công nghệ chế biến rong biển

1.Nhiệm vụ của môn học CNCB Rong biển Học phần cung cấp cho người học kiến thức và và kỹ năng chế biến rong biển: nguyên liệu, công nghệ sau thu hoạch, công nghệ sản xuất chế phẩm từ rong biển dùng làm thực phẩm và ứng dụng trong lĩnh vực khác; phương pháp nghiên cứu nâng cao chất lượng cho quá trình bảo quản, chế biến và phát triển sản phẩm từ rong biển.

BIÊN SOẠN: ĐỖ TRỌNG SƠN

BÀI GIẢNG

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RONG BIỂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

===o0o===

BIÊN SOẠN: ĐỖ TRỌNG SƠN

1

MÔ TẢ MÔN HỌC

1.Nhiệm vụ của môn học CNCB Rong biển

Học phần cung cấp cho người học kiến thức và và kỹ năng chếbiến rong biển: nguyên liệu, công nghệ sau thu hoạch, côngnghệ sản xuất chế phẩm từ rong biển dùng làm thực phẩm vàứng dụng trong lĩnh vực khác; phương pháp nghiên cứu nângcao chất lượng cho quá trình bảo quản, chế biến và phát triểnsản phẩm từ rong biển

2

MÔ TẢ MÔN HỌC

2 Nội dung môn học CNCB Rong biển

2.1 Lý thuyết (20 tiết)

Chủ đề 1 Nguyên liệu rong biển

Chủ đề 2 Công nghệ sau thu hoạch rong biển

Chủ đề 3 Sản xuất keo rong Nâu

Chủ đề 4 Sản xuất keo rong Đỏ

3

Bài 3: Sản xuất Agar từ rong câu chỉ Vàng

Bài 4: Sản xuất Carrageenane từ rong sụn

Bài 5: Chế biến một sản phẩm thực phẩm từ rong biển

4

MÔ TẢ MÔN HỌC

3 Tài liệu học tập

TT Tên tác giả Tên tài liệu

Năm xuất bản

Nhà xuất bản

Địa chỉ khai thác tài liệu

Mục đích

sử dụng Học Tham

Nông nghiệp

Trường Đại học Nha Trang

2 Nguyễn Xuân

Nguyên

Carrageenan từ rong biển – Sản xuất và ứng dụng

MÔ TẢ MÔN HỌC

4 Hình thức đánh giá môn học

Phương pháp đánh giá

Trọng số (%)

1 Tham gia học trên lớp (TGH): chuẩn bị bài

tốt, tích cực thảo luận…

Quan sát, điểm danh

10

tốt, tích cực thảo luận… điểm danh

cáo Trình bày báo cáo

CHỦ ĐỀ 1: NGUYÊN LIỆURONG BIỂN

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

2 ĐẶC ĐIỂM CỦA RONG MƠ, RONG CÂU VÀ THỜI

KỲ THU HOẠCH HỢP LÝ CHO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RONG BIỂN

3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA RONG BIỂN

7

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.1.Đặc điểm của rong biển

Rong biển hay tảo biểnTên khoa học: Marine algae, marine plant hayseaweed

8

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.2 Các yếu tố sinh thái biển có ảnh hưởng đến đời sống rong biển

Địa bàn sinh trưởngNhiệt độ, ánh sáng

Độ muối

RONG

BIỂN

Độ pHMuối dinh dưỡngKhí hòa tan

Mức triềuSóng, gió, hải lưu…

9

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.3 Vai trò của rong biển

Rong biển hiện nay đã được sử dụngrộng rãi, song vai trò của nó còn nhiều hơn tatưởng Và ngày nay khi khoa học ngày càngphát triển, công nghiệp chế biến rong biển và

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.3 Vai trò của rong biển1.3.1 Rong dùng làm thức ăn

Hầu hết các loài thức ăn trong thành phần của

nó không chứa các chất độc nên chúng có thểdùng làm thức ăn cho người và gia súc (làm thức

RONG

BIỂN

ăn tươi)Rong biển có thể dùng làm món ăn quí vì nó làmón ăn tự nhiên dễ kiếm, có hàm lượng dinhdưỡng cao

Chiết tách các chất keo rong: Agar, Alginate,Carrageenane…sử dụng trong thực phẩm

11

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.3 Vai trò của rong biển1.3.2 Rong dùng trong y học

Agar chế từ rong Đỏ dùng làm môi trường nuôicấy vi khuẩn chế thuốc nhuận tràng, làm vỏ bọcthuốc khó uống, …

Alginate chế từ rong Nâu làm khuôn răng, chân

Manitol điều chế từ rong Nâu dùng làm thuốcchữa bệnh đái đường

12

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.3 Vai trò của rong biển1.3.3 Rong dùng trong nông nghiệp

Sử dụng bã rong làm thức ăn cho gia súc

Sử dụng rong để bón phân

RONG

BIỂN

13

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.3 Vai trò của rong biển1.3.4 Rong dùng trong công nghiệp

Chiết xuất các chất keo rong: Alginate,Agar, Carrageenane…

Rong biển là một món quà thiên nhiên quí giá

RONG

BIỂN

Rong biển là một món quà thiên nhiên quí giá rất giàu chất dinh dưỡng, nên ngoài tác dụng chữa bệnh, làm đẹp, nhiều loại rong biển còn là nguyên liệu cho rất nhiều món ăn hấp dẫn.

14

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.4 Phân loại rong biển

Dựa vào thành phần cấu tạo, sắc tố, đặc điểmhình thái, sinh sản mà rong biển được chia thành

9 ngành:

1- Ngành Rong Lục (Chlorophyta) 2- Ngành Rong Trần (Englenophyta) 3- Ngành Rong Giáp (Pyrophyta)

RONG

BIỂN

3- Ngành Rong Giáp (Pyrophyta) 4- Ngành Rong Khuê (Bacillareonphyta) 5- Ngành Rong Kim (Chrysophyta)

6- Ngành Rong Vàng (Xantophyta) 7- Ngành Rong Nâu (Phacophyta) 8- Ngành Rong Đỏ (Rhodophyta) 9- Ngành Rong Lam (Cyanophyta)

15

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.4 Phân loại rong biển 1.4.1 Ngành rong Đỏ (tảo Đỏ)

Có 2500 loài, 400 chiChủ yếu sống ở biểnĐặc trưng có sắc tố đỏRong tươi có màu hồng lục, hồng tím, hồng

Rong câu sợi mảnh

Gracilaria tenuistipitata

18

Rong câu sợi mảnh

Gracilaria bangmeiana

Rong câu bành mai

Gracilaria lemaneiformis

20

Gracilaria eucheumoides

Rong câu chân vịt

21

2 Nhóm rong sản xuất Carrageenane

Kappaphycus alvarezii

(Rong sụn)

22

2 Nhóm rong sản xuất Carrageenane

Rong hồng vân

Betaphycus gelatinum

23

Rong mứt

25

2 Nhóm rong sản xuất Furcellaran

Nhóm Gelans, điển hình là loại rong Furcellaria

26

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.4 Phân loại rong biển 1.4.2 Ngành rong Lục (tảo Lục)

Có trên dưới 360 chi và 5700 loàiChủ yếu sống trong nước ngọt

Có màu lục

RONG

BIỂN

Một số ở dạng tế bào trần không có vỏ, còn đại

đa số có vỏ riêng là chất pectin hay celluloseĐối tượng để sản xuất pectin

27

Hình ảnh về loài rong lục

Tảo chlorella

28

Rong Nho

29

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.4 Phân loại rong biển 1.4.3 Ngành rong Nâu (tảo Nâu)

Có hơn 190 chi và 900 loàiPhần lớn sống ở biển

Có màu nâu đặc trưngĐối tượng để sản xuất các chất keo rong như:

Hình ảnh về loài rong Nâu

Rong Mơ

S crassifolium

31

S.gramnifolium S.kjellmanianum 32

S.polycystum S.mcclurei

33

S.mcclurei 34

CHỦ ĐỀ 1

NGUYÊN

LIỆU

RONG

1.KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LIỆU RONG

1.5 Nguồn lợi rong biển 1.5.1 Tại Việt Nam

RONG

BIỂN

37

NGUỒN LỢI RONG BIỂN NƯỚC TA

Ở nước ta 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

hai miền (Nguyễn Hữu

Dinh, 1998).Trong đó

có các đối tượng quan

trọng là: rong Câu

(Gracilaria), rong Mơ

NGUỒN LỢI RONG BIỂN NƯỚC TA

39

NGUỒN LỢI RONG BIỂN NƯỚC TA

• Nguồn rong trồng bao gồm chủ yếu các loại rong Đỏ như: rong Câu chỉ vàng (G.verrucosa), rong Câu cước (G.acerosa), rong Câu (G.asiatica và G.heteroclada), rong Sụn (Alvarezii).

Trong đó G.verrucosa và G.asiatica được trồng ở vùng nước lợ

40

G.asiatica được trồng ở vùng nước lợ (Blackish water) từ năm 1970 ở phía Bắc, phía Nam từ 1980 với tổng diện tích 1.000 ha đạt sản lượng khoảng 1.500 ÷ 2.000 tấn khô/năm Rong

Câu cước (G.acerosa) cũng được

trồng ở vùng thuỷ triều, vịnh, ao, đìa với diện tích khoảng 100 ha, sản lượng khoảng 150 ÷ 200 tấn khô/năm.

Graciraria

Nguồn lợi rong biển rất lớn, khai thác hàng triệu tấn/năm

Tập trung ở Thái Bình Dương, Đại Tây Dương, Ấn Độ DươngRong đỏ:

Châu Á chiếm 80 % trên toàn thế giới:

•Hàn Quốc chiếm 52 % rong sụn của thế giới

•Philippine chiếm 85 % rong sụn của thế giới Rong Nâu:

1.5.2.Thế giới

Rong Nâu:

•Châu Âu chiếm 75 % SL toàn thế giới

•Sử dụng so với tiềm năng 1/10 (rong nâu)- 1/3 (rong đỏ)

41

Bảng 1.1: Sản lượng rong biển trên thế giới phân bố theo khu

vực

Tên khu vực Sản lượng rong biển để sản xuất các loại keo (tấn)

Alginat Agar Carrageenan và

Phurcellanan Châu Á

Mỹ La Tinh

4570 12800

18088 9990

17.900 5720

9990 6350 1660

5720 8400 7000 150 Tổng cộng 99370 36094 39170

42

Nhận xét:

•Xét trên toàn thế giới, rong dùng sản xuất Alginate (rong Nâu) có sản lượng lớn hơn rong Đỏ (rong dùng sản xuất Agar,

Carrageenan, Furcellanan)

•Xét riêng sản lượng rong Nâu thì:

Bắc Mỹ > Châu Âu > Mỹ La Tinh > Châu Á

2 ĐẶC ĐIỂM CỦA RONG MƠ, RONG CÂU VÀ THỜI KỲ THU HOẠCH HỢP LÝ CHO CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN RONG BIỂN

2.1 Đặc điểm của rong Mơ

2.2 Đặc điểm của rong Câu

Phần lõi: gồm một tế bào trung tụ,

xung quanh là tế bào vây trụ chủ yếu

2.3.Đặc điểm sinh trưởng, phát triển và thời kỳ thu hoạch rong biển hợp lý cho công nghệ chế biến

Quá trình lớn lên của cây rong gồm có 5 thời kì:

Sinh trưởng - phát triển - tích lũy - sinh sản - tàn lụi

Thời kì thu hoạch hợp lí

46

Câu hỏi : Vì sao ta thu hoạch rong cuối thời kì tích lũy là hợp lí

nhất?

Phương pháp xác định thời kỳ thu hoạch rong biển hợp lý cho sản xuất

• Dựa vào mùa vụ khai thác

• Dựa vào các tiêu chuẩn sau:

Rong đang ở thời kỳ phân nhánh cấp II mạnh, chiều dài nhánh

> 20 cm đối với rong hái tự nhiên và > 30 cm đối với rongnuôi trồng

Khối lượng cá thể đạt từ 2 – 3,5 gam

Khối lượng cá thể đạt từ 2 – 3,5 gam

Tỷ lệ rong khô/ rong tươi đạt 1/8 – 1/10

Với rong Nâu, thường quan sát phao sinh

sản của nó

47

Mục đích và ý nghĩa khi nghiên cứu:

Xác định được sản phẩm chế biếnĐánh giá được giá trị nguyên liệu để có công nghệ sảnxuất, chế biến phù hợp

1.1.3 Thành phần hóa học của rong biển

48

Thành phần hóa học của rong biển:

+ Bao gồm: nước, sắc tố, protein, glucid, lipid, khoáng,vitamin, độc tố, các hợp chất có hoạt tính sinh học (enzyme,hoocmon, kháng sinh…)

+ Thành phần và hàm lượng các chất phụ thuộc vàonhiều nhân tố: giống, loài, phân bố địa lí, điều kiện môi trườngsống,thời kỳ phát triển của rong, mùa vụ và các bộ phận khác

3 Thành phần hóa học của rong biển

49

sống,thời kỳ phát triển của rong, mùa vụ và các bộ phận khácnhau trên cùng một giống loài

a Sắc tố: Sắc tố trong rong Nâu khá bền Bao gồm:

Diệp lục tố (Clorophyl)Diệp hoàng tố (xantophyl)Sắc tố nâu (fucoxanthin)Sắc tố đỏ (Caroten)

e Lipid

Hàm lượng không đáng kể Nguyên nhân gây mùi tanh cho rong

f Vitamin: vitamin K, vitamin B2

Có nhiều loại (A, B, C, E, K…) Hàm lượng không cao

g Độc tố

Không có mặt ở các loại rong

3.1.Thành phần hóa học của rong nâu

52

Không có mặt ở các loại rong Trường hợp đặc biệt: một số loại rong có khả năng hấp thụ chất phóng xạ Sử dụng để xác định đỗ nhiễm phóng xạ của một vùng địa lí nào đó

h Các chất có hoạt tính sinh học khác

Nhiều loài rong Nâu chứa kháng sinh thực vật có tác dụng tích cực trong điều trị bệnh đặc biệt là lõi của

rong Laminaria chữa được bệnh ung thư

3.1.Thành phần hóa học của rong nâu

53

a Nước : Hàm lượng khá cao 77-91%

Chiết suất từ rong Đỏ Furcellaria

Furcellaran có tính chất gần giống Agar (Agaroit )

Bảng 1.2: Hàm lượng Agar trong rong Đỏ theo điều kiện địa lý (%)

55

Loại rong Hàm lượng Tác giả

c Protein

Hàm lượng protein trong rong Đỏ cao hơn rong NâuHàm lượng rong Đỏ dao động từ 19-35% so với rong khô.Hàm lượng protein tuỳ thuộc loại rong và vùng địa lý

3.2.Thành phần hóa học của rong Đỏ

Bảng 1.3 Hàm lượng protein ở các vùng trên các loại rong Đỏ

Rong Đỏ miền Nam Việt

Nam

22% Viện nghiên cứu biển Nha

Trang Rong Đỏ miền Bắc Việt

Nam

29% Nhóm hóa sinh nội san nghiên

cứu biển 5/1973 Rong Đỏ Nhật Bản 24% Kuroda, atsummura1954

Rong Đỏ của Liên Xô

cũ

35% Barsitkov, 1963

56

d Lipid:

Mùi tanh trong rong Đỏ là do acid clupadonic có trong phân tử lipid cần loại trừ khỏi rong trong quá trình chế biến

e Sắc tố: Sắc tố trong rong Đỏ kém bền Bao gồm:

Diệp lục tố(Clorophyl)Diệp hoàng tố(xantophyl)Sắc tố nâu (fucoxanthin)

3.2.Thành phần hóa học của rong Đỏ

Sắc tố nâu (fucoxanthin)Sắc tố đỏ (Caroten)

Chủ đề 2

CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH RONG BIỂN

Giải quyết các vấn đề sau:

Mục đích, nhiệm vụ của công nghệ sau thu hoạch là gì?

Xác định thời gian để thực hiện công nghệ sau thu hoạch?

Những quá trình biến đổi nào của rong xảy ra sau khi thu hoạch rong cho đến khi đưa vào nhà máy chế biến? Nguyên nhân và biện pháp khác phục?

Phương pháp thu hoạch, sơ chế và bảo quản rong nguyên liệu

Hiện tượng hư hỏng của rong khô? Biện pháp bảo quản rong khô? Yêu cầu chất lượng của rong khô sử dụng để chế biến các chất keo rong?

2.2.1.Quá trình thủy phân cắt mạch

Các chất keo rong (polymer) các dextrin

Agar Agar dextrinVSV, H2O

xellulase

a Quá trình thủy phân cách mạch

Các chất keo rong (polymer) các dextrin VSV, H2O

Enzyme

Ví dụ: Minh họa một số quá trình cắt mạch

Hình 2.1: Sự phân giải xelluloza thành xelluloza dextrin

Ví dụ: Minh họa một số quá trình cắt mạch

Xellulose xellulose dextrinVSV, H2O

xellulaseAgar Agar dextrinVSV, H2O

xellulase

Hình 2.2: Sự phân giải Agar thành Agar dextrin

Hình 2.3 : Sự phân giải Carrageenan thành Carrageenan dextrin

Nếu rong chất đống

sẽ làm cho chấtlượng keo ronggiảm xuống

Tạo thành các hợp chất phân hủy thối rữa.

Rong thối rữa không thể sử dụng được

HOẠCH

RONG

BIỂN

Rong thối rữa không thể sử dụng được

Rong sau thu hoạch hay vớt lên khỏi mặt nước nếu không có biện pháp kỹ thuật làm khô bảo quản thì chất lượng rong nguyên liệu sẽ giảm đi đáng kể trong một thời gian ngắn chỉ sau thu hoạch.

Chế độ

xử lí rong STH

2.3 Ảnh hưởng của các điều kiện xử lí sau thu hoạch đến chất lượng rong nguyên liệu

Phương

pháp

làm khô

Thời gian Làm khô

Môi trường nước rửa

Thời gian Bảo quản Rong khô

Nhiệt độ Bảo quản rong

2.3.1 Phương pháp làm khô Phương pháp phơi Phương pháp sấy

Sử dụng năng lượng tự nhiên ( ánh

nắng mặt trời)

Sử dụng năng lượng nhân tạo

Ưu điểm

Làm cho cây rong trắng hơn

Rẻ tiền, đơn giản, dễ thực hiện

Thời gian sấy ngắn (6 – 8 tiếng) Điều chỉnh được nhiệt độ theo yêu cầu

Nhược điểm

Thời gian phơi kéo dài

Khó áp dụng nếu thời tiết xấu

Không khử được màu của cây rong

Cần thiết bị sấy, đắt tiền Khó kiểm soát nhiệt độ phân bố khi sấy

Chất lượng nguyên liệu rong sẽ tốt hơn khi sử dụng phương

pháp phơi để làm khô

Rong được làm khô ngay Rong không được làm khô ngay

Hàm lượng nước có trong cây

Tạo điều kiện cho các phảnứng sinh hóa diễn ra

Hiệu suất và độ nhớt giảm theo thời gian chậm làm khô

Bảng 2.1 : Biến đổi của độ nhớt và hiệu suất thu Alginat của nguyên liệu theo

phương pháp làm khô và thời gian chậm làm khô.

2.3.3 Môi trường nước rửa

Rong tươi được xử lí

Rong vẫn còn hô hấp tế bào sinh nhiệt phá hủy các chất hữu cơ làm hỏng rong

Hiệu suất và độ nhớt keo rong cao

2.3.4.Nhiệt độ bảo quản rong khô

Rong bảo quản ở nhiệt thường: quá trình lưu thông không khí dễ

dàng và độ ẩm không khí nhỏ hơn hoặc bằng 80%, hiệu suất vàchất lượng Alginate bị giảm không nhiều

Rong bảo quản ở nhiệt độ thấp: hiệu suất và chất lượng Alginate

Rong bảo quản ở nhiệt độ thấp: hiệu suất và chất lượng Alginate

được hạn chế đáng kể Nhưng chi phí sản xuất cao, giá thànhsản phẩm cao vì cần phải có thiết bị, nhà kho

Chế độ bảo

quản Biến đổi

Bảo quản

Không bảo quản

1 tuần 2 tuần 3 tuần 4 tuần

Bảng 2.2 : Độ nhớt và hiệu suất thu hồi Alginat của nguyên liệu xử lý

nước ngọt ngay sau thu hoạch, phơi và bảo quản.

Biến đổi

của Alginat thường 0C thường 0C thường 0C thường 0C

Độ nhớt

(centipose) 525 539 487 509 466 489 451 447 595Hiệu suất 23,92 24,33 22,86 23,35 21,65 22,56 20,84 21,92 25,53

Chế độ bảo

1 tuần 2 tuần 3 tuần 4 tuần

Bảng 2.3 : Độ nhớt và hiệu suất thu hồi Alginat theo nguyên liệu

không xử lý qua nước ngọt, phơi và bảo quản

của Alginat thường 0C thường 0C thường 0C thường 0C

Độ nhớt

(centipose) 497 513 446

480, 4

423, 5

Chế độ bảo

1 tuần 2 tuần 3 tuần 4 tuần

Bảng 2.4 : Độ nhớt và hiệu suất thu hồi Alginat theo nguyên liệu

không xử lý qua nước ngọt, phơi và bảo quản

của Alginat

Độ nhớt

(centipose) 497 513 446

480, 4

423, 5

Rong sau khi thu hoạch cần phải được xử lí qua nước ngọt kịp thời

và làm khơ ngay để đảm bảo chất lượng keo rong

RONG

BIỂN

phần cần khai thác là cao nhấtXác định được vòng đời của rong để thờigian thu hoạch là thích hợp nhất

Phương pháp thực hiện

Thu hoạch rong trên các ghềnh đá Rửa rong để loại bỏ tạp chất

1 lần

Thực hiện tại nơi thu hoạch rong

Sử dụng nước biển Rong sau thu hoạch

Rửa sạch Trãi vĩ

Sơ chế lần 1

Phơi (sấy khô) Cân bằng ẩm Bao gói Vận chuyển về nhà máy