KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỰ NHIÊN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

Phụ gia thực phẩm là các chất được bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản hay cải thiện hương vị và bề ngoài của chúng. Một số phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ, ví dụ bảo quản bằng làm dưa chua (với dấm), ướp muối chẳng hạn như với thịt ướp muối xông khói, hay sử dụng điôxít lưu huỳnh như trong một số loại rượu vang. Với sự ra đời và phát triển của công nghiệp chế biến thực phẩm trong nửa sau thế kỷ 20 thì có thêm nhiều phụ gia thực phẩm đã được giới thiệu, cả tự nhiên lẫn nhân tạo.Chất chống oxy hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxi hóa chất khác. Chất chống oxi hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxi hóa bằng cách oxi hóa chính chúng.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  Môn học: Phụ Gia Thực Phẩm Đề tài: KHẢO SÁT TÌNH TRẠNG SỬ DỤNG CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỰ NHIÊN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM GVHD: ThS. Nguyễn Phú Đức Nhóm SVTH: Nhóm 13 Mục lục TP.HCM, Tháng 5 năm 2015 1. Chất chống oxy hóa 4 1.1. Khái niệm 4 1.2. Gốc tự do, và sự oxy hoá. 6 1.2.1. Gốc tự do 6 1.2.2. Sự oxy hóa 7 1.3. Cơ chế phản ứng oxy tự hoá chất béo 8 1.4. Phân loại chất chống oxy hóa trong thực phẩm 10 1.4.1. Chất chống oxy hoá tự nhiên 11 1.4.2. Chấtchống oxyhoá tổnghợp 18 1.5. Ứng dụng chất chống oxy hóa tự nhiên trong thực phẩm 21 1.5.1. Ứng dụng trong dầu thực vật 21 1.5.2. Ứng dụng trong sản phẩm hệ nhũ 22 1.5.3. Ứng dụng trong dầu chiên và các sản phẩm chiên 24 1.5.4. Ứng dụng trong sản phẩm ngũ cốc 24 1.5.5. Ứng dụng trong các sản phẩm từ hạt có dầu 26 2. Lợi ích các chất chống oxy hóa tự nhiên đối với cơ thể người 27 3. Một số sản phẩm có chứa chất oxy hóa tự nhiên 28 4. Hạn chế các chất chống oxy hóa tự nhiên đối với hiệu quả bảo quản 32 5. Kết luận Lời cảm ơn Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho chúng tôi học tập, mở rộng sự hiểu biết và có một nền tảng kiến thức vững vàng. Đề tài: “Khảo sát tình trạng sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên trong sản xuất thực phẩm” được chúng tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Phú Đức. Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài này tôi còn gặp nhiều khó khăn về việc tìm kiếm thông tin, tư liệu phục vụ cho việc nghiên cứu, thiếu thốn về thời gian. Do đó, trong đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong Thầy và các bạn có ý kiến đóng góp để đề tài của chúng tôi được hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Phú Đức, các quý thầy cô và các bạn! Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 4 năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện Nhóm 13 1. Chất chống oxy hóa 1.1. Khái niệm Phụ gia thực phẩm là các chất được bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản hay cải thiện hương vị và bề ngoài của chúng. Một số phụ gia thực phẩm đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ, ví dụ bảo quản bằng làm dưa chua (với dấm), ướp muối - chẳng hạn như với thịt ướp muối xông khói, hay sử dụng điôxít lưu huỳnh như trong một số loại rượu vang. Với sự ra đời và phát triển của công nghiệp chế biến thực phẩm trong nửa sau thế kỷ 20 thì có thêm nhiều phụ gia thực phẩm đã được giới thiệu, cả tự nhiên lẫn nhân tạo. Chất chống oxy hóa là một loại phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxi hóa chất khác. Chất chống oxi hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxi hóa bằng cách oxi hóa chính chúng.  Chất chống oxy hóa làm giảm tác dụng của các quá trình oxy hóa nguy hiểm bằng cách liên kết với nhau với các phân tử có hại, giảm sức mạnh huỷ diệt của chúng.  