Bài giảng Hóa sinh thực phẩm 1: Chương 8 - ThS. Phạm Hồng Hiếu

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

129
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 8 giới thiệu đến người học về cấu tạo và tính chất của một phân tử rất quen thuộc và quan trọng trong cuộc sống, đó chính là nước. Trong chương này sẽ trình bày về cấu trúc phân tử nước, tính chất của nước, trạng thái của nước trong thực phẩm, hoạt độ của nước và đường đẳng nhiệt hấp thụ, ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa sinh thực phẩm 1: Chương 8 - ThS. Phạm Hồng Hiếu

 Nhào rửa nguyên liệu  Nước giữ vai trò quan  Vận chuyển và xử lý trọng trong đời sống nguyên liệu  Là thành phần chính của cơ thể và của sản phẩm thực phẩm  Là môi trường cũng là một thành phần của các phản ứng hoá sinh ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 1 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 2  Đảm bảo giá trị cảm quan của sản phẩm Chương 8: NƯỚC  Tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, lên men 1. Cấu trúc phân tử nước  Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt 2. Tính chất của nước 3. Trạng thái của nước trong thực phẩm 4. Hoạt độ của nước và đường đẳng nhiệt hấp thụ 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 3 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 4 1. Cấu tạo của nước  Ở thể rắn, trong nước đá, các phân tử  Ở thể hơi nước ở dạng đơn phân (monomer) nước được sắp xếp thành mạng lưới tinh thể và mỗi phân tử nước được bao quanh bởi 4 phân tử nước khác, với liên kết hydro ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 5 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 6 1
2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC  Ở trạng thái lỏng, cấu trúc tứ diện vẫn được 2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN: duy trì cục bộ và tồn tại đồng thời với nước  Solvat hoá các ion: do tính phân cực mạnh, nên các dạng phân tử có mật độ lớn phân tử nước liên kết với các ion của chất tan, tạo thành lớp vỏ hydrat  Ví dụ: bao quanh K+, Na+ là 6 phân tử nước và Cl- là 2 phân tử nước ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 7 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 8 2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 2.2 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC: 2.1 PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CHẤT TAN:  Một số dẫn suất của lipid : xà phòng, phospholipid, muối mật…là chất lưỡng cực, trong phân tử có đồng thời nhóm kỵ nước  Ion hoá các ion: (hydrophobe) và nhóm háo nước(hydrophile) – Ví dụ: ion hoá axit hữu cơ:  Ví dụ: Natri stearate ( CH3- (CH2)16 – COO-Na+).Cho vào nước, các iôn không tạo thành dung dịch mà tạo thành hệ keo phân tán, RCOOH + HOH  RCOO- +H3O+ mổi mixen có thể tập hợp từ 20 – 1000 gốc ( đơn vị). Các nhóm cacboxylate (anion) nằm ở mặt ngoài các mixen, bao bọc bỡi lớp  Nhiệt hoà tan: hoà tan một chất rắn kèm vỏ hydrat, giống như Na+. Vùng trung tâm của các mixen có thể theo sự phát nhiệt hoặc thu nhiệt, tuỳ thuộc hấp phụ các phân tử kỵ nước như chất béo lực phản ứng giữa các phân tử chất tan và các phân tử nuớc ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 9 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 10 2. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM 2.2. PHẢN ỨNG GIỮA NƯỚC VỚI CÁC PHÂN TỬ LƯỠNG CỰC:  Tóm lại, khi đưa vào nước các chất khác nhau dưới  Hàm lượng nước ( hoặc độ ẩm) của thực phẩm dạng dung dịch hay dung dịch keo sẽ tạo ra các là tỷ lệ giữa khối lượng nước có trong thực phẩm thuôc tính kết hợp, tuỳ thuộc vào số lượng phân tử so với khối lượng thực phẩm ướt hoặc so với có mặt mà làm thay đổi : giảm áp suất hơi bão hoà, tăng điểm sôi, giảm điểm đóng băng… khối lượng thực phẩm khô %m(wet basis) = wt. H2O/ (wt. H2O + wt. Food (dry)) %m(dry basis) = wt. H2O/ wt. Food (dry) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 11 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 12 2
3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có  Nhóm sản phẩm có hàm lượng nước hàm lượng nước cao (trên 40%) trung bình (10-40%) ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 13 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 14 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM THỰC PHẨM  Nhóm sản phẩm có  Lợi ích của việc xác định độ ẩm: hàm lượng nước thấp – Cần thiết về công nghệ (dưới 10%) – Cần thiết về phân tích – Cần thiết cho mua bán ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 15 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 16 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM THỰC PHẨM  Trong thực phẩm nước có thể ở dạng tự do  NƯỚC TỰ DO: Là chất lỏng giữa các hoặc ở dạng liên kết. Tùy theo mức độ mà mixen có tính chất của nước nguyên có 3 dạng liên kết chất – Liên kết hóa học – Liên kết hóa lý hay hấp thụ – Liên kết mao quản hay cơ lý ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 17 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 18 3
3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM THỰC PHẨM  Liên kết hóa lý  Liên kết hóa học: hay liên kết hấp Liên kết chặt chẽ thụ: Độ bền liên với nguyên liệu, kết trung bình, thường ở dạng thường thấy là nước hydrat liên kết hydro ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 19 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 20 3. TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG THỰC PHẨM ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 4.1. Hoạt độ nước:  Liên kết mao quản hay liên kết cơ lý:  Giá trị của thực phẩm, tính chất cảm quan, độ bền của các sản phẩm khi bảo quản phụ thuộc vào thành phần – Là dạng liên kết yếu các chất hữu cơ và vô cơ , trong đó nước đóng vai trò quyết định. – Nước từ ngoài đi vào bên trong,  Năm 1952, W.J.Scott đã đưa ra kết luận chất lượng ngưng tụ và làm đầy các mao quản của thực phẩm được bảo quản không phụ thuộc vào hàm lượng nước mà phụ thuộc vào hoạt độ nước, được tính theo công thức sau: ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 21 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 22 Qui định nước nguyên chất  P là áp suất hơi riêng phần của nước trong có aw = 1 đơn vị thực phẩm ở nhiệt độ T Một dung dịch hay thực phẩm nào đó luôn có  P0 là áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên aw < 1 đơn vị chất ở nhiệt độ T ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 23 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 24 4
MỐI LIÊN QUAN GIỮA AW VÀ ĐỘ ẨM Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa Trong điều kiện cân bằng, aw của dung dịch = P hơi tương đối do dung dịch đó tạo ra trong môi nhiều nước tự do nên có aw cao trường quanh nó Khi tách nước hoặc thêm chất tan vào Hay: aw.100 = độ ẩm tương đối bách phân dung dịch làm tăng lượng nước liên kết thì aw giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 25 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 26 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Đường đẳng nhiệt hấp thụ (hoặc phản hấp thụ) là đường cong để chỉ lượng nước được giữ bởi một thực phẩm nào đó, khi ở điều kiện cân bằng và tại một nhiệt độ xác định, phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển bao quanh. Hay ngược lại nó chỉ áp suất hơi gây ra bởi nước của một thực phẩm phụ thuộc vào chính hàm lượng nước của chính sản phẩm đó. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 27 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 28 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ: 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ở vùng 00.3 : tiếp theo lớp nước đơn phân tử,  Hiện tượng trễ được giải thích: các lỗ hổng lần lượt xếp chồng lên các lớp nước khác với trong thực phẩm, nói chung có bề mặt nhỏ lực liên kết yếu dần với các thành phần vô cơ hơn so với chiều sâu. Áp suất hơi nước cần và hữu cơ của thực phẩm. Nước này dần trở thiết để lấp đầy cao hơn so với trường hợp thành nước tự do các lỗ hổng được làm trống. Hiện tượng trễ thường gặp trong rau quả ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 29 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 30 5
