BÁO cáo PHỤ GIA THỰC PHẨM bài 1 PHỤ GIA CHỐNG OXY hóa

Tổng quan lý thuyết1.1 Nguyên liệu dầu thực vật 1.1.1 Thành phần  Triglyceride: là thành phần chính của chất béo, được tạo thành do phản ứng của một phân tử glycerol với 3 phân tử acid

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VIỆN SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM



BÁO CÁO PHỤ GIA THỰC PHẨM

BÀI 1: PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA

GVHD

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Thị Kim Ngọc Nguyễn Thị Bích Ngọc

Hà Kim Phụng Phạm Thị Lan Phương Huỳnh Nguyễn Minh Phượng

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2021

Mục lục

1 Tổng quan lý thuyết

1.1 Nguyên liệu dầu thực vật

1.1.1 Thành phần

 Triglyceride: là thành phần chính của chất béo, được tạo thành do phản ứng của

một phân tử glycerol với 3 phân tử acid béo Tùy thuộc vào các acid béo gắn vào các vị trí trên mạch cacbon của glycerol sẽ xác định tính chất của triglyceride

 Các acid béo: các acid béo no và acid béo chưa no

 Acid béo no: là các acid béo mà các nguyên tử cacbon trong mạch liên kết với

nhau bằng liên kết đơn Acid béo no cung cấp năng lượng và tạo mỡ dự trữ năng lượng cho cơ thể

 Acid béo chưa no: là các acid béo có chứa các liên kết đôi trong mạch cacbon.

Trong công thức mạch cacbon của chúng có chứa một hay nhiều nối đôi Acid béo 1 nối đôi còn gọi là omega – 9 hay acid oleic, tốt cho sức khỏe, còn các acid béo nhiều nối đôi được gọi là các acid béo thiết yếu cho cơ thể hang ngày

 Glycerol: là rượu đa chức, ở trạng thái nguyên chất glycerol là chất lỏng quánh,

không màu, không mùi, có vị ngọt và tính hút nước cao Trong dầu, glycerol tồn tại ở trạng thái kết hợp trong các glyceride

 Ngoài ra, còn một số thành phần phụ khác: các acid béo tự do, monoglyceride,

phospholipid, sterol, tocopherol, các hợp chất màu, các hợp chất sáp,…

1.1.2 Chỉ tiêu chất lượng

 Hàm lượng axit béo tự do (Oleic): 0,10% tối đa

 Không sử dụng chất bảo quản và chất tạo màu

 Dầu có mùi bình thường, không bị ôi, không hôi, không khê, không khét,

không có mùi lạ, mùi khó chịu khác

 Dầu có vị bình thường, không chát, đắng, chua có vị đặc trưng của dầu ăn.

 Trang thái trong suốt của dầu, hàm lượng nước và tạp chất có rất ít và trong

suốt, màu vàng sẫm hay nhạt

1.2 Phụ gia chống oxy hóa

1.2.1 Phụ gia BHT



 Công thức cấu tạo:

Chất chống oxy hóa BHT còn được gọi là 2,6-bis (1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol; 2,6-di-tert-butyl-p-cresol; 2,6-di-tert-butyl-4-methylpheno

BHT được tạo thành phản ứng của para – cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi acd sulfuric, có công thức phân tử là C15H24O



 Cơ chế:

Hoạt động như một chất ngăn chặn quá trình oxy hoá, một quá trình mà trong đó các hợp chất hữu cơ bị tấn công bởi oxy trong không khí

Xúc tác phản ứng bằng cách chuyển đổi các gốc tự do peroxyde trong liên kết hydroperoxides BHT liên kết với hai gốc tự do peroxy Điều này tác động đến chức năng chống oxi hoá bằng cách nó sẽ quyên góp một nguyên tử hydro:

nonradical sản phẩm Trong đó:

R là gốc alkyl hoặc aryl

ArOH là phenolic của BHT hoặc có liên quan đến chất chống oxy hóa Đóng vai trò

là chất cho điện tử có khả năng ngăn cản sự hình thành các gốc tự do ban đầu (R*) làm cản trở tiến trình oxy hóa dầu mỡ

1.2.2 Phụ gia VITAMIN E



 Công thức cấu tạo:

Cấu trúc của Vitamin E Vitamin E là tên gọi chung để chỉ các phân tử thuộc các nhóm tocopherol và các tocotrienol có tính hoạt động trong dinh dưỡng

