CÁC CHẤT XƠ TRONG RAU QUẢ

Trường Đại Học Mở TPHCM Khoa : Công Nghệ Sinh Học ššš Bài Báo Cáo Môn: Công Nghệ Bảo Quản Chế Biến Rau Quả CÁC CHẤT XƠ TRONG RAU QUẢ GV: Ths Như Xn Thiện Chân Nhóm: Hồng Bội Yến Nguyễn Thị Thanh Trúc Nguyễn Thị Thanh Thảo Lò Thị Nguyệt Thanh Nguyễn Lê Trang Ngọc 0953010921 0953010809 0953010647 0953010618 0953010463 Mục Lục Danh mục bảng Bảng Bản chất chất xơ .5 Bảng Các thực phẩm giàu chất xơ thực phẩm chứa chất xơ Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan ngũ cốc Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan hạt Psyllinum Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan trái 10 Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan loại đậu 11 Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan rau cải 11 Bảng Các nguồn cung cấp chất xơ hà tan khơng hòa tan 14 Bảng Nhu cầu sử dụng chất xơ theo độ tuổi giới tính 16 Danh mục hình Hình Chất xơ khơng hòa tan có Bông cải xanh Ngũ cốc Hình Chất xơ hòa tan có Cam dạng gel Pectin Hình Các loại ngũ cốc Hình Vỏ hãt mã đề Psyllium Hình Các loại trái .9 Hình Các loại đậu 10 Hình Các loại rau cải 11 Hình Nguồn cung cấp chất xơ .15 Hình Cấu tạo cellulose 17 Hình 10 Cơng thức cấu tạo Cellulose .17 Hình 11 Sợi bơng gòn – bơng vải – sơ dừa 18 Hình 12 cấu trúc cellulose thực vật 18 Hình 13 O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan gỗ cứng 22 Hình 14: Arabino-4-O-methylglucuronoxylan gỗ mềm 23 Đặt Vấn Đề Trong năm gần đây, thời đại công nghiệp ngày phát triển dẫn đến nhiều sản phẩm thực phẩm đồ hộp, thức ăn nhanh ngày nhiều Điều góp phần làm gia tăng bệnh nguy hiểm thời đại: bệnh chuyển hố béo phì, tiểu đường, áp huyết cao, tim mạch Chính nhiều nhà khoa học đặt mối quan tâm đến việc cần điều chỉnh lại lối sống, việc xem lại cấu bữa ăn hàng ngày Theo điều tra nghiên cứu Viện Dinh Dưõng, thói quen ăn uống người Việt Nam 20 năm gần diễn biến theo chiều hướng bất lợi cho sức khoẻ Đó khuynh hướng ăn nhiều thịt, chất béo động vật q rau, quả, củ Trong Rau nguồn thực phẩm cung cấp chất xơ, sinh tố, khoáng chất bao gồm chất chống oxy hoá quan trọng Những vi chất cần thiết cho nhu cầu chuyển hoá, cho hệ miễn dịch, có tác dụng giải độc, bảo vệ thành mạch máu làm chậm q trình lão hố Chính việc tìm hiểu kiến thức chất xơ thực phẩm cần thiết Từ hiểu biết xây thực đơn bổ dưỡng hợp lí đem lại sức khỏe tốt Theo khuyến cáo tổ chức Y tế quốc tế, người cần khoảng 400g rau ngày Tuy nhiên nay, ăn trung bình khoảng 200g, có người ăn chưa đến 100g rau ngày Do đó, điều thiết yếu việc cải thiện cấu bữa ăn nên tăng cường lượng rau, rau luộc, nấu soup, rau sống rau trộn Cách xa bữa ăn nên ăn dậm thêm trái cây, chuối, táo, lê, dâu tây Cần ăn đa dạng nhiều loại rau quả, củ khác để cung cấp đủ nhóm chất sinh tố khoáng chất cần thiết Chương I: Tổng quan chất xơ Chất xơ (fiber) I Chất xơ thành phần quan trọng phần ăn, giúp cho hệ tiêu hóa ln khỏe mạnh, đồng thời tham gia vào nhiều q trình chuyển hóa khác như: giúp ổn định lượng đường, cholesterol máu Theo Tổ chức Y tế giới, tầm quan trọng chất xơ thực phẩm sức khỏe người so sánh ngang với vai trò vitamin, nguyên tố vi lượng khoáng chất Chất xơ xem tác nhân loại bỏ độc tố gây nên bệnh chết người như: tim mạch, tiểu đường Bên cạnh chất xơ góp phần tăng cường sức khỏe cho người, đặc biệt người cần giảm trọng lượng thể Khái niệm • Từ fiber (bắc Mỹ) viết fibre (Anh) Nó bắt nguồn từ tiếng La Tinh fibra, có nghĩa sợi Theo từ điển y khoa Medilexicon, thức ăn chứa chất xơ có nghĩa “chất dinh dưỡng bữa ăn mà khơng tiêu hóa men dày ruột” • Chất xơ xem thức ăn thơ Nó phần thực phẩm khơng thể chuyển hố hệ tiêu hố người phần lại sau trình tiêu hố, đẩy ngang qua hệ tiêu hóa hấp thu nước di chuyển qua đường ruột • Chất xơ (còn gọi cellulose) chất bã thức ăn lại sau tiêu hóa, gồm chất tạo thành vách tế bào (cellulose, hemicellulose, pectin lignin) chất dự trữ, tiết bên tế bào (gơm, nhầy) Ngồi chất sáp, cutin, glycoprotein (chất đạm cấu tạo vách tế bào khơng tiêu hóa được) xếp vào loại chất xơ thực phẩm • Chất xơ có chất lignin, xenlulo, hemixenlulo, pectin, chất keo, chất nhầy inlunin, oligosaccarit Bảng Bản chất chất xơ • Trong thực vật có nhiều chất xơ Các sản phẩm sữa, sản phẩm có nguồn gốc động vật thịt, cá, trứng không chứa chất xơ Các sản phẩm chứa nhiều chất béo chứa hàm lượng chất xơ hay sản phẩm chứa nhiếu chất xơ không chứa chất béo Bảng Các thực phẩm giàu chất xơ thực phẩm chứa chất xơ • Chất xơ tìm thấy vỏ thành tế bào thực vật như: hạt ngũ cốc, rau, quả, củ… Chất xơ nguồn cung cấp lượng, vitamin hay khoáng chất Phân loại: Thức ăn chứa chất xơ thường chia nhỏ thành phần lớn loại không hòa tan hòa tan Cả loại chất xơ diện tất thức ăn từ thực vật có ích cho sức khỏe tỉ lệ Các loại thực phẩm khác chứa loại chất xơ khác Ví dụ: cám yến mạch chứa tới 50% chất xơ tan tổng số chất xơ, cám lúa mỳ có 20% chất xơ tan a Chất xơ khơng hòa tan Đặc điểm: • Cứng có dạng sợi • Chủ yếu cellulose, ngồi có hemicellulose lignin • Chất xơ khơng hòa tan có đặc tính thẩm thấu nước ruột, trương lên tạo điều kiện cho chất bã thải dễ ngồi • Chất xơ khơng hòa tan nước như: cám lúa mì, hạt ngũ cốc chưa xay, rau Hình Chất xơ khơng hòa tan có Bơng cải xanh Ngũ cốc Vai trò: • Chất xơ khơng hòa tan có nhiều chức năng, bao gồm di chuyển khối thông qua đường tiêu hóa kiểm sốt độ pH đường tiêu hóa Lợi ích chất xơ khơng hòa tan: • Tăng cường chuyển động bình thường ruột ngăn ngừa táo bón • Gia tăng thải trừ chất độc qua ruột kết • Bằng cách giữ pH tối ưu đường ruột, chất xơ khơng hòa tan giúp ngăn ngừa vi khuẩn tạo chất dẫn đến ung thư đường ruột Chất xơ khơng hòa tan qua đường tiêu hóa mà khơng thay đổi hình dạng b Chất xơ hòa tan Đặc điểm: • Gồm pectin với chất dịch nhầy, pentozan • Pectin có cùi trắng bưởi, cam, quýt số loại khác, dễ tan nước, gặp đường axit tạo thành thể đơng (gel) Hình Chất xơ hòa tan có Cam dạng gel Pectin Vai trò: • Loại chất xơ làm giảm cholesterol giúp thể điều hòa đường máu • Chất xơ tan kết hợp với acid béo, làm chậm thời gian làm rỗng dày làm giảm lượng đường hấp thu vào thể • Chất xơ hòa tan qua ruột tạo thể đông làm chậm trình hấp thu số chất dinh dưỡng vào máu làm tăng độ xốp, mềm bã thải tiêu hóa Lợi ích chất xơ tan được: • Làm giảm lượng cholesterol, đặc biệt LDL (cholesterol xấu) • Điều hòa lượng đường thu vào, điều đặc biệt có ý nghĩa người bị tiểu đường hội chứng chuyển hóa • Khơng có chất xơ tiêu hóa được nhiên, chất xơ tan thay đổi ngang đường ruột, nơi lên men vi khuẩn Xơ tan hấp thu nước trở thành thể chất gel sệt c Sự phân chia chất xơ khơng hòa tan hòa tan thực phẩm • Ngũ cốc Hình Các loại ngũ cốc Tan Không tan Lúa mạch 1g 4g Yến mạch 1g 2g Bột yến mạch 1g 3g Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan ngũ cốc (1/2 tách chế biến) • Hạt Hình Vỏ hãt mã đề Psyllium Tan Khơng tan Hạt Psyllium 5g 6g Bảng Sự phân chia chất xơ không tan va tan hạt Psyllinum • Trái Hình Các loại trái Táo Chuối Dâu (1/2 tách) Tan 1g 1g 1g Khơng tan 4g 3g 4g 10 Pectin có nhiều củ thân Trong vỏ chứa 1,0 ÷ 1,5% Trong hạt lượng pectin thường - Pectin tồn dạng: pectin hoà tan protopectin • Trong q trình chín đun nóng protopectin → pectin hồ tan Q trình làm cho rau bị mềm dần Sơ đồ tóm tắt thay đổi protopectin pectin trình bảo quản • Trong q trình chín, tác dụng enzyme pectinase tham gia acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin tạo cường lực liên kết tế bào giảm - Pectin gây ảnh hưởng đến q trình lọc đặc • Pectin bị phá huỷ nhiệt độ cao thời gian dài làm giảm tính đơng sản phẩm đặc 35 • Pectin tan nước tạo thành dung dịch có tính keo cao Keo pectin có độ nhớt độ bền lớn nên gây khó khăn q trình làm nước đặc nước • Pectin có tính keo, độ nhớt độ bền keo lớn, gây khó cho q trình lọc, làm trong, đặc • Sự có mặt pectin đường làm cho nghiền có tính keo hóa nên ép dịch khó • Pectin tạo keo có mặt acid đường • Pectin kết hợp với tanin tạo thành hợp chất khơng tan • Khi đun nóng nước pectin bị phá huỷ Như hemicellulose, cellulose pectin ngăn cản trình nghiền, ép, lọc, …trong sản xuất nước ép rau - Hemicellulose, cellulose rau không tan nước làm cản trở trình ép rau ảnh hưởng đến lượng dịch ép thu - Nước ép rau sản phẩm chế biến từ thông qua việc tách dịch nhiều phương pháp khác Việc làm dịch thời gian ngắn khó khăn phương pháp lắng lọc Mức độ nước có vai trò đến giá trị cảm giác sản phẩm Mà nguyên nhân làm nước ép không pectin - Để xử lý pectin người ta sử dụng enzyme pactimase để q trình lọc dễ dàng • Pactimase (hay gọi pectinesterase) có tác dụng hữu hiệu việc làm dịch rau ép Sử dụng pectinase đưa hiệu cao bởi: Lượng pectinase sử dụng hiệu làm cao nhanh thay cho phương pháp hoá lý (lắng lọc tự nhiên) hiệu quả, dễ nhiễm khuẩn thời gian dài • Dưới tác dụng pectinase, pectin - polysacharid tạo thành từ liên kết mạch phân tử axit galacturonic (C6H10O7) mà phần (ở mức độ khác nhau) este hoá với rượu metylic (CH3OH) bị phân huỷ bị phân cắt liên kết glucozit Pectin chất điện ly cao phân tử (polime) mang điện tích âm (-) dọc theo chiều dài mạch phân tử có xếp nhóm diện tích 36 dấu (-COO-) nên mạch có xu hướng duỗi thẳng tạo nên bề mặt hấp phụ lớn tồn dung dịch có chứa pectin • Nước đục hệ huyền phù phần tử sắn (thịt quả) có kích thước nhỏ, bề mặt riêng lớn có lượng lớn nên khơng bền vững mặt nhiệt động học Mặt khác, chúng phân tử tích điện nên tác dụng lực hút phân tử chúng liên kết lại tạo thành phân tử lớn dễ dàng sa lắng Trong nước quả, có mặt hợp chất polyphenol (đặc biệt tanin) tạo nên với pectin kết tủa khơng tan v.v Sự có mặt pectinase thúc đẩy nhanh trình nêu Chương 4: Công nghệ sản xuất thu nhận chất xơ từ rau I Tình hình ngiên cứu sản xuất chất xơ • Năm 1970 Pilnik nghiên cứu thu nhận pectin từ táo • Năm 1984 De Vries so sánh cấu trúc pectin thu từ táo với pectin thu từ vỏ citrus • Năm 1990 May thu nhận pectin từ vỏ cam ứng dụng thực phẩm dược phẩm • Năm 2004 Chau thu nhận chất xơ khơng hồ tan từ hạt chanh dây • Năm 2006 T Prakongpan nghiên cứu sản xuất chất xơ từ lõi dứa với phương pháp trích ly cồn • Năm 2006 Đức Ý 11 nhà sản xuất thực phẩm triển khai dự án sản xuất chất xơ thực phẩm từ đậu tương ứng dụng sản phẩm súp ăn liền, bột làm bánh, pizza, đồ uống, loại xúc xích • Tại Nhật cuối năm 1990 số loại oligosaccharit sản xuất quy mô công nghiệp maltooligosaccharit, Iso maltooligosaccharit, FOS, cyclodextrin II Các quy trình sản xuất chất xơ từ rau 37 Quy trình chung: Quá trình sản xuất pectin khác cơng ty quy trình chung bao gồm bước sau: • Nhà máy thu nhận bã táo vỏ trái có múi từ nhà sản xuất nước trái Trong nhiều trường hợp nguyên liệu rửa sấy để vận chuyển bảo quản mà không bị hư hỏng Nếu nguyên liệu thơ khơ, lấy từ kho Nhưng sản xuất từ vỏ trái ướt phải sử dụng chúng hư hỏng nhanh • Ngun liệu thơ cho vào nước nóng có chứa chất hỗ trợ cho trình chiết acid enzyme Nếu dùng nước khơng chiết lượng giới hạn pectin • Sau khoảng thời gian để chiết pectin, chất rắn lại tách ra; dung dịch lọc, cô loại nước Chất rắn tách thiết bị lọc, thiết bị ly tâm thiết bị khác Dung dịch sau lọc lại lần cần thiết lập tức, sau khoảng thời gian để biến tính pectin, chất lỏng cô đặc trộn với cồn để kết tủa pectin Pectin deester hóa phần giai đoạn này; sớm hay trễ quy trình • Chất kết tủa tách ra, rửa với cồn để loại bỏ tạp chất sấy • Cồn dùng chứa muối hay kiềm để biến đổi pectin thành dạng muối phần (Na+, K+, Ca2+, NH4+) Cồn (thường dùng isopropanol) thu lại dùng để kết tủa thêm pectin • Trước hay sau sấy, pectin xử lý với NH3 để sản xuất pectin amid hóa • Pectin amid hóa ưa chuộng vài ứng dụng • Chất rắn nghiền thành bột, kiểm tra trộn với đường hay dextrosehình thành khả tạo gel tiêu chuẩn hay tính chất khác khả tạo sệt, khả ổn định Pectin trộn với phụ gia thực phẩm chấp nhận khác dùng sản phẩm đặc trưng 38 Quy trình sản xuất chất xơ khơng hòa tan hòa tan từ bã nhân sâm Sản xuất chất xơ khơng hòa tan • Giải thích quy trình Bã nhân sâm sấy khơ nghiền sau đưa vào máy ép đùn trục vít đơi với tỷ lệ L/D 20 ~ 40 Điều chỉnh máy chạy với tốc độ 400 vòng/phút, tỷ lệ sản phẩm 20 ~ 60 kg/h, độ ẩm 15 ~ 40 % Thêm bã ép đùn vào nước đến nồng độ ~ 10% (w/v), khuấy trộn ly tâm mẫu để thu phần bề mặt phần kết tủa phía Làm khơ kết tủa thu cách ly tâm để thu chất xơ không tan từ bã sâm Bã nhân sâm Sấy Nghiền Ép đùn Nước Khuấy trộn Ly tâm Tỷ lệL/D 20~ 40 Tốc độ 400v/ph Tỷ lệ sp 20 ~ 60 kg/h Độ ẩm 15 ~ 40 % ~ 10% (w/v) Dịch Sấy Chất xơ khơng hòa tan 39 Sản xuất chất xơ khơng hòa tan Bã nhân sâm Sấy Nghiền Ép đùn Nước Khuấy trộn Ly tâm isopropano l Tỷ lệL/D 20~ 40 Tốc độ 400v/ph Tỷ lệ sp 20 ~ 60 kg/h Độ ẩm 15 ~ 40 % ~ 10% (w/v) Bã Tủa isopropanol Sấy Chất xơ hòa tan 40 • Giải thích quy trình - Bã nhân sâm sấy khơ nghiền sau đưa vào máy ép đùn trục vít đôi với tỷ lệ L/D 20 ~ 40 Điều chỉnh máy chạy với tốc độ 400 vòng/phút, tỷ lệ sản phẩm 20 ~ 60 kg/h, độ ẩm 15 ~ 40 % - Thêm bã ép đùn vào nước đến nồng độ ~ 10% (w/v), khuấy trộn li tâm mẫu để thu phần bề mặt phần kết tủa phía - Gạn lấy phần bề mặt dịch lọc, thêm isopropanol vào dịch lọc, lượng isopropanol thêm vào 3~5 lần lượng dịch lọc, thu kết tủa thứ hai, làm khô kết tủa thứ hai ta thu chất xơ hoà tan từ bã nhân sâm Quy trình sản xuất chất xơ hòa tan từ vỏ chanh dây • Giải thích quy trình - Vỏ rửa sau đem chần qua dung dịch acid citric 5% với nhiệt độ 100oC phút - Sau đem ly tâm 1200 vòng/ phút 10 phút Gạn lấy phần bã đem nghiền để đạt kích thước