Đề tài về phụ gia kiểm soát vi sinh vật điển hình và quy trình sản xuất sản phẩm mứt nhuyễn đông từ xoài

DANH SÁCH NHĨM
Nhóm

Thành viên

MSSV

Chủ đề

Ghi chú

Nguyễn Thế Bình
Nguyễn Hồng Phong
8

Nguyễn Thị Thảo
Nguyễn Thị Hồng Hoạch
Phạm Thị Mỹ Tuyên

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

1
NT


MỤC LỤC
Phần I: Phụ gia kiểm sốt q trình hoạt động của vi sinh vật (Acid acetic và
muối của nó, Acid benzoic và muối của nó, Acid sorbic và muối của nó) ................ 3
I. Lý thuyết chung về phụ gia kiểm soát Vi sinh vật .........................................................3
1. Định nghĩa và vai trò của chất bảo quản thực phẩm ..................... 3
2. Phân loại phụ gia kiểm soát VSV ..................................5

3. Cân nhắc trong việc sử dụng phụ gia kiểm soát VSV .................... 5
4. Các cơ chế hoạt động của phụ gia kiểm soát VSV ...................... 6
5. Kiểm soát VSV bằng acid ......................................10
5.1. Chức năng công nghệ của Acid chống VSV ....................... 10
5.2. Các acid và muối của nó thường sử dụng ......................... 10
5.3. Cơ chế kháng khuẩn của Acid .................................11
5.4. Hạn chế của việc sử dụng acid trong bảo quản thực phẩm ............. 11
5.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát VSV bẳng acid ..........11
II. Một số phụ gia kiểm sốt VSV điển hình ........................................................................13
1. Acid benzoic và muối của nó (Benzoate) ........................... 13
1.1. Giới thiệu ............................................... 13
1.2. Cơng thức hoá học và cấu tạo .................................14
1.3. Dạng sử dụng ............................................. 14
1.4. Cơ chế hoạt động ..........................................15
1.5. Ứng dụng trong thực phẩm ...................................17
1.6. Phương pháp sử dụng .......................................18

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


1.7. Tính độc hại trong việc sử dụng ................................ 19
1.8. Nghiên cứu về acid benzoic ...................................20
1.9. Giới hạn tối đa trong thực phẩm (mg/kg) ......................... 22
1.10. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử đối với acid benzoic và muối của nó 28
Phụ lục 4: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI ACID BENZOIC ............28
Phụ lục 5: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI NATRI BENZOAT ........30
Phụ lục 6: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI KALI BENZOAT ........ 32
Phụ lục 7: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI CALCI BENZOAT ........35

2. Acid sorbic và muối của nó (Sorbates) ............................. 37

2.1. Giới thiệu ............................................... 37
2.2. Cơng thức hố học và cấu tạo .................................37
2.3. Dạng sử dụng ............................................. 38
2.4. Cơ chế .................................................. 38
2.5. Ứng dụng trong thực phẩm ...................................43
2.6. Phương pháp sử dụng .......................................48
2.7. Tính độc hại .............................................. 50
2.8. Giới hạn tối đa trong thực phẩm (mg/kg) ......................... 51
2.9. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử đối với acid sorbic và muối của nó ..... 57
Phụ lục 1: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI ACID SORBIC .................. 58
Phụ lục 2: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI KALI SORBAT ................. 59
Phụ lục 3: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI CALCI SORBAT .............. 62

3. Acid acetic và acetates ........................................64

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SỐT VI SINH VẬT


3.1. Giới thiệu ............................................... 64
3.2. Cơng thức hóa học và cấu tạo .................................64
3.3. Cơ chế .................................................. 65
3.4. Ứng dụng trong thực phẩm ...................................67
3.5. Tính độc hại .............................................. 69
3.6. Giới hạn tối đa trong thực phẩm(mg/kg) .......................... 69
3.7. Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử đối với acid sorbic và muối của nó: ... 74
Phụ lục 1: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI KALI ACETAT ................. 74
Phụ lục 2: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI NATRI ACETAT .............. 75
Phụ lục 3: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI NATRI DIACETAT......... 77
Phụ lục 4: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI CALCI ACETAT .............. 80
Phụ lục 32: YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỐI VỚI ACID ACETIC BĂNG . 82

Phần II: Quy trình sản xuất sản phẩm mứt nhuyễn đơng (Jam) từ xồi ............... 84
I. Giới thiệu và phân loại mứt quả.........................................................................................84
1. Giới thiệu ................................................. 84
2. Phân loại .................................................. 84
2.1. Mứt đông ................................................ 84
2.2. Mứt khô ................................................. 85
2.3. Mứt rim ................................................. 85
3. Mô tả các chỉ tiêu của sản phẩm mứt nhuyễn đông (Jam) từ xồi ..........85
3.1. Chỉ tiêu hóa học ...........................................85
3.2. Chí tiêu hóa lý ............................................85

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


3.3. Chỉ tiêu cảm quan ..........................................86
3.4. Chỉ tiêu vi sinh ............................................86
4. Các phụ gia được phép sử dụng trong sản phẩm mứt nhuyễn đơng (Jam) từ xồi:
Thị trường tiêu thụ: Việt Nam. .....................................86
4.1. Xác định nhóm sản phẩm: ....................................86
4.2. Các phụ gia được phép sử dụng cho nhóm 04.1.2.5 .................. 87
II. Nguyên liệu .................................................................................................................................91
1. Xoài ..................................................... 91
2. Đường .................................................... 96
3. Acid citric ................................................. 96
4. Chất tạo đông ............................................... 96
4.1. Natri alginat .............................................. 96
4.2. Agar ................................................... 97
4.3. Pectin (phổ biến) ..........................................98
4.4. Nước dùng trong sản xuất ...................................101

4.5. Các chất bảo quản thường được dùng ........................... 101
4.5.1.Acid benzoic và muối benzoate ............................................................... 101
4.5.2.Acid sorbic ............................................................................................... 102
5. Kỹ thuật sử dụng phụ gia thực phẩm ............................. 103
5.1. Lựa chọn chất phụ gia thực phẩm thích hợp ...................... 103
5.2. Xác định thời điểm sử dụng thích hợ ........................... 105
5.3. Xác định lượng sử dụng thích hợp ............................. 105

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


III. Quy trình sản xuất ............................................................................................................107
1. Quy trình 1 ............................................... 107
1.1. Phân loại ............................................... 108
1.2. Rửa ................................................... 108
1.3. Bổ quả, tách hạt ..........................................110
1.4. Chần .................................................. 110
1.5. Chà ................................................... 112
1.6. Phối trộn lần 1 ...........................................114
1.6.1.Mục đích ................................................................................................... 114
1.6.2.Các biến đổi .............................................................................................. 114
1.6.3.Phương pháp thực hiện ............................................................................. 115
1.7. Cô đặc ................................................. 116
1.8. Phối trơn lần 2 ...........................................119
1.8.1.Mục đích ................................................................................................... 119
1.8.2.Các biến đổi .............................................................................................. 119
1.8.3.Phương pháp thực hiện ............................................................................. 119
1.9. Rót bao bì .............................................. 120
1.10. Làm ngi, tạo đơng ......................................121
2. Quy trình 2 ............................................... 122

2.1. Phân loại ............................................... 123
2.2. Rửa. .................................................. 123
2.3. Đối vỏ, tách hạt ..........................................123
2.4. Nghiền xé .............................................. 123

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


2.5. Gia nhiệt ............................................... 124
2.6. Cô đặc ................................................. 125
2.7. Phối trộn lần 2. ...........................................127
2.8. Rót bao bì .............................................. 127
2.9. Làm nguội, tao đơng .......................................127
3. So sánh 2 qui trình ..........................................127
3.1. Q trình cơ đặc ..........................................127
3.2. Q trình chần và nghiền xé, gia nhiệt .......................... 129
3.3. Quá trình đốt vỏ, tách hạt và quá trình bổ quả, tách hạt .............. 130
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 1301

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


1

U CẦU BÀI TẬP NHĨM
I. u cầu chung:
1. Mỗi nhóm phải thực hiện một trong số 06 chủ đề được nêu ở mục III (Danh
mục các chủ đề). Lớp trưởng chịu trách nhiệm phân công cụ thể và đảm bảo
khách quan, sao cho mỗi chủ đề có số lượng các nhóm thực hiện tương đương
nhau. Danh sách phân cơng cần gửi công khai vào hộp thư của lớp và CC đến

hộp thư của GV.
2. Từng nhóm nộp báo cáo ở dạng file word 2003 vào hộp thư của GV đồng thời
CC đến hộp thư chung của lớp, tối thiểu phải trước ngày thi 05 ngày. Báo cáo
nộp muộn sau thời gian yêu cầu sẽ bị trừ 50% số điểm.
II. Yêu cầu về báo cáo
1. Báo cáo cần thể hiện tối thiểu các nôi dung sau:
- Tầm quan trọng của chủ đề đối với lĩnh vực sản xuất thực phẩm
- Tính chất và cơ chế hoạt động của các phụ gia thuộc nhóm chủ đề được giao
(chủ yếu tập trung vào các phụ gia đã được giới hạn)
- Kỹ thuật sử dụng phụ gia trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm cụ thể (Sưu
tầm ít nhất 01 qui trình sản xuất và trình bày cụ thể cách thức sử dụng phụ gia).
Lưu ý: phụ gia sử dụng trong qui trình được lựa chọn phải tuân thủ đúng yêu cầu
pháp luật liên quan đến phụ gia thực phẩm và phù hợp với chủ đề được giao.
- Đề cập đến tất cả các phụ gia có sử dụng trong qui trình nhưng chỉ cần đề cập
đến các thông tin cơ bản: tên, liều lượng, mục đích sử dụng.
- Phân tích sâu đối với các phụ gia thuộc nhóm được yêu cầu bên cạnh các thông
tin chung như các phụ gia khác: lý do phụ gia này được lựa chọn sử dụng, cách
thức sử dụng và các yếu tố cần lưu ý để đảm bảo hiệu quả sử dụng.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


2

- Nếu ngoài các nội dung được yêu cầu, báo cáo có trình bày thêm các nội dung
khác có liên quan có giá trị sẽ được xem xét cộng điểm
2. Yêu cầu về trình bày
- Báo cáo cần được trình bày đúng theo định dạng đã được Phòng Đào tạo hướng
dẫn liên quan đến trình bày đồ án/khóa luận tốt nghiệp (theo quyết định số
197QĐ/ĐHNT ngày 28/2/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học Nha Trang, Có

thể

truy

cập

tại

địa

chỉ:

/>%BB%A5%20l%E1%BB%A5c%209%20_Ban%20hanh%20kem%20Q%C4%9
0%20197.pdf)
- Số lượng trang tối thiểu: 15 trang, khơng tính phụ lục.
III. Danh mục các chủ đề:
– Chủ đề 1 : Phụ gia kiểm soát quá trình hoạt động của vi sinh vật (Axit axetic
và muối của nó, Axit benzoic và muối của nó, Axit sorbic và muối của nó)
– Chủ đề 2: Phụ gia kiểm sốt q trình oxy hóa lipid (Tocopherol, Acid
ascocbic, BHA, BHT)
– Chủ đề 3: Phụ gia ổn định nhũ tương (E322, E471)
– Chủ đề 4: Phụ gia tạo gel, tạo đặc (Tinh bột biến tính, E414)
– Chủ đề 5: Phụ gia kiểm soát màu sắc cho thực phẩm (Caramen, E140,
Caroten)
– Chủ đề 6: Phụ gia tạo vị cho thực phẩm (E950, E951, E962, E957, E627,
E631, E968)

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

3

Phần I: Phụ gia kiểm sốt q trình hoạt động của vi sinh vật
(Acid acetic và muối của nó, Acid benzoic và muối của nó, Acid
sorbic và muối của nó)
I. Lý thuyết chung về phụ gia kiểm soát Vi sinh vật (VSV):
1. Định nghĩa và vai trò của chất bảo quản thực phẩm: [9]
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 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, khơng có tác nhân gây bệnh và có thời gian sử dụng 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. Tuy nhiên chất bảo quản chống vi sinh vật vẫn 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 tồn cầu hóa, các sản phẩm hiếm khi
được trồng, sản xuất và bán ở cùng một 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. Một điều hết sức quan trọng liên quan đến
sức khỏe người tiêu dùng trước các mối nguy do vi sinh vật trong thực phẩm gây
ra, phụ gia kiểm soát vi sinh vật giúp đảm bảo chất lượng thực phẩm khi đến tay
người tiêu dùng. (Theo thống kê của tổ chức Y tế thế giới – WHO mỗi năm Việt

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

4

Nam có khoảng 8 triệu người bị ngộ độc thực phẩm hoặc liên quan đến thực
phẩm với 100-200 ca tử vong; theo nhiều nghiên cứu, vi khuẩn và nấm là nguyên
nhân của 70% đến 85% vụ ngộ độc thực phẩm ở nước ta. Việc kiểm soát tốt các
vi sinh vật trong thực phẩm giúp nâng cao giá trị thương mại của sản phẩm, đem
lại lợi ích vơ cùng lớn cho nhà sản xuất. Kéo theo đó là sự phát triển của các
công ty chuyên nhập khẩu – phân phối các phụ gia thực phẩm.
Chất kháng vi sinh vật thực phẩm được xếp vào nhóm các hóa chất dùng
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 cơn 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 ơi 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, bao gồm chất kháng nấm, chất kìm hãm mốc.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

5

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.
2. Phân loại phụ gia kiểm sốt VSV: [1]
Theo 2 phương thức chính:
- Theo tác dụng:
• Antimicrobial preservative (Kháng khuẩn).
• Antimicrobial synergist.
• Antimould and antirope agent (Chống meo, mốc).
• Antimycotic agent (Chống nấm).
• Bacteriophage control agent (Kiểm sốt thực khuẩn thể).
• Fungistatic agent (Kháng nấm).
• Preservative.
- Theo bản chất:
• Các tác nhân hóa học.
– Acid.
– Peroxyt.
– Chất tạo phức (Chelator).
• Các phân tử hữu cơ có phân tử lượng thấp (Small organic biomolecules).
• Protein/peptids.
• Enzyme.
3. Cân nhắc trong việc sử dụng phụ gia kiểm soát VSV: [1]

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

6

- 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.
- Sử dụng chính xác và hợp lý.
4. Các cơ chế hoạt động của phụ gia kiểm soát VSV: [1]
- Thay đổi môi trường thực phẩm. (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).
- Gây rối loạn DNA của VSV.
- Gây rối loạn quá trình tổng hợp protein của VSV.
- Gây rối loạn quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng.
- Ức chế khả năng xúc tác của enzyme nội bào.
- Phá vỡ màng tế bào.
- Phá vỡ vách tế bào.
Bảng 1.1 GIÁ TRỊ Aw GIỚI HẠN
Aw

Vi sinh vật

0.95

Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Klebsiella, Bacillus, Clostridium
perfringens, Một số nấm men (yeasts)

0.91

Salmonella, Vibrio parabaemolyticus, C. botulinum, Lactobacillus, một số nấm mốc
(molds)

0.87

Nhiều loại nấm men, Candida, Torulopsis, Hansenula micrococcus

0.80

Hầu hết nấm mốc, Saccharomyces spp., Debaryomyces, Staphylococcus aureus

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


7

0.75

Hầu hết vi khuẩn ưa mặn (halophilic bacteria), Mycotoxigenic aspergilli

0.65

Nấm mốc chịu hạn (Xerophilic molds), Saccharomyces bisporus

0.60

Nấm men chịu áp suất (Osmophilic yeasts), một số nấm mốc

<0.5

Không hoạt động

Bảng 1.2 GIÁ TRỊ Aw TỐI THIỂU
Category

Aw

Category

Most spoilage bacteria

0.9

Most spoilage yeasts

0.88 Rhizopus stolonifer

0.93

Most spoilage molds

0.80 Mucor spinosus

0.93

Halophilic bacteria

0.75 Candida scottii

0.92

Xerophilic molds

0.61 Trichosporon pullulans

0.91

Osmophilic yeasts

0.61 Candida zeylanoides

0.90

Clostridium botulinum, type E

0.97 Staphylococcus aureus

0.86

Pseudomonas spp.

0.97 Alternaria citri

0.84

Acinetobacter spp

0.96 Penicillium patulum

0.81

Escherichia coli

0.96 Aspergillus glaucus

0.70

Bacillus subtilis

0.95 Aspergillus conicus

0.70

Clostridium botulinum, types A and B

0.94 Aspergillus echinulatus

0.64

Candida utilis

0.94 Zgosaccharomyces rouxii

0.62

Vibrio parahaemolyticus

0.94 Xeromyces bisporus

0.61

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

Botrytis cinerea

Aw
0.93


8

ẢNH HƯỞNG CỦA pH
• Mỗi VSV chỉ sinh trưởng và phát triển tốt trong một khoảng pH thích hợp.
• Dựa vào yêu cầu về pH thích hợp cho sự phát triển, có thể chia VSV thành 3
nhóm:
– Neutrophiles (pH 7), chủ yếu dao động trong khoảng từ 6-8.
– Alkaliphiles (pH 9-11).
– Acidophilic (usually at pH 2.0 or below).
• Để sinh trưởng và phát triển VSV địi hỏi phải có pH nội bào ổn định trong
khoảng trung tính, khơng bị ảnh hưởng bới pH của mơi trường.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


9

Bảng 1.3 Approximate pH values permitting the growth of selected pathogens in food.

Microorganism

Minimum

Optimum Maximum

Clostridium perfringens

5.5 - 5.8

7.2

8.0 - 9.0

Vibrio vulnificus

5.0

7.8

10.2

Bacillus cereus

4.9

6.0 -7.0

8.8

Campylobacter spp.

4.9

6.5 - 7.5

9.0

Shigella spp.

4.9

Vibrio parahaemolyticus

4.8

Clostridium botulinum toxin

4.6

8.5

Clostridium botulinum growth

4.6

8.5

Staphylococcus aureus growth

4.0

6.0 - 7.0

10.0

Staphylococcus aureus toxin

4.5

7.0 - 8.0

9.6

Enterohemorrhagic Escherichia coli

4.4

6.0 - 7.0

9.0

Listeria monocytogenes

4.39

7.0

9.4

Salmonella spp.

4.21

7.0 - 7.5

9.5

Yersinia enterocolitica

4.2

7.2

9.6

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

9.3
7.8 - 8.6

11.0


10

5. Kiểm sốt VSV bằng acid: [1]
5.1.

Chức năng cơng nghệ của Acid chống VSV:

- Điều chỉnh độ Acid/độ kiềm của thực phẩm để giảm thiểu/hạn chế/làm chậm

sự phát triển của VSV hoặc ức chế sự nảy mầm/phát triển của bào tử.
- Ổn định/duy trì độ acid,độ kiềm của thực phẩm.
- Cung cấp môi trường thuận lợi để tạo phức với các ion kim loại, nhờ đó hạn
chế được q trình oxy hóa lipid.
- Tạo/tăng cường mùi thơm cho sản phẩm.
- Điều chỉnh cấu trúc của thực phẩm để thực hiện q trình tạo gel.
5.2.

Các acid và muối của nó thường sử dụng:

• 260 Acetic acid, glacial
• 210 Benzoic acid
• 200 Sorbic acid
• 262(i) Sodium acetate
• 211 Sodium benzoate
• 262(ii) Sodium diacetate
• 201 Sodium sorbate
• 214 Ethyl para-hydroxybenzoate
• 263 Calcium acetate
• 213 Calcium benzoate
• 203 Calcium sorbate
• 261 Potassium acetates
• 212 Potassium benzoate
• 202 Potassium sorbate

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


11

5.3.

Cơ chế kháng khuẩn của Acid:

- Phá hủy màng tế bào (Membrane disruption).
- Ức chế các phản ứng trao đổi chất quan trọng (Inhibition of essential
metabolic reactions).
- Nhiễu loạn sự cân bằng pH trong nội bào (Stress on intracellular pH
homeostasis.
- Tích lũy các anion có tính độc (The accumulation of toxic anions).
5.4.

Hạn chế của việc sử dụng acid trong bảo quản thực phẩm:

-

Kém hiệu quả khi mức độ nhiễm khuẩn cao.

-

Một số VSV có thể sử dụng các acid làm nguồn cung cấp cacbon cho quá
trình phát triển.

-

Một số chủng VSV có khả năng kháng acid.

-

Hiệu quả sử dụng chỉ thể hiện khi sử dụng ở nồng độ cao.

-

Có những ảnh hưởng nhất định đến thành phần, tính chất của sản phẩm, có
thể gây biến tính/tổn hao một số thành phần dinh dưỡng proteins, vitamins.
5.5.

-

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát VSV bẳng acid:

Loại acid sử dụng (Type of acid used) .

Mức độ phân ly và thâm nhập màng tế bào VSV.
-

Nồng độ (Concentration of acid).

Hiệu quả khi được sử dụng với tỷ lệ % so với thực phẩm.
-

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm (Product storage temperature).

-

Hoạt độ nước (Water activity).

-

Thành phần muối có trong sản phẩm (Salt).

-

Gradient pH giữa tế bào VSV với môi trường thực phẩm.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SỐT VI SINH VẬT


12

KHẢ NĂNG PHÂN LY CỦA ACID
• Hằng số phân ly của accid (Acid Dissociation Constant), Ka
HA(aq) + H2O (I) H3O+(aq) + A- (aq)

pKa =-lg [Ka]
– The lower the value for pKa, the stronger the acid.
– The higher the value for pKa, the weaker the acid.
• A weak acid has a pKa value in the approximate range of -2 to 12 in water.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


13

II. Một số phụ gia kiểm sốt VSV điển hình:
1. Acid benzoic và muối của nó (Benzoate):
1.1.

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 mơ 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 trên
thế giới. [9]
Acid benzoic có nhiều trong vỏ cây anh đào, quất, mận, hồi và cây chè
hoặc được điều chế theo con đường hoá học bằng cách oxi hoá toluen bằng acid
nitric hoặc acid cromic hoặc bằng oxy khơng khí (trong pha lỏng), decarboxyl
hố anhidrit phtalic trong pha khí ở 340oC với chất xúc tác ZnO. [8]

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


14

1.2.

Cơng thức hố học và cấu tạo: [7]

Acid benzoic ( C6H5COOH ).

- Khối lượng phân tử: 121,11 g/mol.
1.3.

Dạng sử dụng: [7]

Acid benzoic dạng tinh khiết có ở dạng tinh thể hình kim hoặc tấm nhỏ,
màu trắng lụa óng ánh, tan ít trong nước, tan vơ hạn trong etanol, nóng chảy ở

122oC.
Muối của acid benzoic thường dùng là Sodium benzoate, Potassium
benzoate và Calcium benzoate.
Tại nhiệt độ phịng thì cứ 0,34g acid benzoic thì tan trong 100g nước và 12g dầu mỡ.
Hoạt tính của acid benzoic tăng khi pH mơi trường giảm và vì ít tan trong
nước nên ít được dùng để bảo quản thực phẩm.
Hoạt tính chống khuẩn phụ thuộc rất nhiều vào pH của thực phẩm. Hoạt
tính này thường cao nhất khi pH thấp nhất. Thường dùng để bảo quản nước trái
cây, dưa chua. Khi vượt quá nồng độ 0,1% sẽ gây ảnh hưởng đến mùi vị của sản
phẩm.
Khác với acid, muối của acid benzoic tan tốt trong nước (66.0g ở 20oC
trong 100ml nước đối với Sodium benzoate).

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


15

Trong công nghệ thực phẩm người ta thường sử dụng muối natri benzoat
(C6H5COONa). Natri benzoat dễ hoà tan trong nước. Muốn đảm bảo tác dụng
bảo quản thì nồng độ natri benzoat có trong sản phẩm đạt tới 0,07- 0,1%.
1.4.

Cơ chế hoạt động: [7], [9]

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%.
Bảng 1.4 Khả năng phân ly của acid benzoic theo pH.
pH

% acid không phân ly

3

93.5

4

59.3

5

12.8

6

1.44

7

0.144

pK

4.19

Acid benzoic tác dụng theo cơ chế trực tiếp. Khi các phân tử acid benzoic
khuếch tán vào bên trong tế bào vi sinh vật nó sẽ tác động lên một số enzyme
gây hạn chế sự trao đổi chất, làm ức chế q trình hơ hấp của tế bào, ức chế q
trình oxy hóa glucose và pyruvate, đồng thời làm tăng nhu cầu oxy trong suốt
q trình oxy hóa glucose nên có tác dụng ngăn cản sự phân đôi của vi khuẩn, ức

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SỐT VI SINH VẬT


16

chế sự phát triển của nấm men và nấm mốc gây hư hỏng thực phẩm (kể các nấm
mốc sinh độc tố aflatoxin). Khả năng chống nấm mốc của acid benzoic cao hơn
đối với nấm men và vi khuẩn. Acid benzoic cịn có khả năng tác dụng lên màng
tế bào để hạn chế sự hấp thu acid amin của tế bào vi sinh vật và các túi màng.
Bảng 1.5: Acid benzoic ức chế hoạt động trên vi khuẩn
Tên

Nồng độ ức chế tối thiểu

pH

(ppm)
Pseudomonas species

6.0

2000-4800

Micrococcus species

5.5-5.6

500-1000

Streptococcus species

5.2-5.6

2000-4000

Lactobacillus species

4.3-6.0

3000-18000

Escherichia coli

5.2-4.6

500-1200

Bacillus cereus

6.3

5000

Bảng 1.6: Acid benzoic ức chế hoạt động trên nấm men

Tên

pH

Nồng độ ức chế tối thiểu
(ppm)

Sporogenic yeasts

2.6-4.5

200-2000

Asporogenic yeats

4.0-5.0

700-1500

Hansenula subpelliculosa

2000-3000

Pichia membranaefaciens

7000

Pichia pastori

3000

Canbdida krusei

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT

3000-7000


17

Torulopsis species

2000-5000

Phodotorula specias

1000-2000

Oospors lactis

3000

Bảng 1.7: Acid benzoic ức chế hoạt động trên nấm mốc
Tên

pH

Nồng độ ức chế tối thiểu
(ppm)

Rhizopus nigricans

5.0

300-1200

Mucor racemosus

5.0

300-1200

Penicillium species

2.6-5.0

300-2800

Penicillium glaucum

5.0

4000-5000

3.0-5.0

200-3000

5.1

1000

Aspergillú species
Cladosporium herbarum
Nguồn: Antimicrobial food additives.
1.5.

Ứng dụng trong thực phẩm: [7], [9]

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 khơng 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 khơng kiểm sốt được tốc độ tăng trưởng của các vi sinh
vật cấp cao.
- Sử dụng trong đồ uống:

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT


18

Acid benzoic được sử dụng ở dạng sodium benzoate chủ yếu để bảo quản các
loại nước ép trái cây dùng để chế biến tiếp. Nói chung, sodium benzoat được kết
hợp với một lượng nhỏ của SO2 để bảo vệ sản phẩm chống lại q trình oxy hố,
hư hỏng enzyme và sự hư hỏng do vi khuẩn. Ngoài ra các loại nước ép trái cây
được triệt trùng để làm bất hoạt các enzyme và giảm số lượng vi khuẩn. Nồng độ
áp dụng của sodium benzoate là 0,05-0,2% tuỳ thuộc vào các loại nước trái cây
và thời gian mong muốn được bảo quản.

- Trái cây và sản phẩm rau quả:
Sodium bezoate sử dụng trong bảo quản rau muối vì các sản phẩm này có độ pH
thấp rất thích hợp. Hơn nữa hàm lượng acid cao trong các sản phẩm này và cùng
với các loại gia vị được bổ sung vào sẽ làm giảm bớt mùi vị của benzoate.
1.6.

Phương pháp sử dụng: [3]

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 phịng 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.
Khi bảo quản các loại nước quả, nồng độ natri benzoat cho phép tối đa
không được quá 0.1-0.12%.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT