nghiên cứu ứng dụng carrageenan trong sản xuất đồ hộp thịt xay

1

MỞ ĐẦU
I – TÍNH CẤP THIẾT.
Việt Nam có hệ động thực vật vô cùng phong phú, có nhiều nguồn gene quý
hiếm đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Một trong những điều kiện tạo nên
sự phong phú và giàu có ấy chính là vùng biển nhiệt đới rộng với bờ biển dài hơn
3000 km bao bọc hết phía đông và nam đất nước. Một trong những nguồn tài
nguyên phong phú và giá trị mà vùng biển tặng cho chúng ta chính là rong biển. Tại
vùng biển Việt Nam có gần 800 loài rong biển thuộc tất cả các bộ của các ngành
rong đã được công bố trên thế giới. Từ rong biển có thể tách các polysaccharide
như: carrageenan, acide alginic, agar,…Carrageenan được ứng dụng nhiều trong đời
sống kinh tế quốc dân do đó việc sản xuất carrageenan đã được nhanh chóng phát
triển trên thế giới. Sản lượng hàng năm của carrageenan trên thế giới tăng rõ rệt. So
với các polysaccharide khác, carrageenan có giá trị thương phẩm lớn nhất.
Ở nước ta cũng có một số loại rong có thế chế biến được carrageenan như
hypnea, acanthophara,… nhưng chỉ có loại kappaphycus alvarezii là có giá trị nhất.
Rong sụn có tốc độ sinh trưởng cao, có thế trồng quanh năm, trồng bằng nhiều hình
thức khác nhau. Nó tạo công ăn việc làm cho người chưa có việc làm ổn định, nhất
là các vùng quê ven biển, thường ngư nhàn, nông nhàn vào mùa biển động. Thực tế
ở nước ta trồng rong đã đạt kết quả giải quyết công ăn việc làm cho ngư dân ven
biển miền Trung và cung cấp một sản lượng rong sun khô ước tính 150 tấn năm.
Rong được sử dụng làm thức ăn và bước đầu chế biến ra caragenan. Tuy
nhiên đầu ra của rong khô nguyên liệu và sản phẩm carrageenan chưa được giải
quyết và người sản xuất bán ra với giá rẻ và bấp bênh, sản xuất ra carrageenan
không tiêu thụ được, chưa được ứng dụng rộng rãi.
Quá trình chế biến thực phẩm ở nước ta có vấn đề tồn tại chính là còn sử
dụng nhiều chất phụ gia độc hại như hàn the và nhiều hóa chất khác. Việc sử dụng
caragenan trong chế biến thực phẩm đem lại lợi ích rất lớn trong việc nâng cao giá

trị thực phẩm, làm tăng sự hấp dẫn, ngon miệng, tăng thời gian bảo quản.



2

Mục đích của đề tài
Nghiên cứu ứng dụng caragenan trong sản xuất đồ hộp thịt xay để thay thế
các chất phụ gia độc hại trong việc chế biến thực phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh
thực phẩm, nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm phù hợp với yêu cầu thực tế
sản xuất, góp phần tạo đầu ra cho công nghệ sản xuất carrageenan và nghề nuôi
trồng rong sụn ổn định.
Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của
carrageenan tinh chế và carrageenan bán tinh chế.
2. Nghiên cứu khả năng đồng tạo gel của carrageenan với một chất phụ gia
dùng trong sản xuất đồ hộp thịt xay.
3. Nghiên cứu và giải thích sự tương tác của phân tử carrageenan với các
thành phần thực phẩm trong công nghệ sản xuất đồ hộp thịt xay có carrageenan.
4. Đánh giá chất lượng của sản phẩm và biến đổi chất lượng sản phẩm trong
thời gian bảo quản.
Ý nghĩa khoa học - thực tiễn
Carrageenan là một polysaccharid có tính chất tạo gel, kết dính và chất làm
đặc, tạo màng, tạo độ bóng, nó sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như chế biến thực
phẩm, hoá mỹ phẩm, y dược… Riêng nghành chế biến thực phẩm carrageenan có
đặc tính liên kết tốt các phân tử protein của động, thực vật tạo ra trạng thái đồng
đều bền vững nên được ứng dụng nhiều trong loại sản phẩm như đồ hộp thịt cá, xúc
xích, bánh kẹo, bánh ngọt, dăm bông, socola sữa, kem và nhiều loại đồ uống
khác…Carrageenan trong chế biến thực phẩm đem lại lợi ích thiết thực, trên thế
giới nó đã được đưa vào danh mục các chất phụ gia phổ biến trong thực phẩm.

Kết quả nghiên cứu của đề tài ứng dụng carrageenan trong sản phẩm đồ hộp
… có thể dùng carrageenan thay thế các chất phụ gia độc hại trong việc chế biến
thực phẩm, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, với hiệu quả của ứng dụng
carrageenan trong thực phẩm sẽ góp phần tạo đầu ra cho công nghệ sản xuất
carrageenan và nghề nuôi trồng rong sụn ổn định, đồng thời góp phần thúc đẩy nghề
nuôi rong sụn ở vùng ven biển, tạo công ăn việc làm, “xóa đói giảm nghèo” cho
các hộ ngư dân nghèo không có đủ vốn để đóng tàu đánh bắt xa bờ hoặc nuôi tôm
sú, tôm lồng.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về Carrageenan
1.1.1. Lịch sử phát triển của carragenan
Carrageenan là một polysacharide được chiết xuất từ các loài rong thuộc
ngành rong đỏ, bao gồm một số giống loài như: Chondrus, Gigartinastella, Hypnea
và rong sụn Alvarezii.
Carrageenan đã được biết đến từ lâu đời ở phương tây. Vào những năm
1842 – 1862 các nhà khoa học như Schimidt, Simmonds, Stanford, … đã phát hiện
ra carrageenan có trong một loại tảo có tên là Chondrus Crippus nhưng những khám
phá của họ rất thô sơ, chưa xác định được tính chất cũng như thành phần của nó.
Mãi cho đến khi chiến tranh thế giới lần thứ nhất bùng nổ thì việc thiếu gelatin để
phục vụ cho quân đội trở lên trầm trọng, do đó cần phải có chất thay thế. Rất nhiều
cuộc nghiên cứu tìm giải pháp cho vấn đề này được tiến hành và cuối cùng họ đã
tìm thấy carrageenan có tính chất gần giống với gelatin. Công nghệ sản xuất cũng
như sự đa dạng hoá ứng dụng của carrageenan được quan tâm phát triển từ sau
chiến tranh thế giới lần thứ hai. Sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã đưa công nghệ
sản xuất carrageenan ngày càng hoàn thiện và ổn định và carrageenan được coi như

là chất phụ gia tạo độ đông kết, ổn định, tính kết nối, tạo nhũ tương, tạo sức căng bề
mặt tốt dùng trong thực phẩm và ứng dụng rộng rãi trong trong nhiều ngành khác
như y dược, mỹ phẩm, dệt vải, cao su, sơn màu,…. Sự phát triển mạnh mẽ của
ngành công nghệ sản xuất carrageenan đã kéo theo ngành nuôi trồng rong phát triển
với tốc độ nhanh về cả sản lượng và giống loài [6, 12, 18, 21,46].
1.1.2. Cấu tạo của carrageenan
Carrageenan có cấu trúc chung là một polyme mạch thẳng với liên kết luân
phiên của β -D Galactopyranora qua liên kết 1,3 và α –D Galactopyranora qua liên
kết 1– 4. Các liên kết ở vị trí số 3 xuất hiện ở các gốc có 2 và 4 sunphat hoặc không
có sunphat trong khi liên kết ở vị trí số 4 ở các gốc có 2 sunphat, gốc 2,6 anhydrit
và 3,6 anhydrit – 2 – sunphat, gốc 2,6 disunphat, gốc 2,6 anhydrit và 3,6 anhydrit –


4

2 – sunphat. Hợp phần cấu tạo của carrageenan gồm có D- Galactoze (17 – 31%)
còn L- Galactoza chiếm lượng rất nhỏ. Do đó carrageenan tạo thành chủ yếu bởi các
mạch poly D- Galactoza bị sulphat hoá có phân tử lượng 500 – 700 đvC [12].






Hình 1.1: Cấu trúc của carrageenan với luân phiên liên kết của 1,3 β- D
Galactopyranoza và 1,4 α–D Galactopyranoza.
Các công trình nghiên cứu bằng phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân cho
thấy carrageenan nhiều cấu trúc hoá học khác nhau do đó được phân loại theo cấu
trúc hoá học có các loại carrageenan sau: mu, kappa, nu, iota, lamda, theta và xi.
Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sunphat hoá, vị trí sunphat hoá, mức độ

dehydrat hoá của chuỗi polysacharide. Cấu trúc của chúng đều có những thành phần
về số lượng sunphat của carrageenan chiếm 18 – 40% phấn tử carrageenan. Khối
lượng phân tử của đại phân tử carrageenan từ 10
5
đến 10
6
phụ thuộc vào nguồn gốc
nguyên liệu và quá trình tách chiết [15, 24, 28, 35].
Carrageenan tự nhiên từ các loài rong khác nhau có thể là hỗn hợp khác nhau
của các loại carrageenan trên. Người ta phân chia carrageenan ra hai nhóm chính:
nhóm 1 chứa các loại mu, nu, kappa, iota và các dẫn xuất của chúng. Các
carrageenan này tạo gel với ion K
+
hoặc có thể xử lý kiềm để có tính chất tạo gel,
chúng có đặc điểm là gốc đường có liên kết 1,3 hoặc là không có nhóm sulphat
hoá ở vị trí C
4
. Nhóm thứ 2 là lambda, xi, theta và các dẫn xuất của chúng. Chúng
không có khả năng tạo gel ngay cả trước và sau khi xử lý kiềm. Đặc trưng của cấu
trúc này là cả hai loại gốc đường liên kết 1,4 và 1,3 đều có nhóm sulphát ở ví trí C
2
.
Ngoài ra thành phần của carrageenan gồm có H
2
SO
4
, Ca
++
và 3,6 anhydro D-
Galactoza. Dạng tồn tại của carrageenan trong rong đỏ gắn với Ca

++
, K
+
, Na
+
như:


5

R=(OSO
3
)
2
Ca hoặc R-OSO
3
Na, ROSO
3
K (R là gốc polysacharide). Hàm lượng
SO
3
–2
cũng ảnh hưởng đến sức đông của carrageenan [12].
Về cơ bản carrageenan có 3 loại khác nhau là: kappa carrageenan, lambda
carrageenan, Iota carrageenan trong đó kappa carrageenan chiếm thị phần lớn nhất
(80%). Mu và Nu là chất ban đầu tổng hợp nên kappa và iota, việc chuyển đổi này
là do enzyme dekinkase có trong rong biển hay trong quá trình sản xuất khi dùng
xúc tác để loại nhóm 6 sulphat [12,48].
a, Kappa – carrageenan là một loại polimer mạch ngắn xen kẽ giữa D- galactose – 4
– sulphat (GalS) và 3,6 anhydro D- galactose (Gal A). Cấu trúc phân tử của kappa

carrageenan là vòng xoắn kép bậc III.





b. Iota – carrageenan cũng giống như kappa – nhưng gốc 3,6- anhydrogalactose lại
ở vị trí cacbon số 2. Iota là carrageenan có nhóm sulphat nhiều nhất trong mạch
phân tử, cấu trúc là vòng xoắn kép bậc II. Gel iota có tính đàn hồi.





c, Lambda – carrageenan: trong mạch phân tử các đơn vị monomeric được nối xen
kẽ với nhau, các đơn vị gồm: D-galactose – 2 – sulphat (1,3) và D- Galactose -2 –
6- di sulphat






6

Các phân đoạn này đều có tính đa phân tán, nhưng chúng chỉ khác nhau về
thành phần sulphat ester và gốc quay quang. Lambda- carrgeenan có khối lượng
phân tử cao và mạch dài hơn kappa – carrgeenan. Thành phần của phân đoạn này
cũng phụ thuộc vào nhiệt độ tách chiết và loại rong nguyên liệu [12, 35,46].
Sự khác nhau của các loại carrageenan trên chỉ ở vị trí và số lượng nhóm este

sulphat đính vào chuỗi polysacharide, do đó mỗi loại có tính chất vật lý và hoá học
đặc trưng khác nhau như sau:
Bảng 1.1: Tính chất đặc trưng của các loại carrageenan [49]
Môi trường Kappa - Iota- Lambda-
Nước nóng Tan ở nhiệt độ trên 60
o
C (140
0
F)
Tan ở nhiệt độ trên
60
o
C (140
0
F)
Tan
Nước lạnh Tan trong dd muối Na
+
.
Không tan trong dd
muối K
+
, Ca
++

Tan trong dd muối
Na
+
.
Tan

Sữa nóng Tan Tan Tan
Sữa lạnh Không tan trong dd
muối Na
+
, K
+
, Ca
++

nhưng trương nở rõ
ràng
Không tan Tan
Dung dịch đường
cô đặc
Tan khi nóng Tan Tan khi nóng
Dung dịch muối
cô đặc
Không tan Không tan Tan khi nóng
Ảnh hưởng của
cation
Tạo gel tốt trong môi
trường có K
+

Tạo gel tốt trong
môi trường có
Ca
++

Không tạo gel

Tạo gel Tạo trạng thái gel giòn
và bền vững
Có tính chất dẻo
và kết dính
Không tạo gel
Ảnh hưởng với
hạt cây bồ kết gai
Cao Cao Không
Làm đông/tan giá Không Ổn định Không
1.1.3. Các loại carrageenan trên thị trường
Hiện này trên thế giới có một số phương pháp sản xuất carrageenan như
phương pháp kết tủa, phương pháp đông lạnh, phương pháp PES, phương pháp
ATC,… nhưng trong thực tế do tính chất đơn giản về công nghệ và hiệu quả kinh tế
nên người ta chọn lọc để áp dụng hai phương pháp sản xuất carrageenan dựa trên
hai nguyên lý khác nhau.


7

Phương pháp thứ nhất chỉ áp dụng từ cuối năm 1970 đến đầu năm 1980,
carrageenan được tách ra từ rong đỏ bằng nước nóng, bã rong được lọc tách ra và
dịch chiết chứa carrageenan được đem sấy khô trực tiếp trên thiết bị sấy kiểu “rulô”
để thu được carrageenan ở dạng màng mỏng sau đó nghiền thành bột. Một số cơ sở
sản xuất có tiến hành tinh chế dịch chiết trước khi làm khô, nhưng thực tế sản phẩm
không qua tinh chế thì tạp chất nhiều, chất lượng thấp, nếu qua công đoạn tinh chế
thì phức tạp và giá thành cao. Sản phẩm carrageenan tinh chế này có thể sử dụng
làm chất tạo đông, chất kết dính,… trong thực phẩm, làm chất nhũ hóa, giữ ẩm, giữ
mùi trong công nghệ sản xuất mĩ phẩm, nước hoa, và nhiều lĩnh vực khác như công
nghiệp dệt, sơn, thuốc đánh răng, y dược…
Phương pháp thứ hai, carrageenan không thực sự tách ra khỏi rong. Đúng

hơn nguyên lý này là rửa sạch rong bằng dung dịch kiềm, tách phần carrageenan và
phần không tan khác. Rong được rửa sạch sau đó xử lý dung dịch kiềm KOH ở
nhiệt độ thích hợp cho từng loại rong cụ thể, dung dịch KOH loại bỏ các tạp chất
như sắc tố, protein, muối khoáng, các sợi rong đã xử lý chứa một lượng lớn
carrageenan và cellulose, sau đó sấy khô và nghiền thành bột carrageenan bán tinh
chế (SRS). Quy trình sản xuất này đơn giản và giá thành của sản phẩm rẻ hơn nhiều
so với quy trình sản xuất carrageenan tinh chế, vì không cần dùng alcohol để kết tủa
carrageenan, không cần thiết bị chưng cất thu hồi alcohol, thiết bị tạo gel, tủ đông,
máy ép để tách nước thu hồi carrageenan. Sản phẩm bán tinh chế thường được dùng
làm chất kết dính, tạo gel trong công nghiệp sản xuất thức ăn cho vật nuôi, gia cầm,….
[24, 28, 30,35]
Sự khác nhau cơ bản giữa carrageenan tinh chế và bán tinh chế đó là
carrageenan bán tinh chế có chứa cellulose, trong khi carrageenan tinh chế thì
cellulose đã được tách hoàn toàn trong quá trình sản xuất. Khi hoà tan carrageenan
bán tinh chế vào nước thì sẽ làm dung dịch.có vẩn. Tuy nhiên đối với những sản
phẩm mà độ trong không quan trọng hoặc có pha nhiều thành phần như thịt, tinh
bột, trứng, phẩm màu thì sử dụng carrageenan bán tinh chế là phù hợp, giá thành rẻ
hơn do đó được ứng nhiều trong thực phẩm.


8

1.1.4. Tính chất lý hoá của carrageenan
a, Tính chất của một polymer
* Khử trong môi trường kiềm
Trong môi trường kiềm có tác dụng khá mạnh đến cấu tạo hoá học của
carrageenan. Dưới tác dụng của môi trường kiềm, nhóm (HOSO
3
-
) bị khử dần tuỳ

thuộc vào mức độ khử (HOSO
3
-
) sẽ tạo nên cấu trúc khác nhau và tạo nên các loại
carrageeanan khác nhau. [12, 35, 46, 48]
+ Mu- carrageenan được khử trong môi trường kiềm tạo ra kappa carrageenan.







+ Nu- carrageenan được khử trong môi trường kiềm tạo ra iota- carrageenan.





+ Trong môi trường kiềm lambda- carrageenan biến đổi thành theta - carrageenan


Carrageenan laứ moọt polimer mang ủieọn tớch aõm, ủửụùc hỡnh thaứnh do
quaự trỡnh ủoàng truứng hụùp. Khi theõm vaứo dung dũch Carrageenan nhửừng
chaỏt ủieọn phaõn thỡ dung dũch keựm beàn (ủoọù nhụựt giaỷm) thaọm chớ chổ


* Phản ứng tạo tủa.

lambda

theta

Nu Iota

Mu Kappa


9

Carrageenan là một polymer mang điện âm nên tủa trong các đại phân tử
mang điện tích dương như: metylen xanh, safranine, mauvine, những phẩm mầu azo
thiazo khác, tính chất này giống như một vài alkaloid và protein. Ngoài ra
carrageenan còn tủa trong cồn (cồn đóng vai trò là tác nhân dehydrate hoá).
* Sự trương nở:
Carrageenan hút nước mạnh và sự hút nước kèm theo sự trương phồng đáng
kể tạo thành gel theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi. Carrageenan là cao
phân tử (polysaccharide) có cực nên trương nở trong dung môi có cực (nước) [44].
b. Tính tan.
Carrageenan tan trong nước đặc biệt là nước nóng, tuy nhiên tính tan còn phụ
thuộc vào loại carrageenan. Kapppa carrageenan, iota carrageenan tan trong nước
nóng lớn hơn trên 60
0
C. Lambda carrageenan tan trong nước nóng và nước lạnh còn
kapppa carrageenan, iota carrageenan chỉ tan trong nước lạnh có ion Na
+
, không tan
trong nước lạnh c ó ion K
+
và Ca
++

. [49]
Carrageenan tan trong anhydrous hydrrazine, ít tan trong formamide và
methyl sulfoxide, không tan trong dầu và dung môi hữu cơ.
c. Nhiệt độ nóng chảy.
Nhiệt đô nóng chảy của gel Carrageenan thấp hơn nhiều so với agar. Gel
carrageenan 3% nóng chảy ở 27-30
o
C, gel carrageenan 5% nóng chảy ở 40-41
0
C.
d. Sự tạo gel-Sự keo hoá (gelation).
Khả năng keo hoá của Carrageenan nằm trung gian giữa agar và gelatin và
nó gần giống gelatin hơn. Sự hình thành gel của dung dịch Carrageenan là một quá
trình nhiệt thuận nghịch. Khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thì gel sẽ tan
chảy (cân bằng bị phá vỡ). Tuy nhiên khoảng cách nhiệt từ trạng thái tạo gel đến tan
chảy là một giá trị không đổi. Một thí nghiệm cho biết giá trị này khoảng 5 - 22
o
F
[46]. Khả năng hình thành gel của Carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ
dung dịch. Nồng độ dung dịch tạo gel và nhiệt độ tạo gel phụ thuộc vào loại và số
lượng muối có mặt trong dung dịch. Ngoài ra tính chất tạo gel còn phụ thuộc chủ
yếu vào loài rong, độ nhớt và phụ thuộc rất lớn vào công nghệ trích chiết, phụ thuộc
vào sự hình thành và phân bố các gốc galactose trong mạch polymer [12, 44, 46].
e.Tính bền axit.
Hệ pH thấp cùng với sự tác dụng của nhiệt độ thì sự thuỷ phân xảy ra nhanh hơn.


10

f. Tính hấp thu hồng ngoại và màu.

Dung dịch carrageenan là một chất hữu cơ, nên có khả năng hấp thu hồng
ngoại cho phổ có bước sóng trong phạm vi nhất định phụ thuộc vào loại và thành
phần carrageenan. Dựa vào tính chất này người ta có thể biết được carrageenan
thuộc loại lamda-, Iota-, kappa-, … Các loại polysaccharide thường cho bước sóng
ở vùng hồng ngoại trong khoảng 1000-1100cm
-1
. Với các loại Carrageenan tạo gel
thì cho mũi hấp thu cực đại (mũi hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065cm
-1
, loại
không tạo gel ở vùng 1020cm
-1
.
g.Tính thuỷ phân và sự metyl hoá xác định công thức cấu tạo của carrageenan.
Dung dịch carrageenan ít bị thuỷ phân ở môi trường pH = 9 và môi trường
pH = 7 dung dịch muối Na carrageenan bị thoái hoá do phân tử carrageenan bị đứt
liên kết 3,6-anhydrogalactose. Và từ phản ứng xác định tính thuỷ phân kiềm của
nhóm ester sulfate của carrageenan đã nói lên cấu trúc của carrageenan có nhóm
ester sulfate gắn ở C
4
trong gốc galactose. Carrageenan mà đặc biệt lafphana đoạn
k- carrageenan sẽ bị thuỷ phân bởi enzym Pseudomonate carrageenan hay k-
carrageenanovora. Khi carrageenan (k-, -) bị thuỷ phân bởi enzym này thì độ nhớt
của dung dịch giảm rất nhiều và làm tăng khả năng khử, tạo các sản phẩm thuộc dãy
đồng đẳng của oligosaccharide sulfate, 3-6-(3,6-anhydrose--D-galactopyranose)-
D-galactose-4-6-sulfatca (neocarrabiose-4-o-sulfate).
Carrageenan bị metyl hoá tạo ra các dẫn xuất methyl như 2,3,4,6-tetra-
methyl-D(L)-galaactose hoặc 2,4,6-tri-methyl-D(L)-galactose và dựa vào đặc tính
này người ta đã xác định thành phần cấu trúc của nó.
h. Độ nhớt.

Độ nhớt của dung dịch Carrageenan phụ thuộc rất lớn vào độ dài mạch
polymer tức là phân tử lượng, tiếp đến nồng độ carrageenan và nhiệt độ dung dịch
và các yếu tố ảnh hưởng khác. Trong đó các yếu tố phải kể đến là sự có mặt của các
muối trong dung dịch. Đô nhớt dung dịch tỷ lệ thuận với nồng đô dung dịch và tỷ lệ
nghịch với nhiệt độ.
1.1.5. Ứng dụng của Carrageenan
Carrageenan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực thực phẩm và phi thực
phẩm. Trong công nghệ thực phẩm carrageenan đã được sử dụng với vai trò là chất
phụ gia có tính ưu việt để điều chỉnh độ đặc, tạo gel, ổn định, phân tán, …trong việc


11

chế biến ra các loại thực phẩm hấp dẫn, giá trị. Ngoài ra nó còn được ứng dụng
trong nhiều ngành công nghiệp, kỹ nghệ như: kỹ nghệ sơn, công nghiệp dệt, …
Ngày nay với tốc đô phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, con người đã
khám phá ra những lợi ích tuyệt vời do Carrageenan mang lại trong nhiều lĩnh vực,
đặc biệt là trong thực phẩm và y học thể hiện trong bảng 1.2. [6, 12, 35, 45,46 ]
Bảng 1.2 : Một số ứng dụng của carrageenan [35]
Sử dụng Chức năng Loại caragenan Tỷ lệ %
Bánh tráng miệng Làm đông Kapps- + iota -
Kappa - + iota- + gôm hạt bồ
kết
0,5 - 1,0
Kẹo dẻo calo thấp Làm đông Kappa- + Iota -
Kapps- + galactomanan
0,5 - 1,0
Thực phẩm đồ hộp ổn định chất
béo, làm
đặc, tạo huyền ph

ù
gelatin
Kappa- + gôm hạt bồ kết 0,2 - 1,0
Tạo gel cá Làm đông lại Kappa - + gôm hạt bồ kết
Kappa- + iota
0,5 - 1,0
Siro Tạo huyền phù, gi
ữ
hương vị
Kappa - + lambda 0,3 - 0,5
Bột nước trái cây v
à
cô đặc lạnh
Giữ hương vị, l
àm cho
nhão ra
Sodium- kappa, lambda -
Postassium calcium kappa -

0,1 - 0,2
Nư
ớc sốt, bánh
pizza, nư
ớc quay
thịt
Giữ hương vị Kappa - 0,2 - 0,5
Mô phỏng sữa Giữ hương v
ị, ổn định
chất béo
Iota - , lambda- 0,03 - 0,06

Kem caphê Ổn định hệ nhũ tương Lambda- 0,1 - 0,2
đánh kem phủ tr
ên
bánh (giả tạo)
Ổn định hệ nhũ t
ương,
không bị tan ra
Kappa-, iota- 0,1 - 0,3
Bánh putding
(không bơ sữa)
Ổn định hệ nhũ tương Kappa- 0,1 - 0,3
Kem đánh răng Chất nền Sodium - kappa, lamda - ,
iota-
0,8 - 1,2
Kem dưỡng da Giữ mùi, thuốc làm mềm

Sodium - kappa, lamda - ,
iota-
0,2 - 1,0
Chất phân tán Làm phân tán, gi
ữ thể
vẩn
Hydrolyzed kappa-, lambda

0,2 - 0,5
Sơn nước Gi
ữ thể vẩn, ổn định
dòng huyền phù
Kappa-, + galactomannan 0,15 - 0,5

12

Trong thực phẩm: carrageenan có vai trò là chất phụ gia quan trọng để chế biến
ra nhiều món thực phẩm, được dùng làm món ăn trong thực phẩm như: làm các món
thạch, món đông hạnh nhân, nước uống, … Trong sản xuất bánh mì, bánh bích qui, bánh
cuốn, … trong thực phẩm tạo cho sản phẩm có cấu trúc xốp và mềm. Công nghệ sản
xuất sữa, chocolate, cần phải tạo cho dung dịch sữa có độ đồng nhất và độ đặc nhất định.
Làm chocolate milk, sản xuất fomate kem và fomate mềm (làm từ sữa đã bỏ đi lớp kem).
Trong công nghiệp sản xuất kẹo carrageenan làm tăng độ đặc chắc của cây kẹo, và ứng
dụng nhiều trong sản xuất mứt đông, mứt dẻo,…. Trong bảo quản và đóng hộp các sản
phẩm thịt: trong thịt gà, thịt vịt, thịt chà bông, xúc xích và ở những sản phẩm thịt khác.
Ngoài ra còn ứng dụng trong lĩnh vực khác như trang trí món sausce, các loại salad
dressinge, món salad aspic (thịt đông có trứng).
Trong dược và dược phẩm: carrageenan là chất nhũ hoá tốt nhất trong ngành
dược phẩm để sản xuất các loại dược phẩm như: sản xuất các loại thuốc dạng nhờn, nhũ
tương để thoa lên các vết thương rất hữu hiệu, sản xuất các loại thuốc chống loét dạ dày,
thuốc nhuận tràng.
Trong lĩnh vực mỹ phẩm carrageenan ứng dụng trong sản xuất các loại kem
như: kem dưỡng da, trong các loại nước hoa. Tạo chất nhũ hoá tốt cho việc dệt nhuộm.
Trong nghiên cứu khoa học: carrageenan là môi trường để nuôi cấy nhiều loại
vi sinh vật, làm môi trường cố định các enzim, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng
hợp và chuyển hoá các chất.
Trong nông nghiệp ứng dụng trong sản xuất các loại phân bón hữu cơ.
1.1.6. Giải thích các phản ứng cơ bản của carrageenan với các thành phần chủ
yếu có trong đồ hộp.
A. Khả năng tạo gel với protein trong đồ hộp.
Quá trình tạo gel bền chặt trong sản phẩm đồ hộp xảy ra do tác dụng của sự
gia nhiệt trong quá trình thanh trùng – làm nguội, tác dụng cơ học trong quá trình

nghiền trộn làm phá huỷ cấu trúc bậc cao của protein, tạo ra sự trượt và ma sát nội
phân tăng, hình thành các liên kết nút mạng lưới gel và carageenan trong sản phẩm
có tác dụng là cầu nối liên kết giữa các mạnh protein.


13

Nút mạng lưới cũng được tạo ra do lực liên kết hydro giữa các nhóm peptic
với nhau, giữa các nhóm –OH của serin, treonin, tyrozin với –COOH của glutamic
và aspactic. Khi nhiệt độ càng thấp thì liên kết này càng được tăng cường. Liên kết
hydro là liên kết yếu tạo ra do độ linh động nào đó nào đó làm cho gel có độ dẻo dai
nhất định.











Hình 1.2: Mô hình liên kết giữa carrageenan và protein
Khi mạch protein được tháo xoắn ra carragenan tham gia liên kết với protein
bằng liên kết tĩnh điện giữa các nhóm tĩnh điện ngược dấu hoặc do liên kết giữa các
nhóm tĩnh điện cùng dấu thông qua các ion kim loại đa hóa trị tạo lên liên kết bền
chặt. Do Carragenan mang diện tích âm của gốc (HOSO
3
-

) nên có khả năng liên kết
với protein qua gốc amin (NH
3
+
) mang diện tích dương.
B. Khả năng nhũ hóa của carrageenan
Trong sản phẩm đồ hộp do nhiệt độ và áp suất cao, triglycerid được tan chảy
ra các mô mỡ tạo thành mỡ lỏng, một phần tạo ra sự nhũ hóa do tác dụng cơ học và
quá trình thuỷ phân tạo thành các monoglycerid hoặc diglycerid, axit béo và
glycerin, hình thành các hạt nhũ tương .


Protein

Carrageenan
Protein

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

SO
4
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO

4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

Carrageenan

SO
4
-

SO
4
2
-

NH
3
+

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

Ca
2
+

Ca
2
+

Ca
2
+

Ca
2
+

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

SO
4
2
-

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

COO
-

NH
3
+

NH
3
+

Lipit
Kiềm
Thủy phân
Acid béo + Glycerin


14

Các acid béo được tạo thành lại được hấp phụ lên bề mặt hạt nhũ tương, quay
gốc phân cực (-COO
-
) ra ngoài làm cho hạt nhũ tương tích điện âm thân nước và
hoà tan vào nước.







Sự hòa tan của các axit béo vào nước tạo thành dung môi phân cực mà
carragenan là một cao phân tử (polysacharide) có cực, có khả năng hút nước và
trương nở mạnh tạo thành gel. Khi cho carrageenan vào nước thì các liên kết ở
mạch bên bị phá vỡ, phân tử carrageenan mang điện cực âm, các nhóm (OSO
3
-
)
liên kết với H
+
của môi trường nước làm mạch carrageenan duỗi ra, hút nước bên
trên bề mặt ngoài và hút các hạt nhũ tương trên bề mặt.

Hình 1.3: Mô hình nhũ hóa của carrageenan

H
ạt nhũ t
ương

RCOOH
R-COO
-

+ -

H
2
O
R R-COO
-

+ -

H
2
O
-

OOC

+ -

+ -


-

OOC

R
- R R -
R
COO

-


+ -

COO

-


+ -

COO

-

+ -

Sự hoà tan của nhũ tương vào nước
CH
2
OCOR
1

CHOCOR
2


CH
2
OCOR
3

CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
R
1
COOH
R
2
COOH

R
3
COOH
+ 3H
2
O
+

–
+
+
–

+
–

+
–

OH

HOH

R
–
OSO
3
-
H
+

-
OH
-

Môi trư
ờng n
ư
ớc rửa

H
+
hoặc OH hoặc
trung t
í
nh

+
+
+
+
+
–
–
–
–

+
+
–

+
+
+
–
+
–
HO

H

+ -

–

+
–

OH

H

OH

–
+
–

OH

H

–

OH

+ -

–

+
–

+ -

–

+
–

+
–

HO

H

OH

H
–

OH

+
-
–

+
–

OH

H
–

OH


R
–
OSO
3
-
H
+

-
OH
-

15

C. Khả năng tạo gel thuận nghịch
Khi carrageenan hòa tan trong nước tạo thành dung dịch keo nhớt, khi làm
nguội tạo gel đông có tính chất đàn hồi. Khả năng tạo gel của carrageenan có tính
chất thuận nghịch.
Dung dịch Thạch đông

Từ đó có thể mô tả cơ chế tạo gel của carrageenan như sau: Trước hết, xuất
hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp theo sau là sự kết
hợp các xoắn và tụ lại có trật tự tạo thành xoắn kép gel. Như vậy gel chính là tập
hợp các xoắn có trật tự hay gọi là xoắn kép.













Hình 1.4: Sự tạo gel thuận nghịch của carrageenan
Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt tăng, mức độ phân tán của phân tử carrageenan giảm
xuất hiện nội lực ma sát giữa các phân tử carrageenan, hình thành liên kết thứ cấp giữa
các phân tử carrageenan (liên kết hydro giữa các nhóm –OH của hai phân tử

carrageenan cạnh nhau thông qua cầu trung gian liên kết nước solvate tạo nên các vũng
xoắn), liên kết giữa protein và carrageenan, …, các phân tử carragenan ngưng tụ lại
thành mạng lưới gel bền chặt.
Làm lạnh


Đun nóng


+ Ca
2+

Làm lạnh

Đun nãng
Dung dÞch Carrageenan

Lµm l¹nh

§un nãng
Ca
2+

Gel xoắn
Gel I
Gel II
Ca
2+

SO

4
-
2

SO
4
-
2




16

Khi nhiệt độ tăng, mức độ phân tán của phân tử carageenan tăng, nội lực ma sát
giảm, mặt khác liên kết hydro không bền dễ bị cắt đứt bởi nhiệt độ cao, mạch
polysaccharide bị duỗi ra và có khuynh hướng quấn với phân tử ở gần kề tạo thành
dung dịch keo nhớt.
1.1.7. Tình hình sản xuât carrageenan
a, Ở ngoài nước
Đến nay người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất
carrageenan. Nguồn lợi rong đỏ sản xuất carrageenan trên thế giới rất lớn, sản lượng
rong được khai thác và sử dụng hàng năm là 300 nghìn tấn khô đáp ứng nhu cầu cung
cấp nguyên liệu cho nghành công nghiệp sản xuất carrageennan, trong đó kappaphycus
(rong sụn) chiến đến 90%, phần còn lại là thuộc Euchema, Chondrus, Gigartina và các
loài khác. [18, 24, 46]
Hiện nay nguyên liệu để sản xuất carrageenan chủ yếu là từ rong sụn trồng theo
quy mô công nghiệp và cũng thu từ rong phát triển tự nhiên. Các quốc gia trồng theo
quy mô công nghiệp là : Philipin, Indonesia. Malaysia, Tanzania, Kiribati, Fiji, Kenya,
Madagascar, … tổng cộng đạt khoảng 140000 tấn sản phẩm thô với giá trị 70 tỉ USD.

Các quốc gia thu từ môi trường tự nhiên là : Chilê, Đan Mạch, Mexico, Bồ Đào Nha ,
Hàn Quốc, Tây Ban Nha,… với tổng sản lượng đạt được 25 nghìn tấn nguyên liệu thô
đạt 20 tỉ USD.
Châu Á là khu vực cung cấp nguồn rong đỏ dồi dào cho thế giới, trong đó
Philippin kể từ năm 1970 sau khi áp dụng thành công phương pháp phát triển rong
Eucheuma bằng bào tử đã đứng đầu về cung cấp nguyên liệu rong, 85% nguyên liệu
sản xuất caragenan hàng năm là do Philippin cung cấp. Macxxell Doty là người đầu
tiên tìm thấy rong sụn ở Philiphin vào năm 1972 và người cùng có công thu mẫu với
ông là Alvarezi. Lúc đầu Ông đặt tên là Euchema alvarezii Doty. Nhưng sau khi đi
nghiên cứu thành phần hóa học của nó thì ông đã đổi tên từ Euchema alvarezii Doty
thành Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty [20].
Công nghệ nuôi trồng rong sụn sau đó phát triển rất mạnh mẽ ở Philiphin. Từ
Philiphin, công nghệ nuôi trồng được chuyển sang Indonesia. Tại đây công nghệ nuôi


17

trồng loài rong này cũng rất phát triển và Indonesia trở thành đối thủ cạnh tranh về thị
trường tiêu thụ của Philiphin. Malaysia cũng vừa trồng thử nhưng lại bị cá ăn nên việc
trồng rong sụn vẫn chưa được phát triển. Ở Trung Quốc đã đầu tư nhiều nhưng vẫn
chưa nuôi được. Thái Lan đang có dự định sẽ trồng thử ở ‘Phu Ket’. Do vị trí địa lý gần
kề và sự giao lưu thuận lợi người dân ở châu Phi: Tanzania đã bắt đầu trồng thử.
Bảng 1.3 : Nguồn nguyên liệu rong chế biến carrageean trên thế giới (2001) [24]
(đvt: tấn)
Chondrus Eucheuma and appaphycus Gigartina
Canada 2.000 Indonesia 25.000 Chilê 14.000
Pháp , Tây Ban
Nha và Bồ Đào
Nha
1.400 Philippines 115.000 Morocco,

Mexico và
Peru
1.500
Hàn Quốc 500 Tanzania
(Zanzibar
8.000
Khác 1.000
Cộng
3.900
Cộng
149.000
Cộng
15.500
Nguồn: H. Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers. comm.
Rong thu hoạch tự nhiên hoặc nuôi trồng được tiến hành vào giai đoạn rong đã
thành thục và ổn định về thành phần carrageenan. Thường thì rong vớt lên rửa bằng
nước biển, phơi cho héo sau đó nhặt bỏ tạp chất và vận chuyển về chia trong các bể xi
măng hoặc cán để sử dụng ngay cho công nghệ chế biến tiếp theo. Nếu sản xuất
nguyên liệu khô để xuất khẩu thì rong được chọn sạch phân loại, phơi khô và đóng bao
ở dạng nguyên sợi, có cơ sở xay nhỏ ra rồi đóng bao bì xuất bán. Tuy nhiên tùy từng
vùng, từng loại rong và yêu cầu của khách hàng mỗi nước đều có những phương pháp
sơ chế riêng phù hợp với công nghệ chế biến và sử dụng tiếp theo. Công nghệ sản xuất
carraageenan 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 phát triển nhất là Philippin, Trung Quốc,
Nhật Bản,….Và đã có nhiều công trình nghiên cứu đề xuất công nghệ mới với phương
pháp hiệu suất thu hồi carrgeenan cao, phù hợp với đối tượng nguyên liệu và quy mô
công nghiệp của mỗi nước, có thể thống kê sản lượng carrageenan theo một số phương
pháp công nghệ như bảng 1.4 .

18

Bảng 1.4 : Sản lượng Carrageenan theo các phương pháp (2001) [24]
(đvt: tấn)

Phương
pháp kết
tủa
Phương
pháp đông
lạnh
Phương
pháp
PES
Phương
pháp
ATC
Tỷ lệ
(%)
Tổng
cộng
Châu Âu 8.100 5.000 500 32 13.600

Châu Mỹ 4.700 3.350 1.100 21 9.150
Châu Á và Thái
Bình Dương
2.000 8.280 9.900 16.000 47 16.000

Tổng cộng 14.800 16.630 11.500 16.000 100
(Nguồn H. Porse, CP Kelco. ApS, 2002, pers. comm.)

ATC - Phương pháp xử lý bằng kiềm, sử dụng chính trong thức ăn chăn nuôi.
PES – Phương pháp sản xuất carageenan bán tinh chế sử dụng trong thực phẩm.
Theo thống kê của Phòng thương mại và Công Nghiệp Philippin (DTI), nhu
cầu trên thế giới đối với các sản phẩm rong biển đang tăng trưởng với tốc độ 5%/năm,
và giá của sản phẩm này cũng liên tục tăng khá ổn định. Các thị trường chính đối với
sản phẩm rong biển hiện nay là Mỹ, Trung Quốc và Châu Âu. Theo thống kê năm
2001, có hơn 80% sản lượng carageenan được sản xuất từ các công ty: FMC của Mĩ,
CP kolco của Mĩ, Danisco của Đan Mạch, Degussa của Đức, Ceamsa của Tây Ban
Nha. Các công ty lớn trong ngành sản xuất rong biển nằm trong khu vực tăng trưởng
Đông Á (BIMP – EAGA) gồm Brunay, Indonexia, Malayxia và Philippin đang lên kế
hoạch trở thành nhà cung cấp rong biển sấy khô và carrageenan lớn nhất thế giới trong
một vài năm tới.
Theo báo cáo thống kê tháng 11/2006 của Cục Thống kê Nông nghiệp Philippin
(BAS) cho thấy, trong số 10 nước nhập khẩu rong biển từ Philippin, Pháp là nước đứng
đầu về nhập khẩu carrageenan và 3 loại khác trong số 4 loại rong biển của Philippin với
lượng nhập khẩu tăng 11,1% đạt kỉ lục 339 tấn trong năm 2005 (Fis 10/1/2007) . Các
sản phẩm carrageenan, rong sụn dạng bột, dạng rong khô,… dùng trong thực phẩm của
Philippin được xuất sang Pháp, Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, Hồng Kông, Okinawa
Nhật Bản, , Đan Mạch, Oxtraylia và Anh.
Carrageenan sẽ không ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng nếu như
dùng trong giới hạn cho phép. Vào năm 1950, carrageenan được sử dụng khá thành


19

công ở Mỹ trong việc ứng dụng vào nhiều loại sản phẩm khác nhau : kem, chocolate,
phomai, thịt cá,… nhằm làm tăng thêm tính ngon miệng của sản phẩm. Đến tháng
11/2001 thông qua tạp chí Environmental Heathl Perspectives, Bác sĩ Janne Tobacman
đã đưa ra các chứng minh của mình trên các động vật như là : chuột, chuột lang, khỉ
,…. để nói lên những ảnh hưởng không tốt của carrageenan đến dạ dày và ruột. Chính

vì điều này mà sự tiêu thụ của các sản phẩm có sử dụng carrageenan trên thị trường
giảm đột ngột. Gần đây tổ chức JECCA đã xác định lại rằng carrageenan không có
mối nguy hại đến sức khỏe nếu ta sử dụng đúng liều lượng cho phép thì giúp hoàn tất
công nghệ vào tạo cấu trúc đặc trưng cho từng sản phẩm. Nhận định này được công bố
vào năm 2003. Trong thế kỉ này carrageenan càng được sử dụng nhiều trên thế giới để
ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.
Hiện nay, trên thế giới có một số công ty sản xuất carrageenan lớn cung cấp trên
80% cho thị trường là:
- Các công ty sản xuất polymer sinh học bao gồm : Tổng công ty FMC của Mỹ,
www.frncbiopolyme.com; Cp Kelco của Mỹ, hình thành năm 2000 qua sự sát nhập của
1 số công ty, www.cpkelco.com; Công ty Ceamsa của Tây Ban Nha,
www.ceamsa.com.
- Các công ty sản xuất carrageenan như phụ gia thực phẩm như: tạo nhũ tương, tạo
hương vị, tạo gel, tăng độ bền kết cấu … cho từng loại đối tượng thực phẩm và phi
thực phẩm (Phụ lục IV) bao gồm: Công ty Degussa của Đức, hình thành từ hệ sinh học
SKW, www.degussa.com hoặc www.Texturantsystems.com; Công ty MCPI của
Philippin ; Công ty Danisco của Đan Mạch, www.danisco.com.; Công ty Quest
International của Thuỵ Sỹ, một phần của ICI, www.questntl.com
b. Trong nước:
Nước ta nguồn nguyên liệu dùng sản xuất carrageenan rất hạn chế. Theo điều tra
chỉ có một lượng nhỏ rong hypnea, acanthophora nhưng có giá trị thấp. Đặc biệt khi rong
sụn kappaphycus alvarezii được di giống vào Việt Nam từ năm 1993 do ông Huỳnh
Quang Năng đưa về thông qua chương trình hợp tác khoa học Việt Nam – Nhật Bản.
Đến nay nó đã đựợc nhân giống và lan rộng ra một số tỉnh như Phú Yên, Khánh Hòa,


20

Kiên Giang, Ninh Thuận, Bình Thuận và phát triển với tốc độ nhanh [2,3]. Rong
kappaphycus alvarezii được di giống và nuôi tại Cát Bà - Hải Phòng, và Quảng Ninh

nhưng tốc độ phát triển chậm và cá dìa lại rất thích ăn loại rong này nên không đem lại
kết quả như mong muốn. Nhưng ở miền Trung nó được đánh giá là đối tượng trồng phù
hợp với mọi loại hình mặt nước tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu,
mang lại hiệu quả kinh tế cao cho con người góp phần vào chương trình xóa đói giảm
nghèo cho người dân ở vùng ven biển. Các nhà nghiên cứu đang kết hợp việc nuôi trồng
rong biển với các loại thủy hải sản, tôm, cá, nhuyễn thể để nâng cao hiệu quả kinh tế trên
một đơn vị diện tích mặt nước. Đây là phương pháp hữu hiệu để vừa phát triển nuôi thủy
sản vừa phát triển nguồn lợi rong biển và bảo vệ môi trường ở các nước trên thế giới nói
chung và nước ta nói riêng. Việc nuôi rong sụn đã và đang phát triển mạnh ở các tỉnh
như Ninh Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên và nhiều địa phương khác [5, 14].
Hiện nay rong sụn chủ yếu thu mua là dạng phơi khô xuất khẩu sang Trung
Quốc, trong khi đó chúng ta lại đang phải nhập khẩu các sản phẩm của carrageenan để
phục vụ công nghiệp trong nước.
Về công nghệ chế biến đã có một số nhà khoa học GS. TS Trần Thị Luyến và cs
ở Phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ chế biến - Trường đại học Nha trang là nơi dẫn
đầu về nghiên cứu trồng và tách chiết carrageenan tinh chế và bán tinh chế đạt tiêu chuẩn
quốc tế NF BP Codex 1978, ứng dụng trong sản xuất giò chả, đồ hộp nước uống, thạch
dừa [12,13]
Tại Viện Nghiên cứu Hải sản các tác giả Đào Duy Hùng, Nguyễn Văn Hùng,
Trần Bích Nga (BCKH 1993, 1994, 1995) cũng đã nghiên cứu công nghệ chiết rút keo
carrageenan từ rong Eucheuma gelatinae và rong kappaphycus alvarezii với quy mô
phòng thí nghiệm, nhận thấy đây là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất carrageenan ở Việt
Nam [8, 9, 10,11] .
Hiện nay, một đề tài cấp Bộ ‘Nghiên cứu ứng dụng công nghệ chế biến các sản
phẩm từ rong sụn kappaphycus alvarezii (doty)’ đang được tiến hành nghiên cứu với
mục tiêu tạo ra nhiều sản phẩm mới chế biến từ rong sụn nhằm phát triển bền vững nghề
trồng rong sụn cho nông dân, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường vùng ven biển.


21

1.2. Tổng quan về đồ hộp
1.2.1. Nguyên lý đóng hộp
* Đóng hộp tại thời điểm nguyên liệu có độ tươi cao nhất.
Để đảm bảo rằng thực phẩm được đóng hộp tại thời điểm có độ tươi cao nhất, hầu hết
các nhà máy đóng hộp đều chỉ đặt cách các vùng nguyên liệu vài dặm. Từ các cánh đồng
thu hoạch nguyên liệu thường có thể thấy các nhà máy sản xuất đồ hộp rau quả. Từ các
nhà máy đóng hộp thuỷ sản thường chỉ mất vài phút đến các bến cảnh. Thịt súp và các
món hầm được đóng hộp ngay nơi pha chế thịt. Giảm tối đa việc vận chuyển giúp cho
giá thành hạ cũng như đảm bảo rằng thực phẩm, đặc biệt là rau quả, được đóng hộp khi
độ tươi của chúng là cao nhất.
* Giá trị dinh dưỡng của đồ hộp:
Vì đồ hộp thực phẩm được đóng hộp tại thời điểm có độ tươi cao nhất nên nó cũng
được đóng hộp khi có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Rau quả đặc biệt có giá trị dinh dưỡng
cao nhất khi chúng chín. Vì các nhà máy đóng hộp nằm gần các vùng nguyên liệu nên rất
ít chất dinh dưỡng bị tổn thất trong quá trình vận chuyển về nhà máy.
* Các lợi ích về mặt an toàn
Sản xuất đồ hộp thực phẩm đã được phát triển để bảo quản an toàn thực phẩm và
trong thời gian dài. Khi thực phẩm được đóng hộp, đồ hộp được gia nhiệt đến một nhiệt
độ đủ cao để tiêu diệt hết tất cả các vi sinh vật cần thiết. thêm vào đó đa số thực phẩm
được chế biến đều được giám sát chặt chẽ bằng hệ thống phân tích mối nguy và điểm
kiểm soát tới hạn, HACCP. Hệ thống HACCP nhận diện các điểm có nguy cơ tiềm ẩn
trong quá trình sản xuất và xây dựng các điểm kiểm soát giới hạn để đảm bảo rằng đồ
hộp thực phẩm khi đưa ra thị trường là các sản phẩm có độ an toàn cho phép cao nhất đối
với người tiêu dùng.
* Các đồ hộp thực phẩm luôn sẵn có
Hầu như bất cứ loại thực phẩm nào thu hoạch chế biến đều có thể tìm thấy ở dạng đồ
hộp. Thực tế, trong nhiều thập kỷ nhiều loại thực phẩm chỉ sẵn có ở dạng đồ hộp. Ngày
nay, người tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn hơn và thường có thể tìm thấy các thực phẩm
đáng kể trong tủ đựng thực phẩm ăn đương thời.

22

Điều kiện xử lý được chọn là tối thiểu nhất để đảm bảo độ thanh trùng thương phẩm
nhưng vẫn giữ hương vị và giá trị dinh dưỡng cao nhất. Tất cả mọi quá trình xử lý đều
được FDA (Uỷ ban quản lý về thuốc và thực phẩm của Mỹ) phê chuẩn. Khi đồ hộp đã
được ghép kín và xử lý nhiệt, thực phẩm giữ được chất lượng cao trong thời gian 2 năm
và an toàn để ăn đến khi bao bì không bị hư hỏng gì.
1.2.2. Quy trình sản xuất đồ hộp
Đồ hộp thực phẩm rất đa dạng, mỗi loại đều có cách chế biến khác nhau, dùng các
thiết bị khác nhau nhưng phần lớn các loại đồ hộp đều tuân theo quy trình sản xuất cơ
bản sau:

Hình 1.5 : Sơ đồ quy trình sản xuất đồ hộp
Nguyên li
ệu

V
ận chuyển

Thu nh
ận, bảo quản

Phân lo
ại, phân cỡ

R
ửa

X
ử lý c
ơ h
ọc

X
ử lý nhiệt s
ơ b
ộ

Vào h
ộp

Rót x
ốt

Ghép mí, bài khí

Thanh trùng

Làm ngu
ội

Dán nhãn, bao gói

B
ảo quản th
ành ph
ẩm

Đ
ồ hộp h
àng hoá

Chuẩn bị hộp

Nguyên vật liệu phụ



23

Thuyết minh quy trình
* Phân loại và xử lý nguyên liệu
Chất lượng nguyên liệu và chất lượng của sản phẩm cuối cùng có quan hệ mật
thiết với nhau. Nguyên liệu sau khi thu nhận về cần tiến hành lựa chọn và phân loại
nguyên liệu. Có hai cách phân loại: theo phẩm chất nguyên liệu (tốt, xấu, ươn, thối,
tình trạng bệnh,…) và theo kích thước: độ lớn nhỏ theo nguyên liệu. Lựa chọn là để
loại trừ những nguyên liệu không đủ quy cách phẩm chất để chế biến. Phân loại là
để phân chia nguyên vật liệu thành những phần có tính chất tương đồng nhau về
phẩm chất và kích thước. Một các lý tưởng là các nhà máy sản xuất đồ hộp là tiếp
nhận nguyên liệu có chất lượng tốt và đồng đều để sau khi sản xuất xong có chất
lượng không đổi.
* Rửa nguyên liệu
Rửa là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất, bất cứ loại nguyên liệu nào trên
bề mặt chúng đều chứa nhiều tạp chất, dư lượng chất bảo quản và vi khuẩn. Trong
sản xuất người ta thường dùng nước rửa để nhằm loại trừ những tạp chất, bụi bẩn,
máu nhớt, các mảnh vụn xung quanh nguyên liệu, đồng thời làm giảm một số
lượng lớn vi sinh vật ở bề mặt nguyên liệu, sau khi rửa số lượng vi sinh vật có thể
giảm tới vài nghìn hay vài vạn lần so với lúc chưa rửa. Muốn rửa nguyên liệu tốt
phải đảmt bảo yêu cầu sau: nước rửa phải sạch, thời gian rửa phải nhanh để tránh hư
hỏng nguyên liệu, phải tiết kiệm nước, ít tổn thất chất dinh dưỡng, tia nước dùng có
thể phun có áp suất tới 2 - 3 atm, Tiêu chuẩn nước dùng trong chế biến phải là
nước dùng trong thực phẩm, không màu, không vị, đảm bảo theo quy định.
* Xử lý cơ học
Quá trình này nhằm loại bỏ các phần không ăn được hoặc có giá trị dinh dưỡng
kém như: vỏ, xương, vây, vẩy, nội tạng … để làm tăng giá trị cảm quan của thực
phẩm đóng hộp. Công đoạn này được thực hiện thủ công hoặc bằng máy móc. Tất
cả các bước xử lý phải được thực hiện dưới điều kiện của quy phạm sản xuất tốt,
nghĩa là những bước quan trọng của vệ sinh sản xuất phải được thực thi. Kiểm soát
tốt vấn đề nhiễm khuẩn từ bề mặt sản xuất, từ nội tạng hoặc từ nguyên liệu nhờ làm

24

vệ sinh thường xuyên hoặc giới hạn thời gian duy trì nhiệt độ thích hợp cho sự phát
triển của vi sinh vật gây hư hỏng.
* Xử lý nhiệt sơ bộ
Xử lý nhiệt sơ bộ thường được thực hiện bằng hơi nước, nước, dầu, không khí
nóng hoặc khói, hoặc sự kết hợp của các tác nhân trên. Nhằm mục đích: loại bớt
một phần nước của cơ thịt và ngăn cản sự thoát dịch trong suốt quá trình thanh
trùng nếu không chúng có thể tích lại trong hộp; loại bớt một chất béo tự nhiên,
một số chất có mùi mạnh, làm biến tính protein; làm long thịt từ khung mạng; tạo
các đặc tính mong muốn về hương vị và kết cấu, cố định màu sắc; tiêu diệt vi sinh
vật bất hoạt enzym; tạo lớp vỏ bao bên ngoài các sản phẩm dầu tinh bột; làm cho
cơ thịt của các loại giáp xác chắc hơn và hỗ trợ việc tách thịt; đình chỉ các quá trình
sinh hoá xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị
biến đổi, đuổi khí có trong gian bào của nguyên liệu.
* Vào hộp
Dù cho việc làm đầy hộp đựoc thực hiện thủ công hay tự động, điều quan
trọng nhất là khối lượng khi xếp hộp, và nhiệt độ xếp hộp đối với các sản phẩm xếp
nóng cần được theo dõi và cả hai ảnh hưởng đến mức độ truyền nhiệt đến tâm nhiệt
của hộp trong quá trình thanh trùng. Trong quá trình thanh trùng được thực hiện cao
hơn cao hơn giá trị tối thiểu để tiêu diệt Cl.botulinum (F
0
= 2,8 phút), những sự khác
biệt về khối lượng hoặc nhiệt độ xếp hộp có thể không ảnh hưởng đáng kể đến sức
khoẻ cộng đồng, tuy nhiên trong các quá trình có giá trị Fo xấp xỉ với giá trị an toàn
tối thiểu đối với Cl.botulinum (F
0
= 2,8 phút đến 3 phút), thậm chí với những sự
khác biệt nhỏ về nhiệt độ xếp hộp hoặc khối lượng xếp hộp cũng có thể ảnh hưởng

rất lớn đến hiệu quả của quá trình thanh trùng. Vì vậy công đoạn xếp hộp có thể là
tới hạn cho độ an toàn của sản phẩm, nó bắt buộc phải được thực hiện dưới sự kiểm
soát chặt chẽ.
Bên cạnh nhu cầu làm đầy hộp, khoảng không của đỉnh hộp là cần thiết để
giãn nở nhiệt, được gây ra do việc gia nhiệt sản phẩm từ nhiệt độ xếp hộp lên đến


25

nhiệt độ thanh trùng, không gây ra một sự tăng áp suất quá mức và sự hư hỏng của
mí ghép kín. Các thao tác của công đoạn xếp hộp bao gồm:
- Chuẩn bị hộp: Hộp phải được kiểm tra phẩm chất và rửa sạch bằng nước lã hoặc
nước nóng, khi cần thiết ta có thể rửa bằng dung dịch kiềm loãng để làm sạch tạp
chất, bụi, cát … sau đó sấy khô.
- Cho sản phẩm vào hộp: việc cho sản phẩm vào hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau:
đảm bảo về khối lượng tịnh, sai số cho phép của khối lượng tịnh mỗi hộp là 2 -3%.
Yêu cầu bao bì phải đáp ứng các yêu cầu sau: Không gây độc cho thực phẩm,
không làm cho thực phẩm biến đổi chất lượng, không gây mùi vị, màu sắc lạ cho
thực phẩm. Bền đối với tác dụng của thực phẩm. Chịu được nhiệt độ và áp suất cao.
Truyền nhiệt tốt, chắc chắn, nhẹ. Dễ gia công, rẻ tiền. Hình thức hấp dẫn, thích hợp
với sản phẩm. Sử dụng vận chuyển, bảo quản tiện lợi.
* Bài khí:
Quá trình bài khí là quá trình loại khí có ở trong hộp ra ngoài trước khi ghép
mí nhằm mục đích: giảm áp suất bên trong đồ hộp khi thanh trùng: nên hộp không
bị biến dạng, bật nắp hay hư hỏng hộp. Hạn chế sự oxy hoá các chất dinh dưỡng của
thực phẩm: oxy của không khí còn lại trong đồ hộp làm cho các quá trình oxy hoá
trong đồ hộp mạnh làm cho các sinh tố, nhất là vitamin C bị tổn thất, các chất oxy
hoá làm thay đổi hương vị, màu sắc của thực phẩm trong đồ hộp. Hạn chế sự phát
triển của các vi khuẩn hiểu khí gây hư hỏng thực phẩm: khi bài khí các vi sinh vật
hiếu khí không có điều kiện phát triển, nên dù còn sống cũng không gây hư hỏng đồ

hộp. Hạn chế hiện tượng ăn mòn sắt tây: nếu trong hộp còn oxy thì phản ứng với
hydro phá huỷ màng bảo vệ, dòng điện tiếp tục chạy và diễn ra quá trình ăn mòn.
Tạo độ chân không trong đồ hộp khi đã làm nguội: đồ hộp thực phẩm cần có độ
chân không nhất định để khi vận chuyển, bảo quản trong các điều kiện khí hậu khác
nhau. Độ chân không thường là 3,22 – 5,98 10
4
N/m
2
(250 – 450 mm Hg) trường
hợp đặc biệt mới tới 8,65 – 9,05 10
4
N/m
2
.
* Ghép kín: