TÌM HIỂU về PHỤ GIA cấu TRÚC TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN súc sản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC-THỰC PHẨM   TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SÚC SẢN ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA CẤU TRÚC TRONG CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SÚC SẢN Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Thanh Bình Lớp học phần: 210541602 Mã học phần: 2105416 Sinh viên thực : nhóm Danh sách nhóm: Nguyễn Hữu Hân Lê Thị Hồng Liên Trần Thị Thu Hiền Nguyễn Hà My Ngô Thị Hồng Linh Đặng Thế Vinh 12144931 12054911 12131251 12065141 12056991 12033941 TP.HCM 04-2015 DANH SÁCH NHÓM: Danh sách thành viên Nguyễn Hữu Hân Lê Thị Hồng Liên Trần Thị Thu Hiền Nguyễn Hà My Ngô Thị Hồng Linh Đặng Thế Vinh Mã số sinh viên 12144931 12054911 12131251 12065141 12056991 12033941 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm • Khái niệm phụ gia : Theo FAO: Phụ gia chất không dinh dưỡng thêm vào sản phẩm với ý định khác Thông thường chất có hàm lượng thấp dùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị bảo quản sản phẩm Theo Ủy ban Tiêu chuẩn thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius CommissonCAC): Phụ gia chất có hay giá trị dinh dưỡng, không tiêu thụ thông thường thực phẩm không sử dụng thành phần thực phẩm Việc bổ sung chúng vào thực phẩm để giải mục đích công nghệ sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, không bao gồm chất ô nhiễm chất độc bổ sung vào thực phẩm nhằm trì hay cải thiện thnahf phần dinh dưỡng thực phẩm Theo TCVN: Phụ gia thực phẩm chất không coi thực phẩm hay thành phần chủ yếu thực phẩm, có giá trị dinh dưỡng, đảm bảo an toàn cho sức khỏe, chủ động cho vào thực phẩm với lượng nhỏ nhằm đảm bảo trì chất lượng, hình dạng, mùi vị, độ kiềm acid thực phẩm, đáp ứng yêu cầu công nghệ chế biến, đóng gói, vận chuyển bảo quản thực phẩm Tóm lại: Phụ gia thực phẩm chất bổ sung thêm vào thực phẩm để bảo quản hay cải thiện hương vị bề chúng Một số phụ gia thực phẩm sử dụng nhiều kỹ; ví dụ bảo quản làm dưa chua (với giấm), ướp muối- chẳng hạn với thịt ướp muối xông khói, hay sử dụng diocid lưu huỳnh số loại rượu vang Với đời phát triển công nghiệp chế biến thực phẩm sau kỷ 20 có thêm nhiều phụ gia thực phẩm giới thiệu, tự nhiên lẫn nhân tạo • Khái niệm phụ gia cải tạo cấu trúc:là chất bổ sung thêm vào thực phẩm không coi thực phẩm hay thành phần chủ yếu thực phẩm để cải tạo cấu trúc vốn có thực phẩm nhằm trùy số tính chất thực phẩm 1.2 Tác dụng yếu tố ảnh hưởng 1.2.1 Tác dụng  Nếu sử dụng loại, liều lượng, phụ gia thực phẩm có tác dụng tích cực: Tạo nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích vị người tiêu dùng Giữ chất lượng toàn vẹn thực phẩm sử dụng Tạo dễ dàng sản xuất, chế biến thực phẩm làm tăng giá trị thương phẩm hấp dẫn thị trường Kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm  Những nguy hại phụ gia Nếu sử dụng phụ gia thực phẩm không liều lượng, chủng loại phụ gia không cho phép dùng thực phẩm gây tác hại cho sức khỏe: Gây ngộ độc cấp tính: Nếu dùng liều cho phép Gây ngộ độc mạn tính: Dù dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, số chất phụ gia thực phẩm tích lũy thể, gây tổn thương lâu dài.Thí dụ: Khi sử dụng thực phẩm có hàn the, hàn the đào thải qua nước tiểu 81%, qua phân 1%, qua mồ hôi 3% 15% tích luỹ mô mỡ, mô thần kinh, tác hại đến nguyên sinh chất đồng hóa aminoit, gây hội chứng ngộ độc mạn tính: ăn không ngon, giảm cân, tiêu chảy, rụng tóc, suy thận mạn tính, da xanh xao, động kinh, trí tuệ giảm sút Nguy gây hình thành khối u, ung thư, đột biến gen, quái thai, chất phụ gia tổng hợp Nguy ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm: phá huỷ chất dinh dưỡng, vitamin 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng  Nguyên liệu Với nguyên liệu khác có thành phần hóa học cấu trúc hóa học khác Từ phụ gia thực phẩm tác động theo hướng khác ảnh hưởng chất hóa học có nguyên liệu thân nguyên liệu  Điều kiện chế biến Dưới điều kiện chế biến nguyên liệu dẫn đến biến đổi khác tạo sản phẩm khác nhau, môi trường chế biến tác động đến phụ gia làm ảnh hưởng tới hoạt tính tính chất phụ gia  Lượng phụ gia Với loại phụ gia dùng mức quy định cho phép Khi lượng phụ gia thấp dẫn tới sản phẩm mau hư hỏng cấu trúc sản phẩm thay đổi, lượng phuj gia nhiều gây biến tính nhiều tác hại khác PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH 2.1 Các phụ gia cấu trúc có chứa nhóm phosphate 2.1.1 Cơ chế tác động 2.1.1.1 Nguyên tắc chung Trong sản phẩm thịt, protein thành phần dịnh nên đặc tính cấu trúc chất lượng sản phẩm phụ gia tạo cấu trúc nhằm vô điều Các phụ gia tác động tới cấu trúc protein từ làm thay đổi đặc tính cấu trúc sản phẩm 2.1.1.2 • Cơ chế thay đổi cấu trúc phụ gia chứa phosphatatse Thay đổi pH Trong điều kiện bình thường, protein thịt tồn trạng thái cân gần cân tức môi trường có pH tương đương với pI điểm đẳng điện protein Tại pH khả hòa tan protein cân điện tích dương điện tích âm phân tử protein, phân tử protein dễ kết màng đông vón Khi phụ gia thực phẩm phosphatase bổ sản phẩm thịt, chúng bị hòa tan phân li thành ion Các ion sau trình phân li lại tác dụng với nhóm ion hóa chuỗi acid amin (aspartyl, glutamyl, histidyl, lysyl, arginyl) từ nhóm cacboxyl nhóm amino cực axit amin phân tử protein Làm thay đổi pH môi trường Việc kết hợp ion phụ gia phosphatase vào phân tử protein phụ thuộc vào chất ion phân li nhóm ion hóa protein Điều dẫn đến thay đổi pH môi trường acid hóa (pH giảm môi trường có tính acid) kiềm hóa (pH tăng môi trường có tính bazơ) Tuy nhiên kiềm hóa hay acid hóa làm thay đổi pH môi trường làm tăng khả hòa tan protein Điều dẫn đến chống đông vón sản phẩm thịt Nói cách cụ thể cho phụ gia phosphate vào làm thay đổi pH môi trường sản phẩm, làm pH môi trường lệch so với pI protein pH < pI, xảy phản ứng - NH2 + H+ -> - NH3+ làm cho protein mang điện tích dương Ngược lại, pH > pI, xảy phản ứng – COOH- -> COO- + H+ làm cho protein mang điện tích âm Khi protein tích điện dấu (âm hay dương), điện tích dấu đẩy nhau, làm cho protein bung thành chuỗi polypeptide Khi tăng diện tích tiếp xúc protein nước Thay đổi pH làm tăng khả hydrat hóa protein • Tạo phức phosphate – protein Không thay đổi pH môi trường ion phụ gia kết hợp với nhóm ion hóa chuỗi acid amin hay nhóm cacboxyl nhóm amino cực axit amin làm thay đổi cấu trúc phân tử protein đồng thời thay đổi cấu trúc sản phẩm Sự thay đổi cấu trúc dẫn đến thay đổi khả thấm nước,khả hòa tan,sự co dãn tế bào cơ, thay đổi cấu trúc trình chế biến dẫn đến trình làm dày, làm mềm hay làm rắn sản phẩm phụ thuộc vào chất phụ gia Mặt khác, phốt phát hấp thụ lên protein phản ứng với nhóm điện tích có polypeptide từ phức, từ gây ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính protein hydrat hóa phồng lên, đặc lại, biến tính gây nhiệt độ thấp cao, nói chung tương tác protein - protein • Tạo phức với khoáng ion kim loại Ngoài ra, phần lượng ion phân li phụ gia tham gia vào qua trình tạo phức với khoáng chất có thịt,và thay đổi trình trao đổi chất tế bào Làm chậm trình oxi hóa sản phẩm thịt, giúp cho thịt giữ độ tươi hương vị Tương tác protein phốt phát Có nhiều cách, phốt thể ảnh hưởng đến cấu trúc tính chất protein Một số gián tiếp thông qua phosphate – cảm ứng thay đổi môi trường mà protein tồn Những thay đổi pH cường độ ion dung dịch protein thải cation kim loại ví dụ Mặt khác, phốt phát hấp thụ lên protein phản ứng với nhóm điện tích có polypeptide từ phức, từ gây ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính protein hydrat hóa phồng lên, đặc lại, biến tính gây nhiệt độ thấp cao, nói chung tương tác protein - protein Bởi phốt tương tác với protein thực phẩm theo nhiều cách, đánh giá ngắn cấu trúc tính chất protein cần thiết để tạo điều kiện cho thảo luận tương tác thực phẩm phốt phát nhóm quan trọng thành phần thực phẩm Cấu trúc protein đặc điểm Nói chung, protein phân tử polymer tạo thành từ amino axit liên kết với liên kết peptit Axit amin, lần lượt, cấu tạo từ carbon, hydro, oxy nitơ Một số axit amin chứa lưu huỳnh Axit amin có chuỗi bên có cực hay không phân cực có ảnh hưởng đến trạng thái protein Bốn loại cấu trúc ghi nhận protein: bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc Tuần tự ràng buộc dư lượng axit amin để tạo thành polypeptide tạo thành cấu trúc bậc protein Bởi chất liên kết peptide, - NH - nhóm không proton giá trị pH C - N liên kết không quay tự Các cấu trúc thứ cấp protein đưa cuộn chuỗi polypeptide dọc theo trục nó, làm theo dạng xoắn gọi xoắn hay xếp gọi cấu trúc β Các xoắn α ổn định số lượng lớn liên kết hydro liên kết peptide, cấu trúc β tổ chức lỏng lẻo giảm liên kết hydro liên kết peptide Cấu trúc bậc ba protein liên quan đến xếp ba chiều gấp chuỗi polypeptide thành nó, tổ chức với số liên chuỗi polypeptide liên kết hydro Các vị trí liên kết hydro khác bên phân tử protein cho phép tương tác với phân tử khác, bao gồm phân tử protein khác để tạo thành tập hợp chuỗi polypeptide mà góp phần vào cấu trúc bậc bốn protein Khác với liên kết hydro, tương tác lực van der Waals disulfide liên kết chéo quan trọng cấu trúc protein Do acid amin ưa nước thường có xu hướng vị trí bên phân tử (hoặc ngược lại protein kỵ nước), góp phần vào ổn định cấu trúc protein Quan trọng tương tác phosphate - protein tính polyelectrolyte đặc trưng protein phốt phát Trong protein, tính polyelectrolyte diện nhóm ion hóa chuỗi axit amin (aspartyl, glutamyl, histidyl, lysyl, arginyl) từ nhóm cacboxyl nhóm amino cực axit amin Độ pH môi trường yếu tố định số lượng nhóm ion hóa chuỗi polypeptide làm cho protein phân tử mang điện tích dương âm Tại thời điểm đẳng điện (pI), phân tử protein có tổng điện tích không pH đó, theo định nghĩa, số lượng nhóm ion hóa tích điện âm dương phân tử protein cân Khi pH môi trường xung quanh protein bị thay đổi từ điểm đẳng điện, protein thành điện tích dương hay âm Tại giá trị pH pI, nhóm prototropic proton phân tử protein có điện tích dương; ngược lại xảy giá trị pH cao điểm đẳng điện Bản chất anion photphat mạnh thảo luận trước đó, đó, ràng buộc phốt phát với protein tăng độ pH môi trường giảm Và thực mà tương tác tĩnh điện có liên quan đến sorption phosphate vào phân tử protein điều kiện định Tuy nhiên, giá trị pH cao điểm đẳng điện, ràng buộc phốt phát phân tử protein tăng lên với tăng pH chủ yếu tương tác mạnh mẽ phosphat ngày bị ion hóa, cation nhóm điện tích dương khác mà lần thoát khỏi ràng buộc với phân tử protein Cơ chế tương tác phosphate – protein thay đổi mạnh mẽ chuỗi protein thay đổi pH, bổ sung cation, hai chiều dài chuỗi phosphate, xác định mức độ ion hóa phosphat Protein hòa tan điểm đẳng điện chúng (pI) cấu trúc protein, có cân điện tích không Tùy thuộc vào điều kiện môi trường, protein kết tủa khỏi dung dịch điểm đẳng điện nó, kết hợp mạnh mẽ chọn lọc Điều ngược lại xảy điện tích phân tử protein tích điện dương; đẩy nhóm chuỗi với lực giống làm cấu trúc protein để mở ra, làm cho chuỗi tương tác với phân tử xung quanh nước Như hệ quả, phân tử protein trở nên dễ tan Bằng cách tương tác với nhóm điện tích dương phân tử protein, phốt polyanionic tăng điện tích âm phân tử, làm cho chúng nhiều nước – dung dịch Ngay từ năm 1962, Hellendoorn chứng minh phốt phát có khả hạ điểm đẳng điện protein thịt, điều mà ông coi biểu ràng buộc anion phosphate protein sợi chiếm ưu Tác giả báo cáo rằng, thời điểm lực ion không đổi, polyphosphates bị ràng buộc mạnh mẽ protein bắp monophosphates Phốt phát hydrat hóa protein Các chế tham gia vào hydrat hóa protein phức tạp Liên kết nước với protein xảy cấp độ khác cấu trúc protein, thảo luận rộng rãi Cheftel đồng tác giả Theo tác giả, nước nằm bên phân tử protein hấp phụ chặt vào bề mặt chuỗi protein lên đến khoảng 0,3 g / g protein khô, lớp bề mặt protein hai lớp giáp bổ sung lên tới thêm 0,3 g / g protein khô Protein hòa tan nước phụ thuộc phần lớn vào pH, cường độ ion nhiệt độ Sự phụ thuộc pH có liên quan đến độ tan protein cách thay đổi điện tích chúng, qua ảnh hưởng đến pH dung dịch (bảng liệt kê pH số dung dịch phosphate thực phẩm), cách tăng cường độ ion dung dịch Sức mạnh ion, μ, cho công thức μ = ½ Σ Zi Zi 2, Ci nồng độ ion riêng Zi hóa trị ion Khi nồng độ ion tăng, ràng buộc ion với nhóm ion hóa phía đối diện phân tử protein tăng thay đổi polypeptide Hấp dẫn tĩnh điện phân tử protein giảm phù hợp, kết hợp giảm độ hòa tan protein tăng cường Hơn nữa, ion gắn với phân tử protein, góp phần tương tác với nước (solvation), cho phép tăng tương tác protein - nước, giúp protein hòa tan Hiệu kết hợp gọi “as salting in” Cường độ ion pH coi Trout Schmidt yếu tố định tăng protein hòa tan tăng liên kết cuộn thịt bò Tuy nhiên, Lewis et al., Trên sở nghiên cứu sau cấu trúc loại thịt bổ sung polyphosphates, nói làm tăng pH thịt cách bổ sung phosphate ảnh hưởng thịt hydrat hóa (và đó, sản lượng thịt nấu ăn), hiệu ứng sức mạnh ion từ phốt phát không quan trọng Aust et al thử nghiệm 8% giải pháp trisodium phosphate, polyphosphates mẫu (CaSO4) a, STPP, TKPP, STPP, SPG để đánh giá ảnh hưởng họ lỗ nhỏ giọt fillet cá rã đông Kết luận họ khác biệt hiệu photphat khác khác biệt pH dung dịch phosphate, ảnh hưởng phosphate cụ thể quy cho TKPP STPP phosphatase tăng hàm lượng phốt philê tăng khả giữ protein Khi pH dung dịch phosphate tăng, sản lượng nấu chín tăng lên Ở nồng độ ion M, nhiên, tác dụng ngược lại, protein "muối ra", quan sát kết cạnh tranh nước phân tử protein ion muối Như nhiều nước ràng buộc để ion, phân tử nước có tương tác với protein; kết gia tăng protein - protein tương tác dẫn tới việc tăng tổng hợp polypeptide giảm đồng thời khả hòa tan protein Muối ra, mà thường dẫn đến kết tủa protein, thường phân ly protein chọn lọc Hiệu ứng sử dụng Spinelli et al để phát triển trình kết tủa protein cá từ loài cá béo Quá trình bao gồm phản ứng protein với sodium polyphosphate, thủy tinh (SPG) (trước hexametaphosphate) điều kiện có tính axit Trước Spinelli Koury tỷ lệ photpho với nitơ phức protein - phức phosphate cá phụ thuộc vào nồng độ phốt phát ngưng tụ dung dịch, loại phosphate, pH; 0.001 M SPG, lượng kết tủa protein từ dung dịch protein cá sarcoplasmic 1,0% xảy pH 4,0 Các tác giả nói rằng, pH hạ xuống, nhiều phosphate liên kết với protein tỷ lệ P / N tăng lên Các phosphate tìm thấy gắn kết với protein huyết tương máu thịt lợn globin; gắn kết cao giá trị pH 2-3 tăng lên với gia tăng nồng độ SPG Xét hiệu ứng solvation chúng với protein, ion xếp vào loạt Hofmeister: SO 42[...]... trong quá trình bảo quản Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, giữ cho - màu sắc và mùi vị sản phẩm được tươi ngon Giữ nước, giúp tăng trọng cho sản phẩm từ 5 - 8% Hàm lượng sử dụng: 0,3 - 0,5% 2.2 Các phụ gia cấu trúc không chứa nhóm phosphate 2.2.1 Cơ chế tác động Trong công nghệ chế biến súc sản dưới tác dụng của điều kiện chế biến làm thay đổi cấu trúc sản phẩm, các sản phẩm không còn giữ được... keo, tạo gel và khả năng giữ nước rất tốt Ứng dụng : • Tính tạo keo được áp dụng trong các sản phẩm thịt nấu đông, giò bó như giò thủ, giò da, nem • Công nghệ sản xuất gelatin thực phẩm và công nghiệp (keo da, vảy, vây…) • Công nghệ sản xuất bóng bì tữ da lợn, một số sản phẩm thực phẩm truyền thống rất nổi tiếng • Công nghệ sản xuất một số mặt hàng có giá trị thực phẩm và tiêu thụ cao (mỹ vị) như: vây... dụng trong công nghệ chế biến thịt và thủy sản: Được ứng dụng trong sản xuất thịt và xúc xích, có tác dụng giữ nước Điều kiện bảo quản: Được bảo quản trong môi trường khô, nhiệt độ dưới 800F, độ ẩm môi trường dưới 65% Thời hạn sử dụng sản phẩm nên từ 9 tháng đến 1 năm 2.2.2.9 Pectin 35 Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong. .. giòn các sản phẩm chế biến từ thịt Quy định: liều lượng sử dụng từ 0,4÷0,6% trên trọng lượng chất khô 2.1.2.4 Supertari MU Supertari MU là phụ gia tạo giòn dai cao cấp thay thế hàn the Dùng cho: Các sản phẩm thịt, cá chế biến như: giò chả, xúc xích, thịt viên, cá viên, lạp xưởng, Công dụng / Ứng dụng: - Tạo độ kết dính (giòn dai) cho sản phẩm Ổn định PH, giúp cho sản phẩm không bị nhớt - trong quá... thịt Ứng dụng: Các sản phẩm chế biến từ thịt và cá như giò lụa, bò viên, cá viên, xúc xích… Công dụng: - Tạo cấu trúc liên kết tốt giữa thịt, mỡ và nước 26 - Tái tạo độ dẻo, tăng độ kết dính (dai) cho sản phẩm - Ngăn hiện tượng tươm mỡ và nước, giúp bảo quản sản phẩm - Thay thế mỡ giảm giá thành cho sản phẩm Hàm lượng sử dụng : - Cho trực tiếp vo sản phẩm: 0,5 – 0,7% (5 - 7g/kg sản phẩm) - Hoặc tạo... tính chất này của phốt phát rất hữu ích không chỉ trong chế biến thực phẩm, mà còn ở sự phục hồi của các protein từ dòng nước thải trong các nhà máy chế biến thực phẩm và công nghiệp hóa học khác, sản xuất nước thải có nồng độ cao - protein Phốt phát được kiểm tra bởi Finley et al kết tủa protein trong gluten lúa mì nước thải rửa có chứa 1-6% chất rắn Trong số các nghiên cứu phốt phát (meta-, pyro-,... bột biến tính: Định nghĩa: là tinh bột đã qua các điều kiện gia công nhất định (gia nhiệt, xử lý bằng kiềm, acid,…làm thay đổi cấu trúc tinh bột ban đầu Mục đích: Tinh bột tự nhiên với các tính chất đặc trưng đã và đang được khai thác để phục vụ cho nhu cầu sản xuất Tuy nhiên, khi ngành công nghiệpthực phẩm 25 mở rộng với chủng loại sản phẩm đa dạng thì tinh bột tự nhiên cho thấy nó có những hạn chế, ... thêm vào các sản phẩm giăm bông nhằm tăng hàm lượng protein Thịt hộp: gelatin tạo gel với nước thất thoát trong quá trình chế biến và thanh trùng Gelatin được sử dụng trong sản phẩm này là loại gelatin có độ bền gel cao (200 ÷ ÷ 250 Bloom) với lượng 0,5 2% Đối với các sản phẩm thịt có hàm lượng nước và hàm lượng chất béo cao rất dễ xảy ra hiện tượng tách nước, tách béo ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm Gelatin... hóa protein trong thịt: - Làm chất đệm hay làm ổn định pH của thịt - Tạo độ giòn và dai cho sản phẩm - Ức chế và tiêu diệt một phần vi sinh vật - Tăng cường liên kết nước trong nhũ tương 2.1.2.2 Sodium phosphates(E339): Hình : công thức cấu tạo Na3PO4 19 Phosphat natri được sử dụng làm phụ gia thực phẩm Phosphat natri được thêm vào nhiều loại thực phẩm để ngăn tách dầu Một số ví dụ được chế biến pho mát,... được sử dụng để hỗ trở việc tạo gel, làm cho sản phẩm có tính dai, đàn hồi và mềm mại cho sản phẩm Gluten được sử dụng như chất kết dính, hỗ trợ tạo gel trong một số sản phẩm chế biến từ thịt như hamburger, đồ hộp thịt Ngoài ra, gluten còn được sử dụng để làm giầu vitamin 2.2.2.5 Gelatin: Cấu trúc cơ bản của collagen loại I (loại collagen được sử dụng trong sản xuất gelatin) gồm 1014 amino acid và chúng