Nghiên cứu sản xuất Carrageenan dùng làm nguyên liệu sản xuất kẹo Carrageenan - Thạch dừa

Trong rong sụn có chứa hàm lượng lớn các nguyên tố vi lượng như: Mg, Cu, Fe, Mn…., đặc biệt là trong rong sụn có chứa nhiều carrageenan- một polysacaride có khả năng nhũ tương hoá nên có

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường đại học Nha Trang, đến nay em đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

- Ban Giám Hiệu nhà trường, Ban Giám Hiệu Khoa Chế Biến, cùng với toàn thể các thầy cô giáo

- Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy TS Đỗ Văn Ninh đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để em hoàn thành đồ án đúng thời hạn

- Cảm ơn cô Nguyễn Thị Thục và các thầy cô phòng thí nghiệm đã giúp đỡ

em trong thời gian vừa qua

- Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn cha mẹ cùng toàn thể bạn bè đã giúp

đỡ động viên em trong suốt thời gian học tập và thực hiện công tác tốt nghiệp

Em xin chúc các thầy cô giáo, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu

Nha trang, tháng 11 năm 2007

Sinh viên

Ngô Thị Hương

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 8

1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARRGEENAN .8

1.1.1 RONG SỤN (Kappaphycus alvarezii) 8

1.1.2 CARRAGEENAN 10

1.2.MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARRAGEENAN 21

1.2.1 Phương pháp của Pliste[ 6] 21

1.2.2.Quy trình chiết rút carrageenan của tác giả Đống Thị Anh Đào -Trường Đại Học Kỹ Thuật [1] 22

1.2.3 Quy trình sản xuất Kappa- carrageenan từ rong sụn nguyên liệu (Eucheuma.sp và Hypnea.sp)[6] 24

1.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất carrageenan của Trung Quốc trên rong Eucheuma Hypncau.[ 2] 25

1.2.5 Quy trình sản xuất carrageenan từ rong sụn (kappaphycus alvarezii).[ 6] 26

1.2.6 Giải thích một số công đoạn trong công nghệ sản xuất carrageenan 27

1.3 GIỚI THIỆU VỀ BỘT KONJAC [ 6] 31

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 36

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.2.1 Các phương pháp phân tích hoá học và vật lý 36

2.2.2 Phương pháp cảm quan 37

2.3 Hoá chất và thiết bị 37

2.3.1.Hoá chất 37

2.3.2 Thiết bị 37

2.4 Xử lý số liệu 37

2.5 Quy trình dự kiến 38

2.5.1.Quy trình dự kiến sản xuất carrageenan từ rong sụn 38

2.5.2.Quy trình dự kiến nghiên cứu sản xuất kẹo thạch Carrageenan –nhân thạch dừa 40

2.5.3.Bố trí thí nghiệm để xác định các thông số của quá trình 41

2.5.3.1 Xác định chế độ ngâm rửa trong công đoạn xử lý tẩy màu, tẩy mùi của rong nguyên liệu 41

2.5.3.2.Xác định chế độ xử lý NaOH 42

2.5.3.3.Xác định tỷ lệ phối trộn giữa bột Konjac và carrageenan 44

2.5.3.4 Xác định nồng độ thạch 44

2.5.3.5 Xác định nồng độ và tỷ lệ phối trộn phụ gia 45

2.5.3.6 Xác định nồng độ chất bảo quản Kali sorbate (C 5 H 7 COOK) 47

2.5.3.7 Xác định nồng độ KCl 47

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Xác định chế độ ngâm rửa rong sụn 48

3.1.1 Xác định thời gian ngâm rong 48

3.1.2 Xác định tỷ lệ nước /rong trong công đoạn ngâm rửa 49

3.1.3 Xác định số lần thay nước 51

3.2 Xác định chế độ xử lý rong bằng NaOH 53

3.2.1 Xác định nồng độ xử lý NaOH 53

3.2.2 Xác định thời gian xử lý NaOH 56

3.3 Đề xuất quy trình chiết rút Carrageenan 59

3.3.1 Quy trình 59

3.3.2 Thuyết minh quy trình 61

3.4 Xác định tỷ lệ phối trộn Carrageenan và bột Konjac 64

3.5 Xác định nồng độ thạch 66

3.6 Xác định nồng độ đường 67

3.7 Xác định nồng độ acid citric 68

3.8 Xác định nồng độ Kali clorua .69

3.9 Xác định tỷ lệ phối trộn hương trái cây và màu thực phẩm 70

3.9.1 Xác định tỷ lệ hương trái cây (cam, nho, khoai môn) 70

3.9.2 Xác định tỷ lệ màu thực phẩm (xanh, đỏ, tím, vàng) 70

3.10 Xác định nồng độ Kalisorbate(C 5 H 7 COOK) bổ sung vào thạch 71

3.11 Đề xuất quy trình sản xuất kẹo thạch Carrageenan – nhân thạch dừa 73

3.11.1 Sơ đồ quy trình 73

3.11.2 Thuyết minh quy trình 74

3.12 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM KẸO THẠCH CARRAGEENAN – NHÂN THẠCH DỪA 77

3.13 SƠ BỘ HẠCH TOÁN CHI PHÍ NGUYÊN LIỆU CHO SẢN PHẨM 78

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 81

4.1 KẾT LUẬN 81

4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 81

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Hàm lượng acid amin xác định được trong rong sụn 3

Bảng 1.2 Thành phần hoá học của rong sụn 3

Bảng 1.3 Tính tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau 10

Bảng 1.4 Tính chất tạo gel của các loại carrageenan khác nhau 11

Bảng 3.1 Kết quả đánh giá cảm quan của cây rong khi ngâm ở các thời gian khác nhau 42

Bảng 3.2 Kết quả đánh giá cảm quan cây rong khi ngâm với tỷ lệ nước /rong khác nhau 44

Bảng 3.3 Kết quả đánh giá cảm quan cây rong khi thay nước ngâm số lần khác nhau 46

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu hiệu suất, độ nhớt, sức đông của carrageenan khi xử lý NaOH nồng độ khác nhau 47

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu hiệu suất, độ nhớt, sức đông của carrageenan khi xử lý NaOH ở các thời gian khác nhau 50

