Bài giảng an toàn thực phẩm chương 3 3 độc tố hình thành trong quá trình bảo quản chế biến

CHƢƠNG 1 ĐỘC TỐ CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN 1 1 9 Gossypol • Có nhiều trong khô dầu bông được dùng làm nguồn protein cho chăn nuôi • Gossypol gây độc trực tiếp • kìm hãm quá trình thủy phân protein ở đường[.]

CHƯƠNG 1: ĐỘC TỐ CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN

1.1.9 Gossypol

• Có nhiều trong khô dầu bông-được dùng làm nguồn protein cho chăn

nuôi

• Gossypol gây độc trực tiếp

• kìm hãm quá trình thủy phân protein ở đường tiêu hóa

• Tạo phức không hòa tan với kim loại

• Vô hoạt nhiều enzim

Các amin có hoạt tính sinh lý

• Các amin vòng như histamin,tyramin,tryptamin…có thể có trong

chuối, dứa, cà chua, một số phomat, rượu vang

• Các chất này thường ở dạng các hợp chất , chỉ khi bị thủy phân mới tạo ra tác nhân độc.Chúng được hấp thu kém ở ruột ; khi vào máu có thể gây tăng huyết áp

Chương 3: Ô nhiễm thực phẩm

bởi các tác nhân hóa học

Độc tố hình thành trong quá trình bảo quản

chế biến

Vũ Thu Trang

Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

61

1.Độc tố hình thành trong quá trình

chế biến ở nhiệt độ cao

• Các hydrocarbon thơm đa vòng

• Các amin dị vòng, nitropyrene

• Các chất béo bị oxy hoá

• Carbamate ethyl (urethane)

1 Gia nhiệt vừa phải:

- Vô hoạt enzim (polyphenoloxydaza, proteaza, lipoxydaza…)

• Protein biến tính

• Biến tính hoặc giảm độc tố,

• Tăng khả năng tiêu hoá

Hydrocarbon thơm đa vòng (Polycyclic

Aromatic Hydrocarbon-PAH)

Nguồn gốc :

• PAH (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon): hợp chất có từ 3-6 nhân benzen có chứa nhóm thế methyl hoặc cuỗi alkyl kéo dài

• Được hình thành khi có sự tiếp xúc giữa hợp chất hữu cơ như lignin, tinh bột, glucide khác, axit béo…ở nhiệt độ cao (>350C), xông khói

• Xông khói: trong khói có các PAH khác nhau

• Ô nhiễm từ môi trường: do sự đốt cháy nhiên liệu ,phế liệu

• Cây cối, tảo biển và vi khuẩn có thể tổng hợp được trong các quá trình trao đổi chất

Hydrocarbon thơm đa vòng

PAH qua miệng , vào ruột rồi phân bố đến các cơ quan khác nhau thông qua tuần hoàn máu-ruột-gan

• Khỏi đầu bằng sự epoxyt hóa được xúc tác bằng enzym hỗn hợp Tiếp đó là hydroxyl hóa tạo thành các diol Các diol này có thể bị chuyển đổi tiếp thành epoyt dihydrodiol

rất hoạt động Các diol trung gian cũng có thể liên kết với axit glucuronic hoặc với glutation rồi bài tiết qua thận hoặc mật Nếu các PAH có 2 hoặc 3 vòng thì được bài tiết vào nước tiểu, nếu các chất trao đổi có phân tử lớn hơn thì bài tiết vào phân

Hydrocarbon thơm đa vòng

• Các PAH có thể còn được chuyển hóa bởi hệ VSV đường ruột, bởi thành ruột và bởi gan Mức độ độc hại của các

PAH bị chi phối bởi mức độ hấp thu, chuyển hóa của

chính PAH và còn bởi sự có mặt của các hợp chất cảm ứng

(một số thuốc, chất ô nhiễm như biphenylpolyclo, các

hormon dịch vị…) hoặc kìm hãm (các chất chống oxyhóa,

Vit A,E,C,…) của các enzym tham gia vào quá trình trao đổi chất các PAH

• Con đường, liều lượng đưa vào ,các thông số sinh lý, dinh

dưỡng và sự có mặt của các chất cảm ứng hoặc kìm hãm trao đổi chất sẽ quyết định sự biểu hiện hoạt tính sinh học của các PAH

Các amin dị vòng

• Các amin dị vòng thuộc số các chất gây đột biến mạnh mẽ nhất Các amin này sẽ thể hiện tính độc hại gây đột biến khi được hoạt hóa ở vi thể gan tạo thành các N-

hydroxy( N-hydroxy hóa amin) Chính các chất này mới gây đột biến

• Các hợp chất tự nhiên như các polyphenol có thể làm

giảm sự hình thành các chất gây đột biến khi nhiệt phân albumin

• Các nitrit trong môi trường axit có thể vô hoạt các chất gây đột biến khi nhiệt phân tryptophan và axit glutamic

Phản ứng Maillard Bản chất , cấu tạo axit amin

• Độ dài mạch cacbon

• Vi trí nhóm amin

• Số lượng nhóm amin

glicocol : màu đậm mùi vị chua

alanin : màu đậm valin mùi mạnh

leuxin : mùi mạnh

Môi trường pH

• Môi trường kiềm : phản ứng nhanh

• Môi trường axit : phân huỷ đưòng

Nhiệt độ

• Nhiệt độ 95-100 tính chất cảm quan tốt nhất

• Nhiệt độ 100 vị đắng , mùi khét

• Tỷ lệ axit amin/ đường = 1/2 hoặc 1/3

• Nồng độ đường cao tạo cho melanoidin tạo thành hoà tan tốt

• Với axit amin rất thấp vẫn xẩy ra phản ứng : 1/40 hoặc 1/300 pH

1.Kìm hãm phản ứng

2.Điều chỉnh phản ứng

• CN rượu: Hạn chế tới mức tối đa lượng melanoidin tạo thành

• CN bia, Kvas: Điều khiển các thông số kỹ thuật nhằm điều hoà phản ứng tạo melanoidin trong sản xuất malt

- Malt đen: Nhiệt độ cao, thời gian dài

- Malt vàng: Mọc mầm thời gian ngắn, mất nước

nhanh

• CN rau quả: Hạn chế sự sẫm màu của dịch đường và nước quả

• CN bánh mì: điều khiển các thông số để phát huy tối đa

Phản ứng Maillard

Phản ứng Maillard

Giai đoạn đầu

a.Phản ứng ngưng tụ cacbonylamin:

• Ngưng tụ đường với axit amin tạo ra phức đường amin

• * Không màu

• * Không có tính chất của melanoidin

• b.Phản ứng đồng phân hoá( phản ứng chuyển vị Amadori): Phức đường amin bị đồng phân hoá và chính sản phẩm nàylà chất khởi đầu tạo thành polime có màu sẫm- melanoidin

Giai đoạn trung gian

Phản ứng khử nước của 1-amin-1dezoxy-2-xetoza

• furfurrol

• hydroxymetylfurfurol

• reducton

• aldehyt, axeton, diexetyl

Giai đoạn cuối

a Phản ứng ngưng tụ aldol tạo thành polime màu nâu không chứa nitơ

b.Phản ứng trùng hợp tạo thành các hợp chất nitơ dị vòng

Phản ứng Maillard

1.Các chất bay hơi

tạo hương

2.Các chất màu

• Rượu whisky nitrosamin

• Nitrat nitrit nitrosamin

4.Trong bảo quản

Nitroso dùng để chỉ một nhóm chức trong hóa học hữu cơ có nhóm NO gắn liền với một phân tử hữu cơ Như vậy, các nhóm nitroso khác nhau có thể được phân loại thành các hợp chất C- nitroso, hợp chất S-nitroso, hợp chất N-nitroso và hợp chất O- nitroso

Nitrat, nitrit và nitrosoamin

Nguồn

1 Nước bị ô nhiễm

2 Rau quả có khả năng tích tụ một lượng lớn

3 Phụ gia trong chế biến , bảo quản

Nitrat gây độc khi:

1 Sử dụng liều quá lớn (nhầm lẫn với muối ăn,TP chứa

lượng phân đạm nitrat quá lớn)

2 Khi nitrat bị chuyển hóa thành nitrit, nitrosamin

NO2- + H+ ⇌ HONO HONO + H+ ⇌ H2O + NO+

C6H5NH2 + NO+ → C6H5N(H)NO + H+

Nitrat, nitrit và nitrosoamin

• Nitrosamin là hợp chất hóa học có cấu trúc R1N(–R2)–

N=O, trong đó một nhóm nitroso liên kết với một amin

Hầu hết nitrosamin là tác nhân gây ung thư

• Các nitrosamin không có ở trạng thái thường mà được hình thành bằng con đường nội sinh từ các nitrit và các amin hoặc từ các vi khuẩn Ngược lai , các vi khuẩn cũng

có khả năng phá hủy các nitrosamin thành nitrit và các amin

79

Trans fat

• Chất béo chuyển hóa: đồng

phân dạng trans của acid béo

Chất béo trans

• Từ cuối TK 19 đã ứng dụng hydro hóa dầu để làm đặc các dầu

lỏng có hàm lượng các axits béo không no cao Trong quá

trình này , các mạch nối đôi đƣợc loại bỏ bằng cách gắn

thêm hydro để tạo dạng axit béo bão hòa Có thể hydro hóa

một phần hoặc hydro hóa hoàn toàn(tất cả các nối đôi được

làm no)

• Trong các dầu lỏng chứa nhiều axits béo không no, các nối đôi

ở dạng đồng phân cis Khi hydrro hóa một phần tức các nối đôi

không được bão hòa hết, một phần axits béo ở dạng đồng phân

cis chuyển sang dạng đồng phân trans

Chất béo trans

• Cơ thể người không tiêu hóa được chất béo trans Với 5g

/ngày làm gia tăng 23% các bệnh tim mạch, tăng cholesterol xấu LDL, giảm cholessterol tốt…( một suất gà rán khoai tây chứa

Chất béo trans

• 1911 hãng Proter & Gamble đã sản xuất mỡ thực phẩm : rẻ,

bảo quản 2 năm ở to phòng

• Bơ thực vật làm từ dầu cọ, cây cải dầu… (giá bằng 1% bơ từ

Cream)

Trong quá trình hydro hóa , hàm lượng axit béo dạng trans tăng

từ 15 đến 25%, thậm chí 50% tổng lượng chất béo của sản phẩm

Chất béo dạng trans có trong hầu hết bánh kẹo, chocolat, bánh

qui, khoai tây rán, gà rán, margarin cứng, shortening

83

Ôi hóa chất béo

• Ôi hóa do phản ứng thủy phân

– Enzyme: lipase

– Phi enzyme: diễn ra chậm

• Ôi hóa do phản ứng oxy hóa khử

– Hóa học: tự oxy hóa (acid béo tự do kết hợp với oxy phân tử)

– Sinh hóa: do enzyme lipoxygenase oxy hóa acid béo chứa nối đôi; oxy hóa kiểu cetone với acid béo no

84

Ôi hóa chất béo

• Chất béo bị oxy hóa tạo các chất có mùi khét, ôi; ở nhiệt độ cao dễ hình thành acrolein (từ glycerol) là chất độc

• Làm chậm sự phát triển của cơ thể, có khả năng gây ung thư

• Bảo quản dầu mỡ ở nơi kín, mát, tránh ánh sáng; không nên gia nhiệt nhiều lần cùng 1 lượng dầu

3-MCPD

85

thành phần clorine + thành phần chất béo + nhiệt độ cao thì sẽ sản sinh ra chất 3-MCPD

Khi thuỷ phân

đậu tương bằng

axit HCl

Gây ung thư nếu sử dụng lâu dài 3-monochloropropane-1,2-diol

• Thức ăn được chế biến trong gia đình

• Độc tố 3-MCPD thuộc nhóm hoá chất gây độc

• Có tên gọi là Chloropropanols

• Công thức phân tử chung C3H7ClO2

• Khối lượng phân tử 110,5

1,2-diol (3-MCPD)

3-Monochloropropane-Tính chất

• 3-MCPD là một dạng ô nhiễm của axit thuỷ phân Pr thực vật

có vị mặn

• Phản ứng giữa chất béo với các chất có chứa Clo

• Phản ứng thường xảy ra trong quá trình thuỷ phân chất đạm

thực vật bằng axit HCl

• Ở môi trường kiềm và nhiệt độ càng cao thì 3-MCPD càng dễ

bị phân hủy

• Môi trường axit và nhiệt độ thấp thì 3-MPCD càng bền vững

• Hàm lượng phụ thuộc vào loại thực phẩm, kiểu chế biến, thời gian chế biến

Đối với con người

• Chưa có một nghiên cứu trên lâm sàng hay nghiên cứu dịch tễ học nào về tác dụng của 3-MCPD đối với sức khỏe con người được công bố

• Các nhà khoa học cho rằng, 3–MCPD không phải là một độc

tố gây tổn hại cho gen người nhưng là chất có khả năng gây ung thư cho người với liều tiếp xúc cao

• Với liều 25 mg hoặc cao hơn liên quan đến tổn thương thần kinh trung ương Với liều 30 mg/kg kéo dài trong 4 tuần sẽ làm tăng trọng lượng thận của chuột

• Còn nghiên cứu tính gây độc và gây ung thư dài ngày trên

chuột cống cho thấy, với liều 19 mg/kg thể trọng/ngày của

chất 1,3 DCP (được hình thành từ 3-MCPD) đã gây khối u thận, gan, biểu mô miệng, lưỡi, tuyến giáp và biểu hiện ung thư do biến đổi gen

Các chất sinh ra từ 3-MCPD đều gây hại

• Axit oxalic: Là chất độc đối với thận, vì dạng tinh thể canxi

oxalat gây viêm cầu thận, tắc nghẽn vùng tủy tuyến thượng thận - tuyến nội tiết quan trọng đối với con người

• Glycidol: Làm biến đổi gene và nhiễm sắc thể, gây ung thư

• 1,3-DCP:

-Có khả năng gây biến đổi gene và nhiễm sắc thể

-Làm tổn thương gan (thậm chí khiến gan bị hoại tử),

-Viêm phế quản và dạ dày

- Chất này xuất hiện ngay trong nước tương nếu sản phẩm chứa 3-MCPD nồng độ cao

- Cứ 20 phân tử 3-MCPD thì sẽ có một phân tử 1,3-DCP xuất hiện

Nồng độ tối đa 3-MCPD cho phép trong một kg nước

tương của các nước

Chiếu xạ thực phẩm

Với bên ủng hộ công nghệ này?

• là một phương pháp bảo quản thực phẩm rất hiệu quả và vô cùng an toàn nếu chiếu ở liều lượng thích hợp

• không ảnh hưởng tới tính chất cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng của thực phẩm chiếu xạ thậm chí nó còn có thể cải thiện

• không xuất hiện bất kỳ độc tố nào và không có sự thay đổi các

thành phần hóa học gây ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe con

người

Chiếu xạ thực phẩm

Với phe chống đối?

 Làm thay đổi cơ cấu hoá học của tptạo ra chất độc hại

 Giảm GTdinh dưỡng, tính chất cảm quan của Tp

 Biến dòng VSV

 Ô nhiễm môi trường