Bài giảng Hóa sinh thực phẩm: Chương 5 - ThS. Phạm Hồng Hiếu (2017)

25/06/2017<br /> <br /> Chương 5: Lipid<br /> I. Khái niệm chung<br /> II. Lipid đơn giản<br /> III. Lipid phức tạp<br /> IV. Sự chuyển hoá lipid trong quá trình<br /> bảo quản<br /> V. Sự chuyển hoá lipid trong quá trình<br /> chế biến thực phẩm<br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 1<br /> <br /> I. Khái niệm chung<br />  Khái niệm về lipid<br />  Vai trò của lipid<br />  Phân loại lipid<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Lipid = nhóm các hợp chất hữu cơ có các<br /> tính chất lý hóa giống nhau:<br /> – hòa tan kém trong nước và dung môi<br /> phân cực<br /> – hòa tan tốt trong dung môi không phân<br /> cực như cloroform, ete, benzen,<br /> toluen…<br /> Nguyên nhân: có nhiều nhóm kỵ nước và rất<br /> ít nhóm ưa nước (OH, NH2, COOH) trong phân<br /> tử lipid.<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 2<br /> <br /> Vai trò của lipid<br /> <br /> Khái niệm về lipid<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 3<br /> <br />  Trong cơ thể sinh vật:<br /> –Hợp phần cấu tạo quan trọng của màng sinh học<br /> –Cung cấp năng lượng cho sinh vật (37,6.106 J/kg)<br /> –Cung cấp các vitamin A, D, E, K và F cho cơ thể<br />  Trong công nghiệp thực phẩm:<br /> –TP giàu dinh dưỡng của thực phẩm<br /> –Nguyên liệu quan trọng để chế biến và bảo quản<br /> các loại thực phẩm để khỏi bị ôi thiu<br /> –Tạo ra kết cấu<br /> –Tạo tính cảm vị đặc trưng.<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 4<br /> <br /> Hàm lượng lipid trong một số<br /> thực phẩm<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 5<br /> <br /> Thực phẩm<br /> <br /> Hàm lượng %<br /> <br /> Đậu nành<br /> <br /> 17 – 18,4<br /> <br /> Đậu phộng<br /> <br /> 30 – 44,5<br /> <br /> Mè<br /> <br /> 40 – 45,4<br /> <br /> Thịt bò<br /> <br /> 7 – 10,5<br /> <br /> Thịt heo<br /> <br /> 7 – 37,5<br /> <br /> Cá<br /> <br /> 3 – 3,6<br /> <br /> Trứng gà<br /> <br /> 11 – 14<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 6<br /> <br /> 1<br /> <br /> 25/06/2017<br /> <br /> Nhu cầu lipid<br /> <br /> Phân loại lipid<br /> <br />  Trung bình khoảng 36 – 42g/ngày<br />  Khoảng 25 – 30% là lipid động vật<br />  Tỷ lệ giữa protein và lipid thay đổi trong các giai<br /> đoạn sinh lý khác nhau<br />  Nên hạn chế lipid đặc biệt là lipid động vật đối<br /> với bị bệnh béo phì<br /> <br />  Dựa vào phản ứng xà phòng hóa<br /> – Lipid xà phòng hóa được bao gồm các<br /> glixerit, glixerophotpholipid và sáp (cerit)<br /> nghĩa là những lipid mà trong thành phần có<br /> chứa ester của acid béo cao phân tử<br /> – Lipid không xà phòng hóa được, tức là<br /> những lipid trong phân tử không chứa ester,<br /> nhóm này bao gồm các hydrocacbon, các<br /> chất màu và các sterol<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 7<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> Phân loại lipid<br /> <br /> Phân loại lipid<br />  Dựa vào độ hòa tan:<br /> – Lipid thực sự là những ester hoặc amit của acid béo<br /> (có từ 4C trở lên) với một rượu:<br /> • Glixerolipid (ester của glixerol)<br /> • Sphingolipid (amit của sphingozin)<br /> • Cerit (ester của rượu cao phân tử)<br /> • Sterit (ester của sterol)<br /> • Etolit (ester tương hỗ của hợp chất rượu đa<br /> chức)<br /> – Lipoit là những chất có độ hòa tan giống lipid:<br /> • Các carotenoit và quinon (dx của izopren)<br /> • Sterol tự do<br /> ThS. Phạm •<br /> Hồng Các<br /> Hiếu hydrocacbon.<br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> 9<br /> <br />  Dựa vào thành phần cấu tạo:<br /> – Lipid đơn giản: là ester của rượu và acid béo, gồm<br /> Triaxylglixerin, Sáp (cerit), Sterit<br /> – Lipid phức tạp: ngoài acid béo và rượu, còn có các<br /> TP khác như acid photphoric, bazơ nitơ, đường:<br /> • Glixerophotpholipid: glixerin, acid béo và acid<br /> photphoric<br /> • Glixeroglucolipid: glixerin, acid béo và<br /> monosacarit/oligosacarit<br /> • Sphingophotpholipid: aminalcol như sphingozin,<br /> acid béo và acid photphoric<br /> • Sphingoglucolipid: sphingozin, acid béo và<br /> đường (monosacarit/oligosacarit).<br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> Triaxylglixerin: lipid trung tính, dầu mỡ tự nhiên, triglixerit<br /> Triaxylglixerin = ester của glixerin + acid béo<br /> CH2OH<br /> Glixerin<br /> +R1COOH<br /> CHOH<br /> <br /> Triaxylglixerin<br /> Sáp<br /> Sterit<br /> <br /> +R1COOH<br /> <br /> 11<br /> <br /> +R2COOH<br /> +R3COOH<br /> +R1COOH<br /> +R2COOH<br /> <br /> CH2OH<br /> <br /> CH2 – OCOR1<br /> <br /> CH2 – OCOR1<br /> <br /> CH2 – OCOR1<br /> <br /> CHOH<br /> <br /> CH – OCOR2<br /> <br /> CH – OCOR2<br /> <br /> CH2OH<br /> <br /> CH2OH<br /> <br /> CH2 – OCOR3<br /> <br /> Diaxylglixerin<br /> <br /> Triaxylglixerin<br /> <br /> Monoaxylglixerin<br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 10<br /> <br /> Triaxylglixerin<br /> <br /> II. Lipid đơn giản<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> 8<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 12<br /> <br /> 2<br /> <br /> 25/06/2017<br /> <br /> Acid béo<br /> Các triaxylglixerin thường chứa 2<br /> hay 3 loại acid béo khác nhau. Dầu<br /> mỡ có nguồn gốc tự nhiên luôn là<br /> hỗn hợp các triaxylglixerin  tách 1<br /> triaxylglixerin riêng biệt, đồng nhất<br /> rất khó: R1R1R1, R1R1R2, R1R2R1,<br /> R 1R 2R 2, R 2R 1R 1, R 2R 1R 2, R 2R 2R 1,<br /> R 2R 2R 2<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br />  Nguyên liệu để tổng hợp acid béo là (2C)<br />  acid béo có C chẵn (4C38C)<br />  Có 2 loại acid béo:<br /> – acid béo no (bão hòa)<br /> – acid béo không no (không bão hòa).<br /> <br /> 13<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Acid béo no<br /> <br /> 14<br /> <br /> Acid béo không no<br /> <br />  CT chung: CnH2nO2 hay Cn-1H2n-1COOH<br />  Từ C12 trở đi: chất rắn, không hòa tan trong nước<br />  Chủ yếu có trong mỡ ĐV, ít gặp ở TV:<br /> – acid butyric (C4), acid carpoic (C6), acid capilic<br /> (C8) và acid capric (C10) / bơ, sữa bò.<br /> – acid miristic (C14) /dầu lạc.<br /> – acid palmitic (C16) và acid stearic (C18) trong tất<br /> cả các chất béo với hàm lượng cao<br /> <br /> CT<br /> nguyên<br /> <br /> Ký hiệu<br /> <br /> acid oleic<br /> <br /> C18H34O2<br /> <br /> C189<br /> (18:1)<br /> <br /> acid<br /> linoleic<br /> <br /> C18H32O2<br /> <br /> C189,12<br /> (18:2)<br /> <br /> acid<br /> linolenic<br /> <br /> C18H30O2<br /> <br /> C189,12,15<br /> (18:3)<br /> <br /> Tên gọi<br /> <br /> CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH<br /> <br /> acid palmitic H3C<br /> (C15H31COOH)<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> acid<br /> C20H32O2 C185,8,11,14<br /> arachitonic<br /> (20:4)<br /> <br /> CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2<br /> COOH<br /> <br /> Công thức đơn giản<br /> 10<br /> <br /> 13<br /> <br /> 16<br /> <br /> 15 13<br /> <br /> 15<br /> <br /> COOH<br /> <br /> 9<br /> <br /> 12 10<br /> <br /> 12 10<br /> <br /> 14 12<br /> <br /> COOH<br /> <br /> 9<br /> <br /> 11 9<br /> <br /> COOH<br /> <br /> 9<br /> <br /> 8 6<br /> <br /> 5<br /> <br /> COOH<br /> <br /> acid béo không no, không thay thế: linoleic, linolenic  vitamin F<br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 15<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hàm lượng các acid béo không no<br /> có trong thức ăn<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 16<br /> <br /> Glixerin<br /> <br /> Hàm lượng acid béo theo %<br /> Linoleic<br /> <br /> Linolenic<br /> <br /> arachitonic<br /> <br /> Bơ<br /> <br /> 4.0<br /> <br /> 1.2<br /> <br /> 0.2<br /> <br /> Bò<br /> <br /> 5.3<br /> <br /> -<br /> <br /> 0.6<br /> 2.1<br /> <br /> Mỡ ĐV Lợn<br /> <br /> Dầu TV<br /> <br /> 15.6<br /> <br /> -<br /> <br /> Ngỗng<br /> <br /> 19.3<br /> <br /> -<br /> <br /> -<br /> <br /> Gà<br /> <br /> 21.3<br /> <br /> -<br /> <br /> 0.6<br /> <br /> Hướng dương<br /> <br /> 68.0<br /> <br /> -<br /> <br /> -<br /> <br /> Đậu nành<br /> <br /> 58.8<br /> <br /> 8.1<br /> <br /> -<br /> <br /> Ngô<br /> <br /> 50-60<br /> <br /> 0.1-0.7<br /> <br /> -<br /> <br /> Oliu<br /> <br /> 15<br /> <br /> -<br /> <br /> -<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br />  CTCT: CH2OH – CHOH – CH2OH<br />  Trong cơ thể sinh vật, ít gặp glixerin ở trạng<br /> thái tự do mà thường gặp ở trạng thái hoạt<br /> động là glixerophophat<br /> <br /> 17<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 18<br /> <br /> 3<br /> <br /> 25/06/2017<br /> <br /> Nhiệt độ nóng chảy<br /> <br /> Tính chất hóa lý cơ bản<br /> của dầu mỡ<br /> Nhiệt độ nóng chảy<br /> Các chỉ số hóa học<br /> Phản ứng thủy phân<br /> Phản ứng oxy hóa<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> t0nc (0C)<br /> <br />  Nhiệt độ nóng chảy phụ<br /> Loại dầu mỡ<br /> thuộc vào TP acid béo có<br /> Mỡ bò<br /> trong dầu mỡ:<br /> Mỡ lợn<br /> – bão hòa (no) nhiều <br /> t0nc cao, rắn ở đk bình<br /> Mỡ cừu<br /> thường (mỡ, bơ…)<br /> Dầu<br /> bông<br /> – không bão hòa (không<br /> no) nhiều  t0nc thấp,<br /> Dầu ôliu<br /> lỏng ở đk bình thường<br /> Dầu hướng dương<br /> (dầu thực vật).<br /> <br /> 19<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> 31 – 38<br /> 35 – 45<br /> 44 – 55<br /> 1–6<br /> 2–6<br /> 16 – 18<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 20<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br /> <br />  Chỉ số acid:<br /> – Chỉ số acid = số mg KOH cần thiết để trung<br /> hòa hết các acid béo tự do có trong 1 g chất<br /> béo:<br /> RCOOH + KOH  RCOOK + H2O<br /> – Trong dầu mỡ, lượng acid béo tự do không<br /> đáng kể nhưng sẽ tăng lên trong quá trình<br /> bảo quản hoặc ở giai đoạn nẩy mầm  đánh<br /> giá dầu mỡ cũ/mới, qua chế biến hay chưa<br /> <br />  Chỉ số xà phòng:<br /> – Chỉ số xà phòng là số mg KOH cần thiết để trung hòa<br /> hết các acid tự do và liên kết có trong 1 g chất béo:<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 21<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> CH2OH<br /> <br /> CH2OCOR2 + 3KOH<br /> CH2OCOR3<br /> <br /> <br /> <br /> CHOH<br /> CH2OH<br /> <br /> R1COOK<br /> +<br /> <br /> R2COOK<br /> R3COOK<br /> <br /> – Chỉ số xà phòng càng cao chứng tỏ dầu mỡ chứa<br /> nhiều acid phân tử lượng thấp và ngược lại.<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 22<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br />  Chỉ số iot:<br /> – Là số gam iot có thể kết hợp với 100 g chất béo<br /> – Đặc trưng cho mức độ không no của dầu mỡ:<br /> <br />  Chỉ số ester:<br /> – Chỉ số ester là số mg KOH tác dụng với<br /> acid béo kết hợp có trong 1 g chất béo:<br /> Chỉ số ester = chỉ số xà phòng – chỉ số acid<br /> – Chỉ số ester càng cao thì lượng glycerin có<br /> trong dầu mỡ càng nhiều.<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> RCOOH  KOH  RCOOK  H2O<br /> CH2OCOR1<br /> <br /> –C=C– +I2  –C – C–<br /> I<br /> <br /> I<br /> <br /> – Chỉ số iot càng cao, chất béo càng lỏng và càng<br /> dễ bị oxy hóa<br /> – Chỉ số iot của mỡ động vật: 30 – 70, dầu thực vật:<br /> 120 – 160.<br /> <br /> 23<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 24<br /> <br /> 4<br /> <br /> 25/06/2017<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br /> <br /> Các chỉ số hóa học<br /> <br />  Chỉ số peroxyt:<br /> – Là số gam iot được giải phóng ra khi cho dung<br /> dịch KI tác dụng với 100g chất béo nhờ tác dụng<br /> của peroxyt có trong chất béo:<br /> R<br /> <br /> 1<br /> <br /> CH<br /> O<br /> <br /> CH<br /> <br /> R2<br /> <br /> + 2 KI + 2 CH3COOH<br /> <br /> R<br /> <br /> 1<br /> <br /> CH<br /> <br /> CH<br /> O<br /> <br /> O<br /> <br /> R 2 + 2 CH3COOK<br /> + H2O + I2<br /> <br />  Chỉ số Reichert-Meissle: số ml NaOH tác dụng<br /> với acid hữu cơ bay hơi có trong 5g dầu mỡ<br /> (butyric, caproic, caprilic…)<br /> <br /> – Chỉ số peroxyt xác định mức độ ôi hóa của chất<br /> béo.<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 25<br /> <br /> Các phản ứng hóa học đặc trưng<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 26<br /> <br /> Phản ứng thủy phân<br /> (phản ứng xà phòng hóa)<br />  Dưới tác dụng của enzyme lipaza / acid đặc / kiềm<br /> đặc, liên kết ester của glixerit bị thủy phân  glixerin<br /> + acid béo (hay muối của acid béo):<br /> <br /> Phản ứng thủy phân (phản ứng xà<br /> phòng hóa)<br /> Phản ứng oxy hóa<br /> Phản ứng chuyển ester hóa<br /> Phản ứng hydro hóa<br /> <br /> CH2OH<br /> <br /> R1COONa<br /> <br /> CH – OCOR2 + 3NaOH  CHOH+<br /> <br /> R2 COONa<br /> <br /> CH2OH<br /> glixerin<br /> <br /> R3 COONa<br /> <br /> CH2 – OCOR1<br /> <br /> CH2 – OCOR3<br /> Triaxylglixerin<br /> <br /> 3 xà phòng<br /> <br />  Phản ứng này xảy ra ở những hạt có dầu (lạc, vừng,<br /> thầu dầu…) lúc nảy mầm, khi bảo quản với độ ẩm<br /> cao, điều kiện bảo quản không tốt.<br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 27<br /> <br /> Phản ứng oxy hóa<br /> <br /> R – CH2 – CH = CH – CH2 – R1 + O2  R – CH2 – CH – CH – CH2 – R1<br /> O<br /> <br /> peroxit<br /> R – CH2 – CH = CH – CH2 – R1 + O2  R – CH2 – CH = CH – CH – R1<br /> hydroperoxit<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 28<br /> <br /> Phản ứng chuyển ester hóa<br /> <br />  Dầu mỡ để lâu/ bq không tốt thường bị hôi do:<br /> – Xảy ra phản ứng thủy phân như trên<br /> – Oxy hóa  peroxit hay hydroperoxit:<br /> <br /> O<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> O<br /> <br /> OH<br /> <br />  Trong đk thích hợp (t0 cao, khan nước, có chất xúc tác):<br /> các gốc acid béo trong 1 triglixerit / giữa các triglixerit đổi<br /> chỗ cho nhau<br />  Ứng dụng:<br /> – Tạo chất nhũ hóa từ mỡ lợn  sản xuất bánh ngọt và<br /> kem đá (loại bỏ tinh thể glixerin thô gây ra hạt cứng)<br /> – Chế biến mỡ rắn giàu acid linoleic để sản xuất<br /> magarin<br />  Sự chuyển ester không làm biến đổi các acid béo nhưng<br /> khả năng tiêu hóa của triglixerit bị thay đổi  sự hấp thu<br /> của mỗi acid béo cũng bị thay đổi theo.<br /> <br />  Các peroxit và hydroperoxit phân hủy tiếp tục các<br /> hợp chất chứa aldehit/xeton, có mùi hôi, vị đắng.<br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 29<br /> <br /> ThS. Phạm Hồng Hiếu<br /> <br /> Hóa Sinh TP 1 – Chương 5: Lipid<br /> <br /> 30<br /> <br /> 5<br /> <br />