Bài giảng hóa sinh thực phẩm (ths phạm hồng hiếu) chương 8 nước

 Nước giữ vai trò quan trọng đời sống  Là thành phần thể sản phẩm thực phẩm  Là môi trường thành phần phả ứng hoá sinh ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước  Nhào rửa nguyên liệu  Vận chuyển xử lý nguyên liệu ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước  Đảm bảo giá trị cảm quan sản phẩm  Tăng cường trình sinh học hô hấp, lên men  Tham gia vào trình làm lạnh gia nhiệt ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước Chương 8: NƯỚC 8.1 Cấu trúc phân tử nước 8.2 Tính chất nước 8.3 Trạng thái nước thực phẩm 8.4 Hoạt độ nước đường đẳng nhiệt hấp thụ 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 8.1 Cấu tạo nước  Ở thể nước dạng đơn phân (monomer) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước  Ở thể rắn, nước đá, phân tử nước xếp thành mạng lưới tinh thể phân tử nước bao quanh bỡi phân tử nước khác, với liên kết hydro ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước  Ở trạng thái lỏng, cấu trúc tứ diện trì cục tồn đồng thời với nước dạng phân tử có mật độ lớn ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 8.2 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN:  Solvat hoá ion: tính phân cực mạnh, nên phân tử nước liên kết với ion chất tan, tạo thành lớp vỏ hydrat  Ví dụ: bao quanh K+, Na+ phân tử nước Cl- phân tử nước ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 8.2 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN:  Ion hoá ion: – Ví dụ: ion hoá axit hữu cơ: H-O-H + H-O-C-R  Nhiệt hoà tan: hoà tan chất rắn kèm theo phát nhiệt thu nhiệt, tuỳ thuộc lực phản ứng phân tử chất tan phân tử nuớc ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 8.2 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.2 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC:  Một số dẫn suất lipid : xà phòng, phospholipid, muối mật…là chất lưỡng cực, phân tử có đồng thời nhóm kỵ nước (hydrophobe) nhóm háo nước(hydrophile)  Ví dụ: Natri stearate ( CH3- (CH2)16 – COO-Na+).Cho vào nước, iôn không tạo thành dung dịch mà tạo thành hệ keo phân tán, mổi mixen tập hợp từ 20 – 1000 gốc ( đơn vị) Các nhóm cacboxylate (anion) nằm mặt mixen, bao bọc bỡi lớp vỏ hydrat, giống Na+ Vùng trung tâm mixen hấp phụ phân tử kỵ nước chất béo ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 10 8.2 TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 8.2.2 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC:  Tóm lại, đưa vào nước chất khác dạng dung dịch hay dung dịch keo tạo thuôc tính kết hợp, tuỳ thuộc vào số lượng phân tử có mặt mà làm thay đổi : giảm áp suất bão hoà, tăng điểm sôi, giảm điểm đóng băng… ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 11 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Hàm lượng nước ( độ ẩm) thực phẩm tỷ lệ khối lượng nước có thực phẩm so với khối lượng thực phẩm ướt so với khối lượng thực phẩm khô %m(wet basis) = wt H2O/ (wt H2O + wt Food (dry)) %m(dry basis) = wt H2O/ wt Food (dry) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 12 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước cao (trên 40%) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 13 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước trung bình (10-40%) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 14 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước thấp (dưới 10%) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 15 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Lợi ích việc xác định độ ẩm: – Cần thiết công nghệ – Cần thiết phân tích – Cần thiết cho mua bán… ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 16 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Trong thực phẩm nước dạng tự dạng liên kết Tuỳ theo mức độ mà có dạng liên kết – Liên kết hóa học – Liên kết hóa lý hay hấp thụ – Liên kết mao quản hay lý ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 17 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  NƯỚC TỰ DO: Là chất lỏng mixen có tính chất nước nguyên chất ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 18 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết hóa học: Liên kết chặt chẽ với nguyên liệu, thường dạng nước hydrat ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 19 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết hóa lý hay liên kết hấp thụ: Độ bền liên kết trung bình, thường thấy liên kết hydro ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 20 8.3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Liên kết mao quản hay liên kết lý: – Là dạng liên kết yếu – Nước từ vào bên trong, ngưng tụ làm đầy mao quản ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 21 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.1 Hoạt độ nước:  Giá trị thực phẩm, tính chất cảm quan, độ bền sản phẩm bảo quản phụ thuộc vào thành phần chất hữu vô , nước đóng vai trò định  Năm 1952, W.J.Scott đưa kết luận chất lượng thực phẩm bảo quản không phụ thuộc vào hàm lượng nước mà phụ thuộc vào hoạt độ nước, tính theo công thức sau: aw  ThS Phạm Hồng Hiếu P P0 Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước aw  22 P P0  P áp suất riêng phần nước thực phẩm nhiệt độ T  P0 áp suất bảo hòa dung môi nguyên chất nhiệt độ T ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 23 Qui định nước nguyên chất có aw = đơn vị Một dung dịch hay thực phẩm có aw < đơn vị ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 24 Trong điều kiện cân bằng, aw dung dịch = P tương đối dung dịch tạo môi trường quanh Hay: aw.100 = độ ẩm tương đối bách phân ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 25 MỐI LIÊN QUAN GIỮA AW VÀ ĐỘ ẨM Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nước tự nên có aw cao Khi tách nước thêm chất tan vào dung dịch làm tăng lượng nước liên kết aw giảm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 26 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Đường đẳng nhiệt hấp thụ (hoặc phản hấp thụ) đường cong để lượng nước giữ thực phẩm đó, điều kiện cân nhiệt độ xác định, phụ thuộc vào độ ẩm tương đối khí bao quanh Hay ngược lại áp suất gây nước thực phẩm phụ thuộc vào hàm lượng nước sản phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 27 ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 28 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ở vùng 00.2  Hiện tượng trễ giải thích: lỗ hổng thực phẩm, nói chung có bề mặt nhỏ so với chiều sâu Áp suất nước cần thiết để lấp đầy cao so với trường hợp lỗ hỏng làm trống Hiện tượng trễ thường gặp rau ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 30 10 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Aw thực phẩm thấp dễ bảo quản hạn chế phát triển vi sinh vật biến đổi hoá học Các đường cong đẳng nhiệt hấp thụ công cụ để dự đoán tính chất thực phẩm từ lựa chọn chế độ gia công kỹ thuật bảo quản thích hợp ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 31 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Tái làm ẩm thực phẩm khô: – Cùng độ ẩm, thực phẩm tái làm ẩm có Aw lớn so với thực phẩm làm khô phần Đây trường hợp rau,quả Thực phẩm tái làm ẩm bị hư hỏng dễ so với thực phẩm sấy khô phần ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 32 8.4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8.4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ Aw: – Ẩm không đổi, bao bì kín, làm tăng nhiệt độ làm tăng Aw Sự thay đổi Với độ nhạy xảy Aw≈0.4 Do đó, cần ý bảo quản nhiệt độ thấp không đổi ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 33 11 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 34 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 35 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1 Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên gốc tự peroxyd:  Khi Aw thấp, nước có mặt bề mặt phân chia nước- chất béo, cố định peroxyd ngăn cản phân ly chúng Do có tác dụng bảo vệ  Khi Aw~0.5, nước không tác dụng bảo vệ peroxyd phản ứng gốc tự xảy  Tuy nhiên, nước cho phép vận chuyển chất chống oxy hoá cho vào BHA(butylhydroxy-anisol), axit ascorbic phụ gia tác dụng lên gốc tự ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 36 12 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1 oxy hoá chất béo  Tác dụng lên kim loại:  Khi 00.7, nồng độ kim loại bị pha ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước loãng nên hoạt tính xúc tác oxy hoá37 giảm 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.1 Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên kim loại: – Khi 00.7, nồng độ kim loại bị pha loãng nên hoạt tính xúc tác oxy hoá giảm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 38 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.2 Phản ứng hoá nâu phi enzym:  Là phản ứng Maillard – ngưng tụ đường amin, tạo polymer có màu nân tối, làm giảm giá trị dinh dưỡng  Tốc độ phản ứng hoá nâu tăng với Aw đạt cực đại Aw=0.7  Khi Aw≥0.7 tốc độ phản ứng hoá nâu giảm pha loãng chất phản ứng ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 39 13 8.5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm 8.5.3 Phản ứng thuỷ phân:  Các phản ứng thuỷ phân, đặc biệt thuỷ phân enzym tăng song song tăng hoạt tính 0.2 [...]... Chương 8: Nước 31 8. 4 HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 8. 4.2 Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Tái làm ẩm một thực phẩm khô: – Cùng 1 độ ẩm, thực phẩm được tái làm ẩm có Aw lớn hơn so với thực phẩm được làm khô từng phần Đây là trường hợp rau,quả Thực phẩm được tái làm ẩm bị hư hỏng dễ hơn so với thực phẩm sấy khô từng phần ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 32 8. 4 HOẠT ĐỘ NƯỚC... sản phẩm  Độ cứng  Độ dẻo  Độ dai  Độ đàn hồi ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 42 14 8. 5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8. 5.6 Ảnh hưởng của nước đến giá trị dinh dưỡng  Nước ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của các vitamin tan trong nước  Những vitamin bị ảnh hưởng: B1, C…  Với những vitamin tan trong dầu thì ngược lại ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 43 8. 5... của nước đến cấu trúc của rau quả tươi  Áp suất trương của nước bên trong tế bào giúp cho rau quả tươi có một độ căng bóng nhất định ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 45 15 Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi Tröôùc khi saáy Sau khi saáy ThS Phạm Hồng Hiếu Air Dried ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước Freeze Dried 46 Vacuum Microwave Dried Hóa Sinh TP – Chương 8: ... rau quả ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 49  Trong rau quả, củ non, các phần tử keo của nguyên sinh chất và không bào giữ nước yếu  dễ bị mất nước  Sự thương tổn cũng làm tăng sự mất nước (vết thương vài cm2 trên quả cam làm tăng độ mất nước lên 3,4 lần)  Sự mất nước của thực phẩm thay đổi trong quá trình bảo quản ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 50  Lượng nước mất đi... hoạt độ nước đến thực phẩm 8. 5.4 Phát triển vi sinh vật: Vi sinh vật Aspergillus caldidus aw 0,75 Aspergillus flavus 0, 78 Aspwegillus niger Saccharomyces cerevisiae 0,77 0,9 Saccharomyces bailii 0 ,8 Aerobacter aerogenes 0,94 Bacillus cereus E Coli 0,95 0,95 Staphylococcus aureus ThS Phạm Hồng Hiếu 0 ,85 Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 41 8. 5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8. 5.5 Ảnh hưởng của nước. .. ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 57 19 Trả lời Bổ sung chất kỳ chất phụ gia nào mà liên kết được với nước Ví dụ: muối, tinh bột biến tính ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 58 Bài tập Câu 2: Trong quá trình bảo quản sữa bột ở 400C, khảo sát hoạt tính của nước: khi Aw =0. 68 sữa bột trở nên hoá nâu nhưng khi Aw=0.4, phản ứng hoá nâu không xảy ra Tại sao? ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa. .. Sinh TP – Chương 8: Nước 34 8. 5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 35 8. 5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8. 5.1 Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên các gốc tự do và peroxyd:  Khi Aw rất thấp, nước có mặt trên bề mặt phân chia nước- chất béo, cố định peroxyd và ngăn cản sự phân ly chúng Do đó có tác dụng bảo vệ  Khi Aw~0.5, nước không còn tác... phát triển của vi sinh vật – Xếp rau quả tươi trong hầm chất, vùi trong cát, đựng trong các túi polyethylen, gói giấy ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 53 Bài tập Câu 1: Đây là ổ bánh mì vừa ra lò: 1 Nơi nào nóng nhất 2 Nơi nào lạnh nhất 3 Áp suất hơi nước đi từ trung tâm bánh mì ra bên ngoài Còn nước đi như thế nào? ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 54 18  Nếu ta đặt ổ... ứng hoá nâu không xảy ra Tại sao? ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 59 Bài tập Câu 3: Bảo quản một miếng thịt bò ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian kéo dài: 32% lysine, 12% leucine, 40% tryptophan and 12% methionine bị mất Tại sao? ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 60 20 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 61 21 ... Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 39 13 8. 5 Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm 8. 5.3 Phản ứng thuỷ phân:  Các phản ứng thuỷ phân, đặc biệt là thuỷ phân enzym tăng song song tăng hoạt tính 0.2 ... ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 33 11 8. 5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 34 8. 5 Ảnh hưởng hoạt độ nước đến thực phẩm ThS Phạm. .. Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 17 8. 3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  NƯỚC TỰ DO: Là chất lỏng mixen có tính chất nước nguyên chất ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 18 8.3... Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 14 8. 3 TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước thấp (dưới 10%) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh TP – Chương 8: Nước 15 8. 3