Phụ Gia thực phẩm: Chất tạo mùi, chất tạo vị, chất tạo màu, chất ổn định cấu trúc, chất bảo quản và hạn chế vi sinh vật

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Khái niệm
• Theo FAO: Phụ gia là chất không dinh dƣỡng đƣợc thêm vào các sản
phẩm với các mục đích khác nhau. Thơng thƣờng các chất này có hàm lƣợng
thấp dùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị và bảo quản sản
phẩm.
• Theo Ủy ban Tiêu chuẩn hóa thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius
Commisson - CAC): Phụ gia là một chất có hay khơng có giá trị dinh dƣỡng,
khơng đƣợc tiêu thụ thông thƣờng nhƣ một thực phẩm và cũng không đƣợc sử
dụng nhƣ một thành phần của thực phẩm. Việc bổ sung phụ gia vào thực phẩm
là để giải quyết mục đích cơng nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản,
vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện cấu kết hoặc đặc tính kỹ thuật của thực
phẩm đó. Phụ gia thực phẩm không bao gồm các chất ô nhiễm hoặc các chất độc
bổ sung vào thực phẩm nhằm duy trì hay cải thiện thành phần dinh dƣỡng của
thực phẩm.
• Theo TCVN: Phụ gia thực phẩm là những chất không đƣợc coi là thực
phẩm hay một thành phần chủ yếu của thực phẩm, có hoặc khơng có giá trị dinh
dƣỡng, đảm bảo an toàn cho sức khỏe, đƣợc chủ động cho vào thực phẩm với
một lƣợng nhỏ nhằm duy trì chất lƣợng, hình dạng, mùi vị, độ kiềm hoặc axít
của thực phẩm, đáp ứng về yêu cầu công nghệ trong chế biến, đóng gói, vận
chuyển và bảo quản thực phẩm.
Chất phụ gia là những chất thêm vào thực phẩm trong quá trình bảo quản,
chế biến có thể có hoặc khơng có giá trị dinh dƣỡng với mục đích làm tăng
hƣơng, vị, màu sắc, làm thay đổi những tính chất lý học, hoá học để tạo điều
kiện dễ dàng trong chế biến, hoặc để kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
* Một số thuật ngữ đƣợc dùng
- INS (International Numbering System): Hệ thống đánh số quốc tế là ký
hiệu đƣợc Ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp
chúng vào danh mục các chất phụ gia thực phẩm.
- ADI (Acceptable Daily Intake): Lƣợng ăn vào hàng ngày chấp nhận đƣợc
là lƣợng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm đƣợc cơ thể ăn vào hàng ngày

thông qua thực phẩm hoặc nƣớc uống mà không gây ảnh hƣởng có hại tới sức
khoẻ. ADI đƣợc tính theo mg/kg trọng lƣợng cơ thể/ngày.
ADI có thể đƣợc biểu diễn dƣới dạng: - Giá trị xác định
1


- Chƣa qui định (CQĐ)
- Chƣa xác định (CXĐ)
- MTDI (Maximum Tolerable Daily Intake ): Lƣợng tối đa ăn vào hàng
ngày là lƣợng tối đa các chất mà cơ thể nhận đƣợc thông qua thực phẩm hoặc
nƣớc uống hàng ngày. MTDI đƣợc tính theo mg/ngƣời/ngày.
- ML (Maximum level): Giới hạn tối đa trong thực phẩm là mức giớí hạn
tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo
quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm.
- GMP (Good Manufacturing Practices): Thực hành sản xuất tốt là việc đáp
ứng các yêu cầu sử dụng phụ gia trong quá trình sản xuất, xử lý, chế biến, bảo
quản, bao gói, vận chuyển thực phẩm.
Bảng 1.1 Giới hạn tối đa các chất phụ gia trong thực phẩm
Số thứ tự phụ gia 21
Tên tiếng Việt
: Axit fumaric
INS: 297
Tên tiếng Anh
: Fumaric Axit
ADI: CXĐ
Chức năng
: Điều chỉnh độ axit, ổn định
Ghi
STT Nhóm thực phẩm
ML

chú
1.
Sữa lên men (nguyên kem)
GMP
2.
Cà phê, chè, nƣớc uống có dƣợc thảo và các loại đồ
1000
2
uống từ ngũ cốc, không kể nƣớc uống từ cacao
3.
Rƣợu vang
3000
1.2 Phân loại phụ gia thực phẩm
Các phụ gia thực phẩm có nhiều cách thức phân loại nhƣ phân loại theo
chức năng, theo mục đích sử dụng, theo cấu trúc, theo màu sắc ....
* Phân loại theo góc độ sức khỏe ngƣời tiêu dùng, gồm:
- Loại phụ gia thực phẩm với liều lƣợng sử dụng hàng ngày không hạn chế:
Là loại phụ gia thực phẩm đã đƣợc nghiên cứu kỹ, các tính chất sinh hóa và các
giai đoạn chuyển hóa đã đƣợc đƣợc xác định rõ.
- Loại phụ gia thực phẩm với liều lƣợng sử dụng hàng ngày có điều kiện:
Loại phụ gia thực phẩm đƣợc quy định cho một số chất cần thiết để chế biến
hoặc bảo quản thực phẩm đặc biệt.

2


- Loại phụ gia thực phẩm với liều lƣợng dùng hàng ngày tạm thời: Loại phụ
gia thực phẩm kết quả nghiên cứu phải đƣợc công bố trong thời gian nhất định,
sau thời gian yêu cầu nếu không công bố kết quả sẽ bị đình chỉ sử dụng.
* Phân loại theo mục đích đƣợc phân làm 2 nhóm:

- Phụ gia thực phẩm dùng cho bảo quản thực phẩm: Chất chống vi sinh vật,
các chất chống oxi hóa.
- Phụ gia thực phẩm dùng cho chế biến thực phẩm: chất tạo màu, tạo mùi,
tạo vị, các chất làm ổn định, các chất làm nhũ tƣơng hóa.
1.3 Vai trị của phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm là các chất đƣợc bổ sung vào thực phẩm để bảo quản
hay cải thiện hƣơng vị, cấu trúc. Tuy nhiên việc sử dụng phụ gia phải theo đúng
quy định để đảm bảo an toàn cho ngƣời sử dụng và làm cho thực phẩm ngon
hơn, đẹp hơn, bảo quản đƣợc lâu hơn. Do đó phụ gia thực phẩm ngày càng đóng
vai trị quan trọng trong ngành cơng nghệ thực phẩm nhƣ:
- Giúp kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm: Thực phẩm là môi trƣờng tốt
cho vi sinh vật sinh trƣởng và phát triển, chúng sử dụng chất dinh dƣỡng của
thực phẩm làm nguồn thức ăn làm cho thực phẩm bị hƣ hỏng. Bên cạnh đó trong
q trình bảo quản ở các điều kiện bất lợi xảy ra q trình oxy hóa làm sản phẩm
thực phẩm bị hƣ hỏng. Nên việc bổ sung phụ gia thực phẩm giúp chống lại vi
sinh vật và chống q trình oxy hóa sẽ giúp làm chậm quá trình hƣ hỏng của sản
phẩm thực phẩm, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
- Giúp cải thiện chất lƣợng cảm quan của thực phẩm:
+ Giúp cải thiện cấu trúc thực phẩm: Trong chế biến thực phẩm thƣờng cấu
trúc của sản phẩm bị thay đổi làm ảnh hƣởng đến tính chất cảm quản của sản
phẩm, do đó bổ sung chất phụ gia tạo cấu cho thực phẩm có vai trị quan trọng
đến chất lƣợng của sản phẩm nhƣ trong sản xuất bánh mỳ thƣờng bổ sung bột
nở, men làm cho bánh mềm xốp, ......
+ Làm tăng hƣơng vị của sản phẩm thực phẩm: Bổ sung chất phụ gia tạo
hƣơng vị cho sản phẩm giúp cho chất lƣợng sản phẩm tăng giá trị cảm quan, làm
phong phú sản phẩm thực phẩm nhƣ bổ sung chất tạo mùi vị nho, dâu tây, vani
vào nƣớc giải khát, kẹo, bánh, nƣớc sốt...
+ Làm tăng màu sắc cho sản phẩm thực phẩm: Phần lớn thực phẩm khi chế
biến màu sắc bị thay đổi, để khôi phục lại màu sắc hoặc làm thay đổi màu sắc
thực phẩm theo nhu cầu tiêu dùng, thực phẩm thƣờng đƣợc bổ sung chất phụ gia

tạo màu nhƣ màu vàng, đỏ, xanh, tím....
3


- Giúp cải thiện giá trị dinh dƣỡng cho thực phẩm: Trong chế biến thực
phẩm, thành phần dinh dƣỡng của thực phẩm thƣờng bị hao hụt dƣới tác động
của nhiệt độ, oxy, ánh sáng, cơ học... Do đó để đảm bảo giá trị dinh dƣỡng cho
thực phẩm cần bổ sung chất dinh dƣỡng vào nhƣ trong sản xuất bánh mỳ, bột,
gạo cần bổ sung vitamin B do khi xay phần lớn Vitamin B mất đi theo vỏ cám,
hay trong công nghệ chế biến sữa cần bổ sung vitamin A, vitamin D vào.
1.4 Những tác hại của phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm là một thành phần quan trọng trong chế biến và bảo
quản sản phẩm thực phẩm. Tuy nhiên, việc sử dụng phụ gia thực phẩm không
đúng liều lƣợng, chủng loại nhất là những phụ gia không cho phép dùng trong
thực phẩm sẽ gây những tác hại cho sức khỏe, đặc biệt là những ngƣời nhạy cảm
với hóa chất khi sử dụng một lƣợng nhỏ chất phụ gia sẽ có biểu hiện nhƣ phát
ban, nhức đầu, nơn..
- Gây ngộ độc cấp tính: Nếu dùng quá liều cho phép.
- Gây ngộ độc mạn tính: Dùng liều lƣợng nhỏ, thƣờng xuyên, liên tục,
một số chất phụ gia thực phẩm tích lũy trong cơ thể, gây tổn thƣơng lâu dài.
+ Khi sử dụng thực phẩm có hàn the, hàn the sẽ đƣợc đào thải qua nƣớc
tiểu 81%, qua phân 1%, qua mồ hơi 3% cịn 15% đƣợc tích luỹ trong các mơ
mỡ, mô thần kinh, dần dần tác hại đến nguyên sinh chất và đồng hóa các
aminoit, gây ra một hội chứng ngộ độc mạn tính: ăn khơng ngon, giảm cân, tiêu
chảy, rụng tóc, suy thận mạn tính, da xanh xao, động kinh, trí tuệ giảm sút.
- Nguy cơ gây hình thành khối u, ung thƣ, đột biến gen, quái thai, nhất là
các chất phụ gia tổng hợp.
+ Benzoat là chất , gây dị ứng nhƣ phát ban, hen suyễn và gây tổn thƣơng
não.
+ Butylated ( BHA, BHT) là chất chống oxy hóa, gây di ứng, phát triển

khối u và ung thƣ.
- Nguy cơ ảnh hƣởng tới chất lƣợng thực phẩm: phá huỷ các chất dinh
dƣỡng, vitamin.
+ Dùng Anhydrid sulfur trong bảo quản rƣợu vang sẽ phá huỷ vitamin B1
+ Dùng H2O2 để bảo quản sữa sẽ cơ lập nhóm Thiol và làm mất tác dụng
sinh lý của sữa.
+ Caramel là chất tạo màu, mùi vị. Có thể gây thiếu hụt vitamin B6.
Một số nhóm các chất phụ gia cần lƣu ý khi sử dụng:

4


- Nhóm Sulfite: Giúp thực phẩm có màu tƣơi hơn, là chất có thể gây khó
thở, nên ngƣời bị hen suyến khơng nên dùng thực phẩm có chứa sulfite.
- Nhóm nitrite và nitrat: Giúp thực phẩm có màu hồng tƣơi, và ngăn cản
sự phát triển của vi khuẩn ( clostridium botulinum). Chất này khi chiên nƣớng sẽ
chuyển hóa thành nitrosamine, đây là chất gây ung thu.
- Nhóm chất tạo ngọt (Aspartame): chất tạo ngọt, giúp thực phẩm có vị
ngọt. Những ngƣời khơng dung nạp với aspartame có thể bị đau bụng, chóng
mặt, nhức đầu.
Độc tính của phụ gia đƣợc biểu hiện bằng chỉ số LD 50 (Lethal Dose) là
liều lƣợng tại đó 50% động vật dùng trong thí nghiệm bị chết. Chỉ số LD 50
càng cao độc tính càng yếu.
Dựa vào chỉ số LD 50 có thể chia độc tính phụ gia làm 5 mức độ:
+ LD50 < 5 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 5 – 49 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 50 -499 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 = 500 - 4999 mg/Kg Thể trọng
+ LD50 > 5000 mg/Kg Thể trọng
Ví dụ: Giá trị của chỉ số LD 50 của một số chất chống vi sinh vật khi làm

thí nghiệm trên chuột nhƣ sau
Bảng 1.2 Chỉ số một số chất phụ gia chống vi sinh vật
Axit
Muối
Axit
Axit
Axit
Ethanol
Phụ gia
benzoic Nitrat
Nitrit
Sorbic
Propionic
Chỉ số LD50
3000
6000
100-200 10000
4000
9500
(mg/kg thể trọng)
LDLo (mg/kg thể trọng): Liều lƣợng natrit ở ngƣời gây chết
1.5 Quy định về sử dụng phụ gia thực phẩm
- Chỉ đƣợc phép sản xuất, nhập khẩu, kinh doanh tại thị trƣờng Việt Nam
các phụ gia thực phẩm trong “danh mục” và phải đƣợc chứng nhận phù hợp tiêu
chuẩn chất lƣợng vệ sinh an toàn thực phẩm của cơ quan có thẩm quyền.
- Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục trong sản xuất, chế
biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm phải thực hiện theo
“Quy định về chất lƣợng vệ sinh an toàn thực phẩm của Bộ Y tế”.
- Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục phải bảo đảm:

5


+ Đúng đối tƣợng thực phẩm và liều lƣợng không vƣợt quá giới hạn an
toàn cho phép.
+ Đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, vệ sinh an toàn quy định cho mỗi chất
phụ gia.
+ Không làm biến đổi bản chất, thuộc tính tự nhiên vốn có của thực phẩm.
- Các chất phụ gia thực phẩm trong "Danh mục lƣu thông trên thị trƣờng"
phải có nhãn đầy đủ các nội dung theo quy định.
- Yêu cầu đối với cơ sở sản xuất, chế biến thực phẩm: Trƣớc khi sử dụng
một phụ gia thực phẩm cần chú ý xem xét:
+ Chất phụ gia có nằm trong “Danh mục” hay khơng?
+ Chất phụ gia có đƣợc sử dụng với loại thực phẩm mà cơ sở định sử
dụng hay không ?
+ Giới hạn tối đa cho phép của chất phụ gia đó đối với thực phẩm là bao
nhiêu? (mg/kg hoặc mg/lít)
+ Phụ gia đó có phải dùng cho thực phẩm hay khơng ? Có bảo đảm các quy
định về chất lƣợng vệ sinh an tồn, bao gói, ghi nhãn theo quy định hiện hành
khơng ?

6


CHƢƠNG 2: PHỤ GIA DÙNG TRONG BẢO QUẢN
2.1 Phụ gia chống vi sinh vật
Các sản phẩm nông sản sau thu hoạch và các sản phẩm thực phẩm sau chế
biến thƣờng bị hƣ hỏng do tác động từ nhiều yếu tố, trong đó hƣ hỏng do vi sinh
vật chiếm tỷ lệ lớn. Do vậy việc bảo quản nông sản, sản phẩm thực phẩm gặp
nhiều khó khăn, để đảm bảo chất lƣợng nông sản sau thu hoạch, đảm bảo ổn

định nguồn nguyên liệu cho sản xuất và kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm thực
phẩm việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm để bảo quản có vai trị quan
trọng.
Phụ gia chống vi sinh vật là các chất phụ gia đƣợc đƣa vào nơng sản, thực
phẩm nhằm mục đích ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật, làm tăng tính an
tồn cho nơng sản, thực phẩm và làm tăng độ bền của nông sản, thực phẩm
trƣớc sự gây hỏng của vi sinh vật.
Việc lựa chọn phụ gia chống vi sinh vật cần quan tâm các yếu tố sau:
- Chất phụ gia phải an toàn và nằm trong danh mục cho phép sử dụng của
bộ Y tế.
- Chất phụ gia đƣợc nghiên cứu đầy đủ về độc tố học.
- Chất phụ gia phải có dán nhãn trên bao bì ghi đầy đủ thông tin về sản
phẩm nhƣ nơi sản xuất, ngày sản xuất, hạn sử dụng,...
- Chất phụ gia không làm ảnh hƣởng xấu đến giá trị cảm quan của sản
phẩm.
- Chất phụ gia không làm ảnh hƣởng xấu đến giá trị dinh dƣỡng của sản
phẩm.
Các cơ chế hoạt động của phụ gia chống vi sinh vật:
- Ức chế hoặc khử hoạt tính của các enzyme, làm ngừng các phản ứng trong
các quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật.
- Làm giảm hoạt tính của nƣớc, tạo áp suất thẩm thấu làm tế bào vi sinh vật
bị mất nƣớc và tiêu nguyên sinh.
- 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.
Phụ gia chống vi sinh vật đƣợc chia làm 2 loại
- Phụ gia có nguồn gốc vơ cơ: Các muối của nitrite, nitrate, khí SO2,
Na2SO3, khí CO2 Khí N2, H2O2 ....

7

- Phụ gia có nguồn gốc hữu cơ: Axit sorbic, axit benzoic, các chất kháng
sinh ( nisin, biomixin …)
2.1.1 Natri nitrit (E250) và Natri nitrat (E251)
Khái niệm và tính chất
Natri nitrit (NaNO2), natri nitrat (NaNO3) là chất phụ gia thực phẩm, đƣợc
bổ sung vào thực phẩm nhằm mục đích tiêu diệt vi sinh vật, đồng thời làm tăng
khả năng tạo màu, mùi, cấu trúc cho thực phẩm.
Natri nitrit (NaNO2), natri nitrat (NaNO3) dạng bột, có màu trắng, tan rất tốt
trong nƣớc và là chất hút ẩm.
Cơ chế tác dụng lên vi sinh vật và tạo màu
Nitrit ức chế hoạt động của vi khuẩn Clostridium botulisnum tiết ra độc tố
botulin nguy hại, gây ra bệnh ngộ độc thịt.
Trong quá trình ƣớp, một chuỗi phản ứng xảy ra biến nitrat thành nitrit, rồi
thành oxid nitric. Oxid nitric kết hợp với myoglobin tạo thành nitric oxid
myoglobin, có màu đỏ sậm. Màu đỏ sậm này sẽ biến thành màu hồng nhạt đặc
trƣng khi gia nhiệt trong q trình chế biến hay xơng khói thịt.
Nitrit còn kết hợp với myoglobin tạo thành chất nitro - oxid - myoglobin có
màu đỏ huyết dụ.
Liều lƣợng sử dụng và ứng dụng trong thực phẩm
Natri nitrit (NaNO2), natri nitrat (NaNO3) đƣợc phép dùng làm phụ gia
thực phẩm để bảo quản thịt, ƣớp thịt làm jambon, xúc xích, lạp xƣởng, phomat
hoặc để ổn định màu nƣớc giải khát nhƣng trong giới hạn cho phép.
Giới hạn cho phép sử dụng Natri nitrit (NaNO2), natri nitrat (NaNO3) có thể
khác nhau, phụ thuộc vào từng quốc gia, loại thực phẩm nhƣ Việt Nam cho phép
dùng tới 500 mg/kg sản phẩm với lạp sƣờn, dăm bơng, xúc xích, thịt chế biến và
50 mg/kg sản phẩm với phomat.
Liều lƣợng natri nitrit gây chết ngƣời (LDLo ) là 71 mg/kg
2.1.2 Andehyt sulfurơ (SO2)
Khái niệm và nguồn gốc

Anhydrit sunfurơ (SO2) là phụ gia thực phẩm có tính sát trùng mạnh, có tác
dụng diệt các loại vi sinh vật làm hƣ hỏng rau quả.
SO2 tan trong nƣớc tạo thành dung dịch axit yếu, có tác dụng tẩy trắng giấy,
tẩy màu dung dịch đƣờng, chống nấm mốc.
Cơ chế tác dụng chống vi sinh vật

8


SO2 cản trở việc hình thành các hợp phần khác nhau của tế bào, làm tổn
thƣơng tế bào. Sự tổn thƣơng tế bào do sự tƣơng tác với nhóm – SH trong cấu
trúc protein và sự tƣơng tác với các enzym, cofactor, vitamin, axit nucleic, lipic.
SO2 phản ứng với các sản phẩm trung gian, các sản phẩm cuối và ức chế
các chuỗi phản ứng có sự xúc tác của các enzym.
SO2 phân cắt liên kết disulfua trong phân tử protein và gây ra sự thay đổi
trong cấu trúc phân tử của enzym. Điều này làm thay đổi hoạt tính của enzym
hoặc phá hủy các coenzym.
SO2 cũng gây ảnh hƣởng xấu đến q trình trao đổi chất và peroxyd hóa
màng tế bào. Một hoặc một vài các yếu tố trên hợp lại sẽ gây ra tác dụng kìm
hãm hoặc gây chết cho tế bào vi sinh vật.
Liều lƣợng sử dụng và ứng dụng trong thực phẩm
SO2 đƣợc sử dụng không hạn chế 0 – 0,35mg/kg thể trọng
Có điều kiện 0,35 – 1,50 mg/kg thể trọng
Trong chế biến bột cà chua: Cà chua sau khi nghiền thu đƣợc dịch cà chua,
bổ sung 0,15% SO2 vào dịch cà chua sẽ bảo quản đƣợc 20-30 ngày.
2.1.3 Axit benzoic (E210) và Natri benzoat (E211)
Tính chất và nguồn gốc
Axit benzoic là một trong những chất bảo quản đƣợc sử dụng phổ biến
trong ngành công nghiệp dƣợc, thực phẩm và mỹ phẩm. Là chất bảo quản hóa
học đầu tiên đƣợc sử dụng trong thực phẩm, do axit benzoic dễ kết hợp vào thực

phẩm, khơng màu, có độc tính thấp và giá thành rẻ.
Trong tự nhiên, axit benzoic đƣợc tìm thấy ở các loại cây nhƣ: mận, quế và
hầu hết các quả mọng. Axit benzoic và muối natri của nó từ lâu đã đƣợc sử dụng
để ức chế sự phát triển của vi sinh vật.

Hình 2.1 cơng thức cấu tạo của Axit bezoic, muối benzoat
Axit benzoic có cơng thức phân tử C7H6O2 (hoặc C6H5COOH), là một chất
rắn không màu, không mùi, dễ bay hơi, dễ tan trong rƣợu và ete, ít tan trong
9


nƣớc, điểm nóng chảy 122,4oC, điểm sơi 249oC, tỷ trọng 1,32g/cm3. Axít
benzoic đƣợc sản xuất thƣơng mại bằng cách ơxi hóa toluen bằng O2.
Natri benzoat (E211) có cơng thức phân tử C6H5COONa, là chất rắn bền,
không mùi, ở dạng hạt màu trắng, có vị hơi ngọt, dễ tan trong nƣớc (gấp 180 lần
axit benzoic và khi tan trong nƣớc tạo ra axit benzoic, tan đƣợc trong nƣớc
(66g/100ml ở 20oC) và trong ethanol (0,81g/100ml ở 15oC), tỷ trọng
1,497g/cm3. Nó có thể đƣợc sản xuất bằng phản ứng giữa Na2CO3 và axit
benzoic. Do tính chất này mà muối benzoat đƣợc sử dụng nhiều hơn.
Axit benzoic và Natri benzoat có tính chống nấm men và nấm mốc
Cơ chế tác dụng chống vi sinh vật
Cơ chế bắt đầu với sự thẩm thấu axit benzoic vào tế bào vi sinh vật. Trong
điều kiện pH nội bào giảm xuống 5 hoặc thấp hơn, quá trình lên men của
glucose thông qua enzim phosphofructokinase trong điều kiện thiếu oxy đƣợc
giảm đi 95%.
Cơ chế hoạt động của axit benzoic và natri benzoat:
- 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.
- Tác dụng vào màng tế bào làm hạn chế khả năng nhận cơ chất.

Đối với axit benzoic: có tác dụng ức chế mạnh đến nấm men và nấm mốc,
nhƣng có tác dụng yếu đối với vi khuẩn. Tác dụng bảo quản chỉ xảy ra ở môi
trƣờng axit pH = 2,5 – 3,5. Nồng độ axit benzoic trong sản phẩm ở điều kiện này
có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Hầu hết nấm men và nấm
mốc có thể bị kiểm sốt ở nồng độ axit benzoic trong sản phẩm là 0,05 – 0,1%.
Trong khi một số vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm bị ức chế ở nồng độ 0,01 –
0,02% thì sự ức chế các vi khuẩn gây hƣ hỏng thực phẩm đòi hỏi nồng độ cao
hơn rất là nhiều.
Đối với các muối natri benzoat: Nồng độ natri benzoat trong sản phẩm có
tác dụng bảo quản là 0,07 – 0,1%. Các nồng độ này trong nƣớc quả, rau quả
nghiền,... khơng có hại đến sức khỏe con ngƣời. các muối này có tác dụng bảo
quản tốt nhất ở pH = 2,5 – 4 và kém nhất ở pH > 4,5.
Hoạt tính chống khuẩn của axit benzoic và natri benzoat phụ thuộc rất
nhiều vào pH của thực phẩm. Thƣờng hoạt tính này cao nhất ở pH thấp nhƣ ở
pH = 4 ta cần sử dụng benzoat 0,1%, cịn ở pH = 3 thì chỉ cần sử dụng 0,05% là
có hiệu quả. axit benzoic và natri benzoat đặc biệt có tác dụng để bảo quản nƣớc
10


táo, cà chua và các nƣớc quả khác. Liều lƣợng làm thay đổi mùi vị của nƣớc quả
là 0,1%.
Nhƣợc điểm dùng axit benzoic hoặc muối benzoate trong bảo quản các sản
phẩm là có thể làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm.
Liều lƣợng sử dụng và ứng dụng trong thực phẩm
Các muối benzoat có độc tính thấp đối với con ngƣời và động vật. Ở ngƣời
liều lƣợng gây độc qua da là 6mg/kg thể trọng. Tuy nhiên, đối với liều lƣợng 5 –
10g trong vài ngày thông qua đƣờng miệng vẫn không gây ra ảnh hƣởng bất lợi
nào đối với cơ thể. Đó là do con ngƣời và động vật có cơ chế giải độc rất tốt đối
với các muối benzoat. Những hợp chất này kết hợp với glycin trong gan để tạo
thành axit hippuric và đƣợc thải ra ngoài qua nƣớc tiểu. Cơ chế này loại bỏ 65 –

95% axit benzoic từ các thực phẩm đƣợc đƣa vào cơ thể. Các muối benzoat còn
lại trong cơ thể sẽ đƣợc giải độc bằng con đƣờng kết hợp với axit gluconic.
- Bảo quản nƣớc quả: hòa tan natri benzoat nồng độ 0,1 -0,12 %, cho dung
dịch vào nƣớc quả. Giúp làm tăng thời gian bảo quản lên 2-3 tháng.
- Nhƣợc điểm: axit benzoic và muối benzoat khi bảo quản mứt, tƣơng cà
chua, tƣơng ớt ... có thể làm sản phẩm thâm đen, làm dƣ vị cho sản phẩm.
Bảng 2.1: Liều lượng sử dụng Axit benzoic & benzoat với ADI: 0-5
TT Nhóm thực phẩm
ML
1 Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men
50
2 Quả ngâm dấm, dầu, nƣớc muối
1000
3 Hoa quả ngâm đƣờng
1000
4 Rau, củ ngâm dấm, dầu, nƣớc muối
2000
5 Rau thanh trùng pasteur đóng hộp, đóng chai hoặc đóng túi 1000
2.1.4 Axit sobic (E200) và muối sobat
Tính chất và nguồn gốc
Axit sobic là hợp chất hữu cơ tự nhiên, đƣợc tách chiết từ quả bery cịn
xanh, cơng thức hóa học là C6H8O2 hay (CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH).
Axit sobic là chất rắn khơng màu, ít tan trong nƣớc ( tan kém trong nƣớc
lạnh (0,16g/100ml ở 20oC) và tan dễ hơn trong nƣớc nóng (ở 100oC tan 3,9%),
dễ thăng hoa, có vị chua nhẹ. Muối sobat dạng bột trắng kết tinh, dễ tan trong
nƣớc nhƣ ở 20oC tan 138g kali sobat/100ml nƣớc
Axit sobic có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, tác
dụng rất yếu đối với các loại vi khuẩn Clostridium, Bacillus, Salmonella,

11

Lactobacilus, Pseudomonas. Axit sobic khơng có tác dụng đối với vi khuẩn
lactic, acetic, chất này không độc đối với cơ thể ngƣời, khi cho vào sản phẩm
thực phẩm không gây ra mùi vị lạ hay làm mất mùi tự nhiên của thực phẩm.
Đƣợc ứng dụng trong chế biến rau quả, rƣợu vang, đồ hộp sữa và sữa chua,
các sản phẩm cá, xúc xích, bánh mì
Cơ chế tác dụng chống vi sinh vật
Hoạt tính chống vi sinh vật của axit sorbic thể hiện mạnh nhất khi hợp chất
ở trạng thái không phân ly, pKa của axit sorbic là 4,75. vì vậy, hoạt tính chống
vi sinh vật thể hiện mạnh nhất ở pH thấp ( pH từ 3,2 - 6 và nồng độ 1g/l kg thực
phẩm) và về cơ bản không tồn tại ở pH > 6 - 6,5 Nồng độ ức chế tối thiểu của
axit sorbic ở dạng phân ly và không phân ly đối với vài giống vi khuẩn và nấm
men đã đƣợc xác định vào năm 1983. Cả hai hình thức này đều thể hiện sự ức
chế nhƣng axit dạng khơng phân ly có hiệu quả hơn dạng cịn lại 10 - 60 lần.
Tuy nhiên, ở pH > 6 axit dạng phân ly lại có hiệu quả hơn dạng khơng phân ly.
Một số chủng nấm men có khả năng chống chịu axit sorbic và các muối
sorbat. Điều này đƣợc giải thích là do ở nồng độ cao axit sorbic có khả năng kìm
hãm sự phát triển và q trình trao đổi chất của nấm men nhƣng axit này ở nồng
độ thấp lại bị nấm men chuyển hóa. Ngƣời ta cho rằng sự giảm hoạt tính của
các muối sorbat là do phản ứng decacboxyl diễn ra bên trong sợi nấm và đi kèm
với sự hình thành 1,3 - pentadien, chất này có mùi giống mùi dầu hỏa hay các
hydrocacbon. Bên cạnh đó, cũng có một số giống nấm mốc có khả năng chống
chịu axit sorbic. Thực nghiệm chứng tỏ mật độ nấm mốc ban đầu lớn cũng có
khả năng làm giảm hoạt tính của axit sorbic trong pho mát. Qua đó, ta thấy rằng
axit sorbic và các muối sorbate có tác dụng mạnh đối với nấm mốc và nấm men,
ít có tác dụng đến vi khuẩn. Vì vậy, có thể sử dụng để bảo quản rất tốt các sản
phẩm làm nguyên liệu cho chế biến nhƣ: bảo quản rau quả muối chua. Các
nguyên liệu này đƣợc bảo quản bằng axit sorbic vẫn đảm bảo vi khuẩn lactic
phát triển và lên men đƣợc.

Cơ chế kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật
Axit sobic làm ảnh hƣởng đến protein trên màng tế bào nấm mốc, gây ảnh
hƣởng đến quá trình vận chuyển các ion âm qua màng tế bào
Cơ chế này đƣợc giải thích một phần là do tác dụng của axit sorbic lên hệ
enzyme trong tế bào vi sinh vật. Ngƣời ta cho rằng axit sorbic kìm hãm sự hoạt
động của enzyme dehydrogenase có liên quan trong q trình oxy hóa axit béo.
Sự bổ sung axit sorbic dẫn đến sự tích lũy các axit béo khơng no mà các axit này
12


là sản phẩm trung gian của q trình oxy hóa các axit béo bởi nấm men và nấm
mốc. Điều này hạn chế chức năng của các enzyme dehydrogenase và kìm hãm
sự phát triển và quá trình trao đổi chất của tế bào vi sinh vật. axit sorbic cũng
kìm hãm các enzyme sulfhydryl. Những enzyme này đóng vai trị rất quan trọng
trong tế bào vi sinh vật bao gồm: fumarase, aspartase, succinic dehydogenase và
alcohol dehydrogenase của nấm men. Có nhiều sự giải thích cho cơ chế này:
- Các muối sorbate phản ứng với enzyme sulfhydryl thơng qua phản ứng
cộng với nhóm thiol của cystein.
- Hoạt tính của các muối sorbate là do sự hình thành các phức bền với các
enzyme có chứa sulfhydryl. Vì vậy, các muối sorbate kìm hãm các enzyme bởi
sự hình thành liên kết đồng hóa trị giữa sulfat của nhóm sulfhydryl chính hoặc
Zn(OH)2 của enzyme và carbon của ion sorbate.
Ngoài ra, các axit ƣa béo nhƣ axit sorbic còn can thiệp vào sự vận chuyển
các chất qua màng tế bào chất.
Quy định sử dụng:
Hiệu quả chống vi sinh vật của muối sorbate phụ thuộc vào các yếu tố nhƣ:
pH, các phụ gia khác, sự nhiễm bẩn, quá trình đóng gói, chế biến, bảo quản, thời
gian bảo quản và điều kiện vệ sinh.
Bảng 2.2 Liều lượng sử dụng Axit sorbic ADI: 0 – 25
TT

Nhóm thực phẩm
ML
1
sữa và sữa bơ
1000
2
Đồ uống có sữa, hƣơng liệu hoặc lên men
300
3
Sữa lên men (nguyên kem)
300
4
Các loại pho mát
3000
Bảng 2.3 Liều lượng sử dụng Các muối sorbate ADI: 0 – 25
TT
Nhóm thực phẩm
ML
I
Calcium sorbate: INS: 203
1
Đồ uống có sữa
300
2
Sữa lên men (nguyên kem
300
3
Các loại pho mát
3000
II

Potassium sorbate: INS: 337
1
Sữa chua uống, sữa đặc có đƣờng
30
2
Pho mat
3000

13


Liều lƣợng sử dụng
- Các loại sản phẩm rau quả có axit (kết hợp với xử lý nhiệt nhẹ) và các loại
bánh: 0,05 – 0,1%
- Cá ngâm dấm, patê cá: axit sorbic 0.2% + K.sorbate 0.27%
- Thức ăn chế biến từ cua, tôm (không thanh trùng): axit sorbic 0,25% +
K.sorbate 0,33%
- Mứt quả: phun lên bề mặt sản phẩm dung dịch K.sorbate 7%, chống mốc
đƣợc 4 tháng
- Thịt gà tƣơi nhúng vào dung dịch Axit sorbic 7,5% (71oC) có thể giữ đƣợc
18 ngày
- Đƣợc dùng bảo quản nƣớc rau quả, Giữ tốt thời gian dài với liều lƣợng
0,05-0,06%
Độc tính: Axit sorbic đƣợc xem là chất bảo quản chống vi sinh vật ít độc
hại nhất thậm chí ở mức độ vƣợt quá liều lƣợng sử dụng thông thƣờng trong các
sản phẩm thực phẩm.
2.1.5. Nisin
Khái niệm và nguồn gốc
Nisin là một peptit kháng khuẩn đa vòng, đƣợc cấu tạo từ 34 gốc axit amin.
Các loại axit amin phổ biến có trong phân tử nisin là lanthionine (Lan), axit

didehydroaminobutyric (Dhb), methyllanthionine (MeLan), và didehydroalanine
(DHA)
Nisin là sản phẩm polypeptide đƣợc tổng hợp bởi Streptococcus lactic
(lactococcus lactic).

Hình2.2 Cấu trúc lập thể của Nisin Lantibiotic

14


- 1928, Roger phát hiện Nisin nhƣ là chất ức chế Lactobacillus bulgaricus
trong sản xuất phomai.
- 1933, Whitehead et al đã phát hiện Nisin trong sữa, và phân lập đƣợc cầu
khuẩn có khả năng sản xuất Nisin.
- 1947, Mattick et Hirsch chứng minh Nisin có bản chất peptid, tên từ
Groupe N inhibitory substance
- 1951, Hirch lần đầu tiên sử dụng Nisin làm chất ức chế Cl.Butiricum và
Cl.Tyro butiricum trong sản xuất phomai
- 1952, Thƣơng phấm đầu tiên xuất hiện với tên gọi là Nisaplin
- 1959, Anh đã cho phép sử dụng Nisin nhƣ chất bảo quản thực phẩm
- 1969, FAO và WHO chính thức cơng nhận Nisin là an tồn và cho phép
sử dụng nhƣ chất bảo quản thực phẩm với liều lƣợng 400 IU/g
- 1988, Nisin chính thức đƣợc FDA của Mỹ (food drug administration)
cơng nhận là an tồn và coi là chất bảo quản có nguồn gốc sinh học.
Tính chất của Nisin
Nisin khơng tan trong dung dịch trung tính và kiềm. Tan trong dung dịch
axit lỗng. Chỉ tác động lên vi khuẩn Gram âm nhƣ vi khuẩn lactic,
streptococcus, Bacillus, Clostridium…
Nisin đƣợc sử dụng để bảo quản sữa bột, phomai, đồ hộp rau quả, thịt hun
khói…

Nisin do các chủng vi khuẩn lactic trong quá trình lên men sữa, Nisin có
hoạt tính kháng vi sinh vật, là một tác nhân kháng khuẩn tự nhiên và không thể
tổng hợp nhân tạo
Cũng nhƣ bất kỳ chuỗi axit amin và các protein khác, nó đƣợc phân hủy
trong q trình tiêu hóa trong ruột và không gây ra ảnh hƣởng cho sức khỏe.
Thêm vào đó, các cơng trình nghiên cứu ứng dụng nisin cho thấy nisin có khả
năng tiêu diệt một số loại vi khuẩn bằng cách tấn công vào thành tế bào của vi
khuẩn có hại nhƣng lại khơng gây ảnh hƣởng đến nhiều loại vi khuẩn có lợi
dùng trong cơng nghệ lên men và trong hệ tiêu hóa của ngƣời và khơng độc đối
với ngƣời.
Với khả năng kháng khuẩn tốt, khi bổ sung vào thực phẩm nisin không làm
làm ảnh hƣởng đến các chất dinh dƣỡng cũng nhƣ màu, mùi vị, hay trạng thái
của thực phẩm đồng thời lại an toàn với sức khỏe cong ngƣời nên nisin đƣợc sử
dụng rộng rãi nhƣ một phụ gia bảo quản

15


Cơ chế bảo quản của Nisin
Cơ chế tác dụng của Nisin đối với vi sinh vật đƣợc chia làm 2 giai đoạn
- Nisin bám dính trên thàng tế bào vi khuẩn, khả năng bám dính phụ thuộc
vào pH mơi trƣờng.
- Nisin phá vỡ thành và tế bào dẫn đến sự thốt của các ion Kali, Magie ra
ngồi…Nisin ức chế q trình tổng hợp peptidoglucan nên chỉ tác dụng lên vi
khuẩn Gram dƣơng.
Nisin có hiệu quả trong việc kiểm sốt một loạt các vi khuẩn gram dƣơng
và các bào tử của chúng bao gồm: sporothermodurans, Listeria, Enterococcus,
và Clostridium (gây ngộ độc thực phẩm bằng cách sinh độc tố). Nếu các vi
khuẩn này hiện diện với số lƣợng lớn hay khi chúng phát triển mạnh trong thực
phẩm, sẽ sản sinh lƣợng độc tố đủ mạnh có thể gây ra ngộ độc thực phẩm cấp

tính.
Khi sử dụng riêng lẻ, nisin khơng có hiệu quả trên vi khuẩn gram âm (nhƣ
E.coli), nấm men và nấm mốc. Trong trƣờng hợp bình thƣờng, các vi khuẩn
gram âm có khả năng kháng nisin chủ yếu là do màng khơng thấm nƣớc bên
ngồi của chúng. Tuy nhiên, nisin có thể đƣợc hiệu quả chống lại các vi khuẩn
gram âm nếu đƣợc sử dụng kết hợp với các tác nhân gây mất ổn định màng tế
bào bên ngoài nhƣ khi xử lý ở các điều kiện làm lạnh, nhiệt độ cao, trong môi
trƣờng pH thấp (pH 2 - 6), hay khi sử dụng kết hợp với chất bảo quản khác nhƣ
lysozyme (từ lòng trắng trứng), enterocin (một chất kháng khuẩn mới đƣợc phân
lập từ Enterococcus faecium)…
Ứng dụng của nisin trong công nghiệp thực phẩm
Nisin đƣợc sử dụng nhiều lĩnh vực thực phẩm nhƣ sữa, các sản phẩm từ sữa
(bổ sung trực tiếp nisin hoặc phối hợp sử dụng các chủng sinh nisin), thịt và các
sản phẩm từ thịt, sản phẩm thủy sản, đồ uống lên men nhƣ bia, nƣớc ép trái cây,
các loại nƣớc sốt, chế phẩm thức ăn nhanh và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe
khác. Với các sản phẩm đồ hộp, nisin đƣợc dùng để giảm khả năng bền nhiệt
của vi khuẩn và ngăn chặn quá trình thối rữa của sản phẩm.
Nisin đƣợc sử dụng để ngăn chặn sự phát triển tự nhiên của bào
tử Clostridium botulinum và sự hình thành độc tố vi khuẩn này trong q trình
lƣu trữ phơ mai tiệt trùng, các loại trái cây, rau, thịt ở mức cho phép trong quy
trình thực hành sản xuất tốt (GMP).

16


Hàm lƣợng sử dụng và hạn chế
Theo ủy ban khoa học về thực phẩm (SCF- Scientific committee for food),
lƣợng nisin tiêu thụ hàng ngày chấp nhận đƣợc (ADI) là 0,13 mg/kg thể trọng.
Liên minh châu âu (EU): Hàm lƣợng nisin sử dụng trong quá trình thanh
trùng trứng lỏng và các sản phẩm trứng lỏng không vƣợt quá 6,25 mg/l.

Theo tiêu chuẩn về thực phẩm của Australia và New Zealand: Lƣợng nisin
sử dụng trong các sản phẩm thịt chế biến và gia cầm ở mức giới hạn 12,5mg/kg.
Tổ chức nông nghiệp và thực phẩm thế giới (FAO) và tổ chức y tế thế giới
(WHO) : Các sản phẩm từ ngũ cốc và tinh bột dùng làm bánh, hàm lƣợng nisin
cao nhất đƣợc dùng là 3 mg/kg ngun liệu; phơ mai chín, protein tách từ lớp
trên cùng của khối phô mai sau khi kết đông và các sản phẩm làm từ phô mai
cho phép sử dụng nisin với hàm lƣợng 12 mg/kg.
2.1.6 Một số chất phụ gia chống vi sinh vật khác
a. Axit axetic và muối acetate
Axit axetic (pKa = 4,75) và các muối của nó đƣợc sử dụng rộng rãi với vai
trò chất tạo vị chua và chất chống vi sinh vật. Axit axetic chống nấm men và vi
khuẩn có hiệu quả hơn chống nấm mốc. Hoạt tính của axit axetic phụ thuộc vào
các yếu tố: sản phẩm thực phẩm, môi trƣờng và tế bào vi sinh vật
Axit axetic và các muối đƣợc sử dụng chủ yếu để tạo vị chua và chống vi
sinh vật, chủ yếu chống nấm men và vi khuẩn (ngoại trừ các vi khuẩn lên men
Axit axetic, Axit latic, và Axit butyric). Hoạt tính của Axit axetic thay đổi tuỳ
thuộc vào sản phẩm thực phẩm, môi trƣờng, và vi sinh vật cần chống
b. Axit lactic
Có vai trị chính là điều chỉnh pH và tạo vị cho các sản phẩm thực phẩm.
Hoạt tính chống vi sinh vật hay thay đổi. Đối với sự ức chế của Bacillus
coagulan, axit lactic thể hiện hoạt tính cao gấp 4 lần so với các axit khác nhƣ:
malic, citric, propionic và axit axetic. Dựa trên nồng độ mol, pH và hoạt tính của
các axit ở dạng không phân ly, axit lactic là một trong những axit hữu cơ ức chế
sự phát triển của Yersinia enterocolitica hiệu quả nhất.
- Tính chất vật lý: nóng chảy ở nhiệt độ 25 – 260C. Tan tốt trong nƣớc,
alcol, glycerin, ete nhƣng không tan trong chloroform, ete dầu hỏa,…
- Axit lactic có nhiều trong rau quả muối chua và các sản phẩm lên men
chua nhƣ sữa chua, bánh bao, bánh mì, bún, nƣớc giải khát lên men,…do quá
trình chuyển hóa đƣờng thành Axit lactic dƣới tác dụng của vi khuẩn. Axit này
tham gia vào quá trình tạo vị, có tác dụng ức chế vi sinh vật gây thối làm tăng

17


khả năng bảo quản sản phẩm. Đối với các sản phẩm lên men từ thịt nhƣ thịt
thính, nem chua,…do tác dụng của các enzyme có trong tế bào thịt chuyển hóa
glycozen thành Axit lactic. Trong cơng nghiệp Axit lactic đƣợc sản xuất bằng
con đƣờng lên men lactic.
- Axit lactic có vị chua dịu nên đƣợc dùng trong công nghiệp bánh kẹo, ứng
dụng trong lên men rau quả và bảo quản rau quả.
c. Axít citric
Axít citric khơng đƣợc sử dụng trực tiếp với vai trị là chất chống vi sinh
vật. Nó thể hiện một số hoạt tính chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Axít citric
ở nồng độ 0,75% thể hiện khả năng ức chế nhẹ sự phát triển nhƣng ức chế mạnh
sự sinh tổng hợp các toxin của loài Aspergillus parasiticus. Với lồi Aspegillus
versicolor nồng độ trên có thể kìm hãm sự phát triển nhƣng để ức chế sự sinh
tổng hợp các toxin thì chỉ cần nồng độ 0,25%. Trái lại, axit citric 0,75% không
ảnh hƣởng đến sự phát triển và sự tạo ra toxin của loài Penicillium expansum.
Ngƣời ta nghiên cứu và thấy rằng axit citric có khả năng ức chế Samonella mạnh
hơn axit lactic và axit hydrochloric.
Axít citric là một axít hữu cơ thuộc loại yếu và nó thƣờng đƣợc tìm thấy
trong các loại trái cây thuộc họ cam qt. Nó là chất bảo quản thực phẩm tự
nhiên và thƣờng đƣợc thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị chua. Ở lĩnh vực
hóa sinh thì axít citric đóng một vai trị trung gian vơ cùng quan trọng trong chu
trình axít citric của q trình trao đổi chất xảy ra trong tất cả các vật thể sống.
Ngồi ra axít citric cịn đóng vai trị nhƣ là một chất tẩy rửa, an tồn đối với mơi
trƣờng và đồng thời là tác nhân chống oxy hóa. Axít citric có mặt trong nhiều
loại trái cây và rau quả nhƣng trong trái chanh thì hàm lƣợng của nó đƣợc tìm
thấy nhiều nhất, theo ƣớc tính axít citric chiếm khoảng 8% khối lƣợng khơ của
trái chanh.
Với vai trị là một chất phụ gia thực phẩm, axít citric đƣợc dùng làm gia vị,

chất bảo quản thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là nƣớc giải khát, nó mang mã số
E330. Muối Citrat của nhiều kim loại đƣợc dùng để vận chuyển các khoáng chất
trong các thành phần của chất ăn kiêng vào cơ thể. Tính chất đệm của các phức
Citrat đƣợc dùng để hiệu chỉnh độ pH của chất tẩy rửa và dƣợc phẩm.
d. Axit malic
- Tính chất vật lý: nóng chảy ở nhiệt độ 1000C, tan tốt trong nƣớc và alcol
nhƣng tan kém trong ete.

18


- Axit malic là loại axit phổ biến nhất trong các loại rau quả và nguyên liệu
thực vật ngoài họ citrus, có vị chua gắt. Có nhiều trong mận, táo, cà chua. Trong
công nghiệp Axit malic đƣợc sản xuất bằng cách tổng hợp từ axit fumalic, axit
fumalic thu đƣợc bằng phƣơng pháp lên men đƣờng dùng nấm mốc Fumaricus.
- Axit malic thƣờng đƣợc ứng dụng trong sản xuất mứt, các loại nƣớc quả,
bánh kẹo và rƣợu vang.
2.2 Phụ gia chống oxy hóa
Phụ gia chống oxy hóa là chất phụ gia giúp ngăn chặn hoặc làm chậm q
trình oxy hóa chất khác, bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa
bằng cách oxy hóa chính chúng.
Các chất chống oxy hóa cho thực phẩm phải đảm bảo hai u cầu:
- Khơng đƣợc có độc tính và khơng làm ảnh hƣơng đến mùi vị, trạng thái
của dầu mỡ.
- Phải là một chất có khả năng hịa tan hoặc phân tán đồng đều trong khối
thực phẩm làm cho tác dụng chống oxy hóa đƣợc chắc chắn.
Về cơ bản có thể chia các chất chống oxy hóa thành hai loại:
- Các chất chống oxy hóa axit (bao gồm cả muối và các ester của chúng):
axit ascorbic, axit citric, axit limoic, axit tactric, …
- Các hợp chất phenolic (cả tự nhiên lẫn tổng hợp): BHA (butylat

hydroxyl anisol), tocopherol…
Sự hình thành các gốc tự do
Nguồn gốc hình thành các gốc tự do (OH- , O2-, NO-,…) do các tia UV, bức
xạ ion hóa, ô nhiễm không khí, trao đổi chất, sự cháy,…
Gốc tự do: Phân tử bao gồm các nhóm nguyên tử gắn kết với nhau bởi hoạt
động của các cặp electron, trong q trình phản ứng hóa học, một electron bị kéo
ra khỏi chỗ cố hữu của nó trong phân tử, và tạo thành một gốc tự do. Bản chất
gốc tự do là một electron độc thân, chúng không ổn định và nhạy cảm, chúng
liên kết với electron khác để tạo thành cặp electron mới, chúng gây hại khi liên
kết với các electron từ các tế bào bình thƣờng nhƣ chúng gây tổn thƣơng cho các
chất liệu và mô, đặc biệt là mô mỡ, gây tổn hại cho cho các axit nucleic cơ bản,
làm tổn thƣơng protein, và dẫn tới các căn bệnh nguy hiểm nhƣ ung thƣ, lão hóa,
tiểu đƣờng, tim mạch…Do đó, để tránh sự gây hại của các gốc tự do thì cần thiết
phải loại bỏ chúng bằng cách sử dụng các chất chống ơxi hóa bổ sung nhƣ VTM
A, VTM C, VTM E, polyphenol,…

19


Sự chống ơxi-hóa
Sự khử gốc tự do của chất chống ôxi hóa, trong đó các electron không
ghép đôi của gốc tự do sẽ đƣợc nhận electron của chất chống ôxi hóa để tạo
thành các electron ghép đơi bền vững
Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá q trình chống ơxi-hóa, trong đó mỗi chỉ tiêu
thể hiện một khía cạnh của hoạt động chống ơxi-hóa, nhƣ vậy nhiều chỉ tiêu sẽ
phán ánh một q trình chống ơxi-hóa tổng thể. Một số chỉ tiêu thƣờng đƣợc sử
dụng để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa nhƣ sau:
Để đảm bảo thực phẩm có chất lƣợng tốt phải sử dụng những chất có tác
dụng ngăn ngừa hoặc kiềm chế các phản ứng oxy hóa xảy ra trong bảo quản
thực phẩm.

Các chất phụ gia chống oxi hóa đƣợc dùng trong thực phẩm phải đảm bảo
các yêu cầu sau:
- Các phụ gia nằm trong danh mục cho phép sử dụng của bộ y tế.
- Làm ổn định về chất lƣợng dinh dƣỡng và giá trị cảm quan cho sản phẩm
thực phẩm.
- Các chất phụ gia tiện sử dụng và giá thành thấp.
Các chất phụ gia chống oxy hóa đƣợc dùng trong thực phẩm đƣợc chia làm
loại là :
- Phụ giá chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên: Là các chất phụ gia có sẵn
trong thành phần các loại rau quả, các chất chống oxy hóa tự nhiên có tính an
tồn cao, nhƣng phải sử dụng đúng liều lƣợng. Các chất chống oxi hóa có nguồn
gốc tự nhiên thƣờng gặp: Vitamin E, vitamin C, axit citric, axit limonic, axit
tactric và một số loại gia vị thảo mộc.
- Phụ giá chống oxy hóa có nguồn gốc nhân tạo: Là các chất phụ gia đƣợc
tổng hợp từ phản ứng hóa học, thƣờng có tính an tồn thấp hơn so với chất có
nguồn gốc tự nhiên nhƣ Vitamin C, vitamin E, BHA, BHT, BTHQ…
Các phƣơng pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ thực
vật:
- Phƣơng pháp TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity): Xác định
hoạt tính chống oxi hóa so với khả năng chống oxi hóa của Trolox.
Cation ABTS + [2,2’-azinobis(3-thylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS)]
là một gốc tự do bền. Đây là một chất phát quang màu xanh, đƣợc đặc trƣng
ở độ hấp thu 734 nm. Khi cho chất chống oxi hóa vào dung dịch chứa ABTS +,
các chất chống oxi hóa sẽ khử ion này thành ABTS. Đo độ giảm độ hấp thu của
20


dung dịch ở bƣớc sóng 734 nm để xác định hoạt tính của chất
chống oxi hóa trong sự so sánh với chất chuẩn Trolox [ 6 – hydroxy - 2,5,7,8 tetramethylchroman – 2 - carboxylic axit]. Trong môi trƣờng kali persulfate,
gốc ABTS+ có thể bền 2 ngày ở nhiệt độ phòng trong tối.

- Phƣơng pháp DPPH (Scavenging ability towards DPPH radicals): Khả
năng khử gốc tự do DPPH.
DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) là một gốc tự do bền, có màu tía và
có độ hấp thu cực đại ở bƣớc sóng 517 nm. Khi có mặt chất chống oxi hóa, nó sẽ
bị khử thành 2,2 - Diphenyl - 1- picrylhydrazine (DPPH-H), có màu vàng. Đo độ
giảm độ hấp thu ở bƣớc song 517nm để xác định khả năng khử gốc DPPH của
chất chống oxi hóa.

Hình 2.3: Phản ứng giữa DPPH và một chất chống oxi hóa
- Phƣơng pháp ORAC (oxygen radical absorbance capacity): xác định khả
năng hấp thụ gốc tự do chứa oxy hoạt động.
- Phƣơng pháp TRAP (total radical-trapping antioxidant potential): Khả
năng chốngoxi hóa bằng cách bẫy các gốc tự do.
- Phƣơng pháp FRAP (ferric reducing-antioxidant power): Lực chống oxi
hóa bằng phƣơng pháp khử sắt.
- Phƣơng pháp FTC: (ferric thiocyanat ):
2.2.1 Vitamin C
Khái niệm và nguồn gốc
Vitamin C (axit ascorbic ) là một hợp chất hữu cơ cần thiết cho phản ứng
trao đổi chất trong động vật và thực vật, có đặc tính chống oxy hóa, vitamin C
tồn tại ở 2 dạng tự nhiên và nhân tạo.
Trong tự nhiên vitamin C có nhiều trong các loại rau quả tƣơi nhƣ nƣớc
cam, chanh, bƣởi, quýt, rau xanh, khoai tây, rau cải, cà chua ... Vitamin C nhân
tạo đƣợc tổng hợp bằng con đƣờng hóa học dƣới dạng viên.
21


TT
1
2

3
4

Bảng 2.4 Hàm lượng vitamin C trong rau quả tươi
Mẫu
Hàm lƣợng (mg%)
Mẫu
Hàm lƣợng (mg%)
Rau ngót
185
Bƣởi
95
Cần tây
150
Thị
81
Rau mùi
140
ổi
62
Kinh giới
110
Đủ đủ chín
54

Hình 2.4 Công thức cấu tạo axit ascorbic
Tên thông thƣờng: axit ascorbic, vitamin C
Công thức phân tử: C6H8O6
Khối lƣợng phân tử: 176,13 g/mol
Có dạng: bột màu trắng đến vàng nhạt (khan)

Nhiệt độ nóng chảy: 1930C (phân hủy)
Khả năng hịa tan trong nƣớc: Cao
Tính chất của vitamin C
Vitamin C kết tinh khơng màu (hoặc màu hơi vàng), rất dễ tan trong nƣớc
(300g/lít). ở dạng muối natri dễ tan trong nƣớc hơn (900g/lít).
Có khả năng bị oxy hóa và bị phân hủy thành CO2 và nƣớc ở 193oC.
+ Cơ chế tác dụng
Axit ascorbic bị oxy hóa cho axit dehydroascorbic; đây là phản ứng oxy
hóa khử thuận nghịch, qua đó vitamin C tác dụng nhƣ một đồng yếu tố
(cofactor), tham gia vào nhiều phản ứng hóa sinh trong cơ thể, nhƣ:
• Hydroxyl hóa.
• Amid hóa.
• Làm dễ dàng sự chuyển hóa prolin, lysin sang hydroxyprolin và
hydroxylysin (trong tổng hợp collagen).

22


• Giúp chuyển axit folic thành axit folinic trong tổng hợp carnitin.
• Tham gia xúc tác oxy hóa thuốc qua microsom (cytochrom P450) gan;
giúp dopamin hydroxyl hố thành nor-adrenalin.
• Giúp dễ hấp thu sắt do khử Fe3+ thành Fe2+ ở dạ dày, để rồi dễ hấp thu ở
ruột.
• Ở mơ, vitamin C giúp tổng hợp collagen, proteoglycan và các thành phần
hữu cơ khác ở răng, xƣơng, nội mơ mao mạch.
• Trong thiên nhiên, vitamin C có mặt cùng vitamin P (vitamin C2).
Vitamin P lại có tính chống oxy hóa, nên bảo vệ đƣợc vitamin C; hơn nữa
vitamin P còn hiệp đồng với vitamin C để làm bền vững thành mạch, tăng tạo
collagen, ức chế hyaluronidase và cùng vitamin C, vitamin E, β-carotenoid và
selen, tham gia thanh thải gốc tự do có hại trong cơ thể.

+ Liều lƣợng và phạm vi sử dụng:
Trong tự nhiên có nhiều trong các quả họ cam. Axit ascorbic dùng trong
thực phẩm ở dạng tinh thể màu trắng, 1g tan trong 3, 5ml nƣớc hay trong 30ml
ethanol, không tan trong dầu mỡ. Sau khi đƣợc hút ẩm bởi axit sulfuric trong 24
giờ khơng đƣợc chứa ít hơn 99% axit ascorbic.
Nhu cầu trung bình là 50-100mg/ngày, nếu thiếu vitamin C thành mạch
máu kém bền chắc, dễ chảy máu chân răng, giảm sức đề kháng. Nhƣng không
nên dùng quá 500mg/ngày để tránh tác hại do vitamin C liều cao gây nên. Vì
vậy khi sử dụng vitamin C cần lƣu ý những điểm sau:
- Nếu dùng liều cao trên 1000mg/ngày sẽ làm rối loạn tiêu hóa, gây tiêu
chảy, rát dạ dày, gây hiện tƣợng thừa sắt, giảm độ bền hồng cầu, giảm khả năng
diệt khuẩn của bạch cầu, viêm bàng quang, viêm đƣờng tiết niệu do axit
ascorbic.
- Nếu dùng trên 2000mg/ngày gây mất ngủ, tạo sỏi oxalat, ức chế bài tiết
insulin, tăng huyết áp, tổn thƣơng thận do tăng tổng hợp corticoid và
catecholamin.
- Đối với nhiều loại vitamin C dƣới dạng viên sủi, ngồi hàm lƣợng
1000mg vitamin C, cịn có 243mg muối ăn, đƣợc hình thành sau phản ứng sủi
bọt, nên không dùng cho ngƣời suy thận, những ngƣời kiêng ăn muối (tăng
huyết áp).
- Một số loại viên sủi C cịn chứa thêm thành phần muối khống canxi
500mg, nên không đƣợc dùng cho ngƣời bị bệnh sỏi thận.

23


- Nhu cầu vitamin C mỗi ngày: từ sơ sinh đến 3 tuổi là 25-30mg, từ 4 đến
18 tuổi là 30-40mg, ngƣời lớn trung bình là 45mg, khơng đƣợc dùng thừa vì sẽ
làm hấp thu thừa sắt gây hại, đồng thời làm giảm hấp thu đồng, niken làm cho
xƣơng chậm phát triển, dễ biến dạng.

- Đối với phụ nữ mang thai nhu cầu vitamin C là 50mg, khi nuôi con bú là
70mg. Nếu dùng thừa có khả năng gây dị tật bẩm sinh ở trẻ.
- Dùng vitamin C thƣờng xuyên có thể làm cơ thể quen ( nhƣ uống viên sủi,
ngậm kẹo vitamin C... ) khi không dùng sẽ cảm thấy mệt mỏi. Vì những lý do
trên khơng nên coi vitamin C là một thuốc bổ dùng không giới hạn, đặc biệt là
trẻ em và phụ nữ mang thai. Những trƣờng hợp cần thiết dùng liều cao phải do
thầy thuốc chỉ định và chỉ dùng trong thời gian ngắn. Vitamin C (axit ascorbic)
cũng nhƣ các loại thuốc khác vừa có tác dụng chữa bệnh vừa có những tác dụng
phụ ảnh hƣởng đến sức khỏe. Sử dụng thuốc đúng bệnh, đúng liều là điều cần
lƣu ý.
2.2.2 Axit citric
+ Nguồn gốc
Axit citric là một axit hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo quản tự nhiên và
cũng đƣợc sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nƣớc ngọt.
Trong hóa sinh học, nó là tác nhân trung gian quan trọng trong chu trình axit
citric và vì thế xuất hiện trong trao đổi chất của gần nhƣ mọi sinh vật. Nó cũng
đƣợc coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt mơi trƣờng và đóng vai trị của chất
chống ôxi hóa.
Axit citric tồn tại trong một loạt các loại rau quả, chủ yếu là các loại quả
của chi Citrus. Các lồi chanh có hàm lƣợng cao axit citric; có thể tới 8% khối
lƣợng khô trong quả của chúng (1,38-1,44 gam trên mỗi aoxơ nƣớc quả). Hàm
lƣợng của axit citric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 mol/l đối
với các loài cam và bƣởi chùm tới 0,030 mol/l trong các loài chanh. Các giá trị
này cũng phụ thuộc vào các điều kiện mơi trƣờng gieo trồng.
+ Tính chất
Ở nhiệt độ phòng, axit citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại
dƣới dạng khan (khơng chứa nƣớc) hay dƣới dạng ngậm một phân tử nƣớc
(monohydrat). Dạng khan kết tinh từ nƣớc nóng, trong khi dạng monohydrat
hình thành khi axit citric kết tinh từ nƣớc lạnh. Dạng monohydrat có thể chuyển
hóa thành dạng khan khi nung nóng tới trên 74 °C. Axít citric cũng hịa tan trong

etanol khan tuyệt đối (76 phần axit citric trên mỗi 100 phần etanol) ở 15 °C.
24


Về cấu trúc hóa học, axit citric chia sẻ các tính chất của các axit cacboxylic
khác. Khi bị nung nóng trên 175 °C, nó bị phân hủy để giải phóng dioxid cacbon
và nƣớc.
+ Liều lƣợng và phạm vi sử dụng:
Axit citric dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh khan hoặc ngậm một
phân tử nƣớc, không màu, không mùi. Loại khan phải chứa khơng ít hơn 99, 5%
axit citric, 1g axit citric tan trong 0,5ml nƣớc hoặc trong 2ml ethanol.
Ở liều lƣợng cao (1380mg/kg thể trọng) trên chó khơng thấy hiện tƣợng tổn
thƣơng thận. Với chuột cống trắng, liều lƣợng 1,2% trong thức ăn hàng ngày,
không ảnh hƣởng đến máu và tác động nguy hại gì đến các bộ phận trong cơ thể,
khả năng sinh sản, …mà chỉ hơi ảnh hƣởng đến răng so với chuột đối chứng.
Axit citric: INS: 330. ADI: CXĐ.
Liều lƣợng: sữa lên men (nguyên kem) ML: 1500.
Sữa lên men (nguyên kem), có xử lý nhiệt sau lên men ML: GMP Chức
năng: điều chỉnh độ axit, chống oxy hóa, tạo phức kim loại.
2.2.3 Axit tartaric (aicd tartric)
+ Nguồn gốc
axit Tartaric là một axit hữu cơ có dạng tinh thể màu trắng. Nó có trong
nhiều lồi thực vật, đặc biệt là nho, chuối và là một trong các axit chính đƣợc
tìm thấy trong rƣợu vang. Nó đƣợc thêm vào các loại thực phẩm khác để cung
cấp cho một hƣơng vị chua, và đƣợc sử dụng nhƣ chất chống oxy hóaxit Các
muối của axit tartaric đƣợc gọi là tartrates. Nó là một dẫn xuất dihydroxyl axit
succinic.
+ Tính chất
Axit tartaric dùng trong thực phẩm ở dạng bột không màu, trong suốt,
khơng mùi, có vị chua, 1g tan trong 0,8ml nƣớc hoặc trong 3ml ethanol. Sau khi

sấy khô đến trọng lƣợng khơng đổi ở 105oC khơng chứa ít hơn 99, 5% axit
tartaric.
+ Cơ chế:
Axit tartaric đƣợc sử dụng để ngăn chặn các ion đồng (II) phản ứng với các
ion hydroxit trong việc chuẩn bị đồng (I) oxit. Oxit đồng (I) là một chất rắn màu
đỏ nâu, và đƣợc sản xuất bởi việc giảm muối Cu (II) với một aldehyde, trong
một dung dịch kiềm.

25