ALGINATE và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN

BÁO CÁO HĨA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CHẤT
HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT

Đề tài: ALGINATE VÀ ỨNG DỤNG
TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM

GVHD: TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
SVTH: NGUYỄN NGỌC ANH THƯ
MSSV: 18139187
LỚP: DH18HD

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2022
1


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm Bộ mơn Cơng nghệ hóa học Trường Đại Học
Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh đã mở ra mơn học thú vị này,đặc biệt Em xin chân thành
cảm ơn Cô đã nhiệt tình hướng dẫn, ln tạo điều kiện tốt nhất về mặt kiến thức, tài liệu
cũng như thời gian thực hiện để chúng em có thể hồn thành tốt bài báo cáo tiểu luận này.
Mơn học giúp chúng em có điều kiện tiếp cận với thực tế, học hỏi được nhiều kỹ năng, có
được những kinh nghiệm q báu, tích lũy chúng nhằm phục vụ cho môi trường học tập
và làm việc sau này. Trong quá trình học và làm bài tập, chúng em đã được học hỏi rất
nhiều thứ, từ những kiến thức cơ bản đến nâng cao, thao tác thực hiện sao cho tốt nhất.

Trong q trình hồn thành báo cáo, do kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn cịn
hạn chế nên khơng tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong sự thơng cảm, giúp đỡ và
đóng góp ý kiến của Cơ.
Em xin kính chúc Cơ có nhiều sức khỏe và công tác tốt. Em xin chân thành cảm ơn!

2


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

MỤC LỤC
Contents
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... 2
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................... 5
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... 6
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VỀ ALGINATE ............................................................. 8
1.1.

Định nghĩa Alginate: .............................................................................................. 8

1.2.

Nguồn gốc : ............................................................................................................ 8

1.3.

Lịch sử hình thành và phát triển: ........................................................................... 9

1.4.

Cấu tạo của Alginate: ............................................................................................. 9

1.5.

Cơ chế tác động .................................................................................................... 13

1.6.

Lợi ích của Alginate trong thực phẩm: ................................................................ 14

1.6.1. Chất tạo gel ....................................................................................................... 14
1.6.2. Chất làm dày, ổn định, nhũ tương hóa .............................................................. 14
1.6.3. Chất cố định hoặc bao gói ................................................................................ 15
1.6.4. Màng bao thực phẩm ........................................................................................ 16
1.7.

Tiêu chuẩn chất lượng của acid alginic ............................................................... 17

1.7.1. Chỉ tiêu cảm quan ............................................................................................. 17
1.7.2. Các chỉ tiêu lý – hóa ......................................................................................... 17
1.7.3. Các chỉ tiêu vi sinh............................................................................................ 18
1.8.

Một số quy định sử dụng Alginate trong thực phẩm: .......................................... 18

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA ALGINATE................................................................. 20
2.1.

Một số tính chất chung:........................................................................................ 20

2.2.

Đặc tính: ............................................................................................................... 20

2.2.1. Độ nhớt: ............................................................................................................ 20
2.2.2. Sự hóa dẻo ........................................................................................................ 21
2.2.3. Hợp phần tử Alginate........................................................................................ 21
3


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
2.2.4. Tính chất của màng Alginate: ........................................................................... 22
2.2.5. Sự tạo gel và kỹ thuật tạo gel............................................................................ 22
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ KIỂM NGHIỆM .................................. 25
3.1.

Phương pháp điều chế: ......................................................................................... 25

3.2.

Phương pháp kiểm nghiệm: ................................................................................. 26

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA ALGINATE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM ..... 28
4.1.

Chất ổn định trong kem........................................................................................ 28

4.2.

Phụ gia trong sản xuất sữa ................................................................................... 30

4.3.

Tạo độ bền cho bọt bia ......................................................................................... 31

4.4.

Tạo độ dai cho mì ăn liền ..................................................................................... 32

KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 34

4


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1: Cơng thức Alginate............................................................................................. 8
Hình 1. 2: Tảo bẹ nâu – dùng để sản xuất Sodium Alginate ............................................... 8
Hình 1. 3: Phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) ........................ 10
Hình 1. 4: Cơng thức cấu tạo acid Alginic ........................................................................ 11
Hình 1. 5: Cấu trúc đặc biệt của Alginic theo các đơn vị monomer ................................. 12
Hình 1. 6: Chiều dài của các Block ................................................................................... 12
Hình 1. 7: Cơ chế tác động của Alginate ........................................................................... 14
Hình 1. 8: Ca2+ được thêm vào dung dịch Natri alginate ................................................. 15
Hình 1. 9: Phương pháp đơn giản về việc cố định vi khuẩn H. volcanii trong Canxi
alginate............................................................................................................................... 16

Hình 1. 10: Cơng nghệ tạo vi nang .................................................................................... 16

Hình 2. 1: Sự kết hợp ion Ca2+ với Alginate .................................................................... 23
Hình 2. 2: Vị trí của Ca2+ trong Alginate ......................................................................... 23
Hình 3. 1: Cơng đoạn nấu chiết Alginate .......................................................................... 25

Hình 4. 1: Bột Sodium Alginate ........................................................................................ 28
Hình 4. 2: Kích thước tinh thể .......................................................................................... 29
Hình 4. 3: Thí nghiệm chứng minh tốc độ tan chảy của kem khi khơng có chất ổn định (
hình a ) và khi có chất ổn định ( hình b ) ( Trích từ sách Ice cream – tác giả Goff & Hartel
) .......................................................................................................................................... 29
Hình 4. 4: Sữa có sử dụng Alginate................................................................................... 31
Hình 4. 5: Propylene Glycol Alginate ............................................................................... 31

5


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Chỉ tiêu lý – hóa ( theo TCVN 12101-1:2017 ) ............................................... 17
Bảng 1. 2: Chỉ tiêu vi sinh của acid alginic ( theo TCVN 12101-1:2017 ) ....................... 18

Bảng 2. 1: Độ nhớt của Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200ºC) ............................ 21

6


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, khoảng 75% thực phẩm tiêu thụ hằng ngày của con người là loại thực phẩm đã
qua chế biến và đóng gói sẵn – tức là thực phẩm cơng nghiệp. Từ đó, chúng ta dễ dàng
nhận ra sự kì vĩ của ngành cơng nghiệp thực phẩm ngày nay.
Hóa học thực phẩm chính là kiến thức cơ bản, những kiến thức hết sức quan trọng cho
các bạn sinh viên, các nhà nghiên cứu, các nhà sản xuất hoạt động trong lĩnh vực công
nghiệp thực phẩm do được cung cấp đầy đủ về thông tin, những kiến thức về cấu tạo, tính
chất hợp phần trong thực phẩm cũng như sự tương tác giữa các hợp chất và quá trình biến
đổi của chúng trong khi chế biến, bảo quản. Đó chính là cơ sở đầu tiên để xây dựng các
quy trình cơng nghệ chế biến nhiều loại nguyên liệu nông sản và sản xuất các mặt hàng
thực phẩm.
Một trong những chất được ứng dụng khá nhiều trong các công nghệ chế biến thực phẩm
là Alginate. Alginate là một chất hàng đầu của ngành công nghiệp thực phẩm. Năm 1881
acid Alginic được phát hiện đầu tiên ở Stanford. Đây là chất đang được nhiều nước quan
tâm và nghiên cứu và trên thế giới hiện nay có 7/9 nước sản xuất alginate bao gồm: Nauy,
Pháp, Nhật, Canada, Tây Ban Nha, Chile, LIên Xô Cũ và Ấn Độ. Có 2 cơng ty sản xuất
lớn: Kelco company ( Mỹ ) và một công ty của Anh chiếm 70% sản lượng thế giới. Trung
Quốc đang là nước nổi lên rất mạnh về lĩnh vực này.
Tại Việt Nam hiện đang nghiên cứu và sản xuất tại Hải Phòng, Nha Trang và TP.HCM.

7


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VỀ ALGINATE
1.1.

Định nghĩa Alginate:
Axit alginic, còn được gọi là algin, là một polysacarit phân bố rộng rãi trong thành

tế bào của tảo nâu có tính ưa nước và hình thành dạng gel khi ngậm nước. Muối của Axit
alginic với các kim loại như natri, kali và canxi, được gọi là Alginate.

Hình 1. 1: Cơng thức Alginate
1.2.

Nguồn gốc :
Alginate là loại polymer sinh học biển phong phú nhất thế giới và là loại polymer

sinh học nhiều thứ hai trên thế giới sau cellulose. Và được phát hiện đầu tiên bởi Stanford
(1881), là một acid hữu cơ có trong tảo nâu, trọng lượng phân tử từ 32000 – 200000.
Nguồn Alginate chủ yếu được tìm thấy ở thành tế bào và ở gian bào của tảo nâu ở biển
(thuộc họ Rhaeophyceae), tảo bẹ Macrocystis pyrifera, nodosum Ascophyllum và các loại
Lamminaria nhưng nhiều nhất là ở tảo nâu. Ở dưới dạng muối Alginat.

Hình 1. 2: Tảo bẹ nâu – dùng để sản xuất Sodium Alginate
8


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
Alginate tồn tại dưới 2 dạng không tan là acid alginic và Alginate Canxi và Magie
(kí hiệu: AlgCa, AlgMg) rất bền vững ở thành tế bào cây rong. Tạo nên cấu trúc lưới gel
bền trên thành tế bào rong nâu.
Alginate là chất không thể thiếu trong thực phẩm, được ứng dụng làm phụ gia thực phẩm.
Đặc điểm nổi bật của Alginate: khả năng tạo gel, tính nhớt, được dùng làm chất tạo
đơng,chất nhũ hóa, có chức năng trong giải độc cho cơ thể.
1.3.

Lịch sử hình thành và phát triển:

 Trên thế giới:
-

Năm 1881, Stanford là người đầu tiên phát hiện ra Alginic axit

-

Năm 1923, F.C Thernley đã tiến hành chiết rút Alginate thơ ở Orkney và từ đó
cơng nghệ sản xuất Alginate ra đời.

-

Năm 1975, Booth đã viết về lịch sử công nghiệp Alginate dựa trên kết quả của
Standford.

-

Hiện nay có các sản xuất Alginate bao gồm: Nauy, Pháp, Nhật, Canada,….

 Ở Việt Nam:
-

Được nghiên cứu và sản xuất tại Hải Phòng, Nha Tang và TP.Hồ Chí Minh.

-

Vào những năm 70, bộ thủy sản đã nghiên cứu ban hành quy trình sản xuất bằng
phương pháp formol.

-

Năm 1997, Đại học Thủy Sản đã nghiên cứu đưa ra quy trình sản xuaasrt Alginate
bằng phương pháp formol và CaCl.

1.4.

Cấu tạo của Alginate:
-

Alginate là muối của acid Alginic. Cấu tạo hóa học của Alginate gồm 2 phân tử βD-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) liên kết với nhau bằng liên kết

9


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 3: Phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G)
1-4 glucozid. Có 3 loại liên kết có thể gặp trong 1 phân tử Alginate: (M-M-M),
(G-G-G), (M-M-G).
+ Tỉ lệ M/G khác biệt do nguyên liệu tảo nâu khác nhau và ảnh hưởng đến thuộc
tính hịa tan của Alginate. Cấu trúc hình học của Alginate cũng ảnh hưởng đến độ hịa tan
của nó. Trong thực tế, alginate thương mại sản xuất từ tảo nâu có thể có lượng M cao
hoặc G cao. Với ngun liệu tảo Macrocystis pyrifera thì alginate có M cao, tảo
Laminaria hyperborean lại cho alginate có G cao.
+ Thơng thường alginate có G cao thường có cấu trúc gel chắc, màu sáng và bền
nhiệt. Trong khi đó, alginate có M cao thường có cấu trúc yếu hơn, dẻo hơn và ít bền
nhiệt hơn, nhưng lại bền khi đơng lạnh/rã đông.
Công thức cấu tạo của acid Alginic : (C6H6O6)n

10

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 4: Công thức cấu tạo acid Alginic
-

Công thức phối cảnh: Hai gốc phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic
acid (G) liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucozid phân bố trong mạch Alginat
theo 3 loại khối (Block): poly-G (G-G-G-G), poly-M (M-M-M-M) và poly-GM
(G-M-G-M) liên kết ngẫu nhiên trong chuỗi mạch.

11


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 5: Cấu trúc đặc biệt của Alginic theo các đơn vị monomer

Hình 1. 6: Chiều dài của các Block

12


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

1.5.

Cơ chế tác động
 Lớp gel Alginate - hàng rào vật lí (Raft):

Alginate hoạt động như một rào cản vật lý để giảm các đợt trào ngược. Một số

dược phẩm dựa trên Alginate hiện có được sử dụng để điều trị triệu chứng ợ chua và
viêm thực quản. Vì các cơng thức Alginate thường chứa muối bicarbonate, nó được
chuyển đổi thành carbon dioxide (bị giữ trong chất nền gel) cho phép polyme nổi trên bề
mặt của dịch dạ dày. Các sản phẩm dựa trên Alginate có thể lưu lại trong dạ dày vài giờ
(thường là 4 tiếng) và giúp giảm đau lâu dài. Một số nghiên cứu cho rằng Natri Alginate
có thể di chuyển đến thực quản trước các chất chứa trong dạ dày và do đó có thể hữu ích
trong việc giảm số lượng axit dịch vị. Ngoài ra, do đặc tính bám dính niêm mạc, Alginate
đã được chứng minh là bảo vệ niêm mạc dạ dày khỏi hoạt động có hại của axit dịch vị lên
các vị trí viêm loét.
Sự gel hóa Alginate có thể được tạo ra khi có mặt các ion hóa trị II liên kết chéo
các chuỗi polyme hoặc bằng cách giảm giá trị pH xuống dưới pKa của các monome
Alginate sử dụng lacton như D -glucono - δ -lactone. Q trình gel hóa chậm giúp tạo ra
các cấu trúc gel đồng nhất với tính tồn vẹn cơ học. Để giảm tốc độ của quá trình tạo gel
là áp dụng chất đệm photphat (ví dụ: Natri Hexametaphotphat). Trong phản ứng với các
nhóm cacboxylat Alginate, các nhóm photphat có trong đệm cạnh tranh với các ion canxi
và kết quả là q trình gel hóa Alginate bị chậm lại. Ngồi ra, canxi sunfat và canxi
cacbonat có độ hịa tan thấp hơn cũng kéo dài thời gian tạo gel. Tốc độ hồ hóa cũng phụ
thuộc vào nhiệt độ; ở nhiệt độ thấp hơn, khả năng phản ứng của Ca 2+ giảm.

13


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 7: Cơ chế tác động của Alginate
1.6.

Lợi ích của Alginate trong thực phẩm:

1.6.1. Chất tạo gel
Cải thiện được ngoại quan của thực phẩm, các dạng tái cấu trúc cũng đáp ứng yêu
cầu của người tiêu dùng, tăng độ đồng nhất hoặc thẩm mỹ trong sản xuất thực phẩm.
Có thể tăng tính ổn định cho thực phẩm ở cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, và được ứng
dụng như chất tạo gel trong nhiều sản phẩm. Độ rắn chắc và tỷ lệ tạo gel của alginate có
thể kiểm sốt bằng nồng độ Ca2+ và H+ trong dung dịch và số lượng G block trong chuỗi
polyuronate.
Vì khả năng tạo gel ở nhiệt độ thấp, alginate hữu dụng trong việc tái cấu trúc
những thành phần đã bị tổn hại hoặc oxi hóa dưới nhiệt độ cao.
1.6.2. Chất làm dày, ổn định, nhũ tương hóa
Phản ứng giữa alginate và pectin là phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào nhiệt độ
(heat-reversible), cho độ nhớt cao hơn so với việc sử dụng từng thành phần đơn lẻ. Sử
dụng riêng alginate hoặc kết hợp với những chất làm dày khác cũng cải thiện được mức
độ chấp nhận của khách hàng đối với những sản phẩm ít béo.

14


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 8: Ca2+ được thêm vào dung dịch Natri alginate
Khi ion Canxi được thêm vào dung dịch Natri alginate, ion Canxi lập tức phản ứng
với alginate để tạo gel. Quá trình hình thành gel có thể được điều khiển bởi ion Canxi. Do
những tính chât đặc biệt này nên Natri alginate được sử dụng như chất làm dày, chất tạo
gel và chất ổn định rộng rãi trong nền cơng nghiệp nói chung.
PGA (propylene glycol alginate) được dùng để duy trì ổn định cho lớp bọt (foam),
ứng dụng trong mousse và các món tráng miệng nhằm ổn định lớp bọt khi rót, và bảo vệ
chúng khỏi những tác nhân phá vỡ cấu trúc bọt.
PGA được kết luận là một chất nhũ tương hóa vượt trội hơn methylcellulose,

locust bean và guar gum, và tương đương với nhiều polysaccharide thực vật phổ biến
khác. Ví dụ mayonnaise.
1.6.3. Chất cố định hoặc bao gói
Với vai trị là chất cố định, alginate có thể tăng hiệu suất của quá trình bằng cách
gia tăng thời gian sử dụng hoặc cho phép tái sử dụng các tế bào hay enzyme bị bao bọc.
Cơng nghệ cố định và bao gói cho phép thu được nhiều sản phẩm từ quá trình trao đổi
chất của vi sinh vật, gồm enzyme, amino acid, acid hữu cơ và cồn.

15


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 9: Phương pháp đơn giản về việc cố định vi khuẩn H. volcanii trong Canxi
alginate
Alginate được dùng làm môi trường cố định tế bào hoặc phân lập enzyme trong
các công đoạn chế biến sử dụng enzyme, điều này sẽ cải thiện khả năng chịu nhiệt và tổn
thất enzyme hoặc tế bào.
Trong các nghiên cứu sau này, alginate được dùng làm chất bao gói các tế bào sống
(probiotic) trong thực phẩm.

Hình 1. 10: Công nghệ tạo vi nang
1.6.4. Màng bao thực phẩm
Đối với vật liệu bao bì truyền thống, cơng nghệ mới này cũng cải thiện độ ổn định,
an toàn và thời hạn bảo quản cho sản phẩm.
Alginate là một trong nhiều polysaccharide và protein được sử dụng tạo lớp phủ ăn được
cho nhiều loại thực phẩm. Màng bao từ natri alginate được chứng minh là có khả năng
kéo dãn, tính linh động, chống co kéo và không thấm dầu.

16

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
Bổ sung những tác nhân chống vi sinh vật vào màng alginate thể hiện khả năng
ngăn chặn xâm nhập vi sinh hiệu quả, khi được phun lên bề mặt rau, thịt và sản phẩm từ
cá.
Khả năng tạo lớp phủ ở nhiệt độ thấp của gel alginate cũng giảm thiểu hư hại đến
chất chống vi sinh vật cũng như thực phẩm.
Alginate được ứng dụng để tạo lớp phủ lên nhiều loại rau và trái cây như rau diếp,
phần đã bị cắt của táo hay dưa, có khả năng tăng thời gian bảo quản, hạn chế biến màu,
duy trì độ giịn, cấu trúc và hạn chế thất thoát vitamin C.
1.7.

