Tiểu luận Chất ổn định Carrageenan | Phụ gia thực phẩm | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
Hiện nay, các loại phụ gia trong thực phẩm chiếm đa số và được ứng dụng rất nhiều bởi những công dụng tuyệt vời như làm chất ổn định, tạo màu, tạo mùi vị, làm đông và tạo gel, … Đã hơn khoảng 70 – 80% tất cả các sản phẩm carrageenan được sử dụng nghành công nghiệp thực phẩm. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Phụ gia thực phẩm 11 tài liệu
Trường: Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh 185 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Chất phụ gia ngăn sự tách lớp trong thực phẩm...........................................................10
Hình 2: Chất phụ gia sử dụng trong sản xuất kem...................................................................10
Hình 3: Xanthan Gum E415.....................................................................................................11
Hình 4 :Rong biển đỏ................................................................................................................ 14
Hình 5: nguồn gốc rong biển.....................................................................................................15
Hình 6: tính chất cảm quan của Carrageenan trong thực phẩm.................................................18
Hình 7: công thức hóa học của carrageenan..............................................................................18
Hình 8: Quy trình sản xuất Carrageenan...................................................................................19
Hình 9: Độ tinh khiết của Carrageenan.....................................................................................21
Hình 10: Cơ chế hình thành gel của Carrageenan.....................................................................22
Hình 11: Carrageenan trong việc làm đặc thực phẩm...............................................................23
Hình 12: Carrageenan trong thịt chế biến.................................................................................24
Hình 13: Carrageenan trong các món tráng miệng đông lạnh...................................................24 4 MỤC LỤC
NHẬN XÉT............................................................................................................................... 3
PHẦN MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CHẤT ỔN ĐỊNH.................................................................8
1.1 Khái niệm...........................................................................................................................8
1.2 Phân loại............................................................................................................................ 8
1.2.1 Một số chất ổn định thực phẩm phổ biến.....................................................................9
1.3 Tính chất của chất ổn định:................................................................................................9
1.3.1. Ổn định cấu trúc và độ đồng nhất:..............................................................................9
1.3.2. Duy trì độ ẩm và cải thiện cảm quan:........................................................................10
1.3.3. Ngăn chặn sự kết tinh:..............................................................................................10
1.3.4. Tạo và duy trì độ nhớt...............................................................................................10
1.3.5. Tạo gel hoặc làm đặc:...............................................................................................10
1.3.6. Ổn định nhũ tương và huyền phù:.............................................................................11
1.3.7. Hoạt động ở nồng độ thấp và kéo dài thời hạn sử dụng............................................11
1.4. Hoạt động của chất ổn định.............................................................................................11
1.4.1. Tính An Toàn và tác động tích cực của chất ổn định đến sức khỏe:.........................11
1.4.2 Quy định về sử dụng chất ổn định của các quốc gia khác nhau:................................12
CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ CHẤT E407 (CARRAGEENAN).....................................14
2.1. Định nghĩa:...................................................................................................................... 14
2.2. Tên hóa học: CARRAGEENAN.....................................................................................15
2.3. Tên khác.......................................................................................................................... 15
2.4. Chỉ số quốc tế:................................................................................................................16
2.5. Lĩnh vực:.........................................................................................................................16
2.6. Tên thương mại:...........................................................................................................17
2.7. Cảm quan:.......................................................................................................................17
Hình 6:................................................................................................................................... 18
2.8. Công thức hóa học:.........................................................................................................18
2.9. Sản xuất:......................................................................................................................... 18
2.10. Độ tan:........................................................................................................................... 19
2.11. Điểm nóng chảy:...........................................................................................................19 5
2.12. Định tính:......................................................................................................................20
2.13. Độ tinh khiết.................................................................................................................20
2.14. Đặc tính của chất ổn định E407:...................................................................................21
Khả năng tạo gel và độ nhớt:..............................................................................................21
Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy:..............................................................................21
CHƯƠNG 3: CÔNG DỤNG CỦA CHẤT E407 (CARRAGEENAN)................................23
3.1. Chất cố định tế bào và enzyme........................................................................................23
3.2. Chất tạo gel, làm đặc và ổn định thực phẩm....................................................................23
3.3. Ổn định nhũ tương trong sữa và đồ uống thực vật..........................................................23
3.4. Giữ nước và tạo cấu trúc trong thịt chế biến:..................................................................23
3.5. Ứng dụng trong kem và thực phẩm đông lạnh................................................................24
3.6. Ổn định bọt trong đồ uống và thực phẩm........................................................................24
Ngoài ra còn được dụng trong mỹ phẩm và dược phẩm:Dùng trong kem dưỡng ẩm, gel nha
khoa, thuốc ho, mặt nạ dưỡng da do khả năng giữ nước tốt...................................................24
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG THỰC TIỄN VÀ TỶ LỆ SỬ DỤNG CARRAGEENNAN.....25
4.1 Ứng dụng của chất ổn định Carrageenan trong công nghệ thực phẩm:............................25
4.1.1. Ứng dụng trong thực phẩm công nghiệp:..................................................................25
4.1.2. Ứng dụng trong dược phẩm:.....................................................................................25
4.1.3. Ứng dụng làm sạch môi trường:................................................................................26
4.2 Tỷ lệ sử dụng của chất ổn định carrageenan trong công nghệ thực phẩm:.......................26
CHƯƠNG 5: HẬU QUẢ LẠM DỤNG.................................................................................27
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................29 6 PHẦN MỞ ĐẦU
Hiện nay, các loại phụ gia trong thực phẩm chiếm đa số và được ứng dụng rất nhiều bởi những
công dụng tuyệt vời như làm chất ổn định, tạo màu, tạo mùi vị, làm đông và tạo gel, … Đã hơn
khoảng 70 – 80% tất cả các sản phẩm carrageenan được sử dụng nghành công nghiệp thực
phẩm. Người tiêu dùng yêu cầu các sản phẩm thực phẩm chất lượng cao duy trì độ ổn định, và
hình thức bên ngoài trong suốt thời hạn sử dụng của sản phẩm. Carrageenan có tác dụng làm
đặc, làm bền, tạo gel cho các sản phẩm như phomai, kem, sữa,.. Dựa vào tính ưu việt của
carrageenan và các keo thực phẩm khác, người ta có thể phát triển sản phẩm mới và lược bỏ
được một vài nguyên liệu truyền thống. Qua đó, hiểu được tính cấp thiết đề tài, em đã hoàn
thành bài tập dự án “Giải thích vai trò, cách sử dụng carrageenan trong sản phẩm sữa hạt” để
khái quát rõ nét hơn về phụ gia carrageenan trong thực phẩm. 7
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CHẤT ỔN ĐỊNH 1.1 Khái niệm
Chất ổn định là những chất duy trì màu sắc, hình dạng, kết cấu, độ đặc và tính ổn định của sản
phẩm thực phẩm. Chất ổn định có thể được sử dụng cho mỹ phẩm, nhựa, thực phẩm chế biến.
Agar agar, pectin, carrageenan, canxi clorua, axit alginic là những hóa chất thường được sử
dụng làm chất ổn định trong mỹ phẩm, thực phẩm, sản phẩm từ sữa. 1.2 Phân loại
Hiện nay có tới hơn 100 chất ổn định được sử dụng trong thực phẩm. Bạn có thể dễ dàng nhận
biết các chất này trên nhãn thực phẩm, bắt đầu bằng chữ E với các mã từ 400 đến 499. Trong
đó, các chất ổn định được phân loại như sau: 400-409 là alginate 8 410-419 là gum thiên nhiên
420-429 là các tác nhân tự nhiên khác
430-439 là hợp chất polyoxyethylene
440-449 là chất nhũ hóa tự nhiên 450-459 là phosphate
460-469 là hợp chất cellulose 470-489 là axit béo 490-499 là các chất khác.
1.2.1 Một số chất ổn định thực phẩm phổ biến
- E407 (Carrageenan) được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm với các tính chất
như tạo gel, làm dày, ổn định. Ứng dụng quan trọng của phụ gia này là trong các sản phẩm thịt
và sữa, do khả năng liên kết tốt với các protein thực phẩm. Có ba loại carrageenan, khác nhau
bởi mức độ sulfat hóa. Kappa-carrageenan chỉ có một nhóm sulfat trên mỗi disaccharid. Iota-
carrageenan có hai nhóm sulfat trên mỗi disaccharid. Lambda carrageenan có ba nhóm sulfat trên mỗi disaccharid.
- E471 và E418 ngăn chặn sự phân tách giữa sữa bột hoặc chất béo sữa và nước, tức là giữ cho
các protein lơ lửng trong sữa thay vì phân tách và nổi trên bề mặt.
- E410 có vị ngọt, nó được sử dụng trong các sản phẩm ngọt, điển hình là sô cô la.
- E409 được sử dụng làm chất làm đặc trong thực phẩm, kẹo cao su, kẹo, bánh mì, sô cô la,
bánh kẹo, thực phẩm không đường, nước sốt, cá đông lạnh và mù tạt.
- E401 được sử dụng trong bánh nướng, sữa, nước sốt và các sản phẩm thịt.
- E403 được sử dụng trong hỗn hợp sữa trứng, sữa chua, bột thạch, sữa tăng hương vị, chất làm
ngọt nhân tạo, kem phủ đóng hộp, pho mát cũng như được sử dụng trong thuốc ăn kiêng và thuốc chữa khó tiêu.
1.3 Tính chất của chất ổn định:
Chất ổn định là các hợp chất được thêm vào sản phẩm để duy trì hoặc cải thiện tính chất vật lý,
hóa học và sinh học của chúng. Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, chất ổn định có thể có các tính chất sau:
1.3.1. Ổn định cấu trúc và độ đồng nhất: 9
Trong thực phẩm, chất ổn định giúp duy trì sự phân tán đồng đều của các thành phần,
ngăn chặn hiện tượng tách lớp hoặc kết tủa, từ đó tạo nên sản phẩm có cấu trúc đồng nhất và ổn định.
Hình 1: Chất phụ gia ngăn sự tách lớp trong thực phẩm
1.3.2. Duy trì độ ẩm và cải thiện cảm quan:
Trong sản xuất bánh, chất ổn định giúp duy trì độ ẩm, sự mềm mại và độ tươi của bánh lâu hơn,
đồng thời cải thiện kết cấu và hương vị của sản phẩm.
1.3.3. Ngăn chặn sự kết tinh:
Trong các sản phẩm như kem hoặc siro, chất ổn định giúp ngăn chặn sự hình thành các tinh thể
lớn, duy trì độ mịn và kết cấu sản phẩm.
Hình 2: Chất phụ gia sử dụng trong sản xuất kem
1.3.4. Tạo và duy trì độ nhớt:
Chúng có khả năng tăng cường hoặc giảm độ nhớt của sản phẩm, giúp duy trì kết cấu mong
muốn và cải thiện cảm giác khi sử dụng. 10
1.3.5. Tạo gel hoặc làm đặc:
Một số chất ổn định có khả năng tạo gel hoặc làm đặc thực phẩm giúp sản phẩm đạt được độ
đặc và cấu trúc mong muốn như trong sản xuất thạch, kẹo dẻo, nước sốt,...
Hình 3: Xanthan Gum E415
1.3.6. Ổn định nhũ tương và huyền phù:
Chúng giúp duy trì sự ổn định của các hệ nhũ tương (chất lỏng không hòa tan, phân tán trong
nhau) và huyền phù (các hạt rắn lơ lửng trong chất lỏng).
1.3.7. Hoạt động ở nồng độ thấp và kéo dài thời hạn sử dụng:
Thông thường, chất ổn định chỉ cần được sử dụng với một lượng nhỏ là có thể mang lại hiệu
quả mong muốn, việc duy trì tính ổn định cũng phần nào kéo dài thời gian bảo quản và giảm thiểu hư hỏng.
1.4. Hoạt động của chất ổn định
1.4.1. Tính An Toàn và tác động tích cực của chất ổn định đến sức khỏe:
Chất ổn định được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm, bao gồm các sản phẩm từ sữa, bánh
kẹo, đồ nướng, đồ uống và thịt chế biến. Chúng có thể mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe khi
tiêu thụ ở mức độ vừa phải.
- Cải thiện sức khỏe tiêu hóa: Một số chất ổn định, chẳng hạn như inulin,
fructooligosaccharides và tinh bột kháng, hoạt động như prebiotic và kích thích sự phát triển
của vi khuẩn có lợi trong ruột. Điều này có thể cải thiện tiêu hóa, giảm táo bón và tăng cường
sức khỏe đường ruột nói chung. Một thứ nghiệm ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược 11
trên 120 đối tượng khỏe mạnh cho thấy việc tiêu thụ fructooligosaccharides cải thiện nhu động
ruột và độ đặc của phân, cũng như tăng lượng bifidobacteria trong ruột (Bouhnik và cộng sự, 2004).
- Giảm mức cholesterol: Carrageenan, một loại chiết xuất rong biển thường được sử dụng làm
chất ổn định, đã được chứng minh là có thể làm giảm mức cholesterol trong các nghiên cứu
trên động vật. Nó hoạt động bằng cách liên kết với axit mật trong ruột, ngăn chặn sự tái hấp thu
của chúng và làm giảm lượng cholesterol mà gan cần sản xuất. Một đánh giả có hệ thống và
phân tích tổng hợp của 15 thử nghiệm có đối chứng ngẫu nhiên cho thấy việc bổ sung
carrageenan làm giảm đáng kể mức cholesterol toàn phần (Pradhan và Ki, 2023)
- Giảm nguy cơ béo phì: Chất ổn định có thể giúp giảm hàm lượng calo trong các sản phẩm
thực phẩm bằng cách thay thế một số chất béo và đường. Điều này có thể giúp giảm nguy cơ
béo phì và các bệnh liên quan, chẳng hạn như bệnh tiểu đường loại 2. Một thử nghiệm ngẫu
nhiên, mù đôi, có đối chứng ở 46 người thừa cân hoặc béo phì đã phát hiện ra rằng việc tiêu thụ
sữa chua ít calo có chứa inulin dẫn đến giảm cân nhiều hơn và giảm vòng eo so với sữa chua
thông thường (Parnell và Reimer, 2009).
- Tăng cảm giác no: Một số chất ổn định, chẳng hạn như pectin và guar gum, có thể tăng cảm
giác no và giảm đói. Điều này có thể giúp kiểm soát cân nặng và giảm ăn quá nhiều. Một thử
nghiệm ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược trên 24 đối tượng khỏe mạnh cho thấy việc
tiêu thụ pectin làm tăng cảm giác no và giảm lượng thức ăn nạp vào (Wu et al., 2009).
- Tăng cường hấp thụ canxi: Một số chất ổn định, chẳng hạn như kẹo cao su xanthan, có thể
tăng cường hấp thụ canxi ở ruột, giúp duy trì xương khỏe mạnh và ngăn ngừa loãng xương.
Một thử nghiệm ngẫu nhiên, mù đôi, có kiểm soát trên 44 phụ nữ sau mãn kinh cho thấy việc
tiêu thụ kẹo cao su xanthan làm tăng đáng kể khả năng hấp thụ canxi so với giả dược (Heaney và cộng sự, 2001).
1.4.2 Quy định về sử dụng chất ổn định của các quốc gia khác nhau:
Việc sử dụng chất ổn định trong ngành thực phẩm được các quốc gia khác nhau quản lý để đảm
bảo an toàn và chất lượng của các sản phẩm thực phẩm. Các quy định này thường chỉ định loại 12
và lượng chất ổn định có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm, cũng như các yêu
cầu ghi nhân cho các chất phụ gia này.
- Tại Hoa Kỳ, việc sử dụng chất ổn định thực phẩm được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược
phẩm (FDA) quản lý. FDA duy trì danh sách các chất phụ gia thực phẩm được chấp thuận, bao
gồm chất ổn định, được coi là an toàn để tiêu thụ. Chất ổn định phải được sử dụng theo quy
định của FDA, bao gồm mức sử dụng tối đa và phải được liệt kê trên nhãn thực phẩm nếu có
trong sản phẩm vượt quá ngưỡng nhất định (FDA 2021).
- Liên minh Châu Âu (EU) điều chỉnh việc sử dụng chất ổn định thông qua Cơ quan An toàn
Thực phẩm Châu Âu (EFSA). EFSA đánh giá các chất phụ gia thực phẩm, bao gồm chất ổn
định, về tính an toàn trước khi chúng được chấp thuận sử dụng tại EU. Chất ổn định cũng phải
được dân nhân trên các sản phẩm thực phẩm tại EU và các nhà sản xuất phải tuân thủ mức sử
dụng tối đa do EFSA đặt ra (EFSA 2021).
- Tại Nhật Bản, Bộ Y tế, Lao động và Phúc lợi (MHLW) quản lý việc sử dụng phụ gia thực
phẩm, bao gồm chất ổn định, thông qua Đạo luật Vệ sinh Thực phẩm. MHLW duy trì danh
sách các phụ gia thực phẩm được chấp thuận và chất ổn định phải được sử dụng theo mức sử
dụng tối đa được chỉ định trong danh sách này. Các sản phẩm thực phẩm có chứa chất ổn định
cũng phải được dán nhãn với tên và chức năng cụ thể của chất ổn định (MHLW 2021).
- Ở Brazil, việc sử dụng natri alginat làm chất ổn định trong các sản phẩm thực phẩm chỉ giới
hạn ở một số loại sản phẩm nhất định, chẳng hạn như trái cây và rau quả đóng hộp, và phải
được sử dụng trong mức sử dụng tối đa do Cơ quan Giám sát Sức khỏe Quốc gia (ANVISA) (NHSA 2021) quy định.
- Ấn Độ, việc sử dụng một số chất ổn định, chẳng hạn như natri carboxymethyl cellulose
(CMC), được Cơ quan Tiêu chuẩn và An toàn Thực phẩm Ấn Độ (FSSAI) quản lý. FSSAI chỉ
định các loại và lượng chất ổn định có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm và các
chất phụ gia này phải được liệt kê trên nhãn thực phẩm nếu có trên một ngưỡng nhất định (FSSAI 2021). 13
CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ CHẤT E407 (CARRAGEENAN) 2.1. Định nghĩa:
Carrageenan (E407) là một loại polymer tự nhiên được chiết xuất từ rong biển, đặc biệt là rong
biển đỏ. Nó là một loại chất làm đặc và ổn định phổ biến trong ngành thực phẩm và các ngành
công nghiệp khác. Có cấu trúc phân tử đặc biệt, gồm các đơn vị đường dài liên kết với nhau qua các liên kết ether.
Hình 4 :Rong biển đỏ
Carrageenan đã được sử dụng từ rất lâu trong ẩm thực và ngành công nghiệp thực phẩm do nó
có khả năng tạo độ đặc, ổn định và cải thiện cấu trúc của các sản phẩm thực phẩm. 14
Carrageenan là các polysaccharid tạo bởi các chuỗi lặp lại của các đơn vị galactose và 3,6
anhydrogalactose (3,6-AG), cả dạng sulfat hóa và không sulfat hóa. Các đơn vị này tham gia
các liên kết α-1,3 và β-1,4 glycosid.
Trong thương mại có ba dạng carrageenan:Dạng kappa tạo nên sợi gel cứng do chứa ion kali;
dạng này phản ứng với các protein sữa. Chủ yếu có nguồn gốc từ
Kappaphycus alvarezii.Các dạng iota tạo nên sợi gel mềm do các ion calci. Chủ yếu có nguồn
gốc từ Eucheuma denticulatum.
Hình 5: nguồn gốc rong biển
Dạng lambda không tạo gel, chủ yếu làm chất làm dày trong sữa. Nguồn chủ yếu là từ Gigartina.
Khi sử dụng trong thực phẩm, carrageenan là phụ gia mang số hiệu E407 (hoặc E407a đối với
“processed eucheuma seaweed”).
Công thức cấu tạo của Carrageenan không cố định mà thường thay đổi tùy theo cấu trúc.
Nhưng thường được viết dưới dạng (C55H89O39)n
2.2. Tên hóa học: CARRAGEENAN 15 2.3. Tên khác:
- Chất ổn định E407 (Carrageenan) còn có một số tên gọi khác như: - Carrageenan gum - Carrageenan extract
- Chất tạo gel từ rong biển
- Chất làm đặc từ tảo đỏ
2.4. Chỉ số quốc tế:
Loại chất này có chỉ số quốc tế là E407, thuộc nhóm nguyên liệu phụ gia được Bộ Y Tế cấp
phép sử dụng tại Việt Nam.
Chỉ số quốc tế của chất ổn định E407 (Carrageenan) theo INS (International Numbering
System for Food Additives) do Ủy ban Tiêu chuẩn Thực phẩm Codex (Codex Alimentarius) quy định là 407.
Nếu là E407a, nó chỉ loại Processed Eucheuma Seaweed (PES), tức là tảo Eucheuma đã qua
chế biến, một dạng tự nhiên hơn của carrageenan.
Khối lượng phân tử của E407 (Carrageenan) không có giá trị cố định, vì nó là một hỗn hợp
polysaccharide có cấu trúc chuỗi dài, với độ dài chuỗi polymer khác nhau.
Tuy nhiên, trung bình khối lượng phân tử của carrageenan thường nằm trong khoảng 200.000 –
800.000 g/mol, tùy vào loại carrageenan (kappa, iota, lambda) và mức độ tinh chế.
Carrageenan thương mại thường có khối lượng phân tử trong khoảng 100.000 đến hơn 800.000 Dalton (Da).
Một số tài liệu khoa học ghi nhận khối lượng phân tử trung bình vào khoảng 200.000–400.000 Da, tùy loại: 16
Kappa-carrageenan: thường có khối lượng phân tử cao hơn.
Iota-carrageenan: tương tự hoặc thấp hơn một chút.
Lambda-carrageenan: do không tạo gel nên thường có cấu trúc phân nhánh hơn và đôi khi khối
lượng phân tử thấp hơn. 2.5. Lĩnh vực:
Sản phẩm từ sữa (sữa chua, kem, sữa tiệt trùng): giúp ổn định hỗn hợp và cải thiện kết cấu.
Chế biến thịt (giò chả, xúc xích): tăng độ kết dính và giữ nước.
Kẹo dẻo và thạch: tạo độ dẻo và đàn hồi.
Đồ uống (nước ép, sữa thực vật): ngăn tách lớp.
Ngoài ra còn được dùng trong dược phẩm, mỹ phẩm, và thức ăn cho thú cưng.
2.6. Tên thương mại:
* Một số tên phổ biến bao gồm:
- Gelcarin® – của CP Kelco
- Viscarin® – cũng từ CP Kelco - Satiagel® – của Cargill
- SeaKem® – từ FMC Corporation
- Carragel® – từ Danisco (nay thuộc DuPont)
- Genugel® – một số nhà phân phối sử dụng cho thực phẩm gelatin thay thế 2.7. Cảm quan:
Tăng độ đặc và kết cấu mềm mượt: Trong sữa chua, kem, sữa thực vật, carrageenan giúp tạo
cảm giác mịn, đặc và dễ chịu trong miệng.
Ổn định nhũ tương và ngăn tách lớp: Tạo cảm giác đồng nhất trong đồ uống hoặc nước sốt.
Tăng độ đàn hồi và dai: Trong thạch rau câu hoặc kẹo dẻo, mang lại độ dẻo và "nhai đã miệng". 17
Cải thiện cảm giác cắt/lát trong sản phẩm thịt: Giò, xúc xích dùng carrageenan thường có lát
cắt đẹp và kết cấu chắc hơn.
Hình 6: tính chất cảm quan của Carrageenan trong thực phẩm
2.8. Công thức hóa học:
Công thức hóa học chính xác có thể thay đổi tùy thuộc vào loại carrageenan (kappa, iota,
lambda), công thức đơn giản đại diện cho cấu trúc của carrageenan là: C24H36O25S.
Hình 7: công thức hóa học của carrageenan 18 2.9. Sản xuất:
Chiết xuất từ rong biển: Rong biển được rửa sạch và xử lý bằng dung dịch kiềm loãng hoặc
nước nóng để tách carrageenan.
Kết tủa: Sau khi chiết xuất, carrageenan được kết tủa bằng cách thêm cồn (như isopropanol,
ethanol hoặc methanol) hoặc dung dịch muối (như KCl).
Làm khô và chế biến: Carrageenan sau khi kết tủa được làm khô và nghiền thành bột mịn, sẵn
sàng cho các ứng dụng trong thực phẩm.
Hình 8: Quy trình sản xuất Carrageenan 2.10. Độ tan:
Carrageenan là một polysaccharide có khả năng hòa tan khác nhau tùy thuộc vào loại carrageenan cụ thể:
Lambda – carrageenan: hòa tan hoàn toàn trong nước lạnh và nước nóng.
Kappa – carrageenan: Hòa tan trong nước nóng; trong nước lạnh, chỉ hòa tan một phần hoặc không hòa tan.
Iota – carrageenan: Tương tự như Kappa – carrageenan, hòa tan tốt trong nước nóng và
ít hòa tan trong nước lạnh. 19
2.11. Điểm nóng chảy:
Không phụ thuộc vào loại carrageenan, ion đối tác, và nồng độ polymer. Điểm nóng chảy của
carrageenan dao động như sau:
Kappa – carrageenan: nhiệt độ nóng chảy từ 40 – 50 độ C.
Iota – carrageenan: nhiệt độ nóng chảy từ 50 - 80 độ C. 2.12. Định tính:
Ổn định ở pH trung tính đến hơi acid (pH 4–7): Trong khoảng pH này, carrageenan giữ được
cấu trúc và khả năng tạo gel tốt. Tuy nhiên, ở pH dưới 3, carrageenan có thể bị thủy phân dần
theo thời gian, đặc biệt khi đun nóng, làm giảm độ nhớt và khả năng ổn định của nó.
Bền với nhiệt: Carrageenan ổn định khi đun nóng trong môi trường trung tính, nhưng sẽ bị phân
hủy nhanh nếu kết hợp nhiệt độ cao với pH thấp.
Tương tác với ion: Loại carrageenan như kappa-carrageenan tạo gel tốt khi có mặt ion K+, còn
iota-carrageenan tạo gel đàn hồi hơn với ion Ca++. Những tương tác này cũng ảnh hưởng đến tính ổn định của gel.
Ổn định khi đông lạnh - rã đông: Các hệ thống có chứa carrageenan thường chịu được chu trình
đông lạnh – rã đông tốt hơn so với một số hydrocolloid khác.
2.13. Độ tinh khiết:
Hàm lượng sunfat: từ 15 – 40% trên cơ sở khô.
Hàm lượng tro tổng: từ 15 - 40% trên cơ sở khô.
Tro không tan trong axit: không quá 1% trên cơ sở khô.
Chất không tan trong axit: từ 8 – 15% trên cơ sở khô.
Độ nhớt: không dưới 5 mPa-s( dung dịch 1,5% ở 75 độ C).
Hàm lượng kim loại nặng: o Asen: không quá 3 mg/kg. o Chì: không quá 1 mg/kg. o Cadimi: không quá 2 mg/kg.
Dư lượng dung môi: Không quá 0,1% cho mỗi loại methanol, ethanol hoặc isopropanol, đơn lẻ hoặc kết hợp. 20
Mất khối lượng khi sấy: không quá 12% (ở 105 độ C trong 4 giờ).
pH: từ 8 – 11 (huyền phù 1% trương nước).
Phân đoạn carrageenan có trọng lượng phân tử thấp (dưới 50 kDa): không quá 5%.
Hình 9: Độ tinh khiết của Carrageenan
2.14. Đặc tính của chất ổn định E407:
Khả năng tạo gel và độ nhớt:
K – carrageenan tạo gel cứng và giòn khi kết hợp với ion kali (K+).
ι-carrageenan tạo gel mềm và đàn hồi khi kết hợp với ion canxi (Ca² ). ⁺
λ-carrageenan không tạo gel nhưng hoạt động như chất làm đặc hiệu quả trong dung dịch.
Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy:
κ-carrageenan: Nhiệt độ tạo gel từ khoảng 30°C đến 60°C; nhiệt độ nóng chảy từ 40°C đến 75°C.
ι-carrageenan: Nhiệt độ tạo gel từ 40°C đến 70°C; nhiệt độ nóng chảy từ 50°C đến 80°C.
Những giá trị này phụ thuộc vào loại ion đối tác và nồng độ polymer. 21
Cơ chế tạo gel: Quá trình tạo gel của carrageenan liên quan đến sự hình thành các xoắn kép
(double helices) và sự kết hợp của chúng thành mạng lưới ba chiều, được ổn định bởi các ion như K và Ca² ⁺ . ⁺
Tương tác với các hydrocolloid khác: Carrageenan có thể tương tác hiệp đồng với các
hydrocolloid khác như gum xanthan và gum đậu carob, dẫn đến tăng độ nhớt hoặc độ bền của
gel, tạo ra kết cấu mong muốn trong sản phẩm thực phẩm.
Hình 10: Cơ chế hình thành gel của Carrageenan 22
CHƯƠNG 3: CÔNG DỤNG CỦA CHẤT E407 (CARRAGEENAN)
3.1. Chất cố định tế bào và enzyme:
Carrageenan là vật liệu lý tưởng để cố định toàn bộ tế bào nhờ điều kiện phản ứng nhẹ, giúp
ứng dụng trong sản xuất các hợp chất dược phẩm chọn lọc cao.
3.2. Chất tạo gel, làm đặc và ổn định thực phẩm:
Giúp thực phẩm có kết cấu đặc hơn, tạo độ sánh mịn. Dùng trong các sản phẩm như thạch rau
câu, kem, sữa hạt, sữa chua, phô mai chế biến, nước sốt, xúc xích.
Hình 11: Carrageenan trong việc làm đặc thực phẩm
3.3. Ổn định nhũ tương trong sữa và đồ uống thực vật:
Ngăn chặn tách lớp giữa các thành phần (như nước và dầu) trong sản phẩm nhũ tương. Giữ
cho chất béo không bị tách lớp trong sữa hạt (hạnh nhân, đậu nành, dừa), sữa tiệt trùng, kem đánh.
3.4. Giữ nước và tạo cấu trúc trong thịt chế biến:
Hạn chế mất nước, cải thiện độ đàn hồi của sản phẩm. Dùng trong giò chả, xúc xích, thịt nguội
để giữ nước, giúp sản phẩm không bị khô và tăng độ kết dính. 23