KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
PHỤ GIA THỰC PHẨM
----------

ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG KEO
ƯA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM RAU CÂU
GVHD : Th.S Nguyễn Phú Đức
Nhóm : 7
Danh sách thành viên:

Trương Anh Duy

2022110276

Nguyễn Hữu Hiếu

2022110258

Nguyễn Vũ Hi Hoan

2022110318

Đặng Hoàng Nguyên

2022110376

Nguyễn Phương Toàn

2022110286

Nguyễn Hoàng Vũ

2022110166

Thứ 4, Tiết 9.10

TP. Hồ Chí Minh, Tháng 5 năm 2014


Mục lục
Chương 1: Tổng quan...........................................................................................1

o

32

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Sản phẩm rau câu
1.1.1. Giới thiệu về sản phẩm rau câu

Rau câu là một trong ba loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật được chế
biến thành dạng khối đông đặc, có hình thức căn bản khá giống nhau, rất quen
thuộc với hầu hết người Việt Nam.

Râu câu là một trong những món tráng miệng rất được ưa
chuộng và được sử dụng như một loại sản phẩm dùng để giải nhiệt vào mùa hè.
Râu câu có nhiều hương vị để lựa chọn tùy vào loại trái cây hay hương liệu cho
vào. Món râu câu làm từ bột rau câu hòa tan trong nước nóng và thêm hương
liệu từ nước trái cây, sữa,....

3


1.1.2. Tác dụng của sản phẩm rau câu
•

Tốt cho da và giảm các rối loạn về da

Trong thạch rau câu chứa các axit amin tự nhiên, rất tốt cho da. Nó là tác
nhân giúp hình thành của các tế bào mới trong cơ thể. Nó giúp ngăn ngừa các
dấu hiệu lão hóa bình thường của. Trong thạch giàu axit aspartic, giúp thúc đẩy
quá trình tái tạo tế bào. Nó cũng là một loại thực phẩm tốt thúc đẩy sản sinh ra
collagen.
Bên cạnh đó, thạch rau câu là loại thực phẩm có chứa Inositol (vitamin
B8) và Niacin (vitamin B3), có tác dụng đặc biệt trong việc chống viêm da như:
rụng - thưa lông mi và lông mày, viêm da quanh các lỗ tự nhiên, viêm lưỡi, viêm
kết mạc, nhiễm nấm candida, viêm móng và quanh móng...
Do đó nó có tác dụng giúp ngăn ngừa các rối loạn về da. Trong thực tế, nếu
bạn thường xuyên bổ sung thạch rau câu vào chế độ ăn uống của mình, sẽ làm
giảm các rối loạn về da như viêm và mụn.
Vì vậy, nếu ăn một lượng vừa phải, làn da của bạn sẽ khỏe mạnh và hạn
chế bị tổn thương.
•

Tốt trong việc duy trì trọng lượng cơ thể
Thạch là món ăn ít calo, vì vậy, nó giúp bạn duy trì trọng lượng lý tưởng
của cơ thể. Hơn thế, không giống như những sản phẩm có vị ngọt khác, thạch có
hàm lượng đường vừa phải và có vị thanh mát dễ chịu. Vì vậy khi ăn thạch, bạn
không phải lo lắng cơ thể mình sẽ bị tăng cân.

•

Giúp tăng cường hệ miễn dịch
Thạch rau câu và các loại thạch hoa quả rất giàu carbohydrate và vitamin
B nên có thể giúp tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể. Bên cạnh đó nó còn
là loại thực phẩm giàu axit amin – những loại axit đóng vai trò sống còn trong
quá trình phục hồi sức khỏe.

4


Vì vậy mọi người thường có xu hướng thích thưởng thức một cốc thạch
sau mỗi buổi dồn sức tập luyện thể thao hoặc trong khi đang chán nản.
•

Duy trì sức khỏe tóc
Thạch rau câu và các loại thạch hoa quả rất giàu nguồn axit folic, giúp duy
trì sức khỏe tóc. Nó giúp ngăn ngừa các vấn đề về tóc mỏng và rụng tóc. Do đó,
nếu muốn cải thiện cho mái tóc của mình, bạn có thể bổ sung thạch vào chế độ ăn
uống của mình.

•

Giúp làm giảm cholesterol xấu

Bạn đã biết rằng khi lượng cholesterol xấu trong cơ thể tăng lên, thì nó có
thể khiến cho cơ thể gặp phải những cơn đau tim, đột quỵ và những bệnh tim
mạch khác. Thạch rau câu là loại thực phẩm giúp giảm cholesterol xấu, và làm
tăng lượng cholesterol tốt trong cơ thể. Điều này giúp bạn ngăn ngừa nguy cơ
mắc phải bệnh tim mạch.