Tiêu chuẩn chất lượng của acid alginic

1.7.1. Chỉ tiêu cảm quan
Dạng hạt, bột hoặc sợi mảnh mà trắng đến vàng nâu ( theo TCVN 12101-1:2017 )
1.7.2. Các chỉ tiêu lý – hóa
Tên chỉ tiêu

Mức

1. Hàm lượng acid alginic ( C6H8O6 ), % khối lượng tính

Từ 91.0 đến 104.5 ( * )

theo chất khô
2. Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, không

15

lớn hơn
3. Trị số pH ( huyền phù 0.3:10 phần khối lượng / thể

Từ 2.0 đến 3.5

tích )
4. Hàm lượng tro sulfat, % khối lượng tính theo chất

8

khơ, khơng lớn hơn
5. Hàm lượng các chất không tan trong natri hydroxit, %

2

khối lượng tính theo chất khơ, khơng lớn hơn
6. Hàm lượng asen, mg/kg, khơng lớn hơn

3

7. Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn hơn

5

( * ) Tương ứng với lượng cacbon dioxit sinh ra từ 20.0 đến 23.0% khối lượng tính
theo chất khơ
Bảng 1. 1: Chỉ tiêu lý – hóa ( theo TCVN 12101-1:2017 )

17

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
1.7.3. Các chỉ tiêu vi sinh
Tên chỉ tiêu

Mức

1. Tổng vi sinh vật hiếu khí, CFU/g,

5x103

khơng lớn hơn.
2. Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/g,

5x102

khơng lớn hơn.
3. Coliform, MPN/g

Khơng được có

4. Salmonella, CFU/25g

Khơng được có

Bảng 1. 2: Chỉ tiêu vi sinh của acid alginic ( theo TCVN 12101-1:2017 )
1.8.

Một số quy định sử dụng Alginate trong thực phẩm:

Hệ thống đánh số quốc tế (International Numbering System- INS ) là ký hiệu được
Ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp chúng vào danh mục
các chất phụ gia thực phẩm.
Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake - ADI) là lượng xác
định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thông qua thực phẩm
hoặc nước uống mà không gây ảnh hưởng có hại tới sức khỏe . ADI được tính theo
mg/kg trọng lượng cơ thể
ADI có thể được biểu diễn dưới dạng:
- Giá trị xác định
- Chưa qui định (CQĐ)
- Chưa xác định (CXĐ)
Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (Maximum Tolerable Daily Intake-MTDI) là
lượng tối đa các chất mà cơ thể nhận được thông qua thực phẩm hoặc nước uống hằng
ngày. MTDI được tính theo mg/người/ngày.

18


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1. 11: Quy định về sử dụng Alginate trong thực phẩm

19


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA ALGINATE
2.1.

Một số tính chất chung:
Là polymer có tính chất acid yếu, khơng màu, khơng mùi, khơng tan trong các

dung mơi hữu cơ và nước.Là chất có tính chất hút nước trương nở khi ngâm trong
nước.Alginic hòa tan trong dung dịch kiềm hóa trị I và tạo dung dịch muối kiềm hóa trị I
hịa tan có độ nhớt cao.Muối kiềm hóa trị II khơng tan.
 Tính chất của Alginate với kim loại hóa trị II:
Có độ chắc caoCó khả năng tạo màu tùy theo kim loại.Khơng hịa tan trong nước.Khi ẩm
thì dẻo (Gel Alginate), khi khơ có độ cứng cao và khó thấm nước, tỷ trọng thấp.
 Tính chất của muối Alginaate với kim loại hóa trị I:
Dễ bị cắt mạch bởi yếu tố acid, kiềm mạnh, nhiệt độ cao, enzyme. Khi tương tác với acid
vơ cơ thì tách Alginic tự do. Vì vậy, lợi dụng tính chất này để tinh hế Alginic, ứng dụng
trong cơng nghiệp.Dễ hịa tan trong nước, tạo dung dịch keo nhớt có độ dính, độ nhớt
cao.Khi làm lạnh khơng đơng, khi khơ trong suốt có tính đàn hồi.
2.2.

Đặc tính:

2.2.1. Độ nhớt:
Khi hịa tan các Alginat vào nước chúng sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt. Độ
nhớt phụ thuộc vào chiều dài của phân tử Alginat. Bột Alginat rất dễ bị giảm nếu khơng
được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Ngồi ra, cách sắp xếp của phân tử Alginat cũng ảnh
hưởng đến độ nhớt của nó.
Trong một số trường hợp độ nhớt có thể gia tăng ở nồng độ thấp với sự hiện diện
của một số cơ chất như: CaSO4, CaCO3. Ion canxi liên kết với Alginat tạo liên kết chéo
trong phân tử gia tăng, sẽ làm gia tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt.
Độ nhớt: Khi hòa tan các Alginate vào nước và sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt, độ
nhớt tỉ lệ thuận vào chiều dài phân tử của Alginate.

20


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
NỒNG ĐỘ

ĐỘ NHỚT
Thấp

Trung bình

Cao

Rất cao

0,25

9

15

21

27

0,50

17

41

75

110

0,75

33

93

245

355

1,00

58

230

540

800

1,50

160

810

1950

3550

2,00

375

2100

5200

8750

Bảng 2. 1: Độ nhớt của Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200ºC)
Qua nhưng thông số trên cho thấy sự thay đổi độ nhớt với những nồng độ khác
nhau. Ở một số trường hợp độ nhớt có thể tăng lên với nồng độ thấp khi có sự hiện diện
của một số muối như CaCO3, Cacium tartat, ion Cacium liên kết với Alginate tạo cầu nối
giữa các phân tử làm tăng trọng lượng phân tử của độ nhớt dung dich.
2.2.2. Sự hóa dẻo
Sự hóa dẻo của màng có thể nâng cao bằng cách thêm vào các tác nhân làm dẻo
cách này gọi là sự hóa dẻo. Kết quả làm cho độ bền của màng càng tăng lên, chính điều
này giúp màng ít bị rách, đó là kết quả của q trình co lại của các phân tử bên trong giữa
các chuổi polymer trong cấu trúc màng. Chất dẻo phải phù hợp với polymer sử dụng làm
màng và cũng phải cùng hoạt tính tan với polymer. Các yếu tố khác là chất dẻo phải được
giữ lại trong hỗn hợp lâu, ổn định cao, không bao hơi và màu, và quan trọng là mùi của
các chất này không làm ảnh hưởng tiêu cực đến tính tính chất của màng (Guibert và
Biquet, 1996)
2.2.3. Hợp phần tử Alginate

Alginate: có thể kết hợp với các thành phần khác để tạo thành màng hợp phần, nhờ
sự kết hợp này mà cải tiến được đặc tính của màng. Màng hợp phần Alginate và tinh bột
được đánh giá là có độ bền cơ học cao (Nhóm Allen, 1963, Dahle, 1983).

21


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
Lipid, sáp, các loại acid béo, các loại dầu, chất béo nó có thể được kết hợp với
Alginate trong màng hợp phần Alginate-Lipid. Dựa trên tính kỵ nước sự kết hợp màng
làm tăng cường rào cản sự bóc hơi nước.Tuy nhiên sử dụng Lipid cịn có nhiều bất lợi do
tạo ra mùi oi khét, mùi khó chấp nhận (trích từ Cruibeert &Biguet, 1996) sẽ ảnh hưởng
chất lượng sản phẩm được bao màng.
2.2.4. Tính chất của màng Alginate:
Các Alginate cũng có khả năng tạo màng rất tốt. Các màng rất đàn hồi, bền, chịu
dầu và khơng dính bệt. Màng thuộc nhóm polysacharide có khả năng ngăn cản oxy và
Lipid thấm qua vì thế sẽ ức chế được hiện tượng oxy hóa chất béo và các thành phần
khác trong thực phẩm. Bên cạnh đó màng cịn có khả năng làm giảm thất thốt ẩm vì
lượng ẩm trong màng sẽ bóc hơi trước ẩm trong thực phẩm, từ đó màng bao sẽ hơi khơ và
co lại làm cho lượng ẩm bên trong khơng thốt ra được (trích dẫn bởi Trần Thanh Quang,
2008).
Màng Alginate được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm nhằm
tăng thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm được lâu hơn. Màng bao ăn
được có thể được sử dụng dể làm giảm tác hại của do quá trình chế biến gây ra. Màng
bao vừa có tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản sự mất ẩm và sự di chuyển
chất tan, phản ứng oxy hóa.
2.2.5. Sự tạo gel và kỹ thuật tạo gel
 Tạo gel
Một tính chất tiêu biểu của Alginate là khả năng tai gel, trong điều kiện nhiệt độ
cao ở trạng thái sơi và khi làm nguội thì sẽ trỡ thành dạng gel. Thơng thường kết hợp với

Ca2+ tạo gel như hình vẽ.

22


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 2. 1: Sự kết hợp ion Ca2+ với Alginate

Hình 2. 2: Vị trí của Ca2+ trong Alginate
 Kỹ thuật tạo gel
Gel thành lập có thể kiểm sốt được thơng qua sự giải phóng ion Ca2+ hay dung
dịch Alginate.Alginate hay hỗn hợp chứa nó được tạo gel bằng cách nhúng hoặc phun
dung dịch chứa ion Ca2+.CaCl2 là chất phổ biến thường được sử dụng đi chung. Các
alginate có khả năng tạo gel khi có mặt Ca2+ và axit.
Có thể tạo gel ở pH < 4, thường dùng kết hợp với pectin.
Ca2+ có vai trị như cầu nối nên gel này khơng thuận nghịch với nhiệt và ít đàn
hồi. Alginate hoặc hỗn hợp chứa alginate được nhúng hoặc phun dung dịch Ca2+.
Phương pháp thích hợp tạo sản phẩm mỏng, kích thước nhỏ như tạo màng bao.

23


Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
Phương pháp làm lạnh: alginate được hòa tan trong nước với Ca2+ và các chất tạo phức.
Gia nhiệt đến nhiệt độ cao, để nguội đến khi gel Ca ổn định nhiệt. Gel có thể tạo thành ở
50oC nhưng cấu trúc lại mềm.

24

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ KIỂM NGHIỆM
3.1.

Phương pháp điều chế:
Alginate là tên gọi chung của họ muối axit alginic, chiết xuất từ tảo nâu.
Chuẩn bị (Theo Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ): Nghiên cứu sử dụng

tảo nâu để làm thí nghiệm. Tảo nâu sau khi thu hoạch sẽ đem đi phơi khô dưới măjt trời
khoảng 2 – 3 ngày và được đem đi bảo quản kỹ càng.
Tiến hành nghiên cứu (Theo Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ): Cắt nhỏ
mẫu tảo, xử lý mẫu tảo sơ qua với hỗn hợp (96% EtOH: cloroform: H2O = 89: 1:10) theo
tỷ lệ w / v = 1/10 trong 10 – 15 ngày để loại bỏ các hợp chất polyphenol, thuốc nhuộm và
các phân đoạn có trọng lượng phân tử thấp (như mannitol). Sau đó, tảo được xử lý 3 lần
bằng dung dịch HCl (pH 2 - 2,5), tỷ lệ tảo: chiết xuất là 1:20, nhiệt độ 60℃ trong 2 giờ
với mỗi lần chiết theo bằng sáng chế số WO2005014657A1 của Michailovna et al.
(2005), chiết xuất này được sử dụng để chiết xuất Fucoidan và Laminaran. Bã tảo còn lại
được rửa nhiều lần bằng nước máy gia đình có giá trị pH trung tính (khoảng 6,5) để tiến
hành chiết xuất alginate.
Trong q trình điều chế, người điều chế ln muốn tối ưu quá trình chiết alginate
của mình. Hernándezcarmona và cộng sự. (1999) đã chỉ ra rằng hàm lượng và độ nhớt
của alginate phụ thuộc vào các yếu tố nồng độ của dung dịch kiềm (chỉ số pH), nhiệt độ
và thời gian xử lý trong giai đoạn nấu, trong đó mơ hình thực nghiệm mơ tả như sau:

Hình 3. 1: Công đoạn nấu chiết Alginate
25