CHẤT KEO THỰC PHẨM: GUM ARABIC, ALGINATE, CARRAGEENAN

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM NHĨM 10 ĐỀ TÀI: CHẤT KEO THỰC PHẨM: GUM ARABIC, ALGINATE, CARRAGEENAN TP HCM, 03/2018 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CHẤT KEO THỰC PHẨM: GUM ARABIC, ALGINATE, CARRAGEENAN Thành viên nhóm Họ tên MSSV Lê Thị Thanh Thủy 2005150164 Nguyễn Thị Thanh Hằng 2005150371 Đinh Thị Phượng 2005150237 Bùi Hàn Ni 2005150306 GVHD: Nguyễn Thị Hải Hòa TP HCM, 03/2018 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GUM ARABIC .6 1.1 Định nghĩa gum arabic: 1.2 Phân loại gum arabic: 1.3 Cấu tạo gum arabic: 1.4 Tính chất gum arabic: .9 1.5 Ứng dụng: 10 CHƯƠNG ALGINATE 15 2.1 Nguồn gốc cấu trúc hóa học : .15 2.2 Đặc tính alginate: 19 2.2.1 Sự hòa tan: 19 2.2.2 Về độ nhớt: .19 2.2.3 Sự tạo gel kỹ thuật tạo gel: 22 2.3 Ứng dụng Alginate 25 2.3.1 Trong công nghiệp thực phẩm 25 2.3.2 Ứng dụng công nghiệp dệt 26 2.3.3 Ứng dụng công nghiệp giấy 26 2.3.4 Ứng dụng tơ nhân tạo 26 2.3.5 Ứng dụng y học dược học 26 2.3.6 Trong công nghệ mỹ phẩm 27 2.3.7 Ứng dụng số lĩnh vực khác .27 2.4 Quy trình sản xuất, điều chế Alginate .28 2.5 Một số qui định sử dụng Alginate thực phẩm: .36 2.5.1 Hệ thống đánh số quốc tế (International Numbering System - INS) .36 2.5.2 Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận (Acceptable Daily Intake - ADI) 36 2.5.3 Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (Maximum Tolerable Daily Intake MTDI) 36 CHƯƠNG CARRAGEENAN VÀ CẤU TRÚC .39 3.1 Carrageenan 39 3.2 Cấu trúc 39 3.3 Các tính chất lưu biến carrageenan 42 3.3.1 Độ rắn 42 3.3.2 Độ trương nở 43 3.3.3 Độ tan .45 3.3.4 Sự hydrate hóa 47 3.3.5 Độ nhớt 47 3.3.6 Thixotropy .50 3.3.7 Tạo gel 51 3.4 Công nghệ sản xuất carrageenan từ rong biển 56 3.4.1 Quy trình công nghệ sản xuất Carrageenan 56 3.4.2 Giải thích số cơng đoạn quy trình 58 3.5 Tiêu chuẩn chất lượng carrageenan 62 3.5.1 Tiêu chuẩn carrageenan Việt Nam .62 3.5.2 Tiêu chuẩn carrageenan Philippine .63 3.5.3 Tiêu chuẩn carrageenan FAO 63 3.5.4 Tiêu chuẩn sở carrageenan (công ty Acroyali Holdings Qingdao Trung Quốc) 63 3.5.5 Tiêu chuẩn sở carrageenan công ty Marine science Nhật Bản 64 3.6 Ứng dụng carrageenan 64 3.6.1 Đặc tính carrageenan 64 3.6.2 Ứng dụng thực tiễn 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 LỜI NÓI ĐẦU Hiện khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng kéo theo phát triển ngành sản xuất công nghiệp mà điển hình ngành cơng nghiệp thực phẩm Tính đến nay, bên cạnh việc mở rộng quy mô sản xuất tạo nhiều loại sản phẩm nhiều mặt hàng, ngành công nghiệp thực phẩm đẩy mạnh vấn đề nghiên cứu sinh học, ứng dụng thành ựu khoa học vào sản xuất Trong thành phần có sản phẩm thực phẩm đáng ý thành phần chất keo- tạo cấu trúc, tính chất cảm quan cho sản phẩm Trong chất keo chia làm nhiều loại khác nhau: có tự nhiên bán tổng hớp Các loại tự nhiên dễ kiếm rẻ tiền nên ưa chuộng sản xuất Hiểu tiên ích vai trò quan trọng chất keo thực phẩm, nhóm 10 chúng em tìm hiểu chất keo thường sử dụng như: gum arabic, carrageenan, alginate Hi vọng thơng qua tiểu luận nhóm gúp bạn phần việc hiểu rõ nhóm chất phụ gia thơng dụng Xin cảm ơn! CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GUM ARABIC Gum