4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ: 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm:  Ưu điểm: – Tái làm ẩm một thực phẩm khô: – Aw trong một thực phẩm càng thấp càng dễ – Cùng 1 độ ẩm, thực phẩm được bảo quản bởi vì hạn chế sự phát triển của tái làm ẩm có Aw lớn hơn so với vi sinh vật và các biến đổi hoá học. Các thực phẩm được làm khô từng đường cong đẳng nhiệt hấp thụ là công cụ phần. Đây là trường hợp để dự đoán các tính chất của thực phẩm và rau,quả. Thực phẩm được tái từ đó lựa chọn các chế độ gia công kỹ thuật làm ẩm bị hư hỏng dễ hơn so và bảo quản thích hợp với thực phẩm sấy khô từng phần. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 31 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 32 4. HOẠT ĐỘ NƯỚC VÀ ĐƯỜNG 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ thực phẩm 4.2. Đường đẳng nhiệt hấp thụ:  Ưu điểm: – Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ đối với Aw: – Ẩm không đổi, trong bao bì kín, làm tăng nhiệt độ sẽ làm tăng Aw. Sự thay đổi Với độ này nhạy xảy ra khi Aw≈0.4. Do đó, cần chú ý bảo quản ở nhiệt độ thấp và không đổi ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 33 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 34 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm đến thực phẩm 5.1. Oxy hoá chất béo  Tác dụng lên các gốc tự do và peroxyd:  Khi Aw rất thấp, nước có mặt trên bề mặt phân chia nước- chất béo, cố định peroxyd và ngăn cản sự phân ly chúng. Do đó có tác dụng bảo vệ  Khi Aw~0.5, nước không còn tác dụng bảo vệ peroxyd và các phản ứng giữa các gốc tự do có thể xảy ra  Tuy nhiên, nước cho phép vận chuyển các chất chống oxy hoá được cho vào như BHA(butyl- hydroxy-anisol), axit ascorbic và các phụ gia này tác dụng lên các gốc tự do ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 35 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 36 6
5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm đến thực phẩm 5.1. Oxy hoá chất béo 5.2. Phản ứng hoá nâu phi enzym:  Tác dụng lên các kim loại:  Là phản ứng Maillard – ngưng tụ giữa đường – Khi 00.7, nồng độ kim loại bị pha loãng nên hoạt sự pha loãng các chất phản ứng. tính xúc tác oxy hoá giảm ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 37 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 38 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước 5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến thực phẩm đến thực phẩm 5.4. Phát triển vi sinh vật: 5.3. Phản ứng thuỷ phân: Vi sinh vật aw  Các phản ứng thuỷ phân, đặc biệt là thuỷ Aspergillus caldidus 0,75 phân enzym tăng song song tăng hoạt tính Aspergillus flavus 0,78 0.2
5. Ảnh hưởng của hoạt độ nước Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc đến thực phẩm của rau quả tươi 5.7. Ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng thái của thực phẩm  Áp suất trương của nước bên trong tế bào giúp chế biến cho rau quả tươi có một độ căng bóng nhất định  Nước tạo lớp vỏ bề mặt, ổn định độ nhớt và khả năng hòa tan  Nước làm biến tính protein, tạo cấu trúc gel (phomat, giò…)  Ảnh hưởng đến khả năng tạo nhũ tương và tạo bọt của protein  Nước làm chất hoá dẻo của tinh bột, tạo độ dai, độ trong, tạo màng, tạo sợi… ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 43 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 44 Air Dried Freeze Dried Vacuum Microwave Dried Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi Tröôùc khi saáy Sau khi saáy ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 45 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 