CARRAGEENAN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN VÀ ỨNG DỤNG

- Nhóm rong cho Carrageenan: bao gồm các loài như: Chondruscripus, Carrageenan được tách chiết từ các loài rong đỏ, một trong những chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất của carrageenan c

CARRAGEENAN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN VÀ ỨNG DỤNG

CARRAGEENAN TÍNH CHẤT LƯU BIẾN VÀ ỨNG DỤNG NCS ThS Đặng Xuân Cường 1 , TS Đào Trọng Hiếu 2

MỞ ĐẦU

Rong đỏ hay tảo đỏ là những loại rong biển khi tươi có màu hồng lục, hồng tím, hồng nâu Khi khô tuỳ theo phương pháp sơ chế mà chuyển sang màu nâu, màu vàng và nâu vàng Ngành rong đỏ có khoảng 2500 loài của gần 40 chi, thuộc nhiều loại và phần lớn sống ở biển, ở nơi nước sâu, song cũng có khi mọc ở chỗ nước nông, ánh nắng nhiều chúng sẽ không còn giữ được sắc tố đỏ mà có màu hơi vàng, nâu hoặc da lươn Cấu tạo chủ yếu từ nhiều tế bào, trừ một số ít thuộc dạng một tế bào hay quần thể Rong có dạng hình trụ tròn, dẹt, đai phiên chia nhánh hoặc không Phần lớn chia nhánh theo kiểu một trục, một số ít theo kiểu hợp trục Sinh trưởng chủ yếu ở đỉnh, ở giữa đốt hay phân tán

Trên thế giới rong đỏ thường được sử dụng với một lượng lớn để phục vụ cho con người, một số loài có hàm lượn cao về Agar, Carrageenan, Furcellaran được sử dụng trong chế biến keo rong

Phần lớn rong đỏ có cấu tạo đa bào Theo tài liệu của FAO, các loài rong đỏ được chia làm ba nhóm chính:

- Nhóm rong cho Agar: bao gồm các loài như Gelidium, Graccilaria và

Acanthopeltis Trong đó Gelidium, Graccilaria được dùng nhiều trên thế giới để sản xuất

agar

- Nhóm Gelans: nhóm rong này dùng để sản xuất Furcellaran, điển hình của nhóm

rong này là Furcellaria

- Nhóm rong cho Carrageenan: bao gồm các loài như: Chondruscripus,

Carrageenan được tách chiết từ các loài rong đỏ, một trong những chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất của carrageenan chính là các tính chất lưu biến, liên quan đến sự chảy và sự biến dạng của vật chất dưới tác dụng của ngoại lực Nghiên cứu về tính chất lưu biến của carrageenan để ứng dụng vào đời sống, sản xuất sẽ giúp chúng ta hiểu biết về vật chất, đánh giá được vật chất, thiết kế và xây dựng được quy trình thiết bị sản xuất, tạo

ra những sản phẩm mới ứng dụng trong đời sống, định hướng được các vấn đề phát sinh cần giải quyết trong quá trình vận hành thiết bị,…

Trong ngành công nghệ thực phẩm, chế biến thủy sản, chất phụ gia là thành phần không thể thiếu và chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của ngành Trong các chất phụ gia, hydrocolloid hay polysaccharide như carrageenan, xanthan gum, alginate,… cũng đóng vai trò rất quan trọng Chúng đảm nhiệm vai trò như chất tạo gel, tạo nhớt, tạo đặc, nhũ hóa, ổn định,…

Do vậy chuyên đề này tập trung nghiên cứu về tính chất lưu biến, đưa ra các cơ sở khoa học và thực tiễn để ứng dụng carrageenan trong cuộc sống

Mãi 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 nghiên cứu đã được tiến hành để giải đáp cho vần đề này và cuối cùng họ đã tìm được một chất có tính chất giống như gelatin Đó chính là Carrageenan

Tên Carrageenan hay Carrageenan – irish moss là tên của một thị trấn ven biển Irish thuộc Carrageenan

Cùng vơí sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật cũng như thiết bị hiện đại, ngày nay chúng ta đã khám phá ra những diều hữu ích mà Carrageenan đã mang lại Từ những loài

tảo đỏ (Rhodophyceae) người ta đã phát hiện ra nhiều loại Carrageenan khác nhau Các

loại này bao gồm: Kappa-Carrageenan, Lamda-Carrageenan, Iota-Carrageenan

1.2 Cấu trúc

Carrageenan tồn tại trong ma trận nội bào và thành tế bào rong biển, là polysaccharide phân tử cao với hàm lượng ester-sulfate từ 15% - 40% Chúng bao gồm các đơn vị cơ bản là galactose và 3,6-anhydrogalactose (3,6 AG) với các liên kết α-(1,3) and β-(1,4) glycosidic, cả 2 đơn vị này đều có thể được sulfate hóa hoặc không Sự khác nhau về đặc tính giữa kappa, iota và lambda carrageenan là số lượng và vị trí nhóm ester sulfate groups cũng như hàm lượng 3,6-AG Hàm lượng ester sulfate cao đồng nghĩa với nhiệt độ hòa tan thấp và độ chắc gel thấp Kappa carrageenan có hàm lượng ester sulfate khoảng 25% - 30% và hàm lượng 3,6-AG khoảng 28% - 35% Iota carrageenan có hàm lượng ester sulfate khoảng 28% - 30% và hàm lượng 3,6-AG khoảng 25% - 30% Lambda carrageenan có hàm lượng ester sulfate khoảng 32% - 39% và không có 3,6-AG [1] [68]

Kappa-Carrageenan: Là một loại polymer mạch ngắn xen kẽ giữa

D-galactose-4-sulphat (Gal S) và 3,6 – Anhydro-D-galactose (GalA) Cấu trúc phân tử Carrageenan là một vòng xoắn kép bậc 3

kappa-Hình 1.1 Cấu trúc củaKappa carrageenan

Iota-Carrageenan: Cũng giống như Kappa-Carrageenan nhưng gốc

3,6-Anhydro-galactose lại ở vị trí cacbon thứ 2 Iota –Carrageenan là Carrageenan có nhóm SO42- nhiều nhất trong mạch phân tử, cấu trúc là vòng xoắn kép bậc 2 Gel Iota- Carrageenan có tính đàn hồi

