quá trình hình thành 3-mcpd trong chế biến thực phẩm - luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Trang 1

3-MCPD Th.s Tôn Nữ Minh Nguyệt

MỤC LỤC

Công thức cấu tạo 3-MCPD - 21 3222111111221 11 1551111155211 xe 2

Tính chất hóa học

Trang 2

1 Công thức cấu tạo 3-MCPD :

OH 3-MCPD

monochlorpropandiol (3-chlor-1,2-propandiol)

Hình 1: công thức cấu tạo của 3-MCPD e Công thức phân tử : C 3H 7ClO 2

3-MCPD (3-monochloropropane-1,2-diol) thuộc nhóm chlorapropanols là dẫn xuất của Clo

2 Tính chất hóa học:

w_ Phân hủy khi bị chiếu sáng

w_ Không có khả năng phản ứng với các hợp chất peroxyde, kim loại Mg, AI và các tác nhân oxi hóa mạnh

Y_ Tạo phức với Cu ở điều kiện thường tạo thành hợp chất màu xanh đặc trưng 3 Tính chất vật lý : VY La chat long khong mau cé vi ngot VY Nhiét d6 néng chay: -63°C VY Nhiét d6 sdi: 61°C VY Chiét suat: 1,4459 ở 200C, 589 nm w_ Tỷ trọng: 1,48 g/ cm 4.Qúa trình hình thành 3- MCPD:

3-MCPD (3-monochloropropane-1,2-diol) là một hoá chất thuộc nhóm chlorpropanol được hình thành và hiện diện trong thực phẩm thông qua các quá trình phản ứng giữa một nguồn có chứa clorine (ví dụ như muối ăn hoặc kề cả nước) trong thực phân hoặc một thành phần nào đó trong thực phẩm với các chất béo

Ngoài 3-MCPD, còn có 1,3-DCP (1,3-dichloro-2-propanol), cũng thuộc nhóm nay

Phản ứng này được xúc tác bởi nhiệt độ qua quá trình nhiệt phân khi chế biến thực phẩm thí dụ như chiên nướng Cho nên, về lý thuyết, tất cả các loại thực phẩm nào hội đủ 3 điều kiện: “có chứa thành phần clorine + thành phần chất béo + nhiệt” đều có thể sản sinh ra 3-MCPD, tuy nhiên với hàm lượng từ mức độ vi lượng, vết hoặc nhiều vượt mức an toàn, rất khác nhau

Những thực phẩm nào ngoài nước tương và sản phâm chế bién từ đậu nành qua thuỷ

Trang 3

3-MCPD Th.s T6n N& Minh Nguyét

nhiệt độ môi trường Độ pH càng cao (kiềm) và nhiệt độ càng cao thì tỷ lệ 3-MCPD bị phân huỷ tăng lên

Sự hình thành 3-MCPD trong thực phẩm do quá trình sử dụng acid clo-hydric (HCI) thuỷ phân protein thực vật (hay còn gọi là acid-HPV) đã được phát hiện từ những năm 80s nhưng các kết quả khảo sát lần đầu tiên được công bố là vào được Collier và đồng nghiệp lần đầu tiên mô tả vào năm 1991

Và theo khảo sát và những năm 1990 và 1992 của MAFF (Bộ Nông-Lâm-Ngư nghiệp) của Anh khảo sát và công bố cho thấy gần như nồng độ của 3-MCPD cao ở mức

100mg/kg thực phẩm là rất phô biến vào thời đó nhưng đã giảm đi rất nhiều vào các thời điểm sau này

Một trong những sản phẩm công nghiệp có sử dụng acid thuỷ phân protein thực vật đó là san pham xi dau (nước tương) và dầu hào 0e Processing aiid St000g@ PS PSNEH tt

( Chloride Source’) % Fat : Fat

NaCl, HCI, (alycerides) _) S#aminiake ( - (gliycerides) Processing HI = action of high temperature ‡ : 4 stomach HC! ESTERS OF b ESTERS OF i i CHLOROPROPANOLS i (cvoRoPRoPAnots } >| Dichopropanol : tị i 1,3-dichloro-2-propanol Ị Processing Storage H actonot mases Ì 1 DCP Prop i thermal hydrolysis ee CS i ( 1,3-DCP ) ; { HOI ane ONES i 3-monochloropropandiol- i | FREECHLOROPROPANOLS _ 1,2-diol [FREE CHLOROPROPANOLS | sito ile e2 — ? Processing i Ạ action of high temperature H : stomach HC! Hi SN Hình 1 quá trình hình thành 3-MCPD trong thực phẩm (2)

