Thạch rau câu dẻo, sữa ca cao không lắng, xúc xích mọng nước, kem mịn, sữa hạnh nhân đồng nhất, kem đánh răng giữ dạng gel: nhiều sản phẩm như vậy có chung một thành phần đến từ biển, carrageenan. Việt Nam, đặc biệt các tỉnh Ninh Thuận, Khánh Hòa, cũng là nơi nuôi trồng rong sụn, một nguồn nguyên liệu sản xuất carrageenan.

Carrageenan là gì?

Carrageenan (mã phụ gia E407, INS 407) là polysaccharide được chiết xuất từ một số loài rong biển đỏ, cấu tạo từ các đơn vị galactose và 3,6-anhydrogalactose, mang nhóm sulfate. Đây là một hydrocolloid được dùng làm chất tạo gel, chất làm dày, chất ổn định trong thực phẩm. Tên gọi bắt nguồn từ rong Chondrus crispus (rêu Ireland), được dân ven biển Ireland dùng nấu thạch từ hàng trăm năm trước.

Nguồn nguyên liệu

  • Kappaphycus alvarezii (thường gọi cottonii, rong sụn): nguồn chính của kappa-carrageenan; được nuôi trồng nhiều ở Philippines, Indonesia và Việt Nam.
  • Eucheuma denticulatum (spinosum): nguồn chính của iota-carrageenan.
  • Chondrus crispus, Gigartina: nguồn của kappa và lambda-carrageenan.

Ba loại carrageenan chính

  • Kappa-carrageenan: một nhóm sulfate trên mỗi đơn vị disaccharide; tạo gel cứng, giòn khi có ion kali; gel có xu hướng tách nước; tương tác mạnh với casein sữa.
  • Iota-carrageenan: hai nhóm sulfate; tạo gel mềm, đàn hồi với ion canxi; ít tách nước, bền đông lạnh – rã đông.
  • Lambda-carrageenan: ba nhóm sulfate; không tạo gel, chỉ làm dày, tan trong nước lạnh.

Gel kappa và iota là gel thuận nghịch nhiệt: tan khi đun nóng (khoảng 50–80 °C tùy loại và nồng độ ion) và đông lại khi nguội.

E407 và E407a

  • Carrageenan tinh chế (E407): rong được chiết trong dung dịch kiềm nóng, lọc bỏ bã, rồi kết tủa carrageenan bằng cồn hoặc kali clorua; độ tinh khiết cao, dung dịch trong.
  • Rong Eucheuma đã chế biến (PES, E407a, còn gọi là carrageenan bán tinh chế): rong được xử lý kiềm nhưng không chiết, vẫn giữ phần cellulose; giá rẻ hơn, gel đục hơn; dùng nhiều trong sản phẩm thịt, thức ăn cho thú cưng.

Đặc tính quan trọng

  • Tương tác với protein sữa: kappa-carrageenan tương tác với kappa-casein ngay ở nồng độ rất thấp (khoảng 0,01–0,03%), tạo mạng lưới yếu giữ bột ca cao, chất rắn lơ lửng trong sữa. Đây là ứng dụng kinh điển của carrageenan.
  • Hiệp đồng với gum đậu carob, konjac: kappa-carrageenan kết hợp gum đậu carob tạo gel đàn hồi hơn, ít tách nước; carrageenan – konjac là nền tảng của nhiều loại thạch.
  • Nhạy cảm với axit khi nóng: ở pH thấp kết hợp nhiệt độ cao, mạch carrageenan bị thủy phân, mất khả năng tạo gel; nên cho axit sau khi làm nguội bớt.
  • Khả năng giữ nước: giúp sản phẩm thịt tăng hiệu suất, mọng nước.

Ứng dụng

  • Sản phẩm sữa: sữa ca cao, sữa có hương vị, kem, kem tươi, pudding, flan, phô mai chế biến, sữa đặc.
  • Sữa thực vật: sữa đậu nành, sữa hạnh nhân, sữa yến mạch, giúp ổn định và tạo độ sánh.
  • Thạch, kẹo dẻo, món tráng miệng: thạch rau câu, thạch trái cây, thạch dừa đóng cốc.
  • Sản phẩm thịt: xúc xích, giò chả, thịt nguội, thịt tiêm nước muối; tăng khả năng giữ nước, cấu trúc chắc.
  • Thực phẩm chay, thịt thực vật: tạo cấu trúc, kết dính.
  • Nước sốt, súp, đồ uống.
  • Ngoài thực phẩm: kem đánh răng, mỹ phẩm, dược phẩm (vỏ nang mềm chay).

Tính an toàn

Carrageenan là một trong những phụ gia được nghiên cứu nhiều nhất và cũng gây tranh luận nhiều nhất:

  • Carrageenan thực phẩm và carrageenan phân hủy (poligeenan): poligeenan là sản phẩm thủy phân axit mạnh, khối lượng phân tử thấp, gây viêm và tổn thương ruột ở động vật thí nghiệm và không được phép dùng trong thực phẩm. Carrageenan thực phẩm có khối lượng phân tử cao; tiêu chuẩn kỹ thuật giới hạn hàm lượng phân tử nhỏ.
  • JECFA (2014) đánh giá carrageenan và PES với kết luận “ADI không xác định” và không lo ngại về an toàn khi dùng trong sữa công thức trẻ em ở mức đến 1.000 mg/lít.
  • EFSA (2018) đánh giá lại E407 và E407a, thiết lập ADI nhóm tạm thời 75 mg/kg thể trọng/ngày và khuyến nghị thu thập thêm dữ liệu; trong EU, carrageenan không được phép dùng trong sữa công thức cho trẻ dưới 4 tháng tuổi (ngoại trừ một số sản phẩm dinh dưỡng y học đặc biệt).
  • Một số nghiên cứu in vitro và trên động vật gợi ý carrageenan có thể liên quan đến viêm ruột; bằng chứng trên người chưa nhất quán. Người có bệnh viêm ruột mạn tính có thể được bác sĩ khuyên hạn chế.

Tại Việt Nam, carrageenan nằm trong danh mục phụ gia được phép sử dụng với mức theo quy định của Bộ Y tế.

Lưu ý khi sử dụng carrageenan

Để carrageenan phát huy tác dụng, bột cần được phân tán tốt trong nước lạnh (trộn khô trước với đường hoặc thành phần bột khác để tránh vón cục), sau đó đun nóng trên khoảng 70–80 °C để hòa tan hoàn toàn. Lượng ion kali, canxi trong nước và nguyên liệu ảnh hưởng mạnh đến độ cứng gel, nên công thức cần được điều chỉnh theo nguồn nước và nguyên liệu thực tế. Với sản phẩm có tính axit như thạch trái cây, nên thêm axit ở giai đoạn cuối, khi hỗn hợp đã nguội bớt, và hạn chế thời gian giữ nóng để tránh thủy phân carrageenan.

Câu hỏi thường gặp

Carrageenan có phải là chất béo hay đường? Không. Carrageenan là polysaccharide không tiêu hóa, hoạt động như chất xơ hòa tan, hầu như không cung cấp năng lượng.

Carrageenan và agar khác nhau thế nào? Cả hai đều từ rong đỏ. Agar tạo gel cứng, giòn, không cần ion, nhiệt độ đông và tan chênh lệch lớn (đông khoảng 35–40 °C, tan trên 85 °C); carrageenan cần ion kali hoặc canxi, tương tác tốt với protein sữa và có nhiều loại gel hơn.

Thuật ngữ liên quan

Đọc thêm: Phụ Gia Thực Phẩm Là Gì? Phân Loại Và Vai Trò