Hình 1.2 Cấu trúc củaIota carrageenan

Lamda-Carrageenan: Trong mạch phân tử, các đơn vị monomeric được xen kẽ với

nhau: đơn vị D-galactose-2-sulphat (1,3) và D-galactose 2,6-disulphat

Hình 1.3 Cấu trúc củaLambda carrageenan

Các phân đoạn này đều 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 và nhiệt độ chiết và loại nguyên liệu

Ở Kappa-Carrageenan và Iota-Carrageenan các gốc D-galactose có hình thể 4

C.1, còn gốc 3,6-Anhydro - D-galactose có hình thể 1C.4 Trong lamda-Carrageenan thì chỉ có D-galactose có hình thể 4C1 Các Carrageenan khác nhau về mức độ sulphat hoá, kappa-Carrageenan thường được sulphat hoá một phần ở hydroxyl C6 của gốc D-galactose và ở

OH của C2 ở cả hai gốc Trong Iota-Carrageenan thì OH ở vị trí C2 của gốc Anhydro

galactose luôn luôn được sulphat hoá và chỉ có 10% có 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 và 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 disaccharide tạo nên

Ở trong Iota-Carrageenan các gốc 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 là Carrageenan có cấu trúc bậc 3 Thường cấu trúc bậc 3 như thế được ổn định nhờ các liên kết hydro giữa oxy ở C6 của gốc galactose ở mạch này và của 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 3 chiều như thế là cơ sở tạo thành gel khi làm nguội trong dịch nước của Carrageenan

Tỉ lệ các nhóm SO42- ở Carrageenan khá cao nên làm cho Polymer ở dạng Anion này phản ứng được với các phân tử protein tích điện dương do đó là cho độ nhớt của dung dịch protein tăng lên Khi có mặt của ion Kali thì các Carrageenan sẽ tạo gel giống như gel của agar

Trong môi trường acid yếu Carrageenan chuyển thành carrgeenic Trong cây rong acid carrgeenic được trung hoà bởi các ion kim loại như: Ca2+

, K+, Na+… Carrageenan có công thức cấu tạo đơn giảm là: R=(OSO3)2Ca

II CÁC TÍNH CHẤT LƯU BIẾN CỦA CARRAGEENAN

Carrageenan có các tính chất khác nhau như hòa tan trong nước lạnh, nước nóng, sữa nóng, sữa lạnh, dung dịch đường và dung dịch muối, tạo gel, tạo độ nhớt cho dung dịch, liên kết với protein cũng như liên kết với các polysaccharide khác Do đó khi ở các trạng thái khác nhau hay ở các dạng sản phẩm khác nhau, carrageenan góp phần tạo nên những tính chất lưu biến khác nhau đặc trưng ở các sản phẩm Carrageenan tồn tại ở các dạng bột, sợi, vảy, thanh, lỏng và bán rắn

2.1 Độ rắn

Ở một nhiệt độ nhất định, độ rắn là một hàm của thời gian và thể hiện như một hàm của sự phá hủy trong một mô hình nhất định Tính chất lưu biến này thể hiện khi carrageenan ở dạng bột, dạng sợi, dạng vảy, dạng thanh và dạng bán rắn Độ rắn của carrageenan được tính toán theo công thức sau:

(2.1) Trong đó:

Độ rắn của carrageenan được xác định thông qua chạy X-ray

Trong đối tượng cụ thể có thể có các phương pháp xác định độ rắn khác nhau, như:

Độ rắn của bánh được đo bằng máy TPA Texture Analyzer (TA-XT2i, Stable Micro Systems, England) Bánh được cắt mỏng với độ dày 15mm được ép bằng pít tông nhôm đường kính 50mm với lực 5kg/ô Tỷ lệ trước, trong và sau khi kiểm tra là 3,0, 1,7 và 1,7mm/s Đường cong nén của bánh (khoảng cách và lực) đã được thể hiện, và 25% lực như kết quả đo độ rắn của bánh theo phương pháp AACC International method 74–09 [9]

6 lát/01 bánh được phân tích

Độ rắn của bơ thực vật và chất béo được xác định trên thiết bị CT3 với 4,5kg lực/

ô, fixture Base Table (TA-BT-KIT), đường kính xi lanh 5 mm (TA35) và phần mềm texture Pro CT [27]

Phân tích texture (độ rắn, độ cứng, sự bung, sự kết dính, gumminess, chewiness và khả năng phục hồi) của bánh mì kết hợp hạt kê được phân tích bằng máy Texture Analyzer (Make Stable Micro System, UK, Model TA-XT2) [58]

2.2 Độ trương nở

Độ trương nở là khả năng hấp thụ nước hay dung dịch của carrageenan Các dạng tồn tại của carrageenan đều có đặc tính trương nở Tuy nhiên sự trương nở phụ thuộc vào kiểu cấu trúc của chúng, loại ion kim loại, nồng độ ion, loại dung dịch được carrageenan hấp thụ

Khả năng trương nở của gel κ-carrageenan trong dung dịch nước và KCl [38] được nghiên cứu thông qua các thí nghiệm truyền photon với sự chuẩn bị gel có chứa ion K+ ion

và ion K+

được coi như nhân tố tạo gel Cường độ photon được truyền, I tr, liên tục tăng trong khi carrageenan trương nở phụ thuộc vào hàm lượng carrageenan và ion trong gel Khả năng trương nở trong khi truyền photon được tính toán theo công thức của Li–Tanaka Lý thuyết và thực nghiệm đều cho thấy sự trương nở của gel có hàm lượng ion và carrageenan thấp cần ít thời gian hơn so với gel có hàm lượng ion và carrageenan cao Sự

di chuyển trong nước tinh của mạch có cấu trúc xoắn đôi là nhanh hơn so với dung dịch KCl trong quá trình trương nở Hằng số thời gian trương nở τ1 và hệ số khuếch tán, D o, được sử dụng để đo độ trương nở gel trong nước và dung dịch KCl

