Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 8: Chất mùi thực phẩm

Chia sẻ: HaoAsakura HaoAsakura | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 8: Chất mùi thực phẩm cung cấp cho học viên những kiến thức về chất thơm (aroma substances); mùi tạp (off flavor); tinh dầu (chất thơm tự nhiên); phương pháp khai thác tinh dầu; các chất mùi tạo thành trong quá trình chế biến;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học hóa sinh thực phẩm - Chương 8: Chất mùi thực phẩm

HÓA HỌC HÓA SINH THỰC PHẨM Author: Hirotoshi Tamura, Susan E. Ebelet, Kikue Kubota, Gary R. Takioka Hardcover: 304 pages Publisher: Oxford University Press, USA Press: (September 19, 2008) CHÖÔNG 8 CHAÁT MUØI TP Author: Chi Tang Ho, Cynthia Mussinan, Fereidoon Shahidi, helen T.Contis,… Hardcover: 474 pages Publisher: Royal Society of Chemistry Press: 1st edition (June 8, 2010) 1 2 CHẤT THƠM (AROMA SUBSTANCES) CHẤT THƠM (AROMA SUBSTANCES) Các chất thơm có cấu tạo gần giống nhau, mùi có thể hoàn toàn khác nhau; cấu tạo hoàn toàn khác nhau có thể tạo mùi giống nhau Hợp chất tạo ra mùi thơm cho sản phẩm, hàm lượng thấp (10–15ppm) Chất thơm thực phẩm = flavor = hương vị Đặc trưng chất mang mùi: cường độ mùi và nồng độ mùi Nhóm chức tạo mùi: aldehyde, ceton, ester, hydroxyl, trimethylamyl,… Nguyên tố tạo mùi: S, N, Fe, Zn, Cu, P, As, Se…. Một chất có thể làm mạnh hơn hoặc mất mùi chất khác (trợ hương) Trinitrobuthyltoluen + quininsulfate không mùi (mùi xạ hương) Nồng độ khác nhau tạo mùi khác nhau Fufurol: đậm đặc hôi khó chịu; loãng mùi mật ong Ionon: đậm đặc mùi gỗ bá hương; loãng mùi hoa Violet 3 4
NGƯỠNG CẢM GIÁC NGƯỠNG NHẬN MÙI Cơ quan nhận mùi Ngưỡng cảm giác: Giá trị của một kích thích cảm giác cần Mũi: màng nhầy khứu giác + lông mao (đổi mới sau 24h) + tế bào thiết để đạt được một cảm giác đặc trưng nào đó, được đo bằng khứu giác có các rãnh khe gắn trên lông mao nồng độ của chất gây kích thích trên một chất mang nào đó Họng: tế bào khứu giác Ngưỡng phát hiện: nồng độ cần thiết của hợp chất để gây ra cảm Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nhận mùi giác mùi Nồng độ chất bay hơi chứa trên bề mặt chất mang Ngưỡng xác định: nồng độ nhỏ nhất của hợp chất cho phép xác Tốc độ dòng khí được hít vào mũi định bản chất của mùi Số lông mao nhận cảm Ngưỡng phân biệt: độ chênh lệch nồng độ nhỏ nhất của chất mùi để có thể nhận biết sự khác nhau Ngöôõng nhaän muøi (NNM) trong dung dòch nöôùc ôû 20oC, mg/L Ngưỡng cuối cùng: giá trị tối đa của nồng độ chất mùi mà nếu Hôïp chaát NNM Hôïp chaát NNM Hôïp chaát NNM vượt qua nó khả năng nhận mùi không tăng nữa Ethanol 100 Furfural 3 Linalool 0,006 Maltol 35 Vanilline 0,02 Methylthiol 0,00002 Hexanol 2,5 Limonen 0,01 Menthen – 8 thiol 0,00000002 5 6 MÙI TẠP (OFF FLAVOR) PHÂN LOẠI Theo nguoàn goác Khoâng coù saün trong thaønh phaàn höông cuûa NL hay SP Höông töï nhieân Bò nhieãm töø ngoaøi vaøo theo nhieàu nguyeân nhaân - Ñoäng vaät, thöïc vaät, vi sinh vaät Noàng ñoä coù theå taêng daàn theo thôøi gian - Khoâng ñoäc haïi, cöôøng ñoä thaáp, khoâng oån ñònh Gaây bieán ñoåi hoaëc taêng giaûm muøi coù saün Höơng toång hôïp - Toång hôïp baèng pp hoùa hoïc nhöõng hôïp chaát coù Nöôùc cam Terpen Limonen bò oxy hoùa thaønh carvon baûn chaát hoùa hoïc gioáng höông lieäu töï nhieân Söõa OÂi Oxyhoùa do aùs methionin thaønh methional - Toång hôïp chaát coù muøi môùi baèng pp hoùa hoïc Boät söõa Ñaäu Linoleic bò ozone hoùa thaønh nonenal - Ñoä ñoäc haïi cao, cöôøng ñoä muøi cao, oån ñònh Bia OÂi Phaûn öùng quang phaân humulone Höông taïo thaønh trong quaù trình cheá bieán - Chieân, nöôùng, leân men, gia nhieät, oxy hoùa, ester hoùa,… 7 8
PHÂN LOẠI TINH DẦU (CHẤT THƠM TỰ NHIÊN) Tinh dầu và nhựa là các chất dễ bay hơi có mùi thơm trong cây cỏ, chứa trong hoa, lá, trái cây, vỏ, hạt, và rễ. Tinh dầu tập trung ở tuyến tinh dầu (chanh, tắc,…) Theo baûn chaát hoùa hoïc Nhựa tồn tại ở các ống nhựa (cao houblon) - tinh daàu, nhöïa: terpen - Caùc chaát khaùc: ester, alcohol, aldehyde, …. Tính chất tinh dầu o Là chất lỏng linh động, màu sắc, mùi, vị tùy thuộc nguyên liệu. Theo thaønh phaàn hoùa hoïc - Ñôn höông o Tan tốt trong dung môi không phân cực, tan rất ít trong nước - Toå hôïp höông o Nhiệt độ bay hơi thấp o Đa số tinh dầu có tỷ trọng thấp hơn tỷ trọng của nước o Có nhiều nối đôi và những nhóm chức dễ bị oxy hóa, không bền với nhiệt độ và các tác nhân oxy hóa khác 9 10 TINH DAÀU TINH DAÀU Phương pháp khai thác tinh dầu Thành phần hóa học Isopren = 2-methylbuta-1,3-diene (C5H8) 1. Chưng cất lôi cuốn hơi nước Dẫn xuất aldehyd, acid, rượu, ceton của isopren Nguyên tắc: sục hơi nước qua nguyên liệu đã xay nhỏ, tinh dầu sẽ bị lôi Terpen = 2 isoprene (C10H16)n kéo theo và ngưng tụ cùng hơi nước, tách tinh dầu nhờ tỷ trọng Ưu: thiết bị dễ thiết kế, chi phí thấp. Nhược: tổn thất cao do chất thơm không ngưng tụ hết, một số chất thơm không bị lôi cuốn theo hơi nước, nhiệt độ cao các chất mùi bị biến đổi 11 12
CAÙC CHAÁT MUØI TÖÏ NHIEÂN CAÙC CHAÁT MUØI TÖÏ NHIEÂN Phöông phaùp khai thaùc tinh daàu Phöông phaùp khai thaùc tinh daàu 2. Ép, trích ly bằng dung môi 2. Trích ly baèng dung moâi Dung môi: ethanol, dầu ăn, CO2 siêu tới hạn Quá trình: xay nghiền (phá vỡ màng tế bào), ngâm (trích ly), chưng cất (loại dung môi) Ưu: chất lượng tinh dầu cao Nhược: thiết bị trích ly phức tạp và đắt tiền, phải chọn dung môi phù hợp thực phẩm, dung môi dễ bay hơi dễ cháy nổ, thất thoát tinh dầu 20-30%. Thiết bị trích ly bằng sóng siêu âm 13 14 CAÙC CHAÁT MUØI TÖÏ NHIEÂN CAÙC CHAÁT MUØI TÖÏ NHIEÂN Phöông phaùp khai thaùc tinh daàu Phöông phaùp khai thaùc tinh daàu 2. Trích ly baèng dung moâi “Hypercritical carbon dioxide extraction” appears to be an 3. Hấp phụ chất thơm improvement. Unlike the products produced by regular solvents (absolutes and concretes) the solvent (CO2) can be easily and totally removed, just by Chất hấp phụ: sáp, mỡ heo, than hoạt tính,… releasing the pressure in the extraction chamber. This process happens in “a closed chamber where the most volatile and most fragile fractions of the Nguyên tắc: trộn nguyên liệu xay với chất hấp phụ để một thời gian, fragrance and plant can be collected. The result of this type of extraction is an trích ly lại tinh dầu bằng cồn extract that is as close to the essence of the plant as can be found. Ưu: chất lượng tinh dầu gần như nguyên vẹn, ít lẫn tạp chất, hiệu quả trích ly cao, qui trình đơn giản, thực hiện ở nhiệt độ thường Nhược: thời gian kéo dài, chất hấp phụ khó tinh chế và bảo quản 15 16
TINH DẦU HỌ CITRUS TINH DẦU CHANH - LEMON Nguyên liệu: vỏ xanh của quả chanh già Tính chất vật lý: chất lỏng trong suốt đến vàng nhạt, mùi đặc biệt giống citral, vị đắng Thành phần Tỉ lệ % tinh dầu Limonene 50 – 71 γ-terpinene 7 – 10,5 β-pinene 8 – 12,7 α-pinene 1–2 Myrcene 1 – 2,5 Hằng số vật lý Giá trị Geranial 0,8 – 2,2 Tỉ trọng d20 0,846 – 0,854 α-tecpineol 1 – 1,4 Chiết suất n20D 1,402 – 1,476 Terpinen-4-ol 0,2 – 1,2 17 Độ quay cực α20D +56o – +66o 18 TINH DẦU HỌ CITRUS TINH DẦU HỌ CITRUS TINH DẦU CAM - ORANGE TINH DẦU QUÝT (MANDARIN) Nguyên liệu: vỏ cam Nguyên liệu: vỏ quýt Tính chất vật lý: chất lỏng trong suốt màu vàng, mùi cam, vị đắng Tính chất vật lý: chất lỏng màu vàng nhạt, mùi quýt ngọt Thành phần Tỉ lê % tinh dầu Limonene 6 – 9,4 γ-terpinene 20 Myrcene 0,7 – 2,37 Thành phần Tỉ lệ % tinh dầu α-pinene 1,5 – 2,3 β-pinene 1 – 2,03 Hằng số vật lý Giá trị Limonene 92,3 – 95,5 Hằng số vật lý Giá trị Terpinolene 0,4 – 1 Tỉ trọng d20 0,85 – 0,86 Myrcene 1,79 – 1,89 Tỉ trọng d20 0,846 – 0,856 Decanal 0,09 – 0,9 Chiết suất n20D 1,471 – 1,479 Linalyl acetate 0,81 – 0,89 Chiết suất n20D 1,472 – 1,479 α-tecpineol 0,1 – 0,44 Độ quay cực α20D +85o – +95o Aldehyde 1 – 1,7 Độ quay cực α20D +65o – +75o 19 Aldehyde 0,5 – 1,2 20
TINH DẦU HỌ CITRUS TINH DẦU HỌ HOA MÔI TINH DẦU BƯỞI (GRAPE FRUIT) TINH DẦU HỒI (ANISE) Nguyên liệu: vỏ, hoa bưởi Nguyên liệu: quả hồi Tính chất vật lý: tinh dầu hoa bưởi dạng lỏng màu vàng Tính chất vật lý: chất lỏng không màu hay màu vàng nhạt, rơm, mùi hoa bưởi. Tinh dầu vỏ bưởi dạng lỏng, màu tan trong cồn 90o với tỉ lê 1:2 lục nhạt, mùi gỗ nhẹ. Thành phần hóa học: trans-anethol (75–95%), cis- anethol (0,04%), tepineol, anise cetone, acid anisic, p-cymene, safrol,… Hằng số vật lý Giá trị Thành phần Tỉ lê % tdầu Tỉ trọng d20 0,978 – 0,990 Limonene 83 – 93 Chiết suất n20D 1,522 – 1,560 Hằng số vật lý Vỏ bưởi Hoa bưởi Myrcene 1,4 – 1,6 Độ quay cực α20D -2o – +1o Tỉ trọng d25 0,803 – 0,848 0,823 – 0,833 β-caryophyllen 0,2 – 2,7 Chiết suất n25D 1,468 – 1,470 1,4762 – 1,4806 Nookatone 0,1 – 1 Độ quay cực α25 D - 126o +11o Octanone 0,1 – 0,3 Chỉ số ester 13,62 Octanol 0,1 – 0,2 21 22 TINH DẦU HỌ HOA MÔI TINH DẦU HỌ HOA MÔI TINH DẦU BẠC HÀ (PEPPERMINT) TINH DẦU HƯƠNG NHU TRẮNG (BASIL) Nguyên liệu: lá, ngọn có hoa của cây bạc hà Phương pháp thu nhận: chưng cất lôi cuốn hơi Nguyên liệu: lá, hoa hương nhu nước Tính chất vật lý: Chất lỏng, màu vàng nhạt đến nâu, Tính chất vật lý: chất lỏng không màu đến vàng mùi đặc trưng của hương nhu trắng nhạt, mùi đặc biệt của bạc hà. Thành phần hoá học chính: eugenol (>60%) Thành phần hóa học: menthol : (>60%), terpene và đồng phân (menten, pinene, phellandrene, limonene, serquiterpen, menthofuran, coumarone. Hằng số vật lý Giá trị Hằng số vật lý Bạc hà Châu Âu Bạc hà Châu Á Tỉ trọng d20 0,980 – 1,010 Tỉ trọng d20 0,900 – 0,927 0,890 – 0,910 Chiết suất n20D 1,510 – 1,528 Chiết suất n20D 1,459 – 1,471 1,458 – 1,471 Độ quay cực 20 -20,2o – -15,6o Độ quay cực α20D -10o – -35o -18o – -32o D Eugenol Menthol 2-methoxy-4-(2-propenyl)phenol 23 24
TINH DẦU HỌ LONG NÃO TINH DẦU ĐỘNG VẬT TINH DẦU QUẾ (CIMANON) TINH DAÀU CAØ CUOÁNG Nguyên liệu: cành con, lá, vỏ Đà cuống/Sâu quế/Long sắt Tính chất vật lý: Chất lỏng không màu hay vàng nhạt, vị nóng, ngọt, mùi quế, tỷ trọng lớn hơn nước Lớp Insecta Thành phần hóa học: Vỏ: cinamaldehyde (65 – 95%) Họ Belostomatidae Lá : eugenol (70 – 95%) Bộ Cánh nửa Hemiptera Cinamaldehyde Eugenol Hằng số vật lý Vỏ quế Lá quế Tỉ trọng d15 1,020 – 1,040 1,043 – 1,066 o Cà cuống sống ở những nơi ao hồ, ẩm thấp, là loài ăn thịt, hút máu động vật, bản tính hung tợn. Chiết suất n20 D 1,581 – 1,591 1,530 – 1,540 Độ quay cực 20 D 1o – 0o 0o,10 – 2o,35 o Mùa giao phối, sinh sản: tháng 5 – 8, cà cuống cái mang trứng trên lưng. Thu hoạch cà cuống vào tháng 10 âm lịch. 25 26 TINH DẦU ĐỘNG VẬT TINH DẦU ĐỘNG VẬT TINH DAÀU CAØ CUOÁNG TINH DAÀU CAØ CUOÁNG Nguồn nguyên liệu: 2 bọng tinh dầu trên con đực (0,02mL/con) Thông số 2-hexenyl acetat 2-hexenyl butyrat Tính chất vật lý: chất lỏng, trong nhẹ hơn nước, rất dễ bay hơi, dễ cháy, oxy hóa mạnh, mùi thơm giống tinh dầu quế, vị đắng nhẹ CTPT C8H14O2 C10H18O2 CTCT Thành phần chính: 2-hexenol acetat, 2-hexenol butyrat + acid amin Có thể tổng hợp hữu cơ từ butyraldehyd và ethyl malonat / pyridin Tỷ trọng (250C) 0,898 g/mL 0.878 – 0.885 g/mL Nhiệt độ sôi 165-1660C 1900C Điểm cháy 580C Hằng số vật lý 2-hexenyl 2-hexenyl Độ hòa tan Không tan trong nước. Tan trong dung môi hữu cơ phân acetat butyrate cực (rượu….) Tỉ trọng d15 1,020 – 1,040 1,043 – 1,066 Chiết suất n20D 1,581 – 1,591 1,530 – 1,540 Độ quay cực 20 D 1o – 0o 0o,10 – 2o,35 27 28
TINH DẦU ĐỘNG VẬT TINH DAÀU CAØ CUOÁNG Công dụng tinh dầu cà cuống Pheromone: cà cuống đực tiết tinh dầu lôi kéo cà cuống cái Độc tố: liều cao sẽ gây ngộ độc, giúp cà cuống săn mồi, tự bảo vệ Dược tính: bổ thận, tráng dương, lợi tiêu hóa, kích thích thần kinh và gây hưng phấn bộ phận sinh dục Gia vị: tinh dầu cho vào nước mắm, nước chấm bánh cuốn, phở. Có thể ăn luôn cả con cà cuống (ẩm thực quốc tế) 29 30 CAÙC CHAÁT MUØI TAÏO THAØNH TRONG QUAÙ TRÌNH CHEÁ BIEÁN CAÙC CHAÁT MUØI TAÏO THAØNH TRONG QUAÙ TRÌNH CHEÁ BIEÁN Phản ứng Maillard Đường + acid amin → mùi nướng Phaûn öùng quinonamin Acid amin + polyphenol → acetaldehyd + phenylacetic + a.butyric+a. valerianic E. polyphenoloxydase Phản ứng Caramel Xaûy ra trong quaù trình saûn xuaát traø Đường + nhiệt độ nóng chảy → mùi đường khét 31 32
TỔ HỢP HƯƠNG TỔ HỢP HƯƠNG Chất nền Các phản ứng tạo tổ hợp hương Cấu tử giữ vai trò tạo mùi chính, có thể là đơn mùi; có thể là hỗn hợp nhiều đơn mùi Phản ứng giữa các hợp chất hương với dung môi (ethanol) Ionon (tử đinh hương), benzylacetate (nhài), ethylacetate (dầu chuối), limonene (tinh dầu citrus) Chất điều hương (chất trợ hương) Lượng nhỏ, tương tác với mùi nền làm tăng giảm mùi nền, giúp các đơn mùi hòa lẫn vào nhau, hài hòa, dễ chịu Thường có mùi khó chịu khi đứng một mình (Indol, scartol,…) Chất định hương Cố định mùi thơm bằng cách tác dụng và hấp phụ các phân tử mùi trên bề mặt, làm chúng khó bay hơi Thường là hợp chất cao phân tử (nhựa benzoic, musk, vanilline, … ) 33 34 TỔ HỢP HƯƠNG TỔ HỢP HƯƠNG Các phản ứng tạo tổ hợp hương Các phản ứng tạo tổ hợp hương Phản ứng ngưng tụ giữa các hợp chất hương Phản ứng oxy các hợp chất hương Phản ứng chuyển ester giữa các hợp chất hương 35 36
SỬ DỤNG CHẤT THƠM TRONG CBTP SỬ DỤNG CHẤT THƠM TRONG CBTP o Hương liệu tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm (tinh dầu hoặc Thaát thoaùt nguyên liệu chứa tinh dầu) Bay hôi laøm giaûm muøi thôm töï nhieân o Phụ gia bổ sung cho lượng chất thơm đã bị biến đổi hay bị bay hơi Caùc phaûn öùng laøm bieán ñoåi muøi töï nhieân (oxh) trong quá trình chế biến o Chất bảo quản chống vi sinh vật vì có tính kháng khuẩn (phitonxyde), chất bảo quản chống oxy hóa vì dễ bị oxy hóa. Baûo veä, boå sung, ñieàu chænh o Dược liệu nhờ tính kháng khuẩn và chống oxy hóa Tìm bieän phaùp baûo veä höông töï nhieân ñaëc tröng cho NL Boå sung chaát thôm cho sphaåm hoaëc ñieàu khieån caùc pöùng trong quaù trình cheá bieán taïo ra nhöõng höông thôm Yeâu caàu vieäc söû duïng höông lieäu thöïc phaåm Khoâng gaây ñoäc haïi cho ngöôøi söû duïng Tuaân thuû haøm löôïng cho pheùp cuûa boä Y Teá veà phuï gia Phuø hôïp vôùi saûn phaåm 37 38 SỬ DỤNG CHẤT THƠM TRONG CBTP Biến đổi chất thơm Do thành phần nguyên liệu (thịt, cá, rau, trái, gia vị) Quá trình nhiệt (nấu, chần hấp, chiên, nướng, sấy) Các phản ứng giữa các thành phần (thủy phân, ester hóa, oxy hóa, hydrate hóa, đồng phân, ngưng tụ,…. Thất thoát chất thơm (bay hơi) Quá trình nhiệt (nấu, chần hấp, chiên, nướng, sấy) Điều kiện thiết bị Bảo vệ chất thơm Tìm bieän phaùp baûo veä höông töï nhieân ñaëc tröng cho NL Boå sung chaát thôm cho sphaåm hoaëc ñieàu khieån caùc pöùng trong quaù trình cheá bieán taïo ra nhöõng höông thôm 39 40