Bài giảng Phụ gia thực phẩm - Chương 6: Chất phụ gia chống vi sinh

Bài giảng Phụ gia thực phẩm - Chương 6: Chất phụ gia chống vi sinh có nội dung trình bày về axít hữu cơ và pH thấp, lưu huỳnh điôxít và lưu huỳnh, nitrat và nitrit, axít benzoic và benzoates, axít propionic và propionates,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Phụ gia thực phẩm - Chương 6: Chất phụ gia chống vi sinh Chương 6ANTIMICROBIAL ADDITIVES Outline1. Organic acids and low pH2. Sulfur dioxide and Sulfites3. Nitrates and nitrites4. Parabens5. Hydrogen peroxide6. Antibiotics General properties of antimicrobials preservatives1. Một chất bảo quản được sử dụng cho mục đích kháng khuẩn có khảnăng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật2. Chất ức chế vi sinh phải hiệu quả cho đến khi thực phẩm được tiêuthụ hoặc được chế biến tiếp.3. Một chất bảo quản phải có tính chịu nhiệt.4. Chất bảo quản kháng khuẩn phải hiệu quả với nhiều loại vi sinh vậtcó mặt trong thực phẩm5. Chất bảo quản phải bền với thay đổi hóa học và không bị biến đổi docác sản phẩm chuyển hóa của VSV. General properties of antimicrobials preservatives6. Không tạo ra các chủng VSV kháng lại các chất bảo quản sử dụng7. Được định lượng dễ dàng bằng quy trình cụ thể8. Giá rẻ9. Không gây dị ứng và không độc General properties of antimicrobials preservatives10. Không ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa của người11. Khi hấp thu, không bị phân hủy, chuyển hóa thành các chất gây độc12. Không gây ra sự hiểu nhầm (e.g. có mặt hay không có mặt, có độchay không độc…)13. Không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng14. Ức chế vi sinh vật gây bệnh (pathogens)ANTIMICROBIALS Antimicrobial agentsAS PRESERVATIVES Non-universal PHYSICAL Kill PRESERVATION Stabilised CHEMICAL Very hard to find a compound: cheap, non-toxic, and effective 6.1 Acid hữu cơ và pH thấp• Mỗi loại VSV có một giá trị pH tối ưu cho sự phát triển• Lực ion của môi trường ảnh hưởng cả bên ngoài và bên trong tế bào VSV• Tế bào không cho phép các ion đi qua (cả ion âm và dương, acid và bazo)6.1 Organic acids and low pH6.1 Organic acids and low pHTác động sinh học của pH thấppH trong tế bào được duy trì gần pH trung tính, pH thấp có thể dẫn đến:Ex:Thủy phân các nucleic acids (DNA, RNA, and ATP)Gây tổn hại đến màng tế bào và proteinPhá vỡ sự cân bằng nồng độ ion bên trong và bên ngoài màng tếbào VSV6.1 Organic acids and low pHTác động sinh học của pH thấpAcid hữu cơ không phân ly có thể đi qua màng tế bào vào bêntrong tế bào VSV dễ dàng.Khi vào bên trong tế bào VSV, các acid hữu cơ này sẽ phân ly:Vì các acid hữu cơ sẽ bị ion hóa khi pH tăng RCOOH < pKa < RCOO- + H+6.1 Organic acids and low pHTác động sinh học của pH thấp6.1 Organic acids and low pHTác động sinh học của pH thấp 6.1 Organic acids and low pH Tác động sinh học của pH thấpCác acid mạnh có thể làm giảm pH môi trường nhưng không vào đượcthành tế bào • Có tác dụng làm ức chế enzyme trên bề mặt, bên ngoài tế bào VSV do pH thấp • Có thể giảm pH tế bào chất (bên trong tế bào) bằng cơ chế chênh lệch rất lớn nồng độ gradient ion giữa bên trong và bên ngoài tế bào 6.1 Organic acids and low pH Tác động sinh học của pH thấpCác acid yếu thường ở dạng ưa béo, có thể đi qua màng tế bào dễ dàngtác động làm giảm pH tế bào chất, gây rối loạn chuyển hóa bên trong tếbào VSVCác ion hoạt hóa (như: carbonate, sulfate, and nitrite) hiệu quả chống visinh cao nhất trong môi trường pH thấp 6.1.1 Benzoic acid và benzoatesĐặc tính hóa học• Benzoic acid (C6H5COOH) tan ít trong nước (0.27% at 18°C)• Sodium benzoate (C7H5NaO2) tan tốt trong nước• The melting point is 122°C• Dạng tinh thể màu trắng• Dạng không phân ly của acid benzoic (pKa = 4.2) có hiệu quả chống vi sinh cao nhất trong môi trường pH 2.5 – 4.5• Làm hạn chế sử dụng acid benzoic và muối benzoate ở các thực phẩm có pH cao• Benzoic acid hiệu quả gấp 100 lần trong môi trường acid so với môi trường trung tính 6.1.1 Benzoic acid and benzoatesSử dụng trong thực phẩm• Được sử dụng ở nồng độ 500–1000 ppm (0.05–0.1%)• Nếu sử dụng trên liều lượng cho phép (0.1%), tạo ra vị cay, bỏng.• Ở pH 5.0 chống vi khuẩn ở liều lượng 0.05–0.5% và chống nấm men mốc ở liều lượng 0.05–0.1%• Sử dụng trong nhiều thức uống có cồn và không cồn, trong bánh kẹo, phô mai và nhiều loại thực phẩm khác. 6.1.1 Benzoic acid and benzoatesKhả năng kháng vi sinh• Hiệu quả cao nhất đối với thực phẩm acid cao (pH < 4.0) không hiệu quả đối với thực phẩm có pH trung tính• Sử dụng chủ yếu để chống nấm men và mốc (antifungal agents)• GRAS to a maximum of 0.1% 6.1.1 Benzoic acid and benzoatesCơ chế tác động chống vi sinh• Acid benzoic là một lipophilic acid, do đó đi qua màng tế bào vào tế bào chất và phân ly thành ion hydro (H+)• Tăng nồng độ H+ bên trong tế bào gây biến tính protein và ức chế hiệu quả các hoạt động trao đổi chất• Chúng ức chế chức năng của nhiều enzyme và chức năng của protein màng• Ức chế hấp thu chất dinh dưỡng• Ảnh hưởng quá trình tổng hợp protein, RNA và DNA• Chúng ngăn chặn sự nảy mầm của bào tử thành tế bào sinh dưỡng (vegetative cells) 6.1.2 Acid sorbic and sorbatesChemical properties• Sorbic acid (CH3CH=CHCH=CHCOOH) được sử dụng ở dạng các muối Na, K và Ca• Sorbic acid is a trans–trans, unsaturated monocarboxylic fatty acid that is slightly soluble in water (0.16 g/100 ml) at 20°C• Muối của acid sorbic tan tốt trong nước (58.2 g/100 ml at 20°C) 6.1.2 Acid sorbic and sorbatesUses in foods• Acid sorbic và muối của nó được sử dụng làm chất phụ gia kháng khuẩn trực tiếp trong thực phẩm hoặc dưới dạng xịt, nhúng hoặc phủ lên vật liệu đóng gói.• Liều lượng sử dụng: 50 to 200 ppm (0.05 to 0.2%)• Được sử dụng rộng rãi chất ức chế nấm (fungistatic agents) trong nhiều loại thực phẩm ...