Tài liệu Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm sản phẩm thạch chanh dây – carrageenan

i LỜI CẢM ƠN Sau gần 3 tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm sản phẩm thạch chanh dây – carrageenan”, để có được kết quả như ngày hôm nay tôi xin chân thành cảm ơn: • Trường Đại học Nha Trang • Khoa công nghệ thực phẩm. Đặc biệt là thầy Đỗ Văn Ninh đã tận tình giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Cảm ơn sự quan tâm của bố mẹ, anh chị, các cô tại phòng thí nghiệm, các bạn cùng lớp, cùng ngành đã động viên giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho chúng tôi, giúp chúng tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành đề tài. Vì là lần đầu tiên làm quen với công nghiên cứu khoa học, năng lực chuyên môn cũng như thời gian thực hiện còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Nha Trang, tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện Trần Thị Vân ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ........................................................................... 3 1.1 Khái quát về Rong biển và Carrageenan..........................................................3 1.1.1. Rong biển .................................................................................................3 1.1.2. Khái quát về Carrageenan .....................................................................7 1.2. Khái quát về rau quả - chanh dây ..................................................................14 1.2.1. Giá trị dinh dưỡng của rau quả............................................................14 1.2.2. Thực trạng sản xuất rau quả ở Việt Nam............................................14 1.2.3. Tổng quan về chanh dây. ......................................................................16 1.3. Sản phẩm đồ hộp – đồ hộp thạch....................................................................24 1.3.1. Khái niệm về đồ hộp ..............................................................................24 1.3.2. Cơ sở khoa học của công nghệ chế biến đồ hộp..................................24 1.3.3. Đồ hộp thạch ..........................................................................................25 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 27 2.1. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................................27 2.1.1. Nguyên liệu chính . ................................................................................27 2.1.2. Nguyên – vật liệu phụ ............................................................................27 2.2. Xác định thành phần của chanh dây..............................................................28 2.2.1. Xác định thành phần khối lượng của dịch quả theo phương pháp phân tích khối lượng. ..................................................................................................28 2.2.2. Xác định thành phần hóa học của dịch quả theo phương pháp phân tích hóa học.......................................................................................................29 2.3.Đánh giá chất lượng sản phẩm theo phương pháp phân tích cảm quan .....31 2.4. Phương pháp phân tích vi sinh .......................................................................36 2.5. Bố trí thí nghiệm...............................................................................................36 2.5.1. Quy trình dự kiến ..................................................................................36 iii 2.5.2. Bố trí thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật cụ thể....................41 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................. 52 3.1. Thành phần khối lượng của chanh dây .........................................................52 3.2. Thành phần hóa học của chanh dây...............................................................52 3.3. Thời gian xay tách dịch chanh dây.................................................................53 3.4. Mức nồng độ dịch chanh dây cô đặc ..............................................................55 3.5. Tỷ lệ % Carrageenan/ dịch nấu(w/v) .............................................................57 3.6. Tỷ lệ % Đường/ dịch nấu(w/v)........................................................................58 3.7. Tỷ lệ % CaCl2/ dịch