Các phụ gia thực phẩm thường có những chức năng sau:
–   Nâng cao chất lượng và sự ổn định các sản phẩm thực phẩm.
–   Duy trì giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm.
–   Duy trì tính cảm quan của thực phẩm.

Phụ gia giúp tăng thêm một số tính chất cần thiết cho thực phẩm nhưng việc sử dụng nó trong thực phẩm còn nhiều tranh luận.

1.   Phụ gia thực phẩm là gì?

Phụ gia thực phẩm là các chế phẩm tự nhiên hay tổng hợp hóa học, không phải là thực phẩm, được cho vào sản phẩm với mục đích đáp ứng nhu cầu công nghệ trong quá trình sản xuất, chế biến (tạo màu, mùi vị, tạo nhũ, …), vận chuyển, đóng gói, bảo quản, tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Phụ gia vẫn còn được lưu lại trong thực phẩm ở dạng nguyên thể hoặc dẫn xuất nhưng vẫn bảo đảm an toàn cho người sử dụng.

Kỹ thuật sử dụng các chất phụ gia thực phẩm ngày càng được hoàn thiện và đa dạng hóa. Hiện nay,hơn 2500 phụ gia đã được sử dụng trong công nghệ thực phẩm.

2.   ÍCH LỢI VÀ RỦI RO KHI SỬ DỤNG PHỤ GIA:

a.  Việc sử dụng phụ gia trong thực phẩm có những lợi ích như sau:

·   Thực phẩm an toàn hơn, dinh dưỡng hơn:

Chất bảo quản và phụ gia có chức năng dinh dưỡng được sử dụng trong thực phẩm nhằm gia tăng sự  an toàn và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Việc sử dụng các chất chống vi sinh vật giúp ngăn chặn nguy cơ bị ngộ độc thực phẩm do các vi sinh vật gây nên. Chất chống oxy hóa được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển củ mùi thối, sự hình thành các gốc tự do có nguồn gốc từ sự oxy hóa các thành phần có trong thực phẩm. Việc sử dụng các vitamin vào thực phẩm làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.

·   Cơ hội lựa chọn thực phẩm nhiều hơn:

Việc sử dụng các chất phụ gia thực phẩm cho phép sản xuất một lượng lớn các thực phẩm trái mùa và các sản phẩm thực phẩm mới đa dạng. Cùng với sự xuất hiện của phụ gia thực phẩm, thức ăn nhanh, thức ăn ít năng lượng, các thực phẩm thay thế khác cũng ra đời và phát triển để đáp ứng nhu cầu ăn uống ngày càng đa dạng của con người.  Cấu trúc, hương vị, màu sắc và giá trị dinh dưỡng của những thực phẩm này được giữ trong một thời gian khá dài.

Công nghiệp thức ăn nhanh tiếp tục được phát triển ngày càng đa dạng và phong phú hơn nhờ các phụ gia tạo màu, hương vị được cho thêm vào thực phẩm. Những sản phẩm này thường được chế biến ở nhiệt độ cao và thời gian bảo quản phải dài nên ta phải sử dụng phụ gia.

Do nhu cầu ăn kiêng của con người, công nghiệp sản xuất các thực phẩm ít năng lượng ra đời. Nhiều chất tạo nhũ và keo tụ, các ester của acid béo và đường mía giúp làm giảm lượng lớn các lipid có trong thực phẩm.

Các chất tạo màu, mùi, vị giúp gia tăng sự lôi cuốn, hấp dẫn của thực phẩm.

·   Giá thành thực phẩm thấp hơn:

Trong rất nhiều trường hợp, việc sử dụng phụ gia làm giảm giá thành sản phẩm.

b. Bên cạnh đó, những rủi ro do chất phụ gia tạo ra cũng không nhỏ:

Mặc dù những lợi ích do phụ gia mang lại là rất lớn nhưng trong nhiều năm qua, các rủi ro do phụ gia cũng đã xảy ra:

·   Những rủi ro gián tiếp thông qua tác động của các chất phụ gia lên thực phẩm làm tăng sự thay đổi một số thành phần trong thực phẩm dẫn đến sự thay đổi chất lượng thực phẩm.

·   Sự rủi ro gián tiếp có thể xảy ra do sự hình thành các độc tố từ các phản ứng. Tác động của các độc tố này đôi khi ta không thể biết được ngay mà sau một thời gian mới biết được.

Không có đủ bằng chứng khoa học nào cho thấy có một phụ gia nào đặc biệt an toàn. Các phụ gia khi sử dụng quá lièu lượng trong một thời gian dài sẽ gây ra các ngộ độc hóa học. Việc này đặc biệt có liên quan đến phản ứng quá nhạy cảm của một số người đối với một phụ gia ngay cả khi nó được sử dụng ở mức an toàn.

Vấn đề nhiễm độc từ sự tiêu thụ lâu dài các chất phụ gia chưa được minh chứng rõ ràng. Ung thư và các vấn đề về di truyền liên quan chủ yếu đến nó mặc dù không có sự liên hệ trực tiếp giữa việc sử dụng các chất phụ gia và việc xảy ra các vấn đề trên.

3.   PHÂN LOẠI PHỤ GIA:

Phụ gia thực phẩm gồm những loại sau:

·   Phụ gia làm tăng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm:

Có ba lý do chính cho việc thêm chất dinh dưỡng vào thực phẩm:
–   Bù lượng bị tổn thất trong quá trình chế biến.
–   Sản xuất các loại thực phẩm theo nhu cầu dinh dưỡng đặc biệt.
–   Bổ sung phụ gia vì sức khỏe cộng đồng.
–   Phụ gia dinh dưỡng có thể ở dạng bột, bộc nhộng trong gelatine, nhũ hóa trong dầu và thường được bảo vệ bởi các phụ gia khác như phụ gia chống oxy hóa. Chúng thỉnh thoảng được dùng một mình hoặc dùng chung với các phụ gia dinh dưỡng khác

–   Các phụ gia dinh dưỡng gồm những loại sau:

Vitamin
Muối khoáng
Acid amin
Các chất tạo sợi (pectine, cellulose, tinh bột).

·   Phụ gia chống vi sinh vật:

Việc sử dụng loại phụ gia này chỉ phổ biến trong thời gian gần đây; một trong những nguyên nhân của việc gia tăng  sử dụng loại phụ gia này là do sự thay đổi trong sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm thực phẩm. Ngày nay, người tiêu dùng mong muốn rằng tất cả các loại thực phẩm đều có quanh năm, không bị nhiễm độc và có thời hạn sử dụng hợp lý. Do đó, phụ gia chống vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm mặc dù đã có sự cải tiến trong hệ thống đóng gói và chế biến để bảo vệ thực phẩm mà không cần dùng đến hóa chất.

Trong việc lựa chọn phụ gia chống vi sinh vật, chúng ta cần quan tâm đến một vài yếu tố sau:

–   Phải hiểu biết khả năng chống vi sinh vật của chất được sử dụng cùng với độ nhiễm bẩn của sản phẩm thực phẩm để dùng đúng phụ gia cần thiết.
–   Phải biết các tính chất lý hóa của sản phẩm thực phẩm và phụ gia chống vi sinh vật. Các yếu tố như: pKa, độ hòa tan của phụ gia và pH của thực phẩm sẽ giúp việc sử dụng phụ gia đạt hiệu quả cao nhất.
–   Phải ước lượng được điều kiện bảo quản sản phẩm và sự tác động qua lại với các quá trình khác để bảo đảm rằng phụ gia vẫn giữ được chức năng của mình trong suốt thời gian bảo quản.
–   Thực phẩm phải có chất lượng tốt ngay từ đầu và không được nhiễm quá nhiều vi sinh vật.
–   Các phụ gia chống vi sinh vật thường gặp:

Acid bezoid và muối benzoate.
Acid sorbic và muối sorbate.
Các acid hữu cơ mạch ngắn: acid acetic và muối acetate, acid lactic, aid citric, sulphide…
Muối ăn (NaCl).
Carbon dioxide.

·   Phụ gia chống oxy hóa chất béo:

Về cơ bản có thể chia các chất chống oxy hóa thành hai loại:
–   Các chất chống oxy hóa acid (bao gồm cả muối và các ester của chúng). Ví dụ: acid ascorbic, acid citric, acid limoic, acid tactric, …
–   Các hợp chất phenolic  (cả tự nhiên lẫn tổng hợp). Ví dụ: BHA (butylat hydroxyl anisol), tocopherol…

Các chất chống oxy hóa cho thực phẩm phải đảm bảo hai yêu cầu:
–   Không được có độc tính và không làm ảnh hương đến mùi vị, trạng thái của dầu mỡ.
–   Phải là một chất có khả năng hòa tan hoặc phân tán đồng đều trong khối thực phẩm làm cho tác dụng chống oxy hóa được chắc chắn.

·   Phụ gia tạo mùi:

Cũng như màu sắc, hương thơm là một tính chất cảm quan quan trọng của thực phẩm vì chúng có những tác dụng sinh lý rất rõ rệt như: ảnh hưởng đến hệ thống tuần hoàn, nhịp đập của tim, hệ hô hấp, nhịp thở, sự tiêu hóa, …Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm, người ta tìm mọi biện pháp kỹ thuật để bảo vệ các chất thơm tự nhiên và tạo ra những phản ứng tổng hợp các hương thơm.

Thông thường người ta thực hiện một trong ba biện pháp sau để tạo cho sản phẩm có hương thơm:
–   Chất thơm vốn dễ bay hơi và thường không bền nên người ta đã dùng các biện pháp kỹ thuật và thiết bị phức tạp để thu hồi các chất thơm đã bị tách ra khỏi sản phẩm trong quá trình gia nhiệt (đun hoặc cô đặc) để giữ chúng lại, sau đó chúng được hấp thụ trở lại vào thành phẩm.
–   Chưng cất và cô đặc các chất thơm tự nhiên từ các nguồn giàu chất thơm, sau đó đưa chúng vào các sản phẩm thực phẩm khác nhau.
–   Tổng hợp các chất thơm nhân tạo có mùi thích ứng để cho vào các sản phẩm thực phẩm.

·   Phụ gia làm tăng vị thực phẩm:

Chất điều vị là chất được cho thêm vào thức ăn để bổ sung hoặc làm giàu
thêm hương vị tự nhiên vốn có của thực phẩm. Những chất được dùng phổ biến hiện nay là: monosodium L – glutamate (MSG), disodium 5 – inosinate (IMP) và disodium 5 – guanylate (GMP).

·   Các chất ngọt:

Vị ngọt là một trong những cảm giác vị quan trọng nhất của loài người cũng như nhiều nhóm động vật. Theo kết quả thống kê thì lượng sản phẩm có vị ngọt đã gia tăng từ 8 triệu tấn năm 1900 lên 70 triệu tấn năm 1970; chưa có một loại sản phẩm nào laị có sự gia tăng nhiều mà lại trong thời gian ngắn như vậy.

Một số các chất tạo ngọt được sử dụng trong thực phẩm không chỉ đơn giản là do khả năng tạo vị ngọt của chúng mà nó còn bao gồm cả một số chức năng khác như chất bổ trợ cấu trúc, chất bảo quản, chất nàu, …

Các loại chất ngọt được sử dụng trong thực phẩm được chia thành hai nhóm chính:
–   Chất ngọt có giá trị dinh dưỡng.
–   Chất ngọt không có giá trị dinh dưỡng.

·   Phụ gia tạo màu thực phẩm:

Các chất màu đóng vai trò rất quan trọng trong thực phẩm. Màu là chất lượng cảm quan đầu tiên được xem xét, đánh giá. Các chất màu cũng đóng một vai trò  thiết yếu trong việc điều hòa sự hấp dẫn cho thức ăn

Màu được cho vào thực phẩm với mục đích:
–   Phục hồi lại màu sắc của rau quả do những biến đổi của chúng trong tự nhiên, bảo quản, chế biến, đóng gói, phân phối… làm tăng độ đồng nhất cho sản phẩm.
–   Giúp duy trì những tính chất đặc trưng của sản phẩm.
–   Tăng cường màu sắc sản phẩm để làm tăng sự hấp dẫn cho sản phẩm.

Hiện nay, chất màu được chia làm hai loại:
–   Chất màu tự nhiên: Antocyamin, betalain, caramel, carotenoid, . . .Cường độ màu của các chất màu tự nhiên thì yếu, không ổn định, dễ thay đổi màu sắc. Thành phần các chất màu tự nhiên sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại cây, điều kiện địa lý, khí hậu, mùa màng, …
–   Chất màu tổng hợp bao gồm hai loại chính là: FD và C dye; FD và C lake. Hai loại này khác nhau về khả năng hòa tan trong nước: loại thứ nhất không tan trong nước mà là màu do sự phân tán; loại thứ hai là chất màu tan trong nước.

·   Phụ gia làm bền nhũ tương:

Nhũ tương là hệ phân tán của hai chất lỏng không trộn lẫn vào nhau mà một trong hai có mặt dưới dạng những giọt nhỏ của pha bị phân tán, pha còn lại ở dưới dạng pha liên tục. Phần lớn các nhũ tương thực phẩm đều là kiểu dầu trong nước hoặc nước trong dầu. Đường kính của giọt chất lỏng bị phân tán là 0, 1 – 50m.

Phụ gia làm bền nhũ tương là chất hoạt động bề mặt, trong phân tử có nhóm háo nước và nhóm kị nước. Hiện tượng tách pha là hiện tượng không mong muốn trong sản xuất thực phẩm. Do đó, ta cần sử dụng phụ gia làm bền hệ nhũ tương để tránh hiện tượng tách lớp.

Phụ gia làm bền nhũ tương khác với phụ gia tạo ra nhũ tương. Các phụ gia làm bền nhũ tương là các phụ gia được sử dụng nhằm mục đích làm pha phân tán ổn định trong pha liên tục.

Phụ gia làm bền nhũ tương được chia làm hai loại: các ester một phần của các acid béo và các polyol hoặc acid hữu cơ; phospholipid như lecithine.

Tính chất:
Cho các chất điện ly vô cơ để cung cấp điện tích cho các giọt, để các giot đẩy nhau.
Các phân tử chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực sẽ tự định hướng để hai cực kị nước và háo nước  của chúng ứng với hai phía của bề mặt liên pha dầu/nước. Khi có những phân tử như thế ở bề mặt liên pha sẽ làm giảm được sức căng bề mặt liên pha. Các chất hoạt động bề mặt có khả năng ion hóa cũng có thể cung cấp điện tích cho các giọt bị phân tán.
Các chất cao phân tử hòa tan được trong pha liên tục hoặc để làm tăng độ nhớt  của pha này hoặc để được hấp thụ vào bề mặt liên pha.
Các chất không hòa tan có thể thấm ướt được cả hai pha, hấp thụ vào bề mặt liên pha sẽ tạo ra vật chắn chống hiện tượng hợp giọt.

CÁC NHÓM CHẤT HỖ TRỢ KỸ THUẬT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỰC PHẨM:

1.   CHẤT CHỐNG BỌT:

Một số dầu mỡ thực phẩm.
Dầu paraffin, vaselin.
Dimethylpolysilosan.
Momo – , diglycerid của acid béo.
Ester của polyethylene glycol và acid béo.

2.   CHẤT XÚC TÁC:

Xúc tác trong hydrogen hóa dầu, mỡ: Ni, Cu, Mn, …
Xúc tác cho các phản ứng ester hóa (thay đổi vị trí của các acid béo trong glyceride để nhận được dầu mỡ với các tính chất hóa lý mong muốn).
Xúc tác khử oxy (trong các khí CO2, N2, …trước khi nạp vào rượu vang) bằng cách cho các luồng khí trên đi qua dung dịch sulphide kiềm, có hỗn hợp đệm Na3PO4 và Na2CO3 có pH > 7, 5…

3.   TÁC NHÂN LÀM TRONG VÀ TRỢ LỌC:

Than hoạt tính, đất sét hoạt tính, diatomide, alginate, carraghenan, gelatine, casein, polyvinylpolypyrrolidone (PVPV) , nhựa trao đổi ion, tannin, …

4.   CHẤT LÀM BỀN MÀU:
SO2

5.   TÁC NHÂN LẠNH:

N2 và CO2 lỏng, rắn.

6.   TÁC NHÂN CHỐNG VÓN CỤC:

Một số kí hiệu:

INS (international numbering system): là kí hiệu được ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp chúng vào danh mục chất phụ gia thực phẩm.

ADI (acceptable Daily Intake): là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hằng ngày thông qua thực phẩm hoặc nước uống mà không gây ảnh huởng có hại đến sức khỏe. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. ADI có thể được biểu hiện dưới dạng: giá trị xác định, chưa quy định (CQĐ), chưa xác định (CXĐ).

MTDI (Maximum Tolerable Daily Intake): lượng tối đa các chất mà cơ thể nhận được thông qua thực phẩm hoặc nước uống hàng ngày. MTDI được tính theo mg/người/ngày.

ML (Maximum Level): mức giới hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử ý, bảo quản, bao gói và vận chuyển sản phẩm.

GMP (Good Manufacturing Practices): thực hành sản xuất tốt, là việc đáp ứng các yêu cầu sử dụng phụ gia trong quá trình sản xuất, xử lý, chế biến, bảo quản, bao gói, vận chuyển thực phẩm, bao gồm:
–   Hạn chế tới mức thấp nhất lượng phụ gia thực phẩm cần thiết phải sử dụng.
–   Lượng chất phụ gia được sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, bảo quản, bao gói và vận chuyển có thể trở thành một thành phần của thực phẩm nhưng không ảnh huởng đến tính chất lý hóa hay giá trị khác của thực phẩm.
Lượng phụ gia thực phẩm sử dụng phải phù hợp với công bố của nhà sản xuất đã được chứng nhận của cơ quan có thẩm quyền.