Trang 2 TRÍCH YẾUAcid Citric là một loại acid hữu cơ, có vị chua thường có trong nhữngloại thực vật như trái cây tươi, rau củ tươi và đặc biết xuất hiện nhiều trong tráicây chi Citrus nh
lOMoARcPSD|38784156 LỜI CẢM ƠN Lời nói đầu tiên xin cho phép nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Phạm Nữ Ngọc Hân giảng viên trường Đại học Hoa Sen đã hỗ trợ, giải đáp các thắc mắc của chúng em trong suốt quá trình làm bài báo cáo này để có thể hoàn thiện một cách đầy đủ và hiệu quả nhất Bên cạnh đó, nhóm chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Đại học Hoa Sen đã tạo cho chúng em cơ hội được tìm hiểu, học tập qua môn học Đồ án Cơ sở này i Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 TRÍCH YẾU Acid Citric là một loại acid hữu cơ, có vị chua thường có trong những loại thực vật như trái cây tươi, rau củ tươi và đặc biết xuất hiện nhiều trong trái cây chi Citrus như chanh, cam,… Acid citric được ứng dụng đa năng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau và đặc biệt là trong lĩnh vực thực phẩm Chúng được xem như là một chất phụ gia thực phẩm với một số chức năng như chất tạo vị chua, chất điều chỉnh độ acid, chất bảo quản, chất chống oxy hóa,… cho sản phẩm Bài báo cáo này sẽ trình bày những kiến thức tổng quan về acid citric và những ứng dụng của loại acid này trong thực phẩm để có thể hiểu hơn về acid citric cũng như công dụng, sự hiệu quả của nó khi được bổ sung vào thực phẩm ii Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày tháng năm Ký tên iii Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TRÍCH YẾẾU ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIẾN HƯỚNG DẪẪN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v PHẪẦN 1: TỔNG QUAN VẾẦ ACID CITRIC1 1.1 Giới Thiệu & Nguồn Gốc 1 1.2 Tính Chất Vật Lý & Tính Chất Hóa Học 1 1.2.1 Tính chất vật lý 1 1.2.2 Tính chất hóa học 1 1.3 Sản Xuất Acid Citric 1 1.4 Acid Citric Trong Thực Phẩm 1 PHẪẦN 2: ỨNG DỤNG CỦA ACID CITRIC TRONG THỰC PHẨM 2 2.1 Kiểm Soát Độ pH 2 2.2 Tạo Vị Chua 5 2.3 Chống Oxi Hóa 5 2.4 Ngăn Chặn Phản Ứng Hóa Nâu Do Enzyme .5 2.5 Chất Ổn Định 5 PHẪẦN 3: KẾẾT LUẬN 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 7 iv Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 DANH MỤC HÌNH ẢNH v Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Một số vi sinh vật khác có khả năng sản xuất acid citric 3 Bảng 2: Khả năng chống oxy hóa của các dung dịch thử nghiệm trong 6 ngày ở 5OC 14 vi Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT STT Từ Viết Tắt Diễn giải Ascorbic acid equivalents antioxidant capacity 1 AEAC Tương đương acid ascorbic khả năng chống oxy hóa 2 CODEX Tiêu chuẩn CODEX 3 EMP Emden-Meyerhof-Parnas 4 FDA Food and Drugs Administration Cục quản lí thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ 5 FW Fresh weight Khối lượng sản phẩm tươi 6 GRAS Generaly Recognized as Safe Thường được công nhận là an toàn 7 PPO Polyphenol Oxidase Enzyme oxy hóa polyphenol 8 9 10 vii Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ACID CITRIC 1.1 Giới Thiệu & Nguồn Gốc Acid citric (C6H8O7) là acid hữu cơ yếu và là một thành phần tự nhiên có trong