ĐỀ TÀI: CẤU TRÚC – TÍNH CHẤT – CHỨC NĂNG – ỨNG DỤNG CỦA AGARAGAR

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
MÔN: HÓA HỌC THỰC PHẨM
******

ĐỀ TÀI: CẤU TRÚC – TÍNH CHẤT – CHỨC NĂNG –

ỨNG DỤNG CỦA AGAR-AGAR

TP Hồ Chí Minh, tháng 9 năm 2012


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:.............................................................................................................................. 4
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 2:.............................................................................................................................. 5
NỘI DUNG ĐỀ TÀI.................................................................................................................. 5
2.1.

Nguồn gốc và lịch sử hình thành của Agar – agar........................................................5

2.2.

Cấu trúc của Agar – agar................................................................................................6

2.2.1.

Agarose...................................................................................................................... 7

2.2.2.

Agaropectin...............................................................................................................8

2.3.

Tính chất của Agar..........................................................................................................9

2.3.1.

Tính tan..................................................................................................................... 9

2.3.2.

Tính tạo gel................................................................................................................ 9

2.3.3.

Tính đông đặc.......................................................................................................... 12

2.3.4.

Tính dẻo và trọng lượng phân tử...........................................................................13

2.3.5.

Tính tương thích.....................................................................................................13

2.4.

Chức năng...................................................................................................................... 13

2.4.1.

Phục vụ như một điều ruột, điều chỉnh rối loạn tiêu hóa....................................13

2.4.2.

Tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể...........................................................14

2.5.

Phương pháp kiểm tra..................................................................................................14

2.5.1.

Kiểm tra định tính..................................................................................................14

2.5.2.

Kiểm tra định lượng...............................................................................................15

2.6.

Phương pháp thu nhận.................................................................................................15

2.6.1.

Sản xuất Agar– agar từ Gracilaria (Rau câu).......................................................16

2.6.2.

Sản xuất agar – agar từ Gelidium (Tảo thạch) (Trung Quốc).............................18

2.6.3.

Quy trình sản xuất Agar – agar chất lượng cao ở Việt Nam................................19
1


2.7.

Ứng dụng........................................................................................................................ 20

2.7.1.

Trong thực phẩm....................................................................................................21

2.7.1.1 . Agar sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo và mứt trái cây...............21
2.7.1.2.

Agar sử dụng trong công nghệ đồ hộp............................................................24

2.7.1.3.

Agar dùng trong quy trình chế biến xúc xích................................................24

2.7.1.4.

Agar sử dụng trong kem, phomat, sữa chua..................................................24

2.7.1.5.

Các sản phẩm khác từ Thạch – agar như Rau câu........................................25

2.7.2.

2.8.

Một số ứng dụng khác............................................................................................27

2.7.2.1.

Làm môi trường trong công nghệ nuôi cấy mô..............................................27

2.7.2.2.

Làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn và nhiều sinh vật khác..........................27

2.7.2.3.

Sử dụng trong Y khoa......................................................................................28

2.7.2.4.

Nhuộm màu trong công nghệ dệt, giấy...........................................................29

2.7.2.5.

Thành phần trong các loại mỹ phẩm..............................................................29

2.7.2.6.

Xét nghiệm vận động.......................................................................................30

Các nghiên cứu liên quan..............................................................................................30

2.8.1. Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện sinh cellulase ngoại bào trên môi trường
liên quan công nghiệp..........................................................................................................30
2.8.2. Nghiên cứu chiết phân đạm và tinh chế Agar từ rong Gracilaria – heteroclada
bẳng phương pháp trao đổi ion...........................................................................................31
2.8.3.

Nghiên cứu kỹ thuật vi ghép cây bưởi...................................................................33

2.8.4.

Thử nghiệm Catalase..............................................................................................33

2.8.5. Mối liên quan giữa tỷ lệ diệt H.Pylori và tình trạng kháng kháng sinh của các
bệnh nhân viêm, loét da dày tá tràng do nhiễm H.Pylori tại bệnh viện nhi Trung ương
34
2.8.6.

Vẽ tranh bằng các chủng vi sinh vật mang nhiều màu sắc..................................36

2.8.7. Nghiên cứu và phát triển thuốc trừ sâu sinh học Bacillus thuringiensis tại Việt
Nam....................................................................................................................................... 38
CHƯƠNG 3:............................................................................................................................ 39
KẾT LUẬN.............................................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................................40

2


CHƯƠNG 1:

