Phụ gia và tác dụng của các chất phụ gia

CHƯƠNG 11 PHỤ GIA VÀ TÁC DỤNG CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.1 KHÁI NIỆM: - Chất phụ gia thực phẩm là những chất, hợp chất hóa học được đưa vào trong quá trình chế biến, đóng gói, BQTP nhằm làm tăng chất lượng thực phẩm hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm thực phẩm mất an toàn. - Kỹ thuật sử dụng các chất phụ gia thực phẩm ngày càng được hoàn thiện và càng đa dạng hóa. - Hiện nay có đến 2500 chất phụ gia khác nhau được đưa vào TP nhưng có nhiều chất không được kiểm soát chặt chẽ gây nên những hậu quả nghiêm trọng. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.1 Các chất bảo quản: Thường là các chất hóa học được bổ sung vào nhằm mục đích kéo dài thời gian sử dụng của TP bằng cách ngăn chặn hay kìm hãm sự phát triển của VSV. Các chất phụ gia tiêu biểu của nhóm này là axit bezoic và các muối Na, K,Ca của nó; axit sobic và các muối Na, K,Ca của nó; nitrat và nitric... Axit benzoic Axit sorbic 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.2 Các chất chống oxy hóa: Các chất này được bổ sung nhằm mục đích ức chế hoặc làm chậm quá trình ôi khét do sự oxi hóa chất béo có trong TP gây ra (đặc biệt là dầu ăn). Một số chất được sử dụng để ngăn chặn quá trình sẫm màu các loại rau quả và dưới tác dụng của enzyme. Danh sách các chất chống oxy hóa của Khối thị trường chung Châu Âu gồm 14 chất, trong đó 5 chất là axit ascorbic và các dẫn xuất của nó, 4 chất là tocopherol tự nhiên hay tổng hợp (vitamin E). Cả 9 hợp chất này đều được ghi nhận là mang tính chất của vitamin, do đó là các chất dinh dưỡng cần thiết. Ngược lại, 5 hợp chất còn lại đều có bản chất phenol:  BHA (butyl hydro anosol): - BHA là bột màu trắng, dễ tan trong glycerid và các dung môi hữu cơ khác, không tan trong nước, có mùi phenol. - Hoạt tính của BHA có thể bị mất ở nhiệt độ cao (nướng hoặc sấy). - BHA tác dụng với KL kiềm cho sản phẩm màu hồng. - BHA ít độc, ở người với liều lượng 50-100mg/kg thể trọng sẽ được đào thải ra ngoài qua nước tiểu. Ở chuột, liều lượng gây chết là 2000mg/kg thể trọng.  BHT (butyl hydro toluen ): - Có tính chất tương tự BHA nhưng có hoạt tính kém hơn nhưng lại bền nhiệt hơn. Liều lượng gây chết ở chuột là 1000mg/kg thể trọng.  BHA và BHT thường được dùng để bảo quản dầu.  Các hợp chất galat: propyl galat, octyl galat và dodecyl galat: Những hợp chất này tan trong nước và ít tan trong chất béo nên được ứng dụng nhiều trong thực phẩm. Chúng ít độc, được hấp thụ qua đường tiêu hóa và thải ra ngoài theo nước tiểu. Liều lượng gây chết ở chuột là 1700 – 3800 mg/kg thể trọng. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.3 Các chất tạo nhũ, chất ổn định và chất tạo cấu trúc: - Các chất này có tác dụng cải thiện tính đồng nhất, tính ổn định và cấu trúc của nhiều sản phẩm thực phẩm. - Hiện nay có khoảng 38 chất hay nhóm chất được sử dụng dưới các tên khác nhau. - Về độc tính, các chất này không có 1 điểm chung nào và tính độc không tuân theo 1 trật tự nào. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.4 Các chất màu: Các chất này có tác dụng làm tăng chất lượng thị giác của thực phẩm. Chúng là các chất màu tự nhiên được chiết tách từ thực vật hay những chất màu tổng hợp. Các chất màu tự nhiên: Các chất màu tự nhiên không được bền như các chất màu tổng hợp và chúng có mùi vị gần giống với nguồn tự nhiên của chúng. Thành phần của các chất màu chiết tách từ cùng 1 nguồn tự nhiên phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố địa lý và khí hậu.  Antocyan: - Là chất có màu đỏ đậm và màu xanh. - Độ bền màu phụ thuộc vào pH môi trường: chúng bền màu ở pH 3,5 và nhạt màu đi ở pH 4,5. - Antocyan có thể bị mất màu khi có mặt axit amin, hoặc có thể bị oxy hóa khi có mặt của axit ascorbic. - Antocyan có nhiều trong các loại rau, quả và hoa. Hiện nay người ta đã tìm được 140 loại antocyan khác nhau.  Carotenoid: Là chất có màu vàng, màu da cam hay màu đỏ. Carotenoid có nhiều trong tế bào thực vật như cà rốt, cà chua đỏ, hạt ngô...Hiện nay người ta đã biết đến 200 loại carotenoid tự nhiên khác nhau.  Chlorophyll: Chlorophyll có màu xanh. Trong các phần xanh của cây chlorophyll không những cho màu xanh mà còn che mờ các chất khác. Chlorophyll có trong diệp lục. Hàm lượng chlorophyll trong cây xanh chiếm khoảng 1% chất khô. Các chất màu nhân tạo: Các chất màu tổng hợp có nhiều tính chất khác nhau. Hiện nay, có khoảng 160 – 180 loại phẩm màu hữu cơ tổng hợp đang được sử dụng trên thế giới. Khi lựa chọn bổ sung vào thực phẩm, phải tuân thủ theo các yêu cầu sau đây: - Không có tính độc. - Không gây ung thư. - Các sản phẩm chuyển hóa (nếu có) của các chất màu phải không có tính độc. -Không được chứa các tạp chất sau: + Crom, selen, uran. + Một số chất thuộc nhóm hydrocarbon thơm. + Thủy ngân, cadimi. + Asen, chì và các kim loại nặng. Một điều cần lưu ý là các chất màu sử dụng thường không gây ngộ độc cấp tính. Độc tính được hình thành do quá trình tích lũy, do đó, việc xác định độc tính của chúng tốn rất nhiều công sức. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.5 Các chất tạo hương: Đây là nhóm chất quan trọng nhất trong số các chất phụ gia. Hương liệu là chất làm thơm không thể thiếu được trong các sản phẩm. Nó không chỉ làm tăng giá trị cảm quan mà còn cho biết đặc điểm của từng sản phẩm. Tùy loại sản phẩm mà người ta chọn hương liệu thích hợp. Hương liệu có nhiều dạng: - Hương liệu tự nhiên như: hương cam, chanh, táo, quế, hồiđược trích từ vỏ, quả, rễ cây bằng cách ngâm cồn rồi đem chưng cất. - Hương liệu tổng hợp là hương liệu tạo thành bằng các phương pháp tổng hợp hóa học (chủ yếu là este, aldehyd). - Hương liệu thường là chất thơm dưới dạng tinh dầu, dễ bay hơi, dễ bị oxy hóa do tác dụng của không khí nên thành phần dễ bị biến đổi nếu bảo quản và sử dụng không đúng cách. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.6 Các chất điều vị:  Chất tạo vị chua: Để tạo cho sản phẩm có vị chua dịu hoặc dùng bảo quản người ta thường dùng axit citric. Ngoài ra còn dùng axit tartric, acxit lactic. - Axit citric (C6H3O7. H2O) được dùng phổ biến nhất vì nó có vị chua dịu như chanh tự nhiên, ngon hơn các axit khác. Thường sử dụng để sản xuất kẹo, nước giải khát hoặc để bảo quản thực phẩm. - Axit tartric (C6H3O6) có nhiều trong quả nho, mùi của nó thích hợp để sản xuất rượu mùi. - Axit lactic (-CH3CHOH-COOH-): được hình thành từ các sản phẩm sữa lên men trong sản xuất yaourt - Axit acetic: (CH3COOH): dùng với liều lượng thích hợp sẽ tạo được vị chua, tăng cảm giác ngon hơn, dùng được nhiều hơn. Tuy nhiên nếu lạm dụng sẽ ảnh hưởng đến dạ dày. Chất tạo vị ngọt:  Bột ngọt: Còn gọi là mì chính. Về mặt hóa học, nó là một muối của axit amin Glutamic và nguyên tố Natri, có tên tiếng Anh là mono sodium glutamate, hay được viết tắt là MSG. Glutamate có nhiều trong phân tử chất đạm (protein) trong cơ thể động, thực vật. Tuy nhiên, chỉ những glutamate ở dạng tự do mới có tính chất tăng cường mùi vị. Bột ngọt là một chất tự giới hạn, do đó cho nhiều hơn không chắc là ngon hơn. Ngoài ra, trong bột ngọt, lượng natri chiếm khoảng 13%, ăn bột ngọt nhiều đồng nghĩa với ăn nhiều natri, không tốt cho sức khỏe; chưa kể một số người có thể bị triệu trứng nóng rát ở cổ, người bần thần, khi ăn thức ăn có nhiều bột ngọt. Mặc dù bột ngọt từ lâu đã được coi là phụ gia an toàn, nhưng cũng không nên lạm dụng nhất là trong các thức ăn dành cho trẻ em. Chất làm ngọt:  Chất ngọt tự nhiên: Là chất ngọt dinh dưỡng không độc hại, liều lượng sử dụng không hạn chế; trừ những người bị tiểu đường và béo phì. Các chất ngọt tự nhiên bao gồm các loại đường: saccharose, fructose, glucose, maltose, mật ong.... Các chất ngọt nhân tạo: Các chất này có vị ngọt đậm, nhưng không mang hoặc mang lại rất ít năng lượng. Những chất này rất có ích đối với những người bị bệnh tiểu đường và thích vị ngọt nhưng không muốn phải hấp thụ nhiều năng lượng. Tiêu biểu như: sacarin, aspartam và cyclamat. - Cyclamat (C12H24CaN2O6S2.2H2O): không ngọt bằng sacarin, tuy nhiên nó thường được dùng để kết hợp với sacarin để che vị đắng của sacarin. Có độ ngọt gấp 30 lần saccharose. Cyclamat sau khi vào cơ thể sẽ được chuyển hóa và bài tiết ra khỏi cơ thể. Liều lượng chấp nhận là 11mg/kg thể trọng. - Sacarin (C7H5NO3S): là chất tạo ngọt được sử dụng lâu đời nhất. Có độ hòa tan là 1g/290ml nước. Sacarin tinh khiết có độ ngọt gấp 700 lần saccharose, nhưng sacarin thương phẩm chỉ có độ ngọt gấp 300 – 500 lần do có lẫn tạp chất, và đây cũng là nguyên nhân làm cho sacarin thường có hậu vị đắng. Chúng rất khó hấp thụ vào người, một phần nó được thải ra ngoài qua cơ quan bài tiết, nhưng những nghiên cứu ảnh hưởng dài hạn trên chuột cho thấy sacarin gây ra hiện tượng ung thư bọng đái và rất nhiều rối loạn khác. Liều lượng chấp nhận là 2,5mg/kg thể trọng. - Aspartam(C14H18N2O5 ):có độ ngọt gấp 200 lần saccharose, nó là hợp phần của 2 axit amin là aspartic và phenylalanin. Liều lượng cho phép là 40mg/kg thể trọng. 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.7 Các chất protein được sử dụng làm chất phụ gia: Gần đây người ta mới phát triển việc sử dụng protein thực phẩm bổ sung vào thức ăn do các đặc tính lý thú của nó, như lysozym tách chiết từ lòng trắng trứng được sử dụng làm tác nhân bảo quản, chất sát trùng trong 1 số thực phẩm... 11.2 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.2.8 Các chất khác: - Các chất điều chỉnh độ axit (axit hay bazơ) được bổ sung vào để điều chỉnh pH của nước uống và các chất bảo quản rau quả. - Các chất chống đông tụ được bổ sung vào để duy trì tính lỏng của dịch. - Các tác nhân chống tạo bọt. - Các tác nhân xử lý nhằm làm tăng khả năng nở của bột mì. 11.3 ÍCH LỢI CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA: 1. An toàn hơn, đảm bảo dinh dưỡng hơn: - Khi sử dụng các chất chống VSV sẽ cho phép ta BQ được thực phẩm tránh khỏi sự phá hủy bởi VSV. - Các chất chống oxy hóa sẽ làm giảm sự nguy hại do các độc chất được tạo thành từ quá trình oxy hóa thực phẩm. - Nếu cho vào thực phẩm các chất dinh dưỡng sẽ làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. 2. Khả năng lựa chọn các loại thực phẩm sẽ cao hơn: - Hiện nay trong siêu thị người ta ước tính có tới 20.000 chủng loại thực phẩm khác nhau. Việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm cho phép tạo ra rất nhiều chủng loại thực phẩm khác nhau, tạo ra những thực phẩm thuận tiện cho nhiều yêu cầu của nhiều đối tượng khác nhau như các thực phẩm ăn liền, thực phẩm nghèo carbon, thực phẩm ăn kiêng, thực phẩm cho người có chế độ dinh dưỡng đặc biệt... 3. Giá cả thực phẩm sẽ rẻ hơn: Do đặc tính ưu việt của 1 số chất phụ gia khi ta đưa vào sản phẩm thực phẩm sẽ làm giảm giá thành sản phẩm. 11.4 TÁC DỤNG ĐỘC CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.4.1 Độc tính của các chất bảo quản:  Độc tính của axit sorbic (C6H8O2)và các muối của nó: - Khi hấp thu 1 lượng lớn axit sorbic sẽ gây ra sự nở to của gan và thận. - Sản phẩm chuyển hóa của a.sorbic trong thực phẩm được bổ sung là vấn đề đáng được quan tâm. A.sorbic có thể phản ứng với các axit có mặt trong thực phẩm, đặc biệt là phản ứng với axit nitrơ HNO2 và với các sulfit  người tiêu thụ không thể hấp thụ axit sorbic, mà còn cả các sản phẩm cộng tính này nữa. Trong trường hợp này, nó tích lũy trong cơ thể và gây ra sự lệch lạc ở nhiễm sắc thể và có thể gây ung thư. Do đó, không nên sử dụng đồng thời axit sorbic và sulfit hay nitrit làm chất phụ gia trong cùng 1 sản phẩm thực phẩm.  Muối sunfit, natri sunfit (Na2SO3), natri meta bisunfit (Na2S2O5): - Được ứng dụng chống hóa nâu trong rau, quả, làm trắng đường, điều chỉnh lên men rượu vang, rượu táo - SO2 phá hủy Vitamin B1 trong thực phẩm, do đó dẫn tới triệu chứng thiếu vitamin B1. - Nhiều nghiên cứu khác nhau cho thấy việc hấp thụ sunfit với liều lượng thường gặp trong thực phẩm dường như không đặt ra các vấn đề ngộ độc lớn. Tuy nhiên, trong cơ thể sunfit thường được chuyển hóa thành sunfat, do đó ở 1 số người thiếu enzyme sufit oxydase nên nguy cơ ngộ độc do phụ gia này là có thể  Nitrat và nitrit: - Nitrat là những chất rất bền vững và chúng không độc. Ngược lại, nitrit là những chất rất hoạt động và độc. Trong thực phẩm, chúng được dùng như 1 chất phụ gia chủ yếu nhằm mục đích bảo quản thịt, các sản phẩm chế biến từ thịt, cá và 1 số loại phomat. Thực tế chỉ có nitrit là hoạt động, còn nitrat trong môi trường thức ăn chúng bị khử 1 phần thành nitrit. - Hemoglobin là hồng cầu khi kết hợp với nitrite tạo ra Methemoglobin là chất có hại cho cơ thể. Triệu chứng ngộ độc cấp tính xuất hiện nhanh đột ngột: nhức đầu, buồn nôn, chóng mặt, tiêu chảy. Tiếp theo là tím tái, nếu không điều trị kịp bệnh nhân sẽ bị ngạt thở dần, dẫn tới hôn mê và chết. - Nitrite + Amin (là chất đạm đã thủy phân) tạo ra chất nitrosamine là tác nhân gây ung thư. - Ngoài các hiện tượng trên, nitrit còn gây ra 1 số hiệu ứng khác như làm tăng huyết áp, kháng vitamin và gây giả dị ứng thực phẩm với biểu hiện chủ yếu là nổi mề đay và nhức đầu.  Nhóm chất có bản chất phenol: - BHT có thể gây ra sự nở to của tuyến giáp, tổn thương phổi, giảm khả năng đông tụ máu đối với chuột. - BHA và BHT gây ra sự nở to ở gan đối với động vật tùy theo liều lượng và loại động vật.  Formol (CH2O): - Là chất hóa học cấm sử dụng trong thực phẩm, có tính sát trùng mạnh. Được dùng trong y học để bảo quản bệnh phẩm, ướp xác, tránh xác thối rửa vì formol diệt được tất cả các loại vi khuẩn, nấm mốc, nấm men. Có tính chất dai, cứng, cay, nồng, mùi hắc đặc biệt ảnh hưởng đến các giác quan như: mắt, mũi, khô họng. - Formol kết hợp nhóm amin thành những dẫn xuất bền vững đối với các men phân hủy protein, do đó ảnh hưởng đến việc tổng hợp protein cho cơ thể. Formol ăn vào có thể gây khó tiêu, buồn nôn, nôn mữa, viêm loét dạ dày tá tràng, có khả năng gây ung thư.  Hàn the: Acid boric (H3BO3) - Muối Natri borat (Na2B4O7.10H2O)  Ứng dụng: - Trong công nghiệp và đời sống thường sử dụng axit boric để bảo quản gỗ, vải sợi thảm, mũ, xà phòng, các chất mỹ phẩm, sơn, mực in, giấy ảnh, v.v - Dùng để diệt dán và côn trùng cánh cứng. - Trong y tế dùng để làm thuốc săn da và sát trùng, rơ miệng lưỡi - Trong thuốc thú y dùng để diệt khuẩn, nấm mốc dạng bột và dung dịch, chủ yếu dùng ngoài.  Cơ chế và tác hại - Hàn the hấp thu và thải qua nước tiểu 80%, tuyến mồ hôi 3%, qua phân 1%. - Còn lại tích lũy 15% lượng sử dụng không được đào thải. - Đối với cơ thể người acid boric tập trung vào óc và gan nhiều nhất rồi đến tim, phổi, dạ dày, thận, ruột. Thông thường nó là một chất kích thích da, mắt, đường hô hấp; ngoài ra nó có thể làm thoái hóa cơ quan sinh dục, làm suy yếu khả năng sinh sản và gây thương tổn cho bào thai. - Triệu chứng ngộ độc mãn tính: ăn không ngon, rối loạn tiêu hóa, chậm chạp lú lẫn, viêm da, thiếu máu, co giật và rụng tóc. - Người lớn liều 4-5g acid boric/ngày kém ăn và khó chịu. - Trẻ em và sơ sinh nếu uống nhầm acid boric 1-2g/kg thể trọng sẽ chết sau 19 giờ đến 07 ngày. 11.4 TÁC DỤNG ĐỘC CỦA CÁC CHẤT PHỤ GIA 11.4.2 Tác dụng độc của các chất màu: - Gây ảnh hưởng đến sự chuyển hóa của gan. - Nhiều công trình thực nghiệm được tiến hành trên động vật trong 1 thời gian dài với nguồn thức ăn chứa các chất phụ gia là chất màu cho thấy không có biểu hiện gì của khả năng gây ung thư. - Chất màu thường gây 1 số hiện tượng như chứng ngứa, mày đay, phù, hen suyễn, viêm mũi... Tóm lại: Sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng liều lượng, chủng loại, phụ gia thực phẩm nằm trong danh mục không được phép sử dụng sẽ gây hại cho sức khỏe cho con người như: + Ngộ độc cấp tính: khi dùng quá liều qui định. + Ngộ độc mãn tính: do sử dụng thường xuyên, liên tục một chất phụ gia thực phẩm tích lũy trong cơ thể gây tổn thương lâu dài. + Việc sử dụng phụ gia nhất là phụ gia tổng hợp dẫn đến nguy cơ hình thành khối u, ung thư đột biến gen, quái thaivà có thể ảnh hướng đến chất lượng thực phẩm.  Một số lời khuyên cho người sử dụng phụ gia: - Không lạm dụng việc sử dụng phụ gia. - Sử dụng đúng phụ gia cho phép (theo quy định của Bộ Y tế) - Xem kỹ nhãn trước khi sử dụng. - Hàng ngoại nhập phải được cơ quan nhà nước kiểm tra, có kiểm nghiệm chất lượng kèm theo, có nhãn phụ nếu không còn nguyên đai, nguyên kiện. - Cảm quan trước khi cân, đong, đo, đếm. - Sử dụng đúng liều lượng, đúng kỹ thuật  Một số lời khuyên cho người tiêu dùng: - Cần thay đổi thói quen trong việc lựa chọn thực phẩm. Dùng sản phẩm có màu sắc, cấu trúc tự nhiên; không nhất thiết phải dai, giòn mới ngon. - Mua ở những nơi được thông tin là an toàn, xem kỹ nhãn trước khi sử dụng. - Chấp nhận giá cả hợp lý để có sản phẩm tươi tốt, chất lượng cao, an toàn cho sức khỏe.  Sản xuất thành công phụ gia thực phẩm thay thế hàn the: - Các nhà khoa học phòng Nghiên cứu Polyme Dược phẩm, Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã nghiên cứu và sản xuất thành công phụ gia thực phẩm mang tên Chitofood, có nguồn gốc từ thiên nhiên có thể thay thế hoàn toàn hàn the (hoá chất tổng hợp) trong chế biến, bảo quản thực phẩm. - Phó giáo sư, Tiến sỹ Nguyễn Thị Ngọc Tú, Trưởng phòng Polyme Dược phẩm, cho biết loại phụ gia thực phẩm mới này, còn gọi là bột an toàn, có đủ các tác dụng như hàn the nhưng an toàn và không độc hại đối với người. Phụ gia này có tính kháng nấm, kháng khuẩn cao làm thực phẩm lâu bị hỏng, tăng thêm độ dai, giòn, không nhớt, có giá tương đương với các hóa chất tổng hợp nhưng liều dùng lại ít hơn do đó chi phí rẻ hơn. Phụ gia Chitofood tác dụng rất hiệu quả trên nhiều nhóm thực phẩm như thịt (giò, chả, thịt hộp, nem chua), bột (bún, bánh cuốn, bánh phở, bánh đa nem, mỳ sợi, mỳ ăn liền), tinh bột (bánh susê, bánh bột lọc), nước giải khát (kem, sữa chua), bánh (bánh quy, bánh gatô kem) và vỏ bao cho thực phẩm nguội (xúc xích). Chitofood có dạng bột tan trong nước, sản xuất từ vỏ tôm, vỏ cua, mai của mực ống, những nguyên liệu rất sẵn có trong nước, tận dụng dư phẩm từ chế biến thủy hải sản xuất khẩu.