Báo cáo thực hành PHỤ GIA THỰC PHẨM, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM

Báo cáo thực hành, PHỤ GIA THỰC PHẨM, PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Viện công nghệ sinh học – thực phẩm

Báo cáo thực hành PHỤ GIA THỰC PHẨM

Sinh viên thực hiện

Bài 1: PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA

Phụ gia chống oxy hóa là những chất cho vào các sản phẩm thực phẩm nhằm vô hoạt các gốc tự

do, từ đó giảm tốc độ xảy ra quá trình ôi hóa chất béo Cụ thể là phụ gia này sẽ kéo dài thời gian hình thành những hợp chất gây ra quá trình oxi hóa Ngoài ra, phụ gia chống oxy hóa còn có chức năng vô hoạt peroxide

Phụ gia chống oxi hóa có hai loại:

• Có bản chất axit: axid citric, acid malic, acid ascorbic…

BHT còn được gọi là 2,6-bis (1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol;

2,6-di-tert-butyl-p-cresol; 2,6-di-tert-butyl-4-methylpheno BHT được tạo thành phản ứng của para –

cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi acd sulfuric, cócông thức phân tử là C15H24O.

 Tính chất – đặc điểm

BHT ở dạng sử dụng là tinh thể trắng, hình sợi, không vị, không mùi hay có mùiđặc trưng khó chịu của vòng thơm, cũng bị tổn thất dưới tác động của nhiệt (sấy, ) Tankém trong nước, tan vô hạn trong etanol, toluen, xeton, axeton, dễ bốc hơi và có thểchưng cất, nhiệt độ sôi 265oC ở 760mmHg, nhiệt độ nóng chảy 69 – 72oC Có hoạt tínhchống oxy hóa thấp, với sự có mặt của sắt trong một số sản phẩm thực phẩm hay bao bì,BHT có thể tạo ra hợp chất có màu vàng

 Công dụng

BHT ngăn ngừa oxy hóa chất béo Nó thường được dùng để bảo quản thực phẩm

có mùi, màu sắc và hương vị Nó cũng được bổ sung trực tiếp để rút ngắn quá trình oxy hóa của ngủ cốc, sữa và các sản phẩm từ sữa Tốt trong việc làm bền chất béo động vật, thịt, cá

- Thuộc nhóm chất chống oxi hóa có hiệu quả, và được sử dụng rộng rãi trong cácsản phẩm có nhiều chất béo

- Có tác dụng bảo quản thực phẩm ngăn ngừa sự hư hỏng và ôi khét của hương liệu

- Ngoài ra còn có tác dụng ổn định và nhũ hóa cho shortening, được sử dụng mộtmình hay kết hợp với BHA và acid citric

 Cơ chế chống oxy hóa

Chất này hoạt động tương tự như là một vitamin E tổng hợp, chủ yếu hoạt độngnhư một chất ngăn chặn quá trình oxi hoá, một quá trình không bão hòa trong đó (thườnglà) các hợp chất hữu cơ bị tấn công bởi oxi trong khí quyển BHT chống oxi hoá xúc tácphản ứng bằng cách chuyển đổi các gốc tự do peroxy trong liên kết hydroperoxides Điều

này tác động đến chức năng chống oxi hoá bằng cách nó sẽ quyên góp một nguyên tửhydro:

RO2 + ArOH → ROOH + ARO

RO2 + ArO → nonradical sản phẩm

R là alkyl hoặc aryl, và ArOH là phenolic của BHT hoặc có liên quan đến chấtchống oxy hóa Người ta thấy rằng BHT liên kết với hai gốc tự do peroxy Ngoài ra, nócòn là chất thuộc nhóm chất chống oxi hóa có hiệu quả và được sử dụng rộng rãi trongcác sản phẩm có nhiều chất béo Do đó có tác dụng bảo quản thực phẩm, ngăn ngừa sự

hư hỏng và ôi khét của hương liệu Ngoài ra nó còn có tác dụng ổn định và nhũ hóa choshortening Sử dụng đơn lẻ một mình hoặc kết hợp với BHA, Propyl galat (PG) và axitcitric, sử dụng trong shortening, dầu thực vật, thức ăn động vật, mỡ lát, ngũ cốc, sử dụngrộng rãi trong công nghiệp vì rẻ tiền

 Tocopherol – Vitamin E

- Công thức phân tử: C29H50O2

- Công thức cấu tạo:

Hình 1.3 Công thức cấu tạo α-tocopherol

Hình 1.4 Công thức cấu tạo các dạng β,γ,δ-tocopherolKhối lượng phân tử: 430.71 g/mol.

Tocopherol có dạng dầu màu vàng nhạt hoặc nâu đỏ, không mùi, nhớt

Tính tan: không tan trong nước, hòa tan rất tốt trong dầu thực vật, trong rượuethylic, ether etylic và ether dầu hỏa

Tocopherol khá bền với nhiệt, có thể chịu được nhiệt đến 170oC khi đun nóngtrong không khí nhưng bị phá hủy nhanh bởi tia tử ngoại Trong những tính chất củatocopheol, tính chất quan trọng hơn cả là khả năng bị oxy hóa bởi các chất oxy hóa khácnhau Trong thao tác kỹ thuật bảo quản, người ta dùng dung dịch pha trong dầu, khôngchứa ít hơn 31% tocopherol

Tocopherol có tác dụng chống oxy hóa hiệu quả nhất đối với mỡ động vật,carotenoid và vitamin A Mặc dù được phân bố rộng rãi trong tự nhiên, được chấp nhận ởnhiều quốc gia, được chứng minh có hiệu quả chống oxy hóa trong các loại thực phẩmnhưng nó chỉ được sử dụng hạn chế vì nhìn chung nó vẫn kém hiệu quả hơn so với cácchất chống oxy hóa phenolic.

 Cơ chế chống oxy hóa

Vitamin E có khả năng ngăn chặn phản ứng của các gốc tự do bằng cách nhường mộtnguyên tử hydro của gốc phenol cho gốc lipoperoxide (LOO) để biến gốc tự dọ này thànhhydroperoxide (LOOH) Phản ứng xảy ra như sau:

Hoặc trong quá trình phản ứng, tocopherol (tocopherol – OH) bị chuyển hóa thànhgốc tocopheryl (tocopherol – O) bền nên chấm dứt những phản ứng gốc Gốc tocopheryl bịkhử oxy để trở lại thành tocopherol bởi chất khử là oxy hòa tan trong nước

Khi tốc độ oxy hóa dầu thấp, tocopheryl phản ứng với nhau để hình thành tocopherylquinone Khi tốc độ oxy hóa dầu cao, tocopheryl phản ứng với gốc peroxy để hình thànhphức tocopherol – peroxy (T – OOR) Phức này có thể bị thủy phân thành tocopherylquinone và hydroperoxyde

To + To  T + Tocopheryl quinone

To + ROOo  [T – OOR]  Tocopheryl quinone + ROOH

Hiệu quả chống oxy hóa của tocopherol phụ thuộc vào dạng đồng phân và nồng độ

sử dụng Khả năng dập tắc gốc tự do cao nhất ở δ-tocopherol, tiếp theo là γ-, β-,

α-tocopherol Hàm lượng tocopherol cần thiết để chống ôi hóa chất béo tùy thuộc vào độ bềnoxy hóa của chúng Độ bền oxy hóa của tocopherol càng thấp thì hàm lượng tocopherol cầndung càng thấp α-tocopherol có độ bền thấp nhất trong số các đồng phân tocopherol, cầndùng với nồng độ 100 ppm thì thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất của nó Trong khi

đó, β- và γ-tocopherol có độ bền oxy hóa cao hơn nên để thể hiện hoạt tính oxy hóa caonhất, cần dùng nồng độ tương ứng của 2 đồng phân này là 250 và 500 ppm

1.1.2 Nguyên liệu: Dầu thực vật 1.1.3 Đặc điểm:

- Dầu thực vật là loại dầu được chiết xuất, chưng cất và tinh chế từ thực vật

- Là hỗn hợp các triglycerit được chiết xuất từ than, hạt hoặc cùi quả của một số loạicây có dầu như dừa, hướng dương, thầu dầu,…Dầu và chất béo chiết xuất từ thựcvật bao gồm dạng lỏng như dầu canola, dạng rắn như bơ

- Dầu là chất béo được hydro hóa, bao gồm hỗn hợp các triglicerit được hydro hóa ở

áp suất cao Hydro liên kết với triglycerit làm tang phân tử khối

- Là chất cung cấp năng lượng nhiều nhất và dự trữ năng lượng cho cơ thể

- Là dung môi hòa tan các vitamin: A, D, E, K va các carotenoid trong thực phẩm đểcung cấp cho cơ thể

- Không có cholesterol

1.1.4 Thành phần:

- Triglyceride: là thành phần chính của chất béo, được tạo thành do phản ứng của mộtphân tử glycerol với 3 phân tử acid béo Tùy thuộc vào các acid béo gắn vào các vịtrí trên mạch cacbon của glycerol sẽ xác định tính chất của triglyceride

- Các acid béo: các acid béo no và acid béo chưa no

- Acid béo no: là các acid béo mà các nguyên tử cacbon trong mạch liên kết với nhaubằng liên kết đơn Acid béo no cung cấp năng lượng và tạo mỡ dự trữ năng lượngcho cơ thể

- Acid béo chưa no: là các acid béo có chứa các liên kết đôi trong mạch cacbon Trongcông thức mạch cacbon của chúng có chứa một hay nhiều nối đôi Acid béo 1 nốiđôi còn gọi là omega – 9 hay acid oleic, tốt cho sức khỏe, còn các acid béo nhiều nốiđôi được gọi là các acid béo thiết yếu cho cơ thể hang ngày

- Glycerol: là rượu đa chức, ở trạng thái nguyên chất glycerol là chất lỏng quánh,không màu, không mùi, có vị ngọt và tính hút nước cao Trong dầu, glycerol tồn tại

ở trạng thái kết hợp trong các glyceride

- Ngoài ra, còn một số thành phần phụ khác: các acid béo tự do, monoglyceride,phospholipid, sterol, tocopherol, các hợp chất màu, các hợp chất sáp,…

1.1.5 Chỉ tiêu chất lượng:

- Hàm lượng axit béo tự do (Oleic): 0,10% tối đa

- Không sử dụng chất bảo quản và chất tạo màu

- Dầu có mùi bình thường, không bị ôi, không hôi, không khê, không khét, không cómùi lạ, mùi khó chịu khác

- Dầu có vị bình thường, không chát, đắng, chua có vị đặc trưng của dầu ăn

- Trang thái trong suốt của dầu, hàm lượng nước và tạp chất có rất ít và trong suốt,màu vàng sẫm hay nhạt

1.2 Quy trình thực hiện

1.2.1 Chuẩn bị mẫu

1.2.2 Xác định các chỉ số

1.2.2.1 Chỉ số Peroxyt

1.2.2.2 Chỉ số Iod

1.2.2.3 Chỉ số acid

1.3 Kết quả và bàn luận

1.3.1 Hiện tượng và giải thích

Chỉ số Peroxyt: dung dịch mẫu trước khi chuẩn có màu xanh tím Sau khi chuẩn độ

bằng Na2S2O3 0.01N dung dịch chuyển sang không màu Giải thích dựa vào tác dụng củaperoxyt với dung dịch KI tạo ra I2 tự do (trong môi trường acid acetic và cloroform) Sau

đó, chuẩn độ I2 tự do bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột làm từ màuxanh tím sang không màu

Phương trình phản ứng:

I2 + 2Na2S2O3  2NaI + Na2S4O6

Chỉ số iod: mẫu dung dịch trước khi chuẩn độ có màu đồng nâu đỏ (dầu trong

môi trường chloroform, dung dịch wiji và KI), sau khi cho hồ tinh bột và lắc đều thìdung dịch chuyển sang màu đỏ tím đen Khi tiến hành chuẩn độ, dung dịch từ từchuyển từ màu qua các giai đoạn: từ màu đỏ tím đen, sau đó nhạt dần, rồi chuyển sangmàu xanh đậm và cuối cùng thì dung dịch mất màu Hiện tượng trên được giải thíchnhư sau: trong quá trình có xảy ra phản ứng cộng của lượng chất thừa hoạt động ICIvào các nối kép của dầu béo được hòa tan trong CH3CI Lượng ICI còn dư sẽ kết hợp

với KI để giải phóng I2 dạng tự do và được định phân bằng dung dịch chuẩn Na2S2O30.05N với chỉ thị hồ tinh bột làm từ màu tím đen chuyển sang mất màu

Phương trình phản ứng:

R1-CH=CH-R2-COOH + ICI  R1-CH(I)-CH(CI)-R2-COOH

ICIdư + KI  KCI + I2I2 + 2 Na2S2O3  Na2S4O6 + 2NaI

Chỉ số acid: mẫu dung dịch trước khi chuẩn độ có màu vàng nhạt (màu của dầu

trong cồn), sau khi chuẩn độ dung dịch từ từ chuyển sang màu hồng nhạt và bền trong

30 giây Sự mất màu này là do: dung dịch chuẩn KOH 0,01N trung hòa hết acid béo tự

do có trong mẫu được hòa tan trong môi trường cồn trung tính với chỉ thịphenolphtalein nên có màu hồng nhạt, lúc đó chứng tỏ đã hết lượng acid có trongmẫu Phương trình phản ứng:

RCOOH + KOH  RCOOK + H2O

1.3.2 Kết quả và tính toán

Bảng kết quả thu được khi chuẩn độ các mẫu (trong đó M0: là mẫu dầu thực vậtkhông có chứa phụ gia, M1: là mẫu dầu thực vật có chứa phụ gia BHT, M2: là mẫu dầuthực vật có chứa phụ gia vitamin E).

Trong đó: V0 : thể tích Na2S2O3 tiêu tốn cho mẫu M0, ml

V1 : thể tích Na2S2O3 tiêu tốn cho mẫu M1, mlV2 : thể tích Na2S2O3 tiêu tốn cho mẫu M2, ml

• Chỉ số peroxyt : được tính toán theo công thức:

(meq/kg)Trong đó: N: nồng độ đương lượng của Na2S2O3 , 0.01N

m: khối lượng mẫu thử (5ml)

M0 – M1 M0 – M2Chỉ số peroxyt 1.8264 1.0502Biện luận: Qua kết quả tính toán được ở bảng trên thì chỉ số peroxyt của mẫu dầu có

bổ sung phụ gia Vitamin E cao hơn so với mẫu dầu có bổ sung BHT, chứng tỏ mẫu dầu

có bổ sung Vitamin E có mức độ ôi hóa thấp hơn hay cụ thể thì mẫu dầu này đã bị oxihóa một phần nhưng tốc độ bị oxi hóa thấp hơn mẫu dầu có bổ sung BHT Điều này cóthể được lý giải rằng, trong quá trình đồng nhất mẫu, mẫu được gia nhiệt lên nhiệt độ cao,

do tính chất không bền ở nhiệt độ cao trong thời gian dài nên một phần BHT đã bị phânhủy Vì vậy, khả năng chống oxi hóa trong mẫu dầu của BHT không đạt được điều kiệnchống oxi hóa tối ưu của nó Ngược lại, với tính chất của Vitamin E có thể bền ở nhiệt độ

170oC nên hầu như không bị phân hủy khi đồng nhất mẫu và nhờ vậy mà khả năng chốngoxi hóa của vitamin E trong mẫu tốt Từ đó có thể kết luận, trong điều kiện phân tích trênthì khả năng chống oxi hóa chất béo của Vitamin E tốt hơn so với BHT

• Chỉ số Iod: được tính toán theo công thức:

Chỉ số iod của mẫu M0 so với M1 là:

Chỉ số iod của mẫu M0 so với M2 là:

Trong đó: N: nồng độ đương lượng của Na2S2O3 , N.(0.05N)

m: khối lượng mẫu thử (5ml)

0.01269 : số gam iod ứng 1ml Na2S2O3 0.1N

Ta có: C1V1=C2V2  1ml Na2S2O3 0.1N= 2ml Na2S2O3 0.05N vì vậy công thứctrên được chia cho 2

M0 – M1 M0 – M2Chỉ số Iod 0.004324 0.0001159

Biện luận: Từ bảng kết quả chỉ số iod ta thấy lượng acid béo không no trong mẫu có

bổ sung Vitamin E còn nhiều hơn so với mẫu có bổ sung BHT (chỉ số iod của mẫu 2 caohơn mẫu 1) Điều này chứng tỏ mẫu dầu có bổ sung BHT đã bị oxy hóa nên một phầnacid béo không no đã bị phân hủy, đồng thời mức độ oxy hóa cao hơn mẫu có bổ sungvitamin E Nguyên nhân chủ yếu là do khả năng chống oxi hóa của BHT giảm do bị phânhủy một phần trong quá trình gia nhiệt đồng nhất mẫu nên dưới tác động của môi trườngmẫu dầu có bổ sung BHT dễ xảy ra quá trình tự oxy hóa làm giảm các acid béo không nohơn mẫu có bổ sung Vitamin E

• Chỉ số acid: được tính toán theo công thức:

Chỉ số acid của mẫu M0 là:

Chỉ số acid của mẫu M1 là:

Chỉ số acid của mẫu M2 là:

Trong đó: N: nồng độ của dung dịch KOH 0.01N

56.11: phân tử đương lượng KOH (đvC)m: khối lượng mẫu dầu cần phân tích (10 ml)K: hệ số hiệu chỉnh dung dịch KOH 0.01N

= 1M0 (ml) M1 (ml) M2 (ml)

bổ sung BHT và mẫu dầu có chất lượng tốt nhất là mẫu có bổ sung Vitamin E (chỉ số acidcao nhất) Vitamin E bền với nhiệt nên trong điều kiện thí nghiệm, khả năng chống oxyhóa hoạt động tốt, ngăn ngừa khả năng tự oxi hóa của dầu hiệu quả và nhờ vậy mà chấtlượng mẫu dầu được bảo quản tốt Trong trường hợp mẫu dầu có bổ sung BHT, mặc dù

có chứa phụ gia chống oxi hóa nhưng do BHT kém bền nhiệt hơn so với vitamin E nênhiệu quả ngăn ngừa khả năng tự oxi hóa của dầu thấp hơn so với vitamin E Và đối vớimẫu dầu trắng thì do không có bổ sung phụ gia chống oxi hóa nên dưới tác dụng của điềukiện môi trường, quá trình tự oxi hóa trong dầu diễn ra mạnh mẽ làm cho chất lượng dầugiảm đi nhanh chóng Qua đó ta thấy, trong trường hợp này, khả năng chống oxi hóa củaVitamin E tốt hơn so với BHT

1.4 Trả lời câu hỏi

Câu 1: Trình bày ý nghĩa của chỉ số peroxyt, acid và iod của dầu thực vật?

Trả lời:

Chỉ số peroxyt (PoV) là lượng chất có trong mẫu thử được tính bằng mili đươnglượng oxi hoạt tính làm oxi hóa KI trên 1kg mẫu dưới các điều kiện thao tác theo quyđịnh Chỉ số này phản ánh mức độ ôi của chất béo đem phân tích, chỉ số này càng cao thì

độ tươi của chất béo càng thấp Chỉ số càng gần 1 thì càng dễ bị oxi hóa Chỉ số <1 thì ít

bị oxy hóa

Chỉ số acid: là số mg KOH cần dùng để trung hòa các acid béo tự do có trong 1gdầu hoặc mỡ.Chỉ số này cho biết chất lượng của chất béo, chỉ số acid càng cao thì chất

lượng của chất béo càng thấp do đã bị phân hủy hoặc bị oxi hóa một phần Chất béo sửdụng được có chỉ số acid phải nhỏ hơn 10 (thường nằm trong khoảng 3 – 4).

Chỉ số Iode (IV): là số gram Iode cần thiết để kết hợp vào vị trí nối đôi có chứatrong 100g dầu béo dưới các điều kiện thao tác theo quy định.Chỉ số Iode đặc trưng chomức độ chưa no của acid béo có trong mẫu Chất béo càng nhiều nối đôi thì chỉ số Iodecàng lớn và ngược lại Chỉ số Iode của mỡ sẽ nhỏ hơn so với dầu

Câu 2: Trình bày cơ chế của quá trình oxy hóa chất béo?

Trả lời: Quá trình oxi hóa chất béo xảy ra trong quá trình sản xuất, bảo quản và chế

biến thực phẩm khi có sự hiện diện của chất béo Sự oxi hóa chất béo là nguyên nhân hạnchế thời gian bảo quản của các sản phẩm Sự oxi hóa chất béo không no được khởi tạobằng việc tạo thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sang, nhiệt độ, ion kim loại vàoxy Thông thường phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề nối đôi C=C

Cơ chế phản ứng oxi hóa chất béo xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3 giai đoạn là:khởi tạo, lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian và kết thúc phản ứng Cụ thể như sau:Giai đoạn 1: Khơi mào: RH + O2  Ro + oOOH

RH  Ro + oHGiai đoạn được khơi mào bởi các oxy của không khí hoặc các điện tử tự do của cáckim loại có hóa trị thay đổi Ví dụ: Fe2+, Cu2+,…

RH  Ro + oHROOH + M3+  ROOo + Ho + M2+

ROOH + M2+  ROo + oOH + M3+

2ROOH  ROo + ROOo + H2OGiai đoạn 2: lan rộng: tạo các sản phẩm trung gian

Ro + O2  ROOoROOo + RH  ROOH + Ro

do Sản phẩm tạo thành là các acid, ceton, rượu,…Đó chính là nguyên nhân xuất hiện các

hư hỏng về mùi, vị ôi khê của chất béo

Các yếu tố làm tang vận tốc phản ứng oxy hóa chất béo: nhiệt độ, bức xạ, tia cựctím, bức xạ ion hóa, các enzyme xúc tác quá trình (lipase, ), sự có mặt của ion kim loại

có hóa trị thay đổi như Cu, Fe,…hay nồng độ oxy, hoạt tính của nước

Câu 3: Trình bày cơ chế của quá trình oxy của rau quả?

Trả lời: Polyphenol là một nhóm các hợp chất mà trong công thức cấu tạo có chứa

vòng benzene và ít nhất 2 nhóm – OH trở lên Lượng polyphenol có trong hầu hết cácloại rau, củ, quả,…tùy theo loại nguyên liệu mà hàm lượng polyphenol sẽ khác nhau.Cùng tồn tại trong nguyên liệu rau, quả là enzyme polyphenoloxydase Khi tiếp xúc vớioxi không khí, hoạt động của enzyme polyphenoloxydase sẽ được kích hoạt và trở thànhxúc tác cho các phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol thành những hợp chất mớigây sẫm màu và gây vị đắng cho rau quả

Hợp chất phenol rất dễ bị oxi hóa trong các điều kiện khác nhau Chúng có thể bịoxi hóa trong môi trường bình thường có không khí ẩm, phản ứng trở nên mạnh hơntrong môi trường kiềm Enzyme polyphenoloxydase ở thực vật có thể tồn tại ở 2 dạng: tự

do và lien kết Polyphenoloxidase là nhóm enzyme oxydoreductase có nhiều trong môđộng vật, thực vật, nấm mốc,…

Phản ứng oxi hóa này còn gọi là phản ứng sẫm màu do enzyme Trong một số sảnphẩm thì cần được hạn chế như chế biến rau, củ, quả nhưng trong chế biến trà đen thì lạicần phải gia tang để oxi hóa tannin thành hợp chất quinol tạo màu, hương vị đặc trưngcho trà đen.

Câu 4: Trình bày cơ chế chống oxi hóa của phụ gia chống oxy hóa có bản chất

Quá trình chống oxi hóa chất béo chính là ngăn ngừa sự gia tăng của các gốc tự dobằng phương pháp dùng các chất có khả năng tác dụng với các gốc tự do này và tạo thànhcác chất không có khả năng tiếp tục bị oxy hóa Phản ứng chống oxy hóa chất béo xảy ratheo sơ đồ sau:

AH là chất chống oxi hóa

Quá trình chống oxi hóa chất béo phụ thuộc vào các yếu tố: hoạt tính của các chấtchống oxi hóa, nồng độ của các chất chống oxi hóa, nhiệt độ, ánh sang, kim loại,…

Tác dụng của các hợp chất phenolic trong việc kìm hãm sự tự oxy hóa bởi gốc tựdo: phenol (đóng vai trò là chất cho điện tử) có khả năng ngăn cản sự hình thành các gốc

tự do ban đầu làm cản trở tiến trình oxy hóa dầu mỡ

 Cơ chế tác động của các phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid lên quá trình oxihóa rau, quả:

Phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid tạo ra môi trường pH thấp làm chậm vậntốc phản ứng oxi hóa gây sẫm màu Môi trường pH thấp cũng ức chế hoạt động củaenzyme oxi hóa khử

Câu 5: Trình bày cơ chế chống oxi hóa của các phụ gia chống oxy hóa sử dụng

trong thí nghiệm?

Trả lời:

Butylat hydroxyl toluene – BHT

Tocopherol – Vitamin E

(Đã trình bày ở phần tổng quan về phụ gia)

Câu 6: Trình bày tác hại có thể xảy ra khi sử dụng những phụ gia trong bài thí

nghiệm?

Trả lời:

Những phụ gia được sử dụng trong bài thí nghiệm là: BHT và Tocopherol khônggây độc hại cho người sử dụng, nếu lượng sử dụng không vượt ngưỡng cho phép Cụ thểnhư sau:

• BHT ít có khả năng gây độc cấp tính Giá trị LD50 lên đến 1000mg/kg thể trọng ởtất cả các loài được thử nghiệm Thử nghiệm trên động vật cho thấy, liều lượng BHTcao khi đưa vào cơ thể trong 40 ngày hoặc hơn sẽ gây độc cho các cơ quan Liều

lượng gây chết ở chuột là LD 50 = 1000mg/kg thể trọng, liều lượng 50mg/kg thểtrọng không có ảnh hưởng đối với người Khi sử dụng dưới nồng độ cho phép khônggây ngộ độc cho cơ thể Liều dùng cho sữa bột, bột kèm kem là 100 ML, với thức ăntráng miệng có sữa là 90 ML.

• Tocopherol: thử nghiệm độc tính ngắn ngày trên chuột với liều lượng 1g/ngày,không thấy có hiện tượng tác hại nhưng có thể nhận thấy hiện tượng rối loạn tiêu hóa.Hiện tượng này có thể do chất béo, vì thử nghiệm dung dịch tocopherol trong dầu.Người ta chưa rõ lắm về việc chuyển hóa tocopherol nhưng tìm thấy nó thải qua phân,còn trong nước tiểu lại thấy một vài chất chuyển hóa của nó Nếu sử dụng liều caohơn nhu cầu hàng ngày thì thấy nó có tích lũy trong gan

Câu 7: Nêu điều kiện hoạt động của những phụ gia sử dụng trong bài thí nghiệm? Trả lời:

 BHT tan trong chất béo, bền ở nhiệt độ cao nhưng thấp hơn Vitamin E

 Vitamin E tan trong dầu thực vật, bền với nhiệt

Câu 8: Nêu phương pháp định lượng BHT và Tocopherol?

Trả lời:

BHT được xác định nhờ phản ứng màu với Q-anisidine và nitrit natri

Vitamin E trong thực phẩm được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

Câu 9: Nêu giá trị INS, ADI, ML của BHA, BHT, acid citric, acid ascorbic?

Trả lời: Bảng giá trị INS, ADI, ML

Acid citric 330 CXĐ

Sữa chua lên men: 1500Sữa chua lên men, có xử lýnhiệt: GMP

Acid ascorbic 300 CXĐ Sữa bột, bột kem: 300

Bơ và bơ cô đặc: GMP

Bài 2: PHỤ GIA TẠO NHŨ

- Phân tán trong nước

- Tan tốt trong dầu, các dung môi không phân cực

nhất trong việc pha trộn các thành phần, cải thiện dòng đời cho một số sảnphẩm, và có thể được sử dụng như một lớp phủlecithin là chất nhũ hóa mà giữ

ca cao và bơ ca cao với một lớp phủ ngoài Trong bơ thực vật, đặc biệt là bơ

có chứa hàm lượng chất béo cao (> 75%), lecithin được thêm vào là "chốngbắn tung tóe" khi chiên

• Cơ chế tác dụng

Cơ chế cụ thể của lecithine xảy ra trong hệ nhũ tương như sau Phản ứng hóa họctạo các chất mong muốn sẽ xảy ra khi ta đưa lecithine vào các hệ nhũ tương này để làmbền hệ nhũ tương

Có 2 cách để các phân tử chất phản ứng gặp nhau:

- Cách thứ nhất: Các phân tử phản ứng của lecithine thấm qua lớp màng chấthoạt hóa bề mặt ra ngoài và gặp nhau Nhưng thực tế thì phản ứng theo cáchnày là rất nhỏ, không đáng kể

- Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của lecithin và phospholipid của dầugặp nhau, nếu có đủ lực tác động thì 2 hạt nhỏ có thể tạo thành một hạt lớnhơn Các chất phản ứng trong 2 hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra tronglòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành

Khi các phân tử lecthine và phospholipid của dầu gặp nhau sẽ tạo nên sức căng bềmặt Khi 2 chất lỏng không tan trộn lẫn với nhau thì giữa bề mặt phân pha của 2 chất lỏngnày sẽ xuất hiện các ứng suất do sức căng bề mặt tạo nên Năng lượng bề mặt là đạilượng tỉ lệ thuận với sức căng bề mặt và diện tích phân pha Để ổn định hệ nhũ tươngngười ta cần cho các chất hoạt đồng bề mặt như lecithine Các chất này làm giảm sứccăng bề mặt của nước, góp phần giảm năng lượng bề mặt Do đó làm bền hệ nhũ tương

2.1.2.2 Lauryl sulfate

Lauryl sunfate Lauryl sulfate là một chất tẩy rửa và chất hoạt động bề mặt được tìmthấy trong nhiều sản phẩm chăm sóc cá nhân ( xà phòng, dầu gội đầu, kem đánh răng,…) Lauryl sulfate là chất tạo bọt rất hiệu quả

Công thức hóa học của nó là

CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)nOSO3-Cấu trúc không gian :

Hình 2.2 Cấu trúc không gian của Lauryl sulfate

Lauryl sulfate có các nhóm có cực như các hợp chất sulfonat hoặc etoxysulfat đượcgắn vào các chuỗi hyđrocacbon Các nhóm tổng hợp này mang điện âm, chúng chỉ liênkết yếu với các ion (của sắt, magiê, canxi) trong nước và nhờ đó khả năng của nó vẫn rấttốt

2.1.2 Nguyên liệu

2.1.2.1 Dầu thực vật

Thành phần :

- Dầu olein

- Dầu đậu nành

- Dầu hạt cải tinh luyện

- Ester của polyglycerol và acid béo

Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực Các hợp chất phân cực hoặc cótính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước Tính hòa tan của nước đóng vai

trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy ra trong dung dịchnước.

Nước tinh khiết không dẫn điện

Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit haybazơ Ở 7 pH (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt (OH-) cân bằng với hàm lượngcủa hydronium (H3O+) Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như HCl, nước phảnứng như một chất kiềm

2.2 Quy trình thí nghiệm

- Mẫu 0 : là mẫu trắng

- Mẫu 1 : lecithine

- Mẫu 2 : Lauryl sunfat

Lưu ý: Lecithin tan trong dầu nên đánh tan Lecithin trong dầu trước còn Lauryl sulfat tan trong nước thì nên đánh tan Lauryl sulfat trong nước trước

• Hiện tượng:

- Sau khi đánh dung dich có màu đục giống sữa có nhiều hạt nhỏ li ti

- Sau một thời gian dung dịch bắt đầu tách lớp

• Giải thích:

Sau khi đánh thì kích thước các hạt micell và nước đều có kích thước rất nhỏ, nằmlẫn lộn và phân tán khá đều trong dung dịch nên ta thấy dung dịch đục như sữa Sau một khoảng thời gian thì các hạt micell liên kết với nhau và lớn dần, các hạt nước và dầu tách nhau ra, nước nặng hơn nên chìm xuống, dầu nhẹ hơn nên nổi lên trên tạo nên các lớp dung dịch khác nhau.

Tương tự như M0 Có nhiều bọt,hoàn

toàn không đồng nhất

Không có nhiều bọt,gần như đồng nhất,có một vài lớpbọt trên lớp dầu

Có nhiều bọt tên lớp dầu,Không đồng nhất

Tương

tự M2

Màu sắc Dầu trên có màu

vàng nhạt,lớp dưới có màu trắngđục

Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0 Tương tự

như M0

Hình 2.3.1: Kết quả thí nghiệm 1

Bàn luận : thời gian tách lớp của ba mẫu có sự khác biệt : M0<M1<M2

• Độ dày lớp nhũ của M1 giống M2 <0.1cm

tự như M0

Tương tự như M0,nhưng

ở M1 thì nước nhiều hơndầu

Tương tự như M1

Có bóng bọt ở lớp nước,nướ

c ít hơn dầu

Tương tự như M2

Màu sắc Trên vàng

nhạt,dưới là khối trắng đục

Tương

tự như M0

Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0 Tương tựnhư M0

Hình 2.3.2: Kết quả thí nghiệm 2

Bàn luận : trong hệ nhũ tương nước trong dầu

• Thời gian tách lớp giảm khi thêm phụ gia chậm hơn Mẫu 0

• Độ dày lớp nhũ giảm M1>M2>M3

• Như vậy khi thêm phụ gia vào hệ nhũ tương nước trong dầu làm bền hệ nhũ

• Tác động của lecithine diễn ra tốt hơn Lauryl sunfat

Nhận xét:

• Khi dùng phụ gia thì cấu trúc hệ nhũ tương được cải thiện

• Lecithin tạo nhũ tốt trong hệ nước trong dầu

• Lauryl sulfat tạo nhũ tốt trong hệ dầu trong nước

=> Phụ gia tan trong nước sẽ tạo nhũ tốt khi pha liên tục là nước còn phụ giatan trong dầu sẽ tạo nhũ tốt trong pha liên tục là dầu

2.4 Trả lời câu hỏi

Câu 1:Các bước hình thành hệ nhũ tương trong thực phẩm, phân loại hệ nhũ tương? Trả lời: Các bước hình thành hệ nhũ tương thực phẩm: có sự hình thành các giọt cầu

có kích thước khá nhỏ của chất bị phân tán trong một phần khá lớn về thể tích của phaliên tục, hiện tượng này sảy ra do các gốc ưu béo sẽ co cụm vào bên trong để lộ các góc

ưu nước bên ngoài (hay ngược lại) làm 2 pha không hòa tan trong nhau và có sự tách phahình thành nên hệ nhũ tương Việc hình thành hệ nhũ tương đi đôi với việc tạo nên một

bề mặt liên pha quan trọng giữa 2 chất lỏng không trộn lần vào nhau được Bề mặt chiapha này sẽ tăng theo luật số mũ khi đường kính của các giọt giảm

Phân loại :

• Hệ nhũ tương dầu trong nước

• Hệ nhũ tương nước trong dầu

• Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (hệ nhũ tưởng dầu trong nước trong dầu)

Câu 2: Trình bày cơ chết hoạt động của phụ gia làm bền nhũ tương?

vậy, khi có chất hoạt động bề mặt, chúng làm giảm sức căng bề mặt phân chia pha, tức làlàm giảm năng lượng tự do bề mặt, do đó làm tốc độ kết dính của các hạt chậm lại nên hệtrở nên bền hơn về mặt nhiệt động.

Chất hoạt động bề mặt có khả năng tạo nhũ (bền nhũ) là do chúng có khả năng dichuyển đến và chất chứa trên bề mặt phân chia pha giữa hai chất lỏng mà trong trườnghợp này là bề mặt các hạt micell

Chất hoạt động bề mặt là chất có khả năng làm thay đổi năng lượng bề mặt mà nótiếp xúc Tính hoạt động bề mặt có thể dẫn đến hai hiệu ứng hoàn toàn riêng lẻ:

• Làm giảm sức căng bề mặt phân chi pha

• Tạo một lớp phân chia bề mặt

• Tạo các điện tích cùng dấu trên bề mặt pha phân tán các lực tĩnh điện sẽchống lại lực hút vanderwall giữa các giọt lỏng

• Tạo hệ các giọt lỏng phân tán có kích thước các giọt nhỏ và đòng đều

• Tạo độ nhớt cao trong pha liên tục

Chất hoạt động bề mặt gồm hai phần: phần có ái lực với nước hay phần đầu (headhyprophilic) và phần kỵ nước hay phần đuôi (tail hyprophilic) Nếu lực tương tác giữacác phân tử của một chất lỏng không tan vào nước nhỏ hơn lực tương tác giữa các phân

tử chất lỏng đó với các phân tử nước thì khi cho một lượng nhỏ chất lỏng đó vào nước,chất lỏng sẽ lan ra trên bề mặt thành một màng đơn phân tử Khi chất lỏng là chất hoạtđộng bề mặt thì nhóm phân cực sẽ hướng vào nước, còn nhóm không phân cực hướng rakhông khí

Chọn chất nhũ tương thường gồm 2 chất: một chất rất háo nước và một chất rất háodầu, và tìm 2 tỉ lệ phù hợp để phối trộn sẽ có tác dụng làm bên nhũ tương tốt hơn nếudùng từng chất một

Câu 3 :Trình bày tính chất và cơ chế hoạt động của phụ gia sử dụng trong bài ?

Trả lời: Phụ gia lecithine được sử dụng trong bài có 2 đầu ưa nước và kị nước Đầu ưa

dầu sẽ bị bao trùm bởi các cầu béo và đầu ưa nước sẽ bị bao trùm bởi các cầu nước gắnkết chúng lại với nhau trở thành nhũ tương

Câu 4: Trình bày tác hại có thể xảy ra khi sử dụng sai những phụ gia trong bài thí

nghiệm?

Trả lời:

- Không đạt được mục đích của thí nghiệm

- Hệ nhũ tương tạo ra không đạt yêu cầu

- Ảnh hưởng đến màu sắc làm giảm giá trị cảm quan

- Thời gian làm thí nghiệm có thể lâu

- Có thể sử dụng loại phụ gia độc hại với cơ thể

- Đối với lauryl sunfate là một chất gây ung thư, kích ứng da, loét Aphthous thìcàng phải cẩn trọng

Câu 5: Nêu phương pháp xác định lecithine ?

Trả lời: Lecithin là một phospholipide quan trọng Người ta xác định lecithin bằng

Choline → ATP phosphoryicholine + ADP

Câu 6: Kể tên vài hệ nhũ tương thường gặp và phụ gia sử dụng?

Trả lời:

- Nước tương sử dụng: Gum Xanthan, natri benzoat, caramel

- Sữa chua sử dụng: carrageenan, alginet, gelatine

- Kem sử dụng: monoglycerid, polysacchride.

- Chocolate sử dụng: lecithine, caramel

Câu 7: Nêu giá trị INS, ADI, ML của lecithine, laurulsulfate và mono và di glycerid

của acid béo?.

Trả lời:

• Lecithin

INS: 322

- ADI: CXĐ

- Chức năng: chống oxi hóa, nhũ hóa, ổn định

• Mono và diglycerit của axit béo

- INS: 471

- ADI: CXĐ

- Chức năng:làm dày, nhũ hóa, ổn định, chất độn, chống tạo bọt

Câu 8: Kể tên những thực phẩm thường sử dụng lecithine, laurylsulfate, mono và di

glycerid của acid béo và liều lượng được phép sử dụng ?

Trả lời:

Licithine:

2 Sữa lên men (nguyên kem), không xử lý nhiệt sau lên men GMP

3 Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men GMP

4 Kem thanh trùng, xử lý nhiệt độ cao (UHT), kem tách béo 5000

5 Thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi dạng xay nhỏ GMP

6 Thủy sản tươi, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai tươi GMP

7 Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp GMP

xác,da gai.

8 Thủy sản, sản phẩm thủy sản hun khói,sấy khô, lên men hoặc ướp

10 Dầu trộn, gia vị ( bao gồm các chất tương tự muối) GMP

12 Cà phê, chè , nước uống có dược thảo và các loại đồ uống từ ngũ

cốc, không kể nước uống từ cacao

5000

2.4.1.1.

Bài 3: PHỤ GIA TẠO GEL

3.1 Tổng quan

3.1.1 Phụ gia tạo gel

3.1.1.1 Agar

Công thức cấu tạo:

Hình 3.1 Cấu trúc đơn vị cấu tạo agar

Cơ chế tác dụng: khi tan trong nước nóng các phân tử agar phân tán trong nướcmỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khối gel Quá trình tạo gel xảy ra khilàm lạnh dịch agar

3.1.1.2 Carrageenan

Công thức cấu tạo:

Hình 3.2 Cấu trúc một số loại carrageenan

Cơ chế tạo gel của carrageenan tương tự với agar Khi tan trong nước nóng cácphân tử carrageenan phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnhtạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khốigel Quá trình tạo gel xảy ra khi làm lạnh dịch carrageenan

3.1.1.3 Pectin

Công thức phân tử: C6H10O7

Công thức cấu tạo:

Hình 3.2 Cấu trúc pectin

Cơ chế tác dụng: Quá trình tạo gel của pectin có thể diễn ra theo quy trình lạnh bằng

2 cách: trộn syrup đường-pectin có hàm lượng chất khô hòa tan từ 60-655, pH= 3.8-4.2với dịch trái cây để đạt pH=3 và trộn dung dịch pectin có pH=2.9 và lượng chất khô hóatan là 25% với syrup đường để thu được dung dịch có hàm lượng chất khô là 23% Cơchế tạo gel: tùy loại pectin có mức độ methoxyl hóa khác nhau má cơ chế tạo gel cũngkhác nhau

• HMP tạo gel bằng liên kết hidro Điều kiện tạo gel: [đường] >50%, pH = 3-3.5;[pectin]=0.5-1% Đường có khả năng hút ẩm vì thế nó làm giảm độ hydrat hóacủa phân tử pectin trong dung dịch Các ion H+ được bổ sung vào hay chính nhờ

độ acid của quá trình chế biến trung hòa bớt các gốc COO-, làm giảm độ tíchđiện của các phân tử Vì vậy các phân từ có thể tiến lại gần nhau để tạo thànhliên kết nội phân tử và tạo gel Khi đó liên kết giữa các phân tử pectin với nhau

là nhờ vào các cầu hydro giữa các nhóm hydroxyl kiểu liên kết này thì khôngbền nên gel tạo thành sẽ mềm dẻo

• LMP: tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca2+, ngay

cả khi nồng độ <0.1% thì gel vẫn hình thành ngay cả khi không có đường vàacid Quá trình tạo gel của LMP tương đối độc lập với nồng độ chất khô và pHcủa sản phẩm Gel thường có tính chất đàn hồi giống như gel agar-agar

3.1.1.4 Xanthangum

Công thức cấu tạo: