ỨNG DỤNG PHỤ GIA TẠO MÙI VÀO CÁC LOẠI SẢN PHẨM

ỨNG DỤNG PHỤ GIA TẠO MÙI VÀO CÁC LOẠI SẢN PHẨM Phụ gia là chất không dinh dưỡng được thêm vào các sản phẩm với các mục đích khác nhau. Thông thường các chất này có hàm lượng thấp dùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị cũng như bảo quản sản phẩm.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA 3

1.1 Định nghĩa phụ gia thực phẩm 3

1.2 Các chất tạo mùi 4

1.2.1 Thuyết hóa học về mùi 4

1.2.2 Thuyết lý học về mùi 5

1.2.3 Vai trò của chất mùi (chất thơm) 6

1.3 Phân loại các chất mùi 6

1.3.1 Chất thơm tự nhiên 6

1.3.2 Chất mùi - hương tổng hợp 6

CHƯƠNG 2 SẢN XUẤT PHỤ GIA TẠO MÙI 7

2.1 Chất thơm có nguồn gốc tự nhiên 7

2.1.1 Các chất thơm tự nhiên 7

2.1.2 Các phương pháp khai thác và thu hồi chất thơm trong tự nhiên 7

2.1.3 Bảo tồn chất thơm tự nhiên trong quá trình sản xuất thực phẩm 10

2.2 Các chất mùi tổng hợp 11

2.2.1 Khả năng độc tính 11

2.2.2 Các phương pháp phối chế chất thơm tổng hợp để tạo ra mùi thơm củ a thực phẩm 12

2.2.3 Các phương pháp sử dụng chất thơm tổng hợp 12

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG PHỤ GIA TẠO MÙI VÀO CÁC LOẠI SẢN PHẨM 13

3.1 Hương liệu trong các sản phẩm nước giải khát 13

3.1.1 Acid Malic 13

3.1.2 Hương chanh tổng hợp 16

3.1.3 Hỗn hợp hương chanh tự nhiên 19

3.1.4 Hương cam tự nhiên 23

3.1.5 Hương bạc hà tổng hợp 25

3.2 Chất tạo mùi trong sản phẩm sữa 29

3.2.1 Hương liệu tổng hợp Vanilin 29

3.2.2 Hương liệu tự nhiên Vanilla 33

3.3 Hương liệu trong các sản phẩm bánh kẹo 34

3.3.1 Tinh dầu bạc hà 34

3.3.2 Benzandehit 35

3.3.3 Linalyl axetat 36

3.3.4 Amyl acetat 37

3.3.5 Izoamyl axetat (dầu chuối) 37

3.3.6 Izoamyl izovalerat 37

3.3.7 Etylabutyrat 38

3.3.8 Xitran 38

3.3.9 Andehit phân tử lớn 38

3.3.10 Etylformat 38

3.3.11 Mango Flavour 2001AL 38

3.3.12 Strawberry Flavor P1001M 39

3.4 Hương liệu trong các sản phẩm trà, cà phê, cacao 40

3.4.1 Hương bơ sữa tự nhiên 40

3.4.2 Hương cà phê tự nhiên 42

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 43

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHỤ GIA

1.1 Định nghĩa phụ gia thực phẩm

 Theo FAO: Phụ gia là chất không dinh dưỡng được thêm vào các sản phẩm

với các mục đích khác nhau Thông thường các chất này có hàm lượng thấpdùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị cũng như bảo quảnsản phẩm

 Theo WHO: Phụ gia là một chất không phải thực phẩm hiện diện trong thực

phẩm, là kết quả của một số mặt: sản xuất chế biến, bao gói, tồn trữ… Cácchất này không bao gồm các chất bẩn bị nhiễm vào thực phẩm

 Theo Ủy ban Tiêu chuẩn hóa thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius Commisson- CAC): Phụ gia là một chất có hay không có giá trị dinh

dưỡng, không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm và cũngkhông được sử dụng như một thành phần của thực phẩm Việc bổ sungchúng vào thực phẩm là để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất,chế biến, bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện cấu kếthoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó Phụ gia thực phẩm không baogồm các chất ô nhiễm hoặc các chất độc bổ sung vào thực phẩm nhằm duytrì hay cải thiện thành phần dinh dưỡng của thực phẩm

 Theo TCVN: Phụ gia thực phẩm là các chế phẩm tự nhiên hay tổng hợp

hóa học, không phải là thực phẩm hay một thành phần chủ yếu của thựcphẩm, có hoặc không có giá trị dinh dưỡng, được chủ động cho vào thựcphẩm với một lượng nhỏ nhằm mục đích đáp ứng nhu cầu công nghệ trongquá trình sản xuất, chế biến (tạo màu, mùi vị, tạo nhũ…), vận chuyển, đónggói, bảo quản hoặc tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Phụ gia vẫn cònđược lưu lại trong thực phẩm ở dạng nguyên thể hoặc dẫn xuất nhưng vẫnbảo đảm an toàn cho người sử dụng

Như vậy, phụ gia thực phẩm không phải là thực phẩm mà nó được bổ sungmột cách chủ ý, trực tiếp hoặc gián tiếp vào thực phẩm nhằm cải thiện kết cấu hoặcđặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó Phụ gia thực phẩm tồn tại trong thực phẩm nhưmột thành phần của thực phẩm với một giới hạn tối đa cho phép đã được quy định

1.2 Các chất tạo mùi

1.2.1 Thuyết hóa học về mùi

Có nhiều giả thuyết được đưa ra bởi nhiều nhà hóa học, triết học đưa ra Tuynhiên, tiêu biểu chỉ có một số giả thuyết sau đây:

Khoảng 2000 năm về trước, triết gia Lucrexia Car cho rằng trong mũi cónhững lỗ nhỏ Khi có hạt chất mùi rơi và lỗ đó thì mũi sẽ được cảm thụ Ýkiến chủ đạo của Lucrexia là ở chỗ: đặc trưng của mùi phụ thuộc vào tínhtương ứng giữa hình dáng của hạt chất mùi và của các lỗ nhỏ trong lỗ mũi.Năm 1920, nhà hóa học Thụy Điển Leopond Rujit đã đề ra giả thuyết về mùinhư sau: chất có mùi rơi vào mũi, nó lan rộng ra trong chất lỏng bảo phủvùng khứu giác Sau đó chất có mùi bắt đầu liên kết với một chất hóa họcđặc biệt gọi là “chất tiếp nhận mùi” (mỗi một chất tiếp nhận mùi chỉ cónhững nhóm nguyên tử nhất định tham gia tương tác) Kết quả là một chấtmới phát sinh ra và tác động đến đầu cuối dây thần kinh Chất mới nàykhông bền vững và nhanh chóng bị phân hủy Chính điều này giải thích lý dotại sao mùi không được duy trì Khi có một mùi rất mạnh thì dần dần tất cảcác chất tiếp nhận mùi đều bị giữ lại bởi các phân tử chất có mùi Do đó, mùikhông được thụ cảm nữa, vì chúng ta đã quen và đã hoàn toàn thích ứng vớimùi mạnh và bền

Ngoài ra, còn một nghiên cứu quan trọng nữa của nhà hóa học hữu cơAmoore (1962), ông đã nghiên cứu hàng trăm hợp chất hữu cơ và đưa tới kêtluận có bảy mùi sơ cấp như sau:

 Mùi băng phiến (long não)

 Mùi xạ hương (pentadecanolacton)

 Mùi hoa thơm (phenylmetyletylcacbinol)

 Mùi bạc hà (menthol)

 Mùi ether (dicloetilen)

 Mùi cay (hăng) (acid formic)

 Mùi thối (butylmecaptan)

Theo Amoore thì khi trộn những chất đó theo tỷ lệ nhất định có thể thu đượchương thơm bất kỳ nào đó Với ý nghĩa đó, bảy mùi cơ bản này như là bamàu cơ bản (đỏ, xanh, vàng) và bốn vị cơ bản (ngọt, mặn, chua và đắng).Mặt khác, Amoore và một số nhà nghiên cứu khác còn cho rằng hình học lậpthể và hình dáng của phân tử vật chất có vai trò quyết đinh đối với mùi của

nó Theo Amoore, mỗi mùi cơ bản sẽ tương ứng với một kiểu tế bào cảmgiác nhất định

Như là mùi băng phiến thì các phân thử có dạng hình cầu - đường kínhkhoảng 7Å, mùi xạ hương thì phân tử hình dĩa – đường kính khoảng 10Å,nếu đĩa có thêm phần đuôi thì là mùi hoa Mùi ete thì có hình gậy, mùi bạc

hà thì hình cái chêm và tạo liên kết Hidro ở những vị trí nhất đinh Riêng mùihăng và mùi thối thì dựa vào trạng thái mang điện của chúng

1.2.2 Thuyết lý học về mùi

Theo lý thuyết lý học, nguyên nhân của mùi không phải là hình dáng củaphân tử mà là khả năng phát sóng điện từ của chúng Theo thuyết này, đểcảm giác được mùi không nhất thiết phân tử chất có mùi tiếp xúc với cái cảmbiến của tế bào

Tất cả các chất thơm đều phát các tia hồng ngoại một cách mạnh mẽ Mỗichất có một phổ riêng của mình Nói một cách khác, phân tử dao động phát

ra sóng điện từ Như vậy, phân tử chất có mùi được xem như một máy pháttia hồng ngoại độc đáo Các tia này được thu hồi bằng máy thu là tế bào thầnkinh khứu giác Như vậy, sự khứu giác gần với sự thị giác Giả định đó đượcxác nhận ở chỗ: các phần màng nhầy của mũi thụ cảm các mùi, có màu giốngnhư màu tế bào mắt thụ cảm ánh sáng

Ta đã biết rằng các phân tử có màu, theo thường lệ kém bền hơn và dễ dàng

bị kích thích hơn các chất không màu Sự dao động của phân tử các chất cómùi được chồng lên trên sự dao động riêng của các hạt chất màu, nên sẽ bịcộng hưởng và sẽ gây nên sự phân bố lại điện tích ở trong mô thần kinh.Cuối cùng sẽ dẫn đến sự xung động thần kinh, tức là tín hiệu về mùi

Cần chú ý rằng, lý thuyết hóa học và lý học về mùi bổ sung lẫn nhau Có thểcoi rằng các phân tử có hình dáng gần giống nhau (về cấu tạo) sẽ dao độngnhư nhau Các phổ bức xạ của chúng sẽ ít khác nhau

1.2.3 Vai trò của chất mùi (chất thơm)

Cũng như màu sắc, hương thơm là một tính chất cảm quan quan trọng củathực phẩm, vì chúng có những tác động sinh lý rõ rệt Chất thơm có ảnh hưởng đếnnhư sau:

 Tạo mùi cho sản phẩm bằng cách ngửi trực tiếp bằng mũi

 Đưa vào trong miệng, cách này giúp con người cảm nhận được khôngnhững hương thơm (arôme) của sản phẩm mà cả vị, độ dai và cảm giácgiả nhiệt (có thể nóng lên hoặc lạnh đi)

 Hàm lượng các chất thơm có trong các sản phẩm thực phẩm là rất thấpnên không làm tăng thêm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, nhưng nângcao giá trị cảm quan của sản phẩm cũng như có tác động trực tiếp tớikhả năng tiêu hoá của con người

1.3 Phân loại các chất mùi

1.3.1 Chất thơm tự nhiên

Là sản phẩm có hương thơm như tinh dầu, nhựa, dịch chiết, dịch thuỷ phânhoặc các sản phẩm rang, nướng, sấy hoặc các sản phẩm từ các nguồn nguyên liệuđộng vật hoặc thực vật ban đầu hoặc đã qua chế biến có dùng nhiệt, enzym hoặc visinh vật

CHƯƠNG 2 SẢN XUẤT PHỤ GIA TẠO MÙI

2.1 Chất thơm có nguồn gốc tự nhiên

2.1.1 Các chất thơm tự nhiên

Bản chất các chất thơm trong sản phẩm thực phẩm rất khác nhau Tuỳ theo

loại sản phẩm chúng ta có thể phân biệt 3 trường hợp chính :

 Hương thơm của sản phẩm là do 1 chất hay một cấu tử bay hơi tạo nên Vídụ: như nấm Paris có hương thơm chủ yếu nhờ chất oct-1-en-3-ol, mùithơm của chuối là do chất axetat izoamyl hoặc mùi chanh do chấtcitronellal

 Hương thơm của sản phẩm là do hỗn hợp vài chất tạo nên với số lượng từ 2đến 15 chất Ví dụ như 4 chất sau đây mới tạo nên hương thơm của gừng:

Ar – curcumen, bisabolen, (-) zingiberen và sesquiphelandren

 Một hỗn hợp gồm hàng trăm cấu tử tạo nên hương thơm tự nhiên cho sảnphẩm Đặc trưng nhất của loại này chính là tinh dầu (Tinh dầu là một hỗnhợp hàng trăm cấu tử với các nhóm chức khác nhau như: hydrocacbon,rượu, phenol, xeton, este… Tuy nhiên quan trọng nhất là Terpen và các dẫnxuất của nó)

2.1.2 Các phương pháp khai thác và thu hồi chất thơm trong tự nhiên

 Sử dụng trực tiếp nguyên liệu chứa chất thơm: các loại rau, gia vị ở dạngtươi và khô, bổ sung hoa quả vào thực phẩm, …

 Sử dụng phương pháp vật lý: nghiền, ép, ly tâm, … thu hồi chất thơm

 Sử dụng phương pháp hóa lý: tách pha đông tụ, bay hơi dung môi, tĩnhđiện, sử dụng chất lỏng siêu tới hạn

 Sử dụng phương pháp hóa học: trích ly, chưng cất, cô đặc, …

2.1.2.1 Ép cơ khí

 Phương pháp này sử dụng đối với một số hợp chất giàu tinh dầu như cam,chanh

 Tiến trình: dùng máy ép trục hoặc ép vít, ép cả quả cho ra một hỗn hợpgồm mảnh tế bào và tinh dầu ở dạng huyền phù.

 Ðun nóng hỗn hợp đến 70- 80°C, cho vào hỗn hợp 10% dung dịch gelatin30%, 20% dung dịch tanin 10% Ðể yên tế bào quả và các dạng keo khácđông tụ lắng xuống Ly tâm tách riêng tinh dầu

2.1.2.2 Chưng cất

 Phương pháp này được thực hiện đối với các loại tinh dầu xả, bạchà Phương pháp này được tiến hành dựa trên sự khuếch tán và bay hơicủa hợp chất thơm khi tiếp xúc với hơi nước

 Phương pháp chưng cất thường được tiến hành với 4 dạng chủ yếu: Chưngcất trực tiếp, chưng cách thủy, chưng cất lôi cuốn hơi nước, chưng cất chânkhông

2.1.2.2.1 Chưng cất trực tiếp

 Tiến trình: nguyên liệu và nước được cho vào cùng một thiết bị đun đếnsôi, nước bay hơi và lôi cuốn tinh dầu Hơi nước sẽ được ngưng tụ rơi vàobình lắng Tách nước lấy ra tinh dầu

 Ưu điểm: thiết bị gọn nhẹ đơn giản, rẽ tiền, phù hợp với nơi sản xuất nhỏ.

 Nhược điểm: Lượng tinh dầu không tốt dễ bị biến tính; nguyên liệu dễ bị

cháy khét; khó điều chỉnh các thông số kỹ thuật

2.1.2.2.2 Chưng cách thủy

 Nguyên liệu và nước được ngăn cách nhau bởi một vỉ, hơi nước tạo thành

sẽ đi qua lớp vỉ, đi vào lớp nguyên liệu, qua đó lôi cuốn theo tinh dầu đi rathiết bị ngưng tụ

 Ưu điểm: nguyên liệu bớt bị cháy khét do không tiếp xúc trực tiếp với nồi

đốt

 Nhược điểm: Hiệu suất thấp, tốn nhiều công.

2.1.2.2.3 Chưng cất lôi cuốn hơi nước (chưng cất gián tiếp)

 Cách chưng này hơi nước được tạo thành từ nồi nấu nước riêng hoặc sửdụng chung hệ thống hơi nước từ một lò hơi chung cho các thiết bị khác

 Ưu điểm: Cùng một nồi hơi có thể phục vụ cho nhiều thiết bị Nguyên liệu

không bị khét, màu sắc và phẩm chất của tinh dầu khá tốt Hiệu suất cao

2.1.2.3.1 Trích ly bằng dung môi dễ bay hơi

 Phương pháp này được sử dụng đối với các loại hoa như hoa cam, hồng,tím, Thủy Tiên

 Chất lượng sản phẩm và hiệu quả trích phụ thuộc vào dung môi Do đó cómột số điều kiện sau:

 Có nhiệt độ sôi thấp và thấp hơn tinh dầu để tránh làm giảm chất lượngtinh dầu

 Không có tác dụng hóa học với tinh dầu

 Không biến đổi tính chất khi trích ly

 Chỉ hòa tan tốt tinh dầu

 Tinh khiết, không ăn mòn, không độc, không có mùi lạ, các dung môiđược sử dụng: ete dầu hỏa, hecxan, ete etylic, benzen, cloroform

 Tiến trình công nghệ: Trích ly chưng cất loại dung môi xử lý chế phẩm

2.1.2.3.2 Trích ly bằng dung môi không bay hơi

 Khi ngâm hương liệu vào một số dung môi không bay hơi đặc biệt là chấtbéo động vật và thực vật, tinh dầu có khả năng khuếch tán qua màng tế bào

và hòa tan vào dung môi

 Dung môi thường là: mỡ bò, cừu, heo đã tinh chế hoặc vaselinc, parafinc,dầu oliu.

2.1.3 Bảo tồn chất thơm tự nhiên trong quá trình sản xuất thực phẩm

Phần lớn các chất thơm bay hơi, không bền, rất dễ bị phân huỷ dưới tác dụngcủa nhiệt và lý hoá Trong quá trình chế biến các sản phẩm thực phẩm như đun hoặc

cô đặc, tiếp xúc nhiều với không khí , sự tổn thất các chất thơm là rất lớn nên rất cầnnghiên cứu tạo điều kiện giữ các chất tạo hương thơm lại hoặc thu hồi và bảo quản đểsau này có thể bổ sung trở lại vào các sản phẩm cuối cùng trước khi đem sử dụng

Các phương pháp bảo tồn chất thơm tự nhiên trong quá trình sản xuất thựcphẩm

 Bảo quản, chế biến thực phẩm ở các điều kiện đặc biệt: nhiệt độ thấp, ápsuất thấp, chân không (sấy lạnh, cô đặc nước quả ở điều kiện chân không,bảo quản bia và rượu vang ở nhiệt độ thấp…)

 Sử dụng các chất cố định hương trong quá trình chế biến và tạo sản phẩm(sử dụng CD)

 Tách chiết hương trước khi chế biến và sau đó bổ sung trở lại sản phẩmvào giai đoạn cuối

 Hạn chế các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của hương (sử dụng các chấtchống ôxi hóa, diệt các enzim oxidaza, bài khí loại ôxi …)

 Sử dụng các phụ gia tăng độ nhớt dung dịch, tạo màng bao, … ngăn sự bayhơi của các cấu tử hương

2.2 Các chất mùi tổng hợp

 Là các sản phẩm không được sản xuất theo các phương pháp sản xuất hương

tự nhiên Là sản phẩm được tổng hợp từ hai hay nhiều chất trộn lại với nhautạo thành một tổ hợp mùi

 Chất mùi tổng hợp giúp giữ thực phẩm đươc ngon trên đường tới thị trường,làm cải thiện giá trị dinh dưỡng của một số thực phẩm và có thể làm chúnghấp dẫn hơn bằng cách nâng cấp mùi vị kết cấu và độ đồng nhất của thựcphẩm

 Tất cả các chất tạo mùi thơm đều buộc phải qua kiểm nghiệm để xác định sự

vô hại của mình và sau đó các chất này mới được đưa vào danh sách các chấtđược sử dụng Những chất khác không có tên trong danh sách này thì khôngđược sử dụng Nguyên tắc này được ứng dụng nhiều trong các nước có nềncông nghiệp phát triển và cả trong một số nước đang phát triển

2.2.1 Khả năng độc tính

 Mặc dù mùi nhân tạo sản xuất cho hiệu quả kinh tế hơn, có độ tinh khiết caohơn và ổn định về chất lượng hơn một số bản sao tự nhiên của chúng Tuynhiên, điều quan trọng là nó có được phép sử dụng hay không và giới hạn sửdụng trong thực phẩm là bao nhiêu

 Các chất mùi nhân tạo có những tác dụng sinh lí rất rõ rệt như : ảnh hưởng đến

hệ tuần hoàn, nhịp đập của tim, hệ hô hấp, nhịp thở, sự tiêu hóa,… chúng chứacác chất độc hại như: andehyd, kim loại nặng

 Bản thân các loại mùi là chất độc vì chúng là dẫn xuất của các hợp chất benzenmạch vòng Việc sử dụng chất mùi, hương liệu có thể dẫn tới những hậu quảnhư: rối loạn chức năng cơ thể, gây dị ứng ngứa ngáy, lở loét… thậm chí gây

ra một số bệnh ung thư từ các kim loại nặng

 Khi sử dụng chất mùi trong thực phẩm cần chọn chất mùi thích hợp với sảnphẩm, chất mùi lựa chọn phải có cường độ mùi cao và giá thành phù hợp.Đồng thời cần lưu ý khi sử dụng như lựa chọn thời điểm thích hợp để đưa chất

mùi vào sản phẩm, tránh làm biến đổi chất mùi gây mất mùi và tạo ra nhữngchất không mong muốn.

 Các cấu tử hương góp phần tạo mùi đặc trưng cho sản phẩm, tuy nhiên có một

số trường hợp như tinh dầu từ trái cây có chứa các terpence hydrocacbon rất

dễ bị oxy hóa và polyme hóa tạo resin, vanilin Các chất này có thể bị đào thảibởi cơ quan bài tiết nhưng một phần vẫn còn tích tụ trong cơ thể và ảnh hưởng

 Sử dụng trực tiếp các dạng hương lỏng, hương bột đưa vào sản phẩm

 Hòa tan trong nước, hòa tan trong dung môi, hòa tan trong chất béo

 Sử dụng hương liệu dạng vi nang

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG PHỤ GIA TẠO MÙI VÀO CÁC LOẠI SẢN

PHẨM

3.1 Hương liệu trong các sản phẩm nước giải khát

Nước giải khát là sản phẩm không thể thiếu của con người trong cuộc sống.Nước giải khát đáp ứng cà hai nhu cầu căn bản là cung cấp dinh dưỡng và thỏa mãncảm quan Nước giải khát được chia làm 2 nhóm lớn là nước giải khát có cồn và nướcgiải khát không cồn Thông thường, các nước giải khát có cồn được thông qua quátrình lên men nên tạo ra nhiều hợp chất hữu cơ mang mùi đặc trưng cho sản phẩm.Hơn nữa, các sản phẩm này ít trải qua các quá trình vật lý và gia nhiệt nên các chấtthơm không bị thất thoát nhiều Do đó, bản thân sản phẩm không cần bổ sung các hợpchất mùi hay hương liệu khác Ngược lại, các sản phẩm nước giải khát không cồnphải trải qua nhiều công đoạn gia công với các tác nhân vật lý khác nhau nên các chấtmùi dễ bị bay hơn Việc thu hồi các mùi bay hơi hay bổ sung chất mùi là hết sức cầnthiết Trong nhóm này, ta có thể chia thành 2 nhóm nhỏ hơn là nước giải khát có ga

và nước giải khát không ga Các chất mùi cho 2 nhóm nhỏ này không khác biệt nhiều

3.1.1 Acid Malic

Hình 3.1 Acid Malic trong thành phần nước trà xanh

Acid Malic là một acid hữu cơ Acid Malic được xem là loại acid phổ biếnnhất trong các loại rau quả và trái cây, bao gồm cả những họ quả citric Acid Malicđược tìm thấy nhiều nhất trong táo và mận chín

Công thức phân tử của acid này là: C4H6O5 tồn tại ở hai đồng phân quang học

là L-malic và D-malic Trong đó, chỉ đồng phân dạng L là tồn tại trong tự nhiên.Muối của nó là malate

Trong bảng mã phụ gia, Malic có INS là 296

3.1.1.1 Lịch sử

Acid Malic lần đầu tiên được chưng cất phân lập từ nước táo ép bởi CarlWillhelm Scheel năm 1785 và Antonie Lavoisier, năm 1787 Trong tên gọi của mình,Malic theo tiếng Latin nghĩa là táo

3.1.1.2 Tính chất

Hình 3.2 Công thức Acid Malic

- Khối lượng phân tử: 134.1g

- Dạng: bột tinh thể hoặc hạt màu trắng hay ngả trắng

- Chức năng: điều chỉnh độ acid cho sản phẩm và tạo mùi ở mức độ nhẹ

- Tính chất vật lý: nóng chảy 1300C, tan tốt trong nước và cồn nhưng kém tantrong eter Độ hòa tan trong nước là 558g/L Tỷ trọng là 1.609g/cm3

- Tính chất hóa học: tuy là một acid yếu nhưng acid Malic thể hiện đầy đủ cáctính chất của một acid Malic phản ứng với kim loại, đặc biệt là kim loại hoạt độngmạnh như kim loại kiềm, tạo ra malate Malic còn phản ứng với dạng hydroxyl củanhững kim loại đó Malic phản ứng với muối của acid yếu hơn và làm giấy quỳchuyển hồng

- Acid Malic tham gia phản ứng Malac để khử một nhóm cacboxyl tạo ra acidlactic vốn yếu hơn

3.1.1.3 Ứng dụng trong thực phẩm và liều lượng

Vai trò của acid Malic trong thực phẩm là điều chỉnh độ acid và tạo hương.Acid Malic mang mùi thơm nhẹ của táo nên được ứng dụng vào các sản phẩm nướcgiải khát và nước trái cây Đây cũng chính là acid chính trong trái táo Thông thường,acid Malic được sử dụng chung với acid Citric nhằm tăng tác dụng.

Hình 3.3 Acid Malic ở dạng thương mại

Hàm lượng sử dụng như sau:

Mã nhóm

thực phẩm Nhóm thực phẩm

ML (mg/kg) Ghi chú

Vì là acid hữu cơ yếu, hơn nữa lại chiết xuất từ tự nhiên acid Malic hoàn toàn

an toàn với sức khỏe Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt như bà mẹ mangthai hay trẻ em dước 10 tuổi không nên tiếp xúc nhiều với acid Malic ở hàm lượngcao vì thể trạng yếu, dễ bị kích ứng

3.1.2 Hương chanh tổng hợp

Hương chanh tổng hợp là một tổ hợp của nhiều thành phần Nó được xem làthành quả của ngành công nghệ hóa chất với những quy trình sinh tổng hợp đặc biệt.Với hương chanh tổng hợp, hợp chất quan trọng nhất là Limonen.

Về mặt vật lý, hương chanh tổng hợp có dạng lỏng, màu vàng, có tỷ trọng 0.89

- 0.91g/cm3 Tan ít trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ

Thành phần của hương chanh tổng hợp gồm Limonen, Aldehyd C10, Citral.Ngoài ra còn có các thành phần phụ được thêm vào nhằm thay đổi theo từng loại mùicủa các loại chanh khác nhau

3.1.2.1 Limonen

Trong tổ hợp hương chanh, Limonen chiếm 95 - 96%

Limonen là một hydrocacbon thuộc họ terpene Limonen có công thức phân tửC10H16 Nó có khối lượng phân tử 136.23g Là một chất lỏng, nhớt, không màu, rất dễbay hơi, khối lượng riêng là 0.841g/cm3, sôi ở 1760C Trong tự nhiên, Limonen tồntại ở đồng phân D

Hình 3.4 Công thức hóa học của Linomene

Linomene là một chất tạo hương Mùi của nó là mùi thơm đặc trưng của cácnhóm quả và trái có múi như chanh, bưởi hay cam… Linomene là hợp chất quantrọng vì có thể tổng hợp những chất mùi khác như Mentol hay Peryllyl Alcohol

Trước đây, Linomene được trích ly từ dịch ép từ vỏ chanh và cam bằng cáchthức gia nhiệt truyền thống Tuy nhiên, hiệu suất thấp (không quá 1.5%) và giá thànhcao Ngày nay, Linomene vẫn được làm từ vỏ chanh và quýt, tuy nhiên, công nghệtrích ly là sử dụng hơi nước lôi cuốn kết hợp vi sóng để giảm thời gian và nhiệt độtrích ly

Một số nghiên cứu khoa học cho thấy Linomene và các dẫn xuất của nó có thểgây kích ứng cho da và hệ hô hấp, dù là ở dạng tinh khiết, đặc biệt với những ngườitiếp xúc thường xuyên và trong thời gian dài Tuy nhiên, tỷ lệ người dị ứng vớiLinomene chỉ 3% Dù Linomene được chứng minh là gây ung thư ở chuột đực nhưng

nó lại được khẳng định là một trong những tác nhân chống oxy hóa và ngăn ngừa ungthư ở người

3.1.2.2 Citral

Trong hương chanh tổng hợp, Citral chiếm 3-4%

Citral là một aldehyde thuộc terpene, thuộc phân nhóm monoterpene Citral cócông thức phân tử là C10H16O Bản chất là một aldehyde mạch nhánh đơn nhóm chức.Khối lượng phân tử là 152.24g Về mặt vật lý, Citral là chất lỏng màu vàng nhạt,sánh, khối lượng riêng là 0.89g/cm3, sôi ở 229oC Citral có những tên thương mạikhác nhau là geranial và neral Citral có mùi chanh rất mạnh và đặc trưng

Hình 3.5 Công thức hóa học của Citral

Citral tồn tại ở hai dạng trong tự nhiên, cũng là 2 đồng phân hình học DạngCis là Citral A cho mùi chanh mạnh Dạng Trans là Citral B cho mùi chanh ngọt hơn

và dễ chịu Cả 2 dạng này đều có đặc tính kháng khuẩn mạnh mẽ Tuy có mùi chanh,song nó lại được tìm thấy và chưng cất nhiều nhất trong cây sả Trong hầu hết cáctinh dầu tự nhiên đều có mặt Citral

Citral là hợp chất thơm quan trọng trong các ngành thực phẩm, mỹ phẩm vàhóa phẩm Tác dụng của nó, ngoài tạo mùi còn giúp kháng khuẩn và củng cố mùi.Hơn nữa, trong nhiều giai đoạn trong công nghiệp, Citral còn giúp tổng hợp các hợpchất quan trọng như giúp tổng hợp Vitamin A, Ionone…

Về mặt an toàn, Citral có thể gây ra dị ứng, đặc biệt với những người hay dịứng với nước hoa Hiệp hội Nước hoa Quốc tế khuyến cáo phải sử dụng Citral chungvới các chất chống kích ứng Theo 2 nghiên cứu lâm sàng trên người, lượng người dịứng với Citral là 1 - 1.5% Nếu sử dụng Citral ở mức độ nhiều qua đường tiêu hóa cóthể gây suy thận Tuy nhiên, xét về mặt tổng thể, nó khá an toàn, được FDA côngnhận là không gây ung thư Và với liều dùng như một hương liệu thì khó có nguy cơ

bị các tác dụng phụ do việc dùng quá liều Citral gây ra

3.1.2.3 Aldehyde C10

Trong hương chanh tổng hợp, Aldehyde C10 chiếm khoàng 1-2%

Aldehyde C10, Decanal hay Decyl Aldehyde là một aldehyde mạch thằng,không nhánh, mạch no với 10 carbon Công thức phân tử là C10H20O Nó là một dungdịch lỏng, không màu Khối lượng phân tử là 156.2g Khối lượng riêng là 0.86g/cm3.Điểm sôi là 208oC Aldehyde C10 cùng với C9, C11, C12 là những thành phần quantrọng của công nghệ hương liệu

Hình 3.6 Công thức hóa học của Aldehyde C10

Aldehyde cao phân tử thường có mùi đặc biệt Riêng nhóm C9, C10, C11 vàC12 có mùi thơm nhẹ của hoa Aldehyde C10 có mặt ở nhiều loại tinh dầu Trongcông nghiệp, Aldehyde C10 cũng như những aldehyde khác sẽ được tổng hợp qua cáccon đường là oxy hóa hay khử peroxide Bản thân là một aldehyde nên Aldehyde C10cũng có tính kháng khuẩn mạnh

Hiện nay, chưa có công bố về hàm lượng tối đa cũng như độc tính củaAldehyde C10 Do đó, nhà sản xuất vẫn áp dụng theo tiêu chuẩn GMP Hơn nữa,lượng dùng thấp nên chưa cho thấy ảnh hưởng nhiều đền sức khỏe

3.1.2.4 Liều lượng sử dụng hương chanh tổng hợp

Hương chanh tổng hợp sau quá trình phối trộn cho ra dịch lỏng có màu trắng,hơi sánh, khối lượng riêng xấp xỉ các khối lượng riêng của nguyên liệu đầu vào Tùy

vào sản phẩm mà liều lượng và cách sử dụng hương chanh tổng hợp khác nhau.Riêng với sản phẩm nước giải khát, sau quá trình thanh trùng, hương liệu sẽ được đưavào sản phẩm Hàm lượng tùy thuộc vào yêu cầu của nhà sản xuất Tỷ lệ trung bìnhvới các sản phẩm nước giải khát như nước trà xanh hay nước ngọt là từ 0.1 - 0.2% domùi của hương chanh tổng hợp mạnh và nồng hơn hương chanh tự nhiên.

Hình 3.7 Hương chanh tổng hợp dạng lỏng

Hương chanh tổng hợp đóng vai trò rất lớn vào giá trị cảm quan của sản phẩmnước giải khát Đa phần các nước giải khát có thành phần chính là nước và đườngcùng với một lượng nhỏ chất bổ sung nên hương chanh sẽ giúp sản phẩm thêm hấpdẫn và giá trị hơn Hương chanh tổng hợp được sử dụng trong công nghiệp thựcphẩm phải là loại tinh khiết, không nhiễm chất độc Trong quá trình sử dụng, hỗn hợpchất lỏng hương chanh phải được đậy kín, sử dụng trong khoảng thời gian ngắn saukhi mở nắp

3.1.3 Hỗn hợp hương chanh tự nhiên

Song song với hỗn hợp hương chanh tổng hợp, một số doanh nghiệp vẫn sửdụng hương chanh tự nhiên Tuy giá thành cao hơn và hiệu quả không bằng hươngchanh tổng hợp nhưng đánh vào tâm lý người tiêu dùng, vốn thích những sản phẩm tựnhiên và khá “dị ứng” với từ “tổng hợp”

Nguyên liệu của hương chanh tự nhiên chính là tinh dầu chanh thơm hay tinhdầu sả chanh Các tinh dầu này được trích ly từ vỏ chanh, quả và phần vỏ trắng Hiệusuất thu hồi tinh dầu ở mỗi phần không bằng nhau Ở phần vỏ ngoài của chanh, hiệusuất thu hồi lên đến 18%, trong khi hiệu suất thu hồi ở cả quả chỉ đạt chưa tới 1%

Phương pháp thường được sử dụng trong chưng cất tinh dầu là chưng cất bằng hơinước lôi cuốn.

Hình 3.8 Hương chanh tự nhiên trong sản phẩm nước trà xanh (trái) và nước khoáng có ga

(phải)

Thành phần của tinh dầu cũng tương tự như hương chanh tổng hợp Ngoài ra,tinh dầu còn chứa một số aldehyde và rượu đa chức tạo mùi khác với các tỷ lệ khácnhau Những thành phần này bao gồm: Linalyl Acetate, Linalool, Acetate Geranyl vàGeraniol

3.1.3.1 Acetate Geranyl và Geraniol

Cả Acetate Geranyl và Geraniol đều có thể xem là dẫn xuất của Citral Haichất này đều được FDA công nhận là an toàn với sức khỏe con người

Về Geraniol, Geraniol là sản phẩm của quá trình hydro hóa Citral Nhómaldehyde của Citral sẽ biến thành nhóm hydroxide Geraniol tồn tại trong tinh dầuchanh với tỷ lệ khoảng 0.05% Geraniol có mùi ngọt, dễ chịu giống mùi hoa mùaxuân

Geraniol có công thức phân tử là C10H18O, khối lượng là 154.25g Nó là chấtlỏng không màu, nhiệt độ sôi là 231oC, khối lượng riêng là 0.881g/cm3 Đặc điểm làkhông tan trong nước, tan trong rượu hay ete Ngoài tinh dầu chanh, Geraniol còn cómặt trong các tinh dầu khác như hoa hồng, khuynh diệp, xá xị hay sả Hiện nay,Geraniol đã được chiết tách và tổng hợp với độ tinh khiết lên đến 98%

Hình 3.9 Công thức hóa học của Geraniol (phải) và Citral (trái)

Acetate Geranyl là sản phẩm của quá trình ester hóa Geraniol và Acetic Acid.Acetate Geranyl cũng có mùi hoa nhẹ, dễ chịu Trong tinh dầu chanh, tỷ lệ khoảng0.04%

Hình 3.10 Công thức hóa học của Acetate Geranyl

Acetate Geranyl có công thức phân tử là C12H22O2, khối lượng là 196.29g Vềmặt vật lý, nó là chất lỏng đặc, có màu vàng đẹp, khối lượng riêng là 0.916g/cm3, sôi

ở 245oC, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ Acetate Geranyl được tìmthấy trong hơn 60 loại tinh dầu khác nhau Acetate Geranyl đã được tổng hợp bằngcách chưng cất phân đoạn tinh dầu Ngoài ngành thực phẩm, nó còn ứng dụng các sảnphẩm hóa mỹ phẩm khác

3.1.3.2 Linalool và Linalyl Acetate

Linalool cũng là một hợp chất terpene, tìm thấy nhiều nhất trong các loại gia

vị Tỷ lệ Linalool trong tinh dầu chanh rất thấp, chỉ khoảng 0.01% Linalool có mùingọt nhưng có tính cay Linalool có công thức là C10H18O, khối lượng là 154.25g, cóđặc tính là chất lỏng không màu, sôi ở 1950C

Linalyl Acetate là ester của Linalool Tỳ lệ trong tinh dầu chanh dưới 0.01%.Linalyl Acetate cũng có mùi thơm cay Nó có công thức phân tử là C12H20O2, khốilượng là 196.29g, là chất lỏng không màu, khối lượng riêng là 0.895g/cm3, sôi ở

220oC

Hình 3.11 Công thức hóa học của Linalool và Linalyl Acetate

Cả Linalyl Acetate và Linalool đều đã được tổng hợp Phần lớn lượng chấttổng hợp (khoảng 70 - 80%) không dùng trong thực phẩm mà sử dụng công nghiệp

mỹ phẩm, đặc biệt trong các sản phẩm xịt phòng, long não và kem bôi chống muỗi vàcôn trùng Về mặt an toàn, khoảng 5% số người bị dị ứng với 2 chất này Hai chấtkhông bền với không khí, dễ bị oxy làm phân hủy Sản phẩm sau khi oxy hóa gâyviêm da dị ứng và triệu trứng đặc biệt nghiêm trong với người bị bệnh eczema

3.1.3.3 Liều lượng và cách sử dụng hương chanh tự nhiên

Hương chanh tự nhiên là chất lỏng, sánh, màu vàng nhạt, khối lượng riêng là0.85g/cm3 Liều lượng sử dụng tùy vào sản phẩm, trung bình từ 0.3 - 0.5% Vì códạng lỏng nên có thể pha chế trực tiếp và sản phẩm sau các quá trình gia nhiệt

Hình 3.12 Tinh dầu sản xuất hương chanh tự nhiên

Trong quá trình sử dụng phải tuyệt đối tuân theo các quy định như phải bảoquản trong bóng tối, bảo quản kín, sử dụng tối đa trong 6 tháng, không cho tiếp xúcvới da và mắt… và đặc biệt là không cho tiếp xúc với lửa vì tinh dầu rất dễ cháy