Alkylbenzene sulfonate và ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc cá nhân(1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT
Đề tài: SODIUM ALGINATE VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM
GVHD: TS. PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH
Sinh viên thực hiện: Lâm Thị Kim Trúc - 19139218

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2022


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................................. 2
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SODIUM ALGINATE .................................................................. 4
1.1.

Nguồn gốc ............................................................................................................... 4

1.2.

Lịch sử nghiên cứu sodium alginate .......................................................................... 4

1.3.

Cấu trúc của sodium alginate ................................................................................... 5

1.3.1.

Định nghĩa........................................................................................................ 5

1.3.2.

Công thức cấu tạo của 2 acid cấu tạo nên acid Alginic. ....................................... 6

1.3.3.

Công thức phân tử ............................................................................................ 6

1.3.4.

Công thức phối cảnh ......................................................................................... 6

1.4.

Phân loại theo dạng muối ......................................................................................... 7

1.4.1.

Acid alginic (E400) ........................................................................................... 7

1.4.2.

Natri alginate (E401)......................................................................................... 8

1.4.3.

Kali alginate (E402) .......................................................................................... 8

1.4.4.

Amoni alginate (E403) ...................................................................................... 8

1.4.5.

Canxi alginate (E404)........................................................................................ 8

1.4.6.

Propanediol 1,2 alginate (E405) ......................................................................... 9

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA SODIUM ALGINATE ............................................................... 10
2.1.

Một số tính chất chung: ......................................................................................... 10

2.2.

Đặt tính ................................................................................................................. 10

2.2.1.

Độ nhớt .......................................................................................................... 10

2.2.2.

Sự hóa dẻo ...................................................................................................... 11

2.2.3.

Tính chất cảu màng Alginate........................................................................... 11

2.2.4.

Sự tạo gel ....................................................................................................... 12

2.3.

Sản xuất Alginate .................................................................................................. 13

2.3.1.

Công nghệ tách chiết Algintae từ rong nâu ...................................................... 13

2.3.2.

Quy trình cơng nghệ suản xuất alginate từ rong nâu ........................................ 14

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA SODIUM ALGINATE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM . 15
3.1.

Phụ gia trong sản xuất sữa: .................................................................................... 15

3.2.

Tạo độ bền cho bọt bia

3.3.

Tạo độ dai cho mì ăn liền ....................................................................................... 20

3.4.

Bánh mì ................................................................................................................ 20

3.5.

Chất ổn định trong kem ......................................................................................... 21

3.6.

Tác dụng sinh lý của Aliginate rong chế độ ăn ........................................................ 22

....................................................................................... 18

1


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN .................................................................................................................. 23
Tài liệu tham khảo ................................................................................................................................ 25

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Bột alginate ............................................................................................................................. 4
Hình 1.2: Mạch Sodium alginate ............................................................................................................ 5
Hình 1.3. Cấu tạo hóa học của 2 phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) ........... 6
Hình 1.4. Alginic acid ............................................................................................................................. 6

Hình 1.5. Cấu trúc đặc biệt của Alginic theo các đơn vị monomer ........................................................ 7
Hình 1.6. Chiều dài của các Block .......................................................................................................... 7
Hình 1.7: Cơng thức cấu tạo của E400 ................................................................................................... 7
Hình 1.9:Alginat Amoni (E403) ............................................................................................................. 8
Hình 1.10: Alginat AmoniAlginat Propylen glycon (E404) ................................................................... 9
Hình 1.11:Cơng thức phân tử Propanedill 1,2 alginate (405) ................................................................. 9
Hình 2.1: Sự kết hợp của ion Ca2+ với Alginate .................................................................................. 12
Hình 2.2: Vị trí của ion Ca2+ trong Alginate ....................................................................................... 12
Hình 2.3: Rong nâu ............................................................................................................................... 13
Hình 2.4: Các bước quan trọng trong công nghệ sản xuất Alginate ..................................................... 14
Hình 3.1: Khả năng tạo gel của Alginate .............................................................................................. 16
Hình 3.2: Cấu tạo của alginate .............................................................................................................. 17
Hình 3.3: Tảo đỏ ................................................................................................................................... 18
Hình 3.4: Sữa ........................................................................................................................................ 18
Hình 3.6: Mì rong biển.......................................................................................................................... 20
Hình 3.7: Bánh mì ................................................................................................................................. 21
Hình 3.8: Kem....................................................................................................................................... 22

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Độ nhớt của Alginate............................................................................................................ 11

2


Sodium 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 những 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 ngun liệu nơng 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 phụ gia hàng đầu của ngành công nghiệp thực
phẩm. Năm 1881 acid Alginic được phát hiện đầu tiên bởi 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 Xơ Cũ
và Ấn Độ. Có 2 cơng ty sản xuất lớn: Kelco company ( Mỹ ) và một công ty của Anh
chiến 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.

3


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SODIUM ALGINATE
Hình 1.1: Bột alginate

1.1.

Nguồn gốc

Alginate là loại polymer sinh học biển phông 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 tảonâu ở biển
(thuộc họ Phaeophyceae), tảo bẹ Macrocystis pyrifera, nodosumAscophyllum và các
loại Lamminaria nhưng nhiều nhất là ở tảo nâu. Ở dưới dạng muối Alginat Alginate tồn
tại dưới 2 dạng không tan là acid alginic và Alginate Canxivà 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. Nó có rất nhiều ứng dụng liên quan đến khả năng tạo gel. Không
chỉ trong ngành thực phẩm mà nó cịn có nhiều ứng dụng trong những ngành khác nữa.
Đặc điểm nổi bật của Alginate là khả năng tạo gel,tính nhớt. Ngồi ra Alginate cịn có
chức năng trong giải độc cho cơ thể.
Alginate là một polysaccharide anion và ưa nước. Nó là một trong những nguyên liệu
sinh tổng hợp phong phú nhất [1,2], và có nguồn gốc chủ yếu từ rong nâu và vikhuẩn
1.2.


Lịch sử nghiên cứu sodium alginate
Trên thế giởi
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
Stanford.
4


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hiện đã có 17 nhà máy/9 nước sản xuất Alginate bao gồm: Nauy, Pháp, Nhật,
Canada,Tây ban Nha, Chile, Liên xô xũ 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 là nước đang nổi lên rất mạnh về lĩnh vực rong biển.


Việt Nam

Được nghiên cứu và sản xuất tại Hải Phòng, Nha Trang và TP. Hồ Chí Minh.
Vào những năm 70, bộ thủy sản đã nghiên cứu ban hành quy trình sản
xuấtAlginate bằng phương pháp formol.
Năm 1997, đại học thủy sản đã nghiên cứu đưa ra quy trình sản xuất Alginate
bằng phương pháp formol và CaCl.

Hình 1.2: Mạch Sodium alginate
1.3.

Cấu trúc của sodium alginate

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

5


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 1.3. Cấu tạo hóa học của 2 phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic

acid (G)

1.3.2. Công thức cấu tạo của 2 acid cấu tạo nên acid Alginic.
Công thức cấu tạo của acid Alginic: (C6H6O6)n

Hình 1.4. Alginic acid
1.3.3. Cơng thức phân tử

1.3.4. 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.
6


Sodium 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
1.4.

Phân loại theo dạng muối

1.4.1. Acid alginic (E400)
Công thức phân tử: (C6H6O6)n. Acid alginic là một polysaccharide tự nhiên được chiết
xuất từ nhiều loại rong biển khác nhau của họ Phaeophycease

Hình 1.7: Cơng thức cấu tạo của E400

7


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

1.4.2. Natri alginate (E401)
Công thức phân tử: (C6H7O4COONa)n
Natri alginate là muối natri của acid alginic. Được dùng trong bánh nướng, bơ
sữa,nước sốt, và trong sản phẩm đưuọc chế biến từ thịt.

Hình 1.8: Công thức cấu tạo của Natri alginate (E401)
1.4.3. Kali alginate (E402)
Công thức phân tử:(C6H7O4COOK)n
Kali alginate là muối kali của acid alginic. Được dùng trong dầu giấm trộn xà lách,
phô mai kem, phô mai thường, kem, phô mai đã chế biến, và kem lịng trắng trứng
Kali alginate (E402) có cơng thức cấu tạo tương tự của Natri alginate (E401)
1.4.4. Amoni alginate (E403)
Công thức phân tử: (C6H11 NO6)n. Amoni alginate là muối amoni của acid alginic.
Được dùng trong hỗn hợp bột trứng sữa, yogurt, bột thạch, sữa tăng hương vị, chất
làm ngọt nhân tạo, kem phủ đóng hộp, phơ mai cũng như được dùng trong thuốc giảm
cân và thuốc khó tiêu.

Hình 1.9:Alginat Amoni (E403)
1.4.5. Canxi alginate (E404)

8


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Công thức phân tử:[(C6H7O4COO)2Ca]n. Canxi alginate là muối canxi của acid
alginic. Được dùng trong dầu giấm trộnsalad và nước sốt.

Hình 1.10: Alginat AmoniAlginat Propylen glycon (E404)
1.4.6. Propanediol 1,2 alginate (E405)
Công thức phân tử: (C9H14O7)n. Propylen glycol alginate là một ester của acid alginic.
Được dùng trong sốt nhũhóa, ngũ cốc, phết phó mát, món tráng miệng, sản phẩm từ
sữa, lớp phủ hạt dẻ, kẹocao su và chế phẩm bổ sung. Lượng lấy vào mỗi ngày: lên tới
70 mg/kg khối lượng cơ thể.

Hình 1.11:Công thức phân tử Propanedill 1,2 alginate (405)

9


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA SODIUM ALGINATE
2.1.

Một số tính chất chung:

Là Polymer có tính acid yếu.Dạng hạt bột hoặc sợi mảnh màu trắng đến vàng nâu.Có
tính chất hút nước trương nở khi ngâm trong nước.
Khả năng hòa tan:
- Đối với kali/natri/amoni alginate: tan chậm trong nước tạo ra dung dịch nhớt.Không
tan trong ethanol và ether.
- Đối với calci alginate: không tan trong nước và ether ít tan trong ethanol tan chậmtrong
dung dịch natri polyphosphase, natri cacbonat và các chất kết hợp với ion calci.

- Đối với Propylen glycol alginate: tan trong nước tạo dung dịch nhớt keo tan tronghỗn
hợp dung môi ethanol/H2O đến 60% tùy thuộc vào mức độ ester hóa.
 Tính chất của alginate với kim loại hóa trị I:
Dễ bị cắt mạch bởi các yếu tố acid, kiềm mạnh, nhiệt độ cao, enzyme khi
tươngtác với acid vơ cơ thì tách alginic tự do. Vì vậy lợi dụng tính chất này để
tinh chếalginic, ứng dụng trong công nghiệp.khi làm lạnh khơng đơng, khi khơ
trong suốt cótính đàn hồi.
 Tính chất của alginate với kim loại hóa trị II: Có độ chắc cao, có khả năng tạo
màu tùy theo kim loại, khi ẩm thì dẻo ( Gel Alginate), khi khơ có độ cứng cao
và khó hấp thụ nước, tỷ trọng thấp.
2.2.

Đặt tính
2.2.1. Độ nhớt

Khi hịa tan các Alginate vào nước chúng sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt. Độnhớt
phụ thuộc vào chiều dài của phân tử Alginat. Bột Alginate rất dễ bị giảm nếukhông
được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, cách sắp xếp của phân tử Alginatecũng ảnh
hưởng đến độ nhớt của nó.

10


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Trong một số trường hợp độ nhớt có thể gia tăng ở nồng độ thấp với sự hiện diệncủa
một số cơ chất như: CaSO4, CaCO3. Ion canxi liên kết với Alginate tạo liên kếtchéo
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 dịchnhớt, độ
nhớt tỉ lệ thuận vào chiều dài phân tử của Alginate.

Nồng độ (%)

Độ nhớt
Thấp

Trung bình

Cao

Rất cao

0.25

9

15

21

27

0.5

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
2.2.2. Sự hóa dẻo
Sự hóa dẻo của màng có thể nâng cao bằng cách thêm vào các tác nhân làm dẻocách
này gọi là sự hóa dẻo. Kết quả làm cho độ bền của màng càng tăng lên, chínhđiều này
giúp màng ít bị rách, đó là kết quả của quá trình co lại của các phân tử bêntrong 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 tốkhác là chất dẻo phải được giữ lại trong hỗn hợp lâu, ổn
định cao, không bao hơi vàmàu, và quan trọng là mùi của các chất này không làm ảnh
hưởng tiêu cực đến tínhtính chất của màng.
2.2.3. Tính chất cảu màng Alginate
Các Alginate cũng có khả năng tạo màng rất tốt. Các màng rất đàn hồi, bền, chịudầu
và khơng dính bết. Màng thuộc nhóm polysacharide có khả năng ngăn cản oxy vàlipid
thấm qua vì thế sẽ ức chế được hiện tượng oxy hóa chất béo và các thành phầnkhác
trong thực phẩm. Bên cạnh đó màng cịn có khả năng làm giảm thất thốt ẩm vìlượng
11


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

ẩm trong màng sẽ bóc hơi trước ẩm trong thực phẩm, từ đó màng bao sẽ hơikhơ và co
lại làm cho lượng ẩm bên trong khơng thốt ra được.
Màng Alginate được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm nhằmtăng
thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm được lâu hơn. Màng bao ănđược
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 dichuyển
chất tan, phản ứng oxy hóa.
2.2.4. Sự 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. Thông thường kết hợp với
Ca2+ tạo gel như hình vẽ.

Hình 2.1: Sự kết hợp của ion Ca2+ với Alginate

Hình 2.2: Vị trí của ion Ca2+ trong Alginate
 Kỷ thuật tạo gel

12


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Gel thành lập có thể kiểm sốt được thơng qua sự giải phóng ion Ca2+ hay dungdịch
Alginate. Alginate hay hỗn hợp chứa nó được tạo gel bằng cách nhúng hoặc phundung
dịch chứa ion Ca2+.
CaCl2 là chất phổ biến thường được sử dụng đi chung.
2.3.

Sản xuất Alginate

2.3.1. Công nghệ tách chiết Algintae từ rong nâu

Axit alginic được chiết tavsh từ rong nâu ( Phaeophyta) vả chủ yếu từ chi Sàgasum với
hơn 150 lồi thuộc họ sgassaceae, bộ Fucales.

Hình 2.3: Rong nâu
Hiện nay có hai phương pháp cơ bản để chiết tách alginic. Cả hai phương pháp đều
giống nhau ở giai đoạn chiết xuất axit alginic, chỉ khác ở giai đoạn kết tinh alginate.
Phương pháp 1: Rong khô hoặc rong tươi được ngâm trong dung dịch axit loãng để
loại bỏ ion kim loại và trương nở hồn tồn. Sau đó được thủy phân hòa tan trong
dung dịch kiềm, tạo ra một dung dịch alinate natri dạng keo. Lọc thu dịch và loại bã
rong. Dịch lọc được làm sạch và loai bỏ màu. Tiếp đến là giai đoạn kết tinh canxi
alginate thô. Để thu axit alginic, người ta hòa tan canxi alginate với axit để loại bỏ ion
canxi và tạo ra axit alginic dạng sợi khơng tan. Axit alginic sau đó được sử dụng để
tạo ra hàng loạt các muối alginate khác nhau.
Phương pháp 2: Kết tủa trực tiếp axit alginic bằng cách sử dụng axit vô cơ. Ưu điểm
của phương pháp này là không sử dụng muối canxi và bỏ qua các bước lọc trong quá
13


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

trình sử dụng canxi làm cho phương pháp trở nên đơn giản nhiều. Đối với một số lồi
rong nâu, Asophyllum thì không thể sử dụng phương pháp này do kết tủa alginic tạo
thành quá mềm và keo rất khó tách nước.
2.3.2. Quy trình cơng nghệ suản xuất alginate từ rong nâu
Cơng nghệ sản xuất alginate từ rong nâu như sau:
Hình 2.4: Các bước quan trọng trong công nghệ sản xuất Alginate
Rong nâu

Xử lý hóa học

Tách chiết

Chuyển về alginate các loại Na-Alg;
Ca-Alg; Nh4-Alg; PG-Alhinate

14


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA SODIUM ALGINATE TRONG LĨNH VỰC
THỰC PHẨM
Alginate được sử dụng rộng rãi và phổ biến như một chất phụ gia và là thành phần
quan trọng trong ngành cơng nghệ thực phẩm. Ngồi ra alginate cịn là một hợp chất
quan trọng và có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác, y tế, lĩnh vực
dược phẩm và mỹ phẩm. Quy mơ thị trường alginate tồn cầu được định giá 706,9
triệu USDvào năm 2019 và dự kiến sẽ tăng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm
(CAGR) là 4,7từ năm 2020 đến năm 2027. Nhu cầu về alginate trong ngành thực
phẩm ngày càng tăng do đặc tính tạo keo mạnh mẽ của nó dự kiến để tăng cường tăng
trưởng thị trường. Alginate được tìm thấy nhiều ứng dụng trong ngành chăm sóc sức
khỏe nhờ tính tương thích sinh học và dễ tạo gel. Sản phẩm được sử dụng rộng rãi
trong quá trình phát triển băng vết thương do cấu trúc xốp và khả năng hút nước cao.
Ngoài ra, nó được ứng dụng đáng kể trong ngành cơng nghiệp thực phẩm và đồ uống
do đặc tính tạo màng và tạo màng dày mạnh mẽ. Hoa Kỳ là một trong những thị
trường lớn của alginate trên toàn cầu do sự thâm nhập sản phẩm cao trong ngành dược
phẩm.
Alginate là polyme polyanionic tự nhiên được biết đến rộng rãi nhất được sử dụng
rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm để phủ lên trái cây và rau quả để bảo vệ

Visinh vật và vi rút và cũng như một chất ổn định hoặc chất nhũ hóa tạo gel. Ví dụ
như màng gốc alginate hồn tồn có thể phân hủy sinh học và ăn được và từ lâu đã
được sử dụng làm bao bì ngun liệu cho các sản phẩm bột hịa tan trong nước như cà
phê, cà phê đặc sản, bột sữa và các loại trà uống liền.
3.1.

Phụ gia trong sản xuất sữa:

Sodium alginate là muối natri của acid alginic (NaC6H7O6). Được tách ra từ tảonâu
có trọng lượng phân tử từ 32.000-200.000, do D-Mannuroic acid và L-Guluronicacid
liên kết với nhau bởi liên kết glucozit.Sự tạo gel: Các alginate có khả năng tạo gel khi
có mặt Ca2+ và acid. Có thể tạogel ở pH < 4, thường dùng kết hợp với pectin. Ca2+
có vai trị như cầu nối nên gel nàykhơng thuận nghịch với nhiệt và ít đàn hồi. Alginate

15


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

hoặc hỗn hợp chứa alginate đượcnhúng hoặc phun dung dịch Ca2+. Phương pháp
thích hợp tạo sản phẩm mỏng, kíchthước nhỏ như tạo màng bao.

.
Hình 3.1: Khả năng tạo gel của Alginate
Việc bổ sung natri alginate (alginate) vào sữa trên mô đun lưu trữ, khả năng giữ nước
(WHC) và độ cứng của gel rennet được đánh giá là một chức năng của nồng độ
alginate (0 Lần 0,25 g / 100 g) và chất béo (0,5 .3.0 g / 100 g). Có một tác động đáng
kể của việc bổ sung alginate lên canxi ion trong sữa và váng sữa (Ca2+), và phân bố
kích thước hạt trong sữa thêm alginate. Kết quả cho thấy mối tương quan tích cực của
alginate với WHC, tương quan âm của alginate và tương quan dương của chất béo với

G và mối tương quan nghịch của tương tác giữa chất béo và alginate với độ cứng gel
của gel rennet. Do đó, gel rennet có hàm lượng chất béo thấp hơn và alginate được
thêm vào cao hơn có xu hướng mềm hơn do khả năng giữ nước cao của các hạt
alginate. Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đông lạnh tốt hơn tránh được sự
trở mùi khó chịu cũng như hạn chế được sự oxi hóa, và sự tiếp xúc trực tiếp với khơng
khí.Trong số một số phương pháp đã được sử dụng để sản xuất phơ mai ít hoặc giảm
chất béo, sử dụng chất thay thế chất béo là một phương pháp phổ biến. Chất thay thế
chất béo được sử dụng để bắt chước các đặc tính chức năng và cảm quan của chất béo
và làm giảm đáng kể giá trị năng lượng của phô mai. Chất thay thế chất béo có thể là
carbohydrate, protein hoặc lipid hoặc hỗn hợp của chúng. Các chất thay thế chất béo
khác nhau đã được nghiên cứu để cải thiện tính chất của phơ mai ít béo và giảm chất
16


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

béo bao gồm lecithin, guar gum, kẹo cao su Arabic, kẹo cao su tragacanth,
carrageenans, pectin, β- glucan,
Việc sử dụng các chất thay thế chất béo và hydrocoloid này đã được chứng minh là có
thể cải thiện tính chất kết cấu của các loại phơ mai ít và giảm chất béo. Alginate, một
chất thay thế chất béo polysacarit, được chủ yếu từ tảo biển và là một polymer tuyến
tính của các đơn vị mannuronate, các đơn vị guluronate và các đơn vị dị. Hiện nay,
alginate được sản xuất thương mại bởi Laminariahyperborea, Macrocystispyrifera,
Laminariadigitata, Ascophyllumnodosum japonica, Ecklonia maxima,
Lessoniaigrescens, Durvillaeaantarctica. Nó cũng được sản xuất bởi Vi khuẩn. Không
giống như các chất thay thế chất béo khác được sử dụng cho các loại phô mai ít béo
cho đến nay, alginate tạo thành một dạng duy nhất gel với sự có mặt của các cation
hóa trị hai như Ca2+, Cu2+ hoặc Zn2+ ngay cả ở nhiệt độ phịng. Trong q trình tạo
gel, các ion đa hóa trị, chẳng hạn như các ion canxi, bị vướng vào một mạng lưới ba
chiều của alginate tạo thành một hộp Begg đặc trưng như cấu trúc. Alginate đã được

sử dụng một mình hoặc kết hợp với các chất thay thế chất béo khác để cải thiện kết
cấu của thực phẩm chế biến ít chất béo bằng cách giữ lại độ ẩm có thể dẫn đến tăng
cường chất lượng cảm quan của các sản phẩm thực phẩm. Các alginat có khả năng tạo
gel khi có mặt của ion Ca2+ và acid. Gel được thành lập có thể kiểm sốt thơng qua
sự giải phóng ion Ca2+, hoặc acid trong dung dịch alginat. Có thể tạo gel acid ở pH <
4 (khoảng 3.4) thường dùng kết hợp với với Tham gia tạo gel các tương tác tĩnh điện
qua cầu nối Ca2+có vai trị quan trọng, vì thế các gel này khơng thuận nghịch với
nhiệt và ít đàn hồi.

Hình 3.2: Cấu tạo của alginate

17


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Hình 3.3: Tảo đỏ
Trong nghiên cứu này, người ta đưa ra giả thuyết rằng việc bổ sung alginate, có thể
cải thiện tính chất kết cấu của gel rennet chất béo thấp do WHC cao và khả năng thành
các hạt gel khi có các ion hóa trị hai ở nhiệt độ thấp và cao. Do đó người ta hy vọng
rằng canxi có trong sữa và thêm canxi clorua trong quá trình tạo gel (như Ca 2+) sẽ
giúp tạo ra của các phân tử alginate bằng Ca2+. Các hạt được tạo ra sẽ đóng vai trị là
chất độn trong mạng lưới protein và giúp cải thiện kết cấu của gel rennet chất béo thấp
và giảm.

Hình 3.4: Sữa
3.2.

Tạo độ bền cho bọt bia

Hình 3.5: Bia

Các alginate propylen glycol làm tăng độ ổn định bọt
cao hơn so với lượng polysaccharide trung tính bằng
nhau. Điều này là do sự tương tác tĩnh điện giữa
cácnhóm cacboxyl trên các phân tử glycol alginate và
các nhóm amin trên các peptidetrong thành bong bóng.
Sự liên kết này trong thành bong bóng chịu trách nhiệm

18


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

chohoạt động ổn định của propylene glycolalginate chống lại tác hại của các vật liệu
giốngnhư lipid trong bọt bia.
Chất ổn định bọt được sử dụng phổ biến nhất trong nhà máy sản xuất bia là propylene
glycol alginate (PGA). Mặc dù vật liệu này làm tăng độ ổn định hoặc bọt vàsự xuất
hiện bọt ít được biết về cách nó hoạt động.
Người ta đã biết rõ rằng các polypeptide chịu trách nhiệm tạo ra bọt bia. Vật liệu hoạt
động theo một số cách khác nhau gây ảnh hưởng đáng kể đến tính ổn định của bọt
polypeptide. Các vật liệu hoạt động bề mặt như chất inbeer lipid có thể xâm nhậpvào
thành bong bóng và ảnh hưởng đến độ ổn định của bọt bằng cách gây ra sự gián đoạn
của màng polypeptide. Chất béo trong bia gây ra bọt kém chất lượng và có bọt
lớnhơn. Có thể phân biệt bằng cách quan sát hình dạng của đường cong thu được khi
phalỗng bia thành cơng và vẽ đồ thị giá trị duy trì phần đầu ở mỗi độ pha loãng so
với độ pha loãng. Chất béo ở trạng thái không phân tán đặc biệt hiệu quả trong việc
phá hủy bọt trên bia nhưng vì tất cả các chất béo cuối cùng trở thành chất béo phân tán
non lipid phân tán chỉ có thể có trong bia nếu được giới thiệu tại hoặc gần thời điểm
nó được phục vụ.Các polysaccharides khơng tích điện lớn khơng có hoạt tính bề mặt

hoặc khơngcó khả năng tương tác với protein làm tăng khả năng tạo bọt bằng cách
tăng độ nhớtcủa chất lỏng thoát ra từ bọt.Để điều chế phân đoạn polypeptide ‘hoạt
tính tạo bọt’ từ các mẫu bia của biachưa ngâm rượu được lọc hoàn toàn bằng nước cất
và các chất không thẩm tách được phân đoạn trên cột Carboxymethyl Sephadex. Mẫu
được áp dụng trong dung dịch đệmcitrate-phosphate pH 4-0 và sau khi rửa ở pH 4-0
để loại bỏ vật liệu không bị hấp phụ, phần bị hấp phụ được rửa giải ở pH 10-0 được
thẩm tách và làm khơ đơng lạnh. Các protein axetyl hóa được điều chế từ nguyên liệu
này theo phương pháp Fracnkel-Conrat. Một Phần peptide hoạt tính tạo bọt và dẫn
xuất acetyl hóa của nó được hịa tantrong 3-5 etanol để tạo ra nồng độ bằng với nồng
độ của peptide hoạt tính dạng bọttrong bia ban đầu và pH được điều chỉnh thành 40.Tác dụng của PGA chống lại lipid trong bia được kiểm tra bằng cách đo HRVcủa
bia ở các độ pha loãng liên tiếp. được thêm ngay trước khi đo HRV (ở nồng độ 0-20-4
0-6-8 và 1-0 ppm tương ứng) và các loại bia được tạo bọt với nitơ thay cho carbon
dioxide.
19


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

3.3.

Tạo độ dai cho mì ăn liền

Natri alginate là một polysaccharide thực vật tự nhiên có nguồn gốc từ rong biển,
chất xơ ăn kiêng có tác dụng hạ đường huyết hạ lipid máu, làm sạch ruột loại bỏ
kim loại nặng và các chức năng sức khỏe khác. Trong việc theo đuổi một chế độ
ăn uống lành mạnh. Vai trò natri alginate trong thực phẩm không chỉ giới hạn
trong phạm vi phụ gia thực phẩm như một chức năng của các yếu tố sức khỏe sẽ
được sử dụng rộng rãi hơn trong nhiều loại thực phẩm chức năng thực phẩm chức
năng. Ở đây xin giới thiệu việc sử dụng natri alginat trong mì rong biển trong một
quy trình sản xuất mới là sợi mì đơn giản, sợi mì dai ngon hơn.

Vỏ mì rong biển mới là việc sử dụng gel natri alginat của canxi tạo ra một loại
thực phẩm làm bún đồng thời bổ sung thêm chức năng bột cô đặc rong biển là một
loại thực phẩm tự nhiên xanh tốt cho sức khỏe và an tồn. Quy trình chế biến mì
rong biển đơn giản, hương vị thơm ngon phù hợp làm gỏi, xào đáp ứng nhu cầu đa
dạng của người tiêu dùng. Tính chất chức năng của natri alginat để làm tăng giá trị
dinh dưỡng của mì rong biển. Ngồi ra với hương vị khác nhau của nước trái cây
và rau cơ đặc thay thế bột rong biển, nó cũng có thể được pha chế nhiều loại
hương vị phong phú hương vị mượt mà chức năng dinh dưỡng và chăm sóc sức
khỏe ở một trong những đặc điểm của mì.

Hình 3.6: Mì rong biển

3.4.

Bánh mì

Việc bổ sung một lượng nhỏ alginate ăn được (chẳng hạn như natri alginate) vào
bột nhào tạo ra những hiệu quả đáng kể. Việc bổ sung một phần mười của một phần
trăm alginate vào bột theo trọng lượng làm cho bột cứng hơn và ít dính hơn đáng
kể. Hiệu quả rõ ràng hơn nếu tăng số lượng alginate hoặc nếu sử dụng alginate có
độ nhớt cao. Việc bổ sung propylene glycol ester của axit alginic (PGA) hoặc natri
20


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

alginate vào bột mì đã cải thiện các đặc tính làm bánh mì như chiều cao bánh mì
(mm) và khối lượng riêng (cm3 / g). Khi PGA hoặc natri alginate / bột mì và bột
bánh mì đối chứng được nướng ở 210 ° C trong 10 phút, nhiệt độ của bột nhào (70
- 80 ° C) làm bất hoạt nấm men và do đó, q trình sản xuất khí bị ngừng lại. Tuy

nhiên, lò xo của PGA hoặcnatri alginate / bột bánh mì bột mì vẫn tiếp tục trong 30
phút. Độ co ngót của PGA hoặc natri alginat / bột bánh mì bột mì ở 5 phút nướng
giảm dần đến 0 ở 30 phút nướng,tuynhiên, độ co ngót của bộ điều khiển giảm xuống
gần như bằng không sau 15 phútnướng. Khi bổ sung nước nhiều hơn trong bột nhào
PGA hoặc natri alginat / bột mì so với bột nhào đối chứng dẫn đến thời gian hồ hóa
và biến tính protein lâu hơn so với bột đối chứng trong quá trình nướng trong lị,
Vì điều này làm tăng độ dai và giảm độ dính của bột, có thể cho nhiều nước hơn
bình thường và bột sẽ hoạt động tốt và không bị dính so với bột nhào khơng
chứaalginate. Ưu điểm của việc tăng độ hấp thụ nằm ở việc tạo ra một ổ bánh mì
ẩm hơn vàtăng năng suất bánh mì, kết cấu và hạt tốt hơn và độ ngon được nâng
cao và giảm độ béo ngấy. Vì vậy khơng chỉ chất lượng của bánh mì cuối cùng
được cải thiện thơng quaviệc tăng hàm lượng nước.

Hình 3.7: Bánh mì

3.5.

Chất ổn định trong kem

Aginate được thêm vào kem để tăng độ nhớt hỗn hợp, ngăn ngừa sự phân
táchhuyết thanh cũng như ngăn sự tăng cường tốc độ tan chảy tạo ra sự phát triển
tinh thể đá ổnđịnh để làm chậm sự di chuyển độ ẩm từ sản phẩm và ngăn ngừa co
ngót trong quá trình bảo quản.Alginate là một loại polysaccharide chủ yếu được
sử dụng trong thực phẩm ở dạng natri alginat. Để tạo thành gel, nó cần ion hóa trị
hai như canxi (Ca2+) để polyme liênkết chéo giúp đạt được các thuộc tính cảm
21


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

quan tốt hơn. Thông thường natri alginat đượctrộn với các thành phần khô khác và
được thêm vào các thành phần lỏng. Thứ tự pha trộncủa nó với các thành phần
kem khác có thể giúp cải thiện hiệu quả ổn định .
Hình 3.8: Kem

3.6.

Tác dụng sinh lý của Aliginate rong chế độ ăn

Vì alginate là polysaccharid khó tiêu hóa trong dạ dày và ruột non của con
người,chúng sẽ phù hợp với bất kỳ định nghĩa nào có sẵn để mơ tả chất xơ trong
chế độ ănuống, phình to. Đồng thời alginate cũng thể hiện một loạt các hành động
sinh lý độc 27đáo. Như với nhiều ứng dụng thực phẩm của chúng, các tác dụng
sinh lý của alginate phụ thuộc vào các đặc tính sinh hóa và lý sinh của chúng. Sự
hiểu biết sâu hơn về lợiích sức khỏe của việc tiêu thụ alginate và đặc biệt là cách
những lợi ích này liên kết vớicác đặc tính sinh hóa và lý sinh của alginate có thể
mở ra cơ hội sản phẩm mới chongành công nghiệp thực phẩm.

22


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Alginate là một chất phụ gia được ứng nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm
cũng như các ngành khác như y học, vi sinh vật học, sản xuất vật liệu… Nhờ vào
tính chất tạo gel có độ bền, dày, độ đàn hồi cao và việc tạo gel không cần phải bổ
xung thêm các chất đồng ổn định khác. Về mặt dinh dưỡng cũng như độc tính thì
alginate khơng có độctính với người cũng như động vật khi sử dụng với hàm
lượng cao. Tăng sự đa dạng về lựa chọn cho người tiêu dung, cũng như mang lại

lợi nhuận về kinh tế cho nhà sản xuất, góp phần nâng cao giá trị của sản phẩm,
hương vị, tạo cảm giác ngon miệng. Không chỉ vậy sự xuất hiện của alginate đi
kèm với đó là khả năng xác định độ an tồn của thực phẩm về mặt vi sinh vật đó
là một ứng dụng rất quan trọng của alginate, tuy không thuộc ngành cơng nghệ
thực phẩm như nó đóng vai trị gián tiếp đảm bảo độ an toàn, cũng như uy tín của
sản phẩm. Tuy nhiên, alginate khơng phải là chất dinh dưỡng, nó là một loại phụ
gia.Vì vậy, khơng nên tiêu thụ quá nhiều alginate trong ngày qua các loại thực
phẩm khác nhau vì điều này là chúng ta thiếu hụt chất dinh dưỡng và gây ra
những tác hại xấu đối với cơ thể chúng và việc tiêu thụ hay sử dụng các loại phụ
gia thực phẩm thì cần phải tuân thủ nghiêm ngặt theo quy định của cục y tế và luật
thực phẩm. Alginate là một chất phụ gia được ứng nhiều trong ngành công nghệ
thực phẩm cũng như các ngành khác như y học, vi sinh vật học, sản xuất vật
liệu… Nhờ vào tính chất tạo gel có độ bền, dày, độ đàn hồi cao và việc tạo gel
không cần phải bổ sung thêm các chất đồng ổn định khác. Về mặt dinhdưỡng
cũng như độc tính thì alginate khơng có độc tính với người cũng như động vật khi
sử dụng với hàm lượng cao. Tuy nhiên các yêu cầu về hàm lượng kim loại nặng
và asen trong alginate cần được đảm bảo để tránh gây ngộ độc thực phẩm. Sự xuất
hiện của alginate cũng như đã tạo ra một lượng lớn các sản phẩm trong ngành
công nghệ thực phẩm. Tăng sự đa dạng về lựa chọn cho người tiêu dung, cũng
như mang lại lợi nhuận về kinh tế cho nhà sản xuất, góp phần nâng cao giá trị của
sản phẩm, hương vị, tạo cảm giác ngon miệng. Không chỉ vậy sự xuất hiện của
alginate đi kèm với đó là khả năng xác định độ an toàn của thực phẩm về mặt vi
sinh vật đó là một ứng dụng rất quan trọng của alginate, tuy không thuộc ngành
công nghệ thực phẩm như nó đóng vai trị gián tiếp đảm bảo độ an toàn, cũng như
23


Sodium alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

uy tín của sản phẩm. Tuy nhiên, alginate khơng phải là chất dinhdưỡng, nó là một

loại phụ gia. Vì vậy, khơng nên tiêu thụ quá nhiều alginate trong ngàyqua các loại
thực phẩm khác nhau vì điều này là chúng ta thiếu hụt chất dinh dưỡng vàgây ra
những tác hại xấu đối với cơ thể chúng và việc tiêu thụ hay sử dụng các loại
phụgia thực phẩm thì cần phải tuân thủ nghiêm ngặt theo quy định của cục y tế và
luật thực phẩm.

24