Đang tải... (xem toàn văn)
1. Hệ nhũ tươnga. Khái niệm: Hệ nhũ tương là một hệ phân tán cao hai chất lỏng mà thông thường không thể hòa tan vào nhau được. Nhũ tương là một dạng phân loại của hệ keo. Mặc dù hệ keo và nhũ tương đôi khi được dung để thay thế cho nhau, về bản chất nhũ tương nê được dung khi cả hai pha phân tán và pha liên tục là chất lỏng.b. Sự hình thành và các yếu tố ảnh hưởng tới việc tạo nhũ. Sự hình thành nhũ tương bao gồm sự tăng lên bề mặt liên pha kèm theo sự tăng năng lượng tự do. Khi sức căng bề mặt liên pha càng nhỏ thì tương ứng với việc hệ nhũ tthu được càng dễ dàng. Trong sự hình thành nhũ tương sẽ luôn đi kèm theo sự hấp thụ năng lượng cơ học, bề mặt được tạo ra mang năng lượng tự do mà năng lượng này phụ thược chủ yếu vào tổng diện tích bề mặt tiếp xúc và sức căng bề mặt giữa hai pha. Sức căng bề mặt phân cách pha trong hệ nũ tương được xem là yếu tố quan trọng nó quyết đinh yếu tố hình thành, độ bền nhũ tương và kích thước của các tiểu phân tán. Diện tích bề mặt tỉ lệ thuận với năng lượng tự do.1. Quá trình oxy hóa chất béo Trong thực phẩm, chất béo là nguồn cung cấp năng lượng cao. Tuy nhiên, chất béo không no trong thực phẩm dễ bị oxy hóa tạo thành sản phẩm bậc nhất là hydroperoxide và các sản phẩm bậc hai như là aldehytes, ketones, acids, alcohols gây bất lợi cho mùi, vị và làm giảm chất lượng dinh dưỡng của thực phẩm. Tương tự như các sản phẩm giàu chất béo khác, mayonnaise rất dễ bị hư hỏng bởi sự tự oxy hóa các chất béo không no có sẵn trong dầu và phospholipid trong lòng đỏ trứng nguyên liệu. Quá trình oxy hóa chất béo được xúc tác bởi các gốc tự do. Cơ chế oxy hóa chất béo của các gốc tự do có thể được chia thành 4 giai đoan: khởi đầu (initiation), lan truyền (propagatíon), phân nhánh (branching) và cuối cùng là giai đoạn kết thúc (termination). Sự khởi đầu: Sự khởi đầu của quá trình có thể được kích hoạt bởi nhiệt, bức xạ ion hóa, ánh sáng hoặc các tác nhân hóa học như các metalloprotein và các ion kim loại. LH + R• › L• + RHTrong đó: LH là chẩt béo không bảo hòa tương tác với gốc tự do khởi đầu quá trình oxy hóa gốc tự do. Tương tác này tạo ra gốc allyl có khả năng phản ứng cao (biểu hiện là L+ ), gốc này có khuynh hướng tương tác với oxy để tạo thành gốc peroxyl (bíểu hiện là LOO) như là bước bắt đầu quá trình lan truyền.
BÁO CÁO CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA SẢN PHẨM NHŨ TƯƠNG DẦU TRONG NƯỚC (MAYDONAISE) MỤC LỤC Nội dung Trang I Giới thiệu: II Cơ sở lý thuyết chiết phân đoạn: I Kỹ thuật chiết phân đoạn: II Điều kiện thực hiện: III Sản phẩm – khả ứng dụng: IV Chiết phân đoạn dầu cọ: V Các sản phẩm từ dầu mỡ: Margarine: 3 5 7 a Tổng quan margarine: b Cấu trúc margarine: c Thành phần margarine: d Các dạng margarine đặc biệt: 