Môn phân tích thực phẩ : malginate

NỘI DUNG BÁO CÁO SEMINAR MƠN PHÂN TÍCH THỰC PHẨM   GV hướng dẫn: HUỲNH KIM LIÊN SV thực hiện: Trương Phạm Thế Huy MSSV: 2091969 - Sư phạm Hĩa học K35 Đề tài: Alginate I. Giới thiệu Rong biển cĩ rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống con người. Từ thời xa xưa con người đã biết sử dụng rong biển như là một chất tạo kết đơng dùng trong mứt hay rau câu, dùng làm thực phẩm ăn kiêng. Năm 1882, Walther Hess đã sử dụng pollysaccharit của rong biển như một chất cố định vi sinh vật, một mơi truờng nuơi cấy và phân lập vi sinh vật. Ngày nay con người sử dụng rong biển như một chất phụ gia ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Họ sử dụng những pollysaccharit của rong biển trong những mục đích cố định, tạo gel, nhũ hĩa sản phẩm thực phẩm. Bài báo cáo này nghiên cứu về cấu tạo, thành phần hĩa học và ứng dụng của rong biển trong các chu trình cơng nghệ chế biến thực phẩm cũng như hàm lượng qui định nhằm làm sáng tỏ những thơng tin về loại pollysaccharit thơng dụng này. 1. 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 thơ ở Orkney và từ đĩ cơng nghệ sản xuất Alginate ra đời. Năm 1975, Booth đã viết về lịch sử cơng nghiệp Alginate dựa trên kết quả của Stanford. Hiện đã cĩ 17 nhà máy/9 nước sản xuất Alginate bao gồm: Nauy, pháp, Nhật, Canada,Tây ban Nha, Chile, Liên xơ xũ và Ấn độ. Cĩ 2 cơng ty sản xuất lớn : Kelco company ( Mỹ) và một cơng ty của Anh chiếm 70 % sản lượng thế giới. Trung quốc là nước đang nổi lên rất mạnh về lĩnh vực rong biển. II. Sơ lược alginate và tính chất 2. Sơ lược Alginate: Là muối của acid Alginic một polymer của β-1,4-D-Mannuroic acid (M) và α-1,4-L-Guluronic acid (G) Acid Alginic là một polymer ái nước và cĩ tính keo, được tinh chế từ nhiều loại rong nâu khác nhau. Cơng thức cấu tạo của acid Alginic: (C6H6O6)n Là một acid hữu cơ cĩ trong tảo nâu, cĩ trọng lượng phân tử từ 32.000-200.000, do D-Mannuroic acid và L-Guluronic acid liên kết với nhau bởi liên kết glucozit. Nĩ tồn tại dưới dạng sợi, hạt hay bột màu trắng đế vàng nâu. được dùng làm chất tạo đơng, chất ổn định, chất tạo gel, chất nhủ hĩa, khơng tan trong nước và dung mơi hữu cơ, tan chậm trongdung dịch Carbonate Natri, Hydroxide Natri. Các dạng thương phẩm của Alginate: Natri Alginate, Kali Alginate, Amon Alginate, Mg Alginate, Caxi Alginate, Propylen glycol Alginate 2. Sơ lược Alginate: Được chiết xuất từ quá trình trích ly từ nhiều loại rong nâu khác nhau bao gồm Macrocytis Pyrifera, Laminaria, Digitata và Ascophylum nodosum 3. Tính chất của Alginate Sodium Alginate là muối của acid Alginic cĩ liên kết (1-4) guluronic acid. Alginate polymer ưa nước và cĩ thể tạo thành thể gel khơng thuận nghịch với sự hiện diện của Ca2+. Bằng cách này Alginate được đánh giá cĩ khả năng tạo màng tốt (MC Dowell, 1968) (trích dẫn bởi Trần Thanh Quang, 2008). Các tính chất vật lý của dung dịch Sodium Alginate dùng trong thực phẩm dựa vào (bảng 2.3), tính chất vật lý của dung dịch Sodium Alginate 1% trong nước cất ở (bảng 2.4) Bảng 2.3: Tính chất vật lý dung dịch Sodium Alginate dùng trong thực phẩm (Anon, 1972) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008) Bảng 2.4: Tính chất vật lý của dung dịch Sodium Alginate 1% trong nước cất (Anon,1972) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008) 4. Đặc tính của Alginate Độ nhớt: Khi hịa tan các Alginate vào nước và sẽ ngậm nước và tạo dung dịch nhớt, độ nhớt tỉ lệ thuận vào chiều dài phân tử của Alginate. Bảng 2.5: Độ nhớt của Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200C) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008) 5. Tính chất của màng Alginate Các Alginate cũng cĩ khả năng tạo màng rất tốt. Các màng rất đàn hồi, bền, chịu dầu và khơng dính bệt. Màng thuộc nhĩm polysacharide cĩ khả năng ngăn cản oxy và Lipid thấm qua vì thế sẽ ức chế được hiện tượng oxy hĩa chất béo và các thành phần khác trong thực phẩm. Bên cạnh đĩ màng cịn cĩ khả năng làm giảm thất thốt ẩm vì lượng ẩm trong màng sẽ bĩc hơi trước ẩm trong thực phẩm, từ đĩ màng bao sẽ hơi khơ và co lại làm cho lượng ẩm bên trong khơng thốt ra được (Allen, 1963) (trích dẫn bởi Trần Thanh Quang, 2008). Màng Alginate được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơng nghệ thực phẩm nhằm tăng thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm được lâu hơn. Màng bao ăn được cĩ thể được sử dụng dể làm giảm tác hại của do quá trình chế biến gây ra. Màng bao vừa cĩ tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản sự mất ẩm và sự di chuyển chất tan, phản ứng oxy hĩa (Baldwin, Nisperos, Chen & Hagenmaier, 1996; Park, 1999; Wong, Camirand & Pavlath, 1994) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008). 6. Sự hĩa dẻo Sự hĩa dẻo của màng cĩ thể nâng cao bằng cách thêm vào các tác nhân làm dẻo cách này gọi là sự hĩa dẻo. Kết quả làm cho độ bền của màng càng tăng lên, chính điều này giúp màng ít bị rách, đĩ là kết quả của quá trình co lại của các phân tử bên trong giữa các chuổi polymer trong cấu trúc màng. Chất dẻo phải phù hợp với polymer sử dụng làm màng và cũng phải cùng hoạt tính tan với polymer. Các yếu tố khác là chất dẻo phải được giữ lại trong hỗn hợp lâu, ổn định cao, khơng bao hơi và màu, và quan trọng là mùi của các chất này khơng làm ảnh hưởng tiêu cực đến tính tính chất của màng (Guibert và Biquet, 1996) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008). 7. Hợp phần từ Alginate Alginate: cĩ thể kết hợp với các thành phần khác để tạo thành màng hợp phần, nhờ sự kết hợp này mà cải tiến được đặc tính của màng. Màng hợp phần Alginate và tinh bột được đánh giá là cĩ độ bền cơ học cao (Nhĩm Allen, 1963, Dahle, 1983) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008). Lipid, Sáp, các loại acid béo, các loại dầu, chất béo nĩ cĩ thể được kết hợp với Alginate trong màng hợp phần Alginate-Lipid. Dựa trên tính kỵ nước sự kết hợp màng làm tăng cường rào cản sự bĩc hơi nước. Tuy nhiên sử dụng Lipid cịn cĩ nhiều bất lợi do tạo ra mùi oi khét, mùi khĩ chấp nhận (Cruibeert &Biguet, 1996) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008) sẽ ảnh hưởng chất lượng sản phẩm được bao màng. III. Ứng dụng của Alginate trong cơng nghiệp thực phẩm Alginate được sử dụng nhiều trong sản xuất kem, socola, mayonnaise, bánh, mĩn tráng miệng với cơng dụng làm đặc tạo cấu trúc ổn định cho sản phẩm Vai trị là chất ổn định trong kem đá bởi các tính chất như: ngăn cản và hạn chế sự tạo thành tinh thể đá trong suốt quá trình đơng, ức chế hồn tồn sự tạo thành tinh thể của lactose, nhũ hĩa các cầu béo, tạo ra độ nhớt cao, tạo ra gel cĩ khả năng giữ nước tốt làm cho kem khơng bị tan chảy. Đối với bia đây chính là tác nhân chính tạo độ bền cho bọt bia.  Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đơng lạnh tốt hơn tránh được sự trở mùi khĩ chịu cũng như hạn chế được sự oxi hĩa, và sự tiếp xúc trực tiếp với khơng khí. Acid Alginic cịn được sử dụng trong các loại nước uống cơ đặc, bơ, bánh kẹo, phomat, trong mỹ phẩm vì cĩ khả năng làm quánh, đặc và ổn định trong cấu trúc sản phẩm Chất ổn định: là chất ổn định trong kem, thay thế tinh bột và carrageenan, natri alginate cĩ thể ngăn được sự tạo thành tinh thể đá và làm tăng thêm mùi vị cho sản phẩm. Trong kem, ức chế hồn tồn sự tạo thành tinh thể của Lactose; nhũ hĩa các cầu béo; làm bền bọt; tạo độ nhớt cho kem; tạo gel, cĩ khả năng giữ nước cho kem; làm cho kem khơng bị tan chảy. Làm đặc và nhũ tương hĩa: natri alginate cĩ thể nâng cao tính ổn định của sản phẩm và làm giảm lượng nước trong thực phẩm. Hydrat hĩa: natri alginate làm cải thiện độ dai cho các sản phẩm mì ăn liền, miến làm cho chúng trở nên dai hơn, đàn hồi và giảm vỡ vụn, tỉ lệ gluten chứa trong bột mì cĩ thể được nâng cao, là màng bao, nĩ cĩ thể điều chỉnh hương vị, nâng cao điểm nĩng chảy của sản phẩm..  III. Ứng dụng của Alginate trong cơng nghiệp thực phẩm Alginate propylen glycol (PGA)Alginate propylen glycol (PGA) cĩ chức năng đặc biệt trong việc tạo bọt, làm đặc, nhũ hĩa, làm ổn định các thành phần trong thực phẩm. Do đĩ nĩ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nước quả ép, bia, salad dressing, làm chất nhũ hĩa, acid protein drinks, trong mỹ phẩm, gia vị… Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đơng lạnh tốt hơn tránh được sự trở mùi khĩ chịu cũng như hạn chế được sự oxi hĩa, và sự tiếp xúc trực tiếp với khơng khí. Trong sản xuất kem, acid Alginic và muối của nĩ cĩ thể dùng làm chất ổn định trong kem ly, làm cho kem mịn cĩ mùi thơm, chịu nĩng tốt, thời gian khuấy trộn lúc sản xuất ngắn III. Ứng dụng của Alginate trong cơng nghiệp thực phẩm IV. Một số qui định sử dụng Alginate trong thực phẩm a. Hệ thống đánh số quốc tế (International Numbering System - INS) là ký hiệu được Ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp chúng vào danh mục các chất phụ gia thực phẩm.   b. Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake - ADI) là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thơng qua thực phẩm hoặc nước uống mà khơng gây ảnh hưởng cĩ hại tới sức khoẻ. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. ADI cĩ thể được biểu diễn dưới dạng: - Giá trị xác định - Chưa qui định (CQĐ) - Chưa xác định (CXĐ)   c. Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (Maximum Tolerable Daily Intake - MTDI) là lượng tối đa các chất mà cơ thể nhận được thơng qua thực phẩm hoặc nước uống hàng ngày. MTDI được tính theo mg/người/ ngày. V. Quy trình sản xuất, điều chế Alginate 1. Cơng nghệ sản xuất keo alginate từ rong nâu Sơ đồ các phương pháp tách và tinh chế Alginat 2. Qui trình sản xuất Alginate từ rong Mơ Việt Nam 1. Bể rửa 6. Lọc thô 11. Máy ly tâm 16. Máy trộn 2. Cẩu 7. Máng hứng 12. Túi lọc 17. Máy ép sợi 3. Nồi nấu 8. Bể chứa 13. Máng kết tủa 18. Lò sấy 4. Bơm 9. Bể tách bã 14. Dàn róc nước 19. máy nghiền 5. Thùng pha loãng 10.Bơm 15. Máy ép Khảo sát cấu trúc alginate bằng phương pháp NMR [1, 2, 7]. Phổ khối được ghi trên thiết bị FT-ICR-MS Varian-Mỹ cĩ cường độ từ trường 7 tesla Mẫu Agl-MM1 được pha trong dung dịch nước với nồng độ 10 ppb, sau đĩ bơm trực tiếp vào máy. Sử dụng nguồn ion hố ESI với các thơng số sau: áp suất khí 60 psi, nhiệt độ khí 280oC, tốc độ bơm mẫu 20 μl/phút. Mẫu được đo ở chế độ positive mode. Các thơng số của bộ phận phân tích khối: mẫu được phân tích trong chân khơng (2,7 E-10), Amplitude 80 Hz, thời gian scan 1,2s/phổ. Dải khối của máy được mở rộng từ 150 - 10.000. Quá trình phân mảnh được thực hiện trong điều kiện khơng cộng hưởng SORI-CAD (Sustained off-resonance irradiated collision activated dissociation). Đây là phương pháp phân mảnh rất hiệu quả trong những nghiên cứu các hợp chất polyme đặc biệt là oliogosaccarit VI. Phương pháp xác định Alginate Phổ ESI-ICR-FTMS của mẫu Số liệu phổ thực nghiệm của mẫu Agl-MM1 vùng m/z từ 152 - 265 amu 1. Nguyễn Hồng Khâm: “Khảo sát ảnh hưởng acid Lactic và màng Alginate đến chất lượng và thời gian bảo quản cá tra philê đơng lạnh. 2. Qui định danh mục các chất phụ gia được sử dụng trong thực phẩm.(năm 2001) 3. Lý Nguyễn Bình: “Phụ gia trong chế biến thực phẩm” 4. 5. 6. 7. Tài liệu tham khảo Cảm ơn các bạn đã chú ý theo dõi