ALGINATE và ỨNG DỤNG TRONG LĨNH vực THỰC PHẨM

TỔNG QUAN VỀ VỀ ALGINATE

Định nghĩa Alginate

Axit alginic, hay còn gọi là algin, là một polysacarit phổ biến trong thành tế bào của tảo nâu Chất này có tính ưa nước và tạo thành gel khi tiếp xúc với nước Các muối của axit alginic với kim loại như natri, kali và canxi được gọi là alginate.

Nguồn gốc

Alginate là polymer sinh học biển phong phú nhất thế giới, chỉ đứng sau cellulose về độ phổ biến Loại polymer này được phát hiện lần đầu bởi các nhà khoa học tại Stanford.

Alginate là một acid hữu cơ có trọng lượng phân tử từ 32,000 đến 200,000, chủ yếu được tìm thấy trong thành tế bào và gian bào của tảo nâu biển.

(thuộc họ Rhaeophyceae), tảo bẹ Macrocystis pyrifera, nodosum Ascophyllum và các loại Lamminaria nhưng nhiều nhất là ở tảo nâu Ở dưới dạng muối Alginat

Hình 1 2: Tảo bẹ nâu – dùng để sản xuất Sodium Alginate

Alginate và ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm

Alginate có hai dạng không tan chính là acid alginic và Alginate Canxi (AlgCa) cùng với Alginate Magie (AlgMg), chúng rất bền vững trong thành tế bào của cây rong Những dạng này tạo ra cấu trúc lưới gel bền chắc trên thành tế bào của rong nâu.

Alginate là một phụ gia thực phẩm quan trọng, nổi bật với khả năng tạo gel và tính nhớt Chất này không chỉ được sử dụng làm chất tạo đông và nhũ hóa mà còn có vai trò trong việc giải độc cho cơ thể.

Lịch sử hình thành và phát triển

- Năm 1881, Stanford là người đầu tiên phát hiện ra Alginic axit

- Năm 1923, F.C Thernley đã tiến hành chiết rút Alginate thô ở Orkney và từ đó công nghệ sản xuất Alginate ra đời

- Năm 1975, Booth đã viết về lịch sử công nghiệp Alginate dựa trên kết quả của Standford

- Hiện nay có các sản xuất Alginate bao gồm: Nauy, Pháp, Nhật, Canada,…

- Được nghiên cứu và sản xuất tại Hải Phòng, Nha Tang và TP.Hồ Chí Minh

- Vào những năm 70, bộ thủy sản đã nghiên cứu ban hành quy trình sản xuất bằng phương pháp formol

- Năm 1997, Đại học Thủy Sản đã nghiên cứu đưa ra quy trình sản xuaasrt Alginate bằng phương pháp formol và CaCl.

Cấu tạo của Alginate

- Alginate là muối của acid Alginic Cấu tạo hóa học của Alginate gồm 2 phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) liên kết với nhau bằng liên kết

1-4 glucozid Có 3 loại liên kết có thể gặp trong 1 phân tử Alginate: (M-M-M), (G-G-G), (M-M-G)

Tỉ lệ M/G của alginate phụ thuộc vào nguyên liệu tảo nâu và ảnh hưởng đến tính hòa tan của nó Cấu trúc hình học của alginate cũng đóng vai trò quan trọng trong độ hòa tan Thực tế cho thấy, alginate thương mại từ tảo nâu có thể có tỉ lệ M hoặc G cao, ví dụ như alginate từ tảo Macrocystis pyrifera thường có tỉ lệ M cao.

Laminaria hyperborean lại cho alginate có G cao

Alginate có hàm lượng G cao thường sở hữu cấu trúc gel chắc chắn, màu sắc sáng và khả năng bền nhiệt tốt Ngược lại, alginate có hàm lượng M cao lại có cấu trúc yếu hơn, dẻo hơn và ít bền nhiệt hơn, nhưng lại có độ bền cao khi trải qua quá trình đông lạnh và rã đông.

Công thức cấu tạo của acid Alginic : (C6H6O6)n

Hình 1 3: Phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G)

Hình 1 4: Công thức cấu tạo acid Alginic

Công thức phối cảnh của Alginat bao gồm hai gốc phân tử β-D-Mannuroic acid (M) và α-L-Guluronic acid (G) liên kết với nhau qua liên kết 1-4 glucozid Trong cấu trúc Alginat, có ba loại khối chính: poly-G (G-G-G-G), poly-M (M-M-M-M) và poly-GM (G-M-G-M), với các liên kết ngẫu nhiên trong chuỗi mạch.

Hình 1 5: Cấu trúc đặc biệt của Alginic theo các đơn vị monomer

Hình 1 6: Chiều dài của các Block

Cơ chế tác động

 Lớp gel Alginate - hàng rào vật lí (Raft):

Alginate hoạt động như một rào cản vật lý, giúp giảm trào ngược và điều trị triệu chứng ợ chua cũng như viêm thực quản Các sản phẩm chứa Alginate thường có muối bicarbonate, chuyển hóa thành carbon dioxide, cho phép polyme nổi trên bề mặt dịch dạ dày Những sản phẩm này có thể tồn tại trong dạ dày từ 4 giờ, mang lại hiệu quả giảm đau lâu dài Nghiên cứu cho thấy Natri Alginate có khả năng di chuyển đến thực quản trước khi tiếp xúc với dịch dạ dày, giúp giảm lượng axit Hơn nữa, với đặc tính bám dính niêm mạc, Alginate bảo vệ niêm mạc dạ dày khỏi tác động có hại của axit lên các vùng viêm loét.

Quá trình gel hóa Alginate xảy ra khi có mặt các ion hóa trị II liên kết chéo các chuỗi polyme hoặc khi pH giảm xuống dưới pKa của các monome, như trong trường hợp sử dụng lacton D-glucono-δ-lactone Gel hóa chậm giúp tạo ra cấu trúc gel đồng nhất với tính toàn vẹn cơ học Để làm chậm quá trình gel hóa, có thể áp dụng chất đệm photphat như Natri Hexametaphotphat, vì các nhóm photphat trong đệm cạnh tranh với ion canxi, dẫn đến việc giảm tốc độ gel hóa Ngoài ra, canxi sunfat và canxi cacbonat có độ hòa tan thấp cũng làm kéo dài thời gian tạo gel Tốc độ hồ hóa còn phụ thuộc vào nhiệt độ; ở nhiệt độ thấp hơn, khả năng phản ứng của Ca2+ sẽ giảm.

Lợi ích của Alginate trong thực phẩm

Cải thiện ngoại quan thực phẩm và đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, các dạng tái cấu trúc không chỉ tăng cường độ đồng nhất mà còn nâng cao tính thẩm mỹ trong sản xuất thực phẩm.

Alginate có khả năng tăng cường tính ổn định cho thực phẩm ở cả nhiệt độ cao và thấp, đồng thời được sử dụng như một chất tạo gel trong nhiều sản phẩm Độ rắn chắc và tỷ lệ tạo gel của alginate có thể được điều chỉnh thông qua nồng độ Ca2+ và H+ trong dung dịch, cũng như số lượng G block trong chuỗi polyuronate.

Alginate có khả năng tạo gel ở nhiệt độ thấp, giúp tái cấu trúc các thành phần bị tổn hại hoặc oxi hóa do nhiệt độ cao.

1.6.2 Chất làm dày, ổn định, nhũ tương hóa

Phản ứng giữa alginate và pectin là phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào nhiệt độ, tạo ra độ nhớt cao hơn so với việc sử dụng từng thành phần riêng lẻ Việc sử dụng alginate độc lập hoặc kết hợp với các chất làm dày khác không chỉ cải thiện tính chất của sản phẩm mà còn nâng cao mức độ chấp nhận của khách hàng đối với các sản phẩm ít béo.

Hình 1 8: Ca2+ được thêm vào dung dịch Natri alginate

Khi ion Canxi được thêm vào dung dịch Natri alginate, nó ngay lập tức phản ứng để tạo gel, và quá trình này có thể được kiểm soát bởi ion Canxi Nhờ vào những tính chất đặc biệt này, Natri alginate được sử dụng phổ biến như chất làm dày, chất tạo gel và chất ổn định trong nhiều ngành công nghiệp.

PGA (propylene glycol alginate) là một chất phụ gia quan trọng được sử dụng để duy trì sự ổn định cho lớp bọt trong mousse và các món tráng miệng Chất này giúp bảo vệ cấu trúc bọt khỏi những tác nhân gây hại, đảm bảo rằng lớp bọt giữ được độ bền và hình dạng khi được rót ra.

PGA được xác định là một chất nhũ hóa vượt trội hơn so với methylcellulose, locust bean và guar gum, đồng thời tương đương với nhiều polysaccharide thực vật phổ biến khác, như trong trường hợp của mayonnaise.

1.6.3 Chất cố định hoặc bao gói

Alginate, với vai trò là chất cố định, có khả năng nâng cao hiệu suất quá trình bằng cách kéo dài thời gian sử dụng và cho phép tái sử dụng các tế bào hoặc enzyme được bao bọc Công nghệ cố định và bao gói giúp thu được nhiều sản phẩm giá trị từ quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, bao gồm enzyme, amino acid, acid hữu cơ và cồn.

Hình 1 9: Phương pháp đơn giản về việc cố định vi khuẩn H volcanii trong Canxi alginate

Alginate là một chất được sử dụng để cố định tế bào hoặc phân lập enzyme trong quá trình chế biến enzyme, giúp cải thiện khả năng chịu nhiệt và giảm thiểu tổn thất của enzyme hoặc tế bào.

Trong các nghiên cứu sau này, alginate được dùng làm chất bao gói các tế bào sống (probiotic) trong thực phẩm

Hình 1 10: Công nghệ tạo vi nang

1.6.4 Màng bao thực phẩm Đối với vật liệu bao bì truyền thống, công nghệ mới này cũng cải thiện độ ổn định, an toàn và thời hạn bảo quản cho sản phẩm

Alginate là một polysaccharide quan trọng, được sử dụng để tạo lớp phủ ăn được cho nhiều loại thực phẩm Màng bao từ natri alginate có khả năng kéo dãn, linh động, chống co kéo và không thấm dầu, mang lại nhiều lợi ích cho việc bảo quản thực phẩm.

Việc bổ sung các tác nhân chống vi sinh vật vào màng alginate cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc ngăn chặn sự xâm nhập của vi sinh vật, đặc biệt khi được phun lên bề mặt rau, thịt và sản phẩm từ cá.

Khả năng tạo lớp phủ ở nhiệt độ thấp của gel alginate cũng giảm thiểu hư hại đến chất chống vi sinh vật cũng như thực phẩm

Alginate được sử dụng để tạo lớp phủ cho nhiều loại rau và trái cây như rau diếp, phần cắt của táo và dưa, giúp kéo dài thời gian bảo quản, ngăn ngừa biến màu, duy trì độ giòn và cấu trúc, đồng thời hạn chế mất mát vitamin C.

Tiêu chuẩn chất lượng của acid alginic

Dạng hạt, bột hoặc sợi mảnh mà trắng đến vàng nâu ( theo TCVN 12101-1:2017 )

1.7.2 Các chỉ tiêu lý – hóa

1 Hàm lượng acid alginic ( C6H8O6 ), % khối lượng tính theo chất khô

2 Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, không lớn hơn

3 Trị số pH ( huyền phù 0.3:10 phần khối lượng / thể tích )

4 Hàm lượng tro sulfat, % khối lượng tính theo chất khô, không lớn hơn

5 Hàm lượng các chất không tan trong natri hydroxit, % khối lượng tính theo chất khô, không lớn hơn

6 Hàm lượng asen, mg/kg, không lớn hơn 3

7 Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn hơn 5

( * ) Tương ứng với lượng cacbon dioxit sinh ra từ 20.0 đến 23.0% khối lượng tính theo chất khô

Bảng 1 1: Chỉ tiêu lý – hóa ( theo TCVN 12101-1:2017 )

1.7.3 Các chỉ tiêu vi sinh

1 Tổng vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, không lớn hơn

2 Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/g, không lớn hơn

3 Coliform, MPN/g Không được có

4 Salmonella, CFU/25g Không được có

Bảng 1 2: Chỉ tiêu vi sinh của acid alginic ( theo TCVN 12101-1:2017 )

Một số quy định sử dụng Alginate trong thực phẩm

Hệ thống đánh số quốc tế (INS) là một ký hiệu do Ủy ban Codex về thực phẩm quy định cho từng chất phụ gia, nhằm phân loại và tổ chức các chất phụ gia thực phẩm trong danh mục.

Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake - ADI) là mức tối đa của mỗi chất phụ gia thực phẩm mà cơ thể có thể tiêu thụ hàng ngày qua thực phẩm hoặc nước uống mà không gây hại cho sức khỏe ADI được xác định dựa trên trọng lượng cơ thể, tính theo mg/kg.

ADI có thể được biểu diễn dưới dạng:

Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (MTDI) là lượng chất tối đa mà cơ thể có thể tiếp nhận qua thực phẩm hoặc nước uống mỗi ngày, được tính theo đơn vị mg/người/ngày.

Hình 1 11: Quy định về sử dụng Alginate trong thực phẩm

TÍNH CHẤT CỦA ALGINATE

Một số tính chất chung

Alginic là một polymer có tính chất acid yếu, không màu và không mùi, không tan trong nước cũng như các dung môi hữu cơ Chất này có khả năng hút nước và trương nở khi ngâm trong nước Alginic có thể hòa tan trong dung dịch kiềm hóa trị I, tạo ra dung dịch muối kiềm hóa trị I hòa tan với độ nhớt cao, trong khi muối kiềm hóa trị II lại không tan.

 Tính chất của Alginate với kim loại hóa trị II:

Gel Alginate có độ chắc cao và khả năng tạo màu tùy theo kim loại, không hòa tan trong nước Khi ẩm, nó có tính dẻo, trong khi khi khô, gel này trở nên cứng và khó thấm nước, đồng thời có tỷ trọng thấp.

 Tính chất của muối Alginaate với kim loại hóa trị I:

Alginic dễ bị phân hủy bởi acid, kiềm mạnh, nhiệt độ cao và enzyme, dẫn đến việc tách Alginic tự do khi tương tác với acid vô cơ Tính chất này được ứng dụng trong công nghiệp để tinh chế Alginic Chất này hòa tan dễ dàng trong nước, tạo ra dung dịch keo nhớt với độ dính và độ nhớt cao Khi được làm lạnh, Alginic không đông lại và khi khô, nó có tính trong suốt và đàn hồi.

Đặc tính

Khi Alginat được hòa tan trong nước, nó sẽ ngậm nước và tạo ra một dung dịch nhớt, với độ nhớt phụ thuộc vào chiều dài phân tử Alginat Đặc biệt, bột Alginat rất nhạy cảm với nhiệt độ và dễ bị giảm chất lượng nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp Hơn nữa, cấu trúc phân tử Alginat cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt của dung dịch.

Trong một số trường hợp, độ nhớt của dung dịch có thể tăng lên ở nồng độ thấp khi có mặt của các cơ chất như CaSO4 và CaCO3 Ion canxi kết hợp với Alginat tạo ra các liên kết chéo trong phân tử, dẫn đến sự gia tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt Khi hòa tan các Alginate vào nước, chúng sẽ ngậm nước và tạo thành dung dịch nhớt, với độ nhớt tỉ lệ thuận với chiều dài phân tử của Alginate.

Thấp Trung bình Cao Rất cao

Bảng 2 1: Độ nhớt của Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200ºC)

Sự thay đổi độ nhớt của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ và sự hiện diện của các muối như CaCO3 và Calcium tartarate Ở nồng độ thấp, độ nhớt có thể tăng lên do ion Calcium kết hợp với Alginate, tạo thành cầu nối giữa các phân tử, từ đó làm tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt của dung dịch.

Sự hóa dẻo của màng có thể được cải thiện bằng cách thêm các tác nhân làm dẻo, giúp tăng cường độ bền và giảm khả năng rách của màng Quá trình này liên quan đến sự co lại của các phân tử bên trong chuỗi polymer trong cấu trúc màng Để đạt hiệu quả tối ưu, chất dẻo phải tương thích với polymer và có tính chất hòa tan tương tự Ngoài ra, chất dẻo cần được giữ ổn định trong hỗn hợp, không gây bọt khí, không thay đổi màu sắc và quan trọng là không ảnh hưởng tiêu cực đến mùi và tính chất của màng.

Alginate có khả năng kết hợp với các thành phần khác để tạo ra màng hợp phần, từ đó cải thiện các đặc tính của màng Màng hợp phần được tạo ra từ alginate và tinh bột đã được chứng minh có độ bền cơ học cao (Nhóm Allen, 1963; Dahle, 1983).

Lipid, sáp, các loại acid béo, dầu và chất béo có thể được kết hợp với Alginate trong màng Alginate-Lipid, giúp tăng cường khả năng chống thấm nước nhờ tính kỵ nước Tuy nhiên, việc sử dụng Lipid cũng gặp phải nhiều bất lợi, như tạo ra mùi oi khét và khó chịu, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm được bao màng (trích từ Cruibeert & Biguet, 1996).

2.2.4 Tính chất của màng Alginate:

Alginate có khả năng tạo màng hiệu quả với đặc tính đàn hồi, bền bỉ, chịu dầu và không dính Màng polysaccharide này ngăn cản sự thấm oxy và lipid, giúp ức chế quá trình oxy hóa chất béo và các thành phần khác trong thực phẩm Ngoài ra, màng còn giảm thiểu thất thoát ẩm bằng cách giữ ẩm trong màng, khiến màng hơi khô và co lại, từ đó giữ lại độ ẩm bên trong thực phẩm.

Màng Alginate là một giải pháp hiệu quả trong ngành công nghệ thực phẩm, giúp kéo dài thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm Màng bao ăn được này không chỉ giảm thiểu tác động tiêu cực từ quá trình chế biến mà còn ngăn ngừa sự mất ẩm, di chuyển chất tan và phản ứng oxy hóa, đảm bảo sản phẩm luôn tươi ngon và an toàn cho người tiêu dùng.

2.2.5 Sự tạo gel và kỹ thuật tạo gel

Alginate có khả năng tạo gel đặc trưng, diễn ra khi nhiệt độ cao ở trạng thái sôi và sẽ chuyển thành dạng gel khi làm nguội Thông thường, quá trình này thường kết hợp với ion Ca2+ để hình thành gel như minh họa trong hình.

Hình 2 1: Sự kết hợp ion Ca2+ với Alginate

Gel alginate có thể được điều chỉnh thông qua việc giải phóng ion Ca2+ từ dung dịch alginate Quá trình tạo gel diễn ra khi dung dịch chứa ion Ca2+ được nhúng hoặc phun lên hỗn hợp alginate, trong đó CaCl2 là chất phổ biến được sử dụng Alginate có khả năng tạo gel hiệu quả khi có sự hiện diện của ion Ca2+ và axit.

Có thể tạo gel ở pH < 4, thường dùng kết hợp với pectin

Ion Ca2+ đóng vai trò quan trọng như cầu nối trong gel, giúp gel này không bị ảnh hưởng bởi nhiệt và có độ đàn hồi thấp Alginate hoặc các hỗn hợp chứa alginate thường được xử lý bằng cách nhúng hoặc phun dung dịch Ca2+.

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

Hình 2 2: Vị trí của Ca2+ trong Alginate

Phương pháp làm lạnh sử dụng alginate hòa tan trong nước kết hợp với ion Ca2+ và các chất tạo phức Quá trình này bao gồm việc gia nhiệt đến nhiệt độ cao, sau đó làm nguội để tạo gel Ca ổn định Gel có thể hình thành ở nhiệt độ 50oC, tuy nhiên cấu trúc của nó vẫn còn mềm.

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ KIỂM NGHIỆM

Phương pháp điều chế

Alginate là tên gọi chung của họ muối axit alginic, chiết xuất từ tảo nâu

Nghiên cứu từ Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ cho thấy việc sử dụng tảo nâu trong thí nghiệm mang lại tiềm năng lớn Sau khi thu hoạch, tảo nâu được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời trong khoảng 2 – 3 ngày trước khi được bảo quản cẩn thận để đảm bảo chất lượng.

Theo nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, mẫu tảo được cắt nhỏ và xử lý sơ qua với hỗn hợp 96% EtOH, cloroform và H2O theo tỷ lệ 89:1:10, với tỷ lệ w/v là 1/10 trong 10-15 ngày để loại bỏ polyphenol, thuốc nhuộm và các phân đoạn có trọng lượng phân tử thấp như mannitol Sau đó, tảo được xử lý ba lần bằng dung dịch HCl (pH 2 - 2,5) với tỷ lệ tảo: chiết xuất là 1:20, ở nhiệt độ 60℃ trong 2 giờ theo bằng sáng chế số WO2005014657A1 của Michailovna et al.

Vào năm 2005, chiết xuất Fucoidan và Laminaran được thực hiện từ nguyên liệu này Sau đó, bã tảo còn lại được rửa nhiều lần bằng nước máy có pH trung tính khoảng 6,5 để tiến hành chiết xuất alginate.

Trong quá trình điều chế alginate, việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất là rất quan trọng Nghiên cứu của Hernándezcarmona và cộng sự (1999) đã chỉ ra rằng hàm lượng và độ nhớt của alginate chịu ảnh hưởng bởi nồng độ dung dịch kiềm (chỉ số pH), nhiệt độ và thời gian xử lý trong giai đoạn nấu Mô hình thực nghiệm được mô tả chi tiết trong nghiên cứu này.

Hình 3 1: Công đoạn nấu chiết Alginate

Lập kế hoạch kiểm tra và tối ưu hóa các yếu tố kỹ thuật trong quá trình chiết xuất bằng phương pháp Box-Behnken là rất quan trọng Các yếu tố được điều tra bao gồm nồng độ kiềm, được xác định bởi giá trị pH trong khoảng từ 8 đến 12, và nhiệt độ chiết xuất, với mức tối thiểu là 50℃ Việc tối ưu hóa những yếu tố này sẽ giúp nâng cao hiệu quả của quá trình chiết xuất.

Nhiệt độ chiết xuất được duy trì ở 80℃ với thời gian chiết xuất từ 1 đến 4 giờ Mục tiêu chính là tối ưu hóa hàm lượng alginate (Y1) và độ nhớt của dung dịch alginate 1% (Y2) Các hàm mục tiêu này sẽ được tối ưu hóa riêng biệt, sau đó áp dụng phương pháp tối ưu hóa tích chập tuyến tính để tìm ra các giá trị thỏa mãn đồng thời cả hai hàm mục tiêu.

Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu để chiết xuất alginate từ Turbinaria ornata cho thấy dung dịch soda với pH 11, nhiệt độ sôi 59 °C và thời gian sôi 1,5 giờ là hiệu quả nhất, đạt độ nhớt 743 mPa.

Phương pháp kiểm nghiệm

 Phương pháp định lượng aglinate:

Theo Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, tảo khô được đun sôi và chiết xuất trong điều kiện thí nghiệm, sau đó dịch chiết được tách ra bằng ly tâm và xử lý cặn lần thứ hai Dịch chiết kết hợp được xử lý bằng dung dịch HCl 10% ở pH 2, tạo ra kết tủa axit alginic Kết tủa này được tách ra bằng ly tâm, trung hòa bằng dung dịch Na2CO3 10%, và alginat được kết tủa bằng EtOH với thể tích gấp 4 lần phần chiết, ngâm và để yên trong 4 giờ Sau đó, giấy lọc được làm khô ở 70 °C, cho vào bình hút ẩm và cân đến khối lượng không đổi Kết tủa được lọc và rửa, sau đó hút chân không để làm khô thêm ở 50 °C trong 2,5 giờ Hàm lượng alginate được xác định bằng phương pháp trọng lượng của Hernándezcarmona et al.

𝑨 × 𝟏𝟎𝟎 Trong đó: A là khối lượng tảo khô (g); B là khối lượng của giấy lọc (g); C là khối lượng của giấy lọc và kết tủa alginate (g)

 Phương pháp xác định độ nhớt Độ nhớt của dung dịch alginat 1% được đo bằng nhớt kế Brookfield

 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

Tất cả dữ liệu thu thập được từ ít nhất 3 thí nghiệm độc lập Sự khác biệt về hệ số trong các phương trình hồi quy được kiểm định bằng tiêu chuẩn Student t với mức ý nghĩa α = 0,05 và bậc tự do là 2.

ỨNG DỤNG CỦA ALGINATE TRONG LĨNH VỰC THỰC PHẨM

Chất ổn định trong kem

Axit Alginic và muối của nó là những chất ổn định quan trọng trong sản xuất kem, giúp tạo ra kem mịn, thơm ngon và chịu nhiệt tốt Việc sử dụng keo Alginate Natri với nồng độ 0,1% trong sữa bò không chỉ rút ngắn thời gian khuấy trộn mà còn ngăn ngừa hiện tượng kết tủa của các chất không hòa tan nếu nồng độ tăng lên 1,8%.

Alginate Natri được dùng làm chất bảo vệ kem lạnh với những tác dụng như sau:

 Ngăn ngừa tạo ra các tinh thể đá băng:

Khi kem được chuyển vào ngăn đông tủ lạnh, kích thước các tinh thể băng ngày càng lớn do sự thay đổi nhiệt độ Khi tan chảy, các phân tử nước kết hợp với nhau, dẫn đến sự hình thành các tinh thể băng lớn hơn Chất ổn định có nhiệm vụ giảm kích thước tinh thể băng, vì tinh thể lớn làm giảm độ mịn của kem và hạn chế sự di chuyển tự do của các phân tử nước.

29 khi nhiệt độ bị biến động thì chất ổn định ngăn chặn các tinh thể băng tan chảy tìm và nối các tinh thể băng hiện có

Hình 4 2: Kích thước tinh thể

( a ): tinh thể băng có kích thước nhỏ; ( b ) và ( c ): tinh thể băng kết hợp với nhau và lớn lên trong quá trình lưu trữ kem

 Ức chế hoàn toàn sự tạo thành tinh thể của Lactose

 Tạo độ nhớt cho kem

 Tạo gel, có khả năng giữ nước cho kem

 Làm cho kem không bị tan chảy

Thí nghiệm chứng minh sự khác biệt trong tốc độ tan chảy của kem, so sánh giữa kem không có chất ổn định (hình a) và kem có chất ổn định (hình b) Nghiên cứu này được trích từ cuốn sách "Ice cream" của tác giả.

Phụ gia trong sản xuất sữa

Sodium alginate, hay còn gọi là muối natri của acid alginic (NaC6H7O6), được chiết xuất từ tảo nâu với trọng lượng phân tử dao động từ 32.000 đến 200.000 Thành phần chính của nó bao gồm D-Mannuroic acid và L-Guluronic acid, được liên kết với nhau thông qua các liên kết glucozit.

Sự tạo gel: Các alginate có khả năng tạo gel khi có mặt Ca2+ và acid Có thể tạo gel ở PH

Pectin thường được kết hợp với Ca2+ để tạo gel không thuận nghịch với nhiệt và có độ đàn hồi thấp Ca2+ đóng vai trò như cầu nối trong quá trình này Alginate hoặc các hỗn hợp chứa alginate có thể được nhúng hoặc phun dung dịch Ca2+, giúp tạo ra sản phẩm mỏng và kích thước nhỏ, như màng bao.

Việc bổ sung natri alginate vào sữa ảnh hưởng đến khả năng tạo gel, đặc biệt là mô đun lưu trữ, khả năng giữ nước (WHC) và độ cứng của gel Rennet Nghiên cứu cho thấy nồng độ alginate (0.25g/100g) và chất béo (3.0g/100g) có tác động đáng kể đến sự phân bố kích thước hạt trong sữa Alginate có mối tương quan tích cực với WHC, trong khi tương tác giữa chất béo và alginate lại có mối tương quan nghịch với độ cứng gel Gel Rennet với hàm lượng chất béo thấp và nồng độ alginate cao thường mềm hơn do khả năng giữ nước tốt của các hạt alginate Bổ sung alginate có thể cải thiện tính chất kết cấu của gel Rennet nhờ khả năng tạo thành các hạt gel khi có các ion hóa trị II ở nhiệt độ khác nhau.

Một trong những phương pháp phổ biến để sản xuất phô mai ít hoặc giảm chất béo là sử dụng chất thay thế chất béo Chất thay thế này giúp bắt chước các đặc tính chức năng và cảm quan của chất béo, đồng thời giảm đáng kể giá trị năng lượng của phô mai Alginate, một polysacarit thu được chủ yếu từ tảo biển, là một ví dụ điển hình của chất thay thế chất béo Nó có khả năng tạo thành gel độc đáo khi có mặt của các cation hóa trị II như Ca2+, Cu2+ hoặc Zn+ ngay cả ở nhiệt độ phòng.

Alginate là một thành phần quan trọng trong ngành thực phẩm, được sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các chất thay thế chất béo khác Nó giúp cải thiện kết cấu của thực phẩm chế biến ít chất béo bằng cách giữ lại độ ẩm, từ đó nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm.

Hình 4 4: Sữa có sử dụng Alginate

Tạo độ bền cho bọt bia

Alginate propylene glycol có khả năng tăng cường độ ổn định của bọt tốt hơn so với polysaccharide trung tính với cùng một lượng Điều này là nhờ vào sự tương tác tĩnh điện giữa các nhóm cacboxyl trong phân tử glycol alginate và các nhóm amin trên peptide trong cấu trúc bọt Sự liên kết này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động ổn định của propylene glycol alginate (PGA), giúp bảo vệ bọt bia khỏi tác động của các vật liệu giống lipid.

Polypeptide đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra bọt bia, ảnh hưởng đến tính ổn định của bọt Các vật liệu hoạt động bề mặt, chẳng hạn như lipid trong bia, có thể xâm nhập vào thành bong bóng và làm giảm độ ổn định của bọt thông qua việc gây ra sự gián đoạn của màng polypeptide.

Tạo độ dai cho mì ăn liền

Natri alginate là một polysaccharide tự nhiên từ rong biển, có tác dụng hạ đường huyết, giảm lipid máu và làm sạch ruột, đồng thời loại bỏ kim loại nặng Việc sử dụng natri alginate trong mì rong biển không chỉ tăng cường hương vị mà còn giúp sợi mì trở nên ngon và dai hơn.

Natri alginate không chỉ giúp tăng giá trị dinh dưỡng cho mì rong biển mà còn mang đến hương vị phong phú khi kết hợp với nước trái cây và rau Điều này cho phép chế biến nhiều loại mì với các hương vị đa dạng, đồng thời nâng cao chức năng dinh dưỡng và chăm sóc sức khỏe, tạo nên một đặc điểm nổi bật cho sản phẩm mì này.

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	1,81 MB