arabic hay gọi gum Acacia loại nhựa thứ hàng hóa quan trọng thời cổ đại Chúng người Ai Cập sử dụng để ướp xác làm thuốc màu cho bảng khắc chữ tượng hình cổ Từ xa xưa, người biết gum arabic có loại thuộc chủng Acacia, phân họ Mimosoideae họ Leguminosae với khoảng 500 loài Loài phát triển rộng rãi khắp vành đai Sahelian châu Phi, phía nam xích đạo tận sa mạc Sahara, từ phía tây Senegal phía đơng Somalia; vùng nhiệt đới cận nhiệt đới châu Mỹ, Ấn Độ, Úc, Trung Mỹ Tây Nam Bắc Mỹ Những nước sản xuất gum chủ yếu phải kể đến Cộng hòa Xuđăng, Tây Phi Các nước có sản lượng gum lớn Nigeria, Tanzania, Marôc Ấn Độ Cây Acacia thường cao 4,57- 6,096 m Gum tiết từ vết nứt vỏ cây, sau khô lại thành hạt lớn 1.1 Định nghĩa gum arabic: Gum arabic ( Acacia Gum) có kí hiệu quốc tế INS 414, chưa xác định lượng tối đa cho phép người có sử dụng ngày ( Aceptable Daily Intake) nhằm đảm bảo an toàn sức khỏe người Theo tổ chức JECFA cơng bố năm 1997 gum arabic định nghĩa đầy đủ sau: Gum arabic theo tiếng Ả Rập loại dịch nhựa tiết từ thân cành Acacia Senagal (L) Willdenow lồi có liên quan chặt chẽ với chúng Gum Arabic thu nhận từ seyal loài họ hàng acacia senegal Gum Arabic bao gồm polysaccharide cao phân tử, canxi, magie, kali sản phẩm thủy phân arabinose, galactose, rhamnose, glucurnic axit Đây xem định nghĩa chuẩn gum arabic 1.2 Phân loại gum arabic: Dạng gum bán thị trường thường chứa thêm gum loài Acacia khác Acacia senegal, chủ yếu Acacia seyal Tại Sudan, gum Acacia Senegal Acacia seyal gọi hashab talha  Vì , dựa vào nguồn cung cấp, phân gum arabic làm hai loại:  Loại lấy từ Acacia Senagal (Hashab):loại có dạng rắn, có màu từ vàng nhạt đến vàng nâu, có vết nứt giống thủy tinh  Loại lấy từ Acacia seyal (Talha): chúng có màu sậm, bở có mặt lơ hàng xuất Hashab chắn sản phẩm , gần người ta khám phá thêm ứng dụng talha, khám phá làm tăng đáng kể loại gum tạm gọi hàng thứ cấp Tuy nhiên, khó để xác định xác tỷ lệ thực tế hai loại gum thị trường chúng khơng ngừng biến đổi  Dựa vào cách phân loại, có dạng tiêu biểu sau:  Loại lựa chọn thủ công: loại đắt nhất, nhất, màu sáng kích thước hạt lớn  Loại làm sàng: loại gum có sau q trình lựa chọn thủ cơng sàng Bao gồm dạng nguyên miếng hay dạng miếng bị vỡ có màu sắc thay đổi từ vàng nhạt đến màu hổ phách đậm  Loại làm sạch: đạt tiêu chuẩn có màu hổ phách từ nhạt đến đậm Có chứa loại sạn loại bụi  Loại sạn sau sàng: hạt nhỏ lại sau qua lần phân loại trƣớc Chứa cát, vỏ chất bẩn  Loại bụi: hạt nhỏ thu thập sau trình làm Có chứa cát bụi bẩn  Loại đỏ: gồm cát hạt màu đỏ sậm 1.3 Cấu tạo gum arabic: - Gum arabic từ loại Acacia Senegal Acacia seyal hỗn hợp polysaccarit tạo nhánh cao Mạch polysaccarit tạo thành từ đơn vị D-galactopyranose liên kết liên kết ᵦ-D-(1,4) ᵦ-D-(1,6) Các mạch bên tạo thành từ đơn vị D- galactopyranose thường gắn liên kết ᵦ-D-(1,3) Các gốc L-rhamnopyranose hay L-arabinofuranose gắn với mạch bên đơn vị cuối mạch Các đơn vị D-glucuronic axit thường gắn liên kết ᵦ-D-(1,6) với đơn vị D-galactose đơn vị L-arabinofuranose thường gắn với đơn vị Dglucuronic axit liên kết 1,4 Cả hai loại chứa lượng nhỏ hợp chất Ntơ (những hợp chất ni tơ tách trình tinh sạch) Thành phần hóa học chúng thay đổi nhẹ theo nguồn gốc, thời tiết, mùa, độ tuổi cây… - Gum