phụ gia tự nhiên Carotenoid

báo cáo phụ gia tự nhiên carotenoid Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam, màu vàng và màu đỏ. Nhóm này gồm từ 65 tới 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu là carotene, licopene, xanthophylls, capsanthin,… Carotenoids có trong đa số cây (trừ một số nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

Lê Tiến Thịnh 15043771

Lê Trường Gang 15038111 Nguyễn Văn Vủ 15078011

TP HCM, Ngày 08 tháng 09 năm 2017

MỤC LỤC

1 KHÁI NIỆM 2

2 CÔNG THỨC CẤU TẠO CHUNG 2

3. TÍNH CHẤT CỦA CAROTENOID 2

3.1. Tính chất vật lý : 2

3.2. Tính chất hóa học 4

4. PHÂN LOẠI VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN 4

4.1. Phân loại 4

4.2 Những biến đổi carotenoid trong quá trính chế biến và bảo quản 6

5. ỨNG DỤNG 7

6. QUY ĐỊNH NHÀ NƯỚC VỀ VIỆC SỬ DỤNG CAROTENOID LÀM CHẤT PHỤ GIA TRONG THỰC PHẨM 8

7. Nguồn khai thác và các phương pháp sản xuất 21

7.1. Nguồn khai thác 21

7.2 Các phương pháp sản xuất 22

1 KHÁI NIỆM

Carotenoids là nhóm chất màu hòa tan trong chất béo làm cho quả và rau có màu da cam, màu vàng và màu đỏ Nhóm này gồm từ 65 tới 70 chất màu tự nhiên, tiêu biểu là carotene, licopene, xanthophylls, capsanthin,… Carotenoids có trong đa số cây (trừ một số

nấm) và hầu như có trong tất cả cơ thể động vật

2 CÔNG THỨC CẤU TẠO CHUNG

Carotenoids là hợp chất cấu tạo bởi 8 đơn vị isoprenoid (ip) Các đơn vị nối với nhau

từ “đầu đến đuôi”, nhưng trật tự này bị nghịch chuyển tại giữa phân tử

clor và các dung môi không phân cực khác làm cho hoa quả có màu da cam, màu vàng, màu

đỏ

 Màu sắc của carotenoid được tạo ra nhờ sự có mặt của hệ các nối đôi liên hợp trong phân tử Phần lớn các nối đôi này có cấu hình dạng trans Khả năng hấp thụ sóng mạnh nhất ở những bước sóng khác nhau của hệ nối đôi liên hợp được sử dụng để phân tích cấu trú , định tính cũng như định lượng carotenoid

 Tính hấp thụ ánh sáng:chuỗi polyne liên hợp đặc trưng cho màu thấy được của carotenoid Dựa vào quang phổ hấp thu của nó, người ta thấy khả năng hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào nối đôi liên hợp, phụ thuộc vào nhóm C9 mạch thẳng hay mạch vòng, cũng như các nhóm chức gắn trên vòng Ngoài ra trong mỗi dung môi hòa tan khác nhau, khả năng hấp thụ ánh sáng tối đa cũng khác nhau với cùng 1 loại.Khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh,chỉ cần 1 gam cũng thấy bằng mắt thường

MÀU Tên màu

Bảng 3: Độ bền với ánh sáng, nhiệt độ, acid của một số chất thuộc carotenoids

 Làm thay đổi màu sắc của thực phẩm

 Tạo ra nhiều chất mùi (hợp chất có mùi thơm như aldehide không no hoặc ketone đóng vai trò tạo hương thơm cho trà)

 Rất nhạy đối với acid và chất oxi hóa, bền vững với kiềm.Do có hệ thống nối đôi liên hợp nên nó dễ bị oxy hóa mất màu hoặc đồng phân hóa, hydro hóa tạo màu khác

 Ví dụ: C13-norisoprenoid (grasshooper ketone ) có ở thực vật, khi bị oxi hóa sẽ chuyển thành một chất mùi, do đó làm đổi mùi khi đun nóng trái cây trong quá trình sản xuất nước quả hay hay mứt quả Hay như 1,2-dihydro-1,1,6-trimetyl naphtalen có mùi dầu lửa được tạo

ra trong quá trình phân hủy neoxanthin và những carotenoid khác trong quá trình bảo quản rượu vang

4 PHÂN LOẠI VÀ NHỮNG BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN 4.1 Phân loại

Có 2 cách phân loại carotenoid

- Dựa vào nguyên tố tạo thành chia làm 2 loại:

- Loại chỉ chứa C, H như α, β-carotene, lycopen

- Loại chỉ chứa nhóm chức có mặt O như lutein, xanthophylls…

Nếu dựa vào số vòng 6C ta có loại không chứa vòng, loại 1 vòng, loại 2 vòng

4.1.1 Carotene

- Là hợp chất thuộc nhóm màu carotenoid, trong đó β-carotene là loại quan trong nhất và

được tìm thấy nhiều trong rau củ

- β-carotene có màu vàng, có nhiều trong cà rốt, các loại trái cây có màu vàng và các loại rau có màu xanh đậm Chính màu vàng của β-carotene làm nền cho màu xanh của diệp lục tố

đậm hơn ở các loại rau giàu β-carotene

- Cấu tạo và phân loại:

 Carotene (C40H56) là một loại hidratcacbon chưa bảo hòa, gồm 18 nguyên tử Cacbon hình thành một hể thống liên kết đơn, đôi xen kẽ có 4 nhóm CH3 mạch nhánh

 Các loại carotene quan trọng là α-carotene, β-carotene, ɤ-carotene

Trong cấu trúc hóa học của hợp chất β-carotene có 11 liên kết đôi xen kẽ với các liên kết đơn tạo thành chromophore làm carotene có màu đỏ hoặc cam

- Tính chất hóa học và vật lý:

 Carotene dể bị oxi hóa ngoài không khí

 Không tan trong nước, tan trong dung dịch lipit và các dung môi hữu cơ

 Carotene nguyên chất là các tinh thể đen có màu đỏ sáng của đồng và có ánh kim loại, dung dịch carotene có màu đỏ cam

Lycopene là một carotene màu đỏ tươi, được tìm thấy trong cà chua các loại trái cây có màu

đỏ như dưa hấu và đu dủ ( nhưng không có trong dâu tây)

- Cấu tạo: Giống như các caroteneoid, lycopen là một hydratcacbon không bão hòa đa (một anken không thay thế), là một tetraterpene lắp ráp từ các đơn vị isopene, hoàn toàn bao gồm carbon và hydro

- Tính chất:

 Lycopene không hòa tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và các loại dầu

 Nếu bị oxi hóa (phản ứng với các chất tẩy trắng hoặc acid), các liên kết đôi giữa ác nguyên tử cacbon sẽ bị phá vỡ, tách các phân tử và loại bỏ các chromophore

- Công dụng:

 Là một chất có vài trò trung hòa các chất hóa học gây lão hóa da

 Ở thực vật, tảo và các sinh vật quan hợp khác, lycopene là một chất trung gian quan trọng trong việc tổng hợp nhiều caroteneoid

4.1.3.1 Xantophyl

- Là nhóm sắc tố màu vàng sẫm, công thức phân tử chung là C40H56On

- Xantophyl ở thực vật bật cao thường đi kèm với carotene

- Xantophyl là dẫn xuất của carotene, trong đó: Lutein là dẫn xuất của α-carotene

- Lutein có nhiều trong lỏng đỏ trứng gà

- Zeaxantin là dẫn xuất β-carotene, có nhiều trong hạt bắp

4.1.3.2 Capxantin

- Công thức cấu tạo C40H38O3

- Là chất màu vàng có trong ớt Chiếm 7/8 tất cả màu của ớt

- Là dẫn xuất của carotene nhưng màu mạnh hơn carotenoid khác 10 lần

- Trong ớt đỏ có nhiều hơn trong ớt xanh gấp 35 lần

4.1.3.3 Bixin

Là một tapocarotenoid được tìm thấy trong Annatto, một loại thực phẩm tự nhiên lấy từ hạt của cây achiote (bixa nhuộm) Annatto hạt sắc tố chứa khoảng 5%, trong đó bao gồm Birxin 70-80%

4.2 Những biến đổi carotenoid trong quá trính chế biến và bảo quản

4.2.1 Trong bảo quản

- Trong bảo quản, có thể xảy ra sự mất màu carotenoid tùy loại rau quả và điều kiện bảo quản ( nhiệt độ, ánh sáng)

- Sự mất màu của carotenoid cũng diễn ra trong suốt thời gian lão hóa của cây nhưng chậm hơn chlorophy II Thành phần cũng thay đổi hình thành nên các xantoophyly ester và epoxyde

 Ví dụ ớt ngọt bảo quản trong 9 ngày ở 70oC hàm lượng carotenoid mất 20%, còn khi bảo quản ở 15oC là 60%, 17oC là 80%

- Ở cà rốt, carotene và lutein rất ổn định trong 8 ngày bảo quản ở 4o

C trong tối lẩn sáng, nhưng trong rau bina hàm lượng violaxanthin và lutein giảm lần lượt là 60% và 20% trong 8 ngày dưới ánh sáng

- Hàm lượng carotenoid trong quá trình lạnh đông khá ổn định, rất ít hoặc không có sự giảm màu trong cà rốt, khoai lang, bắp

 Ví dụ làm lạnh khoai lang ở -17oC trong 6 tháng không có sự thay đổi hàm lượng và màu sắc carotene

- Việc mất màu carotenoid còn phụ thuộc nhiều vào loại chủng loại rau quả, có chần hay không chần trước khi làm lạnh

 Ví dụ bảo quản lạnh đông cà rốt trong 12 tháng ở -20oC khi chần thi giảm rất ít còn không chần thì hàm lượng carotene giảm đáng kể

4.2.2 Trong chế biến

a) Biến đổi trong sản phẩm Fresh-cut

- Carotenoid nhạy cảm với ánh sáng, dưới tác động của ánh sáng sảy ra các biến đổi

- Xảy ra sự quang oxy hóa: ánh sáng tác động lên các chất nhạy cảm, oxy hóa các nguyên tử sau đó oxy nguyên tử sẽ oxy hóa nối đôi trong phân tử carotenoid tạo chất không màu

- Phản ứng oxy hóa do tác động của enzym lipoxygenase: Tác động lên nối đôi của lipid tạo góc tự do peroxyde, sẽ oxy hóa carotenoid tạo sản phẫm không màu

- Phản ứng đồng phân hóa: từ dạng Trans-carotenoid (màu đậm) sang Cis-carotenoid (màu nhạt)

b) Biến đổi carotenoid trong sử lý nhiệt:

- Ảnh hưởng xử lý nhiệt đến sự mất màu carotenoid tùy thuộc chủng loại, thành phần carotenoid, phương pháp gia nhiệt, điều kiện chế biến Thời gian và nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự bền màu

c) Đóng hộp

- Việc xử lí nhiệt ở 115oC và 121oC sẽ phá hủy các màu của carotenoid Trong quá trình

bảo quản nếu nhiệt độ tăng thì hàm lượng carotene giảm vì thúc đẩy sự oxy hóa và đồng phân hóa

- Khi đóng hộp trong chân không sẻ ngăn chặn được sự oxy hóa do oxi đã được lấy đi

đỏ trứng gà cũng như trứng của các loại gia cầm khác và tạo màu cho thịt của cá và động vật nuôi…

Trước đây một số hợp chất carotenoid như: xanthophylls, astaxanthin, zeaxanthin,… là sản phẩm của công nghiệp được tổng hợp bằng phương pháp hóa học và được bổ sung vào thức

ăn vật nuôi Tuy nhiên hiện nay thì không được chấp nhận làm phụ gia thực phẩm và thức ăn vật nuôi do hậu quả không an toàn sức khỏe

Hợp chất carotenoid còn được nghiên cứu để sản xuất các loại thực phẩm, dược phẩm phục

vụ nhu cầu phòng bệnh và chữa bệnh

Ngoài ra carotenoid cũng là nguồn nguyên liệu phong phú cho công nghiệp chế biến mỹ phẩm

 Khuynh hướng hiện nay là nghiên cứu và phát triển các quá trình tổng hợp carotenoid

từ thiên nhiên

 Quy trình ứng dụng phụ gia: Sản xuất phomai

 Phụ gia và nguyên liệu khác

- Cacl 2 ; ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein Ngoài ra bổ sung

Ca2+ dưới dạng muối Cacl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc,độ cứng của khối đông

- CO 2

+ làm giảm nhẹ pH sữa

+ rút ngắn thời gian đông tụ casein

+ tiết kiệm lượng chymosin cần sử dụng

- NaNO 3 hoặc KNO 3

+ sử dụng như một tác nhân ức chế VSV nhiễm trong sữa

+ hàm lượng tối đa cho phép là 30g/ 100kg sữa

+ Nhưng nếu sử dụng nitrit quá nhiều sẽ gây vị không tốt cho sản phẩm và cũng có thể ức chế giống VSV sử dụng sản xuất phomai

Chất màu: được sử dụng để ổn định màu sắc cho phomai, thường sử dụng các chất màu tự

nhiên như: carotenoids hoặc chlorophylle…

Những nguyên liệu khác: đường saccharose, nước ép trái cây, mật ong,… làm đa dạng hóa

sản phẩm phomai

Quy trình sản xuất phomai

6 QUY ĐỊNH NHÀ NƯỚC VỀ VIỆC SỬ DỤNG CAROTENOID LÀM CHẤT PHỤ GIA

Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2012

THÔNG TƯ Hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm

Căn cứ Luật an toàn thực phẩm ngày 17 tháng 6 năm 2010;

Căn cứ Nghị định số 38/2012/NĐ-CP ngày 25 tháng 4 năm 2012 của Chính phủ về việc quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật an toàn thực phẩm;

Căn cứ Nghị định số 63/2012/NĐ-CP ngày 31 tháng 8 năm 2012 của Chính phủ về Quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Y tế;

Theo đề nghị của Cục trưởng Cục An toàn thực phẩm;

Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành Thông tư hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm:

Điều 1 Phạm vi điều chỉnh

Thông tư này quy định về:

1 Danh mục phụ gia được phép sử dụng trong sản xuất, chế biến và kinh doanh thực phẩm và giới hạn tối đa đối với các chất phụ gia trong các sản phẩm thực phẩm;

2 Yêu cầu về quản lý đối với phụ gia thực phẩm

Điều 2 Giải thích từ ngữ ký hiệu viết tắt

Trong Thông tư này, từ ngữ và ký kiệu viết tắt dưới đây được hiểu như sau:

1 CAC (Codex Alimentarius Committee): Uỷ ban Tiêu chuẩn thực phẩm quốc tế;

2 GMP (Good Manufacturing Practices): thực hành sản xuất tốt;

3 ML (Giới hạn tối đa - Maximum Level) là hàm lượng tối đa của một chất phụ gia thực phẩm được xác định là có hiệu quả và an toàn khi sử dụng cho mỗi loại thực phẩm hoặc nhóm thực phẩm Giới hạn tối đa được tính theo mg chất phụ gia/kg thực phẩm (mg/kg);

4 INS (International Numbering System) là hệ thống chỉ số đánh số cho mỗi chất phụ gia do CAC xây dựng;

5 Mã nhóm thực phẩm (Food Category Number) là số được xếp cho mỗi loại, nhóm thực phẩm theo Hệ thống phân loại thực phẩm do CAC xây dựng để quản lý phụ gia thực phẩm;

6 Sử dụng phụ gia thực phẩm bao gồm:

a) Sản xuất, chế biến, kinh doanh, nhập khẩu phụ gia thực phẩm;

b) Sản xuất, chế biến, kinh doanh và sử dụng các sản phẩm thực phẩm có chứa phụ gia thực phẩm

Điều 3 Các hành vi cấm trong sử dụng phụ gia thực phẩm

1 Sử dụng phụ gia thực phẩm không có trong danh mục chất phụ gia thực phẩm được phép sử dụng quy định tại Phụ lục 1 được ban hành kèm theo Thông tư này

2 Sử dụng phụ gia thực phẩm quá giới hạn cho phép, không đúng đối tượng thực phẩm quy định tại Phụ lục 2 được ban hành kèm theo Thông tư này

3 Sử dụng phụ gia thực phẩm không đáp ứng đầy đủ các yêu cầu quản lý quy định tại Điều 6 của Thông tư này

4 Sử dụng phụ gia thực phẩm không rõ nguồn gốc, xuất xứ hoặc quá thời hạn sử dụng

Điều 4 Danh mục phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm

Danh mục các phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm được quy định tại Phụ lục 1 ban hành kèm theo Thông tư này

Điều 5 Mức giới hạn tối đa đối với các phụ gia trong thực phẩm

Mức giới hạn tối đa đối với phụ gia trong thực phẩm được quy định tại Phụ lục 2 ban hành kèm theo Thông tư này

Điều 6 Yêu cầu về quản lý đối với phụ gia thực phẩm

1 Cơ sở sản xuất, kinh doanh phụ gia thực phẩm phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu được quy định tại Thông tư số 16/2012/TT-BYT ngày 22 tháng 10 năm 2012 của Bộ Y tế về việc Quy định điều kiện an toàn thực phẩm đối với cơ sở sản xuất, kinh doanh thực phẩm, dụng cụ, vật liệu bao gói, chứa đựng thực phẩm thuộc phạm vi quản lý của Bộ Y tế

2 Phụ gia thực phẩm phải được công bố hợp quy hoặc công bố phù hợp quy định an toàn thực phẩm trước khi sản xuất, kinh doanh, nhập khẩu và sử dụng phụ gia để sản xuất, chế biến thực phẩm

Trình tự, thủ tục công bố hợp quy hoặc công bố phù hợp quy định an toàn thực phẩm thực hiện theo Thông tư số 19/2012/TT-BYT ngày 09 tháng 11 năm 2012 của Bộ Y tế về hướng dẫn việc công bố hợp quy hoặc công bố phù hợp quy định an toàn thực phẩm

3 Áp dụng GMP trong quá trình sản xuất, chế biến thực phẩm cần tuân thủ:

a) Hạn chế tới mức thấp nhất lượng phụ gia thực phẩm cần thiết phải sử dụng để đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật;

b) Lượng phụ gia được sử dụng trong trong quá trình sản xuất, chế biến, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm phải đảm bảo không làm thay đổi bản chất của thực phẩm

4 Ghi nhãn phụ gia thực phẩm thực hiện theo quy định hiện hành của pháp luật

Điều 7 Quy định chuyển tiếp

Phụ gia thực phẩm, sản phẩm thực phẩm có sử dụng phụ gia thực phẩm đã được cấp Giấy chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm trước ngày Thông tư này có hiệu lực tiếp tục được sử dụng đến hết thời hạn hiệu lực được ghi trong Giấy chứng nhận

Điều 8 Soát xét, sửa đổi, bổ sung

Căn cứ nhu cầu quản lý theo từng thời kỳ, trên cơ sở tiêu chuẩn sản phẩm hoặc các hướng dẫn của CAC, Cục An toàn thực phẩm sẽ xem xét, đề xuất Bộ Y tế sửa đổi, bổ sung Thông tư này nhằm phát triển sản xuất trong nước và phù hợp với thông lệ quốc tế

Điều 9 Điều khoản tham chiếu

Trong trường hợp các văn bản quy phạm pháp luật và các quy định được viện dẫn trong Thông tư này có sự thay đổi, bổ sung hoặc được thay thế thì áp dụng theo văn bản quy phạm pháp luật mới

Điều 10 Điều khoản thi hành

1 Thông tư này có hiệu lực từ ngày 01 tháng 02 năm 2013 Bãi bỏ các quy định liên quan đến phụ gia thực phẩm (không bao gồm các chất tạo hương được phép sử dụng trong thực phẩm) tại: Quy định danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm ban hành kèm theo Quyết định số 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31 tháng 8 năm 2001 và Quy định về điều kiện bảo đảm vệ sinh an toàn thực phẩm trong sản xuất, kinh doanh, sử dụng phụ gia thực phẩm ban hành kèm theo Quyết định số 928/2002/QĐ-BYT ngày 21 tháng 3 năm 2002

của Bộ trưởng Bộ Y tế kể từ ngày Thông tư này có hiệu lực

2 Cục An toàn thực phẩm có trách nhiệm chủ trì, phối hợp với các cơ quan chức năng

có liên quan hướng dẫn triển khai và tổ chức việc thực hiện Thông tư này./

- Bộ Tư pháp (Cục Kiểm tra VBQPPL);

- Bộ trưởng Nguyễn Thị Kim Tiến (để

Nguyễn Thanh Long

PHỤ LỤC I DANH MỤC PHỤ GIA ĐƯỢC PHÉP SỬ DỤNG TRONG THỰC PHẨM

(Ban hành kèm theo Thông tư số 27/2012/TT-BYT ngày 30 tháng 11 năm 2012 )

I Danh mục phụ gia thực phẩm được phép sử dụng xếp theo INS