Khảo sát tình trạng sử dụng keo ưa nước trong sản phẩm rau câu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT KEO THỰC PHẨM 1.Giới thiệu chất keo thực phẩm 2.Phân loại tính chất chung keo thực phẩm 2.1.Phân loại keo thực phẩm 2.2 Tính chất chung keo thực phẩm 2.2.1 Tạo độ nhớt 2.2.2 Tạo gel CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU HIỆN NAY Agar 1.1 Đặc tính cấu trúc hóa học 1.1.1 Khả tạo gel 10 1.1.2 Tính chất trình hydrate hóa agar .12 1.1.3 Các ưu điểm bật Agar 12 1.2 Ứng dụng agar công nghiệp thực phẩm .13 Carrageenan 15 2.1 Đặc tính cấu trúc hóa học 15 2.1 Tính chất chức Carrageen 17 2.2 Độ hòa tan 19 2.3 Sự hydrate hóa 19 2.4 Sự hình thành gel nước 21 2.5 Độ bền acid .22 2.6 Tương tác với protein 22 2.7 Ứng dụng carragenan .23 Keo Konjac 24 Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Hiện tại, công ty TNNH Long Hải kết hợp với Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật để thực nhân giống phát triển vùng nguyên liệu phục vụ cho việc sản xuất sản phẩm Thạch rau câu mang thương hiệu Long Hải Cùng với rong sụn, khoai Nưa công ty Long Hải chủ động vùng nguyên liệu nước, nhập để sản xuất sản phẩm sạch, chất lượng tốt nhất, có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng Việt Nam 3.1 Cấu trúc, thành phần nguồn gốc glucomannan 26 3.1.1 Cấu trúc hóa học glucomannan 26 Amorphophallus konjac K Koch (A rivieri Dur) (khoai nưa, nưa trồng, thuộc họ Ráy – Araceae) 27 Amorphophallus corrugatus (thuộc họ Ráy – Araceae) 27 Amorphophallus panomemsis (thuộc họ Ráy – Araceae) 28 Amorphophallus scaber (thuộc họ Ráy – Araceae) 28 3.2 Tính chất đặc trưng glucomannan 29 3.2.1 Tính chất vật lý 29 3.2.2 Tính chất hóa học .31 3.2.3 Độc tính glucomannan 32 3.2.4 Sự phân hủy glucomannan thể .33 3.3 Phương pháp tách tinh chế glucomannan từ Amorphophallus konjac 34 3.3.1 Phương pháp tách Konjac Glucomannan 34 3.3.2 Tinh chế glucomannan .37 Các lưu ý chọn sử dụng keo ưa nước sản phẩm rau câu 38 KẾT LUẬN 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc LỜI MỞ ĐẦU Rau câu sản phẩm sử dụng nhiều sống ngày Thành phần để sản xuất rau câu chủ yếu từ rong biển bên cạnh nhà sản xuất sử dụng thêm loại chất phụ gia Và loại phụ gia sử dụng chất keo thực phẩm hay gọi keo ưa nước Do nhóm chúng em định chọn đề tài: khảo sát tình trạng sử dụng keo ưa nước sản phẩm rau câu để tìm hiểu báo cáo chúng em xin trình bày theo hai chương: Chương 1: Tổng quan chất keo thực phẩm Chương 2: Thực trạng sử dụng loại keo ưa nước sản phẩm rau câu Trong trình làm không tránh khỏi nhầm lẫn sai sót, mong nhận góp ý từ thầy Trân trọng chào thầy! Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT KEO THỰC PHẨM Giới thiệu chất keo thực phẩm Chất keo thực phẩm hay gọi keo ưa nước, thường ngành công nghiệp thực phẩm phụ gia gọi theo ứng dụng chúng hợp chất ổn định/làm bền (stabilizers), làm đặc (thickeners) tạo gel (gelling agents) Trong tự nhiên, hợp chất vốn có sẵn tổ chức sinh vật chúng có số chức quan trọng để giúp cho sinh vật phát triển tốt Trong công nghiệp thực phẩm, nhiều hợp chất loại chiết xuất từ nguyên liệu tự nhiên bao gồm từ nguồn thực vật cạn, nước động vật nuôi cấy vi sinh vật Chúng đưa vào thực phẩm để tạo tính chất cấu trúc, tính chất lưu biến tính chất cảm quan mà người tiêu dùng yêu cầu Keo thực phẩm có ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất thực phẩm với tỉ lệ nhiều trường hợp sử dụng lượng carrageenan nhỏ sản phẩm sữa có gia nhiệt sử dụng lượng tinh