A. Phụ gia tạo vị
1. Muối ăn:
Muối ăn có thành phần chính là NaCl, ngoài ra trong muối ăn còn có các tạp chất với hàm lượng khác nhau. Các loại tạp chất trong muối ăn có thể chia làm hai loại:
- Những chất không có hoạt tính hóa học như nước và các chất không tan (sỏi, cát, …).
- Những chất có hoạt tính hóa học như các hợp chất Clor của Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, và muối của gốc sunfat (SO42-).
Ngoài ra, trong muối thường tồn tại Kali (muối mỏ chứa Kali nhiều hơn muối biển) có thể ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng. Các loại tạp chất có ảnh hưởng xấu đến chất lượng muối như: Làm cho màu của muối trở nên ngà, dễ hút ẩm, làm giảm độ hòa tan của NaCl và gây vị đắng (vì trong muối có CaCl2 và MgCl2, chúng có độ hòa tan cao hơn NaCl nhiều lần và có vị đắng).
Mục đích: điều hòa vị cho sảm phẩm; có khả năng tạo áp suất thẩm thấu, làm giảm aw. Do vậy, muối NaCl kiềm hãm sự phát triển của vi sinh vật.
Đường saccarose còn gọi là đường kính trắng có công thức hoá học là C12H22O11, đường có vị ngọt, tan trong nước. Khi hoà tan trong nước tạo ra áp suất thẩm thấu, nồng độ càng cao thì áp suất thẩm thấu càng lớn có tác dụng ức chế các vi sinh vật. Khả năng ức chế các vi sinh vật của đường còn do nó tạo ra nồng độ chất khô cao, giảm lượng nước và lượng oxi hoà tan trong dung dịch.
Khi xử lý đường ở nhiệt độ trên 120oC sẽ xảy ra phản ứng caramel, đường bị nhiệt phân thành nhiều sản phẩm phân hủy khác nhau, chúng có phân tử lớn, màu sậm được gọi là caramel. Phản ứng này được xúc tác bằng acid (pH=2¸4) hay bazơ (pH=9¸10), và cũng có thể xúc tác bằng muối amonium. Người ta đã phát hiện một số chất có khả năng sinh ung thư hay các độc tố kích thích thần kinh trong thành phần của sản phẩm caramel (chủ yếu là 4-methylimidazole và các hợp chất có liên quan).
Ngoài ra, đường còn có khả năng tương tác với các hợp chất amino để tạo nên phản ứng melanoidin (còn gọi là phản ứng maillard). Sản phẩm của phản ứng này là một hỗn hợp các chất có kích thước phân tử khác nhau, chúng tạo ra màu từ vàng đến nâu, có khả năng chống oxi hoá bảo vệ được chất béo. Phản ứng này xảy ra mạnh ở môi trường kiềm (mạnh nhất ở pH=9¸ 10), khi độ hoạt động của nước bằng 0,7 thì phản ứng xảy ra mạnh nhất (tương ứng với thực phẩm có 40¸70% ẩm).
Trong công nghệ thực phẩm, người ta thường sử dụng đường để tạo màu, tạo mùi, tạo vị, tạo đông và để bảo quản sản phẩm.
3. Bột ngọt
Bột ngọt có tên hóa học monosodium glutamate (MSG), là một loại phụ gia làm tăng vị ngọt thịt cho thực phẩm. Acid glutamic là một loại acid amin có hàm lượng cao trong phân tử protêin nhưng không phải là acid amin thiết yếu, không thể thay thế.
Glutamate đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chuyển hóa chất bổ dưỡng trong cơ thể người. Thực tế, cơ thể của mỗi người chứa khoảng 2kg glutamate được tìm thấy trong các cơ bắp, não, thận, gan và các cơ quan khác.
Glutamate natri bị biến đổi chất lượng trong quá trình chế biến, đặc biệt khi nhiệt độ trên 80oC.
B. Phụ gia tạo màu
1. Hợp chất nitrit, nitrat
Ngoài tác dụng bảo quản nitrit được bổ sung vào các sản phẩm từ thịt với mục đích ổn định màu. Sau khi giết mổ, oxy càng ít nên phản ứng khử oxy tạo thành dạng MetMb chiếm ưu thế do vậy thịt có màu đỏ thẫm hay nâu. Thịt càng để lâu mioglobin càng ít do chuyển sang dạng MetMb, trong khi phản ứng tạo màu của thịt oxid nitrit của muối nitrit tác dụng với mioglobin nhưng không phản ứng với MetMb. Do đó, nhiều mioglobin sẽ cho màu đỏ tươi hơn.
Mb + Nitrit → Nitroso Mb
Tuy nhiên phản ứng xảy ra theo nhiều nhánh và nhiều giai đoạn phức tạp vì NO2- trong phân tử nitrit vừa có tính khử vừa có tính oxy hóa trong dung dịch hòa tan. Do đó ngoài tác dụng tích cực tạo màu nitroso mioglobin NO2- oxy hóa Mb và OxyMb tạo OxyMb hay MetMb. Các dạng trung gian này không phản ứng trực tiếp với oxid nitrit được.Muốn chuyển Met Mb và OxyMb (sinh ra do phản ứng trung gian và do thịt kém tươi) thành Mb cần có chất khử NO2- hay chất khử khác thêm vào. Hơn nữa phản ứng tạo thành Nitroso Mb thường chậm và không hoàn toàn. Vì vậy người ta thường thêm chất khử như: acid ascorbic, muối ascorbate, đường glucose hay saccarose nhằm mục đích chuyển NaNO2 thành NO nhanh và hoàn toàn, đồng thời chuyển màu nâu của MetMb thành màu đỏ mioglobin để có thể liên kết với nitrit tạo nitrosomioglobin.
Như vậy, các chất khử sẽ làm tăng tốc độ các phản ứng tạo màu sản phẩm thịt trong quá trình chế biến và tận dụng tối đa lượng mioglobin trong cơ.Trong quá trình ướp, nếu dùng nitrit thừa sẽ sinh NO2 với tốc độ dữ dội. Chất oxit nitrit có tính oxy hóa mạnh sẽ chuyển Fe2+ của hem thành Fe3+ mất màu đỏ hay tạo màu xanh thịt. Hơn nữa, lượng nitrit dư sẽ phản ứng với acid amin tạo Nitrosamin gây ung thư. Để khắc phục hiện tượng trên, người ta dùng lượng NO2 ít và thay thế một phần bằng nitrat. Như vậy lượng oxit nitrit do nitrit tạo thành sẽ phản ứng hết với mioglobin, sau đó nitrit mới được sinh ra từ quá trình chuyển nitrat do các chất khử (acid ascorbic). Điều này đảm bảo lượng nitrit phản ứng vừa đủ và tránh dư ở dạng tự do. Mặt khác, lượng nitrat hiện diện trong sản phẩm với sự tham gia của vi khuẩn khử nitrat sẽ tạo thành nitrit và chuyển dạng nâu (Denatured Met mioglobin) thành hồng (Nitroso hemoglobin) trong quá trình bảo quản sản phẩm thịt,…
2. Ponceau 4R
Mã số phụ gia: E124
Tên gọi khác: Cochineal Red A, Brilliant Scarlet 4R.
Công thức phân tử: C20H11N2Na3O10S3
Tính chất: Độ hút nước: 140 grams/ 1lít nước (20°C).
Ứng dụng: tạo màu đỏ cho sản phẩm lạp xuởng và các sản phẩm thịt.
Liều lựợng sử dụng: 4 mg/kg đến 0.7 mg/kg thể trọng/ ngày (ADI).
Việc sử dụng Ponceau 4R trong thực phẩm bị cấm sử dụng ở Nauy và Mỹ.
3. Red 2G
Tính chất: Red 2G thường được sử dụng như là một muối dinatri, tạo thành một loại bột màu đỏ khi rắn được tự do hòa tan trong nước (do sự hiện diện của các nhóm axit sulphonic) và ít hòa tan trong ethanol.
Ứng dụng: Dùng trong các sản phẩm thịt đã nấu chín và xúc xích.
Liều lượng sử dụng: 0 - 0.1 mg/kg thể trọng/ ngày. (ADI)
Việc sử dụng của 2G Red trong thực phẩm bị cấm ở Hoa Kỳ, Nhật Bản, Úc, Canada, Na Uy, Thụy Điển, Thụy Sĩ và Áo.
4. Saffron
Tính chất: Màu của nghệ tây được tạo ra bởi các sắc tố carotene như crocin, crocetin, lycopene, zeaxanthin và picrocrocin, và màu vàng cam được tạo ra chủ yếu từ một loại Crocin, màu được trích từ hoa, khả năng tạo màu và tạo hương thơm là như nhau, tan trong nước.
