TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM  BÀI TIỂU LUẬN MÔN HOẠT CHẤT BỀ MẶT ĐỀ TÀI ALGINATE VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM GVHD: TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh SVTH: Phạm Huỳnh Giao 18139039 DH18HD TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Phan Nguyễn Quỳnh Anh – giảng viên môn “Hoạt chất bề mặt” trang bị cho em kiến thức, kĩ cần có để hoàn thành tiểu luận Tuy nhiên trình nghiên cứu làm tiểu luận, kiến thức chuyên ngành hạn chế nên em nhiều thiếu sót tìm hiểu, đánh giá trình bày đề tài Rất mong nhận thông cảm góp ý để tiểu luận em đầy đủ hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ALGINATE I Nguồn gốc II Cấu tạo III Phân loại Theo nguồn khai thác .7 Theo tính loại alginate .7 IV Các vai trò alginate Chất tạo gel Chất làm dày, ổn định, nhũ tương hóa 10 Chất cố định bao gói 11 Màng bao thực phẩm 12 V Sản xuất keo alginate .13 Q trình xử lí hóa học .13 Quá trình nấu tách acid alginic 14 Tách tinh chế alginic acid 16 Tách tạp chất học 16 Tách tạp chất hòa tan 16 VI Tiêu chuẩn chất lượng canxi alginate 18 Chỉ tiêu lý – hóa 18 Chỉ tiêu vi sinh 18 VII Tiêu chuẩn chất lượng sodium alginate 19 Các tiêu lý – hóa .19 Các tiêu vi sinh .19 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA ALGINATE 20 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm I Một số tính chất 20 II Tính chất của muối alginate với kim loại hóa trị II 21 III Tính chất muối alginate với kim loại hóa trị I .21 IV Độ nhớt 22 V Sự hóa dẻo .23 VI Hợp phần từ alginate .23 VII Tính chất tạo màng alginate 23 VIII Kĩ thuật tạo gel 24 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 26 I Trong công nghiệp thực phẩm 26 II Trong số lĩnh vực khác 28 Trong công nghiệp dệt 28 Công nghiệp giấy 29 Trong tơ nhân tạo 29 Trong y dược dược học 29 Trong công nghệ mỹ phẩm 29 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Cơng thức Harworth gốc monomer phân tử acid alginic .3 Hình 2: Cấu trúc chuỗi hai gốc monomer phân tử acid alginic Hình 3: Chuỗi homopolymannuronic .4 Hình 4: Chuỗi homopolyguluronic Hình 5: Chuỗi luân phiên Hình 6: Cơng thức cấu tạo acid alginic Hình 7: Cơng thức phối cảnh alginic acid Hình 8: Cấu trúc đặc biệt acid alginic theo đơn vị monomer Hình 9: Cơng thức phối cảnh acid alginic theo đơn vị monomer Hình 10: Chiều dài Block Hình 11: Cơng thức Sodium alginate .8 Hình 12: Cơng thức Calcium alginate Hình 13: Công thức Ammonium alginate Hình 14: Cơng thức Propylene glycol alginate Hình 15: Sự kết hợp Ca2+ với alginate 10 Hình 16: Vị trí Ca2+ alginate .10 Hình 17: Ion Ca2+ thêm vào dung dịch Sodium alginate 10 Hình 18: Phương pháp đơn giản việc cố định vi khuẩn H volcanii Calcium alginate 11 Hình 19: Quá trình tạo vi nang .12 Hình 20: Phản ứng acid vơ với sodium alginate .17 Hình 21: Sơ đồ phương pháp canxi hóa 17 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Chỉ tiêu lý – hóa caxi alginat 18 Bảng 2: Chỉ tiêu vi sinh canxi alginat 18 Bảng 3: Chỉ tiêu lý – hóa sodium alginate 19 Bảng 4: Chỉ tiêu vi sinh sodium alginate 19 Bảng 5: Khả hòa tan muối alginate điều kiện khác 21 Bảng 6: Độ nhớt alginate, mPa.S (Broorkried, 20 rpm, 200C) 22 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm LỜI MỞ ĐẦU Trong xã hội cổ xưa, thực phẩm đơn giản cung cấp lượng cho người hoạt động Ngày xã hội phát triển ngày tiến bộ, nhu cầu người ngày tăng Vì thực phẩm ngon hơn, mùi vị hấp dẫn hơn, dinh dưỡng hơn, đẹp mắt hơn, giữ lâu mà đảm bảo an tồn cho người sử dụng sản xuất người ta thường thêm số chất vào sản phẩm để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Chất hoạt động bề mặt chất có thực phẩm để đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm Hiện chất hoạt động bề mặt sử dụng rộng rãi chiếm khoảng 16.6% phụ gia thực phẩm Năm 1881, Stanford nười phát alginic acid – acid hữu có tảo nâu, có trọng lượng phân tử từ 32.000 – 200.000 Năm 1975, Booth viết lịch sử công nghiệp alginate dựa theo kết nghiên cứu Stanford Ternley tiến hành tách chiết alginate thô Orkey vào năm 1923 từ cơng nghệ sản xuất alginate dùng cho đồ rau đời Sau cơng ty đặt tên Kelp Products Corp đến năm 1929 tái thành lập có tên cơng ty Kelco (Kelco Company) Tại Anh, alginate sản xuất mạnh mẽ sớm vào năm 1934 – 1939 Còn Na Uy, alginate sản xuất sau chiến tranh giới thứ II Đến năm 1981 sản xuất alginate lan sang nhiều nước giới, có 17 nhà máy nước khác sản xuất alginate (Na Uy, Pháp, Nhật, Mỹ, Canada, Tây Ban Nha, Chilê, Liên Xô cũ Ấn Độ) Hai công ty sản xuất alginate lớn giới Kelco Company Mỹ công ty công nghiệp sản xuất alginate UK, với sản lượng 70% mức sản lượng giới Alginate loại phụ gia thực phẩm nhóm phụ gia hỗ trợ cấu trúc cho sản phẩm, biểu thị qua độ nhớt Ngày nay, ứng dụng nhiều sản phẩm thực phẩm nhờ đặc tính hay Nó sử dụng nhiều sản xuất kem, chocolate, mayonnaise, bánh, tráng miệng với công dụng làm đặc tạo cấu trúc ổn định cho sản phẩm Page | Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ALGINATE I Nguồn gốc Alginate loại polymer sinh học biển phong phú giới loại polymer sinh học nhiều thứ hai giới sau cellulose [1] Nguồn alginate chủ yếu tìm thấy thành tế bào gian bào tảo nâu biển (thuộc họ Rhaeophyceae), tảo bẹ Macrocystis pyrifera, Nodosum Ascophyllum loại Lamminaria nhiều tảo nâu dạng muối alginate [1] Trong tảo nâu (Sargassum) có chứa hợp chất quan trọng alginic Alginic polysacharide có tính acid, loại acid khó hịa tan Từ alginic thơng qua phản ứng với kiềm tạo nên số hợp chất từ alginic Sau tạo muối làm thay đổi tính hịa tan hợp chất tự nhiên có nhiều cơng dụng [1] Alginate tồn dạng không tan acid alginic alginate canxi magie (AlgCa AlgMg) bền thành tế bào rong, tạo nên cấu trúc lưới gel bền thành tế bào tảo nâu [1] Alginate chất thiếu thực phẩm, ứng dụng làm phụ gia thực phẩm Nó có nhiều ứng dụng liên quan đến khả tạo gel Không ngành thực phẩm mà cịn có nhiều ứng dụng ngành khác Đặc điểm bật alginate khả tạo gel, tính nhớt Ngồi cịn có chức giải độc thể [1] II Cấu tạo Alginate tên gọi chung họ muối acid alginic tách chiết từ tảo nâu Alginate khơng độc, khơng gây miễn dịch, có khả thích ứng phân hủy sinh học cao gọi “hóa chất xanh”, alginate sử dụng với nhiều mục đích khác [2] Alginate anionic, co-polymer mạch thẳng tạo thành từ β-D-Mannuroic acid (M) α-L-Guluronic acid (G) liên kết với liên kết 1,4-glucozit, tạo thành vùng khối M khối G (khối MG) Cấu trúc trình tự khối G M có Page | Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm thể khác tùy thuộc vào nguồn tảo sử dụng, mùa thu hoạch vị trí địa lí nguồn tảo [2] Cấu tạo monomer theo cơng thức cổ điển Haworth theo hình 1, theo công thức monomer khác nhóm carboxyl nằm mặt phẳng vịng pyranose [3] Hình 1: Cơng thức Harworth gốc monomer phân tử acid alginic [3] Theo quan điểm đại, hai gốc uronic có cấu tạo dạng ghế cấu hình khác nhau, acid Manuronic có cấu hình 4C1, cịn acid guluronic có cấu hình 1C4 cấu hình, nhóm carboxyl gắn vào vịng pyranoza vị trí equatorial [3] Hình 2: Cấu trúc chuỗi hai gốc monomer phân tử acid alginic [3] Hai monomer gắn với ngẫu nhiên mà thành loại chuỗi với cấu trúc sau: [3] Chuỗi homopolymannuronic: gồm gốc acid mannuronic MMMMMM Page | Alginate ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Hình 3: Chuỗi homopolymannuronic [3] Chuỗi homopolyguluronic: gồm acid guluronic GGGGGG Hình 4: Chuỗi homopolyguluronic [3] Chuỗi luân phiên (2 gốc luân phiên MGMGMGM) Hình 5: Chuỗi luân phiên [3] Trong chuỗi polyG có dạng gấp nếp, cịn chuỗi polyM có dạng phẳng, đặc thù quy định tính chất khác chúng kết hợp với ion đa hóa trị [3] Cơng thức cấu tạo acid alginic (C6H6O6)n [1] Page | Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm Phản ứng xảy ra: [1] 2nC5H7O4COONa + nCaCl2 → 2nC5H7O4COOCa + 2nNaCl 2nC5H7O4COOCa + nH2SO4 → 2nC5H7O4COOH + CaSO4 VI Tiêu chuẩn chất lượng canxi alginate Chỉ tiêu lý – hóa Tên tiêu Hàm lượng acid alginic (C6H7Ca1/2O6)n, % khối lượng tính theo chất khơ Hao hụt khối lượng sau sấy, % khối lượng, không lớn Mức từ 89.6 đến 104.5 a) 15 Hàm lượng asen, mg/kg, khơng lớn Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn a) Tương ứng với lượng cacbon dioxit sinh từ 18.0 đến 21.0% khối lượng tính theo chất khơ Bảng 1: Chỉ tiêu lý – hóa caxi alginat [5] Chỉ tiêu vi sinh Tên tiêu Mức Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, không lớn 5.103 Tổng số nấm men nấm mốc, CFU/g, không lớn 5.103 Coliform, MPN/g Khơng có Salmonella, CFU/25g Khơng có Bảng 2: Chỉ tiêu vi sinh canxi alginat [5] Page | 18 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm VII Tiêu chuẩn chất lượng sodium alginate Các tiêu lý – hóa Tên tiêu Hàm lượng sodium alginate (C6H7NaO6)n, % khối lượng tính theo chất khô Mức từ 90.8 đến 106.0 a) Hao hụt khối lượng sau sấy, % khối lượng, không lớn 15 Hàm lượng chất không tan nước, % khối lượng tính theo chất khô, không lớn Hàm lượng asen, mg/kg, không lớn Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn a) Tương ứng với lượng carbon dioxide sinh từ 18.0 đến 21.0% khối lượng tính theo chất khơ Bảng 3: Chỉ tiêu lý – hóa sodium alginate [5] Các tiêu vi sinh Tên tiêu Mức Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, không lớn 5.103 Tổng số nấm men nấm mốc, CFU/g, không lớn 5.102 Coliform, MPN/g Khơng có Salmonella, CFU/25g Khơng có Bảng 4: Chỉ tiêu vi sinh sodium alginate [5] Page | 19 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA ALGINATE I Một số tính chất Là polymer có tính chất acid yếu, khơng màu, khơng mùi, khơng có hương vị rõ ràng, không tan dung môi hữu nước Là chất có tính chất hút nước, trương nở ngâm nước [1] Ở dạng acid hay muối kết hợp với ion kim loại hóa trị II trở lên, alginate khơng tan nước có khả hút nước trương nở tạo thành thể gel Khi kết hợp với cation hóa trị I Na+, K+, NH4+, alginate tan nước tạo thành dung dịch có độ nhớt cao [3] Độ nhớt tương đối dung dịch alginate bị giảm mạnh thời gian ngắn điều kiện thuận lợi cho việc cắt mạch [3] Sodium alginate khơng có nhiệt độ sơi điểm nóng chảy, nhiệt độ lớn 3920F (>2000C) đông lại [6] Các dung dịch alginate nhớt, có thuộc tính phụ thuộc vào tỉ suất M/G, khối lượng phân tử diện phân điện phân dung dịch Độ nhớt giảm nhiệt độ tăng bị ảnh hưởng nhẹ độ pH từ 4-10 Dung dịch độ pH từ 5-10 ổn định lâu nhiệt độ phịng [6] Khi phản ứng với ion hóa trị II III dung dịch alginate tạo gel, gel tạo nhiệt độ phòng hay nhiệt độ 1000C chúng không tan chảy đun nóng Đó lí alginate dùng sản xuất bánh kem Ngoài gel alginate có ứng dụng nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau, thực phẩm y học [3] Các muối alginate tan nước sử dụng chất làm đặc, chất bình ổn tác nhân tạo màng ngành công nghiệp dược, thực phẩm, dệt cơng nghiệp giấy…[3] Alginic hịa tan dung dịch kiềm hóa trị I tạo dung dịch muối kiềm hóa trị I hịa tan có độ nhớt cao Muối kiềm hóa trị II khơng tan [1] Muối alginate kim loại alkali, ammoinia amin có khối lượng phân tử thấp, tan nước nóng hay lạnh muối hóa trị II hay III khơng tan [6] Page | 20 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm Các loại muối alginate Alginic acid Sodium alginate Potassium alginate Calcium alginate Ammonium alginate Điều kiện acid (nước trái cây, rượu, nước sốt salad…) Điều kiện kiềm (Kansui…) Trong dung dịch có cation hóa trị II (nước, sữa…) Không tan Tan Không tan Không tan Tan Không tan Không tan Tan Không tan Không tan Không tan Không tan Không tan Tan Không tan Tan Tan Tan Propylen glycol alginate (PGA) Bảng 5: Khả hòa tan muối alginate điều kiện khác [6] II Tính chất của muối alginate với kim loại hóa trị II Có độ cao, có khả tạo màu tùy theo kim loại, khơng hịa tan nước, có tỉ thấp [1] Khi ẩm dẻo (gel alginate), khơ có độ cứng cao khó thấm nước [1] III Tính chất muối alginate với kim loại hóa trị I Dễ bị cắt mạch yếu tố acid, kiềm mạnh, nhiệt độ cao, enzyme Dễ hòa tan nước, tạo dung dịch keo nhớt có độ dính, độ nhớt cao [1] Khi tương tác với acid vơ tách alginic tự Vì vậy, lợi dụng tính chất để tinh chế alginic, ứng dụng công nghiệp [1] Khi làm lạnh khơng đơng, khơ suốt có tính đàn hồi [1] Page | 21 Alginate ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm IV Độ nhớt Khi hịa tan alginate vào nước chúng ngậm nước tạo dung dịch nhớt Độ nhớt phụ thuộc vào chiều dài phân tử alginate.Bột alginate dễ bị giảm không bảo quản nhiệt độ thấp Ngoài ra, cách xếp phân tử alginate ảnh hưởng đến độ nhớt [1] Trong số trường hợp độ nhớt gia tăng nồng độ thấp với diện số chất như: CaSO4, CaCO3 [1] Ion Calcium liên kết với alginate tạo liên kết chéo phân tử gia tăng, làm gia tăng trọng lượng phân tử độ nhớt [1] Độ nhớt: hòa tan alginate vào nước, ngậm nước tạo dung dịch nhớt, độ nhớt tỉ lệ thuận vào chiều dài phân tử alginate [1] Độ nhớt Nồng độ (%) Thấp Trung bình Cao Rất cao 0.25 15 21 27 0.5 17 41 75 110 0.75 33 93 245 355 58 230 540 800 1.5 160 810 1950 3550 375 2100 5200 8750 Bảng 6: Độ nhớt alginate, mPa.S (Broorkried, 20 rpm, 200C) [1] Qua thông số cho thấy thay đổi độ nhớt với nồng độ khác Ở số trường hợp độ nhớt tăng lên với nồng độ thấp có diện số muối CaCO3, Calcium tartrate, ion Calcium liên kết với alginate tạo cầu nối phân tử làm tăng trọng lượng phân tử độ nhớt dung dịch [1] Page | 22 Alginate ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm V Sự hóa dẻo Sự hóa dẻo màng nâng cao cách thêm vào tác nhân làm dẻo cách gọi hóa dỏe Kết làm cho độ bền màng tăng lên, điều giúp màng bị rách, kết q trình co lại phân tử bên chuỗi polymer cấu trúc màng Chất dẻo phải phù hợp với polymer sử dụng làm màng phải hoạt tính tan với polymer Các yếu tố khác chất dẻo phải giữ lại hỗn hợp lâu, ổn định cao, không bay màu, quan trọng mùi chất không làm ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất màng (Guibert Biquet, 1996) [1] VI Hợp phần từ alginate Alginate kết hợp với thành phần khác để tạo thành màng hợp phần, nhờ kết hợp mà cải tiến đặc tính màng Màng hợp phần alginate tinh bột đánh giá có độ bền học cao (Nhóm Allen, 1693, Dahle, 1983) [1] Lipid, sáp, loại acid béo, loại dầu, chất béo kết hợp với alginate màng hợp phần alginate – lipid Dựa tính kị nước kết hợp màng làm tăng cường rào cản bóc nước [1] Tuy nhiên sử dụng lipid cịn có nhiều bất lợi tạo mùi oi khét, mùi khó chấp nhận (Cruibeert & Biguet, 1996) ảnh hưởng chất lượng sản phẩm bao màng [1] VII Tính chất tạo màng alginate Các alginate có khả tạo màng tốt Các màng đàn hồi, bền, chịu dầu khơng dính Màng thuộc nhóm polysacharide có khả ngăn cản oxi lipid thấm qua ức chế tượng oxi hóa chất béo thành phần khác thực phẩm Bên cạnh màng cịn có khả làm giảm thất ẩm lượng ẩm màng bóc trước ẩm thực phẩm, từ màng bào khơ co lại làm cho lượng ẩm bên khơng (Allen, 1963) [1] Màng alginate ứng dụng rộng rãi ngành công nghệ thực phẩm nhằm tăng thời gian sử dụng bảo quản chất lượng sản phẩm lâu àng bao ăn được sử dụng để làm giảm tác hại trình chế biến gây Màng bao Page | 23 Alginate ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm vừa có tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản ẩm di chuyển chất tan, phản ứng oxi hóa [1] Có thể tạo màng phương pháp sau: [7] • Cho bốc lớp dung dịch alginate hịa tan bề mặt phẳng • Dùng chất kết tủa thích hợp để xử lí màng từ alginate hịa tan • Tách ammoniac khỏi màng dung dịch kẽm alginate, nhôm alginate, đồng alginate bạc alginate hịa tan ammoniac dư • Các alginate tích điện âm nên tạo keo tụ với chất tích điện dương Nó hấp thụ nước tốt, hấp thụ 200 lần khối lượng phân tử VIII Kĩ thuật tạo gel Alginate tạo gel không phụ thuộc vào nhiệt độ so với polysacharide khác gelatin agar Gel alginate gel ion (được hình thành liên kết chéo cation) gel acid (được hình thành kết tủa acid) [8] • Gel ion [8] Khả tạo gel ion alginate có mặt cation đa hóa trị mong muốn ngành cơng nghiệp thực phẩm Q trình liên kết alginate với cation hóa trị II đặc trưng lực alginate cation theo thứ tự Mn < Zn, Ni, Co < Fe < Ca < Sr < Ba < Cd < Cu < Pb phụ thuộc vào số lượng khối G có cấu trúc Sự liên kết khối G cation hóa trị II dẫn đến tạo thành gel ion Việc sử dụng cation độc tính cao Pb, Cu Cd bị hạn chế cho ứng dụng thực tế, cation độc Sr Ba sử dụng cho ứng dụng cố định tế bào nồng độ hạn chế Calcium sử dụng rộng rãi để tạo gel ion gel Ca-alginate sử dụng phổ biến • Gel acid [8] Gel acid tạo thành pH nhỏ số phân ly (pKa) polyme sử dụng để tạo dung dịch Sự giảm pH nhanh chóng dẫn đến kết tủa phân tử alginic thành tập hợp, tốc độ giảm pH giảm dẫn đến hình thành gel số lượng lớn acid alginic liên tục Độ mạnh gel tương quan với hàm lượng khối G Page | 24 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm chuỗi polyme giống trường hợp gel ion, khác với gel ion chỗ liên kết Hidro gel acid cho ổn định chúng dư lượng khối M có vai trị quan trọng q trình tạo gel Mặc dù gel acid alginic không quan trọng gel ion ứng dụng hạn chế chúng thường sử dụng làm thuốc kháng acid để giảm chứng ợ nóng trào ngược dày Gel thành lập kiếm sốt thơng qua giải phóng ion Ca2+ hay dung dịch alginate Alginate hay hỗn hợp chứa tạo gel cách nhúng phun dung dịch chứa ion Ca2+ CaCl2 chất phổ biến thường sử dụng chung Các ion Ca2+ phản ứng với alginate theo dạng “Box egg” Trường hợp với việc chế biến sản phẩm có bề dày mỏng kích thước nhỏ tạo màng bao phía ngồi sản phẩm Các alginate phản ứng mạnh với ion Ca2+ alginate có chứa nhiều α-1,4-Lguluronic acid (G) Page | 25 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM I Trong công nghiệp thực phẩm Alginate sử dụng thực phẩm 30 năm, thử nghiệm cho động vật ăn rộng rãi sodium alginate propylen glycol alginate cho thấy chúng sản phẩm lành mạnh, ăn khơng gây dị ứng [9] Alginate sử dụng nhiều sản xuất kem, socola, mayonnaise, bánh, tráng miệng với cơng dụng làm đặc tạo cấu trúc ổn định cho sản phẩm Vai trị chất ổn định kem đá tính chất như: ngăn cản hạn chế tạp thành tinh thể lactose, nhũ hóa cầu béo, tạo độ nhớt cao, tạo gel có khả giữ nước tốt làm cho kem khơng bị tan chảy Đối với bia tác nhân tạo độ bền cho bọt bia Màng Calcium alginate giúp bảo quản cá, thịt đông lạnh tốt tránh trở mùi khó chịu hạn chế oxi hóa tiếp xúc trực tiếp với khơng khí Acid alginic cịn sử dụng loại nước uống cô đặc, bơ, bánh kẹo, phomat, mỹ phẩm có khả làm quánh, đặc ổn định cấu trúc sản phẩm [9] Sodium alginate chất ổn định kem, thay tinh bột carrageenan, sodium alginate ngăn tạo thành tinh thể đá làm tăng thêm mùi vị cho sản phẩm Trong kem, ức chế hoàn toàn tạo thành tinh thể lactose, nhũ hóa cầu béo, làm bền bọt, tạo độ nhớt cho kem, tạo gel, có khả giữ nước cho kem, làm cho kem không bị tan chảy [9] Làm đặc nhũ hóa: sodium alginate nâng cao tính ổn định sản phẩm làm giảm lượng nước thực phẩm (mayonnaise, tráng miệng…) [9] Hydrat hóa: sodium alginate làm cải thiện độ dai cho sản phẩm mì ăn liền, miến làm cho chúng trở nên dai hơn, đàn hồi giảm vỡ vụn, tỉ lệ gluten chứa bột mì nâng cao, màng bao, điều chỉnh hương vị, nâng cao điểm nóng chảy sản phẩm… [9] Trong sản xuất kem, acid alginic muối dùng làm chất ổn định kem y, làm cho kem mịn có mùi thơm, chịu nóng tốt, thời gian khuấy trộn lúc sản xuất ngắn [9] Page | 26 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm Cho vào sữa bò với nồng độ keo sodium alginate 0.1% chống tượng chất không hòa tan kết tủa (1.8%) [1] Khi tinh chế rượu dùng sodium alginate 1% để làm trong, gặp khó khăn cho thêm than xương Calcium vào [1] Với thực phẩm có độ acid cao khơng thể dùng sodium alginate propylene glycol alginate (PGA) chất thay tốt bền vùng pH= – Một hợp chất acid alginic có tê Lamizell muối kép sodium calcium với tỉ lệ định Lamizell tạo độ nhớt đặc biệt có khả kích thích ăn ngon miệng, quan tâm sản xuất thực phẩm [1] Sodium alginate dùng số thực phẩm để hạn chế tăng trọng (1g sodium alginate cung cấp 1.4 Kcal [1] Gần đây, màng chất phủ ăn ngày sử dụng nhiều đặc tính chúng tương tự vật liệu tổng hợp thông thường Màng ăn đại diện cho cấu trúc biopolymer nhiều lớp mỏng tiêu thụ thường phủ lên bề mặt sản phẩm thực phẩm cách đúc, phủ, phun, nhúng, đùn chải Kỹ thuật phổ biến để phát triển màng thực phẩm phương pháp đúc Phương pháp sử dụng hỗn hợp alginate với nước khử ion, chất làm dẻo thành phần khác, sau khuấy từ đĩa nóng đổ lên bề mặt làm khơ Bề mặt sử dụng để làm khơ đóng vai trị quan trọng đặc tính vật lý cuối màng Do đó, silicone ngày sử dụng thường xuyên hơn, độ kết