5.1. Sự chuyển hoá của glucid trong cơ thể sống
Sự phân giải các hợp chất polysaccharid Sự tổng hợp glucid – Quá trình quang hợp Sự phân giải glucid – Quá trình hô hấp - Quá trình đường phân
- Chu trình Krebs
- Chuỗi chuyển điện tử hô hấp – Tạo ATP
Quá trình lên men rượu, bia: C C CH3 O− O O C CH3 OH C CH3 O H H H NADH+H+ NAD+ CO2 Pyruvate Alcohol Decarboxylase Dehydrogenase
pyruvate acetaldehyde ethanol
Lên men lactic đồng hình
CC C CH3 O− O O C HC CH3 O− OH O NADH+H+ NAD+ Lactate Dehydrogenase pyruvate lactate
Lên men acetic
5.2. NHỮNG CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG CHẾ BIẾN VÀBẢO QUẢN THỰC PHẨM: BẢO QUẢN THỰC PHẨM:
5.2.1. Ảnh hưởng của chế biến nhiệt đến glucid trong thực phẩm
Ở nhiệt độ đun sôi, các loại đường đơn giản không có biến đổi đáng kể. Đường đun sôi đến 180oC chuyển sang màu nâu và có mùi đặc biệt gọi là caramen hoá. Đó là hỗn hợp nhiều chất khác nhau do đường bị phân giải.
Phản ứng caramen hoá đường:
- Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng: C12H22O11 – H2O → C6H10O5 + C6H10O5
Saccharose glucozan levulozan Đến 185-1900C sẽ tạo thành izosaccharozan:
Glucozan + levulozan → izosaccharozan C6H10O5 + C6H10O5 → C12H20O10
Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng:
2C12H20O10 – 2H2O → (C12H18O9) hoặc C24H36O18 Izosaccharozan caramelan
Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:
C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O → C36H48O24.H2O
Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen. Hầu như tất cả các sản phẩm caramen hoá đều có vị đắng.
- Khi đun nóng pentose với acid chúng sẽ loại nước và chuyển thành dẫn xuất aldehyd gọi là fucfurol
t0 Pentose + acidnóng → furforol
Fucforol + anilin HCl → cho hợp chất màu đỏ → bay mùi thơm Quá trình chế biến nóng làm cho tinh bột dễ tiêu hơn, cellulose không bị phân hủy nhưng nứt ra, trở nên mềm hơn, cho phép các dịch tiêu hoá tiếp xúc với các thành phần sinh dưỡng trong tế bào thực vật.
5.2.2. Phản ứng melanoidin (Maillard):Phản ứng tổng quát: Phản ứng tổng quát:
Hexose + pentose + a.amin → (to) furfurol (từ pentose – mùi táo) + oxymethylfurfurol (từ hexose – mùi dễ chịu) + aldehyde + reduction + ...
Đây là phản ứng giữa acid amin và đường. Điều kiện để có phản ứng là phải có nhóm cacbonyl.
Phản ứng chia làm 2 giai đoạn:
• Ngưng tụ cacbonylamin.
• Chuyển vị Amadori, không màu, không hấp thụ ánh sáng cực tím
Phản ứng có khả năng khử nước của đường, phân hủy đường và hợp chất amin. Không màu hoặc màu vàng nhạt, hấp thụ mạnh ánh sáng cực tím.
Chất tạo thành là melanoidin, sản phẩm có màu đậm.
Điều kiện phản ứng:
Phụ thuộc vào nồng độ chất tham gia phản ứng, nhiệt độ, pH, lượng nước.
Phụ thuộc vào loại đường: glucose, galactose, lactose. Saccharide không cho phản ứng (không có nhóm cacbonyl).
Phụ thuộc vào acid amin: alanin, valin cho màu đậm, vị chua, mùi bia; phenylalanin cho màu nâu sẫm, mùi hoa hồng; lơxin cho mùi bánh mì,...; mùi mật và mùi bia.
Lượng nước: phải có nước, nhưng càng ít nước sản phẩm tạo thành càng nhanh. Nhiệt độ: 90 – 95oC sản phẩm tạo thành có tính cảm quan tốt. Nhiệt độ cao có vị đắng, mùi khét.
Trong sản xuất malt màu: 160oC.
Chất kìm hãm: là những chất phản ứng được với cacbonyl: dimedon, hydrolamin, bisulfit, vitamin C, acid sulfuro.
Chất tăng tốc: acid lactic, phosphat.