MỞ ĐẦU
Ngày nay, khoảng 75% lượng thực phẩm tiêu thụ hằng ngày của con người là loại thực
phẩm đã qua chế biến và đóng gói sẵn – tức là thực phẩm công nghiệp. Từ đó chúng ta dễ dàng
hình dung ra sự kì vĩ của ngành công nghiệp thực phẩm ngày nay.
Hóa học thực phẩm chính là những kiến thức cơ sở, những kiến thức hết sức quan trọng
cho các bạn sinh viên, các nhà nghiên cứu, các nhà sản suất hoạt động trong lĩnh vực công
nghiệp thực phẩm do cung cấp những thông tin, kiến thức về cấu tạo, tính chất của các hợp
phần trong thực phẩm cũng như sự tương tác giữa các hợp phần và quá trình biến đổi của
chúng trong khi chế biến, bảo quản. Đó cũng chính là cơ sở đầu tiên để xây dựng các quy trình
công nghệ chế biến nhiều loại nguyên liệu nông sản và sản xuất các mặt hàng thực phẩm.
Một trong những chất được ứng dụng khá nhiều trong các công nghệ chế biến thực
phẩm là Agar – agar. Agar – agar là một trong các chất phụ gia hàng đầu của ngành ẩm thực.
Nó chủ yếu được dùng làm rau câu như là một chất kết đông trong các món mặn ngọt. Ngoài
ra, còn được còn dùng để chế biến trong công nghệ sản xuất bánh kẹo đóng gói, công nghệ đồ
hộp, trong kem, phomat, sữa chua. Đặc biệt còn được dùng làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn
và nhiều sinh vật. Để hiểu rõ hơn về nguồn gốc, cấu trúc, tính chất, chức năng và nhiều ứng
dụng hơn nữa của Agar - agar trong ngành công nghệ thực phẩm cũng như trong các lĩnh vực
khác và trong cuộc sống, nhóm chúng tôi đã chọn đề tài: “Tìm hiểu cấu trúc, tính chất, chức
năng và ứng dụng của Agar – agar” làm nội dung chính cho bài tiểu luận này. Hy vọng bài
tiểu luận của chúng tôi sẽ mang đến cho quý thầy cô cùng các bạn những thông tin thật bổ ích
và cần thiết về loại phụ gia quan trọng này.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các thầy, cô khoa Công nghệ thực phẩm đã hướng
dẫn chúng em thực hiện tốt bài tiểu luận này. Bài viết của nhóm còn nhiều thiếu sót mong thầy,
cô và các bạn đóng góp ý kiến thêm để bài tiểu luận hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

3


CHƯƠNG 2:

NỘI DUNG ĐỀ TÀI
2.1.

Nguồn gốc và lịch sử hình thành của Agar – agar
Agar là phycocolloid có nguồn gốc cổ xưa nhất (giữa thế kỷ 17). Tại Nhật Bản, agar

được coi là đã được phát hiện bởi Minoya Tarozaemon năm 1658 và một tượng đài là Shimizumura kỷ niệm lần đầu tiên nó đã được sản xuất. Ban đầu, và ngay cả trong thời gian hiện tại, nó
đã được thực hiện và được bán như là một chiết xuất trong dung dịch (nóng) hoặc dạng gel
(lạnh), được sử dụng kịp thời tại các khu vực 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
bắt đầu của thế kỷ 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 nhất, mặc dù ở các nước nói
tiếng Pháp và Bồ Đào Nha còn được gọi 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, Ahnfeltia … 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.

Hình 2.1.1. Tảo đỏ

Hình 2.1.2. Đầm lầy tảo đỏ
4


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 (Huds.) Papenf. Ở các tỉnh phía Nam đã phát hiện 6 loài “rau câu”, đáng
chú ý là loài “rau câu” rễ tre – Gelidiella acerose (Forssk.) Feldm. Et Ham.
2.2.

Cấu trúc của Agar – agar
Từ 1940 đến 1950 việc nghiên cứu sản phẩm thay thế Galactose như Methylated,

Sulfated và Pyruvated galactoses đã được minh chứng là cấu trúc phân tử của Agar.
Cấu tạo cơ bản của Agar gồm các đơn vị D-galactose và L-galactose. Chúng liên kết với
nhau theo kiểu Dgalactose và Lgalactose, cứ khoảng 10 đơn vị Galactose thì có một nhóm
sunfat ở đơn vị galactose cuối. Trong mạch Polisaccharid của agar có dạng liên kết ester ở
cacbon thứ 6 của acid sunfurit (Jones, Peat 1942), (hình 2.2).
Hình 2.2. Công thức cấu tạo của Agar -agar

Araki (1956) đã cung cấp các chứng cứ chứng minh tính khác thể của agar. Cấu trúc
chính xác của agar chưa biết rõ, song có thể biết nó chứa ít nhất hai cấu tử là agarose và
agaropectin (là thành phần chính của agar) bằng cách sử dụng phương pháp acetylation.

5


2.2.1. Agarose
Agarose -thành phần chủ yếu của thạch tạo nên gel chính, là một polymer tuyến tính, có
cấu tạo mạch thẳng, trung tính, từ các gốc Dgalactopiranose và 3anhidroLgalactopiranose luân

phiên tạo nên bằng liên kết và liên kết (hình 2.2). Cả hai gốc có sự sắp xếp xen kẽ. Độ bền các
liên kết khác nhau. Liên kết 1,3 dễ phân hủy bằng enzim tạo thành neoagarobiose. Liên kết dễ
thủy phân với xúc tác của acid và tạo thành gốc agar – agarobiose. Agar – agarobiose làm cho
agar – agar trong môi trường nước có khả năng tạo gel.
Mạch agarose được ester hóa ở mức độ thấp với acid sulfuric, cứ sau 9 đường galactose
thì đường thứ 10 lại bị ester hóa.
Cấu trúc của agarose không đồng nhất: vừa là tích điện vừa là trung hòa điện. Trong
phân tử có chứa nhóm sunfat, metoxyl, cacboxyl. Hàm lượng sunfat 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% sulfate.
Tiến hành và kết luận:
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
Dagarobiose lặp đi lặp lại, disaccharide xen với galactopyranose và1,3anthydro L
galactopyranose.

Hình 2.2.1. Disaccharide lập lại đơn vị cấu trúc của agar

6


2.2.2. Agaropectin
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 sắp xếp xen kẽ giữa D – galactose –2 – sulfate và
D – galactose –2,6 – disulfatevà chúng chứa tất cả các nhóm phân cực trong agar.
Các agaropectin dường như hoàn toàn là agarose, nhưng có chứa lượng axit nhóm như
sulfate, pyruvate và glucuronate nhóm.
Trong agaropectin có chứa khoảng 6% sulfate.
Tỷ lệ ester hóa cao hơn, ngoài ra còn có mặt acid pyruvic để tạo thành các gốc 4,6– (1–
carboxyethylidence)–D–galactose.

 Nhận định:
Các agarose là hầu như vô Polymer, trong khi agaropectin là một acidic polymer. Tỷ lệ
của agarose và agaropectin trong các loại agar cũng rất khác biệt.Nếu có sự hiện diện của acid
uronic thì với tỷ lệ không vượt quá 1%.

 Một số nghiên cứu về cấu trúc Agar:
Từ 1960 đến 1980, áp dụng các kỹ thuật mới trong việc nghiên cứu agar như
Fractionation, trong trao đổi Chromatography, Enzymic thoái biến và đặc biệt là

13

C-NMR

quang phổ cho phép xác định chính xác hơn việc nghiên cứu cơ bản cấu trúc hóa học và sắp
xếp của các đơn vị lặp đi lặp lại trong các phân tử agar.
Nghiên cứu gần đây của Yaphe et al (1971) trên DEAE-Sephadex chỉ ra rằng agar không
chỉ có tính chất trung tính mà còn có những tính chất của Polysaccharide nhưng lại gồm một
loạt những chuỗi phức tạp liên quan đến Polysaccharides từ một phạm vi mà hầu như vô phân
tử xuất phát từ muối Sulfated hidratcacbon. Các Polysaccharide vô gelling có khả năng và tiếp
cận cấu trúc của Agarose, mà vẫn còn chứa đựng một lượng nhỏ Sulfate (0,1 đến 0,5%) và
Pyruvic acid (0,02%).

7


Gần đây, 13C-NMR quang phổ đã được xác nhận là một công cụ mạnh để làm sáng tỏ
các Disaccharide lặp đi lặp lại của các đơn vị khác nhau trong agarose hiện diện trong phân tử
Agar khác.
Bên cạnh nhiệm vụ của chất hóa học, sự thay đổi về vị trí trong

13

C-NMR quang phổ

của nguyên tử khí carbon trong agaroses chứa trong agars cô lập từ nhiều loài Gracilaria, các
cấu trúc và tính năng của rious hình thái xen qua lại Disaccharides có thể dễ dàng xác định.
Hình 2.2.1 minh hoạ cấu trúc agarobiose và dấu agarobiose lặp đi lặp lại, đơn vị và các tiền
thân của agarobiose cô lập từ nhiều loài Gracilaria, xác nhận của hóa chất và phương pháp
kính quang phổ 13C-NMR.
2.3.

Tính chất của Agar
Agar – agar được chiết xuất từ tảo đỏ, 80% là chất xơ hòa tan, không màu, không mùi,

rất ít năng lượng (chỉ có 3 calo/1g), có chỉ số đường rất thấp. Agar – agar là một chất không
định hình, khi đun nóng bị hòa tan và ở dạng dung dịch nhầy, đặc lại thành khối khi nguội.
Người ta đã tìm hơn 40 loài chứa nhiều Agar – agar: Gracilaria, Gracilariopsis, Euchema,
Gelidium, Gediliella…
2.3.1. Tính tan
Agar không tan trong nước lạnh, tan một ít trong ethanol amine và tan tốt trong
formamide. Agar hòa tan trong nước sôi, hấp phụ rất nhiều nước. Agar có khả năng hòa tan
với lượng nước 30 – 50 lần khối lượng, lượng Agar trong nước trên 10% sẽ tạo nên một hỗn
hợp sệt. Agar nhận được nhờ kết tủa bằng cồn, ở trạng thái ẩm có thể tan trong nước ở nhiệt độ
25°C, nhưng ở trạng thái sấy khô lại chỉ tan trong nước nóng.
Agar thông thường và agar tan nhanh có tỉ lệ agar/nước khác nhau trong quá trình hòa
tan. Điều này dẫn đến sự khác nhau về mức độ hòa tan của Agar trong nước.
2.3.2. Tính 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 lớn hơn 90 oC, 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
8


giữa mixen là phân tử Agar. Khi hạ nhiệt độ xuống 35 oC các hạt mixen được bao bọc
xung quanh một lớp nước liên kết lại tạo thành gel dẫn đến sự phân bố lại diện tích trên
bề mặt của những hạt mixen.
 Khả năng hình thành gel thuận nghịch nhiệt là đặc điểm duy nhất làm cho Agar có một
sự kết hợp cần thiết trong nhiều ứng dụng. Khi tạo gel, các cầu nối hydro làm tăng tính
bền vững của cấu trúc mạch agar, chống lại sự phân ly của hỗn hợp dịch khi tăng 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 nguộihay khi làm lạnh dung dịch agar. Đây là chất tạo gel
tốt nhất, nó có thể hấp phụ rất nhiều nước và tạo gel nhờ các liên kết hydro ở nồng độ rất
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 khoảng 40– 50°C và tan chảy ở nhiệt độ khoảng
80– 85°C. Dung dịch Agar 1,5% tạo gel ở 32 – 39°C, nhưng không chảy ở nhiệt độ thấp
hơn 60 – 97°C. 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.

Hình 2.3.2. Cơ chế hình thành Agar

9


 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 tính chất trao đổi ion. Song khả năng này rất thấp vì nồng độ Agar sử dụng
thường chỉ vào khoảng 1%. Vì thế trong điện di người ta dùng agarose làm chất mang
tốt hơn Agar vì agarose chứa rất ít gốc sulfate. Có thể khử các nhóm sulfate khỏi agarose
(thậm chí với 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 100 0C,
pH từ 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) hiện 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 thức trong vivo
của một enzyme, 'dekinkase' với sự trưởng thành của các khúc tản.

Hình 2.3.3.Chuyển đổi
các tiền thân của
Agarose vào Agarose

10


 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/cm2.
Với agar của Gracilaria (Rau câu), các gel sức mạnh trong khoảng từ 50 đến 300g/cm 2
và nó có thể đạt 500g /cm2 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.
Ví dụ: Agar từ Gelidium spp (Tảo thạch) đông đặc khoảng từ 28 đến 31°C và nhiệt độ tan từ
80°C đến 90°C, Agar từ Gracilaria spp (Rau câu) đông đặc ở nhiệt độ khoảng từ 29 – 42°C và
và tan ở nhiệt độ từ 76 – 92°C.




-

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel:
Nhiệt độ pH:
Agar ít bị tác động nhiều trong môi trường trung tính.
Trong môi trường axit bị tác động mạnh khi nhiệt độ biến đổi.
pH tối ưu cho quá trình tạo gel: 8 – 9.
Các thành phần khác:
Khả năng tạo gel giảm khi có mặt tinh bột, tăng khi có sự tồn tại của đường.

-

Tỉ lệ, nồng độ các thành phần phối trộn với Agar, chẳng hạn như: nếu dùng Agar 1%,
gelatin 4% thì nhiệt độ chảy của gel là 90°C, nếu nồng độ gelatin là 8% thì hệ gel giảm
nhiệt độ chảy là 40°C.

2.3.3. Tính đông đặc

Agar có tính chất gels sau khi làm mát ở nhiệt độ khoảng 30 – 40°C và dạng sols khi
đun nóng đến 90 – 95°C.
Trong Agar sự hiện diện của các sulfate C 6 tại các liên kết 1,4 – L – galactose còn lại
chẳng hạn như trong tiền thân của Agarose, trên thực tế như là một 'Kink' để ngăn ngừa việc
hình thành từ hai helix. Kết thúc của vành đai để tạo thành 3,6 – anhydrode, và loại bỏ C 6

11


sulfate nhóm làm cho các chuỗi thẳng và dẫn đến những trạng thái đều đặn trong Polymer, dẫn
đến tăng cường sức mạnh gel do tăng khả năng hình thành một đôi helix (Rees, 1969).
2.3.4. Tính dẻo và trọng lượng phân tử
Các tính dẻo Agar trạng thái hòa tan không đổi ở một nhiệt độ và tập trung là một chức
năng trực tiếp của trọng lượng phân tử. Tính dẻo hiếm khi vượt quá 10 – 15 cp tại 1% tập trung
ở 60 – 90°C.Trung bình Molecular Agar trọng lượng khoảng từ 8000 đến lớn hơn 100000.
2.3.5. Tính tương thích
Agar thường là tương thích với hầu hết các Polysaccharides khác và với Protein trong
gần như là vô điều kiện mà không có kết tủa hay dẫn đến sự thoái biến.
2.4. Chức năng
2.4.1. Phục vụ như một điều ruột, điều chỉnh rối loạn tiêu hóa
Nó giúp cơ thể điều hòa lượng cholesterol và lượng đường huyết trong máu. Agar – agar
kích thích nhu động ruột và có tính nhuận trường, nên nó hỗ trợ tiêu hóa và điều chỉnh việc rối
loạn tiêu hóa.
Khi Agar được ăn vào, nó sẽ trương nở ra do nó hấp thụ thêm các chất lỏng trong dạ
dày, tạo thành cảm giác no lâu, làm giảm bớt các cơn thèm ăn. Vì là chất xơ không tiêu hóa
được, nên Agar – agar không được hấp thụ trong dạ dày và ruột, cơ thể sẽ đào thải nó ra ngoài,
do đó một số chất đường, chất béo, các độc tố được agar hấp thu thêm trong dạ dày cũng được
đưa ra khỏi cơ thể. Điều này cho phép kiểm soát tốt hơn số lượng calo dư thừa trong cơ thể một
cách dễ dàng, nên rất hữu ích cho người giảm cân.
Theo các chuyên gia FAO sự đồng hóa Agar trong cơ thể người không phải dễ dàng,

Agar được tiêu hóa trong cơ thể người không hoàn toàn, lượng calori cung cấp có thể rất nhỏ vì
vậy Agar được dùng làm các món ăn kiêng đặc biệt.

 Phương thức giảm cân:
Pha loãng 1 gói agar nhỏ (10g) trong 1 cốc nước nóng (như trà, trà thảo dược, cafe, nước
canh, xúp…) (1 cốc nước = 200 – 250ml).
12


Uống lúc còn âm ấm, agar-agar chưa bị đông đặc.
Uống trước bữa ăn từ 15 – 30 phút để Agar – agar có thời gian trương nở ra thêm trong
bao tử.
Nó giúp cơ thể điều hòa lượng cholesterol và lượng đường huyết trong máu. Agar – agar
kích thích nhu động ruột và có tính nhuận trường, nên nó hỗ trợ tiêu hóa và điều chỉnh việc rối
loạn tiêu hóa.
2.4.2. Tăng cường hệ thống miễn dịch của cơ thể
Agar – agar là một chất kháng khuẩn, giúp cơ thể tăng cường hệ thống miễn dịch. Giống
như nhiều loại tảo biển khác, agar-agar cung cấp vi chất dinh dưỡng, canxi, phốt pho, sắt. Các
chiết xuất từ rong biển có tính chất giải độc, để loại bỏ độc tố, nó thu hút một số kim loại nặng
trong cơ thể, để rồi được đào thải ra ngoài theo Agar – agar.
2.5. Phương pháp kiểm tra
2.5.1. Kiểm tra định tính
 Tạo gel với nước
Pha dung dịch mẫu thử 1% trong nước sôi, cho vào bình, đặt bình trong bể cách thủy
30oC trong 15 phút. Tạo thành gel rắn và bền. Đặt bình trong bể cách thủy 70 oC trong 1 giờ.
Gel không bị chảy. Khi gia nhiệt đến > 95oC, gel bị chảy tạo thành dung dịch trong.
 Tạo kết tủa với dung dịch amoni sulfat
Dung dịch mẫu thử 0,5% (ủ ấm khoảng 40 oC) tạo kết tủa khi thêm dung dịch amoni
sulfat (ủ ấm khoảng 40oC) với thể tích bằng 1/2 thể tích dung dịch mẫu thử. Phép thử này phân
biệt thạch với các alginat, gôm arabic, gôm ghatti, gôm karaya, pectin và tragacanth.

 Tạo kết tủa với dung dịch chì acetat
Dung dịch mẫu thử 0,5% (ấm) tạo kết tủa khi thêm dung dịch chì acetat (ấm) với thể
tích bằng 1/5 thể tích dung dịch mẫu thử. Phép thử này phân biệt thạch với methyl cellulose.
Agar có nhiều đặc tính vật lý của chất Galetin động vật nhưng đặt tính hóa học hoàn
toàn khác nhau, ưu việt hơn Galetin và bền vững ở nhiệt độ cao. Scott, Ericson 1955 và
13


Tsuruga, Takeochi 1960 cho thấy một số loài rong đỏ tích lũy các nguyên tố phóng xạ như:
Co60 Ru106, Rh106 chúng có tác dụng tích cực trong việc làm sạch nước biển và dùng làm chỉ thị
cho sự ô nhiễm chất phóng xạ của nước.
2.5.2. Kiểm tra định lượng
 Ngưỡng nồng độ gel
Pha một loạt dung dịch mẫu thử chứa hàm lượng mẫu thử rắn 0,15%; 0,20%; 0,25%...,
cho vào các ống nghiệm kích thước dài 150 mm, đường kính trong 16 mm. Nút ống nghiệm và
làm mát trong 1 giờ tại 20 – 25oC. Đổ cột gel từ các ống nghiệm lên trên 1 bề mặt phẳng. Nồng
độ thấp nhất chịu được trọng lực trong 5 – 30 giây mà không bị gãy vỡ là ngưỡng nồng độ gel
của mẫu thử.
Agar không chứa quá 1% chất hữu cơ lạ, 0,5% tro không tan trong acid và 20% độ ẩm.
Bộ luật vệ sinh thực phẩm (Codex alimen tarius) của FAO/WHO cho phép dùng Agar
trong thực phẩm. Trong thực phẩm người ta coi Agar như một phụ gia, chỉ cần hàm lượng 1%
là tối đa vì tại nồng độ đó đã tạo cho thực phẩm có sức đông khá cao. Để dùng làm chất khống
chế độ nhớt hoặc làm ổn định thực phẩm thì chỉ cần tỷ lệ 1/100.
2.6.

Phương pháp thu nhận
Trước năm 1930, Agar được chiết rút và sản xuất trên quy mô công nghiệp. Giống Agar

được chiết rút từ loại Rong kì lân (Eucheuma, Kappaphycus) và Rau câu (Gracilaria) . Hàm
lượng agar biến đổi theo tuổi, vào tháng 4 khi rong trưởng thành thì cường độ quang hợp cực

đại dẫn đến hàm lượng Agar trong rong tăng cao, ngược lại vào tháng 5 khi rong già quang hợp
giảm dẫn đến hàm lượng Agar trong rong thấp.
Ở những nước khác nhau có thể khai thác Agar từ những nguồn rong đỏ khác nhau. Ở
Nhật và Mỹ lấy từ những loài của giống Galdium có hàm lượng agar khoảng 25 – 30%. Ở Nga
giống Phyllophora và Ahnfeltia hàm lượng agar khoản 25%. Ở Nam Phi là giống Suhria
(Baraskov 1963). Các nhà máy sản xuất đều có qui trình sản xuất mang sắc thái đặc trưng.
Nhưng chiều hướng chính của công nghệsản xuất Agar và chất tạo đông là dùng mọi biên pháp
kỹ thuật, hóa học, lý học,nhiệt học,…khác nhau để nâng cao năng suất dây chuyền và chất
14


lượng sản phẩm. Trong đó việc nâng cao chất lượng, tăng độ tinh khiết của Agar là mục tiêu
hàng đầu của các nhà công nghệ Agar.
Hiện nay chưa thấy có một thống kê rõ rệt về sản xuất agar trên thế giới nhưng phỏng
chừng cũng khoảng 8.000 tấn mỗi năm, trong số ấy Nhật Bản chiếm gần 40%. Về mặt tiêu thụ
thì người ta chỉ biết mỗi năm gia tăng 4 – 5%, Hoa Kỳ đứng hàng đầu với trên 500 tấn mỗi
năm, trị giá khoảng 10 triệu đôla. Bên Châu Âu thì tổng số dùng chỉ nằm trong vòng 1.000 tấn
mỗi năm.
2.6.1. Sản xuất Agar– agar từ Gracilaria (Rau câu)
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  Nghiền  Bột rau câu
 Tẩy trắng: Những tảo được đưa vào giỏ có chứa kim loại và treo lơ lững trong 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 phútở pH 5 – 6. Sau đó, khoảng 2% (trọng lượng của tảo khô) của
Thiosulfate natri sẽ được thêm vào làm giảm 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 lọc ra làm nguội trong hộp ở nhiệt độ phòng và cắt thạch
thành dạng que với cùng một cách thức như là thạch Agar.
 Đông cứng: các thạch dạng que được đặt trong phòng đông ở -15°C đến -18°C trong 24
giờ.

15


 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 khoản 10 – 12 giờ, sự khử nước là cần thiết tại một áp lực khác nhau từ 0,1 đến 6 –
10 kg/cm2.
 Sấy và nghiền: được đưa đến các phòng làm khô ở 70°C và sau đó tạo thành bột Agar
(80 – 100 lưới).
 Rong biển dùng để chế Rau câu (Agar – agar). 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.
Qua kết quả nghiên cứu của Nhật cho thấy việc sản xuất Gracilaria của các mẫu thu thập
được từ các quốc gia khác nhau và các khu vực. Sản xuất Gracilaria với phương pháp kiềm hóa
phụ thuộc váo chất lượng tảo thu thập được. Tùy theo loại tảo thu thập ở đâu mà có lượng
NAOH, nhiệt độ và thời gian điều chế khác nhau.
Sau đây là số liệu cụ thể ở một số quốc gia.

