Đề tài Tìm hiểu về phụ gia bảo quản

MỤC LỤC Trang Khái niệm chung về phụ gia thực phẩm. 2 Các loại phụ gia bảo quản thường dùng. 2 Nhóm chất chống oxy hóa. 3 I.1. Chất chống oxy hóa tự nhiên. 3 I.1.1. Acid ascorbic (vitamin C). 3 I.1.2. Alpha-tocopherol (vitamin E). 4 I.1.3. Acid citric hoặc acid limonic. 5 I.1.4. Acid tactric. 5 I.2. Các chất chống oxy hóa nhân tạo. 5 I.2.1. Butyl hydroxyanisol (BHA). 5 I.2.2. Butyl hydroxytoluen (BHT). 6 I.2.3. Dẫn xuất của propyl ester. 6 I.3. Cách dùng một số chất chống oxy hóa. 7 Nhóm chất kháng sinh. 7 II.1. Tổng quát. 7 II.2. Các loại kháng sinh thường dùng. 8 II.2.1. Nisin. 8 II.2.2. Aureomycin (chlortetracylin – CTC). 9 II.2.3. Terramycin (oxytetracylin – OTC). 9 II.3. Phương pháp sử dụng chất kháng sinh. 9 II.4. Độc tính của chất kháng sinh. 10 Nhóm hóa chất giữ tươi. 10 III.1. Loại chất hữu cơ. 10 III.1.1. Nitrofurazon (NFS). 10 III.1.2. Acid dehydro acetic (DHA) và muối Natri của nó. 11 III.1.3. Formaldehyd và sulfathiazole. 11 III.1.4. Este dietyl của acid pyrocarbonic. 12 III.2. Loại acid. 12 III.2.1. Acid benzoic. 13 III.2.2. Acid sorbic. 13 III.2.3. Acid chlohydric. 14 III.3. Loại muối vô cơ và hợp chất vô cơ. 14 III.3.1. Muối Nitrit. 14 III.3.2. Muối Nitrat. 15 III.3.3. Anhyrid sulfur. 15 III.3.4. Hypochlorit. 16 Tài liệu tham khảo 17 PHỤ GIA BẢO QUẢN š¬› KHÁI NIỆM CHUNG VỀ PHỤ GIA THỰC PHẨM: Phụ gia thực phẩm là những chất, hợp chất hoá học được đưa vào trong quá trình đóng gói, chế biến, bảo quản thực phẩm, làm tăng chất lượng thực phẩm, hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm thực phẩm mất an toàn. Hiện nay có đến 2500 chất phụ gia thực phẩm khác nhau. Việc sử dụng chất phụ gia thực phẩm đã đem lại rất nhiều lợi ích đồng thời cũng mang đến không ít rủi ro cho con người: Lợi ích: An toàn hơn, đảm bảo dinh dưỡng hơn. Khả năng lựa chọn thực phẩm sẽ cao hơn. Giá cả thực phẩm rẻ hơn. Rủi ro: Một số phụ gia mang tính chất độc hại. Làm biến đổi thành phần của thực phẩm gây nên độc tố , mất giá trị dinh dưỡng ban đầu. Vì vậy việc sử dụng phụ gia thực phẩm (đặc biệt là phụ gia bảo quản ) phải hết sức cẩn thận và đảm bảo tính an toàn cao. Các loại phụ gia thực phẩm: có 6 nhóm chính: Phụ gia dinh dưỡng. Các chất màu. Các chất mùi. Các chất cải tạo cấu trúc. Các chất bảo quản (phụ gia bảo quản ). Các chất phụ gia nhiều đặc tính khác. Trong bài báo cáo này, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ về phụ gia bảo quản: cơ chế hoạt động, mức độ sử dụng, và những ảnh hưởng của phụ gia bảo quản đến sức khoẻ của con người. CÁC LOẠI PHỤ GIA BẢO QUẢN THƯỜNG DÙNG: Các chất hoá học dùng trong bảo quản thực phẩm gọi đơn giản là chất bảo quản (phụ gia bảo quản ), bao gồm: Nhóm chất chống oxy hoá. Nhóm chất kháng sinh. Nhóm hoá chất để giữ tươi. Chúng dùng trong bảo quản lương thực, thực phẩm nhằm hạn chế quá trình biến đổi hoá sinh của tự thân sản phẩm và ức chế các vi sinh vật phát triển gây hư hỏng sản phẩm. NHÓM CHẤT CHỐNG OXY HÓA: Trong quá trình bảo quản tươi nguyên liệu thường hay sản sinh ra hiện tượng khê khét, ôi thối, nguyên nhân là do hiện tượng oxy hóa. Muốn ngăn cản hiện tượng đó ta phải cải tiến kỹ thuật bảo quản và dùng thêm các chất chống oxy hóa. Các chất chống oxy hóa thường dùng trong rau quả, thịt, cá ,lipid là :tocopherol, BHA, BHT,dẫn xuất của propyl ester …; Riêng acid ascorbic và acid citric thì không dùng với lipid. Một số chất khác có tính chất chống oxy hóa như formaldehyd, beta napthol, dihydroxy benzen… nhưng những chất này thường làm cho thực phẩm có mùi thối và biến màu nên ít dùng. Các chất chống oxy hóa không có khả năng phục hồi lại các chất béo đã bị hỏng mà chỉ có tác dụng chống sự oxy hóa. Nếu sử dụng với liều lượng quá cao đôi khi còn có tác dụng ngược lại. Các chất chống oxy hóa phải là các chất không độc, không ảnh hưởng đến trạng thái và mùi vị của thực phẩm, phải là chất có khả năng hòa tan và phân tán đồng đều trong khối thực phẩm. Các chất chống oxy hóa tự nhiên : Acid ascorbic (vitamin C) : Trong tự nhiên có nhiều trong quả họ cam. Chỉ số quốc tế : 300. Công thức hoá học: Acid ascorbic Tính chất vật lý: Acid ascorbic dùng trong thực phẩm ở dạng kết tinh màu trắng, 1g tan trong 3,5 ml nước, hay trong 30 ml etanol, không tan trong dầu mỡ. Sau khi được hút ẩm bởi H2SO4 trong 24 giờ không được chứa ít hơn 99% C6H8O6. Muối natri ascorbat dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh màu trắng, không mùi, 1g tan trong 2 ml nước. Sau khi được hút ẩm bởi H2SO4 trong 24 giờ không được chứa ít hơn 99% C6H7O6Na. Cơ chế tác dụng: Acid ascorbic được dùng làm chất ức chế sự biến chất (sẫm màu) của hoa quả cắt gọt, mứt quả và nước quả không xử lý bằng SO2. Ở một số dịch quả, người ta nhận thấy acid ascorbic có thể bị oxy hóa gián tiếp bởi enzym phenoloxydase, chính vì vậy hoa quả sẽ chậm sẫm màu hơn do quá trình ngưng tụ các hợp chất quinon : Polyphenol + O2 à quinon + H2O Quinon + acid ascorbic dạng khử à polyphenol + acid dehydroascorbic Acid dehydroascorbic lại có thể bị khử bởi các hợp chất như glutation hoặc cystein theo sơ đồ sau: 2 Glutation-SH + acid dehydroascorbic Glutation-S-S-Glutation + acid ascorbic Natri ascorbat được dùng làm chất chống oxy hóa cho thịt khi đóng thùng, làm chất chống oxy hóa cho hoa quả khi đóng lo, đóng chai, làm chất oxy hoá trong chế biến gia vị. Liều lượng: Bảng 1. Bảng liều lượng sử dụng acid ascorbic đối với một số thực phẩm. Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm Khoai tây rán. Nước sốt táo đóng hộp. Dầu Oliu trộn Salad. Nước nho ép đậm đặc, cá đông lạnh. Thịt muối, thịt hộp, lạp xưởng,… Bột dinh dưỡng, thức ăn trẻ em đóng hộp, mứt quả, thạch quả. Hoa quả hộp. Viên súp. 100mg/kg, dùng một mình hay kết hợp với chất tạo phức kim loại. 150mg/kg, dùng một mình hay kết hợp với acid isoascorbic. 200mg/kg. 400mg/kg, trong sản phẩm cuối cùng. 500mg/kg, dùng một mình hay kết hợp với acid isoascorbic và muối isoascorbat 500mg/kg 700mg/kg. 1g/kg, dùng một mình hay kết hợp với các ascorbat Tác hại: Với liều dùng trên 6000mg/ngày, một số người lớn và trẻ em có hiện tượng bị ngộ độc : nôn mửa, tiêu chảy, đỏ mặt, nhức đầu, mất ngủ (với trẻ sơ sinh còn có hiện tượng phát ban). Alpha-tocopherol (vitamin E) : Tocopherol là chất có tác dụng chống oxy hóa tốt, có 4 dạng là alpha,beta,gamma,delta với hiệu quả chống oxy hóa theo thứ tự delta>gamma>beta>alpha, thường có nhiều trong dầu hạt bông, dầu đậu tương, dầu mầm ngũ cốc, cây hướng dương. Chỉ số quốc tế : 307a. Cấu tạo hóa học: Alpha - tocopherol Tính chất vật lý: Alpha - Tocopherol là dung dịch sánh, trong suốt, màu vàng, gần như không mùi, ra ngoài không khí hoặc ánh sáng mặt trời bị oxy hóa và màu sẫm dần, không chứa ít hơn 96% alpha-tocopherol. Cơ chế tác dụng: Vitamin E được dùng làm chất bảo vệ các acid béo chưa no trong dầu mỡ khỏi bị oxy hóa và tránh hiện tượng ôi hóa. Liều lượng: ADI (Acceptable Daily Intake: lượng ăn vào hằng ngày chấp nhận được , tính bằng mg/kg thể trọng / ngày) :0,15 - 2 Bảng 2. Bảng liều lượng sử dụng alpha-Tocopherol đối với một số thực phẩm. Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm Nước dứa ép, dứa hộp, mứt quả, thạch. Nước dứa đậm đặc có chất bảo quản hoặc không có. Khoai tây rán đông lạnh. Viên súp. Dầu, mỡ các loại. 10mg/kg. 10mg/kg, tính trong nước quả đã pha loãng. 10mg/kg, tính theo hàm lượng chất béo. 10mg/kg tính theo sản phẩm ăn liền. 10mg/kg, dùng một mình hay kết hợp với Silicon dioxyt. Acid citric hoặc acid limonic: trong tự nhiên có nhiều trong quả chanh, hiện dùng là sản phẩm tổng hợp sinh học. CTHH: HO - C(COOH)(CH2COOH)2 Acid citric TCVL: Acid citric dùng trong thực phẩm phải ở thể kết tinh khan hoặc với một phân tử nước không màu, không mùi, loại khan phải chứa không ít hơn 99,5% C6H8O7, 1g tan trong 0,5 ml nước hoặc trong 2 ml etanol. Liều lượng: Không hạn chế :0-60,0 mg/kg thể trọng. Có điều kiện : 60-120 mg/kg thể trọng. Acid tactric : a. CTHH:HOOC – CH – CH - COOH HO HO Acid tactric Acid tactric b. TCVL: Acid tactric dùng trong thực phẩm phải ở dạng bột không màu, trong suốt không mùi, vị acid, 1g tan trong 0,8 ml nước hoặc trong 3 ml etanol. Sau khi sấy khô đến trọng lượng không đổi ở 1050C không chứa ít hơn 99,5% C4H6O6. c. Liều lượng: Thử nghiệm độc tính dài ngày, với các liều lượng 0,1%, 0,5%, 0,8%, 2% không thấy ảnh hưởng gì đến sự phát triển, đến sự sinh sản hoặc tổn thương các bộ phận cơ thể. Sử dụng cho người: Không hạn chế : 0-3 mg/kg thể trọng. Có điều kiện : 3-10 mg/kg thể trọng. Các chất chống oxy hóa nhân tạo: Butyl hydroxyanisol (BHA) : tên thương phẩm là Sustane. Chỉ số quốc tế: 320. CTHH: C(CH3)3 3–butyl–4 hydroxyanisol 2-butyl-4 hydroxyanisol TCVL: BHA là chất rắn màu trắng hoặc hơi vàng mùi thơm, không tan trong nước nhưng hòa tan trong chất béo, không độc, nó là một chất chống oxy hóa rất tốt. Với tác dụng chống oxy hóa thì chất 3-butyl tốt hơn chất 2-butyl. Hai chất này hỗn hợp với nhau gọi là BHA, trên thị trường còn bán 2 loại hỗn hợp là: Sustane 3F : BHA 67% + PG 20% + acid citric 13%. Sustane 3 : BHA 20% + PG 6% + acid citric 4%. Liều lượng: ADI: 0 – 0,5 Bảng 3. Bảng liều lượng sử dụng BHA đối với một số thực phẩm. Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm Dầu mỡ. Margarine. 200mg/kg, dùng một mình hay kết hợp Butylat hydroxyl toluene, tertier butyl hydroquinone hay gallat, nhưng gallat không quá 100mg/kg. 175mg/kg dùng một mình hay kết hợp với BHT, gallat. Butyl hydroxytoluen (BHT) : tên thương phẩm là Plakes, Ionol… Chỉ số quốc tế: 321. CTHH: Butyl hydroxytoluen (BHT) TCVL: BHT cũng là chất chống oxy hóa mạnh như BHA nhưng BHT trong quá trình oxy hóa dễ sinh ra màu vàng làm giảm chất lượng sản phẩm. Liều lượng: ADI: 0 – 0,125 BHT và BHA hỗn hợp với nhau hiệu quả chống oxy hoá càng tăng cao hơn, hợp chất này gọi là Sustane 6 , tỉ lệ hỗn hợp là BHA 18% + NHT 22% + dầu hạt bông 60%. Bảng 4. Bảng liều lượng sử dụng BHT đối với một số thực phẩm. Tên thực phẩm có dùng phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm Dầu, mỡ. Margarine. 75mg/kg. 100 mg/kg. Dẫn xuất của propyl ester: Loại này có nhiều nhưng 3 chất tương đối có hiệu quả chống oxy hóa là Ethylgallat (EG), propylgallat (PG), linton (IAG). CTHH: PG IAG TCVL: Những chất này có màu trắng ngà, không màu, vị hơi đắng, khó tan trong nước, tan trong etanol và trong dầu mỡ. Khi sử dụng chúng để chống oxy hóa nếu kết hợp với acid citric thì hiệu quả sẽ tăng lên. Liều lượng: Liều lượng cần dùng của PG, IAG, EG là 0,04 – 0,05% ; EG dùng tốt hơn PG. Trong thị trường còn có bán Linton c tức là IAG 80% + acid citric 20%. Cách dùng một số chất chống oxy hóa: Với các chất béo: Lấy 0,01 – 0,02% BHA hoặc BHT cho vào chất béo trộn đều, nếu nó không hòa tan hết thí gia nhiệt một tí, hoặc trước tiên cho nó hòa tan vào một lượng dầu sau đó đổ vào sản phẩm trộn đều. Với sản phẩm thủy sản ướp lạnh: Dùng các chất chống oxy hóa hòa vào dung dịch chế thành nước đá hoặc để mạ băng lên cá hoặc cá trước lúc đem ướp lạnh ngâm vào dung dịch chống oxy hóa như BHA, BHT thấy hiệu quả rất tốt. Với IAG dùng trong ướp lạnh ít làm cho sản phẩm biến màu hơn trong ướp muối, dùng PG thì sinh ra màu tro hoặc tím nhạt, BHA, IAG không tẩy mất màu nâu đen của da cá. Dùng dung dịch BHA 1% ngâm cá chỉ 30 giây thôi cũng thấy có hiệu quả rất tốt. Với sản phẩm nấu chín phơi khô: Cho chất chống oxy hóa vào nước luộc chín cùng với nguyên liệu sau đó đem phơi khô. BHA và BHT khó tan trong nước nhưng điểm nóng chảy của nó thấp (600C) vì vậy khi nước nóng lên là nó đã tan ra bám lên nguyên liệu. Nếu cần thì cho chúng hòa vào dung môi trước rồi cho vào nước. NHÓM CHẤT KHÁNG SINH: Tổng quát: Khái niệm: Chất kháng sinh đầu tiên được dùng để chữa bệnh nhưng khoảng 50 năm nay đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng nó để bảo quản thực phẩm và ngày càng phát triển rộng rãi. Chất kháng sinh là chất hữu cơ do vi sinh vật hoặc động, thực vật cao đẳng sản sinh ra hoặc dùng phương pháp tổng hợp như Chloromyxetin. Có nhiều loại phổ biến : penicillin, nisin, syntomycin, streptomycin, tylosin, nystatin, pimarixin,… Chất kháng sinh có ưu điểm là ít làm cho nguyên liệu biến đổi về màu sắc và mùi vị. Cơ chế tác dụng chung: Tác dụng của chất kháng sinh là làm cho một hoặc vài cơ năng nào đó trong vi sinh vật không hoạt động được và làm rối loạn sự trao đổi chất, do đó làm cho vi sinh vật yếu đi hoặc bị tiêu diệt, tác dụng đó của chất kháng sinh rất mạnh, cho nên chỉ cần dùng với một lượng rất nhỏ là đã có hiệu quả bảo quản tốt. Đặc điểm : Chất kháng sinh mang tính chất lựa chọn rất cao, nghĩa là một loại chất kháng sinh nào đó chỉ có tác dụng với một loại vi khuẩn nào đó nhất định, còn đối với các loại khác thì không có tác dụng hoặc tác dụng rất yếu. Chất kháng sinh làm cho sinh vật có tính chịu thuốc, nghĩa là gây nên sự miễn dịch nhân tạo, nếu lần đầu dùng một loại kháng sinh nào đó để giết vi khuẩn nhưng nó chưa chết thì lần sau tác dụng của chất đó đối với vi khuẩn đó rất kém và muốn tiêu chúng thì phải tăng liều lượng lên. Qua nghiên cứu cho thấy tác dụng của chất kháng sinh đối với vi khuẩn chủ yếu là kìm chế sự phát triển, còn tác dụng giết chết ít hơn. Tiêu chuẩn vệ sinh thực phẩm: Kháng sinh khó bị phân hủy và tồn tại trong thực phẩm. Nếu người ăn liên tục có khả năng xảy ra những nguy hiểm như: làm thay đổi hệ vi sinh vật ở ruột, làm thay đổi sự tổng hợp vitamin ở ruột, sinh ra sự quá nhạy cảm với kháng sinh (dị ứng), có khi chết người… Hiện tượng kháng sinh của vi sinh vật làm cho việc điều trị các bệnh nhất là một số bệnh dịch không còn hiệu quả vì có một số vi sinh vật sẽ quen kháng sinh. Các loại kháng sinh thường dùng: Nisin: Nguồn gốc: Nisin là chất kháng sinh do vi kuẩn Streptococcus lactis sản sinh ra có nhiều trong các chế phẩm lên men chua (sữa chua, dưa muối chua…) Phân tử lượng của nisin khoảng 1000 dalton, cấu tạo phân tử gần giống như protein, trong thành phần có các acid amin như: leucin, alanin, glycin, prolin, hystidin, lysin, acid glutamic, acid asparatic, serin, methionin. TCVL: Nisin được tổnd hợp và sản xuất theo qui mô công nghiệp lần đầu tên ở Anh. Sản phẩm là loại bột trắng dạng tinh thể, rất ít hòa tan trong nước, nhưng độ hòa tan tăng lên ở môi trường acid (pH=4,2 tan được 12g/l), bảo quản ở dạng bột khô trong điều kiện bình thường hoạt tính bị giảm không đáng kể. Hoạt tính theo đơn vị quốc tế là 1g = 40 triệu UI. Nếu kết hợp dùng nisin và acid sorbic thì trong bảo quản vừa diệt được vi khuẩn vừa ức chế được nấm men và nấm mốc. Nisin bị phá hủy bởi pancreatin ở pH 8,0 , nhiệt độ đến 370C trong 15 đến 30 phút, nghĩa là bị phá hủy trong khi tiêu hóa thức ăn. Tác dụng: Nisin có tác dụng đối với các loại vi khuẩn. Trước kia người ta dùng nisin trong thực phẩm để tiêu diệt vi khuẩn kị khí như chlotridium để bảo quản thực phẩm, trong đồ hộp người ta cho nisin vào để giảm nhẹ chế độ thanh trùng. Liều lượng: Qua nhiều nghiên cứu cho thấy nisin không gây độc hại đối với người, gia súc, gia cầm, dễ bị phân hủy, chuyển hóa nhanh, vì vậy nó có triển vọng mở rộng phạm vi sử dụng. Liều lượng sử dụng trong thực phẩm là 20 UI/g. Aureomycin (chlortetracylin – CTC) : Nguồn gốc: CTC do vi khuẩn Actinomyces aureopaciens sản sinh ra. TCVL: Là một chất màu vàng kết tinh lưỡng tính, tác dụng với các ion âm và dương sinh ra muối, ta thường dùng không phải là CTC thuần mà là muối của nó như muối Natri hydrochlorit aureomycin được dùng phổ biến nhất, muối này dễ tan trong nước, ở 150C hòa tan 14 mg trong 1 lít, nó ổn định ở nhiệt độ bình thường nhưng khi nhiệt độ trên 370C thì không ổn định lắm. CTC ổn định trong môi trường acid, không ổn định trong kiềm hay trung tính. Cơ chế tác dụng: Tác dụng sát trùng của nó tốt nhất là ở độ pH trên dưới 6, nó có tác dụng mạnh với vi khuẩn đang phát triển, còn đối với vi khuẩn già trao đổi chất kém thì ít có tác dụng. Terramycin (oxytetracylin – OTC): Nguồn gốc: OTC là chất do vi khuẩn Actinomyces rimosus sản sinh ra. TCVL: OTC có màu vàng, phản ứng lưỡng tính, tác dụng với các loại acid vô cơ hoặc base sinh ra muối, thường dùng là muối hydrochlorit hoặc muối Natri của nó. Muối hydrochlorit của OTC ít hòa tan trong nước nhưng hòa tan rất tốt trong dung dịch acid có pH=2, loại muối này ổn định hơn loại hydrochlorit aureomycin. Đem OTC đun ở 1000C trong 10 phút thì 90% bị phá hủy nhưng ở 800C gia nhiệt 10 phút thì không có gì thay đổi. Cơ chế tác dụng và liều lượng: Nói chung OTC và CTC với nồng độ thấp 1 ppm là có thể kìm hãm được sự sinh trưởng của nhiều loại vi khuẩn gram âm, gram dương. Tác dụng chủ yếu của hai loại này là kìm chế, sau một thời gian tính kháng trùng của nó yếu dần và vi khuẩn sẽ hoạt động trở lại. CTC không ổn định bằng OTC do đó thời gian bảo quản của CTC ngắn hơn OTC nhưng tác dụng chống khuẩn thì CTC tốt hơn. CTC và OTC có tác dụng kìm chế vì nó dễ ngắm qua màng tế bào vi khuẩn, trực tiếp đi vào trong tế bào, kìm chế sự lợi dụng năng lượng oxy hóa của tế bào làm rối loạn sự tổng hợp và lợi dụng protit của vi khuẩn, nó còn kìm chế tác dụng phosphoryl hóa và sự tổng hợp của acid nucleic, làm trở ngại sự lơị dụng muối của acid puruvic (là chất bấc cầu cho việc hô hấp oxy) của vi khuẩn. Phương pháp sử dụng chất kháng sinh: Phương pháp ngâm: Nguyên liệu đem rửa sạch ngâm vào chất kháng sinh một thời gian 5 – 10 phút, sau đó đem bảo quản, nồng độ kháng sinh thường dùng từ 5 – 20 ppm. Trong phạm vi đó nếu nồng độ tăng lên thì tác dụng sát trùng càng mạnh , nồng độ dưới 5 ppm tác dụng kém, nhưng nếu trên 25 ppm thì hiệu quả không tăng nhiều. Phương pháp phun: Nguyên liệu đem rửa sạch sau đó dùng dung dịch có nồng độ hơi cao hơn để phun đều trên nguyên liệu. c. Phương pháp chế