Tìm hiểu về các chất độc trong thực phẩm

Tìm hiểu về các chất độc trong thực phẩm

Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm MỞ ĐẦU♦●♦Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Một lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau trong đó xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch. Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozơ là chất tạo nên nguồn calo chính của thực phẩm cho con người. Tinh bột giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng. Tinh bột thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Trong công nghiệp, ứng dụng tinh bột để xử lí nước thải, tạo màng bao bọc kị nước trong sản xuất thuốc nổ nhũ tương, thành phần chất kết dính trong công nghệ sơn. Các tính chất “sẵn có” của tinh bột có thể thay đổi nếu chúng bị biến hình (hóa học hoặc sinh học) để thu được những tính chất mới, thậm chí hoàn toàn mới lạ. Bài tiểu luận này sẽ trình bày vấn đề: “Tìm hiểu về tinh bột của các loại củ và lương thực. Ứng dụng của chúng trong chế biến thực phẩm.”I. Giới thiệu chung về tinh bột:• Tinh bột là chất dinh dưỡng dự trữ của thực vật.Tinh bột do cây xanh quang hợp nên.Tinh bột có nhiều trong các hạt, củ, quả.• Trong thực vật, tinh bột thường có mặt dưới dạng Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm không hoà tan trong nước. Do đó có thể tích tụ một lượng lớn ở trong tế bào mà vẫn không bị ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu. Các hyđrat cacbon đầu tiên được tạo ra ở lục lạp do quang hợp, nhanh chóng được chuyển thành tinh bột. Tinh bột ở mức độ này được gọi là tinh bột đồng hoá, rất linh động, có thể được sử dụng ngay trong quá trình trao đổi chất hoặc có thể được chuyển hoá thành tinh bột dự trữ ở trong hạt, quả, củ, rễ, thân và bẹ lá.• Trong nước nóng từ 65oC trở lên , tinh bột tan thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột.Cấu trúc phân tử của tinh bột (C6H10O5)n.• Tinh bột có nhiều trong các hạt lương thực, do đó lương thực được xem là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột cũng như những sản phẩm có liên quan đến tinh bột.Ta có thể chia tinh bột thực phẩm thành ba hệ thống:hệ thống tinh bột của các hạt ngũ cốchệ thống tinh bột của các hạt họ đậuhệ thống tinh bột của các củI.1 Cấu tạo của hạt tinh bột:• Cấu tạo bên trong của hạt tinh bột khá phức tạp. Hạt tinh bột có cấu tạo lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amiloza dạng tinh thể và amilopectin sắp xếp theo phương hướng tâm.Nhiều lớp đồng tâm xếp xung quanh một điểm gọi là rốn hạt. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm Cấu tạo của hạt tinh bột• Nhờ phương pháp hiển vi điện tử và nhiễu xạ tia X thấy rằng trong hạt tinh bột “nguyên thuỷ” các chuỗi polyglucozit của amiloza và amilopectin tạo thành xoắn ốc với ba gốc glucozơ một vòng.Tinh bột• Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ trong đó hai loại polime được sắp xếp đối xứng xuyên tâm. Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do amiloze và phần phân nhánh của amilopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzyme thuỷ phân.• Trong tinh bột của các hạt ngũ cốc, các phân tử có chiều dài từ 0,35-0,7µm, trong khi đó chiều dày của một lớp hạt tinh bột là 0,1 µm. Hơn nữa, các phân tử lại xắp xếp theo hướng tâm nên các mạch glucozit của các polysaccarit phải ở dạng gấp khúc nhiều lần.• Các mạch polysaccarit sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm của một phân tử amilopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử kia.• Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía ngoài. Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng vỏ hạt tinh bột khác với tinh bột bên trong, chứa ít ẩm hơn và bền đối với các tác động bên ngoài. Trong hạt tinh bột có lỗ xốp nhưng không đều. Vỏ hạt tinh bột cũng có lỗ nhỏ do đó các chất hòa tan có thể xâm nhập vào bên trong bằng con đường khuếch tán qua vỏ.Cấu trúc tinh thể của tinh bộtI.2 Hình dáng, đặc điểm, kích thước của tinh bột:• Trong thực vật tinh bột ở dạng nhỏ được giải phóng sau khi tế bào bị phá vỡ, tùy theo dạng nguyên liệu, tinh bột có hình dáng và kích thước khác nhau: hình tròn, hình bầu dục, hình đa giác…• Hình dáng, thành phần hoá học và những tính chất của tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt, quá trình sinh trưởng của cây… Tinh bột gạo: hạt tinh bột có kích thước nhỏ 3÷8μm, được bao bằng vỏ protein cứng, có dạng hình đa giác. Tinh bột mì: gồm một loại các hạt có kích thước từ 20÷35μm và một số loại hạt nhỏ có kích thước trung bình và nhỏ 2÷10μm, có hình dạng elip hay hình tròn. Tinh bột sắn (khoai mì): hạt tinh bột sắn có kích thước trung bình từ 1,5÷30μm, có hình bầu dục. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm • Kích thước hạt khác nhau sẽ dẫn đến hạt có những tính chất khác nhau như: nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp phụ xanh metylen, hạt nhỏ thường có cấu tạo chặt trong khi hạt lớn có cấu tạo xốp.Bảng I.1: Đặc điểm của một số hệ thống tinh bột.Nguồn Kích thước Hình dáng Hàm lượngNhiệt độ hồHạt ngô 10-30 Đa giác hoặc 2567-75Lúa mì 5-50 Tròn 2 56-80Lúa mạch đen 5-50 Tròn dài 46-62Đại mạch 5-40 Bầu dục 68-90Yến mạch 5-12 Đa giác 55-85Lúa 2-10 Đa giác 13-35 70-80Đậu đỗ 30-50 Tròn 46-54 60-71Kiều mạch 5-15 Tròn dẹpChuối 5-60 Tròn 1Khoai tây 1-120 Bầu dục 2 56-69Khoai lang 5-50 Bầu dục 2 52-64Sắn 5-35 TrònDong riềng 10-130 Bầu dục 38-41I.3 Thành phần hóa học của hạt tinh bột:• Tinh bột được cấu tạo từ hai loại polysaccharide hoàn toàn khác nhau về tính chất vật lý và hóa học là amylose và amylopectin. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm  Dạng lò xo không phân nhánh gọi là amilozơ Dạng phân nhánh gọi là amilopectin Amylopectin molecule Amylose molecule Phần tan trong nước là amilozơ Phần không tan trong nước là amilopectin● Tùy theo từng loại nguyên liệu, thành phần amylose và amylopectin trong tinh bột khác nhau.Bảng I.2: Thành phần amylose và amylopectin của một số loại tinh bộtLoại tinh bột Amylose, % Amylopectin, %Gạo18,5 81,5Nếp 0,3 99,7Bắp 24 76Đậu xanh 54 46 Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm Khoai tây 20 80Khoai lang 19 81Khoai mì 17 83I.3.1 Amylose:• Amylose là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 đơn vị glucozơ, liên kết nhau bởi liên kết α – 1,4- glucoside.Trong không gian, nó cuộn lại thành hình xoắn ốc và được giữ bền vững nhờ các liên kết hyđrô.• Amylose thường ở dạng kết tinh có lớp hydrate bao quanh xen kẽ với các amylose kết tinh không có lớp hydrate.• Amylose có trọng lượng phân tử khoảng 50.000÷160.000, do cấu trúc mạch thẳng, amylose có gốc hydroxyl tự do nhiều nên dễ hoà tan trong nước ấm. Tuy nhiên, ở dạng tinh thể không bền vững nên khi để yên tinh thể sẽ tách ra.• Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa amiloza thường có cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amiloza mới chuyển thành dạng xoắn ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 đơn vị glucozơ. • Đường kính của xoắn ốc là 12,97 A0, chiều cao của vòng xoắn là 7,91A0 Các nhóm hydroxyl của các gốc glucozơ được bố trí ở phía ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm Một phần cấu trúc Amylose• Amylose bắt màu xanh với Iodine, màu này mất đi khi đun nóng, hiện màu trở lại khi nguội. Amylose bị kết tủa bởi rượu butylic.Trong phân tử amylose có một đầu có tính khử và một đầu không có tính khử.I.3.2Amylopectin:• Amylopectin có cấu tạo vô định hình, có dạng phân nhánh. Ngoài liên kết α-1,4 glucozid, các phân tử glucose còn liên kết với nhau theo liên kết α-1,6 glucozid. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm • Cấu trúc phân tử bao gồm một mạch trung tâm thẳng chứa liên kết α-1,4 glucozid, từ mạch này phát ra các nhánh phụ dài chừng vài chục gốc glucose.• Amylopectin có khối lượng phân tử nằm trong khoảng 500 ngàn đến 1000000 dalton.• Các amylopectin thường phân bố ở bên ngoài hạt tinh bột.• Sự khác biệt giữa amiloza và amilopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi lẽ ở các phân tử amiloza cũng thường có một phần nhỏ phân nhánh do đó cũng có những tính chất giống như amilopectin.• Cấu tạo của amilopectin còn lớn và dị thể hơn amiloza nhiều. Trong tinh bột tỉ lệ amiloza/amilopectin khoảng ¼. Tỉ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc thời tiết, mùa vụ và cách chăm bón.• Amylopectin tác dụng với Iod tạo thành màu tím đỏ.• Amylopectin chỉ tan được trong nước ở nhiệt độ cao tạo thành dung dịch có độ nhớt cao và rất bền vững. Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol và các hợp chất hữu cơ khác, không bị hấp phụ trên cellulose. Jun. 21Hóa Sinh Thực Phẩm [...]... thấy tinh của các hạt cốc loại nếp, tinh bột của củ, rễ củ thường cho hồ trong suốt hơn tinh bột của các hạt cốc bình thường (hạt tẻ) • Sự có mặt của các chất khác nhau cũng sẽ có ảnh hưởng đến độ trong suốt đó Các đường thường làm tăng đáng kể độ trong suốt của hồ tinh bột từ các 1 Hóa Sinh Thực Phẩm loại hạt cốc Ngược lại, các chất nhũ hóa như glixerinmonosterat lại làm hồ mất trong Các chất hoạt động... ion để làm chất nhũ hóa và chất tạo bọt Hoạt động của những chất này phụ thuộc trực tiếp vào tương tác với tinh bột Người ta thường dùng monoglixerit để làm tăng các cấu trúc của khoai tây sấy khô dạng hạt cũng như dạng vảy (bỏng) Các chất này cũng có tác dụng ngăn ngừa sự tạo keo trong các sản phẩm có chứa tinh bột Nói chung đa số các chất hoạt động bề mặt dùng trong các sản phẩm thực phẩm đều tạo... 2 • Các dextrin được dùng để hồ sợi • Pirodextrin còn được dùng làm chất làm đặc cho các thuốc nhuộm sợi Các thuốc nhuộm này thường là dung dịch nước của các hóa chất và chất màu hoặc sắc tố Pirodextrin không chỉ lảm đặc thuốc nhuộm mà còn làm thay đổi tính chất lưu biến của nó • Do hòa tan tốt trong nước lạnh nên các