10 e Tiêu chuẩn chất lượng margarine: 11 f Bảo quản margarine: 11 Dầu chiên: 11 Dầu salad: 12 Shortening: 13 VI Kết luận: 14 Tài liệu tham khảo: 15 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA SẢN PHẨM NHŨ TƯƠNG DẦU TRONG NƯỚC (MAYDONAISE) I Tổng quan Hệ nhũ tương a Khái niệm: - Hệ nhũ tương hệ phân tán cao hai chất lỏng mà thông thường hòa tan vào Nhũ tương dạng phân loại hệ keo Mặc dù hệ keo nhũ tương dung để thay cho nhau, chất nhũ tương nê dung hai pha phân tán pha liên tục chất lỏng b Sự hình thành yếu tố ảnh hưởng tới việc tạo nhũ - Sự hình thành nhũ tương bao gồm tăng lên bề mặt liên pha kèm theo tăng lượng tự Khi sức căng bề mặt liên pha nhỏ tương ứng với việc hệ nhũ tthu dễ dàng Trong hình thành nhũ tương ln kèm theo hấp thụ lượng học, bề mặt tạo mang lượng tự mà lượng phụ thược chủ yếu vào tổng diện tích bề mặt tiếp xúc sức căng bề mặt hai pha Sức căng bề mặt phân cách pha hệ nũ tương xem yếu tố quan trọng đinh yếu tố hình thành, độ bền nhũ tương kích thước tiểu phân tán Diện tích bề mặt tỉ lệ thuận với lượng tự Các yếu tố ảnh hưởng tới việc tạo nhũ: - Cường độ lượng cung cấp Nhiệt độ Độ PH Lực ion Sự có mặt chất hoạt động bề mặt Hàm lượng protein khả tương hóa protein Tính chất chung nhũ tương Tính chiết quang - Hai pha có số khúc xạ lượng phân tán quang học khác hình thành nhũ suốt Ở nhũ tốt thường có kích thước phân tán vào khoảng 1um độ đục độc lập với nồng độ pha phân tán nồng độ pha phân tán lớn 5% Tính dẫn điện - Nhũ tương tốt dẫn điện Phân loại: - Hệ nhũ tương dựa theo tính chất phân bố dầu nước chía thành ba loại: Hệ nhũ tương dầu nước: giọt dầu phân tán nước Ví dụ: mayonaise, sữa, kem, sốt, súp Hệ nhũ tương nước dầu: giọt nước phân tán dầu Ví dụ: bơ, margarin, chất phết lên bánh Hệ nhũ tương nước dầu nước: gồm giọt nước phân tán pha dầu lớn giọt lại phân tán pha liên tục nước Ngoài cịn có hệ nhũ tương dầu nước dầu phức tạp Hình: Hệ nhũ tương dầu nước nước dầu II Tổng quan trình oxi hóa chất béo Q trình oxy hóa chất béo - Trong thực phẩm, chất béo nguồn cung cấp lượng cao Tuy nhiên, chất béo không no thực phẩm dễ bị oxy hóa tạo thành sản phẩm bậc hydroperoxide sản phẩm bậc hai aldehytes, ketones, acids, alcohols gây bất lợi cho mùi, vị làm giảm chất lượng dinh dưỡng thực phẩm - Tương tự sản phẩm giàu chất béo khác, mayonnaise dễ bị hư hỏng tự oxy hóa chất béo khơng no có sẵn dầu phospholipid lòng đỏ trứng nguyên liệu - Q trình oxy hóa chất béo xúc tác gốc tự Cơ chế oxy hóa chất béo gốc tự chia thành giai đoan: khởi đầu (initiation), lan truyền (propagatíon), phân nhánh (branching) cuối giai đoạn kết thúc (termination) - Sự khởi đầu: - Sự khởi đầu q trình kích hoạt nhiệt, xạ ion hóa, ánh sáng tác nhân hóa học metalloprotein ion kim loại LH + R· -› L· + RH - Trong đó: LH chẩt béo khơng bảo hịa tương tác với gốc tự khởi đầu q trình oxy hóa gốc tự Tương tác tạo gốc allyl có khả phản ứng cao (biểu L+ ), gốc có khuynh hướng tương tác với oxy để tạo thành gốc peroxyl (bíểu LOO) bước bắt đầu trình lan truyền - Sự lan truyền: L· + O2 -› LOO· LOO+ + LH -› L+ + LOOH - Các gốc peroxyl tạo nên chuỗi phản ứng làm oxy hóa chất béo, sản sinh hydroperoxyde (LOOH), sau phá vỡ thành số hợp chất alcohol, ketone, aldehyde hydrocarbon khác gốc alkkoxyl(LO·L) LOOH -› LO· + HO· 2LOOH -› LOO· + LO· + H2O - Sự phân hủy hydroperoxide thường liên quan đến trình xúc tác ion kim loại chuyến tiếp phản ứng tương tự với hydrogen peroxỉde, tạo peroxyl gốc alkoxyl LOOH + M n+ + H+-› LO· + M(n+1)+ + M H2O LOOH + M n+ + OH - -› LOO · + Mn+ + H2O - Một ví dụ xúc tác kim loại, tự oxy hóa chất béo phân hủy hydroperoxide sắt ion sắt để tạo gốc peroxyl alkoxyl khởi đầu phản ứng chuỗi gốc tự do: LOOH + Fe3+ -› LOO·+ Fe²++ H+ LOOH + Fe²+ -› LO· + Fe²++ HO- Nếu gốc tự đáp ứng tạo thành hợp chất không phân cực (non -radical) trình gọi kết thúc LO· + LO· -› LOO· + LOO· -› Các sản phẩm khơng phân cực LO· + LOO·-› - Ngồi việc bị oxy hóa gốc tự do, chất béo khơng no thực phẩm cịn bị oxy hóa nhờ xúc tác enzyme lipoxygenase có mặt oxy Enzyme lipoxygenase tìm thấy nhiều loại thực phẩm tự nhiên đậu nành, cám gạo, thịt, cả, trái rau củ - Q trình oxy hóa chất béo biến đổi quan trọng chế biến bảo quản thực phẩm Đa có nhìều cơng bố khoa học vấn đề liên quan oxy hóa chất béo khơng no thủy sản, oxy hóa chẩt béo thủy sản, oxy hóa chất béo sữa bột, oxy hóa chất béo hệ nhũ tương dầu, nước, ảnh hưởng phản ứng oxy hóa đến chất lượng cảm quan thực phẩm - Bên cạnh đó, có chứng cho thấy gốc tự sinh q trình oxy hóa chất béo gây bệnh lý cho thể người ung thư, xơ vữa động mạch, nhồi máu tim, thấp khớp nhìều Ioại bệnh lão hóa khác Chất kháng oxy hóa ngăn ngừa làm chậm phản ứng oxy hóa tìm nhiều nguồn nguyên liệu tự nhiên tổng hợp bảng phương pháp hóa học III Cơ chế chống oxi hóa Chất kháng oxy hóa chế chống oxy hóa Chất kháng oxy hóa chất diện nồng độ thấp so với mẫu thực phẩm, có khả ngăn chặn làm giảm tốc dộ phản ứng oxy hóa diễn mẫu thực phẩm Chất khống oxy hóa cho vào thực phẩm, đặc biệt thực phẩm chứa dầu béo để hạn chế oxy hóa chất béo, giúp ngăn ngừa biến đổi dinh dưỡng, cảm quan hình thành độc tố thực phẩm Chất kháng oxy có có tác dụng bảo vệ cấu trúc đại phân tử protein tế bào khỏi gốc tự Các chất kháng oxy hóa hoạt động dựa chế quét gốc tự do, tạo phức với kim loại để kìm hãm q trình oxy hóa, dập tắt oxy ngun tử tác nhân nhạy cảm với ánh sáng bất hoạt enzyme lipoxygenase Chất kháng oxy hóa chia làm nhóm chất sau: - Chất ức chế phản ứng oxy hóa gốc tự (ức chế hình thành gốc tự do) - Chất ức chế làm gián