Bảng 3.6 Kết quả xác định các chỉ tiêu của carrageenan thành phẩm 58

Bảng 3.7 Biểu diễn kết quả đo sức đông của thạch khi phối trộn tỷ lệ konjac / carrageenan khác nhau 59

Bảng 3.8 Xác định độ bền uốn và độ dẻo dai của thạch khi phối trộn tỷ lệ konjac/ carrageenan khác nhau 60

Bảng 3.9 Kết quả xác định trạng thái cảm quan của thạch ở các nồng độ thạch khác nhau 61

Bảng 3.10 Kết quả đánh giá cảm quan vị ngọt của thạch khi phối chế tỷ lệ đường khác nhau 62

Bảng 3.11 Kết quả đánh giá vị chua của thạch khi phối chế tỷ lệ aicd citric khác nhau 62

Bảng 3.12 Kết quả đánh giá trạng thái của thạch khi phối chế KCl tỷ lệ khác nhau

63

Bảng 3.13 Kết quả đánh giá cảm quan mùi của thạch khi bổ sung hương trái cây tỷ lệ khác nhau 64

Bảng 3.14 Kết quả đánh giá cảm quan màu thạch khi phối tỷ lệ màu thực phẩm khác nhau 65

Bảng 3.15 Kết quả theo dõi biến đổi sản phẩm và kiểm tra vi sinh 65

Bảng 3.16 Kết quả kiểm tra vi sinh 66

Bảng 3.17 Bảng đánh giá cảm quan sản phẩm kẹo thạch – nhân thạch dừa 71

Bảng 3.18 Sơ bộ tính chi phí nguyên liệu và hoá chất cho sản phẩm carrageenan 72

Bảng 3.19 Tính chi phí nguyên liệu cho sản phẩm kẹo thạch – nhân thạch dừa 73

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Trang Hình 1:Qúa trình tạo gel đông của carrageenan -8 Hình 2: Cấu tạo hoá học của konjac glucomanan -26 Hình 3.1.Sự thay đổi khối lượng rong sau khi ngâm trong nước ở các thời gian khác nhau -43 Hình 3.2 Sự thay đổi khối lượng rong khi ngâm tỷ lệ với tỷ lệ nước / rong khác nhau. -45 Hình 3.3 Biểu diễn kết quả đo hiệu suất thu hồi carrageenan khi xử lý NaOH với các nồng độ khác nhau -48 Hình 3.4 Biểu diễn kết quả đo độ nhớt của carrageenan khi xử lý NaOH với các nồng độ khác nhau -48 Hình 3.5 Biểu diễn kết quả đo sức đông của carrageenan khi xử lý NaOH với các nồng độ khác nhau -49 Hình 3.6 Biểu diễn kết quả đo hiệu suất thu hồi carrageenan khi xử lý NaOH ở các thời gian khác nhau -51 Hình 3.7 Biểu diễn kết quả đo độ nhớt của carrageenan khi xử lý NaOH ở các thời gian khác nhau -51 Hình 3.8 Biểu diễn kết quả đo sức đông của carrageenan khi xử lý NaOH ở các thời gian khác nhau -52 Hình 3.9 Biểu diễn kết quả đo sức đông của thạch khi phối trộn tỷ lệ konjac / carrageenan khác nhau -59 Hình 3.10 Sản phẩm carageenan dạng bột -72 Hình 3.11 Sản phẩm kẹo thạch nhân thạch dừa -73

LỜI NÓI ĐẦU

Rong sụn là một loài rong biển có giá trị kinh tế cao, mới được du nhập về trồng

ở việt nam trong vài năm nay Trong rong sụn có chứa hàm lượng lớn các nguyên

tố vi lượng như: Mg, Cu, Fe, Mn…., đặc biệt là trong rong sụn có chứa nhiều

carrageenan- một polysacaride có khả năng nhũ tương hoá nên có nhiều ứng dụng

trong thực phẩm như làm tăng khả năng tạo gel, dùng làm nguyên liệu trong quá

trình sản xuất bánh kẹo ngoài ra carageenan còn được ứng dụng rất nhiều trong

lĩnh vực: dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm, dệt và các ngành công nghiệp khác

Tuy vậy công nghệ sản xuất carageenan từ rong sụn còn là lĩnh vực khá mới ở

nước ta Vì vậy thực tế đặt ra là phải nghiên cứu hoàn thiện công nghệ thu nhận

carrageenan từ rong sụn để có thể sử dùng carrageenan trong lĩnh vực chế biến

thực phẩm ở nước ta

Với mong muốn góp phần nhỏ vào việc nghiên cứu lĩnh vực trên, được sự

đồng ý của khoa chế biến, tôi thực hiện đồ án: Nghiên cứu sản xuất carrageenan

dùng làm nguyên liệu sản xuất kẹo carrageennan - thạch dừa

Nội dung của đồ án:

- Hoàn thiện quy trình sản xuất carrageenan

- Sản xuất kẹo thạch - nhân thạch dừa

Do bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu và năng lực có hạn nên đồ án

không tránh khỏi những hạn chế rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô

cùng các bạn sinh viên để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Nha trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên

Ngô Thị Hương

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARAGEENAN

1.1.1 RONG SỤN (Kappaphycus alvarezii)

Rong sụn là loại rong mới được du nhập vào nước ta từ tháng 2/1993 đây là loại rong có nguồn gốc từ Philipines các công trình nghiên cứu về đặc tính sinh lý của rong sụn khẳng định: Rong sụn hoàn toàn có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt ở mặt nước ven biển Việt Nam, trong các đầm vịnh san hô, bãi ngang, ao,

hồ lặng gió, nhất là ở các tỉnh nam trung bộ như: Khánh Hoà, Ninh Thuận …

• Một số đặc tính sinh học [1]

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là Rong sụn (Kappaphycus alvareii)

Thuộc ngành hồng tảo Rhodophyta, bộ gigartinales, họ solieriaceae, giống kappaphycus, loài Kappaphycus alvarezii Đây là loài cây sinh sản vô tính tự nảy

mầm, chồi hình thành cây mới, ưa mặn chỉ sinh trưởng và phát triển ở những vùng nước có độ mặn ( 28-30‰), nhiệt độ từ 25-280C, nước giàu các muối dinh dưỡng (A mon,nitrat, phosphat…), cường độ ánh sáng thích hợp nhất từ 30000-50000 lux Sự lưu chuyển và trao đổi nước thường xuyên đóng vai trò vô cùng quan trọng cho sự phát triển của cây rong tránh các bệnh thường gặp khi điều kiện môi trường bất lợi Loài rong này có tốc độ sinh trưởng nhanh trong những điều kiện thích hợp: Từ một bụi trồng ban đầu có trọng lượng 100g sau 60 ngày có thể tăng trưởng thành bụi rong có trọng lượng khoảng 14-16 kg Hiện nay rong sụn đang là đối tượng được nhiều người dân quan tâm vì điều kiện nuôi trồng dễ, ít mắc bệnh, thu nhập tương đối cao, thời gian thu hoạch ngắn, ngư dân có thể kết hợp trồng rong với việc nuôi trồng một số loại thuỷ sản mà không ảnh hưởng gì đến cây rong

• Thành phần hóa học của rong sụn [1]

Trong rong sụn hàm lượng protein tổng số khoảng 3% trọng lượng chất khô, có thể nói là thấp so với thành phần khác có trong rong cũng như so với các loại đậu nhưng vẫn cao hơn một số loài rau quả khác Tuy nhiên trong thành phần

protein có chứa 11 acid amin với hàm lượng khá cao, trong đó có 5 loại acid amin không thay thế ( bảng 1.1) do đó protein trong rong sụn có giá trị kinh tế khá cao

Bảng 1.1 Hàm lượng acid amin xác định được trong rong sụn

STT Acid amin

không thay thế

Hàm lượng(%)

STT Acid amin

thay thế

Hàm lượng(%)

Bảng 1.2 Thành phần hoá học của rong sụn

Thành phần Hàm lượng Đơn vị tính Thành phần Hàm lượng Đơn vị tính

Đặc biệt thành phần chính trong rong sụn là carrageenan với hàm lượng chiếm khoảng 40% khối lượng rong, trong đó loại carrageenan hoà tan chiếm 33%

và không tan chiếm 7% Carrageenan là một loại pollysacarid được liên kết bởi các phân đoạn Kappa(k), Lamda(λ), Iota(i), Mu(µ), Nu(ν)

Carrageenan chiết rút từ rong sụn Việt Nam thuộc loại carrageenan vì đa phần phân đoạn của mạch polysacarid có tính nhũ hoá, có tính

Kappa-kết nối, tính ổn định, đông Kappa-kết và tạo sức đông bề mặt tốt Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực trong thực phẩm, Carrageenan không tạo ra năng lượng đáng kể cho cơ thể vì không thuỷ phân hoàn toàn thành đường đơn, sinh năng lượng nhưng lại cần thiết cho cơ thể bởi vì nó cung cấp một lượng vi khoáng đáng kể đồng thời giúp cơ thể bài tiết được các chất độc, chữa bệnh mãn tính Tuy nhiên mức độ hấp thụ carrageenan còn tuỳ thuộc vào loại carrageenan

(k,і,λ ,µ ,ν)

Nhờ tính ưu việt trên mà ta đẩy mạnh công nghệ chế biến rong sụn thành thực phẩm, làm thức ăn quen thuộc trong khẩu phần hàng ngày của người dân Bên cạnh đó phải phát triển công nghệ sản xuất carrageenan để làm phụ liệu cho các ngành công nghiệp khác như: Thực phẩm, Dược phẩm, mỹ phẩm,dệt, nhuộm, polyme, phim ảnh

với thuật ngữ carrageenin Tên carrageenan hay carrageenin hay carrageenan – Iish moss (Là tên của một thị trấn ven biển Iish thuộc Carragheen )

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

• Cấu tạo và phân loại carrrageenan.[2]

Carrageenan là một loại colloid thuộc nhóm phycolloid có cấu trúc chung là một polyme mạch thẳng với liên kết luân phiên của β – D-galactopyranose qua liên kết 1,3 và α –D galactopyranose qua liên kết 1,4 Các liên kết ở vị trí số 3 xuất hiện các gốc có 2 và 4 sunphate hoặc không có sunphate trong liên kết ở vị trí số 4

ở các gốc có sunphate, gốc 2,6 disunphate, gốc 2,6 anhydride và 3,6 anhyđride – 2-sunphate Sunphate hoá ở vị trí số 3 không bao giờ có

Carrageenan tạo thành chủ yếu nhờ các mạch poly D-galactose bị sunphate hoá có phân tử luợng từ 500-700 đvc kết hợp với nhau bằng liên kết β-1,4 và C-1,3 luân phiên nhau Hợp phần cấu tạo của carrageenan còn có H2SO4, Ca2+, và 3,6 anhyđro-D-galactose Dạng tồn tại trong tế bào rong đỏ của carrageenan luôn được gắn với Ca2+, K+, Na+ như:R-(OSO3)2Ca, hoặc R-(OSO3)K (trong đó R là gốc carbuahyđro)

Trong công trình ban đầu thuỷ phân carrageenan cho thấy có 2 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 này

Nhiều công trình nghiên cứu trong thập niên 60 và 70 cho thấy carrageenan

có cấu trúc khác nhau và được định nghĩa theo 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 sunphate hoá, mức độ dehydrate hoá

Thị trường thế giới chủ yếu có ba chủng loại carrageenan là carrageenan, lamda-carrageenan, iota-carrageenan, trong đó Kappa – carrageenan phổ biến hơn chiếm tới 80%

Kappa-+ Kappa – carrageenan

Kappa- carrageenan là một loại polyme mạch ngắn xen kẽ giữa

D-galactose-4-sunphate(Gal S) và 3,6 anhyđro-D-galactose (Gal A) Cấu trúc phân

tử của kappa –carrageenan là một vòng xoắn kép bậc 3

+ Iota- carrageenan

Cũng giống như Kappa- carrageenan nhưng gốc 3,6 –anhydro –galactose lại

ở vị trí C số 2 Iota-carrageenan là carrageenan có nhóm SO42- nhiều nhất trong

mạch phân tử, cấu trúc vòng xoắn kép bậc 2, gel iota-carrageenan có tính chất đàn

hồi và mềm hơn so với kappa-carrageenan

+ Lamda-Carrageenan

Trong mạch phân tử, các đơn vị monomer được xen kẽ với nhau, các đơn vị gồm

D-galactose -2- sunphate (1,3) và D-galactose-2,6-disunphate (1,4)

Các phân đoạn này có tính đa phân tán nhưng chúng khác nhau ở thành phần

este sunphate và góc quay quang Lamda-carrageenan có khối lượng phân tử

cao và mạch dài hơn kappa-carrageenan.Thành phần của phân đoạn này phụ

thuộc vào chế độ xử lý, nấu chiết và loại rong nguyên liệu

● Tính chất của carrageenan [ 3]

Ở kappa-carrageenan và iota-carrageenan có gốc D-galactose hình thể

4C1, còn gốc 3.6 anhydro-D-glactose có hình thể 1C4 Trong lamda-carrageenan

thì chỉ D-galactose có hình thể 4C1 Các carrageenan khác nhau về mức độ

sunphate hoá, kappacarrageenan thường được sunphate hoá một phần ở nhóm

-OH của C6 của gốc D-galactose và ở nhóm –OH của C2 ở cả 2 gốc Trong

sunphate hoá còn gốc galactose chỉ được sunphate hoá 10% ở C2 và C6 Còn trong

gốc kia chỉ một phần ở vị trí C2

Mạch polysaccharid 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

monosaccharid 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 các oxy của C6 của gốc galactose của mạch này và gốc tương tự ở một mạch

khác Trong dung dịch có các xoắn kép có thể liên hợp với nhau để tạo cấu trúc

O

bậc 4 Cấu trúc 3 chiều như thế là cơ sở để tạo thành gel khi làm nguội trong dịch nước của carrageenan

Tỷ lệ các nhóm SO42- ở carrageenan khá cao nên làm cho các polyme 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 hai nhóm chính:

Nhóm 1: Chứa các loại mu, nu, kappa, iota, và các dẫn xuất 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 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 ( 1000g/cm2) do có sự tạo thành cầu nối liên kết caxisunphate giữa các phân tử carrageenan trong dung dịch

Hình 1: Qúa trình tạo gel đông của Carrageenan

Quá trình tạo gel của carrageenan:

Carrageenan ở thể dung dịch, phân tử hoà tan ở 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 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 dung dịch có cấu trúc bậc 3

Khi nhiệt độ 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 ở trạng thái gel đông Trường hợp có mặt của ion canxi thì gel đông bền vững hơn nhiều do tạo thành cầu liên kết canxiphosphate giữa hai phân

tử carrageenan hoặc giữa các cặp xoắn kép

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

Carrageenan là một polyme mang điện tích âm được hình thành do quá trình 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 polysaccharid có cực nên trương nở trong dung môi có cực (nước) Khả năng hoà tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau thể hiện ở (bảng 1.3)

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

Môi trường k -carrageenan i-carrageenan λ-carrageenan

Nước nóng Tan ở > 700C Tan ở > 700C Tan

loại muối

Sữa lạnh Không tan Không tan Phân tán dày

đặc Sữa lạnh

(tetrasodium

pyrophosphate)

đặc hoặc tạo gel Đặc hoặc tạo

gel hoặc tạo độ gel Tăng độ đặc

Không tan Không tan Không tan

Carrageenan tan trong nước đặc biệt là nước nóng ( có thể tan tới10%) tuy

nhiên tính tan còn phụ thuộc vào loại carrageenan Muối sodium của

K+ của carrageenan không tan được trong nước lạnh

nồng độ >65% và nhiệt độ 700C, trong khi i-carrageenan không hoà tan dễ dàng

trong dung dịch sucrose nóng ở bất kì nhiệt độ nào Bên cạch đó carrageenan tan trong anhydrous hydrazine, ít tan trong formamide và methyl sulfoxide, không tan trong dầu và dung môi hữu cơ

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

Khả năng tạo 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 thuận nghịch, khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thì 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 loại và số lượng muối có mặt trong dung dịch (bảng 1.4) Ngoài ra tính chất tạo gel của carrageenan còn phụ thuộc rất lớn vào công nghệ chiết rút, sự hình thành và phân

bố các gốc galactose trong mạch polyme

Bảng1.4:Tính chất tạo gel của các loại carrageenan khác nhau

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

Dung dịch carrageenan ít bị thuỷ phân trong môi trường pH = 9, ở môi trường pH=7 dung dịch muối Natri carrageenan bị đứt liên kết 3,6

anhydrogalactose Và từ phản ứng xác định tính thuỷ phân kiềm của nhóm ester sulphate của carrageenan đã nói lên cấu trúc của carrageenan có nhóm ester sulphate 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-,λ-) 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 đồng đẳng của oligosaccharide sulphate, 3-o-(3,6-anhydrose-α-D galactopyranose) –D-galactose -4-o-suffatca Carrageenan bị metyl hoá tạo ra các dẫn xuất metyl như 2,4,4,6-tetre-methyl D(L)-galactose và dựa vào đặc tính này người ta xác định được thành phần cấu trúc của carrageenan

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

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

Carrageenan cho 3 phản ứng màu đặc trưng: oerine, carbazone, diphenylamine Tất cả các cation có trong các polyme 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…

● Carrageenan có một số ứng dụng như sau:

Trong công nghệ sản xuất bánh mì, bánh quy, bánh cuốn, trong thực phẩm

có cấu trúc mềm, xốp

Trong công nghệ sản xuất sữa chocolate, cần phải tạo cho dung dịch sữa có

sự đồng nhất, ổn định và độ đặc nhất định Do đó carrageenan đã đựơc sử dụng đáp ứng các yêu cầu trên

Trong sản xuất kẹo carrageenan làm tăng độ chắc và độ đặc cho cây kẹo ngoài ra nó còn dùng để tạo độ bóng cho bề mặt một số sản phẩm bánh kẹo

Carrageenan còn được ứng dụng trong sản xuất các loại mứt đông, mứt dẻo …

Trong bảo quản và đóng hộp các sản phẩm thit: thịt gà, thịt vịt, xúc xích và các sản phẩm từ thịt khác

Carrageenan còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác: Trang trí các món

ăn, các loại dầu dấm để trộn salad, món thịt đông có trứng

Carrageenan còn ứng dụng để mạ băng cho sản phẩm đông lạnh nhằm làm giảm sự hao hụt trọng lượng do nước bay hơi và giảm biến đổi chất lượng thực phẩm do oxy hoá bởi không khí

+ Trong y dược và dược phẩm

Carrageenan được dùng để sản xuất ra các loại dược phẩm quan trọng như: sản xuất các loại thuốc tạo nhờn, nhũ tương để xoa lên các vết thương rất hữu hiệu, sản xuất các loại thuốc chống loét dạ dày, thuốc nhuận tràng, vì carrageenan

có khả năng cố định men pepsin để bảo vệ các vết loét mau lành

Carrageenan có cấu trúc sulphate có khả năng ngăn cản trực tiếp sự đóng cục màu đặc Nhờ có carrageenan mà con người đã nghiên cứu và thử nghiệm để điều trị bệnh cho con người

+ Trong việc nghiên cứu

Carrageenan là môi trường để nuôi cấy các loại vi sinh vật, 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 giảm sức ỳ cho tàu thuyền khi 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 polyme

+ Trong nông nghiệp

Carrageenan được dùng làm phân bón hữu cơ

+ Trong các ngành khác

Dùng carrageenan để sản xuất các loại sợi nhân tạo, sơn nước, phim ảnh, giấy viết…

1.2.MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARRAGEENAN Một số quy trình sản xuất carrageenan đã và đang được áp dụng hiện nay: 1.2.1 Phương pháp của Pliste[ 6]

Ly tâm

Làm trong

Khuấy và kết tủa Ngâm chiết

1.2.2.Quy trình chiết rút carrageenan của tác giả Đống Thị Anh Đào Trường Đại Học Kỹ Thuật [1]

Rong sụn (kappaphycus alvareii)

Xử lý ngâm tẩy màu , tẩy mùi

Thẩm thấu muối

Nghiền

Rong muối dưa (dạng rau muối hoặc dầm

Lọc bã

Xay nghiền Trích

Tạo màng Kết tủa

Xử lý Tách Ngâm dung dịch

Sâý Hoà tan

Thẩm thấu đường

Mứt

Với quy trình chiết, tinh chế carrageenan nói trên có thể thu nhận được 25% carrageenan so với tổng số 33% carrageenan có trong rong sụn, đạt hiệu suất thu hồi 75% Thành phần của carrageenan thu được có độ tinh khiết 85%, bởi vì hàm lượng tro vẫn còn cao khoảng 13.6%, có độ ẩm 12% Bên cạnh đó prôtêin tồn tại một lượng nhỏ, độ nhớt của carrageenan 11.5% đo ở 750C khoảng 500 cps (theo phương pháp đo Brookfield- RVF) Tổng kim loại nặng giảm đáng kể sau quá trình trích ly và tinh chế carrageenan

1.2.3 Quy trình sản xuất Kappa- carrageenan từ rong sụn nguyên liệu

(Eucheuma.sp và Hypnea.sp)[6]

Tẩy màu Rong

Ngâm nước qua đêm ở t0 phòng, lượng nước gấp 20 lần /khối lượng rong khô

Xử lý NaOH 5- 10%,t0 = 95- 1000C

Phơi khô + xay nghiền

Rửa

Lọc nóng

Nấu chiết (90- 950C) lượng nước gấp

20 lần/lượng rong khô

Kết tủa bằng KCl 1- 1,5 %

Ép tách nước Rửa sạch KCl

Carrageenan (dạng bột )

1.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất carrageenan của Trung Quốc trên

rong Eucheuma Hypncau.[ 2]

T0=80-900C Thời gian ngắn

Tạo gel đông(t0 phòng)

Cô đặc

Bột carrageenan

Rửa Cắt sợi ,thỏi

Carrageenan sợi , thỏi

T0=95-1000C Thời gian và tỷ lệ nước thích hợp

H 2 O

1.2.5 Quy trình sản xuất carrageenan từ rong sụn (kappaphycus

Làm nguội

Rửa Loại nước (dùng

1.2.6 Giải thích một số công đoạn trong công nghệ sản xuất carrageenan

* Xử lý rong trước khi nấu chiết

+ Xử lý rong trong môi trường kiềm

Mục đích xử lý trước khi nấu chiết:

Việc xử lý rong trước khi nấu chiết carrageenan đóng vai trò quan trọng

trong quá trình sản xuất carrageenan Công đoạn xử lý kiềm có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm

Xử lý rong trước khi nấu chiết nhằm loại bỏ tối đa lượng tạp chất: Chất màu, chất mùi, khoáng chất, protêin, cellulose, lipid không có lợi cho sản phẩm, đồng thời còn bào mòn lớp màng bao bên ngoài cây rong, làm suy yếu liên kết của màng tế bào chứa carrageenan từ đó rút ngắn thời gian nấu chiết, nâng cao hiệu quả và chất lượng carrageenan

Dùng dung dịch NaOH để xử lý rong trước khi nấu chiết carrageenan có tác dụng:

- Thuỷ phân bào mòn màng cellulose và phá vỡ nhiều lớp tế bào sắc tố, khử sắc tố trong rong

- Môi trường kiềm thuỷ phân được một số protein và lipid tan trong môi trường kiềm

- Dùng dung dịch NaOH còn có tác dụng khử ion SO42- của carrageenan,

từ đó làm tăng sức đông của carrageenan, muối hoà tan trong nước nên chúng được loại ra ngoài trong công đoạn rửa sau

Việc sử dụng NaOH để xử lý cho rong mang lại nhiều ưu điểm, tuy nhiên một số khoáng Ca, Mg,… lại không tách ra được trong môi trường kiềm NaOH cũng ảnh hưởng lớn đến liên kết mạch carrageenan Cho nên cần nghiên cứu chế

độ xử lý thật thích hợp về nồng độ, nhiệt độ, thời gian để tạo carrageenan có sức đông cao

ROSO 3- + 2NaOH ROH +Na2SO2 +OH-

ROSO 3 H +NaOH ROH +Na 2 SO 2 +H 2 O

+ Xử lý trong môi trường nước nóng

Môi trường nước nóng có tác dụng :

- Làm trương nở tế bào

- Tách bớt một lượng nhỏ chất màu, chất khoáng hoà tan

- Làm yếu liên kết glucozide của màng cellulose và màng tế bào cây

rong

+ Xử lý trong môi trường acid

Khi xử lý rong trong môi trường acid cũng xảy ra một số hiện

tượng:

- Thuỷ phân bào mòn màng cellulose của cây rong, đồng thời nó cũng làm yếu liên kết màng tế bào chứa carrageenan, làm vỡ lớp ngoại bì chứa đầy sắc tố, loại sắc tố ra khỏi cây rong

- Acid có tác dụng khử khoáng

Tuy nhiên việc sử dụng acid cũng có một số điểm cần lưu ý là cần phải xác định thời gian, nhiệt độ, nồng độ acid cho phù hợp với từng loại rong để đảm bảo nâng cao hiệu suất thu hồi và đảm bảo chất lượng carrageenan

Môi trường acid có những ưu điểm riêng nhưng nó cũng có những mặt hạn chế như: trong môi trường acid thì không thể tẩy được triệt để SO42- …

Do vậy mà người ta thường kết hợp xử lý kiềm và xử lý acid để đạt được yêu cầu cao hơn, đông thời khắc phục được những hạn chế của từng môi trường

* Quá trình nấu chiết carrageenan

Nấu chiết carrageenan là khâu quan trọng và chủ yếu của toàn bộ quy trình sản xuất carrageenan

( ROSO 2 O)Ca +2HCl CaCl 2 +2ROSO 3 H

( ROSO 2 O)Ca +H 2 SO 4 CaSO 4 + 2ROSO 3 H

Mục đích của khâu này là phải đạt được hiệu suất thu hồi cao và đảm bảo chất lượng carrageenan

Quá trình nấu có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi và chất lượng carrageenan như: môi trường nấu chiết, thời gian, nhiệt độ, lượng nước, thiết bị…

+ Môi trường nấu chiết

Môi trường nấu có thể là môi trường acid, kiềm, môi trường trung tính

+ Nhiệt độ nấu

Carrageenan không hoà tan trong nước lạnh và nước thường do đó muốn nâng cao hiệu suất thu hồi carrageenan phải nấu chiết ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hoà tan của nó Nấu chiết carrageenan trong môi trường trung tính với tỷ lệ nước nấu bằng 20 lần khối lượng rong khô, nấu ở nhiệt độ 90-950C

Khi nấu ở nhiệt độ cao hơn thì thời gian nấu giảm đi nhưng mạch polyme của carrageenan bị phân huỷ cắt mạch làm cho sức đông của carrageenan bị giảm nhiều tạp chất cellulose bị nhiệt phân tạo thành glucose hoà tan làm cho chất lượng của carrageenan giảm

Khi nấu ở nhiệt độ nhỏ hơn 900C thì thời gian nấu chiết dài, mạch polyme của carrageenan bị thuỷ phân cắt mạch làm giảm sức đông của carrageenan Mặt khác mức độ hoà tan của carrageenan giảm, từ đó làm giảm hiệu suất thu hồi carrageenan

Vì thế quá trình nấu chiết tốt nhất nên được thực hiện ở nhiệt độ 90-950C kết hợp khuấy đảo gián đoạn tránh hiện tương bị khê ở đáy nồi, tránh hiện tượng sôi cục bộ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

+ Thời gian nấu chiết

Thời gian nấu chiết phụ thuộc vào từng loại rong, phương pháp xử lý rong trước khi nấu chiết, môi trường nấu chiết …

Thời gian nấu chiết sẽ giảm được đáng kể khi tăng nhiệt độ nấu chiết hay

xử lý đặc biệt trước khi nấu chiết hoặc nấu trong môi trường acid

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, trong mọi trường hợp hàm lượng và độ chắc của keo rong tăng dần theo thời gian nấu chiết.Tuy vậy vẫn có một giới hạn

nào đó mà sau đó số lượng và chất lượng thành phẩm sẽ giảm xuống hẳn Người ta gọi đó là giai đoạn giới chuyển hay tới hạn và điểm giữa là điểm tới hạn Như vậy khi kéo dài thời gian nấu đến điểm tới hạn cho phép nâng cao dần sức đông và hàm lượng carrageenan thành phẩm

+Tỷ lệ nước nấu (modun thuỷ áp)

Modun thuỷ áp ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ thu hồi carrageenan và độ chắc của thạch carrageenan

Nếu modun thuỷ áp quá cao sẽ tạo dung dịch keo có nồng độ thấp, độ chắc của thạch carrageenan yếu, khó thao tác cho công đoạn sau như ép tách nước.Thể tích chứa đựng thạch lớn, cồng kềnh gây tốn kém cho công tác tách nước Khi modun thuỷ áp cao sẽ làm cho hiệu suất thu hồi carrageenan cao và tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn lọc được dễ dàng

Nếu modun thuỷ áp quá nhỏ thì thạch tạo ra có độ chắc cao, khắc phục được các nhược điểm trên, nhưng lại xuất hiện những nhược điểm là: nồng độ dịch keo cao nên độ nhớt lớn làm cản trở quá trình lọc, tốc độ hoà tan carrageenan từ nguyên liệu vào môi trường nấu cũng giảm do độ nhớt cao, hệ số khuếch tán giảm, chênh lệch nồng độ giữa nguyên liệu và dung dịch giảm

Do đó trong thực tế cần phải xác định modun thuỷ áp hợp lý cho mỗi loại rong Modun thuỷ áp hợp lý để đạt yêu cầu sao cho sau khi nấu chiết nồng độ carrageenan của dung dịch đạt từ 1-1,5%, vì ở nồng độ này dung dịch keo thoả mãn các yêu cầu:

- Dịch thạch lọc dễ dàng

- Thạch đông chắc

- Không gây trở ngại cho thao tác của công đoạn tiếp theo

Việc xác định modun thuỷ áp được xác định theo công thức sau:

Trong đó :

N: Là lượng nước nấu (lít)

A: Hàm lượng carrageenan có trong nguyên liệu ,%

D: Sức đông của carrageenan ,g/cm2

R: Khối lượng rong khô của mỗi lần nấu, kg

C: Hệ số phụ thuộc vào sức đông

1.3 GIỚI THIỆU VỀ BỘT KONJAC [ 6]

Konjac là một loại cây trồng lâu năm, nó được trồng nhiều nơi ở phía Nam

và Trung Đông của Trung Quốc Bột konjac được sản xuất từ những hạt có chất lượng tốt hoặc từ những thân cây rỗng của cây konjac, những sản phẩm từ konjac thì có tính chất đặc trưng của hạt như: độ trong cao, độ nhớt lớn, hệ số hút nước trương nở cao, khả năng tan rã trong nước cũng nhanh nhưng nó lại bền trong điều kiện thích hợp

Thành phần chính của konjac là Glucomannan, khi phối trộn vào trong thực phẩm với lượng nhỏ và gia nhiệt thì nó sẽ kết hợp với protein của thực phẩm làm tăng độ dẻo dai và khả năng tạo sợi cho sản phẩm Konjac thì giàu amino acid và các khoáng vi lượng cần thiết cho cơ thể con người, và nó cũng có những tính chất vật lý và hoá học đặc trưng của một loại polisaccharid đó là: tính hoà tan trong nước, tạo đặc, ổn định, tạo đông, tạo màng, tạo kết dính … vì thế nó sẽ giúp cho thực phẩm trở nên tốt hơn Nhờ có những đặc tính đó mà konjac gum ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp thực phẩm

C*100 A*D*R

N =

● Thành phần hoá học :

Konjac chứa 50-60% là glucomannan, 20-30% tinh bột, 2-5% chất xơ, 5-10% protein thô, 3-5% đường hoà tan (monosaccharid và oligosaccharide) và 3-5% là khoáng

● Cấu tạo hoá học của Konjac Glucomannan (KGM)

Konjac là polysacchride, nó được hình thành nhờ quá trình polyme hoá giữa các phân tử glucose và mannose theo tỉ lệ 1: 1,6 bởi liên kết β-1,4 Ở vị trí C3 của một vài phân tử glucose có sự hình thành các mạch nhánh bởi các liên kết β-1,3 ở trên mạch chính cứ 3.280 phân tử glucose thì có một mạch nhánh và trên mỗi mạch nhánh lại có khoảng vài chục phân tử glucose Trên mạch nhánh cứ 19 phân

tử glucose sẽ liên kết với một nhóm acetyl bởi liên kết ester Trọng lượng phân tử của KGM khoảng 1.000.000 – 2.000.000 daltons tuỳ thuộc vào loại, chủng loại konjac, phương pháp chế biến và thời gian bảo quản nguyên liệu thô

Hình 2:cấu tạo hoá học của Konjac glucomannan

● Tính chất của Konjac glucomannan:

+ Khả năng hoà tan trong nước

Konjac glucomannan có thể hoà tan trong nước lạnh và nước nóng, có khả năng hút nước lớn (100- 200 lần ) tạo thành khối dạng sệt và ta có thể cắt mỏng Độ nhớt sẽ giảm khi ta cắt nhỏ Do đó mà ta có thể kiểm soát được độ nhớt trong các điều kiện cụ thể

+ Khả năng tạo đặc

Glucose Glucose

Tính chất riêng của các phân tử có trọng lưọng lớn có khả năng hút nước tốt

và konjac glucomannan là các tác nhân tạo đông rất tốt Độ nhớt đạt 5000- 40000 mpa khi hoà tan 1% konjac glucomannan Nó là chất có sức đông cao nhất và cao hơn cả Gum Guar và Gum quả, do đó nó đáp ứng được yêu cầu thực tế của quá trình sản xuất Bột konjac có khả năng tạo đông ở nhiệt độ thấp và kết quả tạo cấu trúc tốt hơn Konjac có khả năng duy trì độ ổn định và cấu trúc được phục hồi tốt hơn khi làm ẩm và gia nhiệt

+ Độ ổn định

Khi so sánh với các chất tạo độ đặc khác như Xanthagum, Guar Gum, Locust bean Gum…Konjac gum là loại không có khả năng ion hoá vì thế không bị ảnh hưởng bởi lượng muối cho vào. Ở nhiệt độ phòng thì ổn định của Konjac rất tốt, thậm chí ngay cả ở pH giảm xuống dưới 3,5 khi Konjac gum dùng để thay thế Locust bean Gum như một tác nhân tạo sự ổn định thêm vào trong kem, fomat và một số sản phẩm khác thì độ ổn định của sản phẩm rất tốt và ngăn cản hiện tượng kết tinh

+ Tạo đông

Konjac glucomannan là chất tạo đông duy nhất, khi thêm một ít kiềm vào dung dịch chứa 2-3% Konjac và gia nhiệt 850C, khuấy đảo trong 2 giờ thì tạo ra độ đàn hồi tốt Khi tạo thành thể rắn cấu trúc gel bị đảo ngược, gel này có độ ổn định rất tốt và khó tan chảy khi kéo dài thời gian gia nhiệt Những Gum khác như Guar Gum và carrageenan không có khả năng tạo gel có đặc tính trên

Khả năng tạo độ ổn định của các gum là khác nhau: bột konjac guar gum, carrageenan và các gum khác Bằng việc sử dụng các tính chất gel đảo ngược của konjac có thể tạo ra các đặc tính đa dạng của phẩm như: Konjac cake, noodle, làm giả thức ăn cho động vật, thực vật

Konjac gum và Xanthan gum không có khả năng tạo gel khi sử dụng riêng

lẻ, nhưng khi sử dụng kết hợp trong những điều kiện thích hợp thì tạo gel ở pH=5 Khi phối trộn konjac gum và xanthan gum với tỷ lệ 1:4 thì gel tạo ra có độ cứng cao nhất, còn khi tỷ lệ konjac tăng lên vào carrageenan thì tạo ra tính chất về độ dẻo, dai cho sản phẩm

Nhìn chung konjac được trồng ở những vùng trung du miền núi và cách xa nơi có không khí và nguồn nước bị ô nhiễm ở thành thị, thêm vào đó những người nông dân trồng konjac không được sử dụng các loại thuốc độc hại và phân hoá học

Vì vậy nguyên liệu thô không sợ bị nhiễm bẩn

● Một số đặc tính sinh lý của Konjac

+ Làm chậm quá trình hấp thụ đường, tăng đào thải cholesterol

- Cơ chế làm giảm lượng đường trong máu của konjac là nó làm giảm khả năng hút nước của đường Dựa vào đặc tính này các nhà y học đã nghiên cứu và thấy rằng glucomannan có thể tạo ra độ nhớt làm tăng khả năng tiêu hoá của thực phẩm ở dạ dày và làm giảm khả năng hút nước Như vậy trong thực tế sử dụng konjac điều trị bệnh tiểu đường rất hiệu quả

- Cơ chế mà konjac giảm lượng cholesterol có trong máu nhìn chung là có liên quan đến khả năng hấp thụ và liên kết với cholesterol có ở trong ruột già và tăng khả năng bài tiết của acid cholic Bột konjac có khả năng ngăn cản sự hấp phụ cholesterol của thành ruột già, acid cholic, kim loại nặng và các chất màu tổng hợp dùng trong thực phẩm

+ Ngăn chặn và chữa trị chứng táo bón và béo phì

Cũng như các gum tự nhiên có khả năng hút nước cao khác, bột konjac hấp thụ nước trương nở dẫn đến làm tăng thể tích phân gây áp lực ở ruột già làm tăng đào thải phân

Do khả năng hút nước và trương nở lớn nên konjac sẽ làm tăng dung tích của

dạ dày tạo cảm giác no nên có thể dùng trong điều trị béo phì

+ Nhờ có khả năng tạo sợi nên được sử dụng để làm các sản phẩm ăn liền :cháo ăn liền, mì ăn liền, thịt viên, xúc xích, bánh mì và có khả năng giữ ẩm cho sản phẩm thực phẩm

+ Nhờ có khả năng tạo đông mà nó được sử dụng để sản xuất các loại kẹo mềm, kẹo dẻo, kẹo cứng, và cũng có thể dùng làm các sản phẩm mô phỏng

+ Nhờ khả năng tạo màng tự nhiên chúng ta sử dụng bột konjac để sản xuất các màng bao nguyên liệu (dạng tự tiêu) và màng bao thực phẩm đã qua sơ chế + Nhờ những tính chất hoá lý đặc trưng người ta ứng dụng konjac vào trong công nghệ in, nhuộm, công nghiệp hoá chất và bảo vệ môi trường

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

● Nguyên liệu rong: Rong sụn Kappaphycus alvarezii được nuôi trồng ở

Cam Ranh - Khánh Hoà Rong sau khi thu nhận rửa sạch bằng nước phơi khô cho đến độ ẩm 34- 40% dùng làm nguyên liệu nghiên cứu thu nhận Carrageenan ● Bột konjac: có nguồn gốc từ Trung Quốc do công ty GELEXIM (Q.1- TPHCM) độc quyền phân phối

● Nguyên liệu phụ:

- Thạch dừa :Mua tại siêu thị maximarx Nha Trang, do công ty TM-DV Việt Tân Bến Thành Sài Gòn sản xuất Đảm bảo vê sinh an toàn thực phẩm Có kích cỡ vừa phải, đồng đều phù hợp với cỡ hộp

- Đường: Đường trắng do công ty đường khánh hoà sản xuất Đường không

có tạp chất, độ ẩm ≤ 5% và đạt các yêu cầu dùng trong thực phẩm

- Màu thực phẩm: xanh,đỏ, tím,vàng do Mỹ sản xuất

- Hương trái cây: nho, cam, khoai môn do Việt Nam sản xuất

Màu thực phẩm và hương trái cây thực phẩm được mua tại cửa hàng phân phối phụ gia thực phẩm tại số nhà 45 đường 2/4 Nha Trang, được nhà nước cấp giấy phép kinh doanh phụ gia thực phẩm

Sử dụng màu thực phẩm và hương liệu trái cây không được vượt quá giới hạn cho phép dùng trong thực phẩm

- Acid citric, KCl, Kalisorbate:hàm luợng dùng không đựợc vượt quá giới hạn cho phép dùng trong thực phẩm

- Bao bì sử dụng phải đạt các yêu cầu như :không thấm khí, không thấm nước, không tương tác với sản phẩm, có thể in được trên bao bì,…

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Các phương pháp phân tích hoá học và vật lý

• Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy (phụ lục1)

• Xác định hàm lượng tro tổng số bằng phương pháp nung (phụ lục 5)

• Xác định sức đông của Carrageenan, sản phẩm kẹo thạch bằng thiết bị đo

• Xác định tỷ lệ phối trộn Carrageenan -bột konjac để nấu thạch bằng cách

đánh giá cảm quan trạng thái: độ đàn hồi khi uốn cong, độ dẻo dai, độ giòn

và cứng

• Xác định nồng độ thạch dựa trên đánh giá cảm quan trạng thái:độ dẻo dai, độ giòn,độ trong

• Xác định nồng độ đường, màu sắc, hương vị

• Đánh giá sơ bộ về chất lượng sản phẩm kẹo thạch với các chỉ tiêu về màu sắc, mùi, vị, trạng thái

Xây dựng thang điểm cảm quan cho sản phẩm (phụ lục 6) và đánh giá sơ bộ

về chất lượng sản phẩm bằng phương pháp cho điểm

Sử dụng các loại thiết bị hiện có của phòng thí nghiệm:

- Sử đông, tủ sấy, nhớt kế, thiết bị đo sức đông

2.4 Xử lý số liệu

Các thí nghiệm đều thức hiện 3 lần, kết quả là giảtị trung bình chung giữa các lần thí nghiệm, xử lý số liệu và vẽ đồ thị bằng bằng phần mềm excell

2.5 Quy trình dự kiến

Dựa vào tài liệu tham khảo và hướng dẫn của thầy Đỗ Văn Ninh tôi dự kiến

quy trình chiết rút carrageenan từ rong sụn (Kappaphycus alvarezii) và quy trình

sản xuất sản phẩm kẹo thạch Carrageenan - nhân thạch dừa như sau:

2.5.1.Quy trình dự kiến sản xuất carrageenan từ rong sụn

- Số lần thay nước :1-3 lần

Rửa

Nấu chiết lần 2 Bã lọc

Đông lạnh (Làm đông chậm) Cắt thỏi, sợi

Tạo gel đông (nhiệt

Tan băng

Phơi khô

Bột Carrageenan Xay nghiền

Bột Carrageenan thành phẩm

Bao gói

Carrageenan dạng sợi

2.5.2.Quy trình dự kiến nghiên cứu sản xuất kẹo thạch Carrageenan –nhân

nhỏ Thạch dừa

Bột Carrageenan Bột Konjac