nấu(w/v) .........................................................................60 3.8. Tỷ lệ % Natri benzoat/ dịch nấu(w/v) ............................................................61 3.9. Thời gian nấu dịch ...........................................................................................63 3.10. Tỷ lệ % dịch chanh dây cô đặc/ dịch nấu. ..................................................64 3.11. Thời gian thanh trùng....................................................................................65 3.11.1. Xác định pH của sản phẩm trước khi ghép nắp, thanh trùng.........65 3.11.2. Xác định vi sinh vật mục tiêu..............................................................65 3.12. Đề xuất quy trình sản xuất sản phẩm thạch chanh dây – carrageenan...67 3.12.1. Sơ đồ quy trình.....................................................................................67 3.12.2. Giải thích quy trình .............................................................................70 3.13. Kết quả sản xuất thử nghiệm ........................................................................71 3.14. Bao bì và thiết kế nhãn. .................................................................................73 3.15. So sánh sản phẩm thạch chanh dây-carrageenan với một số sản phẩm thạch khác trên thị trường. ...................................................................................75 3.16. Sơ bộ tính chi phí sản xuất một đơn vị sản phẩm trong phòng thí nghiệm ...................................................................................................................................75 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ........................................................... 79 I. KẾT LUẬN ..........................................................................................................79 II. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN.............................................................................................80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 81 iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng1.1: Tính tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau [6]..........................10 Bảng1.2: Tính chất tạo gel của các loại carrageenan khác nhau [5] .................................11 Bảng 1.3 : Sản lượng rau quả hàng năm của Việt Nam[8] .................................................15 Bảng 1.4 : Thành phần hóa học của trái chanh dây trồng ở Mỹ và Đài Loan[8] ...............20 Bảng 1.5. Bảng hàm lượng đường trong chanh dây[8] .......................................................21 Bảng 1.6. Thành phần các loại Acid có trong quả ..............................................................21 Bảng 1. 7. Giá trị các hợp chất tạo mùi [8].........................................................................22 Bảng 2.1: Bảng hệ số quan trọng của các chỉ tiêu ..............................................................32 Bảng 2.2. Bảng xếp loại các mức chất lượng sản phẩm.....................................................32 Bảng 2.3: Cơ sở chấm điểm cho dịch chanh dây cô đặc .....................................................34 Bảng 2.4: Cơ sở đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm................................................35 Bảng 3.1: Thành phần khối lượng của chanh dây...............................................................52 Bảng 3.2: Kết quả phân tích một số thành phần hóa học ở phần ăn được của chanh dây............53 Bảng 3.3: Bảng đánh giá chế độ xử lý, tách dịch từ trái chanh dây. ..................................54 Bảng 3.4. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh................................................................................62 Bảng 3.5. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh................................................................................67 Bảng 3.6: Điểm cảm quan sản phẩm thạch chanh dây-carrageenan..................................72 Bảng 3.7. Kết quả kiểm nghiệm vi sinh................................................................................72 Bảng 3.8: Tỷ lệ hao phí nguyên liệu chính phụ. ..................................................................76 Bảng 3.9: Chi phí nguyên vật liệu để sản xuất ra 1000kg thạch chanh dây-carrageenan (Tính giá chanh dây trái vụ ). ..................................................................................77 Bảng 3.10: Chi phí nguyên vật liệu để sản xuất ra 1000kg thạch chanh dây-carrageenan. (Tính giá chanh dây chính vụ ) ................................................................................78 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Rong sụn[9] ................................................................................................4 Hình 1.2 : Cấu tạo của kappa, iota, lambda-carrageenan [11].................................9 Hình 1.3: Trái chanh dây. .........................................................................................17 Hình 1.4: Trái chanh dây tím....................................................................................17 Hình 1.5: Trái chanh dây vàng .................................................................................18 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình dự kiến.............................................................................37 Hình 2.2: Sơ đồ bttn xác định thời gian xay ruột quả chanh dây .............................42 Hình 2.3:Sơ đồ bttn xác định nồng độ dịch chanh dây cô đặc .................................43 Hình 2.4: Sơ đồ bttn xác định tỷ lệ % Carageenan/dịch nấu (w/v) ..........................45 Hình 2.5: Sơ đồ bttn xác định tỷ lệ % đường/dịch nấu(w/v).....................................46 Hình 2.6: Sơ đồ bttn xác định tỷ lệ % CaCl2/dịch nấu(w/v) .....................................47 Hình 2.7: Sơ đồ bttn xác định tỷ lệ % Natri benzoat/dịch nấu(w/v) .........................48 Hình 2.8: Sơ đồ bttn xác định thời gian nấu dịch .....................................................49 Hình 2.9: Sơ đồ bttn xác định tỷ lệ % dịch chanh dây cô đặc/dịch nấu(w/v)...........50 Hình 2.10: Sơ đồ bttn xác định thời gian thanh trùng ..............................................51 Hình 3.1: Mối quan hệ giữa nồng độ dịch chanh dây cô đặc và chất lượng cảm quan của dịch cô đặc................................................................................................56 Hình 3.2: Mối quan hệ giữa tỷ lệ % Carrageenan/ dịch nấu(w/v) và chất lượng cảm quan của sản phẩm ...........................................................................................57 Hình 3.3: Mối quan hệ giữa tỷ lệ % đường/ dịch nấu (w/v) và chất lượng cảm quan của sản phẩm............................................................................................................59 Hình 3.4: Mối quan hệ giữa tỷ lệ % CaCl2/ dịch nấu(w/v) và chất lượng cảm quan của sản phẩm............................................................................................................60 Hình 3.5: Mối quan hệ giữa tỷ lệ % Natri benzoat/ dịch nấu(w/v) và chất lượng cảm quan của sản phẩm ...........................................................................................61 Hình 3.6: Mối quan hệ giữa thời gian nấu dịch và chất lượng cảm quan của sản phẩm .........................................................................................................................63 vi Hình 3.7: Mối quan hệ giữa tỷ lệ % dịch chanh dây cô đặc/dịch nấu(w/v) và chất lượng cảm quan của sản phẩm.................................................................................64 Hình 3.8: Mối quan hệ giữa thời gian thanh trùng và chất lượng cảm quan của sản phẩm .........................................................................................................................67 Hình 3.9: Sơ đồ quy trình sản xuất sản phẩm thạch chanh dây-carrageenan .........69 1 MỞ ĐẦU Việt Nam có hệ động thực vật vô cùng phong phú. Một trong những điều kiện tạo nên sự phong phú và giàu có ấy chính là Việt Nam có vùng biển nhiệt đới rộng với bờ biển dài hơn 3200km. Một trong những nguồn tài nguyên phong phú và giàu có của vùng biển chính là rong biển. Từ rong biển có thể thu được các polysaccaride tự nhiên có tính chất đặc biệt như carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân như công nghiệp thực phẩm: chế biến thịt, sữa, làm bánh kẹo, sản xuất đồ uống, thạch… Các sản phẩm có sử dụng carrageenan đã được sử dụng phổ biến trong nhiều thế kỷ. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh độ an toàn của carrgeenan, nó không gây độc, không có dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn. Tổ chức FDA của Mỹ đã xếp carrageenan vào danh mục các chất an toàn đối với các sản phẩm thực phẩm. Với khả năng tạo gel, ổn định nhũ, tạo độ đồng nhất… mà nó được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm thực phẩm như đã nói trên, trong đó có sản phẩm thạch. Trên thị trường hiện tại để sản xuất sản phẩm thạch, phần lớn sử dụng agar với các loại hương trái cây rất phong phú như: dứa, xoài, chuối, cam, nho, dừa, mãng cầu, táo... Chanh dây không chỉ chứa nhiều vitamin, khoáng chất mà còn có hương thơm rất đặc biệt, có hương thơm của hàng chục loại quả mà ngày nay công nghiệp hương liệu không thể tổng hợp được, màu vàng sáng, vị chua đặm đà được dùng để sản xuất ra nhiều sản phẩm đồ uống hấp dẫn. Tuy nhiên trên thị trường chưa xuất hiện sản phẩm sử dụng phối hợp cả hai nguyên liệu chanh dây và carrageenan. Do vậy với ý tưởng sản xuất sản phẩm mới trên cở sở kết hợp chanh dây và carrageenan để tạo sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho người tiêu dùng đồng thời vận dụng kiến thức lý thuyết đã được học tập vào thực tế sản xuất tôi đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm sản phẩm thạch chanh dây - carrrageenan” làm đồ án tốt nghiệp. 2 Mục tiêu của đề tài: Xác định được công thức phối chế dịch thạch (dịch thạch gồm: carrageenan, đường, CaCl2, Natri benzoat), phương pháp thu dịch chanh dây và các thông số kỹ thuật khác để tạo ra được sản phẩm mới “thạch chanh dây - carrageenan” có chất lượng, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Nội dung nghiên cứu của đề tài : - Xác định thành phần khối lượng, hóa học của chanh dây. - Dự kiến quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm, xác định các công đoạn và thông số kỹ thuật cần nghiên cứu. - Bố trí thí nghiệm xác định thời gian xay thịt quả chanh dây, mức nồng độ dịch chanh dây cô đặc phù hợp. - Bố trí thí nghiệm xác định công thức phối chế dịch thạch (dịch thạch gồm: carrageenan, đường, CaCl2, natri benzoat), thời gian nấu dịch, tỷ lệ dịch chanh dây cô đặc/dịch nấu, công thức thanh trùng. - Đề xuất quy trình sản xuất sản phẩm thạch chanh dây – carrageenan. - Sản xuất sản phẩm theo quy trình đề xuất, phân tích đánh giá chất lượng an toàn vệ sinh. - Sơ bộ tính chi phí sản xuất cho một đơn vị sản phẩm trong phòng thí nghiệm. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát về Rong biển và Carrageenan. 1.1.1. Rong biển [3] Rong biển có tên khoa học là Marine-algae plant hay Seaweed. Rong biển là thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước, thường phân bố ở các vùng nước mặn, nước lợ, cửa sông , vùng triền sâu, vùng biển cạn… Rong biển hấp thụ một lượng thức ăn phong phú trôi chảy dạt từ bờ lục địa ra, rong có nhiều tính chất không giống với thực vật trên cạn. Các yếu tố sinh thái biển có ảnh hưởng đến đời sống rong biển như: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng, độ pH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan, mức triều, sóng, gió, hải lưu. Giá trị công nghiệp của rong biển là cung cấp các chất keo rong quan trọng như agar, carrageenan, alginate, furcellazan cho thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác Giá trị dinh dưỡng của rong biển là cung cấp đầy đủ các chất khoáng đặc biệt là các nguyên tố vi lượng, các acid amin cần thiết cho cở thể, các loại vitamin (đặc biệt là nhóm A, B, C, E…), các Cacbonhydrat đặc trưng (mono-, olygo-, polysaccaride) và các chất có hoạt tính sinh học (lectin, sterols, antibotices,…) có lợi cho cơ thể và có khả năng phòng bệnh (huyết áp, nhuận tràng, béo phì, đông tụ máu,…). Vì vậy ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng và ngày càng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Các hợp chất hữu cơ từ rong biển được sử dụng như chất tạo đông, làm đặc, chất ổn định ngày nay được ứng dụng hết sức rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, công nghệ dệt, công nghệ sinh học,… Rong biển rất đa dạng và được phân làm 9 ngành: ngành rong Lục, rong Trần, rong Giáp, rong Khuê, rong Kim, rong Vàng, rong Nâu, rong Đỏ, rong Lam. Trong đó có 3 ngành cho giá trị kinh tế cao: rong Lục, Nâu, Đỏ. Trên thế giới rong Đỏ được sử dụng với khối lượng lớn để phục vụ con người, từ rong Đỏ cho các loại keo rong có hàm lượng cao về agar, carrageenan, furcellazan. 