Đề tài Ứng dụng của rong biển trong các chu trình công nghệ chế biến thực phẩm

Lý do chọn đề tài : Rong biển có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống con người. Từ thời xa xưa con người đã biết sử dụng rong biển như là một chất tạo kết đông dùng trong mứt hay rau câu, dùng làm thực phẩm ăn kiêng…Năm 1882, Walther Hess đã sử dụng pollysaccharit của rong biển như một chất cố định vi sinh vật, một môi truờng nuôi cấy và phân lập vi sinh vật. Ngày nay con người sử dụng rong biển như một chất phụ gia ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Họ sử dụng những pollysaccharit của rong biển trong những mục đích cố định, tạo gel, nhũ hóa sản phẩm thực phẩm. Bài tiểu luận này nghiên cứu về cấu tạo, thành phần hóa học và ứng dụng của rong biển trong các chu trình công nghệ chế biến thực phẩm nhằm làm sáng tỏ những thông tin về loại pollysaccharit thông dụng này. Tính chất và vai trò của pollysaccharit : Pollysaccharit được tạo thành từ những monosaccharit qua các liên kết glycoside. Nó có thể chứa một loại đường đơn hay nhiều loại đường đơn khác nhau. Thủy phân các pollysaccharit bằng acid sẽ tạo ra các đường đơn. Pollysaccharit thực hiện các chức năng sau : Tạo hình Dự trữ Giữ nước Pollysaccharit có khả năng tương tác với nhiệt và nước làm thay đổi tính chất và trạng thái để tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ dai, độ dính, độ xốp, độ trong, khả năng tạo màng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên và biến tính như các chất tạo độ đặc hay tạo gel, chất làm bền nhũ tương và các hệ phân tán, chất tạo màng, bảo vệ bề mặt các loại thực phẩm nhạy cảm khỏi những thay đổi không mong muốn, chất độn để tăng tỉ lệ thành phần không tiêu hóa được dùng trong các thực phẩm ăn kiêng… Có nhiều loại pollysaccharit xuất phát từ nhiều nguồn gốc khác nhau, ở đây ta chỉ nghiên cứu về pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển mà điển hình là 3 loại chính sau đây: Agar Carrageenan Alginit và alginate Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển _Agar (E406) : 3.1. Nguồn gốc của agar : Là một loại pollysaccharit được tách ra bằng nước sôi từ rong biển ( thuộc nhóm tảo đỏ Rhodophyceae ) như Gelidium sp., Pterocladia sp. Và Gracilaria sp. 3.2. Cấu trúc của agar : Agar là một phức hợp pollysaccharit của agarose và agaropectin. Thành phần chính của mạch là β-D-galactopyranose và 3,6-anhydro-α-L-galactopyranose liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4 và α-1,3 Mạch pollysaccharit được este hóa ở mức độ thấp với acid sulfuric.Trong mạch agarose cứ sau 9 đường galactose thì đường thứ 10 lại bị este hóa; còn trong mạch agaropectin, tỷ lệ este hóa cao hơn, ngoài ra còn có mặt acid pyruvit để tạo thành các gốc 4,6-(1-carboxythylidene)-D-galactose. Tỷ lệ của agarose và agaropectin trong các loại agar cũng rất khác biệt. Nếu có sự hiện diện của acid uromic thì với tỉ lệ không vượt quá 1%. 3.2.1.Agarose: Agarose do b-D-galactopiranoza và 3,6-anhidro-a-Lgalactopiranoza luân phiên tạo nên bằng liên kết b-1,4 và liên kết a-1,3 Agarose có cấu tạo như sau: Khi thủy phân nhẹ bằng axit thì được agarobioza (I), khi thủy phân bằng enzim thì được neoagarobioza(II). Cấu trúc của agarose không đồng nhất : vừa tích điện vừa trung hòa điện . Trong phân tử có chứa nhóm sulfat , metoxyl , cacboxyl. Hàm lượng sulfat trong agarose được coi là chỉ số độ sạch của agarose . Chỉ số này càng thấp thì chất lượng càng cao. Thường trong agarose có 0.04% sulfat. Agarose là một polymer trung tính tạo nên tính đông tụ của agar . 3.2.2.Agaropectin: Cấu tạo của agaropectin đến nay vẫn chưa chắc chắn . Theo nhiều nghiên cứu thì agaropectin có lẽ do các gốc D-galacto 2 –sulfat và D –galacto-2,6 – disulfat tạo nên. Công thức cấu tạo như sau: Agaropectin là một polymer tích điện âm, làm cho agar có tính nhầy. Vì chúng có mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong làm cho dung dịch có tính nhầy. Trong agaropectin có chứa khoảng 6% sulfat 3.3. Tính chất của agar : 3.3.1. Tính tan : Agar không tan trong nước lạnh, tan nhẹ trong ethanolamin và tan tốt trong formamide. Agar nhận được nhờ kết tủa bằng cồn , ở trạng thái ẩm có thể tan tốt trong nước ở nhiệt độ bằng 250C , nhưng ở trạng thái sấy khô lại chỉ tan trong