PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG BẢO QUẢN CÁC SẢN PHẨM TỪ THỊT

Vì vậy ta thường sử dụng thêm các chất phụ gia bảo quản trong quá trình sản xuất chế biến để tiêu diệt những vi sinh vật gây hại, ngăn chặn các tác động của môi trường đồng thời kéo dài

PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG BẢO QUẢN CÁC SẢN PHẨM TỪ THỊT

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

Giới thiệu 3

1.Kháng sinh 4

2.Chất chống oxy hóa 11

3.Chất bảo quản cấu trúc 15

4.Một số chế phẩm phụ gia thương mại trên thị trường 23

Tài liệu tham khảo 26

Giới thiệu

Thực phẩm nhất là các sản phẩm từ thịt dễ bị oxy hóa và thường bị một số vi sinh vật làm hư hỏng làm giảm giá trị về màu sắc, gây ra mùi hôi thối, giảm thời gian bảo quản, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng và nhiều bất lợi khác Vì vậy ta thường sử dụng thêm các chất phụ gia bảo quản trong quá trình sản xuất chế biến để tiêu diệt những vi sinh vật gây hại, ngăn chặn các tác động của môi trường đồng thời kéo dài được thời gian bảo quản mà vẫn giữ được chất lượng và vẻ hấp dẫn các sản phẩm từ thịt

Trong bài tiểu luận này nhóm tìm hiểu về các loại phụ gia bảo quản :

Chất chống vi sinh vật: kháng sinhChất chống oxy hóa:

Chất bảo quản cấu trúc:

1 Kháng sinh

Các chất kháng sinh thường là những chất tổng hợp từ nhiều loại vi sinh vật có khả năng tiêu diệt vi sinh vật khác Lúc đầu chất kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong y học để chữa một số bệnh do vi khuẩn bệnh gây ra Nhưng các nhà chuyên môn ngành công nghệ thực phẩm

đã chứng minh các chất kháng sinh cũng có tác dụng diệt khuẩn trong thực phẩm Các chất kháng sinh được dung trong y học như Penicelin, Streptomycin, Biomyxin có khả năng diệt các loài vi khuẩn làm hư hỏng cá… Sự phát minh này có một ý nghĩa to lớn đối với sự phát triển nhiều ngành công nghiệp thực phẩm

Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi các chất kháng sinh đã bị các nhà y học phản đối vì chúng sẽ gây nguy hiểm do dư lượng chất kháng sinh cùng với thực phẩm vào cơ thể con người làm cơ thể quen thuốc khi có bệnh thuốc sẽ không còn tác dụng nữa Vì vậy các nước đều nghiêm cấm dùng những kháng sinh chữa bệnh làm chất bảo quản thực phẩm

Như vậy, mặc dù có hiệu quả tốt nhưng phần lớn chất kháng sinh không được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm trừ một số ngoại lệ ví dụ cho phép dùng Biomyxin để sử lý bề mặt ngoài của cá nhằm kéo dài thời gian bảo quản

Riêng một số chất như Nisin, Lysozyme hay Natamycin (Pimacyrin) thì có tác dụng

trong bảo quản thịt… và được phép sử dụng Những chất này có hiệu quả cao và không gây độc cho con người nên đang được chú ý nghiên cứu và khai thác

1.1 Nisin

a Đặc điểm:

Nisin trong tự nhiên thường gặp trong các sản phẩm sữa và trong các loại rau muối chua Nó được tạo thành trong quá trình sống của nhóm Streptococcus lên men lactic.Trong thành phần của nó có chứa các axit amin thông thường như Leucin, Valin, Alanin, Glycin, Prolin, Histidin, Lyzin, Acid Glutamic, Acid Aspartic, Serin, Methionin Như vậy, phân tử Nisin (khối lượng phân tử gần 1000 D) gần giống như cấu tạo các phân

tử Protid

Nisin là một peptide kháng khuẩn đa vòng với 34 axit amin dư lượng được sử dụng như một chất bảo quản thực phẩm Nó chứa các axit amin phổ biến Lanthionine (Lan), Methyllanthionine (MeLan), Didehydroalanine (DHA) và Acid Didehydroaminobutyric (Dhb)

Hình: Sơ đồ cấu tạo hóa học của Nisin

b Cơ chế tác dụng:

Nisin liên kết với anion phospholipid sau đó di chuyển vào tế bào gây rối loạn qúa trình trao đổi ion và làm chết vi sinh vật

Nisin được coi là hiệu quả kiểm soát một loạt các sinh vật gram dương bao gồm:

Listeria, Enterococcus, sporothermodurans Bacillus, và Clostridium Sử dụng một mình,

nó không có hiệu quả trên vi khuẩn gram âm (như E coli), nấm men và nấm mốc Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy rằng nó có thể hữu ích đối với một số vi khuẩn gram âm khi được sử dụng kết hợp với chất bảo quản khác

Trong cơ thể người, Nisin sẽ bị các chất men của dịch tiêu hoá phá huỷ Vì vậy có thể xem như nó không có tác dụng lên hệ vi sinh vật thường có trong cơ quan tiêu hoá

c Dạng sử dụng:

Thành phần chế phẩm nisin là nisin (2,5%), clorua natri (lớn hơn 50%), protein (23,8%) và độ ẩm (dưới 3%) Dạng bột trắng hoặc xám ít hoà tan trong nước, trong môi trường axit độ hoà tan tăng lên (khi pH=4,2 tan được 12g/l)

Rất ổn định trong phòng nhiệt độ, các acid điều kiện làm nóng Ở pH 2.0 ở 121 ℃ 30 phút, sản phẩm vẫn ổn định Ở pH cao hơn độ ổn định giảm

Bột này dùng bảo quản ở dạng khô qua nhiều năm ở nhiệt độ bình thường hoạt tính kháng sinh của nó không giảm sút bao nhiêu Độ hoạt động của Nisin là 40,106 đơn vị trong 1 gam (theo qui định của hệ thống đơn vị quốc tế Riding)

Hình: Dạng nisin thương mại

d Cách sử dụng:

Phạm vi ứng dụng của phụ gia Nisin dùng cho thịt và các sản phẩm từ thịt đang được

mở rộng, nhất là xu hướng kết hợp Nisin với các phụ gia khác có cùng hoặc không có nguồn gốc kháng sinh như Natamycin và EDTA (Gill và Holley, 2000) để tạo hiệu quả bảo quản cao hơn

Trong công nghiệp đồ hộp việc sử dụng Nisin cho phép giảm nhiệt độ và giảm thời gian thanh trùng do đó góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm Nisin có khả năng tiêu diệt vi sinh vật gây chua phẳng (gây hư hỏng mà không làm phồng hộp) trong các loại đồ hộp nhất là rau hộp Nisin bị phá hủy ở pH=8,0 nhiệt độ 37oC từ 15-30 phút

Liều dùng trong thực phẩm là 20 U.I/g thực phẩm

1.2 Lysosyme

a Đặc điểm

Lysozyme là một enzym kháng sinh được tìm thấy trong rất nhiều loại sinh vật bao gồm các loài chim, động vật, thực vật, côn trùng va vi khuẩn Các lysozyme được lấy từ lòng trắng trứng gà là được nghiên cứu rộng rãi nhất.

Lysozyme đơn tinh thể:

- Đặc điểm cấu trúc: Lysozyme Hydrolyzes beta-Glycosidic là mối liên kết giữa N-acid Acetylmuramic và N-acetyl Glucosamine trong Peptidoglycan của thành phần thành tế bào vi khuẩn và cũng có thể ràng buộc Polyme N-acetyl Glucosamine Lysozyme là một loại enzyme tìm thấy trong lòng trắng trứng, nước mắt và các dịch khác Nó có trách nhiệm phá bỏ các bức tường Polysaccharide của nhiều loại vi khuẩn và

do đó nó cung cấp một số cách chống nhiễm trùng Cấu trúc chính của Lysozyme lòng trắng trứng được hiển thị ở đây đó là một chuỗi Polypeptide duy nhất của 129 aminoacid

có bốn cặp Cysteines hình thành cầu nối disulfua giữa các vị trí:

 6 và 127

• 30 và 115

• 64 và 80

• 76 và 94Những cầu nối disulfua làm Polypeptide này không phải là một chuỗi thẳng Cấu trúc của lysozyme là phù hợp dưới điều kiện, làm cho nó lý tưởng cho nghiên cứu tinh thể

Hình: Cấu tạo Lysozyme

b Cơ chế

Xúc tác qúa trình cắt đứt nối Peptidoglycan trên vách tế bào vi khuẩn

Hình: Sơ đồ vị trí tác động của Lysozyme lên Peptidoglycan

Tính độc hại: Lysozyme là một sản phẩm an toàn đã được đánh giá tích cực của các

cơ quan ( WHO, FDA, Uỷ ban Khoa học thực phẩm của EU )

Lợi thế của việc sử dụng Lysozyme Chloride ( Lysozyme HCL) bao gồm:

- Có thể được sử dụng thay cho các chất bảo quản nhân tạo khác, chẳng hạn như Nitrat Hương vị được bảo quản thông qua qúa trình lão hóa

- Trong trường hợp loại bỏ vi khuẩn, Lysozyme Chloride có thể được thêm vào mức độ thấp để bảo vệ chống lại ô nhiễm môi trường trong suốt qúa trình sản xuất Không cần vốn đầu tư chi phi lớn để có hiệu quả ức chế vi khuẩn

1.3 Natamycin

a Đặc điểm

Natamycin (C33H47NO13) còn được gọi là Pimarycin, là một chất được sản xuất bởi

các Natalensis của vi khuẩn Streptomyces Nó là sản phẩm của vi khuẩn, chúng có tác

dụng ngăn ngừa sự phát triển của nấm men và nấm mốc Cơ bản Natamycin không có màu, mùi hoặc hương vị

Hình: Cấu tạo của Natamycin

b Cơ chế:

Natamycin đến liên kết với các ergosterol trong nấm men và nấm mốc gây ra rò rỉ của các thành tế bào, dẫn đến chết tế bào Vi khuẩn thì không chứa ergosterol và do đó không bị ảnh hưởng

Natamycin là hoạt chất chống lại gần như tất cả các loại mốc và nấm men, nhưng không có tác dụng trên vi khuẩn hoặc virus Hầu hết các nấm men bị ức chế ở nồng độ natamycin từ 1,0 đến 5,0 mg / mL Điểm đẳng điện của Natamycin là 6,5

c Dạng sử dụng:

Natamycin lần đầu tiên được phân lập từ chủng Streptomyces Natalensis trong phòng thí nghiệm nghiên cứu từ năm 1955 Một nhân viên DSM lấy chủng vi sinh vật trong một mẫu đất

Hình: Chế phẩm Natamycine

d Cách sử dụng

Natamycin được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như là một chất bảo quản, nó ngăn cản sự phát triển của nấm mốc và nấm men trong việc làm hư hỏng thực phẩm Natamycin là sử dụng rộng rãi trên các sản phẩm như xúc xích

Ngưỡng sử dụng:

• Trong nghiên cứu trên động vật, mức thấp nhất LD50 tìm thấy là 450 mg / kg

• Ở chuột cống với liều lượng 500 mg/ kg/ngày trong hơn 2 năm đã không gây ra

sự khác biệt trong tỷ lệ sống, tăng trưởng, hoặc mắc các khối u Các chất chuyển hóa của Natamycin cũng không có độc tính

• Trong con người, một liều 500 mg/kg/ngày lặp đi lặp lại nhiều ngày gây ra buồn nôn, nôn mửa và tiêu chảy

2 Chất chống oxy hóa

2.1 BHA, BHT, TBHQ

a Đặc điểm

3-tert-butyl-4hydroxyanisone tert butyl hydro quinine butylated hydroxy toluene2-tert-butyl-4hydroxyanisone

b Cơ chế tác dụng

Ngăn chặn sự oxy hóa các phân tử trong thực phẩm như các acid béo bằng cách tương tác với các gốc tự do để tạo ra 1 gốc tự do mới bền vững hơn tại nguyên tử oxy và dễ dàng tương tác với các gốc tự do khác trong thực phẩm

c Dạng sử dụng

BHA là chất bột màu trắng Dễ dàng tan trong glyxerit và các dung môi hữu cơ khác Không tan trong nước có mùi phenol BHA có thể bị mất hoạt tính khi nhiệt độ cao trong trường hợp nướng hoặc sấy BHA hấp thụ qua thành ruột non và có thể tồn tại trong mô bào Tham gia vào quá trình trao đổi chất của người và động vật

BHT là bột màu trắng ,bền nhiệt hơn BHA nhưng lại kém tác dụng hơn BHA

TBHQ tan trong dầu béo 10% nhưng ít tan trong nước 1% Sử dụng trong các thực phẩm dạng sấy khô

BHA dùng 50-100mg sẽ được chuyển hóa ở dạng nước tiểu, ở dạng glucuronit hay sulfat, thường ít độc, LD50 ở chuột =2000mg/kg thể trọng Tuy nhiên nếu liều lượng lớn hơn, chúng có khả năng gây rối loạn cơ thể

BHT hấp thụ qua thành ruột và qua quá trình trao đổi chất ,chúng được đưa ra ngoài ở dạng phân và nước tiểu Thường không độc nhiều , LD50 ở chuột = 1000mg/kg thể trọng Đối với người sử dụng 50mg/kg thể trọng thường không có ảnh hưởng gì

TBHQ được hấp thụ qua đường ruột và tham gia vào quá trình trao đổi chất, cuối cùng được thải ra ngoài cùng nước tiểu Là loại ít độc, LD50 =700 – 1000 mg/kg

2.2 Tocopherol (Vitamin E)

a Đặc điểm

Là chất dầu lỏng không màu tan trong chất béo, chúng là thành phần của tocopherol

và tocoltrienol Toàn bộ thành phần của chúng chứa vòng 6-chromanol

Cả tocolpherol và tocoltrienol có các dạng đồng phân sau :α , β , δ , γ.Sự khác nhau giữa các đồng phân này là ở số lượng và vị trí các nhóm methyl trong chuỗi phenol Trong tất cả các đồng phân của tocopherol thì δ-tocopherol có khả năng chống oxy hoa mạnh nhất

Không bền với tia tử ngoại nhưng lại bền với nhiệt và kiềm, bền với axit (trong điều kiện thiếu oxy)

b Cơ chế

Phản ứng oxy hóa lipid do các gốc tự do peroxyl , chúng sẽ tiếp nhận 1 nguyên tử hydro từ cơ chất lipid :

Và nhiệm vụ của tocopherol là loại bỏ các gốc tự do peroxyl trước khi chúng phản ứng với lipid :

Các tocopheroxyl rất bền vững và tốc độ phản ứng của chúng với các gốc peroxyl tự

Lecithin thô là hỗn hợp lipid chứa choline, ethanolamine, inositol phosphatidyl

Là những chất rắn vô sắc nhưng hóa thành màu sẫm tối rất nhanh ở ngoài không khí

do sự oxy hóa các axit béo không no trong thành phần của chúng do liên kết giữa axit phosphoric với glycerol và giữa axit phosphoric với các thành phần khác bền trong môi trường kiềm nhưng lại có thể bị thủy phân trong môi trường axit

b Cơ chế

Trong phân tử có những vùng có khả năng tương tác khác nhau với các phân tử của dung môi : Gốc hydrocacbon của các axit béo cao tạo thành vùng kỵ nước, còn các gốc của axit phosphoric và bazơ nitơ vốn có khả năng ion hóa thì tạo thành vùng ưa nước Khi phân bố trong bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha thì đầu phân cực sẽ nằm trong pha nước và hướng về pha nước còn đầu không phân cực sẽ nằm trong pha dầu và hướng về pha dầu

c Dạng sử dụng

Dạng bột

Các nhà sản xuất chia lecithin thành 2 loại :

• Tan trong ethanol : Làm bền hệ nhũ tương dầu/nước

• Không tan trong ethanol : Làm bền hệ nhũ tương nước/dầu

Casein

Chú thích : A: dưới-micelle, B : chuỗi bề mặt,

C: Phosphat canxi, D: κ –casein, E: nhóm phosphat

Casein tồn tại ở dạng micelle:

• Mỗi micelle gồm 400-500 tiểu micelle

• Các tiểu micelle hình cầu (10-15nm) gồm khoảng 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau

• Trong đó αs-casein và β-casein tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên vùng ưa béo, còn phân tử κ-casein tập trung tại vùng biên tiểu micelle (đầu ưa béo hướng vào bên trong tương tác với αs-casein và β-casein, còn đầu ưa nước hướng ra ngoài vùng biên micelle)

Tinh bột biến tính là tinh bột đã qua điều kiện gia công nhất định (gia nhiệt, xử lý bằng acid kiềm…) làm thay đổi cấu trúc ban đầu.

c Cơ chế:

Tinh nhớt dẻo của tinh bột:

Các nhóm hydroxyl của tinh bột liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ được nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo

và độ nhớt cao hơn Tính chất này càng thể hiện mạnh mẽ hơn ở những tinh bột loại nếp

Khả năng tạo gel và tránh hiên tượng thoái hóa gel tinh bột:

Khi để nguội hồ tinh bột thì các phân tử sẽ tương tác với nhau và sắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng 3 chiều Để tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh Trong gel tinh bột chỉ có duy nhất các liên kết hydro tham gia

Khả năng tạo màng:

Tinh bột có khả năng tạo màng là do amylose và amylopectin dàn phẳng ra, sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau bằng liên kết hydro hoặc gián tiếp qua phân tử nước

Khả năng tạo sợi:

Các phân tử tinh bột có xu hướng kéo căng ra và tự sắp xếp song song với nhau theo phương của trọng lực

Các phân tử đã được định hướng trong từng sợi sẽ tương tác với nhau và với nước bằng cầu hydro để hình thành sợi

Các sợi được tạo ra từ những tinh bột giàu amylose (đậu xanh, dong, riềng,…) thường dai hơn, bền hơn sợi làm từ tinh bột giàu amylopectin (ngô, nếp…)

Khả năng phồng nở cuả tinh bột:

Khi tương tác với chất béo dưới tác dụng của nhiệt độ thì tinh bột sẽ tăng thể tích rất lớn và trở nên rỗng xốp Đó là do chất béo không phân cực nên xuyên thấm qua các vật liệu tinh bột Khi nhiệt độ tăng thì các tương tác kỵ nước cũng mạnh nên chúng có khuynh hướng tụ lại với nhau và xuyên qua các “cửa ải” tinh bột Đồng thời, nhiệt làm tinh bột hồ hóa và chín, nhưng không khí cũng như các khí có trong

khối bột không thấm qua lớp màng tinh bột đã tẩm béo nên sẽ giãn nở và làm tinh bột phồng nở

d Ứng dụng: giò chả, xúc xích, chả cá, cá viên, nem … tạo độ giòn và giữ nước trong

BSX – 8850

Ðặc tính: trong suốt, điểm ngưng kéo thấp, tăng tính

ổn định, nhiệt độ thấp, giữ nước tốt, chất tổ chức

Công dụng: thực phẩm đông lạnh, giăm bông, xúc

xích, viên cá, bánh cảo

Tinh bột

phosphat acetylat

CBS – 8827CBM – 1028CBX – 8829CBS – 8830CBS – 8831CBM – 8834

CBA – 8858CBS – 1068CBS – 1064CBL – 8835CBA – 1063

Gelatin là sản phẩm thu được bởi sự thủy phân một phần collagen có nguồn gốc từ

da, mô liên kết hoặc xương của động vật Nguyên liệu để sản xuất gelatin bao gồm:

• Nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật có vú: da và xương động vật

• Nguyên liệu có nguồn gốc từ cá: da cá và bong bóng cá gần đây được quan tâm

để sản xuất gelatin

Cấu trúc phân tử gelatin gồm có 18 amino acid liên kết với nhau theo một trật tự xác định, tuần hoàn, tạo nên chuỗi polypeptide với khoảng 1000 đơn vị, hình thành nên cấu trúc bậc 1 Chiều dài chuỗi peptide phụ thuộc nguồn nguyên liệu và chuỗi có một đầu là nhóm amino, một đầu là nhóm carboxyl Cấu trúc thường gặp của gelatin là Gly – X – Y (với X chủ yếu là nhóm proline còn Y chủ yếu là nhóm hydroxyproline)

Trong phân tử gelatine có một số nhóm tích điện: carboxyl, imidazole, amino, guanidino Tỷ lệ các nhóm này ảnh hưởng đến pH và pI của gelatin Ngoài ra số lượng nhóm không mang điện tích như các nhóm hydroxyl (serine, threonine, hydroxyproline, hydroxylysine, tyrosine) và các nhóm peptide (-CO-NH-) quy định khả năng tạo liên kết hydro, quy định cấu trúc phân tử

Hình: cấu tạo của gelatin

c Cơ chế:

Tính tạo gel

Quá trình tạo gel của gelatin liên quan đến hai quy luật cơ bản sau: đầu tiên là các

mối nối bên trong mạng phân tử trở nên sắp xếp có trật tự hơn, chắc hơn và kế đến là mạng phân tử được làm dày thêm Khi gel gelatin được hình thành thì có sự tái tạo một

phần collagen

Các nhà nghiên cứu nhìn chung chấp nhận rằng những khu vực giàu pyrolidine