CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT MÌ

TRƯNG ĐI HC BCH KHOA TP HCM KHOA K THUT HA HC B MÔN CÔNG NGH THC PHM  ˜˜  BÁO CÁO MÔN HC CÔNG NGH CH BIN THT – THY SN Đ ti: NG DNG COLLAGEN TRONG CÔNG NGH CH BIN THT – THY SN SVTH: Lê Tn Lun MSSV:60701406 Trn Th Nguyt Minh MSSV:60701493 Nguyn Hong Phong MSSV:60701792 Nguyn Văn T MSSV:60702889 Lp: HC07TP GVHD: ThS. NGUYN TH HIN Tháng 05 năm 2011 Mc lc 2 MC LC Chương 1 - TNG QUAN V COLLAGEN 5 1.1 Giới thiu sơ lược về collagen . 6 1.2 Thnh phn v cu trc 6 1.2.1 Cu trc phân tử collagen 8 1.2.2 Thành phn hóa học của collagen .10 1.3 Phân loi . 13 1.4 Tnh cht . 14 1.4.1 Cu trc v khối lượng phân tử 16 1.4.2 Điểm đẳng đin (pI) 16 1.4.3 Cu trc xoắn α ba sợi của collagen 16 1.5 Thu nhn collagen 17 1.6 Ứng dụng trong công nghip thực phẩm 19 Chương 2 - NG DNG COLLAGEN TRONG CH BIN THT – THY SN . 22 2.1 Nhng ng dụng ph bin của collagen trong ngnh ch  bin tht – thủy sn . 23 2.2 Ứng dụng collagen trong sn xut v bọc sn phẩm tht ch bin . 25 2.3 Ứng dụng collagen trong c ch sự oxy hóa cht bo t rong sn phẩm tht ch bin 40 2.4 Tăng hiu sut nu v chống mt nước cho sn phẩm nh collagen . 48 2.5 Collagen thay th mt phn nguyên liu trong sn phẩm tht ch bin . 53 Danh mc bng DANH MC BNG Bng 1.1- Phân loi protein theo chc năng của chng trong cơ thể 7 Bng 1.2 – So sánh thành phn amino acid của mt số loi protein (gam amino acid/100 gam protein)[4, 9, 19] .10 Bng 1.3 - Thành phn amino acid của collagen vy các Rohu và cá Catla .11 Bng 1.4 – Sự khác nhau về hm lượng hydroxyproline và nhit đ bin tính của collagen 11 Bng 1.5 – Phân loi collagen .13 Bng 2.1 - Thông tin k thut c ủa Code 10 .36 Bng 2.2 - Thông tin k thut c ủa Code V 36 Bng 2.3 - Thành phn hóa học của xc xch Wiener v xc xch gan trong nghiên cu .44 Bng 2.4 – Kt qu phân tch sn phẩm 44 Bng 2.5 - Kt qu phân tch thnh ph n xúc xích với nhng h m lượng collagen khác nhau 49 Bng 2.6 - Kt qu phân tch gn đng thnh phn jambon với nhng hm lượng collagen khác nhau 50 Bng 2.7 - Kt qu phân tch cm quan xc xch có b sung collagen .52 Bng 2.8 - Kt qu phân tch cm quan jam-bon với collagen .52 Bng 2.9 – Thnh phn công thc xc xch Bologna dng thô .54 Bng 2.10 - Thnh phn công thc xc xch Bologna dng mn 54 Bng 2.11 - Tnh cht sn phẩm xc xch Bologna dng thô đ được b sung collagen với cc hm lượng khc nhau 55 Bng 2.12 –Cc thông số b nh hư ng bi hm lượng collagen b sung trên sn phẩm xc xch Bologna dng nh tương mn 56 Bng 2.13 - Cc thông số b  nh hưng bi hm lượng collagen b sung trên nguyên liu xc xch Bologna dng nh tương mn .57 Bng 2.14 - Công thc ch bin xc xch 58 Bng 2.15 –Phân tch thnh phn hóa học của xc xch v collagen 59 Bng 2.16 – Cc thông số b nh hưng bi hm lượng collagen b sung v thi gian lưu tr sn phẩm 60 Bng 2.17 – Kt qu phân tch mu sắc nguyên liu v sn phẩm theo hm lượng collagen b sung 62 Bng 2.18 - Kt qu phân tch mu sắc nguyên liu v sn phẩm theo thi gian bo qun 63 Bng 2.19 - Kt qu phân tch cm quan sn phẩm 63 Danh mc hnh 4 DANH MC HNH Hình 1.2 – Từng bc cu to trong phân tử collagen. (a) Chuỗi polypeptide bc mt. 9 Hình 1.3 – (a) Cu trúc khái quát 3 chuỗi xoắn α của collagen. (b) Phân tử collagen. (c) Collagen fibril đưng kính từ 10 đn 300nm. (d) Collagen fibril bó li với nhau hình thành sợi collagen siêu cáp – collagen