Bất kỳ chất nào ngăn ngừa hay làm chậm sự oxy hóa đều được gọi là chất chống oxy hóa. Cho đến cách đây 10 – 15 năm vẫn chưa có nhiều nhà nghiên cứu khảo sát về gốc tự do và chất chống oxy hóa. Năm 1959, chỉ có vài chuyên gia nghiên cứu về vai trò của các dưỡng chất chống oxy hóa trên tuổi tác, ung thư, bệnh tim mạch và đối với sức khỏe nói chung. Ngày nay có đến hàng nghìn nhà khoa học nghiên cứu về vấn đề này, và chúng ta thật khó trải qua một ngày mà không đọc hay nghe nói về các chất chống oxy hóa. Để có được thành tựu như ngày hôm nay, các nhà khoa học đã phải trải qua một quá trình lao động khó khăn và vất vả trong việc thông dụng hóa và chuyên dụng hóa vai trò và lợi ích của các dưỡng chất chống oxy hóa. Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá: Chất chống oxy hóa là chất dinh dưỡng, có thể làm sạch các gốc tự do bằng cách đưa lên một electron. Khi một phân tử gốc tự do nhận thêm một electron từ một phân tử chống oxy hóa, các gốc tự do trở nên ổn định và không còn khả năng gây ra hại. Ngoài ra, chất chống oxy hoá còn giúp hạn chế sự phân huỷ các hydroperoxide. 1.2. Gốc tự do, và sự oxy hoá. 1.2.1. Gốc tự do Nguyên tử là thành phần cơ bản nhất và nhỏ nhất cấu tạo nên vật chất. Một nguyên tử bao gồm một hạt nhân và các Nơ-tron. Thông thường, một cặp electron bay trên một quỹ đạo quanh hạt nhân, giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời. Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt động của các cặp electron này. Đôi khi trong quá trình phản ứng hóa học, một electron bị kéo ra khỏi chỗ cố hữu của nó trong phân tử, và tạo thành một gốc tự do.  Về bản chất, gốc tự do là một electron độc thân. Các gốc tự do rất không ổn định và nhạy cảm. Chúng tìm kiếm những electron khác để hình thành một cặp electron mới. Các gốc tự do gây hại khi chúng kéo những electron từ các tế bào bình thường. Ảnh hưởng của gốc tự do: – Chúng có thể gây ra tổn thương cho tất cả các chất liệu và mô trong cơ thể. Mô mỡ là nơi bị tổn thương sớm nhất và thường gặp nhất, vì đó là loại mô có xu hướng đặc biệt dễ bị oxy hóa. Gốc tự do gây ra một chuỗi phản ứng liên tục xảy ra trên các chất mỡ và chúng chỉ có thể bị chặn đứng bởi chất chống oxy hóa. – Các gốc tự do có thể gây tổn hại cho các acid nucleic cơ bản. – Gốc tự do còn làm tổn thương protein. Quá trình gây hại của gốc tự do 1.2.2. Sự oxy hóa Sự oxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất oxi hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật. Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, sự oxy hoá chất béo là nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm. Các chất béo chứa nhiều acid béo không no như oleic, linoleic, linolenic,… trong phân tử chúa nhiều nối đôi nên rất dễ bị oxy hóa tạo thành các hydroperoxide, hợp chat này tiếp tục phân giải thành các sản phẩm có mùi khó chịu (mùi ôi, tanh, mùi kim loại, mùi thực phẩm cũ,…). Do đó chất béo không no được xem là hợp chất không bền. Hydroperoxide Dù phản ứng oxi hóa thuộc loại cơ bản trong đời sống nhưng có thể ngăn chận nó, chẳng hạn động thực vật duy trì hệ thống rất nhiều loại chất chống oxi hóa như glutathione, vitamin C, Vitamin E, enzime catalase, superoxide dismutase. Chất chống oxi hóa yếu hay còn gọi là chất ức chế có thể phá hủy tế bào. Có hai kiểu phản ứng oxy hóa không no:  Phản ứng tự oxy hóa .  Phản ứng oxy hóa dưới tác dụng của enzyme lipoxygenase: một số enzyme có khả năng xúc tác phản ứng tạo sản phẩm trung gian, góp phần thúc đẩy quá trình oxy hóa chất béo diễn ra nhanh hơn. 1.3. Cơ chế phản ứng oxy tự hoá chất béo Bao gồm 3 gian đoạn: khởi tạo, lan truyền, kết thúc.  Khởi tạo: sự tạo thành các gốc tự do như peroxy, alkoxy, alkyl. RH R . +H . RCOOH + M 3+ ROO . + H . + M 2+ RCOOH + M 2+ RO . + . OH + M 3+ 2RCOOH RO . + ROO . + H 2 O Sự khởi động chuỗi phản ứng của các gốc tự do Có hai nhóm phản ứng cơ bản liên quan đến việc khởi động quá trình oxy hóa: Các phản ứng vượt qua rào cản năng lượng ngăn cản phản ứng giữa oxy và chất béo, phản ứng chuyển các hydroperoxide thành các gốc tự do. Ngoài ra, các enzyme xúc tác phản ứng tạo H 2 O 2 cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình oxy hóa chất béo. Quang oxy hóa là quá trình oxy hóa vượt rào cản năng lượng. Người ta nhận thấy độ bền của thực phẩm chứa chất béo giảm khi có mặt áng sáng. Áng sáng là nguyên nhân gây ra quá trình oxy hóa theo một trong hai cách sau:  Các chất “nhạy cảm” (sensitizer) có mặt trong thực phẩm được kích hoạt bởi ánh sáng sẽ phản ứng với cơ chất tạo các gốc tự do, các gốc này sẽ khởi động quá trình oxy hóa chất béo.  Một dạng chất nhạy cảm khác có khả năng chuyển oxy từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích. Oxy được hoạt hóa sẽ phản ứng với acid béo không no theo cơ chế “cyclo – addition” tạo hydroperoxide: Các kim loại nặng góp phần khởi động quá trình oxy hóa chất béo do chúng tham gia vào phản ứng phân hủy các hydroperoxide tạo thành các gốc tự do. Trong dầu mỡ và thực phẩm nói chung luôn chứa một lượng vết các ion kim loại nặng (Fe,Cu,Co,…), chúng có thể là thành phần của nguyên liệu thực phẩm hoặc xâm nhập vào thực phẩm từ thiết bị chế biến, bao bì thực phẩm. Các ion kim loại ở trạng thái oxy hóa thấp sẽ phân hủy hdroperoxide dễ hơn các kim loại ở thái oxy hóa cao hơn. Protein chứa heme có mặt trong thực phẩm như hemoglobin, myoglobin, cytochrom C thường làm tăng quá trình oxy hóa chấ béo ở động vật, tạo nên mùi khó chịu. Đối với các chất béo thực vật, quá trình này diễn ra khi có mặt các enzyme catalase, peroxidase. Các hợp chất heme phân hủy hydroperoxide với tốc độ cao hơn so với ion Fe, do đó chúng làm tốc độ phản ứng diễn ra nhanh hơn.  Lan truyền: tạo các sản phẩm trung gian là các monohydroxyperoxide không mùi, không vị. R . + O 2 ROO . ROO . + RH RCOOH + R . RO . + RH ROH + R .  Kết thúc phản ứng: tạo thành các hợp chất alkan và alken phân tử lượng thấp,dễ bay hơi như elthan, pentan; các hợp chất carbonyl (aldehyde, ceton) gây mùi cho thực phẩm. R . + R . 2R R . + ROO . ROOR ROO . + ROO . ROOR _ + O 2 Tự oxy hóa chất béo là quá trình biến đổi acid béo không no khi có mặt oxy. Quá trình này đươc khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc tự do. Thông thường phản ứng xảy ra trên nhóm Mêtyl cận kề nối đôi của C =C. Sản phẩm đầu tiên của quá trình oxy hóa là các hydroperoxide (ROOH). Tốc độ phản ứng oxy hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố:  Số nối đôi có trong chất béo.  Hàm lường chất béo có trong thực phẩm.  Trạng thái chất béo: bề mặt tiếp xúc giữa không khí và chất béo càng lớn thì vận tốc oxy hóa càng cao.  Sự có mặt của chất chống oxy hóa: có tác dụng kìm hãm hoặc làm chấm dứt các phản ứng oxy hóa chất béo.  Áp suất riêng phần của oxy, vận tốc phản ứng tự oxy hóa phụ thuộc vào lượng oxy trong môi trường.  Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ, lượng peroxide tạo thành tăng, ở nhiệt độ cao hơn 45 0 C tốc độ phân giải hydroperoxide tăng.  Áng sáng  Độ ẩm  Các ion kim loại : sự hiện diện của ion kim loại sẽ xúc tác quá trình oxy hóa chất béo.  Các xúc tác sinh học. 1.4. Phân loại chất chống oxy hóa trong thực phẩm Chất chống oxy hóa trong thực phẩm bao gồm hai nhóm chính: [...]... tan trong nước nhưng hòa tan trong rượu và ete Các chất hố trợ chống oxy hóa: Những chất có khả năng tăng cường hoạt tính chống oxy hóa gọi là chất hỗ trợ chống oxy hóa Các chất này có thể cô lập hay loại bỏ các ion kim loại nặng, giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo: hoặc chúng có thể hoạt động như các tác nhân khử giúp khôi phục hoạt tính của cá chất chống oxy hóa 1.5 Ứng dụng chất chống oxy hóa. .. Người ta đưa ra giả thiết rằng các chất chống oxy hóa trong dịch chiết hương thảo giúp tái tạo các hợp chất tocopherol đã bị oxy hóa Các ứng dụng của chất chống oxy hóa trong thực phẩm như: 1.5.1 Ứng dụng trong dầu thực vật Dầu ăn được sản xuất từ các loại hạt thường có chứa các sản phẩm bị oxy hóa do enzyme lipoxygenase và khó có thể tinh luyện sạch Chúng cũng dễ bị ôi hóa khi bảo quản và loại mùi vị... và một chất hóa vòng kim loại 1.5.3 Ứng dụng trong dầu chiên và các sản phẩm chiên Dầu chiên phải chứa các chất chống oxy hóa không bay hơi, nếu không thì chất chống oxy hóa sẽ bị mất do sự bay hơi ở nhiệt độ chiên cao (160-180°C) và bay theo hơi nước của sản phẩm chiên Các hợp chất tocopherol đã có sẵn trong dầu để chiên và có thể sử dụng acid citric để làm chất cộng hưởng Nhiều chất chống oxy hóa có... cũng là các chất chống oxy hoá hình thành trong thực phẩm Phản ứng Maillard 1.4.2 Chấtchống oxyhoá tổnghợp Các chất chống oxy hoá tổng hợp phải thoả mãn các yêu cầu sau: − Không độc − Có hoạt tính chống oxy hoá cao ở nồng độ thấp − Có thể tập trung được trên bề mặt pha dầu − Bền trong các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến thực phẩm Các chất chống oxy hóa tổng hợp thường được sử dụng là: BHT... làm tăng đô bền oxy hóa và làm giảm tốc độ oxy hóa Trong thực phẩm, các tocopherol là chất chống oxy hóa tương đối yếu Khi phản ứng với gốc tự do, chúng chuyển thành các quinone và các hợp chất khác cũng như chuyển thành các polymer với chất béo bị oxy hóa Các hợp chất tocopherol cũng có chức năng là chất ức chế sự oxy hóa chất béo bằng viễ làm sạch các phân tử 1O2 Thức phẩm chứa nhiều chất tocopherol... palmitate với acid citric 1.5.4 Ứng dụng trong sản phẩm ngũ cốc Nhiều sản phẩm ngũ cốc được thêm chất béo, hầu hết là dầu thực vật được hydrogen hóa và các sản phẩm có nhân cũng chứa nhiều chất béo Tuy dầu hydrogen hóa là khá bền với sự oxy hóa nhưng các mùi vị xấu vẫn được tạo ra trong qúa trình bảo quản .Sử dụng chất bảo quản sẽ có ích cho các sản phẩm cần hạn sử dụng dài Bánh cookie loại giòn có rắc... bằng chất chống oxy hóa tự nhiên Acid ferulic và sodium phytate cũng có vai trò là những chất chống oxy hóa cho sản phẩm này Bánh cookie chứa hợp chất phytate có tính chất cảm quan được hoàn toàn chấp nhận Trong bánh cookie rắc đường, có thể thay thế BHT bằng casein, whey protein hoặc các sản phẩm của phản ứng Mallard mà không bị giảm độ bền trong bảo quản Trong bánh cookie bơ, các chất chống oxy hóa. .. Các chất chống oxy hóa trong mayonnaire có hoạt tính rất khác với các chất chống oxy hóa trong dầu ăn dùng để sản xuất mayonnaire Ngoài sử dụng BHA và BHT để chống oxy hóa, người ta còn đề nghị sử dụng dịch chiết trà đen Oleroresin (dịch chiết thô) của các loại gia vị cũng có hiệu quả khá tốt Đối với loại mayonnaire giàu PUFA ω-3 (dùng cho mục đích dinh dưỡng) có bổ sung dầu cá, yêu cầu làm bền sản phẩm. .. Chất chống oxy hoá tự nhiên  Chất chống oxy hoá tổng hợp 1.4.1 Chất chống oxy hoá tự nhiên Các chất béo không no trong mô sinh học tương đối bền Nguyên nhân là do trong mô sinh học có chứa các chất chống oxy hoá cũng như các enzim ngăn ngừa hiện tượng oxy hoá 1.4.1.1 Acid ascorbic (Vitamin C) Vitamin C (ascorbic acid) là chất dinh dưỡng chủ yếu cho động vật bậc... Các sản phẩm như vậy cần được làm bền tương tự các sản phẩm chiên Cách tốt nhất là thêm chất chống oxy hóa vào dầu trước khi chiên Thêm dầu cám gạo chứa chất chống oxy hóa tự nhiên làm tăng hạn sử dụng của các loại hạt được chiên bằng dầu nành hoặc dầu hạt cải Cách làm tương tự cũng áp dụng cho dầu nành, dầu hạt gai, dầu lanh Khi hạt được nghiền để tạo ra dạng sệt giống như bơ đậu phộng, thêm chất chống . CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỰ NHIÊN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM GVHD: ThS. Nguyễn Phú Đức Nhóm SVTH: Nhóm 13 Mục lục TP.HCM, Tháng 5 năm 2015 1. Chất chống oxy hóa 4 1.1. Khái niệm 4 1.2 các quý thầy cô và các bạn! Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 4 năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện Nhóm 13 1. Chất chống oxy hóa 1.1. Khái niệm Phụ gia thực phẩm là các chất được