Carrageenan (Chất ổn định E407): Thành phần giúp tăng độ ổn định cho sản phẩm

Carrageenan là gì?

Carrageenan được chiết xuất từ loại tảo đỏ có nguồn gốc từ Ireland, mọc dọc theo bờ biển Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Island. Là chất tạo gel, tạo đặc, carrageenan được chiết xuất bằng nước nóng dưới điều kiện khá kiềm, sau đó cho kết tủa/cô đặc.

Carrageenan có những đặc tính sau đây:

• Có màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. Carrageenan tồn tại ở dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi.

• Không tan trong ethanol nhưng carrageenan tan được trong nước ở nhiệt độ khoảng 80^oC. Khi tan, carrageenan tạo thành một dung dịch sệt/dung dịch màu trắng đục có tính chảy. Lúc đầu, nếu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose trong nước, carrageenan sẽ được phân tán dễ dàng trong nước hơn.

• Tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ, các ion có mặt và hàm lượng carrageenan mà độ nhớt của dung dịch sẽ khác nhau. Tuy nhiên, độ nhớt của Carrageenan sẽ tỉ lệ thuận với hàm lượng.

• Carrageenantương tác được với nhiều loại gum - nhất là loại locust bean gum. Tùy hàm lượng, nó sẽ có tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền, độ đàn hồi của gel. Carrageenan sẽ làm tăng độ bền gel của guar gum nếu ở hàm lượng cao và ngược lại, nếu hàm lượng thấp thì chỉ 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 trong thương mại gồm 3 loại sau:

• Dạng kappa tạo nên sợi gel cứng do chứa ion kali; dạng này phản ứng với các protein sữa. Chủ yếu có nguồn gốc từ Kappaphycus alvarezii.

• Các dạng iota tạo nên sợi gel mềm do các ion calci. Chủ yếu có nguồn gốc từ Eucheuma denticulatum.

• Dạng lambda không tạo gel, chủ yếu làm chất làm dày trong sữa. Nguồn chủ yếu là từ Gigartina.

Trong thực phẩm, carrageenan là phụ gia quen thuộc E407 (hoặc E407a đối với “processed eucheuma seaweed”).

Điều chế sản xuất carrageenan

Carrageenan được thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước/dung dịch kiềm loãng. Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng quay, hay kết tủa trong dung dịch KCl và sau đó làm lạnh. Methanol, ethanol và isopropanol là loại cồn được sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch carrageenan.

Sản phẩm có thể chứa đường nhằm mục đích chuẩn hóa, chứa muối để thu được cấu trúc gel đặc trưng hay tính năng tạo đặc.

Cơ chế hoạt động của carrageenan

Carrageenan chứa các hóa chất có thể làm giảm bài tiết dạ dày và ruột. Một lượng lớn carrageenan kéo nước vào ruột, và điều này có thể giải thích tại sao nó có công dụng như thuốc nhuận tràng. Carrageenan cũng có thể làm giảm đau và sưng.

Carrageenan là các polysaccharide tạo bởi các chuỗi lặp lại của các đơn vị galactose và 3,6 anhydrogalactose (3,6-AG), cả dạng sulfat hóa và không sulfat hóa. Các đơn vị này tham gia các liên kết α-1,3 và β-1,4 glycosid.

Trong thực phẩm, carrageenan được sử dụng rộng rãi từ lâu. Bên cạnh đó, chất này cũng ngày càng được dùng nhiều trong những công thức dược phẩm dùng ngoài đường tiêm. Carrageenan được đánh giá là một chất không gây độc và không gây kích ứng khi được sử dụng với công dụng này.

• Vai trò của Carrageenan trong dược phẩm: Làm tá dược ổn định, tá dược gây phân tán, tá dược nhũ hóa, tá dược tạo gel, tá dược kiểm soát giải phóng cũng như là tá dược làm tăng độ nhớt.

• Do là một polysaccharide giống như gelatin có nguồn gốc từ rong biển đỏ mà carrageenan dùng trong mỹ phẩm có khả năng hòa tan tốt và tính chất ngậm nước có chức năng nhũ hóa tốt cho các công thức mỹ phẩm. Trong kem đánh răng, carrageenan cũng được bổ sung để chống lại sự tách lỏng, sự bào mòn trạng thái, tạo các đặc tính tốt cho sản phẩm.

• Carrageenan cũng góp mặt vào công nghiệp sợi nhân tạo, phim ảnh, sản xuất giấy.

• Trong nước giải khát, chúng ta sẽ tìm thấy carrageenan trong vai trò là một chất tạo sánh.

• Trong sản xuất bánh mì, bánh bích quy, bánh bông lan…, carrageenan tạo cho sản phẩm có cấu trúc mềm xốp.

• Trong công nghệ sản xuất bánh kẹo, nhà sản xuất bổ sung carrageenan với mục đích giúp làm tăng độ đồng nhất, độ đặc nhất định của sản phẩm.

• Trong lĩnh vực chế biến thủy sản, carrageenan có công 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…

• Carrageenan là một chế phẩm sinh học đã được ứng dụng thành công trong việc cải thiện chất lượng dịch đường trong quá trình lên men bia.

• Carrageenan trong chế biến thực phẩm có công dụng là chất ổn định, lâu chảy, khả năng chịu nhiệt tốt.

Trang 156-158 của Thông tư 24 quy định về quản lý và sử dụng phụ gia thực phẩm quy định:

• Tỷ lệ sử dụng khuyến khích là 1,5 - 2,5% tùy theo nhu cầu nhà sản xuất;
• Đối với tình trạng hạ lipid máu: Các thực phẩm giàu chất carrageenan được dùng trong 8 tuần;
• Để ngăn ngừa HIV: Bạn dùng 5mg carrageenan gel ở âm đạo trong 7 ngày.

Trong y tế

Carrageenan được ứng dụng trong điều trị ho, lao, viêm phế quản, lao, các vấn đề về đường ruột. Carrageenan được thay đổi bằng cách thêm axit và chế biến ở nhiệt độ cao để điều trị loét dạ dày, thuốc nhuận tràng.

Một số trường hợp vùng da quanh hậu môn đang có tình trạng viêm, người ta còn dùng carrageenan bôi trực tiếp lên.

Trong mỹ phẩm

Carrageenan là một polysaccharide giống như gelatin có nguồn gốc từ rong biển đỏ. Với cấu trúc polyme độc đáo của nó, carrageenan có khả năng hòa tan tốt và tính chất ngậm nước có chức năng nhũ hóa tốt cho các công thức mỹ phẩm.

Điều này làm cho các sản phẩm chăm sóc da có độ hòa tan các thành phần khác nhau để đạt được tính nhất quán mong muốn và khả năng bôi lên da. Khi thoa lên da, carrageenan tăng cường độ thẩm thấu và hiệu quả của sản phẩm dưỡng ẩm, như kem dưỡng da và lotion, cũng như tạo kết cấu sản phẩm mềm mại hơn.

Trong một số sản phẩm chăm sóc cá nhân như kem đánh răng, dầu xả và dầu gội đầu cũng có chứa thành phần carrageenan.

Trong dược phẩm

Carrageenan được sử dụng rộng rãi trong các dạng bào chế không dùng đường tiêm bao gồm hỗn dịch (gây thấm và làm hoàn nguyên tốt), nhũ tương, gel, kem, lotion, thuốc nhỏ mắt, thuốc đặt, viên nén và viên nang.

Trong vai trò là chất gây phân tán, carrageenan có khả năng che đi cảm giác sạn của các chế phẩm antacid.

Carrageenan giúp ổn định trạng thái hóa lý của nhũ tương khi dùng ở nồng độ 0.1-0.5%. Trong các lotion trên da tay và chế phẩm kem carrageenan có vai trò cung cấp độ trơn và độ chà xát.

Carrageenan có khả năng kết dính mạnh nhất và có thể được sử dụng trong các hệ mang thuốc đường uống cũng như đường đặt má.

Các ứng dụng của carrageenan trong các hệ gel dùng tại chỗ cũng đã được nghiên cứu và kết quả cho thấy rằng, việc sử dụng carrageenan trong những dạng bào chế này phụ thuộc vào dược chất, do khả năng tương tác ion tiềm tàng giữa tá dược này với các dược chất.

Các chế phẩm gel tạo chỗ, việc phối hợp nhóm iota, kappa và delta tạo ra hệ gel có khả năng lan rộng tốt và việc giải phóng thuốc phụ thuộc vào động học khuếch tán của các tiểu phân này.

Trong công nghiệp thực phẩm

Carrageenan với các tính chất như tạo gel, làm dày, ổn định được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, cụ thể là các sản phẩm thịt và sữa do khả năng liên kết tốt với các protein thực phẩm.

Một số thực phẩm có chứa carrageenan bao gồm:

• Sữa: Các loại kem (kem tươi, kem, kem chua), sữa sô cô la, phô mai, các sản phẩm sữa chua có thể ép dành cho trẻ em.

• Các lựa chọn thay thế sữa (sữa đậu nành, sữa gai, sữa dừa, sữa hạnh nhân, bánh pudding đậu nành, các món tráng miệng khác).

• Thịt: Gà tây thái lát, gà chế biến và thịt deli.

• Thực phẩm chế biến sẵn: Súp đóng hộp và nước dùng, bữa tối bằng lò vi sóng và pizza đông lạnh.

• Một số thức uống dinh dưỡng hoặc chế độ ăn uống chứa carrageenan, cũng như một số chất bổ sung, bao gồm các loại vitamin nhai.

Carrageenan còn được dùng thay thế thực phẩm thuần chay cho gelatin, trong món tráng miệng chẳng hạn. Carrageenan trong thức ăn vật nuôi đóng hộp cũng là thành phần được tìm thấy phổ biến.

Nhà sản xuất phải nêu rõ trên nhãn mác các sản phẩm có chứa carrageenan, theo quy định của FDA.

Trong một số trường hợp, carrageenan có thể làm chậm quá trình đông máu và hạ huyết áp. Về lý thuyết, carrageenan có thể làm tăng nguy cơ chảy máu và can thiệp vào kiểm soát huyết áp trong quá trình phẫu thuật. Do đó, tốt nhất là nên ngừng sử dụng carrageenan ít nhất 2 tuần trước khi phẫu thuật theo lịch.

Hiện việc sử dụng carrageenan trong thời kỳ mang thai và cho con bú chưa có đủ thông tin; do đó bạn cần tham khảo ý kiến bác sĩ hoặc dược sĩ trước khi dùng.