Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT
CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN KAPPAPHYCUS
ALVAREZII
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn: Th.S. NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ THU
MSSV: 107111174 Lớp: 07DSH4
TP. Hồ Chí Minh, 2011

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN THỊ THU iii
Chương Trang
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH viii
MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN 3
1.1.GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN 3
1.1.2.Nguồn gốc 3
1.1.3.Đặc điểm sinh học của rong sụn 4
1.1.3.1.Hệ thống phân loại của rong sụn 4
1.1.3.2.Đặc điểm hình thái, cấu tạo 4
2.1.5.Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của rong sụn. 6
2.1.5.1.Thành phần hóa học 6
1.1.5.2.Giá trị dinh dưỡng của rong sụn 9
1.1.6.Tình hình phát triển rong sụn trên thế giới và trong nước. 10
1.2.GIỚI THIỆU CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN 14
1.2.1.Lịch sử phát hiện 14
1.2.2.Giới thiệu về carrageenan 14
1.2.2.1.Kết cấu đơn vị 14
1.2.3.Tính chất của carrageenan 18
1.2.3.1.Tính chất hóa lý 18
1.2.3.2.Tính chất tạo gel 21
1.2.3.3.Tính chất hóa học 22
1.2.4.Ứng dụng của carrageenan 31
1.2.4.1.Ứng dụng trong công nghiệp bơ sữa 32
1.2.4.2.Ứng dụng trong các ngành thực phẩm khác 33
1.2.4.3.Các ứng dụng trong kĩ thuật 35
1.2.4.4.Ứng dụng trong mỹ phẩm và kem đánh răng 35
1.2.4.5.Ứng dụng trong y, dược học 36
Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 38
2.1.THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM KHẢO SÁT THÍ NGHIỆM 38
2.2.1.Đối tượng nghiên cứu 38
2.2.2.Thiết bị-dụng cụ 38

SVTH: NGUYỄN THỊ THU iv
2.2.3.Hóa chất 38
2.3.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39
2.3.1.Sơ đồ tách chiết carrageenan từ rong sụn 39
2.3.2.Phương pháp xác định độ ẩm . 41
2.3.4.Phân tích các chỉ tiêu 45
2.3.1.1.Xác định hàm lượng protein của carrageenan bằng phương pháp
Bradford.46
2.3.1.2.Xác định hàm lượng carrageenan 47
2.3.1.3.Xác định hàm lượng sulfate 49
2.3.1.4.Xác định hàm lượng carbohydrate 51
2.3.1.5.Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm 52
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53
3.1.Xác định độ ẩm nguyên liệu 53
3.2.Xác định hàm lượng protein tổng tổng 53
3.3.Xác định hàm lượng protein 54
3.4.Xác định hàm lượng carrageenan 56
3.5.Xác định hàm lượng sulfate 58
3.6.Xác định hàm lượng carbohydrate 60
3.7.Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm 62
3.8.Đánh giá chất lượng sản phẩm 63
Chương 4:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64
4.1.KẾT LUẬN 64
4.2.KIẾN NGHỊ 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66
PHỤ LỤC 71

SVTH: NGUYỄN THỊ THU v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
i-carrageenan: iota-carrageenan
k-carrageenan: kapa-carrageenan
λ-carrageenan: lamda-carrageenan
TN : thí nghiệm
Đơn vị G: 3-β-D-galactose
Đơn vị D: 4-α-D-galactose
đơn vị DA: 4-3,6-anhydro-α-D-galactose
D6s: α-glactose-6 sulfate

SVTH: NGUYỄN THỊ THU vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của rong sụn.....................................................4
Bảng 1.2. Sự thay đổi hàm lượng protein theo các tháng trong năm ................8
Bảng 1.3. Sản lượng rong sụn trên thế giới năm 2001 ....................................10
Bảng 1.4. Sản lượng rong sụn của các nước .............................................13
Bảng 1.5. Một số loài rong đỏ chứa carrageenan ............................................25
Bảng 1.6. Cơ cấu thị trường tiêu thụ carrageenan năm 2001 .................... 31
Bảng 1.7. Các ứng dụng điển hình của carrageenan trong thực phẩm bánh kẹo.
..........................................................................................................................34
Bảng 2.1. Chế độ nấu chiết ..............................................................................40
Bảng 2.2. Bảng số liệu dựng đường chuẩn albumin........................................47
Bảng 2.3. Các bước chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng protein....................47
Bảng 2.4. Số liệu dựng đường chuẩn carrageenan ..........................................49
Bảng 2.5. . Các bước chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng carrageenan...........49
Bảng 2.6. Số liệu dựng đường chuẩn sulfate ...................................................51
Bảng 2.7. Các bước chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng sulfate ....................51
Bảng 2.8. Số liệu dựng đường chuẩn carbohydrate.........................................52
Bảng 2.9. Các bước chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng carbohydrate ..........53
Bảng 3.1. Độ ẩm nguyên liệu...........................................................................54
Bảng 3.2. Hàm lượng protein...........................................................................54
Bảng 3.3. Hàm lượng protein của carrageenan................................................55
Bảng 3.4. Hàm lượng carrageenan của rong sụn.............................................57
Bảng 3.5. Hàm lượng sulfate của carrageenan ................................................59
Bảng 3.6. Hàm lượng carbohydrate.................................................................61
Bảng 3.7. Hiệu suất thu hồi carrageenan .........................................................63

SVTH: NGUYỄN THỊ THU vii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng protein của carrageenan..............56
Biểu đồ 3.2. Biểu đồ biễu diễn hàm lượng carrageenan..................................58
Biểu đồ 3.3. Biểu đồ biễu diễn hàm lượng sulfate của carrageenan................60
Biểu đồ 3.4. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng carbohydrate của carrageenan .....62
Biểu đồ 3.5. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất thu hồi của carrageenan..................63

SVTH: NGUYỄN THỊ THU viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Rong sụn Kappaphycus alvarezii ......................................................6
Hình 1.2. Cấu tạo của carrageenan ....................................................................8
Hình 1.3. Doanh thu từ các hydrocolloid năm 1978 và năm 1993..................12
Hình 1.4. Kết cấu của Carrageenan .................................................................15
Hình 1.5. κ-carrageenan ..................................................................................16
Hình 1.6. i-carrageenan ...................................................................................17
Hình 1.7. λ-carrageenan..................................................................................17
Hình1.8.Tương tác tĩnh điện các nhóm sulfate của carrageenan và casein.....20
Hình 1.9. Các hình thức liên kết của carrageenan với protein ........................20
Hình 1.10. Tác dụng của nhiệt độ đối với cơ chế chuyển đổi dung dịch sang
gel .....................................................................................................................22
Hình 1.11.Quá trình chuyển hóa của carrageenan trong môi trường kiềm
mạnh. ................................................................................................................23
Hình 1.12. Các ứng dụng của carrageenan......................................................25
Hình 1.13. Đa dạng hóa các sản phẩm từ rong sụn và sản phẩm cuả nó.........37
Hình 2.1. Tủ sấy ...................................................................................42
Hình 2.2. Nồi hút ẩm ...................................................................................42
Hình 2.3. Màu trước chuẩn độ.........................................................................44
Hình2.4. Màu sau chuẩn độ .............................................................................44
Hình 2.5. Phân tích các chỉ tiêu methylen blue ...............................................46
Hình 2.6. Cấu trúc của methylen blue..............................................................48
Hình 3.1. Sự hiện màu phản ứng xác định hàm lượng protein........................55
Hình 3.2. Sự hiện màu phản ứng xác định hàm lượng carrageenan................57
Hình 3.3. Sự hiện màu phản ứng xác định hàm lượng sulfate ........................59
Hình 3.4. Sự hiện màu phản ứng xác định hàm lượng carbohydrate ..............61
Hình 3.5. Sản phẩm carrageenan dạng khô .....................................................64

SVTH: NGUYỄN THỊ THU ix

SVTH: NGUYỄN THỊ THU 1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới, với chiều dài bờ biển
hơn 3260 km và có nhiều nhánh sông, vùng triều, các vùng vịnh, đầm phá... đây là
điều kiện rất thuận lợi cho sự phát triển đa dạng của các sinh vật biển. Một trong
những loài góp phần vào sự đa dạng này là loài rong biển. Ở Việt Nam đã có gần
800 loài rong biển thuộc tất cả bộ phận của các ngành rong đã được công bố trên thế
giới [16].
Rong biển thuộc vào loại tài nguyên quý hiếm, có giá trị về mặt kinh tế và đã
được khai thác nhiều năm nay để phục vụ cho những mục đích khác nhau. Trong
rong biển có chứa các polysaccharide (agar, alginate...) là những thành phần quan
trọng rất có giá trị....Tuy nhiên polysaccharide quan trọng nhất chính là
carrageenan. Nhờ vào các tính chất đặc trưng của carrageenan như có độ bền cơ học
cao, có khả năng tạo gel ở nồng độ thấp, có độ nhớt cao dễ tạo màng và có tính nhũ
hóa cao, các hoạt tính kháng viêm và chống lão hóa, có thể giải độc chữa các bệnh
mãn tính,... nên carrgeenan được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế như
công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, y dược...và ứng dụng trong cả các ngành kĩ
thuật.
Carrageenan là polysacchride được chiết xuất từ rong đỏ, đặc biệt là rong sụn.
Ngoài ra, rong sụn còn có các tính ưu việt về hàm lượng các nguyên tố hữu ích
(Mg, Cu, Fe...) và một số thành phần khác như protein, vitamin, glucid...Chính vì
vậy, nhiều nước trong khu vực và trên thế giới như Philippin, Indonesia,
Tazania...đã dầu tư và nghiên cứu cho sản xuất loài rong này [11, 13,15]. Từ đó việc
sản xuất carrageenan đã nhanh chóng phát triển trên thế giới, sản lượng hàm năm
tăng lên rõ rệt [16].
Hiện nay sản lượng rong thu được của chúng ta chủ yếu mới được dùng cho
xuất khẩu thô, dưới dạng rong khô. Trong khi đó một số ngành sản xuất tiêu dùng,
các ngành công nghiệp trong nước phải nhập từ nước ngoài các sản phẩm như
carrageenan để phục vụ cho sản xuất.

Với những lý do trên, đối với nước ta việc nghiên cứu thu nhận các nguồn lợi
từ rong biển có ý nghĩa to lớn về khoa học cũng như thực tiễn, đặc biệt là
polysaccharide từ rong biển. Do đó cần nghiên cứu để tiến tới sản xuất các
polysaccharide này ở quy mô công nghiệp phù hợp với nền kinh tế quốc dân.
2. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình tách chiết rong sụn, nhằm tìm ra
quy trình công nghệ thích hợp để có thể sản xuất ra carrageenan có hiệu suất và chất
lượng tốt nhất.
Chính vì vậy mà tôi chọn tên đề tài: "Bước đầu nghiên cứu sản xuất
carrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii".
3. Nội dung nghiên cứu
 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kiềm lên hàm lượng và chất lượng của
carrageenan.
 Khảo sát nhiệt độ và thời gian nấu chiết lên hàm lượng và chất lượng của
carrageenan.

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN
1.1.1. Phân bố
Kappaphycus là chi thuộc nhóm carragenophyte quan trọng phân bố Philippin,
vùng nhiệt đới châu Á và khu vực Tây Thái Bình Dương.
Kể từ khi du nhập vào nước ta năm 1993 cây rong sụn tỏ ra thích hợp với khí
hậu Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh miền Trung.
Trước đây loài rong sụn Kappaphycus alvarezii đang được di giống trồng thử
nghiệm ở một số vùng biển như Cát Bà (Hải Phòng), Vân Đồn (Quảng Ninh) [5].
Hiện nay rong sụn được trồng rộng rãi ở một số vùng trong tỉnh Ninh Thuận
và các tỉnh khác như Khánh Hòa, Phú Yên, Phú Quốc, Bình Thuận.
1.1.2. Nguồn gốc
Rong sụn có nguồn gốc từ Philippin. Tháng 2 năm 1993 trong chương trình
hợp tác khoa học Việt Nam và Nhật Bản phân viện khoa học vật liệu Nha Trang đã
nhập về Việt Nam một bụi rong sụn 240g. Tháng 10 năm 1993 với sự giúp đỡ của
viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang, trung tâm khuyến ngư Ninh
Thuận đã nhận 5 kg rong sụn về trồng thử nghiệm tại đầm Sơn Hải..
Ban đầu chỉ có khoảng 15 hộ trồng rong sụn đến nay con số đó đã lên đến 500
hộ với tổng diện tích là 6000 ha diện tích mặt nước. Khi tỉnh Ninh Thuận thành
công trong việc trồng rong sụn một số địa phương khác cũng học hỏi làm theo. Vì
vậy có thể khẳng định rằng rong sụn là đối tượng phù hợp nhiều loại hình mặt nước
được đánh giá là có nhiều ưu điểm so với một số loài rong biển hiện có ở địa
phương.

1.1.3. Đặc điểm sinh học của rong sụn
1.1.3.1. Hệ thống phân loại của rong sụn
Rong sụn kappaphycus alvarezii (Doty), có tên thương mại là Cottonii, kí hiệu
là KA thuộc [4, 5, 9]
Ngành: Rhodophyta
Lớp: Rhodophyceae
Phân lớp: Florideophycidae
Bộ: Gigartinales
Họ: Areschougiaceae
Chi: Kappaphycus
Loài: Alvarezii
1.1.3.2. Đặc điểm hình thái, cấu tạo
Hình thái
 Thân dạng trụ tròn, đường kính thân chính có thể đạt tới 20 mm, phân
nhánh rậm rạp kiểu tự do không theo quy luật, đỉnh nhánh nhọn.
 Màu lục vàng hay lục thẫm
 Tản rong giòn dễ gãy khi tươi, có tập tính bò lan hoặc mọc thẳng, có ba
dạng tản [4] :
- Dạng vô tính mang 2n nhiễm sắc thể.
- Dạng đơn bội mang 1n nhiễm sắc thể.
- Dạng lưỡng bội (hợp tử 2n) rất nhỏ, ký sinh trên tản giao tử cái.
 Thể chất trơn nhớt keo sụn, khi khô thành sợi cứng như sừng.
Hình 1.1. Rong sụn
Kappaphycus alvarezii

Từ trọng lượng 100g ban đầu sau một năm rong sụn có thể tăng trưởng thành
bụi rong, nặng 14-16 kg. Rong sụn có tốc độ tăng trưởng tới 10%/ngày.
Cấu tạo
Cấu tạo trong của rong sụn gồm nhiều hàng tế bào có kích thước khác nhau: tế
bào trụ, tế bào vây trụ, tế bào bì [5].
1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của
rong sụn.
 Độ mặn
Rong sụn là loài ưa mặn, chỉ sinh trưởng và phát triển tốt ở vùng nước có độ
mặn cao (28-32 ‰, ở độ mặn thấp(18-20 ‰). Rong sụn chỉ có thể tồn tại trong thời
gian ngắn (5-7 ngày) và nếu kéo dài thêm thì rong sẽ ngừng phát triển và dẫn đến
tàn lụi.
 Dòng chảy và lưu thông nước
Rong phát triển tốt ở vùng nước thường xuyên trao đổi và luân chuyển (tạo ra
dòng chảy, dòng triều hay sóng gió bề mặt). Nước bị tù hay sự di chuyển kém làm
cho tốc độ của rong sụn phát triển chậm lại, đặc biệt nếu kết hợp với nhiệt độ cao,
chất huyền phù trong nước lớn, hàm lượng các muối dinh dưỡng trong nước thấp sẽ
dẫn đến sự tàn lụi của rong một cách nhanh chóng.
 Nhiệt độ
Rong sụn sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 200
C trở lên. Nhiệt độ thích hợp cho rong
sụn phát triển và sinh trưởng nằm trong khoảng 25-280
C [27], nhiệt độ cao hơn 30
hay thấp hơn 20 sẽ ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển của rong, nhiệt độ của
nước cao (32-340
C) tốc độ phát triển của rong thấp, bình quân đạt từ 2-3% / ngày,
nếu nhiệt độ thấp hơn 15-180
C rong ngừng phát triển.
 Cường độ ánh sáng
Yêu cầu ánh sáng của rong sụn không cao, thích hợp nhất là khoảng 30.000-
50.000 Lux, ánh sáng cao quá hay thấp quá đều ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát
triển của rong.

 Yêu cầu dinh dưỡng
Trong điều kiện nhiệt độ không quá cao (< 30) cường độ chiếu sáng vừa
phải(12.000Lux), nhu cầu của rong sụn với N không cao (chỉ hấp thụ 21% lượng
N). Song trong điều kiện nhiệt độ cao (33-34), cường độ ánh sáng cao (>12.000
Lux), nhu cầu của rong sụn cao lên rõ rệt (hấp thụ tới 57.8 % lượng N).
Đối với nguồn P nhu cầu của rong sụn đều cao (hấp thụ 85,3%- 89.2% lượng
phospho) ở cả nhiệt độ và cường độ ánh sáng cao và thấp.
1.1.5. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của rong sụn.
1.1.5.1. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của rong sụn luôn thay đổi phụ thuộc vào trạng thái sinh
lý, thời gian sinh trưởng điều kiện sống (cường độ bức xạ, thành phần hóa học của
môi trường).
Trong rong sụn, hàm lượng nước chiếm 77-91% còn lại vài phần trăm chất là
khô. Trong chất khô chứa chủ yếu là: Glucide, protein, chất khoáng, lipit, sắc tố,
enzyme...[12, 14].
Trong thành phần protein của rong có chứa 11 acid amin với hàm lượng khá
cao, trong đó có 5 acid amin không thay thế. Vì vậy protein của rong sụn có giá trị
dinh dưỡng khá cao. Hàm lượng tro của rong sụn cũng đáng kể.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của rong sụn.
Thành phần hóa học trong chất khô % khối lượng
Glucide 44-45%
Chất khoáng 20%
Protein 5-22%
Thành phần hóa học khác 13-35%
a. Nước
Nước chiếm tỉ lệ khá cao trong các thành phần của cơ thể sinh vật, trong rong
biển tỉ lệ đó càng lớn hơn. Trong các kết quả đã phân tích ở các loài rong đã được

nghiên cứu, hàm lượng nước rong sụn chiếm khoảng 77-91 %. Tỉ lệ nước giảm dần
theo thời gian sinh trưởng, ở giai đoạn tích lũy các chất dinh dưỡng nước đạt
khoảng 79%, ở rong khô hàm lượng nước 18-20%.
b. Glucide
Glucide bao gồm: Monosacharide và disaccharide và polysaccharide.
Mannoza
Ở trạng thái kết hợp với acid glyceric và natri tạo hợp chất là disaccarit tỉ lệ là
15%.
Polysaccharide:
- Agar
Agar là polysaccharide có trong tế bào vây trụ của rong. Hàm lượng agar trung
bình của rong trên thế giới dao động từ 20 -40%. Trong khi đó thì rong của Việt
Nam chứa từ 24 -45% khối lượng rong khô.
- Carrageenan
Carrageenan là polysaccharide có trong rong sụn [16,40]. Carrageenan có tính
chất tương tự agar. Dịch keo carrageenan có thể đông thành thạch như agar nhưng ở
nồng độ cao hơn agar. Thạch carrageenan có nhiệt độ nóng chảy cao hơn thạch agar
[3]. Carrageenan cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galactose. Các
gốc này liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 và 1,3 luân phiên nhau. Các gốc D-
galactose được sulfate hóa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ
sulfate hóa.
Galactose ở trạng thái kết hợp với acid glyceride tạo hợp chất không bền có
thể bị chiết xuất bởi ancol cao độ (>90 độ).
Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép. Mỗi vòng
xoắn do 3 đơn gốc disacchride tạo nên.

c. Protein
Hàm lượng protein trong rong sụn dao động trong khoảng 5-22% [3]. Hàm
lượng protein dao động với biên độ khá lớn phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng, vị
trí địa lý, môi trường sống.
Theo nghiên cứu hàm lượng protein tăng dần theo thời gian sinh trưởng và đạt
giá trị cực đại ở giai đoạn sinh sản
Bảng 1.2. Sự thay đổi hàm lượng protein theo các tháng trong năm [12].
Tháng trong năm 1-2 3-4 5-6 7-8 9-10 11-12
Hàm lượng protein(%) 7.52 9.55 19.15 16.30 16.18 13.19
d. Lipid
Hàm lượng lipid trong rong sụn không đáng kể nhưng một số nhà nghiên cứu
cho rằng mùi tanh của rong là do lipit gây ra. Đặc điểm của lipide trong rong sụn
phần lớn là nhưng lipid chưa no, vô hại, có steron mà các thực vật khác không thấy
[18].
e. Sắc tố
Trong rong sụn có chứa một số sắc tố như sắc tố vàng (xanthophyll), sắc tố
xanh lam (phycocyanin), sắc tố diệp lục tố (chlcorophyl). Sắc tố của rong sụn kém
Hình 1.2. Cấu tạo của carrageenan[1]

bền hơn sắc tố của các loại rong khác, vì vậy loại rong này có thể được tẩy màu
bằng phương pháp tự nhiên là phơi nắng.
f. Chất khoáng
Hàm lượng chất khoáng trung bình trong rong sụn khoảng 20% trọng lượng
khô. Thành phần chủ yếu của chất khoáng trong rong sụn là Ca, K, S và các nguyên
tố khác như: Mg, Al, Ba, Sn, Fe, Si... Nồng độ iod trong rong sụn nhỏ hơn nhiều so
với rong nâu.
Hàm lượng khoáng phụ thuộc vào điều kiện sống giai đoạn sinh trưởng, rong
sống trong đầm thường có hàm lượng khoáng thấp hơn rong trồng trên biển vì trong
nước biển hàm lượng chất khoáng nhiều hơn nước trong đầm.
g. Enzyme
Trong rong sụn có thể chiết tách được enzyme protease phân giải protein. Dựa
vào sự hoạt động của protease trong rong sụn trên nhiều cơ chất khác nhau người ta
xếp nó vào enzyme papain hay cathepsin [16]. Ngoài ra trong rong sụn còn chứa
enzyme thủy phân glucide gồm hai loại enzyme oxydase:
- Một loại chuyển hóa đường đơn thành acid tương ứng như glucose thành
gluconic.
- Loại thứ 2 chuyển hóa đường thành ozon.
1.1.5.2. Giá trị dinh dưỡng của rong sụn
Trong rong sụn chứa hàm lượng chất khoáng chất vi lượng (Ca, K, S, Fe...)
cùng một số acid amin cần thiết và nhiều vitamin quan trọng như
vitaminA,vitaminC, vitaminB12... Thực tế khoa học đã chứng minh rằng rong biển
đã hấp thụ từ biển hơn 90 loại chất khoáng với hàm lượng muối thấp và hàm lượng
Ca cao chính vì lẽ đó mà rong sụn được ưu tiên hành đầu đối với những người bị
cao huyết áp.
Rong sụn có thành phần chủ yếu là carrageenan chiếm 40%-55%. Carrageenan
có trong thành phần của các loại rong đỏ, lượng chất khô có trong rong sụn chất này
có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử protein của động thực vật có thể dùng

carrageenan với một hàm lượng thích hợp làm phụ gia giò chả để tăng mức độ liên
kết protein của thịt thay thế hàn the.
1.1.6. Tình hình phát triển rong sụn trên thế giới và trong nước.
1.1.6.1. Trên thế giới
Trên thế giới, rong sụn đã được biết đến từ rất lâu để tách chiết carrageenan.
Vào những năm 30 quá trình tách chiết carrageenan nguyên chất đã được tiến hành
ở Mỹ. Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, do sự phát triển của các ngành công
nghiệp thực phẩm, nhu cầu carrageenan trên thế giới đã và đang ngày càng tăng lên.
Theo những thống kê gần đây (FAO, 1997) sản lượng thu hoạch rong biển
kinh tế trên thế giới đạt 7 triệu tấn tươi/năm, còn theo CEVA (AlgoRythme, 2000)
là 8 triệu tấn. Trong số đó khoảng 20% được dùng để sản xuất ra các loại keo rong
biển alginate, agar và carrageenan, chế biến thức ăn cho vật nuôi và làm phân bón,
số còn lại chủ yếu được dùng làm thức ăn cho người (Ohno và Critchley, 1997).
Doanh thu hàng năm từ kinh tế rong biển trên thế giới ước khoảng trên 5 tỷ USD.
Carrageenan được ứng dụng trong công nghiệp đầu tiên vào năm 1940 như là
chất làm bền nhũ tương cho chế biến kẹo sữa sôcôla. Nhưng vì nhanh chóng được
ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nên sản lượng hàng năm của carrageenan trên
thế giới tăng lên rõ rệt. Năm 1992 là 10.000 tấn, năm 1996 là 20.000 tấn, năm 1997
là 26.000 tấn. Trong năm 2000, riêng châu Á sản xuất 33.000 tấn. So với các
Hình 1.3. Doanh thu từ các hydrocolloid năm 1978 và năm 1993 [22].

polysaccharide khác, carrageenan có giá trị thương phẩm lớn nhất (triệu USD)
carrageenan-263, agar-200, pectin-147, alginat-130, guar-77 [16].
Hiện nay công nghiệp sản suất carrageenan không chỉ phát triển ở các nước
Mỹ, Tây Âu mà còn phát triển mạnh ở các quốc gia Châu Á, trong đó phải kể đến
Trung Quốc, Nhật Bản, Philippine... Đặc biệt là các vùng biển nước như Philipine,
Indonesia, Brazil, New Zealand có điều kiện thuận lợi cho các loài rong đỏ phát
triển... Cũng chính vì vậy, Philipine là đất nước có thị phần carrageenan cao nhất,
chiếm 80 % trên thế giới. Trên thị trường có khoảng 4.000 sản phẩm hàng hoá có
sử dụng carrageenan, trong đó công nghệ thực phẩm sử dụng nhiều nhất.
Ngày nay, người ta biết thêm nhiều loại rong có khả năng sản xuất
carrageenan. Những nghiên cứu chi tiết về loài rong này đã cho phép người ta có
thể trồng ở trên quy mô lớn và do đó đáp ứng được nhu cầu nguyên liệu cho ngành
công nghiệp sản xuất carrageenan.
Theo thống kê trong vòng 25 năm qua, nhu cầu carrageenan trên thế giới tăng
bình quân 5-7%/năm và dự báo sẽ tiếp tục tăng như vậy trong nhiều năm tới. Nhu
cầu carrageenan cao gấp 3 lần so với alginate và gấp hơn 20 lần so với agar.
 Thị trường hiện nay và các công ty sản xuất carrageenan
Nghiên cứu thị trường buôn bán carrageenan trên thế giới cho thấy tốc độ phát
triển sản xuất carrageenan trong thời gian gần đây là 3%/ năm .
Hiện nay trên thế giới có 6 công ty sản xuất cung cấp trên 80% carrageenan.
 Có hai loại công ty có thể phân biệt như sau:
 Công ty sản xuất polyme sinh học truyền thống, bao gồm:
- Tổng công ty FMC của MỸ, www.fmcbiopholyme.com.
- Cp kelco của Mỹ, hình thành năm 2000 qua sự hợp nhất copenhagen
pectin/ food gum đã sát nhập của hercules và nhóm polyme sinh học Kelco của
công ty Mónanto/ pharmacia, www.cpkelco.com.
 Các công ty sản xuất các thành phần hoàn thiện
Ngoài carrageenan, các công ty còn tạo các chất như tạo nhũ tương, tạo hương vị.

- Công ty Degussa của Đức, hình thành từ hệ sinh học SKW,
www.degussa.com hoặc www.texturantsystems.com
- Công ty Danisco của Đan Mạch, www.danisco.com
- Công ty Quest international của Thụy Sĩ, một phần của ICI,
www.questntl.com. [16].
Nguồn: H. Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers.comm.
Sự phát triển nhanh chóng của ngành rong đã giúp tăng sản lượng rong
nguyên liệu đáp ứng nhu cầu thi trường trong các năm.
Bảng 1.4. Sản lượng rong sụn của các nước (tấn khô/ năm) [34].
TT Tên nước năm 2004 năm 2005
1 Philipines 110.000
2 Indonesia 55.000 80.000
3 Tazania 10.000 10.000
4 Campuchia 16.000 20.000
5 Việt Nam 1.000 2.000
6 Malaysia 6.000 6.000
7 Ấn Độ 200
1.1.6.2. Trong nước
STT Nước Sản lượng (tấn khô)
1 Indonesia 25.000
2 Philipines 115.000
3 Tazania (Zanzibar) 8.000
4 Khác 1.000
5 Tổng cộng 149.000
Bảng 1.3. Sản lượng rong sụn trên thế giới năm 2001

Những năm trước nghề trồng rong sụn vẫn còn hạn chế do người dân chưa
nắm bắt được kĩ thuật trồng rong sụn dẫn đến năng suất thấp. Trong những năm gần
đây rong sụn đang từng bước phát triển mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho
người trồng, và đã thu hút rất nhiều hộ dân đầu tư vào trồng rong. Hàng năm người
dân đã cung cấp cho thị trường trong nước và trên thế giới hơn 300 tấn rong.
Hiện nay, nhu cầu rong sụn ở trong nước và trên thế giới đang ngày một tăng.
Các công ty rong biển Việt Nam đã tậ trung thu mua rong biển 1500 tấn/tháng
nhưng thị trường chưa đủ để đáp ứng. Vì vậy trung tâm khuyến ngư của các tỉnh
ven biển,.. có điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành rong đã và đang khuyến
khích đầu tư mở rộng diện tích trồng rong sụn, tạo hướng phát triển mới cho ngành
sản xuất và chế biến rong sụn. Sản lượng rong sụn của nước ta năm 2005 khoảng
2.000 tấn rong khô và vẫn còn tiếp tục tăng vào các năm tới.
Gần đây ở nước ta cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất
carrageenan ứng dụng thực phẩm:
- TS Trần Thị Hồng, Nguyễn Bích Thủy, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Xuân
Nguyên (2003). Nghiên cứu tách chiết carrageenan thô và tinh chế phục vụ cho
ngành công nghệ thực phẩm và phi thực phẩm.
- PGS. TS Trần Thị Luyến giảng viên trường ĐH Thủy Sản Nha Trang
cùng sinh viên Nguyễn Thành Thoại (2007) đã nghiên cứu thành công sử dụng
carrageenan thay thế hàn the trong sản xuất giò chả.
- TS. Đồng Thị Anh Đào, trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh (2007),
nghiên cứu thành công sản xuất bánh, mứt, gia vị... từ rong sụn.
Hiện nay các nhà khoa học cũng đang tập trung nghiên cứu các đặc điểm, tính
chất, thành phần hoá học của rong biển chứa carrageenan để đưa ra quy trình tách
chiết vừa đảm bảo chất lượng vừa có hiệu suất thu hồi cao.

1.2. GIỚI THIỆU CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN
1.2.1. Lịch sử phát hiện
Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ
rêu Irish moss (loài rong đỏ chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía
nam Ireland trong một ngôi làng mang tên Carraghen.
Vào những năm 30 của thế kỉ XX, carrageenan được sử dụng trong công
nghiệp bia và hồ sợi. Cũng trong thời kỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học
của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ.
Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina
Stelata thuộc chi rong Gigartina. Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong
việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn chỉ tách
chiết từ Irish moss, mà còn rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành rhodophyta đã được
sử dụng, những loài này gọi chung là carrageenophyte. Qua nhiều nghiên cứu đã có
hành chục loài rong biển được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất
carrageenan [16].
1.2.2. Giới thiệu về carrageenan
1.2.2.1. Kết cấu đơn vị
Carrageenan là một polysaccharide của galactose-galactan. Ngoài mạch
polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfate được gắn vào carrageenan ở vị
trí và số lượng khác nhau. Carrageenan không phải là một polysaccharide đơn lẻ, có
cấu trúc nhất định mà carrageenan nói chung là một galactan sulfate. Mỗi galactan
sulfate là một dạng riêng của carrageenan và có kí hiệu riêng. Thí dụ: i-
carrageenan, λ-carrageenan, κ-carrageenan.
Về cấu trúc carrageenan cung như agarose, carrageenan là polysaccharide có
cấu tạo từ galactose và 3,6-anhydrogalactose, nhưng khác agarose ở chỗ là
carrageenan chỉ chứa D- galactose và mức độ sulfate hóa cao hơn, còn agarose chứa
3,6-anhydrose-L-galactose.

Carrageenan có đơn vị cấu trúc được cấu tạo bởi hai đơn vị hợp phần. Đơn vị
hợp phần có thể là vòng 3-β-D-galactose (đơn vị G), vòng 4-α-D-galactose (đơn vị
D) hoặc vòng 4-3,6-anhydro-α-D-galactose (đơn vị DA) xen kẽ luân phiên nhau
bằng các liên kết α(1 3) và β(1 4). Như vậy cấu trúc của carrageenan
(disaccharide) có thể là (G+D) hoặc (G+DA) [16, 21].
1.2.2.2. Phân loại carrageenan
Carrageenan được phân loại theo hàm lượng 3,6-anhydrogalactose và vị trí
nhóm ester sulfate, tạo nhiều sản phẩm có độ đông khác nhau. Việc thay đổi thành
phần 3,6 - anhydrogalactose sẽ ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa, cấu trúc và độ
bền của chất đông, nhiệt độ đông và nóng chảy. Nhìn chung, carrageenan có ba loại
chính sau:
 Kappa carrageenan (κ-carrageenan )
Hình 1.4. Kết cấu của Carrageenan.

κ-carrageenan là một polyme của -(1 3)-β-D-galactopyranose-4-sulfate-
(1 4)-3,6-anhydro-α-D-galactopyranose-(1 3)-. κ- carrageenan được sản
xuất bằng loại bỏ kiềm từ μ-carrageenan [21, 41].
- Hoà tan ở nhiệt độ cao.
- Tạo khối đông (gel) cứng.
- Độ bền của khối đông tăng lên khi có mặt của muối kali.
 Iota-carrageenan (i-carrageenan)
i-carrageenan -1 3)-β-D-galactopyranose-4-sulfate(1 4)-3,6-anhydro-
α-D-galactopyranose-2-sulfate-(1 3)-.
i-carrageenan được sản xuất bằng loại bỏ kiềm từ ν-carrageenan[41].
- Có thể tan một phần ở nhiệt độ thấp.
- Chỉ hòa tan hoàn toàn khi đun nóng dung dịch.
- Độ bền của gel tăng lên khi có mặt của muối kali.
- Hình thành khối đông dẻo và đàn hồi
Hình 1.5. κ-carrageenan [21].

 Lambda carrageenan (λ-carrageenan )
λ-carrageenan có monome hầu hết là -(1 3)-β-D-galactopyranose-2-
sulfate-(1 4)-α-D-galactopyranose-2 ,6-disulfate-(1 3).
λ-carrageenan (tách chiết chủ yếu là từ Gigartina pistillata hoặc Chondrus
crispus) được chuyển thành θ-carrageenan (theta-carrageenan) bằng cách loại bỏ
tính kiềm, nhưng ở một tốc độ chậm hơn nhiều so với việc sản xuất i-carrageenan
và κ-carrageenan.
- Có thể tan hoàn toàn ở nhiệt độ thấp.
- Tạo dung dịch có độ nhớt cao mặc dù khong tạo đông.
- Tương tác với protein tạo sự ổn định cho nhiều sản phẩm.
Hình 1.6. i-carrageenan [21].
Hình 1.7. λ-carrageenan [21].

