1. Trang chủ >
  2. Khoa Học Tự Nhiên >
  3. Sinh học >

Tính chất:

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 57 trang )


4.8.2. Nguồn gốc: - Được chiết xuất từ loại tảo đỏ có nguồn gốc từ Ireland, mọc dọc theo bờ biển Anh,
Pháp, Tây Ban Nha, Island. - Chiết xuất Carrageenan bằng nước nóng dưới điều kiện khá kiềm, sau đó cho kết tủa
hay cô đặc. 4.8.3 Cấu tạo:
Carrageenan là một polysaccharide của galactose–galactan. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có th ể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở
những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan khơng phải chỉ l à một olysaccharid 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–carrageenan35 sulfat.
- 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- và lambda- carrageenan:
Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose- 4-sulfate và 3,6- anhydro D-galctose.
Iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự Kappa-carrageenan, ngoại trừ 3,6- anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2.
Lambda-carrageenan có monomer hầu hết là các
D-galactose- 2-sulfate liên kết 1,3 và D-galactose-2,6-
disulfate liên kết 1,4.
- Mu và nu carrageenan khi được xử lý
bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota- carrageenan

4.8.4. Tính chất:


- Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng.
- Dạng bột thơ, bột mịn và gần như khơng mùi.
Trang 43
Nó khơng gây độc và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn.
Độ tan Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80
o
C tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy; phân tán dễ dàng trong nước
hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước.
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 khơng tan trong nước. Nhóm carrageenan khơng có cầu nối th ì dễ
tan hơn. Thí dụ như λ- carrageenan khơng có c ầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nư ớc 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 v ào nhiệt độ, dạng, trọng
lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác tr ong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo th ành
dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa.
Sự liên quan tỷ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan có thể mơ tả bằng cơng thức cân bằng của Mark -Houwink như sau:
[η] = KM
w
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 mơi hồ 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 cơng 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.
Trang 44
Tương tác với các gum khác: - Carrageenan có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust bean
gum, trong đó tùy thuộc vào hàm lượng nó sẽ có tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền gel và độ đàn hồi của gel.
Ơ hàm lượng cao carrageenan làm tăng độ bền gel của guar gum nhưng ở hàm lượng thấp, nó chỉ có thể làm tăng độ nhớt.
- Khi carrageenan được cho vào những dung dịch của gum ghatti, alginate và pectin nó sẽ làm giảm độ nhớt của các dung dịch này.
- Ổn định ở pH 7, phân hủy ở pH = 5-7; phân hủy nhanh ở pH 5.
Tạo gel:
v Khả năng tạo gel: - Phụ thuộc rất lớn vào sự có mặt của các cation.
Ví dụ: Khi liên kết với K
+
, NH
4+
, dung dịch -carageenan tạo thành gel thuận nghịch về nhiệt.
Khi liên kết với Na
+
thì carrageenan hòa tan trong nước lạnh và khơng có khả năng tạo gel.
- Muối K
+
của -carrageenan có khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giòn và dễ bị phân rã. Chúng ta có thể giảm độ giòn của gel bằng cách thêm vào locust bean gum. -
carrageenan có ít liên kết ion hơn nhưng khi tăng lực liên kết có thể tạo gel đàn hồi. -carrageenan khơng có khả năng tạo gel. Muối K
+
của nó tan trong nước. v Tính chất của gel:
- Dung dịch nóng của kappa và iota carrageenan sẽ tạo gel khi được làm nguội xuống từ 40 – 60
o
C dựa vào sự có mặt của các cation. Gel carrageenan có tính thuận nghịch về nhiệt và có tính trễ nhiệt, có nghĩa là nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy
của gel khác nhau. Gel này ổn định ở nhiệt độ phòng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12
o
C thì gel có thể chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại. Thành phần ion trong một hệ thực phẩm rất quan trọng đến hiệu quả sử dụng carrageenan. Ví
dụ: kappa-carrageenan chọn ion K+ để làm ổn định vùng tạo liên kết, tạo trạng thái
Trang 45
gel chắc, giòn hình 5.3a. Iota carrageenan chọn Ca
2+
nối giữa các chuỗi tạo cấu trú gel mềm và đàn hồi.
- Sự có mặt của các ion cũng có ảnh hưởng lên nhiệt độ hydrat hóa của carrageenan, nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nóng chảy. Ví dụ: iota carrageenan sẽ hydrat
hóa ở nhiệt độ mơi trường trong nước nhưng khi cho muối vào sẽ tăng nhiệt độ tạo gel nên được ứng dụng trong sản xuất salad-dressing lạnh. Muối Na+ của kappa
carrageenan sẽ hydrat hóa ở 40
o
C nhưng carrageenan cùng loại trong thịt muối sẽ chỉ hydrat hóa hồn toàn ở nhiệt độ 55
o
C hoặc hơn. v Tạo gel:
Carrageenan có một tính chất vơ cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp nhỏ hơn 0,5 . Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn v òng như lò xo và cũng có thể
xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chi ều vững chất, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước hay dung môi. Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng
gel l à 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 t ử dung mơi vào vùng liên kết.
Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc th êm 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 n ào đó trong phân tử carrageenan có
sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên khơng 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 thơng qua sự
hình thành khơng 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 mơ tả cơ chế tạo gel như sau: trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấuhình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp sau là sự kết hợp các xoắn 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.
Trang 46

4.8.5. Ứng dụng


Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (57 trang)

×