1. Cơ sở lý thuyết: Phụ gia chống oxy hoá là những chất cho vào sản phẩm thực phẩm nhằm vô hoạt các gốc tự do, từ đó làm giảm tốc độ xảy ra quá trình ôi hoá chất béo. Cụ thể là phụ gia này sẽ kéo dài thời gian hình thành những hợp chất gây ra quá trình oxy hoá. Ngoài ra, phụ gia chống oxy hoá còn có chức năng vô hoạt peroxide. Khi chế biến, đặc biệt là bảo quản các sản phẩm thực phẩm thường xảy ra các quá trình và các loại phản ứng oxy hoá khác nhau làm biến đổi phẩm chất và giá trị của thực phẩm. Các biểu hiện thường thấy của sự oxy hoá chất béo là phát sinh mùi vị xấu, thay đổi màu sắc, thay đổi độ nhớt của sản phẩm và làm mất chất dinh dưỡng. 2. Tổng quan về nguyên liệu: dầu thực vật Trong công nghệ thực phẩm dầu ăn thường dùng để chỉ loại dầu được chiết xuất từ các bộ phận như hạt, quả,... của thực vật vi dụ như dầu đậu nành, dầu hướng dương, dầu cọ, dầu ô liu, dầu mè, dầu cái (canola), dầu dừa. Dầu thực vật thường được dùng để chiên rán, chế biến thực phẩm, làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm thực phẩm. Hình1 2.1. Thành phần hoá học: Thành phần hóa học của dầu biển động khá lớn dựa vào loài thực vật, bộ phận dùng để sản xuất dầu, công nghệ sản xuất dầu. Thành phần của dầu thường gồm một số chất như triglyceride (chất béo trung tỉnh), axit béo no, axit béo bão hòa, axít béo bão hòa đơn, axit béo bão hòa đa, chất màu. Thành phần Tỷ lệ Omega-3 4% Omega-6 50% Omega-9 20% Chất béo bão hoà 20% Bảng 1.1. Thành phần hoá học có trong 100ml dầu 2.2. Các chỉ tiêu: 2.2.1. Các chỉ tiêu cảm quan: - Màu sắc : Đặc trưng cho từng sản phẩm - Mùi vị : Không có vị lạ, không bị ôi khét - Độ trong: Trong suốt, không bị vẩn đục - Không sử dụng chất bảo quản và chất tạo màu. - Dầu ít bị biến đổi trong quá trình chế biến, không chứa các acid béo no, các tạp chất gây rối loạn sinh lý. 2.2.2. Các chỉ tiêu hoá-lý: -Chỉ số axit: Xác định lượng axit béo tự do cô trong dầu ăn. Chỉ số này càng cao thì dầu cảng có khả năng bị oxy hóa và dễ bị hỏng. - Chỉ số iod: Đo mức độ không bão hòa của axit béo trong dầu. Chỉ số iod cao nghĩa là đầu chứa nhiều axít béo không bão hòa, tốt cho s
PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
TỔNG QUAN
Phụ gia chống oxy hoá là các chất được thêm vào sản phẩm thực phẩm nhằm vô hoạt các gốc tự do, từ đó làm giảm tốc độ ôi hoá chất béo Cơ chế chính của chúng là kéo dài thời gian hình thành các hợp chất gây ra quá trình oxy hoá, qua đó tăng cường khả năng bảo quản chất béo Bên cạnh đó, phụ gia chống oxy hoá còn có chức năng vô hoạt peroxide, ngăn ngừa sự hình thành các sản phẩm peroxide trong thực phẩm.
Trong quá trình chế biến và đặc biệt là bảo quản thực phẩm, các quá trình oxy hoá và nhiều loại phản ứng oxi hoá khác nhau có thể diễn ra, khiến phẩm chất và giá trị của sản phẩm bị biến đổi Những thay đổi này ảnh hưởng đến màu sắc, hương vị, kết cấu và hàm lượng dinh dưỡng, từ đó có thể làm giảm sự hấp dẫn và giá trị thương mại của thực phẩm Để hạn chế tác động của oxy hoá, nên áp dụng các biện pháp bảo quản như kiểm soát nhiệt độ, giảm tiếp xúc với oxy, đóng gói kín và bổ sung chất chống oxy hoá tự nhiên hoặc tổng hợp Việc nhận biết và tối ưu các yếu tố trong quá trình bảo quản giúp kéo dài thời gian lưu trữ, duy trì chất lượng và tăng giá trị của thực phẩm trên thị trường.
Quá trình oxy hóa chất béo thể hiện qua các dấu hiệu dễ nhận biết như mùi vị khó chịu hoặc ôi thối, sự biến đổi màu sắc của sản phẩm, thay đổi độ nhớt và làm giảm hàm lượng chất dinh dưỡng có trong thực phẩm.
2 Tổng quan về nguyên liệu: dầu thực vật
Trong công nghệ thực phẩm, dầu ăn là loại dầu được chiết xuất từ các bộ phận của thực vật như hạt và quả, ví dụ như dầu đậu nành, dầu hướng dương, dầu cọ, dầu ô liu, dầu mè, dầu canola và dầu dừa Dầu thực vật được sử dụng phổ biến để chiên rán, chế biến thực phẩm và làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm thực phẩm.
Thành phần hóa học của dầu biển động phụ thuộc nhiều vào loài thực vật được dùng để sản xuất dầu, bộ phận thực vật khai thác và công nghệ sản xuất dầu Dầu biển động thường chứa các thành phần chính như triglyceride (chất béo trung tính), axit béo no, axit béo bão hòa đơn và axit béo bão hòa đa, cùng với các chất màu.
Bảng 1.1 Thành phần hoá học có trong 100ml dầu
2.2.1 Các chỉ tiêu cảm quan:
- Màu sắc : Đặc trưng cho từng sản phẩm
- Mùi vị : Không có vị lạ, không bị ôi khét
- Độ trong: Trong suốt, không bị vẩn đục
- Không sử dụng chất bảo quản và chất tạo màu.
- Dầu ít bị biến đổi trong quá trình chế biến, không chứa các acid béo no, các tạp chất gây rối loạn sinh lý.
2.2.2 Các chỉ tiêu hoá-lý:
Chỉ số axit (FFA) là thước đo lượng axit béo tự do trong dầu ăn Chỉ số này càng cao thì dầu ăn có khả năng bị oxy hóa và dễ bị hỏng hơn, làm suy giảm chất lượng, hương vị và thời gian bảo quản Vì vậy, việc kiểm soát và duy trì chỉ số axit ở mức thấp là yếu tố then chốt để đảm bảo dầu ăn ổn định, ít oxi hóa và an toàn cho người dùng.
Chỉ số iod là thước đo mức độ không bão hòa của axit béo trong dầu Chỉ số iod cao nghĩa là dầu chứa nhiều axit béo không bão hòa, tốt cho sức khỏe hơn, nhưng dễ bị oxy hóa Vì vậy, việc lựa chọn dầu có chỉ số iod phù hợp đi kèm với biện pháp bảo quản thích hợp để hạn chế oxy hóa Để duy trì chất lượng và dinh dưỡng, nên bảo quản dầu ở nơi mát, tránh ánh sáng và không khí, và tiêu thụ trong thời gian phù hợp.
- Chỉ số xá phòng hỏa: Thể hiện lượng kiểm cần thiết để xà phòng hóa một gram dầu. Chỉ số này cho biết mức độ phân tử của axit béo trong dầu
Chỉ số peroxide là thước đo mức độ oxy hóa của dầu, cho biết dầu còn tươi hay đã bị oxy hóa Chỉ số peroxide càng cao cho thấy dầu đã bị oxy hóa nhiều và không còn an toàn khi sử dụng Vì vậy, kiểm tra chỉ số peroxide là cách hiệu quả để đánh giá chất lượng dầu và đảm bảo an toàn khi dùng.
- Độ nhớt: Đo lường sự lưu thông của dầu khi ở nhiệt độ phòng Dầu càng nhớt thì thường có độ bền nhiệt cao hơn
- Điểm cháy (Flash point): Nhiệt độ tại đó đầu bắt đầu tạo khói Dầu ăn có điểm cháy cao sẽ phù hợp hơn cho chiến rán ở nhiệt độ cao
- Tỷ trọng: Giúp xác định chất lượng dầu Tỷ trọng thường ở mức từ 0.8-0.95 g/cm³ ở 20°C.
3 Tổng quan về phụ gia:
BHT, short for Butylated Hydroxytoluene, is formed by the reaction of para-cresol (4-methylphenol) with isobutylene (2-methylpropene) in the presence of a sulfuric acid catalyst This antioxidant is widely used as a preservative to prevent oxidation and extend the shelf life of fats and oils It is commonly added to products such as milk, oils, shortening, and cereals to protect against rancidity and spoilage.
- Ký hiệu phụ gia: INS 321
Hình 2 Cấu trúc phân tử
Hình.3: Butylated hydroxy toluene (BHT)
BHT ở dạng tinh thể trắng, hình dạng sợi, không mùi hoặc có mùi đặc trưng khó chịu của vòng thơm; bị tổn thất dưới tác động của nhiệt (sấy, v.v.) Tan kém trong nước, tan trong etanol, toluen, xeton và axeton; dễ bay hơi và có thể chưng cất Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg là khoảng 265°C, nhiệt độ nóng chảy 69–72°C.
BHT có tính chất tương tự BHA và có độ bền nhiệt cao hơn, tuy nhiên tác dụng chống oxy hóa của BHT lại kém hơn BHA do cấu trúc không gian của BHT cồng kềnh BHA được xem là có hai nhóm tert‑butyl quanh nhóm -OH trong phân tử, một đặc điểm cấu trúc góp phần vào đặc tính chống oxy hóa của nó.
Ứng dụng trong thực phẩm
- BHT thường được dùng để bảo quản thực phẩm có mùi, có màu sắc và hương vị
Các sản phẩm thịt gia cầm đã qua chế biến ở dạng miếng hoặc cắt lát ngày càng phổ biến và thường chứa BHT BHT, viết tắt của butylated hydroxytoluene, là một chất thuộc nhóm chất chống oxy hóa có hiệu quả trong việc ngăn ngừa quá trình oxy hóa, từ đó kéo dài hạn sử dụng và bảo quản các sản phẩm có nhiều chất béo Vì vậy, BHT được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm thịt gia cầm có hàm lượng chất béo cao nhằm duy trì chất lượng, độ tươi và hương vị.
Thực phẩm được bảo quản lạnh bao gồm nước ép hoa quả ướp lạnh và trái cây BHT là một trong những chất chống oxy hóa trong thực phẩm được đánh giá cao nhất và được sử dụng rộng rãi không chỉ trong ngành thực phẩm mà còn trong các ứng dụng như nhiên liệu máy bay và cao su.
- Nước giải khát có hương liệu: Tảo biển, quả hạch
- BHT là các hóa chất đặc biệt có tác dụng làm giảm sự oxi hóa của các chất hữu cơ.
- Được chứng nhận an toàn không gây độc hại cho sức khỏe người dùng.
LIỀU LƯỢNG SỬ DỤNG THEO THÔNG TƯ SỐ 24/2019/TT-BYT
01.3.2 Các sản phẩm tạo màu trắng cho đồ uống 100 15 &
19501.5.1 Sữa bột và cream bột (nguyên chất) 200 15 &
02.1.1 Dầu bơ, chất béo sữa đã tách nước, ghee 75 15, 133
02.1.2 Dầu và chất béo thực vật 200 15 &
02.1.3 Mỡ lợn, mỡ trâu, bò hay mỡ cừu, dầu cá và mỡ của các động vật khác 200 15 &
02.2.2 Chất béo dạng phết, chất béo sữa dạng phết và sản phẩm dạng phết hỗn hợp 200 15 &
Chất béo thể nhũ tương là các loại dầu được phân tán trong nước, tạo thành nhũ tương dầu trong nước Các sản phẩm liên quan gồm các sản phẩm được phối trộn và/hoặc các sản phẩm từ chất béo thể nhũ tương có hương vị.
02.4 Đồ tráng miệng từ chất béo, không bao gồm đồ tráng miệng từ sữa thuộc mã nhóm 01.7 200 15 &
03.0 Đá thực phẩm, bao gồm nước quả ướp lạnh và kem trái cây 100 15 &
04.2.2.2 Rau, củ khô (bao gồm nấm, rễ, thực vật thân củ và thân rễ, đậu, đỗ, lô hội), tảo biển, quả hạch và hạt 200 15, 76
05.1.4 Sản phẩm cacao, sô cô la 200 15, 130,
05.1.5 Các sản phẩm tương tự sô cô la, sản phẩm thay thế sô cô la 200 15 &
Sản phẩm kẹo cứng, kẹo mềm, kẹo nuga…, không bao gồm các sản phẩm thuộc mã nhóm 05.1, 05.3 và 05.4 200 15, 130,
05.4 Sản phẩm dùng để trang trí (ví dụ, dùng cho bánh), lớp phủ (không có trái cây) và nước sốt ngọt 200 15 &
06.3 Ngũ cốc ăn sáng, bao gồm cả yến mạch xay 100 15 &
06.4.3 Mỳ ống, mì sợi đã được làm chín và các sản phẩm tương tự 200 15 &
08.2 Sản phẩm thịt, thịt gia cầm và thịt thú nguyên miếng hoặc cắt nhỏ đã qua chế biến
08.3 Sản phẩm thịt, thịt gia cầm và thịt thú xay nhỏ đã qua chế biến 100
09.2.1 Cá, cá phi lê và sản phẩm thủy sản đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 200
15, 180, 392, XS36, XS92, XS95, XS165, XS190, XS191, XS312, XS315
09.2.2 Cá, cá phi lê và sản phẩm thủy sản bao bột đông lạnh, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 200 15, 180,
09.2.5 Thủy sản và sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men hoặc ướp muối, bao gồm cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
15, 196, XS167, XS189, XS222, XS236, XS244
09.3 Thủy sản và sản phẩm thủy sản sơ chế, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai 200
Thủy sản và sản phẩm thủy sản lên men hoặc đóng hộp, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai đóng hộp được bảo quản hoàn toàn 200
15, 180, XS3, XS37, XS70, XS90, XS94 & XS119
12.2 Gia vị, thảo mộc, đồ gia vị (VD: gia vị dùng cho mì ăn liền) 200 15 &
12.5 Viên xúp và nước thịt 200 15, 130
12.6 Nước chấm và các sản phẩm tương tự 100 15, 130
13.6 Sản phẩm bổ sung vitamin và khoáng chất 400 15 &
15.0 Thực phẩm mặn ăn liền 200 15 &
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Nguyên liệu cần chuẩn bị: dầu thực vật
Hình: Sơ đồ quy trình chuẩn bị mẫu
Khảo sát khả năng chống oxi hóa dựa trên xác định chỉ số peroxyt và chỉ số acid của các mẫu có bổ sung phụ gia BHT và vitamin E so với mẫu không sử dụng phụ gia, nhằm làm rõ tác dụng của các phụ gia này đối với độ ổn định oxi hóa và chất lượng sản phẩm.
Bài viết này tìm hiểu vai trò của phụ gia chống oxi hóa bằng cách so sánh hai mẫu: mẫu có bổ sung phụ gia và mẫu không sử dụng phụ gia, dựa trên xác định chỉ số peroxyt và chỉ số acid Chỉ số peroxyt cho thấy mức độ khởi phát của quá trình oxi hóa và khả năng bảo vệ của phụ gia trước sự hình thành các gốc tự do Chỉ số acid phản ánh mức độ phân hủy và biến đổi axit béo trong mẫu So sánh hai mẫu cho thấy mẫu có phụ gia thường có tốc độ tăng chỉ số peroxyt chậm hơn và giá trị chỉ số acid ở mức thấp hơn, cho thấy phụ gia chống oxi hóa giúp ổn định chất lượng và kéo dài tuổi thọ sản phẩm Phương pháp xác định được mô tả với các bước chuẩn bị mẫu, quy trình đo và cách diễn giải kết quả, để đảm bảo độ lặp lại và độ tin cậy cao Kết quả này có thể được áp dụng trong các ngành công nghiệp dầu ăn, thực phẩm, mỹ phẩm và nhựa, nhằm tối ưu liều lượng phụ gia, quản lý chi phí và đảm bảo an toàn chất lượng sản phẩm.
- Bổ sung kiến thức thực tiễn và thực hành các thao tác.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố và 3 lần lặp lại.
3.3 Yếu tố thí nghiệm: Loại phụ gia chống oxi hóa BHT và vitamin E.
Mẫu M0 (không chứa phụ gia)
Xác định chỉ số acid của mẫu M0,M1,M2
Xác định chỉ số peroxit của mẫu M0,M1,M2
Mỗi đơn vị thí nghiệm lặp lại 3 lần.
Mỗi thí nghiệm tương ứng với lượng dầu xác định
3.7 Cách tiến hành các chỉ tiêu theo dõi:
Xác Định Chỉ Số Acid
Dưới tác dụng của các enzyme thủy phân lipaza và phospholipaza cùng nước và nhiệt độ, triglyceride sẽ bị phá vỡ liên kết este và thủy phân thành axit béo tự do Chỉ số axit (acid value) là lượng KOH cần dùng để trung hòa các axit béo tự do có trong dầu hoặc mỡ.
Để xác định acid béo tự do trong mẫu dầu, tiến hành trung hòa bằng dung dịch kiềm chuẩn KOH 0.1N, mẫu được hòa tan trong dung môi cồn tuyệt đối và dùng chỉ thị phenolphtalein Điểm tương đương được nhận biết khi dung dịch chuẩn vàng (đặc trưng cho từng loại dầu) chuyển từ màu hồng nhạt sang hồng bền và ổn định trong 30 giây Quá trình chuẩn độ cho phép ước lượng hàm lượng acid béo tự do dựa trên thể tích kiềm đã tiêu thụ, cung cấp dữ liệu quan trọng cho phân tích chất lượng dầu và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Xác định chỉ số peroxit:
Chỉ số peroxit (POV) là lượng chất oxy hóa có trong mẫu thử được xác định bằng phương pháp đo bằng mili đương lượng oxy hoạt tính thông qua phản ứng oxi hóa KI, trên 1 kg mẫu theo các điều kiện thao tác được quy định Chỉ số này phản ánh mức độ oxy hóa của dầu mỡ, cho biết tình trạng oxy hóa ban đầu của sản phẩm và giúp đánh giá chất lượng, độ ổn định và thời hạn sử dụng của dầu mỡ.
Dựa vào tác dụng của peroxit với dung dịch KI, iod tự do được hình thành và sau đó được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn với chỉ thị hồ tinh bột Điểm tương đương nhận biết khi dung dịch chuyển từ màu tím đen sang màu không màu Phương trình phản ứng gồm hai bước: H2O2 + 2 I- + 2 H+ → I2 + 2 H2O và I2 + 2 S2O3^2- → 2 I- + S4O6^2- Khi dùng hồ tinh bột làm chỉ thị, màu xanh tím đen của phức hợp I2 biến mất tại điểm tương đương. -**Support Pollinations.AI:**🌸 **Quảng cáo** 🌸 Tối ưu nội dung hóa học và SEO dễ dàng với Pollinations.AI! [Ủng hộ chúng tôi](https://pollinations.ai/redirect/kofi) để truy cập AI miễn phí cho mọi người.
KẾT QUẢ
1 Thí nghiệm chỉ số acid:
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).
Bảng số liệu: Vtr = (ml)
Số lần Mẫu M0 Mẫu M1 Mẫu M2 m (g) V
2 Thí nghiệm chỉ số peroxyt:
PoV : chỉ só peroxyt (meq/kg)
Vth : số mL Na2S2O3 0.01N dùng để định phân mẫu thực (mẫu dầu).
Vtr : số mL Na2S2O3 0.01N dùng để định phân mẫu trắng (nước cất). m : khối lượng mẫu thí nghiệm (g).
1000 : hệ số quy đổi theo 1kg chất béo.
N : Nồng độ dung dịch Na2S2O3 (N).
Bảng số liệu: Vtr = (ml)
Số lần Mẫu M0 Mẫu M1 Mẫu M2 m (g) V (ml) PoV m (g) V (ml) PoV m (g) V (ml) PoV
BÀN LUẬN
Thí nghiệm chỉ số acid:
- Mẫu M0 (không sử dụng phụ gia) có chỉ số acid trung bình cao nhất (≈ 7,53).
→ Điều này chứng tỏ mẫu dầu này đã xảy ra quá trình oxy hóa và thủy phân mạnh, tạo ra nhiều acid béo tự do.
→ Dầu không có phụ gia chống oxy hóa nên dễ bị tác động bởi oxy, ánh sáng và nhiệt độ, dẫn đến giảm chất lượng.
- Mẫu M1 và M2 (có bổ sung phụ gia chống oxy hóa) có chỉ số trung bình thấp hơn rõ rệt (≈ 1,51 và 1,20).
Phụ gia chống oxy hóa làm chậm quá trình oxy hóa, hạn chế sự hình thành axit béo tự do và giúp duy trì ổn định chất lượng dầu trong suốt quá trình bảo quản cũng như gia nhiệt.
Chỉ số acid phản ánh lượng axit béo tự do hình thành do quá trình oxy hóa và thủy phân triglyceride trong dầu mỡ Khi dầu bị oxy hóa, các phản ứng với oxy không khí tạo ra gốc tự do và peroxide, dẫn tới hình thành axit béo tự do và làm tăng chỉ số acid.
- Ở mẫu M0 không có phụ gia, chỉ số acid cao chứng tỏ dầu đã bị oxy hóa mạnh, làm giảm chất lượng và độ bền.
Theo đó, mẫu M1 và M2 được bổ sung phụ gia khiến giá trị AV giảm, cho thấy phụ gia ức chế hình thành gốc tự do và từ đó làm chậm quá trình oxy hóa.
Sự khác biệt giữa phụ gia M1 và M2 cho thấy mỗi loại có hiệu suất và cơ chế hoạt động riêng biệt Phụ gia M2 có thể có độ ổn định cao hơn và khả năng phân bố đồng đều trong pha dầu tốt hơn, từ đó mang lại hiệu quả chống oxy hóa tốt hơn cho sản phẩm và kéo dài tuổi thọ của các thành phần dễ oxy hóa.
Thí nghiệm chỉ số peroxyt:
Trong phân tích PoV, mẫu M0 (không phụ gia) ghi nhận giá trị PoV trung bình cao nhất, cho thấy quá trình oxy hóa sơ cấp với sự hình thành peroxide và hydroperoxide diễn ra mạnh hơn ở mẫu này so với các mẫu có phụ gia.
- Mẫu M1 và M2 (có phụ gia) đều có PoV trung bình thấp hơn đáng kể, cho thấy phụ gia có tác dụng ức chế sự hình thành peroxide.
- M2 có PoV trung bình thấp nhất, do đó trong điều kiện thí nghiệm này phụ gia M2 cho hiệu quả chống oxy hóa sơ cấp tốt hơn M1.
Phụ gia chống oxy hóa hoạt động bằng cách trung hòa gốc tự do ROO• và R• hoặc phân hủy peroxide, từ đó làm chậm chu trình phản ứng oxy hóa Kết quả cho thấy M1 và M2 giảm PoV so với mẫu đối chứng M0, cho thấy sự bảo vệ của phụ gia đối với quá trình oxy hóa và giúp tăng độ ổn định của mẫu.
Trong thí nghiệm này: M2 có hiệu quả chống oxy hóa sơ cấp tốt nhất (PoVtb ≈ 2,255) > M1 (PoVtb ≈ 2,713) > M0 (không phụ gia; PoVtb ≈ 5,115).
Qua các thí nghiệm xác định chỉ số axit (AV) và chỉ số peroxyt (PoV) nhằm đánh giá vai trò của phụ gia chống oxy hóa, ta rút ra các kết luận sau:
Mẫu M0 không sử dụng phụ gia bảo vệ cho thấy dầu mỡ trong mẫu này đã trải qua oxy hóa và thủy phân ở mức cao, khiến hình thành nhiều acid béo tự do và peroxide Các chỉ số axit và peroxide ở mức cao cho thấy sự suy giảm chất lượng và độ bền oxy hóa của dầu khi không có chất bảo vệ.
Các mẫu dầu bổ sung phụ gia M1 và M2 cho thấy giảm rõ rệt cả hai chỉ số AV và PoV so với mẫu không có phụ gia, chứng tỏ phụ gia đã ức chế mạnh quá trình oxy hóa lipid, làm giảm sự hình thành gốc tự do và hạn chế phản ứng thủy phân Nhờ đó, chất lượng dầu được ổn định và bền hơn trong điều kiện thí nghiệm.
TRẢ LỜI CÂU HỎI
Phụ gia chống oxy hóa trên thị trường gồm các nhóm chính: tổng hợp như BHA (butylated hydroxyanisole), BHT (butylated hydroxytoluene), TBHQ (tertiary butylhydroquinone) và propyl gallate; axit hữu cơ như axit ascorbic và các muối của nó; nguồn gốc tự nhiên như tocopherols và chiết xuất rosemary; và các dạng ester như ascorbyl palmitate Mỗi chất có công thức phân tử riêng (ví dụ BHA C11H16O2; BHT C15H24O; TBHQ C10H14O2; propyl gallate C10H12O5; ascorbyl palmitate C22H32O6; ascorbic acid C6H8O6; tocopherol C29H50O2; sodium erythorbate NaC6H7O6; sodium ascorbate NaC6H7O6; citric acid C6H8O7) và cơ chế tác dụng là ngăn chặn quá trình oxy hóa bằng cách bắt gốc tự do hoặc ức chế peroxyd hóa lipid Theo Thông tư 24, các phụ gia này được cho phép sử dụng cho nhiều dạng thực phẩm, từ dầu ăn và mỡ cho tới thực phẩm chế biến sẵn, snack, nước giải khát và sản phẩm sữa, với giới hạn tối đa tương ứng cho từng nhóm sản phẩm.
- Công thức: C11H14O2 (mixture of isomers).
- Cơ chế: Phenolic antioxidant — bắt gốc tự do (radical-scavenger), ức chế chuỗi oxy hóa lipid.
- Ứng dụng: dầu chiên, mỡ, snack, thit chế biến, bánh quy, thực phẩm giàu lipid.
Chất này có tình trạng pháp lý được công nhận rộng rãi ở nhiều nước và nằm trong danh mục phụ gia thực phẩm; theo TT24 hoặc bản cập nhật mới nhất, mức tối đa cho phép và các điều kiện sử dụng của chất này phải được kiểm tra đầy đủ để đảm bảo tuân thủ quy định.
- Cơ chế: Phenolic antioxidant — bắt gốc tự do, ngăn peroxid hóa lipid.
- Ứng dụng: dầu, mỡ, thức ăn chế biến, snack, bánh quy, thực phẩm đóng gói.
- Tình trạng pháp lý: phổ biến và được liệt kê trong danh mục phụ gia (xem điều kiện dùng/Mức tối đa).
- Cơ chế: Phenolic antioxidant — bắt gốc tự do, hiệu quả cao trong môi trường dầu chiên.
- Ứng dụng: dầu ăn, margarine, mỡ chiên, snack.
- Tình trạng pháp lý: được dùng trong công nghiệp thực phẩm, có quy định mức tối đa.
- Cơ chế: Phenolic ester — bắt gốc tự do, thường phối hợp với BHA/BHT để tăng hiệu quả.
- Ứng dụng: dầu mỡ, mỡ bơ thực vật, sản phẩm thịt, gia công thực phẩm.
- Tình trạng pháp lý: có trong danh mục phụ gia được chấp thuận với mức giới hạn cụ thể.
5 Tocopherols (Vitamin E: α-, γ-tocopherol; tocopherol concentrates)
- Công thức (ví dụ α-tocopherol): C29H50O2 (hỗn hợp các đồng phân tự nhiên).
- Cơ chế: bắt gốc peroxyl; là chất chống oxy hóa tự nhiên tan trong dầu.
- Ứng dụng: dầu ăn, margarine, thực phẩm chức năng, sản phẩm dầu hạt, bơ thực vật.
- Tình trạng pháp lý: được phép (d-alpha-tocopherol, tocopherol concentrate được liệt kê trong TT24).
6 Ascorbic acid (Vitamin C) và dẫn xuất (sodium ascorbate, ascorbyl palmitate)
- Công thức ascorbic acid: C6H8O6; ascorbyl palmitate ≈ C22H38O7.
- Cơ chế: chất khử/thu electron — phá vỡ các gốc oxy hóa, khử peroxide; một số muối (sodium ascorbate) dùng để ổn định màu/thịt.
- Ứng dụng: thực phẩm chế biến, thịt nguội, đồ uống, đồ đóng hộp, sản phẩm trái cây cắt sẵn.
- Tình trạng pháp lý: được phép với nhiều dẫn xuất thường dùng.
7 Sodium erythorbate (Erythorbic acid salt)
- Công thức sodium erythorbate: C6H7NaO6 (muối).
- Cơ chế: như ascorbate — chất khử, hỗ trợ ổn định màu thịt và giảm quá trình oxy hóa.
- Ứng dụng: thịt chế biến (giữ màu), thực phẩm đóng gói.
- Tình trạng pháp lý: có mặt trong danh mục cho phép (kiểm tra mức tối đa).
- Công thức: hỗn hợp phospholipid (phosphatidylcholine, v.v.).
- Cơ chế: chủ yếu là chất nhũ hóa; có tác dụng chống oxy hóa gián tiếp (ổn định nhũ tương, đôi khi chelate kim loại).
- Ứng dụng: chocolate, margarine, thực phẩm dạng nhũ tương.
- Tình trạng pháp lý: được phép; thường liệt kê dưới dạng nhũ hóa/chống oxy hóa.
9 Rosemary extracts (chiết xuất húng tây: carnosic acid, carnosol)
- Công thức tham khảo carnosic acid: C20H28O4 (thay đổi theo hợp chất chính).
- Cơ chế: polyphenolic natural antioxidants — bắt gốc, phân hủy peroxides; là lựa chọn tự nhiên thay thế BHA/BHT.
- Ứng dụng: dầu, mỡ, thực phẩm chế biến cần nhãn “chống oxy hóa tự nhiên”.
- Tình trạng pháp lý: các chiết xuất thực vật thường có trong danh mục (kiểm tra tên cụ thể trong TT24/cập nhật).
10 Citric acid (và các muối citrate)
- Cơ chế: khử ion kim loại (chelator) — làm giảm tác dụng xúc tác của Fe/Cu trong oxy hóa lipid; gián tiếp ngăn oxy hóa.
- Ứng dụng: đồ hộp, nước giải khát, chế biến thực phẩm.
- Tình trạng pháp lý: rộng rãi cho phép (dùng như chất điều chỉnh pH/chelator).
11 EDTA (ví dụ disodium EDTA)
- Công thức disodium EDTA: C10H14N2Na2O8.
- Cơ chế: chelating agent — kết hợp ion kim loại xúc tác, giảm oxy hóa.
- Ứng dụng: thực phẩm chế biến, đồ hộp, thức uống (tùy quy định).
- Tình trạng pháp lý: có trong danh mục một số mục đích sử dụng; cần kiểm tra mức và ứng dụng theo TT24.
12.Other natural phenolics (ví dụ tocotrienols, polyphenols, rosemary, green tea extracts)
- Công thức đa dạng (phụ thuộc hợp chất chính).
- Cơ chế: bắt gốc, chelate, khử peroxides.
- Ứng dụng: thực phẩm “natural”/functional, dầu, snack, các sản phẩm cần nhãn sạch.
- Tình trạng pháp lý: nhiều chiết xuất tự nhiên được liệt kê; kiểm tra tên hóa học/chức năng trong TT24.
Câu2: Những dạng thực phẩm nào cần bổ sung phụ gia chống oxy hoá, những biện pháp hổ trợ kèm theo về bao bì hay điều kiện bảo quản.
Những thực phẩm chứa nhiều chất béo hoặc dễ bị oxy hóa, như dầu ăn, mỡ động vật và thực vật, sản phẩm chiên rán (snack, mì ăn liền), thịt chế biến, sữa và các sản phẩm từ sữa, hạt có dầu, thực phẩm đóng hộp và các thực phẩm chức năng chứa dầu cá hay vitamin dễ oxy hóa, đều cần bổ sung phụ gia chống oxy hóa Việc bổ sung những phụ gia này giúp bảo toàn chất lượng, hương vị và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm trong quá trình lưu trữ và tiêu thụ.
Các sản phẩm này dễ bị biến đổi mùi, vị và giảm giá trị dinh dưỡng do quá trình oxy hóa lipid, vì vậy cần được bảo vệ bằng các phụ gia chống oxy hóa như BHA, BHT, tocopherol (vitamin E) và ascorbyl palmitate để duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng.
- Bên cạnh việc sử dụng phụ gia, cần kết hợp các biện pháp hỗ trợ bảo quản như:
- Bao bì kín, chống oxy và ánh sáng, ví dụ chai tối màu, túi nhiều lớp.
- Đóng gói trong khí trơ (N₂, CO₂) để loại bỏ oxy.
- Bảo quản lạnh hoặc nơi thoáng mát, tránh nhiệt độ cao.
- Tránh ánh sáng trực tiếp, nhất là tia UV.
- Phối hợp nhiều chất chống oxy hóa (như tocopherol + acid citric) để tăng hiệu quả.
Phụ gia chống oxy hóa kết hợp với bao bì thực phẩm tối ưu và điều kiện bảo quản phù hợp giúp ngăn ngừa hư hỏng, kéo dài thời gian sử dụng và duy trì chất lượng cảm quan của thực phẩm.
PHỤ GIA TẠO NHŨ
TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
Dầu thực vật là loại dầu được chiết xuất từ các bộ phận của thực vật như củ, quả, lá và hạt, trải qua các công đoạn chưng cất và tinh chế để cho ra sản phẩm cuối cùng có chất lượng cao.
Dầu và chất béo được hydro hóa là quá trình biến đổi trong đó hỗn hợp triglyceride được hydro hóa ở nhiệt độ và áp suất cao Hydro liên kết với triglyceride làm tăng phân tử khối của chúng Dầu và chất béo được hydro hóa có khả năng chống oxy hóa được cải thiện, giúp ngăn ngừa ôi thiu, đồng thời tăng độ quánh nhớt và nhiệt độ nóng chảy, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng thực phẩm và chế biến.
- Cảm quan: trong suốt, màu sáng, không mùi.
- Ứng dụng: trong các món chiên xào, công nghệ sản xuất mì gói, đồ đóng hộp
- Vai trò: làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm, tăng hương vị bổ sung chất béo
Nước là hợp chất hóa học của oxy và hidro với công thức H2O Nhờ đặc tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và sự bất thường của khối lượng riêng, nước đóng vai trò thiết yếu trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống hàng ngày.
Nhờ tính lưỡng cực, nước là dung môi tốt cho các hợp chất phân cực hoặc có tính ion như axít, rượu và muối, khiến chúng dễ tan trong nước Khả năng hòa tan của nước đóng vai trò then chốt trong sinh học, vì nhiều phản ứng sinh hóa chỉ diễn ra trong dung dịch nước Nước tinh khiết cơ bản không dẫn điện.
Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazơ Ở pH=7 (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt
(OH-) cân bằng với hàmlượng của hydronium (H2O+) Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như HCl, nước phản ứng như một chất kiềm.
TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA THEO TIÊU CHUẨN CỦA BỘ Y TẾ
+ Tan tốt trong dầu, các dung môi không phân cực
Xảy ra trong nhũ tương như sau: phản ứng hóa học để tạo ra các chất mong muốn sẽ diễn ra khi lecithin được đưa vào hệ nhũ tương để làm bền và ổn định nhũ tương Có hai cách các phân tử chất phản ứng gặp nhau: một là chúng gặp nhau nhờ khuếch tán trong pha liên tục của nhũ tương, hai là chúng được kéo lại gần nhau tại mặt phân cách dầu-nước và trong các micelle do lecithin hình thành, từ đó tăng hiệu quả và đồng đều của phản ứng.
Cách 1 cho thấy các phân tử phản ứng của lecithin thấm qua lớp màng chất hoạt hóa bề mặt ra ngoài và gặp nhau để tạo phản ứng Tuy nhiên, thực tế phản ứng theo cơ chế này rất nhỏ và không đáng kể về mặt hiệu quả.
Cách 2: Khi các hạt vi nhũ tương chứa lecithin và phospholipid của dầu gặp nhau với đủ lực tác động, hai hạt nhỏ có thể kết hợp thành một hạt lớn hơn Các chất phản ứng bên trong hai hạt nhỏ hòa trộn với nhau, phản ứng diễn ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được hình thành.
Lecithin và phospholipid trong dầu gặp nước sẽ tạo lớp màng tại giao diện dầu–nước, làm phát sinh sức căng bề mặt tại khu vực phân pha Khi hai chất lỏng không trộn lẫn tiếp xúc với nhau, giao diện dầu–nước sẽ chịu các ứng suất do sức căng bề mặt gây ra Năng lượng bề mặt là đại lượng tỉ lệ thuận với sức căng bề mặt và diện tích phân pha Vì vậy, lecithin và phospholipid làm giảm sức căng bề mặt của nước, từ đó giảm năng lượng bề mặt và giúp hệ nhũ tương được ổn định hơn.
Trong công nghệ thực phẩm, Lecithine có trong dầu ăn, mứt kẹo đóng hộp, thức ăn nhanh, bánh mì, các sản phẩm từ phomat và hỗ trợ
Lecithin từ lòng đỏ trứng tham gia ổn định nhũ dầu trong nước, hỗ trợ hòa trộn giữa dầu và nước và hình thành nhũ tương ổn định Người ta còn sử dụng dạng lecithin đã được hydroxyl hóa để tăng tính tan của chúng trong các hệ nhũ.
Lecithin, hay chất nhũ hóa, là thành phần phổ biến trong ngành thực phẩm nhờ khả năng ổn định nhũ tương và tăng cảm giác ngon miệng Nó xuất hiện ở nhiều sản phẩm như nước giải khát, bánh kẹo, margarine, sữa, kem và socola, giúp dầu và nước hòa quyện với nhau và tạo độ đồng nhất Công dụng nổi bật của lecithin là tạo cấu trúc mong muốn cho các sản phẩm như bánh phủ kem và sốt, từ đó cải thiện độ mịn, độ săn chắc và trải nghiệm ăn uống Bên cạnh đó, chất nhũ hóa này còn giúp kéo dài thời gian bảo quản bằng cách ổn định hệ nhũ tương, giữ chất lượng sản phẩm trong quá trình lưu trữ.
- Công thức hóa học: CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)nOSO3Na
- Đặc điểm: Là chất tẩy rửa và chất hoạt động bề mặt được tìm thấy trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân Chất tạo bọt rất hiệu quả.
Chất hoạt động bề mặt là chất làm giảm sức căng bề mặt của nước Khi các phân tử lauryl sulfat tiếp xúc với nước, chúng hấp phụ lên bề mặt pha lỏng và hình thành một lớp hấp phụ rất mạnh Lớp này làm giảm sự liên kết giữa dầu và nước, tạo ra một áp lực tại giao diện và khiến dầu trở nên bền vững hơn, cản trở dầu kết dính với nhau.
Lauryl sulfat có các nhóm polar như sulfonat hoặc etoxylsunfat gắn vào chuỗi hydrocarbon Những nhóm này mang điện âm và chỉ liên kết yếu với các ion Fe, Mg, Ca trong nước, nhờ đó khả năng hoạt động của nó vẫn rất tốt.
Lauryl sulfat là một chất tẩy rửa, chất làm đặc và chất nhũ hóa, nên được ứng dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày Ở nồng độ thấp, nó xuất hiện trong hàng loạt sản phẩm tẩy rửa gia đình và các sản phẩm vệ sinh cá nhân như kem đánh răng, dầu gội đầu, xà phòng, cùng các sản phẩm chăm sóc tóc và chăm sóc da Nhờ khả năng làm sạch, nhũ hóa và tạo bọt, Lauryl sulfat giúp loại bỏ bụi bẩn và dầu nhờn, đồng thời tăng tính đồng nhất của các thành phần trong sản phẩm chăm sóc cá nhân và gia đình.
Trong lĩnh vực công nghiệp, natri lauryl sulfat xuất hiện ở nồng độ cao trong các chất tẩy rửa công nghiệp, bao gồm các sản phẩm tẩy rửa ô tô, làm sạch động cơ, lau sàn và dung dịch phun xịt khử khuẩn, nhằm bảo vệ an toàn cho người lao động.
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
1 Nguyên liệu và phụ gia
Nguyên liệu: mẫu dầu ăn, mẫu nước
Phụ gia: Lecithine, Lauryl sulfat
Thí nghiệm: Khảo sát khả năng tạo nhũ của hai loại phụ gia là Lecithine và Lauryl sunfat đến hệ nhũ tương dầu/nước, nước/dầu
Tìm hiểu về hệ nhũ tương thường gặp trong thực phẩm và phụ gia làm bền hệ nhũ
Trong nghiên cứu này, chúng tôi quan sát sự đồng nhất trong cấu trúc mẫu và thời gian tách pha để đánh giá ảnh hưởng của phụ gia Chúng tôi đo chiều cao lớp lắng của hai mẫu: một mẫu có bổ sung phụ gia và một mẫu đối chứng, nhằm so sánh sự phân tầng và tốc độ tách pha Kết quả cho thấy sự đồng nhất cấu trúc được duy trì ở cả hai mẫu, nhưng có sự khác biệt về thời gian tách pha và chiều cao lớp lắng giữa mẫu có phụ gia và mẫu đối chứng Việc đo chiều cao lớp lắng giúp đánh giá mức độ tách lớp và tối ưu điều kiện thử nghiệm cho quá trình ứng dụng phụ gia.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên một yếu tố với ba lần lặp lại.
Khảo sát khả năng làm bền hệ nhũ cương của Lecithine và Lauryl sunfat.
Thời gian tách lớp giữa 3 mẫu thí nghiệm M0, M1, M2
Chiếu dài từng lớp giữa 3 mẫu thí nghiệm M0, M1, M2
Cảm quan: Màu sắc, trạng thái của từng lớp giữa 3 mẫu thí nghiệm M0, M1, M2
Khối lượng, tỷ lệ dầu và nước
Tỷ lệ phụ gia 0,1% lecithin và 0,1% lauryl sunfat
Mẫu đối chứng là mẫu không sử dụng phụ gia Mỗi thí nghiệm lắp lại 3 lần
3.7 Cách tiến hành phân tích các chỉ tiêu theo dõi
Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng nhũ hóa của 2 loại phụ gia đến hệ nhũ tương dầu nước (1:4).
Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng nhũ hóa của 2 loại phụ gia đến hệ nhũ tương nước dầu (1:4).
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Mẫu Lần Thời gian tách lớp
Chiều dày từng lớp Màu sắc Trạng thái
Nước:2.2 cm Lớp trên màu vàng nhạt, lớp dưới màu trắng đục
Hệ nhũ tương tách lớp rõ ràng; lớp dầu nổi lên trên, lớp nước ở dưới. Pha liên tục: nước.
Nước:2 cm Bọt:0.3 cm Lớp trên màu vàng nhạt, lớp dưới hơi đục, lớp bọt mỏng màu vàng nhạt
Hệ nhũ tương tách lớp rõ ràng; lớp dầu nổi lên trên, lớp nước ở dưới. Pha liên tục: nước.
Vàng nhạt, hơi đục, ít bọt
Hệ nhũ tương tách lớp chậm hơn, có lớp bọt nổi trên bề mặt Pha liên tục: nước.
Vàng nhạt, trong hơn mẫu 1, nhiều bọt trắng
Vàng nhạt, bên dưới hơi đục, có bọt trắng
Trong hệ nhũ tương dầu–nước này, pha nước chiếm ưu thế nên nước là pha liên tục và dầu được phân tán vào nước thành các giọt nhỏ Ở mẫu M₀, nhũ tương tách lớp nhanh, khoảng 26 giây, cho thấy độ bền của hệ kém, có thể do thiếu hoặc rất ít chất nhũ hóa.
Mẫu M₁ và Mẫu M₂ cho thời gian tách lớp kéo dài, đặc biệt M₂ tách lớp chậm nhất, cho thấy hiệu quả nhũ hóa cao hơn nhờ có thêm chất nhũ hóa hoặc nồng độ chất nhũ hóa cao hơn Kết quả này cho thấy vai trò của chất nhũ hóa trong việc tăng độ ổn định của hệ nhũ và tối ưu hóa quá trình nhũ hóa.
Sự xuất hiện của bọt cho thấy có không khí bị cuốn vào khi lắc, đồng thời chứng minh nhũ tương tạm thời ổn định hơn.
=>Trong hệ dầu/nước, pha liên tục là nước, độ bền nhũ tương tăng dần theo thứ tự:
Mẫu Lần Thời gian tách lớp
Chiều dày từng lớp Màu sắc Trạng thái
Nước:0.7 cm Lớp trên màu vàng nhạt, lớp dưới hơi đục
Hệ nhũ tương tách lớp; lớp nước nổi trên, lớp dầu ở dưới. Pha liên tục: dầu.
Hệ nhũ tương tách lớp sau thời gian ngắn, có ít bọt Pha liên tục: dầu.
Hệ nhũ tương tách lớp một phần, có bọt trên bề mặt Pha liên tục: dầu.
Hệ nhũ tương không tách lớp, đồng nhất, có ít bọt trên bề mặt. Pha liên tục: dầu.
Nhận xét cho hệ dầu- nước cho thấy dầu chiếm ưu thế nên dầu là pha liên tục và nước bị phân tán vào trong dầu Ở M₀ và M₁, nhũ tương tách lớp sau khoảng 1–2 phút, chứng tỏ nhũ tương có độ ổn định kém.
Riêng mẫu M₂ ở lần 2 và lần 3, sau 12 phút vẫn không tách lớp, hỗn hợp đồng nhất và có ít bọt, cho thấy nhũ tương của mẫu M₂ rất bền Điều này có thể do lượng hoặc loại chất nhũ hóa phù hợp với hệ nước/dầu.
=>Trong hệ nước/dầu, pha liên tục là dầu, độ bền nhũ tương tăng theo thứ tự M₀
