tìm hiểu về phụ gia chống oxy hóa Acid ascorbic và isomer, ascobyl palmite, sodium ascorbate, calcium ascobate, saponin
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMC CÔNG NGHIỆP TP.HCMP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2012 MỞ ĐẦU Phụ gia thực phẩm chế phẩm tự nhiên hay tổng hợp hóa học, khơng phải thực phẩm, cho vào sản phẩm có chủ ý với mục đích bảo quản,thay đổi cấu trúc, tăng giá trị cảm quan, dinh dưỡng thực phẩm Phụ gia lưu lại thực phẩm dạng nguyên thể dẫn xuất bảo đảm an toàn cho người sử dụng Kỹ thuật sử dụng chất phụ gia Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến thực phẩm ngày hoàn thiện đa dạng hóa, đặc biệt thực phẩm đưa vào sản xuất qui mô cong nghiệp Sự tiến khoa học kỹ thuật làm phong phú thêm, đa dạng thêm việc sử dụng phụ gia thực phẩm Hiện có 2500 phụ gia sử dụng công nghệ thực phẩm Ngày nhu cầu sử dụng thực phẩm người tăng cao với đòi hỏi chất lượng, dinh dưỡng, vệ sinh,… khơng nhừng gia tăng Nhưng q trình chế biến bảo quản thực phẩm thường xảy loạt loại phản ứng oxi hóa khác nhau, làm biến đổi phẩm chất giá trị thực phẩm Vì để đáp ứng nhu cầu chất lượng việc sử dụng chất có tác dụng ngăn ngừa kiềm chế q trình oxy hóa cần thiết Những chất gọi phụ gia chống oxy hóa Phụ gia chống oxy hóa loại phụ gia giúp ngăn chặn làm chậm q trình oxy hóa Chúng ngăn cản q trình phá hủy thực phẩm cách khử gốc tự do, oxy hóa chình nhằm kìm hãm oxy hóa Chúng liên kết với với phân tử có hại, giảm sức mạnh phá hủy chúng để làm giảm q trình oxy hóa nguy hiểm xảy thực phẩm Chất chống oxy hóa gồm Chất chống oxy hóa tự nhiên: axid ascorbic (Vitamin C), Tocopherol (Vitamin E), carotenoid, vanillin,… Chất chống oxy hóa tổng hợp: BHA, BHT, TBHQ,… 39 Tuy nhiên nội dung tiểu luận trình bày phụ gia chống oxy hóa: Acid ascorbic & isomer, ascobyl palmite, sodium ascorbate, calcium ascobate, saponin Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA II AXID ASCORBIC & ISOMER (L-ASCORBIC ACID AND ERYTHORBIC ACID) Ascorbic Acid (L-) 1.1 Lịch sử 1.2 Nguồn cung cấp .10 1.3 Đặc điểm, tính chất 10 1.4 Cơ chế tác dụng .11 1.5 Các số, liều lượng phạm vi sử dụng 14 1.6 Ứng dung, chức 15 1.7 Những lưu ý sử dụng .16 Erythorbic acid (isoascorbic acid, axit D-araboascorbic) 16 2.1 Tổng quát 16 2.2 Các số 17 2.3 Cơ chế tác dụng .18 ASCORBYL PALMITATE 18 Lịch sử nguồn gốc: .18 Cấu tạo tính chất : (C22H38O7) .19 Ứng dụng: 20 Cơ chế: 20 4.1 Sự oxy hóa chất béo: .20 39 III Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến 4.2 Cơ chế chống oxy hóa chất béo: 24 IV Liều lượng sử dụng: 26 SORDIUM ASCORBATE 27 Lịch sử nguồn gốc: .27 Tính chất:( C6H7NaO6) 28 Ứng dụng: 28 Cơ chế oxy hóa ( chế hình thành nitrosamine ức chế nitrosamine sodium ascorbate thịt ): .29 CALCIUM ASCORBATE .31 Lịch sử nguồn gốc: .31 Tính chất: 31 Ứng dụng: 32 Cơ chế: 32 Lưu ý: .32 Liều lượng sử dụng: 33 VI SAPONIN 34 Tính chất 35 Cấu trúc 36 Nguồn gốc 38 Phân loại 39 Công dụng 40 Cơ chế tác dụng 40 39 V Các lưu ý sử dụng: 30 Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 I TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA Chất ơxy hố cịn gọi gốc tự do, phân tử hay hợp tử chất có chứa điện tử độc thân khơng ghép đơi Chính chứa điện độc thân mà gốc tự có hoạt tính mạnh, ln mang tính "huỷ hoại", sẵn sàng thực tính ơxy hố, cướp điện tử chất mà tiếp xúc (để ghép đơi với điện tử độc thân nó) chất bị ơxy hố phá hủy Phản ứng ơxy hố thường thấy hàng ngày phản ứng đốt cháy gây biến đổi mảu màu sắc cấu trúc vật chất bị oxi hóa Trong q trình chế biến bảo quản thực phẩm thường xảy loạt loại phản ứng oxi hóa khác nhau, làm biến đổi phẩm chất giá trị thực phẩm Chính phải sử dụng chất có tác dụng ngăn ngừa kiềm chế q trình lại Đó phụ gia chống oxy hóa Phân loại Theo nguồn gốc - Nguồn gốc tự nhiên: Là chất có khả chống oxi hóa có sẵn thành phần loại rau Lợi ích việc sử dụng hợp chất chống oxy hóa tự nhiên tính an tồn so với việc sử dụng hợp chất chống oxy hóa tổng hợp Các chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên thường gặp: Axit Lascorbic (vitamin C) dạng tự nhiên, Acid citric Acid limonic, Tocopherol (vitamin E), Acid tactric số loại gia vị thảo mộc hương thảo (Rosmariquinon Rosmaridiphenol hai thành phần có khả chống oxy hóa loại này) - Nguồn gốc nhân tạo: Vitamin C tổng hợp, Vitamin E (hay Tocopherol) tổng hợp, BHA, BHT, BTHQ… - Chất chống oxi hóa có chất acid (bao gồm acid muối ester chúng): aicd citric, acid ascorbic - Chất chống oxi hóa có chất hợp chất phenolic: Tocopherol (vitamin E), BHA, BHT, BTHQ 39 Theo chất Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến Yêu cầu phụ gia chống oxy hóa Các chất chống oxi hóa dùng thực phẩm phải đảm bảo yêu cầu sau: Tăng khả ổn định chất lượng thực phẩm Hạn chế loại bỏ q trình oxi hóa Bảo tồn giá trị dinh dưỡng thực phẩm Các giá trị cảm quan thực phẩm phải giữ nguyên Quá trình sử dụng chất phải tiện lợi, chi phí thấp Khơng có độc tính khơng làm ảnh hương đến mùi vị, trạng thái dầu mỡ Phải chất có khả hịa tan phân tán đồng khối thực phẩm làm cho tác dụng chống oxy hóa chắn Tùy theo loại thực phẩm mà sử dụng loại phụ gia chống oxy hóa khác Ví dụ: Các sản phẩm có dầu mỡ nên sử dụng phụ gia có chất acid (acid citric, acid ascorbic) Rau nên dùng phụ gia có chất phenolic II AXID ASCORBIC & ISOMER (L-ASCORBIC ACID AND ERYTHORBIC ACID) Ascorbic Acid (L-) 39 1.1 Lịch sử Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến Vào kỷ 15, 16, phát kiến địa lý nước châu Âu, nhà thám hiểm thấy thủy thủ họ phải chết bệnh kỳ lạ với triệu chứng mệt mỏi, đau khớp, chảy máu nướu,… Đó bệnh Scurvy (hay Scorbut) Mãi đến năm 1774, James Lind, bác sĩ hàng hải quý tộc Anh, phát ăn trái phịng tránh bệnh scurvy Ơng cho người thủy thủ biển tiếp xúc ăn khơ, mặn, ăn trái dẫn đến bệnh Kinh nghiệm Lind cứu sống nhiều thủy thủ chuyến hành trình đường biển sau Từ kỷ 18, người phát nước chanh giúp thủy thủ ngăn chặn bệnh scobut (bệnh gây thể thiếu vitamin C trầm trọng) Lúc đầu người ta cho tính axit chanh tạo nên tác dụng Tuy nhiên, sau người ta nhận thấy sản phẩm có tính acid khác, dấm, khơng có lợi ích tương tự Năm 1907, hai bác sĩ người Na Uy phát hợp chất ngăn ngừa bệnh thực phẩm điều tra bệnh thiếu chế độ ăn uống cách sử dụng chột lang làm mơ hình thí nghiệm Khá bất ngờ, chuột lang chứng minh dễ mắc bệnh scobut ăn chế độ ăn tương tự thủy thủ phát mắc bệnh, hợp chất phát gọi vitamin C Từ 1928 đến 1932, nhóm nghiên cứu Hungary Albert Szent-Grgyi dẫn đầu cơng nhân người Mỹ Charles Glen King, phát yếu tố trị bệnh bại huyết chất hóa học tinh khiết Tại bệnh viện Mayo, Szent-Grgyi trích ly acid hexuronic từ tuyến thượng thận động vật Ông nghi ngờ yếu tố trị bệnh bại huyết, khơng thể chứng minh điều mà khơng có khảo nghiệm sinh học Điều cuối thực phịng thí nghiệm Đại học Pittsburgh, làm nghiên cứu vấn đề nhiều năm Cuối 1931, phịng thí nghiệm Anh thu axit hexuronic thượng thận gián tiếp từ Szent-Györgyi sử dụng mơ hình động vật, chứng minh vitamin C vào đầu năm 1932 gia vị phổ biến chế độ ăn uống Hungary, nguồn giàu axit hexuronic, 39 Một năm sau đó, nhóm nghiên cứu Szent-Grgyi phát ớt bột hạt tiêu, Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hồng Yến ơng gửi số hợp chất hóa học tới Walter Norman Haworth, nhà hóa học Anh Trong năm 1933, Haworth làm việc với Trợ lý Giám đốc Nghiên cứu Edmund Hirst nhóm nghiên cứu họ, ông suy luận cấu trúc tính chất quang học-đồng phân vitamin C, vào năm 1934 ông đưa báo cáo tổng hợp vitamin Haworth Szent-Györgyi đề xuất tên L-ascorbic acid cho hợp chất phát hiện, tên hóa học thức cấu trúc cuối chứng minh tổng hợp Năm 1937, giải thưởng Nobel hóa học trao cho Norman Haworth việc xác định cấu trúc tổng hợp thành công acid ascorbic, giải thưởng Y học trao cho Albert Szent-Györgyi cho nghiên cứu ông chức sinh học L-ascorbic acid Tuy nhiên, quy trình tổng hợp vitamin C lại có tên Tadeus Reichstein, người tổng hợp thành công vitamin C lúc với Haworth (2 người tìm cách tổng hợp hồn tồn độc lập) 1.2 Nguồn cung cấp Hình: Một số thực phẩm giàu Vitamin C Vitamin C có nhiều loại rau tươi nước cam, chanh, qt, có hàm lượng cao rau xanh, đặc biệt cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel, rau cải, 39 cà chua, quýt, chanh, bưởi … Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hồng Yến Lượng vitamin C có nhiều loại trái cây: 100g ớt đỏ có 1900mg, đu đủ, dâu, cam, chanh có từ 40-60mg Vitamin C loại vitamin cần thiết thể người Bổ sung vào sản phẩm tác dụng chống oxi hóa cịn tăng giá trị dinh dưỡng 1.3 Đặc điểm, tính chất Ascorbic acid chất lưỡng tính, vừa mang tính khử vừa mang tính oxi hóa, tính khử mạnh nhiều thể khả bắt giữ O2 Dù cơng thức cấu tạo khơng có nhóm –COOH vitamin C có tính axit Nó có tính chất hóa học tương tự axit thơng thường, có khả bị oxi hóa bị phân hủy thành CO2 nước 193oC Ascorbic acid hợp chất chống oxy hóa tự nhiên Nó chất rắn màu trắng, mẫu khơng tinh khiết xuất màu vàng Nó hịa tan tốt nước tạo tính axit nhẹ Ngồi cịn tan ethanol, methanol, khơng tan ether, benzene, toluene, chloroforme Dung dịch nước 5% có pH=3 Nhiều lồi động vật để tổng hợp được, người cần phần dinh dưỡng Động vật có xương sống khác thiếu khả tổng hợp acid ascorbic bao gồm loài linh trưởng, chuột lang, dơi, loài chim, tất cần vi chất dinh dưỡng pentahydroxy bị làm yếu để tạo thành sorbitol Sau ơxi hóa vi sinh 39 Axit Ascorbic tổng hợp từ đường glucose Đầu tiên, glucose- loại aldose Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến vật Acetobacter suboxydans Và chọn oxidize nhóm sáu hydroxy sorbitol phản ứng enzym có liên quan Thủy phân với acid sau loại bỏ hai nhóm acetal gây phản ứng ester tạo nên sản phẩm ascorbic acid Trong trình sản xuất vitamin C lẫn tạp chất, làm qua trình lọc kết tinh lại Acid ascorbic phân hủy tiếp xúc với khơng khí, chuyển oxy đến nước Phản ứng oxi hóa khử tăng tốc diện ion kim loại ánh sáng Nó oxy hóa điện tử tới trạng thái ổn định gọi axit dehydroascorbic 1.4 Cơ chế tác dụng Q trình oxy hóa Cơ chất q trình oxy hóa:chất béo, vitamin, hợp chất phenolic Tác nhân gây oxy hóa: oxy, gốc tự do, có mặt ion kim loại, enzyme oxy hóa khử Chống oxy hóa: loại bỏ tác nhân gây oxy hóa Q trình oxy hóa rau Trong rau có hợp chất polyphenol chất mà phân tử có chứa vịng benzen, có chứa nhiều nhóm –OH (hydroxyl), hợp chất polyphenol để ngồi khơng khí dễ bị oxy hóa tạo thành hợp chất gây sẫm màu tạo vị đắng cho rau Ví dụ: Trong khoai tây pirocatechol dẫn xuất tạo từ tyrozyl bị oxy hóa thành dopaquinon gây sẫm màu khoai tây 39 Ví dụ: Sự biến đổi màu sắc nấm rơm trình bảo quản ... phụ gia chống oxy hóa: Acid ascorbic & isomer, ascobyl palmite, sodium ascorbate, calcium ascobate, saponin Tiểu luận phụ gia thực phẩm_GVHD Nguyễn Thị Hoàng Yến MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA. .. gia chống oxy hóa Phụ gia chống oxy hóa loại phụ gia giúp ngăn chặn làm chậm q trình oxy hóa Chúng ngăn cản q trình phá hủy thực phẩm cách khử gốc tự do, oxy hóa chình nhằm kìm hãm oxy hóa Chúng... cho tác dụng chống oxy hóa chắn Tùy theo loại thực phẩm mà sử dụng loại phụ gia chống oxy hóa khác Ví dụ: Các sản phẩm có dầu mỡ nên sử dụng phụ gia có chất acid (acid citric, acid ascorbic) Rau