Chuyên đề Quy trình công nghệ chế biến rong biển

yến giáp). Hàm lượng sinh tố A trong rong biển cao gấp 2 - 3 lần so với cà rốt, gấp 10 lần trong bơ, hàm lượng canxi cao gấp 3 lần so với sữa bò, vitamin B2 cao gấp 4 lần trong trứng, gấp 7 lần trong trứng, vitamin C, E cao gấp nhiều lần trong rau quả. Nghiên cứu của y học hiện đại cho thấy rong biển còn chứa các dưỡng chất sau: - Vitamin C: trong rong biển là chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự trao đổi chất của tế bào, thúc đẩy sự hình thành collagen trong cơ thể, làm vết thương mau lành và có tác dụng phòng chảy máu chân răng. - Iốt là chất khoáng rất cần thiết cho tuyến giáp, có nhiều trong rong biển. Thiếu iốt sẽ mắc bệnh bướu cổ. - Vitamin B2 trong rong biển có tác dụng tham gia truyền dẫn trong quá trình ôxy hóa của cơ thể. Nếu cơ thể thiếu vitamin B2 kéo dài sẽ gây rối loạn trao đổi chất của các tế bào. - Axit béo trong rong biển có tác dụng thúc đẩy cơ thể thải loại cholesterol, khống chế lượng cholesterol trong máu, từ đó ngăn ngừa bệnh cao huyết áp và bệnh tim mạch. Ngoài ra, rong biển còn chứa DHA, canxi và một số dưỡng chất khác cần thiết cho sức khỏe. - Chất khoáng trong rong biển rất giầu chất khoáng như calcium, photpho, sắt, muối… Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 5 Qua nghiên cứu và thực nghiệm lâm sàng, các chuyên gia y học thấy rằng, rong biển có tác dụng bổ máu, tốt cho tim, thận, hệ tuần hoàn, hệ bài tiết và các cơ quan sinh dục. Rong biển làm dẻo dai các mạch máu và các mô tế bào, giúp điều hòa hoạt động giữa các hệ thống trong cơ thể. Thành phần quan trọng trong rong biển là chất fertile clement - có tác dụng điều tiết máu lưu thông, tiêu độc, loại bỏ các cặn bã trong cơ thể. Trong rong biển có chứa polysaccharide, có tác dụng hấp thu cholesterol thải ra ngoài cơ thể, khiến hàm lượng cholesterol trong huyết dịch duy trì ở mức cân bằng. Nhiều nghiên cứu khoa học trong thời gian gần đây cũng đã xác nhận, rong biển có tác dụng phòng chống virus và ung thư. Các chuyên gia y học đã phát hiện ra huyết dịch của những bệnh nhân ung thư mang tính axit, trong khi đó rong biển lại là thức ăn mang tính kiềm chứa nhiều canxi, vì thế, có tác dụng điều tiết và cân bằng độ axit và kiềm trong máu. Chất cellulose có nhiều trong rong biển kích thích sự co bóp của ruột, đẩy nhanh quá trình bài tiết, hạ thấp nồng độ những chất có nguy cơ gây ung thư trong đường ruột, từ đó làm giảm mắc ung thư kết tràng và ung thư trực tràng. Dưới góc nhìn của y học hiện đại, rong biển là loại thức ăn thường được dùng phối hợp trong thực đơn cho những người béo phì, người mắc bệnh tiểu đường, người cao huyết áp và người bị suy tuyến giáp trạng. ™ Làm sạch ruột, ngừa táo bón Thành phần Alga alkane mannitol có trong rong biển là loại đường có hàm lượng calo thấp, giúp nuôi dưỡng các vi khuẩn có lợi cho ruột, làm cho thức ăn tiêu hoá nhanh và sớm loại bỏ các các chất cặn bã lưu lại trong ruột. Nhờ đó, ruột trở nên sạch sẽ, tăng khả năng hấp thụ canxi. Cũng chính vì vậy mà rong biển trở thành thực phẩm ngứa táo bón và thúc đẩy sự bài tiết hữu hiệu. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 6 ™ Giảm huyết áp Trong rong biển hàm chứa một lượng chất khoáng rất phong phú. Thực tế, khoa học đã chứng minh rằng rong biển hấp thu từ nước biển hơn 90 loại khoáng chất với hàm lượng muối thấp và canxi cao. Chính vì lẽ đó mà rong biển là thực phẩm được ưu tiên hàng đầu đối với những người bị cao huyết áp. ™ Giảm cholesterol Cuộc sống ngày nay ai cũng sợ các thực phẩm giàu cholesterol, nguyên nhân gây nên bệnh béo phì. Vậy nên các thực phẩm với hàm lượng calo thấp nhưng vẫn đảm bảo ngon miệng như rong biển đang rất được coi trọng. Các gia đình nên áp dụng món canh rong biển trong thực đơn hàng ngày của mình. ™ Diệt khuẩn, làm sạch máu Thành phần quan trọng nhất có trong rong biển là fertile clement. Đây là chất có tác dụng điều tiết máu lưu thông, tiêu độc, loại bỏ các cặn bã có trong cơ thể. Thêm vào đó, nó còn là chất không thể thiếu của tuyến giáp trạng, nơi tiết ra hooc-môn sinh trưởng, giúp cơ thể phát triển. Chính vì lẽ đó mà phụ nữ có thai và trẻ em được khuyến khích ăn các thực phẩm làm từ rong biển. Chất béo trong rong biển có tác dụng điều hòa lượng cholesterol trong máu, ngăn chặn bệnh cao huyết áp và tim mạch. Ngoài ra, trong rong biển còn chứa nhiều Iot, vitamin B2, DHA, và một số dưỡng chất khác cần thiết cho sức khỏe thai phụ. ™ Một số lợi ích của rong biển với thai phụ là - Ngăn ngừa chứng táo bón: Chất cellulose trong rong biển kích thích sự co bóp của ruột, đẩy nhanh quá trình bài tiết, giúp đi tiêu đều đặn. Đồng thời, cellulose còn giảm thiểu những chất gây ung thư đường ruột, phòng ngừa ung thư kết tràng và ung thư trực tràng. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 7 - Phòng chống dị tật thai: Một số nghiên cứu chứng minh, các chất dinh dưỡng có trong rong biển có tác dụng giúp ngăn ngừa khuyết tật bào thai. Axit align và alignic được tìm thấy trong nhiều loại rong biển, có chức năng ngăn chặn độc tố từ máu mẹ được vận chuyển vào bào thai. Lợi ích của rong biển với thai phụ, Y tế - thiết bị. Ăn rong biển không chỉ giảm nguy cơ bị ung thư và còn tránh được những khiếm khuyết về gene. Các nhà khoa học Nhật Bản coi rong biển như vị thuốc chống phóng xạ và độc tố cho cơ thể. - Đẹp da, đẹp tóc: Chất dinh dưỡng có trong rong biển có tác dụng giúp da khỏe, đẹp và tăng đàn hồi. Nhiều người mẹ chia sẻ, khi ăn rong biển, tình trạng mụn trứng cá và rạn da khi mang thai được giảm thiểu rõ rệt. Ăn rong biển cũng giúp cho móng và tóc được khỏe đẹp. Lý do vui là khi ấy, bạn không còn phải lo lắng chuyện dưỡng tóc trong thai kỳ hoặc nguy cơ ảnh hưởng từ thuốc dưỡng tóc đến bé. Ngăn ngừa chảy máu chân răngVitamin C có trong rong biển là chất cần thiết cho sự trao đổi chất của tế bào, thúc đẩy sự hình thành collagen trong cơ thể, giúp ngăn chặn tình trạng chảy máu chân răng - dấu hiệu dễ gặp khi mang bầu. Từ rong biển người Nhật tạo món ăn nori, người Hàn Quốc tạo món kim hay gim, người Hoa với món pinyin... Ở VN có nhiều món ăn đặc sản được chế biến từ rong biển: gỏi rong biển, nộm rau câu, canh rong biển, rong biển xào tôm thịt, rong biển hầm sườn non, rong biển chiên… Về thức uống có trà rong biển và đặc biệt các dạng nước giải khát từ rong biển dân gian như nước sâm rong biển, 1.2. Giới thiệu về carrageenan từ rong biển 1.2.1. Lịch sử phát hiện ra Carrageenan Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ rêu Irish moss (Loài rong đỏ Chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía Nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 8 Vào những năm 30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong công nghiệp bia và hồ sợi. Cũng trong thời kỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ. Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina stelata thuộc chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn vào chiết tách từ Irish moss, mà rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng. Những loài này gọi chung là Carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan. 1.2.2. Cấu tạo của carrageenan Carrageenan là một polysaccharide của galactose–galactan. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan. Trong quá trình chiết tách, do tác động của môi trường kiềm các μ-,ν-,λ- carrageenan dễ chuyển hóa thành κ-,ι-, θ- carrageenan tương ứng. Các carrageenan có mức độ sulfat hóa khác nhau, thí dụ κ–carrageenan (25 % sulfat), ι–carrageenan (32 % sulfat), λ–carrageenan (35 % sulfat). Các sản phẩm này đã được thương mại hóa, chiếm vị trí quan trọng trong thị trường polysaccharide. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 9 1.2.3. Tính chất * Độ tan Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác. Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các carrageenan này không tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối thì dễ tan hơn. Thí dụ như λ-carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nước nên nó tan trong nước ở điều kiện bất kỳ. Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –carrageenan tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước nóng. * Độ nhớt Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 10 Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan có thể mô tả bằng công thức cân bằng của Mark-Houwink như sau: [η] = K(Mw)α Trong đó: η: độ nhớt Mw: trọng lượng phân tử trung bình K và α: hằng số phụ thuộc vào dạng của carrageenan và dung môi hòa tan * Tương tác giữa carrageenan với protein Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan và cũng là đặc trưng cho tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein. Phản ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel. Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết với các protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025 %) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 11 * Tạo gel Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5 %). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chất, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết. Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng độ nhất định. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, được thực hiện theo hai bước: - Bước 1: khi hạ nhiệt độ đến một giới hạn nào đó trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự. Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ thuộc vào dạng và nồng độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan. Do đó, mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng. - Bước 2: gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ xoắn. Trong trường hợp đầu, sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ xoắn thông qua sự hình thành không đầy đủ của xoắn kép, theo hướng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép với hơn một chuỗi khác. Trong trường hợp thứ hai, các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợp lại tạo thành gel. Còn dưới các điều kiện không tạo gel, ở các nồng độ polyme thấp sự hình thành và hợp lại của các xoắn sẽ dẫn đến tăng độ nhớt. Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 12 và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel. Như vậy, gel là tập hợp các xoắn có trật tự hay còn gọi là xoắn kép. 1.2.4. Ứng dụng Ngày nay thì người ta đã biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất carrageenan. Những nhiên cứu chi tiết về các loài rong này đã cho phép người ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng đươc nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất carrageenan. Trong những năm cuối thế kỉ 20 thị trường tiêu thụ carrageenan không ngừng tăng. Theo thống kê năm 2000 hơn 80% sản lượng carrageenan được sản xuất từ các công ti của các quốc gia sau: + FMC của Mĩ + CP kolco của Mĩ + Danisco của Đan Mạch + Degussa của Đức + Ceamsa của Tây Ban Nha. Hiện nay công nghiệp sản suất carrageenan không chỉ phát triển mạnh ở các nước Mĩ và Tây Âu mà còn đang phát triển mạnh ở các quốc gia Châu Á. Trong đó phải kể đến Trung Quốc, Nhật Bản, Philipin... Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất carrageenan với hiệu xuất thu hồi cao, hơn nưã khí hậu của chúng ta thích hợp cho việc phát triển cây rong sụn nguồn nguyên liệu Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 13 chính để sản xuất carrageenan đây là thuận lợi lớn để chúng ta tiến hành mở nhà máy sản xuất carrageenan. Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm. Trong công nghệ thực phẩm Carrageenan được sử dụng là một chất để điều chỉnh độ chắc, trạng thái, tính chất cảm quan…Chức năng của nó là tạo nhũ tương, keo tụ và tính kết nối. Ngoài ra nó còn ứng dụng trong công nghệ khác như:công nghiệp dệt, sản xuất kem đánh răng, kỹ nghệ sơn… Ngày nay với tốc phát triển của khoa học, con người đã khám phá ra những lợi ích của Carrageenan trong nhiều lĩnh vực. ¾ Trong thực phẩm Carrageenan đóng vai trò là chất phụ gia trong thực phẩm để tạo đông tụ, tạo tính mềm dẻo, đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm nóng chảy thấp. Carrgeenan được dùng trong các món ăn trong thực phẩm: các món thạch, hạnh nhân, nước uống… - Carrageenan được bổ sung vào bia, rượu, dấm làm tăng độ trong. - Trong sản xuất bánh mì, bánh bicquy, bánh bông lan…carrageenan tạo cho sản phẩm có cấu trúc mềm xốp. - Trong công nghệ sản xuất chocolate:bổ sung Carrageenan vào để làm tăng độ đồng nhất, độ đặc nhất định. - Trong sản xuất kẹo:Làm tăng độ chắc, độ đặc cho sản phẩm -Trong sản xuất phomat, sản xuất các loại mứt đông, mứt dẻo. Đặc biệt ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chế biến thủy sản:Carrageenan được ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông…Trong bảo quản đóng hộp các sản phẩm thịt, bổ sung vào surimi và giò chả.. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 14 Do Carrageenan tích điện âm của gốc SO42+ nên có khả năng liên kết với protein qua gốc amin mang điện tích dương khi pH nằm dưới điểm đẳng điện.Chính nhờ điểm này mà trên 50%tổng lượng Carrageenan được sử dụng trong công nghiệp sữa. Vai trò của Carrageenan là làm cho các sản phẩm sữa có độ ổn định khá cao, không cần dùng đến tinh bột hoặc lòng trắng trứng.. ¾ Trong y dược và dược phẩm Dùng để sản xuất các loại dược phẩm quan trọng. Carrageenan là chất nhũ hóa trong ngành dược phẩm để sản xuất các loại sản phẩm như: Các loại thuốc dạng nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết thương làm vết thương mau lành, làm màng bao cho thuốc. Cũng dựa vào tính chất là Carrageenan mang điện tích âm nên được ứng dụng trong việc điều chế thuốc loét dạ dày và đường ruột.Khi thành dạ dày bị loét, men pepsin sẽ tấn công protein tại chỗ loét làm cho độ acid tăng lên nhưng khi có mặt của Cargeenan thì nó tương tác với pepsin và làm ức chế tác dụng của pepsin. ¾ Trong các ngành khác Giữ cố định enzyme và tế bào: Carrageenan là môi trường cố định enzym, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng hợp và chuyển hóa các chất khác. Hỗn hợp I_Carrageenan và K_Carrageenan và các chất tạo nhũ tương được bổ sung vào dung dịch sơn nước để tạo độ đồng nhất, khả năng nhũ hóa tốt hơn cho sơn. Bổ sung vào kem đánh răng để chống lại sự tách lỏng, sự bào mòn trạng thái, tạo các đặc tính tốt cho sản phẩm. Carrageenan được ứng dụng trong công nghiệp sợi nhân tạo, phim ảnh, sản xuất giấy. Carrageenan được sử dụng ở nhiều dạng khác nhau trong nhiều sản phẩm mà chúng ta sử dụng hàng ngày, nhất là trong lĩnh vực thực phẩm và bánh kẹo. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 15 Các sản phẩm có sử dụng carrageenan đã được sử dụng phổ biến trong nhiều thế kỹ. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh độ an toàn của carrgeenan, nó không gây độc, không có dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn. Tổ chức FDA của Mỹ đã xếp carrageenan vào danh mục các chất an toàn đối với các sản phẩm thực phẩm. Tính phổ biến của carrageenan được thể hiện ở 4 đặc điểm sau: - Tham gia như một chất tạo đông đối với một số sản phẩm như: kem, sữa, bơ, pho mát. - Làm bền nhũ tương, giúp cho dung dịch ở trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp. - Có thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lý, cơ học mong muốn, tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai. - Giúp ổn định các tinh thể trong các sản phẩm bánh, kẹo ngăn chặn đường và nước đá bị kết tinh. Chính vì vậy, carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân. Góp phần đa dạng hóa các sản phẩm thực phẩm. Tỉ lệ sử dụng carrageenan trong các sản phẩm khác nhau Thịt và gia cầm, 30.39% Bơ sữa, 43.14% Nước dạng gel, 14.71% Kem đánh răng, 7.84% Các sản phẩm khác, 3.29% Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 16 * Ứng dụng trong công nghiệp sữa Carrageenan có khả năng liên kết với protein của sữa, làm cho hạt nhũ tương sữa – nước bền vững. Chính vì tính chất này mà carrageenan không thể thiếu được trong công nghiệp chế biến sữa. Sữa nóng có chứa carrageenan được làm lạnh sẽ tạo gel, giữ cho nhũ tương của sữa với nước được bền vững, không bị phân lớp. Tác nhân chính trong quá trình tạo gel là do liên kết giữ các ion sulfat với các đuôi mang điện của các phân tử protein và các cation Ca2+, K+ có mặt trong sữa. Mức độ tạo gel của carrageenan với sữa cũng khác nhau: κ–carrageenan và ι – carrageenan không tan trong sữa lạnh, λ – carrageenan tan trong sữa lạnh. Chính vì vậy, λ – carrageenan được ứng dụng nhiều hơn trong công nghệ chế biến sữa. * Ứng dụng trong các ngành thực phẩm khác Carrageenan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm khác nhau như: kem, phomat, bánh pudding, si rô, đồ uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua. Các công ty chế biến thịt cũng sử dụng carrageenan trong chế biến thịt vì carrageenan có khả năng tăng hiệu suất các sản phẩm bằng cách giữ nước bên trong sản phẩm. Ngoài ra, carrageenan còn được thêm vào bia hoặc rượu để tạo phức protein và kết lắng chúng làm cho sản phẩm được trong hơn. Với đặc tính trên, phương pháp chiết tách carrageenan từ mỗi loài rong cũng khác nhau. Nhưng về nguyên tắc, chiết tách carrageenan bao giờ cũng tuân theo các bước chính cơ bản sau: - Lựa chon và làm sạch nguyên liệu cho mỗi sản xuất - Khử màu - Chiết bằng nước Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 17 - Cô đặc - Kết tủa với rượu hoặc với KCl - Sấy - Xay nghiền Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 18 CHUONG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CARRAGEENAN