nước nóng. 3.3.2. Tạo gel : Gel agar tạo thành sau khi agar được đun nóng và làm lạnh .Các phân tử có sự biến đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp các chuỗi xoắn tạo thành một mạng lưới không gian ba chiều nhốt các chất khô bên trong do số lượng liên kết hidro rất lớn. Agar là chất tạo gel tốt nhất , nó có thể hấp thu rất nhiều nước và tạo gel nhờ các liên kết hidro ở nồng độ rất thấp ( khoảng 0.04%). Dung dịch agar sẽ đông lại khi làm nguội đến 40-500C và nóng chảy khi nhiệt độ gần 80-850C .Gel agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi. Khả năng tạo gel và độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ agar và phân tử lượng trung bình của nó (phân tử lượng trung bình càng lớn thì gel tạo thành càng bền ).Dung dịch 1.5% tạo gel ở 32-390C nhưng không chảy ở nhiệt độ thấp hơn 60-970C. Kích thước lỗ gel cũng khác nhau phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ agar càng cao thì bán kính lỗ gel càng nhỏ, khi làm khô gel sẽ tạo thành một màng trong suốt bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng. Sự có mặt của ion sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh dùng nước cứng để sản xuất. 3.4. Ưu và nhược điểm agar dùng trong sản xuất thực phẩm: 3.4.1. Ưu điểm: Khả năng tạo gel cứng tại nồng độ rất thấp. Không cần bất kỳ chất hỗ trợ nào, không ảnh hưởng vị của sản phẩm. Có sự khác biệt giữa nhiệt độ nóng chảy và tạo gel: 40°C đông đặc, 80°C nóng chảy làm cho agar rất dễ sử dụng. Có khả năng cạnh tranh với các chất tạo đông khác, không những về đặc tính kỹ thuật mà còn có lợi về kinh tế. Không cần đường và pH trong quá trình tạo đông. Trong trường hợp nồng độ đường cao, agar có thể có các nội phản ứng làm tăng lực bền gel. Có khả năng chống lại các phản ứng phân hủy do enzim, dùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật rất tốt. Có khả năng chống lại phân hủy acid (trừ trường hợp môi trường pH < 4) Không màu, không vị nên không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm. 3.4.2. Nhược điểm: Nếu sử dụng agar quá nhiều trong sản xuất thực phẩm sẽ làm cho thực phẩm trở nên cứng và mất đi một số tính chất cảm quan như : độ dẻo, mềm, mịn… 3.5. Một số ứng dụng phụ gia agar dùng trong thực phẩm : Agar không được hấp thu vào cơ thể trong quá trình tiêu hóa do đó agar được sử dụng sản xuất các loại bánh kẹo chứa ít năng lượng.  Agar được sử dụng trong sảm phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm lượng đường trong sản phẩm và thay thế gelatin trong một số sản phẩm thịt và cá. Là chất ổn định trong phomai, kem.. Ngoài ra còn được sử dụng trong các sản phẩm yoghurt, sữa chocolate, trong ngành bánh kẹo …. Agar còn được sử dụng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật. Ứng dụng của agar trong quy trình sản xuất kem : Agar_một trong những chất phụ gia trong kem: Trong sản xuất kem, agar được xem như là một chất phụ gia tạo tính ổn định trong kem. Nó được xem là một chất ưu nước, khi cho vào nước, nó có thể liên kết với một lượng lớn phân tử nước và làm giãm số phân tử nước ở dạng tự do. Agar tạo ra mạng lưới không gian để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử nước. Nhờ đó, trong quá trình lạnh đông hỗn hợp nguyên liệu sản xuất kem, các tinh thể đá xuất hiện sẽ có kích thước nhỏ, kem trở nên đồng nhất, ngoài ra nó còn có thể hạn chế sự lớn lên của các tinh thể đá trong kem thành phẩm khi có sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình sản xuất. Cách sử dụng và liều lượng sử dụng : Trước khi sử dụng, Agar được đem cân để định lượng cho phù hợp với công thức phối trộn mỗi loại kem sản xuất. Sau khi đã xác định được hàm lượng agar cần sử dụng, ta sẽ ngâm agar trong nước lạnh cho trương sau đó ta sẽ đun nóng cùng với các phụ gia khác để tạo thành một chất lỏng đồng nhất. Tiếp đến ta sẽ đem hỗn hợp này đem đi phối trộn cùng với các nguyên liệu chính. 3.6. Liều lượng sử dụng agar trong thực phẩm : Agar là chế phẩm từ tự nhiên không gây độc hại cho cơ thể, có thể sử dụng ở liều lượng cao mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Thông thường agar được sử dụng với hàm lượng 1- 1,5% khối lượng so với lượng đường trong hỗn hợp sản phẩm thực phẩm, nếu sử dụng quá nhiều agar, hầu hết nước trong sản phẩm sẽ bị liên kết làm cho sản phẩm mất đi các tính chất cảm quan, không thu hút người tiêu dùng. Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển_Carrageenan ( E407): 4.1.Nguồn gốc của Carrageenan: Carrageenan là pollysaccharit có nguồn gốc từ tảo đỏ Rhodophyceae. Carrageenan đã đựợc sử dụng như là một chất tạo gel trong thực phẩm từ vài trăm năm trước. Ở Châu Âu việc sử dụng carrageenan đã thấy xuất hiện cách đây 600 năm tại ngôi làng có tên là Caraghen thuộc phía nam của vùng ven biển Irish. Carrageenin là tên đầu tiên của carrageenan được tìm thấy lần đầu tiên năm 1862 từ tảo Chondrus  crispus. Ngày nay người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất carrageenan. Những nhiên cứu chi tiết về các loài rong này đã cho phép người ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng đươc nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất carrageenan. Carrageenan được tách từ các loài Chondrus, Eucheuma, Gigartina, Gloiopeltis , Iridaea bằng nước nóng trong môi trường kiềm yếu, sau đó được sấy khô hay kết tủa để thu các sản phẩm tinh sạch hơn. Rong sụn ( kappaphycus alvarezii ) Hiện nay công nghiệp sản suất carrageenan không chỉ phát triển mạnh ở các nước Mĩ và Tây Âu mà còn đang phát triển mạnh ở các quốc gia Châu Á. Trong đó phải kể đến Trung Quốc, Nhật Bản, Philipin... Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất carrageenan với hiệu xuất thu hồi cao, hơn nưã khí hậu của chúng ta thích hợp cho việc phát triển cây rong sụn (Kapsycus alcaeric) nguồn nguyên liệu chính để sản xuất carrageenan đây là thuận lợi lớn để chúng ta tiến hành mở nhà máy sản xuất carrageenan. 4.2.Cấu trúc hóa học của của Carrageenan :. Carrageenan có cấu trúc là một mạch thẳng của polysaccharide -Sulphat, chứa galactose và anhydrogalactose với các liên kết 1 - 3 và 1 - 4. Trọng lượng phân tử của carrageenan từ 100000 đến 500000 đvc Carrageenan cố thể được tách riêng bằng phương pháp kết tủa phân đoạn với ion potassium. Thành phần monomer của các phân đoạn carrageenan được giới thiệu qua bảng dưới đây: Carrageenan Thành phần monosaccharide χ_ Carrageenan D-galactose-4-sulphate, 3,6-anhydro-D-galactose τ_Carrageenan D-galactose-4-sulphate, 3,6-anhydro-D-galactose-2-sulphate λ_Carrageenan D-galactose-4-sulphate, D-galactose-2,6-disulphate µ_Carrageenan D-galactose-4-sulphate, D-galactose-6-sulphate 3,6-anhydro-D-galactose ν_Carrageenan D-galactose-4-sulphate, D-galactose-2,6-sulphate 3,6-anhydro-D-galactose Furcellaran D-galactose -D-galactose-2-sulphate, D-galactose-4-sulphate, D-galactose-6-sulphate 3,6-anhydro-D-galactose Carrageenan có 3 loại chính được nghiên cứu kĩ sau : 4.2.1. χ_Carrageenan (kappa – carrageenan) : χ _carrageenan được sản xuất bằng cách loại bỏ kiềm từ μ-carrageenan cô lập chủ yếu là từ cỏ biển nhiệt đới alvarezii Kappaphycus (còn gọi là Eucheuma cottonii) 4.2.1.1.Cấu trúc hóa học của χ_Carrageenan : (1 3)-β-D-galactopyranose-2-sulfate-(1 3)-β-D-galactopyranose-2-sulfat-(1 4)-α-D-galactopyranose-2,6-disulfate-(1 4)-α-D-galactopyranose-2, 6-disulfate-(1 3) 3) 4.2.1.2.Tính chất vật lý và hóa học của χ_Carrageenan : Hoà tan ở nhiệt độ cao. Tạo khối đông (gel) cứng. to­ to¯ Độ bền của khối đông tăng lên khi có mặt của muối kali, khi có mặt của ion K+, nó sẽ kết hợp với gốc SO3- do đó làm giảm số lượng gốc SO3- tự do có mặt trong carrageenan, tạo điều kiện cho các phân tử carrageenan xích lại gần nhau (vì không còn chịu ảnh hưởng bởi lực đẩy tĩnh điện do gốc SO3- sinh ra) và giữa chúng hình thành các liên kết hydro, kết quả là sức đông của carrageenan được tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, khi nồng độ KCl tăng quá cao sẽ xảy ra hiện tượng gel carrageenan trở nên cứng và dòn, ít đàn hồi và dẻo dai do đó gel lại trở nên rất dễ bị nứt vỡ dưới tác dụng của lực nén và uốn. Khả năng tạo gel vững chắc của Kappa-carrageenan khi có mặt ion K+ 4.2.2. τ_Carrageenan (iota-carrageenan) : τ_carrageenan được sản xuất bằng cách loại bỏ kiềm từ ν-carrageenan cô lập chủ yếu là từ cỏ biển Eucheuma denticulatum (còn gọi là Spinosum) ở Philippine.The experimental charge/dimer is 1.49 rather than 2.0 with 0.59 molecules of anhydrogalactose rather than one. 4.2.2.1.Cấu trúc hóa học : (1 3)-β-D-galactopyranose-4-sulfate-(1 3)-β-D-galactopyranose-4-sulfate-(1 4)-3,6-anhydro-α-D-galactopyranose-2-sulfate-(1 4) -3, 6-anhydro-α-D-galactopyranose-2-sulfat-(1 3)- 3) . 