cấu tạo, thành phần hóa học và ứng dụng của rong biển

1. Lý do chọn đề tài :
Rong biển có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống con người. Từ thời xa xưa con
người đã biết sử dụng rong biển như là một chất tạo kết đông dùng trong mứt hay rau câu,
dùng làm thực phẩm ăn kiêng…Năm 1882, Walther Hess đã sử dụng pollysaccharit của rong
biển như một chất cố định vi sinh vật, một môi truờng nuôi cấy và phân lập vi sinh vật.
Ngày nay con người sử dụng rong biển như một chất phụ gia ứng dụng nhiều trong
thực phẩm. Họ sử dụng những pollysaccharit của rong biển trong những mục đích cố định,
tạo gel, nhũ hóa sản phẩm thực phẩm.
Bài tiểu luận này nghiên cứu về cấu tạo, thành phần hóa học và ứng dụng của rong
biển trong các chu trình công nghệ chế biến thực phẩm nhằm làm sáng tỏ những thông tin về
loại pollysaccharit thông dụng này.
2. Tính chất và vai trò của pollysaccharit :
Pollysaccharit được tạo thành từ những monosaccharit qua các liên kết glycoside. Nó
có thể chứa một loại đường đơn hay nhiều loại đường đơn khác nhau. Thủy phân các
pollysaccharit bằng acid sẽ tạo ra các đường đơn.
Pollysaccharit thực hiện các chức năng sau :
 Tạo hình
 Dự trữ
 Giữ nước
Pollysaccharit có khả năng tương tác với nhiệt và nước làm thay đổi tính chất và
trạng thái để tạo ra độ đặc, độ dẻo, độ dai, độ dính, độ xốp, độ trong, khả năng tạo màng.
Chúng được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, ở cả dạng tự nhiên và biến tính như
các chất tạo độ đặc hay tạo gel, chất làm bền nhũ tương và các hệ phân tán, chất tạo màng,
bảo vệ bề mặt các loại thực phẩm nhạy cảm khỏi những thay đổi không mong muốn, chất
độn để tăng tỉ lệ thành phần không tiêu hóa được dùng trong các thực phẩm ăn kiêng…
1
Có nhiều loại pollysaccharit xuất phát từ nhiều nguồn gốc khác nhau, ở đây ta chỉ
nghiên cứu về pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển mà điển hình là 3 loại chính sau đây:
 Agar
 Carrageenan
 Alginit và alginate

3. Pollysaccharit có nguồn gốc từ rong biển _Agar (E406) :
3.1. Nguồn gốc của agar :
Là một loại pollysaccharit được tách ra bằng nước sôi từ rong biển ( thuộc nhóm tảo
đỏ Rhodophyceae ) như Gelidium sp., Pterocladia sp. Và Gracilaria sp.
3.2. Cấu trúc của agar :
Agar là một phức hợp pollysaccharit của agarose và agaropectin. Thành phần chính
của mạch là β-D-galactopyranose và 3,6-anhydro-α-L-galactopyranose liên kết với nhau bởi
liên kết β-1,4 và α-1,3
Mạch pollysaccharit được este hóa ở mức độ thấp với acid sulfuric.Trong mạch
agarose cứ sau 9 đường galactose thì đường thứ 10 lại bị este hóa; còn trong mạch
agaropectin, tỷ lệ este hóa cao hơn, ngoài ra còn có mặt acid pyruvit để tạo thành các gốc
4,6-(1-carboxythylidene)-D-galactose. Tỷ lệ của agarose và agaropectin trong các loại agar
cũng rất khác biệt. Nếu có sự hiện diện của acid uromic thì với tỉ lệ không vượt quá 1%.
3.2.1.Agarose:
Agarose do β-D-galactopiranoza và 3,6-anhidro-α-Lgalactopiranoza luân phiên tạo
nên bằng liên kết β-1,4 và liên kết α-1,3
Agarose có cấu tạo như sau:
2
Khi thủy phân nhẹ bằng axit thì được agarobioza (I), khi thủy phân bằng enzim thì
được neoagarobioza(II).
Cấu trúc của agarose không đồng nhất : vừa tích điện vừa trung hòa điện . Trong phân
tử có chứa nhóm sulfat , metoxyl , cacboxyl. Hàm lượng sulfat trong agarose được coi là chỉ
số độ sạch của agarose . Chỉ số này càng thấp thì chất lượng càng cao. Thường trong agarose
có 0.04% sulfat.
Agarose là một polymer trung tính tạo nên tính đông tụ của agar .
3.2.2.Agaropectin:
Cấu tạo của agaropectin đến nay vẫn chưa chắc chắn . Theo nhiều nghiên cứu thì
agaropectin có lẽ do các gốc D-galacto 2 –sulfat và D –galacto-2,6 – disulfat tạo nên.
Công thức cấu tạo như sau:
3

Agaropectin là một polymer tích điện âm, làm cho agar có tính nhầy. Vì chúng có
mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau có khả năng làm giãn mạch và làm
tăng độ nhớt của dung dịch. Khi làm giảm độ tích điện và hydrat hóa sẽ làm cho sợi pectin
xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng ở
bên trong làm cho dung dịch có tính nhầy.
Trong agaropectin có chứa khoảng 6% sulfat
3.3. Tính chất của agar :
3.3.1. Tính tan :
Agar không tan trong nước lạnh, tan nhẹ trong ethanolamin và tan tốt trong
formamide. Agar nhận được nhờ kết tủa bằng cồn , ở trạng thái ẩm có thể tan tốt trong nước
ở nhiệt độ bằng 25
0
C , nhưng ở trạng thái sấy khô lại chỉ tan trong nước nóng.
3.3.2. Tạo gel :
Gel agar tạo thành sau khi agar được đun nóng và làm lạnh .Các phân tử có sự biến
đổi từ cấu trúc cuộn sang cấu trúc xoắn và tiếp theo là sự tổ hợp các chuỗi xoắn tạo thành
một mạng lưới không gian ba chiều nhốt các chất khô bên trong do số lượng liên kết hidro
rất lớn.
4
Agar là chất tạo gel tốt nhất , nó có thể hấp thu rất nhiều nước và tạo gel nhờ các liên
kết hidro ở nồng độ rất thấp ( khoảng 0.04%).
Dung dịch agar sẽ đông lại khi làm nguội đến 40-50
0
C và nóng chảy khi nhiệt độ gần
80-85
0
C .Gel agar có tính thuận nghịch nhiệt và đàn hồi.
Khả năng tạo gel và độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ agar và phân tử lượng trung
bình của nó (phân tử lượng trung bình càng lớn thì gel tạo thành càng bền ).Dung dịch 1.5%
tạo gel ở 32-39

0
C nhưng không chảy ở nhiệt độ thấp hơn 60-97
0
C.
Kích thước lỗ gel cũng khác nhau phụ thuộc vào nồng độ agar, nồng độ agar càng cao
thì bán kính lỗ gel càng nhỏ, khi làm khô gel sẽ tạo thành một màng trong suốt bền cơ học và
có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng.
Sự có mặt của ion sunfat làm cho gel bị mờ, đục. Do đó tránh dùng nước cứng để sản
xuất.
3.4. Ưu và nhược điểm agar dùng trong sản xuất thực phẩm:
3.4.1. Ưu điểm:
• Khả năng tạo gel cứng tại nồng độ rất thấp.
• Không cần bất kỳ chất hỗ trợ nào, không ảnh hưởng vị của sản phẩm.
• Có sự khác biệt giữa nhiệt độ nóng chảy và tạo gel: 40°C đông đặc, 80°C nóng
chảy làm cho agar rất dễ sử dụng.
• Có khả năng cạnh tranh với các chất tạo đông khác, không những về đặc tính
kỹ thuật mà còn có lợi về kinh tế.
• Không cần đường và pH trong quá trình tạo đông.
• Trong trường hợp nồng độ đường cao, agar có thể có các nội phản ứng làm
tăng lực bền gel.
• Có khả năng chống lại các phản ứng phân hủy do enzim, dùng làm môi trường
nuôi cấy vi sinh vật rất tốt.
• Có khả năng chống lại phân hủy acid (trừ trường hợp môi trường pH < 4)
• Không màu, không vị nên không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm.
3.4.2. Nhược điểm:
5