Giáo trình hóa thủy sản - Chương I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CÁC SẢN PHẨM THỦY HẢI SẢN pps

Chương I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CÁC SẢN PHẨM THỦY HẢI SẢN 1. NƯỚC VÀ CÁC CHẤT ĐIỆN GIẢI 1.1. Đại cương 1.2. Vai trò sinh học 1.3. Sự phân bố nước trong cơ thể động vật 1.3.1. Các dạng của nước 1.3.2. Nguyên lý phân bố nước và chất điện giải 1.3.3. Hoạt lực của nước 2. PROTEIN 2.1. Vai trò sinh học của protein 2.2. Protein của động vật thủy sản 2.2.1. Protein nội bào 2.2.2. Protein ngoại bào 2.2.3. Nhóm NPN (Non protein nitrogen) 3. LIPID 3.1. Vai trò sinh học của lipid 3.2. Phân loại và cấu tạo lipid 4. GLUCID 4.1. Vai trò sinh học của glucid 4.2. Phân loại và cấu tạo glucid 5. VITAMIN 5.1. Vai trò sinh học của vitamin 5.2. Đặc điểm của thành phần vitamin trong sản phẩm thủy sản 6. KHOÁNG CHẤT 6.1. Vai trò sinh học của khoáng chất 6.2. Đặc điểm thành phần khoáng chất trong sản phẩm thủy sản 1. NƯỚC VÀ CÁC CHẤT ĐIỆN GIẢI 1.1. Đại cương Nước là thành phần quan trọng của tế bào sống, chiếm 60-80% thể trọng, là môi trường của các phản ứng sinh hoá học (phản ứng biến dưỡng), là môi trường trau đổi của các chất điện giải (anion và cation). Chất điện giải là các ion: cation Na+, K+, Ca2+, Mg2+ và anion Cl-, HCO3-, PO43 Bảng 1.1. Thành phần hoá học của một số loài cá (%) Loài cá Nước Protein Lipid Khoáng Cá hồi 67.0 20.6 12.0 1.4 Cá mòi 67.8 19.0 12.0 1.2 Cá chiên 73.3 17.7 8.70 1.7 Cá nheo 74.8 20.0 4.50 1.2 Cá chép 78.0 18.9 2.00 1.1 Cá thu 81.1 17.0 0.30 1.3 1.2. Vai trò sinh học của nước và chất điện giải  Vai trò sinh học của nước (1). Môi trường phân ly của các chất điện giải. (2). Hình thành trạng thái keo của protein. (3). Vận chuyển dưỡng chất và chất cạn bã. (4). Bảo vệ mô bào, tế bào chống tổn thương cơ học. (5). Điều hoà thân nhiệt. (6). Tham gia trực tiếp các phản ứng biến dưỡng.  Vai trò sinh học của chất điện giải (1). Cân bằng acid-base, pH dịch cơ thể (hệ thống đệm). (2). Duy trì áp suất thẩm thấu. (3). Điều hoà quá trình trau đổi chất, dẫn truyền xung động thần kinh, sự co cơ. (4). Sự chuyển hoá năng lượng (phức hợp ATP-Mg2+). 1.3. Sự phân bố nuớc và chất điện giải 1.3.1. Các dạng của nước  Vị trí phân bố: Dịch nội bào (lượng cố định), dịch ngoại bào (lượng thay đổi) và dịch gian bào. Dịch ngoại bào  Mô máu, dịch tiết của cơ thể, dịch tiết đường hô hấp, tiêu hoá, niệu dục.  Trạng thái vật lý: dạng lỏng, dạng rắn, dạng hơi.  Cấu trúc hoá học: Nước tự do và nước liên kết (a)Nước tự do (dịch gian bào) có tính chất lưỡng cực Liên kết O-H: 0.958 A0 Gốc O-H: 104.50 Năng lượng liên kết: 20 kJ.mol-1 Trạng thái rắn - Nuớc đá, băng tuyết - Tetrahedral Nước tự do có vai trò quan trọng trong quá trình bảo quản và chế biến sản phẩm động vật. (b). Nước liên kết • Lớp nước đơn phân tử • Liên kết với các thành phần hoá học (protein). • Tỉ lệ 3-10% 1.3.2.Nguyên lý phân bố nước và chất điện giải  Sự chênh lệch hàm lượng protein và nồng độ chất điện giải trong huyết tương (dịch ngoại bào) với dịch gian bào và dịch nội bào (1). Protein huyết tương (ngoại bào) > protein dịch gian bào (2). Na+ và Cl- ngoại bào > Na+ và Cl- nội bào (3). K+ và PO43- ngoại bào < K+ và PO43- nội bào (4). Tổng số Anion và Cation trong từng khu vực tương đương Sự phân bố chất điện giải ở dịch ngoại bào và nội bào  Sự cân bằng nuớc và ch ất điện giải là một đặc điểm hoạt động của các màng ngăn cách như màng tế bào, thành mạch, da và niêm mạc MÀNG TẾ BÀO • Màng tế bào là màng sinh học • Cân bằng nồng độ giữa cation Na+ và K+, anion Cl- và PO43- • Na+-K+ ATPase pump DOWNLOAD» WWW.AGRIVIET.COM Cấu tạo của màng sinh học Na+-K+ ATPase pump THÀNH MẠCH • Thành mạch máu (Mao quản tĩnh mạch, mao quản động mạch và mao mạch). • Màng bán thấm. • Các ion và chất có TLPT thấp di chuyển tự do. • Vận chuyển nước do sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh và áp suất keo (nguyên tắc Starling). Áp suất thủy tĩnh: Đẩy nước từ trong ra ngoài Áp suất keo: Hút nước từ ngoài vào trong Mao quản động mạch: ASK < ASTT Mao quản tĩnh mạch: ASK > ASTT Mao mạch: ASK = ASTT  Sự vận chuyển qua màng sinh học (1). Vậ n chuyển trực tiếp - thụ động dx Ad DJ AA ][ −= JA: Tốc độ vận chuyển của A qua màng trên một đơn vị diện tích DA: hệ số khuếch tán A dX: Khoảng cách d[A]: Chênh lệch nồng độ chất A (2). Vận chuyển gián tiếp – tích cực Phương trình Michaelis – Menten v: Vận tốc di chuyển qua màng ở thời điểm t V: Vận tốc cực đại [S]: Nồng độ chất vận chuyển Km: H ằng số Michaelis 1.3.3. Hoạt lực của nước Hoạt lực của nước hay độ hoạt động của nước tự do (AW) được dùng để ước lượng mức độ nguy cơ sản phẩm bị hư hỏng. M K SV v ][* = Aw: Hoạt lực của nước PW: Áp suất hơi của nước được tạo ra bởi nước tự do có trong sản phẩm ở nhiệt độ T PW0: Áp suất hơi của nước tinh khiết ở cùng nhiệt độ 0 ≤ AW ≤ 1 AW= 0 Trong sản phẩm không có nước tự do AW= 1 Trong sản phẩm, nước tự do chính là nước tinh khiết Ảnh hưởng của AW đối với sự hư hỏng: (1). Sự oxid hoá lipid – oxid hoá các acid béo không bảo hoà Khi 0.2 < AW < 0.5 : Hạn chế oxid hoá Khi 0.5 < AW < 0.8 : Gia tăng oxid hoá Khi 0.8 < AW < 1 : Giảm thiểu oxid hoá (2). Phản ứng Maillard: Phản ứng amin hoá hoặc carboxyl hoá các monosaccharide, disaccharide có tinh khử, thành lập polymer màu nâu. Khi AW < 0.7 : Tăng phản ứng Maillard. Khi AW > 0.8 : Giảm phản ứng Maillard. (3) Phản ứng enzyme tự phân tăng khi AW > 0.7. (4). Sự phát triển tập đoàn vi sinh vật Bảng 1.2. AW thích hợp cho một số loài vi sinh vật phát triển Vi sinh vật AW Nấm mốc ưa khô 0.65 Vi khuẩn ưa mặn 0.75 Nấm mốc 0.80 Nấm men 0.88 Vi khuẩn 0.91 Thực phẩm ở thể rắn, không đồng nhất  AW khác nhau vi sinh vật xâm nhập và phát triển ở vị trí thích hợp  vấy nhiễm sang các phần khác. 2. PROTEIN 2.1. Vai trò sinh học của protein  Vận chuyển dưỡng chất, các chất sinh học (protein huyết tương).  Trao đổi oxygen và carbonic (hemoglobin, myoglobin). 0 W W W P P A =  Điều hoà quá trình trao đổi chất (enzyme, hormone).  Thực hiện vận động cơ học (Actin-myosine).  Dẫn truyền các xung động thần kinh, đáp ứng những kích thích (hormone).  Cung ứng khoảng 10-15 % năng lượng sinh học. 2.2. Protein của động vật thủy sản Protein nạc cá 17-21 %, trứng cá 27-28 % Protein động vật trên cạn Bảng 1.3. Thành phần amino acid trong sữa, thịt bò và cá (%) AA Sữa bò Thịt bò Cá Lys 7.50 8.10 9.00 Leu 11.3 7.70 7.10 Val 6.60 5.80 5.80 Phe 5.30 4.90 4.50 Ile 6.20 6.30 6.00 Thr 4.60 4.60 4.50 Met 3.30 3.30 3.50 His 2.60 2.90 2.40 Trp 1.60 1.30 1.30 Arg 4.30 7.70 7.40 Tyr 5.50 3.40 4.40 Cys 1.00 1.30 1.20 Bảng 1.4. Hệ số tiêu hoá Thịt bò Cá Thu Cá mòi HS tiêu hoá 93.95 95.95 94.41 Phân loại Cấu tạo: Protein thật và NPN (Non protein nitrogen) Protein đơn giản và protein phức tạp Vị trí : Protein nội bào và protein ngoại bào 2.2.1. Protein nội bào  Nhóm chromoprotein, dạng cầu, hoà tan trong nước.  Hemoglobin, Myoglobin, Hemocyanin (Cu), hemoerythrin (NHI), Actin, Myosin, Tropomyosin, Troponin Myoglobin (Huyết sắc tố của tế bào cơ) Mononer: Heme + Globin Mb(Fe2+) + O2 Mb(Fe2+)-O2 Deoxymyoglobin Oxygen Oxymyoglobin Mb(Fe2+) + CO Mb(Fe2+)-CO Deoxymyoglobin Carbon oxid Carboxymyoglobin Mb(Fe2+) + NO Mb(Fe2+)-NO Deoxymyoglobin Nitrous oxid Nitrosomyoglobin Mb(Fe2+) + 3/2H2 + O2 Mb(Fe2+)-HO + H2O Deoxymyoglobin Metmyoglobin Myosin Protein cơ, chiếm 60-70% Tế bào cơ, bộ khung xương tế bào. Protein đơn giản, MW=540 kD, 6 chuỗi polypeptid. Cấu trúc vừa dạng sợi vừa dạng cầu. Actin Protein cơ, chiếm 20-25%. Cấu tạo 375 cấu tử amino acid Cấu trúc dạng cầu (G-actin), trùng hợp tạo dạng sợi (F-actin) Màng tế bào hồng cầu Cấu tạo tế bào cơ và khung xương tế bào 2.2.2. Protein ngoại bào Protein ở mô liên kết, dạng sợi, không hoà tan trong dung dịch muối trung tính, co trong môi trường có nồng độ muối cao. 3 - hydroxyproline, 4 -hydroxyproline, 5-hydroxylysine • Collagen  Da, xương, gân, sụn  Biến tính tạo thành gelatin ở 390C  Cấu tạo chuỗi α helix xoắn lại, cố định bằng liên kết hydrogen giữa NH glycin với nhóm CO các amino acid khác và liên kết disulfid. • Keratin  Tóc, lông, sừng, móng, vảy cá  Cấu tạo gồm 2 chuổi polypeptid gấp nếp dạng β sheet • Elastin  Thành phần protein của sợi đ àn hồi trong mô liên kết  Gân, dây chằng, thành mạch  1/3 Gly, 1/3 Ala và Val, ít proline và hydroxylysine  Đặc tính trương phồng khi đun nóng [...]... đối với động vật thủy sản Glucose và các dạng chuyển hoá Glycogen Chiếm 1-1 .5gr/100gr nạc cá Lượng glycogen nạc đỏ > nạc trắng Chitin • • • • Polymer không phân nhánh N-Acetyl-D glucosamine Thành phần cấu tạo căn bản của các động vật thủy sản như cua, nghẹ, tôm, nghêu, sò, ốc Chondroitin [(β-D-glucuronate )-( Nacetyl galactosamine)]n Cấu tạo của -vi cá 5 VITAMIN 5.1 Chức năng sinh học • Vai trò là coenzyme,... năng sinh học • Vai trò là coenzyme, xúc tác các phản ứng biến dưỡng • Tham gia các tiến trình sinh học: sự tăng trưởng, sự sinh sản 5.2 Đặc điểm thành phần vitamin trong sản phẩm thủy sản Nạc cá chứa hầu hết các loại vitamin như thịt của động vật trên cạn, tuy nhiên các loài thủy hải sản có khả năng dự trữ số lượng và chất lượng vitamin khá cao (do thực phẩm từ môi trường nước như rong, tảo, phiêu... thấu • Hệ thống đệm Nạc cá chứa hầu hết khoáng đa và vi lượng Nạc đỏ > nạc trắng Fe: cá nước mặn> cá nước ngọt Iod: nhuyễn thể > cá, 5-1 0 mg/kg cá (1 0-1 5 lần) Chương II SỰ BIẾN ĐỔI SẢN PHẨM THỦY SẢN SAU KHI ĐÁNH BẮT 1 ĐẠI CƯƠNG 1.1 Cấu trúc của mô cơ vân 1.2 Thành phần protein của tơ cơ dày 1.3 Thành phần protein của tơ cơ mỏng 1.4 Cơ chế co cơ 2 SỰ BIẾN ĐỔI CƠ HỌC CỦA MÔ CƠ 2.1 Giai đoạn tiết dịch nhờn... (hydroxy trimethylamin) là sản phẩm của quá trình chuyển hoá của các hợp chất ergothioneine, cholin do tác động của vi sinh vật, tạo mùi tanh đặc trưng của cá, dùng đánh giá độ tươi của cá 3.LIPID 3.1.Vai trò sinh học • Nguồn dự trữ năng lượng • Thành phần cấu tạo màng sinh học • Dung môi hoà tan vitamin A, D, E và K • Cung cấp nước nội sinh 3.2.Phân loại lipid Hàm lượng lipid 0. 7-2 0%, không màu hoặc vàng... cephalin Lipid không savon hoá: steroid, isoprenoid và các sản phẩm chuyển hoá lipid Mỡ dự trữ ở nội tạng, gan, cơ, mô liên kết dưới da • Nhóm cá nạc: mỡ < 5%, ở gan • Nhóm cá béo: mỡ >8%, ở cơ và mô liên kết dưới da (cá sụn) • Nhóm cá trung bình: mỡ từ 5% đến 8% 4 GLUCID 4.1 Vai trò sinh học • Tham gia cấu tạo màng sinh học • Thành phần cấu tạo Nucleic acid (pentose), các hợp chất sinh học (glycoproteinchất... A, D, E và K dự trữ ở gan của nhóm cá nạc, ở lớp mỡ dưới da của nhóm cá mỡ Vitamin A 15 0-4 500 UI/100 gr nạc cá Cá chày . glucid 5. VITAMIN 5.1. Vai trò sinh học của vitamin 5.2. Đặc i m của thành phần vitamin trong sản phẩm thủy sản 6. KHOÁNG CHẤT 6.1. Vai trò sinh học của khoáng chất 6.2. Đặc i m thành phần. màng 3.3. Biến đ i khả năng giữ nước của protein 4. SỰ BIẾN Đ I SINH HOÁ 4.1. Sự biến đ i thành phần protein 4.2. Sự biến đ i thành phần glycogen 4.3. Sự biến đ i thành phần lipid . Chương I. THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA CÁC SẢN PHẨM THỦY H I SẢN 1. NƯỚC VÀ CÁC CHẤT I N GI I 1.1. Đ i cương 1.2. Vai trò sinh học 1.3. Sự phân bố nước trong cơ thể động vật 1.3.1. Các