Hóa học thực phẩm tiểu luận: sự tạo gel của protein

ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP HĨA HỌC THỰC PHẨM DÀNH CHO HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY CHƯƠNG NƯỚC Vai trò nước đời sống sản xuất thực phẩm Trong đời sống Trong công nghiệp thực phẩm + Là thành phần chủ yếu, bắt buộc + Nước nguyên liệu cần thiết tế bào thể sống: thiếu với công nghiệp thể người nước chiếm thực phẩm 65-70% + Nước dùng để nhào rửa, vận + Là dung mơi hịa tan nhiều chất chuyển, xử lí nguyên liệu, để chế tan cần thiết cho hoạt động tạo sản phẩm chất sống tế bào sản phẩm + Là môi trường phản ứng + Nước dùng để liên kết thể nguyên liệu chất sản phẩm + Là nguyên liệu cho phản ứng sinh hóa tế bào như: thủy + Nước thành phần hầu phân, hydrat hóa, phản ứng oxh hết nguyên liệu sản xuất khử sinh học thực phẩm + Trao đổi nước: thể đào + Là nguyên liệu sản thải chất dư thừa, cặn phẩm bia, nước giải khác bả, chất độc có hại + Tham gia vào việc cấu tạo cấu + Nước giữ nhiệm vụ điều hòa thân trúc trạng thái sản nhiệt ôn định nhiệt độ cho phẩm chế biến thể + Là dung mơi tốt có khả hịa tan chất rắn + Nước làm tăng cường trình sinh học hô hấp, nảy mầm, lên men + Nước tham gia đốt nóng, làm lạnh thiết bị, chất tải nhiệt nồi vỏ, nồi trùng, nồi hấp Các dạng cấu tạo nước Phân tích ảnh hưởng yếu tố đến trình liên hợp phân tử nước Trang 14/ Sgk Các kiểu liên kết nước thực phẩm 4 - - Liên kết hóa học, liên kết hóa lí, liên kết vật lí Hoạt độ nước gì? Hãy trình bày ý nghĩa hoạt độ nước Trong sản xuất thực phẩm: nước có ảnh hưởng lớn Mỗi thực phẩm có mức độ tiếp nhận” nước” khác tác động  Hoạt độ nước : tiêu đặc trưng cho mức độ tiếp nhận thực phẩm tác động khí Ý nghĩa: cho thấy lượng nước tự tồn sản phẩm, Phân biệt hoạt độ nước thực phẩm độ ẩm tương đối thực phẩm Cho thực phẩm có độ ẩm tương đối 81%, hỏi hoạt độ nước thực phẩm bao nhiêu? Hoạt độ nước thực phẩm tỷ số áp suất bão hịa phía bề mặt thực phẩm áp suất bão hào nước nguyên chất P C6H12O6 + C6H12O6 (Glucose) - Điều kiện xảy phản ứng: - Ưu điểm công nghệ thực phẩm + Tăng lượng chất khô khoảng 5,26% + Tăng vị (Fructose) + Tăng độ hòa tan đường, tránh tượng kết tinh lại + Có tính hút ẩm cao làm bánh kẹo, giữ ẩm, gây dính Nêu cấu tạo, nguồn gốc, tính chất PS quan trọng: tinh bột, glycogen, cellulose, hemicellulose, pectin, chitin PS Cấu tạo Tinh bột Đơn phân (monomer): α – D – glucose Bao gồm: amylose (AM) amylopectin (AP) (tỷ lệ 1:4) Nguồn gốc Tính chất hạt ngũ cốc, củ lương thực số loại Quá trình hydrat hóa- trương nở tinh bột Tính nhớt dẻo Khả tạo gel Khả tạo màng Glycoge Monomer: α-D-glucose từ động vật n liên kết 1,4 – glucoside (gan, cơ) khơng vị, bột trắng khơng mùi, hịa tan nước liên kết 1,6 - glucoside Cellulos Monomer: β-D-glucose vách tế bào