Môn phụ gia thực phẩm đ ề tài tìm hiểu nhóm chất phụ gia chống oxy hóa trong các sản phẩm dầu mỡ

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM Đ Ề TÀI TÌM HIỂU NHÓM CHẤT PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA TRONG CÁC SẢN PHẨM DẦU MỠ Tp HCM, tháng 11 nă[.]

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN PHỤ GIA THỰC PHẨM Đ Ề TÀI: TÌM HIỂU NHĨM CHẤT PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA TRONG CÁC SẢN PHẨM DẦU MỠ Tp.HCM, tháng 11 năm2013 2013 MỤC LỤC LƠI M ĐÂU SƠ LƯ C NHÓM CHẤT CHỐNG OXY HÓA CHẤT BEO TRONG THỰC PHẨM 1.1 CH T CH NG OXY H A .4 1.1.1 Chât chông oxy h a l gi? 1.1.2 Ph n lo chât chông oxy h a 1.1.3 Cơ chê chông oxy h a chung .6 1.2 SỰ OXY HÓA DẦU MỠ 1.2.1 Sơ lư c dầu mỡ 1.2.2 Cơ chê oxy h a Dầu mỡ 1.2.3 C c yêu tô nh hư ng đên oxy h a Dầu mỡ 11 1.3 NH HƯ NG ĐẾN THỰC PHẨM 13 CÁC NHÓM CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG SẢN PHẨM DẦU MỠ 14 2.1 Nh m chông oxy h a tự nh .n 14 2.1.1 Acid ascorbic (Vitamin C) .14 2.1.2 Tecopherol (Vitamin ) 16 2.2 Nh m chông oxy h a t ng h p (C c h p chât phenol c) 18 2.2.1 BHT 18 2.2.2 BHA 19 2.2.3 TBHQ .21 NG DỤNG CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG CÁC SẢN PHẨM DÂU MỠ 23 3.1 Trong Dầu thực v t 23 3.2 Trong Dầu ch n 24 KÊT LU N 24 Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ LỜI M ĐẦU Dầu mỡ sản phẩm giàu dầu mỡ dễ bị hư hỏng thời gian bảo quản kéo dài Nguyên nhân làm giảm giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan sản phẩm chủ yếu trình oxi hóa chất béo, với hình thành nhiều thành phần khơng mong muốn Vì thế, việc hạn chế q trình oxi hóa dầu mỡ sản xuất bảo quản ln quan tâm Có nhiều phương pháp hạn chế q trình oxi hóa dầu mỡ bảo quản nhiệt độ thấp, giảm tiếp xúc oxi, vô hoạt xúc tác Một phương pháp khác dùng phụ gia chống oxi hóa Các chất chống oxi hóa tự nhiên sử dụng lần chiến tranh giới thứ II Sau đó, chất chống oxi hóa tổng hợp BHT, BHA nhanh chóng thay chất chống oxi hóa tự nhiên giá thành rẻ hơn, bền Nhiều cơng trình nghiên cứu gần chứng minh chất chống oxi hóa tổng hợp có khả gây ung thư Vì vậy, xu hướng giới dùng chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên, chủ yếu có nguồn gốc từ thực vật, để bảo quản dầu mỡ Trong phạm vi nghiên cứu này, chúng em tiến hành “Tìm hiểu nhóm chất phụ gia chống oxi hóa sản phẩm dầu mỡ” Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ SƠ LƯ C NHÓM CHẤT CHỐNG OXY HÓA CHẤT BEO TRONG THỰC PHẨM 1.1 CH T CH NG OXI H A 1.1.1 Chât chông oxy h a l gi? Các sản phẩm chứa chất béo thường dễ bị hư hỏng, phản ứng phân hủy thực trình gia nhiệt ho c tồn tr thời gian dài Quá trình hư hỏng chủ yếu phản ứng oxy hóa phân hủy sản phẩm oxy hóa làm giảm giá trị dinh dưỡng cảm quan thực phẩm Ch nh việc làm chậm q trình oxy hóa vô quan tr ng cần thiết cho chu i thực phẩm từ khâu sản xuất tay người tiêu dùng Ngoài phương pháp k thuật c n thêm vào chất phụ gia để ức chế oxy hóa Nh ng chất g i chung chất chống oxy hóa Chất chống oxi hóa nhũng chất nhường điện tử cho gốc tự để chúng thành chất bền khơng gốc tự Chất chống oxy hóa loại phụ gia giúp ngăn ch n ho c làm chậm q trình oxy hóa chất khác Chất chống oxy hóa ngăn q trình phá hủy cách khử gốc tự do, kìm hãm oxy hóa cách oxy hóa ch nh chúng Chất chống oxy hóa làm giảm tác dụng trình oxy hóa nguy hiểm cách liên kết với với phân tử có hại, giảm sức mạnh huỷ diệt chúng Bất kỳ chất ngăn ngừa hay làm chậm oxy hóa g i chất chống oxy hóa 1.1.2 Ph n lo chât chơng oxy h a Chất chống oxy hố tự nhiên Các chất béo không no mô sinh h c tương đối bền Nguyên nhân mô sinh h c có chứa chất chống oxy hố enzim ngăn ngừa tượng ox hoá - Acid ascorbic (Vitamin C) - Tocopherol (Vitamin E) Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ Một số chất chống oxy hoá tự nhiên khác: Carotenoids, Flavanone flavonol, Vanilin,… - Chất chống oxy hoá tổng hợp (các hợp chất phenolic) - BHT (Butylated hydroxytoluen) - BHA (Butylate hydroxyanisole) - TBHQ (Tertbutyl hydroquinone) Cac chât oxy h đươc phep s dung thông thư ng th c ph m ascorbic acid, sodium, calcium salts glycine ascorbyl palmitate and stearate anoxxomer gum guaiac butylated hydroxyanisole (BHA) lecithin butylated hydroxytoluene (BHT) ionox-100 tert-butyl hydroquinone (TBHQ) polyphosphates citric acid, stearyl, isopropyl esters propyl, octyl, and đoecyl gallates erythorbic acid and sodium salt tartaric acid ethoxyquin thiodipropioniic acid, dilauryl and ethylenediamineteraacetic acid (EDTA) and calcium disodium salt distearyl esters tocopherols trihydroxy butyrophenone 1.1.3 Cơ chê chông oxy h a chung Cơ chế quan tr ng phản ứng chất chống oxy hóa với gốc tự chất béo để hình thành nên sản phẩm vô hoạt Thường chúng phản ứng với Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ gốc tự ankoxy ho c peroxy hình thành phân hủy hydroperoxide chất béo G i AH chất chống oxy hóa chất béo Phản ứng chống oxy hóa chất béo xảy theo sơ đồ sau: Sơ lược chức chế nhóm chống oxy hóa Nh m chât chơng oxy h a Cơ chê, ho t t nh chông V du oxy h a Chất chống oxy hóa thực Vơ hoạt gốc tự chất béo Chất làm bền Ngăn ch n phân hủy hydroperoxide hydroperoxide thành gốc tự Các hợp chất phenolic Các hợp chất phenolic Chất cộng hư ng Thúc đẩy hoạt t nh chất Acid citric, acid ascorbic chống oxy hóa thực Chất hóa v ng kim loại Liên kết với kim loại n ng Acid phosphoric, acid để hình thành hợp chất citric, hợp chất vô hoạt Maillard Gôc tự do: - Nguyên tử thành phần nhỏ cấu tạo nên vật chất Một nguyên tử bao gồm hạt nhân Nơ-tron Phân tử bao gồm nhóm nguyên tử gắn kết với b i hoạt động c p electron Đôi Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ trình phản ứng hóa h c, electron bị kéo khỏi ch cố h u phân tử, tạo thành gốc tự Về chất, gốc tự electron độc thân Các gốc tự khơng ổn định nhạy cảm Chúng tìm kiếm nh ng electron khác để hình thành c p electron Các gốc tự gây hại chúng kéo nh ng electron từ tế bào bình thường - nh hư ng gốc tự do: Chúng gây tổn thương cho tất chất liệu mô thể Mô mỡ nơi bị tổn thương sớm thường g p nhất, loại mơ có xu hướng đ c biệt dễ bị oxy hóa Gốc tự gây chu i phản ứng liên tục xảy chất mỡ chúng bị ch n đứng b i chất chống oxy hóa Gây tổn hại cho acid nucleic Làm tổn thương protein Chât tr chông oxy h a: chất thêm vào để tăng hiệu chống oxy hóa Các chất quan tr ng thường sử dụng là: acide citric ester monoglycerid citrat, acid ascorbic ascorbyl palmitat Các ester lipophilic acide citric acid ascorbic có khả h a tan dầu Thông thường: Citric + chất chống oxy hóa tổng hợp Ascorbic + tocopherol Chât tr chông oxy h a chât béo c c c chức năng: - Tạo môi trường acide ổn định để chống oxy hóa chất béo - Loại bỏ hoạt t nh ion kim loại (tạo phức vô hại) - Loại bỏ oxy (oxy hóa ascorbic) - Phục hồi chống oxy hóa Cơ chê phục hồ chât chơng oxy h a Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ SH + A → AH + S Chất chống oxy hóa Dầu mỡ phụ gia thực chất để: Ngăn ch n nguyên nhân gây phản ứng oxy hóa Ngăn ch n phản ứng lan truyền 1.2 SỰ OXI H A DÂU MỠ 1.2.1 Sơ lư c dầu mỡ Các chất béo chứa nhiều acid béo không no oleic, linoleic, linolenic,… phân tử chứa nhiều nối đôi nên dễ bị oxy hóa tạo thành hydroperoxide, hợp chất tiếp tục phân giải thành sản phẩm có mùi khó chịu (mùi ơi, tanh, mùi kim loại, mùi thực phẩm cũ,…) Do chất béo khơng no xem hợp chất khơng bền Sự oxy hóa chất béo không no kh i tạo việc tạo thành gốc tự tác dụng ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại oxy Thông thường phản ứng xảy nhóm metyl cận kề với nối đôi C=C 1.2.2 Cơ chê oxy h a Dầu mỡ Cơ chế phản ứng oxy hóa chất béo xảy phức tạp a Sự tự oxy hóa Dầu: xảy theo bước: Kh i mạch, phát triển mạch kết thúc mạch - Kh i mạch - Phát triển mạch Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ - Kết thúc mạch Sự tự oxy hóa dầu cần acid béo hay acylglycerol dạng gốc tự Các acid béo acylglycerol trạng thái đơn bội khơng gốc tự nên khó có khả phản ứng O2 Khi acid béo ho c acylglycerol nguyên tử Hydro tạo thành gốc tự bước kh i mạch Nhiệt độ, ánh sang kim loại xúc tác phản ứng xảy nhanh Năng lượng cần thiết để loại bỏ nguyên tử Hydro khỏi phân tử acid béo ho c acyglycerol tùy thuộc vào vị tr nguyên tử Hydro Các nguyên tử Hydro gần liên kết đôi, đ c biệt nguyên tử H gần kề hai lien kết đôi dễ bị loại Các gốc akyl (R0) phản ứng với O2 để hình thành gốc peroxy (ROO 0) Phản ứng gi a ankyl O2 xảy nhanh điều kiện kh Do đó, nồng độ lipid ankyl thấp so với gốc peroxy Gốc peroxy hấp thu điện tử từ phân tử lipid khác phản ứng với điện tử để tạo thành hydroperoxide (ROOR) gốc peroxy khác Nh ng phản ứng xúc tác cho phản ứng khác tự oxy hóa lipid g i phản ứng mạch gốc tự Tốc độ hình thành peroxy hydroperoxude phụ thuộc vào nhiệt độ oxy Khi gốc tự phản ứng với nhau, sản phẩm không gốc tự tạo thành phản ứng kết thúc Hydroperoxide sản phẩm bậc cảu sưk oxy hóa dầu Chất bền nhiệt độ ph ng khơng có m t kim loại xúc tác Tuy nhiên, có m t kim loại nhiệt độ cao, bị phân hủy thành gốc alkoxy để sau hình thành nên aldehyde, ketone, acid, ester, alcolhol hydro cacbon mạch ngắn Con đường phân hủy hydroperoxide bẻ gãy lien kết gi a O=O để tạo gốc alkoxy gốc hydroxyl Năng lượng hoạt hóa để bẻ gãy liên kết 46 kcal/mol, thấp Nhóm chất phụ gia chống oxy hoa sản phẩm dầu mỡ lượng cần thiết để bẻ gãy lien kết O=O Sau đó, alkoxy trải qua phân chia hóa lien kết C-C để tạo hợp chất gốc alkyk không no Sauk hi táo săp xếp điện tử, thêm gốc hydroxyl hay vận chuyển hydro, sản phẩm oxy hóa bậc hai cuối aldehyde, ketone, alcohol hydro cacbon mạch ngắn b Sự oxy hóa quang học Sự oxy hóa dầu thúc đẩy b i ánh sáng, đ c biệt có m t chất nhạy ánh sang cholorophyll Các chất nhạy ánh sang (Sen), trạng thái đơn bội, hấp thu ánh sang nhanh chúng tr nên hoạt động chất sạng hoạt động quay tr trạng thái cách phát ánh sang hay chuyển đổi nội 1.2.3 C c yêu tô nh hư ng đên oxy h a Dầu mỡ Sự oxy hóa Dầu mỡ chịu ảnh hư ng b i nhiều yếu tố như: thành phần acid béo, trình xử lý dầu, lượng nhiệt hay ánh sang, nồng độ loại oxy, acid béo tự do, kim loại, peroide, chất màu chất chống oxy hóa Thành phần acid béo tự Dầu Dầu t bão h a dễ bị oxy hóa dầu bão h a nhiều Khi mức độ không bão h a gia tăng, tốc độ hóa số lượng sản phẩm oxy hóa sau thời gian kh i mạch tăng lên Dầu nành, dầu hướng dương (IV>130) bảo quản bóng tối có khoảng thời gian kh i mạch ngắn đáng kể so với dầu dừa dầu c (IV