bột, gelatin lớn sản phẩm kẹo dẻo Sự ứng dụng hiệu keo thực phẩm chủ đề hấp dẫn mà tiếp tục hứa hẹn ý nhà nghiên cứu Trong năm gần đây, kỹ thuật nghiên cứu giúp khám phá hiểu rõ hình thành mạng lưới cấu trúc kết hợp chúng với polemer khác Ở khía cạnh khác, số loại keo thực phẩm xem có đặc tính chất xơ Công nghiệp thực phẩm giới có ứng dụng chúng để thay chất béo số loại thực phẩm để tạo sản phẩm thân thiện với sức khỏe Ngoài ra, ví có đặc tính chất xơ hòa tan không hòa tan mà chúng nghiên cứu để chứng minh vai trò có lợi cho sức khỏe tương tự loại prebiotic Người ta cho khó liệt kê đầy đủ tính chất chức keo thực phẩm mà chúng đem lại cho thực phẩm đặc tính cảm quan Người ta dùng câu phát biểu rằng: “ keo thực phẩm hiểu lại có mặt tất thực phẩm” để nói lên mức độ quan trọng tính phổ dụng chúng tất ngành sản phẩm thực phẩm Nhìn chung, keo thực phẩm có vai trò lợi ích sau: Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc - Cung cấp tiện lợi - Cải thiện nâng cao chất lượng - Có lợi ích chức cho sức khỏe - Hạ giá thành sản phẩm cách đáng kể Phân loại tính chất chung keo thực phẩm 2.1 Phân loại keo thực phẩm Hầu hết chất keo thực phẩm polymer polysacharide ngoại trừ gelatin, casein polymer protein Khối lượng phân tử polysacharide từ vài trăm ngàn đến vài triệu Dalton, có cấu trúc phức tạp chúng cấu thành từ phân tử đường đơn glucose, galactose, mannose dẫn xuất loại đường liên kết đặc trưng trạng thái tự nhiên polysacharide trạng thái tích điện âm , trung tính số chúng kết hợp ion kim loại calcium, potassium, magesium Về mặt phân loại keo thực phẩm người ta thường phân theo nguồn gốc xuất xứ tự nhiên chất tự nhiên hay bán tổng hợp chúng (bảng 1) Keo thực phẩm tự nhiên Keo thực phẩm bán tổng hợp Gum Aribic Carboxymethyl cellulose ( CMC) (acacia gum) Trong dịch chiết từ (nhựa cây) Gum Tracaganth Dẫn xuất từ cellulose Gum Kayara Methyl cellulose Microcrystalline celluse (MC) Trong hạt củ Locust bean (LBG) (tinh bột biến tính) starch Guar gum Hydroxyethyl starch Konjac flour Hydropropyl starch Agar Nhóm: 07 gum Dẫn xuất từ tinh bột Carboxylmethyl Tổng hợp từ vi sinh Xanthan gum Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc vật Trong rong biển Alginate Dextran Carrageenan Low methoxyl pectin (LMP) Pectin Propylene glycol alginate Gelatin Nguồn khác Nguồn khác Carboxylmethyl locus bean gum Tinh bột Carboxymethyl guar gum 2.2 Tính chất chung keo thực phẩm 2.2.1 Tạo độ nhớt Khi kết hợp với nước, keo thực phẩm tạo dung dịch phân tán có độ nhớt cao Độ nhớt phụ thuộc vào nồng độ chất keo nước, chất hóa học, cấu trúc phân tử kết loại keo thực phẩm khác có độ nhớt khác nồng độ Chính tính chất tạo nhớt làm chúng ứng dụng để tạo nhớt, tạo đặc cho sản phẩm dạng lỏng; chất tạo nhủ làm bền hệ nhũ tương; chất chống lắng nguyên liệu dạng hạt rắn lơ lửng thực phẩm lỏng, chất giữ ẩm để làm mềm, chất làm ổn định để tạo xốp cho sản phẩm bánh nướng kiểm soát hình thành tinh thể đá sản phẩm lạnh đông 2.2.2 Tạo gel Chỉ có số loại gel thực phẩm có tính chất Sự tạo gel tạo thành mạng lưới liên kết chặt chẽ, có cấu trúc keo thực phẩm với với nước, kết đem lại trạng thái rắn (hóa rắn) cho thực phẩm ban đầu có trạng thái lỏng Nồng độ điều kiện tạo gel loại keo thực phẩm khác Tính chất tạo gel có vô số Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc ứng dụng công nghiệp thực phẩm để sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel từ mềm, đàn hồi đến cứng mềm dễ gãy Ngoài ra, năm gần người ta sử dụng số keo thực phẩm nguồn chất xơ hòa tan Nhiều chứng khoa học chứng tỏ lợi ích chức số keo thực phẩm, chẳng hạn gum arabic guar gum Khoa học cho thấy khả tiềm tàng chúng việc hạ tháp cholesterol làm giảm nguy ung thư Việc sử dụng chất keo chương trình giảm cân cho người tiêu dùng thực chắn chúng sử dụng rộng rãi tương lai Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU HIỆN NAY Chất keo ưa nước sử dụng rau câu với mục đích cải thiện tính chất cấu trúc, cảm quan cho rau câu nhờ đặc tính tạo đặc, tạo đông nhờ mà giá thành rau câu giảm cắt giảm nguyên liệu tự nhiên Chất keo ưa nước phổ biến sản phẩm rau câu agar, carragenan bên cạnh gần công ty TNHH Long Hải nghiên cứu phối trộn bột Konjac với bột Carrageenan để sản xuất rau câu Dưới số loại keo ưa nước sử dụng sản phẩm rau câu: Agar 1.1 Đặc tính cấu trúc hóa học Agar (ở số nước gọi agar-agar) loại keo thực phẩm thuộc nhóm polysaccharide xuất từ số loài tảo đỏ Rhodophyceae thuộc hai loài Gelidium Gracilaria, agar từ loài Gelidium cho cấu trúc gel mạnh Chúng khám phá sử dụng Nhật Bản 350 năm trước Vai trò agar thực phẩm Codex xếp vào nhóm phụ gia tạo gel, làm đặc, chất ổn định Trên thị trường, agar có nhiều trạng thái kích thước khác phổ biến dạng bột màu trắng đến vàng nhạt với kích thước hạt khoảng100 - 150µm Agar không tan nước lạnh đun nóng lên chúng kết hợp với nước tạo thành trạng thái hydrate hóa Khi hạ nhiệt độ xuống khoảng 40oC, chúng tạo trạng thái gel cứng, giòn, dễ gãy Khi gia nhiệt lên 85 oC, gel lại bị chảy dạng lỏng Nhiệt độ gọi điểm chảy (melting point) gel gel có tính chất đông đặc – chảy lỏng – đông đặc nhiều lần gọi gel thuận nghịch nhiệt Agar hỗn hợp gồm hai thành phần polysaccharide, thành phần tạo gel chắc, trung tính gọi agarose thành phần phụ tạo gel yếu, tích điện gọi agaropectin Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Agarose polymer mạch thẳng, không chứa nhóm sulphate, tạo thành từ nhiều đơn vị agarobiose nối với (Hình 1) Agarobiose disaccharide tạo thành từ D-galactose 3,6-anhydro-L-galactopyranose Agaropectin có đơn vị cấu trúc giống agarose điểm khác có nhóm bên gồm sulphate lên đến 8%, methyl acetyl acid pyruvic Chính nhóm bên ngăn cản polymer tạo cấu trúc có trật tự, agaropectin không đóng góp cho tạo gel agar Hình Đơn vị agarobiose agarose 1.1.1 Khả tạo gel Agar loại keo thực phẩm có chức đặc trưng chất tạo gel Khả hình thành gel thuận nghịch tính chất quan trọng agar mà từ ứng dụng rộng rãi để làm phụ gia công nghiệp thực phẩm Khi đun nóng, agar hydrat hóa để hình thành cuộn dài có hình dạng ngẫu nhiên Nhờ liên kết hydrogen, cuộn kết hợp tạo thành vòng xoắn đơn kép Các vòng xoắn làm bền phân tử nước liên kết bên hốc vòng xoắn kép liên kết nhóm hydroxyl bên vòng xoắn cho phép chúng đông tụ thành gel nhỏ (vi gel-microgels) Khi làm nguội xuống 30-40oC, microgel đông tụ để tạo thành trạng thái gel (Hình 2) Nhóm: 07 Page 10 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Hiện tại, công ty TNNH Long Hải kết hợp với Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật để thực nhân giống phát triển vùng nguyên liệu phục vụ cho việc sản xuất sản phẩm Thạch rau câu mang thương hiệu Long Hải Cùng với rong sụn, khoai Nưa công ty Long Hải chủ động vùng nguyên liệu nước, nhập để sản xuất sản phẩm sạch, chất lượng tốt nhất, có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng Việt Nam 3.1 Cấu trúc, thành phần nguồn gốc glucomannan 3.1.1 Cấu trúc hóa học glucomannan Glucomannan