Acacia seyal có hàm lượng đường rhamnose acid glucoronic thấp gum Acacia Senegal lại chứa hàm lượng arabinnose 4-O-methyl glucuronic cao Bên cạnh đó, hàm lựơng hợp chất Nitơ gum Acacia seyal thấp Góc quay cực hai loại gum khác Thành phần amino acid hai loại tương tự nhau, bao gồm chủ yếu hydroxyproline serine (bảng 1) Bảng 1.1: Thành phần amino acid hai loại gum arabic (g/1000g phần lại) Thành phần Hyp Asp Thr Ser Glu Pro Gly Ala Cys Val Met Ile Leu Tyr Phe His Lys Arg Acacia senegal 256 91 72 144 36 64 53 28 35 11 70 13 30 52 27 15 Acacia seyal 240 65 62 170 38 73 51 38 42 16 85 13 24 51 18 11 - Khối lượng phân tử gum arabic khoảng từ 200.000 đến 270.000 Trong đó, khối lượng phân tử trung bình gum Acacia seyal lớn gum Acacia senegal Khối luợng phân tử hai loại gum xác định phương pháp sắc ký lọc gel sử dụng số khúc xạ kết hợp với quang phổ phát xạ kết hợp quang phổ hấp thu tử ngoại (bước sóng 206nm) 1.4 Tính chất gum arabic:  Gum arabic dễ dàng hoà tan nước tạo thành dung dịch suốt có màu từ vàng nhạt đến vàng nâu pH khoảng 4,5  Gum Arabic lưu chất Niuton,có tính axit  Dung dịch Gum Arabic có độ nhớt tương đối thấp.Cấu trúc phân nhánh bậc cao gum Senegal góp phần gia tăng lực liên kết phân tử, kết dung dịch gum trở nên nhớt có nồng độ cao Một tính chất cơng nghệ quan trọng khác gum arabic khả hoạt động nhũ hoá cho tinh dầu hương thơm Như biết, hợp phân có phân tử lượng lớn giàu protein hấp phụ cách chọn lọc bề mặt giọt dầu nhỏ Vì có phần gum tham gia vào q trình nhũ hố nên nồng độ gum cần thiết đẻ tạo nhũ lớn nhiều so với nồng độ protein nguyên chất Ví dụ: để tạo nhũ tương tinh dầu cam 20% cần nồng độ gum Arabic 12% Một hình thành hệ nhũ tương đạt trạng thái bền thời gian dài mà khơng có dấu hiệu bị kết tụ lại  Gum arabic phản ứng với polyme cationic gelatin để tạo thành giọt tụ sử dụng với mục đích vi bọc Gum arabic vật liệu phủ bọc sử dụng nhiều đem sản phẩm cần lưu giữ hương sấy phun Nó chất nhũ hóa tự nhiên sử dụng thuốc hãm hương thơm sản xuất hương thơm đậm đặc nghiền thành bột So với maltodextrin, gum arabic có cho khả lưu giữ hương vị tốt q trình làm khơ bảo quản Hỗn hợp maltodextrin gum arabic sử dụng thành công để bọc hương thơm bền chống lại trình oxy hóa 1.5 Ứng dụng:  Cơng nghiệp bánh kẹo Ứng dụng quan trọng gum Arabic công nghiệp bánh kẹo sử dụng nhiều sản phẩm khác bao gồm kẹo gum, kẹo mùi, kẹo dẻo kẹo bơ cứng Trong sản phẩm kẹo, chúng sử dụng loại nước men  Đối với kẹo cao su, gum arabic sử dụng một thành phần nguyên liệu tính chất khơng màu, khơng mùi, khơng độc, khơng ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm  Đối với kẹo dẻo, gum sử dụng chất làm bền bọt Trong đó, kẹo bơ cứng sử dụng để nhũ hố chất béo Gum Arabic sử dụng để tạo lớp nước bóng bên ngồi hạch sản phẩm tương tự  Đối với sản phẩm bánh, gum sử dụng để cố định mùi, ngăn chặn kết tinh đường nhũ hóa chất béo Bảng 1.2: Thành phần kẹo dẻo (Marshmallow) Water 39.0% Sugar 37.0% Dextrose 19.0% Albumin 1.8% Gum arabic 2.4% Gelatin 0.5% Salt 0.3% Bảng 1.3: Thành phần sản phẩm dạng caramel Corn syrup 38.4% Sweet condensed whole milk 34.4% Granulated sugar 9.6% Invert sugar 9.6% Hình 3.1 Carrageenan kết hợp với protein sữa 3.6.1.3 Tương tác với gum khác Kappa carrageenan thể khả tương tác mạnh mẽ với gum locust beam hệ thống gel nước, sở tăng độ gel, cải thiện khả giữ nước, thay đổi trạng thái gel từ giòn (brittle) sang gel đàn hồi (elastic), giảm độ đông đặc (syneresis) Độ nhớt hỗn hợp chứa iota carrageenan tinh bột tăng gấp 10 lần so với tinh bột nguyên thủy Vì iota-type carrageenan hữu ích việc thay textural, cảm vị đặc tính q trình chế biến chứa tinh bột Sự tương tác carrageenan tinh bột sử dụng để nghiên cứu đặc tính nhớt pha liên tục chứa hạt tinh bột phân tán Chuỗi kappa carrageenan thể khả tương tác với hạt Một số yếu tố ảnh hưởng lên tương tác carrageenan tinh bột sau: + Độ phân cực, chuỗi iota kappa khơng có số nhóm sulphat dẫn đến tích điện khác + Kích thước, khối lượng phân tử không giống + Độ linh hoạt chuỗi, ví dụ độ nhớt nội cao dẫn đến độ linh hoạt chuỗi 3.6.2 Ứng dụng thực tiễn Đặc tính polymer sinh học có nguồn gốc tự nhiên nhiều trường hợp bị chi phối khối lượng phân tử, phân bố khối lượng phân tử, kích thước, hình dáng độ nhớt đàn hồi (viscoelastic) chúng Xa hơn, chúng phụ thuộc vào nhiệt độ thành phần dung môi khả tự liên kết thân chúng Nhờ có tính chất vật lý hố học đặc biệt carrageenan nên sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm phi thực phẩm để làm chất đồng hoá, ổn định, tạo gel, tạo độ nhớt, tạo kết cấu,… Carrageenan phụ gia tốt công nghiệp thực phẩm ngành công nghiệp khác, danh mục ứng dụng carrageenan vơ lớn, tóm tắt lại bảng sau: Bảng 3.8 Cơ cấu thị trường tiêu thu carrageenan Ứng dụng Bơ sữa Thịt gia cầm Nước giải khát Thực phẩm sử dụng carrageenan tinh khiết Kem đánh Khác Tổng cộng Tấn 11.000 5.000 5.000 8.000 2.000 2.000 33.000 % 33 15 15 25 6 100 Nguồn: H Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers.comm Ngày thị trường có khoảng 4.000 sản phẩm hàng hố có sử dụng carrageenan, cơng nghệ thực phẩm sử dụng nhiều Việc sản xuất Carrageenan năm 1862 Hiện nay, nước sản xuất Carrageenan nhiều Philipine, Mỹ, Đan Mạch, Pháp,… Năm 2001, tổng sản lượng Carrageenan giới 42.390 đó: Châu Âu chiếm 32%, Mỹ 21%, Châu Á - Thái Bình Dương 47% Philipines xuất carrageenan sang Mỹ, Anh, Nhật, Canada, Mexico, Pháp, Đức, Italia, Tây Ban Nha Austraylia với giá từ 11 – 18 USD/kg Hiện nay, tổng thu nhập từ Carrageenan đạt 100 triệu USD/năm, mức độ tăng trưởng từ - 13%/năm Hiện thị trường giới có dạng sản phẩm carrageenan: dạng tinh khiết (Refined Carrageenan) bán tinh khiết (Semi-Refined Carrageenan - SRC) Các nhà chế biến carrageenan Philipines nghiên cứu phát triển sản phẩm carrageenan có chất lượng cao, phù hợp với người tiêu dùng cách cải tiến quy trình sản xuất SRC, sản phẩm có tên gọi Philipines Natural Grade Carrageenan (PNG) Sản phẩm chiếm lĩnh có vị trí quan trọng thị trường Mỹ, EU Vào ngày 8/6/1991, Tổ chức thực phẩm dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) 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 Code Committee on Food Additives and Contaminants – CCFAC tổ chức đánh giá mức độ an toàn PNG Rome, sau kiểm tra độc tính sản phẩm họ chấp nhận PNG phụ gia thực phẩm an tồn mã hố cho sản phẩm E-407a Ở Châu Âu, loại tinh khiết PNG cho phép làm thực phẩm mang nhãn hiệu khác nhau: Carrageenan tinh khiết có nhãn hiệu “Carrageenan” ký hiệu E-407 PNG mang nhãn hiệu “Processed Echeuma Seaweed” “PES” ký hiệu E-407a Một số ứng dụng carrageenan công nghiệp thực phẩm: - Sản xuất dấm công nghiệp q trình sinh hóa sử dụng vi khuẩn hữu ích Những hạt gel κ-carrageenan sử dụng chất mang trình sản xuất liên tục acid acetic - Quá trình sản xuất dấm ăn liên tục thành công sử dụng kết hợp phản ứng sinh học bàn bong bóng (bubblemixed tabletop) với κ-carrageenan cố định tế bào Acetobacter suboxydans Sản phẩm sữa lên men sản xuất cách đồng thời acid hóa bổ sung sữa tách kem có chứa hỗn hợp cố định với carrageenan - Gel κ-carrageenan/gum đậu locust theo tỷ lệ 2,75% 0,25% w/w sử dụng để cố định riêng biệt chủng khác Lactococcus lactis chủng Leuconostoc mesenteroides - Trong trình sản xuất bia, hạt κ-carrageenan sử dụng để cố định tế bào nấm men (Saccharomyces sp.) Trong trình sản xuất ethanol từ đường glucose với phương pháp lên men tầng sôi, κ-carrageenan sử dụng để cố định tế bào nấm men Zymomonas mobilis Sản xuất ethanol từ tinh bột theo phương pháp lên men cột kính, hạt gel carrageenan sử dụng để đồng cố định vi khuẩn enzyme glucoamylase Ma trận gel carrageenan sử dụng để cải thiện khả cố định tế bào Saccharomyces cerevisiae tiếp tục sử dụng nấm men cố định κ- carrageenan để sản xuất ethanol từ chất thải dứa đóng hộp - Hydrocolloids đưa vào bột nhằm tác động lên textural khác bánh mì, alginate đảm bảo độ bột k-carrageenan giảm độ rắn bánh mì - Tất hydrocolloids biết ứng dụng polymers công nghiệp bao gồm chất alginates, carrageenans, agar, guar gum, arabic gum, methycellulose carboxymethylcellulose Các hydrocolloid sodium alginate, kcarrageenan, xanthan gum HPMC thường bổ sung vào bột mì nhằm cải thiện độ ổn định chúng công đoạn cuối sản xuất sản phẩm - Những hydrocolloids ứng dụng cơng thức bánh mì như: sodium alginate, -carrageenan, xanthan gum, guar gum, cellulose dẫn xuất chúng tinh bột biến tính Nhiều kết trước cho thấy hydrocolloids khác ảnh hưởng khác lên đặc tính bột bánh mì Khi carrageenan bổ sung 0,5% vào bột, khả hấp thụ nước bột tăng lên, khả hấp thụ nước bột giảm xuống nồng độ carrageenan cao Khi bổ sung nồng độ 0,5% vào bột, thấy bột chứa hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC) có khả hấp thụ nước cao so với bột bổ sung gum guar Từ thấy rằng, ảnh hưởng hydrocolloids lên đặc tính bột bánh mì phụ thuộc vào cấu trúc phân tử, kích thước hạt loại hydrocolloids, cơng thức bánh mì, bột phương pháp làm bánh mì kiểu bánh mì - Hydrocolloids carrageenan quan tâm lớn việc ứng dụng chúng vào sản phẩm thịt chế biến, đặc tính gel hóa, làm đặc liên kết nước chúng - Đặc tính texture chất lượng cảm quan xúc xích bổ sung bột sữa tốt so với bổ sung ι-carrageenan - Carrageenan sử dụng chất ổn định để làm tăng độ nhớt pha liên tục, từ chúng đảm bảo chất béo khơng bị phân riêng dung dịch - Nhiều sản phẩm có thành phần carrageenan sữa đậu nành, chocolate sữa có hương vị khác, sản phẩm khác từ sữa, công thức thực phẩm cho trẻ sơ sinh đồ uống dinh dưỡng chức - Carrageenans sử dụng để tạo gel, làm đặc Vì chúng sử dụng chất nhũ hóa, kiểm sốt q trình đặc, phân bố cố định thể Chúng chủ yếu sử dụng thực phẩm phần ứng dụng sữa kappa-carrageenan ứng dụng tương tự furcellaran - Carrageenan nồng độ thấp (ca 300 ppm) đóng vai trò ổn định cocoa sữa chocolate; khơng có gum có đặc tính Đặc tính lưu biến carrageenan tinh tế việc ổn định cocoa cấu trúc gel sữa đổ uống Iota-carrageenans có textures tương tự gel gelatin, nên chúng sử dụng công thức tráng miệng Iota-carrageenans thuận lợi gel gelatin có điểm tan chảy cao hơn, nên chúng phù hợp với khí hậu nhiệt đới, nhiệt độ lạnh khơng phù hợp với chúng Đặc tính lưu biến điểm mạnh iota-carrageenans, mà chúng không tan chảy miệng gelatin Hơn nữa, gel iota-carrageenans trì tính mềm theo thời gian, gelatin có khuynh hướng rắn theo thời gian Tính chất quan trọng sản xuất đồ ăn tráng miệng Châu Âu - Kappa carrageenan furcellaran sử dụng sản xuất gel tráng miệng cấu trúc giòn mạch ngắn gel Nhược điểm khác phục cách đồng bổ sung galactomannan đậu locust vào gel tráng miệng, kappađậu locust iota- kappa-đậu sử dụng Đậu locust đồng bổ sung tạo trạng thái gel khơng có bọt vật chất lơ lửng làm công đoạn lọc Nhiều nhà sản xuất kẹo cao su lớn giới sử dụng tính carrageenan để nâng cao chất lượng kẹo - Ở Scotland Ireland, carrageenan đun sơi sữa, sau bổ sung thêm đường, hương vị (vanilla, quế, rượu mạnh whisky) Sản phẩm cuối trạng thái gel hóa tương tự pannacotta, tapioca, hay blancmange Scotland Ireland Khi iota- carrageenan tổ hợp với sodium stearoyl lactylate (SSL), đông đặc tạo ra, khả nhũ hóa/ ổn định hỗn hợp tốt tất khả nhũ hóa/ ổn định (kappa/lambda) carrageenan hay chất nhũ hóa khác có SSL tổ hợp với iota carrageenan tạo hệ nhũ điều kiện nóng lạnh mơi trường thực phẩm có rau và/ mỡ động vật - Carrageenan sử dụng nhiều sản phẩm sữa mát kem, mai, sữa tách kem, yogurt tráng miệng đồ như: custards, kem, sữa, chocolate pie Đặc tính vật lý polysaccharide như: độ hòa tan, làm đặc, ổn định gel hóa phụ thuộc vào kích thước cấu trúc phân tử polysaccharide, hình thái chúng, diện nhóm sulfate, nhóm methyl ether nhóm pyruvate nhóm acetyl esters, độ linh hoạt khả tự liên kết chúng - Trong gel carrageenan, thay 4C1 1C4 cấu trúc cho phép chuỗi carrageenan hình thành cấu trúc xoắn bậc 2, cấu trúc xoắn hình thành vùng liên kết liên kết mạch cấu trúc xoắn Do đặc tính hình thành gel rắn, κ-carrageenan ứng dụng sản xuất thịt lợn đóng hộp Khả hydrate ổn định nhiệt gel thịt lợn tăng lên nhờ bổ sung thêm carrageenan Khả giữ nước gel thịt tăng lên bổ sung 2% carrageenan Đặc tính cứng thơng số texture khác thịt viên béo nhũ hóa tăng lên bổ sung 2% carrageenan Khi bổ sung carrageenan nồng độ 0,25, 0,4 0,5 (%) vào thịt lợn xơng khói đóng lon, tiêu tốn nhiệt trình chế biến giảm độ cứng sản phẩm tăng Carrageenan an toàn công nghiệp thực phẩm Nhiều tác giả giới JECFA, Scientific Community on Food (SCF), and International Food Additives Council (IFAC) đánh giá an toàn carrageenan Trái ngược với phát Tobacman (2001) Tobacman cộng (2001), tất tác giả đồng ý carrageenan an toàn thực phẩm In 1978, the Scientific Committee for Food (SCF) thông qua lượng tiêu thu hàng ngày chấp nhận carrageenan 0–75 mg/kg (carrageenan by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA 1974; SCF 1978)) Bột carrageenan Các tráng miệng Thạch đơng Các sản phẩm nướng Gia vị, nước sốt Nước Bơ, sữa, cacao Đậu phụ Hình 3.2 Một số hình ảnh ứng dụng carrageenan công nghiệp thực phẩm  Các yếu tố ảnh hưởng khả tạo gel Bản chất tính chất gel bị ảnh hưởng nhiều yếu tố nồng độ protein, pH, tính chất, nồng độ chất điện phân Gel xảy trình gia nhiệt, làm lạnh phụ thuộc vào tính chất protein q trình tự Sự hình thành nhiệt gây mạng gel liên quan đến hệ thống kết hợp chuỗi gấp polypeptide thơng qua khơng kết cộng hóa trị (ví dụ liên kết hidro, tương tác ion kỵ nước) số trường hợp, thông qua liên kết hóa trị (liên kết disulfua) Một hệ gel trạng thái mà chất lỏng rắn phân tán vào nhau, mạng lưới chất rắn chứa thành phần chất lỏng kết dính lại tạo thành gel Sự ngưng tụ hạt tạo thành mạng lưới Tăng nồng độ dung dịch, thay đổi pH tăng nhiệt độ nhằm giảm rào cản tĩnh điện cho hạt tương tác để hạt kết tụ với tạo thành gel Nếu nung nhiệt độ bình thừơng sản phẩm gel khơ, nung điều kiện siêu tới hạn sản phẩm gel khí  Yếu tố ảnh hưởng đến khả tạo đông gum Arabic Độ nhớt Arabic phụ thuộc vào pH nồng độ muối.Ở nồng độ cao chất keo kết hợp với trình sấy sản phẩm hiệu Arabic ổn định môi trường acide, Arabic sử dụng tốt cho việc định mùi nước Giá trị pH tự nhiên dung dịch Arabic 3,9 - 4,9 diện acide gluconic Khi thêm acide kiềm làm thay đổi độ nhớt diện tích tiếp xúc dịch keo, pH thấp độ nhớt thấp ngược lại Độ nhớt đạt tối đa pH= 5,5 Gum arabic dễ dàng hoà tan nƣớc tạo thành dung dịch suốt có màu từ vàng nhạt đến vàng nâu pH khoảng 4,5 Gum Arabic lưu chất Niuton, có tính axit Dung dịch Gum Arabic có độ nhớt tương đối thấp.Cấu trúc phân nhánh bậc cao gum Arabic góp phần gia tăng lực liên kết phân tử, kết dung dịch gum trở nên nhớt có nồng độ cao Độ nhớt giảm có mặt chất điện ly tích điện màng pH thấp nhóm carboxyl trở nên khơng phân ly Q trình nhũ hố nên nồng độ gum arabic cần thiết để tạo nhũ lớn nhiều so với nồng độ protein nguyên chất Ví dụ: để tạo nhũ tương tinh dầu cam 20% cần nồng độ gum Arabic 12% Một hình thành hệ nhũ tương đạt trạng thái bền thời gian dài mà khơng có dấu hiệu bị kết tụ lại Gum arabic phản ứng với polyme cationic gelatin để tạo thành giọt tụ sử dụng với mục đích vi bọc Gum arabic vật liệu phủ bọc sử dụng nhiều đem sản phẩm cần lƣu giữ hƣơng sấy phun Nó chất nhũ hóa tự nhiên sử dụng thuốc hãm hương thơm sản xuất hương thơm đậm đặc nghiền thành bột So với maltodextrin, gum arabic có cho khả lưu giữ hương vị tốt trình làm khô bảo quản Hỗn hợp maltodextrin gum arabic sử dụng thành công để bọc hơng thơm bền chống lại q trình oxy hóa Cơng nghiệp bánh kẹo Ứng dụng quan trọng gum Arabic cơng nghiệp bánh kẹo sử dụng nhiều sản phẩm khác bao gồm kẹo gum, kẹo mùi, kẹo dẻo kẹo bơ cứng Trong sản phẩm kẹo, chúng đƣợc sử dụng loại nước men chúng có khả làm đặc  Đối với kẹo cao su, gum arabic sử dụng một thành phần nguyên liệu tính chất không màu, không mùi, không độc, không ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm  Các yếu tố ảnh hưởng tới khả tạo đông Alginate Độ nhớt thực alginate phụ thuộc trực tiếp vào độ dài chuỗi, chuỗi dài (tương ứng với khối lượng phân tử cao) dung dịch có độ nhớt cao Trong điều kiện nhiệt độ cao trạng thái sôi làm nguội trở thành dạng gel Thông thường alginate kết hợp với ion Ca2+ tạo gel, Khi đưa vào dung dịch alginate lượng nhỏ Ca2+ Sẽ làm tăng độ nhớt đột ngột Các alginate có khả tạo gel có mặt ion Ca2+ acid Có thể tạo gel acide khoảng 3.4 thường kết hợp với pectin Tham gia tạo gel tương tác tĩnh điện qua cầu nối Ca 2+ có vai trò quan gel khơng thuận nghịch với nhiệt đàn hồi Một số thành phần khác làm tăng độ nhớt alginate hàm lượng đường cao, số muối (CaCO3, CaCl2 Cacium tartat, ion Cacium liền kềt với Alginate tạo cấu nối phấn tử làm tăng trọng lượng phấn tử độ nhớt dung dich ),…   Các yếu tố ảnh hưởng tới khả tạo đông carrageenan Không tan ethanol, tan nước nhiệt độ 800C tạo thành dung dịch sệch hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy Ổn định pH ˃ phân hủy pH=5-7, phân hủy nhanh pH ˂ Độ nhớt tùy thuộc loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ, ion có mặt hàm lượng carrageenan Đặc biệt phụ thuộc vào có mặt cation Ví dụ: Khi liên kết với K+, NH4+, dung dịch carageenan tạo thành gel thuận nghịch nhiệt Khi liên kết với Na+ carrageenan hòa tan nước lạnh khơng có khả tạo gel Muối K+ carrageenan có khả tạo gel tốt gel giòn dễ bị phân rã Chúng ta giảm độ giòn gel cách thêm vào locust bean gum Carrageenan có liên kết ion tăng lực liên kết tạo gel đàn hồi Carrageenan khơng có khả tạo gel Muối K+ tan nước Dung dịch nóng kappa iota carrageenan tạo gel làm nguội xuống từ 40 – 60oC dựa vào có mặt cation Gel carrageenan có tính thuận nghịch nhiệt có tính trễ nhiệt, có nghĩa nhiệt độ tạo gel nhiệt độ nóng chảy gel khác Gel ổn định nhiệt độ phòng gia nhiệt cao nhiệt độ tạo gel từ – 12oC gel chảy Khi làm lạnh tạo gel lại Thành phần ion hệ thực phẩm quan trọng đến hiệu sử dụng carrageenan Ví dụ: kappa-carrageenan chọn ion K+để làm ổn định vùng tạo liên kết, tạo trạng thái gel chắc, giòn Iota carrageenan chọn Ca2+nối chuỗi tạo cấu trú gel mềm đàn hồi Sự có mặt ion có ảnh hưởng lên nhiệt độ hydrat hóa carrageenan, nhiệt độ tạo gel nhiệt độ nóng chảy Ví dụ: iota carrageenan hydrat hóa nhiệt độ mơi trường nước cho muối vào tăng nhiệt độ tạo gel nên ứng dụng sản xuất salad-dressing lạnh Muối Na + kappa carrageenan hydrat hóa 40 oC carrageenan loại thịt muối hydrat hóa hồn tồn nhiệt độ 55 oC TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Đăng Nghĩa and Trang Sĩ Trung (2012), Polymer Sinh học biển, NXB Giáo dục Việt Nam, 160 ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/010/a1447e/a1447e.pdf, accessed http://siap- org.com/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid=59, http://www.agargel.com.br/carrageenan-tec.html, accessed http://www.brookfieldengineering.com/education/applications/texture-margarinefirmness.asp, accessed http://www.fao.org/docrep/field/003/ab730e/ab730e03.htm, accessed http://www.marine-science.co.jp, accessed www.acevn.com/company_detail.php?item , accessed TCVN 10372:2014: Carrageenan - Yêu cầu kỹ thuật ... Alginate đánh giá có khả tạo màng tốt Các dạng thương phẩm Alginate: natri alginate, kali alginate, amon alginate, magie alginate, canxi alginate, propylen glycol alginate Trong Sodium Alginate... sơn in; keo dán CHƯƠNG ALGINATE 2.1 Nguồn gốc cấu trúc hóa học : Alginate (INS 400/401) từ chung cho số hợp chất muối acid alginic, loại polymer sinh học biển phong phú giới loại polymer sinh... CaCl2 PP Acid hóa Alginat canxi Alginic Alginic Alginat Natri Trung hòa Trung hòa Alginat Na Alginat Na Làm khô Làm khô - Xử lý : + Xử lý formol: Mục đích: Cố định protein chất màu phần cellulose,