KỸ THUẬT SỬ DỤNG PHỤ GIA ĐỂ BẢO QUẢN THỰC PHẨM

CHỦ ĐỀ 2: KỸ THUẬT SỬ DỤNG PHỤ GIA ĐỂ BẢO QUẢN THỰC PHẨM PHẦN 2: PHỤ GIA KIỂM SOÁT Q TRÌNH OXY HĨA LIPID KHÁI QT CHUNG • Tác hại • Các dạng phản ứng oxy hóa lipid • Giải pháp hạn chế q trình oxy hóa lipid 1.1 NHỮNG THÀNH PHẦN THỰC PHẨM CÓ THỂ BỊ OXI HĨA • • • • • Lipid (Triglyceride, Phospholipids) Sắc tố Vitamin Protein Carbohydrate 1.2 TÁC HẠI CỦA PHẢN ỨNG OXI HĨA LIPID • • • • • • Mất màu, mùi, vị tự nhiên Thay đổi cấu trúc trạng thái Tổn thất chất dinh dưỡng Xuất màu, mùi vị xấu Hình thành chất độc hại Đẩy nhanh tốc độ hư hỏng thành phần thực phẩm khác 1.3 CÁC DẠNG PHẢN ỨNG OXI HĨA LIPIT • • • • • Autoxidation Photo – oxidation Enzymatic oxidation Thermal oxidation Ketonic rancidity 1.3.1 AUTOXIDATION SẢN PHẨM QUÁ TRÌNH TỰ OXI HĨA LIPID • Sản phẩm sơ cấp (Primary products of autoxidation): Lipid hydroperoxides • Sản phẩm thứ cấp (Secondary oxidation products): aldehydes, ketones, alcohols, hydrocarbons, volatile organic acids, and epoxy compounds Mechanism of OXIDATION 14 C H3 Initiation 13 12 11 10 ( C H 2)3 C H C H C H C H C H C H C H2 R Metal Energy Reactive oxygen species Substrate effect -H Lipoxygenase 13 C H3 ( C H 2) C H E0= 600mv  12 CH 11 10 CH CH + O2 K=10 /sec 9 CH C H2 R Oxygen consumption, Conjugated diene Electron spin resonance The Pecking Order Antioxidants have reduction potentials that places them in the middle of the Pecking order This location in the pecking order provides antioxidants with enough reducing power to react with reactive oxidizing species At the same time they are too weak to initiate reductive reactions LOO + TOH  LOOH + TO Termination Buettner GR (1993) Arch Biochem Biophy 300:535-543 84 The Pecking Order Depending on their reduction potential, antioxidants can recycle each other For example, ascorbate with a reduction potential of +282 mV can recycle TO (+480 mV) and urate(+590 mV) Buettner GR (1993) Arch Biochem Biophy 300:535-543 85 Redox Couple (one-electron reductions)  + HO , H /H2O  + RO , H /ROH (aliphatic alkoxyl radical)  + ROO , H /ROOH (alkyl peroxyl radical)   GS /GS (glutathione)  + PUFA , H /PUFA-H (bis-allylic-H)  + TO , H /TOH (tocopherol)  + H2O2, H /H2O, HO  + Asc , H /AscH (Ascorbate) + CoQ , 2H /CoQH2 Fe(III) EDTA/Fe(II) EDTA CoQ/CoQ  O2/O2  Paraquat/Paraquat Fe(III)DFO/Fe(II)DFO  RSSR/RSSR (GSSG)  H2O/e aq E°'/mV +2310 +1600 +1000 +920 +600 +480 +320 +282 +200 +120 -36 -160 -448 -450 -1500 -2870 2.3.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ CHỐNG OXY HĨA • Hiệu chống oxy hóa phụ thuộc vào: – Đặc tính thân chất chống oxy hóa: Bản chất hóa học, cấu trúc khơng gian, trạng thái hoạt hóa, tính ổn định • The relative effectiveness of phenolic antioxidants in bulk vs dispersed systems, dependent on their hydrophilic/lipophilic balance – Điều kiện môi trường: Nhiệt độ, pH, ánh sáng, trạng thái hệ, nồng độ oxy • Antioxidants have a varying degree of optimal performance with respect to pH When the antioxidant is in a high-pH medium, it will undergo deprotonation Its radical scavenging capacity will be enhanced since it will have the ability to donate an electron much easier – Đặc điểm thực phẩm: Thành phần, đặc biệt có mặt microcomponents, trạng thái tồn tại, • The initial concentration of the primary products of autoxidation, the hydroperoxides in the lipids may reduce strongly the efficiency of the antioxidant added to the system being stabilised • Free fatty acids also decrease the oxidative stability – Điều kiện sử dụng: phối hợp chất chống oxy hóa, nồng độ sử dụng • Different antioxidants will have different activation energies as well as oxidation-reduction potentials These properties mean that antioxidants have a varying ability to donate an electron easily • The effectiveness, or the stabilisation factor F, of the antioxidants usually increases with their concentration The character of the dependence of F on antioxidant concentration is influenced strongly on the type of inhibiting system, as well as on the oxidation conditions 2.3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ • Đánh giá khả chống oxy hóa chất chống oxy hóa • Đánh giá mức độ thực phẩm bị oxy hóa/diễn tiến q trình oxy hóa • Đánh giá hiệu sử dụng phụ gia chống oxy hóa ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ THỰC PHẨM BỊ OXY HÓA/HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA • Ngun tắc: đánh giá thông qua – Mức độ hấp thụ oxy – Mức độ tổn thất chất ban đầu, – Sự hình thành gốc tự – Sự hình thành sản phẩm oxy hóa sơ cấp – Sự hình thành sản phẩm oxy hóa thứ cấp ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHỤ GIA CHỐNG OXY HĨA • • • • • • • • • Sensory analysis Headspace analysis Peroxide value (PV) Conjugated dienes Para-anisidine value Thiobarbituric acid value (TBA) Octanoate value Conjugable oxidation products Infrared spectroscopy ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA CỦA MỘT CHẤT (Measuring antioxidant activity) • Radical-scavenging methods • Methods for measuring the current state of an oil or food sample • Methods to monitor changes in oxidation • Predictive methods Natural Antioxidants Rosmariquinone Antioxidants • BHA • Propyl Gallate • BHT • TBHQ – Butylated hydroxy anisole is a mixture of two isomers Referred to as a 'hindered phenol' because of the proximity of the tertiary butyl group to the hydroxyl group This may hinder the effectiveness in vegetable oils, but increase the 'carry through' potency for which BHA is known – Uses: Lard, shortenings, vegetable oils, cereals, package liners, potato products, dry soups, chewing gum, etc Usually in combination with other primary antioxidants – Three hydroxyl groups make it very reactive Lower solubility Tend to chelate trace minerals such as iron and form colored complexes Are heat labile, especially under alkaline conditions – Uses: Lard, shortening, vegetable oils, cereals, package liners, animal feeds, etc Used alone and in combination with BHA or PG and citric acid – Butylated hydroxy toluene is also a 'sterically hindered' phenol Susceptible to loss through volatilization in high temperature applications – Uses: Lard, shortening, vegetable oils, cereals, animal feeds, etc Usually used in combination with BHA or BHT and citric acid – Tertiary-butylatedhydroquinone is an extremely potent antioxidant Had been used extensively in non food applications prior to gaining approval in food – Uses: Lard, cottonseed oil, potato chips, corn flakes Natural Antioxidants Sesame Contains sesamol Reported to be more effective in lard than BHA or BHT Natural Antioxidants • Oats Oats have been long recognized to have antioxidant properties Over 25 phenolic compounds have been identified in oats Many derived from caffeic and ferulic acid BÀI TẬP & CÂU HỎI THẢO LUẬN • Phạm vi tác dụng chống oxy hóa của: – Tocopherol – Acid ascocbic – BHA – BHT TÀI LIỆU THAM KHẢO Eunok Choe, David B Min (2009), "Mechanisms of Antioxidants in the Oxidation of Foods", Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 8(4), tr 345-358 Food additives – Chapter 18 ... + 2GSH  PLOH + GSSG + H2O Prx (peroxidredoxins): H2O2 + Trx(SH )2  2H2O + Trx(SS) 1-cysPrx: PLOOH + 2GSH  PLOH + GSSG + H2O Non-enzymatic rxns H2O2 + 2GSH  2H2O + GSSG or ROOH + 2GSH  H2O... hydroperoxide để loại thành phần có hoạt tính oxy hóa cao khỏi hệ thực phẩm Enzymes targeting peroxides: H2O2 , LOOH Catalase: 2H2O2  2H2O + O2 GPx (GPx1): H2O2 + 2GSH  2H2O + GSSG or ROOH + 2GSH  H2O... Hydroperoxide removal by GSH is mainly via coupled enzyme reactions GSH + ROOH  GSSG + H2O + ROH GSH synthetic enzymes inhibits ROOH GSH GPx NADPH 2e GSSG 2e- G-6-P reductase ROH + H 2O GSSG 6-P-G dehydrogenase