các loại trái cây thuộc chi Citrus chanh như chanh, cam, quýt, bưởi… Trong chi Citrus acid ctric chiếm thành phần chủ yếu lên tới 91% ( đối với chanh tây) hàm lượng acid hữu cơ có trong quả và độ pH giao động từ pH 2 – 4 [1] Hình 1: Một số trái cây thuộc chi Citrus (Nguồn: Internet) Trong công nghiệp, có thể nói acid citric là một phụ gia thông dụng vì nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như hóa chất, mỹ phẩm, dược phẩm và sử dụng rất nhiều trong ngành thực phẩm và đặc biệt là các công nghiệp sản xuất đồ uống trái cây, nước ngọt và bánh kẹo Tính đến năm 2007, đã có 1.700.000 tấn acid citric được sản xuất trên toàn thế giới với hơn 50% được sản xuất tại Trung Quốc và còn tăng đều đặn hàng năm với số lượng hàng triệu tấn [2] Trong hóa sinh, acid citric được biết đến với tên gọi là chu trình acid citric được Hans Adolf Krebs phát hiện và được đặt tên là chu trình Krebs để tưởng nhớ ông Về nguồn gốc, acid citric được phát hiện vào thế kỉ thứ VIII bởi nhà giả kim thuật Abu Musa Jabir Ibn Hayyan với tên được biết đến là Geber Ở thời điểm này ông nhận thấy trong chanh có vị chua Các học giả Trung cổ người Châu Âu đã biết tới vị chua của chanh và nước chanh vào thế kỉ thứ XXIII Lần 1 Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 đầu tiên acid citric tinh thể được tiến hành phân lập từ nước chanh vào năm 1784 do một nhà hóa học Thụy Điển là Carl Wilhelm Scheele (1742–1786) Nhà hóa học nổi tiếng người Đức, Justus Liebig (1803–1873) vào năm năm 1834 đã công nhận rằng acid citric là hydroxytricarboxylic acid [2] Năm 1893, Wehmer chỉ ra một số loại nấm tạo ra acid citric khi được nuôi cấy trong dung dịch đường 1.2 Tính Chất Vật Lý & Tính Chất Hóa Học 1.2.1 Tính chất vật lý Acid citric đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa sinh được sản xuất ở quy mô công nghiệp làm chất phụ gia cho các sản phẩm thực phẩm và đồ uống có gas Là một trong những acid hữu cơ đa dụng và được sử dụng rộng rãi nhất Khảo sát tài liệu liên quan đến acid citric đã được Apelblat [3] tổng hợp bao gồm các kết quả về nhiệt độ nóng chảy và đông đặc của dung dịch acid citric, điểm sôi của dung dịch acid citric, độ hòa tan, áp suất hơi và độ nhớt Acid citric tồn tại ở hai dạng ở nhiệt độ thường: Dạng thứ nhất ngậm một phân tử nước trong acid citric được gọi là acid citric monohydrate hoặc bột chua Dạng thứ hai là dạng tinh thể màu trắng khan, tức là không ngậm phân tử nước nào trong cấu trúc phân tử acid citric được gọi là acid citric anhydrous hay acid chanh khan Dạng ngậm một phân tử nước (monohydrate) trọng lượng phân tử là 210,14 g/mol và kết tinh từ các dung dịch trong nước lạnh Monohydrate kết tinh từ dung dịch bão hòa dưới 36,6OC và ở dạng khan ở nhiệt độ cao hơn Trái lại, đối với dạng khan (anhydrous) có trọng lượng phân tử là 192,13g/mol và acid citric được kết tinh trong nước nóng Acid citric khan, có khối lượng riêng tương đối là 1,665 và nhiệt đốt cháy ở 30OC là 1990 kJ/mol Ở nhiệt độ trên 74OC dạng Monohydrate sẽ chuyển sang dạng Anhydrous (khan) Acid citric có nhiệt độ nóng chảy là 175OC được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu Khi nóng chảy thì acid citric sẽ bị phân hủy và giải phóng ra CO2 2 Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 và H2O Độ hòa tan của acid citric trong nước là 133g/100ml nước ở 20OC, nhiệt độ của dung dịch giảm xuống khi acid tan Đối với áp suất hơi của acid citric ở 143,5OC (tức 290,3OF) Do có chứa 3 nhóm -COOH trong phân tử nên acid citric có 3 chỉ số pKa với lần lượt là pK1 = 3.14, pK2 = 4.77 và pK3 = 6.39 ở 20OC Là chất đệm cho các dung dịch có pH từ 2,5 – 6,5 1.2.2 Tính chất hóa học – Tên theo IUPAC : 2 – hydroxyproane – 1,2,3 – tricarboxylic acid – Tên thông thường : Acid chanh, bột chanh, acid chua – Tên khác : Citrat hidro, E330 – Số E : E330 – Công thức phân tử : C6H8O7 (Dạng khan anhydrous); C6H8O7 H2O (Dạng Monohydrate) – Cấu tạo phân tử : Hình 2: Cấu tạo phân tử Acid Ctric (Nguồn: Internet) Tính acid của acid citric là do tác động của nhóm carboxyl -COOH, mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành ion citrat Các muối citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt giúp giảm thiểu sự thay đổi pH của các dung dịch acid 3 Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) lOMoARcPSD|38784156 còn xuất hiện ở pH 4,6 Qua đó cho thấy việc giảm pH môi trường có thể kìm hãm sự phát triển và sinh độc tố của vi sinh vật Acid citric là một trong những chất điều chỉnh độ pH cho thực phẩm có mặt tự nhiên trong thực phẩm ở các trái cây thuộc chi Citrus Kefford [1] chỉ ra rằng trong trái câu họ Citrus động độ pH từ 3 đến hơn 4 và quả chưa chín pH sẽ cao hơn quả đã chín [18] Với độ pH thấp sẽ ức chế được sự phải triển của đa số các vi sinh vật ưa trung tính và ưa kiềm Tuy nhiên, một số nấm mốc có thể phát triển trên chanh sau một thời gian dài bảo quản Thời gian sử dụng của chanh, cam tươi thường dài hơn các loại quả khác như táo, chuối, khoai tây vì vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm đa phần đề bị ức chế và bị tiêu diệt Ngoài ra, acid citric còn được bổ sung như một chất phụ gia điều chỉnh pH để giảm khả năng phát triển và tiêu diệt vi sinh vật Một thí nghiệm của Xiong [19] đã bổ sung acid citric với các độ pH khác nhau khi làm mayonnaise, số lượng vi khuẩn Salmonella trong mayonnaise bị giảm dần cùng với thời gian (hình 9) Một thí nghiệm khác ở nấm tươi, khi bổ sung acid citric vào trong nước và ngâm 10 phút, Brennan và ctv [20] nhận thấy được rằng số lượng vi khuẩn Pseudomonas giảm so với việc ngâm nấm với nước thường và thời hạn sử dụng của những miếng nấm sau khi được cắt lát kéo dài hơn nấm 12 Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com) mới lOMoARcPSD|38784156 hoạch thu Hình 10: Ảnh hưởng của các mức nồng độ acid citric lên vi khuẩn Salmonella (Nguồn: Xiong, 1999) Một thí nghiệm khác của In và ctv [21] thực hiện bổ sung acid citric vào rau salad để đánh giá hoạt động kháng khuẩn Qua hình 11 cho thấy, số lượng vi khuẩn thuộc chi Shigella được giảm khi ủ mẫu salad với acid citric Độ pH trong mẫu salad bị giảm do bổ sung acid citric nên đã ức chế và tiêu diệt các vi khuẩn Shigella làm giảm số lượng vi khuẩn trên mẫu xuống giúp thực phẩm được an toàn hơn 13 Downloaded by Lan Nguyen (tailieuso.18@gmail.com)