TỪ MỘT SỐ LOÀI RONG BIỂN I. Rong sụn ( Kappaphycus alvarezii ) 1. Giới thiệu về rong sụn Rong sụn có tên thương mại là Cottonii, kí hiệu là KA thuộc: - Ngành: Rhodophyta - Lớp: Rhodophyceae - Phân lớp: Florideophycidae - Bộ: Gigartinales - Họ: Areschougiaceae - Giống: Kappaphycus - Loài: alvarezii 1.1. Nguồn gốc rong sụn Rong sụn là loài rong biển nhiệt đới có nguồn gốc từ Philippin. Tháng 2 năm 1993 trong chương trình hợp tác khoa học Việt Nam và Nhật Bản phân viện khoa học vật liệu Nha Trang đã nhập về Việt Nam một bụi rong sụn 240g. Tháng 10 năm 1993 với sự giúp đỡ của phân viện khoa học vật liệu Nha Trang, trung tâm khuyến ngư Ninh Thuận đã nhận 5kg rong sụn về trồng thử nghiệm tại đầm Sơn Hải. Hiện nay rong sụn được trồng rộng rãi tại một số vùng trong tỉnh và các tỉnh khác như Khánh Hoà, Phú Yên, Phú Quốc, Bình Thuận. Vì vậy có thể khẳng định rằng rong sụn là đối tượng trồng phù hợp với nhiều loại hình mặt nước được đánh giá là có nhiều ưu điểm so với một số loài rong biển hiện có ở địa phương. Rong sụn đã tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu 1.2. Vùng nguyên liệu Rong sụn được trồng ở Việt Nam tứ năm 1993 tỉnh Ninh Thuận là tỉnh thử nghiệm đầu tiên. Ban đầu chỉ có khoảng 15 hộ trồng rong sụn đến nay con số đó đã lên đến 500 hộ với tổng diện tích là 6000 ha diện tích mặt nước. Khi tỉnh Ninh Hình ảnh cây rong sụn Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 19 Thuận thành công trong việc trồng rong sụn một số tỉnh khác cũng học hỏi làm theo như Mỹ Hoà, Cà Ná, đầm Khánh Hội …. Hàng năm cung cấp 300 - 400 tấn rong sụn khô cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Hiện nay khi mà nhu cầu về rong sụn ở thị trường trong nước và trên thế giới cao. Nhu cầu thu mua rong sụn của công ty rong biển Việt nam là 1500 tấn /tháng nhưng thực tế 3 tỉnh Ninh Thuận, Khánh Hoà và Tuy Hoà chỉ mới đáp ứng 1500 tấn /năm vì vậy trung tâm khuyến ngư các tỉnh trên đang khuyến khích đầu tư để mở rộng diện tích trồng rong sụn tạo công ăn việc làm và hướng phát triển mới cho nghành sản xuất và chế biến rong sụn ™ Hướng phát triển: Những năm trước nghề trồng rong sụn vẫn còn hạn chế do người dân chưa được nắm bắt kỹ thuật trồng rong sụn nên năng suất thấp vì vậy trong thời gian tới phải hướng dẫn phổ biến và tập huấn kỹ thuật, khảo sát, quy hoạch và đề xuất các giải pháp kỹ thuật phát triển nghề trồng rong sụn. Nghề trồng rong sụn đã và đang từng bước phát triển mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho người trồng. Rong sụn đã được xác định là đối tượng tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập là một trong những biện pháp hữu hiệu xoá đói giảm nghèo cho các dân cư ở vùng ven biển. Đến nay nghề trồng rong sụn đã thu hút và tạo công ăn việc làm cho trên 4000 hộ dân với diện tích trồng la 400 ha diện tích mặt nước ở trong các vùng đầm bãi, vùng bãi ngang ven biển, ao, đìa nuôi tôm vì vậy đã tận dụng được các diện tích mặt nước lâu nay bỏ trống, hoạt động kém hiệu quả. Hàng năm người trồng thu trên 300 tấn rong sụn khô cung cấp cho thị trường trong nước xuất khẩu. 1.3. Đặc điểm sinh học của rong sụn Rong sụn là loài rong nhập nội, có đặc tính dòn dễ gẫy khi tươi.Vì vậy các nhà khoa học tại phân viện khoa học vật liệu Nha Trang đã thống nhất đặt tên Việt Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 20 Nam cho loài rong này là rong sụn. Đặc điểm này cũng được sử dụng để phân biệt với các loài rong hiện có ở Việt Nam, trong sản xuất giao dịch thương mại trao đổi tư liệu. Rong sụn có thân dạng trụ tròn. Đường kính thân chính có thể đạt tới 20 mm. Từ trọng lượng 100g ban đầu sau một năm Rong sụn có thể tăng trưởng thành bụi rong, nặng 14 - 16 kg. Rong sụn chia nhánh rậm rạp, kiểu tự do không theo quy luật, thể chất trơn nhớt keo sụn, có mầu nâu xanh, thân dòn dễ gãy, khi khô thành sợi cứng như sừng. Rong sụn có tốc độ tăng trưởng tới 10%/ngày. Rong phát triển tốt ở nhiệt độ 25 - 280C. Trong tự nhiên rong có thể sống và phát triển ở nhiệt độ từ 20 - 34,50C. Độ mặn thích hợp cho rong sinh trưởng phát triển cho năng suất cao chất lượng tốt là từ 29 - 34%. Tuy nhiên trong điều kiện độ mặn từ 20 - 28% rong sụn vẫn cho tỉ lệ tăng trưởng lớn hơn 5%/ngày. Rong sụn sinh sản chủ yếu là hình thức dinh dưỡng. Cá thể mới hình thành từ những nhánh, những bụi nứt ra từ cơ thể ban đầu. Yêu cầu về dinh dưỡng đối với rong sụn không cao. Trong điều kiện nhiệt độ bình thường 300C có nước trao đổi thường xuyên rong sụn hầu như không đòi hỏi nhiều về các chất dinh dưỡng. Các chất dinh dưỡng có trong nước biển đủ cung cấp cho rong sụn phát triển. Trong điều kiện nước tĩnh như ao, đìa ít được trao đổi nước nhiệt độ nước cao vào mùa hè rong sụn đòi hỏi dinh dưỡng. Do đó, cần lưu ý đến việc bón phân N, P, K với liều lượng 1 - 3kg /1000m3 /ngày để giúp rong sụn có khả năng chống chịu được điều kiện nắng nóng cường độ chiếu sáng. 1.4. Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng 1.4.1. Thành phần hoá học Thành phần hoá học của rong sụn luôn thay đổi phụ thuộc trạng thái sinh lý, thời gian sinh trưởng điều kiện sống ( cường độ bức xạ, thành phần hoá học của môi trưòng ). Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 21 Trong rong sụn hàm lượng nước chiếm 77 - 91% còn lại và phần trăm chất khô. Trong chất khô chứa chủ yếu là gluxit, prôtêin, chất khoáng, lipip, sắc tố, enzim … Bảng thành phần hoá học của rong sụn Tên thành phần hoá học % khốI lượng Glucid 40-45 % chất khoáng 20% Prôtêin 5-22% Thành phần hoá học khác 13 - 35% 1.4.2. Nước Hàm lượng nước chiếm 77 - 91% hàm lượng nước giảm theo thời gian sinh trưởng ở giai đoạn tích luỹ chất dinh dưỡng nước đạt 79 % . 1.4.3. Glucid ™ Monosaccarit và disacarit - Galactoza ở trạng thái kết hợp với acid gluxêric tạo hợp chất không bền có thể bị chiết suất bởi ancol cao độ ( >90o ) Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 22 - Mannoza ở trạng thái kết hợp với acid gluêric và natri tạo hợp chất mannozido glyxeratnatri là disaccarid chiếm tỷ lệ là 15%. ™ Polysaccarid Carrageenan là polysacarit có trong rong sụn. Nó là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polyme: Carrageenan cấu tạo từ các gốc D-galactoza và 3,6 – anhydro D-galactoza. Các gốc này liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 và 1,3 luân phiên nhau .Các gốc D-galactoza được sunfate hoá với tỷ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hoá . - Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi vòng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên. Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota-, lambra. Kappa - carrageenan là một loaị polymer của D - galactoza – 4 sunfate và 3,6 anhydro D – galactoza . - Iota – carrageenan cũng có cấu tạo tương tự kappa – carrageenan, ngoại trừ 3,6 anhydro D - galactoza bị sulfate hoá ở C số 2. - Lambra - carrageenan có monomer hầu hết là các D- galactoza - 2 - sulfate ( liên kết 1,3 ) và D - galactoza 2,6- disulfate ( liên kết 1,4 ) - Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota – carrageenan. Cấu tạo của Carrageenan Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 23 1.4.4. Prôtêin Hàm lượng prôtêin của rong sụn dao động trong khoảng 5 - 22% ( theo viện nghiên cứu Nha Trang ). Hàm lượng prôtêin của rong sụn giao động với biên độ khá lớn phụ thuộc giai đoạn sinh trưởng, vị trí địa lý, môi trường sống. Theo nghiên cứu hàm lượng prôtêin tăng dần theo thời gian sinh trưởng và đạt giá trị cực đại ở giai đoạn sinh sản . Sự thay đổi hàm lượng prôtêin theo tháng trong năm : Tháng trong năm 1-2 3-4 5-6 7-8 9-10 11-12 Hàm lượng prôtêin 7,52 9,55 19,15 16,3 16,8 13,9 1.4.5. Lipid Hàm lượng lipid trong rong sụn không đáng kể nhưng một số nhà nghiên cứu cho rằng mùi tanh của rong là do lipid gây ra. 1.4.6. Sắc tố Trong rong sụn có chứa một số sắc tố như sắc tố vàng (xanfoful) sắc tố xanh lam (phycoxfanyn), sắc tố diệp lục tố (chlorofil). Sắc tố của rong sụn kém bền hơn sắc tó của các loại rong khác, vì vậy loài rong này có thể được tẩy màu bằng phương pháp tự nhiên là phơi nắng. 1.4.7. Chất khoáng Hàm lượng chất khoáng trung bình trong rong sụn khoảng 20% trọng lượng khô thành phần chủ yếu của chất khoáng trong rong sụn là: Ca, K, S, và các nguyên tố khác như: Mg, Al, Ba, Sn, Fe, Si …nồng độ iod trong rong sụn nhỏ hơn nhiều so với rong nâu. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 24 Hàm lượng khoáng phụ thuộc vào điều kiện sống, giai đoạn sinh trưởng rong sống trong đầm thường có hàm lượng khoáng thấp hơn rong trồng trên biển vì trong nước biển hàm lượng các chất khoáng nhiều hơn nước trong đầm. 1.4.8. Enzyme Trong rong sụn có thể chiết tách được enzyme proteaza phân giải protein. Dựa vào sự hoạt động cả proteaza trong cây rong sụn trên nhiều cơ chất khác nhau người ta xếp nó vào nhóm enzim papain hay cathepxin (tazawa, Mw 1953). Ngoài ra trong rong sụn còn chứa enzyme thuỷ phân glucid gồm hai loại men oxydaza: - Một loại chuyển hoá đường đơn thành acid tương ứng như: Glucoza thành gluconic. - Loại 2 chuyển hoá đường thành ôzôn. 1.5. Giá trị dinh dưỡng của rong sụn Trong rong sụn chứa hàm lượng chất khoáng rất chất vi lượng cùng một số axit amin cần thiết và nhiều vitamin quan trọng như vitamin A, C, B12..., thực tế hoa học đã chứng minh rằng rong biển đã hấp thụ từ nước biển hơn 90 loại chất khoáng với hàm lượng mối thấp và canxi cao chính vì lẽ đó mà rong biển là thực phẩm được ưu tiên hàng đầu đối với những người bị cao huyết áp. Rong sụn có thành phần chủ yếu là carrageenan chiếm 40%. Carrageenan có trong thành phần của các loại rong đỏ không chứa agar như chondris, gigartnastell (cùng bộ với rong sụn) và hypnea lượng chất khô có trong rong sụn chất này có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử prôtêin của động thực vật có thể dùng carrageenan với một hàm lượng thích hợp làm phụ gia giò chả để tăng mức độ liên kết prôtêin của thịt. Giá trị quan trọng nhất của rong sụn là được dùng làm nguyên liệu chế biến ra loại bột carregeenan có tác dụng tạo đông, ổn nhũ, kết dính... rất cần thiết trong sản xuất các mặt hàng công nghiệp như: thực phẩm (sữa, kem, bánh, mứt, kẹo, Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 25 thạch, thịt cá hộp, xúc xích, một số nước gia vị...), mỹ phẩm (dầu gội đầu, kem đánh răng, mỹ phẩm...), dược phẩm (các loại thuốc dạng dịch keo, vỏ bọc thuốc, dập viên...), dệt (hồ vải, in hoa...), giấy, sơn, công nghệ sinh học (môi trường nuôi cấy vi sinh vật và mô thực vật...). Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 26 II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN Xay nghiền Ngâm trong nước Rửa sạch Xử lý kiềm Rửa trung tính Nấu chiết Phơi, sấy Lạnh đông, tan giá Dịch lọc Lọc Carrageenn HCl Bao gói KCl Len men lactic Bã Phân bón - Nhiệt độ 300C - Thời gian 40 phút - Nồng độ NaOH 5% - Nhiệt độ 95-1000C - Thời gian 60-65 phút - Tỷ lệ nước/rong:52/1 Rong sụn khô Quy trình sản xuất carrageenan từ rong sụn Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 27 THUYẾT MINH QUY TRÌNH 2.1. Rữa sạch, ngâm trong nước Mục đích: Rong sụn thu mua về ( dạng khô ) được rữa sạch để loại bỏ các tạp chất, cát, bụi còn bám, lẫn lại ở rong trong quá trình thu hoạch và phơi khô. Sau khi rữa sạch, ta tiến hành đem ngâm rong sụn qua đêm ở nhiệt độ thường với nhiệt độ thường với tỷ lệ nước/nguyên liệu là 10:1. Mục đích của việc ngâm rong qua đêm là làm cho rong sụn trương nở. Sau đó rữa sạch lại 1 lần nữa và tiến hành quá trình xử lý kiềm. 2.2. Xử lý kiềm Sau khi rong sụn đã rữa sạch ta tiến hành quá trình xử lý bằng NaOH 5%, nhiệt độ: 300C, thời gian: 40 phút đây là chế độ xử lý kiềm tối ưu của rong sụn. Mục đích của quá trình xử lý kiềm: phương pháp này dụng dung dịch NaOH để xử lý rong trước khi nấu chiết Carrageenan. Tác dụng của dung dịch NaOH như sau: - Thuỷ phân bào mòn màng xenluloza và phá vỡ nhiều lớp tế bào sắc tố, khử sắc tố trong rong - Môi trường kiềm khử được lipit và một số protein tan trong kiềm. - Dùng NaOH còn có tác dụng khử ion SO42- có trong mixen carrageenan làm tăng sức đông của carrageenan. ROSO2 + NaOH  ROH + NaSO2 + OH. Phản ứng của NaOH với các gốc Sunfat tạo thành Na2SO4 hoà tan trong nước và được loại ra. Việc sử dụng kiềm NaOH xử lý cho rong mang lại nhiều ưu điểm. Tuy nhiên một số khoáng Ca, Mg,…lại không tách được trong môi trường kiềm. NaOH cũng ảnh hưởng lớn đến liên kết mạch Carrageenan cho nên cần nghiên Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 28 cứu chế độ xử lý về hàm lượng, nồng độ nhiệt độ, thời gian ảnh hưởng đến sức đông của Carrageenan sau này. Khi nồng độ kiềm tăng có tác dụng bào mòn và phá vỡ cấu trúc tế bào tăng hiệu xuất thu hồi carrageenan. Đặc biệt NaOH có tác dụng khử bớt các nhóm SO3- do đó làm cho sức đông của carrageenan tăng lên ROSO3H + NaOH → ROH + Na2SO4 + H2O. Tuy nhiên, nếu tăng nồng độ kiềm quá cao sẽ làm đứt mạch của phân tử carrageenan do đó sẽ lại làm giảm sức đông đáng kể. Sau khi xử lý kiềm xong ta tiến hành rữu trung tính bằng acid HCl để trung hòa hết lượng NaOH còn dư lại trong quá trình xử lý kiềm. 2.3. Nấu chiết carrageenan ™ Cơ sở kỹ thuật nấu chiết Carrageenan Nấu chiết Carrageenan là khâu quan trọng và chủ yếu của toàn bộ quy trình sản xuất Carrageenan. Mục tiêu của công đoạn này là phải đạt hiệu suất thu hồi carrageenan cao và đảm bảo chất lượng của carrageenan. Trong quá trình nấu chiết có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới hai mục tiêu trên như môi trường nấu, nhiệt độ, thời gian, lượng nước, thiết bị. ™ Môi trường nấu chiết Theo nhiều nghiên cứu cho thấy môi trường nấu chiết kiềm loãng pH=8.5 là môi trường cho sức đông của Carrageenan cao nhất. Khi nấu trong môi trường kiềm loãng: Kiềm loãng đủ để phá vỡ màng tế bào của cây rong giải phóng carrageenan ra dung dịch đồng thời sẽ góp phần trung hoà lượng acid tạo thành, do đó sức đông của carrageenan tăng. ™ Nhiệt độ nấu chiết Carrageenan không tan trong nước lạnh và nước thường, muốn nâng cao hiệu suất chiết rút Carrageenan cần phải nấu chiết ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hoà Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 29 tan của nó trong môi trường kiềm loãng nhiệt độ nấu chiết carrageenan của rong sụn thường từ 95 - 100oC ở áp suất thường . Nếu nhiệt độ lớn hơn 100oC, thời gian nấu chiết giảm nhưng Carrageenan bị thuỷ phân cách mạch sức đông giảm. Nhiều tạp chất do xenluloza bị nhiệt phân tạo glucoza hoà tan giảm chất lượng Carrageenan. Nếu nhiệt độ nhỏ hơn 95oC, thời gian nấu kéo dài Carrageenan cũng bị thuỷ phân cắt mạch sức đông giảm mặt khác mức độ hoà tan của Carrageenan giảm, hiệu suất chiết ly giảm. Việc nấu chiết carrageenan ở nhiệt độ gần 100oC còn có những ưu điểm cơ bản là: tốc độ chiết rút nhanh, độ nhớt dung dịch thấp, cho phép dùng chất tạo ôi trường với nồng độ thấp hơn giảm chi phí phụ. ™ Thời gian nấu chiết Thời gian nấu chiết phụ thuộc vào phương pháp xử lý rong trước khi nâú chiết, môi trường nấu chiết và nhiệt độ nấu chiết. Việc xử lý rong trước khi nấu chiết bằng dung dịch kiềm NaOH 5% ở nhiệt độ 95 - 100oC thì thời gian nấu chiết 1 - 1.5 giờ. Nếu thời gian nấu chiết quá dài làm cho một số phân tử Carrageenan bị thuỷ phân cắt mạch làm cho độ chắc của thạch giảm xuống. ™ Tỷ lệ nước nấu Lượng nước nấu ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ thu hồi và độ chắc của Carrageenan. Nếu lượng nước nấu quá lớn: Tạo dung dịch keo có nồng độ thấp, độ chắc kém không thao tác được các công đoạn sau nhất là khâu ép. thể tích chứa thạch lớn,cồng kềnh, gây tốn kém cho thao tác tách nước. nhưg có ưu điểm là dễ lọc hiệu suất chiết cao. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 30 Nếu lượng nước nấu quá ít: Thạch chắc khắc phục được các nhược điểm trên nhưng lại xuất hiện nhược điểm sau: Do nồng độ dịch keo cao, độ nhớt lớn rất khó lọc tốc độ hoà tan của Carrageenan từ nguyên liệu kém do độ nhớt cao hệ số khuyếch tán giảm, chênh lệch nồng độ giữa nguyên liệu và dung dịch giảm. Do vậy trong thực tế cần phải xác định lượng nước nấu hợp lý để sau khi nấu dịch keo thoả mãn yêu cầu sau: + Dịch keo dễ lọc + Thạch đông chắc với cường độ vừa phải có thể thao tác các công đoạn sau dễ dàng Theo kinh nghiệm lượng nước nấu thường gấp 40 - 50 lần lượng rong ™ Thiết bị chiết - Nồi hai vỏ -Thùng inox có nắp đặt hệ thống dẫn hơi nước hay các nồi inox, nồi gang… đun lửa trực tiếp . Để khuấy đảo hỗn hợp cần nấu thường lắp đặt hệ thống, cánh khuấy hay bơm đối lưu dung dịch từ phía đáy nồi lên phía trên . 2.4. Lọc Thành phần hỗn hợp dịch keo rong sau khi nấu chiết bao gồm : - Carrageenan hoà tan và là thành phần chính, là sản phẩm sau này. - Bã rong (tạp chất cơ học ):có kích thước từ nhỏ đến lớn, nhất có thể là 4 mm. Nhỏ nhất ở thể dạng huyền phù lơ lửng trong dung dịch. Tạp chất hoà tan gồm có khoáng, sắc tố, các chất hữu cơ hoà tan như: glucoza, axit amin ,… Để loại các tạp chất ra khỏi dung dịch keo ta sử dụng biện pháp lọc để tách tạp chất cơ học , tách tạp chất hoà tan dùng phương pháp lọc hấp thụ. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 31 ™ Tách tạp chất cơ học Có thể sử dụng lắng hoặc lọc để tách tạp chất cơ học, với biện pháp lắng do độ nhớt của keo lớn làm kìm hãm quá trình lắng xuống của các hạt. Do đó quá trình lắng đọng phải tiến hành ở nhiệt độ không dưới 900C. Thời gian lắng đọng dài ảnh hưởng đến chất lượng của carrageenan. Để tách tạp chất cơ học thường sử dụng phương pháp lọc. Đây là phương pháp đơn giản cho hiệu quả cao. Nếu chọn vật liệu lọc thích hợp thì tạp chất cơ học sẽ được loại bỏ hoàn toàn, vì vậy dịch lọc sẽ khá trong. ™ Tách tạp chất hoà tan Sau khi tách bỏ tạp chất cơ học, dịch carrageenan còn chứa các tạp chất cùng hoà tan như sắc tố, chất vô cơ, chất hữu cơ hoà tan. Để tinh chế làm sạch dịch keo rong, nâưng cao chất lượng carrageenan có thể dùng phương pháp lọc hấp phụ. Chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính. dịch keo sau khi loc thôđược trộn với than hoạt tính ó độ xốp cao. tẩy màu trong điều kiện liên tục khuấy đảo ở nhiệt độ 95 - 980C. Tốt nhất đun sôi hỗn hợp 15 - 20 phút, rồi lọc tách tạp chất bằng máy lọc ép có lớp màng ngăn lọc bằng xenlulô. Lượng than phụ thuộc vào tính hấp phụ của loại than và màu sắc của dịch. Sau khi quá trình lọc xong ta được dịch lọc và ta bổ sung KCl vào cho phép ta thu được sản phẩm với hiệu suất cao hơn. 2.5. Lạnh đông tan giá ™ Tách nước từ dịch keo Dung dịch carrageenan là dịch keo nhớt chứa 95 - 99% là nước. Do đó trước khi làm khô phải có công đoạn tách nước cho carrageenan. Để tách nước cho carrageenan có thể thực hiện phương pháp lạnh đông tan giá. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 32 ™ Nguyên lý của phương pháp Khi hạ nhiệt độ xuống dưới –150Cnước liên kết trong carrageenan bị đóng băng còn carrageenan ở dạng keo tụ. Khi tan giá nước đóng băng chảy ra còn carrageenan không tan, kết quả nước tách ra khỏi carrageenan. ™ Phương pháp làm lạnh đông. Có thể sử dụng phương pháp lạnh đông nhanh hoặc lạnh đông chậm để lạnh đông dịch keo. - Khi đông nhanh: tinh thể nước đá nhỏ và các trung tâm kết tinh trong lòng khối keo. - Khi lạng đông chậm: kích thước tinh thể đá lớn phân bố dày ở lớp ngoài các mĩen carrageenan kết hợp với nhau thành kích thước lớn, khi tan giá giảm khả năng hút nước trở lại. ™ Tan giá tách nước Trong quá trình chạy đông, một phần hơi nước tách khỏi khối thạch nhờ sự thăng hoa hơi nước ở điều kiện nhiệt độ thấp. lượng nứoc còn lại tách khỏi khối keo theo đường tan giá và bay hơi. Tan giá tách nước có thể tiến hành theo 2 cách : - Tan giá tự nhiên ( bằng không khí ) - Tan giá trong nước. Khi tan giá bằng không khí: nước đá tan ra tự lách qua các khe hở của coagen chảy nhỏ giọt xuống. Bản thân carrgeenan có phin lọc cao phân tử, nên nó thúc đẩy quá trình tan nước đá, cũng như sự bay hơi nước đá tan. Như vậy nước sẽ tách khỏi coagen theo đường hướng: một phần nước thăng hoa, một phần bay hơi và phần lớn sẽ tan nhỏ giọt. Thông thường người ta sử dụng tan giá trong nước rồi sau đó ly tâm để tách lấy carrgeenan. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 33 Sau khi tan giá trọng lượng của carrageenan giảm đi khoảng 75%. Điều kiện chạy đông và tan giá, tan giá thạch đông ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả tách nước. Sau khi sẩn phẩm đã đóng đá rồi ta đưa ra ngoài xả đá tách lấy sản phẩm ( nếu sợi sản phẩm xốp có chứa nhiều nước thì dùng cồn để tách phần nước còn lại và cũng loại bỏ một phần màu làm chom sản phẩm sáng hơn ). 2.6. Phương pháp sấy khô carrageenan Sấy khô đến độ ẩm 20 - 22% là công đoạn cuối cùng của công nghệ sản xuất tạo đông. Quá trình làm khô carrageenan có thể tiến hành trong điều kiện nhiệt độ thấp hay nhiệt độ cao, dưới áp suất hay trong chân không hoặc bằng các tia bức xạ … Chế độ sấy, phương pháp chuẩn bị gel trước khi sấy khô sản phẩm quyết định nhiều đến màu sắc hình dạng và chất lượng của chất tạo đông khô… Vì vậy việc chon phương pháp sấy, chế độ sấy thiết bị sấy đống vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất các loại keo rong. Trong quá trình sấy các yếu tố: Thời gian, nhiệt độ sấy, pH của carrageenan ướt là những yếu tố chính quyết định đến tính chất lý, hoá học và chất lượng của sản phẩm khô. Thường sử dụng phương pháp sấy khô ở nhiệt độ thấp để sấy carrageenan. ¾ Làm khô tự nhiên Trải carrageenan trên các giàn phơi với độ dày 3mm đem phơi nắng sau 2-3 ngày nắng tốt carrageenan khô hoàn toàn. Kiểu làm khô này đơn giản nhưng carrageenan dễ nhiễm tạp do tiếp xúc với môi trường xung quanh. ¾ Làm khô bằng quạt thổi không khí Tốc độ gió15-20m/s sấy bằng 5-6 giờ chất lượng kiểu là khô này cao nhưng thời gian khá dài. Sau cùng phải sấy lại hay phơi nắng lại mới đạt độ ẩm 20-22%. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 34 Để giảm thời gian sấy có thể sử dụng thiết bị sấy phun. Sau khi cô đặc carrageenan trong nồi chân khong với nồng độ 7% không nên cô đặc hơn vì lúc ấy dịch keo có đọ nhớt cao, tính lưu động kém dẽ đóng vón làm giảm năng suất máy. Dịch keo liên tục theo ống đập vào bề mặt của đĩa trong buồng sấy, tạo thành những tia mỏng. Dưới tác dụng của lực ly tâm keo phun tảo thành dạng bụi luồng không khí sạch được đốt nóng đến nhiệt độ 120 - 1300C chuyển động thẳng về hướng rơi của hạt bụi keo. Thời gian sấy khô nhanh chóng trong vòng vài giây. Không khí thoát khỏi buồng sấy đi qua máy lọc khí và tách khỏi hạt carrageenan. Sau khi sấy khô carrageenan được đóng gói bằng thiết bị đóng gói. 3. Một số sản phẩm khác từ rong sụn 3.1. Sản phẩm rong khô a. Đối với rong khô chưa rữa muối Rong sau khi thu hoạch được loại bỏ tạp chất, bỏ rác rồi rửa sạch bùn đất bằng nước ngay tại đầm, ao đã trồng. Sau đó phơi hoặc sấy rong khô đến độ ẩm 18-20%. Có thể sử dụng các thiệt bị sấy như sấy hầm hoặc sấy phun. Bao gói Rong tươi Loại bỏ tạp chất Sấy khô Rửa bùn Bảo quản Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 35 Nếu sử dụng phương pháp phơi năng phải trở nhiều lần cho rong mau khô và khô đều. b. Đối với rong đã rửa muối Rong sau khi thu hoạch cũng được loại bỏ tạp chất bùn đất sau đó rửa lại bằng nước ngọt(nước giếng, nước máy) vì trong nước biển có một lượng lớn vi sinh vât gây ảnh hưởng đến chất lượng sau đó sấy khô bao gói và bảo quản. c. Sản xuất rong sun đông lạnh Bao gói Rong sụn sau khi thu hoạch Loại bỏ tạp chất Sấy khô Rửa lại bằng nước ngọt Bảo quản Cấp đông Rong nguyên liệu Ngâm rữa sạch Cắt nhỏ Rửa lại bằng nước muối Bảo quản Xếp khuôn Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 36 Sản phẩm rong sụn đông lạnh thường làm mứt, chế biến gỏi salat, nấu canh nấu súp. III. RONG HỒNG VÂN ( Eucheuma gelatinae ) Nguyên liệu sản xuất carrageenan được sử dụng là rong hồng vân Eucheuma gelatinae. ™ Rong hồng vân ( Eucheuma gelatinae ) thuộc : - Họ solieriaceae. - Bộ Gigrtinales. - Nghành Rhodophyta. Rong mọc tự nhiên ở vùng Ninh Hải ( Ninh Thuận ) sau được di giống về nuôi trồng ở Khánh Hòa ( Nha Trang ). Rong có dạng bụi dẹp, bò bám rất chắc trên đá san hô chết, nơi sống có nước trong, độ muối là 28 – 31%, độ sâu 1 – 3m. Rong dài 10 – 20cm, chất sụn, màu đỏ nhạt hoặc nâu hồng. Chia nhánh không có quy luật, hai bên mép nhánh có gai ngắn hình chùy, mặt dưới có nhiều mụn, mặt trên nhẵn. Rong phát triển tốt nhất khoảng tháng 3 – 6, thu hoạch vào tháng 6 – 7. Hình ảnh cây rong hồng vân Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 37 Kappa-carrageeman là một polysacarit được tách chiết từ rong Hồng Vân (Eucheuma gelatinae) của Việt Nam. Nó có khả năng tạo gel ở nhiệt độ thấp hoặc khi có mặt của một số ion kim loại kiềm và kiềm thổ. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân như công nghiệp chế biến sữa, thực phẩm, dược phẩm... Chính vì vậy bài đi sâu nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel, Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 38 IV. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CARRAGEENANTỪ RONG HỒNG VÂN Lọc Dịch chiết ở nhiệt độ thường Đóng gói Xay nghiền Sấy Sản phẩm Xử lý lạnh và rải lạnh Dịch chiết 3 Dịch chiết 1 Đun có khấy Rữa sạch Dịch chiết 2 Lọc nóng Ngâm qua đêm Bã không tan Rong khô Carrageenan Phân bón Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 39 THUYẾT MINH QUY TRÌNH Rong thu mua về ( dạng khô ) được rữa sạch loại bỏ cát bụi, sau đó ngâm qua đêm ở nhiệt độ thường với tỷ lệ nguyên liệu:nước = 1:10 cho trương nở. Sau đó bóp sạch, phần dung dịch được giữ lại cho sử lý tiếp sau, còn nguyên liệu tách ra được đưa vào nồi nấu với tỷ lệ nguyên liệu : nước = 1:30 ( nguyên liệu khô ban đầu ). Sau đó vừa qua nhiệt vừa khấy nhẹ ở nhiệt độ 900C trong 2 giờ, lọc nóng thu láy dịch chiết, bã còn lại cho thêm nước vào nấu tiếp. Quá trình nấu chiết lặp lại ba lần, gom dịch lại cô đặc đến nồng độ nhất định. Đổ ra khay, để nguội, cho vào phòng tạo gel cứng và ổn định. Sau đó khía thành sợi, để đóng đá 4 – 5 giờ, rồi đưa ra ngoài xả đá tách lấy sản phẩm ( nếu sợi sản phẩm xốp có nhiều nước, thì dùng cồn để tách nước và tẩy bớt 1 phần màu làm cho sản phẩm trong sáng hơn ). Sấy ở nhiệt độ 50 – 600C, thu được sản phẩm có hàm độ ẩm từ 10 – 12%. Dịch chiết lần thứ 3, do quá loãng được giữ lại làm nước chiết 1 trong quy trình chiết. Bã còn lại chủ yếu là cellulose và protit được bổ sung thêm dinh dưỡng cho len men lactic làm phân bón. Phần dung dịch chiết ở nhiệt độ thường, được ly tâm ( hoặc gia nhiệt, sau đó lọc nóng ) thu lấy phần dịch trong, cô đặc và tách sản phẩm như trên. Sẽ thu được phân loại carrageenan có trọng lượng phân tử thấp hơn và xỉn màu. ™ Dây chuyền công nghệ Cấp 350 lit nước sạch và 10kg nguyên liệu vào nồi nấu. Đun và giữ ở nhiệt độ 80 – 900C trong 2 giờ. Khấy đảo đều hỗn hợp trong nồi nấu với tốc độ moto 15 – 20 phút. Khi nồi thứ nhất đã ổn định ở nhiệt độ 80 – 900C thì bắt đầu nạp liệu cho nồi thứ 2 và ngược lại. Khi hỗn hợp đạt trạng thái bão hòa, thì tháo dung dịch qua máy lọc khung bản, thu hồi dịch lọc đưa vào thiết bị cô đặc đến nồng độ nhất định, rồi đưa vào Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 40 khay tạo gel khía cạnh thành sợi và để trong máy lam2 lạnh ở nhiệt độ lạnh đến - 100C. Sau 4 – 6 giờ xả đá trong thiết bị xã đá bằng nước lạnh, tách lấy sản phẩm đưa sang máy sấy có quạt thổi gió nóng hoàn toàn ở nhiệt độ 50 – 600C. Sản phẩm sau khi lấy được đưa qua máy xay, nghiền ( dạng nghiền mơn ) rồi đóng gói , dán nhãn. Đó là sản phẩm 1. Trong thời hai nồi nấu làm việc, phần dịch chiết ở nhiệt độ thường được đưa vào thiết bị cô đặc, cho gia nhiệt làm nóng dung dịch, sau đó qua máy lọc khung bản lọc nóng lấy dịch trong và xử lý tương tự như quá trình tách sản phẩm chính. Sản phẩm thu được là sản phẩm phụ có phân tử lượng thấp, xỉn màu hơn sản phẩm chính đó là sản phẩm 2. Dịch chiết thứ 2 của mỗi mẻ sau lọc khỏi bã được thu gom vào thùng chứa dung tích 400 lit, sau đó bơm vào nồi nấu làm nước chiết đầu cho mẻ tiếp theo. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 41 KẾT LUẬN Rong biển là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng và chất khoáng. Rong biển có hàm lượng i-ốt cao hơn so với rất nhiều thực phẩm từ biển khác Rong biển (còn gọi là tảo bẹ) là thức ăn rất giàu dưỡng chất. Trong các phương pháp dưỡng sinh của nhiều dân tộc trên thế giới, rong biển được coi là thức ăn tạo sự dẻo dai, khỏe mạnh về thể chất và tinh thần cho con người. Rong biển khô rất giàu chất bột đường, chất xơ, đạm, sinh tố và chất khoáng. Ngày nay thì người ta biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất caraageenan. Những nghiên cứu chi tiết về loài rong này đã cho phép người ta có thể trồng chúng trên quy mô lớn và do đó đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất caraageenan. Quy trình công nghệ chế biến rong biển Lớp: C3SH2 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. www.langviet.net/forums/lofiversion/index.php/t54539.html - 15k 2.www.vietlinh.com.vn/dbase/VLTTShowContent.asp?ID=3493 - 18k 3.www.rauhoaquavietnam.vn/default.aspx?ID=19&LangID=1&tabID=5&Ne wsID=1805 - 113k 4. www.nongthon.net/apm/modules.php?name=News&file=article&sid=449 - 59k [5] Trần thị luyếnwww.sinhhocvietnam.com/forum/showthread.php?t=1018 - 100k PDF Merger Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files and merge into one AnyBizSoft