ĐỘC TỐ TRONG DẦU THỰC VẬT

Ngày nay, dầu thực vật nói chung và dầu ăn nói riêng đã trở thành một thứ không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM ĐỘC TỐ TRONG DẦU THỰC VẬT NHÓM SVTH: PHẠM KIM LONG VÕ TƯỜNG LỘC TRẦN TẤN LỘC GVHD: ThS: TÔN NỮ MINH NGUYỆT TP. HỒ CHÍ MINH, 11/2010 1 MỤC LỤC 2 2 Tài liệu tham khảo 2 2 PHỤ LỤC VỀ BẢNG PHỤ LỤC VỀ HÌNH ẢNH 3 Lời nói đầu Ngày nay, dầu thực vật nói chung và dầu ăn nói riêng đã trở thành một thứ không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Dầu thực vật được khuyến cáo sử dụng để thay cho các loại chất béo động vật khác vì nhiều lợi ích: dầu thực vật còn chứa nhiều loại acid béo không no cần thiết cho cơ thể, có hàm lượng cholesterol thấp, phòng tránh được các bệnh tim mạch, cải thiện chức năng tiêu hóa, giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư,…Nhưng rất tiếc là dầu thực vật không thực sự hoàn hảo như vậy? Một nghiên cứu gần đây đã đưa ra một kết luận rằng việc sử dụng thường xuyên dầu thực vật và các loại thực phẩm có chứa dầu thực vât có thể là nguyên nhân gây ra một số căn bệnh liên quan đến tim mạch, bệnh Parkinson, chứng mất trí, và những vấn đề liên quan đến gan. Nguyên nhân của vấn đề này chính là do trong bản thân dầu thực vật hoặc do trong quá trình bảo quản, chế biến dầu thực vật có thể phát sinh một số loại độc tố. Vậy trong dầu thực vật có những độc tố gì, tác hại ra sao và có cách gì để khắc phục điều này? 1. Dầu Thực Vật 1.1 Định nghĩa Dầu thực vật là loại dầu được chiết xuất, chưng cất và tinh chế từ thực vật. Nó thường là hỗn hợp của nhiều thành phần bao gồm mono, di, tri- glyxerit của các acid béo không no hoặc no( ít hơn), các acid béo tự do,glyxerol,… Nó được chiết xuất từ nhiều nguồn thực vật như: ngô , lạc và đậu tương. Ngoài ra, dầu thực vật còn có thể chiết xuất từ: hạt bông, dầu cây rum, hạt cải dầu và hạt hướng dương. Dầu thực vật có thể ăn được (dầu ăn như dầu Oliu, dầu đậu tương…) hoặc không ăn được. 4 Hình 1.1: Dầu Oliu Hình 1.2: Dầu Chanh Hình 1.3: Dầu Hướng Dương Hình 1.4: Dầu Bạc Hà Một số loại dầu thực vật thường gặp 1.2 Phân loại Dựa vào chức năng, dầu thực vật được chia thành: Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật, thường được gọi là dầu thực vật, là hỗn hợp các triglyxerit được chiết xuất từ thân, hạt hoặc cùi quả của một số loại cây có dầu như dừa, hướng dương, thầu dầu Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật được dùng làm thức ăn hoặc phục vụ trong công nghiệp, hoặc dùng để vẽ. Tinh dầu, một loại hợp chất thơm dễ bay hơi và tinh khiết, được sử dụng làm hương liệu, chăm sóc sức khỏe, ví dụ tinh dầu hoa hồng. Hình 1.5: Tinh dầu hoa hồng Hình 1.6 : Dầu bông Dầu ngâm, loại dầu được thêm các chất khác vào, ví dụ như quả ôliu. Dầu và chất béo được hyđro hóa, bao gồm hỗn hợp các triglyxerit được hyđro hóa ở nhiệt độ và áp suất cao. Hyđrô liên kết với triglyxerit làm tăng phân tử khối. Dầu và chất béo được hyđrô hóa được tăng thêm khả năng chống oxy hóa (ôi, thiu), hoặc tăng thêm độ quánh nhớt hay nhiệt độ nóng chảy dùng để sản xuất magarine, salad dressing, shortening,… 5 1.3 Đặc điểm cấu tạo và tính chất 1.3.1. Đặc điểm cấu tạo Dầu thực vật là dẫn xuất của các acid béo không no, có 1 hoặc nhiều nối đôi trong phân tử. Công thức chung: C n H 2n-2k O k • Có 1 nối đôi: C n H 2n-2 O 2 • Có 2 nối đôi: C n H 2n-4 O 2 Ví dụ về một số hàm lượng chất béo của một số loại dầu thực vật khác nhau. Chất béo tổng số (g) Chất béo bão hòa (g) Chất béo không no đơn (g) Chất béo không no đa (g) Protein (g) Dầu shortening (hydrat hóa) 71 23 8 37 0 Dầu Hướng Dương 100 10 20 66 0 Dầu Đậu nành 100 16 23 58 0 Dầu Oliu 100 14 73 11 0 Bảng 1.1. So sánh một số loại chất béo thực phẩm thông dụng (tính trên 100g) 1.3.2. Một số tính chất đặc trưng 1.3.2.1 Tính chất vật lí Dầu và chất béo chiết xuất từ thực vật bao gồm dạng lỏng như dầu canola, dạng rắn như bơ cacao, phần lớn không tan trong nước. Dạng nhũ tương trong nước của acid béo không no tạo nên những mùi vị khó chịu. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi phụ thuộc vào số lượng, cấu trúc và vị trí của nối đôi. 6 Chỉ số IV (Iod) đặc trưng cho mức độ không no của dầu thực vật: Các loại dầu (Oils) Chỉ số Iod Dầu cây rum (Safflower oil) 135-150 Dầu hạt lanh (Flaxseed oil) 131-151 Dầu đậu tương (Soybean oil) 120-143 Dầu hướng dương (Sunflower oil) 110-143 Dầu bắp (Corn oil) 103-128 Dầu hạt cải (Canola oil) 96-100 Dầu đậu phộng (Peanut oil) 80-105 Dầu Oliu (Olive oil) 80-90 Dầu cây cọ (Palm oil) 25-32 Bảng 1.2 :Chỉ số IV (Iod) của một số dầu thực vật 1.2.2.2 Tính chất hóa học Những phản ứng đặc trưng của acid béo không no: Phản ứng oxy hóa: R 1 – HC=CH – R 2 + [O] R 1 – HCO + R 2 – CHO R 1 – HC=CH – R 2 + O 2 R 1 – HC – CH – R 2 | | O – O Phản ứng hydro hóa: R 1 – HC=CH – R 2 + H 2 R 1 – HC – CH – R 2 | | H H 2. Độc tố trong dầu thực vật Độc tố là hợp chất hóa học có thể gây tác động xấu đến các hoạt động sống bình thường của cơ thể. 2.1 Độc tố có nguồn gốc từ nguyên liệu Độc tố được tạo ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển bình thường của thực vật hoặc do nguyên liệu bị nhiễm độc từ môi trường bên ngoài. 7 KMnO 4 pH 8-9 2.1.1 Aflatoxin. 2.1.1.1 Tổng quan về aflatoxin Là một loại độc tố nguy hiểm, được sản sinh từ một loại nấm mốc đáng chú ý nhất là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus. aflatoxin có khả năng tan đươc trong nước, một số dung môi hữu cơ như: Benzene, Chloroform, Acetone,… Aflatoxin có thể chịu được sức nóng lên đến nhiệt độ 260 o C, nếu đem đun sôi ở nồi bình thường hoặc nhiệt độ cao hơn ở nồi áp suất thì Aflatoxin vẫn không bị phân hủy. Aflatoxin được ổn định trong điều kiện có tính axit nhưng sẽ phân hủy trong điều kiện kiềm. 2.1.1.2 Phân loại Aflatoxine Có ít nhất 13 dạng aflatoxin khác nhau có trong tự nhiên gồm: B 1 , B 2 , G 1 , G 2 , M 1 , M 2 ,… Trong đó, Aflatoxin B 1 được coi là dạng độc nhất và được sản sinh bởi Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus 2.1.1.3 Công thức cấu tạo Hình 2.1: Aflatoxin B1 Hình 2.2: Cấu trúc không gian của Aflatoxin B1 Hình 2.3: Aspergillus fumigatus nhìn dưới kính hiển vi điện tử 2.1.1.4 Nguồn gốc phát sinh Những loại hạt giàu chất béo nếu chế biến và bảo quản không kỹ, có thể hạt sẽ bị nhiễm nấm Aspergilus, là nguy cơ sinh ra độc tố Aflatoxin.Các loại cây trồng thường bị nhiễm Aflatoxins trước khi thu hoạch, tuy nhiên nếu sau khi thu hoach nếu bảo quản không đúng cách nguyên liệu cũng bị nhiễm Aflatoxins. Nấm phát triển và ô nhiễm aflatoxin là hậu quả của sự tương tác giữa 8 các loại nấm, nguyên liệu và môi trường. Đặc biệt thích hợp trong điều kiện môi trường bao gồm độ ẩm cao (ít nhất là 7%) và nhiệt độ cao. 2.1.1.5 Tác hại của Aflatoxine Aflatoxin là độc tố và là tác nhân gây ung thư,đặc biệt là tác động đến gan và các cơ quan khác như thận, hệ hô hấp, đường tiêu hóa, hệ thống sinh sản, hệ thống thần kinh, hệ thống miễn dịch. Sau khi thâm nhập vào cơ thể, các aflatoxin có thể được gan chuyển hóa thành dạng trung gian epoxit hoạt hóa hoặc được thuỷ phân và trở thành dạng M 1 . Aflatoxin tác động đến DNA, RNA có khả năng làm phát sinh đột biến, làm rối loạn quá trình sinh tổng hớp protein, là nguyên nhân gây ra ung thư. 2.2.1.6 Các giới hạn anh toàn của Aflatoxine Các giới hạn an toàn của Aflatoxine (ML) theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam như sau: ML (microgam/kg) Tiêu chí 5 Đối với Aflatoxin B 1 trong thực phẩm nói chung 15 Đối với Aflatoxin B 1 , B 2 , G 1 , G 2 trong thực phẩm nói chung 0,5 Đối với Aflatoxin M 1 trong sữa và các sản phẩm sữa Bảng 2.1: Các giới hạn tối đa (ML) theo quy định của Bộ Y tế Việt Nam Ngoài ra, ta còn dung chỉ số ppb: Ppb(part per billion, một phần nghìn tỉ), là một cách thể hiện các nồng độ và tỷ lệ nói chung . Thuật ngữ này thường được sử dụng bởi các nhà khoa học (chất độc, hóa học , vv ) 1 ppb = 0,000 000 001 = 10 -9 2.1.1.7 Biện pháp hạn chế Chọn nguyên liệu sạch trước khi chế biến, loại bỏ những nguyên liệu hư hỏng. Bảo quản trong điều kiện độ ẩm thấp, nhiệt độ vừa phải phù hợp với từng loại nguyên liệu. Xử lý với hóa chất hạn chế sự phất triển của các loại nấm mốc. Một cách tiếp cận mới để các giải độc của aflatoxins là việc bổ sung các chất hấp thụ vật liệu vô cơ, được gọi là chemisorbents, như muối canxi aluminosilicat (HSCAS). 9 Sử dụng các phương pháp vật lý như tách, ngừng hoạt động nhiệt (thường được áp dụng với hiệu quả cao), chiếu xạ (ánh sáng mặt trời có thể rất hiệu quả trong việc tiêu hủy aflatoxin trong dầu), chiết dung môi, hấp phụ từ dung dịch, bất hoạt vi sinh vật, và lên men. Ngoài ra, hiện nay hai phương pháp hóa học để giải độc aflatoxins cũng nhận được sự chú ý đáng kể là ammoniation và phản ứng với Bisulfit natri. Cơ chế cho hoạt động phưng pháp ammoniaction liên quan đến sự thủy phân các vòng lacton và chuyển đổi hoá học của hợp chất aflatoxin B1 làm giảm độc tính. Bisulfit natri có thể phản ứng với aflatoxins (B1, G1, và M1) theo điều kiện khác nhau của nhiệt độ, nồng độ, và thời gian để hình thành các sản phẩm tan trong nước. 2.1.2 Urushiol trong điều. 2.1.2.1 Tổng quan về Urushiol Là tên gọi chung của một nhóm tinh dầu thực vật, một hợp chất hóa học có khả năng gây ra viêm dị ứng. Urushiol là một màu vàng lỏng với điểm sôi từ 200 - 210°C. Nó tan trong rượu và ether, nhưng gần như không hòa tan trong nước. Trong không khí Urushiol bị oxy hóa trở thành chất trong suốt và bóng láng được dùng làm sơn mài, chất hoạt động bề mặt trong sơn. Ngoài ra, nó còn có nhiều ứng dụng khác trong: lót ma sát, sơn, chất tạo bề mặt, thuốc diệt nấm, nhựa epoxy và trung gian cho công nghiệp hóa chất. 2.1.2.2 Công thức cấu tạo Hình 2.4: Công thức cấu tạo của Urushiol 2.1.2.3 Nguồn gốc phát sinh Urushiol có trong nhựa một số loại cây thương xuân, thù dù, … đặc biệt được tìm thấy trên lá của cây điều cũng như trong các vỏ hạt điều thô. 10 R là các gốc: (CH 2 ) 14 CH 3 ; (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 5 CH 3 ; (CH 2 ) 7 CH = CHCH 2 ; CH = CH(CH 2 ) 2 CH 3 hoặc (CH 2 ) 7 CH=CHCH 2 ; CH=CHCH=CHCH 3 ,……… [...]... Dùng một số phương pháp vật lý: chiếu bức xạ, xử lý bằng nhiệt độ,… Chế biến theo đúng điều kiện tiêu chuẩn, theo quy định Hiện nay có một số nghiên cứu về những chất có khả năng làm giảm độc tính của urushiol Độc tố hình thành trong quá trình bảo quản và chế biến Đây là nguồn chủ yếu phát sinh độc tố trong dầu thưc vật Do bản chất dầu thực vật chứa nhiều liên kết không no C=C nên trong các điều kiện của... quản và chế biến, dầu thực vật dễ dàng tham gia vào các phản ứng (thủy phân, oxy hóa) làm cho dầu thực vật bị biến đổi tính chất và tạo ra nhiều chất độc Phản ứng thủy phân: có thể có hoặc không có enzim (enzim lipase), dầu thực vật bị thủy phân tạo thành các acid béo và các sản phẩm khác có mùi khó chịu Nếu có vi sinh vật hay nấm 11 mốc sẽ tạo thành độc tố gây tác dụng xấu Các yếu tố ảnh hưởng đến... 5% trở xuống trong tổng lượng chất béo có trong các loại thực phẩm Hội tim mach Mỹ (The American Heart Association) khuyến cáo rằng chỉ dùng tối đa 2 gam chất béo trans mỗi ngày 2.2.3.6 Cách hạn chế acid béo dạng trans trong thực phẩm Trong bảo quản: Tránh nhiệt độ cao, tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng, … Trong chế biến: • • Hoàn trộn dầu đã hydro hóa với các loại dầu khác Hạn chế sử dụng dầu chiên nhiều... hóa độc hại của cyclophosphamide một độc tế bào Acrolein cũng gây hại cho gan, gây kích ứng niêm mạc dạ dày và là một trong những nguyên nhân gây ung thư 2.2.2.5 Cách làm giảm acrolein trong dầu ăn • • Bảo quản dầu ăn đúng cách, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng, bảo quản ở nhiệt độ quá cao, độ ẩm cao,… Hạn chế sử dụng dầu chiên lại nhiều lần • Nếu dùng để chế biến các loại thực phẩm khác phải thực. .. vật lí của Acrolein 2.2.2.3 Nguồn gốc sinh ra Acrolein Trong dầu thực vật, acrolein chủ yếu có được do sự phân hủy của glycerin ở nhiệt độ lớn hơn 280oC CH2 – OH | CH – OH | CH2 – OH Glycerin To ( >280oC) CH2 = CH – CH + 2H2O || O Acrolein 15 Loại dầu (Oil) Lượng Acrolein sinh ra (mg/l) Dầu Ngô (Corn oil) Cải Dầu (Canola oil) Dầu Ô Liu (Olive oil) Dầu Ô Liu nguyên chất 5,4 53 240 9 34 9 24 Khoảng nhiệt... loại thực phẩm có acid béo dạng trans:  51% hàng hoá nướng (bánh mì, bánh ngọt, bánh quy, bánh quy giòn, bánh nướng)  22% trong bơ thực vật  10% trong khoai tây chiên  5% trong shortening  4% in salad dressing ………………… Hình 2.8: Cis Oleic acid Hình 2.9: Trans Oleic acid 2.2.3.3 Nguồn gốc phát sinh Trong tự nhiên lượng acid béo dạng trans tồn tại rất ít nhưng lượng này sẽ tăng lên đáng kể trong. .. chế biến do sự hydro hóa Ngày nay việc sử dụng dầu hydro hóa trở nên phổ biến vì nhiều lý do: hydro hóa một phần sẽ làm dầu bền hơn, ít bị hư hỏng; giảm được các yêu cầu về làm lạnh, được dùng để thay thế chất béo đông vật với giá cả rẻ hơn,… Trong quá trình bảo quản và chế biến, dưới các yếu tố môi trường và công nghệ (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm,…) dầu thực vật dễ bị hydro hóa một phần tạo thành các acid... C9H16O2 156.22 dvC Không màu Tan hầu hết trong các dung môi hữu cơ độ hòa tan trong nước: 6.6 g/l 0.944 g/cm³ Bảng 2.2: Một số tính chất vật lí của HNE 2.2.1 3 Nguồn gốc hình thành HNE 12 HNE được tìm thấy trong các mô động vật nhưng đặc biệt có số lượng cao trong quá trình oxy hóa do sự gia tăng lipid trong các phản ứng dây chuyền peroxy hóa HNE được tạo ra trong quá trình peroxy hóa chất béo không... các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, thành phần acid béo không no,….tạo ra aldehyde, cetone, peroxyde, hydroperoxyde phần lớn có độc tính Các phản ứng oxy hóa thường xảy ra theo cơ chế gốc tự do.Gốc tự do được sinh ra trong các điều kiên của bảo quản và chế biến (đặc biệt là nhiệt độ và độ ẩm), khi các loại dầu không no tiếp xúc với các gốc tự do sẽ tạo ra phản ứng dây chuyền và dầu thực vật dễ...Hình 2.4: Hạt Điều (Cashew) Hình 2.5: Cây Thường Xuân (Ivy) Nếu chế biến không cẩn thận có khả năng dầu điều có khả năng bị nhiễm độc, nếu ta chạm vào các vật dụng có chứa urushiol cũng sẽ bị nhiễm độc Urushiol có độc tính cao, một lượng nhỏ cũng có thể gây ra hiện tượng nhiễm độc 2.1.2.4 Tác hại Urushiol gây ra viêm dị ứng, dấu hiệu trước tiên là một sự ngứa khủng khiếp trên da Sau đó da