CARRAGEENAN (INS 407): TẤT TẦN TẬT VỀ CẤU TRÚC & ỨNG DỤNG THỰC PHẨM

Carrageenan (INS 407 ), một hydrocolloid tự nhiên được chiết xuất từ các loài rong biển đỏ. Với những tính chất độc đáo về khả năng tạo gel, làm dày và ổn định, Carrageenan đã trở thành một thành phần quan trọng công nghệ thực phẩm. Thông qua bài viết này, Đoàn Anh Foodtech sẽ cung cấp một cái nhìn khoa học, chi tiết về Carrageenan – từ cấu trúc phân tử, các loại phổ biến, cơ chế hoạt động, đến những ứng dụng rộng rãi và các khía cạnh liên quan đến an toàn thực phẩm.

I. Carrageenan (INS 407)

1. Định Nghĩa Khoa Học

Carrageenan là một nhóm các polysaccharide sulfat hóa mạch thẳng, có khối lượng phân tử lớn, được chiết xuất từ thành tế bào của các loài rong biển đỏ (thuộc lớp Rhodophyceae). Về mặt hóa học, chúng là các polymer của D-galactose và 3,6-anhydro-D-galactose (đơn vị lặp lại là carrageenobiose), được liên kết với nhau bằng các liên kết α-1,3 và β-1,4-glycosidic. Sự khác biệt về số lượng và vị trí của các nhóm ester sulfat trên mạch polysaccharide chính là yếu tố tạo nên các loại Carrageenan khác nhau với những tính chất đặc trưng.

2. Lịch Sử Phát Hiện Và Khai Thác Từ Rong Biển Đỏ

Việc sử dụng rong biển trong ẩm thực và y học đã có từ hàng trăm năm ở các vùng ven biển châu Á và châu Âu. Tuy nhiên, việc chiết xuất và ứng dụng Carrageenan ở quy mô công nghiệp chỉ thực sự phát triển từ giữa thế kỷ 20. Các loài rong biển chính được sử dụng để sản xuất Carrageenan bao gồm Chondrus crispus (Irish moss), Kappaphycus alvarezii (trước đây là Eucheuma cottonii), Eucheuma denticulatum (trước đây là Eucheuma spinosum), và các loài thuộc chi Gigartina. Quá trình chiết xuất Carrageenan thường bao gồm các bước xử lý rong biển với dung dịch kiềm nóng, sau đó là các công đoạn lọc, cô đặc và sấy khô để thu được sản phẩm dạng bột.

II. Phân Loại Carrageenan

Dựa trên số lượng và vị trí của các nhóm ester sulfat, Carrageenan được phân thành ba loại chính, mỗi loại có những đặc tính tạo gel và độ nhớt khác nhau, quyết định đến ứng dụng của chúng trong thực phẩm:

1. Kappa-Carrageenan (κ-Carrageenan):

• Cấu trúc: Chứa một nhóm ester sulfat trên mỗi disaccharide.

• Đặc tính tạo gel: Tạo ra gel cứng, giòn và có tính đàn hồi khi có mặt các ion Kali (K⁺). 

• Tương tác: Có khả năng tương tác mạnh với protein sữa, tạo thành mạng lưới gel vững chắc ngay cả ở nồng độ thấp.

• Độ nhớt dung dịch: Dung dịch κ-Carrageenan có độ nhớt tương đối thấp.

2. Iota-Carrageenan (ι-Carrageenan):

• Cấu trúc: Chứa hai nhóm ester sulfat trên mỗi disaccharide.

• Đặc tính tạo gel: Tạo ra gel mềm, dẻo, có tính đàn hồi và không bị rỉ nước. Gel ι-Carrageenan bền hơn trong chu trình đông lạnh-rã đông so với gel κ-Carrageenan. Sự hình thành gel được thúc đẩy bởi sự có mặt của các ion Canxi (Ca²⁺).

• Đặc tính thixotropic: Dung dịch ι-Carrageenan thể hiện tính chất thixotropic, nghĩa là độ nhớt giảm khi chịu tác động của lực cơ học (ví dụ: khuấy trộn) và phục hồi lại khi lực tác động dừng lại.

• Độ nhớt dung dịch: Dung dịch ι-Carrageenan có độ nhớt cao hơn κ-Carrageenan.

3. Lambda-Carrageenan (λ-Carrageenan):

• Cấu trúc: Chứa ba nhóm ester sulfat trên mỗi disaccharide.

• Đặc tính tạo gel: Không có khả năng tự tạo gel trong dung dịch nước mà chỉ tạo ra dung dịch có độ nhớt cao, hoạt động như một chất làm dày, tan tốt trong nước lạnh.

