CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU RAU CỦ QUẢ-THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU RAU CỦ QUẢ-THÀNH PHẦN HÓA HỌC

CHƯƠNG I: NGUYÊN LIỆU RAU QUẢ

Thành phần hóa học của rau quả tươi

I.3.Thành ph n hóa h c ần hóa học ọc

• Hợp chất vô cơ và hữu cơ cấu tạo nên các tế bào và mô

• Không ngừng biến đổi trong suốt quá trình sống và ngay cả

trong khi chế biến

• Phụ thuộc vào giống, loài, độ già, điều kiện gieo trồng và

chăm sóc, thời tiết, thu hoạch và tồn trữ.

• Giá trị dinh dưỡng:

phụ thuộc vào lượng

chất và loại chất.

• Chất khô hòa tan: các loại đường, rượu, chất thơm, vitamin, enzyme, khoáng và muối của các acid hữu cơ.

• Chất khô không hòa tan: cellulose, hemicellulose, protopectin, tinh bột, chất béo, vitamin (A, D), khoáng, các chất hữu cơ có chứa N.

I.3.Thành ph n hóa h c ần hóa học ọc

5-20%

Nước 80 –

95%

1 Nước

• Nước tự do

– Hàm lượng: 80-90% trong RQ– Vị trí: trong dịch bào

– Phân bố: không đều ở các môVD: cam, quýt, vỏ 74.7%, múi 87.2%

– Vai trò: dung môi hòa tan các

chất khô hòa tan như đường, vitamin, chất màu, acid hữu cơ

1 Nước

• Nước liên kết

- Hàm lượng: 10-20%

- Vị trí: thành tế bào, nguyên sinh chất, gian bào…

- Vai trò: liên kết với hệ keo của tế bào

- Ảnh hưởng đến công nghệ chế biến: sấy nho, chuối; nhiệt độ lạnh đông

Pectin Glucid Lipid

Nước

1 Nước

• Sự mất nước khi bảo quản:

– Nguyên nhân: Hàm ẩm cao  tăng hô hấp  sinh nhiệt và bốc hơi nước

– Hậu quả: giảm khối lượng, giảm độ giòn, giảm TĐC  tăng quá trình héo, tăng sự phân hủy các chất, giảm đề kháng

• Hoạt độ nước:

- Khái niệm: là tỷ lệ giữa p hơi riêng phần của nước trong tp

và p hơi bão hòa của dung môi nước ở

nhiệt độ T

aw = P/Po

1 Nước

- Các YTAH đến aw

 Quá trình tách nước

 Các chất hòa tan

 Thành phần hóa học trong RQ: pH, lực ion

- aw của rau quả: aw < 1

Nước tự do cao  aw cao

VD: Quả tươi, nước quả, quả nước đường: 0.97 Mứt đông: 0.82-0.94

Quả sấy: 0.72-0.80

1 Nước

• Hoạt độ nước:

- Ảnh hưởng của hoạt độ nước:

+ HĐN thấp: giảm tốc độ phát triển VSV, giảm các phản ứng enzyme

+ Các phản ứng sẫm màu phi enzyme: phản ứng caramen hóa, phản ứng melanoidin thường xảy ra khi

aw>0,5, xảy ra mạnh trong thực phẩm aw= 0,6-0,75, cực đại khi aw= 0,75

Là nguồn dự trữ năng lượng khi bảo quản.

• Độ sinh năng lượng

– 25-40kcal/100g rau

– 50-70kcal/100g quả

2.1 Đường

• Các loại đường: Glucose, fructose, saccharose,

maltose, ramnose, arabinose…Chủ yếu glucose, fructose, saccharose

D-• Vị ngọt: tùy thuộc loại đường và hàm lượng đường.

VD: Quả hạch (mơ, mận, đào): ít saccharose,

Quả múi (cam, quýt, bưởi), chuối, dứa: saccharoseDưa hấu: fructose

Nho, bom: glucose

2.2 Tinh bột

• Là hỗn hợp 2 polysaccharide amylose và amlosepectin

Amylose

Mạch thằng α-D – glucose, liên kết α-D – glucose, liên kết α-D – glucose, liên kết α-

1,4 glycoside

Mạch nhánh α-D – glucose, liên kết α-D – glucose, liên kết α-D – glucose, liên kết α-1,4 glycoside, phân nhánh bằng liên kết α-D – glucose, liên kết α-1,6 glycoside

2.2 Tinh bột

• Tỉ lệ AM/AP ảnh hưởng đến độ dẻo và độ khô của RQ

– AM/AP > 1 : sấy dễ khô

– AM/AP < 1 : sấy lâu khô (xoài, chuối chín)

VD: Tinh bột củ và hạt (khoai tây, bắp, gạo) AP 70-80%

Tinh bột rau quả hầu như không có AP (đặc biệt: trong chuối là chứa 75% AP)

Tinh bột đậu xanh chứa 80% AM

- Thủy phân: glucose, sản phẩm trung gian:

amilodextrin, dextrin, maltose

2.3 Pectin

• Khái niệm: là polysaccharide tập trung chủ yếu ở thành

tế bào thực vật

Polymer mạch thằng: acid polygalacturonic (acid pectic)

và ester methyl của acid pectic liên kết bằng a-D-1,4-

glucoside

2.3 Pectin

• Phân loại:

 Dựa vào chỉ số DE: mức độ ester hóa

- HMP (high methoxyl pectin): DE > 50%

- LMP (low methoxyl pectin) : DE < 50%

 Dựa vào khả năng hòa tan:

- Pectin hòa tan: methoxyl polygalacturonic

- Pectin không hòa tan: protopectin

- Protopectin Enzyme Pectin hòa tan

protopectinase, t, acid

2.3 Pectin

• Tính chất:

– Kết tủa với kim loại tạo pectat: nhờ nhóm COO- tự do– Kết hợp với tannin tạo hợp chất không tan

– Khi tan trong nước tạo dd pectin có độ nhớt cao

– Có khả năng tạo gel: acid, đường

VD: (đường ≥ 50%; pH 3- 3,4; pectin 0.5-1.5%)

2.3 Pectin

 Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel, cấu trúc gel:

- Số lượng monomer tạo phân tử pectin

- Mức độ methoxyl hóa

Mức độ methoxyl hóa ảnh hưởng đến cơ chế tạo gel

0.2-2.81.5

34-5Cellullose

2.4 Các chất xơ

• Vị trí: thành tế bào, vỏ quả, vỏ hạt

• Vai trò: các phân tử cellulose liên kết hydro  bó sợi, liên kết với hemicellulose, protopectin  tạo mô vỏ cứng, vững, ít thoát nước cho RQ

Cellulose

2.4 Các chất xơ

• Hàm lượng 0,5-4%

• Vị trí: Có ở trong thành tế bào cùng với cellulose

• Vai trò: làm chất kết dính các tế bào lại với nhau, chất

dự trữ năng lượng

• Tính chất:

– Không bị thủy phân trong đường tiêu hóa

– Không tan, khi quả chín sẽ bị thủy phân thành đường.– Có thể bị thủy phân bởi dung dịch acid yếu, kiềm yếu

Hemicellulose

Gum

Cellulose, lignin,1 số hemicellulose mạch dài

Quả > Rau ăn

lá

Rau ăn lá >

Quả

3 Các hợp chất chứa N

• Khái niệm: protein và sản phẩm thủy phân protein hoặc cấu tử tổng hợp protein: aa, amit (asparigin, glutamin), acid nucleic, amoniac, nitrat, glucoside chứa N, enzyme…

• Hàm lượng 0,5-2% tổng lượng chất khô ( nhiều trong các loại đậu, cải 3,5-5,5, chuối tiêu 1,8%)

Khi chế biến: nhiệt, acid, bức xạ

- Biến đổi khi bảo quản: nito protein giàm, nito phi protein tăng

Thành phần protein của một số loại RQ

• Enzyme oxy hóa (oxidoreductase)

– Polyphenoloxydase, peroxydase, ascorbinase…

– Bền nhiệt

– Peroxydase : Enzyme chỉ thị, dùng để

định mức độ vô hoạt enzyme trong chế biến RQ.

 Enzyme

• Enzyme oxy hóa (oxidoreductase)

– Polyphenoloxydase

 Enzyme

• Enzyme thủy phân (hydrolase)

– Cacbohydrase (amylase, invertase), pectolitic (pectinase, protopectinase), proteolitic (Protease, papain, bromelin)

– Papain – nhựa của vỏ và lá đu đủ

– Bromelin – chồi, lá, bã dứa

Các loại enzyme thường gặp trong RQ

Enzyme Tác dụng

Polyphenoloxydase Oxy hóa hợp chất phenolic

Polygalacturonase Thủy phân liên kết glycoside giữa

các polygalacturonic trong phân tử pectin

Pectinesterase Thủy phân liên kết ester của các gốc

galacturonic trong pectinLypoxygenase Oxy hóa lipid

Ascorbate-oxydase Oxy hóa acid ascorbic và các dẫn

xuấtChlorophyllase Tách vòng phytol ra khỏi

chlorophyll

4 Lipid

Dầu thực vật: triglyceride, phospholipid, glycolipid, nhiều acid béo không no

• Acid béo không no:

– Acid oleic, linoleic, linolenic

– Cholesterol thấp

• Phospholipid và glycolipid:

Lecithin: hỗn hợp các loại phospholipid, có nhiều trong dầu đậu nành

4 Lipid

• Steroid và sterol:

- Steroid (phytosterol): hormone thực vật

- Sterol: liên kết với độc tố làm giảm độc tính

5 Vitamin

• Nhiều vitamin chỉ tổng hợp được ở thực vật  RQ là nguồn cung cấp vitamin quan trọng.

• Vit tan trong nước: C, P, acid folic, PP, B

• Vit tan trong chất béo: A, D, K

• Yếu tố ảnh hưởng: loại và lượng vitamin

- Loại RQ, giống, điều kiện gieo trồng, chăm bón, độ chín

- Rất dễ bị phân hũy bởi các tác nhân oxy hóa như

O2, nhiệt độ, ánh sáng…

Vitamin C (acid ascorbic)

• Bản chất: acid L-ascorbic, vit nhiều nhất trong RQ

• Các dạng tồn tại: L-ascorbic, acid dehydro ascorbic, ascorbigen

• Phân bố: Có nhiều trong rau xanh, trái cây có pH thấp

• Tính chất:

- Dễ bị oxi hóa khi gia nhiệt, không khí, ánh sáng

- Hàm lượng giảm dần theo độ chín.

- Bền trong môi trường acid,

- Được bảo vệ tốt trong dung dịch có độ

đường cao.

- Muối sắt và đồng có tính phá hủy vitamin C.

- Thường đi kèm với chlorophyll

- Tan trong chất béo

- Khá bền khi gia nhiệt, dễ bị oxy hóa (50%)

6 Khoáng

• Trong RQ có khoảng 50-60 loại khoáng.

• Hàm lượng 0,25-1,5%: đa lượng, vi lượng, siêu vi lượng

Đa lượng: Ca, K, Na, P

– Muối của acid hữu cơ và vô cơ: dễ hấp thu

• Phosphoric, sunfuric, chlohydric, boric…

7 Acid hữu cơ

• Vai trò:

Tạo vị và mùi đặc trưng cho RQ

– pH 2,5-5,5 quả chua

– pH 5,5-6,5 quả không chua

Tham gia quá trình oxy hóa khử và quá trình hô hấp

• Dạng tồn tại: tự do, muối, ester

• Hàm lượng: thường ≤ 1%, ngoại trừ chanh 6%, mơ, mận, khế 1.5-2%, phụ thuộc vào giống, loại RQ, độ chín…

7 Acid hữu cơ

• Độ chua:

Citric < acetic < tartaric <malic < lactic

• Vị chua: đặc trưng phụ thuộc loại acid và chỉ số đường/acid

• Các loại acid hữu cơ chính trong RQ:

Acid malic

– Acid táo, phổ biến trong táo và hầu hết các loại RQ: chuối, cà chua,

mơ, đào, hạt họ đậu…

– Tính chất: Vị chua dễ chịu, tan đều trong nước

• Ứng dụng:

• Chế biến

– Kết hợp với đường  vị chua ngọt  kích thích tiêu hóa

– Chống hiện tượng lại đường,

– Tăng tốc độ đông của mứt,

– Tăng tốc độ phản ứng Caramel và các phản ứng tạo màu khác.

8 Glycoside

• Khái niệm: Là hợp chất tạo bởi đường và các chất phi glucid (aglycon) như rượu, acid, aldehyde, phenol, tannin…

• Đặc điểm chung:

- Tan trong nước

- Glycoside tạo mùi thơm đặc trưng, tạo vị đắng.

- Chất bảo vệ: thủy phân tạo một số chất kháng khuẩn.

• Phân bố: Tập trung ở vỏ và hạt.

• Các loại glycoside phổ biến:

Naringin Vỏ, cùi, dịch quả

citrus Vị đắng Khi chín phân hủy thành glucose, ramnose và naringinen

Limonin Citrus Không đắng Khi phá hủy tế bào, limonin

và acid citric tạo thành hợp chất có vị đắng.

Solanin

C 45 H 17 O 15

Cà chua, cà tím, khoai tây Vị đắng Vỏ khoai tây 0,01% Khi nẩy mầm, lượng solanin tăng nhanh Khi

vào cơ thể bị phá hủy tạo HCN rất độc.

Amygladin

C 20 H 27 O 11

Hạt mơ, đào, hạnh nhân đắng, mận Vị đắng Trong cơ thể người bị thủy phân cho HCN gây độc

Manihotin Vỏ, cùi củ sắn Khi thủy phân tạo HCN gây độc

Sinigrin Hạt cải Vị cay xốc

Kapsaisin Ớt Vị cay

9 Alkaloid

• Khái niệm: Là hợp chất có chứa N và có hoạt tính dược học, có chứa nhóm amin

• Một số alkaloid phổ biến:

Alkaloid Phân bố Tính chất

Nicotine Họ cà dược: thuốc

lá, cà chua, cà tím, khoai tây

Chất độc kích thích thần kinh và có khả năng tiêu diệt côn trùng Có tác dụng giảm đau

Cocaine Lá coca Kích thích hệ thần kinh trung ương

Quinine Vỏ cây canh kina

Nam Mỹ

Chữa sốt rét

Caffeine,

theobromine Trà, cà phê, ca cao Kích thích thần kinh nhẹ, gây nghiện

Saponin Nhân sâm Kháng khuẩn, nấm

Solanine Khoai tây nẩy mầm Vị đắng Trong cơ thể người bị thủy

phân cho HCN gây độc

- Tham gia điều khiển trao đổi năng lượng và tái tạo protein

- Quyết định màu và vị của RQ.

- Một số hợp chất polyphenol có hoạt tính vitamin

10 Các hợp chất phenolic

• Phân loại:

– Thủy phân được: glucose và acid thơm (đặc biệt là tannin :

1 glucose và 5 acid galic)

– Ngưng kết (không thủy phân được): takesin, licin, melanin màu đen xám

• Tính chất:

- Tạo vị chát

- Dễ bị oxy hóa với xúc tác enzyme chứa đồng polyphenol oxidase gây sẫm màu quả khi chế biến

10 Các hợp chất phenolic

• Polyphenol phổ biến trong rau quả: tannin

Hợp chất polyoxyphenol có KLPT 600-2000

Tính chất:

- Trái chín < trái xanh,

- Hòa tan tốt trong nước

- Kết hợp với Fe, Sn, Zn, Cu tạo các màu không tự nhiên

10 Các hợp chất phenolic

 Tính chất:

- Tạo flobafen màu nâu hay đỏ khi bị oxy hóa bởi enzyme polyphenoloxydase

VD: biến màu táo

- Tạo tủa tannate với protein và các chất keo tự nhiên khác nên được dùng làm trong dịch ép RQ

- Khi tàng trữ trong rượu trái cây, tannin bị oxy hóa đến quinon làm rượu có hương vị đậm hơn

10 Các hợp chất phenolic

 Một số loại polyphenol phổ biến trong RQ:

Catechin Tannin Anthocyanin (Nhóm

flavonoid)

Isoflavone (Nhóm flavonoid)

11 Chất thơm

• Khái niệm: là chất bay hơi, tinh dầu, hỗn hợp các chất terpen, alcohol, aldehyde, cetone, ester, phenol, acid hữu cơ…

• Phân bố: vỏ > thịt quả, chủ yếu trong quả citrus, rau thơm, hành, tỏi

• Hàm lượng thấp 0,001%

• Tính chất:

– Phần lớn không tan trong nước và có tính sát trùng

– Rất dễ bay hơi tạo hương vị đặc trưng

Chất thơm chính trong các tổ hợp mùi RQ

IsopentanolCitral

ValenceneGingerol2-methoxyl-3-isobutypyrazinCinnamaldehyde

1-octen-3-ol, lenthionine2-methoxy-3-ethyl pyrazine; 2,5-dimethyl pyrazine

12 Chất màu

• Tính chất:

- Tan trong dầu

- Khi trái chín, chlorophyll bị thủy phân thành các chất không màu

- Nhiệt độ cao và acid: Mg bị thay thế bằng

H  pheophytyl có màu vàng úa

- Để bảo vệ màu xanh của RQ  chế biến trong môi trường kiềm

• Tính chất:

- Tan trong dầu

- Có hệ nối đôi liên hợp, không bền với các tác nhân oxy hóa như nhiệt độ, oxy không khí, ánh sáng…

- Các loại carotene có hoạt tính tiền vitamin A

• Anthoxanthin

– Màu trắng (bông cải, khoai tây, hành…)

– Thuộc nhóm màu flavonoid

– Tan trong nước

14 Phitonxyd

• Kháng sinh thực vật, bản chất là tinh dầu, hợp chất màu flavonoid, acid hữu cơ, glycoside…

• Vai trò:

- Có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các VSV.

- Tạo nên dược tính cho RQ – phòng chống bệnh

- Giảm chế độ thanh trùng

– Tỏi – alisin – dạng dầu lỏng, mùi xốc

– Trái cây – anthocyanne

– Cyanin - artichoke