in ,

Vô số lợi ích không ngờ của “Alginate” trong thực phẩm

Alginate là một nhóm polysaccharide có tính nhớt, chiết xuất từ các loài tảo nâu và thành tế bào của một số loài vi khuẩn. Từ lâu, alginate được dùng làm chất làm dày, chất nhũ hóa và chất ổn định trong nền công nghiệp thực phẩm, gần đây chúng còn được dùng làm màng bọc thực phẩm và chất cố định hoặc bao gói (immobilise and encapsulate).

Alginate được coi là phụ gia thực phẩm, được chấp nhận bởi FDA, được gán số E ứng với từng hợp chất của chúng. Alginic acid có số E400, muối natri, kali, amoni và canxi có số E từ 401 – 404. Muối natri của alginate có ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp thực phẩm.

Ứng dụng của alginate chủ yếu dựa vào tính chất sinh lý quyết định bởi cấu trúc hóa học của chúng. Alginate gồm ɑ-L-gluronic acid (G) liên kết với β-D-mannuronic acid (M) bởi liên kết 1-4 tạo thành cấu trúc không phân nhánh. Tỷ lệ M- G trong cấu trúc ảnh hưởng đến tính chất của alginate, đa số là G (G block), đa số là M (M block) hoặc M-G bằng nhau (MG block). G block được xem là có vai trò quan trọng trong mạng không gian của alginate, do chúng quyết định khả năng liên kết Ca2+/H+, tính chất cho phép alginate tạo gel với Ca2+/H+ ở nhiệt độ thấp. MG block quyết định tính linh động, do đó có khả năng làm giảm độ nhớt của dung dịch alginate.

Cấu trúc hóa học của Alginate

Chất tạo gel

Tái cấu trúc thực phẩm là một công đoạn phổ biến trong công nghiệp thực phẩm, nhằm tận dụng hoặc khắc phục những thành phần có tính thẩm mỹ không tốt. Cải thiện được ngoại quan của thực phẩm, các dạng tái cấu trúc cũng đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng. Sản phẩm tái cấu trúc có thể được sản xuất ở mọi hình dạng và kích thước, tăng độ đồng nhất hoặc thẩm mỹ trong sản xuất thực phẩm. 

Do độ nhớt của alginate rất đa dạng, chúng có thể tăng tính ổn định cho thực phẩm ở cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp, và được ứng dụng như chất tạo gel trong nhiều sản phẩm. Độ rắn chắc và tỷ lệ tạo gel của alginate có thể kiểm soát bằng nồng độ Ca2+ và H+ trong dung dịch và số lượng G block trong chuỗi polyuronate. Vì khả năng tạo gel ở nhiệt độ thấp, alginate hữu  dụng trong việc tái cấu trúc những thành phần đã bị tổn hại hoặc oxi hóa dưới nhiệt độ cao. 

Chất làm dày, ổn định, nhũ tương hóa

Alginate được dùng làm chất làm dày trong sản phẩm mứt, marmalades* và nước sốt từ quả, do phản ứng giữa alginate và pectin là phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào nhiệt độ (heat-reversible), cho độ nhớt cao hơn so với việc sử dụng từng thành phần đơn lẻ. Sử dụng riêng alginate hoặc kết hợp với những chất làm dày khác cũng cải thiện được mức độ chấp nhận của khách hàng đối với những sản phẩm ít béo.

Khi ion Canxi được thêm vào dung dịch Natri alginate, ion Canxi lập tức phản ứng với alginate để tạo gel. Quá trình hình thành gel có thể được điều khiển bởi ion Canxi. Do những tính chât đặc biệt này nên Natri alginate được sử dụng như chất làm dày, chất tạo gel và chất ổn định rộng rãi trong nền công nghiệp nói chung.

PGA (propylene glycol alginate) được dùng để duy trì ổn định cho lớp bọt (foam), ứng dụng trong mousse và các món tráng miệng. PGA sử dụng nhiều nhất trong ngành bia, để bổ sung vào các loại bia và lager khác nhau nhằm ổn định lớp bọt khi rót, và bảo vệ chúng khỏi những tác nhân phá vỡ cấu trúc bọt.

PGA được kết luận là một chất nhũ tương hóa vượt trội hơn methylcellulose, locust bean và guar gum, và tương đương với nhiều polysaccharide thực vật phổ biến khác, so sánh trên cùng một khối lượng. Ưu điểm này khiến chúng đặc biệt hữu dụng trong nhiều hệ nhũ tương đơn giản, ví dụ mayonnaise. 

*Marmalade: là một loại mứt được làm từ nước trái cây và vỏ trái cây đun sôi với đường và nước. Nó có thể được sản xuất từ ​​kim quất, chanh, chanh tây, bưởi, quýt, cam ngọt, cam Bergamot.

Chất cố định hoặc bao gói (immobilise and encapsulate)

Trong công nghiệp thực phẩm, công nghệ cố định hoặc bao gói bằng alginate được ứng dụng với nhiều mục đích, bao gồm chế biến, tăng cường chức năng hoặc tăng độ chấp nhận cho sản phẩm. Với vai trò là chất cố định, alginate có thể tăng hiệu suất của quá trình bằng cách gia tăng thời gian sử dụng hoặc cho phép tái sử dụng các tế bào hay enzyme bị bao bọc. Công nghệ cố định và bao gói cho phép thu được nhiều sản phẩm từ quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, gồm enzyme, amino acid, acid hữu cơ và cồn.

Phương pháp đơn giản về việc cố định vi khuẩn H. volcanii trong Canxi alginate

Alginate được dùng làm môi trường cố định tế bào hoặc phân lập enzyme trong các công đoạn chế biến sử dụng enzyme, điều này sẽ cải thiện khả năng chịu nhiệt và tổn thất enzyme hoặc tế bào. Tuy nhiên, độ nhớt của alginate cũng có thể cản trở sự tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất hoặc khả năng giải phóng sản phẩm cuối, ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất. Vì vậy, cần phải xét tới khả năng này khi sử dụng môi trường cố định trong công nghiệp ở quy mô lớn.

Trong các nghiên cứu sau này, alginate được dùng làm chất bao gói các tế bào sống (probiotic) trong thực phẩm. Tuy được chứng minh có nhiều lợi ích cho sức khỏe, probiotic phải đạt một mật độ nhất định khi tới được ruột già để có thể có hiệu quả tốt nhất. Vì vậy, bao gói vi nang bằng gel alginate được xem là một giải pháp kinh tế và đơn giản để khắc phục nhược điểm này. Alginate có tỷ lệ G block cao phù hợp nhất cho chức năng này, nhờ khả năng chịu muối, chất tạo phức, có tính ổn định và độ xốp cao. 

Công nghệ tạo vi nang cũng có những ứng dụng khác trong ngành thực phẩm, bao gồm bao gói những hợp chất nhạy cảm, dễ bay hơi như chất tạo độ acid, chất béo và hương liệu. 

Màng bao thực phẩm

Lớp phủ và màng bao ăn được là công nghệ đang phát triển và có nhiều tiềm năng, nhờ những cố gắng để thay thế và hạn chế sử dụng bao bì không thân thiện với môi trường. Đối với vật liệu bao bì truyền thống, công nghệ mới này cũng cải thiện độ ổn định, an toàn và thời hạn bảo quản cho sản phẩm.

Alginate là một trong nhiều polysaccharide và protein được sử dụng tạo lớp phủ ăn được cho nhiều loại thực phẩm. Màng bao từ natri alginate được chứng minh là có khả năng kéo dãn, tính linh động, chống co kéo và không thấm dầu. Bổ sung những tác nhân chống vi sinh vật vào màng alginate thể hiện khả năng ngăn chặn xâm nhập vi sinh hiệu quả, khi được phun lên bề mặt rau, thịt và sản phẩm từ cá. Khả năng tạo lớp phủ ở nhiệt độ thấp của gel alginate cũng giảm thiểu hư hại đến chất chống vi sinh vật cũng như thực phẩm. Alginate được ứng dụng để tạo lớp phủ lên nhiều loại rau và trái cây như rau diếp, phần đã bị cắt của táo hay dưa, có khả năng tăng thời gian bảo quản, hạn chế biến màu, duy trì độ giòn, cấu trúc và hạn chế thất thoát vitamin C.

Bản quyền bài viết thuộc về đội ngũ Science Vietnam. Vui lòng để lại nguồn và link bài viết khi sao chép.

Written by Science Vietnam

Science Vietnam được thành lập với mong muốn: cung cấp kiến thức - kết nối sinh viên với sinh viên, sinh viên với doanh nghiệp trong ngành Công Nghệ Thực Phẩm.

What do you think?

Trả lời

Miso

Tempeh