1.2.3. Tính chất của carrageenan
1.2.3.1. Tính chất hóa lý
- Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng.
- Carrageenan là chất kết tinh không định hình, hút nước trương nở, không
tan trong nước lạnh, không tan trong ethanol và nước ấm, tan trong nước ở nhiệt độ
trên 800
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. Khi làm nguội thì đông lại tạo thể
gel khối có tính đàn hồi.
- Ở thể gel carrageenan có thể chịu lực (sức đông). Và carrageenan lại có
thể bị thủy phân cắt mạch khi tiếp xúc một trong các điều kiện: H+
, OH-
, t0
[6].
- Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi.
- Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân
tử, nhiệt độ, các ion có mặt và hàm lượng carrageenan.
- Cũng như những polymer mạch thẳng có mang điện tích khác, độ
nhớt tỉ lệ thuận với hàm lượng.
- 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.
- Ở 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.
- Carrageenan ổn định ở pH >7, phân hủy ở pH = 5-7, phân hủy nhanh ở
pH< 5.
a. Độ tan
Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt
độ, pH, nồng độ ion và các chất tan khác.

Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các
carrageenan này không tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối thì dễ
tan hơn. Thí dụ: λ-carrageenan không có cầu nối 3,6 anhydro và có thêm 3 nhóm
sulfat ưa nước nên nó tan trong nước ở điều kiện bất kỳ. Đối với κ-carrageenan thì
có độ tan trung bình [16]. Muối natri của κ-carrageenan tan trong nước lạnh nhưng
muối kali của κ-carrageenan chỉ tan trong nước nóng.
b. Độ nhớt
Độ nhớt của dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng
phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion
của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành 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 tỉ lệ thuận giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử của carrageenan
có thể mô tả bằng công thức cân bằng của Mark-Houwink như sau [,16, 28, 35]:
[η] = K ( Mw )α
Trong đó:
η: độ nhớt
Mw:trọng lượng phân tử trung bình
K và α hằng số phụ thuộc vào dạng carrageenan và dung môi hòa tan.
c. 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 và 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 [16].

Trong công nghiệp sữa, nhờ vào tính chất liên kết của đặc biệt với các protein
trong sữa mà carrageenan được sử dụng với nồng độ rất thấp 0.015-0.025% cũng
đủ làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa
socola [11,16].
Tương tác hiệp lực giữa carrageenan và protein trong sữa là tương tác tĩnh
điện. Nhóm sulfate tự do trong carrageenan gây ra điện tích âm.
Hình 1.8.Tương tác tĩnh điện giữa các nhóm sulfate của carrageenan và
casein [16].
Hình 1.9. Các hình thức liên kết của carrageenan với protein[16].

1.2.3.2. Tính chất tạo gel
Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp
(nhỏ hơn 0.5%). Dung dịch nóng của κ-carrageenan và i-carrageenan sẽ tạo gel khi
được làm nguội xuống từ 400
C–60o
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 – 12o
C thì gel có thể chảy ra. Khi
làm lạnh sẽ tạo gel lại.
Ở dạng gel, các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể
xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chắc, bên trong có
thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng
gel là 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 tử dung môi vào vùng liên
kết. Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation ở 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 nào đó trong phân tử carrageenan
có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không 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 mức độ xoắn.
 Trong trường hợp đầu, sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ
xoắn thông qua sự hình thành không đầu 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 khônng 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 mô tả cơ chế tạo gel như sau:
 Trước hết là sự xuất hiện chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò
xo.
 Tiếp sau là sự kết hợp của các xoắn và tập trung lại một cách có trật tự
tạo thành xoắn kép–gel. Như vậy gel sẽ tập hợp các xoắn có trật tự hay cong gọi là
xoắn kép [16].
Khả năng hình thành gel của carrageenan phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
nhiệt độ, nồng độ dung dịch và hàm lượng muối có trong dung dịch,các ion kim
loại. Ngoài ra còn phụ thuộc vào loại rong tách chiết, độ nhớt, sự hình thành và
phân bố các gốc galactose trong mạch polymer và phụ thuộc nhiều vào công nghệ
tách chiết [15].
1.2.3.3. Tính chất hóa học
Quá trình hình thành liên kết 3,6- anhydro:
Đối với carrageenan, có một quá trình đáng lưu ý là chuyển đổi carrageenan
từ nhóm cấu trúc không có cầu nối 3,6 anhydro D-galactose (G,D) (như ν, μ, λ,
Hình 1.10. Tác dụng của nhiệt độ đối với cơ chế chuyển đổi từ dung
dịch sang gel.

carrageenan) thành các carrageenan thuộc nhóm cấu trúc có cầu nối 3,6 anhydro –
D- galactose ( G,DA ) như κ, i, θ). ν và μ được xem như là tiền thân sinh học tự
nhiên của κ, i-carrageenan tương ứng. Còn λ- không phải là tiền thân sinh học tự
nhiên của θ-carrageenan vì trong λ-carrageenan có 3 nhóm este sulfate cụm lại xung
quanh nhóm hydroxyl trên C3 của đơn vị 4-α-D-galactopyranose bảo vệ, ngăn chặn
khỏi bị ion hóa và phân cực hóa làm giảm tốc độ phản ứng đóng vòng. Hơn thế nữa
λ-carrageenan mang nhóm este sulfate ở vị trí C2 của đơn vị 3-β-D-galactopyranose
sẽ có một ảnh hưởng khác nữa sinh do tương tác giữa các nhóm sulfate này với
nhóm hydroxyl trên vị trí C3 của đơn vị 4-α-D-galactopyranose. Điều này có thể
giải thích tại sao trong tự nhiên không có các dẫn xuất đóng vòng của λ-
carrageenan, muốn có được phải thực hiện bằng con đường tổng hợp hóa học với
các xúc tác đặc biệt.
Quá trình chuyển nhóm cấu trúc này được thực hiện trong môi trường kiềm
mạnh, cầu nối 3,6 anhydro được hình thành do mất nhóm sulfate tại C6 của tiền
thân và đồng thời hình thành cầu nối 3,6-anhydro.
Cơ chế của sự hình thành này gồm hai bước:
Hình.1.11. Tương tác giữa các nhóm este sulfate trên C2 của đơn vị 3-β-D-
galactopyranose và hydroxyl trên đơn vị 4-α-D-galactopyranose.

- Đầu tiên α-glactose-6 sulfate (D6s) chuyển từ sự cấu hình 4
C1 thành cấu
hình 1
C4 bởi việc tăng nhiệt độ (800
C-900
C), điều này đặt cả hai nhóm 6-O-SO3-Gal
và C3 OH vào vị trí quanh trục. Sự có mặt của kiềm mạnh, xúc tác (NaBH4) sẽ ion
hóa đồng thời các nhóm hydroxyl tự do (tại C2, C3 trong κ-carrageenan; tại C3
trong i-carrageenan) của liên kết (1-4) α-D-galactose, sản xuất ra anion O-
.
- Bước thứ hai, phản ứng đổi chuỗi nucleophil của C6-sulfate bởi sự tấn
công của anion O-
dẫn đến sự hình thành cầu nối 3,6 anhydro trong gốc galactose
tương tự (DA) và sự biến mất nhóm sulfate tại C6.
Sự hình thành liên kết cầu nối 3,6-anhydro trong tự nhiên được xúc tác bởi các
enzyme sulphohydrolase. Các enzyme này ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp
thành tế bào. Các tiền thân sinh học hình thành gel κ-carrageenan, i-carrageenan là
µ và ν- carrageenan tương ứng... Đối i-carrageenan quan hệ sinh tổng hợp giữa tiền
thân và sản phẩm rõ ràng, nhưng với κ-carrageenan điều này còn mơ hồ bởi vì một
số mẫu lai hóa κ-/i- carrageenan có chứa chỉ ν-carrageenan như một tiền thân sinh
học. Sự có mặt của ν-carrageenan trong mẫu của κ-carrageenan từ kappaphycus
alvarezii cho thấy các sản phẩm của nó chủ yếu là κ-carrageenan nguyên chất. Điều
này khẳng định ν-carrageenan là tiền thân sinh học chung cho cả κ-, i-carrageenan
và mỗi carrageenan khác nhau có qua trình sinh tổng hợp trong các giai đoạn khác
nhau. Hai enzyme sulphohydrolase I và sulphohydrilase II xúc tác quá trình hình
thành cầu nối 3,6 anhydro. Sulphohydrolase I nhường sulfate mà không biến đổi độ
nhớt của polyme, các enzyme này tấn công một cách ngẫu nhiên. Còn
sulphohydrolase II tách sulfate từ việc xử lý ν-carrageenan dẫn đến việc hình thành
các chuỗi dài liên tục của dimer i-carrageenan và làm tăng đáng kể tính tạo gel của
polysachride, chứng tỏ có sự hình thành cấu trúc xoắn lò xo [16].

Bảng 1.5. Một số loài rong đỏ chứa carrageenan [3]
Rong đỏ Loại carrageenan chủ yếu
Chondrus crispus Hỗn hợp của κ và λ
Kappaphycus alvarezii Chủ yếu là κ.
Eucheuma denticulatum Chủ yếu là i.
Gigartina skottsbergii Chủ yếu là κ, một số λ
Sarcothalia crispata Hỗn hợp của κ và λ.
Iradaea spp Hỗn hợp của κ và i
1.2.3.4. Quy trình tách chiết carrageenan
Nhìn chung quy trình tách chiết carrageenan từ rong biển trên thế giới cũng
như Việt Nam đều có các công đoạn chủ yếu sau:
- Xử lý rong trước khi nấu chiết.
- Nấu chiết carrageenan.
[Typ
e a
quot
e
from
the
docu
ment
or
the
sum
mary
of an
inter
estin
g
point
.
You
can
posit
ion
the
text
box
anyw
here
in
the
docu
ment
. Use
the
Text
Hình 1.12. Quá trình chuyển hóa của carrageenan trong môi trường
kiềm mạnh [41].

- Xử lý dịch chiết carrageenan.
- Tách nước và làm khô carrageenan.
 Xử lí kiềm
- Rong sau khi ngâm, rửa các bụi bẩn sau đó xử lí bằng dung dịch kiềm có
chế độ nhiệt độ và thời gian hợp lý.
- Có nhiều phương pháp để xử lí rong trước khi nấu chiết như môi trường
nước ấm, môi trường acid, môi trường kiềm. Tuy nhiên qua nghiên cứu cho thấy xử
lý rong trong môi trường kiềm cho hiệu suất thu hồi cao nhất.
- Mục đích của công đoạn này là dùng các yếu tố có khả năng khử các tạp
chất (chất khoáng, chất màu, protein,cellulose, lipid...) không có lợi cho sản phẩm
carrageenan. Đồng thời dung dịch kiềm còn có tác dụng bào mòn phần da của cây
rong, làm suy giảm màng liên kết tế bào chứa carrageenan, dung dịch kiềm cũng
giúp chuyển hóa D-galactose sulfate thành 3,6 anhydrogalactose trong carrageenan
và làm tăng sức đông của carrageenan, từ đó tạo điều kiện cho việc rút ngắn thời
gian nấu chiết, nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
 Nấu chiết
Nấu chiết là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất carrageenan. Mục đích
của công đoạn này là phải đạt hiệu suất thu hồi cao đồng thời vẫn đảm bảo chất
lượng của carrageenan.
Trong quá trình nấu chiết có nhiều yếu tố ảnh hưởng như môi trường nấu,
nhiệt độ, thời gian, lượng nước, thiết bị.
 Môi trường nấu chiết
Môi trường nấu chiết là môi trường trung tính hay sử dụng môi trường có
kiềm loãng, là môi trường cho sức đông của carrageenan cao. Do cấu trúc thân rong
mềm yếu nên không nên nấu chiết trong môi trường có tính acid và môi trường
kiềm và ở nhiệt độ cao sẽ phá vỡ mạch polyme của carrageenan, từ đó sẽ làm cho
sức đông, độ nhớt và hiệu suất của carrageenan giảm xuống.
 Nhiệt độ nấu chiết

