CHƯƠNG 4 : LIPID
4. Sự chuyển hóa lipid (do enzyme)
Câc enzyme thủy phđn acyl lipid có mặt trong nhiều thực phẩm vă vi sinh vật. Sự thủy phđn lipid (để giải phóng câc acid bĩo mạch ngắn < C14) trong chất bĩo của sữa tươi lăm ảnh hưởng đến mùi của sữa vă lă phản ứng không mong muốn. Tuy nhiín sự thủy phđn chất bĩo xuất hiện trong q trình chín phomai lại tạo ra mùi đặc trưng cho sản phẩm. Sự thủy phđn nhẹ chất bĩo của sữa cũng cần thiết cho quâ trình sản xuất kẹo chocolate.
Câc acid bĩo không no như linoleic vă linolenic, được giải phóng ra trong q trình thủy phđn hay ở dạng nhũ hóa có ảnh hưởng khơng tốt đến hương vị thực phẩm do chúng gđy nín cảm giâc đắng khĩt. Ngoăi ra, chúng còn dễ bị phđn hủy bởi q trình tự oxy hóa hay bởi enzyme oxy hóa để tạo ra câc hợp chất có mùi khó chịu. Trong rau củ vă trâi cđy, quâ trình oxy hóa bằng enzyme cũng thường gắn liền với q trình thủy phđn, đặc biệt khi câc mô bị cắt hay nghiền. Hiện tượng thủy phđn bằng enzyme một lượng nhỏ acyl lipid cũng không trânh khỏi khi nghiền câc hạt có dầu, vă bởi việc tạo ra câc acid bĩo tự do sẽ tăng cường quâ trình tạo bọt nín chúng cần phải được loại bỏ trong quâ trình tinh luyện dầu mỡ.
* Enzyme lipase:
Lipase có hoạt tính ở bề mặt phđn pha nước/lipid vă chỉ thủy phđn chất bĩo đê nhũ hóa. Lipase khâc với câc enzyme esterase khâc ở điểm, esterase chỉ thủy phđn câc ester tan trong nước như triacyl-glycerol.
Lipase có nhiều trong sữa, câc hạt có dầu (đậu nănh, đậu phọng), ngũ cốc (lúa mạch, yến mạch), trong trâi cđy vă rau, trong hệ thống tiíu hóa của động vật vă nhiều loại vi sinh vật.
Lipase có thể thủy phđn cả ba liín kết ester trong triacylglycerol hoặc chỉ thủy phđn một số liín kết ester nhất định giữa gốc –OH vă câc gốc acyl trong phđn tử acyl lipid.
83
Phđn tử pancreatic lipase (lipase tuyến tụy) có đầu kị nước gắn với giọt dầu nhờ tương tâc kỵ nước, cịn tđm hoạt động của enzyme thì gắn với phđn tử cơ chất. Tại tđm hoạt động có câc acid amin Ser, His vă Asp có vai trị tham gia văo việc cắt câc liín kết ester. Hoạt tính của lipase được tăng cường bởi ion Ca2+, câc acid bĩo tự do tạo ra sẽ kết hợp với ion calcium để tạo thănh muối không tan.
Lipase của sữa cũng tương tự như lipase tuyến tụy. Câc lipase thu được từ vi sinh vật thường có độ bền nhiệt cao. Lipase năy có thể gđy ra những hư hỏng vă lăm giảm chất lượng sữa bột trong q trình bảo quản.
Hoạt tính lipase trong thực phẩm khơng hoăn toăn dự đôn được độ bền của thực phẩm trong q trình bảo quản. Tính đặc hiệu cơ chất của lipase rất khâc biệt nín câc acid bĩo tự do tạo ra trong quâ trình thủy phđn rất khó xâc định. Ngưỡng giâ trị cảm nhận mùi vă vị của câc acid bĩo cũng thay đổi rất khâc nhau nín ảnh hưởng của lipase lín mùi của thực phẩm cũng rất khâc biệt. Nói câch khâc rất khó dự đơn khi năo thì thực phẩm sẽ có mùi ơi nếu chỉ dựa trín hoạt tính của lipase. Câc thơng tin chính xâc chỉ có được khi định lượng câc acid bĩo tạo ra trong quâ trình bảo quản bằng sắc ký khí.
4.1. Sự ơi hóa
Sự ơi hóa do phản ứng oxy hóa – khử
* Cơ chế q trình oxy hóa:
Sự tự oxy hóa chất bĩo lă phản ứng dđy chuyền được khởi đầu bằng sự tạo thănh câc gốc tự do từ câc phđn tử acid bĩo.
- Giai đoạn khởi đầu: RH + O2 –>Ro + oOOH RH –> Ro+ Ho
Bước khởi đầu năy có thể được xúc tâc bởi một số yếu tố như: oxy, ânh sâng (tia UV), nhiệt lượng, vă cả câc ion kim loại của Fe, Cu...
- Giai đoạn lan rộng:
Ro + O2 –> ROOo (gốc peroxide)
ROOo + R’H –> R’o + ROOH (hydroperoxide) - Giai đoạn kết thúc:
ROOo + ROOo — > ROOR + Oo ROOo + Ro –> ROOR
Ro + Ro –> R-R
Những phản ứng năy xúc tâc cho câc phản ứng khâc. Sự tự oxy hóa lipid được gọi lă phản ứng gốc tự do. Khi câc gốc tự do phản ứng với nhau, câc sản phẩm không gốc tự do sẽ tạo thănh vă phản ứng kết thúc.
84
Ngoăi hiện tượng tự oxy hóa, lipid cịn có thể bị oxy hóa bằng enzyme lipoxygenase.
Câc thănh phần acid bĩo không no như acid oleic, linoleic, linolenic của lipid chứa nhiều nối đơi nín rất dễ bị oxy hóa để tạo ra câc hydroperoxyde (ROOH) để sau đó lại tiếp tục bị phđn hủy thănh rất nhiều hợp chất khâc nhau. Vì thế, trong điều kiện bảo quản thơng thường, câc acyl lipid khơng no có thể được coi lă hợp chất khơng bền.
Có 2 q trình xảy ra với câc chất bĩo không no vă đều tạo ra câc hydroperoxyde: sự tự oxy hóa (autooxydation hay peroxydation) vă oxy hóa dưới tâc động của enzyme lipoxygenase.
Q trình peroxide hóa lipid (lipid peroxydation) tạo ra rất nhiều câc hợp chất bay hơi vă khơng bay hơi. Vì một số chất bay hơi có mùi với cường độ mạnh nín sự oxy hóa chất bĩo có thể được nhận thấy cả ở những thực phẩm có hăm lượng chất bĩo khơng no thấp, hay thực phẩm chỉ một lượng nhỏ lipid bị oxy hóa.
Những thay đổi mùi của thực phẩm do sự oxy hóa chất bĩo khơng no thường khơng được người tiíu dùng chấp nhận, với câc cảm giâc mùi ơi, tanh, mùi kim loại, mùi giấy bồi, hay mùi thực phẩm cũ, ơi thiu... Tuy nhiín, câc hợp chất bay hơi trong q trình oxy hóa chất bĩo ở trâi cđy vă rau củ, ở nồng độ thấp hơn ngưỡng tạo nín mùi khó chịu lại giúp trâi cđy có mùi thơm, hay trong một số trường hợp giúp che bớt những mùi không mong muốn từ thực phẩm chứa dầu mỡ.
4.2. Sự oxy hóa câc chất bĩo trong cơ thể sinh vật
Tính chất vă mức độ của sự chuyển hóa chất bĩo trong q trình chế biến thức ăn phụ thuộc văo nhiều yếu tố như: nhiệt độ, thời gian đun nóng, diện tích tiếp xúc bề mặt chất bĩo với nước vă sự có mặt của câc chất có khả năng tâc dụng tương hỗ hóa học với chất bĩo.
* Chuyển hóa khi nấu
Trong quâ trình nấu câc sản phẩm động vật, chất bĩo chứa trong chúng sẽ bị nóng chảy. Mức độ nóng chảy phụ thuộc văo nhiệt độ nóng chảy của từng loại mỡ như: - Mỡ bò: 42 – 530C. - Mỡ gă: 33 – 400C. - Mỡ heo: 28 – 540C. - Mỡ ngỗng: 26 – 340C. - Mỡ thỏ: 500C.
85
Khi nấu, chất bĩo chuyển dần từng phần nhỏ từ sản phẩm văo nước theo mức độ nóng chảy của nó. Lượng chất bĩo được tâch ra từ những sản phẩm khâc nhau khi nấu thường chính lệch nhau nhiều, phụ thuộc văo:
- Hăm lượng vă tính chất sắp xếp của chất bĩo trong sản phẩm. - Thời gian nấu.
- Kích thước của sản phẩm.
Lượng mỡ sau khi tâch từ sản phẩm đem nấu văo nước, phần lớn tập hợp lại trín bề mặt nước vă chỉ có một phần nhỏ bị nhũ tương hóa, nghĩa lă mỡ bị phđn tân trong nước dưới dạng hình cầu rất nhỏ.
Sự nhũ tương hóa khi nấu thịt vă xương lă một hiện tượng ta khơng muốn có bởi vì sự có mặt của chất bĩo nhũ tương sẽ lăm cho nước dùng vẫn đục. Ngoăi ra, do kết quả của sự nhũ tương hóa nín bề mặt tiếp xúc của chất bĩo với nước sôi sẽ tăng mạnh, vă do đó tạo điều kiện thuận lợi hơn cho sự phđn giải mỡ. Qua sự phđn giải năy, câc acid bĩo được hình thănh chủ yếu lă acid stearic vă palmitic. Kết quả lă nước dùng có vị khơng ngon vă hấp thụ vị mỡ. Khi lượng mỡ bị nhũ tương hóa căng nhiều thì tính chất cảm quan của nước dùng căng giảm.
* Chuyển hóa khi rân
Chất bĩo dùng để rân có thể dùng mỡ động vật hay dầu thực vật, nhiệt độ rân cao hay thấp chủ yếu phụ thuộc văo loại chất bĩo sử dụng, văo yíu cầu sản phẩm đem rân... nói chung, nhiệt độ rân thường duy trì trong khoảng 140 – 1500C.
Nhiệt độ rân cao hơn bình thường lă khơng cần thiết mă có thể cịn khơng có lợi. Vì khi đó, chất bĩo dễ bị phđn hủy, biểu hiện đầu tiín của sự phđn hủy mạnh chất bĩo lă hiện tượng sinh khói. Câc loại chất bĩo khơng có nhiệt độ sinh khói nhất định, phụ thuộc văo nhiều yếu tố:
- Bản chất của chất bĩo.
- Hăm lượng acid bĩo tự do căng nhiều, nhiệt độ sinh khói căng thấp. - Diện tích bề mặt dùng để đun nóng căng lớn thì nhiệt độ sinh khói căng
giảm.
- Mức độ đun nóng ban đầu: dầu mỡ đun nóng nhiều lần thì nhiệt độ sinh khói thấp hơn lần đầu tiín.
Trong q trình đun nóng, do nhiệt độ của chất bĩo được nđng cao nín lăm cho độ nhớt của chúng giảm đi nhiều. Độ nhớt giảm lăm cho chất bĩo ngấm văo câc sản phẩm đun rân dễ dăng hơn.