•

Giúp ích trong bệnh viêm khớp
Thành phần chủ yếu trong thạch là gelatin (dạng keo – thành phần quan
trọng trong điều trị khớp). Khi bổ sung thạch vào chế độ ăn uống của mình, bạn
sẽ giúp các khớp xương tăng khả năng bôi trơn và ngăn ngừa tình trạng viêm
khớp. Thạch cũng giúp giảm viêm do đau khớp gây ra.

•

Làm giảm căng thẳng
Axit amin thiết yếu có trong thạch rau câu có tác dụng giảm bớt căng
thẳng. Bên cạnh đó, khi ăn thạch, cơ thể bạn sẽ được bổ sung một lượng Inositol
(vitamin B8) có tác dụng ngăn ngừa các triệu chứng thần kinh: rối loạn tri giác,
tinh thần chậm chạp. Thạch rau câu cũng giúp làm giảm các triệu chứng nhẹ của
bệnh trầm cảm ở phụ nữ.
1.2. Chất keo thực phẩm
1.2.1. Giới thiệu về chất keo thực phẩm

5


Chất keo thực phẩm hay còn gọi là keo ưa nước, thường được ngành công
nghiệp thực phẩm và phụ gia gọi theo những ứng dụng của chúng là các hợp

chất ổn định/làm bền (stabilizers), làm đặc (thickeners) và tạo gel (gelling
agents). Trong tự nhiên, các hợp chất này vốn có sẵn trong các tổ chức sinh vật
và chúng có một số chức năng cực kỳ quan trọng để giúp cho sinh vật có thể phát
triển tốt. Trong công nghiệp thực phẩm, nhiều hợp chất loại này được chiết xuất
từ các nguyên liệu tự nhiên bao gồm từ các nguồn thực vật trên cạn, dưới nước
cho đến động vật và nuôi cấy vi sinh vật. Chúng được đưa vào thực phẩm để tạo
ra các tính chất cấu trúc, tính chất lưu biến và tính chất cảm quan mà người tiêu
dùng yêu cầu. Keo thực phẩm có một ảnh hưởng sâu sắc đến các tính chất của
thực phẩm với tỉ lệ ít hoặc nhiều như trường hợp sử dụng một lượng
carrageenan rất nhỏ trong các sản phẩm sữa có gia nhiệt hoặc khi sử dụng một
lượng tinh bột, gelatin khá lớn trong các sản phẩm kẹo dẻo. Sự ứng dụng hiệu
quả của keo thực phẩm là một chủ đề hấp dẫn mà nó tiếp tục hứa hẹn sự chú ý
của các nhà nghiên cứu. Trong những năm gần đây, những kỹ thuật nghiên cứu
mới đã giúp khám phá và hiểu rõ hơn sự hình thành mạng lưới cấu trúc và sự kết
hợp của chúng với các polemer khác.
Ở một khía cạnh khác, một số loại keo thực phẩm được xem là có
các đặc tính của chất xơ. Công nghiệp thực phẩm trên thế giới đã có những ứng
dụng chúng để thay thế các chất béo trong một số loại thực phẩm để tạo ra các
sản phẩm thân thiện với sức khỏe. Ngoài ra, ví có các đặc tính của chất xơ hòa
tan hoặc không hòa tan mà chúng đang được nghiên cứu để chứng minh vai trò
có lợi cho sức khỏe tương tự như các loại prebiotic hiện nay.
Người ta cho rằng khó có thể liệt kê đầy đủ các tính chất chức năng
của keo thực phẩm mà chúng đem lại cho thực phẩm các đặc tính cảm quan.
Người ta đã dùng một câu phát biểu rằng: “ keo thực phẩm được hiểu rất ít
nhưng lại có mặt hầu như trong tất cả các thực phẩm” để nói lên mức độ quan

6


trọng và tính phổ dụng của chúng trong tất cả các ngành sản phẩm thực phẩm.

