Phụ gia trong chế biến thực phẩm

Phụ gia trong chế biến thực phẩm

PHỤ GIA TRONG CHẾ BIẾN

THỰC PHẨM

ADDITIVES IN FOOD PROCESSING

CHƯƠNG 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ PHỤ GIA &

CÁC CHẤT HỔ TRỢ KỸ THUẬT (INTRODUCTION TO FOOD ADDITIVES

&TECHNOLOGYCAL AUXILIARIES)

PHỤ GIA THỰC PHẨ M

HỢP CHẤT HỖN HỢP

PHỤ GIA

THÀNH PHẨM

PHỤ GIA

CHẾ BIẾN

ĐÓNG GÓI BẢO QUẢN

THỜI GIAN BẢO QUẢN

vi sinh, phản ứng hóa học, cấu

trúc

NGUYÊN LIỆU

PHỤ GIA LÀ GÌ?

) Các chế phẩm tự nhiên hoặc tổng hợp.

) Không là thực phẩm hay một phần của thực phẩm.

) Được cho vào thực phẩm với mục đích cố ý, nhằm mục đích kỹ thuật.

) Có thể lưu lại trong thực phẩm ở dạng

nguyên thủy hoặc phức hợp nhưng vẫn đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng

FOOD ADDITIVE

Hợp chất

Không được tiêu dùng như

thực phẩm

CHẤ T HỔ TRỢ KỸ THUẬ T

CHẤT HỔ TRỢ KỸ THUẬT

Cá c chế phẩ m tự nhiên hoặ c tổ ng hợ p.

Không là thực phẩ m, hay mộ t phầ n củ a thực

phẩ m.

Đượ c cho và o thực phẩ m vớ i mụ c đích cố ý

nhằ m và o mụ c đích kỹ thuậ t

thuật.

Cố ý thêm vào trong quá trình chế biến

Non sanitary risk

Th.s TRUONG THI MY LINH 10

VAI TRÒ CỦA PHỤ GIA

PHỤ GIA

THỰC PHẨM

CẢI THIỆN VIỆC BẢO QUẢN TP

CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG CẢM QUAN

CỦA TP

CẢI THIỆN GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA TP

Đáp ứng các khuynh hướng mới trong tiêu dùng TP (Người tiêu dùng quan tâm)

-Sức khỏe TP nghèo năng lượng, -Cảm quan chất xơ, …

MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CHỌN &

SỬ DỤNG PHỤ GIA THỰC PHẨM

1 Chọn phụ gia thực phẩm

2 Sử dụng

nhóm

NGUY CƠ NGỘ ĐỘC PHỤ GIA

SỬ DỤNG

QUÁ LIỀU

PG CẤM SỬ DỤNG

SAI CHỦNG LOẠI

TÁC HẠI NGỘ ĐỘC PHỤ GIA

Dựa trên :

• Hiểu biết về độc tính.

• Yêu cầu công nghệ

NỒNG ĐỘ SỮ DỤNG

PHỤ GIA và DẪN XUẤT ĐỘC

MỨC ĐỘ NGỘ ĐỘ C

• 1 Cấp tính (acute) : hiệu ứng ngay tức khắc

• 2 Cận cấp tính: (subacute) : hiệu ứng xảy ra ở nồng độ cao

trong thời gian ngắn

• 3 Mãn tính : hiệu ứng xảy ra ở nồng độ thấp sau thời gian

dài

• Khảo sát cơ quan nội tạng trong thời gian dài (2 hoặc 3 thế

hệ) Khả năng gây ung thư, thai dị dạng…

• LIỀU GÂY CHẾT (LETHAL DOSE)

• Gây chết cấp tính trên ½ số lượng đàn thú: LD50

HÀN THE ( Natri borat)

15% Tích mỡ, mô luỹ thần trong kinh mô

Tác hại đến nguyên sinh chất, đồng hoá các aminoit

- Gây ngộc độc mãn tính: ăn không ngon, da xanh, giảm trí tuệ…

- Gây ung thư :quái thai, đột biến gen…

- Phá huỷ các chất dinh dưỡng :vit,…

NGUY CƠ NGỘ

Na 2 B 4 O 7 .H 2 O

MỘT SỐ THUẬT NGỮ PHỤ GIA

• Mọi chất phụ gia có một mã số riêng

¾ Hệ thống chỉ số quốc tế năm 1989, cho phép dùng chỉ số này

thay cho tên gọi chất phụ gia tương ứng khi ghi thông tin trên

nhãn sản phẩm

• ADI:(Acceptable daily intake) lượng ăn vào hằng ngày được

chấp nhận (tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể /ngày)

ADI không giới hạn

 ADI giới hạn

hằng ngày có thể chấp nhận được (tính theo mg/người/ngày)

™ Lưu ý : khi dùng phối hợp hai hay nhiều phụ gia, tổng lượng

dùng phải tương ứng lượng tối đa cho phép riêng của một chấtnếu dùng một mình

• DL 50 (Dose lethal) liều gây chết 50% vật thí nghiệm

PHÂN LOẠI PHỤ GIA

- Tùy theo mục đích sử dụng mà phụ gia được phân theo nhiều nhóm

khác nhau, bahành kèm theo Quyết định số BYT/QĐ của Bộ

trưởng Bộ Y tế ngày 13 tháng 4 năm 1992.

- Căn cứ Điều 7 Chương II Luật Bảo vệ sức khỏe nhân dân và Điều lệ

vệ sinh ban hành kèm theo Nghị định số 23/HĐBT ngày

24/01/1997 của Hội đồng Bộ trưởng, về việc ban hành 26 tiêu

chuẩn vệ sinh tạm thời phụ gia bao gồm các nhóm sau

- Nhóm các chất phụ gia

1 Các chất bảo quản ( Preservatives ) ( 20 chất )

2 Các chất chóng đóng vón ( Anticaking agents ) ( 11 chất )

3 Các chất chống oxy hóa ( Antioxydants ) ( 9 chất )

4 Các chất chống tạo bọt ( Antifoaming agents ) ( 2 chất )

5 Các chất điều chỉnh độ axit ( Acidity regulators ) ( 31 chất )

6 Các chất điều vị ( Flavous enhancers )( 6 chất )

7 Các hương liệu ( Flavours )( 14 chất )

PHÂN LOẠI PHỤ GIA

14.Các chất tạo phức kim loại hoà tan

15.Các chất tạo ngọt ( Artificical Sweeteners )( 4 chất )

16.Các chế phẩm tinh bột ( Modified starches )( 16 chất )

PHÂN NHÓ M PHỤ GIA

• CHƯƠNG 2:

• CHẤT BẢO QUẢN

ĐỊNH NGHĨA

• Sử dụng phụ gia không có nghĩa là bảo tồn mãi mãi

thực phẩm bất kể đến chất lượng, mà là kéo dài

thời gian sử dụng so với điều kiện thông thường

trước khi quyết định loại phụ gia sử dụng.

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

INS TIẾNG VIỆT TIẾNG ANH CHỨC NĂNG KHÁC

200 Axit sorbic Sorbic Acid Chống oxi hóa, ổn định

201 Natri sorbat Sodium sorbate Chống oxi hóa, ổn định

202 Kali sorbat Potassium sorbate Chống oxi hóa, ổn định

203 Canxi sorbat Calcium sorbate

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

210 Axit benzoic Benzoic Acid

211 Natri benzoat Sodium Benzoate

212 Kali benzoat Potassium Benzoate

213 Canxi benzoat Calcium Benzoate

214 Etyl p-hydroxyl benzoat Etyl p-hydroxyl benzoate

216 Metyl p-hydroxyl benzoat Propyl p-hydroxyl

benzoate

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

218 Metyl

p-hydroxyl

benzoat

Metyl p-hydroxyl benzoate

220 Sulphua dioxit Sulfur dioxide Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

221 Natri sulfit Sodium sulphite Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

222 Natri hydro

sulfit

Sodium hydrogen sulphite Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

223 Natri

metabisulfit

Sodium metabisulphite Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

224 Kali

metabisulfit

Potassium bisulphite Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

225 Kali sulfit Potassium sulphite Điều chỉnh độ axit, làm rắn

chắc, ổn định, chống oxi hóa, xử lý bột, tạo phức kim loại

227 Canxi hydro

sulfit

Calcium hydrogen sulphite Điềuchắc, ổnchỉnhđịnh, chốngđộ axit, làmoxirắnhóa,

xử lý bột, tạo phức kim loại

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

238 Canxi format Calcium formate

239 Hexametylen tetramin Hexamythylene

tetramine

242 Dimetyl dicacbonat Dimethyl

dicarbonate

251 Natri nitrat Sodium nitrate Ổn định màu

252 Kali nitrat Potassium nitrate Ổn định màu

CÁC CHẤT BẢO QUẢN

PHÂN LOẠI CHẤT BẢO QUẢN

Chất chống

vi sinh vật

Chất chống oxy hĩa

chất béo

Chống sẫm màu

CHẤT BẢO QUẢN (E200 -E29O)

(E300 – E321) (E300& E221

& E330)

CHẤT BẢO QUẢN CHỐNG VI SINH VẬT

• Các chất bảo quản vô cơ:

n Các muối clorua : muối ăn là một chất thông dụng điển hình Tác dụng

bảo quản của nó ở đặc tính tạo áp suất thẩm thấu cao đối với nước bên

trong tế bào của thực phẩm, vi sinh vật … vào môi trường

o Các muối nitrite, nitrate: chủ yếu là các muối nitrate của Na, K khi sử

dụng là chất bảo quản, thường sử dụng trong công nghệ chế biến thịt

Dẫn xuất nitrite (NO2-) có tác dụng ức chế vi khuẩn mạnh.

Đối với các sản phẩm thịt- cá, NO2- ở pH thích hợp sẽ kết hợp với

hemoglobine thành chất có màu đỏ hồng, và bền màu

p Khí SO2, các muối sulfite của Na, K, Ca : thường dùng ở dạng khí SO2,

muối Na2SO3, NaHSO3, Na2S2O5, K2SO3, CaSO3.2H2O Tác dụng của

SO2 và các muối sunfite ngoài ức chế vi khuẩn còn tác dụng tẩy màu,

làm trong sản phẩm.

CHẤT BẢO QUẢN CHỐNG VI SINH VẬT

q Khí CO2 và muối cacbonate : khí CO2 có hiệu quả đốivới các vi khuẩn hiếu khí và bản thân nó hầu như không gâyđộc cho sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên, sử dụng khá phứctạp vì nó cũng gây ra một sự chuyển hóa môi trường sản

phẩm thành acid nhẹ H2CO3

rKhí N2, NO

s H2O2 : thường được dùng trong sát khuẩn bề mặt dụng cụchế biến

• Tác dụng chống nấm mốc, nấm men và vi khuẩn

• • Tác dụng chống vi sinh vật tăng theo sự giảm pH, chủ yếu

là các dẫn xuất không phân ly của acid chứa lưu huỳnh ở

pH<3

• • Không có tính độc cao, đào thải qua nước tiểu dưới dạng

muối sulfate

• • Các sulfite có tác dụng với các thành phần của thực phẩm

ex cắt đứt nối S-S của protein, với các yếu tố phụ

(co-factor) như NAD+, folic acid, pyridoxal, thiamine và

ubiquinone, pyrimidime (nucleic acid) : cytosine, uracil

• • tẩy màu anthocyanin

SO2 & SULFITE

• )SO2 thường được sử dụng trong : rau quả sấy khô, nước ép trái cây, syrup, nước quả cô đặc hoặc

purée quả.

hoặc ít hơn.

men tạp, 50-75ppm; và trong quá trình bảo quản

rượu vang sử dụng nồng độ 50-75ppm

nhóm carbonyl, ngăn sự oxy hóa các polyphenol.

SO2 & SULFITE

• ĐẶC ĐIỂM :

• 9Tác dụng kháng khuẩn, nhất là khi trộn với muối ăn, đặc

biệt tác dụng chống C botulinum trong thịt chưa xử lý.

• • Tác dụng phụ thuộc vào pH và tỷ lệ thuận với nồng độ

HNO2 tự do

9Nitrite : 5-20mg/kg : giữ màu đỏ của thịt

• 50mg/kg : tạo vị đặc biệt

• 100mg/kg : tác dụng kháng khuẩn

• )Có tính độc khi sử dụng ở liều lượng cao do tạo thành

nitrosamine gây ung thư.

• Thử nghiệm trên súc vật → khối u xuất hiện khi trong

thành phần thức ăn chứa amine hoặc nitrite

• #Khuynh hướng giảm liều lượng sử dụng

¬Muối nitrate natri (NaNO3):tinh thể không màu, tan trong nước , rất hút ẩm

¬Muối nitrite kali (KNO2): dạng tinh thể màu trắng, tan tốt

trong nước

¬Muối nitrite natri (NaNO2): dạng tinh thể trắng hay hơi vàng, tan tốt trong nước

)Giới hạn sử dụng: <200ppm NaNO2/kg thành phẩm

• Bốn chức năng của nitrite và nitrate trong xử lý thịt:

NITRATE-NITRITE

ĐỘC TÍNH CỦA NITRAT

Nitrate có độc tính không cao, độc tính cao khi chuyển thành

nitrite

ƒ Tính độc trực tiếp:

Muối nitrite oxy hoá hemoglobin trong máu thành

methemoglobin nên không đảm bảo chức năng vận chuyển

oxy dẫn đến tình trạng thiếu oxy ở các mô

Hemoglobin + nitrite Met-hemoglobin

• Tính độc gián tiếp:

• Nitrite có thể tác động với acid amin tạo thành R=N-N=O,

đây là hợp chất có khả năng gây đột biến và ung thư :

Nitrite + amine Nitrosamine

Chức năng của nitrte &

Clostridium botulinum

Tạo mùi đặc trưng cho các sản phẩm thịt

Làm chậm quá trình oxy hoá chất béo

CHẤT BẢO QUẢN CHỐNG VI SINH VẬT

n Các acid béo bão hòa và dẫn xuất của chúng(các muối K, Na, Ca ):

Ưùc chế hoạt động vi khuẩn, nấm men, nấm mốc do ảnh hưởng đến độ

pH của môi trường, acid focmic HCOOH, acid acetic, acid propionic, các

muối Na, K, Ca của chúng được dùng khá phổ biến Điều giới hạn đối

với việc sử dụng các acid là độ chua và cảm quan của sản phẩm.

o Acid sorbic và các muối Na, K của chúng :

Acid sorbic có tác dụng ức chế nấm mốc, vi khuẩn và nấm men

Aûnh hưởng mạnh nhất là đối với nấm mốc.

Sử dụng phổ biến trong các loại sản phẩm dầu mỡ được nhũ hóa

(magarine, bơ, mayonne), một vài loại phomat, rượu vang, quả khô,

nước quả ép, mứt quả, bánh mì.

• Hiện diện trong thiên nhiên : đặc biệt các sản

PROPIONIC ACID

• • Tác dụng bảo quản và tạo vị

• • Tác dụng chống nấm men và vi khuẩn Tác

dụng chống nấm mốc kém

• • Sử dụng ở dạng : acid tự do, muối Na hoặc

ngâm giấm, bánh mì và bánh ngọt

ACETIC ACID

Th.s TRUONG THI MY LINH 39

• •

SORBIC ACID

COOH

CHẤT BẢO QUẢN CHỐNG VI SINH VẬT

p Acid benzoic và các dẫn xuất của chúng : Acid benzoic ít

tan trong nước, các muối Na, K của nó có tính tan cao được

dùng phổ biến Tác dụng của acid benzoic là ngăn cản sự

phát triển của nấm men, nấm mốc để bảo vệ thực phẩm

khỏi hư hỏng Tác dụng mạnh ở pH thấp, tuy nhiên ở pH< 4

thì nó kém tác dụng

Hiện nay, có xu thế sử dụng nhiều các dẫn xuất từ acid

benzoic là paraben Ưu thế của các paraben này là tác dụng

lên một khoảng pH rộng, có tác động mạnh đối với nấm

men, nấm mốc, bền ở nhiệt độ cao và tan tốt trong nước

q Các chất kháng sinh : Tác dụng bảo quản khá mạnh, nhưng

sử dụng bị hạn chế do khả năng gây lờn kháng sinh và các

tác dụng phụ khác

– • Tác động trực tiếp lên vách tế bào và các enzyme trong quá trình biến dưỡng

– • Khó hòa tan trong nước → sử dụng dưới dạng muối : benzoate

– • Dạng acid không phân ly (pKa : 4.19) cóhoạt tính cao hơn

– • Hoạt tính còn do tác dụng của anion– • Hiện diện trong thiên nhiên dưới dạng glycoside (mận, quế, đinh hương…)

– • Tác dụng chống vi khuẩn, nấm mốc vànấm men

BENZOIC ACID

OH

C O

2 4 6 8

The effect of benzoic acid on E coli

( bacteriostatic, bactericidal activity)

and Stap Aureus

( bacteriostatic, bactericidal activity)

Growth inhibition of A niger by benzoic acid ( ), p-hydroxybenzoic acid propylester ( ) and sorbic acid ( )

BENZOIC ACID

• • Liều gây chết (lethal dose) LD50 (rats, orally) : 1.7-3.7g/kg thể trọng

• • (pig, cat, dog, rabbit, oally) : 1.4-2g/kg

• • Liều hàng ngày chấp nhận (tolerable daily intake for humans) : < 0.5g

• • không có sự tích lũy nguy hại trong cơ thể ngay cả khi lên đến 4g/ngày

)lượng dư thừa loại thải qua nước tiểu

• • Liều lượng cao dẫn đến sự loại thải gluconic acid và các dẫn xuất

• • nồng độ 0.05-0.1% được sử dụng kết hợp với các chất bảo quản khác.

• • Hoạt tính cao ở pH acid nên được áp dụng cho các sản phẩm có vị

chua (pH= 4-4.5 hoặc thấp hơn), nước uống có gas (carbon dioxide), hỗn

hợp trái cây, mứt quả, margarine, pate, rau ngâm giấm, bảo quản cá

• • Sự biến mùi ở trái cây do sự ester hóa của benzoic acid

BENZOIC ACID

CÁC CHẤT KHÁNG KHUẨN TĂNG CƯỜNG BẢO QUẢN

• Sử dụng kháng sinh để bảo quản → "lờn thuốc"

• • NISIN : (polypeptide chịu nhiệt) do Lactococcus lactis sinh

ra

• )Chống vi khuẩn gam (+), và các bào tử , nhưng không

được dùng trong dược phẩm

• )Sử dụng cho các sản phẩm từ sữa như phô-mát, sữa cô

KHÁNG SINH

O

O CH3O

O

OH

O

R HO

HO

O

OH

CH3HO

H2N

O

• Tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của nấm

mốc.

• • Ngăn sự phát triển nấm mốc trên vỏ trái

cây họ cam chanh (citrus fruits)

• • Thấm bao bì bằng giấy hoặc bìa cứng

(cardboard) với diphenyl (1-5 g/m2)

KHÁNG SINH

• Tác dụng chống nấm mốc : mốc xanh như Penicillium italicum

0.1-0.45% thiabendazole

N

S N

N H

THIABENDAZOLE, 2-(4-

THIAZOLYL)BENZIMIDAZ

OLE

KHÁNG SINH

Th.s TRUONG THI MY LINH 49

• • Độ hòa tan trong nước giảm theo chiềudài chuỗi alkyl (methyl → butyl) Hòa tan tốt trong 5% NaOH

• • Chống nấm men, nấm mốc và vi khuẩnđặc biệt là vi khuẩn gam âm

• • Hoạt tính tăng theo chiều dài chuỗi alkyl

• • Ơû người PHB-ester loại thải qua nướctiểu

• • Hoạt tính không phụ thuộc vào pH →được sử dụng ở điều kiện pH tương đốirộng

• • Nồng độ 0.06-0.3% áp dụng cho bánhngọt, nước trái cây, mứt quả, syrups, raungân giấm

PHB-

Ester(paraben)

DEPC hoặc diethyl dicarbonate : chất lỏng khôngmàu có mùi trái cây hoặc mùi ester

• • Tác dụng chống nấm men (10-100ppm), vikhuẩn (Lactobacilli:100-170ppm), nấm mốc(300-800ppm)

• • Dễ bị thủy phân cho CO2 và ethanol

)Trong thức uống có cồn → một lượng nhỏ diethyl carbonate

O O

O O

ỨNG DỤNG CHẤT BẢO QUẢN TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT

• Trong chế biến các sản phẩm từ thịt thì đại đa số các nhà

sản xuất thường sử dụng nitrit và các muối của chúng với

mục đích vừa bảo quản vừa làm tăng giá trị cảm quan cho

sản phẩm, trong thực tế người ta hay thường gọi là muối

diêm

• Cơ chế tạo màu khi sử dụng nitrit và muối nitrat kali hoặc

natri: trong phản ứng nitrat hóa, nitrat sẽ chuyển thành nitrit

dưới tác dụng vi khuẩn và trong môi trường axit nitrit bị oxy

hóa tạo axit nitroic (HONO)và sau đó chuyển thành oxyt

nitrit(NO), NO lại kết hợp với myoglobin (chất màu có trong

thịt) để tạo thành nitrosomyoglobin có màu đỏ, đây chính là

màu đỏ đặc trưng cho các sản phẩm thịt

CƠ CHẾ TẠO MÀU ĐỎ CỦA THỊT KHI CÓ MẶT NITRATE VÀ NITRITE

• Cơ chế tạo màu đỏ của thịt khi có mặt của nitrate và nitrite:

(Kali nitrate) (kali nitrite)

PHỤ GIA TRONG CHẾ BIẾN THỊT

• CÁC PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỊT

• Nitrate – Nitrite (thường cấm sử dụng, hoặc sử dụng ở một liều lượng cực thấp)

Th.s TRUONG THI MY LINH 55

Thịt rã đông

Muối, đường, nitrat,

Rượu Mai Quế Lộ

Sản phẩm Ruột heo

Cắt nạc, mỡ riêng

Xay Phối trộn nạc, mỡ

Nhồi

Châm định hình

Sấy

Phối trộn nguyên liệu phụ

QUY TRÌNH SẢN XUẤT XÚC

XÍCH TẠI CÔNG TY VISSAN