Nói tóm lại tất cả các hợp chất chứa thành phần chloro, hợp chất chứa thành phần chất béo và được xúc tác bởi nhiệt độ thì hình thành 3-MCPD Cường độ phản ứng tạo 3-

MCPD phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ Ở điều kiện tối ưu là 2000°C thì lượng 3-MCPD

tạo thành là 50 mg/kg glycerol tham gia phản ứng Ở 1000°C hàm lượng 3-MCPD sinh ra

Trang 4

5.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành 3-MPCD:

Theo Collier et al, (1991) cho rằng sự bền vửng của 3-MCPD có được là tùy thuộc

vào 2 yếu tố: pH và nhiệt đo thích hợp Nếu pH càng cao và nhiệt độ càng cao thì tỷ lệ hợp thành 3-MCPD lại càng giảm di.(1)

= pH=8 trong điều kiện nhiệt độ 25°C = 100°C 0,6mg 3-MCPD /kg glycerol = 230°C 50mg 3-MCPD /kg glycerol

Điều chỉnh nhiệt độ / thời gian hồ sơ (thấp hơn nhiệt độ cho thời gian hơn) đã được

xác định là một lựa chọn tiềm năng cho việc giảm 3-MCPD trong malts rang khô và các

sản phẩm rang thực pham

Hàm lượng lipid, chất béo thực vật : đạm (protein) thuỷ phân được xử lý bằng một hợp chất kiềm đề giảm nồng độ lipid

6.Cách xác định hàm lượng 3-MCPD trong thực phẩm Œđ) - - Dùng các chât hoạt tính diatomit đê hâp thụ chât choloropropanol trong sản phâm dạng lỏng

- Tăng cường nồng độ 3-MCPD bằng heptafluonbutyrylimidazole

- Dùng phương pháp sắc kí đò khối phổ đề xác định hàm lượng 3-MCPD Mẫu được đồng nhất và trộn véi dung dich natri clorua bao hòa sau đó cho hap thy lên cột

kielselgurh Các chất này được chiết bằng diethyl ether và tạo dẫn xuất với heptafluorobutyric acid anhydrid

Các dẫn xuất được tách bằng sắc ký khí mao quản, phát hiện và định lượng bằng detector khối phô Độ chính xác đạt được khá tốt với RSD% là 3-9%, độ thu hôi tính trên

mẫu thêm chuẩn trên 90%

Giới hạn định lượng 1a 10 mg/kg, dap ứng yêu cầu của các tổ chức trên thế giới Phương pháp này đã được ứng dụng đề phân tích 3-MCPD và 1,3-DCP trong các loại

nước tương và tương đặc trên địa bàn Hà Nội Kết quả cho thấy sự có mặt của 3-MCPD

và 1,3-DCP trong các loại nước tương sản xuất trong nước với nồng độ cao hơn các loại nước tương nhập ngoại

Nồng độ 3-MCPD cao nhất là 116 mg/kg Ngược lại, các loại tương đặc bao gồm tương bân truyền thống của Việt Nam không phát hiện thấy 3-MCPD va 1,3-DCP

- Phương pháp phân tích 3-MCPD theo AOAC2000 đôi với những mẫu chứa hàm lượng chất béo cao người ta cần thêm một số các bước làm tỉnh sạch mẫu và việc phân tích được thực hiện nhiều lần

- Định lượng 3-MCPD mức 0.01mg/kg và sai số cho kết quả phân tích 3-MCPD +/- 0,004 mg/kg với mẫu 0.01mg/kg

7 Giới hạn hàm lượng 3-MCPD an toàn cho sản phẩm thực phẩm (3)

„ Nông độ 3-MCPD cho phép trên Ikg nước

Quoc gia tuong (mg/kg)

Canada, Phan Lan, Ao, Các Tiểu

Vuong Quoc A Rap 1

Trang 5

Úc , Newzeeland 0,2

Lién hop Chau Au , Ha Lan , Hy

Lap, Bồ Dao Nha „Malaisia 0.02

Liên Hợp Vương Quốc Anh 0.01

Việt Nam 1

Bang 1: đinh mức 3-MCPD an toàn ở mỗi quốc gia (3) Dựa vào đâu mà họ có thể đưa ra những con số như vậy?

