Hợp chất polyphosphate sử dụng trong chế biến thực phẩm

Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 1 Mục Lục 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ POLYPHOSPATE 3 1.1 Khái niệm polyphosphate 3 1.2. Tính chất [2] 4 1.3. Công dụng [3] 5 2. PHÂN LOẠI POLYPHOSPHATE 6 2.1. Phân loại theo công thức cấu tạo 6 2.2. Theo số loại polyphosphat có trong sản phẩm 8 3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH CỦA POLYPHOSPHATE 9 3.1. Tình hình sử dụng polyphosphate trong chế biến thực phẩm hiện nay [6] 9 3.2. Polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt 10 3.2.1. Công dụng của polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt 10 3.2.2. Các tiêu chí chọn polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt 11 3.2.3. Một số loại polyphosphate phối trộn dùng trong chế biến thịt 12 3.3. Polyphosphate trong công nghệ chế biến thủy sản 13 3.4. Polyphosphate trong công nghệ sản xuất mì ăn liền 14 3.5. Polyphosphate trong công nghệ sản xuất sữa 15 3.5.1 Đối với công nghệ sản xuất bơ 15 3.5.2 Đối với công nghệ sản xuất kem 16 3.5.3 Đối với công nghệ sản xuất pho-mát 17 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG POLYPHOSPHATE TRONG CÁC SẢN PHẨM THỦY HẢI SẢN: [7] 17 4.1. Phạm vi áp dụng 17 Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 2 4.2. Phương pháp tham chiếu 18 4.3. Nguyên tắc 18 4.4. Phương pháp tiến hành 18 4.4.1. Chuẩn bị mẫu thử 19 4.4.2. Chuẩn bị mẫu trắng 19 4.4.3. Làm sạch dịch chiết 19 4.4.4. Tiến hành phân tích trên máy sắc ký ion 19 4.4.5. Yêu cầu về độ tin cậy của phép phân tích 20 4.5. Tính kết quả 21 5. SO SÁNH POLYPHOSPHATE VỚI CÁC MỘT SỐ CHẤT TƯƠNG TỰ 21 Tài liệu tham khảo 24 Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 3 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ POLYPHOSPATE 1.1 Khái niệm polyphosphate Polyphosphate (hay còn gọi là bột Accord) đây là 1 loại phụ gia an toàn và được dùng trong chế biến thực phẩm. Ở Việt Nam nó được dùng để thay thế hàn the. Polyphosphate (PolyPs) được hình thành theo chuẩn tiếp chung là M (n+2) P n O (3n+1) . Các anion của nó tạo thành một chuỗi mà trong đó mỗi nguyên tử của nguyên tố phosphorus liên kết với phân tử kế cận thông qua hai nguyên tử của nguyên tố oxygen. Do đó, polyphosphate tạo thành một cấu trúc không phân nhánh, có thể biểu diễn dưới dạng biểu đồ trong hình dưới đây [1] . Hình: Minh họa cấu trúc của polyphosphate, hai tiểu đơn vị trong cấu trúc polyphosphate liên kết với nhau bằng nguyên tử của nguyên tố oxygen. Không phải hợp chất polyphosphate nào cũng có thể tồn tại ở dạng tinh thể. Lý do mà muối Graham (muối polyphosphate của Natri khi n khoảng 10 2 ) không thể kết tinh được là vì cấu trúc này luôn có sự tồn tại của nhiều chuỗi polyphosphate chỉ khác nhau ở độ dài. Hơn nữa, độ dài các chuỗi polyphosphate gần bằng nhau của chúng khiến sự kết tinh cũng khó có thể xảy ra bởi vì sự “kéo dài chuỗi” không thuận lợi về mặt năng lượng do các chuỗi có thể thay thế lẫn nhau vô trật tự khi quá trình kết tinh hóa xảy ra. Ngoài ra, yếu tố ảnh Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 4 hưởng đến độ dài tối đa mà các hợp chất polyphosphate có khả năng kết tinh đó là sự tăng phân cực của phân tử. 1.2. Tính chất [2] Tất cả muối kiềm của polyphosphate đều tan trong nước trong đó kali pyrophosphate tan rất nhiều, 100 g nước có thể hòa tan đến 187.4 g K 4 P 2 O 7 . Tuy nhiên, nhóm muối Kurrol và Maddrell (đại tinh thể phân tử natri polyphosphate) lại không tan trong nước, riêng nhóm muối Kurrol tan được trong dung dịch muối kiềm hóa trị I (trừ muối của K + ). Các polyphosphate ổn định trong dung dịch nước trung tính hơn các phosphate phân nhánh ở nhiệt độ phòng. Sự thủy phân của liên kết P-O-P trong chuỗi polyphosphate đòi hỏi đến 10 kcal/mol. Các polyphosphate thủy phân rất chậm ở pH trung tính và nhiệt độ phòng với thời gian bán hủy của liên kết P-O-P lên tới vài năm. Hình: Mô tả sự thủy phân có qui luật của polyphosphate Khả năng thủy phân của hai loại hợp chất này sẽ tăng lên khi tăng nhiệt độ, giảm pH hoặc cho thêm các chất keo hay các cation nặng vào dung dịch. Các nghiên cứu chỉ ra rằng các hợp chất polyphosphate thủy phân tuân theo quy luật nhiệt động, sản phẩm thường là một phân tử orthophosphate và một cyclicphosphate. Vào năm 1958, Van Wazer đã chứng minh được rằng khả năng thủy phân các hợp chất này phụ thuộc vào sự phân cực của dung môi. Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 5 1.3. Công dụng [3] − Có tác dụng làm cho thành phẩm dai và giòn, được dùng trong các món như: giò, chả, nem nướng,  Các tác dụng tốt của Polyphosphate: − Polyphosphates được sử dụng như một phụ gia: chất ổn định, chất làm đông, và chất nhũ hoá. − Tạo phức với ion kim loại. − Khả năng giữ nước. − Ổn định nhũ tương. − Gây nở. − Dùng làm dung dịch đệm.  Các tác dụng xấu của Polyphosphate (nếu sử dụng quá liều lượng): - Làm cho sản phẩm có cấu trúc như cao su. - Hàm lượng polyphosphates >0.3 gây vị chát. - Làm cho sản phẩm có vị tanh đắng, có cảm giác ngứa lưỡi. - Hàm lượng lớn ảnh hưởng đến sức khoẻ: đau bụng, tiêu chảy.  Lều dùng cho phép: - Chỉ sử dụng 3g/ 1kg thịt. - Ở Việt Nam, theo quyết định số 760-2000-Bộ Thuỷ sản cho phép sử dụng polyphosphate (sodium, potassium) với hàm lượng tối đa cho phép là: 5g/kg. Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 6  Một số muối của polyphosphate thường gặp và công dụng của chúng [4] : INS Tên phụ gia Chức năng Tiếng Việt Tiếng Anh 452v Amoni polyphosphat Ammonium Polyphosphates Điều chỉnh độ axit, bảo quản, tạo xốp, chống đông vón, ổn định màu, chống oxy hóa, tạo phức kim loại, nhủ hóa, điều vị, làm rắn chắc, xử lý bột, làm ẩm, ổn định, làm dày. 452iv Canxi polyphosphat Calcium Polyphosphates Tương tự như Amoni polyohosphate (trừ khả năng nhủ hóa). 452i Natri polyphosphat Sodium Polyphosphates Tương tự như Amoni polyohosphate (trừ khả năng tạo phức kim loại). 452ii Kali polyphosphat Potassium Polyphosphates 452iii Natri canxi polyphosphat Sodium calcium polyphosphates Nhũ hòa, ổn định, điều chỉnh độ axit, tạo xốp. 2. PHÂN LOẠI POLYPHOSPHATE 2.1. Phân loại theo công thức cấu tạo Công thức phân tử của polyphosphat là M (n+2) P n O (3n+1) (n ≥ 2), Được cấu tạo từ nhiều gốc orthophosphat PO 4 3- (gọi tắt là phosphat). M có thể là hydro hay kim loại kiềm và kiềm thổ. Diphosphat (n = 2) hay còn gọi là pyrophosphat (E 450), anion diphosphat P 2 O 7 4- là anion polyphosphat đơn giản nhất, ngoài ra pyrophosphat còn tồn tại dưới dạng các anion H 3 P 2 O 4 - , H 2 P 2 O 4 2- (dạng này hiếm gặp), HP 2 O 4 3- . Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 7 Pyrophosphat có khả năng thủy phân tạo thành orthophosphat: sau phản ứng tạo ra ion H + nên pH của dung dịch giảm. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ thủy phân tăng, trong dung dịch kiềm tốc độ thủy phân chậm hơn nhiều so với môi trường acid. Muối Na 4 P 2 O 7 là muối thủy phân kém nhất nên nó là muối bền nhất. P 2 O 7 4- + H 2 O → 2PO 4 3- + 2H + Ngoài khả năng thủy phân, pyrophosphat còn có khả năng tạo phức với ion kim loại, nên nó có khả năng làm mềm nước cứng. Na 4 P 2 O 7 + Mg2+ → Na 2 (MgP 2 O 7 ) + 2Na + Triphosphat (n = 3) hay còn gọi là tripolyphosphat (E 451), P 3 O 10 5- là anion của acid H 5 P 3 O 10 . Giống như pyrophosphat, tripolyphosphat cũng có khả năng thủy phân tạo thành orthophosphat, diphosphat và ion H + làm giảm pH dung dịch, tuy nhiên quá trình thủy phân của triphosphat chậm hơn diphosphat. 2P 3 O 10 5- + 2H 2 O → 3P 2 O 7 4- + 4H + P 3 O 10 5- + 2H 2 O → 3PO 4 3- + 4H + Khả năng tạo phức của tripolyphosphat cũng tương tự như pyrophosphat. − n = 4 đến 50: người ta gọi là oligophosphat − n > 50: gọi là polyphosphat (E 452). Trong đó: − n vào khoảng 10 2 và cation là Na + ta có muối Graham − n vào khoảng 2×10 4 và cation là Ca 2+ ta có muối Kurrol Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 8 Tên gọi Công thức % P 2 O 5 pH trong dung dịch 1% Pyrophosphat disodium Na 2 P 2 O 7 63.9 4 – 4.3 Pyrophosphat tetresodium Na 4 P 2 O 5 53.4 10 – 10.5 Triphosphat pentesodium Na 5 P 3 O 10 57.9 > 9.2 Pentaphosphat heptasodium Na 7 P 5 O 16 62 8.2 – 8.6 Metaphosphat (NaPO 4 ) n 69.6 6.3 – 7.5 Pyrophosphat tetrapotassium K 4 P 2 O 5 43.2 10.3 2.2. Theo số loại polyphosphat có trong sản phẩm Phosphate đơn: chỉ dùng duy nhất 1 loại polyphosphat có trong sản phẩm. Phosphate phối trộn: trong sản phẩm người ta dùng kết hợp nhiều loại polyphosphate kết hợp với nhau để tạo ra sản phẩm có chất lượng đồng nhất. Do mỗi loại phosphat có tác dụng, pH, thời gian tác động và khả năng hòa tan khác nhau. Người ta thường chia phosphate phối trộn thành 3 loại: Superbind K70: (E 451, E 452) có dạn g bột tinh thể màu trắng. pH = 8,8 và P 2 O 5 từ 56 – 58. Superbind K70 có ưu điểm: Tạo nhũ tương đồng nhất có độ kết đính cao, khối nhũ tương bền và chậm khô mặt và tạo độ dai giòn và giảm hao hụt sau khi nấu. Thường dùng cho các sản phẩm qua giai đoạn xay nhũ như giò lụa, xúc xích, cá viên, bò viên, heo viên, nem chua…Lượng sử dụng 0.3 - 0.5% (3 – 5 gram/kg sản phẩm) do superbind K70 nhanh chóng kích hoạt protei, tạo độ ổn định cho nhũ tương thịt, tăng tính giòn dai sau khi nấu. Superbind P220 (E 451, E 452) có dạng bột tinh thể màu trắng. pH = 8,9 và P 2 O 5 = 58%. Đặc điểm khác biệt của sản phẩm này so với các polyphosphate khác là hòa tan rất nhanh trong nước ở điều kiện lạnh O 0 C. Ưu điểm của superbind P220 là tạo khối sản phẩm đồng nhất, rắn chắc, mọng nước, màu đẹp sau khi nấu. Giảm hiện tượng hao hụt trọng lượng sau khi nấu, tăng hiệu suất chế biến. Loại bỏ dùng da làm chất kết dính, tạo cảm quan bề mặt Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 9 cắt đẹp hơn. Thịt miếng được ướp hoặc tiêm dung dịch này sẽ tạo ra nhanh chóng lớp keo dính protein trên bề mặt thịt giúp tạo khối dăm-bông săn chắc sau khi nấu. Lượng sử dụng 0,3 – 0,5% (3 – 5 gram/kg sản phẩm) trên tổng trọng lượng thịt và dung dịch ướp. Superbind P270: Dạng bột mịn trắng đến trắng ngà, có mùi nhẹ đặc trưng. Hỗn hợp của E 450, E 451, E 316, E 621, E 250 và một số hương liệu có hàm lượng P 2 O 5 = 28 - 28.50% và pH = 8.8. Ưu điểm của superbind P270 là hòa tan rất nhanh trong nước ngay trong điều kiện nước lạnh OºC. Tạo khối liên kết rắn chắc của sản phẩm, giảm hao hụt sau khi nấu. Màu sản phẩm đẹp, hương vị hấp dẫn. Bỏ sử dụng da heo làm chất kết dính qua đó làm tăng tính cảm quan bề mặt lát cắt. superbind P270 được dùng trong sản xuất da bao, dăm-bông để tạo liên kết chặt chẽ giữa các miếng thịt với nhau. Liều sử dụng: 1,0 - 1,2% (10 - 12g/kg) trên tổng khối lượng thịt nguyên liệu và nước tiêm. Sau đây, chúng tôi xin giới thiệu một số ứng dụng tiêu biểu của polyphosphate trong công nghệ thực phẩm. 3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH CỦA POLYPHOSPHATE 3.1. Tình hình sử dụng polyphosphate trong chế biến thực phẩm hiện nay [6] Do mỗi loại phosphate (orthor, di-, tri-, polyphosphate) có một vài ưu điểm riêng, ví dụ như diphosphate có khả năng hydrat háo tốt hơn so với nhng74 loại phosphate khác nhưng khả năng tạo phúc chilat của nó không nổi trội, khả năng hòa tan trong nước và dung dịch NaCl của nó không cao so với Natri, Kali của các phosphate mạch dài. Do đó, khi sử dụng phosphate làm chất phụ gia thực phẩm, các nhà sản xuất không đơn thuần chỉ sử dụng một loại phosphate mà có sự phối trộn của nhiều loại phosphate khác nhau. Ví dụ: công ty Europhos có các sản phẩm Carnal, Abastol, Carfosel – đó là hỗn hợp muối Kali, natri của di-, tri-phosphate và di-, ployphosphate hoặc đi-, tri- và polyphosphate dùng cho các sản phẩm khác nhau dùng trong chế biến thịt, cá, Do đó, Polyphosphate là dạng hỗn hợp nhiều loại phosphate được sản xuất thích hợp cho từng ứng dụng. Polyphosphate 2012 Đặng Thị Mỹ Duyên Page 10 3.2. Polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt Trong công nghệ chế biến thịt có một phụ gia quan trọng không thể thiếu được đó là polyphosphate. Vào thời điểm phát hiện độc tính của hàn the và sau đó là suốt một thời gian dài với nổ lực tẩy chay việc sử dụng hóa chất độc hại này, polyphosphate được coi như loại phụ gia cho phép sử dụng để thay thế hàn the. Vì vậy cho nên polyphosphate lúc ấy được gọi là phụ gia tạo giòn dai. Tuy nhiên việc sử dụng polyphosphate mang lại nhiều hiệu quả hơn chúng ta tưởng. 3.2.1. Công dụng của polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt Phosphate có chức năng điều chỉnh pH tác động trực tiếp lên trên đạm protein của thịt gây ra các hiệu quả như sau: − Ngăn chận quá trình oxid hóa giữ màu tươi của thịt và các sản phẩm thịt chế biến. − Làm giãn các sợi cơ qua đó làm thịt mềm hơn, dẻo hơn. − Tạo ra nhiều đạm protein hòa tan qua đó gia tăng độ kết dính của sản phẩm. − Tăng khả năng giữ nước của thịt. − Gia tăng hương vị thơm ngon tự nhiên của thịt, ngăn ngừa hình thành các mùi vị lạ do quá trình oxid hóa tạo nên. − Ngăn ngừa vi khuẩn phát triển nên có chức năng kéo dài thời gian bảo quản. [...]... an toàn cho người trong thực phẩm và dược phẩm PDP hòa tan trong nước, kháng nấm nên có thể bảo quản thực phẩm khỏi vị chua, thiu thối, tăng cường độ dai, giòn cho thực phẩm Qua khảo sát tại các cơ sở chế biến thực phẩm như Cty Vissan, làng giò chả Uy Nố (Đông Anh), làng bánh cuốn Thanh Trì, cơ sở chế biến nước ép quả Đồng Nai cho kết quả tốt, bảo quản độ dai, giòn, bảo quản thực phẩm dài ngày hơn... toàn thực phẩm Việt Nam đã cho phép sản xuất và lưu hành PDP trên toàn quốc theo hồ sơ công bố 4377-2003/CBTCYT ngày 2/12/2003 So sánh 3 mẫu đối chứng trên bánh phở cho thấy, mẫu không sử dụng phụ gia bảo quản thì thực phẩm bị hỏng thì thực phẩm bị hỏng trong vòng 1 ngày, mẫu thứ 2 có thêm hàn the thì được 2 ngày, mẫu thứ 3 có chất PDP thì khả năng sử dụng thực phẩm được lâu hơn mà chất lượng thực phẩm. .. lũy trong cơ thể biểu thị bằng mất cảm giác ngon, nôn, tiêu chảy nhẹ, rụng tóc Ở nước ta, Quyết định số 867/QĐ-BYT ngày 4-4-1998 và quyết định số 3742/QĐBYT ngày 30-9-2001 chính thức cấm sử dụng hàn the để chế biến và bảo quản thực phẩm Tuy nhiên đến nay vẫn còn một số cơ sở sản xuất, người chế biến thực phẩm vẫn còn sử dụng hàn the Kiểm tra vệ sinh an toàn thực phẩm trên địa bàn TP HCM, qua 92 mẫu thực. .. Page 12 Polyphosphate 2012 Jambon_thịt nguội Xúc xích 3.3 Polyphosphate trong công nghệ chế biến thủy sản Các ưu điểm quan trọng của sử dụng phosphate trong công nghệ chế biến thủy sản là: − Gia tăng khả năng giữ nước của protein cơ bắp hoạt tính actomyosin Giảm tốc độ thoát nước trong quá trình chế biến và giải đông sản phẩm, giữ lại các chất dinh dưỡng tự nhiên, ngăn ngừa sự di chuyển của độ ẩm trong. .. bột và bột mì Ví dụ: Với sản phẩm mì gói Udon – hương vị Nhật Bản (sản phẩm của công ty cổ phần Acecook Việt Nam) sử dụng phosphate dưới dạng pentasodium triphosphate (E451i) là một trong những chất phụ gia của mì 3.5 Polyphosphate trong công nghệ sản xuất sữa Các chất phụ gia nhóm olyphosphate được sử dụng rất phổ biến trong công nghệ chế biến sữa, mục đích của việc dùng polyphosphate là: điều chỉnh... người ta sử dụng hỗn hợp trisodium citrate, sodium bicarbonat, acid citric Ngày nay nhiều phụ gia mới xuất hiện, thông dụng nhất để tạo cấu trúc gel cho pho-mát là: nhóm sodium polyphosphate( E450) và nhóm sodium orthophosphate(E339) Hình: Các loại pho-mát Tuy nhiên, việc sử dụng phụ gia thực phẩm phải được sử dụng ở một mức độ vừa phải và với liều lượng cho phép để đàm bảo an toàn cho người sử dụng Do... tích pic có trong mẫu trắng tiêm vào máy, tính theo đơn vị diện tích − a, b là các thông số của đường chuẩn được xác định F là hệ số pha loãng mẫu và có giá trị bằng tỷ số giữa thể tích dịch chiết thu được sau khi làm sạch v) và khoa lượng mẫu m sử dụng 5 SO SÁNH POLYPHOSPHATE VỚI CÁC MỘT SỐ CHẤT TƯƠNG TỰ Trong kỹ thuật chế biến thực phẩm, người ta thường dùng những phụ gia để tạo cho thực phẩm có độ... nhiên của sản phẩm tốt hơn, cải thiện cấu trúc và độ mềm Hơn nữa, nó là tác nhân tạo Chilat tốt với ion Mg2+ và Ca2+ nếu sử dụng nước cứng chất biến, dẫn đến sự giữ nước tốt hơn − Kiểm soát giá trị pH cho quá trình giữ nước tối ưu (bởi sự trương của protein) và quá trình tạo màu Đặng Thị Mỹ Duyên Page 13 Polyphosphate 2012 − Giảm sự biến chất do oxy hóa trong quá trong quá trình chế biến, giảm các... 0-40C trong suốt 90 ngày Đặng Thị Mỹ Duyên Page 22 Polyphosphate 2012 Phụ gia PDP: Từ lâu đã được các nhà khoa học thế giới đưa vào sử dụng như là một loại phụ gia thực phẩm có khả năng thay thế hàn the Năm 1998, Phòng Polyme Dược phẩm – Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tiến hành nghiên cứu, chiết xuất thử nghiệm chất phụ gia PDP Đây là chất phụ gia dạng bột, có nguồn gốc thiên nhiên, sử dụng. .. phân tán và pha liên tục làm giảm sức căng bề mặt để ổn định nhữ tương Các chất nhũ hóa cho vào sữa dùng trong công nghệ sản xuất kem thường là nhóm phosphate, ngoài ra còn có một số chất khác với hàm lượng thấp Hình: các sản phẩm kem có sử dụng polyphosphate Đặng Thị Mỹ Duyên Page 16 Polyphosphate 2012 - Chất ổn định: là những hợp chất có thể liên kết với một số lượng lớn các phân tử nước và làm giảm . số loại polyphosphate phối trộn dùng trong chế biến thịt 12 3.3. Polyphosphate trong công nghệ chế biến thủy sản 13 3.4. Polyphosphate trong công nghệ sản xuất mì ăn liền 14 3.5. Polyphosphate. phẩm hiện nay [6] 9 3.2. Polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt 10 3.2.1. Công dụng của polyphosphate trong công nghệ chế biến thịt 10 3.2.2. Các tiêu chí chọn polyphosphate trong công. LOẠI POLYPHOSPHATE 6 2.1. Phân loại theo công thức cấu tạo 6 2.2. Theo số loại polyphosphat có trong sản phẩm 8 3. MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH CỦA POLYPHOSPHATE 9 3.1. Tình hình sử dụng polyphosphate