• Tương tác: Ít tương tác với protein hơn so với κ-Carrageenan.

• Độ nhớt dung dịch: Là loại Carrageenan tạo độ nhớt cao nhất trong ba loại.

Ngoài ba loại chính này, còn có các dạng Carrageenan khác ít phổ biến hơn như mu (μ) và nu (ν) Carrageenan, là tiền chất của kappa và iota Carrageenan.

III. Cơ Chế Tạo Gel Và Làm Dày Của Carrageenan

Khả năng tạo gel và làm dày của Carrageenan là kết quả của sự hình thành cấu trúc xoắn kép (double helix) và sự tương tác giữa các chuỗi polymer.

• Sự hình thành xoắn kép: Khi dung dịch Carrageenan (đặc biệt là kappa và iota) được làm nguội, các chuỗi polysaccharide có xu hướng tự sắp xếp và xoắn lại với nhau tạo thành cấu trúc xoắn kép. Sự hiện diện của các ion kim loại phù hợp (K⁺ cho kappa, Ca²⁺ cho iota) đóng vai trò như “cầu nối”, giúp ổn định cấu trúc xoắn kép này.

• Sự kết tụ của các xoắn kép: Các cấu trúc xoắn kép sau đó có thể tương tác và kết tụ lại với nhau, hình thành một mạng lưới không gian ba chiều vững chắc, nhốt các phân tử nước bên trong và tạo thành gel.

• Yếu tố ảnh hưởng đến tính chất gel:

  • Loại Carrageenan: Như đã phân tích, mỗi loại Carrageenan tạo ra gel có đặc tính khác nhau.

  • Nồng độ Carrageenan: Nồng độ càng cao, gel càng cứng chắc.

  • Sự hiện diện và nồng độ của ion kim loại: Ion K⁺, Ca²⁺ là cần thiết cho sự tạo gel của kappa và iota Carrageenan.

  • Nhiệt độ: Quá trình tạo gel phụ thuộc vào nhiệt độ (hình thành khi làm nguội).

  • pH: Carrageenan bền nhất ở pH trung tính hoặc kiềm nhẹ. Trong môi trường axit mạnh và nhiệt độ cao, Carrageenan có thể bị thủy phân, làm giảm khả năng tạo gel.

  • Sự có mặt của các thành phần khác: Protein, đường, các hydrocolloid khác có thể tương tác và ảnh hưởng đến tính chất của gel Carrageenan.

Đối với Lambda-Carrageenan, do có nhiều nhóm sulfat mang điện tích âm và cấu trúc không thuận lợi cho việc hình thành xoắn kép mạnh mẽ, nó chủ yếu hoạt động như một chất làm dày bằng cách tăng độ nhớt của dung dịch thông qua sự vướng víu giữa các chuỗi polymer.

IV. Ứng Dụng Đa Dạng Và Phổ Biến Của Carrageenan (E407) Trong Ngành Thực Phẩm

Nhờ những đặc tính ưu việt, Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của ngành công nghiệp thực phẩm.

1. Ngành Chế Biến Sữa Và Các Sản Phẩm Từ Sữa:

Đây là một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của Carrageenan, đặc biệt là κ-Carrageenan.

• Sữa sô cô la, sữa cacao: Ngăn chặn sự lắng đọng của các hạt cacao, giữ cho sản phẩm đồng nhất.

• Kem, sữa chua đông lạnh: Ngăn chặn sự hình thành tinh thể đá lớn, cải thiện độ mịn và độ ổn định của kem khi đông lạnh và rã đông.

• Sữa đặc, kem topping: Tăng độ ổn định, ngăn chặn sự tách lớp của chất béo.

• Phô mai mềm, phô mai chế biến: Cải thiện cấu trúc, tăng khả năng cắt lát và giảm sự rỉ nước.

• Các món tráng miệng từ sữa: Tạo cấu trúc gel mềm mịn, hấp dẫn.

2. Ngành Chế Biến Thịt, Gia Cầm Và Thủy Hải Sản:

Carrageenan (thường là κ-Carrageenan hoặc hỗn hợp) đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện cấu trúc và khả năng giữ nước.

• Giò chả, xúc xích, thịt viên, cá viên: Tăng độ giòn dai, độ săn chắc, giảm hao hụt khối lượng khi nấu, cải thiện khả năng cắt lát.

• Thịt gia cầm chế biến (chả gà, xúc xích gà): Tăng khả năng giữ nước, giúp sản phẩm mềm và mọng nước hơn.

• Thịt chế biến sẵn: Cải thiện độ kết dính giữa các miếng thịt, tăng hiệu suất thu hồi.

• Sản phẩm surimi: Tăng cường khả năng tạo gel.