dính thấp khả tạo màng mịn chúng Nền thủy tinh Teflon sử dụng, chúng có độ bám dính cao, trường hợp khơng có hàm lượng chất hóa dẻo tối ưu, màng thu tách rời khỏi giấy bạc sử dụng để làm khô [10] Lớp phủ áp dụng cho bề mặt sản phẩm cách gói chúng dung dịch tạo màng thường sử dụng để đóng gói trái rau Phun, nhúng chải đại diện cho lớp phủ trực tiếp bề mặt thực phẩm (thường rau, trái thịt) lớp phủ gián tiếp (trên bề mặt vật liệu đóng gói) yêu cầu sử dụng công cụ, Page | 27 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm chẳng hạn bàn chải dao trộn Nên phun lớp phủ áp dụng mặt sản phẩm Lớp phủ ăn thể lớp mỏng bề mặt sản phẩm Thực tế nhiều nghiên cứu ứng dụng lớp phủ thực quy mơ phịng thí nghiệm thực phẩm nhỏ, ứng dụng thương mại gặp số hạn chế định Để thực quy trình tái chế khơng lãng phí q nhiều dung dịch phủ giảm tải lượng vi sinh vật dung dịch q trình tái chế, điều chỉnh lại phương pháp thi cơng lớp phủ Do đó, cách thiết kế phương pháp phun cho bề mặt không cách thiết kế bể chân không quy mô công nghiệp, nhược điểm liên quan đến phương pháp áp dụng chúng ngăn chặn [10] Những màng lớp phủ coi rào cản để ngăn chặn mát hợp chất hương vị dễ bay thực phẩm để bảo vệ sản phẩm khỏi hư hại vi sinh vật Vì chúng dễ dàng kết hợp với chất tự nhiên (chất chống oxy hóa, chất phụ gia, chất bảo quản, thuốc nhuộm), màng alginate viên nang nano giúp cải thiện hình thức sản phẩm làm cho sản phẩm trở nên hấp dẫn người tiêu dùng Hơn nữa, alginate sử dụng để bảo quản phẩm chất kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm, đặc biệt để giải phóng có kiểm sốt hợp chất kết hợp Bảng mô tả khả alginat để dùng làm nguyên liệu kết hợp cho chất tự nhiên khác nhau, chẳng hạn tinh dầu, chất chiết xuất tự nhiên, trái rau xay nhuyễn vitamin, cho thấy tác dụng chúng thực phẩm bao bì Do đó, màng làm từ alginate làm giảm hư hỏng, lãng phí thực phẩm bùng phát bệnh tật thu hồi thực phẩm Mặc dù đặc điểm cho thấy tầm quan trọng alginate chủ yếu ứng dụng thực phẩm, chúng có liên quan đến dược phẩm, mỹ phẩm sản phẩm tiêu dùng tốt khác [10] II Trong số lĩnh vực khác Trong công nghiệp dệt Alginate có độ nhớt cao, tính mao dẫn kém, khơ suốt, bóng có tính đàn hồi tốt Vì người ta dùng hồ vải cho sợi bền chịu cọ sát, giảm bớt tỉ lệ sợi đứt nâng cao hiệu suất dệt [1] Page | 28 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm Trong công nghiệp in hoa sodium alginate chất tạo thuốc nhuộm có độ dính cao đáng kể, in hoa khơng nhịe rõ ràng Ngồi cịn dùng làm vải không thấm nước [1] Công nghiệp giấy Alginate hồ lên giấy làm cho giấy bóng, dai, không gẫy, mức độ khô nhanh, viết trơn, giấy hồ sodium alginate cịn làm tăng tính chịu nóng, đố cịn làm ngun liệu để chế giấy chống cháy Ngồi sodium alginate cịn làm chất kết dính mực in [1] Trong tơ nhân tạo Sodium alginate phun qua lỗ nhỏ vào muối kim loại hóa trị II hay acid hình thành sợi tơ Qua nghiên cứu người ta thấy tơ nhân tạo alginate tương đối bền [1] Trong y dược dược học Trong y học, alginate dùng làm chất trị bệnh nhiễm phóng xạ người bệnh ăn sodium alginate kết hợp với stronti thải Hiệu suất chữa bệnh cao [1] Sodium alginate làm tăng hiệu chữa bệnh penicillin có sodium alginate làm cho penicillin tồn lâu máu [1] Trong công nghệ bào chế thuốc sodium alginate sử dụng làm chất ổn định, nhũ tương hóa hay chất tạo đặc cho dung dịch, làm vỏ bọc thuốc, làm chất phụ gia chế