BÀI 2: PHỤ GIA CHỐNG OXY HÓA
2.5. Trả lời câu hỏi
Câu 1: Trình bày ý nghĩa của chỉ số peroxyt, acid và iod của dầu thực vật?
Trả lời:
Chỉ số peroxyt (PoV) là lượng chất có trong mẫu thử được tính bằng mili đương lượng oxi hoạt tính làm oxi hóa KI trên 1kg mẫu dưới các điều kiện thao tác theo quy định. Chỉ số này phản ánh mức độ ôi của chất béo đem phân tích, chỉ số này càng cao thì độ tươi của chất béo càng thấp. Chỉ số càng gần 1 thì càng dễ bị oxi hóa. Chỉ số <1 thì ít bị oxy hóa.
Chỉ số acid: là số mg KOH cần dùng để trung hòa các acid béo tự do có trong 1g dầu hoặc mỡ.Chỉ số này cho biết chất lượng của chất béo, chỉ số acid càng cao thì chất lượng của chất béo càng thấp do đã bị phân hủy hoặc bị oxi hóa một phần. Chất béo sử dụng được có chỉ số acid phải nhỏ hơn 10 (thường nằm trong khoảng 3 – 4).
Chỉ số Iode (IV): là số gram Iode cần thiết để kết hợp vào vị trí nối đôi có chứa trong 100g dầu béo dưới các điều kiện thao tác theo quy định.Chỉ số Iode đặc trưng cho mức độ chưa no của acid béo có trong mẫu. Chất béo càng nhiều nối đôi thì chỉ số Iode càng lớn và ngược lại. Chỉ số Iode của mỡ sẽ nhỏ hơn so với dầu.
Câu 2: Trình bày cơ chế của quá trình oxy hóa chất béo?
Trả lời:
Quá trình oxi hóa chất béo xảy ra trong quá trình sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm khi có sự hiện diện của chất béo. Sự oxi hóa chất béo là nguyên nhân hạn
chế thời gian bảo quản của các sản phẩm. Sự oxi hóa chất béo không no được khởi tạo bằng việc tạo thành các gốc tự do dưới tác dụng của ánh sang, nhiệt độ, ion kim loại và oxy. Thông thường phản ứng xảy ra trên nhóm metyl cận kề nối đôi C=C.
Cơ chế phản ứng oxi hóa chất béo xảy ra phức tạp, có thể chia thành 3 giai đoạn là: khởi tạo, lan truyền – tạo các sản phẩm trung gian và kết thúc phản ứng. Cụ thể như sau:
Giai đoạn 1: Khơi mào: RH + O2 Ro + oOOH RH Ro + oH
Giai đoạn được khơi mào bởi các oxy của không khí hoặc các điện tử tự do của các kim loại có hóa trị thay đổi. Ví dụ: Fe2+, Cu2+,…
RH Ro + oH
ROOH + M3+ ROOo + Ho + M2+
ROOH + M2+ ROo + oOH + M3+
2ROOH ROo + ROOo + H2O Giai đoạn 2: lan rộng: tạo các sản phẩm trung gian
Ro + O2 ROOo
ROOo + RH ROOH + Ro ROo + RH ROH + Ro
….
Giai đoạn 3: kết thúc
Ro + oR R – R Ro + ROOo ROOR
ROOo + ROOo ROOR + O2
Các giai đoạn này cứ được lặp đi lặp lại cho đến khi chuyển hóa hết các hóa trị tự do. Sản phẩm tạo thành là các acid, ceton, rượu,…Đó chính là nguyên nhân xuất hiện các hư hỏng về mùi, vị ôi khê của chất béo.
Các yếu tố làm tang vận tốc phản ứng oxy hóa chất béo: nhiệt độ, bức xạ, tia cực tím, bức xạ ion hóa, các enzyme xúc tác quá trình (lipase,..), sự có mặt của ion kim loại có hóa trị thay đổi như Cu, Fe,…hay nồng độ oxy, hoạt tính của nước.
Câu 3: Trình bày cơ chế của quá trình oxy của rau quả?
Trả lời:
Polyphenol là một nhóm các hợp chất mà trong công thức cấu tạo có chứa vòng benzene và ít nhất 2 nhóm – OH trở lên. Lượng polyphenol có trong hầu hết các loại rau, củ, quả,…tùy theo loại nguyên liệu mà hàm lượng polyphenol sẽ khác nhau. Cùng tồn tại trong nguyên liệu rau, quả là enzyme polyphenoloxydase. Khi tiếp xúc với oxi không khí, hoạt động của enzyme polyphenoloxydase sẽ được kích hoạt và trở thành xúc tác cho các phản ứng oxy hóa các hợp chất polyphenol thành những hợp chất mới gây sẫm màu và gây vị đắng cho rau quả.
Hợp chất phenol rất dễ bị oxi hóa trong các điều kiện khác nhau. Chúng có thể bị oxi hóa trong môi trường bình thường có không khí ẩm, phản ứng trở nên mạnh hơn trong môi trường kiềm. Enzyme polyphenoloxydase ở thực vật có thể tồn tại ở 2 dạng:
tự do và lien kết. Polyphenoloxidase là nhóm enzyme oxydoreductase có nhiều trong mô động vật, thực vật, nấm mốc,…
Phản ứng oxi hóa này còn gọi là phản ứng sẫm màu do enzyme. Trong một số sản phẩm thì cần được hạn chế như chế biến rau, củ, quả nhưng trong chế biến trà đen thì lại cần phải gia tang để oxi hóa tannin thành hợp chất quinol tạo màu, hương vị đặc trưng cho trà đen.
Câu 4: Trình bày cơ chế chống oxi hóa của phụ gia chống oxy hóa có bản chất phenolic và bản chất acid?
Trả lời:
Cơ chế tác động của các phụ gia có bản chất phenolic lên quá trình oxy hóa chất béo:
Phụ gia chống oxi hóa có bản chất phenolic có khả năng ức chế hoặc ngăn ngừa các phản ứng tự oxy hóa của các glycerit bởi gốc tự do, khả năng này có liên quan đến cấu trúc phân tử hay cấu hình của phenolic.
Quá trình chống oxi hóa chất béo chính là ngăn ngừa sự gia tăng của các gốc tự do bằng phương pháp dùng các chất có khả năng tác dụng với các gốc tự do này và tạo thành các chất không có khả năng tiếp tục bị oxy hóa. Phản ứng chống oxy hóa chất béo xảy ra theo sơ đồ sau:
Cơ chế: ROo + AH ROH + Ao
ROOo + AH [ROO.AH] ROOH + Ao Ro + AH RH + Ao
OHo + AH H2O + Ao Ao + Ao A – A Ao + Ro RA
Ao + ROOo ROOA
Với Ao không có khả năng kết hợp với các gốc tự do khác.
AH là chất chống oxi hóa
Quá trình chống oxi hóa chất béo phụ thuộc vào các yếu tố: hoạt tính của các chất chống oxi hóa, nồng độ của các chất chống oxi hóa, nhiệt độ, ánh sang, kim loại,
…
Tác dụng của các hợp chất phenolic trong việc kìm hãm sự tự oxy hóa bởi gốc tự do: phenol (đóng vai trò là chất cho điện tử) có khả năng ngăn cản sự hình thành các gốc tự do ban đầu làm cản trở tiến trình oxy hóa dầu mỡ.
Cơ chế tác động của các phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid lên quá trình oxi hóa rau, quả:
Phụ gia chống oxi hóa có bản chất acid tạo ra môi trường pH thấp làm chậm vận tốc phản ứng oxi hóa gây sẫm màu. Môi trường pH thấp cũng ức chế hoạt động của enzyme oxi hóa khử.
Câu 5: Trình bày cơ chế chống oxi hóa của các phụ gia chống oxy hóa sử dụng trong thí nghiệm?
Trả lời:
Butylat hydroxyl toluene – BHT Tocopherol – Vitamin E
(Đã trình bày ở phần tổng quan về phụ gia)
Câu 6: Trình bày tác hại có thể xảy ra khi sử dụng những phụ gia trong bài thí nghiệm?
Trả lời:
Những phụ gia được sử dụng trong bài thí nghiệm là: BHT và Tocopherol không gây độc hại cho người sử dụng, nếu lượng sử dụng không vượt ngưỡng cho phép. Cụ thể như sau:
BHT ít có khả năng gây độc cấp tính. Giá trị LD50 lên đến 1000mg/kg thể trọng ở tất cả các loài được thử nghiệm. Thử nghiệm trên động vật cho thấy, liều lượng BHT cao khi đưa vào cơ thể trong 40 ngày hoặc hơn sẽ gây độc cho các cơ quan.
Liều lượng gây chết ở chuột là LD 50 = 1000mg/kg thể trọng, liều lượng 50mg/kg thể trọng không có ảnh hưởng đối với người. Khi sử dụng dưới nồng độ cho phép không gây ngộ độc cho cơ thể. Liều dùng cho sữa bột, bột kèm kem là 100 ML, với thức ăn tráng miệng có sữa là 90 ML.
Tocopherol: thử nghiệm độc tính ngắn ngày trên chuột với liều lượng 1g/ngày, không thấy có hiện tượng tác hại nhưng có thể nhận thấy hiện tượng rối loạn tiêu
hóa. Hiện tượng này có thể do chất béo, vì thử nghiệm dung dịch tocopherol trong dầu. Người ta chưa rõ lắm về việc chuyển hóa tocopherol nhưng tìm thấy nó thải qua phân, còn trong nước tiểu lại thấy một vài chất chuyển hóa của nó. Nếu sử dụng liều cao hơn nhu cầu hàng ngày thì thấy nó có tích lũy trong gan.
Câu 7: Nêu điều kiện hoạt động của những phụ gia sử dụng trong bài thí nghiệm?
Trả lời:
BHT tan trong chất béo, bền ở nhiệt độ cao nhưng thấp hơn Vitamin E.
Vitamin E tan trong dầu thực vật, bền với nhiệt
Câu 8: Nêu phương pháp định lượng BHT và Tocopherol?
Trả lời:
BHT được xác định nhờ phản ứng màu với Q-anisidine và nitrit natri.
Vitamin E trong thực phẩm được định lượng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
Câu 9: Nêu giá trị INS, ADI, ML của BHA, BHT, acid citric, acid ascorbic?
Trả lời:
Bảng giá trị INS, ADI, ML
INS ADI ML
BHA 320 0 – 0.5 200
BHT 321 0 – 0.3
TBHQ 319 0 – 0.7 200
Acid citric 330 CXĐ
Sữa chua lên men: 1500 Sữa chua lên men, có xử lý nhiệt: GMP
Acid ascorbic 300 CXĐ Sữa bột, bột kem: 300 Bơ và bơ cô đặc: GMP