16

Bảng 2.6.1. Điều chế tảo Gracilaria
2.6.2.
Địa điểm thu mẩu tảo

Argentina

NaOH tập trung được
sử dụng (%)

Nhiệt độ điều
chế
(°C)

Sản
Thời gian điều
chế (hr)

6.0

50–60

1.0

6.0–7.0

88–90

2.0

Mehico

6.0

90

0.5–1.0

Africa (Châu Phi)

6.0

70

1.0–1.5

India (Ấn Độ)

20.0

70

1.0

Taiwan (Đài Loan)

10.0

85–90

1.0

4.0–5.0

60

1.0

Chile

Portugal
Nha)

(Bồ

Đào

xuất agar – agar từ Gelidium (Tảo thạch) (Trung Quốc)
Sơ đồ:

Gelidium spp. → Tẩy trắng → Chà rửa → Nấu lọc → Để đông → Cắt sợi →

Làm lạnh → Tan đá → Sấy khô → Thành phẩm
 Tẩy trắng: nguyên liệu bằng phương pháp tự nhiên - rong Gelidium có hàm lượng
xellulose cao, còn hàm lượng tro thấp hơn rong Gracilaria verrucosa. Sắc tố đỏ trong Gelidium
không bền vững dễ mất màu bởi tác dụng của ánh nắng tự nhiên. Do đó thường tẩy màu bằng
cách phơi nắng tự nhiên khi thu hoạch. Phơi nguyên liệu trên sân phơi hay bãi cát, chiều dày
của lớp nguyên liệu không quá 2cm. Khi phơi tưới nước lên lớp rong 2 – 3 lần trong 1 ngày.
Thời gian tẩy màu 5 – 6 ngày,rong thô chế có màu ngà vàng.

 Chà rửa: chà rửa rong trong nước ngọt 2 – 3 lần, thiết bị rửa theo kiểu con lăn chuyển
động trong bể nước, trọng lượng rong khi ngâm rửa giảm đi khoảng 48%.
 Nấu lọc: có thể nấu trong thiết bị thủ công đơn giản, song nên dùng nồi áp suất. Nếu nấu
ở điều kiện bình thường thì chế độ nấu như sau: Tỉ lệ nước so với rong: 33 lần (lần 1) và 10 lần
(lần 2). Lượng axit sunfuric công nghiệp dùng cho 100 kg nguyên liệu để tẩy màu là 180ml,
chưa tẩy màu là 240ml, lượng sodium dithionit (Na 2SO4) tẩy màu cho anger khi nấu so với
17


rong đã tẩy màu là 2,5% và chưa tẩy màu 6,25%. Thời gian nấu 1 – 1,3 giờ (lần thứ 1) và 0,3
giờ (lần thứ 2) thời gian lắng: 2 giờ. Nếu nấu chiết trong nồi áp lực thì hiệu quả cao hơn nhiều ,
thời gian triết li ngắn hơn,dung dịch agar sau khi nấu dễ lọc hơn, tỷ lệ agar thu hồi cao hơn.
Lọc dịch agar: dùng dịch agar lọc lúc rong ở 70 0C qua hai bước lọc sơ bộ bằngtúi lọc, lọc tinh
bằng máy ly tâm lắng đọng nhằm loại bỏ hoàn toàn các tạp chất huyền phù rất bé nhỏ, để dung
dịch trong hoàn toàn.
 Để đông: bằng phương pháp đông tự nhiên thời gian đông 3 – 4 giờ.
 Cắt sợi: dùng ống kích sợi có kích thước 38cm x 7,5cm x 7,5cm.
 Làm lạnh đông: theo hai phương pháp:
 Phương pháp lạnh tự nhiên: nhiệt độ thích hợp vào mùa đông là –2 0C đến 100C, thời
gian làm lạnh, thoát nước cho Agar nhanh nhất là 2 – 3 ngày, dài nhất 7 – 8 ngày.
 Phương pháp làm lạnh nhân tạo: theo hai kiểu làm lạnh trong kho yêu cầu nhiệt độ khi
làm lạnh là –10 đến –280C, thời gian làm lạnh 48 – 60 giờ. Trường hợp làm lạnh trong
thùng đá, thời gian làm lạnh là 36 giờ.
 Tan đá: được thược hiện trong bể nước luân lưu, nhiệt độ thích hợp của nước tan đá là
50C, nếu nhiệt độ nước cao, thời gian tan đá dài sẽcó hiện tượng agar hút ẩm. Agar ướt được
làm ráo bằng máy ly tâm hay máy ép.
 Sấy: nhiệt độ khi sấy 55 – 600C, hàm lượng nước trong agar sau sấy là 18 – 22%.
 Đóng gói: thành phẩm agar đóng gói trong bao bì bằng hộp cation có lót giấy chống ẩm.

18

2.6.3. Quy trình sản xuất Agar – agar chất lượng cao ở Việt Nam
 Mô tả quy trình CN/TB:
Rong câu gracilaria verrucosa tươi thu hoạch lên được xử lý loại bỏ tạp chất và đình chỉ
hoạt động của hệ enzym và vi sinh vật, tẩy gốc SO 3 bằng chế độ xử lý kiềm ôn hòa, rửa bằng
chất hoạt động bề mặt, sau khi tẩy màu được ngâm trong muối acetat, nấu chiết trong hỗn hợp
Polyphosphat, EDTA và chất khống chế độ pH. Dịch chiết được tẩy màu bằng SO 2, xử lý hấp
phụ và trợ lọc bằng harborlite.
Rong câu → Xử lý hóa chất → Rửa → Xử lý kiềm → Tẩy bằng chất hoạt
động bề mặt → Tẩy màu → Ngâm muối acetat → Nấu chiết → Xử lý trợ lọc →
Dịch lọc → Định hình → Loại nước → Làm khô → Nghiền bột → Bao gói.
 Tiêu chuẩn đạt được: Tiêu chuẩn nước ngoài.
 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác:
Sản phẩm Agar sản xuất ra đạt chỉ tiêu vật lý, hóa học, vi sinh của agar dùng trong thực
phẩm theo tiêu chuẩn của FAO (sức đông 700 g/cm2 ở 1,5%/20oC).
 Ưu điểm:

Chi phí chuyển giao công nghệ rẻ; có thể áp dụng tổng hợp hoặc chọn lọc từng công
đoạn cho hầu hết các cơ sở sản xuất agar trong nước; vốn đầu tư chế tạo thêm thiết bị rất ít.
2.7.

Ứng dụng

 Ưu điểm khi sử dụng Agar:
 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 oC đông đặc, 80oC 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.

19


 Trong trương 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 acide (trừ trường hợp môi trường pH < 4)
 Không màu, không vị nên không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm.
Do có nhiều ưu điểm nổi bật và khả năng thạch hóa đặc biệt mà Agar được dùng nhiều
trong lĩnh vực thực phẩm và một số ngành công nghiệp khác: Theo thống kê cho biết 60% tổng
sản lượng Agar được dùng cho mục đích thực phẩm, còn lại 40% được dùng cho các lĩnh vực
khác.
2.7.1. Trong thực phẩm
2.7.1.1. Agar sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh kẹo và mứt trái cây
 Agar là một chất tạo gel rất tốt, thông thường agar được sử dụng với hàm lượng 1 –
1,5% khối lượng so với lượng đường trong hỗn hợp kẹo. Vì vậy, Agar được sử dụng làm
nền đông, làm kẹo viên trong sản xuất kẹo. Điều kiện đông tụ dễ dàng không cần sự hỗ
trợ nào nên không ảnh hưởng đến vị của sản phẩm và ngăn ngừa sự mất nước của bánh
kẹo. Bên cạnh đó, Agar không được hấp thụ vào cơ thể trong quá trình tiêu hóa. Do dó,
Agar được sử dung sản xuất các loại bánh kẹo chứa ít năng lượng. Chủ yếu dùng Agar
sản xuất kẹo dẻo trung tính, dùng cho kẹo có axit thấp hoặc không axit, và trong kẹo dẻo
Agar chiếm 1lb.

20

Hình 2.7.1.1.1. Bánh và Kẹo dẻo

 Agar được sử dụng như bột nở trong bánh mì có caloria thấp để làm chậm quá trình hư
hỏng của bánh mì.

Hình

2.7.1.1.2. Bánh mì

21


 Agar được sử dụng trong sản phẩm mứt trái cây thay thế cho pectin nhằm làm giảm hàm
lượng đường trong sản phẩm, dùng làm chất thạch hóa, định hình và thay thế gelatin
trong một số sản phẩm thịt, cá.

Hình 2.7.1.1.3. Mứt trái cây
 Agar còn được dùng để ổn định socola.

Hình 2.7.1.1.4. Socola được ổn định bằng Agar

22


2.7.1.2. Agar sử dụng trong công nghệ đồ hộp
Cung cấp cấu trúc gel cần thiết trong các đồ hộp thịt.

Hinh 2.7.1.2. Đồ hộp thịt
2.7.1.3. Agar dùng trong quy trình chế biến xúc xích
Agar chiếm một phần không nhỏ trong công nghiệp thực phẩm, điển hình là xúc xích.

Trong quy trình chế biến xúc xích, ta dùng agar để giữ độ ẩm, ngăn ngừa sự bay hơi và mất
trọng lượng. Không những vậy, agar còn có công dụng giảm chất béo, giảm cholesterol và đảm
bảo cho độ đông kết của xúc xích.

Hình 2.7.1.3. Xúc xích

23


2.7.1.4. Agar sử dụng trong kem, phomat, sữa chua

Hình 2.7.1.4. Kem, phomat, sữa chua
2.7.1.5. Các sản phẩm khác từ Thạch – agar như Rau câu
Loại tảo biển Agar gelidium (tên Việt Nam – Rau câu) sẽ cho thành phẩm cứng, trong và
ngon hơn các loại rong tảo khác. Ngày nay, loại tảo này được tất cả các quốc gia có biển khai
thác chế biến thành một loại thực phẩm sơ chế ở dạng bột với tên thương mại quen thuộc là
Agar.
Rau câu Agar ở Việt Nam được sử dụng phổ biến nhất ở dạng bột mịn. Và chính loại bột
rau câu Agar này mới có thể chế biến chung với nhiều loại thực phẩm khác và nhuộm màu dễ
dàng. Rau câu Agar sử dụng không chỉ đơn thuần là một chất kết đông các món mặn ngọt mà
còn dùng chế biến trong công nghệ sản xuất bánh kẹo đóng gói.

Hình 2.7.1.5.1. Rau câu

24