Vitamin E tự nhiên tồn tại dưới 8 dạng khác nhau, trong đó có 4 tocopherol và 4 tocotrienol Tất cả đều có vòng chromanol, với nhóm hydroxyl có thể cung cấp nguyên

tử hidro để khử các gốc tự do và nhóm R phần còn lại của phân tử sợ nước để cho phép thâm nhập vào các màng sinh học Các tocopherol và tocotrienol đều có dạng alpha, beta, gamma và delta, được xác định theo số lượng và vị trí của các nhóm metyl trên vòng chromanol Mỗi dạng có hoạt động sinh học hơi khác nhau

Các dạng Vitamin E



 Cơ chế:

Vitamin E có khả năng ngăn chặn phản ứng của các gốc tự do bằng cách nhường một nguyên tử hydro của gốc phenol cho gốc lipoperoxide (LOO) để biến gốc tự do này thành hydroperoxide (LOOH) Phản ứng như sau:

LOO + Tocopherol-OH -> LOOH + Tocopherol-O

2 Quy trình thí nghiệm – kết quả bàn luận

2.1 Chuẩn bị mẫu:

M : 100 ml dầuo

Mẫu M1 : 100 ml dầu + 0.1% BHT

M : 100 ml dầu + 0.1% Vitamin E2

2.2 Xác định các chỉ số

2.2.1 Thí nghiệm 1: xác định chỉ số peroxit

Chỉ số peroxyt (PoV) là lượng chất có trong mẫu thử được tính bằng mili đương lượng oxy hoạt tính làm oxi hoá KI trên 1kg mẫu dưới các điều kiện thao tác theo quy định Chỉ số này phản ánh sự ôi hóa của dầu mỡ

Nguyên tắc:

Dựa vào tác dụng của peroxyt với dung dịch KI tạo ra I2 tự do (trong môi trường acid acetic và cloroform) Sau đó chuẩn độ I2 tự do bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ màu tím đen sang không màu

Phương trình phản ứng:

Chú ý tiến hành thí nghiệm trong môi trường trung tính hoặc acid yếu Nếu tiến hành trong môi trường acid mạnh hoặc kiềm dễ xảy ra phản ứng oxi hoá của iod với oxi không khí gây sai số lớn

Mẫu

Khuấy đều

Đun 10 phút

Để nguội

Cách tiến hành:

Để yên trong bống tối 10 phút

Xanh đen

Tiến hành thử mẫu trắng song song mẫu thử Nếu kết quả của mẫu trắng vượt quá 0,1ml dung dịch Na2S2O3 0,01N thì thay đổi hóa chất do không tinh khiết

Tính kết quả: PoV = (meq/kg)

5ml Cloroform

1ml KI

Lắc 1 phút

3 giọt

Chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,01N đến

mất màu xanh

Ghi nhận thể tích Na2S2O3 tiêu tốn

Tính kết quả

Kết quả

Trong đó:

V1: thể tích Na2S2O3 tiêu tốn cho mẫu thử (ml) V2: thể tích Na2S2O3 tiêu tốn cho mẫu trắng (ml) N: nồng độ đương lượng của Na2S2O3

M: khối lượng mẫu thử (g)

Giải thích hiện tượng:

2.2.2 Thí nghiệm 2: xác định chỉ số acid

Dưới tác dụng của các enzym thủy phân (lipaza,photpholipaza) khi có nước và nhiệt, triglycerit sẽ bị phân cắt ở mối liên kết este và bị thủy phân thành acid béo tự do Chỉ số acid là số mg KOH cần dùng để trung hòa acid béotự do có trong 1g dầu hoặc mỡ

Nguyên tắc:

Dùng dung dịch kiềm chuẩn KOH 0,1N để trung hòa hết acid béo tự do có trong mẫu thử được hòa tan trong dung môi cồn trung tính với chỉ thị phenolphtalein Điểm tương đương nhận được khi dung dịch từ màu vàng (đặc trưng cho từng loại dầu) chuyển sang màu hồng nhạt và bền

trong 30 giây

Phương trình phản ứng: RCOOH + KOH RCOOK + H2O

Cách tiến hành:

Đậy kín

Để nguội

Hút 10ml mẫu 30ml cồn

Thêm chỉ thị Đun cách thủy 5 phút từ PP

KOH 0,1N

3 giọt PP 0,1%

Tính kết quả

Ghi nhận thể tích KOH

tiêu tốn

Chuẩn độ bằng KOH 0,1N đến hồng nhạt

Cho vào mẫu

Chuẩn bằng KOH

0,1N đến hồng nhạt

Kết quả

Tiến hành thử mẫu trắng song song mẫu thử

Tính kết quả: Chỉ số acid tính theo công thức: AV =

Trong đó:

56,11 : phân tử lượng của KOH (đvC)

V : thể tích dd KOH 0,1N tiêu tốn (ml)

N : nồng độ của dung dịch KOH (= 0,1N)

K : hệ số hiệu chỉnh dd KOH 0,1N

m : khối lượng mẫu dầu cần phân tích (g)

K =

Giải thích hiện tượng:

2.2.3 Thí nghiệm 3: xác định chỉ số iot

Chỉ số Iod của dầu béo (IV) là số gam Iod cần thiết để cộngvào các nối kép có chứa trong 100g dầu béo dưới các điều kiệnthao tác theo qui định.Chỉ số Iod được biểu thị bằng số gam Iod/100g mẫu

Nguyên tắc:

Thực hiện phản ứng cộng của lượng chất thừa hoạt động ICl vào các nối kép của dầu béo được hòa tan trong CH3Cl Lượng ICl còn dư sẽ được kết hợp với KI để giải phóng I2 dạng tự do và được định phân bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ màu tím đen sang không màu

Phương trình phản ứng:

Cách tiến hành:

5ml Cloroform 3ml Wijs

Kết quả

Tính kết quả Ghi nhận thể tích KOH tiêu tốn Chuẩn độ bằng Na2S2O3 đến mất màu xanh đen

Cho vào hỗn hợp

10ml KI 15%

+ 3 giọt hồ

tinh bột 0.1%

20ml nước cất Lắc đều, để trong bống tối 30 phút

Hút 5ml mẫu

Tính kết quả: Chỉ số Iod (IV) được tính theo công thức

IV =

Trong đó:

N : nồng độ chính xác của dung dịch Na2S2O3 (N)

V1 : thể tích Na2S2O3 0,1N cho mẫu trắng (ml)

V2 : thể tích Na2S2O3 0,1N cho mẫu thử (ml)

m : khối lượng mẫu thử (g)

0,01269 : số gam Iod ứng với 1ml Na2S2O3 0,1N

Giải thích hiện tượng:

3 Trả lời câu hỏi

Câu 1 Trình bày ý nghĩa của chỉ số peroxyt, acid và iod của dầu thực vật?:

Trả lời:

Chỉ số peroxyt (PoV) là lượng chất có trong mẫu thử được tính bằng mili đương lượng oxi hoạt tính làm oxi hóa KI trên 1kg mẫu dưới các điều kiện thao tác theo quy định Chỉ số này phản ánh mức độ ôi của chất béo đem phân tích, chỉ số này càng cao thì

độ tươi của chất béo càng thấp Chỉ số càng gần 1 thì càng dễ bị oxi hóa Chỉ số <1 thì ít

bị oxy hóa

Chỉ số acid: là số mg KOH cần dùng để trung hòa các acid béo tự do có trong 1g dầu hoặc mỡ Chỉ số này cho biết chất lượng của chất béo, chỉ số acid càng cao thì chất lượng của chất béo càng thấp do đã bị phân hủy hoặc bị oxi hóa một phần Chất béo sử dụng được có chỉ số acid phải nhỏ hơn 10 (thường nằm trong khoảng 3 – 4)

Chỉ số Iode (IV): là số gram Iode cần thiết để kết hợp vào vị trí nối đôi có chứa trong 100g dầu béo dưới các điều kiện thao tác theo quy định Chỉ số Iode đặc trưng cho mức độ chưa no của acid béo có trong mẫu Chất béo càng nhiều nối đôi thì chỉ số Iode càng lớn và ngược lại Chỉ số Iode của mỡ sẽ nhỏ hơn so với dầu

Câu 2 Trình bày cơ chế của quá trình oxy hóa chất béo?:

