Tiểu luận AGAR CARRAGEENAN

Agar-Carrageenan
Mục lục
1.Agar
1.1.Tổng quan …………………………………………………………………………… 3
1.1.1.Nguồn gốc………………………………………………………………………… 3
1.1.2.Cấu tạo……………………………………………………………………………….4
1.1.3.phân loại…………………………………………………………………….……… 6
1.1.4.Tính chất…………………………………………………………………………… 6
1.2. Sản xuất……………………………………………………………………………… 7
1.2.1.Nguyên liệu sản xuất……………………………………………………………… 7
1.2.2.Qui trình sản xuất…………………………………………………………………….8
1.3.Cơ chế tạo gel………………………………………………………………………… 9
1.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc gel agar………………………………………… 10
1.5.Ứng dụng…………………………………………………………………………… 10
2.Carrageenan
2.1.Tổng quan …………………………………………………………………………….13
2.1.1.Nguồn gốc………………………………………………………………………… 13
2.1.2.Cấu tạo………………………………………………………………………………14
2.1.3.Tính chất…………………………………………………………………………….15
2.2.Phân loại…………………………………………………………………….…………16
2.3. Sản xuất………………………………………………………………………………17
2.3.1.Nguyên liệu sản xuất……………………………………………………………… 17
2.3.2.Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng………………………………………….18
2.3.3.Qui trình sản xuất………………………………………………………………… 21
2.4.Cơ chế tạo gel……………………………………………………………………… 22
2.5.Ứng dụng………………………………………………………………………………26
3.So sánh agar và carrageenan………………………………………………………… 32
4.Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………… 33
1
Agar-Carrageenan
Phụ lục bảng và hình

Bảng 1.1.1.Sự phân bố của các agar trên thế giới………………………………………… 3
Bảng 1.1.2.Sản lượng agar trên thế giới……………………………………………………4
Bảng 1.2.1.Thành phần hóa học của nguyên liệu………………………………………… 7
Bảng 1.5.1.Một số loại agar thương mại………………………………………………… 12
Bảng 2.2.1.Độ hòa tan của carrageenan trong các dung môi…………………………… 15
Bảng 2.2.2.Thành phần của carrageenan trong các loại rong…………………………… 16
Bảng 2.3.1.Thành phần hóa học của nguyên liệu…………………………………………18
Bảng 2.3.2 Sự thay đổi hàm lượng prôtêin theo tháng trong năm……………………… 19
Bảng 2.4.1.Cấu trúc gel của các loại carrageenan……………………………………… 25
Bảng 2.5.1 Thành phần sản phẩm Fruit-flavoured water dessert jelly……………………27
Bảng 2.5.2 Thành phần sản phẩm Cooked ham with 30% added brine………………….28
Bảng 2.5.3 Thành phần sản phẩm Vinaigrette-style salad dressing………………………28
Bảng 2.5.3 Loại và thành phần carrageenan trong các sản phẩm thực phẩm…………….29
Bảng 2.5.4 Thành phần sản phẩm Typical ice cream mix……………………………… 29
Bảng 2.5.5 Loại và thành phần carrageenan trong các sản phẩm sữa……………………30
Bảng 3.1. So sánh cơ chế tạo gel của agar và carrageenan………………………………32
Hình 1.2.1.Cấu tạo agar………………………………………………………………… 4
Hình 1.2.2.Cấu tạo agarose……………………………………………………………… 5
Hình 1.2.3.Cấu tạo của agaropectin……………………………………………………….6
Hình 1.3.1.Cơ chế tạo gel của agar…………………………………………………….….9
Hình 1.5.1 Sản phẩm mứt trái cây……………………………………………………… 11
Hình 1.5.2 Sản phẩm thịt……………………………………………………………… 11
Hình 1.5.3 Sản phẩm kẹo……………………………………………………………… 12
Hình 2.1.1 sự phân bố carrageenan trên thế giới ……………………………………… 14
Hình 2.1.2 Rong đỏ…………………………………………………………………… 14
Hình 2.1.3.Sự chuyển hóa cấu trúc các loại carrageenan…………………………….….14
Hình 2.1.4. Cấu trúc carrageenan……………………………………………………… 15
Hình 1.3.1.Tương tác của carrageenan và protein………………………………………16
Hình 2.4.1.Cấu trúc gel kappa……………………………………………………….… 22
Hình 2.4.2.Cơ chế tạo gel của kappa…………………………………………………….22

Hình 2.4.3.Cơ chế tạo gel của carrageenan…………………………………………… 22
Hình 2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ muối KCl tới nhiệt độ tạo gel và nóng chảy carrageenan
Hình 2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ KCl lên độ cứng của gel Kappa ( 1.5% ) 24
Hình 2.4.6 So sánh cấu trúc gel của Kappa và Iota 25
Hình 2.4.7 Các chất đồng tạo gel 26
Hình 2.4.7 Gel properties of mixtures of kappa and iota carrageenans………………….26
Hình 2.4.8 Sự tương tác Kappa carrageenan-kappa casein milk protein……………… 27
1.Agar:
2
Agar-Carrageenan
1.1.Tổng quan:
1.1.1.Nguồn gốc:
 Agar là phycocolloid đầu tiên phát hiện (giữa thế kỷ 17), (Nhật Bản). Có nhiều tên gọi
khác nhau. Ví dụ: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc).
 Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại rong đỏ (loại Rhodophyceae). Có nhiều
trong các loại Gelidium, Gracilaria, Pterocladia, Ahnfeltia …Hàm lượng agar trung bình của
rong Đỏ trên thế giới dao động từ 20 - 40%.Trong khi đó thì rong Đỏ của Việt Nam chứa từ 24
- 45% khối lượng rong khô.

Bảng 1.1.1.: Sự phân bố của các agar trên thế giới
Loài Địa điểm
Gelidiella acerosa Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc
Gelidium amansii Nhật Bản, Trung Quốc
Gelidium cartilagineum Mỹ, Mexico, Nam Phi
Gelidium lớp sừng Nam Phi, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha,
Morocco
Gelidium liatulum Nhật Bản
Gelidium lingulatam Chilê
Gelidium pacificum Nhật Bản
Gelidium pristoides Nam Phi

Gelidium sesquipedale Bồ Đào Nha, Morocco
Gracilaria spp. Nam Phi, Philippines, Chile, Trung
Quốc, Ấn Độ, Hoa Kỳ
Pterocladia capilacea Ai Cập, Nhật Bản, New Zealand
Pterocladia Lucida New Zealand
Ahnfeltia plicata Liên Xô

Bảng 1.1.2: Sản lượng agar trên thế giới (1980)
Quốc gia Sản lượng (tấn)
3
Agar-Carrageenan
Hàn Quốc 11,308
Chilê 7,100
Tây Ban Nha 5,000
Nhật Bản 4,000
Philippines 1,470
Mêxico (1977) 1,200
Argentina 1,200
Bồ Đào Nha 1,100
Morocco 1,000
1.1.2.Cấu tạo:
• Agar là một sulfat polysacarit được tách ra từ các loài tảo đỏ (Gelidium sp, Gracilarta)
• Gồm D-galactose và L-galactose .
• Liên kết với nhau theo kiểu Beta- 1.3 D-galactose và Beta-1.4 L- galactose .
Hình1.1.1.Cấu tạo agar
• Gồm 2 thành phần chủ yếu:
- Agarose là thành phần tạo gel chính của gar, có khoảng 1/10 các đơn vị galactose bị ester
hóa. Hàm lượng agarose đóng vai trò quan trọng đối với điện tích của to àn phân tử và đối với
tính chất của gel như: độ bền, độ đàn hồi, nhiệt độ tạo gel, nhiệt độ nóng chảy của gel. Là một
polysaccharide trung tính,chiếm số lượng nhiều (50 – 90%) cấu tạo mạch chính: β-D

galactopyranose và 3,6-anhydro-α-L-galactopyranose liên kết xen kẽ nhau bằng liên kết β-1,4
và α-1,3. Nó tạo nên tính đông của agar.
- Mạng lưới của agarose gel có chứa xoắn kép hình thành từ tay trái gấp ba xoắn.Những
xoắn kép được ổn định bởi sự hiện diện của các phân tử nước bị ràng buộc bên trong các
4
Agar-Carrageenan
khoang xoắn kép. Ở bên ngoài, nhóm hydroxyl cho phép agar kết hợp lên đến 10.000 phân tử
nước để tạo suprafibers.
Hình 1.1.2.Cấu tạo agarose
- Agaropectin là một polysaccharide tích điện âm,các phân tử ngắn hơn agarose và số lượng
ít hơn.Cấu trúc của nó là mạch nhánh và bị sunfat hóa.Nó là thành phần không tạo gel, có mức
độ este hóa lớn hơn agarose, ngoài ra còn có acid pyruvic Làm cho agar có tính nhầy.Nếu có
một cầu nối giữa 2 sulfat gel sẽ trong hơn, cầu nối này thường không bền, dễ bị phá hủy nếu
tiếp xúc với các hóa chất tạo phức EDTA, ehxametaphotphat , tripolyphotphatnatri
Hình 1.1.3.Cấu tạo của agaropectin
1.1.3.Phân loại :
Tùy thuộc vào tỉ lệ khối lượng agar/nước trong quá trình hòa tan mà các nhà sản xuất chia
5
Agar-Carrageenan
làm 2 loại agar khác nhau:
- Agar thông thường:cần tỉ lệ agar/nước khoảng 1/30-1/32
khối lượng thì quá trình hòa tan mới đạt được tối ưu
- Agar tan nhanh(QSA-quick soluble agar):cần tỉ lệ agar/nước
khoảng 1/20-1/25 khối lượng thì quá trình hòa tan mới đạt
được tối ưu
1.1.4.Tính chất :
Agar có dạng bột màu trắng hay vàng nhạt,không mùi hay có
mùi nhẹ đặc trưng,không vị.Vì vậy nó không làm ảnh hưởng
đến mùi vị dặc trưng của sản phẩm
• Tính tan:

Agar không tan trong nước lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan được trong nước nóng.
Agar có khả năng hòa tan với lượng nước 30 – 50 lần khối lượng, lượng agar trong nước trên
10 % sẽ tạo nên một hỗn hợp sệt.
Agar thong thường và agar tan nhanh có tỉ lệ agar/nước khác nhau trong quá trình hòa tan
điều này dẫn đén sự khác nhau về mức đọ hòa tan của agar trong nước
• Sự tạo gel của agar
Quá trình tạo gel xảy ra khi làm lạnh dung dịch agar. Dung dịch agar sẽ tạo gel ở nhiệt độ
khoảng 40 - 50°C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng 80-85°C.
1.2.Sản suất:
1.2.1.Nguyên liệu:
• Rong Gracilaria
• Ở Việt Nam có rong câu chỉ : Gracilaria tenuistipitata
• Zhang & Abbot
• Hàm lượng chất béo:
 Acid béo no (62.18%)
 Acid béo không no (37.82%)
Bảng 1.2.1 : Thành phần hóa học của nguyên liệu
Tên thành phần hóa học % khối lượng
Chất khô 13,20 ± 0,22
Tro 23,90 ± 0,20
Agar thô 22,30 ± 0,20
Đường khử 2,79 ± 0,22
1.2.2.Qui trình sản xuất :
6
Agar-Carrageenan
7
Bột agar
Lạnh đông
Đánh tan và làm khô
Sấy

Tẩy trắng
Ép loại bỏ nước
Rửa
Nấu chiết
Tạo gel đông
B
ã
Xử lý kiềm
Lọc
T = 60
0
C
1 giờ
NaOH 6%
1-1.5 giờ, tỉ lệ
Nước : rong =20:1
PH=8.5, T = 102
0
C
Dịch
lọc
KCl 0.06%
Gracilaria
Nghiền
T = -15 đến -18
0
C
Độ ẩm 20-22% ;T=60
0
C

tốc độ gió; 15-20m/s,5-6h
24 h
Cacl
2

0.05%
Na
2
S
2
O
3

( 2% kl tảo
khô)
Agar-Carrageenan

1.3. Cơ chế tạo gel :
Gel agar có tính thuận nghịch về nhiệt. Khi đun nóng polymer tạo thành một khối, khi
dung dịch nguội đi ( nhiệt độ khoảng 40-50
0
C ) các chuỗi sẽ bao lấy nhau và liên kết với nhau
từng đôi một bằng liên kết hydro để tạo thành chuỗi xoắn kép, giai đoạn tiếp theo là sự tổ hợp
các chuỗi xoắn kép lại với nhau, tạo ra một mạng lưới không gian ba chiều nhốt các chất khô
bên trong do số lượng liên kết hydro rất lớn. Ngoài các liên kết hyđrô, cấu trúc gel vững chắc
nhờ các nút mạng chứa liên kết ion nội phân tử, nên gel agar rất cứng và vững chắc.
8
Agar-Carrageenan
Hình 1.3.1.Cơ chế tạo gel của agar
Quá trình hình thành gel và độ ổn định của gel bị ảnh hưởng bởi hàm lượng aga và khối

lượng phân tử của nó. Kích thước lỗ gel khác nhau phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ agar
càng cao kích thước lỗ gel càng nhỏ. Khi làm khô gel có thể tạo thành một màng trong suốt,
bền cơ học và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng.

Hình 1.3.2: Cấu trúc gel của aga
9
Agar-Carrageenan
Khả năng tạo gel phụ thuộc vào hàm lượng đường
agarose. Sự có mặt của ion sunfat làm cho gel bị mờ,
đục. Do đó tránh dùng nước cứng để sản xuất. Chúng
có khả năng giữ mùi vị, màu, acid thực phẩm cao
trong khối gel nhờ nhiệt độ nóng chảy cao (85
-90°C). Gel agar chịu được nhiệt độ chế biến 100°C,
pH 5–8, có khả năng trương phồng và giữ nước.
Không dùng agar trong môi trường pH < 4
và có nhiều chất oxy hóa mạnh. Agar có thể tạo
đông ở nồng độ thấp, đây là tính chất quan trọng được
ứng dụng nhiều trong chế biến thực phẩm.
1.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến gel agar :
1.4.1.Nhiệt độ:
- Trong môi trường trung tính, aga không chịu ảnh hưởng nhiều bởi nhiệt độ
- Trong môi trường acid, aga sẽ biến đổi mạnh khi nhiệt độ thay đổi.
1.4.2.Các thành phần khác có mặt trong gel:
- Khả năng tạo gel tăng lên nếu sử dụng sacchrose và gum chiết từ hạt bồ kết bagai và bị
giảm nếu có mặt tinh bột.
- Thành phần aga/gelatin rất quan trọng. Dung dịch chứa 1% aga và 4% gelatin có nhiệt độ
chảy khối gel là 90
o
C nhưng nếu lượng gelatin là 8% thì mạng gelatin sẽ hình thành và hệ gel
sẽ bị yếu đi, dễ chảy hơn và nhiệt độ chảy gel chỉ còn 40

o
C.
1.5.Ứng dụng
 Agar được sử dụng trong sản phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm
hàm lượng đường trong sản phẩm
Hình 1.5.1 Sản phẩm mứt trái cây
- Agar thường được bổ sung trong sản phẩm mứt trái cây nhằm cải thiện cấu trúc gel của
mứt, trong trường hợp pectin thương phẩm có khả năng tạo gel kém, hoặc điều kiện
10
Agar-Carrageenan
môi trường không tối ưu ( hàm lượng đường nhỏ hơn 50% ), hàm lượng chất khô
không cao, PH > 4.
- Nhưng agar thường tạo cấu trúc gel cứng, dòn, không có độ mềm dẻo, do đó thường
dùng chất đồng tạo gel là pectin.
 Thay thế gelatin trong một số sản phẩm thịt và cá :
Hình 1.5.2 Sản phẩm thịt
 Trong sản xuất kẹo :
Aga là một chất tạo gel rất tốt, thông thường aga được sử dụng với hàm lượng 1-1,5% khối
lượng so với lượng đường trong hỗn hợp kẹo.
Do gel agar bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và acid nên người ta cho aga vào hỗn hợp kẹo khi nhiệt
độ khoảng 60
o
C và trước khi cho acid vào hỗn hợp. Điều kiện tối ưu cho quá trình tạo gel là
pH = 8-9.


Hình 1.5.3 Sản phẩm kẹo
Jelly được sản xuất từ loại aga có polysaccharid mạch ngắn. Aga không được hấp thu vào
cơ thể trong quá trình tiêu hoá do đó aga được sử dụng sản xuất các loại bánh kẹo chưa ít năng
lượng.

 Aga còn được sử dụng vào môi trường nuôi cấy vi sinh vật.
Ngoài ra còn được sử dụng trong các sản phẩm yoghurt, sữa chocolate,
Tuy nhiên, aga giữ mùi không tốt lắm nhạy cảm với acid và bề mặt khó bảo quản nên trong
một số trường hợp, aga được thay thế bằng các chế phẩm tinh bột hay pectin.
 Ưu điểm khi sử dụng agar:
11
Agar-Carrageenan
 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 v à tạo gel: 400°C đông đặc, 800°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 trương 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 acide (trừ trường hợp môi trường pH < 4)
 Không màu, không vị nên không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm
Bảng 1.5.1 Một số loại agar thương mại
Tên Chỉ số
Cách sử
dụng
Nhiệt
độ tạo
gel
pH trong
dung dịch
1.5% aga

Tạp
chất
Phân tích ICP
Ca Mg K P Na
Aga A 1296 6-12 g/l 32-35 7.0-7.5 2-5% 0.3 0.1 0.01 0.01 0.5
Agagel
TM
A 3301 3.5-5 g/l 26-28 7.2-7.7 4-5% 0.25 0.06 0.04 0.08 1.05
Aga loại A A 4550 6-12 g/l 26-28 7.2-7.7 5-6% 0.01 0.01 0.1 0.17 1.8
Aga loại E A 4675 5-10 g/l 26-28 7.5-8.0 3-4% 0.02 0.02 0.07 0.13 1.2
Aga loại M A 4800 5-11 g/l 34-36 7.0-7.5 3-6% 0.09 0.14 0.07 0.01 1.4
Agaose A 6560 6-10 g/l 26-30 7.0-8.0 <1% — — — — —
Aga
Bacteriological
A 6686 6-12 g/l 32-39 6.5-7.5 3-7% 0.17 0.09 0.80 — 3.1
Aga tinh sạch A 7321 6-12 g/l 30-35 6.5-7.0 2.0% 0.02 0.01 0.01 0.01 0.35
Aga có chiều
dài gel lớn
A 9799 4-8 g/l 34-37 6.5-7.0 3-4% 0.03 0.00 0.07 0.09 0.72
Phytagel
TM
P 8169 1.5-2.5
g/l
27-31 6.5-7.0 9.5% 0.85 0.35 1.70 0.15 0.45
 Hướng phát triển mới:
Các nhà sản xuất luôn mong muốn sản xuất được aga có khả năng tạo gel tốt nhưng
cũng có cả khả năng hòa tan tốt hơn. Cụ thể là người ta đang nghiên cứu để thu nhận aga có
thể hòa tan mà không cần đun nóng dung dịch lên đến 100
0
C. Điều này sẽ cho phép việc sản

xuất thực phẩm với những thành phần không có khả năng chịu được nhiệt độ trên 85
0
C. Song
song đó, aga có độ bền gel cao hơn sẽ chiếm thành phần thấp hơn, vì aga là một trong những
nguyên liệu mắc nhất. Nói chung đang có xu hướng làm tăng độ bền gel bằng cách tăng khối
lượng phân tử trung bình và giảm hàm lượng sulfat có trong aga dùng trong công nghiệp. Tuy
nhiên các loại aga này lại cần thời gian đun nóng ở nhiệt độ sôi để có thể hòa tan hoàn toàn.
2. Carrageenan (E407):
2.1. Tổng quan :
2.1.1.Nguồn gốc:
12
Agar-Carrageenan
Được sử dụng hơn 600 năm trước đây, chiết xuất
từ rêu Irish moss (Loài rong đỏ Chondrus crispus) tại
một ngôi làng trên bờ biển phía Nam Ireland trong
một ngôi làng mang tên Carraghen. Vào những năm
30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong
công nghiệp bia và hồ sợi. Cũng trong thời kỳ này
những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan
được tiến hành mạnh mẽ.
Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số
loài rong khác như Gigartina stelata thuộc chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng
được nghiên cứu trong việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau.
Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn vào chiết tách từ Irish
moss, mà rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng. Những loài này
gọi chung là Carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển được
khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan.

Hình 2.1.1 sự phân bố carrageenan trên thế giới Hình 2.1.2 Rong đỏ

2.1.2.Cấu tạo:
Carrageenan là một polysaccharide của galactose–galactan. Ngoài mạch polysaccharide
chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác
13
Agar-Carrageenan
nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định
mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu
riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan.
Trong quá trình chiết tách, do tác động của môi trường kiềm các μ-,ν-,λ-carrageenan
dễ chuyển hóa thành κ-, ι-, θ- carrageenan tương ứng. Các carrageenan có mức độ sulfat hóa
khác nhau, thí dụ κ–carrageenan (25 % sulfat), ι–carrageenan (32 % sulfat), λ–carrageenan (35
% sulfat). Các sản phẩm này đã được thương mại hóa, chiếm vị trí quan trọng trong thị trường
polysaccharide.
Hình 2.1.3 Sự chuyển hóa cấu trúc carrageenan
• Là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer .
• Cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose liên kêt nhau bằng liên kêt β-D
(1-4) và α-D (1-3)galactosid luân phiên nhau.
Hình 2.1.4. Cấu trúc carrageenan
2.1.3 Tính chất :
 Độ tan:
14
Agar-Carrageenan
• Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH,
nồng độ của ion và các chất tan khác.
• Nhóm có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó khó tan trong nước.
• Nhóm không có cầu nối thì dễ tan hơn.
Bảng 2.1.1 Độ hòa tan của carrageenan trong các dung môi
Solubility Kappa Iota Lambda
20° C water Không Tan Tan
80° C milk Tan Tan Tan

20° C milk Không Không
Thickens
 Độ nhớt:
Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân
tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch
tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25 –
500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa.
Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan có thể mô
tả bằng công thức cân bằng của Mark-Houwink như sau:
[η] = K(M
w
)
α
Trong đó:
η: độ nhớt
M
w
: trọng lượng phân tử trung bình
K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi hòa tan
 Tương tác giữa carrgeenan và protein:
Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan và cũng là đặc trưng cho
tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein. Phản
ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm
sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel. Trong
công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử
dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025 %) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định
các hạt coca trong sữa sôcôla.
15
Agar-Carrageenan
Hình 2.1.5 Tương tác giữa carrageenan và protein

2.2. Phân loại:
Bảng 2.2.2 Thành phần của carrageenan trong các loại rong
Loại rong Thành phần
Chondrus Kappa và lambda
Rong sụn Alvarezii Kappa
Eucheuma denticulatum Iota
Gigartina skottbergii Kappa và ít lambda
Sarcothalia crispata Kappa và lambda
2.2.1.Kappa carrageenan : 1 loại polymer của D-galactose-4-sunlphat và 3,6-anhdro D-
galactose. Gồm 25% gốc sulfat và 34% liên kết 3,6-anhdro D-galactose.
2.2.2.Iôta carrageenan : tương tự κ- ngoại trừ 3,6-anhydro D-galactose bị sunfate hóa ở C số
2. Gồm 32% gốc sulfat và 30% liên kết 3,6-anhdro D-galactose.
16
Agar-Carrageenan
2.2.3.Lambda carrageenan : có monomer hầu hết là các D-galactose-2-sunlphat (lk 1,3) và
D-galactose-2,6-disunlphat. Gồm 35% gốc sulfat và không có liên kết 3,6-anhdro D-galactose.
2.3.Sản xuất :
2.3.1.Nguyên liệu : Rong sụn
 Ngành: Rhodophyta
 Lớp : Rhodophyceae
 Phân lớp: Florideophycidae
 Bộ: Gigartinales
 Họ: Areschougiaceae
Hình 2.3.1 Chondros Crispus
2.3.2. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng :
2.3.2.1. Thành phần hoá học:
Thành phần hoá học của rong sụn luôn thay đổi phụ thuộc trạng thái sinh lý, thời gian sinh
trưởng điều kiện sồng (cường độ bức xạ, thành phần hoá học của môi trưòng).
Trong Rong Sụn hàm lượng nước chiếm 77-91% còn lại và phần trăm chất khô. Trong
chất khô chứa chủ yếu là gluxit, prôtêin, chất khoáng, lipip, sắc tố, enzim …

17
Agar-Carrageenan
Bảng 2.3.1 Thành phần hóa học của nguyên liệu
Tên thành phần hóa học % khối lượng
Glucid 40 – 50
Chất khoáng 20
Protein 5 – 22
Thành phần khác 13 – 35
 Nước:
Hàm lượng nước chiếm 77-91% hàm lượng nước giảm theo thời gian sinh trưởng ở giai
đoạn tích luỹ chất dinh dưỡng nước đạt 79 % .
 Glucid:
• Monosaccarit và disacarit:
Galactoza ở trạng thái kết hợp với acid gluxêric tạo hợp chất không bền có thể bị chiết
suất bởi ancol cao độ (>90
o
)
Mannoza ở trạng thái kết hợp với acid gluêric và natri tạo hợp chất
mannozidoglyxeratnatri là disaccarid chiếm tỷ lệ là 15%.
• Polysaccarid:
Carrageenan là polysacarit có trong Rong Sụn. Nó là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5
loại polyme: Carrageenan cấu tạo từ các gốc D-galactoza và 3,6 – anhydro D-galactoza. Các
gốc này liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 và 1,3 luân phiên nhau .Các gốc D-galactoza được
sunfate hoá với tỷ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hoá .
- Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi vòng xoắn do 3 đơn
gốc disaccharide tạo nên.
- Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota-, lambra. Kappa- carrageenan
là một loaị polymer của D- galactoza –4 sunfate và 3,6 anhydro D – galactoza .
- Iota – carrageenan cũng có cấu tạo tương tự kappa – carrageenan,ngoại trừ 3,6 anhydro D-
galactoza bị sulfate hoá ở C số 2.

- Lambra-carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactoza- 2-sulfate (liên kết 1,3) và D-
galactoza 2,6- disulfate (liên kết 1,4)
- Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota –
carrageenan.
 Prôtêin:
Hàm lượng prôtêin của Rong Sụn dao động trong khoảng 5-22% (theo viện nghiên cứu
Nha Trang). Hàm lượng prôtêin của Rong Sụn giao động với biên độ khá lớn phụ thuộc giai
đoạn sinh trưởng, vị trí địa lý, môi trường sống.
Theo nghiên cứu hàm lượng prôtêin tăng dần theo thời gian sinh trưởng và đạt giá trị cực
đại ở giai đoạn sinh sản .
Bảng 2.3.2 Sự thay đổi hàm lượng prôtêin theo tháng trong năm
18
Agar-Carrageenan
Tháng trong
năm
1-2 3-4 5-6 7-8 9-10 11-12
Hàm lượng
protein
7,52 9,55 19,15 16,3 16,8 13,9
 Lipit:
Hàm lượng lipit trong Rong Sụn không đáng kể nhưng một số nhà nghiên cứu cho rằng
mùi tanh của rong là do lipit gây ra.
 Sắc tố:
Trong Rong Sụn có chứa một số sắc tố như sắc tố vàng (xanfoful) sắc tố xanh lam
(phycoxfanyn), sắc tố diệp lục tố (chlorofil). Sắc tố của rong sụn kém bền hơn sắc tó của các
loại rong khác, vì vậy loài rong này có thể được tẩy màu bằng phương pháp tự nhiên là phơi
nắng.
 Chất khoáng:
Hàm lượng chất khoáng trung bình trong Rong Sụn khoảng 20% trọng lượng khô thành
phần chủ yếu của chất khoáng trong rong sụn là: Ca, K, S, và các nguyên tố khác như: Mg, Al,

Ba, Sn, Fe, Si …nồng độ iod trong Rong Sụn nhỏ hơn nhiều so với rong nâu.
Hàm lượng khoáng phụ thuộc vào điều kiện sống, giai đoạn sinh trưởng rong sống trong
đầm thường có hàm lượng khoáng thấp hơn rong trồng trên biển vì trong nước biển hàm lượng
các chất khoáng nhiều hơn nước trong đầm.
2.3.2.2 Enzim:
Trong rong sụn có thể chiết tách được enzim prôtêaza phân giải prôtêin. Dựa vào sự hoạt
động cả prôtêaza trong cây Rong Sụn trên nhiều cơ chất khác nhau người ta xếp nó vào nhóm
enzim papain hay cathepxin (tazawa, Mw 1953).
Ngoài ra trong Rong Sụn còn chứa enzim thuỷ phân glucid gồm hai loại men oxydaza:
 Một loại chuyển hoá đường đơn thành acid tương ứng như : Glucoza thành gluconic.
 Loại 2 chuyển hoá đường thành ôzôn.
2.3.2.3 Giá trị dinh dưỡng của rong sụn:
Trong Rong Sụn chứa hàm lượng chất khoáng rất phong phú, thực tế hoa học đã chứng
minh rằng rong biển đã hấp thụ từ nước biển hơn 90 loại chất khoáng với hàm lượng mối thấp
và canxi cao chính vì lẽ đó mà rong biển là thực phẩm được ưu tiên hàng đầu đối với những
người bị cao huyết áp.
Rong Sụn có thành phần chủ yếu là carrageenan chiếm 40%. carrageenan có trong thành
phần của các loại rong đỏ không chứa agar như chondris, gigartnastell (cùng bộ với rong sụn) và
hypnea lượng chất khô có trong Rong Sụn chất này có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử
prôtêin của động thực vật có thể dùng Carrageenan với một hàm lượng thích hợp làm phụ gia
giò chả để tăng mức độ liên kết prôtêin của thịt.
2.3.3 Quy trình công nghệ sản xuất carrageenan :
19
Agar-Carrageenan
20
Bột carragênan
Lạnh đông
Tan giá
Sấy
Phơi khô

Rửa
Rửa
Nấu chiết
Tạo gel đông
B
ã
Xử lý kiềm
Lọc
T = 30
0
C
40 min
NaOH 6%
65 min, tỉ lệ
Nước : rong=52:1
PH=8.5, T = 102
0
C
Dịch
lọc
Kcl
0.06%
Rong sụn
Nghiền
T = -15 đến -18
0
C
Độ ẩm 20-22% ;T=60
0
C

tốc độ gió; 15-20m/s,5-6h
24 h
Agar-Carrageenan

2.4. Cơ chế tạo gel:

Hình 2.4.1. Cấu trúc gel kappa Hình 2.4.2 Cơ chế tạo gel của kappa
21
Agar-Carrageenan
Hình 2.4.3 Cơ chế tạo gel của carrgeenan
 Bước 1:
• Hạ đến nhiệt độ giới hạn, trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng
cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự
• Mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng khoảng 40-60
0
C, phụ
thuộc vào :
 Dạng và cấu trúc các carrageenan :
Nhiệt độ tạo gel của Kappa thấp hơn của Iota
 Dạng và nồng độ của muối thêm vào :
Nồng độ muối càng cao thì nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy càng cao
22
Agar-Carrageenan
Hình 2.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ muối KCl tới nhiệt độ tạo gel và nóng chảy carrageenan
23
Agar-Carrageenan
Hình 2.4.5 Ảnh hưởng của nồng độ KCl lên độ cứng của gel Kappa ( 1.5% )
 Bước 2:
• Gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ xoắn
 TH 1: Sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ xoắn thông qua sự hình

thành không đầy đủ của xoắn kép, theo hướng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép với
hơn một chuỗi khác
 TH 2: Các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợp lại tạo thành gel. Còn
dưới các điều kiện không tạo gel, ở các nồng độ polyme thấp sự hình thành và hợp lại
của các xoắn sẽ dẫn đến tăng độ nhớt.
24
Agar-Carrageenan
25