BỘ CÔNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHÓM 10
ĐỀ TÀI: CHẤT KEO THỰC PHẨM:

GUM ARABIC, ALGINATE,
CARRAGEENAN

TP HCM, 03/2018


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: CHẤT KEO THỰC PHẨM:

GUM ARABIC, ALGINATE,
CARRAGEENAN

Thành viên nhóm
Họ và tên

MSSV

Lê Thị Thanh Thủy

2005150164

Nguyễn Thị Thanh Hằng

2005150371

Đinh Thị Phượng

2005150237

Bùi Hàn Ni

2005150306

GVHD: Nguyễn Thị Hải Hòa

TP HCM, 03/2018


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................5
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GUM ARABIC...............................................6
1.1. Định nghĩa về gum arabic:..............................................................................6
1.2. Phân loại gum arabic:......................................................................................7
1.3. Cấu tạo của gum arabic:..................................................................................8
1.4. Tính chất của gum arabic:...............................................................................9
1.5. Ứng dụng:.....................................................................................................10
CHƯƠNG 2. ALGINATE.............................................................................................15
2.1. Nguồn gốc và cấu trúc hóa học :.......................................................................15
2.2. Đặc tính của alginate:........................................................................................19
2.2.1. Sự hòa tan:................................................................................................19
2.2.2. Về độ nhớt:...............................................................................................19

2.2.3. Sự tạo gel và kỹ thuật tạo gel:...................................................................22
2.3. Ứng dụng của Alginate......................................................................................25
2.3.1. Trong công nghiệp thực phẩm..................................................................25
2.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp dệt.............................................................26
2.3.3. Ứng dụng trong công nghiệp giấy............................................................26
2.3.4. Ứng dụng trong tơ nhân tạo......................................................................26
2.3.5. Ứng dụng trong y học và dược học...........................................................26
2.3.6. Trong công nghệ mỹ phẩm.....................................................................27
2.3.7. Ứng dụng trong một số lĩnh vực khác.......................................................27
2.4. Quy trình sản xuất, điều chế Alginate...............................................................28
2.5. Một số qui định sử dụng Alginate trong thực phẩm:.........................................36
2.5.1. Hệ thống đánh số quốc tế (International Numbering System - INS).........36
2.5.2. Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake - ADI)
......................................................................................................................36
2.5.3. Lượng tối đa ăn vào hàng ngày (Maximum Tolerable Daily Intake MTDI)...........................................................................................................36
CHƯƠNG 3. CARRAGEENAN VÀ CẤU TRÚC.......................................................39
3.1. Carrageenan......................................................................................................39
3.2. Cấu trúc............................................................................................................. 39
3.3. Các tính chất lưu biến của carrageenan.............................................................42
3.3.1. Độ rắn......................................................................................................42
3.3.2. Độ trương nở............................................................................................43
3.3.3. Độ tan.......................................................................................................45
3.3.4. Sự hydrate hóa..........................................................................................47
3.3.5. Độ nhớt.....................................................................................................47
3.3.6. Thixotropy...............................................................................................50
3.3.7. Tạo gel.....................................................................................................51
3.4. Công nghệ sản xuất carrageenan từ rong biển...................................................56


3.4.1. Quy trình công nghệ sản xuất Carrageenan..............................................56

3.4.2. Giải thích một số công đoạn trong quy trình.............................................58
3.5. Tiêu chuẩn chất lượng carrageenan...................................................................62
3.5.1. Tiêu chuẩn carrageenan ở Việt Nam.........................................................62
3.5.2. Tiêu chuẩn carrageenan ở Philippine.......................................................63
3.5.3. Tiêu chuẩn carrageenan của FAO.............................................................63
3.5.4. Tiêu chuẩn cơ sở về carrageenan (công ty Acroyali Holdings Qingdao Trung Quốc)..................................................................................................63
3.5.5. Tiêu chuẩn cơ sở về carrageenan của công ty Marine science ở Nhật Bản
......................................................................................................................64
3.6. Ứng dụng của carrageenan................................................................................64
3.6.1. Đặc tính của carrageenan........................................................................64
3.6.2. Ứng dụng trong thực tiễn..........................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................74


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng kéo theo nó là sự phát triển của
các ngành sản xuất công nghiệp mà điển hình là ngành công nghiệp thực phẩm. Tính đến
nay, bên cạnh việc mở rộng quy mô sản xuất tạo ra nhiều loại sản phẩm trên nhiều mặt
hàng, ngành công nghiệp thực phẩm cũng đẩy mạnh các vấn đề về nghiên cứu sinh học,
ứng dụng các thành ựu khoa học vào sản xuất
Trong các thành phần có trong các sản phẩm thực phẩm đáng chú ý là thành phần
chất keo- tạo cấu trúc, tính chất cảm quan cho sản phẩm. Trong chất keo được chia làm
nhiều loại khác nhau: có trong tự nhiên và bán tổng hớp. Các loại trong tự nhiên dễ kiếm
và rẻ tiền nên rất được ưa chuộng trong sản xuất.
Hiểu được các tiên ích cũng như vai trò quan trọng của chất keo trong thực phẩm,
hôn nay nhóm 10 chúng em đã tìm hiểu về một chất keo thường được sử dụng như: gum
arabic, carrageenan, alginate. Hi vọng thông qua bài tiểu luận của nhóm có thể gúp các
bạn phần nào trong việc hiểu rõ hơn về nhóm chất phụ gia thông dụng này
Xin cảm ơn!


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GUM ARABIC
Gum arabic hay còn gọi là gum Acacia là một loại nhựa cây và là một thứ hàng hóa
quan trọng trong thời cổ đại. Chúng được người Ai Cập sử dụng để ướp xác và làm thuốc
màu cho các bảng khắc chữ tượng hình cổ. Từ xa xưa, con người đã biết gum arabic có
trong các loại cây thuộc chủng Acacia, phân họ Mimosoideae và họ Leguminosae với
khoảng 500 loài . Loài cây này phát triển rộng rãi khắp vành đai Sahelian của châu Phi,
bắt đầu từ phía nam xích đạo cho đến tận sa mạc Sahara, từ phía tây Senegal cho đến phía
đông Somalia; các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ, Ấn Độ, Úc, Trung Mỹ và
Tây Nam Bắc Mỹ. Những nước sản xuất gum chủ yếu phải kể đến Cộng hòa Xuđăng,
Tây Phi. Các nước có sản lượng gum khá lớn như Nigeria, Tanzania, Marôc và Ấn Độ.
Cây Acacia thường cao 4,57- 6,096 m. Gum được tiết ra từ những vết nứt của vỏ cây, sau
đó khô lại thành các hạt lớn.


1.1.

Định nghĩa về gum arabic:
Gum arabic ( Acacia Gum) có kí hiệu quốc tế INS là 414, chưa xác định được

lượng tối đa cho phép con người có sử dụng trong một ngày ( Aceptable Daily Intake)
nhằm đảm bảo an toàn đối với sức khỏe con người. Theo tổ chức JECFA công bố năm
1997 thì gum arabic được định nghĩa đầy đủ như sau: Gum arabic theo tiếng Ả Rập là một
loại dịch nhựa được tiết ra từ thân và các cành của cây Acacia Senagal (L) Willdenow
hoặc các loài có liên quan chặt chẽ với chúng. Gum Arabic cũng được thu nhận từ cây
seyal là một loài họ hàng của cây acacia senegal. Gum Arabic bao gồm các
polysaccharide cao phân tử, canxi, magie, kali và các sản phẩm thủy phân như arabinose,
galactose, rhamnose, glucurnic axit.
Đây được xem là định nghĩa chuẩn nhất về gum arabic cho đến hiện nay.
1.2.


Phân loại gum arabic:
Dạng gum được bán trên thị trường thường chứa thêm gum của các loài Acacia

khác ngoài Acacia senegal, chủ yếu là của cây Acacia seyal. Tại Sudan, gum của Acacia
Senegal và Acacia seyal còn được gọi là hashab và talha.


Vì vậy , dựa vào nguồn cung cấp, chúng ta có thể phân gum arabic ra làm hai loại:
 Loại được lấy từ cây Acacia Senagal (Hashab):loại này có dạng rắn, có màu từ

vàng nhạt đến vàng nâu, có những vết nứt giống thủy tinh.


 Loại được lấy từ cây Acacia seyal (Talha): chúng có màu sậm, bở hơn và hiếm khi
có mặt trong các lô hàng xuất khẩu. Hashab chắc chắn là sản phẩm chính , nhưng gần đây
người ta đã khám phá thêm những ứng dụng mới của talha, và những khám phá này đã
làm tăng đáng kể của loại gum tạm gọi là hàng thứ cấp này. Tuy nhiên, rất khó để xác
định chính xác tỷ lệ thực tế của hai loại gum này trên thị trường vì chúng không ngừng
biến đổi.


Dựa vào cách phân loại, chúng ta có các dạng tiêu biểu sau:
 Loại được lựa chọn thủ công: là loại đắt nhất, sạch nhất, màu sáng nhất và kích

thước các hạt là khá lớn.
 Loại đã được làm sạch và sàng: loại gum có được sau quá trình lựa chọn thủ công
và sàng. Bao gồm dạng nguyên miếng hay dạng miếng bị vỡ có màu sắc thay đổi từ vàng
nhạt đến màu hổ phách đậm.
 Loại được làm sạch: đạt tiêu chuẩn có màu hổ phách từ nhạt đến đậm. Có chứa
các loại sạn nhưng đã được loại bụi.

 Loại sạn sau sàng: những hạt nhỏ còn lại sau khi đã qua các những lần phân loại
trƣớc đó. Chứa cát, vỏ cây và các chất bẩn.
 Loại bụi: các hạt rất nhỏ thu thập được sau quá trình làm sạch. Có chứa cát và bụi
bẩn.
 Loại đỏ: gồm cát hạt màu đỏ sậm.
1.3.

Cấu tạo của gum arabic:
- Gum arabic từ loại Acacia Senegal và Acacia seyal là hỗn hợp các polysaccarit

tạo nhánh cao. Mạch chính của polysaccarit được tạo thành từ các đơn vị
D-galactopyranose liên kết bởi các liên kết ᵦ-D-(1,4) và ᵦ-D-(1,6). Các mạch bên được tạo
thành từ các đơn vị D- galactopyranose thường được gắn bằng các liên kết ᵦ-D-(1,3). Các
gốc L-rhamnopyranose hay L-arabinofuranose được gắn với các mạch bên này như các
đơn vị cuối mạch. Các đơn vị D-glucuronic axit thường được gắn bằng liên kết ᵦ-D-(1,6)
với các đơn vị


D-galactose và các đơn vị L-arabinofuranose thường được gắn với các đơn vị Dglucuronic axit bằng liên kết 1,4. Cả hai loại đều chứa một lượng nhỏ các hợp chất Ntơ
(những hợp chất ni tơ này không thể tách ra được trong quá trình tinh sạch). Thành phần
hóa học của chúng thay đổi nhẹ theo nguồn gốc, thời tiết, mùa, độ tuổi của cây…
- Gum Acacia seyal có hàm lượng đường rhamnose và acid glucoronic thấp hơn
gum Acacia Senegal nhưng lại chứa hàm lượng arabinnose và 4-O-methyl glucuronic cao
hơn. Bên cạnh đó, hàm lựơng các hợp chất Nitơ trong gum Acacia seyal cũng thấp hơn.
Góc quay cực của cả hai loại gum rất khác nhau. Thành phần amino acid của hai loại
tương tự nhau, bao gồm chủ yếu là hydroxyproline và serine (bảng 1).
Bảng 1.1: Thành phần amino acid của hai loại gum arabic (g/1000g phần còn lại)
Thành phần
Hyp
Asp

Thr
Ser
Glu
Pro
Gly
Ala
Cys
Val
Met
Ile
Leu
Tyr
Phe
His
Lys
Arg

Acacia senegal
256
91
72
144
36
64
53
28
3
35
2
11

70
13
30
52
27
15

Acacia seyal
240
65
62
170
38
73
51
38
42
16
85
13
24
51
18
11

- Khối lượng phân tử của gum arabic trong khoảng từ 200.000 đến 270.000. Trong
đó, khối lượng phân tử trung bình của gum Acacia seyal lớn hơn gum Acacia senegal.
Khối luợng phân tử của hai loại gum được xác định bằng phương pháp sắc ký lọc gel sử
dụng chỉ số khúc xạ kết hợp với quang phổ phát xạ kết hợp và quang phổ hấp thu tử ngoại
(bước sóng 206nm).



1.4.

Tính chất của gum arabic:
 Gum arabic dễ dàng hoà tan trong nước tạo thành dung dịch trong suốt có màu từ

vàng nhạt đến vàng nâu tại pH khoảng 4,5.
 Gum Arabic là một lưu chất Niuton,có tính hơi axit.
 Dung dịch Gum Arabic có độ nhớt tương đối thấp.Cấu trúc phân nhánh bậc cao
của gum Senegal góp phần gia tăng lực liên kết giữa các phân tử, kết quả là dung dịch
gum trở nên nhớt khi có nồng độ cao. Một tính chất công nghệ quan trọng khác của gum
arabic là khả năng hoạt động như một nhũ hoá cho tinh dầu và hương thơm. Như đã biết,
các hợp phân có phân tử lượng lớn giàu protein sẽ hấp phụ một cách chọn lọc trên bề mặt
của các giọt dầu nhỏ. Vì chỉ có một phần gum tham gia vào quá trình nhũ hoá nên nồng
độ gum cần thiết đẻ tạo nhũ lớn hơn rất nhiều so với nồng độ của protein nguyên chất.
Ví dụ: để tạo nhũ tương tinh dầu cam 20% thì cần nồng độ gum Arabic là 12%. Một
khi đã hình thành thì hệ nhũ tương sẽ đạt được trạng thái bền trong một thời gian dài mà
không có dấu hiệu bị kết tụ lại.
 Gum arabic phản ứng với các polyme cationic như gelatin để tạo thành các giọt tụ
được sử dụng với mục đích vi bọc. Gum arabic là vật liệu phủ bọc được sử dụng nhiều
nhất khi đem sản phẩm cần lưu giữ hương đi sấy phun. Nó là một chất nhũ hóa tự nhiên
và được sử dụng như một thuốc hãm hương thơm trong sản xuất hương thơm đậm đặc
nghiền thành bột. So với các maltodextrin, gum arabic có cho khả năng lưu giữ hương vị
tốt hơn trong quá trình làm khô và bảo quản. Hỗn hợp maltodextrin và gum arabic được
sử dụng thành công để bọc các hương thơm bền chống lại quá trình oxy hóa.
1.5.

Ứng dụng:
 Công nghiệp bánh kẹo

Ứng dụng quan trọng nhất của gum Arabic là trong công nghiệp bánh kẹo và

nó được sử dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau bao gồm kẹo gum, kẹo mùi, kẹo
dẻo và kẹo bơ cứng. Trong các sản phẩm kẹo, chúng được sử dụng như một loại nước
men.


 Đối với kẹo cao su, gum arabic được sử dụng như một một thành phần của
nguyên liệu do tính chất không màu, không mùi, không độc, không ảnh hưởng đến mùi
vị của sản phẩm.
 Đối với kẹo dẻo, gum được sử dụng như là một chất làm bền bọt .Trong khi đó,
đối với kẹo bơ cứng thì nó được sử dụng để nhũ hoá các chất béo. Gum Arabic còn được
sử dụng để tạo một lớp nước bóng bên ngoài các quả hạch và các sản phẩm tương tự.
 Đối với các sản phẩm bánh, gum được sử dụng để cố định mùi, ngăn chặn sự kết
tinh của đường cũng như nhũ hóa chất béo.

Bảng 1.2: Thành phần chính của kẹo dẻo (Marshmallow)
Water

39.0%

Sugar

37.0%

Dextrose

19.0%

Albumin


1.8%

Gum arabic

2.4%

Gelatin

0.5%

Salt

0.3%

Bảng 1.3: Thành phần chính của các sản phẩm dạng caramel
Corn syrup

38.4%

Sweet condensed whole milk

34.4%

Granulated sugar

9.6%

Invert sugar


9.6%


Hydrogenated vegetable oil

3.8%

Salt

0.2%

Gum arabic

4.0%

 Trong sản xuất mứt dẻo
Gum arabic được trong công nghệ sản xuất mứt dẻo nhằm mục đích cố định
màu và ngăn chặn sự kết tinh của đường cho sản phẩm.
 Trong sản xuất kem, đá, bơ sữa
Chúng được sử dụng với vai trò là chất ổn định, làm đặc và là chất cố định
hương.
Ngoài ra, gum arabic còn được bổ sung vào nhiều sản phẩm thực phẩm khác
như trong rượu vang, các sản phẩm thủy sản,nước giải khát có ga,…

 Sản phẩm bao vi nang
Một trong những ứng dụng quan trọng và rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm
của gum arabic là khả năng tạo thành các mạng lưới (matrix) hoặc màng mỏng
(membrane) bao chung quanh những hạt dầu rất nhỏ, sau đó tạo ra các vi hạt rắn và đây là
một kỹ thuật gọi là “(bao vi hạt/ vi nang (encapsulation)”. Kỹ thuật này được ứng dụng
trong nhiều sản phẩm và mục đích công nghệ mà một trong số đó là ngành công nghiệp

hương liệu. Do hương liệu có chứa các hợp chất tan trong dầu, không tan trong nước, dễ
bị oxy hóa… nên gum arabic dùng để bao viên các giọt dầu hương liệu li ti (vi giọt),
chuyển chúng thành dạng bột rắn nhằm các mục đích sau:
 Hạn chế sự oxy hóa hương liệu trong thời gian bảo quản (gum arabic tạo màng bao
quanh giọt hương liệu, ngăn chặn sự tấn công của oxy không khí)
 Giúp hương liệu có thể phân tán trong nước (do gum arabic tan được trong nước)
trong quá trình chế biến thực phẩm.
 Giảm sự thất thoát của hương liệu trong quá trình chế biến thực phẩm có gia nhiệt.


Kỹ thuật bao vi nang có thể mô tả vắn tắt sau: dung dịch gum arabic (pha nước)
được trộn vào hương liệu (pha dầu) trong thiết bị trộn tốc độ cao để tạo ra hệ nhũ hóa.
Sau đó hệ nhũ được đưa vào thiết bị đồng hóa để tạo ra các vi hạt có kích thước đồng
nhất. Cuối cùng, hỗn hợp này được đem đi sấy phun tạo thành sản phẩm dạng bột rắn có
kích thước hạt đồng đều. Đây chính là một trong công nghệ tạo ra sản phẩm hương liệu
dạng bột.
Quy định về việc sử dụng gum arabic trong các sản phẩm thực phẩm
Bảng 1.4: Giới hạn sử dụng của gum arabic trong một số sản phẩm thực phẩm
STT

Nhóm thực phẩm

ML

1

Sữa bơ (nguyên kem)

GMP


2

3

4

Sữa lên men (nguyên kem), sữa xử lý
nhiệt sau lên men
Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi nguyên
miếng hoặc cắt nhỏ
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh,
kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai

Ghi chú

5000

GMP

GMP

Thủy sản, sản phẩm thủy sản hun khói,
5

sấy khô, lên men hoặc ướp muối, kể cả

GMP

nhuyễn thể,giáp xác,da gai.
6


Dầu trộn, gia vị (bao gồm các chất tương
tự như muối)

GMP

7

Thức ăn cho trẻ em dưới một tuổi

10000

8

Thức ăn bổ sung cho trẻ đang tăng trưởng

20000

51

65


9

Nước rau cô đặc ( dạng lỏng hoặc rắn)

GMP

10


Nước quả cô đặc (dạng lỏng hoặc rắn)

GMP

Cà phê, chè, nước uống có dược thảo và
11

các loại đồ uống từ ngũ cốc, không kể

GMP

nước uống từ cacao
12

Rượu vang

500

( /> ML (maximum level): giới hạn tối đa cho phép
 GMP: không giới hạn sử dụng trong thực phẩm
Chúng cũng được sử dụng trong lĩnh vực dược phẩm nhờ đặc tính nhũ hóa và ổn
định cố hữu, sau đó là nhờ có đặc tính làm mềm và trị viêm; trong mỹ phẩm; trong công
nghiệp sơn và in; keo dán.

CHƯƠNG 2. ALGINATE
2.1. Nguồn gốc và cấu trúc hóa học :
Alginate (INS 400/401) là từ chỉ chung cho một số hợp chất muối của acid alginic,
loại polymer sinh học biển phong phú nhất thế giới và là loại polymer sinh học nhiều thứ hai
trên thế giới sau cellulose. Và được phát hiện đầu tiên bởi Stanford (1881), là một acid hữu

cơ có trong tảo nâu. Nguồn Alginate chủ yếu được tìm thấy ở thành tế bào và ở gian bào
của tảo nâu ở biển (thuộc họ Rhaeophyceae): Laminaria hyperborea, Laminaria digitata,
Laminaria japonica, Ascophyllum nodosum, Ecklonia maxima, Macrocystis pyrifera,
Durvillea antarctica, Lessonia nigrescens và Lessonia trabeculata.
Trong quá trình sản xuất, acid alginate được chiết xuất từ các loại tảo này nhưng do
nó không bền, dễ bị tự phân nên người ta chuyển nó thành các hợp chất muối alginate
khác nhau, có tính bền và có thể hòa tan trong nước.
Về mặt cấu trúc, acid alginic là một polymer kết hợp (copolymer) được tạo thành từ 2
khối -D- mannuronic acid (khối M) và -l-guluronic acid (khối G) liên kết với nhau để tạo ra


polysaccharide mạch thẳng qua liên kết glycoside (1,4). Trong alginate, các đơn phân M, G
có thể kết hợp với nhau để tạo thành 3 loại khối:
- Khối M: Gồm các đơn phân tử M liên kết với nhau.
- Khối G: Gồm các đơn phân tử G liên kết với nhau.
- Khối MG: Gồm các đơn phân tử M,G liên kết luân phiên nhau.

Hình 2.1. Công thức cấu tạo của 2 acid cấu tạo nên acid alginic

Hình 2.2. Acid alginic (C6H6O6)n


Hình 2.3: Cấu trúc khối của alginate (lần lượt từ trên xuống: khối G, Khối M, Khối
MG)


Alginate polymer ưa nước và có thể tạo thành thể gel không thuận nghịch với sự
hiện diện của Ca2+. Bằng cách này Alginate được đánh giá có khả năng tạo màng tốt. Các
dạng thương phẩm của Alginate: natri alginate, kali alginate, amon alginate, magie
alginate, canxi alginate, propylen glycol alginate. Trong đó Sodium Alginate (Na alginate,

INS 401) là hợp chất được sử dụng phổ biến nhất.
Sơ lược về Sodium Alginate
Hoá chất sodium alginate là muối natri của acid alginic (NaC6H7O6)n . Chất này
được tách từ gôm của cây tảo nâu có trọng lượng phân tử từ 32.000-200.000, do DMannuroic acid và L-Guluronic acid liên kết với nhau bởi liên kết 1-4 glucozit. Nó tồn tại
dưới dạng hạt màu trắng hoặc vàng nhạt sợi, không vị. Được dùng làm chất tạo đông, chất
ổn định, chất tạo gel, chất nhũ hóa, không tan trong nước và dung môi hữu cơ, tan chậm
trong dung dịch carbonate natri, hoá chất sodium acetate hydroxide natri.


Gôm là một dạng chất do cây tiết ra nhưng khác với nhựa cây ở chỗ: gôm nếu đốt
lên sẽ nghe mùi khét còn nhựa cây đốt lên sẽ nghe mùi thơm.
Bảng 2.1. Tính chất vật lý dung dịch Sodium Alginate dùng trong thực phẩm (Anon,
1972) (trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008)
Độ ẩm (%)

13

Tro (%)

23

Chất màu (%)

Trắng ngà

Khối lượng riêng

1,59

0

Nhiệt độ hóa nâu ( C)

150

0
Nhiệt độ cháy đen ( C)

340,460

0
Nhiệt độ hòa tan ( C)

480

0
Nhiệt độ cháy ( C)

2,5

Sodium alginate được sử dụng bởi các ngành công nghiệp thực phẩm để tăng độ
nhớt và như một chất nhũ hóa. Như làm bánh, đồ uống và các thực phẩm lạnh.
• Sodium alginate là một chelate tốt để kéo các chất phóng xạ ra khỏi cơ thể, chẳng
hạn như I-131 và strontium-90, mà đã lấy chỗ của các đối tác không phóng xạ của họ.
• Là một phụ gia thực phẩm, sodium alginate được sử dụng đặc biệt trong việc sản
xuất các loại thực phẩm dạng gel.


• Ngày nay, nó cũng được sử dụng trong các thí nghiệm sinh học dùng cho cố định
của tế bào để có được sản phẩm quan trọng như rượu, axit hữu cơ,..
• Trong những năm gần đây, sodium alginate đã được sử dụng trong ẩm thực phân

tử. Sodium alginate được kết hợp với calcium lactate hoặc các hợp chất tương tự để tạo ra
những quả cầu chất lỏng bao quanh bởi một màng mỏng thạch.
• Một ứng dụng lớn đối với sodium alginate là trong in nhuộm phản ứng, như chất
làm đặc cho thuốc nhuộm hoạt tính, trong ngành dệt in lưới và thảm jet-in. Alginat không
phản ứng với các thuốc nhuộm và rửa ra dễ dàng, không giống như chất làm đặc tinh bột.
2.2. Đặc tính của alginate:
2.2.1. Sự hòa tan:
Do alginate háo nước nhưng hòa tan chậm trong nước nên khi cho chúng vào nước
sẽ bị vón cục. Để ngăn chặn tình trạng này, nó thường được trộn trước với đường cát để
phân tán sơ bộ các hạt. Sau đó cho vào nước kết hợp lực khuấy và cắt tốc độ cao.
2.2.2. Về độ nhớt:
Khi hòa 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. Alginate có chuỗi càng dài thì dung dịch có
độ nhớt càng cao.
Bột Alginat rất dễ bị giảm nếu không được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra,
cách sắp xếp của phân tử Alginat cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó.
Trong một số trường hợp độ nhớt có thể gia tăng ở nồng độ thấp với sự hiện diện
của một số cơ chất như: CaSO4, CaCO3. Ion canxi liên kết với Alginat tạo liên kết chéo
trong phân tử gia tăng, sẽ làm gia tăng trọng lượng phân tử và độ nhớt.
Bảng 2.2 : Độ nhớt của Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 200C)
Nồng độ (%)

Thấp

Trung bình

Cao

Rất cao


0,25

9

15

21

27

0,50

17

41

75

110


0,75

33

93

245

355


1,00

58

230

540

800

1,50

160

810

1950

3550

2,00

375

2100

5200

8750


Qua những thông số trên cho thấy sự thay đổi độ nhớt với những nồng độ khác
nhau. Ở một số trường hợp độ nhớt có thể tăng lên với nồng độ thấp khi có sự hiện diện
của một số muối như CaCO3, Cacium tartat, ion Cacium liên kết với Alginate tạo cầu nối
giữa các phân tử làm tăng trọng lượng phân tử của độ nhớt dung dịch.
2.2.2.1. Tính chất đối với kim loại hóa trị I, II
+ Alginic hòa tan trong dung dịch kiềm hóa trị I và tạo dung dịch muối kiềm hóa
trị I hòa tan có độ nhớt cao.
Ví dụ: khi cho Alginic hòa tan trong dung dịch NaOH thì tạo thành dung dịch
Alginate Natri có độ nhớt cao:
Alginic + NaOH →Alg-Na

+

H2O

Tính chất của muối Alginate với kim loại hóa trị I:
 Dễ bị cắt mạch bởi yếu tố acid, kiềm mạnh, nhiệt độ cao, enzyme.
 Khi tương tác với acid vô cơ thì tách Alginic tự do. Vì vậy, lợi dụng tính chất này
để tinh chế Alginic, ứng dụng trong công nghiệp.
 Dễ hòa tan trong nước, tạo dung dịch keo nhớt có độ dính, độ nhớt cao.
 Khi làm lạnh không đông, khi khô trong suốt có tính đàn hồi.
Tính chất của Alginate với kim loại hóa trị II:
 Muối kiềm hóa trị II không tan.
 Có độ chắc cao


 Có khả năng tạo màu tùy theo kim loại.
 Không hòa tan trong nước.
Khi ẩm thì dẻo (Gel Alginate), khi khô có độ cứng cao và khó thấm nước, tỷ trọng thấp.

2.2.2.2. Hợp phần từ Alginate :
Alginate có 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 có độ bền cơ học cao. Lipid, sáp, các loại acid béo, các loại dầu, chất béo
nó có 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 bóc hơi nước. Tuy nhiên sử dụng
Lipid còn có nhiều bất lợi do tạo ra mùi oi khét, mùi khó chịu (Cruibeert &Biguet, 1996)
(trích dẫn bởi Cao Thị Lan Như, 2008) sẽ ảnh hưởng chất lượng sản phẩm được bao
màng.
2.2.2.3. Sự hóa dẻo:
Sự hóa dẻo của màng có thể nâng cao bằng cách thêm vào các tác nhân làm dẻo
cách này gọi là sự hóa dẻo. Kết quả làm cho độ bền của màng càng tăng lên, chính điều
này giúp màng ít bị rách, đó 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, không bao hơi và màu, và quan trọng là mùi của
các chất này không làm ảnh hưởng tiêu cực đến tính tính chất của màng (Guibert và
Biquet, 1996).
Tính chất của màng Alginate :
Các Alginate cũng có khả năng tạo màng rất tốt. Các màng rất đàn hồi, bền, chịu
dầu và không dính bệt. Màng thuộc nhóm polysacharide có khả năng ngăn cản oxy và
lipid thấm qua vì thế sẽ ức chế được hiện tượng oxy hóa chất béo và các thành phần khác
trong thực phẩm. Bên cạnh đó màng còn có khả năng làm giảm thất thoát ẩm vì lượng ẩm
trong màng sẽ bay hơi trước ẩm trong thực phẩm, từ đó màng bao sẽ hơi khô và co lại làm
cho lượng ẩm bên trong không thoát ra được (Allen, 1963) (trích dẫn bởi Trần Thanh
Quang, 2008).


Màng Alginate được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm nhằm
tăng thời gian sử dụng và bảo quản chất lượng sản phẩm được lâu hơn. Màng bao ăn được

có thể được sử dụng dể làm giảm tác hại của do quá trình chế biến gây ra. Màng bao vừa
có tác dụng kéo dài thời gian sử dụng vừa ngăn cản sự mất ẩm và sự di chuyển chất tan,
phản ứng oxy hóa (Baldwin, Nisperos, Chen & Hagenmaier, 1996; Park, 1999; Wong,
Camirand & Pavlath, 1994) .
2.2.3. Sự tạo gel và kỹ thuật tạo gel:
Một tính chất tiêu biểu của Alginate là khả năng tạo gel, trong điều kiện nhiệt độ
cao ở trạng thái sôi và khi làm nguội thì sẽ trở thành dạng gel. Thông thường kết hợp với
Ca

2+

tạo gel như hình

Hình 2.4: Sự kết hợp ion Ca

2+

với

Alginate

Hình 2.5: Vị trí của Ca
Alginate

2+

trong


Kỹ thuật tạo gel

Gel thành lập có thể kiểm soát được thông qua sự giải phóng ion Ca

2+

hay dung

dịch Alginate. Alginate hay hỗn hợp chứa nó được tạo gel bằng cách nhúng hoặc phun
dung dịch chứa ion Ca
ion Ca

2+

2+

. CaCl2 là chất phổ biến thường được sử dụng đi chung. Các

sẽ phản ứng với Alginate theo dạng “Box- egg” trong đó ion Ca 2+ nằm trong

một khoảng trống trong chuỗi alginate giống như quả trứng nằm trong hộp.
Để phản ứng với ion Ca2+ tạo thành gel , alginate phải chứa một tỷ lệ acid gluconic
nhất định và các đơn phân tử acid gluconic này phải nằm trong các khối. Vùng nối của
mạng lưới gel alginate được hình thành khi khối G trong một phân tử alginate nối với
khối G trong một phân tử alginate khác thông qua ion Ca2+ . Khối G và MG sẽ không
tham gia vào vùng nối nhưng sẽ hình thành những đoạn tạo dẻo trong mạng lưới gel. Các
Alginate phản ứng mạnh với ion Ca

2+

hoặc Alginate có chứa nhiều α-1,4-L-Guluronic


acid (G).
2.2.3.1. Sự tách nước:
Sau khi tạo gel, các phân tử nước bị nhốt trong mạng lưới gel alginate nhưng
chúng vẫn có thể tự do di chuyển bằng sự khuếch tán. Gel giữ nước bằng liên kết
hydrogen nhưng nếu mạng lưới bị co rút, một phần nước sẽ bị ép ra ngoài. Hiệu ứng này
gọi là ‘sự tách nước’. Đối với gel alginate hiệu ứng này phụ thuộc: hình thể của khối
M:G, nồng độ Ca2+, cơ chế đông tụ gel, khối lượng phân tử gel.
Điều quan trọng nhất đối với tách nước là tỷ lệ calcium với alginate.
2.2.3.2. Cơ chế hình thành gel
+ Đông tụ gel khuếch tán
 Môi trường trung tính: Muối calcium: CaCl2.
Khi tiếp xúc, ion Ca2+ sẽ khuếch tán vào hỗn hợp thực phẩm chứa alginate, phản
ứng với alginate và gel alginate calcium được hình thành. Khi bề mặt hỗn hợp đã tạo gel
và bão hòa ion Ca2+ thì sự tạo gel sẽ tiến hành vào bên trong hỗn hợp. Vì ion Ca2+ không
thể khuếch tán quá sâu vào sản phẩm để tạo thành lớp gel dày nên cơ chế này thích hợp


để tạo gel cho những sản phẩm có kích thước nhỏ, mỏng hoặc lớp gel này có vai trò như
một chất phủ cho bề măt thực phẩm.
 Môi trường acid: Muối thích hợp: calcium carbonate, dicalcium phosphate.
Trong trường hợp này,một muối calcium tan trong axit, không tan ở pH trung tính
sẽ được trộn với hỗn hợp này, muối calcium sẽ hòa tan và ion Ca2+ sẽ tương tác với
alginate để hình thành gel tượng tự như trường hợp trung tính ở trên.
+ Đông tụ gel bên trong:
 Môi trường trung tính: Hỗn hợp alginate, muối calcium và hợp chất cô lập
Muối calcium: calcium sulphosphate
Hợp chất cô lập: muối citrate và phosphate
Trong trường hợp này, ion Ca2+ sẽ được giải phóng đồng đều trong toàn bộ sản
phẩm trong điều kiện có kiểm soát. Một hỗn hợp alginate, muối calcium hòa tan chậm và
một hợp chất gọi là ‘hợp chất cô lập’ được trộn với nhau. Khi ion Ca2+ của muối calcium

này giải phóng ra, nó sẽ được hợp chất cô lập giữ lại (gọi là cô lập tạm thời) để ngăn
không cho ion Ca2+ tác dụng ngay với alginate.
 Môi trường acid:
Sử dụng muối calcium carbonate và một số muối calcium phosphate là nguồn cung
cấp ion Ca2+ cho sự tạo gel. Một đặc điểm của các muối này là khả năng hòa tan và giải
phóng ion Ca2+ sẽ phụ thuộc vào pH. Khi một thực phẩm được trộn với alginate và nguồn
cung cấp ion Ca2+ ở pH trung tính (lúc này ion Ca2+ chưa được giải phóng ra). Ion Ca2+ chỉ
được giải phóng ra để tạo gel với alginate khi hỗn hợp thực phẩm này được acid hóa bằng
các loại như acid citric, acid adipic và các acid thích hợp khác.


+ Đông tụ
làm nguội:

gel bằng quá trình


Một hỗn hợp alginate, muối calcium và hợp chất cô lập được hòa tan trong
một dung dịch nóng.

Sự tạo gel chỉ bắt đầu khi dung dịch được làm nguội và hình thành loại gel
alginate – calcium bền nhiệt.

Loại gel này ít bị tách nước hơn so với gel được tạo ra từ cơ chế đông tụ
khuếch tán và đông tụ bên trong. Nhiệt độ làm nguội để tạo gel có thể trong khoảng 0500C, tuy nhiên quá trình tạo gel này bị hạn chế với cấu trúc gel khá mềm.
2.3. Ứng dụng của Alginate
2.3.1. Trong công nghiệp thực phẩm
+ Alginate được sử dụng nhiều trong sản xuất kem, socola, mayonnaise, bánh, món
tráng miệng với công dụng làm đặc tạo cấu trúc ổn định cho sản phẩm. Vai trò của nó 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 đông, ức chế hoàn toàn sự tạo thành tinh thể của lactose, nhũ hóa
các cầu béo, tạo ra độ nhớt cao, tạo ra gel có khả năng giữ nước tốt làm cho kem không bị
tan chảy, làm cho kem mịn có mùi thơm, chịu nóng tốt, thời gian khuấy trộn lúc sản xuất
ngắn.
+ Đối với bia đây chính là tác nhân chính tạo độ bền cho bọt bia. Acid Alginic còn


được sử dụng trong các loại nước uống cô đặc, bơ, bánh kẹo, phomat, trong mỹ phẩm vì
có khả năng làm quánh, đặc và ổn định trong cấu trúc sản phẩm
+ Làm đặc và nhũ tương hóa: natri alginate có thể nâng cao tính ổn định của sản
phẩm và làm giảm lượng nước trong thực phẩm.
+ Hydrat hóa: 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 có
thể được nâng cao, là màng bao, nó có thể điều chỉnh hương vị, nâng cao điểm nóng chảy
của sản phẩm..
+ Màng canxi alginate giúp bảo quản cá thịt đông lạnh tốt hơn tránh được sự trở
mùi khó chịu cũng như hạn chế được sự oxi hóa, và sự tiếp xúc trực tiếp với không khí.
+ Cho vào sữa bò với nồng độ keo Alginate Natri 0,1% ( 1,8% sẽ chống được hiện
tượng các chất không hòa tan kết tủa.
+ Khi tinh chế rượu dùng Alginate Natri 1% để làm trong, nếu còn gặp khó khăn cho
thêm than xương và Canxi vào.
Với những thực phẩm có độ axit cao không thể dùng Alginate Natri được thì
propylen – glycol Alginate là chất thay thế rất tốt vì nó bền được cả trong vùng pH = 0 – 3.
2.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp dệt
Alginate có độ nhớt cao, tính mao dẫn kém, khi khô trong suốt, bóng và có tính
đàn hồi tốt. Vì thế người ta dùng hồ vải cho sợi bền và chịu được cọ sát, giảm bớt tỷ
lệ sợi đứt và nâng cao hiệu suất dệt.
Trong công nghiệp in hoa Alginate Natri là chất tạo cho thuốc nhuộm có độ dính cao
đáng kể, in hoa không nhòe và rõ ràng. Ngoài ra còn dùng làm vải không thấm nước.
2.3.3. Ứng dụng trong công nghiệp giấy

Alginate hồ lên giấy làm cho giấy bóng, dai, không gẫy, mức độ khô nhanh, viết
trơn, giấy hồ Alginate Natri còn làm tăng tính chịu nóng, do đó còn làm nguyên liệu để
chế giấy chống cháy.