Tổng quan về sử dụng chất điều vị trong sản xuất thực phẩm

I.Tổng quan về chất điều vị:31.Monosodium glutamate32.Disodium ribonucleotides5a.Disodium guanylate5b.Disodium inosinate6II.Chức năng sinh học của các chất điều vị71.Mối liên hệ giữa vị umani và tình trạng dinh dưỡng72.Phản ứng sinh lý của chất tạo vị umani đến quá trình tiêu hóa73.Một số chức năng sinh học khác của MSG8III.Ưu nhược điểm của các chất điều vị từ dịch đạm thủy phân (acid amin, peptide) & MSG, I&G91.Ưu nhược điểm của MSG9a.Ưu điểm9b.Nhược điểm102.Ưu nhược điểm của I&G12a.Ưu điểm12b.Nhược điểm13IV.Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng chất điều vị:131.Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng Monosodium glutamate (MGS)13a.Mỹ13b.Châu Âu142.Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng Inosinate & Guanylate (I&G)14a.Mỹ14b.Châu Âu15

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC

PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

PHỤ GIA THỰC PHẨM

Đề tài

TỔNG QUAN VỂ CHẤT ĐIỀU VỊ TRONG

SẢN XUẤT THỰC PHẨM

MỤC LỤC

I Tổng quan về chất điều vị: 3

1 Monosodium glutamate 3

2 Disodium ribonucleotides 5

a Disodium guanylate 5

b Disodium inosinate 6

II Chức năng sinh học của các chất điều vị 7

1 Mối liên hệ giữa vị umani và tình trạng dinh dưỡng 7

2 Phản ứng sinh lý của chất tạo vị umani đến quá trình tiêu hóa 7

3 Một số chức năng sinh học khác của MSG 8

III Ưu nhược điểm của các chất điều vị từ dịch đạm thủy phân (acid amin, peptide) & MSG, I&G 9

1 Ưu nhược điểm của MSG 9

a Ưu điểm 9

b Nhược điểm 10

2 Ưu nhược điểm của I&G 12

a Ưu điểm 12

b Nhược điểm 13

IV Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng chất điều vị: 13

1 Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng Monosodium glutamate (MGS) 13

a Mỹ 13

b Châu Âu 14

2 Một số quy định và khuyến cáo về sử dụng Inosinate & Guanylate (I&G) 14

a Mỹ 14

b Châu Âu 15

LỜI MỞ ĐẦU

Chất điều vị là nhóm chất được sử dụng để làm tăng vị umami của các thực phẩm có mùi vị mặn Ba nhóm chất dùng làm tăng hương vị đó là:

 Acid glutamic & muối của nó

 Acid guannylic & muối của nó

 Acid inosinic & muối của nó

Trong đó Monosodium glutamate (MGS-Bột ngọt) là chất điều vị được dùng rất phổ biến hiện nay Mỗi năm dân chúng trên thế giới tiêu thụ tới cả trăm triệu kí lô MSG Theo nhiều chuyên gia ẩm thực, MSG tạo ra một vị đặc biệt trên lưỡi khi ta ăn Vị này không liên hệ với bốn vị giác căn bản ngọt, mặn, chua và đắng Người Nhật gọi vị đó là Umami Người Mỹ gọi là savory, tên của một họ thảo bạc hà để nấu ăn, ta gọi là cây húng Người Tây Phương bây giờ đã quen thuộc với vị umami này, vì văn hóa thực phẩm Á Châu đã tràn ngập khắp mọi quốc gia Sự phát hiện của hương vị Umami đã được nhiều chuyên gia công nhận, trong đó có tiến sĩ Susan Schiffman, giáo sư Đại Học Y Khoa Duke Khi được mời nếm thử mấy món ăn giống nhau nhưng gia vị khác nhau, thì nhiều người tỏ ý thích món có gia vị bột ngọt Họ tả món ăn này như là rất phong phú, đậm đà Hương vị umami đặc biệt đến nỗi là dù có trộn lẫn bốn vị cay, chua, ngọt đắng, cũng không bắt chước hoặc tạo ra được

I Tổng quan về chất điều vị:

Chất điều vị ( flavor enhancers/potentiators) là tên gọi chung của một số phụ gia thực phẩm để làm tăng hương vị hiện có của các thực phẩm mà nó được thêm vào

Những năm gần đây, nhờ những phương pháp hiện đại, các nhà khoa học

đã xác định có những vị trí tiếp nhận chất điều vị monosodium glutamate trên lưỡi tạo ra sự cãm nhận về vị của chúng Hầu hết các chất điều vị hiện nay đều được dùng làm tăng vị umani, là một trong năm vị cơ bản thực phẩm và là vị của các sản phẩm thịt, cá hoặc nói chung là các thực phẩm hương vị mặn Trong số các chất làm tăng hương vị; acid glutamic, các muối glutamate và các ribonucleotides

là hợp chất có vai trò quan trọng và được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp chế biến thực phẩm

1 Monosodium glutamate

Acid glutamic, một trong 20 loại acid amin cấu thành nên chuỗi chất đạm trong cơ thể sinh vật, là chất tạo vị ngọt “thịt” cơ bản có trong thịt các loại động vật, protein thực vật

Bảng 1 Acid glutamic và muối của nó Tên hợp chất Mã INS Ghi chú

Monosodium glutamate 621 MSG-Bột ngọt

Monopotassium glutamate 622

Calsium diglutamate 623

Monoammonium glutamate 624

Magnesium diglutamate 625

Năm 1908, MSG được giáo sư Kikunae Ikeda, trường Đại học Hoàng gia Tokyo - Nhật Bản phát hiện ra khả năng tạo một loại vị mới và ông đặt tên là vị umani MSG được thương mại hóa vào năm 1909 và sản phẩm được dùng trong công nghiệp thực phẩm ở dạng tinh thể màu trắng không mùi, không hút ẩm Chúng có độ hòa tan trong nước cực lớn (74gr/100ml nước, ở 250C) và phân ly ở dạng ion glutamate và sodium

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại muối glutamate khác nhau nhưng chỉ

có muối sodium (MSG) là loại có độ hòa tan cao nhất, tạo ra vị dễ chịu, thích hợp cũng như dễ dàng kết tinh trong quá trình sản xuất, do đó chúng gần như được sử

dụng độc quyền trong chế biến thực phẩm gia đình cũng như trong công nghiệp Nói chung, MSG được xem là bền nhiệt trong điều kiện chế biến thông thường Tuy nhiên ở nhiệt độ cao, giống như các acid amin khác, chúng cũng tham gia vào phản ứng Maillard khi cói mặt các phân tử đường (Glutamate không bị phân hủy trong quá trình chế biến thực phẩm bình thường hoặc trong nấu nướng Glutamate

sẽ bị biến đổi và mất khả năng tạo vị umani khi bị đốt cháy liên tục ở nhiệt độ

300oC trong 2 tiếng đồng hồ (nhiệt độ cao nhất đạt được trong quá trình nấu ăn thông thường là khoảng 2600C (nhiệt độ sôi cao nhất của dầu ăn) Trong môi trường rất acid (pH 2,2-4,4) ở nhiệt độ rất cao, một phần của glutamate mất nước

và bị chuyển đổi thành 5-pyrrolidone-2carboxylate Ở nhiệt độ rất cao, glutamate chuyển thành DL-glutamate trong môi trường acid mạnh hoặc kiềm mạnh, đặc biệt

là môi trường kiềm Phản ứng Maillard (phản ứng nâu hóa) xảy ra khi Glutamate kết hợp với đường khử tương tự như các acid amin khác.-Yoshida, 1978)

Công thức phân tử của MSG là C5H8NO4Na hoặc ở dạng ngậm một phân tử nước C5H8NO4Na.H2O, trọng lượng phân tử là 169gr/mol (dạng khan)

Hình 1.1.Công thức cấu tạo MSG

Trước đây, MSG được cho là có vị hơi giống thịt và vị này là một yếu tố làm tăng cường vị của các thực phẩm khác, đặc biệt là thực phẩm giàu protein Nhưng sau đó người ta thấy rằng, vị của thịt thực ra là do trong đó có chứa một lượng glutamate Khi lượng glutamate này giảm đi, mùi vị thịt đặc trưng cũng bị giảm đi đáng kể Nhiều người cho rằng MSG thực chất là một loại gia vị và khi kết hợp với hương vị của các thực phẩm khác, nó sẽ tạo ra hiệu ứng tăng cường hương vị cho thực phẩm đó

Có vài giả thiết liên quan đến cơ chế làm tăng cường vị của MSG như: MSG giúp làm tăng độ cảm nhận vị là do MSG là tăng tiết nứơc bọt

2 Disodium ribonucleotides

Disodium ribonucleotides hay còn gọi là disodium 5’-ribonucleotides là một sản phẩm thương mại là tăng hương vị, bao gồm hỗn hợp của 2 hợp chất có

tên là disodium guanylate và disodium inosinate, bản chất của chúng là các nucleotides và có nguồng gốc phổ biến trong tự nhiên Ở dạng thương mại, chúng thường được phối trộn với tỷ lệ bằng nhau 5:5 Trên thị trường, sản phẩm này thường được biết với tên gọi tắt là I+G và tại Việt Nam, các nhà sản xuất thực phẩm thường gọi môm na sàn phẩm này là “siêu bột ngọt”

a Disodium guanylate

Disodium guanylate là muối sodium của acid guanylic, còn được gọi là sodium 5’-guanylate hoặc disodium 5’-guanylate và tên hóa học quốc tế là guanosine-5’-monophotphate (GMP)

Bảng 2 Acid guanylic và muối của nó

Dipossidium guanylate 628

Calsium guanylate 629

Trong tự nhiên, hợp chất này có trong RNA là thành phần mang mã gen có trong tất cả tế bào sinh vật Disodium guanylate có dạng tinh thể trắng không màu, không mùi, hòa tan tốt trong nước, khối lượng riêng phân tử là 407gr/mol, công thức hóa học là C10H12N5Na2O8P

Hình 2.1.Công thức cấu tạo GMP

b Disodium inosinate

Disodium inosinate là muối sodium của acid inosinic, còn được gọi là disodium 5’- inosinate và tên hóa học quốc tế là inosine-5’-monophotphate (IMP)

Bảng 3 Acid inosinic và muối của nó

Dipotassium inosinate 632

Calcium inosinate 633

Inosinate được khám phá đầu tiên do nhà khoa học Nhật Bản, tiến sỹ Kodama, khi ông nghiên cứu các hợp chất tạo hương vị umani tuyệt vời hơn cả

MSG Inosinate có công thức phân tử là C10H11N4Na2O8P

Hình 2.2.Công thức cấu tạo IMP

Hai hợp chất inosinate và guanylate này được xem là không tạo ra vị umani đặc trưng nào (trong khi MSG tạo ra vị nhẹ, có thể được xem là vị umani), tuy nhiên khi sử dụng kết hợp các nguyên liệu có vị umani khác, chúng có khả năng làm tăng vị gấp nhiều lần so với MSG, tuy rằng hiệu ứng làm tăng vị của chúng có khác với MSG Theo ước tính của các nhà khoa học, inosinate có khả năng làm tăng vị gấp 10-20 lần MSG

Hai nucleotides này cũng được sử dụng thích hợp và hiệu quả trong các thực phẩm mà MSG thường được dùng Thậm chí, trong thực phẩm dạng lỏng,

Hình 3 Công thức cấu tạo của GMP

chúng còn có thể tạo ra cảm giác như là làm tăng độ nhớt giúp cho cảm nhận thực phẩm trong miệng (mouthfeel) tốt hơn, trong khi MSG không có tính chất này

II Chức năng sinh học của các chất điều vị

1 Mối liên hệ giữa vị umani và tình trạng dinh dưỡng

Trẻ sơ sinh có thể giao tiếp biểu thị tình cảm và cảm xúc bằng nát mặt và hành động Khi cho trẻ sơ sinh tiếp xúc với vị chua, đắng hoặc món súp rau không

có mùi vị chúng sẽ phản ứng bằng nét mặt và hành động tỏ vẻ không hài lòng hoặc không thỏa mãn Tuy nhiên, nếu thêm glutamate vào món súp rau không có mùi vị

đó thì đứa trẻ không chỉ phát hiện sự hiện diện của glutamate mà còn tỏ ra thích thú thông qua các biểu hiện trên khuôn mặt theo đúng cái cách mà chúng đã làm với vị ngọt (Steiner, 1987)

Loài chuột SHR (spontaneously hypertensive rats) có khuynh hướng tiêu hóa một lượng lớn NaCl nên chúng thường bị tăng huyết áp Khi cho chúng sử dụng thực phẩm có vị umani (MSG hoặc MSG kết hợp với GMP) ở dạng lỏng để thay thế khẩu phần ăn có muối, người ta nhận thấy tổng lượng natri nạp vào cơ thể chuột biến đổi rõ rệt, giảm đến 70% Mặc dù khuynh hướng chứng huyết áp cao của SHR về cơ bản là không được thay đổi, thế nhưng chứng bệnh tích mỡ ở động mạch (the pathogenesis of atheroma) đã giãm đi một cách rõ rệt khi khẩu phần ăn

đủ đạm và chất tạo vị umani (Kimura và cộng sự, 1984)

2 Phản ứng sinh lý của chất tạo vị umani đến quá trình tiêu hóa

Thử nghiệm loài chó cho thấy MSG tạo ra một sực kích thích ăn uống đáng

kể, tuy nhiên còn phụ thuộc vào khả năng tiết dịch của tuyến tụy và lượng protein (Naim và cộng sự, 1991)

Đối với chuột, những tác động tích cực của umani lên các thông số của quá trình trao đổi chất đã được phát hiện MSG bổ sung vào bữa ăn điều chỉnh các thộng số trao đổi chất làm chúng tiến dần đến mức của các thông số chuyển hóa protein (Viarouge et al, 1992)

Các kết quả này cùng với một số nghiên cứu dinh dưỡng của Torii và cộng

sự chứng minh rằng tác nhân kích thích vị umani có thể sữ dụng để đo lường lượng protein nạp vào cơ thể

Các nghiên cứu gần đây còn chỉ ra rằng việc ăn vào thức ăn có bổ sung glutamate dưới dạng MSG giúp gia tăng việc tiết nước bọt và IgA trong nước bọt, một kháng thể quan trọng trong nước bọt, khi so sánh với thực phẩm không bổ sung MSG Với tác dụng gia tăng việc tiết nước bọt và lượng IgA trong nước bọt,

glutamate được cho là đóng vai trò quan trọng với hoạt động xinh lý của khoang miệng (Hayakawa et al., 2008)

Bên cạnh đó, các nhà khoa học cũng nhận thấy rằng glutamate có tác dụng giúp gia tăng lượng dịch vị, trong đó có pepsinogen và HCl tiết ra trong dạ dày khi được ăn kèm thực phẩm Nhờ đó, quá trình tiêu hóa diễn ra dễ dàng hơn Do glutamate giúp gia tăng sự tiết dịch vị trong đó có pepsinogen và HCl khi được ăn kèm thực phẩm nên glutamate có vai trò quan trọng đối với hoạt động sinh lý trong dạ dày (Shina và Vasilevskaia, Vopr Pitan.1996)

3 Một số chức năng sinh học khác của MSG

MSG được cho thêm trong nhiều thực phẩm chế biến như nước xúp, nước xốt thịt, soy sauce, đôi khi trong thực phẩm trẻ em nhưng cần không ghi trong nhãn hiệu Tuy nhiên bên cạnh việc làm tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm nó còn có một số chức năng sinh học sau:

 Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp lên men cũng càng ngày phát triển và đặt được nhiều thành tựu to lớn, không ngừng hoàn thiện về số lượng và chất lượng Acid glutamic rất cần cho sự sống, tuy là một loại amino acid không phải thuộc loại không thay thế nhưng nhiều thí nghiệm lâm sàng cho thấy nó là một loại acid amin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của người và động vật, trong việc xây dựng protit, xây dựng các cấu tử của tế bào

 Acid glutamic có thể đảm bảo nhiệm vụ chức năng tổng hợp nên các amino acid khác như alanin, losin, cystein, prolin, oxyprolin,…nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH3 ra khỏi cơ thể

 Nó chiếm phần lớn thành phần protide và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh trung ương Vì vậy trong y học còn sử dụng acid glutamic trong trường hợp suy nhược thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu độc NH3 vào cơ thể, một số bệnh về tim, bệnh teo bắp thịt Acid glutamic dùng làm thuốc chữa các bệnh về thần kinh và tâm thần, bệnh chậm phát triển trí óc ở trẻ em, bệnh bại liệt bệnh hôn mê gan

 Acid glutamic phân bố rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dạng

tự do, có trong thành phần cấu tạo của protein động thực vật Trong mô acid glutamic tạo thành từ NH3 và acid α-xetoglutaric Trong sinh vật đặc biệt là vi sinh vật, acid glutamic được tổng hợp theo con đường lên men từ nhiều nguồn cacbon

 Acid glutamic còn dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số hóa chất quan trọng: N-acetylglutamat là chất hoạt động bề mặt, vi sinh vật

có thể phân giải được, ít ăn da, được dùng rộng rãi trong công nghiệp mỹ phẩm, xà phòng và dầu gội đầu Axit oxopyrolidicacboylic, một dẫn xuất khác của acid glutamic được dùng làm chất giữ ẩm cho mỹ phẩm Acetylglutamat được dùng trong xử lý ô nhiễm nước biển do dầu hỏa và dầu thực vật gây nên Acid glutamic phân bổ rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dạng tự do, có trong thành phần của protein động thực vật

III Ưu nhược điểm của các chất điều vị từ dịch đạm thủy phân (acid

amin, peptide) & MSG, I&G

1 Ưu nhược điểm của MSG

a Ưu điểm

 Khi pha vào món ăn, bột ngọt tan trong nước ngấm vào thức ăn và làm cho thức ăn thêm đậm đà mà không thay đổi màu lẫn mùi vị Bột ngọt giúp gia tăng hương vị tự nhiên của thực phẩm chứa nhiều chất đạm như cá, thịt

 Không làm ảnh hưởng tới màu sắc của món ǎn Mỗi món ǎn có một màu sắc riêng theo yêu cầu của kỹ thuật chế biến như: màu đỏ của cà chua, màu vàng của nghệ, của cà – ri, màu nâu, màu cánh gián của mạch nha, mật ong, của đường caramel,…

Bên cạnh đó, độ trong của nước dùng phở, bún, nước dùng cho các món súp, các món canh và nước trong các món tần,… cũng rất được coi trọng Khi mì chính cho vào món ǎn nào, thì màu sắc vẫn giữ nguyên theo đúng yêu cầu kỹ thuật của món ǎn đó

Không ảnh hưởng tới vị mặn của món ǎn Mì chính được sử dụng theo yêu cầu độ ngọt của món ǎn và khẩu vị của người ǎn, có thể có nhiều hay ít Nó không đồng nghĩa với độ ngọt đạt tới mức bao nhiêu thì độ mặn của món ǎn cũng đạt tới mức bấy nhiêu Nếu khẩu vị cần ngọt nhưng độ mặn cần giảm mà gia vị lại không đáp ứng được theo yêu cầu đó, thì quả là một hạn chế Nó còn kết hợp tốt với vị mặn và chua, nhưng không có tác dụng gì với vị ngọt và đắng Do bột ngọt không

có kết cấu màu hoặc mùi vị đặc trưng nên được dùng trong nhiều món ăn và làm tăng cường hương vị gốc một cách tự nhiên