Luận văn " Tìm hiểu về cấu trúc, tính chất, chức năng và ứng dụng của Alginate"

B CÔNG TH

NG

Ộ

TR

ƯƠ Ệ

ƯỜ

Ự

Ẩ

Ự

Ẩ

Ạ Ọ KHOA CÔNG NGH TH C PH M L P 02DHTP1 - TH 3 – TI T 9, 10

NG Đ I H C CÔNG NGHI P TH C PH M TP.HCM Ệ Ứ

Ớ

Ế

Ự

Ọ

Ẩ

ể ề ấ

ấ

HÓA H C TH C PH M Đ tàiề Tìm hi u v c u trúc, tính ch t, ch c ứ năng và ng d ng c aAlginate ụ

ủ

ứ

GVHD: NGUY N TH THU SANG

Ễ

ạ ạ

ị ị ạ

ươ

Ị SVTH: 1. Ph m Th Quỳnh: 2005110424 2. Ph m Th Cang: 2005110048 3. Phùng M nh Quy t: 2005110431 ế ng Văn Huy: 2005110201 4. Tr ươ ng Nga: 2005110307 5. Lê Th Ph ị ng: 2005110380 6. Ngô Th Hà Ph

ươ

ị

Tp. H Chí Minh, tháng10 năm 2012

ồ

B NG PHÂN CÔNG CÔNG VI C

Ả

Ệ

SINH VIÊN

N I DUNG

Ộ

Ph m Th Quỳnh ị

ạ

Ngu n g c; T o gel ố

ạ

ồ

Ph m Th Cang

ạ

ị

Ứ

ng d ng c a Alginate ủ

ụ

Phùng M nh Quy t ế ạ

Tính ch tấ

Tr

ng Văn Huy

ươ

C u trúc-C u t o ấ ạ

ấ

ạ

ứ

Lê Th Ph

ng Nga

ị ươ

Phân lo i; Các nghiên c u liên quan

ng

S n xu t keo Alginate

Ngô Th Hà Ph ị

ươ

ả

ấ

Ụ

Ụ

I. II.

L I M Đ U

III.

Ấ ấ

ộ ố

M C L C Ờ Ở Ầ ............................................................................................................. 4 NGU N G C Ố ....................................................................................................4 Ồ C U TRÚC .........................................................................................................4 ấ ạ ...............................................................................................4 1. C u trúc-C u t o 2. Phân lo iạ .............................................................................................................7 TÍNH CH TẤ .......................................................................................................9 ......................................................................................9 .....................................................................10 .......................................................................10

1. M t s tính ch t chung ấ 2. Tính ch t v i kim lo i hóa tr II ấ ớ 3. Tính ch t v i kim lo i hóa tr I ấ ớ

ạ ạ ị ị

4. Đ c tính ặ

IV.

ầ ừ

Ạ Ự Ạ ạ

V.

ỹ ậ ạ

NG D NG

ẩ ệ ự

ệ

ấ ệ

ạ ơ

ọ

ệ ỹ ẩ

VI.

ộ ố ự

Ả Ấ ử

ế

ả B n ch t Các y u t c n l u ý đ đ t hi u qu cao ể ạ ế ố ầ ư ệ ề ấ

ộ ề ượ ồ

............................................................................................................10 ớ .................................................................................................10 4.1. Đ nh t ộ ẻ ............................................................................................11 S hóa d o ự 4.2. ...........................................................................11 4.3. H p ph n t Alginate ợ ..........................................................................11 5. Tính ch t c a màng Alginate ấ ủ S T O GEL VÀ K THU T T O GEL .....................................................12 Ậ Ỹ 1....................................................................................................................T o gel ...........................................................................................................................12 2....................................................................................................K thu t t o gel ...........................................................................................................................13 Ụ .....................................................................................................13 Ứ 1............................................................................Trong công nghi p th c ph m ...........................................................................................................................14 2..........................................................................................Trong công nghi p d t ệ ...........................................................................................................................14 3.......................................................................................Trong công nghi p gi y ...........................................................................................................................14 nhân t o 4..................................................................................................Trong t ...........................................................................................................................14 5.....................................................................................Trong y h c và d c h c ượ ọ ...........................................................................................................................14 6..................................................................................Trong công ngh m ph m ...........................................................................................................................14 7.................................................................................Trong m t s lĩnh v c khác ...........................................................................................................................15 ........................................................................15 S N XU T KEO ALGINATE 1........................................................................................Quá trình x lý hóa h c ọ ...........................................................................................................................15 .........................................................................................15 1.1. X lý formol ử ..............................................................................................16 1.2. X lý acid ử 2 0,1%.................................................................................16 1.3. X lý CaCl ử 2................................................................................Quá trình tách chi t Alginate ...........................................................................................................................17 2.1. Nguyên lý..............................................................................................17 ấ ................................................................................................18 2.2. .......................................18 ả 2.3. 2.3.1......................................................................................Ch t ki m ..........................................................................................................18 2.3.2......................................................Hàm l ng và n ng đ ki m ..........................................................................................................18 t đ n u 2.3.3.................................................................................Nhi ệ ộ ấ ..........................................................................................................19

ờ ấ

3. Tách và tinh ch Alginic

VII.

ế ộ ấ ả

2.3.4.................................................................................Th i gian n u ..........................................................................................................19 2.3.5...............................................................................Môđun th y ápủ ..........................................................................................................19 2.3.6........................................................................Ch đ khu y đ o ..........................................................................................................19 .................................................................................19 ấ ơ ọ ...........................................................................20 ...........................................................................20 ấ ...........................................................................21 Ậ .......................................................................................................23 Ả ................................................................................24

Ế ế Tách t p ch t c h c ạ 3.1. Tách t p ch t hòa tan ạ 3.2. THÍ NGHI M LIÊN QUAN Ệ K T LU N TÀI LI U THAM KH O Ệ

Năm 1881 acid Alginic đ ượ ầ đ c nhi u n i hi n nay có 7/9 n ượ ề ướ ở c quan tâm và nghiên c u. Và trên th gi ế ớ

L I M Đ U Ờ Ở Ầ c phát hi n đ u tiên b i Stanford. Đây là ch t đang ệ ấ ướ ả c s n ứ

ệ

ồ ậ ộ ấ ớ ủ ộ ỹ ả ng th gi i. Trung Qu c là n ả ượ ế ớ ướ ề ạ ổ

t Nam, hi n đang nghiên c u và s n xu t t i H i Phòng,Nha Trang và xu t Alginate bao g m: Nauy, Pháp, Nh t, Canada, Tây Ban Nha, Chile, Liên Xô cũ và ấ n đ . Có 2 công ty s n xu t l n: Kelco company (M ) và m t công ty c a Anh Ấ chi m 70% s n l c đang n i lên r t m nh v lĩnh ấ ố ế v c này. ự T i Vi ạ ấ ạ ả ệ ứ ả

Ố ể ứ ề ọ ệ ng phân t ấ i sau cellulose. Và đ ọ ả ộ i và là lo i polymer ạ ế ớ ở c phát hi n đ u tiên b i ầ 32000 – t ử ừ ượ

bào và gian bào c a t o nâu thành t ệ Thành ph H Chí Minh. ố ồ I. NGU N G C Ồ Alginate là lo i polymer sinh h c bi n phông phú nh t th gi ọ ạ sinh h c nhi u th hai trên th gi ượ ế ớ Stanford (1881), là m t acid h u c có trong t o nâu, tr ng l ữ ơ 200000. ồ ở ượ ấ ở ủ ế ủ ả ế ọ ộ c tìm th y ẹ ả Ngu n Alginate ch y u đ ể t o nâu. ạ ở bi n (thu c h Rhaeophyceae), t o b Macrocystis pyrifera, nodosum Ascophyllum và các lo i Lamminaria nh ng nhi u nh t là ở ả i d ng mu i Alginat. ố Ở ướ ạ ề ấ

thành t bào cây rong. T o nên c u trúc l ạ ướ ữ ế ấ ở bào rong nâu. d ư i 2 d ng không tan là acid alginic và Alginate Canxi và Magie (kí Alginate t n t i d ạ ồ ạ ướ hi u: AlgCa, AlgMg) r t b n v ng i gel ấ ề ệ b n trên thành t ề ế

II. C U TRÚC ấ ạ

Ấ 1. C u t o – c u trúc:

• Alginate là mu i c a acid Alginic. C u t o hóa h c c a Alginate g m 2 phân t ấ ạ

ấ ố ủ ọ ủ ồ

ể ặ ạ ử β-D- Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) liên k t v i nhau b ng liên k t 1-4 ế ớ ế ằ glucozid. Có 3 lo i liên k t có th g p trong 1 phân t Alginate: (M-M-M), (G-G-G), ử ế (M-M-G).

• Công th c c u t o c a acid Alginic: (C

6H6O6)n

Hình 1.1: Công th c c u t o c a 2 acid c u t o nên acid Alginic ứ ấ ạ ủ ấ ạ

ứ ấ ạ ủ

Hình 1.2: Công th cứ

c u t o c a acid Alginic ấ ạ ủ

Hình 1.3: Công th c ph i c nh ố ả ứ

• Hai g c phân t ử β-D-Mannuroic acid (M) và α- L-Guluronic acid (G) liên k tế ố v i nhau b ng liên k t 1-4 glucozid phân b trong m ch Alginat theo 3 lo i kh i ố ớ (Block): poly-G (G-G-G-G), poly-M (M-M-M-M) và poly-GM (G-M-G-M) liên k t ng u nhiên trong chu i m ch. ế

ế ạ ạ ằ ố

ẫ ạ ỗ

t c a Alginic theo các đ n v monomer Hình 1.4: C u trúc đ c bi ấ ặ ệ ủ ơ ị

• Chi u dài c a các Block: ủ

2. Phân lo i: ạ theo d ng mu i ố

ề

 Alginat Natri:

ạ

5H7O4COONa)n

: (C Công th c phân t ứ ử

 Alginat Kali (t

 Alginat Canxi:

ng t nh Alginat Na). ươ ự ư

5H704COO)2Ca]n

 Alginat Magie: [(C5H704COO)2Ca]n



: [(C Công th c phân t ứ ử

Alginat Amoni: (C6H11NO6)n

• Ngoài ra còn có :Alginat Propylen glycon: Công th c phân t ứ

: ử

TÍNH CH TẤ ấ ộ ố

ế ữ ơ

III. 1. M t s tính ch t chung:  Là polymer có tính ch t acid y u, không màu, không mùi, không tan trong các ấ c. dung môi h u c và n ướ c tr  Là ch t có tính ch t hút n ở ướ  Alginic hòa tan trong dung d ch ki m hóa tr I và t o dung d ch mu i ki m hóa tr ị

ấ ấ

ng n khi ngâm trong n ươ ề c. ướ ị ề ạ ố ị ị I hòa tan có đ nh t cao. ớ ộ ạ ị ị ộ ớ

 Mu i ki m hóa tr II không tan. 2. Tính ch t c a Alginate v i kim lo i hóa tr II:

Ví d :ụ khi cho Alginic hòa tan trong dung d ch NaOH thì t o thành dung d ch Alginate Natri có đ nh t cao: Alginic + NaOH Alg-Na + H2O ố ị ạ ớ ị

ề ấ ủ • Có đ ch c cao ộ ắ • Có kh năng t o màu tùy theo kim lo i. ạ ạ ả • Không hòa tan trong n c.ướ

• Khi m thì d o (Gel Alginate), khi khô có đ c ng cao và khó th m n

c, t ộ ứ ẻ ấ ướ ỷ ẩ tr ng th p. ấ ọ

ớ ố ấ ủ ị t đ cao, enzyme. ệ ộ ề ạ do. Vì v y, l i d ng tính ch t này ễ ị ắ ươ ớ ậ ợ ụ ấ

3. Tính ch t c a mu i Alginaate v i kim lo i hóa tr I: ạ • D b c t m ch b i y u t acid, ki m m nh, nhi ở ế ố ạ • Khi t ng tác v i acid vô c thì tách Alginic t ơ ự đ tinh h Alginic, ng d ng trong công nghi p. ệ ụ ứ ế ể • D hòa tan trong n ớ ướ ạ • Khi làm l nh không đông, khi khô trong su t có tính đàn h i. ồ

c, t o dung d ch keo nh t có đ dính, đ nh t cao. ễ ộ ị ớ ộ

4. Đ c tính: ặ 4.1.

ạ ố

c và t o dung d ch nh t. Đ ậ ướ ướ c chúng s ng m n ẽ ớ ử ộ ộ ạ Alginat. B t Alginat r t d b gi m n u không ế ả Alginat cũng nh ị ấ ễ ị ả ử ế ủ ắ

ộ ấ ở ồ ể ớ

ng h p đ nh t có th gia tăng ư ẽ Trong m t s tr ộ ố ơ ấ ử ọ ớ Đ nh t: Khi hòa tan các Alginate vào n gia tăng, s làm gia tăng tr ng l ướ và đ nh t. ộ ớ c và t o dung d ch nh t, ạ ướ ị thu n vào chi u dài phân t c a Alginate. Đ nh t: ộ ớ Khi hòa tan các Alginat vào n nh t ph thu c vào chi u dài c a phân t ủ ớ ề ộ ụ nhi đ t đ th p. Ngoài ra, cách s p x p c a phân t c b o qu n ệ ộ ấ ượ ả ở ả ng đ n đ nh t c a nó. h ớ ủ ưở ộ ế ệ n ng đ th p v i s hi n di n ớ ự ệ ộ ợ ộ ố ườ c a m t s c ch t nh : CaSO 4, CaCO3. Ion canxi liên k t v i Alginat t o liên k t chéo ế ớ ế ạ ủ ng phân t trong phân t ử ượ c và s ng m n ớ ộ ậ ẽ đ nh t t l ớ ỉ ệ ộ ử ủ ề ậ

0C)

B ng 1 : Đ nh t c a Alginate, mPa.S (Broorkrield, 20rpm, 20 ớ ủ ả ộ

Đ nh t ớ ộ

N ng đ (%) ộ ồ Trung bình Cao R t cao Th p ấ ấ

21 15 9 0,25 27

75 41 17 0,50 110

245 93 33 0,75 355

540 230 58 1,00 800

1950 810 160 1,50 3550

5200 2100 375 2,00 8750

ố ớ ớ ữ ồ ổ ộ ớ ồ ấ ự ể ộ ấ ợ ớ ộ ự ệ ạ ế ớ ư làm tăng tr ng l ng phân t Qua nh ng thông s trên cho th y s thay đ i đ nh t v i nh ng n ng đ khác nhau. ư ng h p đ nh t có th tăng lên v i n ng đ th p khi có s hi n di n c a ệ ủ m t s tr Ở ộ ố ườ ộ ố 3, Cacium tartat, ion Cacium liên k t v i Alginate t o c u n i m t s mu i nh CaCO ầ ố ộ ố c a đ nh t dung dich. gi a các phân t ớ ữ ử ủ ộ ượ ử ọ

4.2. S hóa d o ự ẻ

ự ọ ẻ ể ả ẻ ủ ự ẻ ề ị ả ủ ử ế ổ ớ

c gi ấ ẻ ọ ả ỗ ợ ơ l ữ ạ ấ ự ế ấ ủ ả S hóa d o c a màng có th nâng cao b ng cách thêm vào các tác nhân làm d o cách ằ này g i là s hóa d o. K t qu làm cho đ b n c a màng càng tăng lên, chính đi u này ộ ề ủ ế bên trong gi a i c a các phân t giúp màng ít b rách, đó là k t qu c a quá trình co l ữ ạ ủ ử ụ các chu i polymer trong c u trúc màng. Ch t d o ph i phù h p v i polymer s d ng ợ ả ấ ẻ ấ ả làm màng và cũng ph i cùng ho t tính tan v i polymer. Các y u t khác là ch t d o ph i ế ố ớ ạ đ i trong h n h p lâu, n đ nh cao, không bao h i và màu, và quan tr ng là mùi ị ổ ượ c a các ch t này không làm nh h ng tiêu c c đ n tính tính ch t c a màng (Guibert và ưở ủ Biquet, 1996)

4.3. H p ph n t Alginate ầ ừ ợ

5. Tính ch t c a màng Alginate:

ể ạ ầ ợ ờ c đ c tính c a màng. Màng h p ph n Alginate và tinh Alginate: có th k t h p v i các thành ph n khác đ t o thành màng h p ph n, nh ầ ủ ể ế ợ ả ế ầ ợ ớ s k t h p này mà c i ti n đ ượ ặ ự ế ợ b t đ ộ ề ơ ọ ộ ượ Lipid, sáp, các lo i acid béo, các lo i d u, ch t béo nó có th đ c đánh giá là có đ b n c h c cao (Nhóm Allen, 1963, Dahle, 1983) ạ ầ ể ượ ấ ạ ớ c k t h p v i ế ợ c s k t h p màng ự ầ ỵ ướ ự ế ợ Alginate trong màng h p ph n Alginate-Lipid. D a trên tính k n làm tăng c ơ ướ ườ ử ụ ấ ợ ng ch t l c bao màng. ợ ng rào c n s bóc h i n ả ự Tuy nhiên s d ng Lipid còn có nhi u b t l ậ c. ề nh n (Cruibeert &Biguet, 1996) s nh h ưở ẽ ả ả i do t o ra mùi oi khét, mùi khó ch p ấ ạ ng s n ph m đ ấ ượ ượ ẩ

ấ ủ

Các Alginate cũng có kh năng t o màng r t t ị ồ ả ạ ấ ề ấ ố ả ệ c hi n t ấ ả ấ ế ẽ ứ ệ ượ ự ả ấ ả c m trong th c ph m, t ạ ơ ướ ẩ ự ừ ẽ ng m bên trong không thoát ra đ ẩ ẽ ơ ẫ ẩ ượ ở

ẩ ằ c lâu h n. Màng bao ăn đ ầ t. Các màng r t đàn h i, b n, ch u d u và không dính b t. Màng thu c nhóm polysacharide có kh năng ngăn c n oxy và Lipid ộ ng oxy hóa ch t béo và các thành ph n khác th m qua vì th s c ch đ ầ ế ượ ượ ng trong th c ph m. Bên c nh đó màng còn có kh năng làm gi m th t thoát m vì l ẩ đó màng bao s h i khô và co m trong màng s bóc h i tr ẩ l ầ c (Allen, 1963) (trích d n b i Tr n i làm cho l ẩ ượ ạ Thanh Quang, 2008). Màng Alginate đ ờ ụ ả ượ ẩ ả ệ ự ơ ế ế ả ự ấ ẩ ử ụ ự c ng d ng r ng rãi trong ngành công ngh th c ph m nh m tăng ượ ứ ộ ượ ng s n ph m đ c th i gian s d ng và b o qu n ch t l ả ả ử ụ ấ ượ c s d ng d làm gi m tác h i c a do quá trình ch bi n gây ra. Màng bao có th đ ạ ủ ể ể ượ ử ụ ể v a có tác d ng kéo dài th i gian s d ng v a ngăn c n s m t m và s di chuy n ừ ờ ụ ừ ch t tan, ph n ng oxy hóa. ả ứ ấ

IV. S T O GEL VÀ K THU T T O GEL Ậ Ạ Ự Ạ Ỹ

1. T o gel ạ

ể ủ ả ấ M t tính ch t tiêu bi u c a Alginate là kh năng tai gel, trong đi u ki n nhi ề tr ng thái sôi và khi làm ngu i thì s tr thành d ng gel. Thông th ẽ ỡ t đ cao ệ ộ ệ ớ ng k t h p v i ế ợ ườ ạ ộ ộ ở ạ Ca2+ t o gel nh hình v . ẽ ư ạ

2+ v iớ

2+ trong

Hình 4.1: S k t h p ion Ca ự ế ợ Alginate

Hình 4.2: V trí c a Ca ị ủ Alginate

2. K thu t t o gel ậ ạ ỹ

2+ ho c Alguante có ch a nhi u α-1,4-L-

V.

ậ gi soát đ ể Gel thành l p có th ki m ể ả i c thông qua s ự ượ ị c t o gel b ng cách nhúng ho c phun dung d ch ợ ứ ượ ạ ằ ặ ị ch a ion Ca c s d ng đi chung. ượ ử ụ ổ ế ườ ng đ ớ ẽ ạ ợ ớ ệ ng h p v i vi c c nh ho c t o màng bao phía phóng ion Ca2+ hay dung d ch Alginate. Alginate hay h n h p ch a nó đ ỗ 2+. ứ CaCl2 là ch t ph bi n th ấ Các ion Ca2+ s ph n ng v i Alginate theo d ng “Box egg”. Tr ả ứ ẩ ế ế ướ ề ỏ ườ ặ ạ ỏ ch bi n các s n ph m có b dày m ng và kích th ngoài các s n ph m. ả ẩ ả Các Alginate ph n ng m nh v i ion Ca ả ứ ạ ớ ứ ề ặ Guluronic acid (G)

Ứ NG D NG Ụ

ẩ ệ ự

1. Trong công nghi p th c ph m ấ ủ l

nh t đ nh. Lamizell t o ra đ ủ ố c m t đ nh t đ c bi ộ ộ ộ ượ ệ ả

ộ ố ự ấ ế ọ

t và có kh ộ ỷ ệ ấ ị ớ ặ ẩ c quan tâm trong s n xu t th c ph m. ệ ự ả c dùng trong m t s th c ph m đ h n ch tăng tr ng. Ví ượ ể ạ ẩ ỉ ấ ả ấ ị ể t, th i gian khu y tr n lúc ố ủ ị ấ ổ ấ ờ ố ộ M t h p ch t c a axit Alginic có tên là Lamizell là m t mu i kép c a Natri và ộ ợ Canxi v i m t t ạ ớ năng kích thích ăn ngon mi ng, do đó r t đ ấ ượ Alginate Natri cũng đ d : 1 g Alginate Natri ch cung c p 1,4 Kcal. ụ Trong s n xu t kem, axit Alginic và mu i c a nó có th dùng làm ch t n đ nh trong kem ly, làm cho kem m n có mùi th m, ch u nóng t ơ ị ắ s n xu t ng n. ấ ả

ớ ồ ẽ ố ượ ệ c hi n ộ ế ủ ng các ch t không hòa tan k t t a. u dùng Alginate Natri 1% đ làm trong, n u còn g p khó khăn cho ế ể ặ ữ ấ ế ượ ng và Canxi vào. ươ c gi i khát cũng nh các ấ ơ ướ ẹ ả ư ặ ụ ữ ớ c dùng làm ch t b o v kem l nh v i nh ng tác d ng nh sau: ạ ư Cho vào s a bò v i n ng đ keo Alginate Natri 0,1% ( 1,8% s ch ng đ t ượ Khi tinh ch r thêm than x Alginate còn dùng trong s n xu t b , bánh k o, fomat, n ả m t hàng đông l nh. ạ Alginate Natri đ ượ ừ ạ ự ạ ể ủ ầ

ạ ạ c cho kem. n ữ ướ ả V i nh ng th c ph m có đ axit cao không th dùng Alginate Natri đ c thì ấ ả ệ Ngăn ng a t o ra các tinh th đá băng. ể c ch hoàn toàn s t o thành tinh th c a Lactose. Ứ ế Nhũ hóa các c u béo. Làm b n b t. ề ọ T o đ nh t cho kem. ớ ộ T o gel, có kh năng gi ả Làm cho kem không b tan ch y. ị ớ ể ữ ự t vì nó b n đ ượ c c trong vùng pH = ộ ấ ế ấ ố ề ượ ả ẩ propylen – glycol Alginate là ch t thay th r t t 0 - 3