đoạn lan truyền tự oxy hóa - Chất dập tắt oxy đơn nguyên tử - Chất kháng oxy hóa hỗ trợ(những chất khơng thể tác dụng lháng oxy hóa sử dụng tăng hoạt tính cúa chất kháng oxy hóa sử dụng nhau) - Chất khử( biến đổi hydroperoxide thành dạng ổn định hơn) - Metal chalator( biến đổi ion kim loại thành dạng ổn định Từ chế trên, chất kháng oxy hóa phân thành hai nhóm chính: phá vỡ chuỗi phản ứng ( chain breaking) ngăn chặn ( preventing) Nhóm thứ nhất: kháng oxy hóa việc phản ứng với gốc tự tạo thành sản phẩm bền hơn, từ làm giảm lượng gốc tự – tác nhân gây phản ứng oxy hóa Cơ chế cịn gọi chế quét gốc tự -Chất kháng oxy hóa theo chế quét gốc tự bao gồm ascorbic acid, isoascorbic acid (erythorbic acid), vitamin E, butylated hydroxytoluene( BHT), butylated hydroxyanisole (BHA), gallates(propyl, octyl, dodecyl), tert- butylhydroquinone(TBHQ), propyl gallate số hợp chất phenolic, carotenoid… Chúng trung hòa gốc tự cách cho hydro nguyên tử (HAT – hydrogen atom transfer) chuyển dịch điện tử đơn ( SET – single electron transfer) Cơ chế quét gốc tự chất kháng oxy hóa theo Gordon(1990): L + AH → LH + A LOO + AH → LOOH + A LO + AH → LOH + A Nhóm thứ hai: kháng oxy hóa việc ngăn chặn điều kiện phản ứng oxy hóa diễn lập kim loại đa hóa trị, dập tắt oxy hóa đơn bội, phân hủy sản phẩm hydrogen peroxide thành nước oxy enzyme (superoxide dimustase – SOD), chất kháng oxy hóa với nhiều chế ( sản phẩm phản ứng Mallaird) Chất kháng oxy hóa theo chế tạo phức với kim loại chất như: citric acid, ethylenediamine tetraacetic acid ( EDTA), phosphoric acid, tartaric acid… Chúng tạo thành phức kim loại không tan, tạo trở ngại không gian kim loại thành phần thực phẩm sản phẩm trung gian q trình oxy hóa Ví dụ: EDTA kết hợp với ion kim loại tạo thành phức có năm vịng với cấu trúc khơng gian phức tạp Một số chất chống oxy hóa 2.1 Các chất chống oxy hóa tự nhiên a Acid ascorbic ( Vitamin C) Bao gồm hai hợp chất có hoạt tính kháng oxy hóa L-ascorbic acid Ldehydroascorbic acid Acid ascorbic có khả quét gốc anion superoxide, hydrogen peroxide, gốc hydroxyl, oxy nguyên tử oxide nito phản ứng cách cung cấp hydro nguyên tử Công thức cấu tạo acid ascorbic Vitamin C có khả vơ hoạt gốc tự tốt, chuyển gốc tự nguyên tử nguyên tử hydro củ trở thành dehydroascorbic acid Ngồi ra, Vitamin C cịn có khả hoạt động hiệp lực với chống oxy hóa khác vitamin E, carotenoid flavonoid - Cơ chế: Vitamin C có hoạt chất chống oxi hóa làm giảm oxi hóa chất hidrogen peroxide Ngồi ra, làm giảm ion kim loại tạo gốc tự thông qua phản ứng Fenton 2Fe3+ + ascorbate 2Fe2+ + Dehidroascorbate 2Fe2 + + 2H2O2 2Fe3+ + 2OH + 2OH- b Tocopherol (Vitamin E) Là tên gọi chung gồm tocopherols ( α-tocopherol, β-tocopherol,γtocopherol δ–tocopherol) tocotrienol ( α-tocotrienol, β-tocotrienol, γtocotrienol, δ-tocotrienol) Cả tám dạng chứa vòng thơm chuổi mạch thẳng 16 carbon Hợp chất tocotrienol khác với tocopherol có thêm ba nối đơi chuỗi mạch C thẳng Nhóm hydroxyl định tính chống oxy hóa vitamin E, mạch carbon dảm bảo khả hịa tan chất béo chúng Tính chất hịa tan chất béo vitamin E giúp chúng có khả thâm nhập sâu vào màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo không no ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hóa lipid Khả chống oxy hóa vitamin E phụ thuộc vào mức độ cản trở khơng gian nhóm methyl vị trí ortho nhóm hydroxyl vịng thơm Nhóm hydroxyl bị cản trở ( trường hợp δ-tocopherol δ-tocotrienol), khả chống oxy hóa cao - Cơ chế: Tocopherol có tác dụng chống oxy hóa theo chất quét gốc tự cách chuyển hydro gốc hydroxyl thứ vòng chromanolcho gốc alkyl peroxyl để tạo hydro alkyl hydroperoxide gốc tự tocopherol d Một số chất chống oxy hóa tự nhiên khác - Carotenoids: Là nhóm sắc tố tự nhiên tổng hợp thực vật vi sinh vật Được chia thành nhóm hydrocacbon carotenoid (lycopene β-carotene) oxygenated carotenoid (zeaxanthin lutein) Có khả chống oxy hóa theo chế dập tắt oxy lượng cao, phản ứng vớ gốc tự - Cơ chế dập tắt oxy lượng cao O2 + CAR CAR* O2 + 3CAR* CAR + nhiệt - Cơ chế quét gốc tự CAR + ROO· CAR·+ + ROO- (SET) CAR + ROO· CAR·+ ROOH (HAT) - Flavonoid : Bao gồm flavonols, flavanols, anthocyanins, isoflavonoids, flavanones flavones Đặc tính chống oxy hóa có nhờ cấu trúc nhóm –OH gắn vịng Đóng vai trị chất khử, cho hydro ngun tử, dập tắt oxy nguyên tử, quét gốc tự chí tạo phức với ion kim loại Chúng cịn hoạt hóa enzyme chống oxy hoa ức chế enzyme oxidase - Cơ chế: F-OH + R· F-O· + RH - Phenolic acid: Được cấu tạo từ thành phần quan trọng hydroxycinnamic acid hydroxybenzoic acid Có khả quét gốc tự do, đặc biệt gốc hydroxyl, gốc peroxy, anion superoxide peroxide nitrite Cơ chế chống oxy hóa tương tự flavonoid tocopherol 2.2 Các chất chống oxy hóa tổng hợp a BHT (Butylated Hydroxytoluene) - BHT gọi 2,6-bis (1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol; 2,6-di-tert-butylp-cresol; 2,6-di-tert-butyl-4-methylpheno BHT tạo thành phản ứng para – cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác acid sulfuric, có cơng thức phân tử C15H24O - - Cơng thức cấu tạo BHT Có tên thương mại: Cao-3, Embanox BHT,… có khối lượng phân tử 220.39, chất tan mỡ (tan chất béo) hợp chất hữu chủ yếu sử dụng chất chống oxy hóa phụ gia thực phẩm phụ gia chống oxy hóa mỹ phẩm, dược phẩm… BHT dạng sử dụng tinh thể trắng, hình sợi, khơng vị, khơng mùi hay có mùi đặc trưng khó chịu vịng thơm, bị tổn thất tác động nhiệt (sấy, ) Tan nước, tan vô hạn etanol, toluen, xeton, axeton, dễ bốc chưng cất, nhiệt độ sôi 265 oC 760mmHg, nhiệt độ nóng chảy 69 – - - 72oC Có hoạt tính chống oxy hóa thấp, với có mặt sắt số sản phẩm thực phẩm hay bao bì, BHT tạo hợp chât có màu vàng BHT có tính chất tương tự BHA có tính bền nhiệt Tuy nhiên, BHT có tác dụng chống oxy hóa BHA cấu trúc khơng gian BHT cồng kềnh BHA ( phân tử BHT có nhóm tert – butyl xung quanh nhóm – OH) Cơ chế: + Chất hoạt động tương tự vitamin E tổng hợp, chủ yếu hoạt động chất ngăn chặn q trình oxy hố, q trình khơng bão hịa (thường là) hợp chất hữu bị cơng ơxy khí BHT chống oxy hoá xúc tác phản ứng cách chuyển đổi gốc tự peroxy liên kết hydroperoxides Điều tác động đến chức chống oxi hoá cách quyên góp nguyên tử hydro: RO2 + ArOH → ROOH + ARO RO2 + ArO → nonradical sản phẩm + R alkyl aryl, nơi ArOH phenolic BHT có liên quan đến chất chống oxy hóa Người ta thấy BHT liên kết với hai gốc tự peroxy Ngồi ra, cịn chất thuộc nhóm chất chống oxi hóa có hiệu sử dụng rộng rãi sản phẩm có nhiều chất béo Do có tác dụng bảo quản thực phẩm, ngăn ngừa hư hỏng khét hương liệu Ngồi cịn có tác dụng ổn định nhũ hóa cho shortening Sử dụng đơn lẻ kết hợp với BHA, Propyl galat (PG) axit citric, sử dụng shortening, dầu thực vật, thức ăn động vật, mỡ lát, ngũ cốc, sử dụng rộng rãi cơng nghiệp rẻ tiền a BHA ( butylated hydroxy anisol) - BHA hỗn hợp đồng phân 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole 2-tert-butyl4-hydroxyanisole Hay biết đến với tên gọi BOA, tert-butyl-4hydroxyanisole, (1,1-dimethylethyl)-4-methoxyphenol, tert-butyl-4methoxyphenol, antioxyne B nhiều tên thương mại khác - BHA có cơng thức phân tử C11H16O2 - Tinh thể màu trắng vàng chất rắn kết cấu sáp, với mùi đặc trưng yếu - BHA hợp chất phenol dễ bay dễ dàng nên điều chế phương pháp chưng cất Có cấu tạo dạng rắn sáp (điểm nóng chảy thấp) đơi vàng, có mùi thơm thoảng đặc trưng (hương phenol) Mùi hầu hết trường hợp sử dụng, nhận biết nhiệt độ cao nướng sấy BHA dễ cháy - BHA tan tốt dầu, mỡ, etanol dung môi hữc khác propylen glycol, ete, xăng, tan 50% rượu, khơng tan nước Có nhiệt độ nóng chảy từ 60 đến 65oC, nhiệt độ sơi từ 264 đến 2700C(730mmHg), phản ứng với kim loại kiềm tạo sản phẩm có màu hồng Chống oxy hóa hiệu cao chất béo động vật - Cơ chế tác dụng tương tự BHT, chất ngăn ngừa phản ứng dây chuyền q trình hóa chất béo BHT hoạt động theo chế cho điển tử để khống chế gốc R tự BHA hấp thụ qua thành ruột non, tham gia trình trao đổi chất, chất nghi ngờ gây dị ứng ung thư Do tồn mô tế bào tham gia số trình trao đổi chất Đây chất chống oxi hóa có hiệu mỡ động vật sản phẩm bánh nướng, ổn định sản phẩm cuối cùng, thường sử dụng shortening, dầu thực vật, sản phẩm khoai tây, soup, chewing gum, ngũ cốc, sử dụng rộng rãi sản phẩm giàu chất béo, khơng có tác dụng với dầu thực vật khơng bão hịa Thường sử dụng kết hợp với chất chống oxi hóa khác -