phụ gia tự nhiên
1“Natural” và “Clean label” được các nhà sản xuất sử dụng trên nhãn sản phẩm để thể hiện rằng sản phẩm đĩ nguyên chất, cĩ nguồn gốc tự nhiên và khơng sử dụng nguyên liệu nhân tạo hay tổng hợp. Tuy nhiên chưa cĩ quy định nào của FDA Hoa Kỳ hay Hội đồng châu Âu định nghĩa và quản lý việc sử dụng những nhãn mác này.
“Tự nhiên” (“natural”) hoặc “nhãn sạch” (“clean label” ) là những thuật ngữ ngày càng trở nên phổ biến đối với cả người tiêu dùng và các cơng ty thực phẩm. Trong khi đĩ, chất kháng khuẩn lại là phụ gia thực phẩm cần thiết. Chúng khơng chỉ ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm, đồng thời cũng cản trở vi sinh vật gây thối hỏng thực phẩm, cho phép các nhà chế biến kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm, từ đĩ tăng khoảng thời gian cho việc phân phối sản phẩm đến cửa hàng bán lẻ. Những sản phẩm đĩ cĩ thể lưu giữ trên giá tại các cửa hàng cho đến khi người tiêu dùng mua
hàng và vẫn cịn kéo dài vài ngày hoặc đơi khi vài tuần sau khi được người tiêu dùng lưu giữ tại nhà.
Vì chất kháng khuẩn kéo dài hạn sử dụng của thực phẩm nên chúng được coi là chất bảo quản. Thuật ngữ này mang nghĩa tiêu cực đối với người tiêu dùng vì họ cho rằng chất bảo quản khơng lành mạnh hoặc nguy hiểm. Rõ ràng, nếu các cơng ty thực phẩm muốn tiếp tục sản xuất các sản phẩm an tồn và chất lượng cao, đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm “nhãn sạch”, họ phải xem xét thay thế bằng chất kháng khuẩn tự nhiên.
Cĩ một số loại kháng khuẩn tự nhiên để lựa chọn. Đặc biệt, các chất kháng khuẩn cĩ nguồn gốc thực vật và vi sinh vật đã được nghiên cứu kĩ lưỡng để sử dụng thay thế chất bảo quản. Chất kháng khuẩn cĩ nguồn gốc thực vật rất quen thuộc và dễ nhận biết đối với người tiêu dùng, nhưng cĩ vấn đề trong việc sử dụng các chất này. Thứ nhất, nhiều chiết xuất thực vật cĩ hương vị và/hoặc mùi thơm rất mạnh, cĩ thể ảnh hưởng tiêu cực đến tính đặc trưng của thực phẩm.
Ngồi ra, một số chiết xuất thực vật cĩ nồng độ ức chế tối thiểu khá cao, làm cho việc sử dụng khơng kinh tế, cũng như dẫn tới tiềm ẩn độc tính. Ngồi ra, ngay cả khi chiết xuất cĩ hiệu quả, khơng ảnh hưởng tiêu cực đến tính đặc trưng và an tồn, người tiêu dùng cĩ thể vẫn khơng chấp nhận chúng. Năm 2011, Maple Leaf Foods đã bị chỉ trích ở Canada về nhãn dán cho dịng sản phẩm thịt hộp Natural Selections của mình. Sản phẩm được dán nhãn là khơng sử dụng chất bảo quản và chiết xuất cần tây được liệt kê trong thành phần sản phẩm.
Cĩ thể nhiều người tiêu dùng sẽ khơng biết rằng, chiết xuất cần tây là nguồn nitrit tự nhiên, vốn là một thành phần mà một số người e ngại vì nĩ cĩ khả năng gây ung thư. Trong trường hợp này, người tiêu dùng khơng chỉ muốn một sản phẩm cĩ thành phần tự nhiên mà sản phẩm đĩ cịn phải khơng chứa một chất đặc biệt nào đĩ. Maple Leaf bị cáo buộc cố tình lừa người tiêu dùng và che giấu việc sử dụng nitrit trong sản phẩm, khiến cơng ty này phải thay đổi
nhãn mác thành sản phẩm cĩ bao gồm chất nitrit cĩ nguồn gốc tự nhiên,
Một nguồn chất kháng khuẩn tự nhiên khác là vi sinh vật. Đây là một sự thay thế đầy hứa hẹn, vì một số vi sinh vật này đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cơng nhận là an tồn (Generally Recognized As Safe - GRAS): “Theo các Điều 201 và 409 của Đạo Luật Thực Phẩm, Dược Phẩm và Mỹ Phẩm, bất kỳ chất nào được cố ý đưa vào thực phẩm đều được coi là phụ gia thực phẩm, và phải được FDA xem xét và phê duyệt, trừ phi chất này được cơng nhận chung bởi các chuyên gia cĩ trình độ chuyên mơn, những người đã chứng minh là chất đĩ an tồn theo các điều kiện sử dụng nhất định, hoặc trừ phi việc sử dụng chất này được loại trừ trong định nghĩa về phụ gia thực phẩm”.
Một nghiên cứu của tác giả Chaves và Brashears đăng trong Tạp chí Food Safety tháng 1/2017 đã cơng bố việc sử dụng một trong các nhĩm cĩ chủng vi khuẩn được cơng nhận là an tồn: Vi khuẩn axit lactic (LAB). Một số chủng vi khuẩn axit lactic được sử dụng để nuơi cấy trong giai đoạn đầu của quá trình lên men thực phẩm, và sau đĩ cũng được loại bỏ khỏi các sản phẩm thực phẩm.
Các hình thức bảo quản sinh học
Việc sử dụng vi sinh vật hoặc các hợp chất được tạo ra để kéo dài hạn sử dụng và tăng độ an tồn được gọi là bảo quản sinh học. Các vi sinh vật thường tạo ra axit, bacteriocin và các hợp chất ức chế khác. Bacteriocin là những peptit kháng khuẩn nhỏ, chúng được vi khuẩn axit lactic sản sinh ra để chống lại các vi sinh vật khác cĩ trong mơi trường nuơi cấy. Việc sử dụng chất bảo quản nguồn gốc sinh học cĩ thể dẫn đến sự bổ sung các sinh vật vào thực phẩm. Chúng sẽ tiêu thụ carbohydrate và các chất dinh dưỡng khác cĩ trong thực phẩm và sản sinh ra axit cùng các chất ức chế khác.
Lựa chọn thứ hai là sử dụng vi sinh vật lên men. Trong trường hợp này, vi sinh vật được thêm vào một dung dịch dinh dưỡng như nước đường hoặc sữa và cho phép phát triển, tạo ra các axit ức chế
và chất chuyển hĩa. Tồn bộ hỗn hợp axit hữu cơ, đường, peptit và các hợp chất thơm sau đĩ được thêm vào thực phẩm. Điều này giúp giảm các vi sinh vật từ đầu, vì hợp chất ức chế đã cĩ sẵn hỗn hợp ban đầu thêm vào thực phẩm, khác với việc chỉ bổ sung vi sinh vật khiến các chất chuyển hĩa tích tụ khi sinh vật phát triển trong thực phẩm.
Ngồi ra, cĩ thể bổ sung hỗn hợp tinh chế một phần. Đây là chất kháng khuẩn cĩ hoạt tính cao hơn vì các hợp chất ức chế đã được cơ đặc. Phương án cuối cùng là cĩ thể bổ sung bacteriocin tinh khiết. Hình thức này cĩ hoạt tính kháng khuẩn cao nhất, nhưng lại đắt nhất và chưa cĩ nhiều bacteriocin tinh khiết được phê duyệt để sử dụng trong thực phẩm ở Hoa Kỳ.
Mỗi hình thức kể trên đều cĩ một số sản phẩm cĩ sẵn trên thị trường. Các sản phẩm này bao gồm dung dịch nuơi cấy vi khuẩn Carnobacterium maltaromaticum, vi khuẩn axit lactic và các vi sinh vật lên men khác, hỗn hợp kháng khuẩn đã được tinh chế một phần, trong đĩ chứa thành phần hoạt tính là natamycin, men thơ của vi khuẩn Pediococcus
bao gồm bacteriocin pediocin và bacteriocin nisin tinh khiết.
Mỗi chất kháng khuẩn phù hợp để sử dụng trong loại thực phẩm cụ thể, từ nước trái cây cho đến các loại bánh, phơ mai và các sản phẩm từ sữa khác. Độ phù hợp phụ thuộc vào độ pH của thực phẩm và các vi sinh vật mà nhà sản xuất muốn ức chế. Ví dụ, vì natamycin là chất chống nấm, nĩ thích hợp cho việc phun vào bánh nướng để giảm sự phát triển của nấm mốc bề mặt. Dung dịch nuơi cấy vi khuẩn
C. maltaromaticum lại rất hữu ích khi dùng cho các loại thịt đơng lạnh ăn liền vì nĩ ức chế vi khuẩn
Listeria monocytogenes.
Tiếp tục nghiên cứu về chất bảo quản sinh học
Mặc dù trên thị trường đã cĩ một số sản phẩm bảo quản sinh học, lĩnh vực này vẫn tiếp tục được nghiên cứu. Nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc sử dụng các vi sinh vật từ các nguồn khác, khơng phải từ quá trình lên men hoặc được tách ra từ thực phẩm,
chẳng hạn như từ đất và động vật, hoặc kết hợp nhiều mơi trường nuơi cấy khác nhau hoặc các chất kháng khuẩn tinh chế để tạo ra sự pha trộn tối ưu.
Từ phịng thí nghiệm đến thị trường cĩ thể là một quá trình dài. Một khi hoạt tính kháng khuẩn của vi sinh vật và/hoặc các hợp chất ức chế đã được thử nghiệm và khẳng định qua xét nghiệm tính kháng với một loạt các vi sinh vật mục tiêu, các hợp chất này sau đĩ sẽ được thử nghiệm trong một hệ thống thực phẩm mẫu. Hoạt động của vi sinh vật thường giảm đáng kể do tương tác với các chất dinh dưỡng và sự kết hợp của các thành phần trong thực phẩm. Vì lý do này, hầu hết các chất bảo quản sinh học sẽ cĩ tác động tốt nhất khi kết hợp với các rào cản khác như độ pH thấp, bảo quản lạnh hoặc các chất kháng khuẩn khác.
Sau đĩ cần kiểm tra cảm quan và độ an tồn để xác định xem sản phẩm cĩ phù hợp để sử dụng trong thực phẩm hay khơng. Tiếp theo, cần phân tích chi phí, sự phù hợp cho việc sản xuất đại trà và sàng lọc hệ thống phân phối để xác định xem sản phẩm cĩ khả thi để sử dụng trong sản xuất thực phẩm thương mại hay khơng.
Bảo quản sinh học là một giải pháp khả thi cho các cơng ty thực phẩm giúp đa dạng hĩa các sản phẩm cĩ nguồn gốc tự nhiên của họ. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải nghiên cứu hình thức bảo quản sinh học nào phù hợp nhất cho sản phẩm và bất kỳ vấn đề về quy định hoặc ghi nhãn nào cĩ thể phát sinh.
ĐỖ QUYÊN