ệ ụ Ứ

t. Vì th ng ố c c sát, gi m b t t l ị ượ ọ ợ ề ả ệ ấ ạ ệ ộ ộ ố ệ 2. ng d ng trong công nghi p d t Alginate có đ nh t cao, tính mao d n kém, khi khô trong su t, bóng và có tính đàn ẫ ộ ớ ớ ỷ ệ i ta dùng h v i cho s i b n và ch u đ h i t ế ườ ồ ố ồ ả s i đ t và nâng cao hi u su t d t. ấ ệ ợ ứ Trong công nghi p in hoa Alginate Natri là ch t t o cho thu c nhu m có đ dính cao đáng k , in hoa không nhòe và rõ ràng. Ngoài ra còn dùng làm v i không th m n ướ c. ể ấ ả

ệ Ứ ụ ồ ứ ộ ẫ ấ ị ể ấ ơ ế ấ ồ ố 3. ng d ng trong công nghi p gi y ấ Alginate h lên gi y làm cho gi y bóng, dai, không g y, m c đ khô nhanh, vi ế t ấ tr n, gi y h Alginate Natri còn làm tăng tính ch u nóng, do đó còn làm nguyên li u đ ệ ch gi y ch ng cháy. Ngoài ra Alginate Natri còn làm ch t k t dính trong m c in. ấ ế ự

ơ Ứ ụ ữ ị ị . Qua nghiên c u ng ứ nh vào mu i kim lo i hóa tr II ỗ ỏ ố i ta th y r ng t nhân t o Alginate ấ ằ ạ ạ ơ nhân t o 4. ng d ng trong t ạ Dung d ch Alginate Natri n u phun qua nh ng l ế hay axit thì hình thành s i t ườ ợ ơ t ươ ng đ i b n. ố ề

ọ Ứ ụ ễ ượ ọ c h c c dùng làm ch t tr b nh nhi m phóng x vì khi ng ả ấ ị ệ ồ ế ợ ạ ệ ấ ớ

ủ ặ ẽ 5. ng d ng trong y h c và d Trong Y h c Alginate đ ườ i ượ ọ b nh ăn Alginate Natri thì nó k t h p v i Stronti r i th i ra ngoài. Hi u su t ch a b nh ữ ệ ệ khá cao. Alginate Natri làm tăng hi u qu ch a b nh c a penicillin vì khi có m t Alginate Natri s làm cho penicillin t n t Trong công ngh bào ch thu c Alginate Natri đ c s d ng làm ch t n đ nh, nhũ ệ ả ữ ệ i lâu h n trong máu. ồ ạ ơ ố ế ượ ử ụ ấ ổ ệ ị

ng hóa hay ch t t o đ c cho dung d ch, làm v b c thu c, làm ch t ph gia ch các ỏ ọ ụ ế ấ ặ ố ị ấ ạ ứ đ ữ ượ c ể ạ t ươ lo i th c ăn kiêng. ạ Trong nha khoa dùng axit Alginic thay th ch cao đ làm khuôn răng, nó gi hình răng chính xác.

ỡ ỗ ổ c và m tr n đ u m t cách n ề ướ ẽ ộ ụ c và m , nó s làm n ộ ạ c tr n thành d ng ỡ ộ ượ ộ ng n đ nh. ươ ổ ị c hoa, xà phòng, gi mùi th m cho n ơ ướ c ướ ữ ề ấ ấ

ị 6. Trong công ngh m ph m ệ ỹ ẩ Cho Alginate vào h n h p n ợ ướ đ nh. Ví d : kem đánh răng g m glycerin xà phòng, b t mùi … đ ị ồ nhũ t Alginate là ch t làm n n cho ph n, sáp, n hoa xà phòng (PGA). Làm vecni và xi, không c n đánh bóng vì cho Alginate Natri vào dung d ch amoniac, khi amoniac bay h i s đ l ộ ớ ầ i trên n n m t l p màng b o v có đ bóng cao. ơ ẽ ể ạ ả ệ ề ộ

0C, dung d ch Alginate ị

ự ộ ố Ứ ụ ệ ồ ộ ộ ộ t đ 20 ệ ộ ồ

c, s n xu t que ỗ ấ ấ ả ữ ướ ạ ấ ự ng cao, làm n đ nh s n. ổ ấ ượ ả ấ ả ố ứ ỏ ị ơ ộ ạ ắ ậ c, làm ch t khu ch tán ạ ấ ế ấ ủ ừ ộ ẫ ệ ự ướ ể ả ẻ ặ ạ ọ c s d ng làm ch t mang t t trong k thu t c đ nh t bào, hi n nay ệ ậ ố ị ế ố ỹ ng c đ nh enzyme. ấ ố ị ẽ ị c dùng trong đi n gi ạ ả ượ ệ ả ấ ườ ể c, Alginate đ ạ ơ ấ ấ ệ ả ể ả ấ ế ớ ộ và ch t k t dính trong công nghi p s n xu t gi y hoa dán ả ủ ng, g t ng h p. Khi tr n v i Gelatin, Alginate làm gi m đi m nóng ch y c a ả ạ ả ế ợ ớ ấ ộ ề ệ ạ ớ ấ ế ừ ợ ượ ế ợ ữ ạ ơ

t tách t c chi ớ mùi. ộ ự ấ ấ ứ ượ ừ ế ệ ế ấ ả rong M , hoàn ơ ụ ả ế ầ

Ả

• M c đích: ụ

7. ng d ng trong m t s lĩnh v c khác Alginate dùng làm ch t t o đông, v i đi u ki n nhi ề ớ ấ ạ ớ n ng đ 1% có đ nh t 1500(3000 centipoise, trong đó c n dán (g m Arabic) có đ nh t ớ ồ nh h n 30 centipoise. ỏ ơ Trong xây d ng t o c u trúc ximăng, v a, làm g không th m n hàn có ch t l ị ử Alginate dùng làm phim có đ nh y cao, dùng s n xu t thu c c u h a, v i ch u l a vì nó làm tăng kh năng b t dính lên v t cháy. ả Alginate s d ng trong luy n kim, làm cao su và làm s ch n ử ụ ệ tăng hi u l c thu c tr sâu. Dùng tr n l n m cao su latex đ s n xu t cao su d o dai, ố m t n phòng đ c, găng tay y h c. ộ Alginate còn đ ượ ử ụ Alginate còn đ c làm môi tr ượ Dùng làm ch t kh tinh th : Cho Alginate vào dung d ch t o k t t a nó s làm ch t ấ ử ạ ế ủ ấ k t t a gi m kích th ạ i kim lo i, s n xu t th ch ướ ả ế ủ cao xi măng và nhi u lo i s n. ề Dùng làm ch t k t t t ỗ ổ ườ c dùng làm phim nh, k t h p v i các ion kim lo i cho các s n ph m Gelatin nên nó đ ẩ ạ có đ b n cao. K t h p v i cellulose t o các ch t cách đi n, v i propylen – glycol t o các lo i s n, ch t gi Dùng làm ch t thu c da. K t qu nghiên c u th c nghi m cho th y Alginate đ toàn có kh năng thay th CMC (Cacboxyl – Metyl – Cellulose), làm ph gia cho xi măng ế các gi ng khoan d u m . ỏ ở VI. S N XU T KEO ALGINATE Ấ 1. Quá trình x lý hóa h c ọ ử 1.1. X lý formol: ử

 C đ nh protein và ch t màu trên ph n cellulose, làm s ch d ch chi

t sau ầ ạ ấ ị ế ố ị n u.ấ

 B o v Alginate trong su t quá trình công ngh . ệ

ố

• Các y u t

•

ng: nh h ưở

formol. c đi m: ể

ấ ượ ể ồ ấ ờ ệ ị ậ ệ ộ

ượ

c đi m: Đ c ộ X lý acid: ể ử

ả ệ ế ố ả  Th i gian. ờ t đ .  Nhi ệ ộ  N ng đ . ộ ồ  T l ỷ ệ u nh Ư ượ  u đi m: Làm tăng hi u su t và ch t l ầ ng đáng k d ng th i không c n Ư ể b sung formol khi m t lý do nào đó công ngh b ch m tr . ễ ổ  Nh 1.2. • M c đích: ụ

 Lo i khoáng Ca, Mg ra kh i mu i Alginate trong cây rong, t ỏ ễ

đó gi ạ ừ ố ng tác ki m trong quá trình n u. Rút ả i ấ ươ ề t. ế ắ

 Làm m m cellulose c a cây rong.  Acid có tác d ng hòa tan các thành ph n phi Alginate ch y u ch t màu và

phóng Alginic đ Alginic d dàng t ể ng n quá trình n u chi ấ ủ ề

 Tăng hi u su t tách chi

ủ ế ấ ầ

• Gi

ế t, gi m th i gian n u. ờ ả ấ ụ các ch t khác. ấ ấ ệ

 Acid đ y Ca, Mg ra kh i c u trúc gel b n, khi đó Alginic

ả

tr ng thái ề bào cây do nh ng v n ch a hòa tn mà v n ư ẫ ở ư ỏ ấ ẫ ở ạ trên thành t ế i thích: ẩ ơ ự m ch đ n t ạ rong.

ơ  Khi ki m hóa tr I vào n u, ph n ng t o mu i ki m I di n ra nhanh h n, ả ứ ễ ề ấ ạ ố ấ ơ ị ệ

t đ h n, hi u su t cao h n. • Ph n ng di n ra khi cho rong ngâm trong acid: tri ả ứ ề ệ ể ơ ễ

Ca(Alg)2 + 2H+ → 2 HAlg + Ca++

c gi ố ng tác v i ki m hóa tr I đ t o mu i ể ạ ề ớ ị ả ượ ươ Alginic đ ki m I hòa tan trong công đo n n u và tách ra. ề ấ

• Th

i phóng s d dàng t ẽ ễ ạ HAlg + Na+

2SO4 x lý thì ph n ng tách Ca x y ra nh sau:

•

ng dung HCl, H → NaAlg + H+ ả ứ ả ườ ử ư

u nh c đi m: ể

c tri ượ ủ ế ấ ỏ ế ng pháp này có đóng góp r t t ấ ố ng c a Alginate r t t t. [(C5H7O4COO)2Ca]n + 2nHCl → 2C5H7O4COOH + nCaCl2 [(C5H7O4COO)2Ca]n + nH2SO4 → 2C5H7O4COOH + nCaSO4 Ư ượ  u đi m: Tách đ t đ các khoáng ra kh i polymer c a Alginate t o ạ ệ ể Ư ể t r t nhanh. N u nh ng thong s c a quá đi u ki n cho quá trình n u chi ệ ố ủ ữ ấ ề trình x lý phù h p thì ph ấ t vào hi u su t ệ ươ ợ ử cũng nh ch t l ủ ư ấ ượ ấ ố

 Nh

ượ c đi m: Th nghi m v i t ng lo i rong đ tìm ra bi n pháp thích ạ ớ ừ ử ể ệ ể ệ

h p.ợ 1.3. X lý b ng CaCl

2 0,1%:

• M c đích: ụ

2+, Mg2+ nh nhàng.

ử ằ

ử ẹ

• Ph n ng di n ra khi x lý rong qua CaCl

ố ị ủ ấ ị

ử ễ

 Làm m m cellulose và kh khoáng Ca ề  B o v keo rong. ả ệ ấ  Tác d ng c đ nh ch t màu trên màng cellulose c a cây rong làm d ch n u ụ trong và sang. ả ứ CaCl2 +

2: Ca(OH)2

HCl + H2O →

Ca++ + + Cl-

+ + CaCl2 → → 2HCl H+ + + Mg(Alg)2 Ca(Alg)2 MgCl2 CaCl2

•

Ca(Alg)2 2HAlg Alginic

u nh

ả c đi m: ể ơ ườ ễ

2. Quá trình n u tách Alginic ấ

ng, d th c hi n. ễ ự ụ ệ ủ ẽ ể ờ c đi m: Qúa trình kh khoáng không m nh m , tác d ng c a nó g n ầ ồ t. Vì v a c đ nh ch t màu và ử ng pháp này đ thay th formol đ ng th i nên ế ươ ử ể ng pháp x lý acid là r t t ấ ố ừ ố ị ấ ượ Ư  u đi m: Đ n gi n, không gây ô nhi m môi tr Ư ể  Nh ạ ượ nh formol. S d ng ph ử ụ ư k t h p v i ph ươ ế ợ ớ v a tách khoáng. ừ