Saffron bền nhiệt nhưng nhạy cảm đối với sự oxy hoá và nồng độ SO2
lớn hơn 50 ppm có thể gây mất màu.
Ứng dụng: Dùng cho các thực phẩm nướng, các loại bánh làm từ gạo, súp, các sản phẩm thịt, bánh kẹo, Crocin dùng cho các sản phẩm cá trắng xông khói.
5. Erythrosine
Mã số phụ gia: E127
Công thức phân tử: C20H6I4Na2O5
Tính chất: Erythrosine là chất màu tổng hợp, có màu đỏ anh đào, tan tốt trong nước.Trong phân tử của Erythrosine có chứa iodide, khi chế biến thực phẩm ở nhiệt độ trên 200°C một phần làm giảm erythrosin, một phần giải phóng iodide, ảnh hưởng đến hoạt động của tuyến giáp.
Ứng dụng: Erythrosine được thêm vào thực phẩm để thay thế các màu sắc bị mất trong quá trình sản xuất hay làm cho thực phẩm trông bắt mắt hơn.Trong xúc xích, erythrosine cùng với muối nitrit giúp cố định màu và tạo màu đỏ cho sản phẩm.
Liều lượng sử dụng: 0 - 0.1 mg/kg thể trọng/ ngày. (ADI)
Việc sử dụng Erythrosine trong thực phẩm bị cấm sử dụng ở Nauy và Mỹ.
C. Phụ gia tạo cấu trúc
Mục đích: làm tăng khả năng giữ nước của protein trong cá, tránh sản phẩm khô, tăng tính trương nở, tính kết dính, tính đàn hồi, nhưng vẫn đảm bảo hoạt độ nước trong sản phẩm ở mức có thể bảo quản được trong thời gian dài. Các phụ gia cấu trúc thường sử dụng là polyphosphate, sorbitol,…
1. Gelatin
protein chính trong các tê bào lien kết của nhiều động vất, bao gôm: xương, da,… Gelatin được ứng dụng trong thực phẩm là tăng khả năng lien kết của đồ hộp thịt nghiền,...
Gelatin bao gồm 1/3 gycerine, proline, và c.n l_i là 4-hydroxyproline. Một cấu trúc tiêu biểu : -Ala-Gly-Pro-Arg-Gly-Glu-4Hyp-Gly-Pro-
Ứ ng dụng gelatin
Gelatin đã được sử dụng từ nhiều thập niên để sản xuất ra món thịt đông, các sản phẩm xúc xích. Vào thời điểm này gelatin còn được sử dụng rộng rãi để tiêm vào thịt nhằm mục đích tăng hàm lượng protein trong sản phẩm. Vì khả năng tạo liên kết tốt với nước gelatin còn được sử dụng để gia tăng hàm lượng ẩm và hạ giá thành sản phẩm. Tuy nhiên trong thời gian gần đây, việc sử dụng gelatin trong lĩnh vực này đã bị cắt giảm bởi các tổ chức bảo vệ người tiêu dùng. Một số sản phẩm từ thịt có sử dụng gelatin là:
“Ham” (giăm bông): Đối với giăm bông có quá trình hun khói: bột gelatin hấp thu nước trong thịt và trong quá trình chế biến sẽ tạo một lớp màng giúp hàn kín khối thịt khi làm nguội. Trong quá trình chế biến giăm bông có trải qua quá trình nấu: gelatin tạo gel với dịch lỏng tách ra trong quá trình chế biến, quá trình này giúp giữ nước bên trong và chung quanh sản phẩm. Gelatin cũng giúp làm cứng chắc lớp thạch thu được trực tiếp từ các mô liên kết nhằm tạo vẻ ngoài hấp dẫn và nhát cắt đẹp cho sản phẩm. Gelatin thủy phân được thêm vào các sản phẩm giăm bông nhằm tăng hàm lượng protein.
Thịt hộp: gelatin tạo gel với nước thất thoát trong quá trình chế biến và thanh trùng. Gelatin được sử dụng trong sản phẩm này là loại gelatin có độ bền gel cao (200 250 Bloom) với lượng 0,5 2%. Đối với các sản phẩm thịt có hàm lượng nước và hàm lượng chất béo cao rất dễ xảy ra hiện tượng tách nước, tách béo ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm. Gelatin giúp liên kết nước, làm bền hệ nhũ tương, tạo cấu trúc đồng nhất. Lượng gelatin sử dụng phụ thuộc vào sự có mặt của các tác nhân liên kết khác. Nước thịt đông: nước thịt đông được dùng rộng rãi làm lớp phủ ngoài và trang trí cho các sản phẩm thịt như: giăm bông, patê, thịt hộp. Các sản phẩm nước thịt đông truyền thống được làm từ gelatin loại B và carrageenan. Sự kết hợp giữa hai chất này mang lại cho sản phẩm nước thịt đông các tính chất sau:
Giảm thời gian định hình.
Gel tạo thành chắc, bền vững.
Tăng nhiệt độ tan chảy (thêm 10% carrageenan vào gelatin sẽ giúp làm tăng độ tan chảy từ 30oC lên 53oC).
Carrageenan là một polysaccharide dị thể của galactose – galactan. Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau. Vì vậy, carrageenan không phải chỉ là một polysaccharid đơn lẻ, có cấu trúc nhất định mà là các galactan sulfat. Mỗi galactan sulfat là một dạng riêng của carrageenan và có ký hiệu riêng. Ví dụ: λ – , κ –, ι –, ν – carrageenan.
Có thể nói carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer: λ – , κ –, ι –, ν.. - carrageenan, cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau. Các gốc D- galactose được sulfate hóa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hóa.
Tính chất
- Độ tan
o Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi.
o Carrageenan tan trong nước nhưng độ tan của nó phụ thuộc vào dạng, nhiệt độ, pH, nồng độ của ion và các chất tan khác.
o Nhóm carrageenan có cầu nối 3,6-anhydro không ưa nước, do đó các carrageenan nàykhông tan trong nước. Nhóm carrageenan không có cầu nối th ì dễ tan hơn. Thí dụ như λ-carrageenan không có cầu nối 3,6-anhydro và có thêm 3 nhóm sulfat ưa nư ớc nên nó tantrong nước ở điều kiện bất kỳ. Đối với κ –carrageenan thì có độ tan trung bình, muối natri của κ –carrageenan tan trong nước lạnh nhưng muối kali của κ –carrageenan chỉ tan trong nước nóng
- Độ nhớt
o Độ nhớt của các dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch. Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm. Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25 – 500 Mpa, riêng κ –carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 Mpa.
- Tương tác giữa carrageenan với protein
o Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan và cũng là đặc trưng cho tất cả các chất tạo gel cũng như các chất không tạo gel là xuất hiện phản ứng với protein.
o Phản ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel.
- Tạo gel
o Carrageenan có một tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5 %). Ở dạng gel các mạch polysaccharide xoắn vòng như lò xo và cũng có thể xoắn với nhau tạo thành khung xương không gian ba chiều vững chắc, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi). Từ dạng dung dịch chuyển
sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao. Phần xoắn vòng lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết.
o Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng độ nhất định.
Ứng dụng:
Tham gia như một chất tạo đông đối với một số sản phẩm
Làm bền nhũ tương, giúp cho dung dịch ở trạng thái nhũ tương cân bằng với nhau mà không bị tách lớp.
Có thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lý, cơ học mong muốn, tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai.
Giúp ổn định các tinh thể trong các sản phẩm ngăn chặn nước đá bị kết tinh.Các công ty chế biến thịt cá sử dụng carrageenan vì carrageenan có khả năng tăng hiệu suất các sản phẩm bằng cách giữ nước bên trong sản phẩm. Sử dụng carrageenan trong thực phẩm giúp gia tăng lợi nhuận khoảng 40%.
Đảm bảo sự tươi ngon ( khả năng giữ nước) , ổn định cấu trúc của thịt , cá, và gia cầm trong suốt quá trình từ vận chuyển, tồn trữ và các giai đoạn chế biến.
Các sản phẩm có sử dụng carrageenan đã được sử dụng phổ biến trong nhiều thế kỷ. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh độ an toàn của carrgeenan, nó không gây độc, không có dấu hiệu gây viêm loét trên cơ thể và có thể sử dụng trong thực phẩm với một lượng không giới hạn. Tổ chức FDA của Mỹ đã xếp carrageenan vào danh mục các chất an toàn đối với các sản phẩm thực phẩm. 3. Polyphosphate:
Tên gọi thông dụng : Tari
Màu trắng hay trong suốt không màu, dạng bột hay hạt nhỏ. Dễ hòa tan trong nước (gốc pholyphosphate càng dài thì khả năng hòa tan trong nước lạnh càng cao)
Các loại Polyphosphate thường sử dụng : monophosphate (E 339-343), diphosphates (E450), triphosphates (E451) và polyphosphates (E452)