4 Quá trình lớn lên của cây rong có 5 thời kỳ: sinh trưởng- phát triển- tích lũysinh sản- tàn lụi. Ở cuối thời kỳ tích lũy, hàm lượng các chất keo đạt cao nhất và hoàn thiện nhất vẻ cấu trúc của nó. Vì thế thu hoạch ở cuối thời kỳ là tốt nhất.Nếu thu hoạch rong non (chưa tích lũy tối đa) hoặc rong đã tàn lụi thì chất lượng keo rong giảm. Ở Việt Nam có khoảng 794 loài rong biển, phân bố ở vùng biển miền Bắc 310 loài, miền Nam 484 loài, 156 loài tìm thấy ở cả 2 miền. Nguồn rong trồng bao gồm các loại rong Đỏ như: rong Câu chỉ vàng (G.verrucosa), rong Câu cước (G.acerosa), rong Câu (G.asiatica và G.heroclada), rong Sụn (Alvarezii). Nguồn rong mọc tự nhiên chủ yếu là rong Nâu. Trữ lượng khoảng 10.000 tấn khô/năm. Nguồn rong Đỏ tự nhiên có khoảng 1.500-2.000 tấn khô/năm. Ngày nay để phát triển nuôi trồng thủy sản, phát triển nguồn lợi rong biển ở Việt Nam, chúng ta đã và đang nghiên cứu và tìm hiểu về nhiều loại rong để có thể trồng chúng trên các vùng biển nước ta. Với khí hậu thích hợp phát triển cây rong Sụn (Kapaphycus Alvarezii) nguồn nguyên liệu chính để sản xuất carageenan mà loài này đang được trồng rộng rãi ở nước ta, nó có chất lượng tốt để sản xuất carrageenan. Ngoài ra các loài rong như: Hypnea, Betaphycus gelatinum, Acan thophora spiciphera cũng cho carrageenan. Ở Việt Nam rong Sụn thường được nuôi trong các vịnh nhiều san hô, bãi ngang, trong các hồ lặng gió. Đặc biệt là dọc vùng biển các tỉnh Nam Trung Bộ. Rong sụn là một loại rong biển nhiệt đới được di trồng vào vùng biển nước ta năm từ 1993. Rong sụn thuộc: . Ngành: Rhodophyta . Lớp: Rhodophyceae . Phân lớp: Florideophycidae . Bộ: Gigartinales . Họ: Areschougiaceae . Giống: Kappaphycus . Loài: alvarezii Hình 1.1: Rong sụn[9] 5 Rong Sụn là loài rong nhập nội, có đặc tính dòn dễ gẫy khi tươi. Vì vậy các nhà khoa học tại phân viện khoa học vật liệu Nha Trang đã thống nhất đặt tên Việt Nam cho loài rong này là rong Sụn. Đặc điểm này cũng được sử dụng để phân biệt với các loài rong hiện có ở Việt Nam. Rong Sụn có thân dạng trụ tròn, đường kính thân chính có thể đạt tới 20 mm. Từ trọng lượng 100g ban đầu sau một năm rong Sụn có thể tăng trưởng thành bụi rong, nặng 14-16 kg. Rong Sụn chia nhánh rậm rạp, kiểu tự do không theo quy luật, thể chất trơn nhớt keo sụn, có mầu nâu xanh, thân dòn dễ gãy, khi khô thành sợi cứng như sừng. Rong Sụn có tốc độ tăng trưởng tới 10%/ngày. Rong Sụn sinh sản chủ yếu là hình thức dinh dưỡng cá thể mới hình thành từ những nhánh, những bụi nứt ra từ cơ thể ban đầu. Rong Sụn là loài rong ưa mặn, chỉ sinh trưởng và phát triển ở vùng nước có độ mặn và tương đối ổn định. Độ mặn thích hợp để rong phát triển là 28-32 phần ngàn, nếu thấp hơn 18-20 phần ngàn thì rong chỉ tồn tại trong thời gian ngắn 5-7 ngày và kéo dài nhiều ngày sẽ làm cho rong sụn ngừng phát triển Rong Sụn phát triển tốt ở các vùng nước có dòng chảy hay sự di chuyển của nước thông thoáng và thường xuyên. Nước bị tù hay sự di chuyển kém làm cho tốc độ phát triển của rong Sụn chậm lại, đặc biệt nếu kết hợp với nhiệt độ nước cao, chất huyền phù trong nước lớn, hàm lượng các muối dinh dưỡng trong nước thấp sẽ dẫn đến sự tàn lụi của cây rong. Rong Sụn sinh trưởng tốt ở nhiệt độ từ 200C trở lên. Nhiệt độ thích hợp cho rong sụn sinh trưởng và phát triển nằm trong khoảng 25÷ 280C, nhiệt độ cao hơn 300C và nhất là thấp hơn 200C sẽ ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng của cây rong. Nhiệt độ thấp hơn 15÷ 180C thì rong ngừng phát triển. Yêu cầu ánh sáng đối với rong Sụn không cao thích hợp nhất là trong khoảng 30.000÷50.000 lux, cao quá hay thấp quá sẽ ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây rong. Nhu cầu muối dinh dưỡng (chủ yếu là muối Nitơ và Photpho) của rong Sụn không cao. Tuy nhiên tốc độ phát triển của rong sụn càng cao ở những vùng hay 6 những lúc hàm lượng muối Nitơ, Photpho trong nước cao. Trong điều kiện cường độ ánh sáng và nhiệt độ nước cao (vào mùa nắng nóng) cường độ quang hợp và tốc độ phát triển của rong Sụn tăng khi hàm lượng Nitơ trong nước cao, nhưng chỉ đến nồng độ 2,8 mg/l; ngược lại trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp và nhiệt độ thấp tác dụng của Nitơ không rõ ràng. Đối với muối photpho, tốc độ phát triển của rong sụn cao trong các vùng hay khi nồng độ Photpho cao cả trong điều kiện ánh sáng cao và thấp. Tỷ lệ Nitơ/Photpho thích hợp cho sự phát triển của rong Sụn là 10/1. Rong Sụn là loại cây trồng mang lại giá trị kinh tế cao cho nên chúng ngày càng được mở rộng diện tích ở vùng biển nước ta như: Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận... Tại Bình Định đã xuất hiện những mô hình nuôi rong sụn thí nghiệm đầy triển vọng, và đang được nhân giống đưa vào nuôi thực tế. Tại Phú Yên ngành nuôi rong biển đem lại thu nhập đáng kể cho người dân vùng ven biển. Rong Sụn được trồng rộng rãi ở các xã Xuân Bình, Xuân Phương, Xuân Cảnh của Huyện Sông Cầu( Phú Yên ) với tổng diện tích 40ha rong Sụn. Hiện nay rong Sụn rất thích nghi với môi trường nước ở đầm Cù Mông với năng suất bình quân là 80 tạ/ha và đang được phòng Nông nghiệp Huyện Sông Cầu đang hổ trợ giống và khuyến khích bà con mở rộng quy mô diện tích trồng rong Sụn ở hầu hết các vùng ven biển đàm Cù Mông. Tại Khánh Hòa nghề nuôi rong Sụn phát triển rất mạnh, từ 20 ha mặt nước năm 2002 đến nay đã tăng lên trên 500 ha, và đang có kế hoạch mở rộng ở hầu hết các vùng biển của Tỉnh. Tại Ninh Thuận cây rong Sụn thực sự mang lại hiệu quả kinh tế cao cho hàng trăm họ dân các huyện Ninh Phước, Ninh Hải( Ninh Thuận ). Cây rong Sụn trồng ở Ninh Thuận được đánh giá là có nhiều ưu thế hơn hẳng một số loại rong kinh tế hiện có ở Việt Nam. Hiện tại, Ninh Thuận có gần 700ha, trồng rong Sụn trong đó tập trung chủ yếu ở những bãi triều ven biển như Khánh Hải, Hộ Hải, Phương Hải, Nhơn Hải, Vĩnh Hải, cửa biển Khánh Hội và đầm Nại của huyện Ninh Hải, với sản lượng hàng năm đạt trên 1.000 tấn khô và được nhiều công ty trong và ngoài nước thu mua như Trung Quốc, Đài Loan và TP.HCM. Ngoài ra Ninh Thuận còn là nơi cung cấp giống rong Sụn cho các tỉnh lân cận. 7 1.1.2. Khái quát về Carrageenan
Lịch sử phát triển[10] Carrageenan được chiết rút từ các loại rong biển đỏ có cấu trúc là một polysaccharide. Carrageenan đã được biết đến từ rất lâu đời ở các nước phương Tây.Vào những năm 1842-1862, các nhà khoa học như: Schimdt, Stantord… đã phát hiện ra carrageenan có trong một loài tảo đỏ có tên là Chondrus Cripus và loài Irishmoss thuộc họ Rhodophyceae, nhưng những khám phá của họ còn thô sơ, chưa xác định được những tính chất, thành phần cũng như đặc điểm của nó. Mãi cho đến những năm khi chiến tranh thế giơi thứ nhất bùng nổ, rất nhiều các cuộc nghiên cứu đã được tiến hành và họ đã tìm được một chất có tính chất rất giống với gelatin đó là carrageenan. Vì carrageenan gần giống với gelatin nên đã được Stantord gọi tên lần đầu tiên cho gelatin có nguồn gốc từ tảo Chondrus crispus là carrageenin (1862). Nhưng sau đó từ carrageenan đã được dùng song song và phổ cập hơn so với tên gọi carrageenin. Tên g ọ i carrageenan hay carrageenin hay carrageenan- Irish moss là tên của một thị trấn ven biển Irish thuộc Carrageen. Cùng với sự tiến bộ về khoa học kỹ thuật cũng như thiết bị hiện đại, ngày nay chúng ta đã khám phá ra những hữu ích mà carrageenan mang lại. Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về carrageenan với hiệu suất thu hồi cao. Carrageenan được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm.
Cấu tạo và phân loại carrageenan [3] Carrageenan có cấu trúc chung là một polymer mạch thẳng với liên kết luân phiên của β-D-galactopyranora qua liên kết 1,3 và α-D-galactopyranora qua liên kết 1,4. Các liên kết ở vị trí số 3 xuất hiện ở các gốc 2 và 4 sunphat hoặc không có sunphat trong khi liên kết ở vị trí số 4 ở các gốc có sunphat, gốc 2,6 disunphat, gốc 2,6 anhydrid và 3,6 anhydrid-2sunphat. Sunphat hóa ở vị trí số 3 không bao giờ có. Carrageenan tạo thành nhờ các mạch poly D-galactoza sunphat hóa có phân tử lượng từ 500-700dvC kết hợp với nhau bằng liên kết β-1,4 và C-1,3 luân phiên 8 nhau. Hợp phần cấu tạo của carrageenan gồm có D-galactoza(17-31%) còn Lgalactoza chiếm một lượng nhỏ. Ngoài ra thành phần của carrageenan còn có H2SO4, Ca++, K+, Na+, như R(OSO3)Ca, hoặc R-(OSO3)Na, hoặc R-(OSO3)K (trong đó R là gốc cacbuahydro). Người ta phân carrageenan ra làm các lọai là mu, kappa, nu, iota, lamda, theta và xi. Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sunphat hóa, vị trí sunphat hóa. Thị trường thế giới chủ yếu có 3 chủng loại carrageenan là kappa-carrageenan, lamdacarrageenan và iota-carrageenan, trong đó kappa-carrageenan chiếm thị phần lớn nhất (80%).  Kappa-carrageenan Kappa-carrageenan là một loại polymer mạch ngắn xen kẽ giữa D-galactose 4sunphat (Gal S) và 3,6-anhydro-D-galactose (Gal A) cấu trúc phân tử của kappa-carrageenan là một vòng xoắn kép bậc 3.  Iota-carrageena Iota-carrageenan là carrageenan có nhóm SO42- nhiều nhất trong mạch phân tử, cấu trúc là vòng xoắn kép bậc 2, gel Iota-carrageenan có tính đàn hồi và mềm hơn so với kappa-carrageenan.  Lamda-carrageenan Trong mạch phân tử, các phân tử monomeric được xếp xen kẽ với nhau. Các đơn vị gồm D-galactose-2-sunphat và D-galactose-2,6-disunphat. 9 Hình 1.2 : Cấu tạo của kappa, iota, lambda-carrageenan [11]
Tính chất của carrageenan  Tính chất của một polymer: Carrageenan là một polymer mang điện tích âm được hình thành do quá trình đồng trùng hợp. Khi thêm vào dung dịch carrageenan những chất điện phân thì dung dịch kém bền (độ nhớt giảm). Carrageenan hút nước mạnh và trương phồng đáng kể tạo thành gel theo thời gian khi nó tiếp xúc với dung môi. Carrageenan là polysaccarid có cực nên trương nở trong dung môi có cực (nước).  Tính tan Carrageenan tan trong nước đặc biệt là nước nóng. Tuy nhiên tính tan còn phụ thuộc vào loại carrageenan. Muối sodium của k-carrageenan và i-carrageenan hòa tan trong nước lạnh, trong khi đó muối Ca++ và K+ của carrageenan không tan được trong nước lạnh. K-carrageenan và lamda-carrageenan hòa tan trong dung dich sucrose nóng ở nồng độ >65% và nhiệt độ 700C, trong khi i-carrageenan không hòa tan dễ dàng trong dung dich sucrose nóng ở bất kỳ nồng độ nào. Bên cạnh đó carrageenan tan trong anhydrous hydrrazine, ít tan trong formanide và methyl sulfoxide, không tan 10 trong dầu và dung môi hữu cơ. Tính tan của carrageenan được trình bày trên bảng 1.1 Bảng1.1: Tính tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau [6] Môi trường k-carrageenan i-carrageenan λ-carrageenan Nước nóng Tan ở t>700C Tan ở t>700C Tan Nước lạnh - - Tan trong các loại muối Sữa nóng Tan Tan Tan Sữa lạnh Không tan Không tan Phân tán dày đặc Đặc hoặc tạo gel Tăng độ đặc hoặc Sữa lạnh (tetrasodium Đặc hoặc tạo gel pyrophosphat) Dung dịch đường Dung dịch muối Dung môi hữu cơ độ tạo gel Tan trong dung Khó tan Tan trong dung dịch nóng dịch nóng Không tan Không tan Tan trong dung Tan trong dung dịch nóng dịch nóng Không tan Không tan  Tính chịu nhiệt Gel carrageenan không bền với nhiệt, nhiệt độ nóng chảy của gel carrageenan thấp hơn nhiều so với agar.  Sự tạo gel và sự keo hóa Sự hình thành gel của dung dich carrageenan là một quá trình nhiệt thuận nghịch, khi nhiệt độ cao hơn giá trị nhiệt độ tạo gel thì gel sẽ tan chảy (cân bằng bị phá vỡ). Khả năng hình thành gel của carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ dung dịch, loại carrageenan và loại muối. Ngoài ra tính chất tạo gel còn phụ thuộc chủ yếu vào loài rong, độ nhớt và phụ thuộc rất lớn vào công nghệ chiết rút, phụ thuộc vào sự hình thành và phân bố các gốc galactose trong mạch polymer. 11 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 chất, 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. Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình 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. [9] Tính chất tạo gel của carrageenan trình bày trên bảng 1.2: Bảng1.2: Tính chất tạo gel của các loại carrageenan khác nhau [5] Sự tạo gel k-carrageenan i-carrageenan Lamdacarrageenan Gel chắc nhất Với K+ Với Ca++ Không tạo gel Cấu trúc gel Giòn, dễ vỡ Đàn hồi - Đông lại sau khi kéo Có không Không Sự đông đặc Có không Không có Có Tính ổn định khi làm đông, không tan giá 12  Tính bền acid Với hệ pH thấp cùng với sự tác động của nhiệt độ thì sự thủy phân xảy ra nhanh hơn do đó gel carrageenan rất kém bền trong môi trường acid  Tính hấp thụ tia hồng ngoại và màu Dung dịch carrageenan là một dung dịch chứa chất hữu cơ nên có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng trong phạm vi nhất định phụ thuộc vào loại và thành phần carrageenan. Dựa vào tính chất này người ta có thể biết carrageenan thuộc vào loại nào: k-, i-, lamda-… các loại polysaccarid thường có bước sóng và vùng hồng ngoại trong khoảng 1000-1100 cm-1. Với các loại carrageenan tạo gel thì cho mũi hấp thụ cực đại (mũi hấp thụ trong khoảng rộng) ở 1065 cm-1, loại không tạo gel có mũi hấp thụ ở vùng thấp hơn 1020cm-1.  Tính thủy phân và sự metyl hóa Dung dịch carrageenan ít bị thủy phân trong môi trường pH=9, ở môi trường pH=7 dung dịch muối natri carrageenan bị thoái hóa do phân tử carrageenan bị đứt kiên lết 3,6 anhydrogalactose. Và từ phản ứng xác định sự thủy phân kiềm của nhóm ester sunphat của carrageenan đã nói nên cấu trúc của carrageenan có nhóm ester sunphat ở C4 trong gốc galactose. Carrageenan đặc biệt là k-carrageenan sẽ bị thủy phân bởi enzyme Pseudomonate carrageenan hay k-carrageenanovora. Khi carrageenan (k-,λ-) bị thủy phân bởi enzyme này thì độ nhớt dung dịch giảm đi rất nhiều. Carrageenan bị metyl hóa tạo ra dẫn xuất metyl như 2,4,4,6-tetre-metyl D(L)galactose hoặc 2,4,6-tri-o-metyl-D(L)-galactose và dựa vào đặc tính này người ta xác định được thành phần cấu trúc của carrageenan.  Độ nhớt. Độ nhớt của dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử, sự có mặt của các chất tan khác, nồng độ và loại carrageenan. Độ nhớt tỷ lệ thuận với trọng lượng phân tử của carrageenan: [η] = K(Mw)α 13 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  Tương tác với Protein Do carageenan tích điện âm của gốc SO4 nên có khả năng liên kết với protein qua gốc amin mang điện tích dương khi PH nằm dưới điểm đẳng điện
Ứng dụng của carrageenan.[10] Carrageenan được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm. Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học con người đã khám phá ra lợi ích của carrageenan trong nhiều lĩnh vực: Trong thực phẩm: Carrageenan đóng vai trò trong thực phẩm là một chất để tạo ra đông tụ, tạo tính mềm dẻo, tính đồng nhất cho sản phẩm và cho điểm nóng chảy thấp. - Carrageenan dùng trong các món ăn thực phẩm: các món thạch,, hạnh nhân, nước uống… - Carrageenan bổ sung vào bia rượu, dấm để làm tăng độ trong - Trong sản xuất bánh mỳ, bánh bông lan, bánh quy… carrageenan tạo cho sản phẩm cấu trúc mềm, xốp. - Trong công nghệ sản xuất chocolate bổ sung carrageenan đẻ làm tăng độ dồng nhất, độ đặc nhất định cho sản phẩm. - Trong sản xuất kẹo: làm tăng độ chắc, độ đặc cho sản phẩm. - Trong sản xuất phomat và dùng trong sản xuất mứt đông, mứt dẻo. - Trong lĩnh vực chế biến thủy sản được ứng dụng để tạo ra lớp màng cho sản phẩm đông lạnh làm giảm hao hụt về trọng lượng và giảm bay hơi nước, tránh sự hao hụt của thịt gia cầm trong khi bảo quản đông… - Trong bảo quản đóng hộp các sản phẩm thịt, bổ sung vào surimi và giò chả… 14 - Trên 50% carrageenan được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất sữa vì nó tạo cho sữa có độ ổn định khá cao mà không cần dùng đến tinh bột hay lòng trắng trứng… Ngoài ra nó còn được ứng dụng nhiều trong y dược và dược phẩm, trong công nghiệp sợi nhan tạo, phim ảnh, sản xuất giấy, bổ sung vào kem đánh răng và dung dịch sơn nước. 1.2. Khái quát về rau quả - chanh dây 1.2.1. Giá trị dinh dưỡng của rau quả.[8] Trong rau quả có chứa các chất glucid là hợp phần chủ yếu của các chất khô trong trái cây, thành phần glucid trong rau quả bao gồm các loại đường: saccaroza, fructoza, maltoza, galactoza,… Đường là thành phần cơ bản trong hầu hết các loại rau quả, chiếm 80-95% tổng chất khô trong rau quả. Đây là thành phần cung cấp nhiều năng lượng cho cơ thể nên có giá trị dinh dưỡng cao, trong đó chủ yếu là saccaroza, fructoza, glucoza. Fructoza và glucoza là hai loại đường được hệ tiêu hóa của người hấp thụ trực tiếp nên rau quả là thức ăn dễ tiêu hóa. Bên cạnh đó rau quả còn chứa một lượng nhỏ tinh bột, xenluloza, hemixenluloza, pectin. Hàm lượng acid trong rau quả chiếm khoảng 1%, một số loại rau quả có độ acid cao như khế, mơ, mận,… có thể đạt 1.5 ÷ 2%. Chúng kết hợp với đường tạo vị ngọt dễ chịu gây kích thích tiêu hóa. Hàm lượng khoáng trong quả chiếm 50 - 60% nguyên tố khoáng khác nhau với hàm lượng 0.25 ÷ 1.25%, gồm các nguyên tố: Na, Ca, K, Mg, Fe, P,... Đặc biệt quả có chứa các vitamin: A, B, C, D, P, PP, E… Vitamin là một trong những thành phần quý nhất có trong quả, nó rất cần thiết cho cơ thể con người. Những vitamin này cơ thể con người không thể tự tổng hợp được mà phải tự bổ sung từ bên ngoài. 1.2.2. Thực trạng sản xuất rau quả ở Việt Nam • Nguồn nguyên liệu rau quả ở Việt Nam[8] Về địa lý nước ta có nhiều vùng nông nghiệp với các sản phẩm nông sản đa dạng. Nhất là các tỉnh Lâm Đồng, các tỉnh miền Tây có các điều kiện đặc biệt thuận lợi để trồng cây ăn trái nhiệt đới đặc sản.