Ho đờm nhiều do phế nhiệt: Ăn xoài chín tươi

o Bồi bổ trí não, chữa suy nhược thần kinh: Ăn xoài tươi chín hằng ngày trước bữa ăn

o Chữa bỏng nước sôi, bỏng lửa: Lấy phần thịt xoài chín cắt lát hoặc giã nhuyễn đắp có tác dụng tiêu viêm, giảm đau, diệt khuẩn

o Chữa các bệnh đường hô hấp: Dùng xoài xanh tươi hoặc khô nấu với thịt heo nạc Có thêm 1 miếng trần bì (vỏ quýt lâu năm)

o Giải nhiệt, chống mỏi mệt mùa hè: Nấu canh chua xoài xanh với các loại cá đồng

Lưu ý: Thịt quả xoài có tác dụng lợi tiểu, chữa hoạt huyết, nhưng nếu ăn nhiều

sẽ nóng Mủ xoài có chất độc gây nôn mửa, tiêu chảy, viêm da

1.4 GIỚI THIỆU VỀ MỨT NHUYỄN [8]

Mứt nhuyễn chế biến từ pure quả, có thể dùng riêng 1 loại quả hoặc hỗn hợp nhiều loại quả, cũng có thể dùng pure quả tươi hay pure quả bán thành phẩm Tùy theo độ cô đặc của sản phẩm mà quy định tỷ lệ đường pha vào pure quả Tỷ lệ pha như sau:

Bảng 1.6: Bảng tỷ lệ hàm đường bổ sung khi nấu:

Pure quả ( 12% độ khô)

Đường trắng

120-130kg 100kg

150-180kg 100kg

Tùy các dạng mứt có độ đặc khác nhau, với tỷ lệ phối chế khác nhau nhưng đều có độ khô của thành phần giống nhau là 66-68% Để tăng độ đông cho sản phẩm có thể pha thêm pectin hoặc agar Người ta nấu mứt nhuyễn trong nồi nấu hai

vỏ hoặc tốt hơn là thiết bị cô đặc chân không vì cho sản phẩm có chất lượng cao hơn về hương, vị và sắc Nhờ có hàm lượng đường cao, mứt nhuyễn nhuyễn ít ăn mòn kim loại nên có thể nấu mứt nhuyễn trong thiết bị bằng đồng không mạ Mứt nhuyễn có độ cô đặc cao nên dẫn nhiệt kém nên để đảm bảo cho sản phẩm bốc hơi mạnh khi nấu, cần có bộ phận khuấy trong nồi nấu Nếu nấu mứt nhuyễn bằng nồi

hở, nhiệt độ sôi cao ( 103-1040C ) sẽ phá hủy các chất màu, xảy ra phản ứng melanoidin và chất thơm cũng bị tổn thất

1.4.1 Cách nấu mứt nhuyễn trong nồi hai vỏ hở:

Sau khi cho pure vào nồi, cho cánh khuấy hoạt động Khi pure quả đạt tới độ khô 16-18% thì cho đường vào ( sử dụng đường tinh thể, cần tinh khiết và rây kỹ ) tiếp tục nấu cho đến khi đạt yêu cầu Nếu pure quả quá đặc thì lần đầu chỉ cho 1 nửa lượng đường vào và nấu tới khi sản phẩm đạt độ khô 40-45% thì cho nốt phần

đường còn lại vào Như vậy sẽ rút ngắn thời gian nấu Nếu dùng quả sulfit phải khử

SO2 trước, sau đó mới cho đường vào để việc desulfit hóa được dễ dàng Tuy nhiên, nếu cho đường vào ngay từ đầu cũng có tác dụng tốt là sản phẩm tạo đông tốt hơn

và việc khử trùng trong đường được triệt để hơn Cần chú ý khi cho đường vào phải trộn thật đều để đường không bị lắng xuống đáy nồi, dễ bị caramel hóa, làm cho sản phẩm dễ bị sẫm màu và có hương vị lạ Trong nhiều trường hợp, pha đường thành dung dịch 70% để nấu mứt nhuyễn

1.4.2 Cách nấu mứt nhuyễn trong thiết bị cô đặc chân không

Trước tiên, tiến hành desulfit hóa pure quả và trộn đường ở nồi nấu hở sau đó mới cho vào thiết bị cô đặc chân không để cô đặc ở độ chân không 600-670 mmHg Trước khi cô đặc chân không, cần đun sôi hỗn hợp trong áp suất khí quyển để tiệt trùng, sau này khi đóng hộp không cần thanh trùng Cũng có thể đưa nhiệt độ sản phẩm lên trên 1000C sau khi đã cô đặc mứt nhuyễn Cần chú ý có một số vi sinh vật

có thể phát triển ở nồng độ đường cao Ví dụ như: Bact gummosum có thể phát triển

ở nồng độ đường 70%, còn Aspergillus repens ở độ đường 80% Vì vậy tuy mứt

nhuyễn có hàm lượng đường cao nhưng trong quá trình sản xuất cần tăng cường vệ sinh công nghiệp