46 SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC  Trong quá trình bảo quản, rau quả đã tách TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, khỏi môi trường sống và cây mẹ, sự bốc hơi BẢO QUẢN THỰC PHẨM nước của rau quả khi bảo quản là nguyên  Trong rau quả, nước chủ yếu nằm ở dạng tự do nhân chủ yếu làm giảm khối lượng của sản trong dịch bào (80-90%). Phần còn lại có ở: phẩm màng tế bào (nước liên kết với protopectin,  Sự mất nước còn ảnh hưởng đến: các quá hemicellulose, cellulose), khoảng giữa các tế trình trao đổi bình thường, làm giảm tính bào, trong chất nguyên sinh trương nguyên sinh làm rau quả bị héo. Sự  Nước trong rau quả chủ yếu ở dạng tự do, trong héo làm tăng quá trình phân hủy các chất, đó có chứa các chất hoà tan, chỉ có một phần phá huỷ sự cân bằng năng lượng, làm giảm nhỏ (
 Trong rau quả, củ non, các phần tử keo của nguyên sinh chất và không bào giữ nước yếu  Lượng nước mất đi trong quá trình bảo quản  dễ bị mất nước còn tùy thuộc vào từng loại sản phẩm, độ già  Sự thương tổn cũng làm tăng sự mất nước chín, nhiệt độ, ẩm thấp, vận tốc chuyển động (vết thương vài cm2 trên quả cam làm tăng độ không khí trong kho bảo quản mất nước lên 3,4 lần) – 1 tấn rau mất 600-800g nước/ngày  Sự mất nước của thực phẩm thay đổi trong – 1 tấn củ, quả mất 300-600g nước/ngày quá trình bảo quản ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 49 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 50  Để chống sự mất nước do bay hơi nước cần:  Trong các sản phẩm thì hàm lượng nước – Hạ thấp nhiệt độ phòng bảo quản được tiêu chuẩn hoá. Với hàm lượng nước cao sẽ cho sản phẩm một hướng chất lượng – Phải bảo quản rau quả trong phòng có độ nào đó, tốt hoặc xấu. ẩm cao: 85-95%  - Hạt lương thực, có hàm lượng nước bằng – Tránh vẩy nước trực tiếp, tạo các hạt nước 14%, nếu cao hơn, hạt lương thực sẽ giòn, dễ dư thừa trên bề mặt rau quả là điều kiện vỡ; dễ bị hư hỏng do nấm mốc phát triển. thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật  - Rau quả tươi khi mất nước 5-7%, dễ bị héo – Xếp rau quả tươi trong hầm chất, vùi trong hay thối cát, đựng trong các túi polyethylen, gói giấy  - Cơ thể động vật: mất 15-20% thì bị chết ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 51 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 52 Bài tập Câu 1: Đây là ổ bánh mì vừa ra  Nếu ta đặt ổ bánh mì vào lò: trong tủ lạnh.điều gì sẽ xảy 1. Nơi nào nóng nhất ra ở lớp ngoài cùng của vỏ 2. Nơi nào lạnh nhất bánh mì có bao bì? không bao bì 3. Áp suất hơi nước đi từ trung tâm bánh mì ra bên ngoài. Còn nước đi như thế nào? ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 53 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 54 9
Trả lời Bao gói sẽ ngăn chặn sự dịch chuyển  Độ ẩm trong bánh mì thay đổi theo thời gian nước ở lớp vỏ ngoài cùng của bánh mì bảo quản. Chúng ta có sang môi trường không khí xung quanh.do thể bổ sung chất gì vậy, nước được giữ lại giúp cho bánh mì vào bánh mì để làm mềm. chậm quá trình này. Ngược lại, nếu không bao gói sẽ làm bánh mì cứng và dòn. ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 55 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 56 Trả lời Bài tập Bổ sung chất kỳ chất phụ gia nào mà liên Câu 2: Trong quá trình bảo quản sữa bột kết được với nước. Ví dụ: muối, tinh bột ở 400C, khảo sát hoạt tính của nước: khi biến tính Aw =0.68 sữa bột trở nên hoá nâu nhưng khi Aw=0.4, phản ứng hoá nâu không xảy ra. Tại sao? ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 57 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 58 Bài tập Câu 3: Bảo quản một miếng thịt bò ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian kéo dài: 32% lysine, 12% leucine, 40% tryptophan and 12% methionine bị mất. Tại sao? ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 59 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP1 – Chương 8: Nước 60 10