Bài giảng Chương 2 - Công nghệ sinh học trong tạo nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm

Chia sẻ: 8 8 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Thêm vào BST

Báo xấu

127
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cùng tìm hiểu các vấn đề chính về tài nguyên sinh học, những vấn đề về nguyên liệu cho chế biến thực phẩm, công nghệ sinh học cổ điển tạo nguyên liệu cho chế biến thực phẩm, công nghệ sinh học hiện đại tạo nguyên liệu cho chế biến thực phẩm,... được trình bày trong bài giảng Chương 2 - Công nghệ sinh học trong tạo nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm. Hy vọng đây sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 2 - Công nghệ sinh học trong tạo nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm

CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TẠO NGUỒN NGUYÊN LIỆU CHO CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
1. Tài nguyên sinh học 1.1 Phân loại thực phẩm theo tài nguyên sinh học Thực vật Các nguồn khác TNSH Động vật Vi sinh vật
TÀI NGUYÊN ĐỘNG VẬT ĐẶC TRƢNG DINH DƢỠNG Động vật Có hàm lƣợng cao các protein chất lƣợng tốt Trứng Cholesterol trong lòng đỏ cao Các sản phẩm từ sữa Chất béo bảo hoà cao Calcium cao (trừ bơ) Lactose (một số cá nhân không hấp thu đƣợc đƣờng này) Cá nƣớc ngọt Cá nƣớc ngọt ít Na hơn cá biển. Nhiều acid béo thiết Cá biển yếu. Nghêu, sò, hến Cung cấp cholesterol với mức độ tƣơng tự nhƣ cá, nhƣng cho nhiều acid béo thiết yếu hơn. Nhiều nguyên tố vi lƣợng, nhƣng đôi khi nhiễm kim loại nặng. Động vật giáp xác (ví dụ: tôm sú, tôm Nhiều cholesterol hơn cá, nhiều acid béo thiết yếu. hùm) Động vật ăn cỏ Hàm lƣợng sắt cao. Hàm lƣợng chất béo bảo hoà cao. Động vật dạ dày đơn, đã đƣợc thuần Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ. hoá (vd: heo) Động vật dạ dày đơn, chƣa đƣợc thuần Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ. hoá (vd: Kangaroo, thỏ)
Gia cầm (thuộc giống chim) Thƣờng ít chất béo. Thịt từ các cơ quan động vật: Gan Là nguồn tài nguyên tốt về vitamin và đa số nguyên tố. Hàm lƣợng cholesterol cao. Hàm lƣợng acid amin cao. Óc Hàm lƣợng cholesterol cao. Các cơ quan khác (thận, tim, ruột) Hàm lƣợng cholesterol cao. TÀI NGUYÊN THỰC VẬT Thực vật nói chung Đều có chứa các sợi ăn đƣợc, chứa Ca nhiều hơn Na. Rau quả: Củ (cà rốt, khoai tây, khoai lang…) Hàm lƣợng tinh bột cao. Hàm lƣợng vitamin C vừa phải và hàm lƣợng vitamin A cao trong các loại có màu vàng cam. Lá xanh Carotene, vitamin K cao. Họ bầu, bí Carotene cao (nếu có màu vàng cam) Hoa Hàm lƣợng vit C cao. Thân (vd: cần tây, hành) Cung cấp năng lƣợng thấp.
Cà chua Năng lƣợng thấp và hàm lƣợng vit C vừa phải. Ớt Năng lƣợng thấp, vit C cao. Các loại đậu Hàm lƣợng tinh bột cao. Số lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là methionin. Ngũ cốc và hạt Chứa các sợi ăn đƣợc giàu pentosan là chất có vai trò chủ yếu trong chức năng của ruột. Hàm lƣợng tinh bột cao. Hàm lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là lysin. Bắp Thiếu 2 amino acid thiết yếu (lysin và tryptophan) và vitamin nhóm B (niacin).
Trái cây: Họ cam chanh Giàu pectin, có đặc điểm làm keo tụ. Hàm lƣợng vit C cao và folacin vừa phải. Quả cứng (mận, đào, mơ…) Hàm lƣợng caratene vừa phải, vit C thấp. Lê và táo Thành phần chủ yếu là nƣớc, crbonhydrate và sợi, ít vit. và chất khoáng. Quả nhiệt đới (xoài) Hàm lƣợng carotene, vit. C cao, giàu pectin. Quả mọng (dâu) Vit. C cao. Hạt (đậu, cà phê) Năng lƣợng cao, nhiều loại acid béo với hàm lƣợng cao, hàm lƣợng protein vừa phải. CÁC CHẤT NGỌT Các chất tạo ra đƣờng Cung cấp năng lƣợng cao, dinh dƣỡng thấp.
VI SINH VẬT Vi sinh vật đất Tạo ra vit 8-12; ngƣời ăn chay thƣờng thiếu các vitamin này. Nấm men Tạo ra nhiều loại vitamin và các nguyên tố vi lƣợng, hàm lƣợng acid nucleic cao. Nƣớc uống lên men Hàm lƣợng dinh dƣỡng tuỳ thuộc vào nguồn carbohydrate dùng trong quá trình chế biến; có độ rƣợu. Thực phẩm lên men Hàm lƣợng amino acid cao, Na có thể cao. CÔN TRÙNG Phần thân thể côn trùng Hàm lƣợng protein cao. Mật ong Hàm lƣợng đƣờng đơn cao. NƢỚC Nƣớc Không cung cấp năng lƣợng, hàm lƣợng nguyên tố khoáng thay đổi. ĐẤT Thƣờng là do nhiễm bẩn thức ăn Có nhiều nguyên tố và vi sinh vật.
1.2 Các chất phụ gia thực phẩm • Phụ gia thực phẩm là những cơ chất đƣợc thêm vào với mục đích cải thiện vẻ ngoài cho bắt mắt hơn, vị ngon, kết cấu, quá trình chế biến hay thời gian dự trữ thực phẩm. Trong đa số quốc gia, việc dùng chất phụ gia thực phẩm đƣợc chi phối bởi nhiều quy định. Chỉ những chất phụ gia đƣợc phép mới đƣợc dùng và tiếp theo là loại phụ gia nào đƣợc dùng cho loại thực phẩm nào với nồng độ tối đa đƣợc xác định. • Trƣớc khi một chất phụ gia đƣợc chứng nhận là đƣợc dùng cho thực phẩm thì nó phải đƣợc xác nhận là an toàn và phải không có sản phẩm tƣơng tự đƣợc sản xuất mà không cần dùng chất phụ gia đó. • Khi phụ gia thực phẩm đƣợc dùng, trên nhãn hiệu hàng hoá phải ghi rõ điều này bằng tên hoá học hay tên của lớp. Trong đa số trƣờng hợp, tên lớp mô tả chức năng của phụ gia trong thực phẩm.
PHÂN LOẠI PHỤ GIA THỰC PHẨM Anti-caking agents Food acids Antioxidants Flavour enhancers Artificial sweetening Humectants (chất làm ẩm) substances Minerals Bleaching (tẩy trắng) agents Mineral salts Colours Preservatives Emulsifiers Propellants (Tác nhân đẩy) Enzymes Thickeners (Chất làm đặc) Flavours Vegetable gums Flour treatment agents Vitamins
SỬ DỤNG CHẤT PHỤ GIA THỰC PHẨM NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Tác nhân chống vón cục Salt, milk powder in drink- (e.g. sodium alumino silicate). dispensing machines. Added to finely powdered and crystalline foods to prevent lumping. Chất chống oxy hoá Edible oils and fats, margarine, (e.g. butylated hydroxyanisole). 'instant' potato, dehydrated Preservatives to retard development vegetables. of rancidity and discolouration. Tác nhân tẩy trắng Flours, bread. (e.g. chlorine dioxide). Added to flour to lighten its colour and improve bread-making.
NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Màu Pastry products, cake, cheese, (e.g. tartrazine). confectionery, cordials, dessert mixes, To improve appearance and reinforce flavoured milk, fruit-flavoured drinks, flavour. spreads and fillings, fruit yoghurt, ice cream, icing mixture, jams, jellies, margarine, pickles, sauces, soft drinks. Chất tạo nhũ, chất làm đặc Biscuits, bread, cake, canned meats, (e.g. glyceryl monostearate). confectionery, thickened cream, instant To improve consistency, impart body potato, dessert mixes, flavoured milk, and stabilize air/oil/water mixtures. fruit drinks, fruit yoghurt, ice cream, imitation cream, margarine, mayonnaise, peanut butter, salad dressings, soups. Chất tạo hƣơng vị và tăng cƣờng Pastry products, cheese, chocolate, hƣơng vị confectionery, cordials, dessert mixes, (e.g vanillin). flavoured milk, ice cream, imitation To impart taste and/or aroma to food cream, jellies, manufactured meats, soft drinks, margarine, pickles. The most widely used flavour enhancer, MSG (monosodium glutamate) is used in prepared meat/fish dishes, packet soups and many canned foods.
NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Acid thực phẩm Pastry products, cake, cheese, cider, (e.g. citric acid) confectionery, jellies, cordials, Give sour or tart taste, aid desserts, pickles, fruit drinks, jams, preservation modify other flavours, sauces, mayonnaise, salad dressings, soft drinks, soups, spreads. Chất tạo ẩm Pastry products, cake, confectionery, (e.g. glycerol) fruit spreads and fillings, almond Help to retain a soft consistency icing, sweetened coconut. during storage. Chất bảo quản Pastry products, bread, canned fruit, (e.g. benzoic acid) canned meat products, cheese, Prevent the growth of moulds, cordials, cured meat,'instant' potato, yeasts and bacteria. flour, fruit drinks, fruit salad, pickles, sausages, soft drinks, tomato juice.
2. Những vấn đề về nguyên liệu cho chế biến thực phẩm
2.1 Những ứng dụng của công nghệ sinh học trong quá trình chế biến thực phẩm Công nghệ sinh học bao gồm nhiều kỹ thuật có thể đƣợc ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp. Những kỹ thuật đó bao gồm: biến đổi gen, chuyển gen, chuyển phôi, tạo các dạng tam bội…Nó cũng bao gồm cả những kỹ thuật dùng để thu hái nguyên liệu thô từ mùa vụ, từ đánh bắt hải sản và từ vật nuôi. Điều này đƣợc quan tâm vì nó rất quan trọng đối với việc an toàn thực phẩm. - Mục tiêu của công nghệ sinh học thực phẩm là chọn lọc và cải tiến chủng vi sinh vật nhằm có thể điều khiển quá trình, nâng cao sản lƣợng, chất lƣợng, an toàn và ổn định sản phẩm. Vi sinh vật dùng trong CNSH TP gồm cả vi khuẩn, nấm men và nấm mốc.
- Lên men là quá trình chuyển hoá sinh học những chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hay enzyme vi sinh vật, thực vật hay động vật. Lên men là dạng được dùng lâu đời nhất để bảo quản thực phẩm. Những thực phẩm lên men như phô mai, rượu vang, bánh mì…đã được tiêu thụ hàng ngàn năm nay và có liên quan đến văn hoá và truyền thống của các quốc gia dân tộc. Ước tính thực phẩm lên men chiếm 1/3 trong thực phẩm toàn cầu.
Lên men được ứng dụng rộng rãi trong việc bảo quản các chất liệu từ nông nghiệp (ngũ cốc, rễ, củ, rau quả, sữa, thịt, cá…). Nhiều sản phẩm đã được đưa ra thị trường và chiếm thị phần lớn như phô mai, yogurt, sữa lên men, nước tương… Ở các nước phát triển, thực phẩm lên men được đông đảo người tiêu dùng chấp nhận vì tính an toàn của nó do quá trình lên men được điều khiển nghiêm nhặt. Trong khi đó, một số quá trình lên men truyền thống lại không được kiểm soát và phụ thuộc vào vi sinh vật từ môi trường cũng như cơ chất dùng cho lên men. Những quá trình như thế dẫn đến sản lượng thấp và chất lượng không ổn định.
2. 2 Hiện trạng của công nghệ sinh học thực phẩm 2.2.1 Công nghệ sinh học dùng trong thực phẩm lên men: • Vi sinh vật là yếu tố trung tâm của hệ thống quá trình trong sự sản xuất thực phẩm lên men. Các chủng VSV có thể được cải tiến về mặt di truyền bằng cả phương pháp truyền thống cũng như các kỹ thuật hiện đại. Những tính chất được quan tâm trong quá trình cải tiến chủng VSV là nâng cao chất lượng về mùi, hương, vẽ ngoài, kết cấu, tính ổn định, kháng vi rút, khả năng tạo kháng sinh để ức chế những VSV không mong muốn. Trong nhiều nước phát triển, nghiên cứu còn tập trung vào khả năng phân giải hoặc bất hoạt các chất độc tự nhiên (vd: cyanogenic glucosides trong cây sắn), độc chất của nấm trong lên men ngũ cốc).
• Các phƣơng pháp truyền thống: gây đột biến gen, tiếp hợp (dùng cho vi khuẩn), phƣơng pháp lai dùng trong nấm men đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghệ bia và bánh mì. a) Gây đột biến gen Dùng các hoá chất gây đột biến hoặc tia UV để tạo ra những thay đổi trong bộ gen. Các chủng đột biến nhƣ thế sẽ tiếp tục đƣợc chọn lọc dựa trên những tính chất cơ bản nhƣ khả năng tạo màu hay kháng vi rút. Tuy nhiên, những đột biến này lại thƣờng có những biểu hiện không mong muốn có thể ảnh hƣởng đến quá trình lên men.
b) Sự tiếp hợp Đây là quá trình mà chất liệu di truyền đƣợc chuyển đến những loài VSV gần gũi do sự tiếp xúc lý học giữa thể cho và thể nhận. Sự trao đổi gen tiếp hợp cho phép chuyển cả gen nhiễm sắc thể và gen nằm trên plasmid. c) Sự lai Sự sinh sản hữu tính trong nấm men dẫn đến sự tái tổ hợp gen, nhờ đó có sự cải tiến giống trong nấm men. Ví dụ, sự giao phối giữa những chủng nấm men đơn bội có đặc diểm tách khí tốt với nấm men có đặc tính làm khô tốt sinh ra chủng mới tập hợp đƣợc cả hai đặc điểm trên.
• Phƣơng pháp phân tử a) Biến đổi gen Phƣơng pháp DNA tái tổ hợp đƣợc dùng trong biến đổi gen ở vi khuẩn, nấm men và nấm mốc để biểu hiện đƣợc những gen mong muốn, che dấu những gen. Những ứng dụng thành công trong biến đổi gen dùng cho CNSH thực phẩm đòi hỏi sự phát triển và sử dụng các vector dùng cho thực phẩm tức là những plasmid không chứa những gen kháng kháng sinh nhƣ là các gen đánh dấu gồm các trình tự DNA từ các VSV đƣợc xác định là an toàn. Nấm men biến đổi gen ứng dụng trong làm bánh mì và bia đã đƣợc chấp nhận cho sử dụng đã cho thấy sử dụng tốt hơn nguồn carbon hydrat. Tuy nhiên không có chủng nào đƣợc thƣơng mại hoá.