Cellulose không tan nước e liên kết 1,4 glucoside thực vật dung môi hữu - Tan dung dịch kẽm chlorid đậm đặc - Tan dung dịch Schweitzer: hydroxyd đồng ammoniac Hemicel Monomer: pentose, lulose hexose liên kết 1,4, 1,3, 1,6 glucoside vỏ hạt, bẹ ngơ, cám, trấu, rơm… có cấu trúc ngẫu nhiên, vơ định hình, bền Nó dễ dàng bị thủy phân axit bazơ lỗng vơ số enzym hemicellulose Hemicellulose phân hủy sinh học phân hủy thơng qua tác dụng cộng hưởng số enzym số vi khuẩn nấm Pectin dẫn xuất methyl acid pectic (-D-1,4polygalacturonic acid) cấu tạo tế bào thực vật Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt, không mùi vị - Là chất keo hút nước dễ tan nước, không tan ethanol - Khả tạo gel tạo đơng, có mặt acid đường - Pectin tự do, khả tạo đơng có đường Chitin vỏ giáp xác (tôm, cua…) Chitin tồn chất rắn màu trắng ngà vàng nhạt, có dạng vẩy hay dạng bột, không mùi, không vị Không tan nước, kiềm hay axit loãng dung môi hữu Chitin tan dung dịch axit đặc nóng HCl, H2S04, H3PO4 78-97%, axit formic khan hexafluoro isopropanol Cấu trúc hóa học tinh bột? Hiện tương trương nở, hồ hóa dịch hóa tinh bột ứng dụng công nghệ thực phẩm Cấu trúc hóa học tinh bột: Hiện tượng trương nở: Khi có mặt nước, tinh bột hút nước, liên kết hydro ngoại phân tử hình thành sợi tinh bột, làm cho hạt tinh bột trương lên Sự trương nở tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ Hiện tượng hồ hóa: Nếu gia nhiệt có khuấy trộn, lớp vỏ bị phá vỡ, AM AP thoát ra, khả hút nước tăng tối đa Nước xâm nhập ngày nhiều đến sợi AM AP trượt lên nhau, phân tán nước tạo nên dung dịch hồ tinh bột, độ nhớt cao Quá trình gọi trình hồ hóa Hiện tượng dịch hóa: Nếu tiếp tục gia nhiệt khuấy trộn dịch hồ tinh bột xảy tượng đứt mạch, giảm độ nhớt – tượng tượng dịch hóa Ứng dụng công nghệ thực phẩm: 10 Đặc điểm pectin: nguồn gốc, đơn phân tạo thành, phân loại ứng dụng công nghệ thực phẩm Đặc điểm pectin: Nguồn gốc: Cấu tạo tế bào thực vật Đơn phân tạo thành: acid galacturonic Phân loại: – Dựa vào số este: + HMP: DE > 50% + LMP: DE ≤ 50% – Dựa vào khả hòa tan: Pectin hịa tan: methoxyl polygalacturonic Pectin khơng hịa tan: protopectin Ứng dụng công nghệ thực phẩm: 11 So sánh tinh bột cellulose: đặc điểm, nguồn gốc, đơn phân, liên kết tạo thành Tinh bột: - Nguồn gốc: hạt ngũ cốc, củ lương thực số loại - Cấu tạo: Đơn phân (monomer): α – D – glucose Bao gồm: amylose (AM) amylopectin (AP) (tỷ lệ 1:4) - Amylose (AM): Là polymer mạch thẳng, cấu tạo từ α – D – glucose liên kết 1,4-glucoside + Không tan nước lạnh + Trong nước nóng: dung dịch keo + Trạng thái keo: xoắn lò xo + Tạo phức xanh với dung dịch I2 - Amylopectin (AP): Cấu tạo từ phân tử glucose, nhiên glucose không gắn với liên kết 1,4-glucoside mà liên kết 1,6-glucoside + Chỉ tan nước nóng ➞ Dung dịch keo + Độ nhớt cao AM + Tạo phức màu đỏ với dung dịch I2 Cellulose: - Tham gia cấu tạo vách tế bào thực vật, polymer có nhiều tự nhiên - Đặc điểm: Là PS đồng thể - Nguồn gốc: vách tế bào thực vật - Bản chất glucan Monomer: β-D-glucose - Cấu tạo: liên kết 1,4 glucoside - Đặc biệt: Người động vật thường khơng tiêu hóa cellulose Động vật nhai lại tiêu hóa cellulose nhờ hệ enzyme cellulase dịch vị 12 So sánh tinh bột glycogen: đặc điểm, nguồn gốc, đơn phân, liên kết tạo thành So sánh Tinh bột glycogen Đặc điểm Đồng thể, gồm AM AP PS đồng thể Nguồn gốc hạt ngũ cốc, củ lương thực số loại từ động vật (gan, cơ) Đơn phân α – D – glucose α-D-glucose Liên kết tạo thành Amylose (AM) : liên kết liên kết 1,4 – glucoside 1,4 - glucoside Amylopectin (AP): liên kết 1,4 glucoside, 1,6glucoside liên kết 1,6 - glucoside 13 Cho công thức monosaccharide, yêu cầu vẽ oligosaccharide Ví dụ: Cho cơng thức glucose, galactose .Vẽ công thức trisaccharide: glucose-galatoseglucose, liên kết a-1,4 glucoside 14 Cho công thức oligosaccharide, yêu cầu đọc tên monosaccharide, liên kết tạo thành Ví dụ: cho cơng thức raffinose hình Đọc tên monosaccharide thành phần, liên kết glucoside tạo thành cơng thức Raffinose có tính khử khơng? - Tên monosaccharide là: galactose-glucose-fructose - Liên kết glucoside tạo thành cơng thức là:  1,6−��������� - Raffinose có tính khử CHƯƠNG LIPID Lipid gì? Nêu vai trò lipid sinh vật công nghệ chế biến thực phẩm - Lipid nhóm hữu đa dạng mặt hóa học phổ biến tự nhiên Đặc điểm quan trọng lipid khơng tan tan nước lại dễ tan dung môi hữu Gồm alcol acid béo nối với liên kết ester - Vai trò Đối với thực vật - Kiến tạo thể: thành phần màng sinh học, tham gia cấu tạo phận tế bào - Dự trữ lượng: lipid dự trữ tế bào mô mỡ - Dung mơi hịa tan vitamin A, D, E, K - Giữ nhiệt cho thể - Bảo vệ chống đỡ học - Cung cấp nước nội sinh: nước tạo OXH mỡ Trong công nghệ chế biến thực phẩm - Q trình oxy hóa lipid làm phát sinh hình thành hợp chất không lành mạnh gốc tự aldehyd phản ứng làm giảm giá trị dinh dưỡng lipid Q trình oxy hóa lipid dẫn đến thay đổi đáng kể tính chất cảm quan bao gồm mùi, hương vị, màu sắc kết cấu Trong sản phẩm chứa lipit protein sữa, thịt cá, q trình oxy hóa lipid đơi với q trình oxy hóa protein Có thể phân loại lipid dựa theo nào, trình bày hình thức phân loại Cho ví dụ trường hợp - Có thể phân loại lipid theo cấu tạo trang thái liên kết + Dựa vào trạng thái lipid :  Mỡ nguyên sinh chất ( lipid liên kết ): thành phần màng tế bào bào quan khác, không bị biến đổi VD: ty thể, lạp thể  Mỡ dự trữ ( lipid tự ): cung cấp lượng cho thể, bảo vệ nội quan, dung môi cần thiết cho số chất Bị biến đổi cần thiết VD: preadipocytes, mô mỡ trắng, mô mỡ nâu,… + Dựa vào thành phần cấu tạo  Lipid thủy phân được: có liên kết ester, bị thủy phân nhờ phản ứng xà phịng hóa o Lipid đơn giản : cấu tạo gồm nguyên tố chính: C, H, O VD: glyxeride, sáp (ceride), steride o Lipid phức tạp: ngun tố C, H, O cịn có ngun tố khác như: P, S, N VD: glycolipd, phospholipid  Lipid ko thủy phân được: không chứa liên kết ester, không tham gia vào phản ứng xà phịng hóa VD: coroten, quinon,… Thế acid béo bão hòa acid béo khơng bão hịa ? Mỗi trường hợp cho ví dụ minh họa viết ký hiệu Giải thích ý nghĩa ký hiệu  Acid béo bão hòa (béo no): acid hữu monocarboxyl có cơng thức chung R-COOH, có chuỗi hydrocarbon biến động từ đến 36 carbon chứa liên kết đơn chuỗi hydrocarbon Dạng: CnH2n + 1COOH - CH3(CH2)2COOH (Butyric acid) / Kí hiệu 4:0 ®Giải thích: số Carbon phân tử; số liên kết đôi phân tử - CH3(CH2)14COOH (Palmitic acid/ mỡ ĐV) / Kí hiệu 16:0 ®Giải thích: 16 số Carbon phân tử; số liên kết đôi phân tử + Acid béo chưa bão hịa (béo khơng no): acid hữu monocarboxyl có cơng thức chung R-COOH, có chuỗi hydrocarbon biến động từ đến 36 carbon, ngồi liên kết đơn cịn có liên kết đôi, ba chuỗi hydrocarbon - Palmitoleic acid / Kí hiệu 16:1((∆9) Giải thích: 16 số Carbon phân tử ; số liên kết đôi phân tử ; (∆9 vị trí liên kết đơi carbon số số 10 - Linoleic acid / Kí hiệu 18:2((∆9,12) ® Giải thích: 18 số Carbon phân tử ; số liên kết đơi phân tử ; (∆9,12 )là vị trí liên kết đôi carbon Các alcol tham gia cấu tạo lipid, nêu đặc điểm cho ví dụ - Các alcol lipid chia thành nhiều nhóm: + Nhóm glycerol alcol đa chức có thành phần cấu tạo glyceride phosphatide VD: + Nhóm alcol cao phân tử có mạch carbon dài thường tham gia vào thành phần chất sáp VD: +Nhóm Aminnoalcol tham gia vào thành phần cấu tạo cerebroside số phosphatide VD: + Sphingosine ( thành phần sphingolipid) + Cerebine ( có nhiều nấm men, hạt ngơ) + Nhóm Sterol bị ester hóa với acid béo tạo thành steride VD: cholesterol Glyceride gì? Phân biệt glyceride thực vật glyceride động vật - Glyceride ester rượu glycerol acid béo, chất béo dự trữ phổ biến động vật thực vật + Glyceride động vật : Tập trung mô mỡ da bao quanh số quan , sữa, nằm xen mô khắc + Mỡ động vatah thường chưa nhiều acid béo no nên có trạng thái rắn nhiệt độ thường, thường chiếm 70-97% mô mỡ, từ 14-20% khối lượng tươi tủy sống não + Dầu thực vật có tỏng gan cá, động vật nước, trạng thái lỏng tỉ lệ acid béo khơng dầu cá cao - Glyceride thực vật : + Nhiều quan củ ,quả , hạt chứa lượng dầu cao Ví dụ lượng dầu chiếm 65-70% chất khô hạt thầu dầu hạt số chứa nhiều dầu gọi nguồn nguyên liệu để khai thác dầu lạc ,đậu nành ,lanh,thầu dầu … Trong hạt hịa thảo dầu chủ yếu tập trung phôi + Hầu hết thực vật trạng thái lỏng chứa nhiều acid béo không no dầu thực vật dầu oliu ,dầu lạc , dầu đậu nành ….cũng tùy theo tỉ lệ acid béo no khơng no có thành phần chất béo mà có điểm nóng chảy khác 6.Trình bày cấu tạo, số phản ứng hoá học, số lý hoá đặc trưng ứng dụng triglyceride? - Triglyceride + Cấu tạo: Glycerol acid béo tạo thành liên kết ester ( có gốc R) + Một số phản ứng hóa học  Phản ứng thủy phân  Phản ứng xà phịng hóa  Phản ứng hydro hóa  Phản ứng chuyển ester + Các số hóa lí đặc trưng  Chỉ sosos acid (AV)  Chỉ số xà phịng hóa ( SV )  Chỉ số Ester ( EV)  Chỉ số Iod (IV)  Chỉ số peroxide (PV) Ứng dụng triglyceride: có nhiều tính cơng nghệ + Tính lan tỏa ứng dụng sản xuất bơ, magarin + Tính dòn dễ tan chảy: ứng dụng sản xuất cacao + Độ suốt: ứng dụng công nghệ sản xuất dầu + Khả nhũ hóa bơi trơn: ứng dụng công nghệ sản xuất bánh Nêu đặc điểm glyceride thực vật? Hiện dầu thực vật chiết xuất chủ yếu từ loài nào? Nêu phương tắt áp dụng sản xuất chất béo cứng có nguồn gốc từ thực vật (bơ, marganine)  Nêu đặc điểm glyceride thực vật? - Trong thực vật, nhiều quan củ, quả, hạt chứa lượng dầu cao, ví dụ: lượng dầu chiếm 65÷ 70% chất khơ hạt thầu dầu, 48÷ 63% hạt vừng, 40 ÷60% hạt lạc, 18% hạt đậu tương… - Hạt số chứa nhiều dầu gọi hạt có dầu nguồn nguyên liệu để khai thác dầu lạc, dậu nành, bơng, lanh, trầu, thầu dầu… Trong hạt hịa thảo dầu chủ yếu tập trung phơi Quả dừa chứa nhiều dầu… - Hầu hết dầu thực vật trạng thái lỏng chứa nhiều acid béo không no - Dầu thực vật dầu ôlive, dầu lạc, dầu đậu nành… tùy theo tỉ lệ acid béo no khơng no có thành phần chât béo mà có điểm nóng chảy khác  Hiện dầu thực vật chiết xuất chủ yếu từ loài nào? - Cây đậu nành, lạc, dừa  Nêu phương tắt áp dụng sản xuất chất béo cứng có nguồn gốc từ thực vật (bơ, marganine) - Bơ chế biến từ phần chất béo sữa bò Margarine sản phẩm loại dầu tinh chế ví dụ dầu thực vật đời sau - Bơ sản phẩm tự nhiên Bơ phần chất béo tách từ sữa phương pháp đánh sữa lên men Bơ chủ yếu chất béo từ sữa, chiếm 80% Trong số này, chất béo bão hồ có khoảng 65% Chất béo bão hồ xem khơng có lợi cho sức khỏe Trong 100gr bơ, có khoảng 220mg cholesterol, lòng đỏ trứng gà chút (180mg) Nhiều hơn, song khơng đáng ngại, ăn hết 100gr bơ ngày - Margarine sản phẩm chế biến từ số loại dầu tinh chế Margarine nói chung dùng tất chất thay cho bơ không sản xuất mỡ bò dày lợn mà sản xuất từ dầu thực vật dầu hoa hướng dương, dầu đậu nành… nên hay gọi bơ thực vật Một số loại vitamin thường thêm để tăng giá trị dinh dương Margarine Margarine làm từ dầu thực vật, nên tự hào ưu tim mạch nà Sáp gì? Nêu ưu điểm sáp Trang 94 sgk Lecithin gì? Vai tr lecithin cơng nghệ thực phẩm Nếu thủy phân lecithin, sản phẩm thu gì? Lecithin: loại glycerophospholipid phổ biến thể người động vật ( hồng cầu, tim, gan, não, lòng đỏ trứng, ), có hạt đậu, hạt hướng dương, Lecithin hoạt động chất nhũ hóa, có nghĩa làm cho chất béo dầu khơng trộn lẫn với chất khác - Vai trò lecithin công nghệ thực phẩm: + Lecithin chất nhũ hóa giữ ca cao bơ ca cao với lớp phủ Trong bơ thực vật, đặc biệt bơ có chứa hàm lượng chất béo cao (> 75%) Lecithin thêm vào “chống bắn tung tóe” chiên + Giảm độ nhớt, thay số nguyên liệu bánh kẹo + Kiểm soát đường kết tinh tính dịng chảy socola + Giúp đồng pha trộn thành phần cải thiện dòng đời sản phẩm + Trong hệ nhũ tương làm ổn định nhũ tương + Là chất nhũ hóa + Ovlecithin (Lecithin trứng) sử dụng y học, lecthin đậu tương thương mại sử dụng chất nhũ hoa chất khuếch tán công nghiệp thực phẩm + Lecithine sử dụng rộng rãi chất nhũ hóa, từ năm 1970, phần hydro hóa dầu đậu tương sử dụng sản xuất đồ ăn nhẹ, bánh, dầu trộn salad loại thực phẩm khác + Chống lại tượng “fat bloom”(hiện tượng nở hoa bề mặt sản phẩm) Ảnh hưởng đến bề mặt láng bóng chocolate giữ cho có vị ngào thời gian dài Lecithin thường lấy từ chất béo đậu tương - Thủy phân lecithin, sản phẩn thu là: + Thuỷ phân acid: tất liên kết ester bị cắt đứt + Thuỷ phân kiềm: ta acid béo dạng muối, glycerophosphate choline Nhưng choline bị phân hủy trimetylamin Với kiềm nhẹ cắt liên kết ester rượu acid béo : 10 Định nghĩa ý nghĩa số acid, số iod, số peroxide lipid Cho bảng số liệu số yêu cầu giải thích  Chỉ số acid: + Định nghĩa: số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng acid béo tự có 1g chất béo + Ý nghĩa: số acid phản ánh mức độ bị thủy phân dầu, mỡ, số acid cao dầu mỡ bị thủy phân nhiều ngược lại  Chỉ số iod: + Định nghĩa: số gam iode kết hợp với 100g chất béo + Ý nghĩa: đặc trưng cho số lượng acid béo không no thành phần chất béo, nói lên khả ổn định chất béo với oxy hóa, polymer biến đổi khác, đánh giá mức độ bảo quản chất béo  Chỉ số peroxide: + Định nghĩa: số gam iode giải phóng lượng peroxide có 100g chất béo + Ý nghĩa: số peroxide cao chứng tỏ dầu phẩm chất ( mức độ ơi) Ví dụ: Dựa số liệu số iod số loại chất béo bảng sau, chọn lựa loại chất béo thích hợp dùng chiên/ làm salad? Giải thích Loại chất béo Chỉ số iod Dầu olive 86 Mỡ heo 56 Dầu nành 130 Giải thích ví dụ: Ta dùng loại chất béo mỡ heo để chiên/ làm salad Bởi IV cao cho thấy chất béo dễ bị OXH Từ bảng số liệu, thấy số IV mỡ heo nhỏ ® mỡ heo sử dụng thời gian lâu , trình bị oxi hóa chậm ... nhận thực phẩm tác động khí Ý nghĩa: cho thấy lượng nước tự tồn sản phẩm, Phân biệt hoạt độ nước thực phẩm độ ẩm tương đối thực phẩm Cho thực phẩm có độ ẩm tương đối 81%, hỏi hoạt độ nước thực phẩm. .. formic khan hexafluoro isopropanol Cấu trúc hóa học tinh bột? Hiện tương trương nở, hồ hóa dịch hóa tinh bột ứng dụng cơng nghệ thực phẩm Cấu trúc hóa học tinh bột: Hiện tượng trương nở: Khi có... Hoạt độ nước thực phẩm tỷ số áp suất bão hịa phía bề mặt thực phẩm áp suất bão hào nước nguyên chất P