BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM ĐỀ TÀI 7: ALGINATE

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM


BÁO CÁO TIỂU LUẬN

MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI 7: ALGINATE
Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Nhất Hoài
Người thực hiện:
Lê Thị Huỳnh Như
14125071
Lê Văn Thống
14131451
Nguyễn Hùng Vương
14127501
Lớp: DHTP10C Nhóm: 9

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 9 năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Chúng em xin chân thành cám ơn giảng viên hướng dẫn lớp - cô Nguyễn Thị Minh
Nguyệt đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất về mặt kiến thức, tài
liệu cũng như thời gian thực hiện để chúng em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo tiểu
luận này.
Trong quá trình thực hiện thu thập tài liệu, cũng như là trong quá trình làm bài báo cáo
này, khó tránh khỏi sai sót, rất mong cô bỏ qua.
Đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo
cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót,chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng
góp của cô để học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn trong những

lần báo cáo tiếp theo.
Em xin chân thành cảm ơn!


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................


MỤC LỤC


ALGINATE
-

-

1. Khái niệm
Alginate là một loại polymer sinh học được chiếc lọc từ tảo nâu được sử dụng
trong nhiều lĩnh vực như: chất tạo nhũ tương, tạo gel, làm tăng độ đặc, làm lớp
phủ ngoài cho sản phẩm.
Alginate là muối của acid alginic với một polymer β-1,4-D-Manuroic acid (M)
và α-1,4-L-Guluronic acid (G)
Được Stanfors phát hiện đầu tiên vào năm 1881, là một acid hữu cơ có trong
tảo nâu.
Nó tồn tại dưới dạng sợi, hạt hay bột màu trắng đế nâu.
Dược dùng làm chất tạo đông, chất ổn định chất tạo gel, chất nhũ hóa.

2. Cấu tạo

- Alginate được chiết xuất từ tảo nâu, loại Pheaphyceae.
- Cấu tạo hóa học của axit alginic gồm 2 phần: β-D-mannuronic (M) và
α-L-guluronic (G) liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucozit. Có 3 loại
liên kết có thể gặp trong phân tử Alginate: (M-M-M), (G-G-G), (M-M-G).

5


- Tỉ lệ M/G khác biệt do nguyên liệu tảo nâu khác nhau và ảnh hưởng đến
thuộc tính hòa tan của alginate. Cấu trúc hình học của alginate cũng ảnh
hưởng đến độ hòa tan của nó. Trong thực tế, alginate thương mại sản xuất
từ tảo nâu có thể có lượng M cao hoặc G cao. Với nguyên liệu tảo
Macrocystis pyrifera thì alginate có M cao; tảo Laminaria hyperborean lại
cho alginate có G cao.
- Thông thường alginate có G cao thường có cấu trúc gel chắc, màu sáng và
bền nhiệt. Trong khí đó, alginate có M cao thường có cấu trúc yếu hơn,
dẻo hơn và ít bền nhiệt hơn, nhưng lại bền khi đông lạnh/rã đông.
3. Tính chất
3.1. Tính chất vật lí
- Alinate là một polymer có tính acid yếu, không màu, không mùi, không
tan trong nước và các dung môi hữu cơ.
- Là chất có tính hút nước, trương nở khi ngâm trong nước.
- Alginate ở dạng muối tan trong nước, độ nhớt của dung dịch phụ thuộc
vào trọng lượng phân tử và lượng ion trong muối. Khác với agar, dung
dịch alginate không đông lại ngay cả khi làm lạnh đông. Việc làm lạnh
đông và làm tan dung dịch Na-algilnate khi có mặt ion Ca2+có thể làm tăng
độ nhớt của dung dịch.
- Muối alginate của kim loại alkali, ammonia, và các amin có khối lượng

phân tử thấp, tan ngay trong nước nóng hay nước lạnh, nhưng các muối
hóa trị II hai III thì không tan.
- Các dung dịch alginate rất nhớt, có thuộc tính phụ thuộc vào tỉ suất M/G,
khối lượng phân tử, và sự hiện diện điện phân trong dung dịch. Độ nhớt
giảm khi nhiệt độ tăng, và bị ảnh hưởng nhẹ bởi độ pH từ 4 – 10. Dung
dịch ở độ pH từ 5 – 10 có thể ổn định lâu ở nhiệt độ phòng.
6