Thứ nhất, dựa vào liều tối đa cho phép cơ thê dung nạp trên một ngày Cho đến hiện nay FAO/WHO khuyén cáo liều tối đa cho phép một cơ thé có thé dung nap tối đa là

2microgam/kg thể trọng (tức là 0 002mg/kg), hay một người cân nặng 50kg có thể cho phép thu nạp đến 0.1mg/ngày Con số 0.002mg/kg này là dựa trên kết quả nghiên cứu ở chuột cho thấy liều thấp nhất có thê gây độc cho chuột (cũng có nghĩa là liều tối đa không gay hai) do la 1.1mg/kg, rồi chia cho một hệ sé bat định cho phép dung sai, cũng như chuyển đơi giữa các lồi sinh vật khác nhau (chuột và người), ở đây giới khoa học đưa ra hệ sô 500, do đó là 0.0022 hay làm tròn là 0.002mg/d, gọi là mức thu nạp có thể chấp nhận được mỗi ngày (tolerable daily intake, TDI) hay chặt chẽ hơn phải gọi là định mức tạm thời cho phép cơ thé thy nạp mỗi ngày (provisional maximum tolerable daily intake,

PMTDIJ), bởi vì chưa có số liệu nghiên cứu cụ thê trên người, đây mới chỉ là ước tính từ

chuột

Bước thứ hai, giới nghiên cứu của mỗi nước cần phải tiến hành nghiên cứu khảo sát trong quân thê xem người dân của mình hiện đang dung nạp mức 3-MCPD (bảng 2) và tiêu thụ sản phẩm nước tương trung bình bao nhiêu trên một ngày (dựa trên các sản phẩm nước tương hiện lưu hành); ngoài ra họ phải tính toán đên con số những người dùng tối đa trong một ngày là bao nhiêu

Trang 6

Như vậy chúng ta dễ thấy là người Nhật dùng nước tương nhiều hơn cả so với Úc và Mỹ

Và như thế, với một người trung bình của âu châu (mặc định là 70kg) thì tính bình quân đầu người, theo mức cho phép thu nạp hiện hành, là mỗi ngày một cơ thể trung bình tiêu thy 0.14g 3-MCPD (70 x 0.002), thì mới mức mặc định đó, tại thời điểm khảo sát, mỗi người dân Nhật trung bình đã tiêu thụ vượt ngưỡng quy định 3.85 lần (hay 285%), và những người dùng nhiều thì vượt 7.86 lần (686%) mức cho phép Nhưng xin nhắc lại đây là con số tính trung bình cho một người dân có cân nặng như nhau là 70kg, và sức khoẻ được cho là như nhau Con số này sẽ vượt rất rất nhiều lần nếu tính riêng cho từng cá thể, thí dụ như trẻ em, hoặc những người ăn chay trường, sử dụng nhiều nước tương

