Đề tài Phụ gia chống oxy hóa trong công nghệ chế biến thịt

PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA TRONG GVHD: Th.s Nguyễn Thị Hiền CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT PAGE  Trang  PAGE \* MERGEFORMAT 8 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC Bộ môn Công nghệ thực phẩm Báo cáo môn Công nghệ chế biến thịt, thủy sản PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA GVGD: Thạc sĩ Nguyễn Thị Hiền SVTH: Trần Thanh Liêm MSSV: 60501441 Hứa Thuận Anh Thư MSSV: 60502871 Lê Thị Minh Thư MSSV: 60502873 Nguyễn Anh Thư MSSV: 60502875 -TPHCM, tháng 5 năm 2009- MỤC LỤC Phần 1: Giới thiệu chung 2 Phụ gia trong công nghệ thực phẩm 2 Phụ gia trong công nghệ chế biến thịt 3 Phụ gia chống oxy hóa trong công nghệ chế biến thịt 3 Phần 2: Một số phụ gia chống oxy hóa thường dùng trong công nghệ chế biến thịt 6 Acid ascorbic – Natri ascorbate 6 Acid erythorbic – Natri erythorbate 9 Acid citric 11 Tocopherol 13 BHA – BHT 16 Một số phụ gia khác 18 Phần 3: Thông tin mới về phụ gia chống oxy hóa trong công nghệ chế biến thịt 21 Chất chiết từ hạt nho đóng vai trò chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên trong sản phẩm chế biến từ thịt 21 Mận khô được dùng trong quá trình chống oxy hóa ở thịt bò quay 22 Casein đóng vai trò như một chất chống oxy hóa tự nhiên kéo dài thời gian bảo quản thịt 23 PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG Phụ gia trong công nghệ thực phẩm: Định nghĩa: Phụ gia thực phẩm là: Các chế phẩm tự nhiên hoặc tổng hợp hóa học, không phải là thực phẩm. Đưa vào thực phẩm một cách cố ý để thực hiện những mục đích kĩ thuật nhất định. Còn lưu lại trong thực phẩm ở dạng nguyên thể hoặc dẫn xuất, nhưng đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Vai trò và lợi ích: Cải thiện việc bảo quản thực phẩm: chống vi sinh vật, chống oxi hóa. Cải thiện chất lượng cảm quan của thực phẩm: cấu trúc, màu sắc, mùi vị. Cải thiện giá trị dinh dưỡng của thực phẩm: vitamin, acid amin, enzym… Đáp ứng các khuynh hướng mới trong tiêu dùng thực phẩm: sức khỏe, cảm quan, kiêng cử… Nguy cơ ngộ độc: Khả năng gây ngộ độc cho người tiêu dùng thực phẩm: Sử dụng quá liều cho phép (độc tính của chính phụ gia). Phụ gia không đạt độ tinh khiết (hóa học, vi sinh vật) theo quy định. Nguyên tắc chọn và sử dụng: Chọn : Có mặt trong danh mục cho phép. Đạt tiêu chuẩn tinh khiết nhất định, có địa chỉ của nhà sản xuất được phép. Sử dụng: Theo đúng hướng dẫn về đối tượng thực phẩm và mục tiêu kĩ thuật, phù hợp với thị trường (đối với loại thực phẩm xuất khẩu); nên phối trộn nhiều loại phụ gia cùng nhóm. Ghi rõ loại phụ gia được sử dụng ngoài bao bì. Phụ gia trong công nghệ chế biến thịt: Mục đích sử dụng: Làm chậm các biến đổi về oxy hóa và vi sinh vật xảy ra trong các quá trình bảo quản. Sử dụng phối hợp các chất phụ gia khác nhau với các phương pháp bảo quản khác nhau có thể làm tăng thời gian sử dụng. Cải thiện chất lượng cảm quan của thực phẩm: cấu trúc, màu sắc, mùi vị… Yêu cầu khi sử dụng: Phụ gia có trong danh mục cho phép sử dụng. Sử dụng đúng liều lượng quy định. Cách sử dụng: Ướp trực tiếp. Cho vào dung dịch ướp. Nhúng. Cho vào nước làm đá. Các phụ gia thường sử dụng: Phụ gia chống vi sinh vật Phụ gia chống oxy hóa Phụ gia tạo cấu trúc Phụ gia tạo vị Phụ gia tạo màu Phụ gia tạo mùi Phụ gia chống oxy hóa trong công nghệ chế biến thịt: Chức năng: Phụ gia chống oxy hóa dùng trong các sản phẩm từ thịt có chức năng quan trọng là 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. Cơ chế: Cơ chế sự tự oxy hóa chất béo: Sự tự oxy hóa chất béo là phản ứng dây chuyền được châm ngòi bằng sự tạo thành các gốc tự do từ các phân tử acid béo. Giai đoạn khởi đầu: RH  R+H Bước khởi đầu có thể được tăng cường bởi tác dụng của nguồn năng lượng như khi gia nhiệt hoặc chiếu sáng (đặc biệt là nguồn ánh sáng UV). Ngoài ra, các hợp chất hữu cơ, vô cơ (thường tìm thấy dưới dạng muối Fe và Cu) cũng là những chất xúc tác có ảnh hưởng rất mạnh, kích thích quá trình oxy hóa xảy ra. Giai đoạn lan truyền: R + O2  ROO (gốc peroxide) ROO + R’H  R’ + ROOH (hydroperoxide) Giai đoạn kết thúc: ROO + ROO  ROOR + O2 ROO + R  ROOR R + R  RR Các gốc alkyl R phản ứng với O2 để hình thành gốc peroxide ROO. Phản ứng giữa alkyl và O2 xảy ra rất nhanh trong điều kiện khí quyển. Do đó, nồng độ của alkyl rất thấp so với gốc peroxide. Gốc peroxide hấp thu điện tử từ các phân tử lipid khác và phản ứng với điện tử này để tạo thành hydroperoxide ROOH và một gốc peroxide khác. Những phản ứng này xúc tác cho các phản ứng khác. Sự tự oxy hóa lipid được gọi là phản ứng gốc tự do. Khi các gốc tự do phản ứng với nhau, các sản phẩm không gốc tự do sẽ tạo thành và phản ứng kết thúc. Ngoài hiện tượng tự oxy hóa, lipid còn có thể bị oxy hóa bằng enzyme lipoxygenase. Cơ chế của chất chống oxy hóa: Những chất chống oxy hóa ngăn chặn sự hình thành những gốc tự do (những chất có electron riêng lẻ) bằng cách cho đi nguyên tử hydro. Khi cho đi nguyên tử hydro, bản thân những chất chống oxy hóa cũng trở thành những gốc tự do nhưng những gốc này hoạt tính kém hơn. Sau đó gốc tự do của lipid (R) kết hợp với gốc tự do của chất chống oxy hóa (A) tạo thành những hợp chất bền. Phản ứng của chất chống oxy hóa với gốc tự do: R + AH  RH + A RO + AH  ROH + A ROO + AH  ROOH + A R + A  RA RO + A  ROA ROO + A  ROOA Ví dụ: BHA, BHT, tocopherol… Chất chống oxy hóa tác dụng với các chất xúc tác của phản ứng oxy hóa nên phản ứng không thể xảy ra, chất béo không bị oxy hóa. Ví dụ: acid citric, polyphenol… Chất chống oxy hóa tác dụng với các chất cần bảo vệ, tạo phức chất bền vững khó bị oxy hóa Ví dụ: nitrit, nitrat tác dụng với Fe, giữ cho Fe (II) không bị oxy hóa thành Fe (III), tránh làm mất màu thịt. Tác dụng với O2 không khí: oxy phản ứng với các chất chống oxy hóa chứ không phản ứng với chất béo nên chất béo không bị hư hỏng do oxy hóa. Ví dụ: acid ascorbic, acid erythorbic… Ngăn chặn sự tiếp xúc của O2 với thực phẩm. Yêu cầu khi sử dụng: Chỉ được phép dùng ở hàm lượng thấp tùy loại phụ gia và sản phẩm thịt. Phải tan tốt trong chất béo và nguyên liệu giàu béo. Không độc. Không làm biến đổi hương vị của sản phẩm thịt. PHẦN 2: MỘT SỐ PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA THƯỜNG DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT Acid ascorbic – Natri ascorbate: Acid ascorbic: Tên khác: vitamin C Mã số phụ gia: E300 Định danh: Tên hóa học: L-acid ascorbic hoặc 2,3-didehyro-L-threo-hexono-1,4-lactone hoặc 3-keto-L-gulofuranolactone Số CAS: 50-81-7 Công thức phân tử: C6H8O6 Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 176.13 g/mol Mô tả: Dạng tinh thể hoặc dạng bột màu trắng đến vàng nhạt, không mùi Kém bền với nhiệt. Dễ hòa tan trong nước Yêu cầu: Định tính: Tính tan: tan trong nước, ít tan trong ethanol, không tan trong ether. Định lượng: không nhỏ hơn 99% Độ tinh khiết: Khi sấy khô bị mất không quá 0.4% pH = 2.4 – 2.8. Tro sulfate: không quá 0.1% Chì: không quá 2 mg/kg Hàm lượng sử dụng: ở thịt, thịt gia cầm thịt thú tươi ML = 2000 mg/kg ADI: chưa xác định Chức năng: Acid ascorbic được sử dụng rộng rãi trong ngành thịt với vai trò là chất chống oxy hóa. Đối với thịt đã qua xử lý, acid ascorbic có 4 chức năng chính: Tạo màu cho thịt Ức chế quá trình hình thành nitrosamine Ngăn xảy ra quá trình oxy hóa Ngăn sự biến màu của thịt Đối với thịt tươi, nó có tác dụng chống oxy hóa và sự biến màu trong quá trình bảo quản thịt. Cơ chế: Khi acid ascorbic được bổ sung vào thịt đã qua xử lý, nó sẽ bị oxy hóa thành dehydroacid ascorbic. Xảy ra đồng thời với quá trình oxy hóa này là sự khử nitrosomet-myoglobin thành nitrosomyoglobin, từ đó giữ được màu của thịt. Acid ascorbic bị oxy hóa trước tạo thành acid dehydroascorbic theo phương trình: AA + ½ O2 → DAA + H2O Acid ascorbic ngăn chặn sự hình thành nitrosamine bằng cách khử nitrate thành nitrogen oxide, hợp chất này không thể tác dụng với amine để tạo thành nitrosamine. Acid ascorbic có thể ngăn chặn sự oxy hóa chất béo ở cả thịt tươi và thịt đã qua xử lý. Quá trình oxy hóa chất béo gây ra sự ôi hóa, tạo mùi ôi. Acid ascorbic ngăn không cho oxy trong môi trường tiếp xúc với chất béo để tạo thành peroxide. Màu của thịt tươi và thịt đã xử lý rất dễ bị biến đổi trong quá trình oxy hóa myoglobin ở các mô. Ở đây, acid ascorbic ngăn sự oxy hóa myoglobin thành metmyoglobin, do đó thịt không bị chuyển sang màu nâu. Cách sử dụng: Phương pháp bảo quản thịt tối ưu như sau: sử dụng hỗn hợp hóa chất gồm: kali sorbate 2.5%, natri lactate 2.5%, STPP (sodium triphosphate) 3% và acid ascorbic 0.5% hòa tan vào nước sau đó dùng dung dịch hóa chất này để nhúng miếng thịt cần bảo quản. Ngoài ra cần sử dụng khay xốp PS và màng bao PVC để bao gói miếng thịt đã xử lý bằng dung dịch hóa chất nêu trên. Ở nhiệt độ 2 + 20C, thời gian bảo quản kéo dài đến 15 ngày. Natri ascorbate: Mã số phụ gia: E301 Định danh: Tên hóa học: sodium L-ascorbate hoặc 2,3-didehyro-L-threo-hexono-1,4-lactone sodium enolate hoặc 3-keto-L-gulofurano-lactone sodium enolate Số CAS: 134-03-2 Công thức phân tử: C6H7O6Na Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 198.11 g/mol Mô tả: có dạng bột màu trắng , không mùi, bị sẫm màu khi gặp ánh sáng Yêu cầu: Định tính: Tính tan: tan trong nước, ít tan trong ethanol. Định lượng: không nhỏ hơn 99% Độ tinh khiết: Khi sấy khô bị mất không quá 0.25% pH = 6.5 – 8.0 Chì: không quá 2 mg/kg Hàm lượng sử dụng: Thịt, thịt gia cầm, thịt thú tươi dạng xay nhỏ: theo GMP. ADI: chưa xác định Natri ascorbate là muối của acid ascorbic. Nó cũng có khả năng chống oxy hóa tương tự như acid acorbic nhưng nếu xét về hoạt tính chống oxy hóa thì kém hơn acid ascorbic. Tuy nhiên trong thực tế người ta lại sử dụng natri ascorbat nhiều hơn vì nó có khả năng hòa tan trong nước tốt hơn rất nhiều so với acid ascorbic, nhờ vậy mà chúng dễ dàng thẩm thấu vào sản phẩm hơn và hiệu quả sử dụng cũng cao hơn nhiều. Một điều lưu ý là loại muối này không có khả năng hòa tan trong chất béo nên ít tác dụng trong việc chống oxy hóa chất béo. Người ta thường sử dụng natri ascorbat trong sản xuất các loại thịt jambon hoặc thịt đùi muối. Acid erythorbic – Natri erythorbate: Acid erythorbic và muối natri erythorbate là những đồng phân quang học của acid ascorbic và natri ascorbate. Chúng thể hiện những tính chất tương tự với tính chất của acid ascorbic và natri ascorbate, ngoại trừ tính chất của vitamin. Khi bổ sung vào thịt, ở môi trường pH thấp tự nhiên, acid erythorbic và muối natri erythorbate sẽ cho nguyên tử hydro, ngăn cản sự hình thành các gốc tự do. Acid erythorbic: Tên khác: Isoascorbic acid, D-araboascorbic acid Mã số phụ gia: E315 Định danh: Tên hóa học: D-Erythro-hex-2-enoic acid delta- lactone, isoascorbic acid, D-isoascorbic acid. Số CAS: 89-65-6 Công thức phân tử: C6H8O6 Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 176.13 g/mol Mô tả: Tinh thể rắn trắng đến vàng nhạt, tối dần khi tiếp xúc ánh sáng. Yêu cầu: Định tính: Tính tan: tan nhiều trong nước, tan trong ethanol. Nhiệt độ nóng chảy: 164 – 1720C Định lượng: không nhỏ hơn 99% Độ tinh khiết: Khi sấy khô bị mất không quá 0.4% Tro sulfate: không quá 0.3% Chì: không quá 2 mg/kg Hàm lượng sử dụng: Thịt, thịt gia cầm, thịt thú tươi nguyên miếng hoặc cắt nhỏ: ML = 500 mg/kg. ADI: chưa xác định Natri erythorbate: Tên khác: Sodium isoascorbate Mã số phụ gia: E316 Định danh: Tên hóa học: Sodium isoascorbate, sodium D-isoascorbic acid, muối sodium của 2,3 didehydro-D-erythro- hexono-1,4- lactone, 3-keto-D-gulofurano- lactone sodium enolate monohydrate Số CAS: 6381-77-7 Công thức phân tử: C6H7O6Na.H2O Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 216.13 g/mol Mô tả: dạng bột màu trắng, không có mùi. Yêu cầu: Định tính: Tính tan: tan nhiều trong nước, tan rất ít trong ethanol. Nhiệt độ nóng chảy: 164 – 1720C Định lượng: không nhỏ hơn 98% Độ tinh khiết: Khi sấy khô bị mất không quá 0.5% pH = 5.5 – 8.0 Chì: không quá 2 mg/kg ADI: chưa xác định Hàm lượng sử dụng: tương tự acid erythorbic Acid citric: Mã số phụ gia: E330 Định danh: Tên hóa học: 2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid Số CAS: 77-92-9 (dạng khan), 5949-29-1 (dạng ngậm 1 phân tử nước) Công thức phân tử: C6H8O7 (dạng khan), C6H8O7.H2O (dạng ngậm 1 phân tử nước) Công thức cấu tạo Dạng khan Dạng ngậm 1 phân tử nước Khối lượng phân tử: 192.13 g/mol (dạng khan), 210.14 g/mol (dạng ngậm 1 phân tử nước) Mô tả: có dạng tinh thể rắn không mùi, không màu hoặc màu trắng Yêu cầu: Định tính: Tính tan: tan nhiều trong nước, trong ethanol, ít tan trong ether. Định lượng: không nhỏ hơn 99.5%, với dạng khan, hàm lượng không lớn hơn 100.5% Độ tinh khiết: Hàm lượng nước: dạng khan: không quá 0.5% (theo phương pháp Karl Fischer); dạng ngậm nước: trong khoảng 7.5 – 8.8% (theo phương pháp Karl Fischer) Tro sulfate: không quá 0.05% Oxalate: không quá 100 mg/kg Sulfate: không quá 150 mg/kg Chì: không quá 0.5 mg/kg ADI: chưa xác định Hàm lượng sử dụng: Thịt tươi nguyên miếng hoặc cắt nhỏ: 2000 mg/kg Thịt đã xay nhỏ: 100 mg/kg Tính chất: Acid citric tồn tại ở dạng khan hoặc ngậm 1 phân tử nước. Mặc dù dạng khan của acid khó hút ẩm nhưng nó vẫn có xu hướng tụ lại thành khối. Còn dạng ngậm nước của acid citric dễ bị hút ẩm trở lại khi gặp hàm lượng ẩm cao. Khi bảo quản ở nhiệt độ phòng khoảng 200C, acid citric khá ổn định và hoàn toàn không độc. Acid citric được dùng trong quá trình sản xuất salami nhằm hỗ trợ cho quá trình acid hóa. Thông thường khi bổ sung 1 g acid citric vào 1 kg salami thì có thể giảm giá trị pH khoảng 0.2 – 0.3 đơn vị. Acid citric thể hiện khả năng acid hóa salami tốt gấp 2 đến 3 lần so với GDL (glucono-delta-lactone), một hợp chất được dùng nhằm giảm pH của sản phẩm. Ngoài ra, acid này cũng đóng vai trò tác nhân tạo phức khi nó kết hợp với những ion kim loại nặng như Cu, Fe. Những ion kim loại nặng này có khả năng tăng tốc độ phản ứng oxy hóa. Khi acid citric tạo phức với những ion trên, chúng sẽ không thể oxy hóa chất béo được nữa. Trong bản thân chất béo của động vật, hàm lượng ion kim loại nặng không cao, nhưng trong những sản phẩm như xúc xích, hàm lượng này khá cao do những ion này xâm nhập từ thịt trong quá trình chế biến. Tuy nhiên, chỉ bổ sung acid citric với lượng vừa đủ để tránh làm giảm pH của sản phẩm. Tocopherol: Gồm các loại: α, β, γ và δ-tocopherol. Mã số phụ gia: E307, đối với tocopherol hỗn hợp mã số có thể là E307b hay E307c. Định danh: Công thức phân tử: C29H50O2 Công thức cấu tạo: α – tocopherol β – tocopherol γ – tocopherol δ – tocopherol Khối lượng phân tử: 430.71 g/mol Mô tả: dầu màu vàng nhạt hoặc nâu đỏ, không mùi, nhớt Yêu cầu: Định tính: Tính tan: không tan trong nước, tan trong ethanol, trộn lẫn với ether Định lượng: tùy từng loại tocopherol Độ tinh khiết: Chì: không quá 2 mg/kg Cơ chế, chức năng: Chống oxy hóa, chống lại tác dụng của các gốc tự do. Những gốc tự do này được tạo thành từ những quá trình chuyển hóa bình thường hay dưới tác động của những nhân tố xung quanh. Vitamin E có khả năng ngăn chặn phản ứng của các gốc tự do bằng cách nhường một nguyên tử hydro của gốc phenol cho gốc lipoperoxide (LOO) để biến gốc tự do này thành hydroperoxide (LOOH). Phản ứng như sau: LOO + Tocopherol-OH LOOH + Tocopherol-O Hoặc trong quá trình phản ứng, tocopherol (tocopherol-OH) bị chuyển hóa thành gốc tocopheryl (tocopherol-O) bền (mặc dù là gốc) nên chấm dứt những phản ứng gốc. Gốc tocopheryl bị khử oxy để trở lại 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 tocopheryl quinone. Khi tốc độ oxy hóa dầu cao, tocopheryl phản ứng với gốc peroxy để hình thành phức tocopherol-peroxy (T-OOR). Phức này có thể bị thủy phân thành tocopheryl quinone và hydroperoxide. T + T  T + Tocopheryl quinone T + ROO  [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 tắt gốc tự do cao nhất ở -tocopherol, tiếp theo là γ-, β-, vaø α-tocopherol. Hàm lượng tocopherol cần thiết để chống ôi hóa chất béo tùy thuộc vào độ bền oxy hóa của chúng. Độ bền oxy hóa của tocopherol càng thấp thì hàm lượng tocopherol cần dùng càng thấp. α-tocopherol có độ bền thấp nhất trong số các đồng phân tocopherol, cần dùng với nồng độ 100 ppm thì thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất của nó. Trong khi đó, γ- vaø β-tocopherol có độ bền oxy hóa cao hơn nên để thể hiện hoạt tính chống oxy hóa cao nhất, cần dùng nồng độ tương ứng của 2 đồng phân này là 250 và 500 ppm. Hàm lượng sử dụng: hàm lượng giới hạn tùy từng loại cụ thể ADI: 0.15 – 2.0 đối với α-tocopherol BHA, BHT: BHA và BHT là những chất chống oxy hóa tổng hợp, có dạng là những hợp chất phenolic. BHA là hỗn hợp của hai đồng phân 2-tertiary-butyl-4-hydroxyanisole (chiếm 82-85%) và 3-tertiary-butyl-4-hydroxyanisole (chiếm 15-18%). Hai chất này có tính chất tương đối giống nhau. BHA và BHT ít được sử dụng trong các sản phẩm từ thịt. Nếu sử dụng thì chỉ bổ sung vào các dạng xúc xích ở mức 0.01% hàm lượng chất béo (nếu dùng riêng lẻ) và 0.02% (nếu dùng cả hai chất). Cơ chế chống oxy hóa của những chất này bắt giữ các gốc tự do trong chất béo. Hiện nay, một số nước cấm sử dụng BHA và BHT. BHA: Mã số phụ gia: E320 Định danh: Tên hóa học: 3-tertiary-butyl-4-hydroxyanisole, hỗn hợp của hai đồng phân 3- và 2-tertiary-butyl-4-hydroxyanisole Số CAS: 25013-16-5 Công thức phân tử: C11H16O2 Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 180.25 g/mol Mô tả: tinh thể màu trắng hoặc vàng nhạt, hay ở dạng chất sáp rắn, mùi nhẹ đặc trưng. Yêu cầu: Định tính: Tính tan: không tan trong nước, tan tốt trong ethanol và propane-1,2-diol Định lượng: Không nhỏ hơn 98.5% đối với C11H16O2 và không nhỏ hơn 85% ở 3-tert-butyl-4-hydroxyanisol Độ tinh khiết: Tro sulfate: không quá 0.05% Tạp phenol: không quá 0.5% Chì: không quá 2 mg/kg ADI: 0 – 0.5 Hàm lượng sử dụng: thịt, thịt gia cầm và thịt thú tươi ML = 100 mg/kg BHT: Mã số phụ gia: E321 Định danh: Tên hóa học: 2,6-ditertiary-butyl-p-cresol hay 4-methyl-2,6-ditertiary-butyl-phenol Số CAS: 128-37-0 Công thức phân tử: C15H24O Công thức cấu tạo Khối lượng phân tử: 220.36 g/mol Mô tả: chất rắn dạng tinh thể hoặc dạng tấm, không mùi Yêu cầu: Định tính: Tính tan: không tan trong nước và propane-1,2-diol, tan trong ethanol. Nhiệt độ nóng chảy: 69 – 720C Định lượng: không nhỏ hơn 99% Độ tinh khiết: Nhiệt độ đông đặc: không nhỏ hơn 69.20C Tro sulfate: không quá 0.005% Tạp phenol: không quá 0.5% Chì: không quá 2 mg/kg ADI: 0 – 0.3 Hàm lượng sử dụng: thịt, thịt gia cầm và thịt thú xay nhỏ ML = 100 mg/kg (tính trên lượng dầu mỡ chiết từ sản phẩm) Một số phụ gia khác: Khói: Thành phần của khói: chứa khoảng 300 hợp chất khác nhau, bao gồm: Các hợp chất phenol: trong khói có khoảng 20 hợp chất phenol khác nhau, trong đó guaiacol, 4-metylguaiacol, 4-ethylguaiacol, 4-propylguaiacol, 4-vynulguaiacol, phenol, o-crezol, m-crezol, p-crezol, vanilin chiếm tỷ lệ nhiều nhất. Tác dụng của các hợp chất này là chống lại các quá trình oxy hóa, tạo ra mùi và màu đặc biệt cho sản phẩm, tiêu diệt các vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm. Các hợp chất alcohol: metanol chiếm tỷ lệ cao nhất so với các hợp chất alcohol có trong khói. Các hợp chất này tác động không nhiều đến sản phẩm. Chúng chỉ có tác dụng nhỏ trong việc tiêu diệt vi sinh vật. Các acid hữu cơ: các acid hữu cơ trong khói có mạch cacbon biến động từ 1 đến 10 nhưng nhiều nhất là các acid hữu cơ có mạch cacbon từ 1 đến 4. Tác dụng của chúng là làm cho pH bề mặt xông khói giảm xuống và làm đông tụ protein bề mặt sản phẩm. Các hợp chất cacbonyl: có khoảng 20 hợp chất cacbonyl được tìm thấy trong khói. Các hợp chất cacbonyl mạch ngắn có vai trò quan trọng trong việc tạo màu và mùi cho sản phẩm xông khói (Theo Lê Văn Liễn và cộng sự, 1997). Tác dụng của khói: Chủ yếu thông qua tác dụng của các hợp chất phenol. Chúng được hấp thu có chọn lọc và thấm sâu vào mô thịt, ức chế và tiêu diệt vi khuẩn làm hỏng thịt, chống oxy hóa thành phần chất béo không no trong thịt, cải thiện mùi, vị, màu sắc của thịt. Các hợp chất phenol và popylphenol có xu hướng phản ứng với nhóm hydrosulphur tạo hợp chất có khả năng tương tác với nhóm amyl của protein. Các tương tác này làm giảm các acid amin trong sản phẩm nhất là lysine. Xông khói có thể gây nên một số hư hỏng của thiamine nhưng ít ảnh hưởng đến niacin và riboflavin. Đặc tính chống oxy hóa của khói giúp cho việc giữ được các vitamin tan trong mỡ và chống oxy hóa của bề mặt sản phẩm xông khói. Cách tạo khói: Nguyên vật liệu tạo khói có nhiều cách khác nhau, chủ yếu là mùn cưa, gỗ, vỏ bào của các loại có hương thơm như dẻ, sồi, trầm, phong… ở các nước nhiệt đới thường sử dụng các loại gỗ trắng hoặc gỗ có màu sáng. Gỗ có màu tối thường tạo ra bồ hóng làm bẩn sản phẩm, có thể tạo mùi vị lạ làm sản phẩm không hấp dẫn, đôi khi không ăn được... Độ ẩm nhiên liệu khoảng 30%, nhiệt độ đốt lò 300-3500C thì cho khói tốt nhất. Khói được tạo ra bằng nhiều cách khác nhau : Đốt trực tiếp mùn cưa nhưng không có ngọn lửa ở nhiệt độ 300-3500C. Kết hợp khói và hơi nước nóng: khói từ máng mùn cưa có nhiệt độ 3500C đi vào hệ thống ống dẫn và hòa trộn vào hơi nước nóng. Sau khi được làm mát hỗn hợp khói và hơi nước được thổi vào buồng xông khói. Kết quả là sản phẩm được xông khói và làm chín cùng lúc. Phương pháp này được điều khiển tự động, rất phức tạp và đắt tiền. Tạo khói bằng ma sát: Một miếng gỗ được ép vào trong một vòng kim loại xoay tròn với bề mặt không bằng phẳng. Nhiệt tạo ra từ ma sát sẽ đốt nóng gỗ và khói sinh ra sẽ được thổi vào bên trong buồng. Ưu điểm của kiểu này là được điều khiển một cách tự động và nhiệt độ tương đối thấp. Nó được sử dụng trong xông khói lạnh. Có 2 phương pháp xông khói: xông khói nóng và xông khói lạnh. Sự khác nhau giữa 2 phương pháp này là nhiệt độ khi xông khói. Nhiệt độ xông khói nóng vào khoảng 70-800C, và được sử dụng trong những nhà máy chế biến xúc xích, jambon và một số khác như thịt heo muối, thịt chân giò, gà, vịt,… xông khói. Sự hao hụt trọng lượng trong thời gian xông khói nóng tuỳ thuộc vào độ ẩm không khí buồng và thời gian xông khói. Độ ẩm tương đối tối ưu là 80-90% và thời gian xông khói từ 1-1giờ rưỡi thì hao hụt trong lượng là 5-10%. Đa số những sản phẩm xông khói nóng mà đem nấu nướng sau khi xông khói thì hao hụt sẽ bù lại bởi sự hút nước trong quá trình đun nấu. Nhiệt độ xông khói lạnh chỉ khoảng 200C, áp dụng cho những sản phẩm cần bảo quản thời gian dài hơn trong điều kiện có hoặc không lạnh như jambon, xúc xích khô, rắn chắc…,. Sự hao hụt trọng lượng trong thời gian xông khói lạnh tuỳ thuộc vào hàm lượng nước tự do của sản phẩm và thời gian xông khói. Thậm chí sau 12 giờ, sự giảm trọng lượng tới hơn 10%, nếu để thời gian xông khói lâu hơn có thể hao hụt tới 30-35%. Để xông khói thịt, người ta đẩy xe treo thịt, xúc xich, jambon vào buồng sấy, và sấy 30 phút ở nhiệt độ phòng là 650C, sau đó xông khói 55 phút ở nhiệt độ phòng là 700C và tiếp tục sấy cho đến khi nhiệt độ tâm sản phẩm đạt 700C (với nhiệt độ phòng đạt khoảng 70-800C). Thời gian này chiếm khoảng 8 giờ. Vị trí buồng xông khói được đặt trong nhà máy, đóng kín cửa sao cho khói và nhiệt sinh ra trong buồng không ảnh hưởng tới khu vực chế biến.Những vật liệu để xây dựng buồng xông khói hiện nay được dùng là loại chịu nhiệt, có tác dụng cách ly cao (amiăng, gỗ thủy tinh…). Tường phía trong buồng là thép trắng sạch hoặc thiếc tráng kẽm, để phản xạ nhiệt và đảm bảo vệ sinh cho sản phẩm. Công suất các buồng xông khói không vượt quá 100 đến 150kg. Những sản phẩm để xông khói được treo trên những cái que móc bằng inox và đặt trên xe đẩy, đưa vào buồng xông khói. Polyphenol: Polyphenols trong trà xanh như catechine (epigallocatechin gallate) là những chất chống oxy hóa mạnh hơn vitamin A, C và E, nhưng rất đắt tiền và để lại một màu trong các sản phẩm thịt. Cây hương thảo và rau oregano (thuộc họ kinh giới) chứa hợp chất phenolic là acid carnosic. Acid carnosic thể hiện tính chống oxy hóa bằng cách cho đi hydro để chuyển thành carnosol, từ đó vô hoạt các gốc tự do. Rosmanol, một chất chống oxy hóa khác, được hình thành từ carnosol trong giai đoạn tiếp theo và sau đó một chất chống oxy hóa nữa là galdosol cũng thu được từ rosmanol. Chuỗi phản ứng này giải thích lý do acid carnosic thể hiện khả năng chống oxy hóa bằng nhiều cách khác nhau và các hợp chất như rosmanol và carnosol chỉ thể hiện khoảng 40% tính chống oxy hóa so với acid carnosic. Cây hương thảo và chất chiết từ rau oregano rất có hiệu quả khi dùng ở mức 0.05-0.08 g/kg sản phẩm và chất chiết từ rau oregano có tác dụng cao hơn cây hương thảo. Những hợp chất phenolic này cũng có tác động đến các vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Listeria monocytogenes. Cây xô thơm cũng có khả năng chống oxy hóa rất tốt; cùng với cây hương thảo, loài cây này có thể trì hoãn khoảng thời gian những sản phẩm từ thịt chứa chất béo bị ôi hóa khoảng 14 lần. Cây hương thảo và cây xô thơm chứa khoảng 0.3% acid carnosic, lượng chất này thể hiện chức năng chống oxy hóa tốt hơn hẳn so với tocopherol (vitamin E) và BHT. Ở phần lớn các nước, acid carnosic không được xem là một phụ gia thực phẩm, nhưng nó luôn có mặt và thể hiện tính chống oxy hóa hiệu quả trong cây hương thảo, cây xô thơm và rau oregano. Tóm lại, những hợp chất phenolic vừa nêu có khả năng thu các gốc tự do vào cấu trúc mạch vòng của nó hoặc nhường đi hydro để ổn định các gốc tự do, từ đó thể hiện tính chống oxy hóa. PHẦN 3: THÔNG TIN MỚI VỀ PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT Chất chiết từ hạt nho đóng vai trò chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên trong sản phẩm chế biến từ thịt: Các nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Food Science cho thấy chất chiết giàu polyphenol từ hạt nho có tiềm năng là chất chống oxy hóa hiệu quả ở thịt nướng, tránh được sự ôi hóa mà không làm ảnh hưởng đến màu sắc miếng thịt. Việc thêm 0.02% chất chiết này vào thịt heo góp phần giảm những mùi sinh ra trong quá trình oxy hóa chất béo ở thịt và không ảnh hưởng màu sắc thịt. Theo các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Illinois, chất chiết này có tác dụng tốt như những chất chống oxy hóa tổng hợp BHA (butylhydroxyanisole) và BHT (butylhydroxytoluene). Theo báo cáo của Frost và Sullivan vào năm 2003, việc sử dụng những chất chống oxy hóa tổng hợp ngày càng giảm trong khi những chất có nguồn gốc từ thiên nhiên như dịch chiết từ thảo mộc (đặc biệt là cây hương thảo), vitamin E và vitamin C được ưu tiên lựa chọn. Do đó, chất chiết từ hạt nho này càng được ưa chuộng. Cụ thể là các nhà khoa học, đứng đầu là Susan Brewer, đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất chống oxy hóa khác nhau đối với những miếng thịt nướng trước khi nấu thông qua việc sử dụng chất chiết từ hạt nho, nhựa cây hương thảo, chất chiết tan trong nước của cây oregano (một cây thuộc họ kinh giới), propyl gallate, BHA và BHT ở các mẫu thịt khác nhau. Tất cả những hợp chất trên đều được dùng ở nồng độ 0.02%. Sau khi bảo quản các miếng thịt trong 6 tháng ở nhiệt độ -180C, các nhà khoa học đã thấy rằng những miếng thịt không sử dụng chất chống oxy hóa sẽ có những mùi ôi hóa ngay từ tháng thứ nhất và tháng thứ hai của quá trình bảo quản. Ngoài ra, mùi từ dụng cụ chứa có thể tăng lên sau 4 tháng bảo quản. Khi so sánh hiệu quả sử dụng của các chất chống oxy hóa đã dùng, các nhà nghiên cứu thấy rằng mẫu thịt sử dụng chất chiết từ hạt nho ít mùi ôi hơn những mẫu dùng BHT, nhựa cây hương thảo, BHA. Mức độ của quá trình oxy hóa được xác định thông qua giá trị hoạt lực của acid thiobarbituric. Kết quả cho thấy chất chiết từ hạt nho có khả năng chống oxy hóa cao nhất. Các nhà khoa học đã kết luận rằng chất chiết từ hạt nho có tiềm năng trong việc ngăn chặn sự ôi hóa và đóng vai trò chất chống oxy hóa hiệu quả có nguồn gốc từ thiên nhiên dùng trong các sản phẩm chế biến hoặc lạnh đông từ thịt, mà không ảnh hưởng đến màu sắc thịt. Mận khô được dùng trong quá trình chống oxy hóa ở thịt bò quay: Các nghiên cứu ở Mỹ cho thấy mận khô chứa nhiều chất chống oxy hóa, có thể được dùng như chất chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên ở thịt bò quay đã rút xương thay thế cho chất bảo quản tổng hợp. Nghiên cứu này cùng với nghiên cứu của cùng nhóm các nhà khoa học ở trường Đại học Oriente ở Venezuela và trường Đại học Texas A&M đều khẳng định tiềm năng của mận trong các sản phẩm thịt đã qua chế biến. Cụ thể là quá trình oxy hóa ở thịt và các sản phẩm từ thịt xảy ra do những phản ứng biến đổi chất béo và các sắc tố trong thịt. Quá trình oxy hóa có thể dẫn đến giảm mùi vị, màu sắc và ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm. Con người ngày càng có khuynh hướng sử dụng các chất phụ gia có nguồn gốc từ thiên nhiên để thay thế những chất tổng hợp như BHA (butylhydroxyanisole) và BHT (butylhydroxytoluene) trong việc giảm quá trình oxy hóa ở thực phẩm. Theo Frost và Sullivan, thị trường chất chống oxy hóa tổng hợp có doanh số ngày càng giảm, trong khi việc sử dụng những chất từ tự nhiên như dịch chiết từ thảo mộc (đặc biệt là cây hương thảo), vitamin E và vitamin C ngày càng tăng. Các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu về mận khô ở California và nghiên cứu về nông sản ở Texas đã chứng minh được rằng puree của mận khô hoặc mận khô trộn với táo có thể được dùng như một nguyên liệu trong việc chế biến các sản phẩm ăn liền từ thịt như thịt bò quay. Các nhà khoa học, đứng đầu là Giáo sư Jimmy Keeton đã chuẩn bị các mẫu thịt bò quay bổ sung dung dịch nước muối tương ứng như sau: mẫu có nước muối không chứa nước cốt mận, mẫu có chứa dịch từ mận khô (2.5 – 5%), mẫu có nước cốt từ mận tươi (2.5 – 5%) và mẫu được phun bột sấy khô từ mận (2.5 – 5%). Thịt bò quay sau đó được đem nấu, bao gói chân không và bảo quản lạnh trong 10 tuần. Kết quả cho thấy việc bổ sung dịch từ mận khô hay nước cốt từ mận tươi với hàm lượng 2.5% vào thịt bò quay trước khi nấu đã giảm quá trình oxy hóa, tăng cường mùi vị của thịt. Giáo sư Keeton và các đồng nghiệp khẳng định rằng mận đóng vai trò như chất chống oxy hóa, có tác dụng làm giảm hoạt lực của acid thiobarbituric, acid gây ra quá trình peroxy hóa và oxy hóa chất béo, từ đó cải thiện các tính chất về màu sắc, mùi vị và độ mềm của thịt. Casein đóng vai trò như một chất chống oxy hóa tự nhiên kéo dài thời gian bảo quản thịt: Các nghiên cứu gần đây nhất của các nhà khoa học tại Braxin cho thấy vai trò quan trọng của casein trong việc chống oxy hóa ở các sản phẩm thịt bò và thịt gia cầm. Karina Rossini và các cộng sự của ông từ trường đại học Federal do Rio Grande do Sul ở Brazil đã chứng tỏ rằng trong quá trình thủy phân,  HYPERLINK "" casein đã sản sinh ra các peptide có hoạt tính có khả năng ngăn ngừa sự hư hỏng của các sản phẩm thịt nhờ tính chất chống oxy hóa tự nhiên của chúng; nhờ vậy ngăn ngừa sự hình thành các mùi không mong muốn trong thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản của thịt và các sản phẩm từ thịt. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các enzyme thương mại như Flavourzyme và Alcalase (Novozymes) để thủy phân casein. Kết quả thu nhận được là các peptide thu nhận được do sự thủy phân của Flavourzyme chứa nhiều protein hòa tan và amino acid tự do hơn là các peptide thu được từ sự thủy phân casein của Alcalase. Khi đo lường hoạt tính chống oxy hóa của hai loại peptide trên, người ta cũng thu nhận được kết quả tương tự. Khi tiến hành cụ thể trên thịt bò và thịt gia cầm đã rút xương, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy các peptide đi từ casein đã thật sự hiệu quả trong việc ngăn ngừa quá trình oxy hóa chất béo, hạn chế sự tạo thành các peroxide. Đối với thịt bò, hiệu quả của nó đạt đến gần như 100% còn ở thịt gia cầm thì chỉ khoảng 21%. Kết quả này thật sự đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với công nghệ sản xuất thịt và các nhà sản xuất thực phẩm, đặc biệt trong giai đoạn ngày nay, khi mà con người đang hướng tới những thực phẩm không chứa những phụ gia bảo quản mang tính độc hại.