BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN PHỤ GIA TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA CHỐNG NÂU HÓA KHÔNG DO ENZYME

BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN PHỤ GIA TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA CHỐNG NÂU HĨA KHƠNG DO ENZYME Học viên : Ngọ Dỗn Trọng GVHD Lớp : PGS.TS Trần Thị Lan Hương : CH30CNTPV Hà Nội, 2022 CÁC PHẦN CỦA TIỂU LUẬN ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG KẾT LUẬN PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ  Trong trình chế biến, màu sắc sản phẩm thực phẫm thay đổi liên tục, kéo theo mùi vị yếu tố cảm quan khác thay đổi theo Một nguyên nhân làm thay đổi màu thực phẩm phản ứng sẫm màu  Có hai nguyên nhân dẫn đến sẫm màu oxi hóa enzyme oxi hóa tác nhân khơng enzyme Phản ứng không enzyme phản ứng tác động q trình chế biến nhiệt khơng làm thay đổi mặt màu sắc mà tăng thêm hương vị cho sản phẩm  Hiểu chất, nguyên nhân kiểm soát phản ứng sẫm màu khơng enzyme tìm hiểu số phụ gia chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme cần thiết bảo quản Qua biết bao gồm phản ứng nào, chế ứng dụng chúng công nghệ thực phẩm ngành liên quan NỘI DUNG 1.Giới thiệu phản ứng sẫm màu thực phẩm 2.Phân loại, tính chất, chế 3.Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme 4.Các biện pháp cơng nghệ kiểm sốt, điều khiển ngăn chặn sẫm màu 5.Vai trò đối tượng áp dụng NỘI DUNG 2.1 Giới thiệu phản ứng sẫm màu: Ngoài chất lượng dinh dưỡng màu sắc yếu tố quan trọng thực phẩm từ lúc sản xuất đến tay người tiêu dùng Thực phẩm bị sẫm màu nguyên nhân 1.Do enzyme 2.Khơng enzyme Đối với tác nhân enzyme chủ yếu nhóm enzyme polyphenol oxidase, xúc tác cho chất polyphenol bị oxi hóa nhanh chóng oxi khơng khí tạo quion từ kết hợp lại với tạo thành dạng polyme-Meladin, có màu tối Các sản phẩm thường bị chịu hậu nhiều từ enzyme táo, khoai tây, tôm tươi Song song với phản ứng sẫm màu enzyme phản ứng sẫm màu khơng enzyme, bao gồm hai phản ứng phổ biến phản ứng caramen hóa phản ứng Maillard NỘI DUNG 2.2 Phản ứng caramen hóa  Phản ứng caramen phản ứng loại bỏ nước đường dẫn đến đồng phân hóa trùng hợp đường thành hợp chất cao phân tử  Nó sử dụng rộng rãi nấu ăn tạo hương vị hấp dẫn màu nâu đặc trưng cho sản phẩm Khi trình xảy ra, chất dễ bay tạo hương caramen đặc trưng NỘI DUNG 2.2.1 Cơ chất phản ứng caramen hóa: - Đường chất chủ yếu phản ứng caramen hóa: - Có nhiều loại đường khác nhau: đường đơn monosacarit gồm glucoso, frucroso galactoso, đường đôi đường ăn ngày saccaroso, maltoso, fructoso Các mạch saccharide dài có từ 39 gốc mono gọi Oligosaccharide - công thức tổng quát Cn(H2O)m (n từ – 9) thường có gốc aldehit ceton Những gốc cacbonyl (C=O) trung tâm phản ứng - Tất saccharide có cấu trúc có từ vịng trở lên kết liên kết glycozit, với nước để tạo liên kết Khi tiêu hóa, enzyme cắt phân tử đường mạch dài thành đường đơn để qua chu trình đường phân tạo lượng NỘI DUNG 2.2.2 Tính chất phản ứng caramen: • Caramen hóa làm tăng hương vị màu sắc cho sản phẩm bánh nướng, café, nước giải khát bia Ngoài ra, tác dụng khơng mong muốn caramen hóa làm đốt cháy đường tạo màu đen • Làm thay đổi màu sắc mùi vị thực phẩm • Đơn giản nói: Caramen q trình loại nước khỏi loại đường saccharose glucose, bước đồng phân hóa polyme hóa • caramen hóa tan chảy đường nhiệt độ cao, tạo bọt(sơi) Ở giai đoạn đường saccharose phân hủy thành glucose fructose Tiếp theo bước ngưng tụ, phân tử đường riêng lẽ bị nước phản ứng với NỘI DUNG 2.2.2 Tính chất phản ứng caramen: Phản ứng caramen hóa xảy với nhiệt độ bắt đầu cao so với phản ứng hóa nâu khác phụ thuộc vào loại đường Nhiệt độ bắt đầu số carbonhydrate phổ biến Đường Fructose Galactose Glucose Maltose Saccharose Nhiệt dộ 110° C 160° C 160° C 180° C 160° C Caramen phức hợp thành phần cao phân tử Chúng phân loại thành nhóm: Caramelans (C24H36O18) Caramelens (C36H50O25) Caramelins (C125H188O80) NỘI DUNG 2.2.3 Các giai đoạn phản ứng Giai đoạn đầu  Giai đoạn đầu phản ứng tạo nên anhydrit glucose, fructose, saccharose thành glucozan, fructozan, saccharozan hợp chất không màu Chẳng hạn, với saccharose sơ đồ phản ứng caramen hóa sau: C12H22O11  C6­H10O5 + C6H10O5 + H2O Saccharose glucozan levulozan Giai đoạn Sự trùng hợp hóa đường dehydrat Đến 185-190oC tạo thành isosaccharozan: C6­H10O5 + C6H10O5  C12H20O10 NỘI DUNG 2.3.2 Các giai đoạn phản ứng Mailard  Giai đoạn cuối  Giai đọan cuối bao gồm nhiều phản ứng phức tạp, chủ yếu hai phản ứng sau:  Phản ứng ngưng tụ andol tạo thành polyme màu nâu không chứa nitơ  Phản ứng trùng hợp aldehitamin tạo thành hợp chất nitơ dị vòng O O H3C + C HCH C H H aldehit axetic aldehit axetic O H3C CH OH aldol CH C H Giai đoạn cuối phản ứng melanoidin tạo nên polyme không no hịa tan nước, sau polyme khơng no khơng hịa tan nước, có màu đậm gọi chung melanoidin NỘI DUNG 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme:  Ảnh hưởng axit amin đường: Acid amin xem chất xúc tác giai đoạn đầu, tân tạo aldehit thoát NH NH3 tương tác với đường tạo melanoidin Nhóm NH2 protein nhiều khả tạo melanoidin mạnh  Cường độ phản ứng phụ thuộc vào chất đường khử  Ảnh hưởng nước: Sự có mặt nước điều kiện cần thiết để tiến hành phản ứng Nồng độ chất tác dụng cao, lượng nước tạo thành melanoidin  Ảnh hưởng nhiệt độ pH môi trường: Tăng nhiệt độ vận tốc phản ứng tăng lên mạnh mẽ nhiệt độ khác sản phẩm tạo thành khác nhau, Khi nhiệt độ q cao melanoidin có vị đắng mùi khét Phản ứng mailard tiến hành khoảng pH rộng môi trường kiềm phản ứng nhanh NỘI DUNG 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme:  Chất kìm hãm chất tăng tốc độ phản ứng caramen melanoidin: Những chất kìm hãm chất phản ứng cacbonyl : dimedon, hydroxylami, bisultfit Những chất kết hợp với chất khác phát sinh giai đoạn trung gian, làm ngừng trình phản ứng Khí sunfuro, acid sunfuro muối chất kìm hãm mạnh phản ứng tạo màu melanoidin Axit sunfurơ tác dụng kìm hãm của axit sunfurơ có liên quan với các reducton: NỘI DUNG 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme:  Bằng cách đun nóng dung dịch glucoza sulfit 100oC người ta thu hợp chất 3,4 didezoxy sulfohexozon Các dẫn xuất acid sunfuric hợp chất bền vững chí phương pháp thủy phân, người ta thu lại SO2 chưng cất Do đó, sản phẩm trung gian tương tự phản ứng melanoidin khơng chuyển hóa thành hợp chất màu cuối  Dimedon  (dimetyl  dihydrorezorxin): Là chất kìm hãm  phản ứng melanoidin tốt nhất. Nó có khả năng liên  kết các furfurol và aldehit do đó làm ngừng sự tạo melanoidin  Ngồi chất oxi hóa (KMnO4, H2O2, Quinhidron) chất khử kìm hãm phản ứng melanoidin NỘI DUNG 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme: Giới thiệu dimedone: Dimedone diketone mạch vịng sử dụng hóa học hữu để xác định xem hợp chất có chứa nhóm aldehyde hay khơng Cyclohexanediones nói chung sử dụng làm chất xúc tác trình hình thành phức kim loại chuyển tiếp Các ứng dụng khác bao gồm ứng dụng phép đo màu, tinh thể học, phát quang phân tích quang phổ Nó sử dụng cho hóa học liên quan đến hợp chất hữu có điện trở thấp Tuy có khả kìm hãm phản ứng nâu hóa khơng enzyme, cụ thể phản ứng caramen phản ứng maillard, nhiên dimedone không phụ gia phép sử dụng thực phẩm theo thông tư 24/2019/TT-BYT ngày 30/8/2019 NỘI DUNG 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng phụ gia dùng để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme:  Dimedone sử dụng liều cực nhỏ thực phẩm để chống phản ứng nâu hóa khơng enzyme  Dưới liệu lượng gây chết dimedone chuột NỘI DUNG 2.5 Các biện pháp cơng nghệ khác kiểm sốt, điều khiển ngăn chặn sẫm màu:  Nhiệt độ: Hạ thấp nhiệt độ q trình chế biến bảo quản kéo dài giai đoạn tiền phát, thời gian cần thiết cho hình thành sản phẩm có màu nâu  Độ ẩm: Tốc độ hóa nâu thực phẩm cao độ ẩm khoảng 5-10% việc giảm độ ẩm phần khiến hóa nâu trở nên tồi tệ tốt  pH: Phản ứng Maillard thường diễn tốt điều kiện kiềm, làm giảm độ pH cung cấp phương pháp hữu ích để kiểm sốt hóa nâu  Loại bỏ oxy khỏi bao bì: loại bỏ oxy ảnh hưởng đến phản ứng liên quan đến q trình hóa nâu không ảnh hưởng đến bước đầu phản ứng carbonyl – amine NỘI DUNG 2.5 Các biện pháp cơng nghệ khác kiểm sốt, điều khiển ngăn chặn sẫm màu:  Tác nhân hóa sinh: sở phương pháp loại bỏ chuyển đổi chất phản ứng tương tác carbonyl amino acid  Chất ức chế: Sử dụng rộng rãi sulfur dioxide sulfites, thiol, muối canxi, aspartic acid glutamic nghiên cứu Việc sử dụng thiol chất ức chế bị hạn chế đặc tính khó chịu chúng  Aspartic Glutamic Acids: Sử dụng mẫu bao gồm lysine - glucose/lysine fructose (pH 8.0, 60oC 58 giờ), nhà nghiên cứu cho thấy LAspartic L- Glutamic acid làm giảm tỷ lệ hóa nâu Như bảng …… , ngâm khoai tây chiên chuẩn bị vào hai chất trước chiên đo độ sẫm màu giá trị Hunter L Điều tương ứng với giá trị trung bình 38,4 với khoai tây chiên chưa xử lý so với 46,4 43,7 với khoai tây chiên nhúng acid aspartic glutamic NỘI DUNG 2.5 Các biện pháp công nghệ khác kiểm soát, điều khiển ngăn chặn sẫm màu: NỘI DUNG 2.6 An toàn vấn đề pháp lý  Dư lượng sulfite thực phẩm chịu trách nhiệm số phản ứng dị ứng nghiêm trọng người, thường bệnh nhân hen Phản ứng dị ứng gây tử vong báo cáo  Một lệnh cấm sulfit khoai tây gọt vỏ, sản phẩm thường bán cho ngành cơng nghiệp dịch vụ thực phẩm (FDA, 1990), có phản đối mạnh mẽ sulfit hóa sau làm ngành công nghiệp khoai tây mặt đất khơng có phương pháp thay hiệu quả, lệnh cấm cuối hủy bỏ tòa án tính kỹ thuật  FDA yêu cầu ghi nhãn thực phẩm có chứa sulfite khẳng định GRAS hạn chế sử dụng sulfiting vào năm 1988  Sợ sử dụng sulfite chất ức chế nâu hóa cho sản phẩm trái rau giới hạn thúc đẩy ngành cơng nghiệp thực phẩm tìm kiếm lựa chọn thay NỘI DUNG 2.6 Vai trò đối tượng áp dụng:  Phản ứng caramen: tạo màu sắc đặc trưng cho sản phẩm thực phẩm, tạo hương vị cho sản phẩm màu caramen Coca, syrup, bánh kem Plan,…  Sử dụng để sản xuất số loại thực phẩm, bao gồm: Caramel nước sốt , nước sốt làm từ caramel, Caramel kẹo  Đối với phản ứng Maillard: phản ứng xảy phổ biến sản xuất bảo quản sản phẩm thực phẩm Tuỳ thuộc vào yêu cầu tính chất cảm quan sản phẩm mà người ta tạo điều kiện để tăng cường phản ứng đến tối đa kìm hảm phản ứng đến mức tối thiểu sử dụng vào mục đích: NỘI DUNG 2.6 Vai trị đối tượng áp dụng: Sản xuất đường Phản ứng chất không đường hữu Chế biến bảo quản rau Sản xuất bánh mì Sản xuất bia Sản xuất rượu Sản xuất thuốc KẾT LUẬN  Qua nội dung tiểu luận có nhìn chi tiết chế, giai đoạn phản ứng nâu hóa khơng enzyme số nhân tố số loại phụ gia ảnh hưởng ức chế trình phản ứng tìm hiểu số ứng dụng công nghệ thực phẩm phản ứng trên, chưa thực đầy đủ hy vọng cung cấp thông tin hữu ích cho người đọc để hiểu áp dụng ngành nghề TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa sinh Công Nghiệp, Lê Ngọc Tú Martins, S I F S., Jongen, W M F., & Boekel, M A J S Van (2001) A review of Maillard reaction in food and implications to kinetic modelling, 11, 364–373 Bastos, D M., Monaro, É., Siguemoto, É., & Séfora, M (2007) Maillard Reaction Products in Processed Food : Pros and Cons Ames, J M (1998) Applications of the Maillard reaction in the food industry Food Chemistry, 62, 431–439 doi:10.1016/S03088146(98)00078-8 Wikipedia.com