3.2. Tính chất hóa học

- Tính chất của aginate với kim loại có hóa trị I:
o Dễ bị cắt bởi acid, kiềm mạnh, nhiệt độ, enzyme.
o Khi tương tác với acid hữu cơ thì tách alginic tự do.
o Dễ hòa tan trong nước, tạo dung dich có độ keo nhớt, độ dính cao.
o Khi làm lạnh không đông, khi khô trong suốt có tính đàn hồi.
- Tính chất của alginate với kim loại hóa trị II:
o Có độ chắc cao.
o Có khả năng tạo màu tùy theo kim loại.
o Không hòa tan trong nước.
o Khi ẩm thì dẻo (gel alginate), khi khô có độ cứng cao và khó thấm
nước, tỷ trọng thấp.
3.3. Tính chất tạo màng

- Alginate có khả năng tạo màng rất tốt. Các màn dẻo, đàn hồi, chịu dầu và
không dính. Màng thuộc nhóm polysacharide có khả năng ngăn oxi và
chất béo thấm qua vì vậy ức chế hiện tượng oxi hóa chất béo và các thành
phần khác của thực phẩm. Bên cạnh đó màng còn giảm thất thoát ẩm vì
lượng hơi nước trong màng sẽ bốc hơi trước hơn trong thực phẩm, từ đó
màng bao sẽ hơi khô và co lại làm cho lượng hơi bên trong không thoát ra

được.
- Màng alginate được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm nhằm
tăng thời gian sử dụng và làm tăng chất lượng sản phẩm. Màng bao ăn
được có thể được sử dụng để làm giảm tác hại do quá trình chế biến gây
ra. Màng bao có thể vừa kéo dài thời gian sử dụng, vừa ngăn mất mát
lượng ẩm và sự di chuyển chất tan, phản ứng oxi hóa.
3.4. Tính tạo sệt.

- Sử dụng trong các loại nước sốt, siurup và trội nhất là dùng trong kem.
Thêm Alginate có thể làm kem không nhớt và tạo bề mặt để bao gói với
vỏ plastic.
- Nhũ tương trong dầu như là mayonnaise, salad gia vị thì ít có khả năng
phân lớp thành dầu và nước nếu được tạo sệt với Alginate.
- Sodium Alginate thì không hữu dụng khi nhũ tương là dạng axit vì axit
alginic không hòa tan khi tạo thành trong môi trường axit. Propylene
glycol alginate (PGA) được dùng vì bền với điều kiện axit nhẹ.
7


- Alginate cải thiện cấu trúc, hình dạng và sự lấp lánh trong yarout, còn
PGA được dùng tạo bền cho protein của sữa ở điều kiện axit. Một vài loại
nước quả đục và trong, người ta thêm sodium Alginate hoặc PGA (nếu là
môi trường axit) để cản trở sự lắng của huyền phù (thịt quả).
3.5 Tính tạo nhớt

- Khi hòa tan alginate vào nước nó sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt, độ
nhớt tỉ lệ thuận chiều dài của phân tử.

Độ nhớt của alginate, mPa.S
- Qua những thông số trên cho thấy sự thay đổi độ nhớt với những nồng độ

khác nhau. ở một số trường hợp độ nhớt có thể tăng khi nồng độ thấp khi
có sự hiện diện của muối CaCO3, cancium tartat, ion Cacium liên kết với
Alginate tạo cầu nối giữa các phân tử làm tăng trọng lượng phân tử độ
nhớt của dung dịch.
4. Phân loại
- Theo nguồn khai thác:
o Alginate được sản xuất từ rong biển: Phaeophyceae và Laminaria.
o Alginate được tổng hợp từ Pseudomonas aeruginosa và Azotobacter
vinelandi.
- Theo tính năng của mỗi loại alginate:
o Natri alginate (C5H7O4COONa)n:

8




Là muối của acid alginic có liên kết (1,4) guluronic acid.
 Alginate ưa nước và có thể tạo gel không thuận nghich với sự
hiện diện của Ca2+ , nên nó có khả năng tạo màng tốt

Bảng tính chất vật lý của dung dịch natri alginate trong thực phẩm
(trích dẫn bởi Cao Như Lan, 2008)
o Kali alginate (C5H7O4COOK)n (tương tự Natri alginate).
o Canxi alginate [ (C5H7O4COO)2Ca]n

9


o Magie alginate [ (C5H7O4COO)2Mg]n (tượng tự Canxi alginate).

o Amoni alginate (C6H11NO6)n.

o Ngoài ra còn có alginate propylen glycon

10


5. Cơ chế tạo gel.
Sự tạo gel aginate là một tính chất quan trong. Trong điều kiện nhiệt độ cao trạng
thái sôi và làm nguội sẽ trở thành dạng gel. Thông thường, alginate kết hợp với
Ca2+ để tạo gel. Mỗi ion Ca2+ sẽ kết hợp với hai chuỗi alginate, liên kết chúng lại
với nhau tạo thành gel.

Kĩ thuật tạo gel:
• Các alginate có khả năng tạo gel khi có mặt Ca2+ và axit.
• Có thể tạo gel ở pH < 4, thường dùng kết hợp với pectin.
2+
- Ca có vai trò như cầu nối nên gel này không thuận nghịch với nhiệt và ít
đàn hồi.
11


-

Alginate hoặc hỗn hợp chứa alginate được nhúng hoặc phun dung dịch
Ca2+.

-

Phương pháp thích hợp tạo sản phẩm mỏng, kích thước nhỏ như tạo màng

bao.

Phương pháp làm lạnh: alginate được hòa tan trong nước với Ca2+ và các chất tạo
phức. Gia nhiệt đến nhiệt độ cao, để nguội đến khi gel Ca ổn định nhiệt. Gel có
thể tạo thành ở 50oC nhưng cấu trúc lại mềm.
6. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm.
- Một số hợp chất của axit alginic có tên là lamizell là một muối kép của
Natri và Canxi với một tỉ lệ nhất định. Lamizell tạo ra được một độ nhớt
đặc biệt và có khả năng kích thích ngon miệng, do đó rất quan tâm trong
sản xuất thực phẩm.
- Aglinate Natri cũng được dùng trong một số thực phẩm để hạn chế tăng
trọng.
- Trong sản xuất kem, axit alginic và muối của nó có thể dùng làm chất ổn
định trong kem ly, làm cho kem mịn có mùi thơm, chịu nóng tốt, thời
gian khuấy trộn lúc sản xuất ngắn.
- Cho vào sữa bò với nồng độ keo alginate natri 0.1% (1.8% sẽ chống được
hiện tượng các chất không hòa tan kết tủa).
- Khi tinh chế rượu dùng Aglinate Natri 1% để làm trong nếu gặp khó
khăn cho thêm than xương và canxi vào.
- Alginate còn dùng trong sản xuất bơ, bánh kẹo, fomat, nước giải khát
cũng như các mặt hàng đông lạnh.
- Aglinate Natri được dùng làm chất bảo vệ kem lạnh với những tác dụng
sau:
• Ngăn ngừa tạo ra các tinh thể đá băng.
• Ức chế hoàn toàn sự tạo thành tinh thể của lactozo
• Nhũ hóa các cầu béo
• Làm bền bọt
• Tạo độ nhớt cho kem
• Tạo gel, có khả năng giữ nước cho kem
• Làm cho kem không bị tan chảy.

- Với những thực phẩm có độ axit cao không thể dùng Aglinate Natri được
thì propylen-glycol Aglinate là chất thay thế rất tốt vì nó bền được cả
trong vùng PH=0-3.
12


7. Quy định nhà nước
(CXĐ: ADI chưa được BYT xác định).
Loại/ ứng dụng
Alginic axit
Sodium Alginates
Kali Alginates
Canxi Alginates

EU số
E400
E401
E402
E404

ADI
CXĐ
CXĐ
CXĐ
CXĐ

Nhóm thực phẩm
Sữa bơ (nguyên kem)
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men
Dầu và mỡ không chứa nước

Rau củ đã xử lý bề mặt
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp
xác, da gai
Sản phẩm trứng đông lạnh
Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi
Thức ăn nổ sung cho trẻ đang tăng trưởng
Rượu vang

ml
6000
5000
5000
GMP
5000
6000
300
5000
4000

(quy định về sử dụng axit alginic trong thực phẩm Ban hành kèm theo
Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001 của Bộ trưởng bộ y
tế).
Nhóm thực phẩm
Sữa lên men ( nguồn kem), có xử lý nhiệt sau lên men
Bơ và bơ cô đặc
Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi
Nước quả ép thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai

ml
5000

GMP
300
2500

(quy định về sử dụng kali alginate trong thực phẩm Ban hành kèm theo
Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001 của Bộ trưởng bộ y
tế).

13


Nhóm thực phẩm
Sữa bơ (nguyên kem)
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men
Dầu và mỡ không chứa nước
Rau củ đã xử lý bề mặt
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp
xác, da gai
Sản phẩm trứng đông lạnh
Thức ăn cho trẻ em dưới 1 tuổi
Thức ăn nổ sung cho trẻ đang tăng trưởng
Rượu vang

ml
6000
5000
5000
GMP
5000
6000

300
5000
4000

(quy định về sử dụng canxi alginate trong thực phẩm Ban hành kèm theo
Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001 của Bộ trưởng bộ y
tế).
8. Quy trình có ứng dụng alginate.
8.1. Quy trình sản xuất phô mai nấu chảy:
- Phô mai nấu chảy xuất hiện đầu tiên trên thị trường tại Thụy Sĩ vào năm
1910 do công ty Gerber sản xuất. Sản phẩm có cấu trúc mềm , dẻo, vị
mặn, không béo nhậy.
Tại Việt Nam, phô mai nấu chảy đã xuất hiện từ vài chục năm nay. Một
trong những thương hiệu của Pháp được người tiêu dùng biết đến là sản
phẩm phô mai nấu chảy có in hình đầu bò đang cười ( La vache qui rit).
- Người ta xử dụng nhiệt độ cao để nấu chảy một loại phô mai hoặc một
hổn hợp gồm nhiều loại phô mai khác nhau, có bổ sung thêm sữa và một
số phụ gia thực phẩm khác. Sau khi làm đồng nhất hổn hợp trên, ta tiến
hành đổ khuôn và làm nguội sẽ thu được một sản phẩm mới là phô mai
nấu chảy.
- Quy trình:

14


- Sự chuyển hóa natri alginate trong phô mai:
o Sự trao đổi ion giữa Na+ và Ca2+ các ion Ca2+ giữ vai trò quan trọng
trong việc tạo nên cấu trúc gel casein trong phô mai. Chúng liên kết
các phân tử casein lại với nhau nên một mạng lưới không gian định
hình cho cấu trúc gel. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và sự khuấy

trộn cơ học, một số ion Na+ trong alginate sẽ thế chỗ các ion Ca2+
đang liên kết với các phân tử casein trong phô mai. Hiện tượng trên
làm phá vỡ cấu tử gel và giải phóng ra những phân tử casein tự do. Vì
15


thế mà phô mai nấu chảy sau này sẽ có cấu trúc gel và độ cứng hoàn
toàn khác với phô mai nguyên liệu ban đầu.
o Trong quá trình xử lý nhiệt, một số phân tử và nhóm chức háo nước
trong alginate được hydrate hóa. Do đó, phô mai nấu chảy sẽ có độ
ẩm cao hơn và cấu trúc mềm hơn so với phô mai nguyên liệu.
o Liều lượng phô mai nóng chảy theo quy định của bộ y tế là dựa vào
GMP của từng nhà máy.
o Một số sản phẩm : phô mai vinamilk, kem vinamilk,…
8.2.

-

Sử dụng Alginate Natri để cố định tế bào nấm men trong lên men
bia, rượu, nước giải khác:
Trộn lẫn tế bào nấm men 20% và Alginate 2%
Nhỏ hỗn hợp xuống dung dịch CaCl2 0.5%
Các hạt gel sẽ hình thành, lớp ngoài là lưới gel Alginate Canxi, bên trong
hạt gel là các tế bào nấm men (microcapsule)
Sử dụng các hạt gel lên men nhiều lần.

16


9. Nguồn khai thác và các phương pháp sản xuất.

9.1. Nguồn khai thác.
- Alginate có trong tất cả các loại tảo nâu (phaeophyceae), là thành phần
chính của thành tế bào. Nguồn thu nhận chính trong công nghiệp là từ
tảo bẹ lớn.
Các loại tảo dùng để chiết xuất Alginate:
• Ascophyllum:
 Một loại tảo nâu, nhánh dài 1-4m.
 Sống ở những vùng nước lạnh, khu vực nước yên tĩnh và
không xuất hiện ở những nơi có sống mạnh.
 Thường tìm thấy ở Northern Hemisphere.
• Durivillaca:
 Thuộc loại tảo nâu.
 Phát triển tốt ở những vùng chảy mạnh, mọc trên đá.
 Cây vào mùa hè thường nhỏ hơn khi nhiệt độ tăng lên 190C,
phát triển tốt ở những nơi nhiệt độ không lên đến 150C.
• Laminaria:
 Ba loài chủ yếu: L.digitata, L.Hyperborea và L.saccharina.
17


 Phát triển ở những vùng nhiệt độ thấp 10-150C.
 Thường thấy ở Northern Hemisphere.
• Sargassum:
 Là loài được tìm thấy ở những vùng nhiệt độ ẩm, nhiệt đới.
 Loại này cho alginate không tốt bằng những loại khác.
 Tìm thấy ở các nước Indonesia và Philippines.
9.2. Các phương pháp sản xuất.
9.2.1. Quá trình xử lý hóa học
9.2.1.1.

Mục đích:

•

Cố định protein và chất màu trên phần cellulose, làm sạch dịch
chiết sau nấu.

•

Bảo vệ Alginate trong suốt quá trình công nghệ.
Các yếu tố ảnh hưởng:

•

Thời gian.

•

Nhiệt độ.

•

Nồng độ.

•

Tỷ lệ formol.
Ưu nhược điểm:

•

Ưu điểm: Làm tăng hiệu suất và chất lượng đáng kể dồng thời
không cần bổ sung formol khi một lý do nào đó công nghệ bị
chậm trễ.

•

Nhược điểm: Độc

9.2.1.2.
-

Xử lý formol:

Xử lý acid:

Mục đích:

18


•

Loại khoáng Ca, Mg ra khỏi muối Alginate trong cây rong, từ đó
giải phóng Alginic để Alginic dễ dàng tương tác kiềm trong quá
trình nấu. Rút ngắn quá trình nấu chiết.

•

Làm mềm cellulose của cây rong.

•

Acid có tác dụng hòa tan các thành phần phi Alginate chủ yếu
chất màu và các chất khác.

•

Tăng hiệu suất tách chiết, giảm thời gian nấu.
Giải thích:

•

Acid đẩy Ca, Mg ra khỏi cấu trúc gel bền, khi đó Alginic ở trạng
thái mạch đơn tự do nhưng vẫn chưa hòa tn mà vẫn ở trên thành
tế bào cây rong.

•

Khi kiềm hóa trị I vào nấu, phản ứng tạo muối kiềm I diễn ra
nhanh hơn, triệt để hơn, hiệu suất cao hơn.
Phản ứng diễn ra khi cho rong ngâm trong acid:

-

Ca(Alg)2 + 2H+

→

2 HAlg + Ca++

Alginic được giải phóng sẽ dễ dàng tương tác với kiềm hóa trị I để tạo
muối kiềm I hòa tan trong công đoạn nấu và tách ra.
HAlg + Na+

→ NaAlg + H+

Thường dung HCl, H2SO4 xử lý thì phản ứng tách Ca xảy ra như
sau:

-

[(C5H7O4COO)2Ca]n + 2nHCl → 2C5H7O4COOH + nCaCl2
[(C5H7O4COO)2Ca]n + nH2SO4 → 2C5H7O4COOH + nCaSO4
Ưu nhược điểm:

•

Ưu điểm: Tách được triệt để các khoáng ra khỏi polymer của
Alginate tạo điều kiện cho quá trình nấu chiết rất nhanh. Nếu
những thong số của quá trình xử lý phù hợp thì phương pháp này
19


có đóng góp rất tốt vào hiệu suất cũng như chất lượng của
Alginate rất tốt.
•

Nhược điểm: Thử nghiệm với từng loại rong để tìm ra biện pháp
thích hợp.

9.2.1.3.

Xử lý bằng CaCl2 0,1%.

Mục đích:

•

Làm mềm cellulose và khử khoáng Ca2+, Mg2+ nhẹ nhàng.

•

Bảo vệ keo rong.

•

Tác dụng cố định chất màu trên màng cellulose của cây rong làm
dịch nấu trong và sang.
Phản ứng diễn ra khi xử lý rong qua CaCl2:

-

CaCl2 +

H2O

→

Ca(OH)2

Ca++

Mg(Alg)2

+

Ca(Alg)2
CaCl2

CaCl2 →
+

2HCl →

+
H+

+

Ca(Alg)2

HCl

+

2HAlg

+

Cl-

MgCl2
+

Alginic
Ưu nhược điểm:

•

Ưu điểm: Đơn giản, không gây ô nhiễm môi trường, dễ thực hiện.

•

Nhược điểm: Qúa trình khử khoáng không mạnh mẽ, tác dụng
của nó gần như formol. Sử dụng phương pháp này để thay thế
formol đồng thời nên kết hợp với phương pháp xử lý acid là rất
tốt. Vì vừa cố định chất màu và vừa tách khoáng.

9.2.2.

Quá trình nấu tách Alginic.

9.2.2.1.

Nguyên lý:
20


-

Cho Alginic phản ứng với kiềm Na hoặc K để chuyển về dạng tan.

-

Sau đó cho Alginate Natri hoặc Kali ra khỏi môi trường nước. Môi
trường nấu chiết là kiềm hóa trị I và phản ứng tổng quát:

Alg-COOH

+

Ca-Alg

MA = Alg-COOM + HA
+

MA = Alg-COOM + CaA

Trong đó: MA: Dung dịch Hydroxit hoặc Cacbonat của kiềm hóa trị I;
còn HA là acid tạo thành sau phản ứng.
Alg-COOH: Alginic
M: kiềm hóa trị I
A: OH hay CO3, SO3, HPO4

Bản chất:

9.2.2.2.

Có 2 quá trình cơ bản:
 Chuyển Alginate không tan về dạng Alginate hòa tan.

 Khuyếch tán Alginate hòa tan từ rong ra môi trường chiết.

Các yếu tố cần lưu ý để quá trình Alginate đạt hiệu suất và
chất lượng cao:

9.2.2.3.

Chất kiềm:
•

Nguyên tắc: có thể sử dụng mọi kim loại kiềm.

•

Có 2 loại kiềm:

 Kiềm mạnh: KOH, NaOH…Tốc độ phản ứng xảy ra nhanh.
 Kiềm yếu: Na2CO3, Na2HPO4….Phản ứng diễn ra chậm.

21


Trong thực tế người ta sử dung dịch Na2CO3, Na2HPO4 để nấu:
•

Trường hợp nấu bằng dung dịch Na2CO3:

2nC5H7O4COOH + nNa2CO3 → 2nC5H7O4COONa + nH2O + nCO2
Alginic (không hòa tan)
•

Alginat Natri (hòa tan)

Trường hợp nấu chiết bằng hỗn hợp Na2CO3 và Na2HPO4:

2nC5H7O4COOH + nNa2CO3 → 2nC5H7O4COONa + nCO2 + nH2O
(1)
Alginic (không tan)

Alginat Natri (hòa tan)

2nC5H7O4COOH + nNa2HPO4 → 2nC5H7O4COONa + nH3PO4 (2)
Hàm lượng và nồng độ kiềm:
•

Vừa đủ để phá vỡ cấu trúc tế bào và chuyển toàn bộ Alginic về dạng
Alginate Natri.

•

Nồng độ kiềm thích hợp: 20% o với rong khô và 1% so với dung dịch
nấu.
Nhiệt độ nấu:

•

Phá vỡ nhanh tế bào cây rong trong thời gian hợp lý.

•

Thực hiện nhanh và triệt để phả ứng giữa Alginic với kiềm tạo
Alginate Natri hòa tan.

•

Giảm độ nhớt môi trường tạo điều kiện cho quá trình hòa tan Alginate
Natri trong dung dịch nấu.

Nhiệt độ nấu thích hợp: 60o-70o trong điều kiện dung dịch kiềm 1%, tỷ lệ
kiềm so với rong khô 20%.

22


Thời gian nấu:
•

Cần đủ để phản ứng Alginic chuyển thành Alginate xảy ra hoàn toàn và
đủ để Alginate Natri hòa tan ra môi trường chiết.

•

Thời gian nấu thích hợp: 1,5h-2h (Rong bị nát nhừ)
Môđun thủy áp:

•

Môđun thủy áp hay là tỷ lệ H2O/rong và kí hiệu: N. nước cần đủ hòa
tan Alginate tạo dung dịch có nồng độ thích hợp tạo điều kiện cho các
quá trình công nghệ về sau.

•

Theo kinh nghiệm thực tế lượng nước nấu của Sagasum là khoảng 1216 lần so với trong lượng rong khô và dễ lọc ở nhiệt độ 70o và nồng độ
keo rong hợp lí cho các công đoạn về sau.
Chế độ khuấy đảo:

Có 2 tác dụng chính:
•

Làm nhiệt độ và nồng độ hóa chất phân bố đều.

•

Kích thích cho phản ứng.

Cần khuấy đảo liên tục nhưng với tốc độ vừa phải, vận tốc khuấy thích hợp
10-25 vòng/phút.
9.2.3. Tách và tinh chế Alginic
•
•

Mục đích: làm tăng độ tinh khiết cho sản phẩm.

Thành phần hỗn hợp sau khi nấu:
 Tạp chất cơ học bao gồm:
-

Bã rong ( có kích thước khác nhau)

-

Một số chất khoáng không tan
23


 Tạp chất hòa tan bao gồm:

9.2.3.1.
•

•

Chất màu

-

Khoáng hòa tan

-

Một số những thành phần khác bị thủy phân trong quá
trình nấu (dung dịch Glucose)

-

Alginic Natri (nếu nấu trong môi trường kiềm Na)

Tách tạp chất cơ học:

Phương pháp lọc:
-

Lắng lọc

-

Ly tâm lọc

-

Lọc ép

Sau khi lọc thu được dịch lọc là dung dịch Alginate thô.
9.2.3.2.

•

-

Tách tạp chất hòa tan:

Có 3phương pháp:
-

Phương pháp alcol

-

Phương pháp acid hóa

-

Phương pháp Canxi hóa
Phương pháp alcol:

•

Cơ chế:

24


Khi cho alcol nồng độ cao với tỷ lệ cao so với dung dịch Alginate bị kết tủa
do alcol cạnh tranh dung môi nước của Alginate Natri. Sau đó, tách kết tủa
ra khỏi dung dịch, phần nước thải chứa đựng các tạp chất cần tạo ra.
-

Ưu điểm: Thời gian nhanh, tách trực tiếp được sản phẩm Alginate
Natri.

-

Nhược điểm: Giá thành Alginate cao do sử dụng lượng alcol lớn, khó
khăn trong sản xuất.
Phương pháp acid hóa:

•

Dùng acid vô cơ bổ xung vào dung dịch lọc để lấy Alginic ra khỏi

muối Alginat Natri, phản ứng của acid vô cơ với Alginat Natri như
sau:

•

Kết quả tạo ra Aginic không tan và nhẹ nên Alginic nổi lên trên bề
mặt dung dịch có thể lấy ra.

•

Ưu điểm:
-

Thời gian nhanh.

-

Tạo ra các Alginic tự do, đây là một bán chế phẩm có thể sử dụng
để sản xuất các loại Alginte Natri khác trong công nghiệp.

• Nhược điểm: Nồng độ và nhiệt độ , thời gian, tỷ lệ phải rất lưu ý vì nếu

quá dư sẽ cắt mạch làm độ nhớt giảm đi.
Phương pháp Canxi hóa:
25