tìm hiểu về nhóm phụ gia chất khí gồm Agon, Hydrogen, Nitrous Oxide

TÊN SINH VIÊN MSSV CÔNG VIỆCNguyễn Văn Ngoan 10056101 Tìm hiểu khí nitrous oxide Nguyễn Hồng Phương Thảo 10052101 Tìm hiểu khí Agon, biên tập Trần Hoàng Tùng 10285401 Tìm hiểu khí hydrog

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

- -TIỂU LUẬN

MÔN : PHỤ GIA THỰC PHẨM

Đề tài 38: TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA NHÓM CHẤT KHÍ AGON,

HYDROGEN, NOTROUS OXIDE

GVHD: Nguyễn Thị Hoàng Yến

Lớp HP:ĐHTP6B Thực hiện:Nhóm 38

BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC

TP.HCM, tháng 10 năm 2012

TÊN SINH VIÊN MSSV CÔNG VIỆC

Nguyễn Văn Ngoan 10056101 Tìm hiểu khí nitrous oxide

Nguyễn Hồng Phương Thảo 10052101 Tìm hiểu khí Agon, biên tập

Trần Hoàng Tùng 10285401 Tìm hiểu khí hydrogen, gửi bài

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay phụ gia thực phẩm ngày càng được sử dụng rộng rãi, bất kể đối với sản xuất một sản phẩm thực phẩm nào cũng cần sử dụng phụ gia nhằm các mục đích bảo quản, chống sẫm màu, chống oxi hóa, tạo màu, bổ sung dinh dưỡng… Trong đó vấn

đề bảo quản đang là mối quan tâm hàng đầu của các công ty thực phẩm, bởi việc sản xuất ra một sản phẩm đạt chất lượng là không khó,việc kéo dài tuổi thọ, thời gian sử dụng và bảo quản mới là vấn đề đặt ra cần giải quyết Đó là lí do phụ gia gia thực phẩm dùng để bảo quản ngày càng được phát triển, và cần phải kể đến chính là phụ gia thực phẩm có bản chất là chất khí, chúng được sử dụng bằng hình thức bơm vào bao

bì, ngăn cản quá trình sinh hóa của thực phẩm, giúp tăng chất lượng và giá trị cảm quan cho sản phẩm Đồng thời cũng làm chậm quá trình oxy hóa sản phẩm, giúp thực phẩm có tuổi thọ lâu hơn và mang lại nhiều lợi ích cho nhà sản xuất

Hiểu được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em đã quyết định tìm hiểu về vấn đề này để hiểu rõ hơn về bản chất, cơ chế… của các phụ gia này, cụ thể là tìm hiểu về nhóm phụ gia chất khí gồm Agon, Hydrogen, Nitrous Oxide

Trong quá trình thực hiện tiểu luận còn nhiều sai xót mong cô góp ý cho bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn, tốt hơn

Năm 1783, Antoine Lavoisier đã đưa ra các yếu tố hydrogen khi ông và Laplace sao chép Cavendish thấy rằng nước được sản xuất khi hydro được đốt cháy.

Antoine-Laurent Lavoisier

Năm 1806, Humphry Davy đẩy một dòng điện mạnh thông qua nước tinh khiết.Ông phát hiện ra hydrogen và oxy được hình thành Thí nghiệm đã chứng minh rằng điện có thể kéo các chất ngoài vào các yếu tố cấu thành của chúng Davy nhận ra rằng những chất đã được liên kết với nhau bởi một hiện tượng điện, ông đã phát hiện

ra bản chất thật của sự liên kết hóa học

Hydrogen được hóa lỏng lần đầu tiên bởi James Dewar vào năm 1898 Ông đã sản xuất hydro rắn năm sau đó

Deuterium được phát hiện vào tháng 12 năm 1931 bởi Harold Urey ,

và tritium đã được chuẩn bị vào năm 1934 bởi Ernest Rutherford , Mark Oliphant ,

Trọng lượng phân tử: 2,016 g / mol,

Có 3 đồng vị: tritium , deuterium , protium

Không màu, không mùi , không vị , không độc hại và rất dễ cháy

Điểm nóng chảy: - 259,2 ° C

Nhiệt độ sôi: - 252,8 ° C

Hydrogen là hai nguyên tử và nhẹ hơn nhiều so với không khí

Hydrogen có thể điều chế theo nhiều cách khác nhau: hơi nước qua than (cacbon) nóng đỏ, phân hủy hydrocarbon bằng nhiệt, phản ứng của các bazơ mạnh (kiềm) trong dung dịch với nhôm, điện phân nước hay khử từ axít loãng với một kim loại (có khả năng đẩy hydrogen từ axít) nào đó.

Việc sản xuất thương mại và công nghiệp của hydrogen thông thường là từ khí tự nhiên được xử lý bằng hơi nước nóng Ở nhiệt độ cao (700-1.100 °C), hơi nước tác dụng với mêtan để sinh ra carbon monoxide và hydrogen

a Một số sản phẩm tiêu biểu

Hydrogen chủ yếu được sử dụng như một loại khí bao bì ức chế oxy trong thực phẩm từ đó ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm và làm giảm tốc độ của quá trình oxy hóa trong nhiều sản phẩm khí đóng gói

Ngoài ra hydrogen còn được dùng để hydro hóa dầu thực vật qua phản ứng hydro hóa Các sản phẩm tiêu biểu cho quá trình này như là:

b.2.Trong phản ứng hydro hóa:

Phản ứng hydro hóa được dùng trong công nghiệp chế biến dầu mỡ

* Hydro hóa dầu nhằm 2 mục đích chính:

Giúp dầu có thể kéo dài thời gian tồn trữ , giảm khả năng oxy hóa của oxy không khí Do đó dầu sau khi đã hydro hóa sẽ ổn định hơn, bảo quản dễ hơn và thời gian bảo quản kéo dài hơn

Tạo điều kiện cho quá trình chế biến các sản phẩm khác như snack ,

* Phản ứng:

Phản ứng hydro hóa là quá trình thêm các nguyên tử hydro vào các nối đôi trong các axit béo không no để tạo thành các axit béo no Khi kết hợp hydro vào nối đôi của axit béo sẽ làm dầu thực vật trở nên giống chất béo động vật nghĩa là dầu từ trạng thái lỏng sẽ chuyển sang trạng thái rắn hoặc trung gian giữa lỏng và rắn

Nó xảy ra khi khí hydro được bơm vào các loại dầu có chứa các axit không

no ở áp suất rất cao.Khí hydro được kích động trong dầu chất lỏng nóng, thường

là dưới áp lực, trong sự hiện diện của một chất xúc tác, điển hình là bột

niken Khi đó nguyên tử hydro được thêm vào một số các liên kết đôi của các axit béo chưa bão hòa trong dầu Các axit béo không no (như axit béo triunsaturated hoặc linolenic trien) thường được hydro hóa đầu tiên, mỗi liên kết đôi có thể mất đến hai nguyên tử hiđrô Ví dụ như linolenic (18:3) có một liên kết đôi hydro hóa trở thành linoleic (18:02) Một axit béo bão hòa (như 16:00 palmitic hoặc stearic 18:00) có thể nhận tất cả các hydro nó có thể giữ

Quá trình hydro hóa đòi hỏi phải có ba thành phần: nhiệt, một chất xúc tác kim loại và khí nén hydro.Có nhiều mức độ khác nhau của hydro hóa, phụ thuộc phần lớn vào, thời gian, nhiệt độ áp lực và sử dụng cho hydro

Axit béo không no( có nối đôi) và axit béo no (không có nối đôi)

Phản ứng hydro hóa( xúc tác, áp suất cao)

Ví dụ: phản ứng hydro hóa( xúc tác Ni, áp suất cao)

Tùy thuộc vào mức độ hydro hoá mà người ta thu được các loại dầu có điểm đông đặc khác nhau, thông thường có các loại chủ yếu như: 380C, 450C,

520C, 600C và loại hydro hóa đến cùng

* Các yếu tố ảnh hưởng

Thời gian: Thời gian hydro hóa có ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình hòa

rắn của sản phẩm; việc thay đổi thời gian là nguyên nhân tạo ra các sản phẩm có mức hóa rắn khác nhau (hình) Ngoài ra, sự khác biệt về thời gian cũng là nguyên nhân giúp quá trình phân tách các thành phần axit béo triệt để hơn

Nhiệt độ: Quá trình hydro hóa phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ: tốc độ phản

ứng gia tăng tỷ lệ với sự gia tăng nhiệt độ Nhiệt độ phản ứng tăng còn là nguyên nhân làm tăng khả năng hòa tan của hydrogen và giảm độ nhớt của dầu, giúp cải thiện quá trình truyền khối: các phần tử axit béo không no dễ dàng liên kết với hydro làm tăng nhanh tốc độ phản ứng

Điều kiện áp suất: Chiếm ưu thế hơn so với ảnh hưởng của nhiệt độ

Sự gia tăng áp suất gấp đôi làm tăng khả năng hòa tan của cơ chất đến 60%

Ảnh hưởng của chất xúc tác: Nồng độ chất xúc tác là một trong những tham

số ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hydro hóa dầu Việc xác định nồng độ tối ưu của chất xúc tác chịu tác động của nhiều tham số phản ứng khác: nhiệt độ, áp suất và đặc biệt là tốc độ khuấy trộn

Sản phẩm hydro hóa có thời hạn sử dụng, bảo quản lâu hơn và nó ổn định hương vị, chất lượng của sản phẩm Nó làm cho vận chuyển các sản phẩm đến các địa điểm xa có tính khả thi hơn và do đó các sản phẩm có thể có sẵn cho tất

cả mọi người Các sản phẩm có ít có khả năng cũ đi và điều này là quan trọng đối

với người tiêu dùng Nó cũng làm cho nó không cần thiết trong tủ lạnh các sản phẩm trong một thời gian dài hơn.

Các loại dầu hydro hóa được sử dụng trong các cửa hàng và nhà hàng thức

ăn nhanh bởi vì họ cho thực phẩm một hương vị và kết cấu phong phú và có thể được tái sử dụng trong thương mại khoai tây chiên Nấu ăn với các loại dầu hydro hóa làm cho thực phẩm như khoai tây chiên hoặc gà cốm, giòn Nó cũng làm sáng màu sắc của dầu và cho phép chiên ở nhiệt độ cao Ví dụ, dầu đậu nành được sử dụng để nấu ăn và rau trộn hydro hóa một phần để cải thiện hương vị của nó mà không thay đổi thành phần hóa học của nó

Ôi là hương vị khó chịu hoặc mùi phân hủy mỡ hoặc dầu và xảy ra chủ yếu trong các loại dầu không bão hòa Loại dầu này là dễ bị ôi vì thành phần hóa học

mà làm cho nó dễ bị hư hỏng khi tiếp xúc với oxy thông Chẳng hạn như axit linolenic được loại bỏ do đó ngăn ngừa hầu hết các bị ôi oxy hóa mà nếu không

có thể xảy ra đặc biệt là sau khi dầu đã được sử dụng để chiên Hydro hóa ngăn chặn ôi bằng cách loại bỏ oxy và thêm hydrogen ở các nối đôi của axit béo không no

Hydro hóa có thể thay đổi tính chất vật lý của dầu bằng cách chuyển đổi từ một chất lỏng vào chất béo nhựa, nửa rắn, chặt chẽ tương tự như bơ hoặc mỡ lợn trong kết cấu, phù hợp để sử dụng trong việc đưa ra bơ thực vật hoặc bơ Qua đó

nó làm tăng tuổi thọ của các loại thực phẩm

Nhược điểm

Nó làm giảm hàm lượng axit linoleic thiết yếu trong dầu đậu nành, tạo ra nhiều loại đồng phân axit béo có ảnh hưởng không tốt đến súc khỏe người tiêu

dùng và không có trong tự nhiên như cis ,trans.

Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng chất béo trans:

• Nâng cao tỷ lệ cholesterol xấu (LDL) trong cơ thể và làm giảm cholesterol tốt (HDL)

• Tăng chất béo trung tính

• Tăng gấp đôi nguy cơ đau tim

• Cản trở việc giải độc gan

• Tương quan với tuyến tiền liệt tăng và ung thư vú

• Cản trở chức năng insulin

• Cản trở sinh sản ở động vật

• Làm tăng nguy cơ của bệnh tiểu đường

Chất béo dạng trans được tìm thấy trong một loạt các loại thực phẩm chế

biến từ rõ ràng (chiên thực phẩm, bơ thực vật, bánh nướng, shortening) đến bất ngờ (bánh mì, bánh quy, bánh snack, trộn salad, đồ ăn nhẹ, ngũ cốc, bữa ăn đông lạnh ,…)

Xuất hiện một số hương vị và mùi không mong muốn (gọi là "hương vị cứng "nó được tạo ra bởi một lượng nhỏ của andehit, đặc biệt là 6 - trans nonenal được hình thành bởi quá trình oxy hóa nhưng nó sẽ được loại bỏ trong quá trình khử mùi sau đó ) và có thể để lại dấu vết của chất xúc tác trong dầu hydro hóa

c Ưu và nhược điểm

Hydrogen sử dụng trong thực phẩm có rất nhiều ưu điểm và hầu như không các nhược điểm, tác dụng phụ khác nên trong hàm lượng hydrogen trong thực phẩm không được quy định cụ thể hay là được sử dụng tùy theo sản phẩm, nhà sản xuất Ưu điểm của hydrogen là rẻ tiền, dễ điều chế và an toàn cho thực phẩm, người tiêu dùng

d Độc tính

Nguy hại chủ yếu cho sức khỏe là gây khó thở

Khi hít phải quá nhiều sẽ có các triệu chứng buồn nôn, khó thở, nhịp tim bất thường, đau đầu, mệt mỏi, chóng mặt, mất phương hướng, thay đổi tâm trạng, cảm giác ngứa ran, mất phối hợp, nghẹt thở, co giật Nặng có thể bất tỉnh, hôn mê

Biện pháp sơ cứu: nếu hiệu ứng bất lợi xảy ra, di chuyển đến khu vực không bị ô nhiễm Hô hấp nhân tạo nếu không thở Nếu thở khó, oxy nên được quản lý bởi các nhân viên có trình độ Và nhận ngay lập tức sự chăm sóc y tế

Đồng thời hydrogen là một chất khí dễ bắt cháy, nó cháy khi mật độ chỉ có 4%

Nó có phản ứng cực mạnh với clo và flo, tạo thành các axit hidrohalic có thể gây tổn thương cho phổi và các bộ phận khác của cơ thể Khi trộn với oxy, hydrogen nổ khi bắt lửa Hydrogen cũng có thể nổ khi có dòng điện đi qua

Vì vậy cần phải biết cách bảo quản và phòng tránh để không xảy ra cháy nổ

3 Xu hướng phát triển

Hydrogen ngày càng được sử dụng trong các lĩnh vực bao gồm: trong sản xuất amoniac, ethanol clorua hydro và bromide hydro, các hydro hóa dầu thực vật, hydrocracking, hydroforming và hydrofining xăng dầu; nguyên tử-hydrogen hàn; cụ-mang khí cầu; nhiên liệu trong tên lửa, và đông lạnh nghiên cứu Hai đồng vị nặng, deuterium (D) và tritium (T), được sử dụng tương ứng phân hạch và nhiệt hạch hạt nhân Cũng được sử dụng trong các tế bào nhiên liệu cho xe ô tô điện và máy móc, thiết bị điện khác

để hít khí Thứ hai, cuốn sách cũng trình bày các lý thuyết y khoa mới của Thomas Beddoes, bệnh lao và các bệnh phổi khác có thể được điều trị bằng cách hít "Airs nhân tạo".

Thomas BeddoesPhát hiện của Davy hít phải khí thải N2O làm cho ta mất cảm giác đau, 44 năm nữa trôi qua trước khi các bác sĩ đã cố gắng sử dụng nó để gây mê Việc sử dụng nitơ oxit như là một loại thuốc giải trí ở "bên khí cười", chủ yếu là sắp xếp cho tầng lớp thượng lưu Anh, đã trở thành một thành công ngay lập tức bắt đầu vào năm 1799 Trong khi những ảnh hưởng của khí thường làm cho người dùng cảm thấy mơ mộng

và thuốc an thần, một số người cũng "có được tiếng cười khúc khích" trong trạng thái hưng phấn, và thường xuyên, phun ra trong tiếng cười

Ngày 11/12/1844 lần đầu tiên nitơ oxit được sử dụng như một loại thuốc gây mê trong việc điều trị của bệnh nhân là khi nha sĩ Horace Wells, với sự hỗ trợ của Gardner Quincy Colton và John Mankey Riggs thể hiện sự vô cảm về cảm giác đau

Nitrous Oxide (N2O) mới được thiết kế như là một phụ gia thực phẩm ở Nhật

thực phẩm của nó N2O đã được sử dụng tại hơn 30 quốc gia bao gồm Mỹ và các nước châu Âu như là một phụ gia thực phẩm cho nhiều loại thực phẩm.

Sự an toàn của N2O được đánh giá bằng JECFA và Ủy ban An toàn Thực phẩm Nhật Bản, và kết luận rằng ADI không nên được yêu cầu bởi vì mức độ độc tính thấp

N2O đã được đăng ký trong dược điển Nhật Bản, được sử dụng như là một chất gây

mê qua đường hô hấp, trong hơn 40 năm

b Công thức cấu tạo

Nitruosoxide có số INS 942; ADI CQĐ

c Tính chất hóa - lý

Công thức phân tử: N2O

Phân tử lượng: 44.013 (gam/mol)

Nitrous Oxide N2Olà chất khí gây mê không màu với mùi vị ngọt nhẹ và nặng hơn không khí 1.5 lần

Khí Nitrous Oxide không cháy nhưng có tính Oxy hóa và khuyến khích các chất cháy, nó không duy trì sự sống và có thể gây ngạt do thay thế không khí

Khí Nitrous Oxide được nạp trong các bình thép ở dạng khí hóa lỏng với áp suất bay hơi 54.2 Bar ở nhiệt độ 21oC

Ứng dụng: là loại khí giảm đau, khí Nitrous Oxide thường được sử dụng với các khí khác thành hỗn hợp (Ví dụ N2O 50%/O2 50%) hoặc nguyên chất dùng để gây mê Đồng thời khí này còn được sử dụng để làm phẫu thuật Cryo (lạnh sâu), dùng làm phụ gia thực phẩm.

Đặc tính:

Các nguy cơ chính: Kích thích sự cháy rất mạnh, gây ngạt nhanh chóng;

Khả năng gây cháy: tính Oxy hóa cao

d Các nguồn nitrousoxide

d.1.Nguồn nitrousoxide trong tự nhiên

Trong không khí nitrousoxide (N2O) chiếm khoảng 0.00003%

Chăn nuôi súc vật để làm thịt là nguồn thán khí, và là nguồn khí methan và nitrous oxide lớn nhất duy nhất Lĩnh vực chăn nuôi tạo ra 9% lượng thán khí, 65% lượng nitrous oxide, và 37% lượng methan từ những hoạt động liên quan đến con người.Cả hai loại khí methan (20 lần) và nitrous oxide (296 lần) là khí thải gây hiệu ứng nhà kính nguy hiểm hơn thán khí.Súc vật cũng tạo nên 64% khí amoniac, góp phần cho hiện tượng mưa a-xít

d.2 Điều chế

Nitơ oxit thường được chuẩn bị bằng cách nung nóng cẩn thận của amoni nitrat, phân hủy thành nitơ oxit và hơi nước

NH4NO3 (s) → 2 H2O (k) + N2O (g)

Các quá trình oxy hóa trực tiếp ammoniac:

2 NH3 + 2 O2 → N2O + 3 H2O

Nitơ oxit có thể được thực hiện bằng cách nung nóng một giải pháp của Acid Sulfamic và axit nitric

HNO3 + NH2SO3H → N2O + H2SO4 + H2O

Hydroxylammonium clorua có thể phản ứng với natri nitrit để sản xuất N2O cũng:

NH3OH + Cl-+ NaNO2 → N2O + NaCl + 2 H2O

Nếu nitrite được thêm vào các giải pháp hydroxylamine, chỉ còn lại sản phẩm phụ là nước mặn.Tuy nhiên, nếu các giải pháp hydroxylamine được thêm vào các giải pháp nitrite (nitrite là vượt quá), sau đó độc hại oxit nitơ cao hơn cũng được hình thành Ngoài ra, HNO3 có thể được giảm N2O SnCl2 và hỗn hợp HCl:

2 HNO3 +8 HCl + 4 SnCl2 → 5 H2O + 4 SnCl4 + N2O

2.Ứng dụng của nitrousoxide trong thực phẩm

a.Ứng dụng

Nitrousoxide hóa hơi ở nhiệt độ -890 C, độ hóa hơi thấp nên được dùng làm chất tải nhiệt để bảo quan thực phẩm N2O ở dạng lỏng làm lạnh cực nhanh các mặt hàng thực phẩm

N2O được sử dụng trong các lĩnh vực y học dùng làm chất gây mê, tên lửa, giải trí và đua xe Trong lĩnh vực thực phẩm: được sử dụng với vai trò là chất phụ gia Người ta dùng nó với các tác dụng: Nhiên liệu đẩy bao bì, chất chống oxi hóa, tạo bọt.Nhiên liệu đẩy, bao bì: nitrousoxide như một nhiên liệu đẩy phun aerosol

b Một số sản phẩm tiêu biểu

Khoai tây chiên