2.1. Nguyên lý:

• Cho Alginic ph n ng v i ki m Na ho c K đ chuy n v d ng tan. • Sau đó cho Alginate Natri ho c Kali ra kh i môi tr c. Môi tr

ả ứ ể ặ ớ

ể ề ạ ng n ướ ườ ỏ ườ ấ ng n u chi t là ki m hóa tr I và ph n ng t ng quát: ề ặ ả ứ ị ế ề

ủ ề ặ ị ả ứ ạ

ề ị

ổ Alg-COOH + MA = Alg-COOM + HA Ca-Alg + MA = Alg-COOM + CaA Trong đó: MA: Dung d ch Hydroxit ho c Cacbonat c a ki m hóa tr I; còn HA là ị acid t o thành sau ph n ng. Alg-COOH: Alginic M: ki m hóa tr I A: OH hay CO3, SO3, HPO4

2.2. B n ch t: ả Có 2 quá trình c b n:

ấ ơ ả

rong ra môi tr ề ạ ừ ườ ế

 Chuy n Alginate không tan v d ng Alginate hòa tan.  Khuy ch tán Alginate hòa tan t ể

ế ố ầ ư ng chi ạ t. ệ ấ c n l u ý đ quá trình Alginate đ t hi u su t và ch t ấ

ể ế 2.3. Các y u t ng cao: l ượ

ấ ề : 2.3.1. Ch t ki m

ọ ắ ạ ề

ạ

• Ki m m nh: KOH, NaOH…T c đ ph n ng x y ra nhanh. • Ki m y u: Na

ố ộ ả

ả ứ 2CO3, Na2HPO4….Ph n ng di n ra ch m. ậ ễ ả ứ 2CO3, Na2HPO4 đ n u: ể ấ ị

2CO3:

 Nguyên t c: có th s d ng m i kim lo i ki m. ể ử ụ  Có 2 lo i ki m: ề ạ ề ề ế ng Trong th c t ự ế ườ • Tr ợ ườ

ng h p n u b ng dung d ch Na ử ằ ị

i ta s dung d ch Na ấ 2nC5H7O4COOH + nNa2CO3 fi

• Tr

2CO3 và Na2HPO4:

ng h p n u chi Alginic (không hòa tan) ấ ườ 2nC5H7O4COONa + nH2O + nCO2 Alginat Natri (hòa tan) t b ng h n h p Na ỗ ợ ế ằ

(1) ợ 2nC5H7O4COOH + nNa2CO3 fi 2nC5H7O4COONa + nCO2 + nH2O

Alginic (không tan) Alginat Natri (hòa tan)

2nC5H7O4COONa + nH3PO4

2.3.2. Hàm l

(2)

ộ ề

ề ạ bào và chuy n toàn b Alginic v d ng ỡ ấ ể ế ộ

2.3.3. Nhi

2nC5H7O4COOH + nNa2HPO4 fi ng và n ng đ ki m: ượ ồ  V a đ đ phá v c u trúc t ừ ủ ể Alginate Natri.  N ng đ ki m thích h p: 20% o v i rong khô và 1% so v i dung d ch n u. ớ ấ ớ ợ ị

ệ ộ ấ

bào cây rong trong th i gian h p lý. ờ ợ

t đ ph ng gi a Alginic v i ki m t o Alginate Natri ộ ề ồ t đ n u:  Phá v nhanh t ế ỡ  Th c hi n nhanh và tri ệ ệ ể ả ứ ữ ề ạ ớ

ng t o đi u ki n cho quá trình hòa tan Alginate Natri ự hòa tan. ả ườ ề ệ ạ

 Gi m đ nh t môi tr ộ trong dung d ch n u. t đ n u thích h p: 60

o-70o trong đi u ki n dung d ch ki m 1%, t

ớ ị ấ

ki m so l ợ ề ề ệ ị ỷ ệ ề

ả ủ

 C n đ đ ph n ng Alginic chuy n thành Alginate x y ra hoàn toàn và đ ể ườ

 Th i gian n u thích h p: 1,5h-2h (Rong b nát nh ) ừ

t. Nhi ệ ộ ấ v i rong khô 20%. ớ 2.3.4. Th i gian n u: ờ ấ ầ ủ ể ả ứ đ Alginate Natri hòa tan ra môi tr ể ế

2.3.5. Môđun th y áp:

ấ ờ ợ ng chi ị

l ướ ầ ủ

c c n đ hòa tan ệ ệ ợ ạ H ồ ộ ị

ỷ ệ 2O/rong và kí hi u: N. n Alginate t o dung d ch có n ng đ thích h p t o đi u ki n cho các quá trình ề công ngh v sau. ủ  Môđun th y áp hay là t ủ ạ ệ ề

 Theo kinh nghi m th c t

ng n ướ ấ ủ

t đ 70 nhi ầ c n u c a Sagasum là kho ng 12-16 l n ồ ả o và n ng đ keo rong ộ ệ ộ ễ ọ ở ớ ệ ượ

l ự ế ượ ng rong khô và d l c ề ạ

so v i trong l h p lí cho các công đo n v sau. ợ ấ ả

t đ và n ng đ hóa ch t phân b đ u. ố ề ấ

2.3.6. Ch đ khu y đ o: ế ộ Có 2 tác d ng chính: ụ  Làm nhi ộ ệ ộ  Kích thích cho ph n ng. ầ

ồ ả ứ ụ ư ấ ớ ố ộ ừ ậ ố ấ ả ợ

3. Tách và tinh ch Alginic

•

C n khu y đ o liên t c nh ng v i t c đ v a ph i, v n t c khu y thích h p 10- ả 25 vòng/phút.