4.2.2.2.Tính chất vật lí và hóa học của τ_Carrageenan : Có thể tan một phần ở nhiệt độ thấp. Chỉ hòa tan hoàn toàn khi đun nóng dung dịch. Độ bền của gel tăng lên khi có mặt của muối canxi Hình thành khối đông dẻo và đàn hồi. 4.2.3. λ -carrageenan (lambda-carrageenan) λ-carrageenan (lambda-carrageenan) : λ-carrageenan (chủ yếu là bị cô lập từ Gigartina pistillata hoặc crispus Chondrus) được chuyển thành θ-carrageenan (theta-carrageenan) bằng cách loại bỏ kiềm, nhưng với tốc độ chậm hơn nhiều so với nguyên nhân sản xuất ι-carrageenan và κ-carrageenan. 4.2.3.1.Cấu trúc hóa học : (1 3)-β-D-galactopyranose-2-sulfate-(1 3)-β-D-galactopyranose-2-sulfat-(1 4)-α-D-galactopyranose-2,6-disulfate-(1 4)-α-D-galactopyranose-2 ,6-disulfate-(1 3) 3) 4.2.3.2.Tính chất vật lí và hóa học của λ -carrageenan (lambda-carrageenan) λ-carrageenan Có thể tan hoàn toàn ở nhiệt độ thấp. Tạo dung dịch có độ nhớt cao mặc dù không tạo đông. Tương tác với protein tạo sự ổn định cho rất nhiều sản phẩm có nguồn gốc từ bơ và pho mát, chủ yếu được dùng làm tăng độ đặc và cải tiến cấu trúc thực phẩm. 4.2.4.So sánh 3 loại carrageenan: χ_Carrageenan τ_Carrageenan λ -carrageenan (lambda-carrageenan) λ-carrageenan Gel mạnh nhất với các muối kali Gel mạnh nhất với các muối canxi Không có khả năng hình thành gel Tan 1 phần trong nước lạnh Hoàn toàn hòa tan trong nước nóng Hòa tan hoàn toàn trong nước lạnh Tạo khối đông cứng Tạo khối đông dẻo và đàn hồi Không tạo khối đông, tạo dung dịch có độ nhớt cao 4.3.Tính chất vật lý và hóa học của carrageenan : Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi. 4.3.1.Độ tan : Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80oC tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy, phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước. Độ hòa tan trong nước tăng khi tỷ lệ sulphate hóa tăng và khi lượng các gốc anhdro-galactose giảm. 4.3.2.Độ nhớt của dung dịch carrageenan: Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ,các ion có mặt và hàm lượng carrageenan. Cũng như những polymer mạch thẳng có mang điện tích khác, độ nhớt tỉ lệ thuận với hàm lượng. Carrageenan có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust bean gum, trong đó tùy thuộc vào hàm lượng nó sẽ có tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền gel và độ đàn hồi của gel. Ở hàm lượng cao carrageenan làm tăng độ bền gel của guar gum nhưng ở hàm lượng thấp, nó chỉ có thể làm tăng độ nhớt. Khi carrageenan được cho vào những dung dịch của gum ghatti, alginate và pectin nó sẽ làm giảm độ nhớt của các dung dịch này. Ổn định ở pH >7, phân hủy ở pH = 5-7; phân hủy nhanh ở pH < 5. 4.3.2.Cơ chế tạo gel : tương tự như cơ chế tạo gel ở agar 4.3.2.1.  Khả năng tạo gel: Phụ thuộc rất lớn vào sự có mặt của các cation. Ví dụ: Khi liên kết với K+, NH4+, dung dịch carageenan tạo thành gel thuận nghịch về nhiệt. Khi liên kết với Na+ thì carrageenan hòa tan trong nước lạnh và không có khả năng tạo gel. Muối K+ của χ_carrageenan có khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giòn và dễ bị phân rã. Chúng ta có thể giảm độ giòn của gel bằng cách thêm vào locust bean gum. Carrageenan có ít liên kết ion hơn nhưng khi tăng lực liên kết có thể tạo gel đàn hồi. λ -carrageenan không có khả năng tạo gel. Muối K+ của nó tan trong nước. 4.3.2.2.  Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của carragenan: Dung dịch nóng của kappa và iota carrageenan sẽ tạo gel khi được làm nguội xuống từ 40 – 60oC dựa vào sự có mặt của các cation. Gel carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy của gel khác nhau. Gel này ổn định ở nhiệt độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12oC thì gel có thể chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại. Thành phần ion trong một hệ thực phẩm rất quan trọng đến hiệu quả 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 giữa các chuỗi tạo cấu trú gel mềm và đàn hồi . Chính điều này làm cơ sở cho việc sử dụng loại carrageenan nào cho thích hợp với những yêu cầu của sản phẩm. Sự có mặt của các ion cũng có ảnh hưởng lên nhiệt độ hydrat hóa của carrageenan, nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy. Ví dụ: iota carrageenan sẽ hydrat hóa ở nhiệt độ môi trường trong nước nhưng khi cho muối vào sẽ tăng nhiệt độ tạo gel nên được ứng dụng trong sản xuất salad-dressing lạnh. Muối Na+ của kappa carrageenan sẽ hydrat hóa ở 40oC nhưng carrageenan cùng loại trong thịt muối sẽ chỉ hydrat hóa hoàn toàn ở nhiệt độ 55oC hoặc hơn. Ngoài ra khả năng tạo gel của Carrgeenan còn phụ thuộc vào bán kính của ion hydrat hóa, nếu vượt quá các giới hạn cho phép thì không thể hình thành các cầu nối tạo cấu trúc gel. Sự có mặt của carubin có tác dụng ngăn cản hiện tượng các cấu trúc xoắn kép giúp cho gel và có đọ đàn hồi tốt hơn. Các gốc 6_sulphate có thể bị loại bỏ trong quá trình đun nóng trong dung dịch kiềm tạo ra các gốc 3,6- anhydrogalactose, giúp tăng cường đáng kể độ bền của gel. 4.3.3. Tương tác với protein : Do trong carrageenan có tỉ lệ sulphat khá cao nên làm cho polyme dạng ion này phản ứng với các phân tử protein tích điện dương có khả năng làm đông tụ protein khi pH của dung dịch protein thấp hơn điểm đẳng điện( lúc này protein tồn tại chủ yếu ở dạng ion +H3N-CH2-COOH). Tính chất này có thể được sử dụng để tách riêng các hỗn hợp nhiều protein. 4.4. Quy định của nhà nước về sử dụng carrageenan và muối Na, K, NH4 của nó trong thực phẩm : ADI : CXĐ ( chưa xác định) Giới hạn tối đa trong thực phẩm (Maximum level - ML ) là mức giớí hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm ( mg/kg sản phẩm). Nhóm thực phẩm ML Sản phẩm sữa lên men và sữa có chất rennet (nguyên chất) không kể đồ uống từ sữa 5000 Sữa lên men (nguyên kem), không xử lý nhiệt sau lên men 150 Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi GMP Thủy sản, sản phẩm thủy sản xay nhỏ đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai GMP Các sản phẩm cá, động vật nhuyễn thể, giáp xác, da gai xay nhỏ đông lạnh GMP Thủy sản, sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men hoặc ướp muối, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai GMP Dầu trộn, gia vị (bao gồm các chất tương tự muối) GMP Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi 3000 Thức ăn bổ sung cho trẻ đang tăng trưởng GMP Nước quả ép thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai 3000 Necta quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai 1000 Cà phê, chè, nước uống có dược thảo và các loại đồ uống từ ngũ cốc, không kể nước uống từ cacao GMP Rượu vang GMP (Ban hành kèm theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế) Carrageenan sẽ không ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng nếu sử dụng chúng trong giới hạn cho phép.Trước đay đã có một số nghiên cứu nói rằng việc dùng carrageenan quá nhiều sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏa, cơ thể không tổng hợp được thức ăn. Tuy nhiên, những kết luận gần đây đã nêu rằng việc sử dụng carrageenan là không có vấn đề gì cho cơ thê. Carrageenan thường được sử dụng ở nồng độ từ 0,5-0,75%. 4.5.Ứng dụng của phụ gia carragenan trong thực phẩm : Việc sử dụng carageenan trong công nghiệp thực phẩm dựa trên khả năng tạo gel, tăng cường độ nhớt của dung dịch, có khả năng ổn định, đông đặc dung dịch làm bền hệ nhũ tương và nhiều hệ phân tán khác của carageenan. Như là một số ứng dụng sau đây : 4.5.1. Sản phẩm bơ sữa : Sữa sôcôla, kem, pudinh, phomat, sữa đặc… Công dụng : Carrageenan có khả năng tương tác protein hình thành hệ gel thixotropic trong sữa. Hệ thixotropic là cấu trúc gel đã được định hình lại, có tác dụng duy trì hệ nhũ tương ổn định và đồng hóa tốt chống việc hình thành “ đường kem” bằng cách làm giảm quá trình đông tụ và phân tách các hạt cầu béo, tạo cảm giác mềm dịu của sản phẩm. Carrageenan có khả năng tạo gel bảo vệ các phần tử chất khô làm cho sản phẩm lâu chảy và có khả năng chịu nhiệt tốt. Carrageenan còn có khả năng làm giảm sự tồn tại của các phân tử nước tự do làm sản phẩm trở nên mịn hơn Cũng với khả năng tạo gel và đông tụ trên với pho mát, carrrageenan giúp cho sản phẩm dễ cắt lát và lâu chảy. Quy trình sản xuất sữa chua : Carrageenan sau khi được cân đo để xác định liều lượng( theo tiêu chuẩn của bộ y tế là 150 mg/kg sản phẩm), sẽ được hòa tan với nước và đem đi phối trộn cùng với nguyên liệu chính, trong sữa chua carragenan dùng để tạo gel, nó tạo một cấu trúc xoắn nhốt các phần tử chất khô ( sữa, nước, men vi sinh…), cho sản phẩm ở dạng rắn nhưng không mềm, liên kết với các phân tử nước tự do khi đông lạnh làm sữa chua trở nên mịn,chống khả năng tách lớp ở sản phẩm có hàm lượng chất béo trong sữa chua thấp Những sản phẩm sữa trên thị trường có dùng carrageenan : kem marino, sữa tươi Marino, sữa chua Vinamilk, phô mai Vinamilk, sữa đậu nành Vinasoy…. 4.5.2. Sản phẩm bia và nước quả: Bia, nước quả tinh khuyết, đồ uống hòa tan, nước quả cô đặc…. Công dụng : Với khả năng tương tác với protein, trong bia, carrageenan có những ứng dụng sau đây : Carrageenan trong bia có tác dụng kết lắng protein một cách hiệu quả. Tăng công suất nồi đun hoa, tăng độ trong của dịch hèm và bia thành phẩm. Tăng thời gian bảo quản sản phẩm 4.5.3. Sản xuất thịt : Hamburgers, Giăm bông-Hams , thịt hộp, thịt gia cầm chế biến sẵn, xúc xích, thịt bò muối, xúc xích Đức, thịt gà giò chế biến, thịt lợn xông khói… Công dụng : Với khả năng tạo gel, tương tác với protein, tạo nhiều liên kết hidro, trong các sản phẩm thịt, carrageenan có công dụng: Tăng kết cấu sản phẩm, dễ cắt lát, tăng cảm giác ngon miệng. Tăng khả năng giữ nước trong quá trình chế biến. Tăng hiệu suất. Ổn định hóa hệ nhũ tương của hỗn hợp protein và chất béo trong thịt, Chống sự phân tách, tăng sự kết dính của thịt. Quy trình sản xuất thịt đùi chế biến thịt đùi: Quy trình sản xuất thịt đùi chế biến Trong sản phẩm thịt đùi chế biến trên, carrageenan được dùng với liều lượng theo GMP. Phụ gia carraggenan được cho vào thực phẩm sẽ liên kết với các phân tử protein tạo cho sản phẩm có kết cấu bền, dai, ngoài ra nó còn liên kết rất nhiều phân tử nước giúp thịt đùi vẫn giữ được độ ẩm nhất định. Những sản phẩm thịt trên thị trường có dùng carrageenan: thịt xông khói visan… Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển_Acid alginic và alginate (E400) : 5.1.Nguồn gốc của alginic : Alginit có trong tất cả các loại tảo nâu (Phaeophyceae), là thành phần chính của thành tế bào. Nguồn thu nhận chính trong công nghiệp là từ tảo bẹ lớn. Acid alginic được tách ra từ tảo nâu dưới dạng natri alginate. Alginate thường dược chiết bằng kiềm, sau đó được kết tủa bằng acid hay muối Calcium. Sau đó trung hoà bằng kiềm hoặc các bazo khác nhau để tạo ra những algilnat tương ứng mà ta muốn có: natri algilnat, amon algilnat, canxi algilnat hoặc trietanolanin algilnat. 5.2. Cấu trúc của Agilnic và alginate : Alginate là một polymer được tạp thành từ α-L-guluronic acid và β-D-mannuronic acid theo liên kết 1,4. Tỷ lệ các acid này trong mạch phụ thuộc vào loại, mùa, vị trí thu hái và từng bộ phận trong tảo. Tỷ lệ M/G của các loài tảo nâu này là : 1:0.5 đến 1:3 5.3.Tính chất vật lý và hoá học của alginate : Alginate ở dạng muối tan trong nước , độ nhớt của dung dịch thu được phụ thuộc vào trọng phân tử và lượng ion trong muối. Khác với agar, dung dịch alginate không đông lại ngay cả khi làm lạnh đông. Việc lạnh đông và làm tan giá dung dịch Na-algilnate khi có mặt ion Ca2+có thể làm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi thêm acid hay ion Ca2+ dung dịch Na-algilnate có thể tạo thành gel, màng hay sợi nhờ các tương tác tĩnh điện qua cầu calcium khi ở nhiệt độ phòng pH từ 4 đến 10. Phụ thuộc vào nồng độ calcium,gel tạo ra có thể thuận nghịch( khi nồng độ Ca2+ thấp) hay không thuận nghịch và ít đàn hồi ( khi nồng độ Ca2+ cao). Tham gia tạo gel trong trường hợp này, các tương tác tĩnh điện ( qua cầu canxi) có vai trò quan trọng. Có lẽ vì thế các gel này không thuận nghịch với nhiệt và ít đàn hồi. Các màng algilnat rất đàn hồi, rất bền, chịu dầu và không dính bết. Có thể tạo màng alginate bằng các phương pháp sau : Cho bốc hơi một lớp dung dịch alginate hòa tan trên một bề mặt phẳng. Dùng chất kết tủa thích hợp để xử lý màng từ alginate hòa tan. Tách ammoniac ra khỏi màng của dung dịch kẽm alginate, nhôm alginate, đồng alginate hoặc bạc alginate hòa tan trong ammoniac dư. Các algilnate tích điện âm nên có thể tạo keo tụ với các chất tích điện dương. Agilnate hấp thụ nước rất tốt, có thể hấp thụ hơn 200 lần khối lượng phân tử của mình. 5.4.Yêu cầu của bộ y tế về việc sử dụng algilnate: ( CXĐ : ADI chưa được bộ y tế xác định ) Type/application Loại / ứng dụng EU number EU số ADIAADI Alginic acid Alginic axít E400 E400 CXĐ Sodium alginates Sodium alginates E401 E401 CXĐ Potassium alginates Kali alginates E402 E402 CXĐ Calcium alginates Canxi alginates E404 E404 CXĐ Nhóm thực phẩm ML Sữa bơ (nguyên kem) 6000 Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men 5000 Dầu và mỡ không chứa nước 5000 Rau củ đã xử lý bề mặt GMP Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 5000 Sản phẩm trứng đông lạnh 6000 Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi 300 Thức ăn bổ sung cho trẻ đang tăng trưởng 5000 Rượu vang 4000 ( quy định về sử dụng acid alginic trong thực phẩm Ban hành kèm theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế) Nhóm thực phẩm ML Sữa lên men (nguồn kem), cú xử lý nhiệt sau lên men 5000 Bơ và bơ cô đặc GMP Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi 300 Nước quả ép thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai 2500 ( quy định sử dụng kali alginate trong thực phẩm Ban hành kèm theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế) Nhóm thực phẩm ML Sữa bơ (nguyên kem) 6000 Sữa lên men (nguyên kem), cú xử lý nhiệt sau lên men 5000 Dầu và mỡ không chứa nước 5000 Rau củ đó xử lý bề mặt GMP Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 5000 Sản phẩm trứng đông lạnh 6000 Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi 300 Thức ăn bổ sung cho trẻ đang tăng trưởng 5000 Rượu vang 4000 ( quy định về sử dụng canxi alginate trong thực phẩm Ban hành kèm theo Quyết định số 3742 /2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 của Bộ trưởng Bộ Y tế) 5.5. Ứng dụng của agilnate: Các algilnate có ứng dụng rất nhiều trong công nghệ thực phẩm. Natri algilnate là hợp phần tạo kết cấu cho nhiều sản phẩm thực phẩm. Với khả năng tạo đặc, làm dày để ổn định các bọt trong nước quả dục Natri alginate cũng được dùng làm chất bảo vệ các kem đá với những ứng dụng sau: Ngăn ngừa tạo ra tinh thể đá khô ức chế hoàn toàn sự tạo tinh thể của lactoza nhũ hoá các cầu béo làm bền bọt tạo ra một độ nhớt cao tạo ra một gel có khả năng giữ nước tốt làm cho kem không bị tan chảy Với những thực phẩm có độ acid cao không thể dùng natri alginate được thì ta dung propylenglycolalginat là chất thay thế rất tốt vì nó bền được trong môi trường pH= 0-3 Một hợp chất của acid alginic có tên là lamizell là một alginate kép của natri và canxi với một tỷ lệ nhất định. Lamizell tạo ra được một độ nhớt đực bieejtvaf cho khả năng ăn ngon miệng do đó rất được quan tâm trong công nghiệp sản xuất thực phẩm Alginat cũng được dùng trong một số sản phẩm chống tăng trọng vì 1g alginate chỉ cung cấp khoảng 1,4 kcal Quy trình sản xuất phô mai nấu chảy : Phô mai nấu chảy là loại sản phẩm mới hơn so với những loại phô mai khác. Nó xuất hiện lần đầu tiên trên thị trường tại Thụy Sĩ vào năm 1910 . Người ta sử dụng nhiệt độ cao để nấu chảy một loại phô mai hoặc một hỗn hợp gồm nhiều loại phô mai khác nhau, có bổ sung them sữa và một số phụ gia thực phẩm khác. Sauk hi làm đồng nhất hỗ hợp trên, ta tiến hành đổ khuôn và làm nguội sẽ thu được một sản phẩm mới là phô mai nấu chảy. Tại Việt Nam, phô mai nấu chảy đã xuất hiện từ vài chục năm nay. Một trong những thương hiệu của Pháp được người tiêu dung biết đến là sản phẩm phô mai nấu chảy có in hình đầu bò đang cười ( La vache qui rit ) Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất phô mai nấu chảy có nồng độ chất khô cao Quy trình chuyển hóa của natri alginate trong phô mai: Sự trao đổi ion giữa Na+ và Ca2+: Các ion Ca2+ giữ vai trò quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc gel casein trong phô mai. Chúng liên kết các phân tử casein lại với nhau tạo nên một mạng lưới không gian định hình cho cấu trúc gel. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và sự khuấy trộn cơ học, một số ion Na+ trong alginate sẽ thế chỗ các ion Ca2+ đang liên kết với các phân tử casein trong phô mai. Hiện tượng trên làm phá vở cấu tử gel và giải phóng ra những phân tử casein tự do. Vì thế mà phô mai nấu chảy sau này sẽ có cấu trúc gel và độ cứng hoàn toàn khác với phô mai nguyên liệu ban đầu. Trong quá trình xử lý nhiệt, một số phân tử và nhóm chức háo nước trong alginate được hydrate hóa. Do đó, phô mai nấu chảy sẽ có độ ẩm cao hơn và cấu trúc mềm hơn so với phô mai nguyên liệu. Liều lượng phô mai nóng chảy theo quy định của bộ y tế là dựa vào GMP của từng nhà máy. Một số sản phẩm trên thị trường sử dụng alginate là : phô mai Vinamilk, kem Vinamilk…. Kết luận : Nhìn chung 3 loại phụ gia vừa phân tích ở trên đều là những pollysaccharit từ rong biển ứng dụng nhiều trong thực phẩm vì những khả năng tạo gel, bền cấu trúc, đông đặc…của chúng giúp cho sản phẩm thực phẩm trở nên mềm mịn, dẻo, đẹp mắt tạo cảm giác thích thú sử dụng cho người tiêu dùng. Tuy nhiên mỗi loại phụ gia khác nhau sẽ có những ứng dụng trong từng loại sản phẩm khác nhau, dựa vào những đặc tính nổi bầt của từng loại: Agar thường được sử dụng nhiều trong các sản phẩm như :mứt quả, kem, sữa chua vì đặc tính trễ nhiệt, hình thành gel khi làm lạnh, liên kết cới phân tử nước tự do của nó Carrageenan lại được dùng nhiều trong các sản phẩm sữa, trong các sản phẩm jelly, các sản phẩm thịt và cá…vì ngoài khả năng tạo gel, hút nước carrageenan còn có khả năng liên kết với protein giúp sản phẩm không bị vón cục, lọc cặn, mịn, đồng nhất…. Vì alginate có khả năng tạo gel nhưng gel lại không có khả năng đông như agar khi giảm nhiệt độ và không có tính đàn hồi. Chính vì thế alginate được sử dụng làm phụ gia rộng rãi trong các loại mứt quả, nước quả đục hơn là các sản phẩm cần phải bảo quản ở nhiệt độ lạnh như sữa chua chẳng hạn. Liều lượng sử dụng các loại phụ gia phải thõa những yêu cầu của Bộ Y Tế 3472/2001. Nhìn chung các loại phụ gia có nguồn gốc từ rong biển này không độc hại, không có khả năng tích tụ trong cơ thể, không cung cấp năng lượng hay cung cấp rất ít nên rất an toàn cho người sử dụng sản phẩm, tuy nhiên nếu ta quá lạm dụng những phụ gia này sẽ làm cho sản phẩm mất đi một số tính chất cảm quan như sản phẩm sẽ trở nên cứng hơn, dễ gãy vụn, không dẻo, mịn….mất sự hứng thú của người tiêu dùng với sản phẩm. MỤC LỤC 1.Lý do chọn đề tài : 1 2.Tính chất và vai trò của pollysaccharit : 1 3.Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển _Agar (E406) : 2 3.1. Nguồn gốc của agar : 2 3.2. Cấu trúc của agar : 2 3.2.1.Agarose : 3 3.2.2.Agaropectin : 4 3.3. Tính chất của agar : 4 3.3.1. Tính tan : 4 3.3.2. Tạo gel : 5 3.4. Ưu và nhược điểm agar dùng trong sản xuất thực phẩm: 5 3.4.1. Ưu điểm: 5 3.4.2. Nhược điểm: 6 3.5. Một số ứng dụng phụ gia agar dùng trong thực phẩm : 6 3.6. Liều lượng sử dụng agar trong thực phẩm : 9 4.Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển_Carrageenan ( E407): 9 4.1.Nguồn gốc của Carrageenan: 9 4.2.Cấu trúc hóa học của của Carrageenan : 10 4.2.1. χ_Carrageenan (kappa – carrageenan) : 11 4.2.1.1.Cấu trúc hóa học của χ_Carrageenan : 11 4.2.1.2.Tính chất vật lý và hóa học của χ_Carrageenan : 12 4.2.2. τ_Carrageenan (iota-carrageenan) : 12 4.2.2.1.Cấu trúc hóa học : 12 4.2.2.2.Tính chất vật lí và hóa học của τ_Carrageenan 13 4.2.3. λ -carrageenan (lambda-carrageenan) λ-carrageenan (lambda-carrageenan) : 13 4.2.3.1.Cấu trúc hóa học : 13 4.2.3.2.Tính chất vật lí và hóa học của λ -carrageenan (lambda-carrageenan) λ-carrageenan: 14 4.2.4.So sánh 3 loại carrageenan: 14 4.3.Tính chất vật lý và hóa học của carrageenan: 15 4.3.1.Độ tan : 15 4.3.2.Độ nhớt của dung dịch carrageenan: 15 4.3.2.Cơ chế tạo gel : tương tự như cơ chế tạo gel ở agar: 16 4.3.2.1.  Khả năng tạo gel: 16 4.3.2.2.  Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel: 16 4.3.3. Tương tác với protein : 17 4.4. Quy định của nhà nước về sử dụng carrageenan và muối Na, K, NH4 của nó trong thực phẩm : 17 4.5. Ứng dụng của phụ gia carragenan trong thực phẩm : 19 4.5.1. Sản phẩm bơ sữa : 19 4.5.2. Sản phẩm bia và nước quả: 21 4.5.3. Sản xuất thịt : 21 5.Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển_Acid alginic và alginate (E400) : 23 5.1.Nguồn gốc của alginic : 23 5.2. Cấu trúc của Agilnic và alginate : 23 5.3.Tính chất vật lý và hoá học của alginate : 23 5.4.Yêu cầu của bộ y tế về việc sử dụng algilnate: 24 5.5. Ứng dụng của agilnate: 26 6.Kết luận : 29 Em xin chân thành cảm ơn thầy vì đã giúp em rất nhiều trong bài tiểu luận phụ gia này. Bài tiểu luận của em chắc chắn có rất nhiều lỗi sai và nhiều điều chưa được làm rõ. Mong thầy góp ý cho em để hoàn thiện được bài tốt hơn. Cám ơn thầy nhiều.