polysaccarit có cấu tạo mạch thẳng, khối lượng phân tử từ 200 ÷ 2000kDa, tạo nên từ đơn vị cấu trúc D-glucose D-mannose liên kết với liên kết β-1,4-glycosit Tùy thuộc vào nguồn gốc glucomannan mà tỷ lệ Dglucose D-mannose phân tử có khác Bên cạnh đó, nguyên tử cacbon C3, C6 số loại glucomannan có thêm liên kết β-1,3-glycosit β-1,6-glycosit với số đơn vị cấu trúc khác Ngoài ra, số loại glucomannan, nhóm hydroxyl (-OH) nguyên tử cacbon C6 số mắt xích axetyl hóa Cấu trúc glucomannan minh họa sau: Hình 1.1: Hình ảnh nưa hoa chuông (Amorphophallus paeoniifolius – họ Ráy Araceae) Nhóm: 07 Page 26 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Amorphophallus konjac K Koch (A rivieri Dur) (khoai nưa, nưa trồng, thuộc họ Ráy – Araceae) Cây thảo có củ lớn hình tròn bẹp, đường kính 10 – 25cm; trước hoa, sau lá, đứng, có bẹ cao, chia làm nhánh, nhánh lại chia đốt, phiến xẻ thùy sâu hình lông chim, thùy cuối hình trám thuôn, nhọn đầu; cuống thon, dài 40 – 80 cm, nhẵn, màu lục nâu, có điểm chấm trắng Cụm hoa có mo lớn, mo dài 20 – 30cm, màu đỏ, màu lục, ngắn buồng, buồng đứng cao, phần dài 6cm, phần đực dài 8cm, phần không thụ 20 – 25cm Hình 1.2: Hình ảnh nưa konjac (Amorphophallus konjac, họ Ráy - Araceae) Amorphophallus corrugatus (thuộc họ Ráy – Araceae) Cây thảo có củ màu nâu, đường kính khoảng 8cm; trước hoa, sau Mỗi chia làm nhánh, nhánh lại chia đốt, phiến xẻ thùy sâu, thùy cuối hình trám, nhọn đầu; cuống thon, dài 10 – 90cm, đường kính khoảng 2cm, nhẵn, màu lục nâu, có điểm khoang trắng Cụm hoa có mo lớn, phần bao mo màu lục nhạt, phía mép màu tím, mặt màu hồng nhạt, trục hoa dài Nhóm: 07 Page 27 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Hình 1.3: Hình ảnh nưa đầu nhăn (Amorphophallus corrugatus, họ Ráy - Araceae) Amorphophallus panomemsis (thuộc họ Ráy – Araceae) Cây thân thảo, củ tròn bẹp, to – 8cm Lá đứng, cuống dài 20cm, phụ dài – 12cm, tam diệp dài – 3cm, có cánh dọc theo song Phát hoa đứng cọng cao 11cm, mo dài đến 18cm, rộng 3cm, mặt đỏ đậm, buồng dài gần mo, phần – 4cm, phần đực dài 5cm Hình 1.4: Hình ảnh nưa thái (Amorphophallus panomemsis, họ Ráy - Araceae) Amorphophallus scaber (thuộc họ Ráy – Araceae) Củ tròn hay bẹp tròn, rộng đến 20cm, cao 15cm, nặng 3,5kg, có vảy vòng rễ Lá dài 12cm, cuống cao đến 1,8m, rộng 6cm, màu nâu có đốm trắng, thứ diệp nhiều lần xẻ, dài 1,8m, thứ diệp chót bầu dục, tròn dài đến thon, bất đối xứng dài – 22cm Phát hoa Nhóm: 07 Page 28 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc cọng ngắn, mo dài 16 – 30cm, chót nhọn, buồng dài – 25cm, phần cao – 8cm, noãn hai buồng: phần đực cao 3,5cm, tiểu nhụy dài – 4cm Hình 1.5: Hình ảnh nưa trạm trổ (Amorphophallus scaber, họ Ráy - Araceae) 3.2 Tính chất đặc trưng glucomannan 3.2.1 Tính chất vật lý Ở điều kiện thường, tùy thuộc vào phương pháp tách chiết, glucomannan tồn dạng bột từ trắng đến vàng a/ Tính tan: Tính tan tính chất quan trọng vật liệu polyme nói chung polysaccarit nói riêng ảnh hưởng đến phạm vi khả ứng dụng loại vật liệu Mặc dù phát nghiên cứu từ sớm, nhiên việc nghiên cứu khả hòa tan glucomannan chưa nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Tùy thuộc vào cấu trúc nguồn gốc, độ tan glucomannan khác Yếu tố có ảnh hưởng định tới tính tan glucomannan độ axetyl hóa Đối với loại glucomannan có độ axetyl hóa thấp, liên kết hydro phân tử tương đối mạnh nên Nhóm: 07 Page 29 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc glucomannan không tan nước, loại glucomannan có độ axetyl hóa cao (khoảng 19 mắc xích có mắc xích axetyl hóa), hình thành liên kết kydro bị giảm đáng kể, glucomannan có khả tan nước tạo thành dung dịch có độ nhớt cao Trong trình bảo quản, độ nhớt dung dịch glucomannan có xu hướng giảm dần tác động thủy phân vi khuẩn enzim β-mantaza b/ Khả tạo gel: Một tính chất quan trọng glucomannan khả hình thành gel Tính chất ảnh hưởng đáng kể vào khả ứng dụng loại vật liệu nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực công nghệ thực phẩm lĩnh vực y dược Tùy thuộc vào cấu trúc phân tử nguồn gốc glucomannan mà khả hình thành gel khác Đối với loại glucomannan có độ axetyl hóa thấp, gel hình thành cho glucomannan phân tán nước nóng Trong loại glucoomannan có độ axetyl hóa cao, gel glucomannan hình thành đun nóng glucomannan môi trường kiềm (như NaOH, Ca(OH)2, Na2CO3 ) dung dịch muối vô trung hòa Sự có mặt nhóm axetyl làm tăng tính tan làm giảm liên kết hydro phân tử glucomannan Độ axetyl hóa cao, khả hình thành gel giảm Trong môi trường kiềm, trình hình thành gel xảy đề axetyl hóa nhóm axetyl phân tử glucomannan Sự thay đổi cấu trúc tạo điều kiện cho việc thiết lập liên kết hydro tương tác kỵ nước mạch phân tử glucomannan Kết trình hình thành cấu trúc mạng lưới glucomannan hay cấu trúc gel Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả hình thành gel glucomannan ảnh hưởng đến cấu trúc gel thu Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất tạo gel glucomannan gồm độ axetyl hóa, khối lượng phân tử glucomannan, nhiệt độ nồng độ glucomannan pH môi trường trình bày bảng 1.3 Bảng 1.3: Yếu tố ảnh hưởng đến chế hình thành gel Glucomannan Yếu tố ảnh hưởng Cơ chế hình thành gel Giảm độ axetyl hóa Tăng khả hình thành liên kết hydro Nhóm: 07 Page 30 Tiêu luân phu gia thưc phâm Tăng khối lượng phân tử glucomannan Th.S Nguyên Phu Đưc Tăng số lượng điểm cắt chiều dài mạch liên kết Tăng nồng độ glucomannan Tăng số lượng phân tử glucomannan tăng khả tiếp xúc phân tử Tăng nhiệt độ Tăng khả hình thành liên kết hydro Tăng nồng độ kiềm Tăng trình đề axetyl hóa khả hình thành liên kết hydro Như vậy, yếu tố tác động tạo điều kiện cho hình thành liên kết hydro liên phân tử nội phân tử glucomannan tạo thuận lợi cho hình thành ổn định gel glucomannan 3.2.2 Tính chất hóa học Do có đặc điểm cấu tạo chung polysaccarit nên glucomannan có thề tham gia vào nhiều phản ứng hóa học khác để tạo thành dẫn xuất Các phản ứng xảy chủ yếu vào nhóm hydroxyl (-OH), nhóm axetyl (CH3CO-) liên kết β – 1,4 – glycosit a/ Phản ứng thủy phân Dưới tác dụng tác nhân cắt mạch axit enzim, glucomannan bị đề polyme hóa với cắt đứt liên kết β – 1,4 – glycosit phân tử tạo oligoglucomannan cuối D – mannose D – glucose b/ Phản ứng đề axetyl hóa Trong mội trường axit kiềm, nhóm axetyl glucomannan tham gia phản ứng thủy phân tạo thành glucomannan đề axetyl hóa (dạng gel không tan) axit axetic muối axetat c/ Phản ứng este hóa Các nhóm hydroxyl (-OH) phân tử glucomannan có khả phản ứng với anhidrit axit clorua axit tạo este glucomannan Nhóm: 07 Page 31 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc d/ Phản ứng ete hóa Nhóm hydroxyl (-OH) phân tử glucomannan tham gia phản ứng với tác nhân halogen ankyl axit (ví dụ ClCH 2COOH), dimetylsunfat, benzyl clorua, để tạo thành sản phẩm dạng ete glucomannan e/ Phản ứng tạo liên kết ngang (cross-linking) Về mặt lập thể, nhóm hydroxyl (-OH) liên kết với nguyên tử cacbon C2 C3 cùa D – mannose vị trí cis-diol nên glucomannan có khả tham gia phản ứng tạo lên kết ngang với glutarandehit tác nhân borat để hình thành sản phẩm dạng gel f/ Phản ứng đồng trùng hợp ghép Konjac Glucomannan có khả tham gia phản ứng đồng trùng hợp ghép với số monome khác như: metylmetacrylat, axit acrylic, acrylamit, tác dụng chất khơi màu gốc hydropeoxit, axit malonic, KMnO 4/axit oxalic Phản ứng xảy theo chế gốc Ngoài ra, Konjac Glucomannan có khả tạo phức với nhiều kim loại khác Cu2+, Ni2+, Mn2+, Co2+ vv 3.2.3 Độc tính glucomannan Đã từ lâu, glucomannan sử dụng loại thực phẩm truyền thống Trung Quốc Nhật Bản dành cho người ăn kiêng loại thức ăn lượng (low energy), coi loại thực phẩm tốt cho sức khỏe người Mặc dù vậy, việc nghiên cứu độc tính glucomannan cần thiết Tác giả Peng cộng nghiên cứu độc tính glucomannan chuột thí nghiệm cho chuột ăn thức ăn có chứa glucomannan Kết cho thấy dấu hiệu chuột bị ngộ độc sử dụng lượng glucomannan 500mg/1kg trọng lượng thể/ngày Tác giả Zhang cộng thực nghiên cứu chi tiết độc tính glucomannan thông qua đánh giá độc tính qua đường uống (oral toxicity); tác động lên Nhóm: 07 Page 32 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc da; độc tính bán cấp qua đường ruột; lão hóa tế bào (cell-ageing); độc tính phôi độc tính gen (embryocitoxicity and genotoxicity) Kết cho thấy, glucomannan không gây độc với đối tượng nghiên cứu mà gây số lượng nhỏ phản ứng phụ tiêu chảy (diarrhoea), đau bụng, đầy sử dụng liều lượng cao 5g/ngày Năm 1996, báo cáo ủy ban Châu Âu loại chất dùng lĩnh vực thực phẩm cho người cho thấy nghiên cứu độc tính glucomannan không đủ chứng để thiết lập giới hạn liều lượng glucomannan phép đưa vào ngày Ủy ban Châu Âu đưa kết luận việc cho phép sử dụng glucomannan làm phụ gia thực phẩm với hàm lượng lên tới 1% tương đương với lượng đưa vào thể 3g/ngày 3.2.4 Sự phân hủy glucomannan thể Từ xưa, Konjac Glucomannan xem không bị phân hủy thể người Tuy nhiên, theo số nghiên cứu gần cho thấy, phát số enzim thể có khả phân hủy glucomannan Aerobacter mannanolyticus, Clostridium butyricum Clostridium Beijerinckii Các vi khuẩn sản sinh endo-β-mannanaza loại enzim có khả phân hủy liên kết β-1,4-glycosit tạo thành sản phẩm trung gian disaccarit β1,4-D-manobiose, cellobiose 4-O-β-D-glucopyranosyl-D-glucopyranosyl-D- mannopyranose Cuối cùng, sản phẩm trung gian phân hủy thành D-glucose Dmannose tác dụng vi khuẩn có ruột Bên cạnh đó, monosaccarit đóng vai trò nguồn cung cấp cacbon cho phát triển vi khuẩn đường ruột Các vi khuẩn phân hủy monosaccarit thành axit béo có mạch cacbon ngắn axit axetic, axit propionic axit butyric Các sản phẩm lên men hấp thu chuyển hóa hiệu qua thành ruột Trên thực tế, trình hấp thu axit béo có khối lượng phân tử thấp xảy nhanh Do đó, tác giả đưa kết luận glucoman polyme có khả phân hủy sinh học Nhóm: 07 Page 33 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Ở số nước Châu Á Mỹ cấm sử dụng keo Konjac này, nguyên nhân có chứa chất gây ngứa Như biết bột Konjac chiết xuất từ loài thuộc họ Ráy, loài thuộc họ Ráy thường gây ngứa Chỉ cần cắt gọt chất ngứa tiết ra, nấu người ta thường phải ngâm với vôi để giảm tính ngứa Các nhà khoa học chưa tìm chất gây ngứa chứa có chứng chứng minh tinh chế thành dạng bột keo Konjac không ngứa Do đó, an toàn người nên bị cấm Tuy nhiên, công ty TNHH Long Hải nghiên cứu kết hợp bột Konjac với carragenan sản phẩm rau câu, mong nghiên cứu thành công mang lại cho sản phẩm an toàn có chất lượng cao 3.3 Phương pháp tách tinh chế glucomannan từ Amorphophallus konjac 3.3.1 Phương pháp tách Konjac Glucomannan Trong công nghiệp, phương pháp sản xuất bột konjac glucomannan từ Amorphophallus konjac theo phương pháp truyền thống thực theo hai phương Thân (củ)ướt A.Konjac pháp: phương pháp khô phương pháp Theo phương pháp khô, chế tạo bột konjac glucomannan thực theo sơ đồ 3.3 Tách đất cát, rễ Củ A.Konjac Cắt nhỏ A.Konjac chip Phơi khô Sấy khô A.Konjac chip khô Nhóm: 07 Nghiền, sàng lọc Bột Konjac Glucomannan Page 34 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Sơ đồ 3.3: Quy trình chế tạo bột KG theo phương pháp khô công nghiệp Củ Amorphophallus Theo phương pháp trên, củ A.KonjacKonjac sau thu hoạch rửa để loại bỏ đất cát, cắt bỏ rể Sau tiến hành cắt nhỏ để tạo lát mỏng thuận tiện cho trình sấy khô Phân (phơi ánh nắng sấyloại, khô rửa sử dụng khí nóng) A.Konjac dạng khô tiến hành nghiền mịn sau tiến hành phần loại bột sử dụng phương pháp rây để thu bột konjac glucomannan Phương phápNghiền có sơ bộsố nhược điểm hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm cao (lưu huỳnh tạo trình sấy phải sử dụng khí SO để ngăn trình oxi hóa gây màu choNghiền sản phẩm); tinh độ nhớt konjac glucomannan giảm Hiện nay, công nghiệp sản xuất glucomannan chủ yếu áp dụng phương pháp Ly tâm Theo phương pháp ướt, việc chế tạo bột kojac glucomannan thực theo sơ đồ 3.4 Sấy khô Thu hồi Etanol Bột Konjac Glucomannan Nghiền Rây phân loại hạt Nhóm: 07 Konjac glucomannan Đóng bao Page 35 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Theo phương pháp trên, củ A.Konjac sau thu hoạch phân loại rửa tiến hành nghiền nhỏ Do konjac glucomannan có khả tạo gel tan nước tạo dung dịch có độ nhớt cao nên trình nghiền thực môi trường có mặt chất ức chế tạo gel etanol 90% natri borat 3‰ Sau đó, tiếp tục chuyển sang trình nghiền mịn Hỗn hợp sau ly tâm để tách konjac glucomannan, sấy khô thu bột konjac glucomannan Sau ly tâm, phần thố tiếp tục chuyển công đoạn nghiền thực liên tục trình sản xuất Dung môi etanol thu hồi trình sấy sản phẩm tái sử dụng Phương pháp có số ưu nhược điểm như: sử dụng etanol, bột konjac thu có chất lượng tốt có khả ứng dụng lĩnh vực thực phẩm dược phẩm, nhiên chi phí sản xuất tương đối cao Trong đó, sử dụng tác nhân natri borat, chí phí sản xuất giảm đáng kể khả ứng dụng sản phẩm bị hạn chế đặc biệt ứng dụng lĩnh vực thực phẩm Theo phương pháp này, bột konjac glucomannan thu có chất lượng tốt hàm lượng tinh chất lý So sánh tính hiệu phương pháp trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4: Một số đặc trưng konjac glucomannan sản xuất theo phương pháp truyền thống phương pháp cải tiến Phương pháp truyền thống Tiêu chuẩn Màu sắc Mùi Thời gian sản xuất Nhóm: 07 Phương pháp Phương Phương pháp ướt pháp khô Etanol Borat Nâu Trắng Vàng Trắng Etanol Tanh Etanol Nhanh Nhanh Rất nhanh Tanh, sunfua Chậm giống khô – ướt Page 36 Tiêu luân phu gia thưc phâm Độ nhớt (mPa.s) Th.S Nguyên Phu Đưc 8000 22000 18000 28000 60 75 70 78 2,2 0÷4 ÷4 ÷4 0 Độ ẩm (%) 13 11 11 10 Hàm lượng tro (%) 4,5 Hàm lượng cát (%) 0,08 0,04 0,04 0,04 90 90 90 90 Trung bình Rất cao Trung bình Thấp Hàm lượng glucomannan (%) Hàm lượng lưu huỳnh (g/kg) Hàm lượng nguyên tố Bo (g/kg) Kích thước hạt ≤ 0,125mm (%) Chi phí sản xuất 3.3.2 Tinh chế glucomannan Mục đích trình tinh chế glucomannan nhằm thu glucomannan tinh khiết dùng phân tích Trong thành phần bột konjac glucomannan có chưa glucomannan, tinh bột, đường tan, muối khoáng, protein Theo Orawan Tatirat cộng sự, trình tinh chế glucomannan thực sau: cho konjac glucomannan (3g) vào 100ml dung dịch muối nhôm sunfat (0,3g/100ml), khuấy để glucomannan tan hoàn toàn (thời gian khuấy 15 – 30 phút) Thêm 200ml nước vào hỗn hợp trên, khuấy sau tiến hành ly tâm (tốc độ 15000 vòng/phút, thời gian 15 phút) Tách lấy phần nước lọc, thêm dung dịch etanol 95% vào dung dịch nước lọc (tỷ lệ thể tích nước lọc/etanol 1/1) để kết tủa glucomannan Quá trình lập lại từ đến lần, cuối kết tủa sấy khô 45 oC, sau nghiền thu glucomannan Theo phương pháp này, glucomannan thu tương đối sạch, tính chất lý hóa glucomannan trì Nhóm: 07 Page 37 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc Theo Shiroh Ohashi cộng sự, trình tách glucomannan từ bột konjac glucomannan (chứa glucomannan, tinh bột, đường tan, protein, ) thực sau: cho bột konjac glucomannan vào nước, khuấy để thu dung dịch dạng keo, cho dung dịch vào dung dịch muối vô nhôm sunfat, dicanxi phophat, canxi photphat, magie photphatm để kết tủa thành phần không tan Lọc bỏ kết tủa này, phần nước lọc thu chứa glucomannan cho vào dung dịch ancol C1-C4 (thường sử dụng propan-2-ol) để kết tủa glucomannan Tách kết tủa, sấy khô làm khô thiết bị đông khô thu glucomannan Qua đây, thấy keo Konjac mang lại nhiều lợi ích số nước Châu Á Mỹ lại cấm sử dụng Theo nhóm tìm hiểu keo Konjac chiết xuất từ khoai nưa, thuộc họ Ráy Như biết thuộc họ Ráy ngứa Khi gọt lớp vỏ chất ngứa tiết làm cho cảm thấy ngứa ngáy khó chịu sau tinh chế thành dạng bột chưa có chứng khoa học chứng minh không gây ngứa Đồng thời nhà khoa học chưa tìm chất gây ngứa đó,vì an toàn nên số nước Châu Á Mỹ cấm sử dụng loại keo Các lưu ý chọn sử dụng keo ưa nước sản phâm rau câu - Độ pH thực phẩm: Agar tạo gel tốt pH trung tính - Hàm lượng đường saccharose: đa số keo ưa nước tạo gel tốt rau câu có hàm lượng đường cao - Nhiệt độ trình chế biến: số loại keo ưa nước bị thủy phân (tạo polymer nhỏ hơn) nhiệt độ cao, đặc biệt kết hợp với điều kiện pH thấp, ví dụ agar làm cho cường độ gel bị yếu Nhóm: 07 Page 38 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc KẾT LUẬN Trong rau câu thành phần rong biển người ta sử dụng chất phụ gia agar, carrageenan số chất phụ gia nghien cứu sử dụng vào rau câu bột Konjac Tuy nhiên số nước Châu Á Châu Mỹ người ta cấm sử dụng keo Konjac sản phẩm rau câu Nguyên nhân có chứa loại chất gây ngứa mà nhà khoa học chưa chứng minh chất gì, nên họ cấm sử dụng loại keo nghi ngờ tính an toàn Nhóm: 07 Page 39 Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Phú Đức, Bài giảng phụ gia thực phẩm, trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP.HCM, Khoa Công nghệ thực phẩm, năm 2013, trang 72-99 [2] http://www.thachlonghai.com.vn/vi/gioi-thieu-224/thong-tin-ve-cay-khoai-nuava-bot-konjac-article1583.aspx [3] http://luanan.nlv.gov.vn/luanan?a=d&d=TTcFlGuynIuC2012.1.18&e= -vi- 20 img-txIN - Nhóm: 07 Page 40 ... chúng sử dụng rộng rãi tương lai Nhóm: 07 Page Tiêu luân phu gia thưc phâm Th.S Nguyên Phu Đưc CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU HIỆN NAY Chất keo ưa nước sử dụng. .. keo ưa nước Do nhóm chúng em định chọn đề tài: khảo sát tình trạng sử dụng keo ưa nước sản phẩm rau câu để tìm hiểu báo cáo chúng em xin trình bày theo hai chương: Chương 1: Tổng quan chất keo thực... sản phẩm sử dụng nhiều sống ngày Thành phần để sản xuất rau câu chủ yếu từ rong biển bên cạnh nhà sản xuất sử dụng thêm loại chất phụ gia Và loại phụ gia sử dụng chất keo thực phẩm hay gọi keo ưa