• Sản phẩm Đoàn Anh Foodtech liên quan: SUPER CARRAGEENAN – một giải pháp Carrageenan chất lượng cao, giúp tạo độ giòn sần sật, tăng liên kết cho các sản phẩm thịt, cá chế biến.

3. Đồ Uống Và Nước Giải Khát:

• Nước ép trái cây, sữa đậu nành, sữa hạt: Làm chất ổn định, ngăn chặn sự lắng cặn của các hạt rắn, tạo cảm giác đầy đặn hơn khi uống.

• Bia: Trong một số trường hợp, dùng làm chất kết lắng, giúp làm trong bia.

4. Bánh Kẹo Và Các Sản Phẩm Tráng Miệng Khác:

• Thạch rau câu: Tạo cấu trúc gel trong suốt, đàn hồi.

• Mứt, kẹo dẻo: Cải thiện cấu trúc và độ ổn định.

• Nước sốt, topping cho bánh: Làm chất làm dày, tạo độ sánh mịn.

5. Thực Phẩm Chay:

Carrageenan là một thành phần quan trọng trong nhiều sản phẩm chay để tạo cấu trúc và cảm quan mong muốn, ví dụ như trong các sản phẩm thay thế thịt hoặc phô mai chay.

V. Các Khía Cạnh Về An Toàn Và Quy Định Pháp Lý Đối Với Carrageenan (E407)

Tính an toàn của Carrageenan đã được nhiều tổ chức y tế và an toàn thực phẩm uy tín trên thế giới đánh giá và công nhận.

• Công nhận quốc tế:

  • Ủy ban Tiêu chuẩn Thực phẩm Codex (Codex Alimentarius Commission): INS 407 (Carrageenan) được chấp thuận sử dụng trong nhiều loại thực phẩm với các giới hạn cụ thể theo tiêu chuẩn chung về phụ gia thực phẩm (GSFA).

  • Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA): Carrageenan được công nhận là GRAS (Generally Recognized As Safe) cho các mục đích sử dụng dự kiến trong thực phẩm.

  • Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA): Đã đánh giá lại tính an toàn của Carrageenan (E407) và kết luận rằng nó an toàn khi sử dụng làm phụ gia thực phẩm ở các mức độ hiện tại.

• Quy định tại Việt Nam: Việc sử dụng Carrageenan (INS 407) trong thực phẩm tại Việt Nam phải tuân thủ theo các quy định của Bộ Y Tế, cụ thể là Thông tư 24/2019/TT-BYT và các văn bản cập nhật, trong đó quy định rõ danh mục thực phẩm được phép sử dụng và giới hạn tối đa cho phép.

• Tranh cãi về Poligeenan (Degraded Carrageenan): Có một số tranh cãi liên quan đến Poligeenan (hay Carrageenan bị phân giải), một dạng Carrageenan có khối lượng phân tử rất thấp, không được phép sử dụng trong thực phẩm và có liên quan đến các vấn đề viêm nhiễm trên động vật thí nghiệm. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là Carrageenan cấp thực phẩm (E407) có khối lượng phân tử cao và quy trình sản xuất được kiểm soát để đảm bảo không chứa Poligeenan ở mức gây hại. Các nghiên cứu khoa học sâu rộng đã khẳng định tính an toàn của Carrageenan cấp thực phẩm khi tiêu thụ.

VI. Đoàn Anh Foodtech – Giải Pháp Carrageenan Chuyên Dụng Cho Sản Phẩm Thịt, Cá Xay Nhuyễn:

Đoàn Anh Foodtech tự hào cung cấp sản phẩm SUPER CARRAGEENAN – một giải pháp Carrageenan được nghiên cứu và phát triển chuyên biệt cho các ứng dụng trong ngành chế biến thịt, cá xay nhuyễn như giò chả, xúc xích, chả cá, chả bò, và nhiều sản phẩm tương tự khác.

• Ưu điểm vượt trội của SUPER CARRAGEENAN:

  • Tối ưu hóa cấu trúc: Sản phẩm được thiết kế để tạo độ giòn dai, sần sật đặc trưng, cải thiện đáng kể cảm quan khi nhai.

  • Kết hợp carrageenan với Phosphate: Một điểm khác biệt quan trọng của giải pháp từ Đoàn Anh Foodtech là SUPER CARRAGEENAN có thể được ứng dụng hiệu quả khi kết hợp với các nhóm phosphate (ví dụ: STPP, các hỗn hợp polyphosphate chuyên dụng). Sự tương tác cộng hưởng này giúp hình thành một mạng lưới liên kết protein phức hợp và vững chắc hơn.

  • Hiệu quả kinh tế: Sự kết hợp thông minh giữa Carrageenan và phosphate không chỉ mang lại hiệu quả cao về mặt cấu trúc (giòn dai) mà còn có thể giúp tối ưu hóa chi phí nguyên liệu so với việc chỉ sử dụng một loại phụ gia đơn lẻ ở nồng độ cao.

VII. Kết Luận: Carrageenan (E407) – Thành Phần Tự Nhiên Đa Năng Cho Ngành Thực Phẩm Hiện Đại

Carrageenan (E407 / INS 407), với nguồn gốc tự nhiên từ rong biển đỏ và những đặc tính tạo gel, làm dày, ổn định vượt trội, đã và đang đóng góp một vai trò không thể thiếu trong việc cải thiện chất lượng và sự đa dạng của vô số sản phẩm thực phẩm trên toàn cầu. Khi được sử dụng một cách khoa học, tuân thủ đúng các quy định về an toàn và liều lượng, Carrageenan là một công cụ giá trị, giúp các nhà sản xuất thực phẩm tạo ra những sản phẩm hấp dẫn, chất lượng cao, đáp ứng sự mong đợi của người tiêu dùng.

Việc hiểu rõ về các loại Carrageenan khác nhau, cơ chế hoạt động và lựa chọn nhà cung cấp uy tín như Đoàn Anh Foodtech sẽ giúp các doanh nghiệp thực phẩm khai thác tối đa tiềm năng của hydrocolloid tự nhiên này, góp phần vào sự phát triển bền vững và đổi mới của ngành.

Để nhận tư vấn chi tiết về sản phẩm SUPER CARRAGEENAN và các giải pháp hydrocolloid khác, Quý khách hàng vui lòng liên hệ Đoàn Anh Foodtech: Hotline: 0906 929 377

Câu Hỏi Thường Gặp (FAQs)

1. Carrageenan (E407) có nguồn gốc từ đâu và có phải là chất nhân tạo không?

   • Carrageenan là một hydrocolloid hoàn toàn tự nhiên, được chiết xuất từ các loài rong biển đỏ. Nó không phải là chất nhân tạo.

2. Sự khác biệt chính giữa Kappa, Iota và Lambda Carrageenan là gì?

   • Sự khác biệt chính nằm ở số lượng nhóm sulfat và cấu trúc phân tử, dẫn đến khả năng tạo gel và độ nhớt khác nhau. Kappa tạo gel cứng giòn (cần ion K⁺), Iota tạo gel mềm dẻo (cần ion Ca²⁺), còn Lambda không tạo gel mà chỉ làm tăng độ nhớt.

3. Carrageenan có an toàn cho sức khỏe không?

   • Carrageenan cấp thực phẩm (E407/INS 407) đã được các tổ chức y tế và an toàn thực phẩm uy tín trên thế giới như FDA, EFSA, Codex Alimentarius công nhận là an toàn khi sử dụng trong thực phẩm theo đúng liều lượng quy định.

4. Ứng dụng phổ biến nhất của Carrageenan trong ngành thịt là gì?

   • Trong ngành thịt, Carrageenan thường được sử dụng để tăng độ giòn dai, độ săn chắc, khả năng giữ nước và cải thiện cấu trúc cho các sản phẩm như giò chả, xúc xích, thịt viên, jambon.

5. Đoàn Anh Foodtech có những loại Carrageenan nào và làm thế nào để lựa chọn loại phù hợp?

   • Đoàn Anh Foodtech cung cấp sản phẩm SUPER CARRAGEENAN chất lượng cao. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ tư vấn chi tiết dựa trên loại sản phẩm, yêu cầu về cấu trúc và quy trình sản xuất của bạn để giúp bạn lựa chọn loại Carrageenan và liều lượng sử dụng tối ưu nhất.

> Xem các bài liên quan:

• Tìm hiểu về phụ gia tạo giòn sựt từ sụn rong biển
• Tìm hiểu chất nhũ hoá là gì

————–

LIÊN HỆ CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ THƯƠNG MẠI ĐOÀN ANH (Đoàn Anh FoodTech)

✳️ Địa chỉ trụ sở chính: V3-247, Đường V3, Khu The Manhattan Glory, Phường Long Bình, TP. Hồ Chí Minh

📞 Hotline: 0906.929.377

📞 Zalo: 0906929377

Xem thêm về Đoàn Anh trên các nền tảng online:

👉 Youtube: https://www.youtube.com/@Doananhfoodtech

👉 Tiktok: https://www.tiktok.com/@doananhfoodtech

Đoàn Anh hân hạnh được phục vụ quý khách hàng!

Từ khoá: e407, ins 407, carrageenan