Tiểu luận phụ gia thực phẩm chủ Đề phụ gia sodium nitrite trong thực phẩm

Bên cạnh đó, các phụ gia thực phẩm cũng đóng vai trò quan trọngtrong việc bảo quản và chế biến thực phẩm, trong đó có sodium nitrite.. Sodium nitrite là một phụ gia thực phẩm phổ biến đư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ THỰC PHẦM

TIỂU LUẬN PHỤ GIA THỰC PHẨM

CHỦ ĐỀ:

PHỤ GIA SODIUM NITRITE TRONG THỰC PHẨM

GVHD: Bùi Phạm Thanh Hương NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM 14 – THỨ 4 CA 3

2 Đinh Thị Kim Huyền 21129686 DH21VT

3 Nguyễn Thị Diễm My 21129763 DH21VT

4 Nguyễn Thanh Ngân 21129786 DH21VT

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 4 năm 2024

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

1 Lê Long Hồ Tìm nội dung ứng dụng, những

quan tâm về y tế, chỉ tiêu liềulượng

20%

2 Đinh Thị Kim Huyền Tìm nội dung tổng quan của

sodium nitrite, tổng hợp bài 20%

3 Nguyễn Thị Diễm My Tìm nội dung cơ chế hoạt động,

tổng quan về thực phẩm có sửdụng sodium nitrite

20%

4 Nguyễn Thanh Ngân Tìm nội dung tính chất của

sodium nitrite, tổng hợp bài 20%

5 Nguyễn Anh Thư Tìm nội dung chương mở đầu 20%

MỤC LỤC

DANH SÁCH THÀNH VIÊN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC HÌNH 4

LỜI MỞ ĐẦU 5

Chương 1 GIỚI THIỆU 6

1 Định nghĩa và phân loại phụ gia thực phẩm: 6

1.1 Định nghĩa phụ gia thực phẩm: 6

1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm: 6

1.3 Chức năng của phụ gia thực phẩm: 6

2 Phụ gia bảo quản: 6

3 Lịch sử sử dụng sodium nitrite trong công nghiệp thực phẩm: 7

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA SODIUM NITRITE 8

1 Cấu trúc hóa học và tính chất của sodium nitrite: 8

1.1 Cấu trúc hoá học của sodium nitrite: 8

1.2 Tính chất của sodium nitrite 8

1.2.1 Tính chất vật lý 8

1.2.2.Tính chất hóa học: 9

3 Cơ chế hoạt động: 10

4 Các nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo của sodium nitrite trong thực phẩm: 11

4.1 Tự nhiên: 11

4.2 Nhân tạo 12

5 Điều chế sodium nitrite: 13

Chương 3 ỨNG DỤNG CỦA SODIUM NITRITE 14

1 Vai trò của sodium nitrite trong thực phẩm: 14

2 Một số sản phẩm sử dụng natrt nitrite: 14

2.1 Jambon (Ham): 14

2.2 Xúc xích (Sausages): 14

2.3 Thịt xông khói (Smoked Meat): 14

2.4 Thịt đông lạnh: 15

3 Ứng dụng trong các ngành khác: 15

3.1 Ứng dụng y khoa 15

3.2 Ứng dụng trong ngành công nghiệp 15

Chương 4 NHỮNG LO NGẠI VỀ SỨC KHỎE 16

1 Ảnh hưởng sức khỏe cấp tính 16

2 Ảnh hưởng sức khỏe mãn tính: 16

3 Quy định và giới hạn sử dụng sodium nitrite trong thực phẩm: 16

3.1 Quy định: 16

3.2 Giới hạn sử dụng 17

4 Những lưu ý khi sử dụng sodium nitrite: 18

Chương 5 PHỤ GIA THAY THẾ 19

1 Giới thiệu các phụ gia có thể thay thế sodium nitrite: 19

2 Sự thay đổi của lượng nitrite theo thời gian bảo quản: 20

Chương 6 KẾT LUẬN 21

TÀI LIỆU THAM KHẢO 22

DANH MỤC HÌNHHình 1 Cấu trúc hoá học của sodium nitrite 8 Hình 2 Sodium nitrite ở dạng tinh thể màu trắng 8 Hình 3 Hàm lượng sử dụng sodium nitrite chế biến thịt 17 Hình 4 Hàm lượng cho phép sử dụng sodium nitrite đối với sản phẩm xúc xích 17

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thế kỷ 21, với sự phát triển không ngừng của công nghệ và cùng với sựthay đổi về lối sống của con người, nhu cầu về thực phẩm đã trở thành một trongnhững yếu tố hàng đầu quyết định đến sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sống Đểđáp ứng nhu cầu này, ngành công nghiệp thực phẩm đã phải thực hiện nhiều nghiêncứu và phát triển Bên cạnh đó, các phụ gia thực phẩm cũng đóng vai trò quan trọngtrong việc bảo quản và chế biến thực phẩm, trong đó có sodium nitrite

Sodium nitrite là một phụ gia thực phẩm phổ biến được sử dụng rộng rãi trongngành thực phẩm, đặc biệt trong quá trình sản xuất thịt và các sản phẩm chế biến từthịt Sự sử dụng của sodium nitrite không chỉ là để tăng tính hấp dẫn màu sắc và hương

vị cho thực phẩm mà còn để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây hại, giúp bảoquản thực phẩm lâu hơn và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm

Tuy nhiên, việc sử dụng sodium nitrite cũng đồng nghĩa với việc đặt ra nhiều longại về tác động của nó đối với sức khỏe con người Các nghiên cứu khoa học đã chỉ

ra rằng việc tiêu thụ quá nhiều sodium nitrite có thể gây hại cho sức khỏe, từ việc tăngnguy cơ mắc các bệnh lý tim mạch đến nguy cơ mắc các bệnh ung thư

Chính vì vậy, việc nghiên cứu và hiểu rõ về phụ gia thực phẩm, đặc biệt làsodium nitrite, là vô cùng quan trọng Chúng ta cần có cái nhìn toàn diện về các ứngdụng, lợi ích và rủi ro của việc sử dụng nó trong ngành thực phẩm, từ đó đưa ra cácbiện pháp điều chỉnh và quản lý hợp lý nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Chương 1 GIỚI THIỆU

1 Định nghĩa và phân loại phụ gia thực phẩm:

Với sự phát triển của xã hội, công nhiệp chế biến thực phẩm đã có thêm nhiềuphụ gia, cả tự nhiên lẫn nhân tạo Một số phụ gia là những hoá chất có thể gây hại chosức khoẻ con người nếu dùng liều cao hoặc trong thời gian dài ví dụ như acidbenzoic,

1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm:

Các phụ gia thực phẩm có thể được phân loại : chất bảo quản, các acid thựcphẩm, chất điều chỉnh độ acid, chất chống vón, chất chống tạo bọt, chống oxy hoá,chất tạo lượng, tạo màu, tạo vị, điều chỉnh, giữ ẩm, làm ngọt,…

1.3 Chức năng của phụ gia thực phẩm:

Mục đích sử dụng chất phụ gia trong chế biến và sản xuất thực phẩm:

- Để duy trì thành phần dinh dưỡng của thực phẩm và giữ an toàn cho thực phẩm

- Để món ăn trong đẹp và ngon hơn

- Để kéo dài thời hạn sử dụng và thời gian bảo quản của sản phẩm thực phẩm

- Để cải thiện thành phần dinh dưỡng của sản phẩm thực phẩm

- Hỗ trợ trong quá trình chế biến và sản xuất hoặc phụ gia bảo quản thực phẩm (ví dụ:chất nhũ hoá, giúp trộn lẫn các thành phần với nhau)

2 Phụ gia bảo quản:

Chất phụ gia bảo quản thực phẩm là các loại hoá chất đóng vai trò là chất kháng

vi sinh vật hoặc chống oxy hoá hoặc cả hai Chúng ức chế hoạt động hoặc tiêu diệt vi

khuẩn, nấm mốc, côn trùng và vi sinh vật khác Chất kháng vi sinh ngăn chăn sự phát

triển của nấm mốc, nấm men và vi khuẩn; còn chất chống oxy hoá giữ cho thực phẩmkhỏi bị ôi hoặc bị phát triển điểm mốc đen Ngoài ra để bảo quản thực phẩm tránh hưhỏng đã có nhiều biện pháp kỹ thuật được con người sử dụng.

Bảo quản thực phẩm được thực hiện vì lí do:

- Để bảo toàn những đặt tính tự nhiên của thực phẩm

- Để duy trì vẻ bề ngoài của thực phẩm

- Để tăng thời hạn sử dụng của thực phẩm khi bảo quản

3 Lịch sử sử dụng sodium nitrite trong công nghiệp thực phẩm:

Ướp thịt và gia cầm là một trong những hình thức bảo quản thực phẩm lâu đờinhất vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay Trước khi tủ lạnh ra đời, cá và thịt đượcbảo quản bằng các phương pháp có hiệu quả để kiểm soát sự hư hỏng sau khi thuhoạch động vật và mở rộng nguồn cung cấp thực phẩm trong thời kỳ khan hiếm Mặc

dù đã bị thất lạc từ thời cổ đại, nhưng quy trình xử lý thịt được cho là bắt nguồn từphương pháp bảo quản bằng muối từ khoảng 3.000 năm trước Công nguyên Theo thờigian, việc nhận ra rằng muối bị nhiễm saltpeter (kali nitrat) có tác dụng chữa bệnh, sẽ

vô tình tạo cơ sở cho sự khởi đầu làm sáng tỏ bí ẩn về việc chữa bệnh Với sự pháttriển của công nghệ làm lạnh và đóng gói thực phẩm, mục đích ban đầu của việc xử lýcác loại thực phẩm dễ hỏng để bảo quản đã được thay thế rộng rãi bằng việc tạo ra sựtiện lợi và đa dạng cho người tiêu dùng Ngành công nghiệp thịt và gia cầm đã đượchưởng lợi rất nhiều từ việc sử dụng sodium nitrite bằng cách cho phép sản xuất các sảnphẩm có độ an toàn thực phẩm được cải thiện và thời hạn sử dụng kéo dài với độ ổnđịnh bảo quản tuyệt vời

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA SODIUM NITRITE

1 Cấu trúc hóa học và tính chất của sodium nitrite:

1.1 Cấu trúc hoá học của sodium nitrite:

Sodium nitrite NaNO₂ (E250) là một chất phụ gia thường được sử dụng trongngành thực phẩm để bảo quản và tạo màu sắc cho các sản phẩm chế biến từ thịt và sảnphẩm thủy sản

Sodium nitrite là một loại muối vô cơ có màu trắng rắn, là một chất oxy hóamạnh được sử dụng làm chất bảo quản do khả năng ngăn chặn vi khuẩn xâm nhập vàothực phẩm

Hình 1 Cấu trúc hoá học của sodium nitrite

1.2 Tính chất của sodium nitrite:

- Nó không cháy nhưng đẩy nhanh quá trình đốt cháy vật liệu dễ cháy Nhiều phản ứng

có thể gây cháy hoặc nổ tạo ra khói (hoặc khí) khó chịu hoặc độc hại trong đám cháy

- Hòa tan trong nước, hòa tan vừa phải trong metanol, ít tan trong đietyl ete Ít tan trong etanol

- Dung dịch sodium nitrite xuất hiện dưới dạng dung dịch trong suốt, không màu đến màu vàng Có hại cho môi trường và hơi độc hại

- Nhiệt độ tự bốc cháy: 1000°F

- Nhiệt độ sôi: Phân hủy ở 320°C

- Nhiệt độ nóng chảy: 271°C

- Độ hòa tan: Lớn hơn hoặc bằng 100 mg/mL ở 66°F

- Khối lượng phân tử: 68,9953 g/mol

- Sodium nitrite tan tự do trong nước; tan vừa phải trong methanol; ít tan trong diethylether và ethanol

- Trong dung dịch nước, sodium nitrite có thể phản ứng với sodium chloroacetate đểtạo ra nitromethane:

NaNO2 + ClCH2COONa + H2O 🡢 CH3NO2 + NaCl + NaHCO3

- Sodium nitrite trong dung dịch có tính bazơ nhẹ Nó có thể thủy phân để tạo thànhacid nitơ (HNO2) và ion hydroxide (OH ):⁻

NaNO2 + H2O 🡢 HNO2 + NaOH

- Phản ứng oxi hóa khử: Trong điều kiện oxy hóa, sodium nitrite có thể thông qua quátrình khử để tạo thành nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO₂) hoặc dinitơ tetroxide(N2O4) tùy thuộc vào điều kiện phản ứng

- Tính ổn định: Oxy hóa rất chậm thành nitrate trong không khí Dung dịch sodiumnitrite không ổn định nên phải pha trực tiếp trước khi sử dụng; không được vận chuyểntrong xe có tính axit

- Độc tính: Nếu nuốt hoặc hít phải một lượng lớn sodium nitrite có thể gây tụt huyết ápnhanh chóng, nhức đầu dai dẳng, chóng mặt, hồi hộp và rối loạn thị giác; da đỏ bừng

và đổ mồ hôi, sau đó lạnh và tím tái; các triệu chứng khác bao gồm buồn nôn, tiêuchảy, ngất xỉu, methemoglobinemia Khi tiếp xúc với mắt sẽ gây kích ứng

- Bản thân sodium nitrite không gây ung thư nhưng khi sodium nitrite kết hợp với cácamin trong thực phẩm giàu protein đun ở nhiệt độ cao cùng với dịch axit dạ dày tạo ranitrosamine là tác nhân chính gây ung thư Do đó, việc sử dụng sodium nitrite trongbảo quản thực phẩm cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo an toàn cho các sảnphẩm thực phẩm

3 Cơ chế hoạt động:

Nitrite được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp chế biến thịt tại nhiều quốc giacũng như tại Việt Nam Nitrite, nitrate còn làm tăng khả năng tạo màu, tạo mùi và làmtăng cấu trúc của thực phẩm Trong môi trường acid, nitrite được oxy hóa để tạo thànhacid nitroic (HONO), sau đó tiếp tục bị phân hủy để tạo thành oxyt nitơ (NO) NOphản ứng với myoglobin trong điều kiện khử tạo thành nitrosomyoglobin có màu đỏ.Nitrite tan tốt trong nước, trong nước NH3, tan ít trong cồn và các dung môi khác.Nitrite hoạt động trong môi trường acid, có hoạt tính mạnh trong môi trường yếm khí

Thường được sử dụng để ức chế sự tạo thành độc tố của Clostridium botulinum trong

thịt xông khói hoặc thịt quay Không ức chế được các loại vi sinh vật sinh bào tử

Nitrite làm giảm ATP nội bào trong tế bào sinh dưỡng của Clostridium

sporogenes Vi khuẩn oxi hoá pyruvate tạo thành oxalateacetate trong chu trình Krebs

để tổng hợp ATP Nhưng nitrite đã ức chế enzyme pyruvate ferredoxin oxidoreductase

và ferredoxin nên ATP không tạo thành được

Khi thịt chứa sodium nitrite bị cháy hay quá chín sẽ tạo thành chất nitrosaminegây ung thư đường ruột Nitrosamin có thể hình thành từ phản ứng của sodium nitritevới các amin bậc hai trong môi trường acid (như trong dạ dày) cũng như trong quátrình xử lý thịt được bảo quản Trong khoảng năm 1970, người ta phát hiện ra rằngacid ascorbic (vitamin C) ức chế sự hình thành nitrosamin Do đó, việc thêm vào tốithiểu 550 ppm acid ascorbic được yêu cầu trong quy trình sản xuất các sản phẩm từthịt tại Mỹ Các nhà sản xuất thỉnh thoảng dùng acid erythorbic, một đồng phân rẻ hơnnhưng có công hiệu tương tự acid ascorbic Thêm vào đó, các nhà sản xuất còn thêmvitamin E (Alpha- tocopherol) để tăng hiệu quả ức chế nitrosamin Alpha-tocopherol,acid ascorbic, và acid erythorbic đều ức chế sản xuất nitrosamin do đặc tính oxi hoákhử của nó Ví dụ, acid ascorbic tạo ra acid dehidroascorbic khi bị oxi hoá, mà khi cómặt N2O, một chất nitroso có đặc tính mạnh hình thành từ sodium nitrat, chuyển N2

thành NO

Nitrosamin được hình thành khi cả amin tồn tại tự nhiên trong thực phẩm phảnứng với sodium nitrite có trong thịt

R2NH (amine) + NaNO2 (sodium nitrite) → R2N-N=O (nitrosamin)

Trong môi trường acid (như trong dạ dày) hay nhiệt (như qua việc nấu ăn),nitrosamin được biến đổi thành ion diazoni

R2N-N=O (nitrosamin) + (acid hay nhiệt) → R-N2+ (ion diazoni)

Các nitrosamine như N-nitrosodimetylamin và N-nitrosopyrolidin hình thànhphản ứng giữa các gốc carbon với các nucleophin sinh học (như DNA hay enzyme)trong tế bào

R-N2+ (ion diazonium) → R+ (gốc carbon) + N2 + :Nu (nucleophin sinh học) → R-NuNếu phản ứng thế nucleophin này xảy ra tại vị trí trọng yếu trong một phân tửsinh học, nó có thể phá vỡ cấu trúc tế bào thông thường dẫn đến ung thư hay hoại tử

4 Các nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo của sodium nitrite trong thực phẩm:

4.1 Tự nhiên:

Nitrite là một phần của thực đơn bình thường của người, được tìm thấy trong hầu

hết các loại rau củ Rau xà lách và rau diếp có thể chứa hàm lượng co đến 2500 mg/kg

nitrat, cải xoăn (302 mg/kg) và súp lơ xanh (61 mg/kg), hoặc thấp như măng tây Hàmlượng nitrite trong 34 mẫu rau củ, gồm các loại bắp cải, rau diếp, xà lách, ngò tây, củcải trong khoảng 1,1 và 57 mg/kg, ví dụ như súp lơ trắng (3,49 mg/kg) và súp lơ xanh(1,47 mg/kg) Các loại rau củ chín làm mất đi nitrat nhưng nitrite thì không Các loạithịt tươi chứa 0,4-0,5 mg/kg nitrite và 4–7 mg/kg nitrat (10–30 mg/kg nitrat trong thịtcủa động vật được chữa bệnh) Sự hiện diện của nitrite trong tế bào động vật là kết quảcủa sự trao đổi nitơ oxit (NO), một chất dẫn truyền thần kinh quan trọng NO có thểđược tạo mới từ enzim tổng hợp NO dùng arginin hay hấp thụ nitrate/nitrite qua đường

ăn uống Hầu hết các nghiên cứu về tác động tiêu cực của nitrite lên con người xảy rasau khi khám phá ra tầm quan trọng của nitrite lên sự trao đổi chất của con người và sựtrao đổi bên trong cơ thể của nitrite

Nitrite được sản xuất nội sinh thông qua quá trình oxy hóa oxit nitric và thôngqua quá trình khử nitrat bởi vi khuẩn hội sinh trong miệng và đường tiêu hóa

Các loài vi khuẩn đường miệng, nằm ở phía sau lưỡi, được xúc tác bởi enzymenitrat reductase (NOS), khử nitrat thành nitrite

4.2 Nhân tạo:

Sodium nitrite được sản xuất bằng cách khử sodium nitrat bằng chì, sắt, kẽm,mangan dioxit [bị oxy hóa thành BaMnO4 với sự có mặt của Ba(OH)2], than cốc,sulfur dioxide và cacbua canxi Trong số các quá trình này, quá trình duy nhất có ýnghĩa công nghiệp là khử sodium nitrat nóng chảy bằng chì ở tỷ lệ khoảng 400 °C.Việc sản xuất sodium nitrite quy mô lớn hiện nay dựa trên phản ứng của oxit nitơvới dung dịch sodium cacbonat hoặc sodium hydroxit Tỷ lệ mol của các oxit nitơđược gọi là ''độ oxy hóa'' (OD):

[NO2]

[NO] + [NO2] ∙ 100 = OD

Ở OD < 50%, phản ứng được mô tả bằng 2 NaOH+NO2+NO🡢2 NaNO2+H2O Lượng nitơ dư thừa monoxide không phản ứng nhưng bị oxy hóa thành nitơdioxide bởi oxy xung quanh Ở OD > 50% và áp suất riêng phần của oxy cao, các phản ứng (chậm hơn) sau đây cũng diễn ra: