Sử dụng phụ gia thực phẩm đúng cách ( Phần 2)

PHỤ GIA DINH DƯỠNG: 

a.   Vitamin A:

Hiện nay, người ta biết hai dạng vitamin quan trọng của nhóm vitamin A là vitamin A1 và vitamin A2. Vitamin A1 và vitamin A2 tồn tại dưới một số dạng đồng phân hình học nhưng chỉ một số dạng là có hoạt tính sinh lý

Đơn vị và nhu cầu:

Năm 1960, tổ chức y tế thế giới (WHO) đã quy định về đơn vị quốc tế (IU: international unit) của vitamin A và tiền vitamin A như sau:
1IU = 0. 000344 mg All – trans vitamin A acetate.
= 0. 0003 mg All – trans vitamin A.
= 0. 0006 mg All – trans beta carotene.

Vitamin A là một yếu tố rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Thiếu vitamin A sẽ gây nên tình trạng suy dinh dưỡng protein ở trẻ em, quáng gà tiến tới viêm kết mạc rồi dẫn đến khô mắt, loét giác mạc. Ở da và niêm mạc có dấu hiệu rất khác nhau như khô và sừng hóa da. Yêu cầu hàng ngày cho phép là 5000 IU.

Nguồn cung cấp:

Vitamin A có trong thực phẩm có nguồn gốc từ động vật như: gan cá biển, gan gấu trắng, gan bò, lòng đỏ trứng, …cũng như một số thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật ở dưới dạng các carotenoid như  – carotene.

Tính chất:

Vitamin A là chất kết tinh lăng trụ, màu vàng, nóng chảy ở nhiệt độ 62 – 64oC. Phổ hấp thụ trong tia tử ngoại là max = 324 – 325nm. Vitamin A có thể bị ảnh hưởng xấu bởi oxy hay không khí, ánh sáng và nhiệt độ. Sự ẩm ướt và độ ẩm không khí cao sẽ làm tăng các hiệu ứng. Vì vậy, sự hư hỏng có thể được giảm đáng kể khi tách nó khỏi nguồn oxy hay hơi ẩm và sự hiện diện của chất chống oxy hóa cùng với việc bảo quản ở nhiệt độ thấp.

Các dạng thương mại:

Ngày nay, vitamin A là một phụ gia dinh dưỡng được sử dụng hầu hết ở dạng tổng hợp như reinol acetate hay retinol palmitate. Hai dạng này cũng tốt như retinol được phép sử dụng trong thực phẩm.

Vitamin có thể thu được ở dạng tinh thể. Vitamin có tính ổn định và tính có thể trộn lẫn với các loại thực phẩm mà nó được bổ sung.

Độc tính:

Theo underwood (1984), với liều lượng 300. 000 IU đối với trẻ em hoặc 100.000 IU đối với trẻ em dưới 7 tuổi có thể gây ngộ độc cấp tính. Chứng nhức đầu, buồn nôn, nôn mửa, biến ăn, chóng mặt, hoa mắt và vài triệu chứng liên hợp do thừa vitamin A. Khi ta giảm bớt tạm thời lượng vitamin trong khẩu phần hàng ngày sẽ tránh được các triệu chứng này.

Liener (1975) đã báo cáo rằng nếu sử dụng liều lượng 1. 500. 000 g retionol hoặc 5. 000. 000 IU trong vài tháng có thể dẫn đến tử vong.

b.   Vitamin E:

Ngày nay, người ta đã nhận được 8 tocopherol có nguồn gốc tự nhiên và có hoạt  tính vitamin E, trong đó có 6 hợp chất thuộc  dẫn xuất toco và 2 hợp chất thuộc dẫn xuất tocotrienol. Tất cả các chất này đều chứa nhân chroman (benzopyran).

Đơn vị và nhu cầu: nhu ầu bình thường của con người về vitamin E là 5 – 15 IU/ngày. Khi thiếu vitamin E vì một lý do nào đó có thể dẫn  đến thay đổi  trên hệ thần kinh, hệ hống sinh sản , hệ tim mạch.

Nguồn cung cấp: vitamin E có nhiều trong sản phẩm thực vật như các hạt ngũ cốc, một số loại đậu đặc biệt là hạt nảy mầm, dầu thực vật.

Độc tính: các tocopherol không có độc tính. Lượng lấy vào trên 1000IU trong một ngày chỉ ảnh huởng ít đến sức khỏe như các triệu chứng về dạ dày, ruột, các chứng viêm da và mệt  mỏi. Không có tai hại bất ngờ xảy ra được bó cáo khi dùng quá liều vitamin E.

c.   Vitamin C:

Đơn vị và nhu cầu: U. S RDA cho là 60mg. Thiếu vitamin C sẽ mắc bệnh hoại huyết.
Nguồn cung cấp: được tìm thấy ở  nhiều  trái cây và rau quả, đặc biệt là quả của cây tầm xuân, bông cải, khoai tây, cải bắp (lá xoăn) và các sản phẩm của họ citrus.

Tính chất: là những tinh thể không màu hay bột kết tinh trắng hoặc hơi vàng, không mùi, vị chua, dễ tan trong nước, trong ethanol 95o, thực tế không tan trong eter, chloroform, benzene, dưới tác dụng của ánh sáng thì biến màu dần. Vitamin C có thể làm giảm độc của nhiều chất độc, tăng sức đề kháng của cơ thể.

Độc tính: vitamin C không liên quan đến độc tố. Vài hiệu ứng có hại có thể xảy ra khi dùng lặp lại liều quá cao khoảng từ 500mg đến 10g. vài triệu chứng của nó là sự buồn nôn, bệnh tiêu chảy, rối loạn dường ruột, giảm khả năng h6p1 thu đồng … không có tai nạn nào xảy ra do dùng quá liều vitamin C được công bố.

2. CÁC CHẤT KHOÁNG ĐA LƯỢNG VÀ VI LƯỢNG:

Có ba chất khoáng đa lượng là Ca, Mg, P và sáu chất khoáng vi lượng là Cu, I, Fe, Mn, Zn được dùng phổ biến nhất như là các phụ gia dinh dưỡng. Các phụ gia khoáng được dùng ở dưới dạng muối, vài chất khác ở dạng đơn chất.

a.   Canxi: 

Canxi cần thiết cho sự tạo xương, tham gia vào quá trình co rút cơ, đông máu, truyền xung thần kinh. Vitamin D và pH acid làm tăng khả năng hấp thu canxi. Khẩu phần ăn nhiều protein làm giảm hấp thu canxi. Acid Phytic, acid béo no, acid oxalic cũng làm giảm khả năng hấp thu canxi.

US. RDA cho canxi là 1000mg. Lượng canxi lấy vào là tỷ lệ canxi/photpho, đối với người lớn là 1: 1; trẻ em dưới 7 tuổi là 1: 0, 7. Các dạng canxi được phép cho vào thực phẩm như là phụ gia dinh dưỡng như: canxi cacbonat; canxi clorua;    canxi citrate; canxi glycerophotphat; canxi hydroxyt; canxi oxit; canxi mono – ,  di – , tri – photphat; canxi pyrophotphat; canxi sunfat.

b.   Photpho:

Nguyên tố này hiện diện phổ biến trong cơ thể người. Cùng với canxi, photpho đóng vai trò quan trọng đối với xương. Photpho cũng hiện diện trong thức ăn nên nó không được sử dụng là phụ gia dinh dưỡng ngoại trừ thức ăn cho trẻ em dưới 7 tuổi; U. S RDA cho chất khoáng này là 1g.

c.   Magie:

Giống như photpho, magie là một nguyên tố có mặt ở khắp nơi nên được cung cấp nhiều trong thức ăn. Sự thiếu magie rất hiếm ngoại trừ hiện tượng bệnh lý; U. S RDA cho magie là 400mg. Sự thiếu magie có thể dẫn đến bệnh về tim mạch.

d.   Sắt:

Sắt là một thành phần thiết yếu của cơ thể, có chức năng chính là vận chuyển oxi. Thiếu sắt sẽ dẫn đến bệnh thiếu máu  U. S RDA cho sắt là 18mg. Acid phytic, chất xơ, photphat, polyphenol, vài protein và các acid hữu cơ có thể làm giảm sự hấp thu sắt. Trong khi đó, vitamin C và vài acid amin lại làm tăng hấp thu sắt.

e.   Kẽm:

Kẽm là một yếu tố cần thiết cho đời sống con người, động vật, thực vật. Hoạt tính sinh học của kẽm ở thức ăn có nguồn gốc từ động vật cao hơn từ thực vật. U. S RDA cho kẽm là 15mg.

II.   Phụ gia chống vi sinh vật:

1.   ACID BENZOIC VÀ CÁC MUỐI BENZOATE:

Trong tự nhiên, acid benzoic được tìm thấy ở các loại cây như: mận, quế và hầu hết các quả mọng. Acid bezoic và muối natri của nó từ lâu đã được sử dụng để ức chế sự phát triển của vi sinh vật.

Tính chất:
Muối natri benzoate ở dạng hạt trắng, không mùi và khó bị phân hủy hay ở dạng bột tinh thể có vị ngọt, tan được trong nước (66g/100ml ở 20oC) và trong ethanol (0, 81g/100ml ở 15oC).
Aid benzoic có dạng tinh thể không màu, dễ tan trong rượu và ether, ít tan trong nước hơn muối natri benzoate (ở nhiệt độ phòng tan không quá 0, 2%). Do tính chất này mà muối benzoate được sử dụng nhiều hơn.

a.    Khả năng  chống vi sinh vật:

Mục đích của việc sử dụng acid benzoic và muối benzoate là chống nấm men và nấm mốc.

Đối với acid bezoic: hầu hết nấm men và nấm mốc có thể bị kiểm soát ở nồng độ acid 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 hư hỏng  thực phẩm đòi hỏi nồng độ cao hơn rất là nhiều. Acid này có tác dụng ức chế mạnh với nấm men và nấm mốc nhưng tác dụng yếu đối với vi khuẩn. Tác dụng bảo quản chỉ xảy ra ở môi trường acid có pH = 2, 5 – 3, 5.

Đối với các muối benzoate: các muối này có tác dụng bảo quản tốt nhất ở    pH = 2, 5 – 4 và kém nhất ở pH > 4, 5.

Đến nay, cơ chế tác dụng của acid benzoic vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn. Một vài nhà nghiên cứu  cho rằng acid bezoic có tác dụng ức chế sự hấp thụ amino acid trong nấm mốc và vi khuẩn. Các muối benzoate cũng ức chế các enzyme trong tế bào vi khuẩn.

Nhược điểm dùng acid benzoic hoặc muối benzoate trong bảo quản các sản phẩm là có thể làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm.

b.   Quy định sử dụng:

Acid benzoic
INS: 210.
ADI: 0 – 5.
Liều lượng:
Sữa lên men (nguyên kem) có xử lý nhiệt su lên men ML = 50

Các muối benzoate:

Calcium benzoate:   INS: 213.
ADI: 0 – 5.
Liều lượng: Sữa lên men (nguyên kem) có xử lý nhiệt sau lên men   ML: 50.

Methyl p – hydroxybenzoate: INS: 218
ADI: 0 – 10
Liều lượng:   pho mat: ML: 500
tính theo p – hydroxybenzoic.

Ehyl p – hydroxyl benzoate
INS: 214
ADI: 0 – 10
Liều lượng: các sản phẩm tương tự pho mát     ML: 500
Thức ăn tráng miệng có sữa     ML: 120
Margarine và các sản phẩm tương tự      ML: 1000

c.   Độc tính:

Các muối benzoate có độc tính thấp đối với con người và động vật. Ở người liều lượng gây độc qua da là 6mg/kg thể trọng. Tuy nhiên, đối với liều lượng 5 – 10g trong  vài ngày thông qua đường miệng vẫn không gây ra ảnh hưởng bất lợi nào đối với cơ thể. Đó là do con người và động vật có cơ chế giải độc rất tốt đối với các muối benzoate.

Những hợp chất này kết hợp với glycin trong gan để tạo thành acid hippuric và được thải ra ngoài qua nước tiểu. Cơ chế này loại bỏ 65 – 95% acid benzoic từ các thực phẩm được đưa vào cơ thể. Các muối benzoate còn lại trong cơ thể sẽ được giải độc bằng con đường kết hợp với acid glucoronic.

2.   ACID SORBIC VÀ MUỐI SORBATE:

Công thức hóa học: CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH.
Acid sobic là bột tinh thể trắng, tan không đáng kể trong nước lạnh (0,16g/100ml ở 20oC) và tan dễ hơn trong nước nóng (ở 100oC tan 3, 9%), có vị chua nhẹ.

a.   Hoạt tính chống vi sinh vật:

Hoạt tính chống vi sinh vật của acid sorbic thể hiện mạnh nhất khi hợp chất ở trạng thái không phân ly, pKa của acid sorbic là 4, 75; vì vậy, hoạt tính chống vi sinh vật thể hiện mạnh nhất ở pH thấp và về cơ bản không tồn tại ở pH > 6 – 6,5 Nồng độ ức chế tối thiểu của acid sorbic ở dạng phân ly và không phân ly đối với vài giống vi khuẩn và nấm men đã được xác định vào năm 1983 (Eklund).

Cả hai hình thức này đều thể hiện sự ức chế nhưng acid dạng không phân ly có hiệu quả hơn dạng còn lại 10 – 60 lần. Tuy nhiên, ở pH > 6 acid dạng phân ly lại có hiệu quả hơn dạng không phân ly.

Một số chủng nấm men có khả năng chống chịu acid sorbic và các muối sorbate. Điều này được giải thích là do ở nồng độ cao acid sorbic có khả năng kìm hãm sự phát triển và quá trình trao đổi chất của nấm men nhưng acid này ở nồng độ thấp lại bị nấm men chuyển hóa.

Người ta cho rằng sự giảm hoạt tính của các muối sorbate 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 lửa hay các hydrocacbon. Bên cạnh đó, cũng có một số giống nấm mốc có khả năng chống chịu acid sorbic. 

Thực nghiệm chứng tỏ mật độ nấm mốc ban đầu lớn cũng có khả năng làm giảm hoạt tính của acid sorbic trong phó mát. Qua đó, ta thấy rằng acid 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 như: bảo quản rau quả muối chua. Các nguyên liệu này được bảo quản bằng acid sorbic vẫn đảm bảo vi khuẩn lactic phát triển và lên men được.

b.   Cơ chế kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật:

Cơ chế này được giải thích một phần là do tác dụng của acid sorbic lên hệ enzyme trong tế bào vi sinh vật. Người ta cho rằng acid sorbic kìm hãm sự hoạt động của enzyme dehydrogenase có liên quan trong quá trình oxy hóa acid béo. Sự bổ sung aicd sorbic dẫn đến sự tích lũy các acid béo không no mà các acid này là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hóa các acid 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. Acid sorbic cũng kìm hãm các enzyme sulfhydryl. Những enzyme này đóng vai trò 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 thông 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 acid ưa béo như acid sorbic còn can thiệp vào sự vận chuyển các chất qua màng tế bào chất.

c.   Quy định sử dụng:

Hiệu quả chống vi sinh vật của muối sorbate phụ thuộc vào các yếu tố như: 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.

Acid sorbic:   INS: 200
ADI: 0 – 25.
Liều lượng: sữa và sữa bơ  ML: 1000.
Đồ uống có sữa, hương liệu hoặc lên men ML: 300.
Sữa lên men (nguyên kem) ML: 300.
Các loại pho mát   ML: 3000.

Các muối sorbate:

Calcium sorbate: INS: 203.
ADI: 0 – 25.
Liều lượng: Đồ uống có sữa    ML: 300.
Sữa lên men (nguyên kem)  ML: 300.
Các loại pho mát    ML: 3000.

Potassium sorbate:    INS: 337
ADI: 0 – 25.
Liều lượng: Sữa chua uống, sữa đặc có đường  ML: 300
Pho mat   ML: 3000.


d.   Độc tính:
Acid sor bic được xem là chất bảo quản chống vi sinh vật ít độc hại nhất thậm chí ở mức độ vượt quá liều lượng sử dụng thông thường trong các sản phẩm thực phẩm.

3.   CÁC ACID HỮU CƠ MẠCH NGẮN:

a.   Acid acetic và muối acetate:

Acid acetic (pKa = 4, 75) và các muối của nó được sử dụng rộng rãi với vai trò chất tạo vị chua và chất chống vi sinh vật. Acid acetic chống nấm men và vi khuẩn có hiệu quả hơn chống nấm mốc. Hoạt tính của acid acetic phụ thuộc vào các yếu tố: sản phẩm thực phẩm, môi trường và tế bào vi sinh vật

b.   Acid lactic:

Có vai trò 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, acid lactic thể hiện hoạt tính cao gấp 4 lần so với các acid khác như: malic, citric, propionic và acid acetic. Dựa trên nồng độ mol, pH và hoạt tính của các acid ở dạng không phân ly, acid lactic là một trong những acid hữu cơ ức chế sự phát triển của Yersinia enterocolitica hiệu quả nhất.

INS: 270
ADI: CXĐ
Liều lượng: Sữa lên men (nguyên kem)     GMP
Bơ và bơ cô đặc    GMP.

c.   Acid citric:

Acid citric không được sử dụng trực tiếp với vai trò là chất  chống vi sinh vật. Nó thể hiện một số hoạt tính chống một số nấm mốc và vi khuẩn. Acid citric ở nồng độ 0, 75% thể hiện khả năng ức chế nhẹ sự phát triển nhưng ức chế mạnh sự sinh tổng hợp các toxin của loài Aspergillus parasiticus. Với loài Aspegillus versicolor nồng độ trên có thể kìm hãm sự phát triển nhưng để ức chế sự sinh tổng hợp các toxin thì chỉ cần nồng độ 0, 25%. Trái lại, acid citric 0, 75% không ảnh hưởng đến sự phát triển và sự tạo ra toxin của loài Penicillium expansum.

Người ta nghiên cứu và thấy rằng acid citric có khả năng ức chế Samonella mạnh hơn acid lactic và acid hydrochloric.

d. Propionic acid:   
INS: 280
ADI: CXĐ
Liều lượng: Pho mát đã chế biến    ML 3000

4. MỘT SỐ CÁC CHẤT KHÁC:

Calcium formate:
INS: 238
ADI: CXĐ
Liều lượng: Các loại pho mát    Ml: 3000

Hexamethylen tetramine;
INS: 239
ADI: 0 – 0, 15
Liều lượng: Các loại pho mát   ML: 600

Potassium Nitrate
INS: 252
ADI: 0 – 3, 7
Chức năng: bảo quản, ổn định màu
Liều lượng: Pho mát     ML: 37