Kết quả nghiên cứu [38] cho thấy giá trị τ1 tăng theo cấp số nhân khi hàm lượng carrageenan tăng, điều này cho thấy quá trình trương nở của gel đặc sẽ mất thời gian nhiều hơn gel rắn Trong đó gel chắc hay lỏng phụ thuộc vào cấu trúc carrageenan, số lượng và loại ion, gốc sulfate trong carrageenan Từ đó, sự trương nở của gel lỏng lớn hơn so với gel đặc Điều này có thể hiểu rằng, gel lỏng có ít xoắn đôi và linh hoạt hơn so với gel đặc Mặt khác, cấu trúc xoắn đôi di chuyển trong gel lỏng nhanh hơn trong gel đặc Hơn nữa,

sự gia tăng cường độ chiếu photon Itr trong khi gel carrageenan trương nở có thể trực tiếp tiên đoán hình thái bên trong gel [38]

Động học trương nở [38]

Động học trương nở của gel đã chỉ ra rằng sự thay đổi tương đối giữa độ dày và đường kính là giống nhau, đồng nghĩa với việc quá trình trương nở không phải là quá trình khuếch tán Thực tế, sự thay đổi tương đối giữa độ dày và đường kính đến từ modulus cắt

(shear) khác không, μ đến từ sự thay đổi tổng năng lượng cắt đối với sự thay đổi nhỏ nhất

trên mô hình có khối lượng không đổi và gel là zero Hệ số ma sát (f) cao giữa mạng lưới

và dung môi, sự ngăn cản di chuyển của mạng lưới dẫn đến sự giãn ra (relaxation) gần như khuếch tán Công thức di chuyển của mạng lưới trong quá trình trương nở như sau [74]:

(2.2) Trong đó: u là vector thay thế được đo từ vị trí cân bằng cuối cùng sau khi gel đã trương nở hoàn toàn (u = 0 ở t = ∞) Do = (K + 4μ/3)/f là hệ số khuếch tán t biểu thị thời gian và K là modulus khối Biến dạng cắt xảy ra trong quá trình gel trương nở không được

xử lý đúng sẽ không thể giải thích xu hướng đẳng nhiệt của trụ gel Sự hạn chế này phụ thuộc vào mô đun cắt của mạng lưới, vì mô đun này giữ ổn định hình dạng gel thông qua việc giảm thiểu biến dạng không đẳng hướng Đối với gel hình đĩa, bất kỳ sự thay đổi nào

ở đường kính đều dẫn đến thay đổi độ dày gel Lúc này tổng năng lượng gel được chuyển đổi thành năng lượng khối và năng lượng cắt Năng lượng khối liên quan đến sự thay đổi

thể tích Năng lượng cắt Fsh có thể điều chỉnh bằng hình dạng gel [74]

δFsh = 0 (2.3) Mỗi quá trình khuếch tán nhỏ được xác định bởi công thức 2.2 phải kèm theo quá trình cắt nhỏ xác định bởi công thức 2.3, điều này liên quan đến hình dáng gel đĩa:

(2.4) Trong đó: r là đường kính, a là ½ độ dày đĩa gel Công thức 2.4 chỉ ra sự thay đổi

tương đối trong hình dáng gel là đẳng nhiệt (isotropic), giả dụ, tốc độ trương nở của đĩa là

trục (z) và xuyên tâm (r) cùng hướng Giải quyết đồng thời công thức 2.2 và 2.3 đưa ra

được công thức về sự trương nở đĩa gel theo trục và hướng xuyên tâm [74]

(2.5)

(2.6) Trong đó: τ n là hằng số về thời gian Công thức 2.5 và 2.6 cũng có thể được viết

chung với sự dẫn dung môi W và W∞ tại thời gian t và thời gian cân bằng như sau:

(2.7) Trong giới hạn của thời gian lớn t, hoặc τ1 lớn hơn nhiều so với thời gian còn lại τ n,

tất cả các yếu tố trong phương trình 2.8 đều có (n ≥ 2) thì động học trương nở tính theo

công thức 2.8 sau:

(2.8)

B n = 1, vì vậy B1 nên ít hơn 1 B1 liên quan đến tỷ lệ mô đun cắt μ và mô đun thẩm thấu dọc (longitudinal osmotic modulus) M = (K + 4μ/3) Do đó thu được giá trị B1 và thu

được giá trị R = μ/M Trong trường hợp R → 3/4 (μ/K →∞), hằng số thời gian τ1 ≈ (3/4−R)

−1 đi đến vô cùng và tất cả B n có khuynh hướng tiến tới 0 ngoại trừ B1 Sự phụ thuộc của B1 lên R của đĩa được tìm thấy trong [74] τ1 hệ số khuếch tán, Do ở bề mặt gel tính theo công thức sau:

(2.9) Trong đó: α1 là hàm của R [74], và a∞ là ½ độ dày của gel ở trạng thái cân bằng Do

đó, độ trương nở của carrageenan được tính theo công thức 2.9

Thiết bị dùng để xác định độ trương nở bằng thiết bị Grace M4600 HPHT Linear Swell Meter

2.3 Độ tan

 Nước nóng: Tất cả các kiểu carrageenan được hòa tan trong nước nóng khi nhiệt

độ vượt nhiệt độ tan chảy của gel Biên độ nhiệt hòa tan bình thường là 40º tới 70º C Sự hòa tan phụ thuộc vào nồng độ dung dịch và sự hiện diện của loại cũng như số lượng cation trong cấu trúc của chúng

 Nước lạnh: Trong nước lạnh, chỉ có lambda-carrageenan và muối sodium của

kappa và iota carrageenan là bị hòa tan Muối potassium và calcium của kappa và iota carrageenan không hòa tan trong nước lạnh, nhưng chúng sẽ trương nở theo hàm của nồng

độ và kiểu cations hiện diện cũng như nhiệt độ nước và điều kiện phân tán Muối calcium của iota carrageenan sẽ tạo ra sol thixotropic trong nước lạnh Kappa carrageenan có khả năng trương nở kém trong nước lạnh khi tồn tại ion K+ và Ca2+