Bao bì để đóng mứt nhuyễn có thể là thùng gỗ dung lượng dưới 50kg, khay gỗ 15-20 kg hoặc đóng trong hộp sắt, lọ thủy tinh Trước khi rót mứt nhuyễn vào hộp, cần làm nguội mứt nhuyễn xuống nhiệt độ 500C vì với khối lượng lớn, mứt nhuyễn

sẽ lâu nguội nên sẽ bị sẫm màu và kém hương vị Có thể làm nguội mứt nhuyễn bằng chân không ở ngay trong nồi cô đặc chân không trong thiết bị làm nguội chân không, với độ chân không 600-700 mmHg, tương ứng với nhiệt độ sôi của mứt là 100-1040C trong điều kiện chân không sẽ sôi tức thời, khi ấy nước bốc hơi và thu nhiệt làm cho sản phẩm nhanh chóng nguội Để đảm bảo hao hụt của mứt nhuyễn

do ngấm vào thùng gỗ, ta lót thùng bằng PE hoặc tráng một lớp mỏng parafin lên mặt trong của thùng Nếu mứt nhuyễn đóng vào bao bì dung lượng dưới 1kg thì cần thanh trùng ở 1000C Bảo quản mứt nhuyễn nhuyễn ở nhiệt độ 10-150C với độ ẩm không khí 75-85%

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Nguyên liệu chính

 Đối tượng của đề tài này rong sụn (Kappaphycus Alvarezii) là loài rong biển nhiệt đới gần đây mới được di trồng thành công vào vùng biển nước ta Rong sụn thuộc ngành hồng tảo Rhodophyta, bộ Gigartinales, họ Solieriaceae, giống Kappaphycus, loài Kappaphycus alvarezii

Rong sụn thu mua tại số 3- Trần Khánh Dư – TP Nha Trang Đó là rong khô

có lẫn muối, lưu ý không chọn mua rong đã bị mốc vì ảnh hưởng đến chất lượng carrageenan sau này Sau khi thu mua, ta tiến hành ngâm tẩy màu và phơi rong

 Xoài thu mua ở các chợ Vĩnh Hải, chợ Đầm, Vĩnh Thọ Khi mua ta nên chọn xoài chín vàng đều, quả tròn, phần thịt dày, chín thơm, không dập nát, không sâu bệnh, không thối…Sau khi thu mua, ta tiến hành rửa xoài, loại bỏ vỏ và hạt chỉ lấy phần thịt xoài Vì thời gian này là mùa xoài nên em thu mua nguyên liệu rồi làm ngay Nếu trái mùa, để đảm bảo nguồn nguyên liệu một cách liên tục và đồng đều

về chất lượng ta có thể đem cấp đông Nếu như thế, trước khi làm thí nghiệm xoài được đem rã đông

o Hàm lượng tro (ash)  0,03%

o Đường có màu trắng, không có vị chua, không lẫn tạp chất, không vón cục, ở dạng tinh thể rời

 Acid citric: acid citric phải đảm bảo các chỉ tiêu về màu sắc, mùi vị, giá trị

pH và các chỉ tiêu khác đạt yêu cầu dùng trong thực phẩm:

o Hàm lượng acid citric >99%

o Ở dạng tinh thể, không lẫn tạp chất

 Acid sorbic: dùng để chống mốc và kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm mứt nhuyễn, yêu cầu phải đảm bảo các chỉ tiêu về sử dụng các chất phụ gia trong thực phẩm

 Hương xoài

 Bao bì thủy tinh: bao bì để đựng mứt xoài là lọ thủy tinh trong suốt không màu, nắp sắt, dung tích 200ml có thể nhìn được sản phẩm bên trong

 Hóa chất: NaOH, HCl, KCl

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Các phương pháp phân tích hóa học và vật lí

 Xác định sức đông của Carrageenan bằng máy đo sức đông ( phụ lục I)

 Xác định độ nhớt của dịch Carrageenan bằng nhớt kế ( phụ lục II)

 Xác định thành phần của nguyên liệu xoài (phụ lục III)

2.2.2 Phương pháp cảm quan

 Xác định tỷ lệ Carrageenan sử dụng để nấu mứt nhuyễn xoài bằng cách đánh giá cảm quan trạng thái: độ dẻo của mứt nhuyễn

 Xác định tỷ lệ đường, acid citric, acid sorbic

 Xác định thời gian nấu mứt, nhiệt độ nấu, thời gian và nhiệt đột thanh trùng

 Đánh giá sơ bộ chất lượng sản phẩm mứt xoài với các chỉ tiêu về màu sắc, mùi,

 Quy trình dự kiến chiết rút Carrageenan từ rong sụn :

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất Carrageenan từ rong sụn

Qua nghiên cứu em nhận thấy các công đoạn xử lý ngâm tẩy màu, mùi, xử lý NaOH ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của carrageenan Vì vậy ở đây em sẽ tập

Carrageenan dạng sợi Đông lạnh (làm

đông chậm)

trung vào nghiên cứu các thông số: Tỷ lệ nước ngâm, số lần ngâm, thời gian ngâm (ở công đoạn xử lý rong), nồng độ và thời gian xử lý NaOH (ở công đoạn xử lý NaỌH) Cần bố trí thí nghiệm để xác định các thông số trên

 Quy trình dự kiến nghiên cứu sản xuất mứt nhuyễn xoài:

Bằng một số kiến thức của bản thân và tham khảo một số luận văn khóa trước

em đưa ra quy trình dự kiến sản xuất mứt xoài như sau (hình 2.2)

Từ quy trình dự kiến dưới đây em xác định các thông số cần nghiên cứu là:

Ở công đoạn phối chế đường, phụ gia cần xác định các thông số: Tỷ lệ đường/pure, tỷ lệ acid citric

Ở công đoạn nấu cần xác định các thông số là: tỷ lệ carrageenan bổ sung, tỷ lệ hương xoài sử dụng và thời gian nấu mứt

Cần bố trí thí nghiệm để xác định các thông số trên

Quy trình dự kiến nghiên cứu sản xuất mứt nhuyễn xoài:

Hình 2.2: Quy trình dự kiến sản xuất mứt nhuyễn xoài

Xoài nguyên liệu

Rót hộp, ghép nắp