Dựa vào chỉ số tiêu thụ 3-MCPD hiện hành, cân nhắc với nguồn thu nạp 3-MCPD từ các thực phẩm khác, cộng với cân nhắc khả năng đáp ứng kỹ thuật của giới thương mại, đề đặt ra một định mức 3-MCPD nào đó dung hoà được liều tối đa cho phép mà nhà san xuất cũng có thể đáp ứng được Có nghĩa là lượng 3- MCPD phải giảm xuống đến mức để cho một người dân trong nước dùng ở mức tối đa mà vẫn không bị nhiễm độc Lấy thí dụ, nếu quy định cho phép 3-MCPD là 1mg/kg nước tương, thì nếu một người cân nặng 50kg một ngày người này dùng đến 100ml nước tương thì cơ thể người này có thể thu nạp đến 0.1mg 3-MCPD trong ngày chỉ riêng từ nước tương vừa sát với quy định lượng tôi đa thu nạp cho người này la 0.1mg (50 x 0.002) Như vậy là rất nguy hiểm, vì người đó đã tới con số giới hạn mà mới chỉ có sử dụng nước tương mà thôi Một điều thực tế là không thể quy định cho mỗi người dân chỉ được ăn bao nhiêu nước tương trong một ngày, mà phải quy định nhà sản xuất phải giảm lượng 3-MCPD như thế nào mà đề cho có người sử dụng nước tương nhiều cũng không bị vượt quá mức Và vì lý do đó mà một sô nước như Anh Quốc hay Liên hiệp Âu châu, quy định mức 3-MCPD tối đa cho phép trong sản phẩm nước tương chỉ là 0.01mg/kg hay 0.02mg/kg là “ “nhằm mục đích bảo vệ người tiêu dùng để giảm thiểu yếu tô nguy cơ của nước tương gia tăng tích luỹ vào mức độ cơ thể tiêu thụ cho phép hàng ngày la 2microgram/kg cơ thể, bởi vì 3-MCPD còn có thể đến từ các nguồn thức ăn khác nữa” Với Malaysia, vì mức độ tiêu thụ nước tương trung bình của người dân cao, nên quy định cho phép hàm lượng 3-MCPD trong nước tương ở đây cũng rất thấp

Cho đến hiện nay, ở Việt nam giới chức thâm quyền đã có quy định hàm lượng tối đa cho phép sự hiện diện của 3-MCPD trong Ikg nước tương là Img/kg Quy định này được cho là an toàn sức khoẻ cho người tiêu dùng Nhưng theo chúng tôi được biết cho đến hiện nay, Việt nam hiện vẫn chưa có một công trình khảo sát nào có tính hệ thống để đánh giá mức tiêu thụ trung bình, tối thiểu và tối đa đối với sản phâm nước tương của người dân, trong khi đó sản phẩm nước tương là một sản phẩm được sử dụng khá phỏ biến ở Việt

nam Thiết nghĩ một công trình đánh giá như vậy là cần thiết đề trước hết là có thể đảm bảo được sức khoẻ cho người tiêu dùng và cũng để dung hoà được khả năng chấp nhận

về tiêu chuẩn kỹ thuật cho người sản xuất, bởi vì thay đồi một công nghệ sản xuất cũng

gây tác hại không nhỏ đối với nền kinh tế của doanh nghiệp và địa phương

8 Thực phẩm nàochứa3MCPD ;

Trang 7

Từ những năm 80 của thế kỷ trước người ta đã phát hiện ra 3-MCPD trong thực phâm nhưng các kết quả khảo sát đầu đủ lần đâu tiên được công bố bởi Collier và cộng sự

(1991) theo báo cáo của MAFF ( 1991 ) cho biết nồng độ 3-MCPD cao nhất ở mức 100mg/1kg thực phẩm là phổ biến thời đó

Kết quả khảo sát 300 mẫu thực phẩm, 90 mẫu nước tương và nhiều phụ liệu thực phẩm ở châu Âu và Canada thấy rằng 89/300 san pham thực phẩm được khảo sát có chứa

3-MCPD gồm :

“ các sản phâm nướng từ ngũ cốc (bánh mì, bánh qui mặn, bánh carket, .), “_ sản phâm rang (cà phê, hạt điều -) hàm lượng trung bình 0,012ppm, "các phụ liệu là dextrin vàng sản xuất bằng phương pháp axit, malt bia, “ các sản phâm được chê biên bằng các chat béo thực vật và được gia nhiệt như

sữa, cách sản phâm thịt hun khói xúc xích, pho mai, salami

"_ đặc biệt là nước tương, dầu hao

Khảo sát 300 mẫu thực phẩm, 90 mẫu nước tương có 89/300 sản phẩm chứa 3-

Trang 8

Theo Crews et al (2002) thi hàm lượng 3-MCPD tăng lên của một : số thức ăn sau khi nướng (grilling, toasting) và dùng microwave; nhưng trong việc nấu, hàm lượng của 3- MCPD khong dang ké so với trứơc khi nấu

Trước khi nấu Sau khi nấu

Grillin and toasting breads 3-MCPD in breads up to 0.3 mg/kg Most cheeses grilling 3-MCPD incheeses up to 0.1 mg/kg

Cheese in Microwave cooking 3- MCPD in cheeses cooked in microwave up levels in some cheeses Retail batters khéng c6 3 MCPD( Batter là hợp chất của bột trứng sửa để | 3-MCPD in batter after frying up to 0.1mg/kg nấu nướng) Tỉ lệ 3-MCPD cang cao * Roasted dark malt Rất ít hoặc không có 3-MCPD Foods cooked Bảng 4 hàm lượng 3-MCPD trong quá trình đun nấu (5) 9, Mức độ độc hai cia 3-MCPD:

3-MCPD tác dụng nhậy cảm đến vùng thận giới hạn sử dụng được thiệt lập trên những nghiên cứu vê hiện tượng nhiêm độc ở động vật, 3-MCPD không phá hại vật chât di truyện trong cơ thê không có tiêm năng gây ra ung thư

Nghiên cứu thực nghiệm về độc tính

Liều gây độc cấp tính qua đường uống của 3-MCPD ở chuột công (rat) là 150mg/kg thể trọng Nếu cho chuột cống dùng liều lặp lại (ngắn hạn) ở nồng d6 Img/kg thé trong thi co biéu hién giam d6 di chuyén cua tinh tring, thay đồi hình dạng tinh tring và gây suy giảm khả năng sinh sản ở chuột cống đực cũng như các loài có vú khác (với liều sử dụng cao hơn liều trên) Nếu cho chuột nhà (mouse) và chuột cống tiếp xúc với liều 25mg/kg co thé thi có thay xuất hiện các thương tôn ở hệ thần kinh trung ương

Trang 9

cũng thấy tỷ lệ phát sinh của thương tồn tăng sản hoặc khối u chịu ánh hưởng hiệu ứng liều lượng, gap 6 tất cả các nhóm động vật nghiên cứu (có nghĩa là tỷ lệ thương ton gia tăng khi cho tiếp xúc với liều lượng cao hơn, và giảm xuông khi giảm liều tiếp xúc] Trong nghiên cứu này, các khoa học gia xác nhận thương tôn tăng sản ống thận là tai biến nhạy nhất

Nghiên cứu về tính đột biến ở tế bào vú biệt lập cho thây thường là dương tính nhưng

phải với liều tiếp xúc khá cao (0.1-9mg/ml) Một số thử nghiệm về tính đột biến trong cơ thể cho thay két quả âm tính Tóm lại, uỷ ban khoa học hiện thời kết luận 3-MCPD chưa phải là độc tố gây tồn hại gen trong cơ thé

Nghiên cứu quan sát trên người

Cho đến nay, vẫn chưa có một nghiên cứu dịch tễ học hay lâm sàng nào về tác hại của 3-MCPD trên người cả Tuy nhiên, nghiên cứu trên té bao tinh tring ngudi trong phong thí nghiệm cho thay có hiệu ứng hiệp lực giữa 3- -MCPD với nguyên tố đồng (Cu) làm giảm kha năng di chuyên của tỉnh trùng Tăng nồng độ ure và creatin trong mau anh hưởng đến chức năng thận

10 Hiện trạng hàm lượng 3-MCPD trong các sản phẩm hiện nay (5)

kết quá kháo sát của ANZFA Nhãn hiệu Loại sản phẩm |Dung |Mẫu lô hang Quốcgia |3-MCPD tích hạn sử dụng sản xuất

Gloden Soya bean 740 26/01/04 Thailand 91.2

Mountain Seasoning sauce

Golden Soya bean 740 23/03/04 Thailand 148.2

Trang 10

'Wanjashan All purpose 500 15/7/02 Taiwan 0.431 Seasoning sauce 'Wanjashan All purpose 500 17/02/03 Taiwan 0.454 Seasoning sauce

[Tau vi iéu Soya bean sauce [200 [4/2000 {VietNam — 3.93 | |Kim Lau Soy sauce (Dark) |590 INiI {Taiwan lI3.2 -

Tai vi iéu Seasoning sauce 750 10/7/01 Viet Nam 61.2

Soya bean

[Knorr Seasoning 11000 INiI {Hong kong 21.5 |

|Amoy Seafood sauce |500 06/3/01 {Hong kong l6.5 |

Gia Minh Seasoning 200 Nil Viet Nam 630.00

soysauce

Golden Soya bean sauce [590 24/10/03 Thailand 98.00

Kim Lan Soy sauce 590 11/8/03 Taiwan 4.20

in Chinese (in Chinese)

[President |Creamy soy sauce [300 [23/5/01 Taiwan |8.60 |

[Silver Swan _|Soy sauce 1000 (Nil {Philippines 3.70 [Ta Tung |Soy bean sauce [1000 |3/2/1999 |Taiwan [11.50

Zu Miao Fo shan soy 500 Nil China 23.80

Superior sauce

Zu Miao Mushroom soy 592 Nil China 53.20

sauce

NT* - Not tested (Source: www Anzfa.gov au)

Kết qua khdo sat ciia Queensland Healthy

Brand Product Pack Best Country 3-MCPD 1,3-DCP

description size before of origin mg/kg mg/kg

date

Trang 11

Golden Soybean 740 ml 26/01/04 Thailand 91.2 0.5 Mountain | seasoning sauce Golden Soybean 740 ml 23/3/04 Thailand 148.2 0.6 Mountain | seasoning sauce Golden Soybean 200 ml 19/4/03 Thailand 73.0 0.3 Mountain | seasoning sauce Golden Soy sauce 500ml | N/A Philippines | Pass Pass Swan

Healthy Thin soy 700 ml | 20/12/03 Thailand Pass Pass

Boy brand | sauce

Lee Kum | Premium 510 ml 8/01/05 China Pass Pass

Kee oyster sauce

Pearl Mushroom 600 ml 15/6/02 China Pass Pass

River flavoured

Bridge superior dark soy sauce

Pearl Superior dark | 600ml | N/A China Pass Pass

River soy sauce

Bridge

Trang 12

Pearl Superior light | 600 ml 20/11/02 China Pa Pass

River soy sauce Bridge Pearl Shrimp 600 ml | N/A China Pass Pass River flavoured Bridge light soy sauce

Sinsin Oyster sauce | 430 ml 20/12/02 Singapore | Pass Pass

Wanjashan | Soy sauce 148 ml | N/A Taiwan Pass Pass

Wanjashan | Al purpose 500 ml 15/7/02 Taiwan 0.431 0.05 seasoning soy

sauce

Két qua khao sat cia Ministry of Healthy

Brand Product Pack size | Best Country 3-MCPD | 1,3-DCP

description before of origin mg/kg mg/kg date Gloden Soybean 740 ml 17/5/04 Thailand 133.6 0.4 Mountain | seasoning sauce Golden Soybean 740 ml 04/3/02 Thailand | N/A 0.3 Mountain | seasoning sauce Golden Soybean 200ml 19/4/03 Thailand 86.9 0.3 Mountain | seasoning sauce Wanjashan | Soysauce 500 ml 17/02/03 Taiwan 0.454 N/A

11 Các biện pháp giám hàm lượng 3-MCPD trong quá trình chế biến thực phẩm (1) wW Duy trì nhiệt độ 60-95oC

\w Lên men, sử dụng enzym

12

Trang 13

Vv Ap dung nguyén tắc trung hoà để kết tủa nồng độ 3-MCPD w Sử dụng acid khác ( acid H2SO4

Công nghệ:

Sự thủy phân protein là cơ sở của các phương pháp công nghệ chế biến nước tương Bản chất của sự thủy phân protein là sự thiy phan lién két peptide

Do liên kết peptide là một liên kết mạnh, sự thủy phân xảy ra trong điều kiện có xúc tác Tác nhân xúc tác hóa học là axit hoặc kiềm và tác nhân xúc tác hoá sinh học là nhóm enzym thủy phân protein có tên chung là protease

Trong chế biến, sự thủy phân protein được ứng dụng để thu nhận các sản phẩm thủy phân hoàn toàn hoặc thu nhận các sản phâm thủy phân chưa hoàn toàn