fiber, đưng kính từ 0.5 đn 3 μm [14] .9 Hình 1.4 – T chc bó sợi collagen .10 Hình 1.5 – Đưng cong bin tính nhit của collagen, gelatin và collagen thủy phân [23] .17 Hình 1.6 - Quy trình tách chit collagen .18 Hình 1.7 -V bao collagen .19 Hình 1.8 - Sn phẩm phomat có cha collagen hydrolysate làm gim hm lượng cht béo 19 Hình 1.9 – Sn phẩm kẹo dẻo có v màng là collagen hydrolysate 20 Hình 1.10 - Collagen hydrolysate làm cht kt dính trong thanh kẹo .20 Hình 1.11 – Sn phẩm tht ngui có cha collagen hydrolysate. 21 Hình 1.12 – Collagen hydrolysate làm gn trong các loi thc uống. 21 Hình 2.1 - nh phối cnh của thit b theo  tưng c ủa sáng ch của Winkler v cng sự năm 1992 .27 Hình 2.2 - Đưng c ủa di chuyển c ủa lớp phim collagen qua thit b .28 Hình 2.3 - Mt cắt ngang III -III (được k hiu trên Hnh 2.1) .29 Hình 2.4 - Mt cắt ngang IV -IV (được k hiu trên Hnh 2.1) 29 Hình 2.5 - Ham được đưa vo lưới ti đu sau (H) của thit b 30 Hình 2.6 - B phn cha tay o dng lưới kèm v ới thit b của hình 2.1 30 Hình 2.7 - Mt ý tưng khc của thit b trong sng ch  này .31 Hình 2.8 - Hnh chiu theo chiều dọc thit b trên hnh 2.7 31 Hình 2.9 – Tit din cắt ngang của sn phẩm 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) 56 ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 5 Chương 1 TNG QUAN V COLLAGEN ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 6 1.1 Gii thiệu sơ lược về collagen Collagen là thành phn protein chủ yu của các mô liên kt. Collagen chim khong 25% protein tng số trong cơ thể đng vt và là thành phn chủ yu của khung mng ngoi bào.Collagen là protein dng sợi xoắn. Collagen được tìm thy trong tt c cc loi đng vt đa bo. Nó có trong cc mô liên kt của tim, mch, da, giác mc, sụn, sừng, dây chằng, xương, răng, … Collagen cng đư ợc tìm thy  các mô bên trong của hu ht cc cơ quan. Collagen to nên đ bền của mô, cơ quan v duy trì d ng cu trúc của chúng. Collagen rt đa dng về thành phn và cu trúc. Ngy nay, ngưi ta đã tìm ra khong 28 loi collagen khác nhau.[2, 3, 17] Do có cu trúc và tính cht hóa học đc bit, collagen được ng d ụng trong nhiều lĩnh vực khc nhau như: ngnh da, phim, m phẩm, y học, dược phẩm, vt liu sinh học và thực phẩm [2]. Nhìn chung, trong ngành công nghip collagen, các dng collagen thương mi đều từ da v xương đng vt có v như trâu, bò, heo,…, ph thi của ngành ch bin gia cm. Tuy nhiên, nguồn đng vt  cn này không phù hợp với nhiều vùng tín ngưỡng, tôn gio; khó điều khiển về cht lượng và có thể lây nhim các tác nhân sinh học và cht đc như: BSE (bnh bò điên), FMD (b nh l mồm long móng). Vì th, hin nay ngưi ta tìm nguồn thu nhn collagen mới từ các loài cá và thủy sn khác.[2] 1.2 Thnh phn và cu trc Trước khi tìm hiểu về collagen, chng ta sơ lược đôi nt về protein. Protein là mt hợp cht đi phân tử được to thành từ rt nhiều cc đơn phân l cc acid amin (hình 2.1). Acid amin đư ợc cu to bi ba thành phn: mt là nhóm amin (-NH2), hai là nhóm cacboxyl (-COOH) và cuối cùng là nguyên tử cacbon trung tâm đnh với 1 nguyên tử hyđro v nhóm bin đi R quyt đnh tính cht của acid amin. Khong 20 acid amin đã đư ợc phát hin trong thành phn của tt c các loi protein khác nhau trong cơ thể sống. Protein có bốn bc cu trúc: Cấu trúc bậc một: Các acid amin nối với nhau bi liên kt peptide hình thành nên chuỗi polypeptide. Đu