Trả lời: Quá trình oxi hóa chất béo xảy ra trong quá trình sản xuất, bảo quản và chế

biến thực phẩm khi có sự hiện diện của chất béo Sự oxi hóa chất béo là nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản của các sản phẩm Sự oxi hóa chất béo không no được khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sang, nhiệt độ, ion kim loại và oxy Thông thường phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề nối đôi C=C

Cơ chế phản ứng oxi hóa chất béo xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3 giai đoạn là: khởi tạo, lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian và kết thúc phản ứng Cụ thể như sau: Giai đoạn 1: Khơi mào: RH + O R + OOH2 o o

RH R + H o o

Giai đoạn được khơi mào bởi các oxy của không khí hoặc các điện tử tự do của các kim loại có hóa trị thay đổi Ví dụ: Fe , Cu2+ 2+,…

RH R + H o o

ROOH + M3+  ROO + H + Mo o 2+

ROOH + M2+  RO + OH + Mo o 3+

2ROOH RO + ROO + H O o o

2

Giai đoạn 2: lan rộng: tạo các sản phẩm trung gian

Ro + O2  ROOo

ROOo + RH ROOH + R o

ROo + RH ROH + R o

…

Giai đoạn 3: kết thúc

Ro + R R – Ro



Ro + ROO ROORo

 ROOo + ROOo  ROOR + O2

Các giai đoạn này cứ được lặp đi lặp lại cho đến khi chuyển hóa hết các hóa trị tự

do Sản phẩm tạo thành là các acid, ceton, rượu,…Đó chính là nguyên nhân xuất hiện các

hư hỏng về mùi, vị ôi khê của chất béo

Các yếu tố làm tang vận tốc phản ứng oxy hóa chất béo: nhiệt độ, bức xạ, tia cực tím, bức xạ ion hóa, các enzyme xúc tác quá trình (lipase, ), sự có mặt của ion kim loại

có hóa trị thay đổi như Cu, Fe,…hay nồng độ oxy, hoạt tính của nước

Câu 3 Trình bày cơ chế của quá trình oxy của rau quả?:

Trả lời: Polyphenol là một nhóm các hợp chất mà trong công thức cấu tạo có chứa

vòng benzene và ít nhất 2 nhóm – OH trở lên Lượng polyphenol có trong hầu hết các loại rau, củ, quả,…tùy theo loại nguyên liệu mà hàm lượng polyphenol sẽ khác nhau Cùng tồn tại trong nguyên liệu rau, quả là enzyme polyphenoloxydase Khi tiếp xúc với oxi không khí, hoạt động của enzyme polyphenoloxydase sẽ được kích hoạt và trở thành

xúc tác cho các phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol thành những hợp chất mới gây sẫm màu và gây vị đắng cho rau quả

Hợp chất phenol rất dễ bị oxi hóa trong các điều kiện khác nhau Chúng có thể bị oxi hóa trong môi trường bình thường có không khí ẩm, phản ứng trở nên mạnh hơn trong môi trường kiềm Enzyme polyphenoloxydase ở thực vật có thể tồn tại ở 2 dạng: tự

do và lien kết Polyphenoloxidase là nhóm enzyme oxydoreductase có nhiều trong mô động vật, thực vật, nấm mốc,…

Phản ứng oxi hóa này còn gọi là phản ứng sẫm màu do enzyme Trong một số sản phẩm thì cần được hạn chế như chế biến rau, củ, quả nhưng trong chế biến trà đen thì lại cần phải gia tang để oxi hóa tannin thành hợp chất quinol tạo màu, hương vị đặc trưng cho trà đen

Câu 4 Trình bày cơ chế chống oxi hóa của phụ gia chống oxy hóa có bản chất:

phenolic và bản chất acid?

Trả lời:

 Cơ chế tác động của các phụ gia có bản chất phenolic lên quá trình oxy hóa chất béo:

Phụ gia chống oxi hóa có bản chất phenolic có khả năng ức chế hoặc ngăn ngừa các phản ứng tự oxy hóa của các glycerit bởi gốc tự do, khả năng này có liên quan đến cấu trúc phân tử hay cấu hình của phenolic

Quá trình chống oxi hóa chất béo chính là ngăn ngừa sự gia tăng của các gốc tự do bằng phương pháp dùng các chất có khả năng tác dụng với các gốc tự do này và tạo thành các chất không có khả năng tiếp tục bị oxy hóa Phản ứng chống oxy hóa chất béo xảy ra theo sơ đồ sau:

Cơ chế: RO + AH ROH + Ao

ROOo + AH  [ROO.AH]  ROOH + Ao

Ro + AH RH + A o

OHo + AH H O + A 2 o

Ao + A A – A o



Ao + Ro  RA

Ao + ROOo  ROOA Với A không có khả năng kết hợp với các gốc tự do khác.o

AH là chất chống oxi hóa

Quá trình chống oxi hóa chất béo phụ thuộc vào các yếu tố: hoạt tính của các chất chống oxi hóa, nồng độ của các chất chống oxi hóa, nhiệt độ, ánh sang, kim loại,…

Tác dụng của các hợp chất phenolic trong việc kìm hãm sự tự oxy hóa bởi gốc tự do: phenol (đóng vai trò là chất cho điện tử) có khả năng ngăn cản sự hình thành các gốc

tự do ban đầu làm cản trở tiến trình oxy hóa dầu mỡ

 Cơ chế tác động của các phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid lên quá trình oxi hóa rau, quả:

Phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid tạo ra môi trường pH thấp làm chậm vận tốc phản ứng oxi hóa gây sẫm màu Môi trường pH thấp cũng ức chế hoạt động của enzyme oxi hóa khử

Câu 5 Trình bày cơ chế chống oxi hóa của các phụ gia chống oxy hóa sử dụng:

trong thí nghiệm?

Trả lời:

 Tạo môi trường acid ổn định để chống sự oxy hoá chất béo

 Loại bỏ hoạt tính của các ion kim loại (bằng cách tạo phức vô hoạt)

 Loại bỏ oxy (oxy hoá acid ascorbic)

 Phục hồi các chất chống sự oxy hoá

Câu 6: Trình bày tác hại có thể xảy ra khi sử dụng những phụ gia trong bài thí

nghiệm?

Trả lời:

Những phụ gia được sử dụng trong bài thí nghiệm là: BHT và Tocopherol không gây độc hại cho người sử dụng, nếu lượng sử dụng không vượt ngưỡng cho phép Cụ thể như sau:

 BHT ít có khả năng gây độc cấp tính Giá trị LD50 lên đến 1000mg/kg thể trọng ở tất cả các loài được thử nghiệm Thử nghiệm trên động vật cho thấy, liều lượng BHT cao khi đưa vào cơ thể trong 40 ngày hoặc hơn sẽ gây độc cho các cơ quan Liều lượng gây chết ở chuột là LD 50 = 1000mg/kg thể trọng, liều lượng 50mg/kg thể trọng không có ảnh hưởng đối với người Khi sử dụng dưới nồng độ cho phép không gây ngộ độc cho cơ thể Liều dùng cho sữa bột, bột kèm kem là 100 ML, với thức ăn tráng miệng có sữa là 90 ML

 Tocopherol: thử nghiệm độc tính ngắn ngày trên chuột với liều lượng 1g/ngày, không thấy có hiện tượng tác hại nhưng có thể nhận thấy hiện tượng rối loạn tiêu hóa Hiện tượng này có thể do chất béo, vì thử nghiệm dung dịch tocopherol trong dầu Người ta chưa rõ lắm về việc chuyển hóa tocopherol nhưng tìm thấy nó thải qua phân, còn trong nước tiểu lại thấy một vài chất chuyển hóa của nó Nếu sử dụng liều cao hơn nhu cầu hàng ngày thì thấy nó có tích lũy trong gan

Câu 7 Nêu điều kiện hoạt động của những phụ gia sử dụng trong bài thí:

nghiệm?

Trả lời:

 BHT tan trong chất béo, bền ở nhiệt độ cao nhưng thấp hơn Vitamin E

 Vitamin E tan trong dầu thực vật, bền với nhiệt

Câu 8 Nêu phương pháp định lượng BHT và Tocopherol: ?

Trả lời:

BHT được xác định nhờ phản ứng màu với Q-anisidine và nitrit natri

Vitamin E trong thực phẩm được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Câu 9 Nêu giá trị INS, ADI, ML của BHA, BHT, acid citric, acid ascorbic?:

Trả lời: Bảng giá trị INS, ADI, ML

Sữa chua lên men: 1500 Sữa chua lên men, có xử lý nhiệt: GMP

Acid ascorbic 300 CXĐ Sữa bột, bột kem: 300

Bơ và bơ cô đặc: GMP