Carrageenan không tan trong nước lạnh và nước ấm, do đó muốn nâng cao
hiệu suất thì nấu chiết ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hòa tan của nó.
Nếu nhiệt độ quá cao thời gian nấu chiết giảm nhưng carrageenan bị thủy phân
cắt mạch, làm sức đông giảm, nhiều tạp chất do cellulose của rong thủy phân cũng
làm giảm chất lượng của carrageenan.
Nếu nhiệt độ thấp, thời gian nấu kéo dài carrageenan cũng thủy phân cắt mạch
làm sức đông của carrageenan giảm. Bên cạnh đó mức độ hòa tan và hiệu suất thu
hồi của carrageenan cũng bị giảm.
Khi nấu chiết ở nhiệt độ phù hợp sẽ làm cho tốc độ chiết rút nhanh, độ nhớt
của dung dịch thấp nên dễ lọc.
 Thời gian nấu chiết
Phụ thuộc vào phương pháp xử lí rong trong khi nấu chiết, môi trường nấu
chiết và nhiệt độ nấu chiết.
Nếu thời gian quá dài làm một số phân tử carrageenan bị thủy phân phân cắt
mạch làm độ chắc của thạch giảm.
Nhiệt độ quá thấp không hòa tan hoàn toàn rong sẽ dẫn đến hiệu suất thu hồi
thấp.
 Tỉ lệ nước nấu
Lượng nước nấu ảnh hưởng lớn đến tỉ lệ thu hồi và độ chắc của carrageenan.
Nếu lượng nước quá lớn thì tạo dung dịch keo có nồng độ thấp, độ chắc kém không
thao tác được các công đoạn sau nhất là khâu ép, thể tích thạch lớn, cồng kềnh, gây
tốn kém cho thao tác tách nước nhưng có ưu điểm là dễ lọc và có hiệu suất cao. Nếu
lượng nước ít thạch chắc khắc phục được các nhược điểm trên nhưng có nhược
điểm như do nồng độ dịch keo cao, độ nhớt lớn rất khó lọc tốc độ hòa tan của
carrageenan từ nguyên liệu kém do độ nhớt cao hệ số khuếch tán giảm, chênh lệch
nồng độ giữa nguyên liệu và dung dịch giảm. Do vậy trong thực tế cần xác định
lượng nước nấu phù hợp để thõa mãn được những nhu cầu sau: dịch keo dễ lọc, thạc
đông chắc với cường độ vừa phải có thể thao tác với các công đoạn sau dễ dàng.
 Thiết bị chiết

Trong phòng thí nghiệm có thể dùng cốc thủy tinh. Ngoài ra ở quy mô công
nghiệp người ta thường dùng nồi hai vỏ hay thùng inox có nắp đặt hệ thống dẫn hơi
nước hay các nồi inox, nồi gang đun lửa trực tiếp.
 Xử lý hỗn hợp sau nấu chiết
Thành phần hỗn hợp dịch keo rong sau khi nấu chiết bao gồm:
 Carrageenan hòa tan và là thành phần chính là sản phẩm sau này.
 Bã rong( tạp chất cơ học).
 Tạp chất hòa tan gồm có khoáng, sắc tố, các chất hữu cơ tan như:
glucose, acid amin...
Do độ nhớt cao làm kìm hãm quá trình lắng của các hạt. Do đó lắng phải tiến
hành ở nhiệt độ dưới 900
C, thời gian lắng kéo dài ảnh hưởng chất lượng của
carrageenan. Biện pháp hiệu quả là lọc. Nếu chọn vật liệu thích hợp thì tạp chất cơ
học sẽ loại bỏ được hoàn toàn, dịch lọc sẽ trong.
Tách tạp chất hòa tan người ta dùng phương pháp lọc hấp phụ. Chất hấp phụ
thường là than hoạt tính có độ xốp cao, tẩy màu trong điều kiện liên tục khuấy đảo ở
nhiệt độ 95-980
C. Tốt nhất đun sôi hỗn hợp 15- 20 phút, rồi lọc tách tạp chất bằng
máy lọc ép có lớp màng ngăn lọc bằng cellulose. Lượng than phụ thuộc vào tính
hấp thụ của than và màu sắc của dịch.
Lọc thô carrageenan được lọc ở nhiệt độ khoảng 700
C-750
C. Tuy nhiên cách
lọc này có nhược điểm như không lọc được được các chất lơ lửng, không tẩy được
màu.
Sau khi quá trình lọc xong ta được dịch lọc và bổ sung thêm KCl, cồn...vào
cho phép ta thu được sản phẩm với hiệu suất thu hồi cao.
 Lạnh đông, tan đá
Dung dịch carrageenan là dịch keo nhớt chứa 95-99% là nước. Do đó trước
khi làm khô phải có công đoạn tách nước cho carrageenan. Để tách nước cho
carrageenan có thể thực hiện phương pháp lạnh đông tan đá.
Nguyên lí của phương pháp:

Khi hạ nhiệt độ xuống dưới -150
C nước liên kết trong carrageenan bị đóng
băng còn carrageenan ở dạng keo tụ. Khi tan nước đóng băng chảy ra còn
carrageenan không tan, kết quả nước tách khỏi carrgeenan.
 Phương pháp lạnh đông
Có thể sử dụng phương pháp lạnh đông nhanh hoặc lạnh đông chậm để lạnh
đông dịch keo.
 Khi lạnh đông nhanh: Tinh thể nước đá nhỏ và các trung tâm kết tinh
trong lòng khối keo.
 Khi lạnh đông chậm: Kích thước tinh thể đá lớn phân bố dày ở lớp ngoài
các miếng carrageenan kết hợp với nhau thành kích thước lớn, khi tan giá làm khả
năng hút nước trở lại.
 Tan đá tách nước
Trong quá trình rã đông, một phần hơi nước tách khỏi khối thạch nhờ sự thăng
hoa hơi nước ở điều kiện nhiệt độ thấp, lượng nước còn lại tách khỏi khối keo theo
chiều hướng tan đá và bay hơi, tan đá tách nước có thể tiến hành theo 2 cách:
 Tan giá tự nhiên (bằng không khí)
Nước đá tan ra tự lách qua khe hở của colagen chảy nhỏ giọt xuống. Bản thân
carrageenan có phin lọc cao phân tử, nên nó thúc đẩy quá trình tan nước đá. Như
vậy nước sẽ tách khỏi colagen theo đường hướng một phần thăng hoa, một phần
bay hơi và phần lớn sẽ tan nhỏ giọt.
 Tan giá bằng hơi nước
Thông thường người ta sử dụng tan giá trong nước rồi sau đó ly tâm để tách
lấy carrageenan.
Sau khi tan giá trọng lượng của carrageenan giảm đi khoảng 75%. Điều kiện
chạy đông và tan đá, tan giá thạch đông ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả tách nước.
Sau khi sản phẩm đã đóng đá rồi ta đưa ra ngoài xả đá tách lấy sản phẩm (nếu
sợi sản phẩm xốp có chứa nhiều nước thì dùng cồn để tách phần nước còn lại và
cũng loại bỏ một phần màu làm cho sản phẩm sáng hơn).
 Phương pháp sấy khô carrageenan

Sấy khô đến độ ẩm 20-22 % là công đoạn cuối cùng của công nghệ sản xuất
tạo đông. Quá trình làm khô carrageenan có thể tiến hành trong điều kiện nhiệt độ
thấp hay nhiệt độ cao dưới áp suất thường hay trong chân không hoặc bằng các tia
bức xạ...
Chế độ sấy, phương pháp chuẩn bị gel trước khi sấy khô sản phẩm quyết định
nhiều đến màu sắc hình dạng và chất lượng của chất tạo đông khô... Vì vậy việc
chọn phương pháp sấy, chế độ sấy, thiết bị sấy đóng vai trò quan trọng trong sản
xuất các loại keo rong.
Trong quá trình sấy các yếu tố: Thời gian, nhiệt độ sấy, pH của carrageenan
ướt là các yếu tố chính quyết định đến tính chất lý, hóa học và chất lượng của sản
phẩm.
Thường sử dụng phương pháp sấy carrgeenan ở nhiệt độ thấp.
- Làm khô tự nhiên: Trải carrageenan trên các giàn phơi với độ dày 3mm
đem phơi nắng sau 2-3 ngày nắng tốt carrageenan khô hoàn toàn. Kiểu làm khô này
đơn giản nhưng carrageenan dễ nhiễm tạp do tiếp xúc với môi trường xung quanh.
- Làm khô bằng quạt thổi thông khí: Tốc độ gió 15-20m/s, sấy trong 5-6h.
Cách này it bị nhiễm tạp và chất lượng cao nhưng tốn nhiều thời gian. Và cuối
cùng cũng phải sấy lại hay phơi nắng để đạt độ ẩm 20-22%.
- Ngoài ra để giảm thời gian sấy người ta có thể sử dụng thiết bị sấy phun.
Cô đặc carrageenan trong nồi chân không với nồng độ 7% không nên cô đặc hơn vì
lúc ấy dịch keo có độ nhớt cao, tính lưu động kém dễ đóng vón làm giảm năng suất
của máy.

1.2.4. Ứng dụng của carrageenan
Bảng 1.6. Cơ cấu thị trường tiêu thụ carrageenan năm 2001.
STT Lĩnh vực ứng dụng Tấn %
1 Bơ sữa 11.000 33
2 Thịt và gia cầm 5.000 15
3 Nước giải khát 5.000 15
4 Thực phẩm sử dụng
carrageenan tinh khiết
8.000 25
5 kem đánh răng 2.000 6
6 Khác 2.000 6
7 Tổng cộng 33.000 100
Nguồn: H. Porse, CP Kelco ApS, 2002, pers.comm.
Carrageenan được ứng dụng ở nhiều dạng khác nhau trong nhiều sản phẩm mà
chúng ta sử dụng hàng ngày, nhất là trong lĩnh vực thực phẩm bánh kẹo, tính phổ
biến của carrageenan như vậy, chính vì carrageenan là sản phẩm có độ an toàn cao
bảo đảm sử dụng không độc hại trong thực phẩm cũng như trong nhiều ngành khác.
Các sản phẩm của carrageenan được sử dụng như một thành phần thực phẩm
trong nhiều thế kỷ. Thực phẩm carrageenan với một trong lượng phân tử trung bình
điển hình trên 100kDa, đã được chứng minh là hoàn toàn là không độc, không có
dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể, có thể sử dụng trong thực phẩm với những lượng
không giới hạn. Ban quản lý thuốc và thực phẩm của Mỹ cũng đã cho rằng thực
phẩm có chứa carrageenan đã được công nhận chung là thực phẩm an toàn không
có chất độc hoặc chất gây ung thư. Carrageenan đã được đưa vào danh mục các
chất an toàn đối với việc sử dụng trong thành phần các sản phẩm thực phẩm.
Tính phổ biến của carrageenan trong các sản phẩm được thể hiện trong bốn
đặc điểm sau:

- Carrageenan tham gia như một chất làm đông đặc đối với một số sản
phẩm như kem, sữa, bơ, pho mat.
- Carrageenan là một chất làm bền nhũ tương để giúp cho các dung dịch ở
trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp riêng rẽ.
- Carrageenan làm thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lý cơ
học mong muốn, tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai.
- Carrageenan cũng giúp làm ổn định các tinh thể trong các sản phẩm như
bánh kẹo để ngăn chặn đường hoặc nước đá kết tinh lại.Chính vì thế carrageenan
được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân.
Các ứng dụng của carrageenan.
1.2.4.1. Ứng dụng trong công nghiệp bơ sữa
Carrageenan có tác động đáng kể với protein của sữa, làm cho các hạt nhũ
tương sữa nước bền vững. Chính vì yếu tố này mà carrageenan không thể thiếu
trong công nghiệp chế biến sữa . Sữa nóng có chứa carrageenan được làm lạnh sẽ
tạo gel. Gel giữ cho nhũ tương sữa với nước được bền vững, không bị phân lớp.
Tạo gel chính là sự tương tác giữa các ion sulphat với các đuôi mang điện của các
phân tử protein và các cation Ca 2+
, K +
có mặt trong sữa .
Mức độ tạo gel với sữa của các carrageenan cũng khác nhau κ -carrageenan và
i-carrageenan không tan trong sữa lạnh, do đó gel chỉ được tạo thành trong quá trình
chuyển biến từ nóng (đun) sang lạnh, λ-carrageenan hòa tan trong sữa lạnh, do đó
Ứng dụng trong mỹ
phẩm và kem đánh
răng. Ứng dụng của
carrageenan
Ứng dụng trong
y, dược học.
Ứng dụng trong
công nghiệp bơ sữa
Các ứng dụng trong
kĩ thuật.
Ứng dụng trong
các ngành thực
phẩm khác

không cần đun nóng vẫn tạo nhũ tương bền vững với sữa. Chính vì vậy λ-
carrageenan được ứng dụng nhiều trong công nghệ chế biến bơ, sữa, với tính năng
[15]:
- Tạo cảm giác mềm, dịu của sản phẩm, Tạo cho sản phẩm có cấu trúc
mịn.
- Là chất ổn định, lâu chảy, khả năng chịu nhiệt tốt.
- Carageenan có tác dụng ổn định, nhũ hóa sữa và coca.
- Với pho mát, giúp cho sản phẩm dễ cắt lát và lâu chảy.
- Trong công nghệ sản xuất chocolate, yogurt, jelly: Bổ sung carrageenan
vào để làm tăng độ đồng nhất, độ đặc nhất định[39].
1.2.4.2. Ứng dụng trong các ngành thực phẩm khác
Vì có gía trị nên carrageenan có thể thấy trong các loại thực phẩm khác nhau
mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Carrageenan đóng vai trò là chất phụ gia trong
thực phẩm để tạo đông tụ, tạo tính mềm dẻo, đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm
nóng chảy thấp. Carrgeenan được dùng trong các món ăn trong thực phẩm: các món
thạch, hạnh nhân, nước uống…
Trong sản xuất bánh mì, bánh bicquy, bánh bông lan…carrageenan tạo cho
sản phẩm có cấu trúc mềm xốp.
Trong sản xuất kẹo: Làm tăng độ chắc, độ đặc cho sản phẩm,sản xuất các loại
như mứt đông, mứt dẻo[39]
Đặc biệt ứng dụng nhiều trong lĩnh vực chế biến thủy sản: Carrageenan được
ứng dụng tạo lớp màng cho sản phẩm đông lạnh, làm giảm hao hụt về trọng lượng
và bay hơi nước, tránh sự mất nước của thịt gia cầm khi bảo quản đông…. Trong
bảo quản đóng hộp các sản phẩm thịt, bổ sung vào surimi và giò chả..

Bảng 1.7. Các ứng dụng điển hình của carrageenan trong thực phẩm bánh kẹo
[16]
Dạng thực
phẩm có thêm
carrageenan
Dạng
carrageenan
Chức năng của
carrageenan
Nồng độ
(% trọng lượng)
Nước gel ngọt
Sữa trứng lạnh
Sữa socola
Sữa
Kem sữa
Kem
Sữa đậu nành
Chế biến phomat
Đóng hộp và chế
biến thịt
Nước chấm
Bia hoặc rượu
κ-, i-
κ-, i-
λ –
i-, λ-
κ-, i-
κ-
κ-, i-,
κ-
κ-
κ-
κ-
Tạo gel.
Đông tụ, tạo gel.
Huyền phù tạo miếng.
Tạo nhũ tương.
Tăng độ bền nhũ tương.
Ôn định nhũ,chống tách
lỏng.
Huyền phù, tạo miếng.
Nâng khả năng cắt lát
mỏng.
Giữ độ ẩm, nâng khả
năng cắt lát mỏng.
Tạo hương vị
0.6 - 0.9
0.2 – 0.3
0.01 – 0.03
0.05
0.01 –0.05
0.01-0.02
0.02-0.04
0.5 – 3.0
0.6
Một số trong nhiều thực phẩm có chứa carrageenan bao gồm: Kem, sữa, pho
mát làm từ sữa đã gạn kem, bánh pudding (một loại bánh ăn tráng miệng), sirô, đồ
uống lạnh, mứt ít đường và sữa chua.
Các công ty chế biến thịt cũng đã sử dụng carrageenan trong quá trình chế
biến các loại thịt thông thường và ít béo, bởi vì carrageenan có khả năng tăng hiệu
suất các sản phẩm bằng cách giữ nước ở bên trong sản phẩm. Điều này cũng cho

phép cắt thành các lát thịt cứng và khô. Ngoài ra carrageenan đã được phát triển
thành các sản phẩm thay thế các sản phẩm béo dựa trên cơ sở carrageenan có khả
năng hình thành một gel khỏe và có vị béo rất tự nhiên. Theo xu hướng này,
carrageenan có khả năng bắt chước kết cấu và tính cố hữu của chất béo để tiếp cận
mới vào các thực phẩm ít béo và không béo. κ-carrageenan còn được sử nhiều
trong các đồ uống. Carrageenan này được thêm vào rượu hoặc bia để tạo phức với
protein có mặt trong đó và kết lắng...cải thiện quá trình lọc đáng kể, giảm lượng vẩn
gây đục bia, tăng hương vị của bia thành phẩm, tăng khả năng ổn định của bia lạnh.
Như vậy carrageenan sẽ làm cho sản phẩm được trong hơn.
1.2.4.3. Các ứng dụng trong kĩ thuật
Ngoài việc ứng dụng trong thực phẩm, carrageenan còn được ứng dụng nhiều
trong kĩ thuật. Thí dụ: κ-carrageenan, i-carrageenan (0.15-0.25%) được sử dụng để
ổn định và ngăn chặn sự lắng các hạt màu của sơn nước và mực. Việc thêm
carrageenan cũng làm cải tiến khả năng tan chảy của sơn . Người ta còn thêm i-
carrageenan (0.25-0.8%) để làm ổn định các chất không tan trong huyền phù mài
mòn dịch và men gốm sứ. Trong công nghệ khoan giếng dầu, carrageenan và các
polysachride khác đã được sử dụng để làm tăng độ nhớt của dung dịch khoan [16].
Carrageenan cũng được ứng dụng trong công nghiệp nhân tạo, phim ảnh, sản xuất
giấy. Ngoài ra carrageenan là môi trường cố định enzyme là chất xúc tác trong công
nghiệp tổng hợp và chuyển hóa các chất khác.
1.2.4.4. Ứng dụng trong mỹ phẩm và kem đánh răng
Không giống như các loại tinh bột và cellulose, carrageenan không bị phá hủy
bởi enzyme cellulase, bởi vậy carrageenan cũng có thể sử dụng trong các hướng
khác mà không liên quan đến thực phẩm. Do các đặc tính tạo gel và khả năng tạo
màng mà carrageenan còn có các ứng dụng khác như để chế tạo các sản phẩm kem
đánh răng ở các vùng nhiệt đới, chất dưỡng tóc, dầu gội đầu, phim ảnh.
Mô hình kem đánh răng là hỗn hợp phức của các thành phần vô cơ và hữu cơ
tạo nên thể huyền phù trong một pha liên tục, được làm ổn định bởi một chất keo
tụ. Để ngăn chặn sự phân tách pha lỏng và pha rắn trong sản phẩm người ta thêm i-

carrageenan (0.8-1.2% trong lượng) làm chất keo tụ và hỗn hợp. λ-carrageenan
(0.1-1% trong lượng) được sử dụng trong các dung dịch mỹ phẩm ở dạng lỏng và
kem. Các dạng carrageenan tự nhiên có trọng lượng phân tử thấp đều được sử
dụng để làm chất ổn định và đông tụ trong các loại nước gội đầu.
Có trong thành phần của kem dưỡng da, sữa rửa mặt giúp và kem đánh răng
giúp:
 Hoạt động như một chất tạo đông, kết dính, đồng nhất và làm chất nền
cho mỹ phẩm.
 Chống kết tủa, tạo dạng nhũ tương hay hạt rắn nhỏ đồng nhất.
 Bổ sung vào kem đánh răng để chống lại sự tách lỏng, sự bào mòn trạng
thái tạo các đặc tính tốt cho sản phẩm, tạo cấu trúc đồng nhất cho kem đánh răng.
 Dễ ứng dụng, dễ rửa sạch bằng nước.
1.2.4.5. Ứng dụng trong y, dược học
Ngoài những ứng dụng nêu trên, hiện nay người ta đang chú ý đến hoạt tính
sinh học của polysaccharide này để sử dụng trong y dược nhằm sản xuất các loại
dược phẩm quan trọng. Carrageenan là chất nhũ hóa trong ngành dược phẩm để sản
xuất ra các loại dược phẩm như các loại thuốc nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết
thương mau lành, làm màng bao cho thuốc. Cũng dựa vào tính chất carrageenan
mang điện tích âm nên được ứng dụng trong việc điều chế thuốc loét dạ dày và
đường ruột [9, 12]. Tóm lại carrageenan giúp:
 Ổn định dịch nhũ hóa dùng cho chế phẩm dung dịch thuốc hòa tan.
 Tăng độ đồng nhất cho chất keo.
 Có chức năng như một tác nhân tạo màng bao trong thuốc con nhộng.
Đã có công trình nghiên cứu phát hiện thấy λ-carrageenan, κ-carrageenan từ
rong đỏ gigartina, ...Carrageenan từ hypnea muskiformis wulfen và một số loài rong
đỏ khác có tính chất chống khoáng bổ trợ, hạn chế phát triển huyết khối, chống
huyết khối chống đông tụ [16].

Hình 2.13. Đa dạng hóa các sản phẩm từ rong sụn và sản phẩm cuả nó.

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM KHẢO SÁT THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 4 đến tháng 6 năm 2011 tại phòng thí
nghiệm Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học.Trường Đại học Kỹ Thuật Công
Nghệ TP.Hồ Chí Minh.
2.2. VẬT LIỆU
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Rong sụn-Kappaphycus alvarezii dạng khô được mua ở vùng biển Tháp
Chàm, Ninh Thuận tháng 3 năm 2011.
2.2.2. Thiết bị-dụng cụ
 Máy đo quang UV-vis.
 Bộ chưng cất Kjeldahl.
 Tủ lạnh, tủ sấy, tủ ủ
 Pipet, đũa khuấy, nhiệt kế, giấy đo độ pH, cốc thủy tinh, bình định mức,
ống nghiệm, ống đong
 Bếp đun, nồi hút ẩm
2.2.3. Hóa chất
 KOH (4, 6, 8)%
 HCl 6M
 Sorbitol 70%
 H2SO4 đđ
 H2SO4 0.1N
 BaCl2
 K2SO4
 HCl 0.001N
 HCl 2.5mM
 Phenol
 Thanol tuyệt đối
 Ethylen blue 0.41mM
 NaOH 45%
 NaOH 0,1 N
 Thuốc thử Bradford
 Thuốc thử Tashiro

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1. Sơ đồ tách chiết carrageenan từ rong sụn
Quy trình:
Lạnh đông, tan giá
Rong sụn khô
Rửa sạch
Ngâm qua đêm
Xử lý kiềm
Rửa trung tính
Nấu chiết
Lọc
Phơi sấy
Carrageenan
Phân tích các chỉ tiêu (protein,
carrageenan, carbohydrate, sulfate)
Dịch lọc
Bã rong
Rong/nước (w/v):
1/50
KOH(%): 4%, 6%, 8%.
Rong/dd KOH(w/v): 1/20.
Thời gian 120 phút.
Nhiệt độ 500
C.
Rong/nước (w/v): 1/40.
Thời gian: 60phút, 70phút,
80phút.
Nhiệt độ: 800
C, 900
C.
HCl 0.001N

Thuyết minh quy trình
 Rửa sạch, ngâm nước
- Cân các mấu rong, mỗi mẫu 5g rong khô rửa sạch, loại bỏ tạp chất.
- Ngâm qua đêm bằng nước máy, ở nhiệt độ thường, với tỉ lệ rong/nước
(w/v) là 1/50 cho trương nở.
 Xử lí kiềm
- Rong sau khi ngâm và rửa các bụi bẩn được xử lí bằng KOH với tỉ lệ
rong/ dung dịch KOH (w/v) là 1/20. Hỗn hợp rong/KOH được ủ ở nhiệt độ 500
C,
trong thời gian 120 phút, thỉnh thoảng có khuấy đảo và giúp lưu chuyển dung dịch
kiềm đều cho mẫu rong.
 Rửa trung tính
Tiến hành rửa trung tính bằng nước sạch đến khi nước trong, tiếp theo dùng
acid HCl (0.001M) để trung hòa hết lượng kiềm còn dư đến khi dung dịch có độ
kiềm loãng khoảng 7,5-8.0.
 Nấu chiết
Các mẫu rong sau khi được xử lý, tiến hành chế độ nấu chiết ở bảng 2.1
Bảng 2.1. Chế độ nấu tách chiết carrageenan từ rong sụn
KOH xử lý (%) Nước/ rong
(v/w)
Nhiệt độ nấu (0
C) Thời gian nấu (phút)
4 40/1 80 60
4 40/1 80 70
4 40/1 80 80
4 40/1 90 60
4 40/1 90 70
4 40/1 90 80
6 40/1 80 60
6 40/1 80 70
6 40/1 80 80
6 40/1 90 60
6 40/1 90 70
6 40/1 90 80
8 40/1 80 60
8 40/1 80 70
8 40/1 80 80
8 40/1 90 60
8 40/1 90 70
8 40/1 90 80

Các mẫu được nấu chiết bằng cách đun lửa trực tiếp trên bếp đun.
 Lọc
Sau khi nấu với thời gian và nhiệt độ tương ứng, thu được hỗn hợp dịch keo
rong gồm các thành phần:
 Carrageenan hòa tan.
 Bã rong (tạp chất cơ học).
 Tạp chất hòa tan gồm có khoáng, sắc tố, các chất hữu cơ tan như glucose,
acid amin...
Hỗn hợp này sau đó được lọc thủ công với 20 lớp vải màn. Nhiệt độ của dung
khi dịch lọc khoảng 700
C-750
C.
 Lạnh đông, tan đá
- Lạnh đông: Dịch carrageenan sau khi lọc được thu nhận sau đó để nguội
và cho vào ngăn mát của tủ lạnh để keo ổn định. Tiếp tục cho vào tủ đá khoảng 48
giờ để keo đông cứng, rồi đưa ra tan đá tách nước.
- Tan đá tự nhiên (bằng không khí): Lấy carrageenan được lạnh đông để
trên cái giá được để trong chậu nước ấm khoảng 600
C. Sau 2-3h nước chảy xuống
chậu và một phần nước cũng bị bốc hơi, còn lại là carrageenan.
 Phương pháp sấy khô carrageenan
Làm khô tự nhiên: Carrageenan sau khi tan đá cắt thành những mẫu dày 3mm,
trải carrageenan trên các giàn phơi có các lỗ nhỏ, đem phơi nắng. Sau 3 ngày nắng
tốt, carrageenan khô hoàn toàn.
2.3.2. Phương pháp xác định độ ẩm [10].
Để xác định hàm lượng ẩm trong rong sụn ta có thể sử dụng phương pháp sấy
đến trọng lượng không đổi. Ngoài ra ta có thể xác định hàm lượng ẩm của rong sụn
bằng máy đo độ ẩm.

Nguyên tắc
Sấy mẫu ở nhiệt độ thích hợp để đuổi nước ra khỏi mẫu cho đến khi phần còn
lại của mẫu có khối lượng không đổi.
Tiến hành
Xác định độ ẩm nguyên liệu:
- Sấy cốc ở 1050
C đến khối lượng không đổi, cân cốc, sau đó cân 3g rong
sụn khô cho vào cốc và đem đi sấy ở 850
C.
- Sau 3h lấy ra cho vào rồi hút ẩm khoảng 15 phút và cân lại cốc chứa
mẫu. Sau đó tiếp tục sấy ở nhiệt độ 1050
C đến khối lượng không đổi.
Công thức tính độ ẩm:
Độ ẩm (%) =
𝑀1 −𝑀2
𝑀1−𝑀
× 100
Trong đó:
M : Khối lượng của dụng cụ sấy (cốc) (g).
M1 :Khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy (g).
M2 :Khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy (g).
Hình 2.1. Tủ sấy
Hình 2.2. Nồi hút ẩm

2.3.3. Định lượng nitơ tổng số bằng phương pháp Kjeldahl [8, 10]
Nguyên lý: Vô cơ hóa mẫu phân tích bằng acid H2SO4 đậm đặc ở nhiệt độ cao
và có chất xúc tác. Dùng kiềm mạnh đẩy NH3 từ muối (NH4)2SO4 hình thành ra thể
tự do. Định lượng NH3 bằng một acid.
 Các phản ứng của quá trình vô cơ hóa như sau:
2H2SO4 = 2H2O + 2SO2↑+ O2
Oxi tạo thành trong phản ứng lại oxi hóa các nguyên tố khác. Các phân tử
chứa nitơ dưới tác dụng của H2SO4 tạo thành NH3. Ví dụ các protein phân hủy thành
các acid amin, carbon và hydro của acid amin tạo thành CO2 và H2O, còn nitơ được
giải phóng dưới dạng NH3 kết hợp với H2SO4 dư tạo thành (NH4)2SO4 tan trong
dung dịch.
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
Các nguyên tố P, K, Ca...chuyển thành dạng oxid: P2O5, K2O, CaO...
 Đuổi NH3 ra khỏi dung dịch bằng NaOH:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3
 NH3 bay ra cùng với nước sang bình hứng chứa H2SO4.
NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H2O
Tiến hành
a. Vô cơ hóa mẫu
Cân 0.2g rong cho vào bình Kjeldahl, cho tiếp 5ml dung dịch H2SO4 đậm đặc
sẽ xuất hiện màu nâu đen (do nguyên liệu đã bị oxi hóa). Cho 0.2 g chất xúc tác, lắc
nhẹ, đậy kín để khoảng 3 phút. Đặt bình Kjeldahl lên bếp đun, đậy miệng bình bằng
một phễu thủy tinh. (Giai đoạn này được thực hiện trong tủ hút , đặt bình hơi
nghiêng trên bếp đun, tránh trường hợp khi sôi hóa chất bắn ra ngoài. Khi đã sôi giữ
nhiệt độ bếp đun vừa phải để tránh hóa chất trào ra ngoài và amoniac không bị bay
mất).
Khi đun theo dõi sự mất màu đen của dung dịch trong bình đun, khi thấy dung
dịch gần như trong suốt thì có thể lắc nhẹ bình để kéo hết các phân tử ở trên thành
bình còn chưa bị oxi hóa vào trong dung dịch, tiếp tục đun cho đến khi dịch trong

hoàn toàn. Để nguội bình rồi chuyển toàn bộ dung dịch sang bình định mức 100ml,
dùng nước cất vô đạm tráng lại bình Kjeldahl và định mức đến vạch.
b. Cất đạm
Chuyển 25 ml dung dịch bình định mức ở trên vào bình cất đạm có sẵn 50ml
nước cất và 3 giọt thuốc thử Tashiro lúc này trong bình có màu tím hồng. Tiếp tục
cho vào bình cất 20ml NaOH 45% cho đến khi toàn bộ dung dịch chuyển sang màu
lá mạ (thêm 5ml NaOH 45% nếu dung dịch chưa chuyển qua màu lá mạ).
Tiến hành lắp hệ thống cất đạm, cho vào bình hứng 20ml H2SO4 0.1N và 3
giọt thuốc thử Tashiro (dung dịch có màu tím hồng). Đặt bình hứng sao cho ngập
đầu ống sinh hàn, bật công tắc cất đạm. Kiểm tra hơi sinh ra từ đầu ống sinh hàn có
làm xanh giấy quỳ không nếu không thêm NaOH 45%. Sau khi cất đạm 20-25 phút
để kiểm tra NH4OH còn được tạo ra không, dùng giấy quỳ thử đầu ống sinh hàn.
Nếu giấy quỳ không đổi màu xanh là được, ngưng cất đạm, đợi hệ thống nguội đem
hệ thống đi rửa.
c. Chuẩn độ
Chuẩn độ H2SO4 dư trong bình hứng bằng NaOH 0.1N cho đến khi mất màu
tím hồng và chuyển sang màu xanh lá mạ. Ghi nhận thể tích NaOH 0.1N sử dụng .
Hình 2.3. Màu trước
chuẩn độ.
Hình 2.4. Màu sau
chuẩn độ.

d. Tính kết quả
Hàm lượng % nitơ tổng số
N (mg%) =
1.42 ×( 𝑉1−𝑉2)×100
𝑎
× k
Với:
V1: Số ml H2SO4 cho vào bình hứng.
V2: Số ml NaOH 0.1N cho vào chuẩn độ.
a: Số g nguyên liệu.
1,42: Hệ số, cứ 1ml H2SO4 dùng để trung hòa NH4OH thì tương đương 1,42g
nitơ.
k: Hệ số pha loãng.
Hàm lượng % protein tổng số:
P (mg%) = N × b
N: Hàm lượng % nitơ tổng số.
b: Hệ số chuyển đổi trung bình là 6.25.
2.3.4. Phân tích các chỉ tiêu
Hình .2.5. Phân tích các chỉ tiêu của dịch lọc carrageenan
Dịch lọc carrageenan
Pha loãng
Phân tích các chỉ tiêu của
dịch carrageenan
Hàm lượng
protein
Hàm lượng
carrageenan
Hàm lượng
carbohydrate
Hàm lượng
sulfate
Xác định hiệu
suất thu hồi
carrageenan

2.3.1.1. Xác định hàm lượng protein của carrageenan bằng phương
pháp Bradford.
Nguyên tắc:
Phương pháp này dựa trên sự thay đổi bước sóng hấp thu cực đại của thuốc
nhuộm Coomassie Brilliant Blue khi tạo phức với protein. Trong dung dịch mang
tính acid, khi chưa kết nối với protein thì bước sóng hấp thu cực đại 465 nm; khi kết
hợp với protein thì thuốc nhuộm hấp thu cực đại ở bước sóng 595 nm. Độ hấp thu ở
bước sóng 595nm có liên hệ một cách trực tiếp tới nồng độ protein.
Để xác định protein trong mẫu, đầu tiên ta xây dựng một đường chuẩn với
dung dịch protein chuẩn đã biết trước nồng độ. Dung dịch protein chuẩn thường là
Bovine Serum Albumin. Sau khi cho dung dịch protein vào thuốc nhuộm, màu sẽ
xuất hiện sau 2 phút và bền tới 1 giờ. Tiến hành đo dung dịch bằng máy quang phổ
kế.
Tiến hành
Dựng đường chuẩn albumin: Chuẩn bị 6 ống nghiệm, sau đó hút lần lượt các
hóa chất vào các ống nghiệm theo bảng 3.2.
Chuẩn bị dung dich albumin gốc có nồng độ 0.1mg/ml. Sau đó pha loãng dung
dịch gốc bằng nước cất với các nồng độ 10, 20, 30, 40, 50 µg/ml để tiến hành xây
dựng đồ thị chuẩn.
Bảng 2.2. Bảng số liệu dựng đường chuẩn albumin.
Ống nghiệm Đối
chứng
1 2 3 4 5
Nồng độ albumin (µg/ml) 0 10 20 30 40 50
Dung dịch albumin chuẩn
(0.1mg/ml)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Nước cất (ml) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5
Thuốc thử Bradford (ml) 2 2 2 2 2 2

Sau khi cho đầy đủ các chất như bảng 3.2. Lắc đều các ống nghiệm, để yên
trong 10 phút, tiến hành đo độ hấp thu ở bước sóng 595nm.
Đo mẫu thu được tính hàm lượng protein chuẩn bị mẫu: pha loãng mẫu đến
nồng độ 10-1
. Mỗi lần tiến hành thực hiện ba mẫu và được thực hiện theo bảng 2.3
Bảng .2.3. Các bước chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượngprotein
STT Đối chứng Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Vmẫu (ml) 0 1 1 1
VH2O (ml) 1 0 0 0
VThuốc thử Bradford (ml) 2 2 2 2
Các mẫu sau khi chuẩn bị được lắc đều để yên khoảng 20 phút, và đo độ hấp
thu của mẫu ở bước sóng 595nm.
Dựa vào đồ thị chuẩn, có thể xác định được hàm lượng protein trong mẫu
nghiên cứu.
Tính kết quả:
Hàm lượng protein được tính theo công thức:
Hàm lượng protein(mg/ml) = X×10-3
× n
Với: X: Nồng độ protein trong mẫu suy ra từ đường chuẩn (mg /ml).
n: Hệ số pha loãng.
2.3.1.2. Xác định hàm lượng carrageenan[24]
Chuẩn bị: Dung dịch Methylen Blue 0.41mM.
Dung dịch HCl 2.5 mM.
Nguyên tắc
Phương pháp này dựa trên bước sóng hấp thu của thuốc nhuộm Methylen
Blue khi tạo phức với carrageenan. Khi Methylen Blue tương tác với carrageenan ở
nồng độ thấp sẽ tạo ra một phức màu. Tương tác này làm cho phức màu từ màu
xanh (có bước sóng hấp thụ cực đại 610nm và 664nm) thành phức màu tím có bước
sóng hấp thụ là 559nm [24]

Tiến hành
Dựng đường chuẩn carrageenan
Chuẩn bị dung dịch carrageenan gốc: Đun nóng 200 ml dung dịch HCl 2.5
mM, sau đó cho từ từ 1g bột carrageenan vào cốc và khuấy liên tục. Tiếp tục đun
dung dịch cho đến khi dung dịch tan hoàn toàn. Sau đó dung dịch sẽ được làm
nguội, cho thêm dung dịch HCl 2.5 mM cho tổng thể tích của dung dịch là 250ml
(dung dịch gốc), đậy cốc để ngăn sự thoát hơi nước.
Pha loãng dung dịch gốc thành nồng độ 0.02% (dung dịch chuẩn).
Chuẩn bị 11 bình định mức và thực hiện như bảng 2.4
Bảng 2.4. Số liệu dựng đường chuẩn carrageenan.
STT Nồng độ
carrageenan(μg/ml)
Dung dịch
carrageenan chuẩn
(0.02%) (ml)
VH2O (ml) VMethylen Blue
(ml)
0 0 0 10 10
1 0.01 1 10 10
2 0.02 2 10 10
3 0.03 3 10 10
4 0.04 4 10 10
5 0.05 5 10 10
6 0.06 6 10 10
7 0.07 7 10 10
8 0.08 8 10 10
9 0.09 9 10 10
10 0.10 10 10 10
Hình 2.6. Cấu trúc của Methylen Blue [ 24]

Sau khi hút xong các chất và định mức các bình đến vạch bằng nước cất và
tiếp sau lắc đều để yên 15 phút cho màu ổn định và đi so màu ở bước sóng 559 nm.
Chuẩn bị mẫu: mẫu được pha loãng 200 lần. Chuẩn bị 4 bình định mức 100ml
và tiến hành theo bảng 2.5.
Bảng 2.5. Bảng chuẩn bị mẫu phân tích carrageenan
Vmẫu (ml) 0 10 10 10
VH2O (ml) 10 10 10 10
VMethylen Blue (ml) 10 10 10 10
Thực hiện xong các bước ở bảng 2.5 tiến hành định mức các mẫu bằng nước
cất, lắc đều và để yên trong 15 phút. Sau đó đi đo độ hấp thu ở bước sóng 559nm.
Dựa vào phương trình hồi quy tính hàm lượng của mẫu.
Công thức tính hàm lượng carrageenan
Hàm lượng carrageenan (mg/ml) = X×10-3
×n
Trong đó:
X: Nồng độ protein trong mẫu suy ra từ đường chuẩn (g/ml).
n: Hệ số pha loãng của dịch carrageenan.
2.3.1.3. Xác định hàm lượng sulfate [37]
Nguyên tắc: Hàm lượng ion sulfate được xác định bằng phương pháp đo độ
đục. Trong môi trường acid ion sulfate sẽ được phản ứng với Barium Chloride
(BaCl2) hình thành các tinh thể BaSO4. Hỗn hợp BaSO4 kết tủa trắng sau đó được đo
độ hấp thu ở bước sóng 470nm.
Phương trình phản ứng:
Tiến hành:

Dựng đường chuẩn K2SO4: Cân 0.01g K2SO4 thêm vào 10ml nước làm dung
dịch chuẩn 1mg/ml. Khi tiến hành phân tích ta pha loãng dung dịch thành các nồng
độ 10, 20...50µg/ml bằng nước cất. Chuẩn bị 6 ống nghiệm theo bảng 2.6
Bảng 2.6. Số liệu dựng đường chuẩn sulfate
Stt Đối chứng 1 2 3 4 5
Nồng độ
K2SO4(µg/ml)
0 10 20 30 40 50
Nồng độ K2SO4 chuẩn
(0.1mg/ml)
0 0.5 0.1 1.5 2.0 2.5
VH2O (ml) 5 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
V HCL6M (ml) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Vsorbitol (ml) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
BaCl2 (mg) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Lắc đều các ống nghiệm rồi để yên khoảng 15 phút và so màu ở bước sóng
470nm .
Chuẩn bị mẫu: mẫu phân tích được pha loãng với nồng độ 10-1
. Sau đó chuẩn
bị 4 ống nghiệm và thực hiện theo bảng 2.7.
Bảng 2.7. Bảng chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng sulfate
Vmẫu (ml) 0 2.5 2.5 2.5
H2O (ml) 5 2.5 2.5 2.5
VHCL6M (ml) 0.5 0.5 0.5 0.5
Vsorbitol (ml) 2.5 2.5 2.5 2.5
BaCl2 (mg) 0.5 0.5 0.5 0.5
Sau khi hút các chất ở bảng 2.7, lắc đều các ống nghiệm. Sau 20 phút đi đo độ
hấp thu ở bước sóng 470nm.
Công thức tính hàm lượng sulfate của carrageenan:

X (mg/ml) = A × n × 10-3
Trong đó:
X: Hàm lượng sulfate của carrageenan (mg/ ml)
A: Nồng độ sulfate suy ra từ đường chuẩn (g/ml)
n: Hệ số pha loãng của dịch chiết carrageenan.
2.3.1.4. Xác định hàm lượng carbohydrate [39]
Nguyên tắc: trong môi trường acid mạnh carbohydrate (các loại đường đơn,
oligosaccharide, polysaccharide và các dẫn xuất của chúng) tạo ra các dẫn xuất của
furan. Những dẫn xuất này ngưng kết với phenol hình thành hỗn hợp có màu vàng
tương đối bền. Hỗn hợp này sau đó sẽ được đo độ hấp thu ở bước sóng 490nm [39].
Tiến hành:
Dựng đường chuẩn D-galactose
Cân 0.01g D-galactose pha trong 10ml nước cất, khi phân tích pha loãng dung
dịch chuẩn thành các nồng độ 20, 40...100µg/ml.
Sau đó chuẩn bị 6 ống nghiệm, thực hiện theo bảng 2.8.
Bảng 2.8. Số liệu dựng đường chuẩn carbohydrate
Stt Đối chứng 1 2 3 4 5
D-galactose 0 20 40 60 80 100
V H2O(ml) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
V-D-galactose chuẩn
0,2mg/ml(ml)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
V phenol 10% 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
V H2SO4 đđ(ml) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
Trộn đều, giữ ở nhiệt độ phòng. Sau đó đo độ hấp thu ở bước sóng 490nm
Chuẩn bị mẫu: mẫu phân tích được pha loãng 50 lần. Chuẩn bị 4 ống nghiệm
và thực hiện theo bảng 2.9.

Bảng.2.9. Bảng chuẩn bị mẫu phân tích hàm lượng carbohydrate
V H2O (ml) 0.5 0 0 0
V mẫu (ml) 0 0.5 0.5 0.5
V phenol 10% 0.5 0.5 0.5 0.5
V H2SO4 đđ(ml) 2.5 2.5 2.5 2.5
Sau khi hút xong các chất ở bảng 2.9, lắc đều các ống nghiệm, để yên trong
30 phút đo độ hấp thu ở bước sóng 490nm.
Dựa vào phương trình đường chuẩn xác định nồng độ của carbohydrate của
mẫu.
Công thức tính hàm lượng của carbohydrate :
Hàm lượng carbohydrate (mg/ml) = A × n × 10-3
Trong đó: A: Nồng độ carbohydrate suy ra từ đường chuẩn (g/ml)
n: Hệ số pha loãng của dịch chiết carrageenan.
2.3.1.5. Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm
Dịch chiết chứa carrageenan sau khi thu hồi, sẽ được để đông và cho vào lạnh
đông và đưa ra tan giá, sau đó cắt carrageenan thành những miếng dày khoảng 3mm
tiếp theo là rải đều trên khay và phơi 2-3 ngày dưới ánh sáng mặt trời, rồi đem đi
cân và tính hiệu suất suất thu hồi của carrageenan [9, 31].
Công thức xác định hiệu suất thu hồi carrageenan:
X (%) =
𝐴
𝐵
× 100
Trong đó:
X: Hàm lượng carrageenan so với rong (%).
A: Khối lượng carrageenan thu được sau khi phơi (sấy) khô (g).
B: Khối lượng rong sụn khô đem đi chiết carrageenan (g).
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm statgraphic và Excel.

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định độ ẩm nguyên liệu
Bảng 3.1. Độ ẩm của rong nguyên liệu
STT Thí nghiệm Độ ẩm (%)
1 TN1 19.5
2 TN2 20.66
3 GTTB 20.08
 TN: Thí nghiệm.
 GTTB: Giá trị trung bình.
Nhận xét: Qua bảng 3.1 cho thấy không có sự khác biệt giữa các lần lặp lại thí
nghiệm. Độ ẩm trung bình của nguyên liệu khảo sát có cao hơn độ ẩm của các
nghiên cứu khác [12,14] (18-20%) nhưng không đáng kể.
3.2. Xác định hàm lượng protein tổng tổng
Bảng 3.2. Hàm lượng protein tổng số
 TN: Thí nghiệm.
 GTTB: Giá trị trung bình.
Nhận xét: Qua kết quả bảng 3.2 cho thấy không có sự khác biệt đáng kể khi
tiến hành lặp lại các thí nghiệm. Hàm lượng protein trung bình (11,99%) của mẫu
khảo sát nằm trong khoảng dao động cuả hàm lượng protein và cho thấy rong
nguyên liệu có thể là thu hoạch vào khoảng tháng 11-12.
STT Thí nghiệm Hàm lượng mg % protein tổng số
1 TN1 11.66
2 TN2 11.58
3 TN3 12.74
4 GTTB 11,99

3.3. Xác định hàm lượng protein
Hàm lượng protein của carrageenan được đo bằng phương pháp đo độ hấp thu
ở bước sóng 595nm, được thể hiện qua bảng 3.3 và biểu đồ 3.1.
Bảng 3.3. Hàm lượng protein của carrageenan.
KOH (%) Nhiệt độ
nấu (0
C)
Thời gian
nấu (phút)
Hàm lượng protein
(mg/ml)
4 80 60 0.4
4 80 70 0.62
4 80 80 0.54
4 90 60 0.44
4 90 70 0.64
4 90 80 0.53
6 80 60 0.38
6 80 70 0.59
6 80 80 0.56
6 90 60 0.49
6 90 70 0.61
6 90 80 0.5
8 80 60 0.35
8 80 70 0.54
8 80 80 .52
8 90 60 0.48
8 90 70 0.45
8 90 80 0.37
Hình 3.1. Sự hiện màu phản ứng xác
định hàm lượng protein.
đ/c: mẫu đối chứng.
A: mẫu được xử lý kiềm %.
B: mẫu được xử lý kiềm 6%.
C: mẫu được xử lý kiềm 8%.

Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii

Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii

Similar to Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Bước đầu nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn kappaphycus alvarezii