•

ế ụ t cho s n ph m. ả ẩ ộ

ầ ạ

c khác nhau) ướ

 T p ch t hòa tan bao g m:

M c đích: làm tăng đ tinh khi ế Thành ph n h n h p sau khi n u: ấ ợ ỗ T p ch t c h c bao g m: ồ ấ ơ ọ  • Bã rong ( có kích th • M t s ch t khoáng không tan ộ ố ấ

ấ ạ ồ

• Ch t màu ấ • Khoáng hòa tan • M t s nh ng thành ph n khác b th y phân trong quá trình ộ ố ữ n u (dung d ch Glucose) ị ấ • Alginic Natri (n u n u trong môi tr ế ấ

ị ủ ầ

ng ki m Na) ề ườ

Tách t p ch t c h c: ấ ơ ọ

3.1.  Ph

ọ

•

•

ươ •

 Có 3ph

c d ch l c là dung d ch Alginate thô. ạ ng pháp l c: L ng l c ọ ắ Ly tâm l cọ L c épọ  Sau khi l c thu đ ọ ị

•

•

•

ươ

ng pháp alcol ng pháp acid hóa ng pháp Canxi hóa

3.2.1. Ph

ượ ị ọ 3.2. Tách t p ch t hòa tan: ấ ạ ng pháp: Ph ươ Ph ươ Ph ươ ng pháp alcol:

ươ  C ch : ơ ế

ị ế ủ ớ ị ộ

l ớ ỷ ệ ướ ủ cao so v i dung d ch Alginate b k t t a do c c a Alginate Natri. Sau đó, tách k t t a ra kh i dung ỏ ế ủ

Khi cho alcol n ng đ cao v i t ồ alcol c nh tranh dung môi n ạ d ch, ph n n ị ứ ự ạ

  Nh

c s n ph m Alginate Natri. ả ờ ẩ

ầ ướ u đi m: Th i gian nhanh, tách tr c ti p đ Ư ể ượ ử ụ ể ượ ng alcol l n, khó khăn ớ

3.2.2. Ph

c th i ch a đ ng các t p ch t c n t o ra. ấ ầ ạ ự ế ượ ả c đi m: Giá thành Alginate cao do s d ng l trong s n xu t. ả

ấ : ng pháp acid hóa ươ

ố  Dùng acid vô c b xung vào dung d ch l c đ l y Alginic ra kh i mu i ọ ể ấ ơ ổ ị

ỏ Alginat Natri, ph n ng c a acid vô c v i Alginat Natri nh sau: ả ứ ơ ớ ư ủ

 K t qu t o ra Aginic không tan và nh nên Alginic n i lên trên b m t dung ề ặ ẹ ổ

ể ấ

ự ộ do, đây là m t bán ch ph m có th s d ng đ ế ẩ ể ử ụ ể

• Nh

ệ

l ph i r t l u ý vì n u quá ượ ỷ ệ ả ấ ư ế

3.2.3. Ph

ả ộ

ươ

2 vào d ch l c, t o Alginate-Ca k t t a theo s đ sau ế ả ạ d ch có th l y ra. ị  u đi m: Ư ể • Th i gian nhanh. ờ • T o ra các Alginic t ạ s n xu t các lo i Alginte Natri khác trong công nghi p. ạ ấ ả t đ , th i gian, t c đi m: N ng đ và nhi ộ ờ ệ ộ ồ ể d s c t m ch làm đ nh t gi m đi. ớ ạ ư ẽ ắ ng pháp Canxi hóa: • Nguyên t c: dung CaCl ắ ọ ạ ế ủ ị ơ ồ

đây:

• Ph n ng x y ra:

ả ứ ả

fi 2n C5H7O4COONa + n CaCl2 2n C5H7O4COOCa + 2n NaCl

VII.

fi 2n C5H7O4COOH + CaSO4

2n C5H7O4COOCa + n H2SO4 THÍ NGHI M LIÊN QUAN

bào n m men trong lên men bia, r ử ụ ượ u,

ế c gi ấ i khát: Ệ  S d ng Alginat Natri đ c đ nh t ể ố ị n ướ ả

bào n m men 20% và AlginatNa 2%.

ộ ẫ ế ỏ ỗ ợ

2 0,5%. ị ẽ ướ ớ bào n m men (microcapsule).

ạ i gel AlginatCa, bên trong h t

• Tr n l n t ấ • Nh h n h p xu ng dung d ch CaCl ố • Các h t gel s hình thành, l p ngoài là l ấ • S d ng vác h t gel lên men nhi u l n.

ạ gel là các t ế

ề ầ ử ụ ạ

Hình 7.1: lên men r u b ng t bào c đ nh trong Ca-Alginat ượ ằ ế ố ị

K T LU N Ế

Ậ ẩ Alginate là ch t không th thi u trong th c ph m. Nó có r t nhi u ng d ng liên ự ề ứ ụ ế ể ấ ấ

ả ự ẩ

ế ụ quan đ n kh năng t o gel. Không ch trong ngành th c ph m mà nó còn có nhi u ề ứ ỉ ữ

ạ ặ ớ

ạ ng d ng trong nh ng ngành khác n a. ữ Đ c đi m n i b t c a Alginate là kh năng t o gel, tính nh t. Ngoài ra Alginate ả ổ ậ ủ i đ c cho c th . còn có ch c năng trong gi ơ ể ả ộ ể ứ

1. Bùi Đình H i - ợ Hóa sinh công nghi p – ệ

TÀI LI U THAM KH O Ệ Nhà xu t b n khoa h c và k thu t Hà ậ ọ ỹ Ả ấ ả N i – 2000.

ộ ạ ụ ấ ả Hóa sinh h cọ – Nhà xu t b n giáo d c Vi ệ t Nam – 2011. 2. Ph m Th Trân Châu - ị 3. http://tailieu.vn/tag/tai-lieu/s%E1%BA%A3n%20xu%E1%BA%A5t%20keo

6. http://updatebook.vn/threads/10806-C%E1%BB%91-%C4%91%E1%BB%8Bnh- %20alginate.html. 4. http://docs.4share.vn/Resources/Flashs/1/4046.swf 5. http://www.wattpad.com/371400-nh%E1%BA%ADp-m%C3%B4n-c%C3%B4ng- ngh%E1%BB%87-sinh-h%E1%BB%8Dc-nguy%E1%BB%85n-ho%C3%A0ng-l %E1%BB%99c?p=47. enzyme-%E2%80%93-amylase-b%E1%BA%B1ng-gel-alginate