TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
NHÓM SVTH: CHẾ VŨ BẢO LONG_61001749
TRẦN THANH PHONG_61002409
NGUYỄN THANH TÂM_61002857
GVHD: ThS. TÔN NỮ MINH NGUYỆT
TP HỒ CHÍ MINH, 12/2011
1
MỤC LỤC
1.Định nghĩa và vai trò của chất bảo quản thực phẩm……………………………………...7
1.1. Phân loại chất kháng vi sinh vật…………………………………………………..8
1.2.Căn nhắc trong việc sử dụng chất kháng vi sinh vật……………………………9
1.3. Các cơ chế hoạt động của phụ gia chống vi sinh vật…………………………10
2.Benzoates and Benzoic Acid………………………………………………………………10
2.1.Giới thiệu…………………………………………………………….……………..10
2.2.Công thức hoá học và cấu tạo……………………………………………………10
2.3.Tổng quan…………………………………………………………….……………11
2.4.Dạng sử dụng …………………………………………………………….……….11
2.5.Cơ chế hoạt động …………………………………………………………….…...11
2.6.Ứng dụng trong thực phẩm………………………………………………………12
2.7.Phương pháp sử dụng……………………………………………………………12
2.8.Tính độc hại trong việc sử dụng………………………………………………….12
2.9.Sự kháng acid benzoic ở vi sinh vật……………………………………………..12
2.10.Giới hạn tối đa trong thực phẩm………………………………………………..13
2.11.Sơ lược về Paraben……………………………………………………………..14
2.11.1Giới thiệu ………………………………………………………………..14
2.11.2Tổng quan……………………………………………………………….15
2.11.3Tính kháng vi sinh vật ………………………………………………….15
2.11.4.Độc tính………………………………………………………………….15
2.11.5.Giới hạn tối đa trong thực phẩm……………………………………...15
3.Sorbic Acid và Sorbates……………………………………………………………………..16
3.1.Giới thiệu……………………………………………………………………………16
3.2.Công thức hoá học và cấu tạo……………………………………………………16
3.3Tổng quan…………………………………………………………………………..17
3.4.Dạng sử dụng………………………………………………………………………17
3.5.Cơ chế………………………………………………………………………………17
3.6.Ứng dụng trong thực phẩm………………………………………………………17
3.7.Phương pháp sử dụng……………………………………………………………18
3.8.Tính độc hại ………………………………………………………………………..18
3.9.Giới hạn tối đa trong thực phẩm…………………………………………………19
4.Nhóm Acid Hữu cơ…………………………………………………………………………..21
4.1.Giới thiệu……………………………………………………………………………22
4.2.Các axit và muối của chúng thường dùng………………………………………22
4.2.1. Acid Acetic và Acetates………………………………………………...22
4.2.1.1.Công thức hóa học và cấu tạo……………………………….22
4.2.1.2.Tổng quan……………………………………………………...23
4.2.1.3.Tính kháng vi sinh vật…………………………………………23
4.2.1.4.Ứng dụng trong thực phẩm…………………………………..23
4.2.1.5.Giới hạn tối đa trong thực phẩm……………………………..23
4.2.2. Acid Lactic và Lactates…………………………………………………25
4.2.2.1.Công thức hóa học và cấu tạo……………………………….25
4.2.2.2.Tổng quan……………………………………………………...25
2
4.2.2.3.Tính kháng vi sinh vật…………………………………………25
4.2.2.4.Ứng dụng trong thực phẩm…………………………………..25
4.2.2.5.Giới hạn tối đa trong thực phẩm……………………………..26
4.2.3. Acid Propionic và Propionates ………………………………………..26
4.2.3.1.Công thức hóa học và cấu tạo……………………………….26
4.2.3.2.Tổng quan……………………………………………………...26
4.2.3.3.Tính kháng vi sinh vật…………………………………………27
4.2.3.4.Ứng dụng trong thực phẩm…………………………………..27
4.2.3.5.Phương pháp sử dụng……………………………………….27
4.2.3.6.Giới hạn tối đa trong thực phẩm……………………………..27
4.2.4. Một số acid hữu cơ khác……………………………………………….28
4.2.4.1.Công thức hóa học và cấu tạo……………………………….28
4.2.4.2.Tổng quan……………………………………………………...28
4.2.4.3.Tính kháng khuẩn……………………………………………..29
4.2.4.4.Ứng dụng trong thực phẩm…………………………………..29
4.2.2.5.Giới hạn tối đa trong thực phẩm……………………………..29
4.3.Độc tính……………………………………………………………………………..32
5.Sulfur Dioxide và Sulfites……………………………………………………………………32
5.1.Giới thiệu……………………………………………………………………………32
5.2.Tổng quan…………………………………………………………………………..32
5.3.Dạng sử dụng ……………………………………………………………………..32
5.4.Cơ chế………………………………………………………………………………33
5.5.Phương pháp sử dụng ……………………………………………………………33
5.6.Ảnh hưởng lên vi sinh vật…………………………………………………………33
5.7.Tính độc hại………………………………………………………………………...34
5.8.Giới hạn tối đa trong thực phẩm…………………………………………………34
6.Nitrites và Nitrates……………………………………………………………………………36
6.1.Tổng quan………………………………………………………………………….36
6.2.Dạng sử dụng………………………………………………………………………37
6.3.Phương pháp sử dụng……………………………………………………………37
6.4.Cơ chế………………………………………………………………………………37
6.5.Độc tính……………………………………………………………………………..37
6.6.Giới hạn tối đa trong thực phẩm…………………………………………………37
7.Nisin……………………………………………………………………………………………38
7.1.Giới thiệu……………………………………………………………………………38
7.2.Công thức hóa học và cấu tạo …………………………………………………..38
7.3.Tổng quan…………………………………………………………………………..38
7.4.Dạng sử dụng………………………………………………………………………38
7.5.Phương pháp sử dụng…………………………………………………………….39
7.6.Cách thức hoạt động………………………………………………………………39
7.7.Độc tính……………………………………………………………………………..39
7.8.Giới hạn tối đa trong thực phẩm…………………………………………………39
8.Natamycin…………………………………………………………………………………….39
8.1.Giới thiệu……………………………………………………………………………39
3
8.2.Công thức hóa học và cấu tạo……………………………………………………39
8.3.Tổng quan………………………………………………………………………….40
8.4.Tính kháng khuẩn…………………………………………………………………40
8.5.Cơ chế………………………………………………………………………………40
8.6.Ứng dụng trong thực phẩm………………………………………………………40
9.Tương lai của chất bảo quản chống vi sinh vật……………………………………………………41
10.Tài liệu tham khảo…………………………………………………………………………………..42
4
DANH MỤC BẢNG
Table 1.1. Chức năng, tác động của chất kháng vi sinh vật………………………………..8
Table 1.2. Chỉ số INS của các chất kháng vi sinh vật……………………………………….8
Table 1.3. Cơ chế hoạt động của các chất kháng vi sinh vật……………………………..10
Table 2.1. Tổng quan về Acid Benzoic và muối Benzoate………………………………..11
Table 2.2. Sự ảnh hưởng của pH đến khả năng phân ly của Acid Benzoic……………11
Table 2.3. Chỉ số ML của Acid Benzoic trong một số loại thực phẩm……………………13
Table 2.4. Chỉ số ML của Sodium Benzoate trong một số loại thực phẩm……………...13
Table 2.5. Chỉ số ML của Potassium Benzoate trong một số loại thực phẩm…………..14
Table 2.6. Chỉ số ML của Calcium Benzoate trong một số loại thực phẩm……………..14
Table 2.7. Tổng quan về nhóm Paraben…………………………………………………….15
Table 2.8. Chỉ số ML của Ethyl p-Hydroxybenzoate trong một số loại thực phẩm……..15
Table 3.1. Tổng quan về Acid Sorbic và muối Sorbate……………………………………17
Table 3.2. Chỉ số ML của Acid Sorbic trong một số loại thực phẩm……………………..19
Table 3.3. Chỉ số ML của Sodium Sorbate trong một số loại thực phẩm………………..20
Table 3.4. Chỉ số ML của Potassium Sorbate trong một số loại thực phẩm…………….21
Table 3.5. Chỉ số ML của Calcium Sorbate trong một số loại thực phẩm……………….21
Table 4.1. pK của một số acid hữu cơ thông dụng………………………………………...22
Table 4.2. Tổng quan về Acid Acetic và muối Acetate…………………………………….23
Table 4.3. Chỉ số ML của Acid Acetic trong một số loại thực phẩm……………………...24
Table 4.4. Chỉ số ML của Potassium Acetate trong một số loại thực phẩm…………….24
Table 4.5. Chỉ số ML của Sodium Acetate trong một số loại thực phẩm………………..24
Table 4.6. Chỉ số ML của Sodium Diacetate trong một số loại thực phẩm……………...24
Table 4.7. Chỉ số ML của Calcium Acetate trong một số loại thực phẩm………………..25
Table 4.8. Tổng quan về Acid Lactic và muối Lactate……………………………………..25
Table 4.9. Chỉ số ML của Acid Lactic trong một số loại thực phẩm………………………26
Table 4.10. Chỉ số ML của Calcium Lactate trong một số loại thực phẩm………………26
Table 4.11. Tổng quan về Acid Propionic và muối Propionate……………………………27
5
Table 4.12. Chỉ số ML của Acid Propionic trong một số loại thực phẩm………………...27
Table 4.13. Chỉ số ML của Sodium Propionate trong một số loại thực phẩm…………..27
Table 4.14. Tổng quan về một số acid hữu cơ khác……………………………………….28
Table 4.15. Chỉ số ML của Acid Fumaric trong một số loại thực phẩm………………….29
Table 4.16. Chỉ số ML của Acid Citric trong một số loại thực phẩm……………………..29
Table 4.17. Chỉ số ML của Acid Adipic trong một số loại thực phẩm…………………….30
Table 4.18. Chỉ số ML của Acid Tartaric trong một số loại thực phẩm…………………..30
Table 5.1. Tổng quan về Sulfur Dioxide và muối Sunfite…………………………………32
Table 5.2. Mối liên hệ giữa nồng độ H2SO3 và một số nấm men………………………...34
Table 5.3. Chỉ số ML của Sulfur Dioxide trong một số loại thực phẩm………………….34
Table 5.4. Chỉ số ML của Sodium Sulfite trong một số loại thực phẩm…………………35
Table 5.5. Chỉ số ML của Sodium Hydrogen Sulfite trong một số loại thực phẩm…….35
Table 5.6. Chỉ số ML của Sodium Metabisulfite trong một số loại thực phẩm………….35
Table 5.7. Chỉ số ML của Potassium Sulfite trong một số loại thực phẩm………………36
Table 5.8. Chỉ số ML của Calcium Hydrogen Sulfite trong một số loại thực phẩm…….36
Table 6.1. Tổng quan về muối Nitrate và Nitrite……………………………………………36
Table 6.2. Chỉ số ML của Sodium Nitrate trong một số loại thực phẩm…………………37
Table 6.3. Chỉ số ML của Potassium Nitrate trong một số loại thực phẩm……………...37
Table 7.1. Tổng quan về Nisin………………………………………………………………..38
Table 7.2. Chỉ số ML của Nisin trong một số loại thực phẩm……………………………..39
Table 8.1. Tổng quan về Natacymin…………………………………………………………40
Table 8.2. Liều lượng khuyến cáo và phương thức sử dụng của Natacymin trong một số
loại thực phẩm………………………………………………………………………………….41
6
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu tạo của acid benzoic …………………………………………………………11
Hình 1.2. Cấu tạo của ion benzoate…………………………………………………………11
Hình 2.1. Cấu tạo của 1 gốc paraben………………………………………………………..15
Hình 3.1. Cấu tạo của acid sorbic …………………………………………………………...17
Hình 3.2. Cấu tạo của ion sorbate……………………………………………………………17
Hình 4.1. Cấu tạo của acid acetic …………………………………………………………...23
Hình 4.2. Cấu tạo của ion acetate……………………………………………………………23
Hình 4.3. Cấu tạo của acid lactic …………………………………………………………….25
Hình 4.4. Cấu tạo của ion lactate…………………………………………………………….25
Hình 4.5. Cấu tạo của acid propionic ……………………………………………………….26
Hình 4.6. Cấu tạo của ion propionate………………………………………………………..26
Hình 4.7. Cấu tạo của acid citric …………………………………………………………….28
Hình 4.8. Cấu tạo của acid tartaric ………………………………………………………….28
Hình 4.9. Cấu tạo của acid adipic …………………………………………………………...28
Hình 4.10. Cấu tạo của acid fumaric…………………………………………………………28
Hình 7.1. Cấu tạo của Nisin…………………………………………………………………..38
Hình 8.1. Cấu tạo của Catamycin……………………………………………………………40
7
1.Định nghĩa và vai trò của chất bảo quản thực phẩm:
Từ thời tiền sử, con người đã biết cách bảo quản sản phẩm sau khi thu hoạch để sử
dụng được lâu dài hơn. Sấy khô, làm mát, lên men và sưởi ấm là những phương pháp
chính trong việc bảo quản thực phẩm. Trong khi đó, một số hóa chất bảo quản thực
phẩm như muối ăn, nitrites và sulfites được sử dụng trong một thời gian dài, còn hầu
hết những chất khác mới được sử dụng rộng rãi gần đây.
Ngày nay, người tiêu dùng cần những loại thực phẩm xuất hiện quanh năm, không có
tác nhân gây bệnh và có thời gian sử dụng hợp lý lâu dài. Mặc dù một số cải tiến đã
được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống đóng gói và chế biến để bảo quản thực
phẩm không có hóa chất, chất bảo quản chống vi khuẩn đóng một vai trò quan trọng
trong việc bảo vệ nguồn thực phẩm. Ngoài ra, do sự thay đổi trong việc tiếp thị đối với
thực phẩm được toàn cầu hóa, các sản phẩm hiếm khi được trồng, sản xuất và bán ở
cùng 1 khu vực như trước. Ngày nay, thực phẩm sản xuất trong một khu vực được vận
chuyển đến khu vực khác để xử lý và một số khu vực khác để phân phối. Điều quan
trọng cần lưu ý rằng, kháng sinh thực phẩm không thể chống lại được sự hư hỏng của
thực phẩm. Ngoài ra, bởi các kháng sinh thực phẩm nói chung là kìm khuẩn hoặc kìm
nấm, nên sẽ không bảo vệ được thực phẩm vô thời hạn.
Chất kháng vi sinh vật thực phẩm được xếp vào nhóm các hóa chất dung để bảo quản.
Được định nghĩa bởi “Cục quản lý dược và thực phẩm của Mỹ” (FDA; 21CFR 101.22(a)
(5)) là “bất kỳ hóa chất nào, khi được bổ sung vào thực phẩm, có khuynh hướng ngăn
chặn hoặc làm chậm quá trình xấu đi của chúng, nhưng không bao gồm muối ăn,
đường, giấm, gia vị, hoặc các loại dầu được chiết tách, chất thêm trực tiếp vào thực
phẩm để hun khói, hóa chất thêm vào có tính diệt côn trùng hoặc cỏ.”
Những chất bảo quản được sử dụng để ngăn chặn quá trình xấu đi do hóa học bao
gồm:
+ Chất chống oxy hóa
+ Chất chống quá trình tự oxy hóa của chất tạo màu, hương vị, lipid và vitamin
+ Hợp chất chống lại sự nâu hóa
+ Hợp chất chống lại sự ôi hóa
Những chất bảo quản được sử dụng để ngăn chặn quá trình xấu đi do sinh học được
gọi là chất kháng vi sinh vật (antimicrobials)
FDA định nghĩa các tác nhân kháng vi sinh vật (21CFR 170.3(o)(2)) là những chất được
sử dụng để bảo quản thực phẩm bằng cách ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và
hư hỏng sau ra tiếp sau, bao gồm chất kháng nấm, chất kìm hãm mốc”. Các chức năng
truyền thống của chất kháng vi sinh vật thực phẩm là để kéo dài tuổi thọ và bảo tồn chất
lượng thông qua sự ức chế vi sinh vật gây hư hỏng. Tuy nhiên, chất kháng vi sinh vật
đã được sử dụng ngày càng là một sự can thiệp chính ức chế hoặc ngừng hoạt động
của vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm . Đáng ngạc nhiên, một vài chất kháng vi sinh
vật thực phẩm đã được sử dụng độc quyền để kiểm soát sự phát triển của tác nhân gây
bệnh cụ thể do thực phẩm. Ví dụ sẽ được nói cụ thể sau.
8
1.1.Phân loại chất kháng vi sinh vật:
Theo 2 phương thức chính:
Phương thức truyền thống/tự nhiên: Dựa vào chức năng, tác động của chất kháng vi
sinh vật
Table 1.1
Hợp chất
Đối tượng
Acetic acid, acetates,
diacetates, dehydroacetic
acid
Nấm men, Vi khuẩn
Benzoic acid
Nấm men
Benzoates
Lactoferrin
Lysozyme
nấm mốc
vi khuẩn
Clostridium botulinum, một
số vi khuẩn khác
Natamycin,
Nấm mốc
Nisin
Clostridium botulinum, một
số vi khuẩn khác
Parabens (alkyl esters của
p-hydroxybenzoic acid)
Propionic acid, propionates
Nấm men, nấm mốc, vi
khuẩn gram dương
Nấm mốc
Sorbic acid, sorbates
Nấm men, nấm mốc, Vi
khuẩn
Nấm men, nấm mốc
Sulfites
Thực phẩm được sử
dụng
Đồ nướng, gia vị, mứt, sản
phẩm từ sữa, chất béo/dầu,
thịt, nước sốt
Đồ uống, sản phẩm từ trái
cây
macgarin
Thịt
Phô mai, lớp vỏ của dồi,
thịt đã được chế biến, sản
phẩm từ gia cầm
Phô mai
Phô mai, lớp vỏ của dồi,
thịt đã được chế biến, sản
phẩm từ gia cầm
Đồ uống, Đồ nướng, xi-rô
Đồ nướng, sản phẩm từ
sữa
Hầu hết thực phẩm, đồ
uống, rượu
Trái cây, sản phẩm từ trái
cây, rượu
Phương thức hiện đại: sắp xếp theo hệ thống đánh số INS
Table 1.2
Hợp chất
Sorbic acid
K sorbate
Ca sorbate
Benzoic acid
Na benzoate
K benzoate
Ca benzoate
Ethyl paraben
INS
200
202
203
210
211
212
213
214
9
Na ethyl paraben
Propyl paraben
Na propyl paraben
Methyl paraben
Na methyl paraben
Silfur dioxide
Na sulfite
Na hydrogen sulfite
Na metabisulfite
K metabisulfite
Ca sulfite
Ca hydrogen sulfite
K hydrogen sulfite
Nisin
Natamycin
K nitrite
Na nitrite
Na nitrate
K nitrate
Acetic acid
K acetate
Na acetate
Ca acetate
Lactic acid
Propionic acid
Na propionate
Ca propionate
K propionate
Boric acid
Na tetraborate
Na lactate
K lactate
Ca lactate
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
226
227
228
234
235
249
250
251
252
260
261
262
263
270
280
281
282
283
284
285
325
326
327
1.2.Căn nhắc trong việc sử dụng chất kháng vi sinh vật :
+ An toàn về mặt vệ sinh
+ Nghiên cứ đầy đủ về độc tố học
+ Sự dán nhãn
+ Điều kiện tài chính
+ Sự hợp thức hóa phương pháp
+ Yếu tố cảm quan
10
+ Sử dụng chính xác và hợp lý
1.3.Các cơ chế hoạt động của phụ gia chống vi sinh vật:
1. Ức chế hoặt khử hoạt tính của các enzyme, làm ngừng các phản ứng trong các
qua trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật (acid benzoic/benzoate, acid
sorbic/sorbate, nitrite, sulfite, H2O2…)
2. Làm giảm hoạt tính của nước, tạo áp suất thẩm thấu đưa đến tế bào vi sinh vật bị
mất nước và tiêu nguyên sinh (NaCl, Đường,…)
3. Hấp thu và cố định một số nguyên tố kim loại , làm rối loạn các quá trình trao đổi
chất trong tế bào vi sinh vật. (acid citric, phosphate…)
Table 1.3
Chất chống vi sinh vật
acetic acid
Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào (vi khuẩn, nấm men, 1 vài loại
nấm mốc)
benzoic acid
Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào / ức chế enzym (nấm mốc, nấm
men, 1 vài loại vi khuẩn)
natamycin
Liên kết các nhóm sterol trong lớp màng tế bào của nấm (nấm mốc,
nấm men)
nisin
Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào (vi khuẩn gam dương, vi khuẩn
tạo acid lactic)
nitrates, nitrites
ức chế enzym / Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào (vi khuẩn, chủ
yếu là Clostridium botulinum)
propionic acid
Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào (nấm mốc, 1 vài loại vi khuẩn)
sorbic acid
Phá vỡ chức năng lớp màng tế bào / ức chế enzym /ức chế sự nảy
mầm bào tử vi khuẩn (nấm men, nấm mốc, 1 vài loại vi khuẩn)
sulfites and
sulfur dioxide
ức chế enzym /tạo hợp chất phụ (vi khuẩn, nấm men, nấm mốc)
2.Benzoates and Benzoic Acid:
2.1.Giới thiệu
Là một trong những chất bảo quản lâu đời nhất được sử dụng trong ngành công nghiệp
dược, thực phẩm và mỹ phẩm. Sodium Benzoate là chất bảo quản hóa học đầu tiên
được chấp nhận cho sử dụng trong thực phẩm. Cơ chế bảo quản của nó lần đầu tiên
được mô tả vào năm 1875. Lợi thế của nó là chi phí thấp, dễ dàng kết hợp vào sản
phẩm, thiếu màu sắc và có độc tính thấp. Chính vì vậy mà acid benzoic đã trở thành
một trong các chất bảo quản được sử dụng rộng rãi nhất thế giới.
2.2.Công thức hoá học và cấu tạo :
11
Acid benzoic ( C6H5COOH )
Hình 1.1
Hình 1.2
2.3.Tổng quan:
Table 2.1
INS Tên tiếng việt
210 Axit Benzoic
211 Natri Benzoat
212
Kali Benzoat
213
Canxi Benzoat
Tên tiếng anh
Benzoic Acid
Sodium
Benzoate
Potassium
Benzoate
Calcium
Benzoate
Các chức năng chính
Bảo quản
Bảo quản
ADI (mg/kg)
0-5
Bảo quản
Bảo quản
2.4.Dạng sử dụng :
Có dạng tinh thể hình kim không màu, tỷ trọng 1.27 g/ml. Dễ tan trong rượu và ete
nhưng ít tan trong nước (2.2 g trong 100ml nước ở 75 oC).
Muối của acid benzoic thường dùng là Sodium Benzoate, Potassium Benzoate và
Calcium Benzoate.
Khác với Acid muối của acid benzoic tan tốt trong nước ( 66.0g ở 20 oC trong 100ml
nước đối với Sodium Benzoate), chính vì lý do này mà nó được sử dụng trong nhiều
trường hợp.
2.5.Cơ chế hoạt động:
Acid benzoic là chất sát trùng mạnh đối với nấm men và các nấm mốc và có tác dụng
yếu đối với các vi khuẩn. Tác dụng bảo quản chỉ xảy ra ở môi trường acid pH = 2.5-3.5.
Các phân tử acid benzoic không phân ly là nguyên nhân chính gây kháng vi sinh vật, vì
vậy pH càng cao thì khả năng kháng vi sinh vật càng giảm. Trong điều kiện này, nồng
độ acid benzoic có tác dụng bảo quản để kìm hãm các vi sinh vật gây ra hư hỏng sản
phẩm là 0.05%.
Table 2.2
pH
3
4
% acid không phân ly
93.5
59.3
12
5
12.8
6
1.44
7
0.144
pK
4.19
Các cơ chế chính:
- Ức chế một vài loại enzyme cụ thể trong tế bào.
- Thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào dẫn đến phá vỡ chức năng màng tế bào
2.6.Ứng dụng trong thực phẩm:
Benzoic Acid và Sodium Benzoate thích hợp nhất đối với các thực phẩm và đồ uống có
độ pH tự nhiên dưới 4.5 hoặc có thể giảm pH xuống mức này bằng cách acid hóa. Khi
dùng trong việc bảo quản thực phẩm, lợi thế chính của nó là giá thành thấp, dễ dàng kết
hợp với sản phẩm và không có màu sắc. Tuy nhiên, phạm vi pH hiệu quả hẹp, nên
hương vị của sản phẩm mà nó đang bảo quản có thể mất đi. Và Benzoate không kiểm
soát được tốc độ tăng trưởng của các vi sinh vật cấp cao.
Benzoic Acid và Sodium Benzoate đã được sử dụng rộng rãi để bảo quản đồ uống, sản
phẩm trái cây, sản phẩm bánh mì,… ở một số nước. Ngoài ra việc sử dụng acid benzoic
còn có trong quá trình chế biến và bảo quản tôm.
2.7.Phương pháp sử dụng :
Trong công nghiệp thực phẩm người ta thường sử dụng muối natri của Acid benzoic là
sodium benzoate ( C6H5COONa) chất này có thể điều chế được khi cho tác dụng Acid
Benzoic và soda (Na2CO3). Sodium Benzoate dễ hoà tan trong nước, ở nhiệt độ
phòng cũng có thể cho dung dịch nồng độ 50-60% ( thực tế dung dịch Sodium Benzoate
được pha sẵn với nồng độ từ 5-20% ). Muốn đảm bảo hiệu quả tác dụng bảo quản,
nồng độ Sodium Benzoate có trong sản phẩm phải đạt tới 0.07-0.1%. Kỹ thuật sử dụng
natri benzoat không phức tạp. Đem hoà tinh thể của muối này vào nước nóng, tốt nhất
là vào nước quả nóng ( để sản phẩm khỏi bị tăng lượng nước ), rót dung dịch đó vào
các thùng chứa nước quả hay trộn lẫn với quả nghiền. Sau khi trộn lẫn cẩn thận, sản
phẩm được đóng vào bao bì để bảo quản.
2.8.Tính độc hại trong việc sử dụng:
Benzoic acid và benzoates không gây độc trong giới hạn cho phép sử dụng.
Benzoates không xuất hiện trong cơ thể, lý do là benzoates được hấp thu ở ruột và
“kích hoạt” liên kết với CoA để tạo ra coenzyme CoA.
Trong cơ thể, Benzoic acid bị chuyển hóa thành Hippuric acid, sau đó được bài tiết ra
ngoài.
Ngoài ra, nếu dùng benzoic acid và benzoates quá liều lượng sẽ dẫn đến ức chế chức
năng của enzyme tiêu hóa, làm cạn kiệt glycine. Tránh dùng cho những người bị hen
suyễn, viêm mũi, mề đay và một số loại dị ứng khác.
2.9.Sự kháng acid benzoic ở vi sinh vật:
Trong một nghiên cứu của Đức năm 1959, trích dẫn bởi Lueck (1980), không có sự
kháng lại nào trong các khuẩn E.coli được quan sát từ 14 mẫu thí nghiệm trong môi
13
trường acid benzoic. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu gần đây, người ta đã phát hiện sự
kháng acid benzoic của vi sinh vật, trong đồ uống có ga và trong nước trái cây. Các nhà
sản xuất đã phải bổ sung tối đa lượng acid benzoic trong các sản phẩm này.
2.10.Giới hạn tối đa trong thực phẩm (mg/kg):
+ Đối với Acid Benzoic:
Table 2.3
STT
Nhóm Thực Phẩm
1
Thuỷ sản, sản phẩm thuỷ sản ngâm dấm,
kể cả nhuyễn thể giáp xác, da gai
2
Viên xúp và nước thịt
3
Nước chấm và các sản phẩm tương tự
4
Necta quả thanh trùng pasteur đóng hộp
và đóng chai
5
Nước giảI khát có hương liệu, bao gồm cả
nước uống dành cho thể thao, nước uống
có hàm lượng khoáng cao và các loạI
nước uống khác
6
Cà phê, chè, nước uống có dược thảo và
các loạI đồ uống từ ngũ cốc, không kể
nước uống từ cacao
7
Rượu vang
8
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt
sau khi lên men
9
Qủa ngâm dấm, dầu, nước muốI
10
Hoa quả ngâm đường
11
Rau, củ ngâm dấm, dầu, nước muốI
12
Rau thanh trùng pasteur đóng hộp, đóng
chai hoặc đóng túi
13
Sản phẩm thịt, thịt gia cầm và thịt nguyên
miếng hoặc cắt nhỏ đã xử lý nhiệt
ML
2000
Ghi Chú
1000
1000
2000
1000
600
100
50
1000
1000
2000
1000
1000
+ Đối với Sodium benzoate:
Table 2.4
STT
Nhóm Thực Phẩm
1
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt
sau lên men
2
Quả ngâm dấm, dầu, nước muối
ML
50
1000
3
Hoa quả ngâm đường
1000
4
Rau, củ ngâm dấm, dầu, nước muối
2000
Ghi Chú
Tính theo axit
benzoic
Tính theo axit
benzoic
Tính theo axit
benzoic
14
+ Đối với Postassium Benzoate:
Table 2.5
STT
Nhóm Thực Phẩm
1
Nước giải khát có hương liệu, bao gồm cả
nước uống dành cho thể thao, nước uống
có hàm lượng khoáng cao và các loại
nước uống khác
2
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt
sau lên men
3
Quả ngâm dấm, dầu, nước muối
4
Hoa quả ngâm đường
ML
1000
Ghi Chú
Tính theo axit
benzoic
50
1000
1000
Tính theo axit
benzoic
Tính theo axit
benzoic
+ Đối với Calcium Benzoate:
Table 2.6
STT
Nhóm Thực Phẩm
1
Hoa quả ngâm đường
2
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt
sau khi lên men
3
4
5
6
7
Quả ngâm dấm, dầu, nước muối
Rau thanh trùng pastuer đóng hộp, đóng
chai hoặc đóng túi
Sản phẩm thịt, thịt gia cầm và thịt thú
nguyên miếng hoặc cắt nhỏ đã xử lý nhiệt
Thủy sản, sản phẩm thủy sản ngâm dấm,
kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
Viên xúp và nước thịt
ML
1000
50
Ghi Chú
Không được vượt
quá mức giới hạn khi
có mặt của hương
liệu
1000
1000
1000
2000
1000
2.11.Sơ lược về Paraben
2.11.1.Giới thiệu :
Paraben là dẫn xuất este của para-hydroxybenzoic acid. Những paraben thường dùng
là methylparaben ( E218), ethylparaben (E214), propylparaben (E216). Được sử dụng
để chống nấm mốc và vi khuẩn.
Cấu tạo của 1 gốc paraben trong đó R được thay bằng 1 gốc alkyl.
15
Hình 2.1
2.11.2.Tổng quan:
Table 2.7
INS
Tên tiếng việt
214
Tên tiếng anh
Các chức năng chính
Etyl phydroxybenzoat
Propyl pHydroxybenzoat
ADI
(mg/kg)
0-10
Ethyl pBảo quản
hydroxybenzoate
216
Propyl pBảo quản
Hydroxybenzoat
e
218
Metyl pMethyl pBảo quản
Hydroxybenzoat Hydroxybenzoat
e
2.11.3.Tính kháng vi sinh vật :
Paraben kháng vi sinh vật tối ưu ở pH từ 3 đến 8. Hoạt động kháng khuẩn của nó chủ
yếu là đối với vi khuẩn Gram âm và Gram dương. Nấm men và nấm mốc nhạy cảm hơn
với paraben so với vi khuẩn. Cường độ ức chế tăng khi chiều dài chuỗi alkyl của
paraben tăng lên.
2.11.4.Độc tính:
Dẫn xuất của p-hydroxy benzoic khi tiếp xúc có thể làm con người bị nôn, kích tích mắt
và mũi.
Ngoài ra, Paraben bị nghi ngờ là chất gây ung thư vú ở phụ nữ và vô sinh ở nam.
2.11.5.Giới hạn tối đa trong thực phẩm (mg/kg):
+ Đối với Ethyl p-Hydroxybenzoate:
Table 2.8
STT
Nhóm thực phẩm
ML
1.
Các sản phẩm tương tự phomát
500
2.
Thức ăn tráng miệng có sữa (VD: kem, sữa lạnh, bánh putđing,
sữa chua hoa quả hoặc có hương liệu...)
120
Ghi
chú
16
3.
Margarin và các sản phẩm tương tự (VD: hỗn hợp Margarin và
bơ)
4.
Quả khô
800
5.
Quả ngâm dấm, dầu, nước muối
800
6.
Quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai
800
7.
Mứt, mứt cô đặc, mứt hoa quả
1000
8.
Hoa quả ngâm đường
1000
9.
Rau, củ ngâm dấm, dầu, nước muối
1000
10.
Kẹo cao su
11.
Kẹo cứng, kẹo mềm, kẹo nuga...
12.
Sản phẩm dùng để trang trí thực phẩm
300
13.
Các sản phẩm bánh nướng
300
14.
Sản phẩm thịt, thịt gia cầm và thịt thú ướp muối, sấy khô, xay nhỏ
chưa xử lý nhiệt
15.
Đường trắng và đường vàng dạng: saccaroza, fructoza, glucoza,
xyloza
16.
Nước chấm và các sản phẩm tương tự
1000
17.
Nước rau, quả ép
1000
18.
Necta rau quả
200
19.
Necta quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai
100
20.
Nước giải khát có hương liệu, bao gồm cả nước uống dành cho
thể thao, nước uống có hàm lượng khoáng cao và các loại nước
uống khác
1000
21.
Rượu vang
1000
22.
Snack được chế biến từ ngũ cốc
1000
300
2000
GMP
100
300
3.Sorbic Acid và Sorbates
3.1.Giới thiệu
Các đặc tính kháng vi sinh vật và bảo quản lần đầu tiên được phát hiện trong cuối
những năm 1930 và đầu những năm 1940 ở Đức và Hoa Kỳ bởi E. Miller và C. M.
17
Gooding . Hợp chất này được chiết tách từ dầu của quả thanh hương trà chưa chín bởi
nhà hóa học người Đức A. W. von Hoffmann vào năm 1859 ở London.
3.2.Công thức hoá học và cấu tạo :
Acid Sorbic hay acid 2,4-hexadienic (C5H7COOH)
Hình 3.1
Hình 3.2
3.3.Tổng quan:
Table 3.1
INS Tên tiếng việt
200 Axit Sorbic
201
Natri Sorbat
202
Kali Sorbat
203
Canxi Sorbat
Tên tiếng anh
Sorbic Acid
Sodium
Sorbate
Potassium
Sorbate
Calcium
Sorbate
Các chức năng chính
Bảo quản, chống oxy hóa,
ổn định
Bảo quản, chống oxy hóa,
ổn định
Bảo quản, chống oxy hóa,
ổn định
Bảo quản
ADI (mg/kg)
0-25
3.4.Dạng sử dụng :
Là chất kết tinh bền vững, có vị chua nhẹ và mùi nhẹ, Trong lượng phân tử là 112.12,
nhiệt độ nóng chảy là 134.5OC. Acid Sorbic khó tan trong nước lạnh (0.16%) và dễ tan
trong nước nóng (ở 100OC tan 3.9%).
Các muối của Acid Sorbic là Sodium Sorbate , Potassium Sorbate và Calcium Sorbate.
Muối của Acid sorbic là Potassium sorbate cũng là bột trắng kết tinh, dễ tan trong nước
(ở 100OC tan 64%)
Trong công nghiệp hoá chất Acid sorbic được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác
nhau. Nhất là trong thực tế thương dùng phương pháp tổng hợp bằng cách ngưng tụ
crotonaldehyde và ketene.
3.5.Cơ chế:
-
Ức chế vi sinh vật (<0.3%), nếu dùng với lượng lớn hơn sẽ tiêu diệt vi sinh vật.
Ức chế sự phát triển và nhân lên của tế bào, cũng như ức chế sự nảy mầm và
hình thành của bào tử.
Ức chế 1 vài enzyme
3.6.Ứng dụng trong thực phẩm:
Sorbic Acid và các muối của nó (nhất là Potassium Sorbate) được sử dụng rộng rãi trên
thế giới và được sử dụng trong tất cả các loại thực phẩm của con người, ngoài ra nó
còn được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, dược phẩm, các mỹ phẩm, vật liệu đóng gói
và các chế phẩm kỹ thuật tiếp xúc với các loại thức ăn hoặc với cơ thể người.
18
Đối với các sản phẩm từ sữa, pho mát là loại thực phẩm được sử dụng sorbic acid và
sorbates nhiều nhất. Còn với các sản phẩm từ rau củ, acid sorbic được sử dụng trong
rau củ tươi lẫn rau củ đã lên men hay được muối. Với các sản phẩm làm từ trái cây, nó
được sử dụng để bảo quản các loại trái cây khô, nước ép trái cây và si rô, mứt, thạch
và rượu vang. Ngoài ra, sorbic acid và sorbate còn được sử dụng trong sản phẩm bánh
mì, sản phẩm từ thịt và những loại sản phẩm khác.
3.7.Phương pháp sử dụng :
Acid Sorbic và Potassium Sorbate có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm
mốc , các vi sinh vật này là nguyên nhân chủ yếu thương gây hư hỏng sản phẩm rau
quả. Nhưng chất sát trùng này lại có tác dụng rất yếu đối với vi khuẩn. Vì vậy khi sử
dụng Acid Sorbic người ta vẫn có thể giữ được khả năng hoạt động của một số vi khuẩn
có lợi như vi khuẩn latic Điều đó chứng tỏ rằng Acid Sorbic có nhiều ưu điểm trong các
loại hoá chất bảo quản thực phẩm. Vì lý do này nhiều nước đã chú ý tới việc nghiên cứu
và sử dụng Acid Sorbic làm chất phụ gia bảo quản thực phẩm . Sử dụng Acid Sorbic
đem lại kết quả tốt trong công nghiệp chế biến rau quả trong công nghiệp rượu nho,
trong sản xuất đồ hộp sữa và các sản phẩm sữa chua, các sản phẩm cá, các loại thịt
dồi, xúc xích, các sản phẩm bánh mỳ...
Việc sử dụng Acid Sorbic và Sorbates phụ thuộc vào loài, giống của vi sinh vật, thành
phần của chất nền, pH, AW, chất phụ gia đi kèm, phương pháp chế biến, nhiệt độ lưu
trữ, loại đóng gói và nồng độ của sorbate.
Acid Sorbic thêm vào nước táo và một số nước quả và quả nghiền khác với lượng 0.050.06% có thể bảo quản trong thời gian dài. Acid Sorbic không tiêu diệt được các vi
khuẩn nên một số vi khuẩn đó đặc biệt là vi khuẩn lactic vẫn có thể gây hư hỏng nước
quả khi có mặt Acid Sorbic. Vì thế người ta cần đun nóng sơ bộ và nhanh nước quả ở
nhiệt độ không cao lắm.
Dùng sorbate để bảo quản nước quả đựng trong bao bì nhỏ để tiện lợi cho người tiêu
dùng cũng như bảo quản nước quả tạm thời trong một thùng chứa lớn để sau đó đem
đóng chai và đem bán ở dạng nước quả khử trùng hay không khử trùng.
Sử dụng Acid Sorbic phối hợp với các chất bảo quản khác cũng cho kết quả tốt. Thí dụ :
vi khuẩn acetic trong nước táo mà các sorbate không có tác dụng nên ngoài sorbate có
thể cho thêm một lượng nhỏ Sodium benzoate. Tác dụng này làm cho nước quả bảo
quản được dài hơn mà không có dấu hiệu hư hỏng.
Việc sử dụng Acid Sorbic trong sản xuất đồ hộp có thể giảm được nhiệt thanh trùng.
Sử dụng Acid Sorbic sử lý bề mặt các sản phẩm không đưa vào đóng hộp, như các loại
mứt quả chẳng hạn vì các loại sản phẩm này thường hay bị nhiễm trùng trên bề mặt,
bằng cách phun acid sorbic trên bề mặt sau khi đã đóng gói mứt vào bao bì hay dùng
giấy chống ẩm hoặc giấy bóng kính đã tẩm chất bảo quản này để phủ lên bề mặt của
mứt.
Phương pháp này đã được sủ dụng trong công nghiệp phomat nấu chảy. Người ta phun
Acid Sorbic lên giấy và dùng nó để gói phomat. Acid Sorbic là chất bảo quản thực phẩm
được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm. Việc sử dụng nó không phức tạp
và không đòi hởi vốn đầu tư thiết bị mới.
3.8.Tính độc hại :
Acid Sorbic và sorbate không độc với cơ thể con người, khi cho vào sản phẩm thực
phẩm không gây ra mùi hay vị lạ và không làm mất mùi vị tự nhiên của thực phẩm.
Trong cơ thể, Acid Sorbic bị oxy hoá tạo thành các chất không độc.
19
Người ta cũng không thấy sự độc hại nào trong việc sử dụng acid sorbic kết hợp với
các phụ gia khác, kể cả paraben, benzoate và propionate. Tuy nhiên, nó không làm mất
đi độc tính của những chất phụ gia khác. Các dẫn xuất của nó cũng tương đối không
độc hại. Nhìn chung, Acid Sorbic và Sorbates là một trong những phụ gia an toàn nhất
cho đến bây giờ.
3.9.Giới hạn tối đa trong thực phẩm (mg/kg):
+ Đối với Acid Sorbic:
Table 3.2
STT
Nhóm thực phẩm
ML
1.
Sữa và sữa bơ
2.
Đồ uống có sữa, có hương liệu hoặc lên men (VD: sữa sô cô la,
sữa cacao, bia trứng, sữa chua uống, sữa đặc)
300
3.
Sữa lên men (nguyên kem)
300
4.
Các loại phomát
3000
5.
Quả đông lạnh
1000
6.
Quả ngâm dấm, dầu, nước muối
2000
7.
Quả thanh trùng pasteur đóng hộp hoặc đóng chai
1000
8.
Mứt, mứt cô đặc, mứt hoa quả
9.
Hoa quả ngâm đường
1000
10.
Sản phẩm cacao, sô cô la (VD: sô cô la sữa, sô cô la trắng)
1000
11.
Kẹo cứng, kẹo mềm, kẹo nuga...
2000
12.
Kẹo cao su
1500
13.
Các loại bánh nướng
2000
14.
Thủy sản, sản phẩm thủy sản đông lạnh, kể cả nhuyễn thể, giáp
xác, da gai
2000
15.
Thủy sản, sản phẩm thủy sản hun khói, sấy khô, lên men hoặc
ướp muối, kể cả nhuyễn thể, giáp xác, da gai
2000
16.
Đường trắng và đường vàng dạng: saccaroza, fructoza, glucoza,
xyloza
1000
17.
Dấm
1000
Ghi
chú
1000
500
20
- Xem thêm -