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

Lý thuyết chung về phụ gia kiểm soát Vi sinh vật

Định nghĩa và vai trò của chất bảo quản thực phẩm

Từ thời kỳ tiền sử, con người đã phát triển các phương pháp bảo quản thực phẩm như sấy khô, làm mát và lên men để kéo dài thời gian sử dụng Ngoài ra, các hóa chất bảo quản như muối ăn, nitrites và sulfites đã được sử dụng từ lâu, trong khi nhiều chất bảo quản khác chỉ mới phổ biến gần đây.

Ngày nay, người tiêu dùng yêu cầu thực phẩm an toàn, có thời gian sử dụng lâu dài và không chứa tác nhân gây bệnh Mặc dù có nhiều cải tiến trong hệ thống đóng gói và chế biến, chất bảo quản chống vi sinh vật vẫn rất quan trọng trong việc bảo vệ thực phẩm Sự thay đổi trong tiếp thị thực phẩm toàn cầu đã dẫn đến việc sản phẩm thường không được trồng, sản xuất và bán tại cùng một khu vực Thực phẩm sản xuất tại một nơi thường được vận chuyển đến nơi khác để xử lý và phân phối Cần lưu ý rằng, kháng sinh thực phẩm không thể ngăn chặn sự hư hỏng và chỉ có tác dụng kìm khuẩn hoặc kìm nấm, không bảo vệ thực phẩm vô thời hạn Việc sử dụng phụ gia kiểm soát vi sinh vật là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng trước các mối nguy từ vi sinh vật.

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

Mỗi năm, Việt Nam ghi nhận khoảng 8 triệu trường hợp ngộ độc thực phẩm, trong đó có từ 100 đến 200 ca tử vong Nghiên cứu cho thấy vi khuẩn và nấm là nguyên nhân gây ra 70% đến 85% các vụ ngộ độc thực phẩm Việc kiểm soát hiệu quả các vi sinh vật trong thực phẩm không chỉ giúp nâng cao giá trị thương mại của sản phẩm mà còn mang lại lợi ích lớn cho nhà sản xuất Điều này đã dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của các công ty chuyên nhập khẩu và phân phối phụ gia thực phẩm.

Chất kháng vi sinh vật thực phẩm là hóa chất bảo quản được định nghĩa bởi Cục Quản lý Dược và Thực phẩm Mỹ (FDA) trong 21CFR 101.22(a)(5) là bất kỳ hóa chất nào khi bổ sung vào thực phẩm có khả năng ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình hư hỏng Tuy nhiên, định nghĩa này không bao gồm muối ăn, đường, giấm, gia vị, các loại dầu chiết tách, chất thêm trực tiếp để hun khói, và các hóa chất diệt côn trùng hoặc cỏ.

Những chất bảo quản được sử dụng để ngăn chặn quá trình xấu đi do hóa học bao gồm:

+ 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 ôi 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)

Theo định nghĩa của FDA (21CFR 170.3(o)(2)), các tác nhân kháng vi sinh vật là những chất được sử dụng để bảo quản thực phẩm, ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật và hiện tượng hư hỏng, bao gồm cả chất kháng nấm và chất kìm hãm mốc.

Chất kháng vi sinh vật thực phẩm không chỉ có chức năng truyền thống là kéo dài tuổi thọ và bảo tồn chất lượng sản phẩm bằng cách ức chế vi sinh vật gây hư hỏng, mà ngày càng được sử dụng như một biện pháp chính để ngăn chặn hoặc ức chế vi sinh vật gây bệnh trong thực phẩm.

Phân loại phụ gia kiểm soát VSV

• Antimould and antirope agent (Chống meo, mốc)

• Bacteriophage control agent (Kiểm soát thực khuẩn thể)

• Các tác nhân hóa học

• Các phân tử hữu cơ có phân tử lượng thấp (Small organic biomolecules)

Cân nhắc trong việc sử dụng phụ gia kiểm soát VSV

- An toàn về mặt vệ sinh

- Nghiên cứ đầy đủ về độc tố học

- Sự hợp thức hóa phương pháp

- Sử dụng chính xác và hợp lý.

Các cơ chế hoạt động của phụ gia kiểm soát VSV

Thay đổi môi trường thực phẩm có thể làm giảm hoạt tính của nước, dẫn đến áp suất thẩm thấu cao hơn, khiến 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 A w GIỚI HẠN

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

0.87 Nhiều loại nấm men, Candida, Torulopsis, Hansenula micrococcus

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

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

Bảng 1.2 GIÁ TRỊ A w TỐI THIỂU

Most spoilage bacteria 0.9 Botrytis cinerea 0.93

Most spoilage yeasts 0.88 Rhizopus stolonifer 0.93

Most spoilage molds 0.80 Mucor spinosus 0.93

Clostridium botulinum, type E 0.97 Staphylococcus aureus 0.86

Clostridium botulinum, types A and B 0.94 Aspergillus echinulatus 0.64

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

– Acidophilic (usually at pH 2.0 or below)

• Để sinh trưởng và phát triển VSV đòi hỏi phải có pH nội bào ổn định trong khoảng trung tính, không bị ảnh hưởng bới pH của môi trường

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

Kiểm soát VSV bằng acid

5.1 Chức năng công nghệ của Acid chống VSV:

Điều chỉnh độ acid và độ kiềm của thực phẩm là biện pháp hiệu quả để giảm thiểu sự phát triển của vi sinh vật (VSV) và ức chế sự nảy mầm cũng như 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 quá trình oxy hóa lipid

- Tạo/tăng cường mùi thơm cho sản phẩm

- Điều chỉnh cấu trúc của thực phẩm để thực hiện quá trình tạo gel

5.2 Các acid và muối của nó thường sử dụng:

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

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

Một số phụ gia kiểm soát VSV điển hình

Acid benzoic và muối của nó (Benzoate)

Sodium benzoate là một trong những chất bảo quản lâu đời nhất trong ngành dược, thực phẩm và mỹ phẩm, được chấp nhận đầu tiên cho sử dụng trong thực phẩm vào năm 1875 Với ưu điểm chi phí thấp, dễ dàng kết hợp, không màu sắc và độc tính thấp, acid benzoic đã trở thành một trong những chất bảo quản phổ biến trên toàn cầu.

Acid benzoic được tìm thấy nhiều trong vỏ cây anh đào, quất, mận, hồi và cây chè Ngoài ra, acid này cũng có thể được điều chế qua các phương pháp hóa học, chẳng hạn như oxi hóa toluen bằng acid nitric hoặc acid cromic, hoặc bằng oxy không khí trong pha lỏng Một phương pháp khác là decarboxyl hóa anhidrit phtalic trong pha khí ở nhiệt độ 340 độ C với chất xúc tác ZnO.

1.2 Công thức hoá học và cấu tạo: [7]

- Khối lượng phân tử: 121,11 g/mol

Acid benzoic tinh khiết xuất hiện dưới dạng tinh thể kim hoặc tấm nhỏ, có màu trắng lụa óng ánh Chất này ít tan trong nước nhưng tan hoàn toàn trong etanol và có nhiệt độ nóng chảy nhất định.

Muối của acid benzoic thường dùng là Sodium benzoate, Potassium benzoate và Calcium benzoate

Tại nhiệt độ phòng thì cứ 0,34g acid benzoic thì tan trong 100g nước và 1- 2g dầu mỡ

Hoạt tính của acid benzoic tăng khi pH môi trường giảm và vì ít tan trong nước nên ít được dùng để bảo quản thực phẩm

Hoạt tính chống khuẩn của thực phẩm phụ thuộc vào mức pH, thường đạt hiệu quả cao nhất khi pH ở mức thấp Điều này thường được áp dụng trong việc bảo quản nước trái cây và dưa chua Tuy nhiên, nếu nồng độ vượt quá 0,1%, có thể ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm.

Khác với acid, muối của acid benzoic tan tốt trong nước (66.0g ở 20 o C trong 100ml nước đối với Sodium benzoate)

Trong ngành công nghệ thực phẩm, muối natri benzoat (C6H5COONa) được sử dụng phổ biến nhờ khả năng hòa tan tốt trong nước Để đảm bảo hiệu quả bảo quản, nồng độ natri benzoat trong sản phẩm cần đạt từ 0,07% đến 0,1%.

Acid benzoic là một chất sát trùng hiệu quả đối với nấm men và nấm mốc, nhưng có tác dụng hạn chế đối với vi khuẩn Để phát huy tác dụng bảo quản, môi trường cần có độ pH acid từ 2.5 đến 3.5 Các phân tử acid benzoic không phân ly đóng vai trò quan trọng trong khả năng kháng vi sinh vật; do đó, khi pH tăng cao, khả năng này sẽ giảm Ở mức nồng độ 0.05%, acid benzoic có thể ức chế sự phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm.

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

Acid benzoic hoạt động theo cơ chế trực tiếp bằng cách khuếch tán vào tế bào vi sinh vật, tác động lên các enzyme và hạn chế trao đổi chất Điều này dẫn đến ức chế quá trình hô hấp, ngăn chặn oxy hóa glucose và pyruvate, đồng thời làm tăng nhu cầu oxy trong quá trình oxy hóa glucose, từ đó cản trở sự phân đôi của vi khuẩn.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 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 còn 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 pH Nồng độ ức chế tối thiểu

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

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

1.5 Ứng dụng trong thực phẩm: [7], [9]

Benzoic acid và Sodium benzoate là chất bảo quản lý tưởng cho thực phẩm và đồ uống có độ pH tự nhiên dưới 4.5 hoặc có thể acid hóa để đạt mức này Chúng có ưu điểm về giá thành thấp, dễ dàng hòa trộn vào sản phẩm và không làm thay đổi màu sắc Tuy nhiên, phạm vi pH hiệu quả của chúng khá hẹp, có thể làm ảnh hưởng đến hương vị của sản phẩm và không kiểm soát được sự phát triển của các vi sinh vật cấp cao.

- Sử dụng trong đồ uống:

Acid benzoic, dưới dạng sodium benzoate, được sử dụng chủ yếu để bảo quản nước ép trái cây chế biến Sodium benzoate thường được kết hợp với một lượng nhỏ SO2 nhằm bảo vệ sản phẩm khỏi oxy hóa, hư hỏng enzyme và vi khuẩn Ngoài ra, nước ép trái cây còn được tiệt trùng để làm bất hoạt enzyme và giảm số lượng vi khuẩn Nồng độ sodium benzoate áp dụng dao động từ 0,05-0,2%, tùy thuộc vào loại trái cây và thời gian bảo quản mong muốn.

- Trái cây và sản phẩm rau quả:

Sodium benzoate được sử dụng để bảo quản rau muối nhờ vào độ pH thấp của các sản phẩm này, rất phù hợp cho việc bảo quản Hơn nữa, hàm lượng acid cao trong rau muối cùng với các loại gia vị bổ sung sẽ giúp giảm thiểu mùi vị của benzoate.

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, sodium benzoate (C6H5COONa), muối natri của acid benzoic, được sử dụng phổ biến như một chất bảo quản Chất này được điều chế bằng cách phản ứng acid benzoic với soda (Na2CO3) và dễ dàng hòa tan trong nước, với dung dịch có thể đạt nồng độ 50-60% ở nhiệt độ phòng Để đảm bảo hiệu quả bảo quản, nồng độ sodium benzoate trong sản phẩm cần đạt từ 0.07-0.1% Quy trình sử dụng sodium benzoate không phức tạp, chỉ cần hòa tan tinh thể muối trong nước nóng, lý tưởng nhất là nước quả nóng, sau đó trộn đều với nước quả hoặc quả nghiền và đóng gói 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%

Liều lượng tối đa cho phép của acid benzoic và natri benzoat trong các sản phẩm thực phẩm chế biến công nghiệp được quy định như sau: 700 mg/kg cho mứt quả, 1000 mg/kg cho nước quả dùng làm đồ uống, và 1000 mg/kg cho quả nghiền dùng trong sản xuất bánh kẹo.

Acid benzoic và các benzoate không bay hơi, do đó chúng vẫn tồn tại trong sản phẩm và không thể tách ra bằng phương pháp desunfit hóa.

Trong ngành công nghiệp thực phẩm tại Mỹ, benzoate được sử dụng phổ biến trong sản xuất mứt, mứt đông và nước quả Liều lượng tối đa natri benzoat cho phép là 0.1%, với 0.05-0.075% cho nước quả chua và 0.075-0.1% cho nước quả ít chua.

1.7 Tính độc hại trong việc sử dụng: [2], [3]

Liều lượng gây độc ở người là: 6mg/kg thể trọng

Acid sorbic và muối của nó (Sorbates)

Các đặc tính kháng vi sinh vật và bảo quản được phát hiện lần đầu vào cuối những năm 1930 và đầu những năm 1940 ở Đức và Hoa Kỳ bởi E Miller và C M Gooding Hợp chất này được chiết xuất từ dầu của quả thanh hương trà chưa chín, do nhà hóa học người Đức A W von Hoffmann thực hiện vào năm đó.

(Nó được phân tách lần đầu từ quả berry còn xanh (Sorbus aucuparia), đó cũng là nguồn gốc tên hợp chất này Sorbic acid)

2.2 Công thức hoá học và cấu tạo:

Acid Sorbic hay acid 2,4-hexadienic (C5H7COOH)

Acid sorbic là một chất kết tinh bền vững, có vị chua nhẹ và mùi thơm nhẹ, với trọng lượng phân tử 112.12 và nhiệt độ nóng chảy 134.5°C Chất này khó tan trong nước lạnh (0.16%) nhưng dễ tan trong nước nóng, đạt 3.9% ở nhiệt độ 100°C.

Các muối của acid sorbic bao gồm sodium sorbate, potassium sorbate và calcium sorbate Trong đó, potassium sorbate là một bột trắng kết tinh, dễ tan trong nước, với khả năng hòa tan lên tới 64% ở nhiệt độ 100°C.

Trong ngành công nghiệp hóa chất, acid sorbic được sản xuất thông qua nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp tổng hợp bằng cách ngưng tụ crotonaldehyde và ketene là phổ biến nhất.

Acid sorbic ảnh hưởng đến protein trên màng tế bào nấm mốc, làm thay đổi quá trình vận chuyển ion âm và pH bên ngoài tế bào, dẫn đến giảm tổng hợp protein và thay đổi tích lũy nucleotide Nó cũng tác động đến hoạt tính của enzyme, đặc biệt là enzyme dehydrogenase, bằng cách kìm hãm hoạt động của chúng trong quá trình oxy hóa acid béo Sự bổ sung acid sorbic gây tích lũy acid béo không no, hạn chế chức năng enzyme dehydrogenase và cản trở sự phát triển cũng như trao đổi chất của tế bào vi sinh vật Ngoài ra, acid sorbic còn kìm hãm các enzyme sulfhydryl quan trọng như fumarase, aspartase, succinic dehydrogenase và alcohol.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT 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 muối sorbate xuất phát từ khả năng hình thành phức bền với các enzyme chứa sulfhydryl, dẫn đến việc kìm hãm hoạt động của enzyme thông qua liên kết đồng hóa trị giữa sulfat của nhóm sulfhydryl hoặc Zn(OH)2 và carbon của ion sorbate Bên cạnh đó, các acid ưa béo như acid sorbic cũng ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển chất qua màng tế bào chất.

Các hành động kháng khuẩn của axit sorbic được dựa trên một số yếu tố

Acid Sorbic ức chế nhiều enzyme trong tế bào vi sinh vật, đặc biệt là các enzyme tham gia chuyển hóa carbohydrate như enolase và lactate dehydrogenase Nó cũng can thiệp mạnh mẽ vào chu trình acid citric bằng cách ức chế các enzyme như dehydrogenase malat, dehydrogenase isocitrate, a-ketoglutarate dehydrogenase, succinate dehydrogenase, fumarase và aspartase Ngoài ra, acid sorbic tạo liên kết hóa trị với các nhóm SH của enzyme, dẫn đến sự bất hoạt của chúng Đặc biệt, acid sorbic còn có tác động tiêu cực đến catalase và peroxidase của vi sinh vật, làm giảm hiệu quả của các enzyme này.

Acid sorbic có thể tấn công các điểm khác nhau trong tế bào của vi khuẩn và nấm men, như đã được nghiên cứu bởi Liewen và Marth (1985) Một trong những mục tiêu chính của acid sorbic là vách tế bào, theo các nghiên cứu của Eklund (1980, 1981, 1985) Việc phá hủy từng phần của tế bào là một yếu tố quan trọng trong cơ chế hoạt động của acid sorbic.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT tế bào màng làm tăng lưu lượng của proton vào tế bào, trong đó có sử dụng một lớn hơn lượng năng lượng để chống lại khả năng xảy ra (Eklund 1985) Đối với acid sorbic để các hoạt động của nó xảy ra trong tế bào vi sinh vật, nó phải thâm nhập vào các tế bào Khi điều này xảy ra, nó chủ yếu là thành phần không phân ly của acid xâm nhập vào tế bào Như vậy, ở pH 3,15 40% sorbic acid xâm nhập vào bên trong tế bào, trong khi đó tại các điểm trung tính 99% của acid sorbic vẫn còn trong chất nền (Oka 1960) Thực tế này giải thích cách hoạt động của acid sorbic của phụ thuộc vào độ pH Do sự phân ly của nó thấp, acid sorbic, không giống như các acid bảo quản khác, cũng có thể được sử dụng để bảo quản thực phẩm với độ pH cao

Acid sorbic chủ yếu có tác dụng chống lại nấm men và nấm mốc, bao gồm cả các vi sinh vật hình thành aflatoxin Các nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn catalase dương bị ức chế mạnh hơn so với catalase âm, với các vi khuẩn hiếu khí chịu tác động nhiều nhất Mặc dù acid sorbic hầu như không chống lại clostridia trong các thử nghiệm ở pH 7, nhưng các nghiên cứu về sản phẩm thịt cho thấy nó có khả năng ức chế clostridia và hình thành độc tố khi kết hợp với nitrite, muối hoặc phosphate ở pH thấp hơn Tác dụng của acid sorbic đối với các chủng vi sinh vật khác nhau đã được nghiên cứu trong nhiều công trình, và nồng độ ức chế tối thiểu của nó đối với vi khuẩn, nấm men và nấm mốc liên quan đến sự hư hỏng thực phẩm cũng đã được xác định.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT đưa ra (Rehm 1961, Luck 1972) Hầu hết các ức chế tối thiểu nồng độ được đưa ra trong bảng được dựa trên các bài kiểm tra môi trường dinh dưỡng Khi thực phẩm chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, các nồng độ chỉ đơn thuần là để bảo quản thức ăn công nghiệp và thương mại

Bảng 1.8: Acid sorbic ức chế hoạt động trên vi khuẩn

Bảng 1.9: Acid sorbic ức chế hoạt động trên nấm men

Bảng 1.10: Acid sorbic ức chế hoạt động trên nấm mốc

Acid sorbic và các muối của nó, đặc biệt là potassium sorbate, được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, dược phẩm, mỹ phẩm, và vật liệu đóng gói Trong ngành thực phẩm, pho mát là sản phẩm từ sữa sử dụng nhiều sorbic acid, trong khi rau củ tươi và đã lên men cũng được bảo quản bằng acid sorbic Đối với trái cây, nó được dùng để bảo quản trái cây khô, nước ép, si rô, mứt, thạch và rượu vang Sorbic acid và sorbates cũng có mặt trong bánh mì, sản phẩm từ thịt và nhiều loại sản phẩm khác.

- Sản phẩm hệ nhũ tương:

Nồng độ 0,05-0,1% acid sorbic được sử dụng để bảo quản bơ thực vật, theo nghiên cứu của Becker và Roeder (1957) Acid sorbic có thể được thêm vào giai đoạn mỡ hoặc kali sorbate vào giai đoạn nước với liều lượng phù hợp.

Một ứng dụng quan trọng trong ngành thương mại là sử dụng sorbates để bảo quản mayonnaise và các sản phẩm có chứa mayonnaise Do cấu trúc dầu-trong-nước, mayonnaise dễ bị vi khuẩn tấn công hơn so với các loại nhũ tương khác Hỗn hợp kali sorbate và sodium benzoate thường được sử dụng để giảm thiểu rủi ro hư hỏng do vi khuẩn acid lactic gây ra trong các sản phẩm này.

Acid acetic và acetates

Acid acetic, được chiết xuất từ giấm khi bia và rượu vang tiếp xúc với không khí, vẫn được sản xuất từ vi khuẩn trên toàn cầu Trong thời kỳ La Mã cổ đại, rượu chua được sử dụng trong các chậu chì để tạo ra xi-rô ngọt gọi là sapa Sapa chứa chì acetat, một chất ngọt còn được biết đến là đường chì, đã dẫn đến tình trạng nhiễm độc chì trong giới quý tộc La Mã.

Trong thế kỷ thứ 8, Jabir Ibn Hayyan (Geber) là người đầu tiên cô đọng acid acetic từ giấm bằng cách chưng cất

Vào năm 1847, Hermann Kolbe, một nhà hóa học người Đức, đã tổng hợp thành công acid acetic từ các vật liệu vô cơ Quy trình này bắt đầu bằng việc clo hóa cacbon disulfua thành cacbon tetrachlorua, tiếp theo là quá trình nhiệt phân tạo ra tetracloretylen Sau đó, tetracloretylen được clo hóa trong nước để tạo thành acid tricloracetic Cuối cùng, acid acetic được sản xuất thông qua phản ứng ôxy hóa khử vô cơ bằng phương pháp điện phân.

Vào năm 1910, quá trình sản xuất acid acetic chủ yếu dựa vào việc chưng cất gỗ, trong đó sản phẩm trung gian là rượu chưng cất từ gỗ Rượu này phản ứng với canxi hydroxit để tạo ra canxi acetat, sau đó canxi acetat được xử lý với acid sulfuric để thu được acid acetic.

3.2 Công thức hóa học và cấu tạo:

Acid acetic có công thức hóa học là CH3COOH Acid acetic, hay còn gọi là etanoic, là một acid hữu cơ (Acid Cacboxylic) Phân tử gồm nhóm methyl (-

CH3) liên kết với nhóm carboxyl (-COOH)

Acid giảm pH của sản phẩm, ngăn cản quá trình trao đổi ion của vi sinh vật Sự thay đổi nồng độ ion quá lớn giữa trong và ngoài màng tế bào gây rối loạn các quá trình trao đổi chất, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm.

Các vi sinh vật có mức độ nhạy cảm khác nhau với acid acetic Nồng độ acid thấp hơn sẽ ức chế sự phát triển của nấm men Saccharomyces cerevisiae tại pH 3.9, Aspergillus niger tại pH 4.1, và vi khuẩn Bacillus cereus tại pH tương ứng.

4.9), Salmonella Aertrycke (pH 4.9), Staphylococcus aureus (pH 5.0) và ở pH <

4, acid acetic có khả năng ức chế trực khuẩn, vi khuẩn Gram âm và Gram dương, nấm men và nấm mốc

Muối của acid acetic được sử dụng như phụ gia trong sản phẩm tương tự như acid acetic, nhưng yêu cầu quy trình xử lý khác biệt.

Hoạt tính của acid acetic chủ yếu dựa vào việc giảm pH của sản phẩm, với nồng độ trên 0,5% cần thiết để phát huy tác dụng chống vi khuẩn và biến tính protein trong tế bào plasma (Reynaulds 1975) Khi pH của thực phẩm bảo quản được điều chỉnh đến khoảng 3 bằng cách thêm acid, khả năng kháng khuẩn của acid acetic sẽ mạnh gấp 10 lần.

100 lần so với các acid khác, chẳng hạn như acid clohydric (Reynaulds 1975)

Sự khác biệt trong khả năng thâm nhập của acid acetic vào tế bào là do phần không phân ly của nó có tính ưa béo, giúp tăng độ nhạy cảm với nhiệt của vi khuẩn, nhưng không ảnh hưởng đến nấm men hay nấm mốc Mặc dù acid acetic có tác dụng kháng khuẩn thông qua việc điều chỉnh độ pH, tác dụng này vẫn còn nhẹ Mức độ phân ly của acid acetic được so sánh với acid propionic và acid sorbic, cho thấy nó vẫn tồn tại chủ yếu dưới dạng không phân ly ngay cả ở pH cao Tại pH 6 và pH 5, tác động của acid acetic chỉ tăng gấp đôi, trong khi phần không phân ly tăng khoảng gấp bảy Do đó, không có mối tương quan tích cực giữa phần acid không phân ly và hiệu quả kháng khuẩn.

Do đó, acetate không có tác động kháng khuẩn của riêng mình

Acid acetic chủ yếu tác động chống lại vi khuẩn bằng cách giảm pH môi trường, vì hầu hết các vi khuẩn gây bệnh, như salmonella, vẫn tồn tại trong dấm ăn thông thường Lactobacilli có chút nhạy cảm với acid acetic nhưng vẫn có khả năng chịu acid tốt Do đó, dấm từ quá trình lên men thường được kết hợp với sulfur dioxide để bảo vệ khỏi hư hỏng vi khuẩn Mặc dù acid acetic hiệu quả hơn với nấm men và nấm mốc, nhưng vẫn yếu so với các chất bảo quản khác Ở pH 5, sự tăng trưởng của nấm men bị chậm lại khi có ít nhất 1% acid acetic và hoàn toàn bị ức chế khi có 3,5-4% acid acetic Muối cũng cải thiện hoạt động của acid acetic bằng cách hạ thấp hoạt động nước, hiệu ứng này đã được áp dụng trong bảo quản rau và cá.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT tác dụng của acid acetic chống lại vi khuẩn acid lactic là chỉ nhẹ (Yamamoto et al 1984 a) Vì acid acetic nói chung không có một tác động bảo quản mạnh mẽ, nó thường được kết hợp với các phương pháp vật lý của bảo quản, chẳng hạn như thanh trùng, hoặc với muối thường và/hoặc các chất bảo quản mạnh hơn acid sorbic hoặc acid benzoic

Acid acetic là một axit monocarboxylic có mùi và vị hăng, chủ yếu được sử dụng như một hương liệu trong giấm Với khả năng hòa tan tốt trong nước, acid acetic và các acetates thường có mặt trong các gia vị như mù tạt, nước sốt, salad dressings và mayonnaise Ngoài ra, chúng cũng được ứng dụng trong các sản phẩm muối như dồi, xúc xích, lạp xưởng Sodium diacetate được sử dụng trong sản xuất phomat, xi-rô, bơ, cũng như trong các sản phẩm bánh và bánh mì.

Chúng có vai trò kìm hãm sự phát triển của một số loài vi sinh vật Acid acetic có thể tạo khả năng khử trùng bề mặt cho thịt

Acid acetic và các muối của nó theo tiêu chuẩn GRAS được ứng dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm Khả năng giảm pH môi trường xuống thấp

Acid acetic (pKa = 4,75) và các muối của nó được sử dụng phổ biến như chất tạo vị chua và chất chống vi sinh vật Nó có hiệu quả trong việc chống nấm men và vi khuẩn, đặc biệt là đối với nấm mốc Hoạt tính của acid acetic phụ thuộc vào sản phẩm thực phẩm, môi trường và tế bào vi sinh vật Nồng độ thường được sử dụng là 1,7-2% với pH từ 2,3 đến 2,5.

Sản phẩm giàu chất béo như mayonnaise, kem salad và các món salad đặc sản thường chứa acid acetic với nhiều mức độ khác nhau, không chỉ để tăng cường hương vị mà còn nhằm cải thiện khả năng bảo quản giá trị dinh dưỡng của chúng Acid acetic đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các sản phẩm này.

Nhóm 8 – Chủ đề 1: PHỤ GIA KIỂM SOÁT VI SINH VẬT chống lại sự hư hỏng dành do vi khuẩn, nấm men và nấm mốc chỉ giới hạn; do đó, trong trường hợp như vậy nó thường được kết hợp không chỉ với muối mà còn với các phương pháp khác về bảo quản, chẳng hạn như thanh trùng hoặc bảo quản lạnh hoặc bảo quản khác, chẳng hạn như acid sorbic và/acid benzoic Được sử dụng ở nồng độ trên 1%, trong đó sẽ là cần thiết để bảo quản, acid acetic là khó chịu với khẩu vị (Baumgart và Libuda 1977) nhưng độ sắc nét quá mức của nó có thể được điều tiết bằng các chất đệm như sodium acetate (Steltzing 1987)

- Sản phẩm thịt: Việc ngâm hoặc rửa thịt tươi trong acid acetic loãng là một bảo quản thực phẩm biện pháp thực hành trong các hộ gia đình

Cá thường được bảo quản trong dung dịch chứa giấm và muối, trước khi được chế biến bằng cách chiên, đun sôi hoặc xử lý lạnh Quá trình này bao gồm việc xử lý cá với muối và giấm, trong đó acid acetic đóng vai trò đặc biệt quan trọng Điều này là cần thiết vì hầu hết các chất bảo quản chỉ có hiệu quả chống lại nấm men.

Giới thiệu và phân loại mứt quả

Nguyên liệu

Quy trình sản xuất

Tiêu đề	Phụ Gia Kiểm Soát Vi Sinh Vật Điển Hình Và Quy Trình Sản Xuất Sản Phẩm Mứt Nhuyễn Đông Từ Xoài
Tác giả	Nguyễn Thế Bình, Nguyễn Hồng Phong, Nguyễn Thị Thảo, Nguyễn Thị Hồng Hoạch, Phạm Thị Mỹ Tuyên
Trường học	Trường Đại Học
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp

Định dạng
Số trang	138
Dung lượng	1,74 MB