Bài giảng Phân loại thức ăn và phụ gia: Chương 4 (2017)

Bài giảng Phân loại thức ăn và phụ gia: Chương 4 trình bày sắc chất, chất tạo mùi, chất tạo vị, chất nhũ hóa, chất chống ôxi hóa, chất kết dính, chất chống vón, độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc, chất mang trong sản xuất premix. Qua đó giúp cho người học nắm được tổng quan về chất phụ gia mang tính chất kĩ thuật và cải thiện tính chất cảm quan. Để tìm hiểu và nắm rõ những kiến thức nằm trong bài giảng, mời các bạn cùng tham khảo.

Chương 4

CHẤT PHỤ GIA MANG TÍNH CHẤT KĨ THUẬT

VÀ CẢI THIỆN TÍNH CHẤT CẢM QUAN

Nội dung chương 4

Animal welfair – Quyền lợi động vật

Sắc chất

Sắc chất

 Chủ yếu thuộc nhóm carotenoid như xanthophyll, criptoxanthin, zeaxanthin, canthaxanthin, astaxanthin, citranaxanthin … Có nhiều loại sắc tố vàng, nhưng quan trọng nhất là xanthophyll

 Yêu cầu xanthophyll trong thức ăn cho gà đẻ tối thiểu Là 12-15 mg xanthophyll tổng số/kg

 Ngô là nguồn sắc tố quan trọng (30% là zeaxanthin, 70% là xanthophyll

 Bột cỏ sấy nhanh, một số loại hoa (cúc vạn thọ), ớt đỏ

 Một số sắc chất carotenoid:

- Astaxanthin (C 40 H 52 O 4 ) - được sản sinh từ tảo

Haematococcus pluvialis Tảo này phân bố ở vùng nước

ngọt và nước lợ Astaxanthin cũng được sản sinh từ nấm

men Xanthophyllomyces dendourhous

Sắc chất

Astaxanthin không được tổng hợp trong cơ thể động vật, tăng đậm đỏ màu SP chăn nuôi, chất chống oxi hóa tự nhiên rất mạnh (hơn 10 lần so với các carotenoid khác, hơn 100 lần so với vit E), nâng cao khả năng miễn dịch, nâng cao năng suất và chất lượng trứng gia cầm

- Canthaxanthin (C 40 H 52 O 2 ) - có nhiều trong nấm Cantharellus cinnabarinus, tăng đậm độ màu lòng đỏ trứng, da gà, cá, tôm

- Citranaxanthin (C 33 H 44 O 2 ) – có nhiều trong quả có múi, thường dùng kết hợp với sắc chất vàng C-30 ester (β-apo- 8-carotenoic acid ethylester), chỉ dùng cho gia cầm để tăng đậm độ màu lòng đỏ trứng

- C-30 ester (C 32 H 44 O 2 ) - có trong rau, cỏ xanh, cỏ alfalfa, quả có múi, tạo màu vàng da cam cho lòng đỏ trứng và da

gà (cao hơn nhiều lần so với xanthophyll)

Sắc chất

 Một số sắc chất đã được thương mại hóa

 - Lucanthin yelow - chế phẩm của hãng BASF, tăng đậm độ màu lòng đỏ trứng và da gà

 - Lucanthin red - chế phẩm của hãng BASF, tăng đậm độ màu lòng đỏ trứng và da gà, tôm và cá

 - Lucanthin pink - chế phẩm của hãng BASF, tăng đậm độ màu tôm và cá

 - Carophyll red (màu đỏ sậm) và Carophyll yellow (màu vàng) - chế phẩm của hãng Roche

 Liều dùng các sắc chất trên phụ thuộc vào hàm lượng sắc chất vàng của xanthophyll có sẵn trong TĂ

 Cơ sở tính toán:

 Bước 1: ước tính hàm lượng xanthophyll trong hỗn hợp

TĂ, căn cứ vào hàm lượng trong nguyên liệu

Sắc chất

 Bước 2: tra bảng của Roche để tìm lượng sắc chất cần bổ sung theo với thang màu mong muốn

Hàm lượng Xantophyll và Lutein trong một

Bảng: Ví dụ về cách tính hàm lượng xanthophyll

trong hỗn hợp TĂ

Nguyên liệu Hàm lượng

xanthophyll của nguyên liệu (mg/kg)

Tỉ lệ nguyên liệu trong hỗn hợp (%)

Lượng xanthophyll trong hỗn hợp

Bảng: Liều khuyến cáo CY và CR bổ sung vào TĂ theo thang

bổ sung

Lượng carophyll bổ sung để được thang màu mong muốn

Sắc chất

 Hiệu quả tạo màu phụ thuộc 2 yếu tố:

- Khả năng tích lũy của sắc chất

Màu vàng: λ = 445-450nm (zeaxanthin, apo-ester)

Màu đỏ: λ = 468-470nm (canthaxanthin)

đỏ sẽ làm màu biến đổi sang đỏ-da cam trong pha màu

- Đáp ứng màu của carotenoid đỏ mạnh hơn của carotenoid vàng do vậy để tạo màu lòng đỏ trứng cần kết hợp cả 2 loại carotenoid vàng và đỏ

- Một số yếu tố ảnh hưởng đến màu lòng đỏ trứng:

+ Thức ăn chứa nhiều peroxit (do mỡ bị ôi) ảnh hưởng xấu đến độ bền của carotenoid

+ Hàm lượng Ca cao ảnh hưởng xấu đến tác động của sắc chất → chỉ sử dụng Ca đến mức tối đa cho phép

+ Axit linoleic chứa trong dầu cải thiện tác động của sắc chất, vitamin E, chất chống ôxi hóa bảo vệ sắc chất và tăng khả năng hấp thu của sắc chất

Các chất tạo mùi, vị

 Hương liệu: bao gồm các chất tạo mùi như vani, tinh dầu thảo dược, hương hoa quả, hương sữa, hương tanh, mùi bơ, mùi butyrine …

 Vị tố: vị ngọt của đường, vị mặn của muối, vị chua của axit hữu cơ, vị umami, vị đắng …

Các chất tạo mùi, vị

 Các nhân tố ảnh hưởng đến TNTĂ

- Độ ngon miệng của TĂ

- Khả năng tiêu hóa của TĂ

- Khả năng tiếp cận với nguồn nước sạch

- Kích cỡ, hình dáng và nơi đặt máng ăn

- Mật độ nuôi

- Nồng độ NH 3 môi trường xung quanh (một số tinh dầu mùi hăng hắc, axit hữu cơ mùi cay, hắc …)

- Nhiệt độ môi trường

- Mật độ dinh dưỡng của TĂ

- Giới tính-di truyền

- Cân bằng chất điện giải trong TĂ

Các chất tạo mùi, vị

 Ví dụ đối với heo con

Độ ngon miệng của TĂ liên quan đến độ nhạy về màu, mùi, vị

- Độ nhạy về mùi giảm dần theo tuổi

- Ảnh hưởng bởi yếu tố môi trường xung quanh (NH 3 )

- Aldehydes trong đậu nành nấu chín quá

Các chất tạo mùi, vị

Nguồn: Jones et al, 1993

Các chất tạo mùi, vị

Nguồn: Laurence Pauchet, 2001

Các chất tạo mùi, vị

 Ví dụ đối với heo con

Độ ngon miệng của TĂ liên quan đến độ nhạy về màu, mùi, vị

+ Hoàn toàn không thích vị đắng

→ Vị ngọt có thể được tạo thành từ đường và các chất làm ngọt Trong công thức TĂ của heo con đường chiếm 2-5% là đủ

- Sử dụng trong các sản phẩm dược

- Chất làm ngọt được sử

dụng nhiều nhất trong dinh dưỡng cho người

Là chất làm ngọt tự nhiên cho những người

bị tiểu đường và những

carbohydrate

Sucralose có mặt trong hơn 4500 thực phẩm đồ uống

Các chất tạo mùi, vị

 Ví dụ đối với heo con

Bảo quản độ tươi ngon của TĂ

- Quá trình oxi hóa → TĂ có mùi hôi

- Sự ôi dầu/xà phòng hóa → TĂ có mùi xà phòng

→ Cần phải lưu ý khi bảo quản TĂ

- Tránh nhiệt độ cao

- Tránh độ ẩm cao

- Tránh tiếp xúc với UV

Các chất tạo mùi, vị

 Ví dụ đối với heo con

Duy trì độ ngon miệng bằng cách chia thức ăn thành nhiều bữa

- Tập ăn: 6 bữa

- Sau cai sữa: 4 bữa

- Heo choai: 4 bữa

Các chất tạo mùi, vị

 Ví dụ đối với heo con

Xây dựng công thức có độ ngon miệng cao

- Lựa chọn nguyên liệu chính

+ Nguồn carbohydrate: gạo

+ Protein, lipit

- Lựa chọn mùi, vị ưa thích Tránh vị đắng/hoặc giảm sử dụng kháng sinh, chất làm ngọt tổng hợp

- Chọn các nguyên liệu axit hoặc axit nhẹ

- Tránh các sản phẩm kiềm (trung hòa axit) và làm giảm

độ ngon của TĂ

- Tránh các dạng oxit ( như ZnO)

- Sử dụng dạng carbonate

- Xây dựng công thức TĂ theo cân bằng điện giải

Chất nhũ hóa

 Tác dụng: phân cắt các hạt mỡ thành những tiểu phần nhỏ giúp enzyme lipase có đ/k tác động lên tất cả các phân tử mỡ

 Muối mật (chất nhũ hóa nội sinh)

 Áp dụng trong Kp của bê sử dụng sữa nhân tạo,

Kp gà broiler (chứa nhiều dầu mỡ, muối mật tiết

ra ít)

 Các chất nhũ hóa thường dùng: mono và diglycerit của các axit béo, ester của glycerol với các axit hữu cơ và axit béo

Chất chống ôxi hóa

 Sản phẩm của ôxi hóa: các chất béo bị ôxi hóa cho ra các gốc peroxit, aldehyde hoặc axit

– CH = CH – + O 2 → – CH – CH – → 2 – CHO → 2 – COOH

Axit béo chưa no Gốc peroxit Gốc aldehyde Gốc axit

 Tác hại: phá hủy vitamin, enzyme, các hoạt chất sinh học, gây mùi ôi khét

 Chất chống ôxi hóa

BHT (Butylated Hydroxy Toluene): liều dùng 200ppm

BHA (Butylated Hydroxy Anisole): liều dùng 200ppm

Ethoxyquin: liều dùng 150ppm

Chất kết dính, chất chống vón

 Tác dụng của chất kết dính

 Một số chất kết dính: tinh bột sắn, rỉ mật, bentonite

 Tác dụng của chất chống vón

 Một số chất chống vón: alumium silicate monohydrate, alumium calcium silicate, sodium silicate, calcium silicate … Tỉ lệ trộn vào thức ăn hỗn hợp không quá 2%

Nấm mốc và các chất hấp phụ độc tố nấm mốc

Sự hình thành và phát triển của nấm mốc

Các bào tử nấm mốc

Sự hình thành

bào tử

Sợi nấm phát triển

Sản sinh độc tố

Trong sản xuất Điều kiện thời tiết

(nhiệt độ, độ ẩm)

Giống cây trồng Côn trùng phá hoại Mật độ cây trồng Chế độ phân bón Khi thu hoạch Độ thành thục

Kĩ thuật chế biến Mycotoxins – entering food chain

Sự hình thành và phát triển của nấm mốc

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

 Mycotoxin là chất độc không mùi, không vị và không nhìn thấy được Khoảng 300-400 loại mycotoxin được nhận biết, trong số này 10 nhóm được đặc biệt chú ý vì chúng rất nguy hại: aflatoxin, citrinin, fumonisins, fusaric axit, ochratoxin, patulin, sterigmatocystin, trichothecenes, zearalenone và những mycotoxin khác

Aflatoxin do Aspergillus flavus và A parasiticus sinh ra 4

aflatoxin chính B1, B2, G1, G2 được đặt tên dựa vào độ huỳnh quang dưới ánh sáng tử ngoại (Blue và Green), trong đó B1 là chất gây ung thư tự nhiên tiềm ẩn nhất Aflatoxins là nhưng dẫn chất của difuranocoumarin bị enzyme cytochrome P450 chuyển thành dạng epoxit 8,9 hoạt động có khả năng gắn kết với DNA ở vị trí N 7 của guanin, gây rối loạn sự phân chia tế bào dẫn đến ung thư

EC đưa ra hàm lượng aflatoxin tối đa trong TĂ chăn nuôi (ppb trong TĂ quy về độ ẩm 12%):

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

Những TĂ đơn khác (khô dầu lạc, khô dừa, khô bông và

Recommended Acceptable Levels

10 ppm swine

50 ppm beef cattle and poultry

FDA Guidelines on maximum levels of Aflatoxin, Vomitoxin and Fumonisin in feedstuffs for animals

THE ROLE OF MYCOTOXINS IN FOOD AND FEED SAFETY

Jon Ratcliff — Food and Agriculture Consultancy Services, UK www.facs.org.uk

< 20 ppb in feeds

Recommended Acceptable Levels

EU Maximum permitted levels of mycotoxins in animal feed and

foods for human consumption

Aflatoxin B1 5 ppb animal feedstuffs – cattle, sheep

2 ppb animal feeding stuffs – adult poultry and swine

1 ppb animal feeding stuffs – piglets and chicks

Ochratoxin A 5 ppb dried fruit and nuts

THE ROLE OF MYCOTOXINS IN FOOD AND FEED SAFETY

Jon Ratcliff — Food and Agriculture Consultancy Services, UK www.facs.org.uk

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

- Tóm tắt 10 tác hại của mycotoxin:

+ Tác nhân gây ung thư, gan là cơ quan bị tổn thương khi bị nhiễm aflatoxin B1, sau đó bị ung thư Ochratoxin cũng là tác nhân gây ung thư gan

+ Tác nhân gây nhiễm độc thận (ochratoxin, citrinin), thận sưng, suy giảm chức năng lọc của cầu thận, làm trầm trọng thêm triệu chứng ngộ độc

+ Gây độc thần kinh (fumonisin B1)

+ Tác nhân kích tố sinh dục giống estrogen (zearalenone), gây rối loạn động dục, giảm khả năng thụ thai, sẩy thai

+ Gây viêm da (trichothecenes)

+ Gây suy giảm miễn dịch, giảm sức đề kháng, dễ nhiễm bệnh, có bệnh thì khó chữa, giảm hiệu lực của vacxin

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

+ Làm mất tính ham ăn của con vật, TĂ nhiễm mốc bị mất vitamin, khét, đắng, không còn thơm ngon, deoxynivalenol (DON) gây nôn, bỏ ăn

+ Làm giảm tiêu hoá, hấp thu do tế bào niêm mạc ống tiêu hoá bị hư hại, hoạt tính enzyme bị suy giảm

+ NS chăn nuôi bị giảm thấp, con vật non tăng trưởng chậm, tỉ lệ chết cao, con vật SS có tỉ lệ thụ thai thấp, sản lượng sữa kém, gia cầm giảm đẻ trứng, giảm chất lượng trứng

+ Gây độc với liều rất nhỏ và là độc tố tích luỹ, biểu hiện lâm sàng của sự trúng độc chỉ thấy rõ sau 1 thời gian nhất định

Vịt con, gà tây, gà con,

gà choai, lợn con, bê, lợn nái, cừu, người, cá

Ung thư, tấn công gan, sinh trưởng giảm, mất khả năng tự miễn dịch đối với các bệnh nhiễm trùng; giảm năng suất thịt, sữa và trứng

Ochratoxins Lợn, vịt con, gà và

người Độc cho gan, thận; hấp phụ kém; chuyển hóa thức ăn chậm; sinh trưởng kém, giảm khả năng

miễn dịch với các bệnh nhiễm trùng Deoxynivalen

ol

(Vomitoxin)

Lợn, trâu bò, gà, gà tây, ngựa, người

Lợn bỏ ăn; nôn mửa và tiêu chảy; giảm tăng trọng

trọng và có thể dẫn tới xuất huyết; gây phù; vô sinh; thoái hóa tủy xương; giảm tăng trọng, sinh trưởng kém; vô sinh

Zearalenone Lợn, bò sữa, gà tây,

cừu Ảnh hưởng của Estrogen (phù âm đạo, sa âm đạo, giãn tử cung), sảy thai, vô sinh , còi cọc; teo

tinh hoàn, tuyến vú; phì đại tuyến vú Fumonisin

About Mycotoxins

Fatty liver due to aflatoxin (left) compared to normal

liver (right)

Inflammation/prolaps of vagina

and vulva, caused by ZON

Tail necrosis due to mycotoxins

Joint lesions due to mycotoxins

Mycotoxicoses in Poultry

Nervous syndrome

caused by AFB1

Biomin G.T.I GmbH, Herzogenburg, Austria

Impaired feathering

caused by sterigmatocystin,

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

- Các biện pháp phòng chống

+ Các biện pháp liên quan đến thu hoạch, bảo quản

Thu hoạch nhanh, gọn, phơi khô nhanh, tránh mưa Trong đ/k bảo quản có độ ẩm kk là 70%, t 0 27 0 C thì độ ẩm tối đa khi đưa vào bảo quản: ngô 13,5%, lúa 16%, gạo 15%, đậu đỗ 15%, lạc bóc vỏ 7%, cùi dừa 7% … Cần chú ý kiểm soát khử côn trùng, sâu mọt trong kho Sự trao đổi chất của côn trùng → tăng độ ẩm, côn trùng di chuyển → phát tán nấm mốc Côn trùng có thể làm tăng nấm mốc trong nguyên liệu lên 10-30%

+ Các biện pháp vật lí, bao gồm tách chiết mycotoxin trong nguyên liệu TĂ bằng:

Dung môi hữu cơ: Ethanol 95%, acetone 90%, isopropanol 80%, methylene chlorit (CH 2 Cl 2 )

Xử lí nhiệt: Rang làm giảm AF B1 tới 50-70%

Xử lí tia bức xạ: Tia tử ngoại làm giảm AF B1 Phơi nắng 14 giờ giảm AF B1 tới 50%

Độc tố nấm mốc và các chất khử độc tố nấm mốc

+ Các biện pháp hoá học, bao gồm việc dùng:

Hoá chất hấp phụ:

Than hoạt tính: liều dùng 200 ppm

HSCAS (hydrated sodium calcium aluminosilicate): liều dùng 0,5%

Sodium bentonite: liều dùng 0,5%

Chất hấp phụ thế hệ mới có năng lực hấp phụ cao là glucomanan chiết từ vách tế bào nấm men 1g glucomanan

có thể hấp phụ 80 mg zearalenone trong khi các chất khác chỉ hấp phụ được 2mg

Chỉ hấp phụ những độc tố phân cực như aflatoxin, ochratoxin, fumonisin, zearalenone, không hấp phụ những độc tố không phân cực như trichothecenes (deoxynivalenol, T2-toxin …) Chất hấp phụ có thể làm mất tác dụng của thuốc chữa bệnh Chất hấp phụ phải nhanh chóng thải ra ngoài

Có thể làm gì? Những lựa chọn hạn chế

 Chỉ mua những loại ngũ cốc không bẩn

sót chúng

bẩn

 Sử dụng chất hấp phụ kết dính độc tố nấm mốc

1988 và đã có trên 30 năm xem xét nghiên cứu và sử dụng rộng rãi

để chứng minh tính khả thi và lợi ích của nó

chất kết dính độc tố và thực tế hàng ngày cũng có thêm nhiều các hoạt động cung cấp mới

 1988 – Phillips, Taylor, Kubena, Harvey show 0.5 wt% hydrated sodium

calcium aluminosilicate (HSCAS) protects CHICKENS against 7.5 ppm AFB 1

(Poultry Sci., 67, 243-247) – bảo vệ gà khỏi AFB1

 1989 – Harvey, Phillips, Kubena, et al show HSCAS protects SWINE against

AFB 1 (Amer J Vet Res., 50, 416-420) – Bảo vệ lợn khỏi AFB1

 1991 – Kubena, Huff, Harvey, et al show HSCAS protects TURKEYS against

AFB 1 (Poultry Sci., 70, 1823-1830) – Bảo vệ gà tây khỏi AFB1

 1991 – Harvey, Kubena, Phillips, et al show HSCAS protects LAMBS against

AFB1 (Amer J Vet Res., 57, 152-156) – Bảo vệ cừu khỏi AFB1

 1994 – Phillips, Harvey, Kubena, et al., show HSCAS protects GOATS against

AFB 1 (J Anim Sci., 72, 677-682) – Bảo vệ dê khỏi AFB1

 1991 - Harvey, Phillips, Kubena, Huff, et al., show HSCAS in DAIRY cows

removes AFM 1 from milk (Am J Vet Res., 52, 1556-1559) – loại bỏ AFM1 trong

sữa bò

Lịch sử ban đầu của HSCAS như là một chất kết

dính Aflatoxin

Đánh giá chất kết dính độc tố nấm mốc

 2 phương pháp tiếp cận

– In-vivo testing – thử nghiệm trên cơ thể sống

chứa độc tố nấm mốc

uncontaminated feeds –sử dụng cho thức ăn có chứa và không chứa chất kết dính độc tố nấm mốc

– In-vitro testing – thử nghiệm trong ống nghiệm

thường sử dụng một lượng nhỏ độc tố nấm mốc hòa tan trong nước

water – Sử dụng chất kết dính để loại bỏ độc tố nấm mốc ra khỏi nước