Các sản phẩm thủy phân chưa hoàn toàn (Protein hydrolysates) hay bị đắng,

Nhất là khi nó được thủy phân bởi các protease cua vi khuẩn Vị đắng liên quan tới các peptide chứa các axit amin ky nước Sản phâm có vị đăng khi mức độ thủy phân, chỉ đạt từ 4 đên 40% VỊ đăng chỉ ảnh hưởng đên tính chât cảm quan, không ảnh hưởng đên giá trị dinh dưỡng

Để sản xuất nước tương có tới 3 phương pháp công nghệ: công nghệ vi sinh, công nghệ hóa học và công nghệ enzym

Phương pháp công nghệ axit

Ở nước ta cho tới nay nước tương công nghiệp được sản xuất từ bánh dầu chủ yếu bằng

phương pháp thủy phân hóa học sử dụng tác nhân xúc tác là HCI Quy trình công nghệ như sơ đô sau:

Dùng HCI nồng độ 6-10 N, nhiệt độ 100 — 180°C, thời gian thủy phân 24 đến 72 giờ Nếu gia tăng áp suất, sẽ giảm được thời gian

Do nhiệt độ cao và nồng độ axit đặc, một số axit amin bị phá huỷ trong quá trình thuỷ phân Tryptophan bị phá hủy hoàn toàn, các axit amin chứa lưu huỳnh bị mât 10-30%

Các axit amin chứa nhóm -OH bị phân hủy một phần

Trong thực tế phương pháp thuỷ phân bằng axit đã được ứng dụng trong kỹ nghệ sản xuất nước tương hóa giải còn gọi là xì dầu hay tàu vị yêu Phương pháp thuỷ phân bằng axit có ưu điểm là rẻ và nhanh, hiệu suất thuỷ phân cao từ 8Š đến 90%, thời gian và quy trình sản xuất được rút ngắn, sản phẩm giàu axit amin va dé bảo quản Mùi vị nước tương rất ngọt và thơm Nhược điểm của thuỷ phân bằng axit là: Chỉ phí năng lượng và thiết bị cao do phải chịu nhiệt và chống axit ăn mòn, việc sử dụng HCI đặc độc hại và gây ô nhiễm môi trường, trong quá trình thuỷ phân ở nhiệt độ cao với xúc tác axit HCI đặc, sẽ làm phân hủy hoàn toàn Trp và một phần Thr, Ser, Met, Cys Ngoài ra khi nồng độ HCI cao và nhiệt độ cao thường xảy ra phản ứng giữa CI2 hoặc HCI với glycerol có trong chất béo

sinh độc tố 3-MCPD

Theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam về an toàn thực phẩm, nồng độ tối đa cho phép trong sản phâm nước tương là Img/kg Ở các nước EU giới hạn hàm lượng 3-MCPD

Trang 14

trong nước tương là 0,02ppm Chọn công nghệ thay thế

Về nguyên tắc có thể dùng kiềm đề thủy phân nhưng tại sao trong công nghiệp rất hạn chê thủy phân protein băng kiêm

Sứ dụng xúc tác kiềm là NaOH, nồng độ 4-§ N, nhiệt độ 100 - 1100C, thời gian 24 đến

36 giờ Thủy phân trong điều kiện này thì tryptophan được bảo toàn, nhưng xảy ra hiện tượng racemic hóa Sản phẩm thủy phân là hỗn hợp racemic D,L-aminoacid, làm giảm giá trị dinh dưỡng Ngoài ra còn xảy ra sự oxy hóa một số axit amin khác

Kiểm xúc tác cho phản ứng tạo lysinoalanine làm giảm lysine trong thực phâm Vi vay trong san xuất thực phẩm ít khi dùng kiềm đề thủy phân protein Phương pháp công nghệ vi sinh

Giống như sản xuất nước mắm tận dụng nguồn enzym ngay trong bản thân nguyên liệu, trong sản xuất tương, người ta sử dụng nguôn enzym protease do vi sinh vat sinh ra trong quá trình lên men

Đặc điểm của việc lên men bởi vi sinh vật là hiệu suất thuỷ phân thấp và thời gian thuỷ phân kéo dài Vì vậy sản phẩm proteolysat là hỗn hợp gồm cả protein, pepton, peptide va axit amin, mà điển hình là tương Bắc

Các sản phâm này thường khó bảo quản, do trong sản phẩm có nhiều enzym khác gây nên sự biến đồi chất lượng vì vậy cân có biện pháp ức chế enzym hay thanh trùng sản phẩm khi đã thủy phân đạt yêu câu

Các enzym endoprotease của vi khuân thủy phân đặc hiệu tại vị trí liên kết các axit amin ky nước Vì vậy các peptides tạo thành sẽ có axit amin ky nước ở đâu chuôi, làm tăng khả năng bị đăng

Cũng có thể kết hợp công nghệ vi sinh và axit đề khắc phục nhược điểm Phương pháp công nghệ vi sinh có quy trình công nghệ như sau:

Để rút ngắn thời gian và ồn định chất lượng sản phẩm thì nên sử dụng chế phẩm enzym thay thê lên men băng vi sinh vật

Phương pháp công nghệ enzym

Quy trình cơng nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp enzym như sau:

Theo đề nghị của công ty Novo quy trình enzyme với 5 enzym được phối hợp sử dụng gom protease, cellulase, amylase Quy trình này có ưu điểm là điều kiện thủy phân ôn hòa, hồn tồn khơng sử dụng hóa chất, không làm biến đồi thành phần axit amin ban đầu, nhưng hiệu suất tối đa chỉ đat 70%

Dé khắc phục nhược điểm của cả hai phương pháp trên và bồ sung ưu điểm cho nhau, ta kết hợp thủy phân bằng axit với thủy phân băng enzym

Công nghệ enzyme kết hợp axit

Có thể thực hiện thuỷ phân bằng enzym trước rồi sau đó mới thuỷ phân bằng axit hoặc thuỷ phân bằng axit rồi sau đó thuỷ phân bằng enzym Quy trình được lựa chọn như sau: Việc sử dụng enzym protease kết hợp axit xúc tác quá trình thủy phân có ưu điểm là giảm

Trang 15

thiểu sử dụng hóa chất độc hại, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, rút ngắn thời gian sản xuất Có thê sản xuất trên hệ thông thiết bị sẵn có

So sánh các phương pháp

Ngoài, 3 phương pháp chính nêu trên còn có những phương pháp công nghệ tương tự sảnxuất từ nguyên liệu đậu nành hạt bằng phương pháp vi sinh, hay thay đôi thành phan nguyên liệu bã dầu đậu nành, bã dầu đậu phụng, kêt hợp gluten bột mì

Mỗi phương pháp sản xuất sẽ cho một sản phẩm có tên gọi khác nhau và mùi vị cũng khác nhau Tùy vào thị trường mà nhà sản xuất sẽ chọn loại sản phẩm thích hợp nhưng cần phải đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phâm

Quy trình enzym kết hợp đã được chúng tôi chuyền giao cho các doanh nghiệp sản xuất nước tương tại An Giang thông qua Sở Khoa học Công nghệ An Giang ngày 10/10/2005 Đạt tiêu chuẩn về Chloropropanol (3-MCPD va 1,3-DCP)

Cac enzyme sir dung là sản phâm enzyme cia Novo duge JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives va FCC (Food Chemical Codex) céng nhan dat tiéu chuân dùng cho thực phâm và đã được công bô chât lượng với Bộ Y tê Việt Nam

Trang 16

Tài liệu tham khảo:

1 công nghệ sản xuất nước tương sạch của TS Trần Bích Lam, Đại học Bách Khoa TP.HCM

2 trang web www.aligant.com/chem

3 http://www.medinet.hochiminhcity gov vn/data/news/2007/6/4735/Sx3-MCPD.htm

4 htm http://www.doh.gov.uk/comdcp.htm)

5.ebook cua Brereton, P, Kelly, J, Crews, C, Honour,S, Wood, R and Davies, A., 2001 6 Trung tâm dinh dưỡng Dutch Lady, Dutch Lady Vietnam, Bình Hòa, Thuận An Bình Dương

7 Tài liệu bài giảng hóa học thực phẩm 2009 của Th.s Tôn Nữ Minh Nguyệt ĐH Bách Khoa Tp HCM

Trang 17

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	3,74 MB