1.4.2.1. Axit socbic
Tỏc dụng chống vi khuẩn của axit socbic cú trong quả thanh hương trà
được phỏt hiện ra đầu tiờn ở Đức từ năm 1859 bởi Hofmann. Axit socbic được ứng dụng trong sản xuất từ năm 1939 và cho đến nay vẫn được sử dụng rộng
rói trong bảo quản thực phẩm trờn khắp thế giới
Axit socbic được sử dụng cả dạng axit tự do và dạng muối của nú như
kali socbat hoặc canxi socbat. Chỳng cú thể tồn tại ở dạng bột, tinh thể hoặc
dưới dạng dung dịch. Axit socbic cú mựi hơi sốc, cú vị chua, núng chảy ở
nhiệtđộ 132-135°C, hoà tan trong nước.
Axit socbic cú khả năng chống vi sinh vật. Tỏc dụng chống vi sinh vật
dựa trờn cơ sởức chế sự hoạt động của cỏc enzim trong tế bào của vi sinh vật. Theo nghiờn cứu cho thấy, axit socbic kỡm hóm cỏc enzim chuyển hoỏ cỏc hợp chất cacbohydrat như enolaza, lactat dehydrogenaza. Đồng thời, axit socboc cũng kỡm hóm một số enzim trong chu trỡnh citrat như isocitrat dehydrogenaza, , succinat dehydrogenaza, fumarase,….Ngoài ra, axit socbic
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
cũn tạo thành liờn kết cộng hoỏ trị với nhúm SH của cỏc enzim làm cho cỏc nhúm SH trở nờn kộm hoạt động. Hơn nữa, axit socbic cú khả năng ức chế sự
hoạt động của cỏc vi khuẩn Gram dương, cú khả năng kỡm hóm enzim catalaza và peroxidaza [8]
Mộtđề tài khỏc đó được đưa ra bàn luận là tỏc dụng của axit socbic lờn thành tế bào của vi sinh vật. Axit socbic kỡm hóm sự phỏt triển của vi khuẩn
Escherichia coli bởi sự hấp thụ cỏc amino axit như serin, alanin, thậm trớ ngay cả khi ở nồng độ thấp hơn axit nucleic tổng hợp và ức chế hoạt động của
enzim lactate dehydrogenaza. Sự phỏ huỷ một phần màng tế bào làm tăng dũng proton chuyển động vào trong tế bào gõy rối loạn cỏc hoạt động sinh lý sinh hoỏ của tế bào vi sinh vật [10]
Axit socbic cú khả năng ức chế rất mạnh hoạt động của vi sinh vật khi nú xõm nhập vào bờn trong tế bào vi sinh vật. Khi xõm nhập qua thành tế bào, phần lớn axit socbic khụng bị phõn ly mà tồn tại dưới dạng phõn tử. Ở
pH=3.15, cú khoảng 40% axit socbic đi vào bờn trong tế bào; trỏi lại, ở mụi trường trung tớnh cú 99% axit socbic giữ nguyờn ở dạng chất nền. Vỡ vậy, hoạt động bảo quản của axit socbic phụ thuộc vào pH. Trong bảo quản thực
phẩm, phần khụng bị phõn ly của axit socbic cú tỏc dụng bảo quản rất hiệu
quả. Hằng số phõn ly của axit socbic thấp 1.73ì10-5, khụng giống với cỏc axit khỏc nờn tỏc dụng bảo quản rất tốt.
Ảnh hưởng của axit socbic đến cỏc chủng vi sinh vật khỏc nhau đó
được nghiờn cứu. Nồng độ axit socbic tối thiểu sử dụng để ức chế vi khuẩn, nấm men và nấm mốc gõy ụ nhiễm thực phẩmđược tổng hợp trong bảng sau:
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
Bảng 1.3. Hoạtđộng kỡm hóm của axit socbic đối với cỏc vi sinh vật [8] Tờn vi sinh vật pH Nồngđộ kỡm hóm nhỏ nhất (ppp) Pseudomonas 6.0 1000 Micrococcus 5.5 - 6.4 500 - 1500 Pediococcus cerevisiae 1000 Lactobacillus 4.4 - 6.0 2000 - 7000 Escherichia coli 5.2 - 5.6 500 - 1000 Bacillus 5.5 - 6.3 500 - 10000 Clostridium 6.7 - 6.8 >1000 Salmonella 5.0 - 5.3 500 - 10000 Saccharomyces cerevisiae 3.0 250 Saccharomyces ellipsoideus 3.5 500 - 2000 Rhodotorula 4.0 - 5.0 1000 - 2000 Torula lipolytica 5.0 1000 - 2000 Candida lipolytica 5.0 1000 Rhizopus 3.6 1200 Mucor 3.0 100 - 1000 Penicillium 3.5 - 5.7 200 - 1000 Aspergillus 3.3 - 5.7 200 - 1000 Fusarium 3.0 1000
Axit socbic và muối socbat được ứng dụng rất rộng rói trong bảo quản cỏc sản phẩm sữa, rau quả, đồ uống, bỏnh kẹo, thịt…. Trong xỳc xớch, để hạn
chế hoạt động của nấm mốc thường xử lý bằng dung dịch muối kali socbat 10-20%. Để bảo quản thịt bũ và thịt gia cầm khỏi sự phỏt triển của cỏc vi sinh vật sinh độc tố thường ngõm thịt vào dung dịch kali socbat 5-10%, sau đú
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
dụng kết hợp giữa axit socbic và muối nitrit trong bảo quản sản phẩm thịt muối khỏi sự hỡnh thành độc tố vi khuẩn clostridium. Hoặc sự kết hợp giữa
axit sobic với muối phosphat trong cỏc sản phẩm thịt cú pH khoảng 6 cú tỏc dụng ức chế sự phỏt triển và hỡnh thành độc tố clostridium, cũng như sự hỡnh thành cỏc hợp chất nitrosamin
1.4.2.2. Muối natri nitrit
Muối nitrat đó được sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm trong nhiều
thế kỷ trước. Nú được phỏt hiện ra lần cuối cựng vào năm 1899 mà cơ chế bảo
quản là sự chuyển hoỏ gốc nitrat thành nitrit cú tỏc dụng ức chế vi sinh vật. Tuy nhiờn, sự chuyển hoỏ gốc nitrat thành nitrit trong quỏ trỡnh chế biến thực
phẩm ớt được điều khiển chặt chẽ nờn cú thể sử dụng trực tiếp muối nitrit. Từ đú, muối nitrit được sử dụng đơn lẻ trong bảo quản thực phẩm. Nhưng cho
đến nay, ở một số nước chỉ sử dụng muối nitrit ở dạng hỗn hợp với cỏc muối
khỏc mà trong đú tỷ lệ muối nitrit được quy định cụ thể. Đứng trờn quan điểm
về khả năng gõy độc của hợp chất nitrozamin tạo thành từ muối nitrit trong cỏc điều kiện nhất định. Đến nay, việc sử dụng muối nitrit trong bảo quản
thực phẩm vẫn tiếp tụcđược kiểm soỏt chặt chẽ
NaNO2, khối lượng phõn tử là 69, dạng tinh thể màu trắng đến vàng nhạt, núng chảy ở nhiệt độ 306°C. Muối natri nitrit hoà tan dễ dàng trong nước nhưng hoà tan hạn chế trong cồn.
Hoạt động kỡm hóm vi sinh vật của nitrit dựa trờn sự tạo thành axit nitric và oxit nitric từ axit nitric. Cỏc chất này cú khả năng liờn kết với cỏc nhúm amino của hệ thống enzim dehydrogenaza của tế bào vi sinh vật. Nitrit cũng cú hoạt động ức chế riờng biệt đối với cỏc enzim của vi khuẩn, nú thỳc
đẩy sự thoỏi hoỏ đường glucoza. Một số nghiờn cứu khỏc cho rằng, nitrit tỏc
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
khuẩn được giải thớch bằng phản ứng kết hợp giữa nitrit với hemoprotein, cytochrome và nhúm SH của cỏc enzim [8]
Hoạt động kỡm hóm của nitrit tăng lờn khi giỏ trị pH của mụi trường
giảm. Ở mụi trường pH= 6.9, hàm lượng nitrit khoảng 4000ppm thỡ ức chế được hoạtđộng của Staphylococcus aureus. Hàm lượng nitrit gõy kỡm hóm tối
tiểu giảm xuống 400ppm ở mụi trường pH= 5.8 và giảm xuống tới 80ppm khi pH= 5.05 [12]. Nếu thờm vào trong mụi trường cỏc chất cú tớnh axit thỡ cú tỏc dụng tốt đến hoạtđộng của nitrit
Một ưu việt rất lớn của nitrit trong bảo quản thực phẩm là tỏc dụng kỡm hóm của nitrit đến Clostridium và cỏc bào tử của Clostridium botulinum nờn ngăn chặn được sự hỡnh thành độc tố botulinum trong sản phẩm thực phẩm. Theo một số kết quả cụng bố, nồng độ nitrit tối thiểu cú thể gõy ức chế hoạt động của vi sinh vật trong khoảng từ 50-200mg/kg, tuỳ thuộc vào giỏ trị pH của sản phẩm [8]. Cỏc thử nghiệm hiện nay cho rằng, sản phẩm của cỏc phản ứng giữa nitrit với cỏc thành phần của thịt tạo thành sau quỏ trỡnh xử lý nhiệt như nitrosothiol hoặc cỏc sản phẩm của phản ứng giữa nitrit với cỏc hợp chất
chứa S và Fe2+ cú tỏc dụng chống vi khuẩn tốt hơn so với nitrit ban đầu. Đối
với sự phỏt triển của nấm mốc và nấm men thỡ nitrit khụng cú khả năng ức
chế. Nờn nitrit hầu như chỉ sử dụng đểức chế riờng đối với cỏc hoạtđộng của
vi khuẩn.
Nitrit được cho vào cỏc sản phẩm thịt đặc biệt là xỳc xớch và thịt ướp
muối, xụng khúi khụng chỉ để tạo cho sản phẩm màu sắc mong muốn, hương vịđặc biệt mà cũn cải thiện được cỏc tớnh chất của sản phẩm chống lại sự hư
hỏng do ụ nhiễm bởi vi khuẩn. Trong bảo quản cỏc sản phẩm thịt, nitrit khụng những cú tỏc dụng ức chế sự phỏt triển của cỏc vi khuõn sinh độc tố và gõy bệnh mà cũn cú tỏc dụng đối với sự hỡnh thành cỏc ngoại độc tố và cỏc loại độc tố vi khuẩn khỏc. Vỡ vậy, hoạt động bảo quản của nitrit được xem như là
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
chống lại sự ngộ độc thực phẩm. Trong sản xuất, hàm lượng nitrit sử dụngđể
bảo quản thực phẩm khoảng 50-160mg/kg. Tuy nhiờn, sự giảm bớt hàm lượng
nitrit sử dụng trong sản xuất là điều rất mong muốn, khi tỡm ra cỏc chất thay thế khỏc cú nhiều chức năng.
Nitrit là một hoỏ chất phản ứng rất mạnh, cho nờn nú chuyển hoỏ trong thịt một cỏch rất nhanh chúng. Một phần nitrit bị oxy hoỏ thành nitrat hoặc
chuyển hoỏ thành oxyt nitric. Một phần liờn kết với myoglobin hoặc cỏc protein khỏc. Phần cũn lại liờn kết với axit amin như tryptophan hoặc tyrozin và phản ứng với cỏc hợp chất cú chứa nhúm SH. Lipit, đường và một số cỏc thành phần khỏc trong thực phẩm cũng cú khả năng kết hợp với nitrit [8]
Nitrit tỏc dụng với myoglobin để tạo thành nitrosomyoglobin, bền vững đối với nhiệt độ. Phản ứng này tạo ra màu đỏ đặc trưng của cỏc sản phẩm thịt
muối, thịt xụng khúi. Ngoài ra, nitrit cũn cú tỏc dụng tạo ra hương vị mong muốn cho cỏc sản phẩmthịt và bảo vệ thành phần chất bộo khỏi quỏ trỡnh oxy hoỏ.