 Sữa nóng: Tất cả các kiểu carrageenan hòa tan trong sữa nóng ở 800C Tuy nhiên,

sự hòa tan của một số kiểu carrageenan bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự hiện diện của ion calcium Các dung dịch chứa carrageenan này sau khi làm lạnh đều hình thành gel Độ chắc của gel và tính đồng nhất của chúng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch và độ nhạy của carrageenan với ion calcium

 Sữa lạnh: Iota và kappa carrageenan không hòa tan trong sữa lạnh ở 200C, nhưng chúng được sử dụng như chất làm tạo gel và làm đặc dung dịch sữa lạnh khi có mặt của gốc phosphate (tetra-sodium pyrophosphate (TSPP)) [26] Lambda carrageenan được sử dụng như chất làm đặc đối với sữa lạnh và khả năng này phụ thuộc vào sự hiện diện của ion potassium và calcium

 Dung dịch đường: Iota carrageenan không hòa tan trong dung dịch đường kappa

và lambda carrageenan hòa tan được trong dung dịch đường 50% Tuy nhiên, kappa carrageenan chỉ bị hòa tan trong dung dịch này khi xảy ra quá trình gia nhiệt

 Dung dịch muối: Iota và lambda carrageenan hòa tan trong dung dịch muối 10%

có sự gia nhiệt Kappa carrageenan không hòa tan trong dung dịch này [60]

Độ hòa tan của carrageenan có thể được xác định theo tài liệu [14]

Bảng 2.1 Tính tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau

Sữa lạnh Không tan Không tan Phân tán dày đặc

dung dịch lạnh và nóng

Tan trong dung dịch nóng Tan trong dung dịch nóng Dung môi hữu cơ Không tan Không tan Không tan

tử carrageenan lớn Độ nhớt giảm khi tăng nhiệt độ và ngược lại

Độ nhớt của dung dịch carrageenan được đo trên máy Bholin Rheometer

Dung dịch carrageenan có chế độ chảy pseudoplastic như hầu hết hydrocolloids khác Độ nhớt giảm khi tăng tốc độ khuấy và ngược lại Đồ thị sau sẽ minh họa rõ

Hình 2.1 Đường cong chảy của dung

nước Vì vậy, gel yếu được tạo bởi hỗn hợp protein sữa và Kappa carrageenan bị phá vỡ khi có lực cắt tác động, khi đó chế độ chảy của gel trở thành pseudoplastic Khi lực cắt giảm, gel tái hình thành và chế độ chảy lại trở về bản chất tự nhiên là Thixotropic

Hình 2.3 Đường cong dòng chảy của gel

nước iota carrageenan 0,3% và sodium

Đặc tính viscoelastic của gel lỏng carrageenan phụ thuộc vào vi cấu trúc cũng như

sự tương tác/ cầu nối giữa các hạt Nếu đặc tính polymer sinh học đã được biết thì cả đặc tính sinh học lẫn lưu biến đều có thể được kiểm soát và xử lý bằng thông số quy trình chế biến, kiểu công thức như tốc độ biến dạng và tốc độ làm lạnh,….[23]

Giá trị của mô đun elastic và viscous rất khác nhau bởi vì chúng phụ thuộc vào thành phần ion, mặc dù không phụ thuộc vào độ chắc ion [61]

Dung dịch 0,1M KCl được biết như dung dịch có bản chất dòng chảy Newtonian, nhưng độ nhớt thấp hơn ở các mức cắt (shear) Điều này được giải thích, do việc giảm thể tích các mạch trong dung dịch để sàng lọc lực đẩy tĩnh điện giữa các phân đoạn của chuỗi polyelectrolyte dẫn đến độ chắc ionic tăng lên Dung dịch 2% theta carrageenan trong nước và 0,1M KCl có bản chất dòng chảy là Newtonian ở 200C, và ít nhớt hơn dung dịch lambda carrageenan 1% Gần đây Cox–Merz đã quan sát sự liên quan giữa độ nhớt ở lực cắt ổn định (steady-shear (rotational)) (g) và độ nhớt động học của hỗn hợp (g*) ở tốc độ cắt của thiết bị (c/s1), tần xuất và biến của log G00 với log x là tuyến tính, cho thấy các mạch trong dung dịch bị rối loạn Sự không hình thành cấu trúc xoắn kép và gel hóa do sự sulfate hóa tại vị trí O(2) của 3 liên kết cuối [19]

Dung dịch theta carrageenan có độ nhớt thấp phù hợp với quy tắc chung về hình học của chuỗi polysaccharide [5] Thể tích thủy động lực học của cuộn các polysaccharide

rối tăng lên khi độ cứng của các chuỗi polysaccharide tăng lên, điều này dẫn đến độ nhớt dung dịch tăng lên Độ cứng của chuỗi bắt nguồn từ việc di chuyển hạn chế các gốc đường xung quanh liên kết glycosidic Theta carrageenan ít nhớt hơn lambda carrageenan do sự chèn cầu nối anhydride lên lambda carrageenan đã xử lý kiềm, điều này dẫn tới nhóm nguyên tử hydro ở liên kết biên của anhydrogalactose, và hình thái liên kết 2 trục của 4 liên kết cuối được thay thế bằng 2 liên kết biên Tài liệu [62] cũng chỉ ra tăng độ linh hoạt của lambda carrageenan đã xử lý kiềm được đánh giá bằng khả năng của cuộn polymer đối với bề mặt của lực đẩy tĩnh điện với sự tăng độ chắc ionic Tóm lại theta carrageenan không thể sử dụng như nhân tố tạo gelling Chúng có độ nhớt thấp và ít có khả năng sử dụng như chất làm đặc, nên không được ứng dụng trong thương mại

Điều kiện có lợi đối với sự hiện diện của trạng thái cuộn ngẫu nhiên với đặc tính viscoelastic trong dung dịch đại phân tử là ở 600C hoặc 250C Sự tổ hợp cân đối giữa nồng

độ ion trong polymer là không đổi và nồng độ muối khác nhau có thể thu được đặc tính cần thiết Trong điều kiện tập trung nồng độ ion và nhiệt độ, đặc tính được xác định bằng

sự tồn tại cấu trúc xoắn đôi Trạng thái nhớt đàn hồi (Viscoelastic) của dung dịch tương tự điều kiện cuộn ngẫu nhiên ở nhiệt độ cao và thấp [56]