loại thức ăn kiêng [1] Trong nha khoa dùng acid alginic thay thạch cao để làm khn răng, giữ hình xác [1] Trong cơng nghệ mỹ phẩm Cho alginate vào hỗn hợp nước dầu, làm nước dầu trộn cách ổn định (kem đánh gồm glycerin, chất tẩy rửa, bột mùi…được trộn thành dạng nhũ tương ổn định [1] Page | 29 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm Alginate chất làm cho phấn, sáp, nước hoa, xà phòng, giữ mùi thơm cho nước hoa, xà phịng (PGA) [1] Làm vecni xi, khơng cần đánh bóng cho sodium alginate vào dung dịch amoniac amoniac bay để lại lớp màng bảo vệ có độ bóng cao [1] Page | 30 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Alginate polysacharide tự nhiên có nhiều ứng dụng, nghiên cứu gần cho thấy khả ứng dụng alginate dẫn xuất lớn, alginate sử dụng nhiều lĩnh vực môi trường, thực phẩm, dược phẩm…Do có nhiều ứng dụng khác nhau, alginate xem polysacharide nhiều ứng dụng Các ứng dụng alginate dựa đặc điểm chính: khả tạo dung dịch có độ nhớt cao, khả tạo gel thêm muối calcium vào dung dịch sodium alginate nước, khả tạo màng natri hay calcium alginate sợi calcium alginate [3] Ngày alginate sử dụng rộng rãi thực phẩm như: làm phụ gia để cải thiện, bổ sung ổn định bao bì ngồi thực phẩm Các ứng dụng dựa tính chất như: làm tăng độ nhớt, khả tạo gel làm ổn định hỗn hợp với nước, chống đơng nhũ hóa Một số tính chất xuất sẵn có alginate tương tác với thành phần khác sản phẩm thực phẩm, ví dụ protein, chất béo chất xơ [3] Page | 31 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: “Alginate acid gì? Cấu tạo, tính chất, ứng dụng quy trình tách chiết”, Science Vietnam [2]: Nguyễn Văn Thành, “Tối ưu hóa q trình nấu chiết alginate từ bã rong nâu Turbinaria ornata (Turner) J Agardh”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, tập 49, phần B, 2017 [3]: Đỗ Thị Thanh Xuân, “Nghiên cứu thành phần cấu trúc hóa học alginate chiết tách từ rong nâu Tubinaria Ornata”, Luận văn thạc sỹ khoa học, 2014 [4]: “Vơ số lợi ích khơng ngờ “Alginate” thực phẩm”, Science Vietnam [5]: TCVN 12101-2:2017: Phụ gia thực phẩm – Axit alginic muối alginat – phần 2: Natri alginat [6]: Md Saquib Hasnain, Amit Kumar Nayak, “Alginates – Versatile polymers in Biomedical applications and Therapeutics”, Apple Academic Press [7]: “Phụ gia làm dày – làm đặc Alginate, tính chất ứng dụng thực phẩm”, Foodnk: kiến thức chuyên ngành – phụ gia thực phẩm, 2013 [8]: Shakeel Ahmed, “Alginates – Applications in the Biomedical and Food industries”, Wiley [9]: “Ứng dụng phụ gia alginate thực phẩm”, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên – khoa Công nghệ Sinh học công nghệ Thực phẩm, 2021 [10]: Roxana Gheorghita Puscaselu, “Alginate: From food industry to biomedical applications and management of metabolic disorders”, MDPI, 2020 Page | 32 ... Ca2+ alginate có chứa nhiều α-1,4-Lguluronic acid (G) Page | 25 Alginate ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM I Trong công nghiệp thực phẩm Alginate sử dụng. .. khả ứng dụng alginate dẫn xuất lớn, alginate sử dụng nhiều lĩnh vực môi trường, thực phẩm, dược phẩm? ??Do có nhiều ứng dụng khác nhau, alginate xem polysacharide nhiều ứng dụng Các ứng dụng alginate. .. nâu [1] Alginate chất thiếu thực phẩm, ứng dụng làm phụ gia thực phẩm Nó có nhiều ứng dụng liên quan đến khả tạo gel Không ngành thực phẩm mà cịn có nhiều ứng dụng ngành khác Đặc điểm bật alginate