Cấu tạo hóa học của chất tạo hương vị

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.3. Cấu tạo hóa học của chất tạo hương vị

• Là các hợp chất hữu cơ không phân cực, không tan trong nước, tan trong các dung môi rượu, ether, chất béo;

• Có khối lượng riêng < 1, dễ bay hơi

• Có cấu trúc hóa học khác nhau như terpenes, vòng thơm (aroma rings), esters, aldehydes, alcols

• Một số hợp chất có vai trò tạo hương vị tích cực, số khác lại dễ tạo ra hương vị xấu (ví dụ các terpenes)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

• Sản phẩm hương liệu có nguồn gốc thực vật là một hỗn hợp rất phức tạp các chất tạo hương vị

• Nhiều hương liệu có nguồn gốc thực vật (đặc biệt là các loại được sử dụng trong các thực phẩm hương vị ngọt) có thành phần chủ yếu là các ester hoặc hỗn hợp các ester (bảng 1)

• Các loại hương liệu nguồn gốc thực vật dạng lỏng được bán trên thị trường chiếm phần lớn là:

 Các tinh dầu (essential oil)

 Hoặc ở dạng hòa tan trong các dung môi như ethanol, propylene glycol

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Hợp chất Tạo hương

Diacetyl Bơ sữa

Isoamyl acetate Chuối

Benzaldehyde Hạnh nhân đắng

Cinnamic aldehyde Quế

Ethyl propionate Trái cây

Methyl anthranilate Bưởi

Limonene Cam

Ethyl- (''E'',''Z'')-2,4-decadienoate Lê

Allyl hexanoate Dứa

Vanillin Vani

Methyl salicylate Bạc hà

Bảng 1. Một số hợp chất tạo hương tự nhiên/tổng hợp tương tự tự nhiên có nguồn gốc thực vật

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Thành phần hóa học của hương dâu (69 hợp chất)

Methyl acetate, ethyl acetate, methyl propanoate, isopropyl acetate, ethyl propanoate, methyl butyrate, (E)-2-pentenal, butyric acid, methyl isovalerate,

ethyl butyrate, n-hexanal, butyl acetate, methyl pentanoate, 2-methyl butanoic acid, isopropyl butanoate, ethyl 2-methylbutanoate, ethyl 3-methylbutanoate, (E)-2-hexenal, (E)-2-hexen-1-ol, 1-hexanol, isoamyl acetate, 2-methylbutyl acetate, 2-heptanone,

propyl butyrate, ethyl pentanoate, 2-heptanol, amyl acetate, (E,E)-2,4-hexadienal, methyl hexanoate, hexanoic acid, benzaldehyde, butyl butyrate, ethyl hexanoate, (Z )-3-hexenyl acetate, hexyl acetate, (Z)-2-hexenyl acetate, isopropyl hexanoate,

ethyl-2-hexenoate, d-limonene, amyl butyrate, furaneol, heptanoic acid, mesifurane, propyl hexanoate, linalool, nonanal, methyl octanoate, octanoic acid, ocimenol,

benzyl acetate, ethyl benzoate, butyl hexanoate, ethyl octanoate, octyl acetate, alpha- terpineol, isoamyl hexanoate, nonanoic acid, octyl butyrate, ethyl decanoate, decyl

acetate, octyl butyrate, ethyl decanoate, decyl acetate, octyl isovalerate, β-farnesene, γ- decalactone, α-farnesene, (E)-nerolidol, octyl hexanoate, decyl butyrate, γ-

dodecalactone.[48]

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Chất tạo hương vị tự nhiên từ động vật

• Chất tạo hương vị từ động vật là các hợp chất chủ yếu thu từ các nguyên liệu thịt của các loại gia súc, gia cầm, thủy hải sản

• Nguyên liệu động vật khi chưa gia nhiệt không tạo ra hương vị hoặc có hương vị rất ít.

• Hầu như hương vị từ động vật chỉ được tạo ra qua các quá trình chế biến nhiệt

• Các hợp chất bay hơi này là đại diện của hầu hết các hợp chất hữu cơ như: hydrocarbon, alcohol, aldehyde, ketone, acid

carboxylic, ester, lactone, ether, furan, pyridine, pyrazine,

pyrrole, oxazole, oxazoline, thiazole, thiazoline, thiophene và các hợp chất chứa halogen và sulfur khác (bảng 2)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

• Các phản ứng chính sinh ra các hợp chất bay hơi tạo hương trong quá trình chế biến nhiệt là:

 Phản ứng Maillard giữa acid amin với đường khử

 Và các phản ứng phân hủy hợp chất lipid bởi nhiệt.

• Các hợp chất bay hơi được sinh ra từ phản ứng Maillard và tạo ra hương thịt nói chung

• Các phản ứng phân hủy hợp chất lipid bởi nhiệt sinh ra các hợp chất tạo hương đặc trưng giúp phân biệt các loại thịt khác nhau

• Các hợp chất tạo vị thịt là các hợp chất không bay hơi

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Bảng 2. Các hợp chất tạo hương vị thịt quan trọng trong dịch khuếch tán của thịt bò được gia nhiệt

Loại hợp chất Một số hợp chất

Furanones 2-Methyl-4,5-dihydro-3(2//)-furanone 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-3(2//)-furanone 4-Hydroxy-5-methyl-3(2//)-furanone

Ketones 2-Hydroxy-3-methyl-2-cyclopentenone (cyclotene) Other cyclic ketones, Acyclic ketones

Hợp chất sulfur Sulphides, disulphides, trisulphides Thiophenes, Thiazoles

Pyrones 3,5-Dihydroxy-2-methyl-4//-pyran-4-one

Pyrazines 37 hợp chất pyrazines, bao gồm 5 cyclopenta-pyrazines Pyrroles 8 hợp chất pyrroles, bao gồm 2 hợp chất acetyl pyrroles

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.3. Mục đích sử dụng hương liệu

• Do mùi vị của bản thân nguyên liệu hoặc sản phẩm không đạt yêu cầu

• Có sự mất, hay biến mùi vị trong quá trình chế biến đặc biệt là khi xử lý ở nhiệt độ cao.

• Sử dụng hương liệu khi nguyên liệu đắt tiền và có mùa vụ.

• Giảm giá thành sản phẩm..

• Liều lượng sử dụng thông thường: 0.05- 0.3%

Hiện nay, có quan điểm cho rằng: nên sử dụng hương liệu nhân tạo vì chúng an toàn hơn, không lẫn mùi vị tạp do đã được tinh sạch & lựa chọn cẩn thận ?

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.4. Hương liệu dạng bột (powdered flavoring)

• Powdered flavoring: là sản phẩm hương liệu dạng bột được tạo ra bằng 02 phương pháp:

Hấp phụ: hương liệu dạng lỏng (tự nhiên hoặc nhân tạo) được cố định trên một chất mang (đường, muối,

maltodextrin..) có bề mặt xốp

Bao vi nang: hương liệu dạng lỏng được “nhốt” trong màng polymer , màng này tan ra khi tiếp xúc với nước

2.1.1.5. Bột gia vị (seasoning)-Bột nêm (dry soup mix)

Là sản phẩm hương liệu dùng cho thực phẩm mùi vị mặn,

dạng bột, là hỗn hợp của hương liệu dạng bột với các nguyên liệu tạo vị khác (đường, muối, bột ngọt, gia vị hành tỏi..)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

• Các hương liệu dạng bột thường dùng để:

 Bảo quản hương liệu (tránh bay hơi, bị oxy hóa..)

 Rắc lên các sản phẩm như bánh Snack;

 Trộn vào các hỗn hợp nguyên liệu rắn để dễ phân tán

 Hoặc với mục đích đáp ứng sự tiện lợi (gói gia vị của mỳ ăn liền, sản phẩm bột dùng ngay (instant dry premix) như bột cam, chanh…)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.6. Hương liệu dạng vi nhũ

Sản phẩm hương liệu được nhũ hóa mà trong đó:

• Các phân tử tạo hương vị không phân cực, không hòa tan trong nước được “hòa tan hóa” trong dung dịch chất nhũ hóa có nồng độ cao.

• Các phân tử chất nhũ hóa tạo ra trạng thái micelle, bao

chung quanh các phân tử tạo hương vị, tạo thành hệ vi nhũ bền

• Ứng dụng trong các sản phẩm dạng dung dịch nước, ví dụ như nước giải khát

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.5. Các lưu ý khi sử dụng hương liệu

• Đủ liều lượng theo hướng dẫn

• Đánh giá khả năng tương tác tiêu cực với các hương liệu, thành phần nguyên liệu khác

• Sử dụng quá liều có thể gây tác dụng xấu hoặc lãng phí

• Chọn các hương liệu bền nhiệt khi dùng trong các sản phẩm có gia nhiệt

• Đánh giá tính bền mùi vị trong hạn sử dụng của sản phẩm

• Sử dụng hương liệu dạng lỏng hay dạng bột thích hợp cho từng loại sản phẩm

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.1.6. Các quy định, quản lý sử dụng hương liệu an toàn

• Hương liệu không được quản lý, đánh mã E/INS number như các loại phụ gia khác (theo hệ thống đánh mã Codex)

• Tại VN, hương liệu được quy định trong danh mục 27

• Hiện nay, có 2 hệ thống đánh mã/số cho hợp chất tạo hương vị:

 Số JECFA (thuộc hệ thống tài liệu của Codex)

 Số FEMA

• FEMA (Flavor & Extract Manufacturer’s Association): Hiệp hội các nhà sản xuất dịch chiết & hương liệu

• FEMA là một hội đồng các chuyên gia đầu ngành trong các lãnh vực khoa học thực phẩm, nghiên cứu phát triển, sản xuất, phân phối hương liệu của nhiều Quốc gia trên thế giới

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.2. Chất ngọt cường độ cao (high intensify sweeteners) 2.1.2.1. Giới thiệu

• Là những hợp chất không phải là đường truyền thống hay các dẫn xuất của chúng như saccharose/fructose/glucose ..

• Ở VN, người tiêu dùng thường gọi là đường hóa học

• Hầu hết trong số này còn được gọi là đường không dinh dưỡng hoặc đường nhân tạo (nonnutritive/artificial sweeteners)

• Chúng không tạo ra hoặc tạo rất ít năng lượng (còn gọi là chất ngọt không calories, non-calories)

• Độ ngọt cao hơn rất nhiều lần so với các loại đường truyền thống

• Vị ngọt của chúng khá giống với đường saccharose, nhưng một số có hậu vị hơi đắng, ví dụ saccharine

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Chất ngọt Độ ngọt tương đối - Accsulfame Kali

- Alitame - Aspartame - Cyclamate

- 1,1 Diaminoalkan - L-Succrose

- L-Aspartyl-3-(bicycloalkyl)L- alanine-akylester

- PS 99 - PS 100 - RTI-001 - Saccharine - Sucralose

200 2000

180 30 300-1000

1 1900 1800 2200

58 300 600

2.1.2.2. Các chất ngọt nhân tạo sử dụng trong CNTP Bảng 2a. Độ ngọt của các chất ngọt cường độ cao

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

Bảng 2b. Số INS của các chất ngọt cường độ cao thông dụng

Bảng 2.8. Mã INS của một số chất tạo ngọt điển hình

Tên chất tạo ngọt Mã INS

Saccharin/calcium saccharin/potassium saccharin/sodium saccharin

954(i)/954(ii)/954(iii)/

954(iv) Sodium cyclamate/calcium

cyclamate 952(iv)/952(ii)

Aspartame 951

Acesulfame K 950

Aspartame-Acesulfame 962

Sucralose 955

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.2.3. Chất tạo ngọt stevia

Các hợp chất tạo ngọt không calories từ nhóm cây cỏ ngọt Stevia

• Các hợp chất, chủ yếu gồm 02 loại, có tên hóa học là stevioside và rebaudioside A

• Các hợp chất này được chiết xuất từ các loại cỏ ngọt gọi là Stevia, có nguồn gốc từ Nam Mỹ

• Độ ngọt của chúng gấp 250-350 lần so với saccharose

• Năm 2006, WHO đã công nhận tính an toàn của các hợp chất này và hiện nay các nước tiên tiến trên thế giới (Mỹ, Nhật Bản, Châu Âu..) đã cho phép sử dụng rộng rãi như một PGTP

• Các tập đoàn, công ty sản xuất thực phẩm trên thế giới đã dùng chúng từ lâu trong các thực phẩm, NGK dành cho người ăn kiêng

• Tại VN, vài năm gần đây, cây cỏ ngọt được biết đến, được trồng, sử dụng & thương mại hóa tại một số địa phương

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.2.4. Mục đích sử dụng chất tạo ngọt cường độ cao:

• Chủ yếu dành cho người muốn hạn chế calories từ các loại đường truyền thống (tiểu đường, béo phì..)

• Dùng trong sản phẩm có gia nhiệt cao nhưng cần khống chế sự tạo màu

• Giảm giá thành sản phẩm

• Được dùng chủ yếu trong các sản phẩm nước giải khát, kẹo, bánh, mứt…

• Các chất tạo ngọt sử dụng phổ biến từ trước đến nay:

aspartam, acesulfame potassium (hoặc acesulfame K/Kali), saccharine, cyclamate, sucralose.. .

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.2.5. Các lưu ý khi sử dụng chất tạo ngọt cường độ cao

• Chỉ sử dụng trong một số trường hợp khá đặc biệt

• Chọn loại chất ngọt có kiểu vị ngọt thích hợp với sản phẩm, đặc biệt lưu ý đến hậu vị

• Xem xét cẩn thận tình trạng pháp lý, liều lượng cho phép, độc tính của chúng

• Do chúng không có các tính chất vật lý, hóa lý, hóa học như các loại đường truyền thống nên:

 Phải đánh giá sự ảnh hưởng của chất ngọt nhân tạo đến cấu trúc, độ nhớt, màu sắc… của sản phẩm khi qua các quá trình chế biến cơ, nhiệt

 Sử dụng kết hợp với các nguyên liệu khác (xylitol, sorbitol…) để thay thế các tính chất trên của đường

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.2.6. Vấn đề an toàn trong sử dụng chất ngọt cường độ cao

 Hiện nay, trên thế giới, nhiều quốc gia cấm sử dụng/ hoặc sử dụng giới hạn trong một số sản phẩm/ hoặc khuyến cáo thận trong khi sử dụng saccharine, cyclamate vì chúng được cho là có nguy cơ gây ung thư, đặc biệt đối với trẻ em & phụ nữ mang thai

 Tại Mỹ, năm 2001 đã chính thức gỡ bỏ các cảnh báo về tính gây hại của saccharine & xem chúng là an toàn

 Saccharine có trong danh mục phụ gia 27 của VN

 Trước đây cyclamate bị cấm (không có trong danh mục 3742) nhưng hiện nay BYT đã cho phép sử dụng trong một số nhóm thực phẩm (có trong danh mục 27)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.3. Acid hữu cơ (organic acid/acidulants) 2.1.3.1. Giới thiệu

• Là hợp chất hữu cơ thích hợp cho mục đích tạo vị thực phẩm

• Có phổ biến trong tự nhiên hoặc được sinh ra trong quá trình sản xuất thực phẩm, như các quá trình lên men

• Được tổng hợp hoặc thu từ tự nhiên (acid acetic sinh ra trong lên men giấm…)

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

• Chức năng chính:

 Tạo vị chua nhằm tăng giá trị cảm quan cho một số thực phẩm cần thiết

• Ngoài ra, có tác dụng điều chỉnh pH để hỗ trợ quá trình chế biến hoặc ảnh hưởng đến các hợp chất khác như:

Tạo cấu trúc sản phẩm trong các quá trình tạo gel của một số keo ưa nước

Thủy phân saccharose trong quá trình chế biến syrup

• Các chức năng khác như:

Bảo quản chống VSV,

Chống oxy hóa.. .

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.3.2. Các acid hữu cơ điều vị sử dụng trong CNTP Bảng 3. Đặc tính tạo vị chua của các acid hữu cơ

Loại

acid Đặc điểm Mã INS Ghi chú

Acid

acetic Vị chua của dấm 260 Có trong các sản phẩm mặn như các loại sauce,

mayonaire..

Acid lactic

Vị chua của các sản phẩm lên men

270 Có trong yaourt, rau cải muối chua..

Acid

citric Vị chua của các loại trái

cây có múi họ citrus 330 Có trong cam, chanh, quýt..

Acid

malic Vị chua hơi gắt, chát của

trái cây chưa chín 296 Có đặc trưng trong táo, các loại trái cây có vị chua hơi chát

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.3.3. Mục đích sử dụng acid hữu cơ trong CNTP

• Các acid hữu cơ được sử dụng trong CNTP chủ yếu là: acid malic, acid citric, acid lactic, acid acetic, acid tartaric để điều vị cho sản phẩm.

• Acid citric, acid malic & acid tartaric thường được sử dụng trong các sản phẩm trái cây, bánh kẹo, sản phẩm ngọt

• Acid acetic & acid lactic thường dùng trong các sản phẩm mặn

• Acid citric là loại được dùng phổ thông nhất để tạo vị chua &

điều chỉnh pH cho thực phẩm

• Trong một số trường hợp, sử dụng kết hợp các acid với nhau để tạo vị chua hài hòa, đặc trưng cho sản phẩm

 Ví dụ : kết hợp acid citric & acid malic

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.3.4. Các lưu ý khi sử dụng acid hữu cơ

• Chọn loại acid có kiểu vị chua thích hợp với sản phẩm

• Xem xét công đoạn thích hợp để bổ sung acid (ví dụ trong sản phẩm có đường saccharose, protein, bổ sung acid trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ gây ra phản ứng thủy phân saccarose, protein)

• Đánh giá sự ảnh hưởng của acid thêm vào (do làm giảm độ pH) đến sự thay đổi cấu trúc, trạng thái dung dịch, khả năng bảo quản chống VSV của sản phẩm

• Khi cần thiết, phải kiểm tra độ pH của sản phẩm sau khi thêm acid

Tổng hợp58

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.3.5. Vấn đề an toàn thực phẩm khi sử dụng acid điều vị

• Là các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên

• Không có lưu ý quan trọng nào liên quan đến độc tính của các hợp chất này

• Trong một số sản phẩm có quy chuẩn, phải bắt buộc sử dụng dấm ăn (lên men tự nhiên) thay cho acid acetic tổng hợp

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.4. Chất tạo vị umami 2.1.4.1. Giới thiệu

• Trong Danh mục 27 gọi là chất điều vị

• Là nhóm chất có bản chất tự nhiên, sử dụng để tạo vị umami, làm tăng hương vị của các thực phẩm thịt cá hoặc nói chung là thực phẩm có mùi vị mặn (flavor enhancers)

• Umami là một trong năm vị cơ bản: mặn, ngọt, đắng, chua, umami (vị ngọt của bột ngọt, nucleotide, acid amin & muối Na, Ca của nó)

• Có 03 chất/nhóm hợp chất chủ yếu dùng tạo vị umami là:

 Acid glutamic & muối của nó (bảng 4)

 Acid guanylic & muối của nó

 Acid inosinic & muối của nó

Chương 2. Các chất phụ gia sử dụng trong chế biến và bảo quản thực phẩm

2.1.4.2. Acid glutamic & muối của nó

• Acid glutamic, một trong 20 loại acid amin, là chất tạo vị ngọt

“thịt” cơ bản có trong thịt các loại động vật, protein thực vật Bảng 4. Acid glutamic và các muối của nó

Tên hợp chất Mã INS Ghi chú

Acid glutamic 620

Monosodium glutamate 621 MSG-Bột ngọt

Monopotassium glutamate 622

Calcium diglutamate 623

Monoammonium diglutamate 624 Magnesium diglutamate 625