bài giảng công nghệ hóa học thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG BÀI GIẢNG HÓA HỌC THỰC PHẨM (DÙNG CHO SINH VIÊN H Ệ ĐẠ I H Ọ C CHUYÊN NGÀNH CB, CNTP VÀ CNSH TH Ự C PH Ẩ M) (2ĐVHT) Cán bộ giảng dạy: TS. Vũ Ngọc Bội ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH • MỞ ĐẦU • CHƯƠNG I. NƯỚC VỚI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM • CHƯƠNG II. PROTEIN - CHẤT TẠO CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM • CHƯƠNG III. POLYSACCARID - CHẤT TẠO HÌNH CỦA SẢN PHẨM CHƯƠNG I NƯỚC VỚI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM 1. VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT THỰC PHẨM Đối với đời sống: - Trong tế bào, cơ thể sinh vật nước là thành phần bắt buộc, chiếm phần lớn 70-80%, cá biệt như sứa 98% … - Nước tham gia trong các phản ứng quang hợp của thực vật tạo hợp chất hữu cơ -Trong cơ thể sống, nước tham gia trong các phản ứng thủy phân hình thành sản phẩm. - Do có hằng số điện môi lớn góp phần phân ly các chất điện môi thành ion …. - Nước có tác dụng bảo vệ các mô, cơ quan của động vật (các khớp xương, não, tủy), chống các tổn thương cơ học khi vận động. - Nước: nhiệt dung, tỷ nhiệt và khả năng dẫn nhiệt cao → điều hòa nhiệt của cơ thể, điều hòa khí hậu. Vì vậy ở nơi nào có nhiều nước, nơi ấy có họat động sống phong phú Đối với sản xuất công nghiệp • Nước dùng để rửa nguyên liệu, chế tạo sản phẩm và xử lý sản phẩm cuối cùng. • Nước góp phần tạo cấu trúc nguyên liệu, giúp hòa tan các polyme tạo trạng thái keo, tạo cấu trúc cho sản phẩm, quyết định tính chất cảm quan và lưu biến của thực phẩm,… • Nước là thành phần của một số sản phẩm: công nghệ nước giải khát, bia, … • Nước tham gia trong các phản ứng hóa học: CaO + H 2 O → Ca(OH) 2 • Nước làm tăng cường các quá trình hô hấp, nẩy mầm, lên men, ảnh hưởng đến quá trình bảo quản sản phẩm. • Nước là nguyên liệu có thể tái sinh, sau quá trình sử dụng nước không thay đổi các đặc tính của nó → nếu được xử lý có thể tái sử dụng. 2 . HÀM L ƯỢ NG VÀ TR Ạ NG THÁI C Ủ A N ƯỚ C TRONG S Ả N PH Ẩ M TH Ự C PH Ẩ M Hàm lượng nước Dựa vào thành phần của nước trong sản phẩm thực phẩm → chia ra 3 nhóm sau: • Thực phẩm có hàm lượng nước cao trên 40% (Rau, Tp lỏng … → dễ hư hỏng → khó bảo quản → cần có biện pháp bảo quản nghiêm ngặt). • Thực phẩm có hàm lượng nước trung bình 10 - 39% (SP CB khô họăc TP bán lỏng do hàm lượng nước vẫn còn cao nên cũng khó bảo quản → Phải bảo quản ĐK nhất định) • Thực phẩm có hàm lượng nước thấp dưới 10% (Thực phẩm khô hoặc các loạt hạt → thời gian bảo quản dài). Nướ c th ườ ng t ồ n t ạ i ở hai tr ạ ng thái: t ự do và liên k ế t. N ướ c t ự do: các phân t ử n ướ c không liên k ế t v ớ i các thành ph ầ n c ủ a th ự c ph ẩ m. N ướ c t ự do: đầ y đủ t/c c ủ a n ướ c nguyên ch ấ t: - Môi tr ườ ng VSV phát tri ể n - Dung môi hòa tan - Có kh ả n ă ng bay h ơ i và đ ông đặ c Nước liên kết: liên kết hóa học, liên kết hóa lý và liên kết cơ lý (lk mao quản). Nước liên kết: không có đầy đủ tính chất của nước nguyên chất Nước tự do là thành phần ảnh hưởng rất lớn đến quá trình hư hỏng của TP 3. C Ấ U T Ạ O VÀ TÍNH CH Ấ T C Ủ A N ƯỚ C • 100 0 C có rất ít các pt nước liên kết với nhau. • 37 0 C có 15% các phân tử nước liên kết với 4 phân tử nước khác. • 0 0 C có 50% các phân tử nước liên kết • -183,9 0 C tất cả các liên kết hydrogen giữa các phân tử nước đều được hình thành. Các phân t ử n ướ c luôn hình thành liên k ế t hydrogen (hi ệ n t ượ ng này luôn hình thành và phá v ỡ ph ụ thu ộ c vào nhi ệ t độ c ủ a n ướ c) (a) Trạng thái hơi (Hiện di ện dưới dạng các đơn phân tử, không có liên kết hydrogen (b) Trạng thái lỏng (các liên kết hydrogen không ổn định: chúng được thiết lập rồi mất đi …) (c) Trạng thái rắn (1 phân tử nước liên kết với 4 phân tử nước xung quanh, các phân tử được cố định tạo ra cấu trúc mạng → tinh thể đá) [...]... lipid và b o qu n th c ph m có lipid Lipid kém b n, b bi n i theo 2 hư ng chính: • Oxy hóa sinh h c do enzyme và VSV • Oxy hóa do tác nhân v t lý và hóa h c: Oxy khí quy n, di n tích b m t ti p xúc v i oxy, ánh sáng, di n tích b m t ti p xúc v i ánh sáng, nhi t , ion kim lo i chuy n giao: Fe3+, Cu2+, … Q trình oxy hóa: Kh i u Acid béo chưa bão hồ RH Xúc tác b i M3+ + RH→RO +M2+ + HO ROOH + M2+→ ROO... nư c trong các s n ph m có nh hư ng l n n ph n ng oxy hóa lipid: • Khi aw th p g n 0, cư ng oxy hóa hơi cao Khi aw = 0,050,3 (tương ng v i vùng hình thành l p ơn phân trên b m t c a s n ph m: nư c nh v vào các nhóm có c c c a m t s ch t NH3+, COO-, OH- c a Protein, tinh b t…) thì s oxy hóa ch t béo x y th p nh t Khi aw >0,3 thì cư ng ph n ng oxy hóa tăng và t c c i aw = 0,7 Gi i thích: * Khi aw ≈ 0:... béo l i phân b trên b m t vi l nên oxy có th xâm nh p t do vào trong th c ph m → oxy hóa ch t béo x y ra d dàng - aw ≈ 0 enzyme và vi sinh v t khơng h at ng nên khơng có q trình oxy hóa sinh h c Do v y v n t c tương i c a ph n ng oxy hóa lipid hơi cao * aW 0,05 ÷ 0,3 (Vùng có hi u ng b o v c a nư c) v n t c ph n ng oxy hóa th p nh t vì: • Có l t o ra l p nư c h p ph b o v trên b m t s n ph m làm s n... c H–O–H oxy hóa gi m • Nư c bao vây M+3 (Ngư i ta cho r ng nư c là tác nhân t o liên k t ph i trí v i M+3 → M+3) • aw = 0,05 ÷ 0,3 nư c chưa cho h at ng enzyme và vi sinh v t nên oxy hóa sinh h c khơng áng k Vì th khi aw = 0,05 ÷ 0,3 v n t c tương i c a ph n ng oxy hóa lipid th p nh t • aw > 0,5: • T c ph n ng oxy hố l i tăng do M+3 và các tác nhân tham gia → khu ch tán t i các mi n oxy hóa • Khi aw... ch protein có nh t - nh hư ng t i tr ng thái gel protein → giò, ch - nh hư ng n kh năng t o nhũ tương và kh năng t o b t c a protein - Hóa d o tinh b t → d o, dai → t o màng, t o s i … CHƯƠNG II PROTEIN - CH T T O C U TRÚC CHO TH C PH M I CÁC HỆ THỐNG PROTEIN THỰC PHẨM H th ng protein th c ph m thành các nhóm: - H th ng protein c a th t, cá (protein cơ) - H th ng protein c a s a - H th ng protein c... nhân tham gia → khu ch tán t i các mi n oxy hóa • Khi aw > 0,5 ph n ng enzyme b t u x y ra m nh m • Khi aw > 0,63 VSV b t u ho t ng • ho t nư c cao aw > 0,7, s oxy hóa có th b ch m l i do n ng c a các thành ph n tham gia q trình oxy hóa gi m * Chú ý trong q trình b o qu n TP ch a nhi u lipid xu th làm gi m aw v vùng có hi u ng b o v b ng cách: • Tách nư c ra kh i s n ph m (s y l nh, sóng hay phơi... hydrogen → có nhi t sơi cao 1000C (ethan sơi - 183,30C, ethanol sơi 78,30C) → dm truy n nhi t làm chín sp T o s c căn b m t, nhi t dung, t nhi t, d n nhi t và nhi t hóa hơi cao (nư c là ch t làm mát, i u hồ nhi t cơ th …) Là dung mơi trơ v m t hóa h c 4 HO T Ho t C A NƯ C (aw) c a nư c: là t s áp su t hơi c a dung d ch và dung mơi a w P N = = P0 N + n -P: áp su t hơi bão hòa c a dung d ch; N: s phân t... phosphate kép, sorbitol … Ví d : làm l p xư ng, th t ngâm m m,… 2 nh hư ng c a h at Các ph n ng nư c t i ph n ng s m màu phi enzyme: -Ph n ng ư ng kh - aminoacid (p/ư maillard, melanoidin) -Ph n ng caramen hóa -Ph n ng quinonamin - Ph n ng ư ng - protein -Các s c t s m màu hình thành trong các s n ph m có hàm m th p ho c trung bình khi aw > 0,5 và t max aw = 0,75 (tuỳ theo s n ph m) + SP th c v t, qu : aw... ng u t o màu cho s n ph m (màu vàng → nâu → en); làm s n ph m có mùi thơm c trưng (t o ra h p ch t ch a nitơ, nitơ có vòng…) T t c ph n ng u ph thu c vào nhi t , lo i ch t tan, pH, aw … Ph n ng caramen hóa ư ng M t 10% nư c Glucose : 146 – 1500 C Fructose : 95 – 1000C Saccarose : 160 – 1800C Lactose: 223 – 2520C caramenlan (màu vàng) M t 14% nư c Caramelen (m u nâu) M t 25% nư c caramenlin (nâu en, ng)... (-OH) Thi t l p l p kép c a phân t nư c gi a các l p m ng c a protein → các nhóm có c c c a protein l ra phía ngòai →làm tăng kh năng ph n ng Rút ng n chu kỳ c m ng c a ph n ng s m màu Năng lư ng ho t hóa t l ngh ch aw * Chú ý : • Ch bi n c n thay i màu s c c a s n ph m thì ph i t o aw > 0,5 • Ch bi n mà khơng c n s thay i màu s c thì làm gi m aw < 0,5 (dùng ph gia gi nư c: saccharose, NaCl, mu i phosphate . TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG BÀI GIẢNG HÓA HỌC THỰC PHẨM (DÙNG CHO SINH VIÊN H Ệ ĐẠ I H Ọ C CHUYÊN NGÀNH CB, CNTP VÀ CNSH TH Ự C PH Ẩ M) (2ĐVHT) Cán bộ giảng dạy: TS. Vũ Ngọc Bội ThS cho sản phẩm, quyết định tính chất cảm quan và lưu biến của thực phẩm, … • Nước là thành phần của một số sản phẩm: công nghệ nước giải khát, bia, … • Nước tham gia trong các phản ứng hóa học: CaO. CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM • CHƯƠNG II. PROTEIN - CHẤT TẠO CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM • CHƯƠNG III. POLYSACCARID - CHẤT TẠO HÌNH CỦA SẢN PHẨM CHƯƠNG I NƯỚC VỚI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM 1. VAI