Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm tìm hiểu về pectin agar carrageenan nguồn gốc tách chiết và chế tạo gel

Hóa Sinh Thực Phẩm 1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỒ HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

Môn: Hóa sinh thực phẩm 1

TÊN ĐỀ TÀI
Tìm hiểu về Pectin, Agar, Carrageenan
(Nguồn gốc, tách chiết và chế tạo gel)

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN THỊ TRANG
LỚP

: DHTP10B

NHÓM

: 13


Hóa Sinh Thực Phẩm 1

DANH SÁCH NHÓM
Stt

Họ và tên

Mssv

Lớp

1

Lê Hồ Đức Anh

14019101

DHTP10B

2

Hồ Văn Bảo

14090591

DHTP10B

3

Nguyễn Thanh Danh

14020411

DHTP10B

4

Nguyễn Quốc Dự

14035301

DHTP10B

LỜI CÁM ƠN
Chúng em cám ơn chân thành tới giáo viên giảng dạy bộ môn
đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này.
Do thời gian có hạn, kiến thức và sự hiểu biết của chúng em
còn hạn hẹp. Kính mong sự góp ý của cô đọc để đề tài của chúng em
hoàn thiện hơn

PECTIN
Nguồn gốc
•

Tên gọi Pectin được bát nguồn từ một từ gốc ở Hy Lạp là “Pectos” có
nghĩa là “hóa gel” hay “hóa đặc”, được phát hiện vào năm 1779 bởi
Vauquelin, tên gọi Pectin được sử dụng vào năm 1824


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
o Năm 1824, Smolenki lần đầu tiên xác nhận Pectin là polymer của

a. Galacturonic
o Năm 1830, Meyyor và Mark phát hiện thấy cấu trúc thẳng của
phân tử Pectin
o Năm 1937, cấu trúc của Pectin chính thức được Shneider bà Bock
xác định
• Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành
phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn
tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hòa tan và protopectin không hòa tan.

Dưới tác dụng của acid, enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì
protopectin chuyển thành pectin.

• Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là
galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000
đvC. Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung
60% đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo
đông.


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
• Cấu tạo phân tử pectin là một dẫn suất của acid pectic, acid pectic là
một polymer của acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết 14-glycozide.

• Acid Pectinic: chất được Methyl hóa thấp hơn 100%

• Acid Petic: chỉ acid Polygalacturonic hoàn toàn không chưa nhóm
Methoxy

• Hợp chất pectin được đặc trưng bởi 2 chỉ số quan trọng:


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
o Chỉ số methoxyl “MI” biểu hiện cho phần trăm khối lượng

nhóm methoxyl –OCH3 có trong phân tử pectin
o Chỉ số este hóa “DE” thể hiện mức độ este hóa của các phân tử

acid galactoronic trong phân tử pectin.
• Dựa trên mức độ methoxy hóa và este hóa, trong thương mại chia

pectin thành 2 loại: pectin có độ methoxyl hóa cao và pectin có độ
methoxyl hóa thấp.
• Pectin methoxyl hóa cao (High Methoxyl Pectin – HMP): DE >50 %
hay MI > 7%. Chất này có thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn
tạo đông cần phải có điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60
%.

• Pectin methoxyl hóa thấp (Low Methoxyl Pectin – LMP): DE < 50
% hay MI < 7%. Được sản xuất bằng cách giảm nhóm methoxyl trong
phân tử pectin. Pectin methoxy thấp có thể tạo đông trong môi
trường không có đường. Chúng thường được dùng làm màng bao bọc
các sản phẩm.


Hóa Sinh Thực Phẩm 1

• Trong quá trình bảo quản có thể bị tách nước hoặc lão hóa. Quá trình
tạo đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguồn pectin, mức độ methoxy
hóa càng cao thì khả năng tạo đông càng cao. Khi sử dụng cần phải hòa
tan pectin vào nước, khi pectin hút đủ nước thì mới sử dụng ở công
đoạn cuối chế biến.
• Các pectin đều là những chất keo háo nước nên có khả năng hydrat hóa
cao nhờ sự gắn các phân tử nước vào nhóm hydroxyl của chuỗi
polymethyl galacturonic. Ngoài ra, trong phân tử pectin 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.