2.5 Thixotropy [26, 28]

Ở nồng độ thấp, gel nước iota carrageenan có đặc tính thixotropic Những gel này

có thể hóa lỏng khi có sự tác động mạnh từ bên ngoài vào và chúng hình thành gel elastic khi trở lại trạng thái ổn định Đặc tính thixotropic là hữu ích trong việc ổn định hạt không hòa tan trong thực phẩm như spices trong sốt salad Gel nước hình thành với sự có mặt của kappa-type carrageenan không có đặc tính thixotropic Trạng thái gel bị phá vỡ sẽ không tái thiết lại trạng thái ban đầu trừ khi gel được gia nhiệt và làm lạnh lại

2.6 Tạo gel

Dung dịch nước nóng của kappa và iota carrageenans có khả năng hình thành gel nhiệt phục hồi (thermo-reversible) khi được làm lạnh Hiện tượng này xảy ra phụ thuộc vào sự hình thành cấu trúc xoắn đôi bởi polymer carrageenan Tại nhiệt độ cao hơn điểm nhiệt tan chảy của gel, polymer carrageenan tồn tại trong dung dịch ở trạng thái cuộn ngẫu nhiên Khi dung dịch được làm lạnh, mạng lưới polymer 3 chiều được hình thành, trong

đó các xoắn đôi hình thành các điểm giao nhau trong chuỗi polymer Xa hơn, khi làm mát

sẽ tạo điều kiện đính kết các mắt xích để tạo cấu trúc gel 3 chiều Sự hiện diện của liên kết trong chuối cũng như số lượng, kiểu và vị trí nhóm ester sulfate đều ảnh hưởng lên đặc tính hóa gel của carrageenan Cơ chế gel hóa cơ bản dựa trên dung dịch kappa and iota carrageenan solutions Muối calcium hoặc potassium là cần thiết trong gel nước, nhưng không cần thiết trong gel sữa

Ví dụ: kappa carrageenan hình thành gel rắn với ion potassium trong khi iota và lambda ít bị ảnh hưởng bởi potassium hơn Iota carrageenan tương tác với ion calcium để hình thành gel elastic mềm nhưng muối calcium không ảnh hưởng tới đặc tính của lambda carrageenan

Các cation tăng cường sự gel hóa của carrageenan, có thể cation ổn định cấu trúc xoắn của carrageenans thông qua việc chặn nhóm sulfate, sau đó liên kết phối trí giữa các phân tử [20]

Gel kappa carrageenan rắn giòn Gel iota carrageenan đàn hồi

Hình 2.5 Gel carrageenan với các ion

Sự hiện diện cellulose trong gel cuối cùng sẽ tạo ra gel có độ vỡ thấp hơn gel [60]

Hình 2.6 Đặc tính gel của hỗn hợp kappa và iota carrageenan

Ở 250C, gel κ-carrageenan thể hiện đặc tính lưu biến kiểu rắn Sự kết hợp giữa nồng độ KCl và κ-carrageenan khác nhau dẫn đến mô hình mạng lưới không gian 3 chiều với độ cứng khác nhau, điều này thể hiện ở sự tồn tại ngưỡng nồng độ muối [55]

Κ-carrageenan tinh chế chỉ chứa potassium hình thành gel yếu khi ở nồng độ 0,7 – 1,4% Sự đông đặc mạnh mẽ được quan sát đối với hệ thống gel khi tồn tại cả 2 loại ion potassium và calcium [15]

Ứng dụng 1,3-di(-1-pyrenyl)propane (P3P) để kiểm soát quá trình chuyển đổi gel–sol cho thấy, đã hiệu quả trong việc giảm vi nhớt (microviscosity) trong vùng lân cận của điểm dịch chuyển Sự thay đổi tính chất lưu biến và hình thái carrageenan được nghiên cứu bởi phép đo độ nhớt và góc quay cực Nhiệt độ ban đầu của quá trình chuyển đổi cho thấy tương quan tốt với góc quay cực và độ nhớt thông qua dữ liệu vi nhớt [32]

Elasticity (độ đàn hồi) của gel carrageenan lớn có thể được giải thích là số lượng nhóm sulfate thấp Đo độ đàn hồi là phương pháp trực tiếp xác định số lượng đơn vị không gel hóa trong cấu trúc polysaccharide [71] Độ đàn hồi của các homopolymers và carrageenan tăng khi nhóm sulfate giảm cũng được chỉ ra bởi [45] Điều này được giải thích bởi nhóm sulfate ngừng hình thành cấu trúc lập thể, dẫn đến ngăn chặn sự chuyển hóa cấu trúc dạng thẳng sang dạng xoắn và quá trình gel hóa không được hoàn thiện vì monomers không gel hóa [44]

Kappa carrageenan nhạy với ion potassium và chúng tạo ra gel cứng và giòn Gel kappa carrageenan thể hiện khả năng đông đặc và nồng độ potassium cao trong dung dịch thì khả năng đông đặc của dung dịch sẽ cao hơn Gel iota type carrageenan nhạy với ion calcium và chúng hình thành gel mềm và đàn hồi Iota carrageenan không có khả năng đông đặc Độ chắc gel tỷ lệ thuận với nồng độ carrageenan và muối Muối potassium được

sử dụng quá nhiều sẽ tạo ra độ chắc yếu của gel Gel được hình thành dạng gel nhiệt phục hồi sẽ có sự biến đổi rất ít khi chúng tham gia chu trình gia nhiệt và làm lạnh khi ở pH trung tính Nhiệt độ gell hóa và tan chảy phụ thuộc vào nồng độ cations Khi tăng nồng độ muối potassium hoặc calcium trong dung dịch carrageenan sẽ tăng nhiệt độ gel hóa của dung dịch Độ chắc gel có thể nhận biết thông qua mô đun đàn hồi (elastic modulus (E))

