tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm

ĐI HC QUC GIA THNH PH H CH MINH TRƯNG ĐI HC BCH KHOA KHOA K THUT HA HC B CÔNG NGH THC PHM *** Đ N MÔN HC CÔNG NGH THC PHM (MSMH: 603136) Đ TI TNG QUAN NG DNG COLLAGEN TRONG THC PHM SVTH: NGUYN HONG PHONG MSSV: 60701792 Lp: HC07TP2 Ngành: Công ngh thc phm GVHD: TS. NGUYN HONG DNG Thnh ph H Ch Minh, tháng 5 năm 2011 Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm ii Đi Hc Quc Gia TP .HCM CNG HÒA XÃ HI CHỦ NGHĨA VIT NAM Trưng Đi hc Bch Khoa Độc lập – Tự do – Hnh phúc Khoa K Thuật Hóa Hc // Bộ Môn Công Ngh Thực Phm Đ N MÔN HC CÔNG NGH THC PHM (MÃ S: 603136) Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HONG PHONG Mã số sinh viên: 60701792 1. Đầu đề đồ n Tng quan ng dng collagen trong thc phm . 2. Nhim vụ (nội dung yêu cầu) Tng quan tài liu v ng dng collagen trong thc phm . 3. Nội dung cc phần Chương 1 - TNG QUAN V COLLAGEN 1.1 Giới thiu sơ lược v collagen 1.2 Thành phn và cu trc 1.3 Phân loi 1.4 Tnh cht 1.5 Thu nhn collagen 1.6 ng dng của collagen Chương 2 - NG DNG COLLAGEN TRONG THC PHM 2.1 Collagen bt 2.2 ng dng collagen trong chế biến cc sn phm thc uống 2.3 ng dng collagen trong chế biến cc sn phm t sa 2.4 ng dng collagen trong chế biến tht và thủy sn 2.5 Collagen được ng d ng trong nhiu sn phm khc nhau c tc dng tốt cho xương 4. Các bản vẽ và đồ thị: không 5. Ngày giao đồ n: ngy 01 tháng 03 năm 2011. 6. Ngày hoàn thành đồ n: ngày 31 tháng 05 năm 2011. Ngày … thng … năm 2011 Ngày … thng … năm 2011 Chủ nhim b môn Người hướng dẫn Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm iii NHN XT CỦA GIO VIÊN HƯNG DN Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm iv NHN XT CỦA GIO VIÊN PHN BIN Mục lục Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm v MC LC DANH MC BNG vii DANH MC HNH ix LI M ĐU x Chương 1 TNG QUAN V COLLAGEN 1 1.1 Giới thiu sơ lược v collagen 2 1.2 Thành phn và cu trc 3 1.2.1 Cu trc phân tử collagen 4 1.2.2 Thành phn ha học của collagen 6 1.3 Phân loi 9 1.4 Tnh cht 11 1.4.1 Đ tinh sch của collagen 11 1.4.2 Thành phn cu trc và khối lượng phân tử 12 1.4.3 Nhit đ biến tnh 14 1.4.4 Thành phn amino acid 17 1.4.5 Kh năng trương nở, hòa tan 18 1.4.6 Điểm đẳng đin (pI) 19 1.5 Thu nhn collagen 20 1.5.1 S phá vỡ tế bào 20 1.5.2 Phương php tinh sch collagen 21 1.5.3 Làm khô và bo qun chế phm collagen 22 1.5.4 Sử dng CO 2 siêu tới hn trong tinh sch collagen 22 1.6 ng dng của collagen 26 1.6.1 ng dng trong công nghip thc phm. 26 1.6.2 ng dng trong y học và dược phm 28 1.6.3 ng dng trong công nghip mỹ phm 30 Chương 2 NG DNG COLLAGEN TRONG THC PHM 31 2.1 Collagen bt 32 2.1.1 Nguyên liu 32 2.1.2 Quy trình công ngh sn xut collagen bt 32 2.1.3 Sn phm collagen bt tinh sch 36 2.2 ng dng collagen trong chế biến cc sn phm thc uống 37 2.2.1 ng dng collagen vào cc sn phm thc uống (trà, cà phê) nhm b sung thêm lượng protein cho cơ thể 37 2.2.2 ng dng collagen làm trong cc sn phm thc uống c cn 39 2.3 ng dng collagen trong chế biến cc sn phm t sa 43 2.4 ng dng collagen trong chế biến tht và thủy sn 49 2.4.1 Nhng ng dng ph biến của collagen trong ngành chế biến tht – thủy sn 49 2.4.2 ng dng collagen trong sn xut v bọc sn phm tht chế biến 51 Mục lục Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm vi 2.4.3 ng dng collagen trong c chế s oxy ha cht bo trong sn phm tht chế biến 54 2.4.4 Tăng hiu sut nu và chống mt nước cho sn phm nhờ collagen 62 2.4.5 Collagen thay thế mt phn nguyên liu trong sn phm tht chế biến 66 2.5 Collagen được ng dng trong nhiu sn phm khc nhau c tc dng tốt cho xương 78 KT LUN 85 TI LIU THAM KHO Error! Bookmark not defined. Danh mục bng Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm vii DANH MC BNG Bng 1.2.1- Phân loi protein theo chc năng của chng trong cơ thể 4 Bng 1.2.2 – So sánh thành phn amino acid của mt số loi protein (gam amino acid/100 gam protein) [7, 12, 28] 6 Bng 1.2.3 - Thành phn amino acid của collagen vy cá Rohu và cá Catla (số gốc amino acid trên tng số 1000 gốc amino acid) [23] 7 Bng 1.2.4 – S khác nhau v hàm lượng hydroxyproline và nhit đ biến tính của collagen t các ngun thu nhn khác nhau [23] 8 Bng 1.3.1 – Phân loi collagen [27] 9 Bng 1.4.1 - Kết qu phân tích thành phn nguyên liu da, xương c chỉ vàng và collagen trích chiết được [24] 11 Bng 1.4.2 - Thành phn amino acid của dung dch collagen da cá nóc [18] 17 Bng 1.4.3 -Thành phn amino acid của dung dch collagen da và xương c chỉ vàng chiết bng pepsin [24] 17 Bng 2.1.1 – Cc chỉ tiêu ha l và vi sinh của collagen thu nhn t lợn [11] 36 Bng 2.3.1 – Kết qu đnh gi tnh tnh n đnh khi bo qun của sn phm trong th nghim 1 [21] 46 Bng 2.3.2 - Kết qu đnh gi hương v sn phm trong th nghim 1 [21] 46 Bng 2.4.1 - Thông tin kỹ thut c ủa Code 10 [17] 53 Bng 2.4.2 - Thông tin kỹ thu t của Code V [17] 53 Bng 2.4.3 - Thành phn hóa học của xúc xích Wiener và xúc xích gan trong nghiên cu [14] 58 Bng 2.4.4 – Kết qu phân tch sn phm [14] 59 Bng 2.4.5 - Kết qu phân tch thành ph n xúc xích với nhng hà m lượng collagen khác nhau [9] 64 Bng 2.4.6 - Kết qu phân tch gn đng thành phn jambon với nhng hàm lượng collagen khác nhau [9] 64 Bng 2.4.7 – Thành phn công thc xc xch Bologna dng thô [1] 68 Bng 2.4.8 - Thành phn công thc xc xch Bologna dng mn [1] 68 Bng 2.4.11 - Tnh cht sn phm xc xch Bologna dng thô đ được b sung collagen với cc hàm lượng khc nhau [1] 68 Bng 2.4.10 –Cc thông số b nh hưở ng bởi hàm lượng collagen b sung trên sn phm xc xch Bologna dng nh tương mn [1] 70 Bng 2.4.11 - Cc thông số b nh hưởng bởi hàm lượng collagen b sung trên nguyên liu xc xch Bologna dng nh tương mn [1] 70 Bng 2.4.14 - Công thc chế biến xc xch [10] 71 Bng 2.4.15 –Phân tch thành phn ha học của xc xch và collagen [10] 72 Bng 2.4.16 – Cc thông số b nh hưởng bởi hàm lượng collagen b sung và thời gian lưu tr sn phm [10] 73 Danh mục bng Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm viii Bng 2.4.17 – Kết qu phân tch màu sc nguyên liu và sn phm theo hàm lượng collagen b sung [10] 75 Bng 2.4.18 - Kết qu phân tch màu sc nguyên liu và sn phm 76 Bng 2.4.19 - Kết qu phân tch cm quan sn phm [10] 77 Bng 2.5.1 – Kết qu so snh hot tnh chống ti hp thu xương của cc phân đon collagen [30] 81 Bng 2.5.2 – Thành phn viên nn collagen kết hợp canxi và vitamin D 3 [30] 81 Bng 2.5.3 - Thành phn sn phm thc uống c b sung collagen [30] 82 Bng 2.5.4 - Thành phn sn phm bnh cracker c b sung collagen [30] 82 Bng 2.5.5 - Thành phn sn phm jelly c b sung collagen [30] 82 Bng 2.5.6 - Thành phn sn phm phô mai chế biến c b sung collagen [30] 83 Bng 2.5.7 - Thành phn sn phm yaourt c b sung collagen [30] 83 Bng 2.5.8 - Thành phn sn phm sa bt c b sung collagen [30] 83 Bng 2.5.9 - Thành phn sn phm thc ăn cho ch c b sung collagen [30] 83 Danh mục hnh Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm ix DANH MC HNH Hình 1.2.1 – Chuỗi xon collagen gm 3 dây xon chặt 4 Hình 1.2.2 – Tng bc cu to trong phân tử collagen [8] 5 Hình 1.2.3 – Cu trc sợi collagen [22] 5 Hình 1.4.1 - Đ th đường chun biểu th mối tương quan gia din tích peak và hàm lượng acid amin [31] 12 Hình 1.4.2 – Phân tch đin di SDS–PAGE collagen t da (S) và xương (B) của cá chỉ vàng dưới điu kin khử và không kh 13 Hình 1.4.3 - Sc k đin di SDS-PAGE collagen loi I của da heo và collagen da cá 14 Hình 1.4.4 – Đường cong biến tính nhit của collagen, gelatin và collagen thủy phân [34] 15 Hình 1.4.5 -Biểu đ s ph thuc đ nhớt theo nhit đ [20] 16 Hình 1.4.6 – S thay đi đ nhớt của dung dch collagen (trong acid acetic) t da và xương c chỉ vàng theo nhit đ [24] 16 Hình 1.4.7 – S thay đi đ nhớt tương đối (%) của collagen da và xương c chỉ vàng theo pH [24] 19 Hình 1.4.8 - S thay đi đ nhớt tương đối (%) của collagen da và xương c chỉ vàng theo nng đ NaCl [24] 19 Hình 1.5.1 - Quy trình tách chiết collagen 20 Hình 1.5.2 – Gin đ pha của CO 2 24 Hình 1.5.3 – Sơ đ quy trình tách chiết bng CO 2 siêu tới hn 25 Hình 1.6.1 - Sn phm phomat có cha collagen hydrolysate làm gim hàm lượng cht béo 26 Hình 1.6.2 – Sn phm kẹo dẻo có v màng là collagen hydrolysate 27 Hình 1.6.3 - Collagen hydrolysate làm cht kết dính trong thanh kẹo 27 Hình 1.6.4 – Sn phm tht ngui có cha collagen hydrolysate 27 Hình 1.6.5 – Collagen hydrolysate làm trong các loi thc uống 28 Hình 1.6.6 – Viên nang mm có lớp v ngoài làm t collagen. 28 Hình 1.6.7 – Viên nang cng làm t cht liu collagen 29 Hình 1.6.8 - ng dng collagen hydrolysate trong kỹ thut ni soi 30 Hình 1.6.9 – Collagen hydrolysate trong các mnh bọt biển sử dng trong nha khoa .30 Hình 2.1.1 - Quy trình chiết collagen bng cid acetic (acid-soluble collagen – ASC) .32 Hình 2.1.2 - Quy trình chiết collagen bng pepsin (pepsin-soluble collagen – PSC) 33 Hình 2.1.3 - Quy trình chiết collagen có mặt vi khun Bacillus 35 Hình 2.1.4 – Bt collagen tinh sch 36 Hình 2.4.1 – Tiết din ct ngang của sn phm xc xch Bologna (0: không b sung collagen; 10: b sung 10% collagen; 20: b sung 20% collagen; 30: b sung 30% collagen) [1] 69 Li m đu Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm x LI M ĐU Vit Nam là quốc gia có tim năng xut khu thủy sn rt lớn. Năm 2006, tng sn lượng cá tra, cá basa của các tỉnh ĐBSCL 825.000 tn. Đu năm 2008, đt 1 triu tn, chủ yếu là mặt hàng cá phi lê. Ti các nhà máy chế biến thủy sn, c tươi được lóc hai miếng phi-lê để chế biến xut khu. Phn còn li chiếm khong 60% gm da, xương, đu, bng, mỡ, rut, kỳ vi Như vy, sẽ có khong 600.000 tn ph phm sau xut khu cn được xử lý. Hin nay, mỡ cá được nghiên cu ng dng làm biodesel hoặc xut thô sang Trung Quốc, các phn còn li được sn xut thành bt cá làm thc ăn gia sc . Ngoài ra, ngành giết m và chế biến gia sc gia cm ở Vit Nam cng thi ra mt lượng phế phm kh lớn mà trong đ cng chủ yếu là da và xương . Nếu như phế phm của cc ngành công nghip này ch ỉ được chế biến thành bt thc ăn gia sc hay cc dng sn phm thô , gi tr thp khc thì hiệ u qu kinh t ế mang li không cao hoặc nếu như loi b hẳn t h phi tốn thêm chi ph cho vic xử l cht thi . Trong khi, thành phn chnh trong da, xương là collagen có rt nhiu ng dng trong công nghip mỹ phm, dược phm và gn đây được ng dng kh nhiu trong công nghip thc phm . Cho nên vic ng dng cc ph phm này vào nhiu ngành khc nhau , đặc bit là trong ngành thc phm c  ngha đặc bit quan trọng . Vn tch chi ết collagen trong da đ được nghiên cu nhiu và cng đt nhiu thành công đng kể . Vn đ còn li cp bch hin nay là cn tiếp tc nghiên cu để ng dng sn phm collagen thu được vào chế biến cc sn phm công nghip khc nhau nhm nâng cao giá tr kinh tế của collagen, đng thời gii quyết được vn đ ô nhiễm môi trường. Nhim v của đ n này là bước đu tng quan tài liu v ng dng collagen trong ngành thc p hm, gp phn gii quyết vn đ cp thiết nêu trên . Ni dung chnh của bài viết liên quan đến cc phương php ng dng collagen trong cc sn phm thc phm khc nhau như cc sn phm thc uống , cc sn phm chế biến t sa , cc sn phm tht và thủy sn , collagen dng tng hợp nhm khai thc cc tnh cht công ngh cng như gi t r y học của collagen , t đ nâng cao gi tr và tnh thương mi của collagen . [...]... lỏng: Vẫn trong trạng thái khí, CO2 được làm lạnh để hóa lỏng) Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 25 Ứng dụng của collagen 1.6 Ứng dụng của collagen 1.6.1 Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm Tùy theo mức độ thủy phân mà collagen có các ứng dụng khác nhau Collagen hydrolysate (collagen thủy phân ) được sử dụng trong thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, và công nghiệp nhiếp ảnh Chúng được sử dụng như...Tổng quan về collagen Chương 1 TỔNG QUAN VỀ COLLAGEN Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 1 Giới thiệu sơ lược về collagen 1.1 Giới thiệu sơ lược về collagen Collagen là thành phần protein chủ yếu của các mô liên kết Collagen chiếm khoảng 25% protein tổng số trong cơ thể động vật và là thành phần chủ yếu của khung mạng ngoại bào .Collagen là protein dạng sợi xoắn Collagen được tìm thấy trong. .. thường pI của collagen có giá trị khoảng 8,4, cao hơn cả gelatin (khoảng 4,9) và collagen thủy phân (khoảng 4,6) pI của collagen nằm trong vùng pH kiềm vì trong quá trình trích chiết, các gốc acid trong mạch collagen bị trung hòa bởi các tác nhân có tính acid [34] Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 19 Thu nhận collagen 1.5 Thu nhận collagen 1.5.1 Sự phá vỡ tế bào Các phân tử collagen không... ứng dụng mong muốn Trong các sản phẩm phô mai, người ta thêm vào một hàm lượng collagen hydrolysate nhằm ngăn chặn sự mất nước Ngoài ra, trong sản phẩm bơ sữa, collagen đóng vai trò quan trọng trong việc tạo độ mịn, độ sánh cho sản phẩm, cũng như thay thế hàm lượng chất béo trong các loại thực phẩm này Hình 1.6.1 - Sản phẩm phomat có chứa collagen hydrolysate làm giảm hàm lượng chất béo Trong sản phẩm. .. cũng có một số phân tích trên sản phẩm collagen thu được Trong đó, nhiệt độ biến tính collagen được xác định bằng phương pháp đo độ nhớt, sử dụng thiết bị Brookfield viscometer HDBV- II Phân tích độ nhớt được thực hiện trong một bể nước Nhiệt độ bể được cài đặt từ 30oC Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 15 Tính chất lên 50oC với tốc độ 5oC/phút và giữ ở 50oC trong 10 phút Kết quả độ nhớt giảm... và collagen vẫn giữ được cấu trúc mạch dài, và do đó khối lượng phân tử của collagen lớn Trong khi, để sản xuất gelatin và collagen thủy phân thì ng ời ta phải sử dụng tác nhân và điều kiện tiến hành khác nghiệt hơn, ư tấn công vào cả các cấu trúc xoắn của sợi collagen nên sản phẩn tạo thành có khối lượng phân tử nhỏ và dao động nhiều [34] Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 12 Tính chất Trong. .. của collagen bị phá vỡ, collagen chuyển sang dạng lõi xoắn ngẫu nhiên do có sự phá vỡ liên kết hydro giữa các sợi collagen trong cấu tạo của nó Các dạng trime (γ) chuyển thành dạng dime (β) hoặc sợi đơn (α) làm giảm độ nhớt [34] Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 14 Tính chất Hình 1.4.4 – Đường cong biến tính nhiệt của collagen, gelatin và collagen thủy phân [34] Độ nhớt của dung dịch collagen. .. của collagen từ da cá basa là khoảng gần 40 oC Hình 1.4.5 -Biểu đồ sự phụ thuộc độ nhớt theo nhiệt độ [20] Hình 1.4.6 – Sự thay đổi độ nhớt của dung dịch collagen (trong acid acetic) từ da và xương cá chỉ vàng theo nhiệt độ [24] Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 16 Tính chất 1.4.4 Thành phần amino acid Về phân tích thành phần amino acid, mẫu collagen được thủy phân trong điều kiện giảm áp, trong. .. kính từ 0,5 đến 3 μm Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 5 Thành phần và cấu trúc 1.2.2 Thành phần hóa học của collagen Về thành phần các acid amin: trong collagen chứa rất ít hoặc không chứa cystein và tryptophan, nhưng chứa rất nhiều hydroxyproline Hydroxyproline này là một acid amin đặc trưng của collagen mà các loại protein khác không có Trong phân tử tất cả các loại collagen, luôn có sự... 22 12 Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm Xương ( số gốc/ 1000 gốc) 47 68 25 34 74 95 361 129 17 8 17 Tính chất Ile Leu Tyr Phe Hyl Lys His Arg Tổng 5 24 4 15 10 31 10 60 1000 5 25 2 12 20 25 6 46 1000 Qua một số kết quả phân tích trên, ta thấy glycine là thành phần acid amin chủ yếu trong collagen (khoảng 30-35% tổng số acid amin) 1.4.5 Khả năng trương nở, hòa tan Khả năng hòa tan c ủa collagen . học của collagen , t đ nâng cao gi tr và tnh thương mi của collagen . Tổng quan về collagen Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 1. TNG QUAN V COLLAGEN Gii thiu sơ lưc về collagen Tổng quan ứng dụng collagen trong thực phẩm 2 1.1 Gii thiu sơ lược về collagen Collagen