dextrin cũng được dùng làm chất mang các thành phần hoạt động như các bột thực phẩm. .. bộ còn tránh tổn thất các chất bay hơi trong bánh ngọt, giữ được chất béo và bảo vệ chất béo khỏi bị oxy hóa trong xúp khô, liên kết ẩm và ổn định ẩm trong các sản phẩm thịt • Tinh bột hồ hóa sơ bộ (hay tinh bột trương) cũng được dùng để huyền phú hóa các tinh bột, tinh bột thô cũng như các chất không hóa tan tương tự khác Ete oxyt của itnh bột dưới dạng hồ hóa sơ bộ được sử dụng trong sản xuất kem rất... Tuy nhiên, nếu sản phẩm có chứa nhiều đường sẽ kiềm hãm sự trương của hạt tinh bột nên coi như không chịu ảnh hưởng của axit • Các chất béo thường làm tăng độ nhớt nhưng sự tăng sẽ không như nhau đối với các tinh bột khác nhau • Đa số các chất hoạt động bề mặt khác thường làm tăng nhiệt độ để hồ có được độ nhớt cực đại Trong thực phẩm người ta thường dùng các chất hoạt 1 Hóa Sinh Thực Phẩm động bề mặt... Hóa Sinh Thực Phẩm II.1.1 Trộn với chất rắn trơ • Ta đều biết tinh bột có ái lực đối với nước nhưng nếu hòa trực tiếp vào nước thì sẽ bị vón cục Jun 2 • Có thể làm cho tinh bột hòa tan tốt nếu đầu tiên đem trộn nó với chất rắn trơ, các hợp chất ko phài ion như sacaroza… (dạng bột thuận lợi hơn) Khi trộn lẫn đồng đều với các chất này sẽ làm cho các hạt tinh bột (phân chia nhau) cách biệt nhau về vật lý,... Waals Trong trường hợp này cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel và tương tác với nhau, hay nói cách khác tinh bột có tính chất đồng tạo gel với protein Tính nhờ khả năng này của tinh bột và các gel protein trong các sản phẩm như kamaboko, giò,….có được những tính chất lưu biến hấp dẫn hơn I.6.2 Khả năng phồng nở của tinh bột 1 Hóa Sinh Thực Phẩm • Khi tương tác với chất béo... TINH BỘT: • Trong thực tế sản xuất ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi một dạng tinh bột hoặc một dẫn xuất tinh bột nhất định Có sản phẩm cần tinh bột giàu amiloza, lại có sản phẩm cần tinh bột thuần nhất amilopectin Có sản phẩm cấn dạng tinh bột có độ hòa tan tốt, lại có sản phẩm cần dạng tinh bột bển không bị thoái hóa khi ở nhiệt độ thấp Có loại sản phẩm cần độ dẻo, độ trong, ngược... được màng mềm, rất trong và rất dễ hòa tan Tinh bột oxi hóa được sử dụng để hồ bề mặt trong công nghiệp sản xuất giấy, để hồ sợi bông, sợi pha và tơ nhân tạo trong công nghiệp dệt, chất làm đặc trong công nghiệp thực phẩm Jun 2 1 Hóa Sinh Thực Phẩm Bảng II.1 Tiêu hao chất oxi hóa (kg/ 1tấn chất khô tinh bột ) Tinh bột Chất oxi hóa HCl (khí ) NaOH (tinh thể) Na2CO3 Jun 2 KBrO3 6 2,6-8,9 2,9-8,9 KMnO4... tạo ra được liên kết ngang giữa các mạch tinh bột • Các tinh bột có liên kết ngang còn là thành phần của dung dịch sét để khoan dầu mỏ, thành phần của sơn, của gốm, làm chất kết dính cho các viên than, làm chất mang các chất điện di trong pin khô • 1 Hóa Sinh Thực Phẩm Jun 2 Hình Sự tạo thành liên kết ngang giữa a boric và tinh bột Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tinh bột liên kết ngang như: . quan trọng trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng. Tinh bột thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng. tính chất mới, thậm chí hoàn toàn mới lạ. Bài tiểu luận này sẽ trình bày vấn đề: Tìm hiểu về tinh bột của các loại củ và lương thực. Ứng dụng của chúng trong