Mô đun đàn hồi tăng với nồng độ polymer và sự đa dạng của các kiểu carrageenan [43] Tài liệu [40] dựa trên đặc tính quá trình gel hóa của k-carrageenan, chế tạo sợi kích thước nhỏ từ k-carrageenan đã được thực hiện theo phương pháp kéo sợi ướt Trong đó, k-

và i-carrageenan tương tác trong gel pha trộn, có thể xảy ra hiện tượng phân pha và sự phân tách từng phần trong mạng lưới Bổ sung thêm i-carrageenan sẽ làm tăng kích thước sợi và sấy khô Mặc dù khi bổ sung i-carrageenan đã làm tăng tính đồng bộ của sợi, nhưng sợi vẫn còn cứng và giòn Những cấu trúc khác nhau của carrageenans đã đưa ra những tín hiệu tốt cho đặc tính của sợi Thành công này đã cung cấp vật liệu mới cho thực phẩm, lọc, dệt may và y dược

Tài liệu [56] chỉ ra cấu trúc xoắn không tập hợp của carrageenan phụ thuộc vào nồng độ ion và nhiệt độ Độ nhớt đàn hồi (viscoelastic) ở trạng thái này tương tự điều kiện cuộn ngẫu nhiên ở nhiệt độ thấp và cao Vì vậy các đặc tính của carrageenan có thể không thay đổi nhiều khi thay đổi nhiệt độ trong vùng nhiệt cho phép Với các điều kiện quan trong và ở nhiệt độ 250C, k-carrageenan hình thành cấu trúc không gian 3 chiều Tuy nhiên hàm lượng k-carrageenan và KCl phải đủ để hình thành mạng lưới trong môi trường Kết hợp tính chất lưu biến, năng lượng và kính hiển vi cho phép xem xét các đặc tính của k-carrageenan ở trong các điều kiện khác nhau

Bảng 2.2 Tính chất gel của các loại Carrageenan khác nhau

Gel chắc nhất (strongest gel) Với K+ Với Ca2+ Không tạo gel Cấu trúc gel (gel texture) Giòn, dễ vỡ Đàn hồi -

Đông tụ lại su khi kéo (Regelating after

- Tạo gel bền, rắn chắc với K+

- Tạo gel giòn với Ca2+

+ Iota- carrageenan

- Gel đàn hồi

- Kết tủa khi có mặt của Ca2+

- Gel bền trong quá trình làm đông và rã đông

+ Lamda-carrageenan

- Không tạo gel

- Dung dich có độ nhớt cao

Phương pháp đánh giá chất lượng gel dựa trên sức đông của gel và sức đông của gel được xác định theo phương pháp sau:

Xác định sức đông của carrageenan bằng máy đo sức đông, dung dịch carrageenan 1,5%, ở

200C [77]

Điều chế dung dịch carrageenan bằng cách hòa tan 1,7g bột carrageenan vào bình thủy tinh chứa 98,3 ml nước cất ở nhiệt độ 800C để tạo thành dung dịch carrageenan có nồng độ 1,5% Bổ sung KCl với tỷ lệ 0,1% so với dịch nấu, hòa tan chúng trong dung dịch nấu

Đổ dung dịch nóng vào ống khuôn sau đó ngâm trong nước lạnh 200

C trong thời gian 2h – 3h Mở miệng ống khuôn, bỏ thạch carrageenan ra, dùng dao cắt thành từng khoanh có bề dày 1,5cm

Đặt khoanh thạch carrageenan lên thiết bị đo sức đông, đặt con dấu nhẹ nhàng lên khoanh thạch Nếu thạch chưa vỡ thì đặt thêm cốc lên đĩa, nếu vẫn chưa thấy vỡ thì nhỏ từ

từ nước bằng buret cho đến khi thạch vỡ ra thì dừng lại Tiến hành đo 3 lần rồi lấy kết quả trung bình để được giá trị của sức đông và được tính bằng công thức sau:

)/(3

2

cm g C B A

Trong đó: A: Là giá trị đo sức đông lần 1 (g/cm2)

B: Là giá trị đo sức đông lần 2 (g/cm2

) C: Là giá trị đo sức đông lần 3 (g/cm2) P: Là sức đông của carrageenan (g/cm2) Sức đông của gel carrageenan có thể được đánh giá trên máy Model 280 Rheometer

III CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CARRAGEENAN TRONG THỰC TIỄN 3.1 Cơ sở khoa học

3.1.1 Đặc tính, tính lưu biến và độc tính của carrageenan

Ngoài các tính chất lưu biến của carrageenan được nêu ở trên và đặc điểm của carrageenan (bảng 3.1), việc carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp trong đời sống còn phải kể đến các tính chất của chúng, như: độ ổn định, sự tương tác với protein, tương tác với các hydrocolloid khác cũng như độc tính và hoạt tính của chúng (bảng 3.2) Bảng 3.2 cho thấy LD50 của carrageenan ở mỗi loài khác nhau cũng như đối tượng sử dụng và phương thức sử dụng khác nhau là khác nhau

Bảng 3.1 Đặc điểm carrageenan [37]

Thành phần hóa học Hydrocolloid chứa α-D-1-3 và β-D-1-4 galactose với hàm lượng

sulfate lên đến 40% tổng khối lượng, tích điện âm, kết hợp với ammonium, potassium, calcium, magesium và sodium

Khả năng hòa tan λ carrageenan hòa tan trong nước lạnh và nước nóng, κ-

carrageenan hòa tan trong nước nóng, κ- carrageenan bị kết tủa trong dung dịch potasium

Hình thành gel λ carrageenan không hình thành gel, chỉ hình thành cấu trúc

xoắn Ion calcium hình thành gel với ι-carrageenan Ion potassium hình thành gel với κ-carrageenan

Chuyển hóa Liên kết glucosid bị thủy phân ở pH thấp (pH<3) Nhóm sulfate

bị loại bỏ nhờ enzyme sulfatases

Độ nhớt Độ nhớt tăng khi nồng độ carrageenan tăng Độ nhớt

carrageenan thương mại không thấp hơn 5cps ở 750C đối với dung dịch 1,5% carrageenan Độ nhớt carrageenan nằm trong khoảng 5-800cps ở cùng điều kiện

Nguồn Rong đỏ Chondrus, Gigartina, Eucheuma và Kappaphycus

Khối lượng phân tử Carrageenan tự nhiên có khối lượng phân tử 1,5x106 đến 2x107

Carrageenan thương mại có khối lượng phân tử từ 100kDa - 800kDa hoặc 200kDa - 400kDa Carrageenan đã bị phá hủy có khối lượng 20kDa - 30kDa

Đặc tính λ và κ-carrageenan kết hợp dễ dàng với protein sữa để cải thiện

độ hòa tan và texture (độ dày, nhũ hóa và ổn định)

Độ đông kết Với gum đậu locust để tăng độ chắc gel, kết hợp với gum khác

Bảng 3.2 Độc tính của carrageenan [54]

Carrageenan Loài Giới tính Phương thức LD 50 (mg/kg)

λ, κ từ C.crispus Chuột Đực/ cái Uống 9150 ± 440

đã được hình thành, thậm chí ở pH (3,5 - 40), gel vẫn ổn định Vì vậy chế biến dung dịch carrageenan ở pH thấp và nhiệt độ cao trong thời gian dài nên được tránh

3.1.3 Tương tác với protein [54]

Một trong những đặc tính quan trọng tạo nên sự khác biệt giữa carrageenan với các hydrocolloid khác là chúng có khả năng tương tác với protein sữa Phản ứng cao giữa carrageenan với sữa phụ thuộc vào sự tương tác giữa nhóm sulfate tích điện âm trong phân

tử carrageenan với micella casein tích điện dương trong sữa Mặt khác liên kết được hình thành thông qua nhóm sulfate của carrageenan, nhóm carboxylic của amino acids trong protein Sự tương tác với proteins phụ thuộc vào nhiều nhân tố như nồng độ carrageenan, kiểu protein, nhiệt độ, pH và điểm đẳng điện của protein Đặc tính gel hóa trong nước của carrageenan cũng là điểm mạnh trong việc ổn định và gel hóa sản phẩm sữa

Sự kết hợp giữa Kappa-Carrageenan với casein được biểu diễn theo hình sau:

Hình 3.1 Carrageenan kết hợp với protein của sữa

3.1.4 Tương tác với các gum khác [54]

Kappa carrageenan thể hiện khả năng tương tác mạnh mẽ với gum locust beam trong hệ thống gel nước, trên cơ sở tăng độ chắc gel, cải thiện khả năng giữ nước, thay đổi trạng thái gel từ giòn (brittle) sang gel đàn hồi (elastic), và giảm độ đông đặc (syneresis)

Độ nhớt của hỗn hợp chứa iota carrageenan và tinh bột tăng gấp 10 lần so với tinh bột nguyên thủy Vì vậy iota-type carrageenan hữu ích trong việc thay thế textural, cảm vị

và đặc tính của quá trình chế biến chứa tinh bột Sự tương tác giữa carrageenan và tinh bột được sử dụng để nghiên cứu đặc tính nhớt của pha liên tục chứa hạt tinh bột phân tán Chuỗi kappa carrageenan thể hiện khả năng tương tác với hạt [31] Một số yếu tố ảnh hưởng lên sự tương tác giữa carrageenan và tinh bột như sau [63]:

+ Độ phân cực, bởi vì chuỗi iota và kappa không có cùng số nhóm sulphat dẫn đến

sự tích điện là khác nhau;

+ Kích thước, khối lượng phân tử là không giống nhau

+ Độ linh hoạt của chuỗi, ví dụ độ nhớt nội tại cao dẫn đến độ kém linh hoạt của chuỗi

3.2 Ứng dụng trong thực tiễn

Đặc tính của polymer sinh học có nguồn gốc tự nhiên trong nhiều trường hợp bị chi phối bởi khối lượng phân tử, phân bố khối lượng phân tử, kích thước, hình dáng và độ nhớt đàn hồi (viscoelastic) của chúng Xa hơn, chúng cũng phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần dung môi cũng như khả năng tự liên kết của bản thân chúng [8]

Nhờ có các tính chất vật lý và hoá học đặc biệt của carrageenan nên nó được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm và phi thực phẩm để làm chất đồng hoá, ổn định, tạo gel, tạo độ nhớt, tạo kết cấu,… Carrageenan là một trong những phụ gia tốt nhất trong công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp khác, danh mục các ứng dụng của carrageenan là vô cùng lớn, có thể tóm tắt lại như bảng sau:

Bảng 3.3 Cơ cấu thị trường tiêu thu carrageenan

Nguồn: H Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers.comm

Ngày nay trên thị trường có khoảng 4.000 sản phẩm hàng hoá có sử dụng carrageenan, trong đó công nghệ thực phẩm sử dụng nhiều nhất

3.2.1 Carrageenan trong công nghiệp

Cố định toàn bộ hệ thống tế bào và enzymes là quan trọng nhất trong việc cải thiện

độ ổn định, hoạt độ và tái sử dụng chất xúc tác sinh học Carrageenan là vật liệu phù hợp

để cố định toàn bộ tế bào, cũng như được ứng dụng nhiều trong sản xuất công nghiệp

Carrageenan được chấp nhận như chất phụ gia thực phẩm và thủ tục cố định đơn giản đã mang lại tính ứng dụng cao của chúng trong công nghiệp thực phẩm Carrageenan cố định

tế bào trong điều kiện phản ứng và cố định nhẹ nhàng đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hỗn hợp dược [21]

3.2.2 Trong công nghiệp thực phẩm

Việc sản xuất Carrageenan được bắt đầu từ năm 1862 Hiện nay, các nước sản xuất Carrageenan nhiều nhất là Philipine, Mỹ, Đan Mạch, Pháp,… Năm 2001, tổng sản lượng Carrageenan trên thế giới là 42.390 tấn trong đó: Châu Âu chiếm 32%, Mỹ 21%, Châu Á - Thái Bình Dương 47% Philipines xuất khẩu carrageenan sang Mỹ, Anh, Nhật, Canada, Mexico, Pháp, Đức, Italia, Tây Ban Nha và Austraylia với giá từ 11 – 18 USD/kg Hiện nay, tổng thu nhập từ Carrageenan đã đạt trên 100 triệu USD/năm, mức độ tăng trưởng từ

Vào ngày 8/6/1991, Tổ chức thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã chấp nhận PNG phù hợp với việc sử dụng làm phụ gia thực phẩm cho người với chất lượng tương đương carrageenan tinh khiết

Năm 1994, Joint Expert Committee on Food Additives – JECFA và Code Committee on Food Additives and Contaminants – CCFAC đã tổ chức đánh giá mức độ

an toàn của PNG tại Rome, sau khi kiểm tra độc tính của sản phẩm này thì họ đã chấp nhận PNG là một phụ gia thực phẩm an toàn và đã mã hoá cho sản phẩm này là E-407a

Ở Châu Âu, cả 2 loại tinh khiết và PNG đều cho phép làm thực phẩm nhưng mang nhãn hiệu khác nhau: Carrageenan tinh khiết có nhãn hiệu là “Carrageenan” và ký hiệu là E-407 trong khi đó PNG mang nhãn hiệu “Processed Echeuma Seaweed” hoặc

“PES” và ký hiệu là E-407a

Một số ứng dụng của carrageenan trong công nghiệp thực phẩm:

- Sản xuất dấm công nghiệp là quá trình sinh hóa sử dụng vi khuẩn hữu ích Những hạt gel κ-carrageenan đã được sử dụng như chất mang trong quá trình sản xuất liên tục acid acetic [35]

- Quá trình sản xuất dấm ăn liên tục thành công do sử dụng kết hợp giữa phản ứng sinh học bàn bong bóng (bubblemixed tabletop) với κ-carrageenan đã cố định tế bào

Acetobacter suboxydans [67] Sản phẩm sữa lên men có thể được sản xuất bằng cách đồng

thời acid hóa và bổ sung sữa đã tách kem có chứa hỗn hợp đã được cố định với

carrageenan

- Gel κ-carrageenan/gum đậu locust theo tỷ lệ 2,75% và 0,25% w/w được sử dụng

để cố định riêng biệt 3 chủng khác nhau của Lactococcus lactis và một chủng của

Leuconostoc mesenteroides [33, 34]

- Trong quá trình sản xuất bia, những hạt κ-carrageenan đã được sử dụng để cố

định tế bào nấm men (Saccharomyces sp.) [3, 4] Trong quá trình sản xuất ethanol từ

đường glucose với phương pháp lên men tầng sôi, κ-carrageenan được sử dụng để cố định

tế bào nấm men Zymomonas mobilis Sản xuất ethanol từ tinh bột theo phương pháp lên

men cột kính, những hạt gel carrageenan sử dụng để đồng cố định vi khuẩn và enzyme glucoamylase [64] Ma trận gel carrageenan được sử dụng để cải thiện khả năng cố định tế

bào Saccharomyces cerevisiae [65] và tiếp tục sử dụng nấm men đã được cố định trong

κ-carrageenan để sản xuất ethanol từ chất thải dứa đóng hộp [53]

- Hydrocolloids được đưa vào trong bột nhằm tác động lên nhưng textural khác nhau của bánh mì, như alginate đảm bảo độ chắc của bột và k-carrageenan giảm độ rắn của bánh mì [52]

- Tất cả hydrocolloids đã biết và được ứng dụng trong polymers công nghiệp bao gồm các cơ chất như alginates, carrageenans, agar, guar gum, arabic gum, methycellulose

và carboxymethylcellulose [16] Các hydrocolloid như sodium alginate, k-carrageenan, xanthan gum và HPMC thường được bổ sung vào trong bột mì nhằm cải thiện độ ổn định của chúng trong công đoạn cuối cùng sản xuất sản phẩm [52] Tài liệu [6] chỉ ra gum guar

và đậu locus được sử dụng để cải thiện chất lượng của bánh mì tươi, mặc dù không chỉ ra vai trò kháng ôi của chúng

- Những hydrocolloids được ứng dụng trong công thức của bánh mì như pectin, sodium alginate, -carrageenan, xanthan gum, guar gum [2, 39, 49, 52], cellulose và dẫn xuất của chúng [2, 13, 39, 60] và tinh bột biến tính [51] Nhiều kết quả trước đây đã cho thấy các hydrocolloids khác nhau thì ảnh hưởng khác nhau lên đặc tính của bột và bánh mì [48] Khi carrageenan được bổ sung 0,5% vào bột, khả năng hấp thụ nước của bột sẽ tăng lên, trong khi đó khả năng hấp thụ nước của bột sẽ giảm xuống khi nồng độ carrageenan cao hơn Khi bổ sung cùng nồng độ 0,5% vào bột, thấy rằng bột chứa hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) có khả năng hấp thụ nước cao hơn so với bột bổ sung gum guar và [48] Từ đó thấy rằng, ảnh hưởng của hydrocolloids lên đặc tính bột và bánh mì phụ thuộc vào cấu trúc phân tử, kích thước hạt và loại hydrocolloids, công thức bánh mì, bột và phương pháp làm bánh mì cũng như kiểu bánh mì [48]

- Hydrocolloids như carrageenan cũng được quan tâm lớn trong việc ứng dụng chúng vào trong sản phẩm thịt chế biến, vì đặc tính gel hóa, làm đặc và liên kết nước của chúng [36, 42]

- Đặc tính texture và chất lượng cảm quan của xúc xích được bổ sung bột sữa là tốt

hơn so với bổ sung ι-carrageenan [76]

- Carrageenan được sử dụng như chất ổn định để làm tăng độ nhớt của pha liên tục,

từ đó chúng đảm bảo chất béo không bị phân riêng trong dung dịch [50]

- Nhiều sản phẩm có thành phần carrageenan như sữa đậu nành, chocolate và sữa

có hương vị khác, các sản phẩm khác từ sữa, công thức thực phẩm cho trẻ sơ sinh và đồ uống dinh dưỡng chức năng

- Carrageenans được sử dụng để tạo gel, làm đặc Vì vậy chúng được sử dụng như chất nhũ hóa, kiểm soát quá trình đặc, phân bố và cố định trong cơ thể Chúng chủ yếu

được sử dụng trong thực phẩm và một phần ứng dụng trong sữa kappa-carrageenan được