Trong quá trình bảo quản, lượng đường ở vỏ cam, chanh, quýt, bưởi được chuyển dần vào múi (cùi bưởi xanh ngọt hơn cùi bưởi chín). Vì vậy, các loại quả này thu hoạch lúc chín sẽ ít vỏ hơn quả xanh, phẩm chất tốt hơn.
Thí dụ: ở chuối, chuối là loại quả điển hình về hàm lượng đường tăng lên và hàm lượng tinh bột giảm xuống trong quá trình chín. Nhiệt độ bảo quản càng thấp thì sự chuyển hoá tinh bột thành đường càng giảm đi.
Chuối xanh có hàm lượng tinh bột là 20%, hàm lượng đường là 1%
Nhiệt độ thích hợp cho chuối chín là 12-22oC. Nếu nhiệt độ >25oC thì hoạt động của enzym giảm xuống.
Phần lớn đường được tạo thành là saccharose, nhưng ở quá trình chín tới, hầu như có 3 loại đường: saccharose, glucose, fructose.
Sự phân giải tinh bột trong rau quả khi chín và bảo quản có thể xảy ra theo hai cách do các enzym amylase và phosphorylase (chủ yếu).
Ở các loại quả khác nhau thì khác nhau về thành phần các đường được tích tụ khi chín. Ở một số loại quả (mơ, đào, mận, xoài...) khi chín đường saccharose được tổng hợp từ monosaccharid
Ở các loại rau quả khác, phần lớn giai đoạn đầu của quá trình bảo quản, hàm lượng đường tăng lên do sự đường hoá tinh bột dự trữ, như sự thủy phân các polysaccharid, glucozid và các hợp chất khác. Sau đó lượng đường lại giảm đi, chủ yếu là do quá trình hô hấp.
Lượng đường trong rau quả giảm đi khi bảo quản biểu hiện rau quả đã kém phẩm chất, không bảo quản được lâu nữa.
5.2.4. Sự hô hấp của hạt ngũ cốc
Hạt ngũ cốc khi chín, hàm lượng nước trong hạt giảm mạnh, hạt rơi vào trạng thái ngủ sinh lý. Trong quá trình bảo quản, ngũ cốc ở dạng chưa chế biến vẫn thực hiện sự hô hấp (chủ yếu do enzym oxydase tạo nên).
Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi độ ẩm, nhiệt độ môi trường cao. Sự hô hấp của hạt phụ thuộc nhiều vào sự hiện diện và hàm lượng của oxygen:
(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 6nCO2 + 6nH2O + 674 kcal (nhiều oxygen) (C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nCO2 + 24 kcal (ít oxygen)
Hiện tượng này làm cho bột trong lương thực giảm dần, độ ẩm và nhiệt độ tăng lên (hiện tượng tự sinh nhiệt)
Khi to tăng tới một mức nhiệt độ thích hợp thì enzym oxydase hoạt động làm cho quá trình hô hấp mạnh thêm tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển thuận lợi cho các enzym thủy phân ngũ cốc sẽ phân giải các chất dinh dưỡng trong ngũ cốc làm cho ngũ cốc bị hư hỏng (lên men chua, lên men rượu).
Sau 18 ngày, khoai lang bảo quản ở điều kiện không khí bình thường, trọng lượng giảm do thoát hơi nước là 5,9%, tinh bột từ 52,01% giảm xuống còn 31,13%. Hàm lượng đạm, vitamin đều giảm rõ rệt.
Vì vậy, để bảo quản tốt củ, quả tươi cần phải tạo điều kiện để: - Làm giảm lượng nước thất thoát do sự thoát hơi nước - Giảm bớt sự hô hấp
- Hạn chế hiện tượng nảy mầm
Nhằm đảm bảo quá trình phân hủy tinh bột thành đường và sự tổn thất các chất dinh dưỡng trong củ quả ở mức độ tối thiểu nhất, điều kiện bảo quản cần thực hiện: nhiệt độ 13-160C, độ ẩm 70-80%, hạn chế sự hiện diện của ánh sáng (hạn chế hiện tượng nảy mầm)
5.2.5. Sự nảy mầm của hạt khi bảo quảna. Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện a. Để hạt nảy mầm cần phải có ba điều kiện
- Hạt phải còn khả năng nảy mầm tức là phôi của hạt còn sống và có khả năng nảy mầm.
- Hạt phải được đặt trong môi trường có điều kiện thuận lợi: đủ nước, nhiệt độ thích hợp, có nguồn cung cấp oxygen và đôi khi phải có ánh sáng thích hợp.
- Phải vượt qua được bất cứ điều kiện tạo sự ngủ hiện diện bên trong hạt. Tránh các điều kiện ngoại cảnh bất lợi dẫn đến sự ngủ.