1.4.2.3. Muối natri nitrat
Nitrat được sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm cho cỏc sản phẩm thịt
muối, thịt xụng khúi, cỏc sản phẩm từ cỏ và phomat trong nhiều thế kỷ qua.
Khụng ai biết chớnh xỏc rằng, người đầu tiờn sử dụng nitrat trong bảo quản
thực phẩm. Theo một số tài liệu, Gillis Beukel người Hà Lan đó sử dụng nitrat
đầu tiờn trong quỏ trỡnh bảo quản cỏ nhưng vẫn khụng cú minh chứng rừ ràng. Cú lẽ Beukel tỡnh cờ đó sử dụng muối này mà hoàn toàn khụng biết rừ tỏc dụng của nitrat. Nitrat được đề cập đến một cỏch cụ thể, rừ ràng trong tỏc phẩm chõm biếm “Chiếc thuyền của những anh hề” bởi Sebastian Brandt. Nhiều nghiờn cứu gần đõy lo ngại về hoạtđộng của nitrit, cũn nitrat vẫnđúng vai trũ rất quan trọng cho đến ngày nay, nhất là đối với cỏc sản phẩm thịt
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
Natri nitrat và kali nitrat được sử dụng phổ biến nhất. Trong bảo quản
và chế biến thực phẩm thường sử dụng ở dạng tinh khiết đơn lẻ hoặc dưới
dạng hỗn hợp với cỏc muối khỏc
NaNO3 , khối lượng phõn tử là 84.99, kết tinh dạng tinh thể màu trắng, núng chảy ở nhiệt độ 311°C. Natri nitrat hỳt nước rất mạnh, dễ hoà tan trong nước nhưng khú hoà tan trong cồn. Ở nhiệt độ phũng, 90 g NaNO3 hoà tan trong 100g nước.
Nitrat cú cỏc dụng kỡm hóm riờng biệt đối với nhúm vi khuẩn kỵ khớ. Ngược lại, nhúm vi khuẩn hiếu khớ, nitrat cú xu hướng thỳc đẩy nhanh quỏ trỡnh sinh trưởng và phỏt triển của chỳng. Thật võy, một số chủng vi sinh vật
cú khả năng sử dụng nitrat như là nguồn cung cấp nguồn dinh dưỡng nitơ cho quỏ trỡnh phỏt triển. Ở hàm lượng nitrat sử dụng trong thực phẩm, nitrat cú tỏc dụng kỡm hóm trực tiếp đối với cỏc vi khuẩn. Mặt khỏc, hoạt động kỡm hóm vi sinh vật của nitrat mong đợi rất nhiều vào sự chuyển hoỏ của nitrat thành nitrit trong thực phẩm [8].
Trong cỏc sản phẩm thịt, nitrat chuyển hoỏ thành nitrit bởi cỏc hoạt động của vi khuẩn. Nitrit cú tỏc dụng tạo màu đỏ của thịt, đem lại hương vị đặc trưng của sản phẩm thịt muối và cú tỏc dụng kỡm hóm sự hoạt động của vi khuẩn. Tuy nhiờn, một hạn chế rất lớn trong việc ứng dụng nitrat là quỏ trỡnh chuyển hoỏ nitrat thành nitrit khụng kiểm soỏt được
Nghiờn cứu sử dụng phụ gia thực phẩm để cải thiện chất lượng cho nem chua
Phần II. NGUYấN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU