TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11432:2016 (CAC/RCP 64-2008) VỀ QUY PHẠM THỰC HÀNH GIẢM THIỂU 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD) TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PROTEIN THỰC VẬT THỦY PHÂN BẰNG AXIT (HVP AXIT) VÀ CÁC SẢN PHẨM CHỨA HVP AXIT

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11432:2016

CAC/RCP 64-2008

QUY PHẠM THỰC HÀNH GIẢM THIỂU 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD) TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PROTEIN THỰC VẬT THỦY PHÂN BẰNG AXIT (HVP AXIT) VÀ CÁC SẢN PHẨM CHỨA CÁC HVP AXIT

Code of practice for the reduction of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) during the production of acid-hydrolyzed vegetable protein (acid-hvps) and products that contain acid-hvps

Lời nói đầu

TCVN 11432:2016 hoàn toàn tương đương với CAC/RCP 64:2008;

TCVN 11432:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F3 Nguyên tắc chung về vệ sinh thực phẩm biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

3-Monochloropropan-1,2-diol (3-MCPD) là một trong các hợp chất được gọi là chloropropanol. Các hợp chất này là các chất nhiễm bẩn được hình thành trong quá trình chế biến và sản xuất một số loại thực phẩm và các thành phần nhất định. Chúng được phát hiện đầu tiên trong protein thực vật thủy phân bằng axit (HVP axit) vào năm 1980. Nghiên cứu sau đó vào năm 1990 liên quan đến sự có mặt của chúng trong nước tương được sản xuất bằng cách sử dụng HVP axit như một thành phần.

HVP axit được tạo ra do sự thủy phân các nguyên liệu thực vật và động vật chứa protein với axit clohydric. Chúng được sử dụng rộng rãi làm chất điều vị và làm các thành phần trong các sản phẩm thực phẩm chế biến và thức ăn đã được chế biến sơ bộ. Mức điển hình trong dải thực phẩm khoảng từ 0,1 % đến 20 %.

Sự xuất hiện chloropropanol tăng lên trong sản phẩm HVP axit do sự hình thành của chúng trong bước thủy phân trung gian dùng axit clohydric trong quá trình sản xuất. Trong giai đoạn thủy phân này, axit cũng phản ứng với lipid còn lại và phospholipid có mặt trong nguyên liệu, dẫn đến sự hình thành chloropropanol. Theo kinh nghiệm của ngành công nghiệp, thì sự hình thành chloropropanol là không thể tránh khỏi qua việc sử dụng các nguồn protein đã khử chất béo.

Ngoài sự hình thành của chloropropanol trong quá trình sản xuất có sử dụng HVP axit để sử dụng làm thành phần, thì chloropropanol có thể cũng được hình thành trong nước tương và gia vị, khi mà quá trình sản xuất nước tương bao gồm cả việc xử lý bột đậu tương bằng axit clohydric. Vì với HVP axit, phương thức hình thành cũng liên quan đến quá trình thủy phân bằng axit của lipid và phospholipid còn lại.

Có thể sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau trong sản xuất nước tương. Thông thường, các sản phẩm được làm hoàn toàn bằng quá trình lên men thì không chứa chloropropanol, hoặc, nếu có, chúng chỉ xuất hiện với một lượng rất nhỏ (vết). Những sản phẩm protein thực vật có sử dụng axit để thủy phân thì sản phẩm này có thể có chứa chloropropanol. Nước tương và các sản phẩm liên quan, có xử lý bằng axit trong quá trình sản xuất cũng có thể chứa chất này.

Nói chung, chloropropanol xuất hiện phổ biến nhất là 3 – MCPD trong các loại thực phẩm có chứa HVP axit. Chúng có mặt như hỗn hợp racemic (R) và các đồng phân (S) trong dịch thủy phân protein. Các chloropropanol khác có thể có nhưng thường với một lượng nhỏ hơn, đó là 2 – monochloropropan -1,3 – diol (2 – MCPD), 1,3- dichloro -2 – propanol (1,3 – DCP) và 2,3- dichloro -1- propanol (2,3 – DCP).

Sự có mặt các chloropropanol trong thực phẩm là mối quan tâm do tính độc hại của chúng. Ủy ban chuyên gia hỗn hợp FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã xem xét 3 – MCPD và 1,3 – DCP vào tháng 6 năm 2001, đã đánh giá lượng ăn vào hàng ngày tối đa có thể chấp nhận tạm thời (PMTDI) đối với 3-MCPD là 2 mg/kg thể trọng/ngày và đã đánh giá lại chloropropanol vào tháng 6 năm 2006 và quyết định giữ PMTDI đã được thiết lập trước đó. Về đánh giá 3-MCPD, đã có ý kiến khuyến nghị rằng việc giảm nồng độ 3 – MCPD trong nước tương và các sản phẩm liên quan có chứa thành phần là HVP axit có thể giảm đáng kể lượng chất nhiễm bẩn này khi sản phẩm được sử dụng làm gia vị.

Trên thị trường có thể yêu cầu các sản phẩm có chất lượng cảm quan khác nhau để thích hợp với thị hiếu của khu vực cụ thể. Các phương pháp tiếp cận riêng lẻ và sự kết hợp của các phương pháp này được nêu ở phần cuối của tiêu chuẩn, việc giảm thiểu mức 3- MCPD sẽ có những ảnh hưởng khác nhau đến chất lượng cảm quan của sản phẩm cuối cùng và như vậy, các nhà sản xuất cần phải tính đến những ảnh hưởng này khi lựa chọn chiến lược giảm thiểu sự hình thành 3-MCPD. Về công nghệ có thể giảm 3-MCPD đến mức dưới 0,1 mg/kg thì chất lượng cảm quan của sản phẩm đó có thể bị ảnh hưởng không tốt đến hương và vị (umami) phản ánh trực tiếp đến chất lượng của HVP axit. Điều này đặc biệt đúng trong các sản phẩm HVP axit để lâu.

Các nhà sản xuất đã thực hiện các biện pháp để giảm mức chloropropanol trong HVP axit và các sản phẩm có liên quan. Chi tiết của quy trình chung được sử dụng để sản xuất. HVP axit với chloropropanol thấp được nêu trong Phụ lục A. Trong thời gian đầu những năm 1990, một số nhà sản xuất đã tiến hành xây dựng lại công thức chế biến các sản phẩm của họ sao cho có thể giảm thiểu những ảnh hưởng đến các đặc tính cảm quan khi sử dụng các phương pháp mới. Quý trình sản xuất khác làm giảm mức chloropropanol thấp hơn trong khi vẫn giảm thiểu ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan. Thực hiện quy trình sản xuất để giảm thiểu 3-MCPD trong HVP axit đến mức thấp có thể là kỹ thuật khó khăn và rất tốn kém, thường đòi hỏi công nghệ mới. Có thể cần xây dựng lại công thức dùng cho thực phẩm chế biến sử dụng HVP axit.

Chloropropanol cũng đã được phát hiện trong một loạt các loại thực phẩm khác mà không phải là sản phẩm thủy phân bằng axit trong quá trình sản xuất. Những thực phẩm này bao gồm các loại rau quả chế biến, ngũ cốc và các sản phẩm bánh mì, thịt chế biến, cá xông khói và bia.

QUY PHẠM THỰC HÀNH GIẢM THIỂU 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD) TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PROTEIN THỰC VẬT THỦY PHÂN BẰNG AXIT (HVP AXIT) VÀ CÁC SẢN PHẨM CHỨA CÁC HVP AXIT

Code of practice for the reduction of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) during the production of acid-hydrolyzed vegetable protein (acid- HVPs) and products that contain acid-HVPs

1  Phạm vi áp dụng

Mục đích của tiêu chuẩn này là đưa ra và phổ biến thực hành tốt nhất cho nhà sản xuất các sản phẩm HVP axit, nước tương và các loại gia vị có liên quan, mà trong sản xuất liên quan đến thủy phân bằng axit, với mục tiêu giảm mức 3–MCPD. Thành phần thực phẩm được sản xuất bằng phương pháp không liên quan đến protein thực vật thủy phân bằng axit không được đề cập trong tiêu chuẩn này.

2  Khuyến nghị thực hành theo thực hành sản xuất tốt (GMP)

2.1  HVP axit

Quá trình chế biến HVP axit sẽ khác nhau tùy thuộc vào đặc tính cảm quan mong muốn trong sản phẩm cuối cùng. Nguồn nguyên liệu, nồng độ mol của axit, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng và các yếu tố khác, tất cả đều có thể ảnh hưởng đến đặc tính cảm quan của sản phẩm cuối cùng. Mô tả khái quát về quy trình sản xuất HVP axit được nêu trong Phụ lục A. Nguyên liệu thực vật phổ biến được sử dụng trong sản xuất HVP axit bao gồm các loại hạt có dầu đã khử chất béo (đậu tương, lạc), protein từ ngô, lúa mì, casein, nấm men và gạo. Các nguyên liệu này được thủy phân bằng axit clohydric trong dải nồng độ từ dưới 4 M đến 9 M, ở nhiệt độ từ 70 °C đến 135 °C trong 8 h, mặc dù thời gian đã được ghi lại lên đến 20 h đến 35 h, ở áp suất thường lớn hơn áp suất không khí. Sau khi làm nguội, dịch thủy phân được trung hòa với natri cacbonat hoặc natri hydroxit đến pH từ 5 đến 9 ở nhiệt độ từ 90 °C đến 100 °C trong 90 min đến 180 min và sau đó axit hydrochloric được bổ sung vào hỗn hợp để chỉnh pH từ 4,8 đến 5,2. Dịch thủy phân được lọc để loại bỏ phân đoạn carbohydrat không hòa tan và sau đó được tẩy trắng hoặc được tinh chế. Có thể tiến hành xử lý bằng than hoạt tính để loại bỏ các thành phần có hương vị và có màu để đáp ứng yêu cầu. Sau đó, có thể lọc tiếp HVP axit, phụ thuộc vào ứng dụng, được tăng cường các thành phần tạo hương. Sau đó, các sản phẩm có thể được bảo quản như chất lỏng ở 30 % đến 50 % chất khô (tương ứng với 2 % đến 3 % nitơ tổng số), hoặc cách khác, có thể được làm khô bằng chân không, sấy phun, hoặc hấp và được bảo quản như chất rắn (97 % đến 98 % chất khô).

Ba phương pháp chính có thể được áp dụng để giảm thiểu nồng độ 3 – MCPD trong sản phẩm cuối cùng. Phương pháp thứ nhất liên quan đến việc kiểm soát cẩn thận bước thủy phân bằng axit; phương pháp thứ hai là trung hòa tiếp để giảm thiểu sự hình thành 3-MCPD; và phương pháp thứ ba là sử dụng axit sulfuric như một chất thay thế cho axit clohydric trong bước thủy phân. Các phương pháp này đều có thể làm giảm mức 3-MCPD trong sản phẩm HVP axit.

Các nhà sản xuất cần xem xét ba phương pháp dưới đây và quyết định phương pháp sản xuất HVP axit phù hợp nhất. Ba phương pháp này được nêu chi tiết ở trong đoạn sau đây, có đưa ra ví dụ cụ thể. Các phương pháp này dựa vào các thông tin công khai có sẵn nhưng còn hạn chế; vì vậy, không thể cung cấp đầy đủ về cách làm thế nào để sản xuất HVP-axit có 3-MCPD thấp. Các thông tin sau đây là lời khuyên chung; ở cấp quốc gia, các nhà sản xuất có thể cần phải điều chỉnh các biện pháp trong quá trình sản xuất của mình.

Đối với phương pháp đầu tiên, nhiệt độ và thời gian gia nhiệt của bước thủy phân bằng axit phải được kiểm soát đồng thời và chú ý cẩn thận đưa về điều kiện phản ứng trong bước trung hòa tiếp theo. Thông thường, phản ứng thủy phân đầu tiên được thực hiện ở nhiệt độ từ 60 °C đến 95 °C trong khoảng 150 min. Nhiệt độ phản ứng sau đó tăng dần cho đến khi nhiệt độ đạt được 103 °C đến 110 °C. Khi đạt được nhiệt độ tối đa này, cần duy trì trong 2 h đến 35 h và sau đó dịch thủy phân được làm nguội hơn 3 h, trung hòa và lọc. Kiểm soát cẩn thận bước thủy phân bằng axit đã được chứng minh là làm giảm mức 3-MCPD trong dịch thủy phân đến dưới 10 mg/kg.

3-MCPD hình thành trong bước thủy phân bằng axit có thể loại bỏ được bằng cách thủy phân kiềm lần thứ hai. Xử lý kiềm lần này, về bản chất, kéo dài quá trình trung hòa sau khi thủy phân bằng axit vật liệu khởi đầu; điều này làm suy giảm chất lượng chloropropanol có mặt trong dịch thủy phân. Việc xử lý kiềm có thể được thực hiện trước hoặc sau khi lọc dịch thủy phân, mặc dù tốt nhất xử lý kiềm trước khi lọc vì phần còn lại sau đó cũng không chứa 3-MCPD. Các protein đã thủy phân được xử lý bằng các chất có tính kiềm có thể được chấp nhận trong thực phẩm như kali hydroxit, natri hydroxit, amoni hydroxit hoặc natri cacbonat để tăng độ pH đến khoảng từ 8 đến 13. Hỗn hợp này sau đó được gia nhiệt trong khoảng từ 110 °C đến 140 °C trong 5 min, ở các điều kiện khác gia nhiệt trong khoảng từ 60 °C đến 100 °C thì thời gian từ 90 min đến 900 min. Nói chung, xử lý kiềm ở pH cao hơn và nhiệt độ cao hơn thì yêu cầu thời gian xử lý ngắn hơn. Sau khi làm nguội, pH của dịch thủy phân phải kiềm tính (lý tưởng nhất là pH trên 8 ở 25 °C); nếu pH thấp hơn, thì cách xử lý tốt nhất là không gây ảnh hưởng đến phép đo và cần thực hiện hiệu chỉnh phép đo. Sau khi xử lý kiềm, pH của các protein thủy phân được điều chỉnh lại đến pH từ 4,8 đến 5,5, sử dụng axit thích hợp (ví dụ axit clohydric) ở nhiệt độ từ 10 °C đến 50 °C. Dịch thủy phân này có thể được lọc để loại bỏ mọi dư lượng không hòa tan và thu được sản phẩm cuối cùng. Sử dụng chất xử lý kiềm khi sản xuất HVP axit đã được chứng minh là cho sản phẩm cuối cùng có mức 3-MCPD dưới 1 mg/kg. Cần lưu ý rằng xử lý kiềm có thể giảm chất lượng cảm quan của sản phẩm cuối cùng; vì vậy, nên bắt đầu xử lý kiềm bằng dịch thủy phân có mức 3-MCPD thấp mà có thể đạt được qua việc kiểm soát cẩn thận các bước thủy phân bằng axit. Tất nhiên, điều quan trọng là phải chú ý sản phẩm có thể bị tái nhiễm nếu sử dụng thủy phân kiềm lần thứ hai để làm giảm thêm hàm lượng 3–MCPD trong HVP axit do kiểm soát cẩn thận bước thủy phân bằng axit. Dịch thủy phân được xử lý kiềm (có mức 3-MCPD thấp) phải giữ cách xa thiết bị (ví dụ bình phản ứng, pipet, bơm và máy ép lọc), được sử dụng khi thực hiện bước thủy phân bằng axit ban đầu.

Có thể sản xuất HVP axit bằng cách sử dụng axit sulfuric, loại trừ các ion clorua mà có thể hình thành 3-MCPD. Bột đậu tương và axit sulfuric được trộn với nhau trong 8 h ở áp suất 10 psi*. Dịch thủy phân được trung hòa và sản phẩm cuối cùng được lọc và rửa sạch. Đặc tính cảm quan của HVP- axit sulfuric có thể được cải thiện bằng cách bổ sung chất điều vị vào sản phẩm cuối cùng (ví dụ mì chính; caramen, dinatri inosinat, dinatri guanylat và axit lactic).

2.2  Nước tương và các sản phẩm có liên quan

Một số quy trình sản xuất khác nhau được sử dụng trong sản xuất các loại nước tương và các phương pháp được sử dụng tác động đến việc sản phẩm có chứa 3 – MCPD.

2.3  Nước tương được sản xuất bằng cách lên men

Nước tương được sản xuất hoàn toàn bằng cách lên men thì sẽ không chứa 3-MCPD hoặc, chỉ chứa rất ít 3-MCPD với mức rất thấp. Đậu tương (nguyên chất hoặc đã khử chất béo) và các loại hạt ngũ cốc khác như lúa mì là những thành phần chính được sử dụng để sản xuất nước tương lên men tự nhiên. Vào giai đoạn ban đầu của quá trình, các vật liệu này được nấu chín sơ bộ, trộn và nuôi cấy với Aspergillus oryzae và/hoặc Aspergillus sojae. Sau khi ủ từ 1 đến 3 ngày, ở 25 °C đến 30 °C, nước muối được bổ sung vào hỗn hợp đã lên men này và được làm nóng ở nhiệt độ dưới 40 °C trong ít nhất 90 ngày. Nước tương được sản xuất bằng cách tương tự với thời gian lên men ngắn, ngoại trừ quá trình lên men nước muối /giai đoạn làm nóng ở 40 °C hoặc cao hơn và quá trình này được hoàn thành trong 90 ngày.

2.4  Sản xuất nước tương có cả giai đoạn xử lý bằng axit

Cách khác, nước tương có thể được sản xuất bằng cách sử dụng HVP axit và các thành phần khác như đường và muối. Những sản phẩm này có thể chứa 3-MCPD và các biện pháp để ngăn ngừa được mô tả ở trên đối với HVP axit. Sử dụng các quá trình này sẽ tạo ra các sản phẩm có mức 3 – MCPD thấp.

Kỹ thuật chế biến tiếp theo liên quan đến việc trộn nước tương lên men với sản phẩm thu được từ HVP axit. Việc chế biến một số sản phẩm kéo theo quá trình ủ sau khi trộn. Những sản phẩm như vậy (thường được gọi là nước tương có sử dụng hóa chất) cũng có thể chứa 3 – MCPD và các biện pháp thích hợp để giảm thiểu sự có mặt của chúng trong HVP axit, có thể tham khảo ở trên.

Phụ lục A

(Quy định)

Quy trình sản xuất axit-HPV thương mại