Tách chiết

•

Nguyên liệu sản xuất Pectin
• Nguyên liệu được dùng để sản xuất pectin là các phế liệu thu
được trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả, thường là
táo hay quả có múi,… Ví dụ như vỏ cam quýt, bưởi bã táo còn lại
sau khi sản xuất nước táo. Các phụ phẩm này được sấy khô bảo
quản sử dụng trong thời gian dài. Trong các loại quả họ cam


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
quýt thì chanh và bưởi được ưa thích hơn cam. Lượng Pectin ở
vỏ cam quýt chiếm từ 20-50% trọng lượng khô, còn bã táo từ 1020%
• Sản phảm pectin từ vỏ trái cây có múi: được chiết xuất từ vỏ
chanh, vỏ cam, vỏ bưởi. vỏ của các loại trái cay này là sản phẩm
phụ của quá trình ép nước quả và có chứa hàm lượng Pectin cao
với những tính chất mong muốn.
• Sản phẩm pectin từ táo: Bã táo, phần thu nhận được từ quá trình
ép táo. Những sản phẩm này có màu sắc tói hơn (màu nâu) so
với pectin từ các loại trái cây có múi nhưng khác nhau về chức
năng
 Do lượng pectin trong quả có múi nhiều hơn trong bã táo nên
nhóm để chojnnguyeen liệu sản xuất pectin là từ quả có múi
•

Quy trình sản xuất pectin từ quả có múi
 Cùi, bã -> Tách hạt -> Xử lý đắng -> Xay nhỏ -> (dd HCl

loãng) Trích ly pectin -> (dd Na2CO3) Trung hòa -> Ép

(Bã ép) -> Cô đặc chân không -> (Bao bì) Rót bao bì ->
Thanh trùng -> Chế phẩm cô đặc pectin

Chế tạo gel


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
•

Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hoá khác nhau mà cơ chế tạo gel
cũng khác nhau.

•

HMP: Tạo gel theo cơ
chế Đường – Acid, sự kết
hợp của chuỗi pectin là
kết quả của hai tương
tác khác nhau

o Sự tương tác của

các

nhóm

kỵ

nước: các nhóm
methylester kỵ nước sẽ tụ tập lại sao cho bề mặt tiếp xúc với

nước là nhỏ nhất, tạo ra sự kết tụ ban đầu của các mạch Pectin,
chính các nhóm này quyết định thời gian tạo gel của HMP
o Sự hình thành cầu nối hydro: các cầu nối hydro được hình

thành giữa các nhóm cacboxyl tự do không phân ly, đóng vai trò
ở nđịnh khối liên kết trong quá trình kết tụ của các nhóm
methylester và giữ chúng lại với nhau, pH càng thấp, số nhóm
cacboxyl liên kết càng ít thì các cầu nối Hydro sẽ hình thành dễ
dàng
•

Đường có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của
phân tử pectin trong dung dịch.

•

Ion H+ được thêm vào hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quá trình chế
biến trung hòa bớt các gốc COO–, làm giảm độ tích điện của các phân


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
tử. Vì vậy các phân tử có thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội
phân tử và tạo gel.
•

Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ
yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl. Kiểu liên kết này không
bền do đó các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân
tử trong khối gel, loại gel này khác biệt với gel thạch hoặc gelatin.

•

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid,
hàm lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ.

•

30 ÷ 50% đường thêm vào pectin là saccharose. Do đó cần duy trì pH
acid để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose,
ngăn cản sự kết tinh của đường saccharose. Tuy nhiên cũng không nên
dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng
lớn saccharose gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh tạo nên các vón
cục.

•

Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ gây ra gel quá
cứng do đó khi dùng một nguyên liệu có chứa nhiều pectin cần tiến
hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn.

•

Khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào pH, nhiệt độ
càng giảm và hàm lượng đường càng cao thì gel tạo thành càng nhanh.

•

LMP: Tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+:

Hóa Sinh Thực Phẩm 1
+ Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca-

2+

, ngay

cả ở nồng độ < 0,1% miễn là chiều

dài

phân tử pectin phải đạt mức độ nhất

định.

Khi đó gel được tạo thành ngay cả

khi

không thêm đường và acid.
•

Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, cũng có nghĩa là tỷ lệ các nhóm –
COO– cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion
qua các ion hóa trị hai đặc biệt là Ca 2+.

•

Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl. Gel
pectin có chỉ số methoxyl thấp thường có tính chất đàn hồi giống như

gel agar – agar.

Agar
• Nguồn gốc của agar

•

Agar là phycocolloid có nguồn gố cổ xưa nhất( giữa thế kỉ 17). Tại Nhật
Bản, agar được coi là đã được phát hiện bởi Minoya Tarozaemon năm
1658 và một tượng đài là Shimizu-mura kỷ niệm lần đầu tiên nó được
sản xuất. Ban đầu, và ngay cả trong thời gian hiện tai, nó đã được thực
hiện và được bán như một chiết xuất trong dung dịch(nóng) hoặc dạng
gel( lạnh), được sử dụng kịp thời tại các khu vự gần nhà máy, sản
phẩm sau đó đã được biết đến như là tokoroten.Công nghiệp hóa của
nó như là một sản phẩm khô và ổn định bắt đầu vào lúc dau062 thế kỉ
18 và nó đã được gọi là kanten. Từ “ thạch agar”, tuy nhiên, có một
nguồn gốc Mã Lai và thạch là thuật ngữ thường được chấp nhận nhiều


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
nhất, mặc dù ở các nước nói tiếng Pháp và Bồ Đào Nha còn được gòi là
gelosa. Ngoài ra, Agar còn gọi là Kanten (Nhật Bản), Dongfen( Trung
Quốc)
• Agar là một polisaccharid, có nhiều trong tế bào vây trụ của các loại
rong đỏ ( loại Rhodophyceae). Payen (1859) là người đầu tiên nghiên
cứu loại Polisaccharid này. Trên thế giới, người ta có thể chế agar từ
các loại tảo thuộc các chi khác nhau như: Gelidium, Gracilaria,
Pterocladia… Gelidium là nguồn ưu tiên cho agar. 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.

• Các Agar tách thành hai tên khác nhau Polysaccharides là Agarose và
Aparopectin bằng cách sử dụng phương pháp Acetylation.
• Agarose có cấu tạo mạch thẳng, trung tính, từ các gốc Beta Dgalactopyranose và 3-6- alhidro-L- galactose. Cả hai gốc có sự xấp xếp
xen kẻ. độ bền các liên kết khác nhau. Liên kết Alpha 1-3 dễ phân hủy
bằng Enzim tạo thành Neoagarobiose. Liên kết Beta 1-4 dễ thủy phân
với xúc tác của Acid và tạo thành gốc Agar- agarobiose. Agaragarobiose làm cho Agar-agar trong môi trường nước có khả năng tạo
gel.
• Agaropectin có khả năng tạo gel thấp trong nước. cấu trúc của nó đến
nay vẫn chưa xác định rõ. Chỉ biết rằng nó được tạo nên bởi sự xấp xếp
xen kẻ giữa D-galactose và L-galactose và chúng chứa tất cả các nhóm
phân cực trong Agar.
• Các Agarose là hầu như vô Polymer, trong khi Agaropectin là một
Acidic polymer. Sau đó, Araki et al và các nhà khoa học – bằng cách
thủy phân và thoái biến Enzymic của Agar – cô lập Agarobiose và
Neoagarobiose, theo thứ tự tương ứng và tiết lộ rằng Agarose là gồm
Agarobiose lặp đi lặp lại, Disaccharide xen với 1,3-liên kết –Beta-Dgalactoptranose
galactopyranose.

va

1,4-

liên

kết-3,

6-anthydro-alpha-L-


Hóa Sinh Thực Phẩm 1

•

Ở nước ta, “rau câu” là nguyên liệu để chế biến thạch –Agar. Qua cuộc
điều tra ven biển các tỉnh phía Bắc, chúng ta đã phát hiện 11 loài. Đáng
chú ý là loài “rau câu” chỉ vàng Gracilaria verrucosa Papenf. Ở các tỉnh
phía Nam đã phát hiện 6 lloa2irau câu”, đáng chú ý là loài “rau câu” rễ
tre- Gelidiella acerose Feldm. Et Ham.

• Cơ chế tạo gel

•

Tạo gel rất bền, cấu trúc gel cứng, dòn, trong

• Khả năng tạo gel phụ thuộc vào nhiệt độ, ban đầu agar ở pha liên tục

và nước ở pha phân tán. Khi đưa nhiệt độ lên cao hơn 90 0c, Agar trở
thành pha phân tán và nước là pha liên tục do lúc này hình thành dạng
dung dịch bao gồm những tiểu phân mixen, ở giữa mixen là phân tử
Agar. Khi hạ nhiệt đô xuống 350c các hạt mixen được bao bọc quanh
một lớp nước liên kết tạo thành gel dẫn đến sự phân bố lại diện tích
trên bề mặt của những hạt mixen


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
• Khả năng hình tanh gel thuận nghịch nhiệt là đặc điểm duy nhất làm

cho Agarco1 một sự kết hợp cần thiết trong nhiều ứng dụng. Khi tạo
gel, các cầu nói hydro lam tang tính bền vững của cấu trúc mạng agar,
ching61 lại sự phân ly của hỗn hợp dịch khi tang nhiệt độ quá mạnh.

Bên cạnh đó, liên kết Beta 1-4 dễ thủy phân với xúc tác của axit và tạo
thành gốc Agar-agarobise. Agar- agarobise làm cho agar-agar trong
môi trường nước có khả năng tạo gel.
• Quá trình tạo gel xảy ra khi để nguội hay khi làm lạnh dung dịch agar.

Đây là chất tạo gel tốt nhất, nó có thể hấp thụ rất nhiều nước và tạo gel
nhờ các liên kết hydro ở nồng độ thấp( khoảng 0,04%). Khả năng tạo
gel và độ bền gel phụ thuộc vào nồng độ agar và phân tử lượng trung
bình của nó
•

Dung dịch agar sẽ tạo gel ở nhiệt độ 40-50 0c và tan chảy ở nhiệt độ
khoảng 80-850c. Dung dịch agar 1,5% tạo gel ở 32-39 0c, nhưng không
chảy ở nhiệt độ thấp hơn 60-970c. Sự khác biệt lớn giữa nhiệt độ nóng
chảy và nhiệt độ tạo gel còn được gọi là sự trễ nhiệt hysteresis. Đây là
một tính chất riêng đặc trưng của Agar

• Kích thước của lỗ gel sẽ khác nhau phụ thuộc vào nồng độ Agar. Nồng

độ agar càng cao thì bán kính lỗ càng nhỏ. Lỗ gel càng lớn thì hiệu quả
rây lọc càng bé. Khi làm khô sẽ tạo ra một màng trong suốt, bền cơ học
và có thể bảo quản lâu dài mà không bị hỏng
•

Agar có chứa một số gốc tích điện âm ( gốc sulfate và gốc cacboxyl) nên
gel agar cũng có một số tích chất trao đổi ion. Song khả năng ày rất
thấp vì nồng độ agar sử dụng thường chỉ vào khoảng 1%. Vì thế trong
điện di người ta dung agarose làm chất mang tốt hơn agar vì agarose
chứa rất ít gốc sulfate. Có thể khử các nhóm sulfate khỏi agarose

Hóa Sinh Thực Phẩm 1
( thậm chí cả agar) bằng cách xử lý với NaBH 4 trong môi trường kiềm
nhẹ ( khi đó gốc sulfate bị thủy phân), sau đó rửa bằng nước cất.
• Gel agar có tính thuận nghịch và đàn hồi. Gel của agar không màu,

không vị, không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm. Gel agar có
thể chịu được nhiệt độ cao 1000c, pH ttừ 5-8, khả năng giữ nước cao
 Nói chung, những thế mạnh của gel agar là điều được chứa đựng trong

agarose, sự có mặt của ion sulfate sẽ làm gel bị mờ đục, còn
agaropectin có khả năng tạo gel thấp trong nước

 Cơ chế chuyển thể của alkali trong Agar:

Vào năm 1961 Rees thừa nhận rằng Alkali ( chất kiềm) có thể loại bỏ
chổ xoắn ( sulfation tại C-6 của 1,4-liên kết-L-galactose còn lại) hiên có
trong phân tử agar, và 3,6- anhydro vòng được hình thành. Sau đó,
tăng 3,6- Ag và giảm sulfate sẽ cho ra dạng agar có tính gel mạnh. Điều
này cũng thay đổi theo từ C1 đến 1C cũng diễn ra trong cùng một cách


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
thức trong vivo của một enzym, ‘’dekinkase’’ với sự trưởng thành của
các khúc tản.
 Gel mạnh:
Các thế mạnh của một gel agar được xác định cho mình 1% gel bằng
cách sử dụng một thử nghiệm gel. Thông thường 1% Gelidium ( Tảo
thạch) agar gel cho một sức mạnh khác nhau, từ 300-500g/cm 2.
Với agar của gracilaria(Rau câu), các gel sức mạnh trong khoảng từ 50

đến 300g/cm2 và nó có thể đạt 500g/cm 2 hoặc nhiều hơn sau khi xử lí
với Alkali.
Agar từ các loại tảo khác nhau thì tính chất gel chịu ảnh hưởng bởi
những nhiệt độ khác nhau.

 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:
• Nhiệt độ pH:
o Agar ít bị tác động nhiều trong môi trường trung tính.
o Trong môi trường axit bị tác động mạnh khi nhiệt độ biến đổi.
o pH tối ưu cho quá trình tạo gel: 8-9

•

Các thành phần khác:


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
Tỉ lệ, Khả năng tạo gel giảm khi có mặt tinh bột, tăng khi có sự tồn tại của
đường.
nồng độ các thành ohan62 phối trộn với agar, chẳng hạn như: nếu dùng agar
1%, gelatin 4% thì nhiệt độ của gel là 90 0c, nếu nồng độ gelatin là 8% thì hệ
gel giảm nhiệt độ chảy là 400c.
1

Tách chiết agar

Sơ đồ: Gracilaria spp. → Tẩy trắng → Xử lý kiềm hóa → Rửa → Chiết→
Lọc→

Làm đông→ Đông cứng → Đánh tan→

Sấy khô→

Ép thủy lực → Sấy→ Ngiền → Bột rau câu
•

Tẩy trắng: Những tảo được đưa vào giỏ có chứa kim loại và treo lơ
lững tron một bồn chứa nước, trong đó Sodium hypochlorite, giải pháp
đã được bổ sung với sự có mặt của Chlorine ca. 0,05% trong 15 phút ở
pH 5-6. Sau đó, khoảng 2%( trọng lượng của tảo khô) của Thiosulfate
nattri sẽ được them vào làm giảm bớt tính hóa học của Hypochlorite.

Các tảo được đem lên và sau đó rửa sạch bằng nước
• Rửa: được rửa kỹ bằng nước sạch để loại bỏ kiềm tính. Một số lượng
phù hợp với axit có thể được thêm vào để thúc đẩy quá trình trung hòa
• Lọc: các nóng rượu được gửi đến bộ lọc có 20 lưới nylon và vải lọc để
sử dụng tốt với các bộ lọc chân không bấm hoặc bộ lọc
• Làm đông: Các phần nước nước lọc ra làm nguội trong hợp ở nhiệt độ
phòng và cắt thạch dạng que với cùng một cách thức như là thạch agar
• Đông cứng: các thạch dạng que được dặt trong phòng dông ở -15 0c
đến -180c trong 24h
• Đánh tan và sấy khô: Các thạch đông lạnh được đánh tan rữa với
nước sạch và khử nước với li tâm và sấy khô cho tới cạn
• Ép thủy lực: việc cắt nhỏ dạng gậy hay dạng phim được đóng gói vào
túi nilon và đem ép thủy lực khoảng 10-12 giờ, sự khử nước là cần thiết
tại một áp lực khác nhau từ 0,1 đến 6-10kg/ cm 2


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
•

Sấy và nghiền: được đưa đến aca1 phòng làm khô ở 70 0c và sau đó tạo

thành bột agar ( 80-100 lưới)
• Rong biển dung để chế rau câu. Sau khi rửa nước nhiều lần và ngâm
vôi, người ta cắt miếng nhỏ rồi đun trong nước nóng. Một lát sau chất
nhày tan vào nước, nước này ngày càng đặc quánh. Vớt bỏ bã, lọc rồi
tạo màng hay sợi: đó là rau câu hay agar- agar

Carragenan
• Nguồn gốc

• Được chiết xuất từ loại tảo đỏ có nguồn gốc từ Ireland, mọc dọc theo
bờ biển Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Island.
• Chiết xuất Carrageenan bằng nước nóng dưới điều kiện khá kiềm, sau
đó cho kết tủa hay cô đặc.
• Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết
xuất từ rêu Irish moss
(Loài

rong

đỏ

Chondrus crispus) tại
một ngôi làng trên bờ
biển

phía

Ireland

Nam

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.


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
• 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.
• Tên gọi khác: Irish moss gelose (từ Chondrus spp.); Eucheuman (từ
Eucheuma spp.); Iridophycan (từ Iridaea spp.); Hypnean (từ Hypnea
spp.); Furcellaran or Danish agar (từ Furcellaria fastigiata); INS No.
407.
• Cấu tạo:
o Carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer
o carrageenan, cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro Dgalctose. Các gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3

luân phiên nhau. Các gốc D-galactose được sulfate hóa với tỉ lệ
cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hóa.
o Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép.
Mỗi vòng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên.


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
o Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và

lambda-

carrageenan:

Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose- 4sulfate và 3,6-anhydro D-galctose. Iota-carrageenan cũng có cấu
tạo tương tự Kappa-carrageenan, ngoại trừ 3,6-anhydrogalactose bị sulfate hóa ở C số 2. Lambda-carrageenan có
monomer hầu hết là các D-galactose- 2-sulfate (liên kết 1,3) và
D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4).
o Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành

kappa và iota- carrageenan

• Tách chiết


Hóa Sinh Thực Phẩm 1

Rong sụn khô

Rửa sạch
Ngâm trong nước

-

Nhiệt độ 951000C
Thời gian 6065 phút
Tỷ lệ
nước/rong:52/
1

Xử lý kiềm

Rửa trung tính

-

Nhiệt độ 300C
Thời gian 40 phút
Nồng độ NaOH
5%

HCl

Nấu chiết
Lọc

Bã

Dịch lọc

Lên men lactic

Lạnh Đông, tan
giá

Phân bón

KCl

Phơi sấy

Xay nghiển
Carrageenan
Bao gói


Hóa Sinh Thực Phẩm 1

• Chế tạo gel

• Phụ thuộc rất lớn vào sự có mặt của các cation. Ví dụ: Khi liên kết với K+,

NH4+, dung dịch carageenan tạo thành gel thuận nghịch về nhiệt. Khi liên
kết với Na+ thì carrageenan hòa tan trong nước lạnh và không có khả
năng tạo gel.
• Muối K+ của carrageenan có khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giòn và
dễ bị phân rã. Chúng ta có thể giảm độ giòn của gel bằng cách thêm vào
locust bean gum. Carrageenan có ít liên kết ion hơn nhưng khi tăng lực


Hóa Sinh Thực Phẩm 1
liên kết có thể tạo gel đàn hồi. Carrageenan không có khả năng tạo gel.
Muối K+của nó tan trong nước.
• Dung dịch nóng của kappa và iota carrageenan sẽ tạo gel khi được làm
nguội xuống từ 40-600C dựa vào sự có mặt của các cation. Gel
carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, có nghĩa là
nhiệt độ gel và nhiệt độ nóng chảy của gel khác nhau. Gel ổn định ở nhiệt
độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ gel từ 5-12 0C thì gel có thể
chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại. Thành phần ion trong một hệ thực
phẩm rất quan trọng đến hiệu quả sử dụng carrageenan. Ví dụ: kappacarrageenan chọn ion K+ để là mổn định vùng tạo lien kết, tạo trạng thái
gel chắc giòn . Iota carrageena chọn Ca 2+ nối giữa các chuỗi tạo cấu trúc
gel mềm và đàn hồi