Bài giảng phụ gia thực phẩm chương 3 các chất phụ gia dùng trong bảo quản thực phẩm

CHƯƠNG 3

1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CHẤT PHỤ GIA

CÁC CHẤT PHỤ GIA DÙNG TRONG

DÙNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM

BẢO QUẢN THỰC PHẨM

Một số phương pháp bảo quản thực phẩm

1. Khái quát chung về chất phụ gia dùng trong
bảo quản thực phẩm
2. Nhóm chất kháng vi sinh vật
3. Nhóm chất chống oxi hóa

• Nhiệt độ (thanh trùng, lạnh và lạnh đơng)
• Điều chỉnh thành phần khí quyển
• Giảm hoạt độ nước (sấy, cơ đặc, chất làm giảm hoạt độ
nước)
• Bảo quản bằng hóa chất
• Bảo quản bằng vi sinh vật
• Các phương pháp vật lý khác (chiếu xạ, siêu âm, xung
điện, áp suất thủy tĩnh,…)

Chất bảo quản thực phẩm là những phụ gia thực phẩm, được

Các phụ gia trong bảo quản
thực phẩm

cố ý cho vào thực phẩm mà với sự hiện diện của nó hoặc

• Chất kháng vi sinh vật

dẫn xuất của nó, có khả năng hạn chế, ngăn ngừa sự hư

• Chất chống oxi hóa

hỏng của thực phẩm.
•

Ổn định nguồn ngun liệu cho nhà máy thưc phẩm

•

Bảo tồn được chất lượng thực phẩm đến khi sử dụng

•

Kéo dài thời gian sử dụng

•

Dễ dàng thao tác trong q trình sản xuất

•

Giúp chế độ công nghệ đơn giản hơn (to, thời gian, p…)

•

Giảm hao hụt, phế liệu trong q trình sản xuất

Nguy cơ của việc sử dụng chất bảo quản
• Nếu khơng đúng liều lượng, loại thực phẩm
– Gây ngộ độc cấp
– Nguy cơ tích lũy trong cơ thể gây bệnh mãn tính,
ung thư,…
– Ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm (thay đổi
chất lượng cảm quan, giảm vitamin,…)

• Chất chống sự hóa nâu

Yêu cầu của việc sử dụng chất bảo quản
• Đúng đối tượng thực phẩm và liều lượng không
vượt quá giới hạn an tồn cho phép.
• Đáp ứng u cầu kỹ thuật, vệ sinh an toàn qui định
cho mỗi chất phụ gia
• Khơng làm biến đổi bản chất, thuộc tính tự nhiên
của thực phẩm

1


2. NHÓM CHẤT KHÁNG VI SINH VẬT
2.1 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc vơ cơ

Cơ chế tác dụng
• Ảnh hưởng lên ADN
• Ảnh hưởng lên sự tổng hợp protein

2.2 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc hữu cơ

• Ảnh hưởng lên hoạt động của enzyme
• Ảnh hưởng lên tính thẩm thấu của màng tế bào

2.3 Chất kháng sinh, sát khuẩn

• Ảnh hưởng lên vách tế bào
• Ảnh hưởng lên cơ chế trao đổi các chất dinh dưỡng

2.4. Một số chất khác

Nguyên tắc kiểm soát pH trong bảo quản
thực phẩm
• pH ảnh hưởng đến cơ chế trao đổi năng lượng
của tế bào VSV (gradient H+ qua màng tế bào)
• pH ảnh hưởng đến hoạt độ enzym và độ ổn định
của các đại phân tử của tế bào VSV

2.1.1 Các muối clorua
- Các muối clorua (chủ yếu là NaCl) là chất bảo quản
truyền thống trong sản xuất thực phẩm.
- Được sử dụng trong công nghiệp để ướp muối thực phẩm
(thịt, cá) cần bảo quản lâu dài
- Nhược điểm: tạo vị quá mặn cho thực phẩm
- Ưu điểm: không độc

2.1 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc vơ cơ

- Các muối clorua, muối nitrate và nitrite
- Khí SO2, các muối sulfite của Na, K, Ca
- Khí CO2 và các muối carbonate
- Các chất khác (H2O2)

2.1.2 Các muối nitrat và nitrit
- Cơng thức hóa học: KNO2, NaNO2, KNO3, NaNO3
- Dạng sử dụng: dung dịch hoặc tinh thể; nồng độ thấp
- Phương pháp sử dụng: dựa trên khả năng diệt khuẩn đặc biệt
đối với Clostridium botulinum; dùng bảo quản một số thực
phẩm như xúc xích, lạp xường và một số sản phẩm sữa
- Độc tính: có thể tác dụng với các axit amin
(nitrozamin - tác nhân gây ung thư)

2


2.1.3. SO2 và các muối sulfit của Na, K và Ca
• Cơng thức hóa học: SO2 , H2SO3
• Dạng sử dụng: thể khí hoặc dung dịch
• Phương pháp sử dụng: sulfit hóa

Khí SO2
• Là chất khí khơng màu, có mùi hắc của lưu huỳnh cháy, nặng
hơn khơng khí 2.25 lần.
• Là loại chất sát trùng mạnh, có tác dụng diệt các vi sinh vật
làm hư hỏng rau quả (trên bề mặt vật thể khô (Xông SO2))

Các muối sử dụng: NaHSO3
KHSO3 , Ca(HSO3)2

Na2SO3 / K2SO3

• Thường SO2 được nén trong các bình thép thành dày.
Dễ tan trong nước lạnh; nhiệt độ tăng thì
độ hịa tan giảm đi rất nhanh

H2SO3 và các muối của
K, Na, Ca
• Dạng nước, ngồi tác dụng bảo quản cịn có tác dụng tẩy

Phương pháp sulfit hóa khơ
- Dùng SO2 xử lý thực phẩm đựng trong thùng hay hịm khơ.
- Khó kiểm sốt dư lượng SO2

trắng
• Điều kiện cơ bản để SO2 có tác dụng bảo quản là độ axit
của mơi trường.
• Tác dụng bảo quản ở nhiệt độ bình thường ở nồng độ 0.05 –
0.20% tính theo khối lượng sản phẩm.

CHÚ Ý
- SO2 có tác dụng diệt các vi sinh vật làm hư hỏng rau quả ở

Phương pháp sulfit hóa ướt
Lấy SO2 từ bình chứa cho trực tiếp vào sản phẩm cần được bảo quản (cần
phải làm lạnh thích hợp) hoặc sử dụng dung dịch H2SO3 (lạnh) với nồng
độ thích hợp để hịa lẫn vào sản phẩm theo điều kiện cơng nghệ

Q trình khử sulfit hóa

nồng độ 0.05 - 0.20% tính theo khối lượng sản phẩm.

• Đun sôi bán sản phẩm, SO2 gần như bay hơi hết

- H2SO3 dễ dàng kết hợp với các sắc tố thực vật (anthocyanin...)

• Chân khơng

để tạo các phức chất mới khơng màu
- Phản ứng mất màu xảy ra theo chiều thuận nghịch. Sau khi
tách SO2, màu của sản phẩm quả lại được khôi phục
- SO2 bảo vệ vitamin C nhưng lại phá hủy
vitamin B1 có trong sản phẩm

3


Tính độc hại
• Khi xâm nhập vào đường tiêu hóa sẽ gây buồn nơn,
nhức đầu
• Hít phải khí SO2 sẽ gây viêm niêm mạc.

2.1.4. CO2 , H2CO3 và các muối Na, K và Ca
- Dạng sử dụng: dạng khí, lỏng hoặc rắn (đá CO2)
- Khí CO2 có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật
(hiếu khí), đồng thời làm giảm hoạt độ của các enzyme.

• Cần có mặt nạ phịng độc khi tiếp xúc với khí SO2
- Bảo quản ngũ cốc,
rau quả tươi

- Bia, rươu, nước giải khát
có gas

2.1.4. CO2 , H2CO3 và các muối Na, K và Ca
- Liều lượng sử dụng không hạn chế
- CO2 dễ dàng thốt ra khỏi thực phẩm nên được coi là
khơng độc hại

2.2 Chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc hữu cơ
- Các axit béo bão hòa và các muối Na, K, Ca của chúng
- Axit sorbic và các muối Na, K của chúng
- Axit benzoic và các dẫn xuất

- Đá CO2 cịn có tác dụng làm lạnh thực phẩm
- Hiện tượng bỏng lạnh (CO2, N2)

Các axit hữu cơ trong bảo quản thực phẩm

2.2.1. Axit sorbic và các muối sorbate

• Bản chất acid

• Cơng thức hóa học: C5H7COOH

• Sự có mặt của các yếu tố ức chế khác (aw, các chất bảo

• Tính chất: là chất kết tinh bền vững, có vị và mùi chua

quản, nhiệt độ thấp)
• Cơ chế tự bảo vệ của các vi sinh vật đối với stress acid

để duy trì cân bằng pH nội mơi chủ động và thụ động

nhẹ; MW= 112.12; nhiệt độ nóng chảy là 134.5oC. Axit
sorbic khó tan trong nước lạnh (0.16%) và dễ tan hơn
trong nước nóng (ở 100oC tan 3.9%).
• Các muối của axit sorbic (Na, K, Ca)

4


Cơ chế

Phương pháp sử dụng

- Tiêu diệt/ức chế vi sinh vật bằng cách làm biến đổi cấu trúc

- Không gây ra mùi vị lạ cho thực phẩm và không làm mất mùi

của men trong vi sinh vật

vị tự nhiên của thực phẩm; được sử dụng rộng rãi trong CNTP.

- Có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc
(pH=3.2 – 6) nhưng có tác dụng rất yếu đối với vi khuẩn .

Tính độc hại
- Khơng độc đối với cơ thể
- Trong cơ thể, axit sorbic bị oxy hóa thành các chất khơng độc

2.2.2. Axit benzoic, benzoate và dẫn xuất

Phương pháp sử dụng
- Có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc

• Cơng thức hóa học: C6H5COOH

nhưng có tác dụng rất yếu đối với vi khuẩn

• Dạng sử dụng: dạng tinh thể hình kim không màu, tỷ

- Tác dụng bảo quản: pH=2.5-3.5

trọng 1.27 g/ml.; dễ tan trong rượu và ete nhưng ít tan
trong nước

- Đảm bảo hiệu quả bảo quản: nồng độ natri benzoat có trong
sản phẩm phải đạt tới 0.07-0.1%.

• Muối của axit benzoic (Na, K, Ca)
- Có thể kết hợp sử dụng với
axit sorbic

Phương pháp sử dụng

Axit p-Hydroxy benzoic

• Thường sử dụng muối natri benzoat (C6H5COONa)
dễ hòa tan trong nước (nồng độ ≦ 0.1-0.12%)

• Cơng thức hóa học: HO-C6H4COOH

• Có khả năng chống nấm mốc và vi khuẩn trong thực

Tính độc hại
- Không gây độc trong giới hạn cho phép sử dụng

phẩm với liều dùng 10 mg/kg thể trọng
• Chủ yếu sử dụng trên màng, bao bì thực phẩm

- Ảnh hưởng tới mùi và vị của sản phẩm
- Sản phẩm thường có màu thâm đen

5


Dẫn xuất của benzene
• Các dẫn xuất thường dùng trong bảo quản thực phẩm là:
Diphenyl , Octophenyl phenol , Thiabelzadol...
• Có tính kháng khuẩn mạnh, thường dùng với liều lượng

2.2.3. Axit hữu cơ
Các axit và muối của chúng thường dùng là:
• Axit focmic , Focmiat Na/Ca
• Axit axetic , Axetat K/Na/Ca

từ 0 – 0.5 mg/kg bằng cách phun lên bao bì, màng bao

• Axit propionic, Propionat Na/K/Ca

gói để bảo quản cam quýt...

• Axit malic , Axit lactic, Axit xitric, Axit tatric

• Tính độc hại: khi tiếp xúc có thể làm con người bị nơn

Vai trị: kìm hãm sự phát triển của một số VSV

hoặc gây kích thích mắt, mũi

Phương pháp sử dụng
- Có vai trị axit hóa và khử trùng thực phẩm; được cho vào thực
phẩm hoặc phun trên bề mặt sản phẩm.
- Kết hợp với các chất bảo quản khác để tăng hiệu quả sử dụng
(BHA và BHT).

Tác dụng chính của một số chất bảo quản đối với VSV
Tên chất

Vi khuẩn

Nấm men

Nấm mốc

Nitrat

++

-

-

Sulfit

++

++

+

Formic axit

+

++

++

Propionic axit

+

++

+++

Sorbic axit

+

++

+++

Benzoic axit

++

+++

+++

Este của p-hydroxy
benzoic

++

+++

+++

Không tác dụng
++ Tác dụng trung bình

2.3 Chất kháng sinh, sát khuẩn

+ Tác dụng yếu
+++ Tác dụng mạnh

Điều kiện sử dụng trực tiếp kháng sinh
để bảo quản thực phẩm

- Các chất kháng sinh được sử dụng rỗng rãi trong
y học để chữa một số bệnh do vi khuẩn gây ra.

- Chỉ sử dụng kháng sinh nào không dùng trong chữa bệnh

- Có tính đặc hiệu cao, làm biến tính trung tâm hoạt động của

quan trọng, không gây hiện tượng kháng kháng sinh của vi

vi sinh vật.
- Không dùng kháng sinh chữa bệnh để bảo quản thực phẩm

trùng, không làm ảnh hưởng đến việc sử dụng các loại kháng
sinh khác trong chữa bệnh .
- Khơng sử dụng những loại kháng sinh có thể gây nguy hại
cho sức khỏe người tiêu dùng.

6


Điều kiện sử dụng trực tiếp kháng sinh
để bảo quản thực phẩm

2.3.1 Nisin

- Không gây ảnh hưởng đến hệ vi khuẩn bình thường ở đường

• Thường gặp trong các sản phẩm sữa các loại rau muối chua.

ruột người tiêu dùng.

• Được tạo thành trong q trình sống của nhóm Steptococcus

- Khi đã dùng kháng sinh để bảo quản thực phẩm thì khơng được
hạ thấp bất cứ chỉ tiêu an tồn vệ sinh nào của thực phẩm.

lên men lactic.
• Trong thành phần có chứa các axit amin thơng
thường như leucin, valin, alanin, glycin…

Phương pháp sử dụng

Phương pháp sử dụng
• Có thể dùng kết hợp với acid sorbic thì tác dụng sát

• Hồn tồn khơng có tác dụng sát trùng với nấm men và
nấm mốc
• Chỉ có tác dụng lên vi khuẩn gram (+) mà khơng có tác
dụng lên nhiều loại vi khuẩn gram (-)

trùng sẽ có phạm vi rộng hơn đối với các vi sinh vật.
• Trong CN đồ hộp, việc sử dụng nisin cho phép giảm nhiệt độ
và thời gian thanh trùng

• Trong cơ thể người, nisin bị các men của
dịch tiêu hóa phân hủy.

2.3.3 Phytoncide

2.3.2 Biomycin

(Fitonxit)
- Bảo quản cá: dùng biomycin (chlotetracyclin)
giúp tăng thời gian bảo quản lên 2 lần.
- Bảo quản thịt gà vịt tươi: thời gian bảo quản tăng từ 5-10 ngày

- Fitonxit là chất kháng sinh thực vật
- Tác dụng sát trùng có tính đặc hiệu
- Fitonxit của các loại cây gia vị có tính kháng khuẩn mạnh,
được sử dụng trong CN đồ hộp như rau mùi, củ cải đen, thì là,
mù tạt…
- Nồng độ từ 1:105 -106 là đảm bảo tiêu diệt phần
lớn vi sinh vật làm hư hỏng nhiều loại nước quả

7


2.3.4 Các chất khác
- Kháng sinh subtilin, tolyzin và pymarixin (tác dụng lên nấm
mốc và nấm men gây hư hỏng cam)

2.4. Chất khác
- Lysozyme (INS 1105 - Lysozym Hydro Clorua): là
polypeptide tạo từ lịng trắng trứng gà có chứa các amino
acid.

- H2O2: sát khuẩn bề mặt dụng cụ; một số nước dùng để bảo

• Enzyme từ lịng trắng trứng

• Fleming phát hiện ra từ 1922

quản sữa tươi (nồng độ 0,1%)

• Có khả năng phá hủy màng
peptidoglycan ở thành tế bào vi
khuẩn
• Tác dụng trên G+ tốt hơn G-

3. NHĨM CHẤT CHỐNG OXI HĨA

3.1 Q trình oxi hóa
- Chất béo thường bị oxi hóa khi tiếp

3.1 Q trình oxi hóa

xúc với khơng khí
- Hợp chất hóa học có thể làm ngăn cản hoặc làm giảm tốc độ

3.2 Yêu cầu đối với chất chống oxi hóa
3.3 Cơ chế hoạt động chung của chất chống oxi hóa
3.4 Các chất chống oxi hóa

oxi hóa chất béo trong thực phẩm.
- Q trình oxi hóa chất béo khơng thuận nghịch gây ra mùi khó
chịu, làm giảm thời hạn sử dụng/hư hỏng sản phẩm
- Nếu một chất có thể ức chế sự hình thành gốc
alkyl tự do từ ban đầu hoặc làm gián đoạn sự
hình thành đó thì có thể làm chậm hoặc giảm tốc
độ oxi hóa chất béo.

3.1 Q trình oxi hóa
- Q trình oxi hóa chất béo xảy ra càng
nhanh khi bảo quản sản phẩm ở nơi có
nhiều ánh sáng, nhiệt độ cao, có oxi…

3.2 Yêu cầu đối với chất chống oxi hóa
- Tăng khả năng ổn định về chất lượng thực phẩm
- Giá trị dinh dưỡng cơ bản, giá trị cảm quan của thực phẩm
phải được bảo tồn
- Có khả năng hịa tan hoặc phân tán

- Chất chống oxi hóa là những chất có khả năng duy trì sự ổn
định, tuổi thọ nhưng vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng và sự hấp
dẫn của sản phẩm

đồng đều trong khối thực phẩm
- Sản xuất, bảo quản, tiêu thụ phải thuận lợi
- Khơng gây độc tính

8


3.3 Cơ chế hoạt động chung của
các chất chống oxi hóa
- Có tác dụng ức chế hoặc ngăn cản sự oxi hóa chất
béo/chất màu có trong thực phẩm

Cơ chế quá trình oxi hóa chất béo
Cơ chế chung

- Oxi hóa chất béo không no được bắt đầu bằng việc tạo
thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sáng, nhiệt
độ, ion kim loại và oxi.

- Có chức năng can thiệp vào việc
hình thành các gốc tự do (là khởi
nguồn của việc oxi hóa)

Q trình oxi hóa

Các yếu tố làm ảnh hưởng đến hiệu quả chống oxy hóa
chất béo:

- Giai đoạn khởi đầu: các peroxide được tích lũy từ từ, (do phản ứng
giữa O2 và một phần triglycerides), mùi của sản phẩm ít bị ảnh hưởng
- Giai đoạn lan truyền: hàm lượng peroxide tăng lên đột ngột , tỷ lệ các chất
dinh dưỡng bị phá hủy tăng lên. Chuỗi phản ứng này tạo ra các sản phẩm
oxi hóa của chất béo (aldehyde, ketone, acid) có mùi khó chịu

- Nhiệt độ
- Năng lượng hoạt hóa của các chất chống oxy hóa
- Các enzym xúc tác quá trình (lipase, lipo oxybenase… )
- Điện thế oxy hóa khử, sự có mặt của ion kim loại có
hóa trị thay đổi

- Giai đoạn kết thúc: hàm lượng các gốc tự do đạt đến nồng độ đủ để chúng

- Nồng độ oxi, hoạt độ nước, độ hòa tan.

bắt đầu phản ứng với nhau tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau. Lúc này,

- Độ bền của các chất chống OXH với pH và điều kiện

số lượng gốc tự do giảm và q trình oxi hóa chậm lại.

chế biến.

Phương thức sử dụng
• Lưu ý với các hệ thực phẩm khác nhau
• Cách bổ sung chất chống oxy hóa
• Bổ sung trực tiếp vào dầu hoặc mỡ đã chảy
• Bổ sung vào thực phẩm sau khi đã được hòa tan trong
dung mơi pha lỗng
• Phun dung dịch chất chống oxy hóa trên thực phẩm
hoặc nhúng thực phẩm trong dung dịch các chất chống
oxy hóa

Cơ chế q trình oxi hóa của rau quả
Cơ chế chung
- Polyphenol và enzym polyphenoloxidase có trong hầu hết
các loại rau, củ, quả…
- Khi tiếp xúc với khơng khí, enzym polyphenoloxidase sẽ
được kích hoạt và trở thành xúc tác cho phản ứng oxi hóa
các hợp chất polyphenol thành những hợp chất mới gây sẫm
màu và tạo vị đắng cho rau quả

9


Cơ chế q trình oxi hóa của rau quả (tiếp)

Các yếu tố ảnh hưởng
- Nồng độ cơ chất polyphenol
- Nồng độ và trạng thái enzyme oxi hóa khử polyphenol
- Nồng độ oxi
- pH

3.4 Các chất chống oxi hóa
- Các hợp chất phenol (chất chống oxi hóa có nguồn
gốc tự nhiên/tổng hợp): BHA, BHT, tocopherol …
- Chất chống oxi hóa axit (bao gồm cả các muối và este
của chúng): vitamin C, axit citric…

+ Chất chống oxi hóa hịa tan trong nước
- Chất chống oxi hóa hịa tan trong dầu

XEM CỤ THỂ TRONG GIÁO TRÌNH

10