Nhìn chung, keo thực phẩm có 4 vai trò lợi ích sau:
-

Cung cấp sự tiện lợi

-

Cải thiện và nâng cao chất lượng

-

Có lợi ích chức năng cho sức khỏe

-

Hạ giá thành sản phẩm một cách đáng kể
Hầu hết các chất keo thực phẩm là các polymer polysacharide ngoại trừ
gelatin, casein... là các polymer protein. Khối lượng phân tử của các
polysacharide từ vài trăm ngàn đến vài triệu Dalton, có cấu trúc phức tạp và
chúng được cấu thành từ các phân tử đường đơn như glucose, galactose,
mannose... hoặc các dẫn xuất của các loại đường bằng các liên kết đặc trưng. ở
trạng thái tự nhiên các polysacharide ở trạng thái tích điện âm hoặc , trung tính
và một số trong chúng kết hợp và các ion kim loại như calcium, potassium,
magesium.
1.2.2. Nguồn cung cấp chất keo thực phẩm

Phụ gia chất keo thực phẩm có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn
gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận về nhiệt, thời
gian tạo gel hay điện tích. Nhưng chất keo thực phẩm thường được phân theo
nguồn gốc xuất xứ trong tự nhiên cũng như bản chất tự nhiên hay bán tổng hợp

của chúng
Keo thực phẩm tự nhiên

Keo thực phẩm bán tổng hợp

Gum Aribic

Carboxymethyl

(acacia gum)

cellulose ( CMC)

Trong dịch chiết Gum Tracaganth

Dẫn

từ cây (nhựa cây) Gum Kayara

cellulose

7

xuất

từ Methyl cellulose
Microcrystalline


celluse (MC)

Locust bean gum Dẫn xuất từ tinh Carboxylmethyl
Trong hạt hoặc (LBG)

bột (tinh bột biến starch

củ

tính)
Guar gum

Hydroxyethyl
starch

Konjac flour

Hydropropyl starch

Agar

Tổng hợp từ vi Xanthan gum

Alginate

sinh vật

Carrageenan

Low

methoxyl

pectin (LMP)

Trong rong biển
Pectin

Propylene
Nguồn khác

Nguồn khác

Dextran

Gelatin

glycol

alginate
Carboxylmethyl
locus bean gum

Tinh bột

Carboxymethyl
guar gum

1.2.3. Tính chất chung của chất keo thực phẩm
1.2.3.1. Tạo độ nhớt

Khi kết hợp với nước, keo thực phẩm tạo ra một dung dịch hoặc phân tán

có độ nhớt cao. Độ nhớt này phụ thuộc vào nồng độ chất keo trong nước, bản
chất hóa học, cấu trúc phân tử... kết quả là các loại keo thực phẩm khác nhau có
thể là có độ nhớt rất khác nhau ở cùng nồng độ. Chính tính chất tạo nhớt này làm
chúng được ứng dụng để tạo nhớt, tạo đặc cho các sản phẩm dạng lỏng; là chất
tạo nhủ và làm bền hệ nhũ tương; là chất chống lắng các nguyên liệu dạng hạt

8


rắn lơ lửng trong thực phẩm lỏng, chất giữ ẩm để làm mềm, chất làm ổn định để
tạo xốp cho các sản phẩm bánh nướng và kiểm soát sự hình thành các tinh thể đá
trong các sản phẩm lạnh đông...
1.2.3.2. Tạo gel

Chỉ có một số loại gel thực phẩm có tính chất này. Sự tạo gel là sự tạo
thành mạng lưới liên kết chặt chẽ, có cấu trúc của keo thực phẩm với nhau và
với nước, kết quả là đem lại trạng thái rắn (hóa rắn) cho các thực phẩm ban đầu
có trạng thái lỏng. Nồng độ và điều kiện tạo gel của các loại keo thực phẩm cũng
rất khác nhau. Tính chất tạo gel này có vô số ứng dụng trong công nghiệp thực
phẩm để sản xuất ra các sản phẩm có cấu trúc gel từ mềm, đàn hồi đến cứng
mềm dễ gãy.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả nưng tạo gel:
•
•

Liên kết giữa các phân tử, cấu trúc các phân tử và điện tích phân tử
Nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch

Ngoài ra, trong những năm gần đây người ta đã sử dụng một số keo thực
phẩm như một nguồn chất xơ hòa tan. Nhiều bằng chứng khoa học đã chứng tỏ

các lợi ích chức năng của một số keo thực phẩm, chẳng hạn như gum arabic và
guar gum. Khoa học cũng cho thấy khả năng tiềm tàng của chúng trong việc hạ
tháp cholesterol và làm giảm nguy cơ ung thư. Việc sử dụng các chất keo này
trong các chương trình giảm cân cho người tiêu dùng đã được thực hiện và chắc
chắn chúng sẽ được sử dụng rộng rãi trong tương lai.

CHƯƠNG 2: CÁC CHẤT KEO ƯA NƯỚC TRONG SẢN
PHẨM RAU CÂU
2.1. Agar
2.1.1. Nguồn gốc

9


Agar là loại keo thực phẩm thuộc nhóm polysaccharide được khám phá và
sử dụng đầu tiên tại Nhật Bản hơn 350 năm trước. chúng có nhiều tên gọi khác
nhau: Kanten (Nhật Bản), Dongfen (Trung Quốc)…
Agar có nhiều trong tế bào vây trụ của một số loài tảo đỏ Rhodophyceae
thuộc hai loài Gelidium và Gracilaria, trong đó agar từ loài Gelidium cho cấu trúc
gel mạnh hơn.
Bảng 2.1: Sự phân bố agar từ loài Gelidium trên thế giới
Loài

Địa điêm

Gelidiella acerosa

Nhật Bản, An Độ, Trung Quôc

Gelidium amansii

Nhật Bản, Trung Quốc

Gelidium cartilagineum

Mỹ, Mexico, Nam Phi

Gelidium lớp sừng

Nam Phi, Bô Đảo Nha, Tây Ban Nha, Morocco

Gelidium liatulum

Nhật Bản

Gelidium lingulatam

Chile

Gelidium paciíicum

Nhật Bản

Gelidium pristoides

Nam Phi

Geliđium sesquipedale

Bo 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

2.1.2. Cấu tạo

Agar là một hỗn hợp gồm hai thành phần polysaccharide, một thành phần
chính có thể tạo gel chắc, trung tính gọi là agarose và một thành phần phụ tạo
gel yếu, tích điện gọi là agaropectin.

10


Agarose là một polymer mạch thẳng, không chứa nhóm sulphate, được tạo
thành từ nhiều đơn vị cơ bản agarobiose nối với nhau (Hình 2.1). Agarobiose là
disaccharide được tạo thành từ D-galactose và 3,6-anhydro-L-galactopyranose.

Agaropectin có đơn vị cấu trúc cơ bản giống như agarose nhưng điểm khác là nó
có các nhóm bên gồm sulphate lên đến 8%, methyl và acetyl acid pyruvic. Chính
các nhóm bên này đã ngăn cản polymer tạo ra một cấu trúc có trật tự, vì vậy
agaropectin hầu như không đóng góp cho sự tạo gel của agar.

Hình 2.1. Đơn vị cơ bản agarobiose của agarose
2.1.3. Phân loại
Tùy thuộc vào tỉ lệ khối lượng agar/nước trong quá trình hòa tan mà các
nhà sản xuất chia 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 1/201/25 khối lượng thì quá trình hòa tan mới đạt được tối ưu
2.1.4. Tính chất

Vai trò của agar trong thực phẩm đã được Codex xếp vào nhóm phụ gia
tạo gel, làm đặc, chất ổn định. Trên thị trường, agar có nhiều trạng thái kích
thước khác nhau nhưng phổ biến vẫn là dạng bột màu trắng đến vàng nhạt với
kích thước hạt khoảng100 - 150µm. Agar không tan trong nước lạnh và khi đun

11


nóng lên chúng kết hợp với nước tạo thành trạng thái hydrate hóa. Khi hạ nhiệt
độ xuống khoảng 40oC, chúng tạo ra một trạng thái gel cứng, giòn, dễ gãy. Khi gia
nhiệt lên 85oC, gel lại bị chảy ra ở dạng lỏng. Nhiệt độ này gọi là điểm chảy
(melting point) của gel và gel có tính chất đông đặc – chảy lỏng – đông đặc nhiều
lần như vậy được gọi là gel thuận nghịch nhiệt.

2.1.4.1. Tạo gel

Agar là loại keo thực phẩm có chức năng đặc trưng là chất tạo gel. Khi
đun nóng polymer tạo thành một khối, khi dung dịch nguội đi ( nhiệt độ khoảng
40-50°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 (Hình 2.2).
Nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ chảy của gel sẽ tăng lên theo nồng độ agar
trong dung dịch. Ví dụ: Agar từ loài Gelidium có nhiệt độ tạo gel tăng từ 32 đến
38oC và nhiệt độ chảy gel tăng từ 86 đến 89 oC khi nồng độ agar tăng từ 0,5 đến
2,0%.
Một đặc điểm chung là loại agar nào có hàm lượng sulphate thấp sẽ cho
cường độ gel cao. Agar từ loài Gelidium có hàm lượng sulphate thấp hơn và vì
vậy tạo ra cường độ gel cao hơn so với agar từ loài Gracilacia.

12


Hình 2.2. Sơ đồ tạo gel của agar
Chú thích:
Cool: Làm nguội; Heat: Gia nhiệt.
Các thông số nhiệt độ của gel agar đối với 2 loài này như sau:
• Gelidium: Khoảng nhiệt độ tạo gel là 28-31oC, nhiệt độ chảy gel là 80-90oC.
• Gracilacia: Khoảng nhiệt độ tạo gel là 29-42oC, nhiệt độ chảy gel là 76-92oC.
2.1.4.2. Tính chất và quá trình hydrate hóa agar

Agar chỉ có thể đạt được trạng thái gel tốt nhất khi nó được hydrate hóa

hoàn toàn trong nước. Khi dùng agar dạng bột (là dạng dùng phổ biến) trộn vào
nước, nó dễ dàng tạo ra trạng thái vón cục và như vậy sẽ cản trở các chuỗi
polymer được hydrate hóa hoàn toàn. Để khắc phục, có thể trộn agar trong nước
lạnh kết hợp với thao tác khuấy khi nhiệt độ được nâng lên hoặc có thể trộn
trước bột agar với một lượng đường gấp 5 lần lượng agar để giúp phân tán các
hạt agar trong đường. Sau đó cho vào nước lạnh hoặc nóng, kết hợp với quá
trình khuấy đều và nâng nhiệt độ lên. Khi agar được phân tán hoàn toàn, dịch
agar cần được đun cho tới khi sôi để quá trình hydrate hóa xảy ra hoàn toàn.

13


Trong trường hợp trộn agar vào dung dịch có nồng độ đường cao cũng sẽ
làm cản trở sự hydrate hóa của agar. Do đó sản xuất rau câu hoặc sản phẩm
chứa nhiều đường, chỉ nên trộn đường vào dung dịch chứa agar khi agar đã
được hydrate hóa hoàn toàn.
Ngoài ra, do agar có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao với pH< 5-5,5; nên trộn
acid (nếu có) vào dung dịch agar khi nó đã hydrate và trong quá trình làm nguội
về nhiệt độ tạo gel, nghĩa là lúc này nhiệt độ của dung dịch agar đã giảm xuống.
2.1.4.3. Các ưu điểm nổi bật của Agar
•

Do năng lực tạo gel lớn nên agar hình thành gel ở nồng độ khá thấp, với ngưỡng
nồng độ chỉ khoảng 0,2%. Mức sử dụng thực tế trong sản xuất thực phẩm trong

khoảng 0,5-2,0%.
• Một tính chất đặc biệt quan trọng của agar là giá trị chênh lệch lớn giữa nhiệt độ
tạo gel và nhiệt độ chảy của gel. Sự chênh lệch nhiệt độ này được gọi là “độ trễ
của gel (gel hyteresis)” và khoảng chêch lệch nhiệt độ được gọi là “giá trị độ trễ
(hyteresis value)”. Đối với agar từ loài Gelidium và Gracilaria có hàm lượng

methyl hóa thấp, giá trị độ trễ của chúng vào khoảng 50-60 oC. Nếu agar có hàm
lượng methyl hóa tăng thì giá trị này sẽ giảm xuống do nhiệt độ tạo gel của loại
agar này giảm xuống. Giá trị độ trễ của agar lớn hơn nhiều so với các loại keo ưa
nước khác, do đó nó có một số ứng dụng độc nhất vô nhị trong công nghiệp thực
phẩm (sẽ giải thích rõ ở phần ứng dụng).
• Agar hình thành gel trong một dãy pH rộng. Do phân tử agarose là chuỗi polymer
trung tính nên nó không bị thủy phân ở dãy giá trị pH thông thường của thực
phẩm, ví dụ như các loại trái cây. Tuy nhiên, agar có thể bị thủy phân bởi acid ở
nhiệt độ cao, pH<5.
• Agar có thể tạo gel mà không cần sự có mặt của các cation (như ion Ca 2+, Mg2+,
K+, Na+,...) nên nó không tạo ra “vị kim loại” cho sản phẩm (vị này có thể có trong
các sản phẩm dùng keo ưa nước như alginate, carrageenan vì các gel này cần có
các cation nói trên để tạo gel). Mặt khác, cũng vì sự không phụ thuộc mà agar
vẫn cho cấu trúc gel ổn định nếu nguyên liệu của sản phẩm có sự dao động về
hàm lượng của các cation này (ví dụ như nguyên liệu sữa).

14


•

Sự tạo gel của agar không đòi hỏi một hàm lượng đường tối thiểu (như đối với
nhiều loại keo thực phẩm khác). Vì vậy có thể sử dụng nó thích hợp trong các loại
mứt có độ ngọt thấp, hàm lượng đường thấp. Tuy nhiên, trong một số trường
hợp, hàm lượng đường cao hỗ trợ sự hình thành mạng lưới gel và làm tăng độ

mạnh gel.
• Agar có hàm lượng chất xơ hòa tan cao, không bị hấp thu, do đó nó không tạo
năng lượng cho thực phẩm. Đây là ưu điểm được sử dụng trong các thực phẩm
cần năng lượng thấp, có giá trị chức năng, sinh học cao cho sức khỏe con người.

2.1.5. Vai trò của Agar trong sản phẩm rau câu
Các ưu điểm nói trên tạo cho agar có những ứng dụng đặc trưng trong sản
xuất các thực phẩm cần có cấu trức gel kiểu giòn, dễ gãy (short texture) với độ bề
nhiệt và giữ nước tốt. Ngoài ra gel của nó còn tương đối bền trong điều kiện acid
và có tương tác rất hạn chế với các thành phần khác của thực phẩm. Các sản
phẩm có thể ứng dụng được agar như sau:
•

Các sản phẩm gel nước (water gel): Rau câu trái cây và các sản phẩm tương tự

dùng tráng miệng, trứng cá muối nhân tạo...
• Các sản phẩm kẹo, sản phẩm ngọt (confectionary): Kẹo dẻo, mứt đông, rau câu
uống, kẹo mềm, nhân kẹo...
• Các sản phẩm sữa: Bánh flan, pudding, custard, kem...
• Các sản phẩm thịt, cá đóng hộp: Pa tê cá...
Ứng dụng của agar là sản phẩm rau câu:
Agar là thành phần chính trong sản phẩm rau câu, tạo nên cấu trúc gel
cứng, dòn cho sản phẩm.
Agar được đun sôi trong nước hoặc nước ép trái cây cho tới khi agar tan
hoàn toàn. Sau đó cho đường, hương liệu, màu vào. Dịch lỏng này được đổ vào
khuôn và để yên cho đông lại. Người ta có thể cho vào dịch lỏng các miếng trái
cây xắt lát (dâu, dứa...) để tạo ra sản phẩm rau câu hấp dẫn hơn. Trong trường
hợp sử dụng gelatine trong sản phẩm tráng miệng như rau câu, người ta không
thể trộn dứa vào vì dứa có chứa enzyme bromelin có thể thủy phân gelatine,
trong khi agar không bị enzyme này thủy phân.

15


Một sản phẩm phổ biến hiện nay có liên quan đến rau câu là rau câu dầm

đường. Sau khi hoàn thành sản phẩm rau câu ở trên, chúng được cắt thành hình
khối vuông/hạt lựu và trộn với dịch syrup đường, sau đó đem hỗn hợp này rót và
đóng hộp rồi thanh trùng để tạo ra thành phẩm. Điểm đặc biệt ở đây là quá trình
thanh trùng sản phẩm không lam cục râu câu bị chảy (nghĩa là gel bị chảy) vì
nhờ giá trị độ trễ của agar rất cao, nói cách khác, gel agar được hình thành ở
40oC nhưng lên đến hơn 85oC gel mới đạt đến điểm chảy.
2.2. Carrageenan
2.2.1. Nguồn gốc

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 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.
2.2.2. 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 nhau. Vì vậy, carrageenan không
phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan

16


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-, λcarrageenan 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 2.3: Sự chuyển hóa cấu trúc carrageenan
•
•

Là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 Loại polymer.
Cấu tạo từ cấc gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose liên kết nhau bằng liên
kêt β-D (1 -4) và α-D (1 -3) galactosid luân phiên nhau.

Hình 2.4: Cấu trúc carrageenan

17


2.2.3. Phân loại

Có 3 loại carrageenan chính: hai loại kappa carrageenan và iota
carrageenan hình thành gel thuận nghịch nhiệt, có cấu trúc từ cứng, chắc, mềm
và đàn hồi. Loại thứ ba là lambda carrageenan thì không tạo gel.

•

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.
Kappa carrageenan tương tác cộng hưởng với các keo thực phẩm khác để
cải thiện cấu trúc gel, ví dụ như cộng hưởng với các polymannan là locust bean
gum và konjac. Một tương tác đặc trưng giữa kappa carageenan với casein sữa
được sử dụng rất rộng rãi để làm bền, ổn định các sản phẩm sữa và từ sữa.
•

lota carrageenan : tương tự ĸ- ngoại trù 3,6-

anhydro D-galactose bị sunfate hóa ở C số 2. Gồm
32% gốc sulfat và 30% liên kết 3,6-anhdro Dgalactose.
•

Lambda carrageenan : có monomer hầu hết là các D-galactose-2-sunlphat (lk

1,3) và D-galactose-2,6-dísuíilphat. Gồm 35% gốc
sulíat và không có liên kêt 3,6-anhdro D-galactose.
2.2.4. Tính chất
2.2.4.1. Độ tan
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 carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các
carrageenan này không tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối thì
dễ tan hơn. Thí dụ như λ-carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có
thêm 3 nhóm sulfat ưa nước nên nó tan trong nước ở điều kiện bất kỳ.
Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –carrageenan

18


tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước
nóng.
2.2.4.2. 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:
α
[η] = K(M )
w

Trong đó:
η: độ nhớt
M : trọng lượng phân tử trung bình
w
• K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi hòa tan
2.2.4.3. Tương tác giữa carrageenan với 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.

19


Hình 2.5: Các hình thức liên kết giữa carrageenan với protein
2.2.4.4. Tạo gel

Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ
thấp (nhỏ hơn 0,5 %). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như
lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba
chiều vững chất, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ
dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử

polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này
mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là
những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết.

Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation
với một nồng độ nhất định. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, được
thực hiện theo hai bước:
- Bước 1: khi hạ nhiệt độ đến một giới hạn nào đó trong phân tử
carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự
sang dạng xoắn có trật tự. Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc
vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ thuộc vào dạng và nồng

20


độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan. Do đó, mỗi một dạng
carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng.
- Bước 2: gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ
xoắn. Trong trường hợp đầu, 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. Trong
trường hợp thứ hai, 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.
Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện
sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp
các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel. Như vậy, gel là tập
hợp các xoắn có trật tự hay còn gọi là xoắn kép

Hình 2.6: Cơ chế tạo gel của carrageenan

Trong các hệ thống thực phẩm, carrageenan đã được chứng minh là một
phụ gia làm ổn định, làm đặc và tạo gel rất hiệu quả. Tính chất vật lý cơ bản
của 3 loại carrageenan chính nói trên, bao gồm các đặc tính tạo gel, khả năng
hòa tan được trình bày ở Bảng 2.2.

21


Bảng 2.2: Tóm tắt các tính chất của carrageenan
Độ hòa tan

Lambda

Iota

Kappa

Nước nóng (80oC)

Hòa tan

Hòa tan

Hòa tan

Nước lạnh (20oC)

Tất cả các muối

Muối Na+ hòa tan

Muối Na+ hòa tan

lambda đều hòa

Muối Ca2+ tạo ra

Đối với muối K+,

tan

các hạt trương nở

Ca2+ thì trương nở

có tính chất

có giới hạn.

thixotropic
Sữa nóng (80oC)

Hòa tan

Hòa tan

Hòa tan

Sữa lạnh (20oC)

Làm đặc

Không hòa tan

Không hòa tan

Sữa lạnh (có bổ

Làm tăng tính

Tạo đặc hoặc tạo

Tạo đặc hoặc tạo

sung tetra sodium

chất tạo đặc

gel

gel

pyrophosphate-

hoặc tạo gel

Không hòa tan

Hòa tan trong

TSPP)
Dung dịch (dd)

Hòa tan

đường 50%

điều kiện dd nóng

Dung dịch muối

Hòa tan trong

Hòa tan trong

10%

điều kiện dd

điều kiện dd nóng

Không hòa tan

nóng
Sự tạo gel
Ảnh hưởng của các

Không tạo gel

cation

Tạo gel mạnh nhất Tạo gel mạnh
với Ca2+

nhất với K+

Cấu trúc gel

_

Dẻo

Giòn, dễ gãy

Sự tách nước

_

Không

Có

Độ trễ (hyteresis)

_

5-10oC

10-20oC

Bền trong điều kiện

Có

Có

Không

Không

Không

Có

Không

Không

Có

Có

Không

Có

Có

Không

Bị thủy phân

Bị thủy phân, quá trình bị thúc đẩy bởi

lạnh đông – rã đông
Cộng hưởng với
locust bean gum
(LBG)
Cộng hưởng với bột
konjac
Cộng hưởng với tinh Không
bột
Sự thuận nghịch với
lực khuấy, cắt
(shear-reversibile)
Độ bền trong môi
trường acid

nhiệt độ cao, pH thấp, thời gian kéo
dài.

Tương tác với

Tương tác mạnh với protein trong

Tương tác đặc

protein

điều kiện acid

trưng với kappa
casein của sữa

Tính chất tạo gel và tạo đặc của các loại carrageenan khác nhau là rất
khác nhau. Ví dụ, kappa carrageenan hình thành một gel chắc với ion K + trong
khi iota carrageenan tương tác với ion Ca 2+ để tạo ra loại gel dẻo mềm. Các
cation không có ảnh hưởng gì tới tính chất không tạo gel của lambda
carrageenan nhưng nó sẽ tạo gel trong dung dịch muối có nồng độ rất cao. Việc
ứng dụng các sự kết hợp này đòi hỏi phải có hiểu biết và kinh nghiệm về
carrageenan, tuy nhiên việc này có thể được hỗ trợ từ các nhà cung cấp phụ gia.
Trong 3 loại thì lambda có ít ứng dụng nhất trong thực phẩm, trong nhiều
trường hợp, bó chỉ cung cấp các tính chất chức năng bổ sung cho kappa


carrageenan, ví dụ tạo cho gel sữa kappa carrageenan có cấu trúc mượt, mịn
(creamy) hơn. Các sản phẩm thương mại có dán nhãn “lambda carrageenan”
trong thực tế chính là loại carrageenan không tạo tạo gel và thành phần của nó
là một hỗn hợp của lambda và loại kappa chưa bị biến đổi cấu trúc.
2.2.5. Vai trò của carrageena trong sản phẩm rau câu

Ngày nay thì người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất
carrageenan. Những nhiên cứu chi tiết về các loài rong này đã cho phép người
ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng đươc nhu cầu
nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất carrageenan.
Trong những năm cuối thế kỉ 20 thị trường tiêu thụ carrageenan
không ngừng tăng. Theo thống kê năm 2000 hơn 80% sản lượng carrageenan
được sản xuất từ các công ti của các quốc gia sau:
•

•
•
•
•

FMC của Mĩ
CP kolco của Mĩ
Danisco của Đan Mạch
Degussa của Đức
Ceamsa của Tây Ban Nha.

Hiện nay công nghiệp sản suất carrageenan 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 phải kể đến Trung Quốc, Nhật Bản, Philippin... Ở Việt Nam cũng đã
có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất carrageenan với hiệu xuất thu hồi
cao, hơn nưã khí hậu của chúng ta thích hợp cho việc phát triển cây rong sụn
nguồn nguyên liệu. chính để sản xuất carrageenan đây là thuận lợi lớn để
chúng ta tiến hành mở nhà máy sản xuất carrageenan.
Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực phẩm và
phi thực phẩm. Trong công nghệ thực phẩm Carrageenan được sử dụng là một
chất để điều chỉnh độ chắc, trạng thái, tính chất cảm quan…Chức năng của nó
là tạo nhũ tương, keo tụ và tính kết nối. Ngoài ra nó còn ứng dụng trong


công nghệ khác như: công nghiệp dệt, sản xuất kem đánh răng,

kỹ

nghệ sơn…
Ngày nay với tốc phát triển của khoa học, con người đã khám phá ra

nhữnglợi ích của Carrageenan trong nhiều lĩnh vực: thực phẩm, y dược và dược
phẩm,…
Ứng dụng của carrageenan trong sản phẩm rau câu:
• Carrageenan có khả năng tạo gel, bảo vệ các phần tử chất khô làm
cho sản phẩm lâu chảy và có khả năng chịu nhiệt tốt
• Carrageenan còn có khả năng làm giảm sự tồn tại của các phân tử
nước tự do, làm sản phẩm trở nên mịn hơn
• Tăng khả năng giữ nước
• Tăng thời gian bảo quản sản phẩm
2.3. Konijac
2.3.1. Nguồn gốc
Keo Konjac được chiết xuất từ cây Konjac, là một loại cây thân thảo lâu
năm họ Amorphophallus Blume, Araceae và được trồng chủ yếu ở Trung Quốc,
Nhật Bản và Hàn Quốc
Hiện nay, Konjac là thứ duy nhất có thể cung cấp số lượng lớn
Glucomannan. Nó không chỉ là thứ mà cơ thể con người cần với hơn 10 loại
amino axít và nhiều loại nguyên tố vi lượng, lại có đặc tính ít đạm, ít chất béo,
chất xơ cao, hút nước mạnh, tỷ lệ nở cao.
Do thành phần chính của keo Konjac là Glucomannan và các tính chất của
keo Konjac là do Glucomannan tạo thành nên trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu
chủ yếu về Glucomannan
2.3.2. Cấu tạo của Glucomannan

Glucomannan là một polysaccarit có cấu tạo mạch thẳng, khối lượng phân
tử từ 200 ÷ 2000kDa, được tạo nên từ các đơn vị cấu trúc là D-glucose và Dmannose liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4-glycosit. Tùy thuộc vào nguồn gốc
của glucomannan mà tỷ lệ giữa D-glucose và D-mannose trong phân tử có sự