mch polypeptide là nhóm amin của acid amin th nht và cuối mch là nhóm cacboxyl của acid amin cuối cùng. Cu trúc bc mt của protein thực cht là trình tự sắp xp của các acid amin trên chuỗi polypeptide. Cu trúc bc mt của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các acid amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hin tương tc gia các phn trong chuỗi polypeptide, từ đó to nên hình dng lp thể của protein v do đó quyt đnh tính cht cng như vai trò của ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 7 protein. Sự sai lch trong trình tự sắp xp của các acid amin có thể dẫn đn sự bin đi cu trúc và tính cht của protein. Cấu trúc bậc hai: là sự sắp xp đều đn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thưng không  dng thẳng mà xoắn li to nên cu trúc xoắn α và cu trúc np gp β, đư ợc cố đnh bi các liên kt hyđro gia nhng acid amin  gn nhau. Các protein sợi như keratin, collagen . (có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein c u có nhiều np gp β hơn. Cấu trúc bậc ba: Các xoắn α và phi n gp np β có thể cun li với nhau thành từng búi có hình dng lp thể đc trưng cho từng loi protein. Cu trúc không gian này có vai trò quyt đnh đối với hot tính và chc năng của protein. Cu trúc này li đc bit phụ thuc vào tính cht của nhóm -R trong các mch polypeptide.Chẳng hn nhóm -R của cystein có kh năng to cu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của proline cn tr vic hình thành xoắn, từ đó v trí của chúng sẽ xc đnh điểm gp, hay nhng nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm k nước thì chui vào bên trong phân tử . Các liên kt yu hơn như liên kt hydro hay liên kt đin hóa tr có  gia các nhóm -R có đin tích trái du. Cấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì to nên cu trúc bc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kt với nhau nh các liên kt yu như liên kt hydro. Phân loi protein: Có nhiề u loi protein, mỗi loi đm nhim mt vai trò khác nhau trong cơ thể: Bảng 1.1- Phân loại protein theo chức năng của chng trong cơ thể LOẠI PROTEIN CHC NĂNG Protein cu trúc Cu trc, nâng đỡ Protein enzyme Xúc tác sinh học: tăng nhanh, chọn lọc các phn ng sinh hóa Protein hormone Điều hòa các hot đng sinh lý Protein vn chuyển Vn chuyển các cht Protein vn đng Tham gia vào chc năng vn đng của t bo v cơ thể Protein thụ quan Cm nhn, đp ng các kích thích của môi trưng Protein dự tr Dự tr cht dinh dưỡng Collagen là loi protein cu trc trong cơ thể đng vt. Nó được phân bố trong các b phn như da, cơ, gân, sụn, dây chằng xương v răng . Trong thnh phn của da, ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 8  lớp bì cha rt nhiều collagen to ra mt h thống nâng đỡ, hỗ trợ cho cc đc tính cơ học của da như sc căng, đ đ n hồi, duy trì đ  ẩm . Tùy theo từng đ tui, điều kin sống, tc nhân môi trưng, da có thể b lão hóa hoc tn thương, sợi collagen mt dn tnh đn hồi v săn chắc do cu trúc collagen b phá vỡ. 1.2.1 Cu trúc phân tử collagen Về cu trúc của phân tử collagen, phân tử collagen hay còn gọi là tropocollagen là mt cu trúc dng sợi hình ống chiều dài khong 300nm, đưng kính 1.5 nm. Mỗi sợi collagen ny được cu to từ ba chuỗi polypeptide nối với nhau bằng các liên kt hydro và xoắn li với nhau giống như sợi dây thừng (hình 1.1). Hình 1.1 – Chuỗi xoắn collagen gồm 3 dây xoắn chặt Mỗi mt vòng xoắn có đ dài là 3.3 gốc amino acid, chiều cao là 2.9 A o 16 . Mỗi mt chuỗi polypeptide trong collagen được cu to từ các amino acid theo mt trt tự, thông thưng là Gly - Pro - Y, hoc Gly - X – Hyp (hình 1.2). Trong đó, X, Y l nhng đơn v amino acid khác. Proline (Pro) và hydroxyproline (Hyp) chim khong 1/6 chuỗi, glycine chim khong 1/3 chuỗi. Tng cng chỉ riêng proline, hydroxyproline, và glycine chim 1/2 chuỗi collagen. Các amino acid còn li chim 1/2. [ ] ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 9 Hình 1.1 – Từng bậc cu tạo trong phân tử collagen. (a) Chuỗi polypeptide bậc một. (b) Cu trúc xoắn α bậc hai và bậc ba. (c) Cu trúc so le bậc bốn [6] Glycine đóng mt vai trò ht sc quan trọng trong cu trúc sợi siêu xoắn của collagen. Tropocollagen liên kt với nhau theo kiểu đu nối đuôi hình thành collagen fibril. Các collagen fibril này bó li với nhau hình thành sợi collagen siêu cáp – collagen fiber (hình 1.3, 1.4). Vì th collagen rt chắc, dai, và bền. Hình 1.2 – (a) Cu trúc khái quát 3 chuỗi xoắn α của collagen. (b) Phân tử collagen. (c) Collagen fibril đường kính từ 10 đến 300nm. (d) Collagen fibril bó lại vi nhau hình thành sợi collagen siêu cáp – collagen fiber, đường kính từ 0.5 đến 3 μm [14] ng dng collagen trong ch bin tht thy sn 10 Hình 1.3 – Tổ chức bó sợi collagen 1.2.2 Thành phn hóa học của collagen Về thành phn các acid amin: trong collagen cha rt ít hoc không cha cystein v tryptophan, nhưng cha rt nhiều hydroxyproline. Hydroxyproline này là mt acid amin đc trưng của collagen mà các loi protein khác không có. Trong phân tử tt c các loi collagen, luôn có sự lp li của cu trúc X-Y-Gly, trong đó X, Y có thể là bt kỳ acid amin nào. Tuy nhiên,  v trí của X v Y thưng là (2S)-Proline (Pro, 28%) và (2S,4R)-4-Hydroxyproline (Hyp, 38%). Chuỗi Pro-Hyp- Gly là chuỗi thưng gp nht trong phân tử collagen (10.5%) [18]. Bảng 1.2 – So sánh thành phn amino acid của một số loại protein (gam amino acid/100 gam protein)[4, 9, 19] Protein Amino acid COLLAGEN (từ da cá phổi) CASEIN (từ sữa dê) ALBUMIN (từ trứng) Alanine 11.7 3.5 5.7 Glycine 24.0 2.8 6.3 Valine 2.56 6.7 10.3 Leucine 3.37 13.6 8.9 Isoleucine 1.64 4.2 4.9 Proline 14.8 9.3 3.8 Phenylalanine 2.60 4.4 3.77 Tyrosine 0.19 4.6 2.69 Serine 4.71 3.6 10.9 Threonine 3.18 4.9 10.7 [...]... các sản phẩm thịt nguội cho năng suất tăng lên bởi vì sản phẩm không bị hao hụt khi lưới b ị loại bỏ Vẻ bề ngoài và sự trưng bày c ủa sản phẩm là cũng đư ợc cải thiện r ất nhiều Quan trọng hơn, vỏ bao collagen phim đang n ổi lên như một sản phẩm từ ngành công nghiệp thịt đến ngành th ực phẩm nói chung Các chi phí sản xuất collagen bọc khá cao và cho đến khi chi phí có th ể được giảm với công. .. dính trong thanh kẹo Trong các sản phẩm như thịt hộp, thịt nguội… Collagen hydrolysate chiếm từ 1-5% giúp giữ hương vị tự nhiên của sản phẩm, đồng thời cũng là một chất kết dính giúp cho việc tạo hình sản phẩm dễ dàng hơn (hình 1.10) 20 Ứng dụng collagen trong chế biến thịt thủy sản Hình 1.10 – Sản phẩm thịt nguội có chứa collagen hydrolysate Trong công nghiệp sản xuất rượu bia và nước hoa quả,... chế biến thịt thủy sản Trong sản phẩm kẹo dẻo, sự có mặt của collagen hydrolysate cung cấp cho sản phẩm độ dẻo, dai và mềm do chúng ngăn chặn sự kết tinh của đường Các sản phẩm như vỏ kẹo có chứa 0,5-1% hàm lượng collagen hydrolysate với vai trò làm giảm sự tan chảy (hình 2.7) Hình 1.8 – Sản phẩm kẹo dẻo có vỏ màng là collagen hydrolysate Trong công nghiệp sản xuất kẹo mứt, collagen hydrolysate... có thể được điều khiển bằng cách thay đổi mức độ liên kết ho ặc mức độ ổn định của collagen trong vỏ Các chi phí trong việc sản xuất vỏ bọc collagen tái sinh là cao Cho đến năm 1993, chỉ có một nhà sản xuất vỏ bọc collagen t ại Úc là Devro Gần đây, các nhà s ản xuất lớn về sản sản xuất vỏ bọc collagen cho xúc xích đã bắt đầu tung ra thị trường sản phẩm phim collagen ph ẳng được... xích collagen tái sinh được sản xuất từ lớp chân bì ở da trâu , bò Sản phẩm này được sản xuất từ sợi collagen nghiền và đã qua ti nh sạch , chúng được cho trương nở trong acid để tạo thành dạng bột sệt Sau đó được ép đùn qua một ống hút đặc biệt trong đó các s ợi collagen được ép theo định hướng mong muốn để sản xuất một mẫu dệt chéo Collagen được ép đùn có d ạng ống đó, khô và... sử dụng kỹ thuật đồng trùng hợp Ví dụ, Devro đã s ản xuất sản phẩm ăn đư ợc từ collagen co -polymer Đây lại là một ví dụ về các sản phẩm giá trị gia tăng mà có thể thông qua ngành công nghiệp thịt, nó sẽ được mở rộng ứng vào ngành công nghi ệp thực phẩm nói chung Collagen là một chất thay th ế chất béo hoặc nạc trong sản phẩm thịt và là tác nhân tăng cường ức chế oxy hóa... ngoài hoàn thiện Cuối cùng, lưới ngoài được loại bỏ để có được một sản phẩm thịt trực quan dễ chịu Sáng chế của Winkler và cộng sự năm 1992 liên quan đến quá trình và thiết bị để sản xuất các sản phẩm thịt nấu chín như thịt giăm bông với các vỏ bọc như đề cập ở trên Thịt chế biến là s ản phẩm thịt phổ biến, có thể s ản xuất hàng loạt và làm bằng tay Theo quy trình bình thư ờng, jambon... th ực phẩm nói chung Đối với các ngành công nghiệp chế biến thịt, sản phẩm này cung cấp hai lợi ích chính: (i) cải thiện trong việc chống hao hụt khối lượng s ản phẩm và sự mất nước , (ii) nó hỗ trợ loại bỏ lưới bọc ở m ột số sản phẩm Việc sử dụng phim collagen để bọc thịt trước khi nấu ăn giúp lượng sản phẩm thu được tăng kho ảng 4% so với m ột sản phẩm không bọc Việc sử dụng các phim... chất thay thế cao su, keo dán, xi măng, mực in lụa nhân tạo, là chất tạo kết dính trong diêm quẹt Chúng được dùng trong bộ lọc sáng cho đèn thủy ngân Trong sản xuất thực phẩm, collagen được dùng để làm vỏ bao xúc xích, màng bọc kẹo, làm nguyên liệu sản xuất một số loại thực phẩm dinh dưỡng, thực phẩm chức năng Dĩ nhiên chúng ph ải trải qua một quá trình chế biến để đạt được những tính chất ứng dụng mong... tinh của đường ò Hình 1.6 -Vỏ bao collagen Trong các sản phẩm phomat, 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 tr quan tr ọng trong việc tạo độ mịn, độ sánh cho sản phẩm, cũng như thay ò thế hàm lượng chất béo trong các loại thực phẩm này (hình 1.7) Hình 1.7 - Sản phẩm phomat có chứa collagen hydrolysate làm giảm . HC B MÔN CÔNG NGH THC PHM  ˜˜  BÁO CÁO MÔN HC CÔNG NGH CH BIN THT – THY SN Đ ti: NG DNG COLLAGEN TRONG CÔNG NGH CH. .....................................52 Bng 2.9 – Thnh phn công thc xc xch Bologna dng thô .....................................54 Bng 2.10 - Thnh phn công thc xc xch Bologna