CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CHẤT PHỤ GIA CÁC CHẤT PHỤ GIA DÙNG TRONG DÙNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM BẢO QUẢN THỰC PHẨM Một số phương pháp bảo quản thực phẩm Khái quát chung chất phụ gia dùng bảo quản thực phẩm Nhóm chất kháng vi sinh vật Nhóm chất chống oxi hóa • Nhiệt độ (thanh trùng, lạnh lạnh đơng) • Điều chỉnh thành phần khí • Giảm hoạt độ nước (sấy, cô đặc, chất làm giảm hoạt độ nước) • Bảo quản hóa chất • Bảo quản vi sinh vật • Các phương pháp vật lý khác (chiếu xạ, siêu âm, xung điện, áp suất thủy tĩnh,…) Chất bảo quản thực phẩm phụ gia thực phẩm, Các phụ gia bảo quản thực phẩm cố ý cho vào thực phẩm mà với diện • Chất kháng vi sinh vật dẫn xuất nó, có khả hạn chế, ngăn ngừa hư • Chất chống oxi hóa hỏng thực phẩm • Ổn định nguồn nguyên liệu cho nhà máy thưc phẩm • Bảo tồn chất lượng thực phẩm đến sử dụng • Kéo dài thời gian sử dụng • Dễ dàng thao tác trình sản xuất • Giúp chế độ cơng nghệ đơn giản (to, thời gian, p…) • Giảm hao hụt, phế liệu trình sản xuất Nguy việc sử dụng chất bảo quản • Nếu khơng liều lượng, loại thực phẩm – Gây ngộ độc cấp – Nguy tích lũy thể gây bệnh mãn tính, ung thư,… – Ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm (thay đổi chất lượng cảm quan, giảm vitamin,…) • Chất chống hóa nâu Yêu cầu việc sử dụng chất bảo quản • Đúng đối tượng thực phẩm liều lượng không vượt giới hạn an tồn cho phép • Đáp ứng u cầu kỹ thuật, vệ sinh an toàn qui định cho chất phụ gia • Khơng làm biến đổi chất, thuộc tính tự nhiên thực phẩm NHÓM CHẤT KHÁNG VI SINH VẬT 2.1 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc vơ Cơ chế tác dụng • Ảnh hưởng lên ADN • Ảnh hưởng lên tổng hợp protein 2.2 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc hữu • Ảnh hưởng lên hoạt động enzyme • Ảnh hưởng lên tính thẩm thấu màng tế bào 2.3 Chất kháng sinh, sát khuẩn • Ảnh hưởng lên vách tế bào • Ảnh hưởng lên chế trao đổi chất dinh dưỡng 2.4 Một số chất khác Nguyên tắc kiểm soát pH bảo quản thực phẩm • pH ảnh hưởng đến chế trao đổi lượng tế bào VSV (gradient H+ qua màng tế bào) • pH ảnh hưởng đến hoạt độ enzym độ ổn định đại phân tử tế bào VSV 2.1.1 Các muối clorua - Các muối clorua (chủ yếu NaCl) chất bảo quản truyền thống sản xuất thực phẩm - Được sử dụng công nghiệp để ướp muối thực phẩm (thịt, cá) cần bảo quản lâu dài - Nhược điểm: tạo vị mặn cho thực phẩm - Ưu điểm: không độc 2.1 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc vơ - Các muối clorua, muối nitrate nitrite - Khí SO2, muối sulfite Na, K, Ca - Khí CO2 muối carbonate - Các chất khác (H2O2) 2.1.2 Các muối nitrat nitrit - Công thức hóa học: KNO2, NaNO2, KNO3, NaNO3 - Dạng sử dụng: dung dịch tinh thể; nồng độ thấp - Phương pháp sử dụng: dựa khả diệt khuẩn đặc biệt Clostridium botulinum; dùng bảo quản số thực phẩm xúc xích, lạp xường số sản phẩm sữa - Độc tính: tác dụng với axit amin (nitrozamin - tác nhân gây ung thư) 2.1.3 SO2 muối sulfit Na, K Ca • Cơng thức hóa học: SO2 , H2SO3 • Dạng sử dụng: thể khí dung dịch • Phương pháp sử dụng: sulfit hóa Khí SO2 • Là chất khí khơng màu, có mùi hắc lưu huỳnh cháy, nặng khơng khí 2.25 lần • Là loại chất sát trùng mạnh, có tác dụng diệt vi sinh vật làm hư hỏng rau (trên bề mặt vật thể khô (Xông SO2)) Các muối sử dụng: NaHSO3 KHSO3 , Ca(HSO3)2 Na2SO3 / K2SO3 • Thường SO2 nén bình thép thành dày Dễ tan nước lạnh; nhiệt độ tăng độ hịa tan giảm nhanh H2SO3 muối K, Na, Ca • Dạng nước, ngồi tác dụng bảo quản cịn có tác dụng tẩy Phương pháp sulfit hóa khơ - Dùng SO2 xử lý thực phẩm đựng thùng hay hịm khơ - Khó kiểm sốt dư lượng SO2 trắng • Điều kiện để SO2 có tác dụng bảo quản độ axit mơi trường • Tác dụng bảo quản nhiệt độ bình thường nồng độ 0.05 – 0.20% tính theo khối lượng sản phẩm CHÚ Ý - SO2 có tác dụng diệt vi sinh vật làm hư hỏng rau Phương pháp sulfit hóa ướt Lấy SO2 từ bình chứa cho trực tiếp vào sản phẩm cần bảo quản (cần phải làm lạnh thích hợp) sử dụng dung dịch H2SO3 (lạnh) với nồng độ thích hợp để hịa lẫn vào sản phẩm theo điều kiện cơng nghệ Q trình khử sulfit hóa nồng độ 0.05 - 0.20% tính theo khối lượng sản phẩm • Đun sơi bán sản phẩm, SO2 gần bay hết - H2SO3 dễ dàng kết hợp với sắc tố thực vật (anthocyanin ) • Chân không để tạo phức chất không màu - Phản ứng màu xảy theo chiều thuận nghịch Sau tách SO2, màu sản phẩm lại khôi phục - SO2 bảo vệ vitamin C lại phá hủy vitamin B1 có sản phẩm Tính độc hại • Khi xâm nhập vào đường tiêu hóa gây buồn nơn, nhức đầu • Hít phải khí SO2 gây viêm niêm mạc 2.1.4 CO2 , H2CO3 muối Na, K Ca - Dạng sử dụng: dạng khí, lỏng rắn (đá CO2) - Khí CO2 có tác dụng ức chế hoạt động vi sinh vật (hiếu khí), đồng thời làm giảm hoạt độ enzyme • Cần có mặt nạ phịng độc tiếp xúc với khí SO2 - Bảo quản ngũ cốc, rau tươi - Bia, rươu, nước giải khát có gas 2.1.4 CO2 , H2CO3 muối Na, K Ca - Liều lượng sử dụng khơng hạn chế - CO2 dễ dàng khỏi thực phẩm nên coi không độc hại 2.2 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc hữu - Các axit béo bão hòa muối Na, K, Ca chúng - Axit sorbic muối Na, K chúng - Axit benzoic dẫn xuất - Đá CO2 cịn có tác dụng làm lạnh thực phẩm - Hiện tượng bỏng lạnh (CO2, N2) Các axit hữu bảo quản thực phẩm 2.2.1 Axit sorbic muối sorbate • Bản chất acid • Cơng thức hóa học: C5H7COOH • Sự có mặt yếu tố ức chế khác (aw, chất bảo • Tính chất: chất kết tinh bền vững, có vị mùi chua quản, nhiệt độ thấp) • Cơ chế tự bảo vệ vi sinh vật stress acid để trì cân pH nội môi chủ động thụ động nhẹ; MW= 112.12; nhiệt độ nóng chảy 134.5oC Axit sorbic khó tan nước lạnh (0.16%) dễ tan nước nóng (ở 100oC tan 3.9%) • Các muối axit sorbic (Na, K, Ca) Cơ chế Phương pháp sử dụng - Tiêu diệt/ức chế vi sinh vật cách làm biến đổi cấu trúc - Không gây mùi vị lạ cho thực phẩm không làm mùi men vi sinh vật vị tự nhiên thực phẩm; sử dụng rộng rãi CNTP - Có tác dụng sát trùng mạnh nấm men nấm mốc (pH=3.2 – 6) có tác dụng yếu vi khuẩn Tính độc hại - Không độc thể - Trong thể, axit sorbic bị oxy hóa thành chất khơng độc 2.2.2 Axit benzoic, benzoate dẫn xuất Phương pháp sử dụng - Có tác dụng sát trùng mạnh nấm men nấm mốc • Cơng thức hóa học: C6H5COOH có tác dụng yếu vi khuẩn • Dạng sử dụng: dạng tinh thể hình kim không màu, tỷ - Tác dụng bảo quản: pH=2.5-3.5 trọng 1.27 g/ml.; dễ tan rượu ete tan nước - Đảm bảo hiệu bảo quản: nồng độ natri benzoat có sản phẩm phải đạt tới 0.07-0.1% • Muối axit benzoic (Na, K, Ca) - Có thể kết hợp sử dụng với axit sorbic Phương pháp sử dụng Axit p-Hydroxy benzoic • Thường sử dụng muối natri benzoat (C6H5COONa) dễ hòa tan nước (nồng độ ≦ 0.1-0.12%) • Cơng thức hóa học: HO-C6H4COOH • Có khả chống nấm mốc vi khuẩn thực Tính độc hại - Khơng gây độc giới hạn cho phép sử dụng phẩm với liều dùng 10 mg/kg thể trọng • Chủ yếu sử dụng màng, bao bì thực phẩm - Ảnh hưởng tới mùi vị sản phẩm - Sản phẩm thường có màu thâm đen Dẫn xuất benzene • Các dẫn xuất thường dùng bảo quản thực phẩm là: Diphenyl , Octophenyl phenol , Thiabelzadol • Có tính kháng khuẩn mạnh, thường dùng với liều lượng 2.2.3 Axit hữu Các axit muối chúng thường dùng là: • Axit focmic , Focmiat Na/Ca • Axit axetic , Axetat K/Na/Ca từ – 0.5 mg/kg cách phun lên bao bì, màng bao • Axit propionic, Propionat Na/K/Ca gói để bảo quản cam qt • Axit malic , Axit lactic, Axit xitric, Axit tatric • Tính độc hại: tiếp xúc làm người bị nơn Vai trị: kìm hãm phát triển số VSV gây kích thích mắt, mũi Phương pháp sử dụng - Có vai trị axit hóa khử trùng thực phẩm; cho vào thực phẩm phun bề mặt sản phẩm - Kết hợp với chất bảo quản khác để tăng hiệu sử dụng (BHA BHT) Tác dụng số chất bảo quản VSV Tên chất Vi khuẩn Nấm men Nấm mốc Nitrat ++ - - Sulfit ++ ++ + Formic axit + ++ ++ Propionic axit + ++ +++ Sorbic axit + ++ +++ Benzoic axit ++ +++ +++ Este p-hydroxy benzoic ++ +++ +++ Khơng tác dụng ++ Tác dụng trung bình 2.3 Chất kháng sinh, sát khuẩn + Tác dụng yếu +++ Tác dụng mạnh Điều kiện sử dụng trực tiếp kháng sinh để bảo quản thực phẩm - Các chất kháng sinh sử dụng rỗng rãi y học để chữa số bệnh vi khuẩn gây - Chỉ sử dụng kháng sinh không dùng chữa bệnh - Có tính đặc hiệu cao, làm biến tính trung tâm hoạt động quan trọng, không gây tượng kháng kháng sinh vi vi sinh vật - Không dùng kháng sinh chữa bệnh để bảo quản thực phẩm trùng, không làm ảnh hưởng đến việc sử dụng loại kháng sinh khác chữa bệnh - Không sử dụng loại kháng sinh gây nguy hại cho sức khỏe người tiêu dùng Điều kiện sử dụng trực tiếp kháng sinh để bảo quản thực phẩm 2.3.1 Nisin - Không gây ảnh hưởng đến hệ vi khuẩn bình thường đường • Thường gặp sản phẩm sữa loại rau muối chua ruột người tiêu dùng • Được tạo thành q trình sống nhóm Steptococcus - Khi dùng kháng sinh để bảo quản thực phẩm khơng hạ thấp tiêu an toàn vệ sinh thực phẩm lên men lactic • Trong thành phần có chứa axit amin thông thường leucin, valin, alanin, glycin… Phương pháp sử dụng Phương pháp sử dụng • Có thể dùng kết hợp với acid sorbic tác dụng sát • Hồn tồn khơng có tác dụng sát trùng với nấm men nấm mốc • Chỉ có tác dụng lên vi khuẩn gram (+) mà khơng có tác dụng lên nhiều loại vi khuẩn gram (-) trùng có phạm vi rộng vi sinh vật • Trong CN đồ hộp, việc sử dụng nisin cho phép giảm nhiệt độ thời gian trùng • Trong thể người, nisin bị men dịch tiêu hóa phân hủy 2.3.3 Phytoncide 2.3.2 Biomycin (Fitonxit) - Bảo quản cá: dùng biomycin (chlotetracyclin) giúp tăng thời gian bảo quản lên lần - Bảo quản thịt gà vịt tươi: thời gian bảo quản tăng từ 5-10 ngày - Fitonxit chất kháng sinh thực vật - Tác dụng sát trùng có tính đặc hiệu - Fitonxit loại gia vị có tính kháng khuẩn mạnh, sử dụng CN đồ hộp rau mùi, củ cải đen, là, mù tạt… - Nồng độ từ 1:105 -106 đảm bảo tiêu diệt phần lớn vi sinh vật làm hư hỏng nhiều loại nước 2.3.4 Các chất khác - Kháng sinh subtilin, tolyzin pymarixin (tác dụng lên nấm mốc nấm men gây hư hỏng cam) 2.4 Chất khác - Lysozyme (INS 1105 - Lysozym Hydro Clorua): polypeptide tạo từ lịng trắng trứng gà có chứa amino acid - H2O2: sát khuẩn bề mặt dụng cụ; số nước dùng để bảo • Enzyme từ lịng trắng trứng • Fleming phát từ 1922 quản sữa tươi (nồng độ 0,1%) • Có khả phá hủy màng peptidoglycan thành tế bào vi khuẩn • Tác dụng G+ tốt G- NHÓM CHẤT CHỐNG OXI HĨA 3.1 Q trình oxi hóa - Chất béo thường bị oxi hóa tiếp 3.1 Q trình oxi hóa xúc với khơng khí - Hợp chất hóa học làm ngăn cản làm giảm tốc độ 3.2 Yêu cầu chất chống oxi hóa 3.3 Cơ chế hoạt động chung chất chống oxi hóa 3.4 Các chất chống oxi hóa oxi hóa chất béo thực phẩm - Q trình oxi hóa chất béo khơng thuận nghịch gây mùi khó chịu, làm giảm thời hạn sử dụng/hư hỏng sản phẩm - Nếu chất ức chế hình thành gốc alkyl tự từ ban đầu làm gián đoạn hình thành làm chậm giảm tốc độ oxi hóa chất béo 3.1 Q trình oxi hóa - Q trình oxi hóa chất béo xảy nhanh bảo quản sản phẩm nơi có nhiều ánh sáng, nhiệt độ cao, có oxi… 3.2 Yêu cầu chất chống oxi hóa - Tăng khả ổn định chất lượng thực phẩm - Giá trị dinh dưỡng bản, giá trị cảm quan thực phẩm phải bảo tồn - Có khả hịa tan phân tán - Chất chống oxi hóa chất có khả trì ổn định, tuổi thọ giữ giá trị dinh dưỡng hấp dẫn sản phẩm đồng khối thực phẩm - Sản xuất, bảo quản, tiêu thụ phải thuận lợi - Khơng gây độc tính 3.3 Cơ chế hoạt động chung chất chống oxi hóa - Có tác dụng ức chế ngăn cản oxi hóa chất béo/chất màu có thực phẩm Cơ chế q trình oxi hóa chất béo Cơ chế chung - Oxi hóa chất béo khơng no bắt đầu việc tạo thành gốc tự tác dụng ánh sáng, nhiệt độ, ion kim loại oxi - Có chức can thiệp vào việc hình thành gốc tự (là khởi nguồn việc oxi hóa) Q trình oxi hóa Các yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu chống oxy hóa chất béo: - Giai đoạn khởi đầu: peroxide tích lũy từ từ, (do phản ứng O2 phần triglycerides), mùi sản phẩm bị ảnh hưởng - Giai đoạn lan truyền: hàm lượng peroxide tăng lên đột ngột , tỷ lệ chất dinh dưỡng bị phá hủy tăng lên Chuỗi phản ứng tạo sản phẩm oxi hóa chất béo (aldehyde, ketone, acid) có mùi khó chịu - Nhiệt độ - Năng lượng hoạt hóa chất chống oxy hóa - Các enzym xúc tác trình (lipase, lipo oxybenase… ) - Điện oxy hóa khử, có mặt ion kim loại có hóa trị thay đổi - Giai đoạn kết thúc: hàm lượng gốc tự đạt đến nồng độ đủ để chúng - Nồng độ oxi, hoạt độ nước, độ hòa tan bắt đầu phản ứng với tạo nhiều loại sản phẩm khác Lúc này, - Độ bền chất chống OXH với pH điều kiện số lượng gốc tự giảm q trình oxi hóa chậm lại chế biến Phương thức sử dụng • Lưu ý với hệ thực phẩm khác • Cách bổ sung chất chống oxy hóa • Bổ sung trực tiếp vào dầu mỡ chảy • Bổ sung vào thực phẩm sau hịa tan dung mơi pha lỗng • Phun dung dịch chất chống oxy hóa thực phẩm nhúng thực phẩm dung dịch chất chống oxy hóa Cơ chế q trình oxi hóa rau Cơ chế chung - Polyphenol enzym polyphenoloxidase có hầu hết loại rau, củ, quả… - Khi tiếp xúc với khơng khí, enzym polyphenoloxidase kích hoạt trở thành xúc tác cho phản ứng oxi hóa hợp chất polyphenol thành hợp chất gây sẫm màu tạo vị đắng cho rau Cơ chế q trình oxi hóa rau (tiếp) Các yếu tố ảnh hưởng - Nồng độ chất polyphenol - Nồng độ trạng thái enzyme oxi hóa khử polyphenol - Nồng độ oxi - pH 3.4 Các chất chống oxi hóa - Các hợp chất phenol (chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên/tổng hợp): BHA, BHT, tocopherol … - Chất chống oxi hóa axit (bao gồm muối este chúng): vitamin C, axit citric… + Chất chống oxi hóa hịa tan nước - Chất chống oxi hóa hịa tan dầu XEM CỤ THỂ TRONG GIÁO TRÌNH 10