TIỂU LUẬN GIỮA KÌ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI CƯƠNG Đề tài Nêu đặc điểm, tính chất và phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến sự biến đổi protein trong thịt cá. Cho ví dụ cụ thể

b Protein: Là chất tạo khung để tạo tế bào, là chất tạo máu Trong quá trình sống của cá, protein sẽ biến đổi từ dạng này sang dạng khác nhờ vào các điều kiện môi trường làm biến đổi cấu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

*****

TIỂU LUẬN GIỮA KÌ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI CƯƠNG

Đề tài: Nêu đặc điểm, tính chất và phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng

đến sự biến đổi protein trong thịt cá Cho ví dụ cụ thể Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Hạnh

Sinh viên thực hiện:

a) Nước:

Chiếm trung bình từ 55-83%

Đóng vai trò quan trọng trong đời sống, chất lượng của cá

Nước tham gia vào các phản ứng sinh hóa, các quá trình khuếch tán trong cá, tạo điều kiện cho VSV phát triển, ngoài ra liên kết với protein

b) Protein:

Là chất tạo khung để tạo tế bào, là chất tạo máu

Trong quá trình sống của cá, protein sẽ biến đổi từ dạng này sang dạng khác nhờ vào các điều kiện môi trường làm biến đổi cấu trúc và thành phần của cá

Protein có trong cá có giá trị dinh dưỡng cao, vì có tất cả các acid amin cần cho cơ thể con người

Sau khi thanh trùng đồ hộp, lượng acid amin được giữ hầu như hoàn toàn (80-90%) lượng acidamin ban đầu

Protein có trong thịt cá có thể chia làm 3 nhóm cơ bản:

- Nhóm hòa tan trong nước (Albumin)

- Nhóm hòa tan trong dịch muối (globulin)

- Nhóm hòa tan trong nước và trong dịch muối (miostromin)

c) Chất béo

Là cấu tử tạo năng lượng lớn, là chất tải một số vitamin (A,D), là chất xây dựng tế bào vàtrao đổi chất.

Các chất béo trong cá chia làm 2 nhóm cơ bản: Chất béo trung tính hoặc glyxerit và lipoitd) Glucid:

- Monosaccarit C6H12O6 như glucoza, fructoza và galactoza

- Disaccarit C12H22O11 như saccaroza, lactoza

- Polysaccarit gồm một lượng lớn monosaccarit và các hợp chất khác (C6H10O5)x

- Prosaccarit không no có bị ngọt, loại này bao gồm tinh bột, glucogen, inxylin,

- Vitamin A, C, D1, B1, B12, H

Acid tự do: Acid lactic 0,2-0,5%, acid oleic 0,2%

- Glycogen, glycoza, photpho

h) Tinh cá

- Nước 70-80%, chất béo thô 3-5%, protein thô 16-18%, muối vô cơ 2-4%

i) Gan cá

- Lượng gan cá chiếm từ 1-15%

- Nước 40-75%, protid thô 8-18%, lipit 3-5%, muối vô cơ 0,5-1,5%, vitamin A, D, B2, B12

j) Xương cá

- Xương cứng: protid, chất béo, canxi photphat, canxi cacbonat

- Xương sụn: Na, Ca, Mg, Cl, Fe, P, S,…

- Chất hữu cơ có nito: acid creatinic (0,6%), creatinin, arginin

- Chất hữu cơ không đạm: Glycogen, acid lactic, mositon, acid xuxinic

- Chất vô cơ chủ yếu: P, K, Na, Ca, Mg

- Asem thường có trong một số loài ca biển nhất định.

- Trimetylamin và trimetylamin oxit

- Trimetyelamin, trimetylamin oxit là những chất có tính bazo nằm trong thịt cá và thịt của các loài động vật không xương sống

- Trimetylamin oxit có mùi thơm tươi là một trong những phần thơm chủ yếu trong chất ngấm ra

- Hàm lượng có trong thành phần cá biển xương sụn từ 700-1400mg%, ở loài cá xương cứng 100-1000mg%, loài cá nước ngọt 1-10mg%.

- Trimetyelamin là loại amin phổ biến nhất do thịt cá biển biến chất, sản sinh ra

Trimetyelamin oxit rất dễ bị khử mất oxi, nó là một trong những thành phần chủ yếu tạo nên mùi tanh của cá

- Belam

- Taurin

Taurin còn gọi là bazo mật bò có phổ biến trong thịt của động vật thủy sản, nhưng hàm lượng của taurin có nhiều trong động vật thân mềm không xương sống, loài vỏ cứng có hàm lượng taurin ít nhất, trong cá màu thịt đỏ có nhiều

Trong 1 kg thịt của mực nang và bạch tuộc có khoảng 5g, 1 kg mực ống khô có độ 13g, trong thịt cua có 2,8g, cá nhám và cá chép có độ 1,3g

Khi chết hàm lượng tăng lên dần

- Acid xuxinic: Liên quan tới mùi của cá

2 Các giai đoạn biến đổi của cá sau khi lên khỏi mặt nước:

a) Giai đoạn tiết chất nhờn

- Cá vẫn tươi, ít biến đổi và chất lượng

b) Giai đoạn tê cóng

- Chất nhờn bắt đầu khô và chuyển sang màu trắng đục

- Thân cá từ từ cứng lại

- Cá mất khả năng uốn cong

- Chất lượng giai đoạn này vẫn đảm bảo

c) Giai đoạn chín tới và thối giữa

- Các enzyme trong cá hoạt động làm cá chuyển sang giai đoạn chín tới

- Các VSV xâm nhập vào chất nhờn

- Các VSV có sẵn trong cá hoạt động mạnh, phân hủy các cơ quan nội tạng của cá

- Quá trình chín tới và thối giữa sảy ra nhanh và khó kiểm soát do trong cá có lượng nướcrất lớn

- Cấu trúc mô bị phá vỡ, hình thành các chất độc hại

- Cá ở giai đoạn này không chế biến thức ăn được

- Chất béo của mỗi loại thịt có màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đông đặc hoàn toàn khác nhau.

c) Glucid

- Hàm lượng rất nhỏ, 0,4-0,8%, chủ yếu tập trung ở gan Ở gan, gluxit tồn tại dưới dạng

dự trữ là callogen, khi chế biến chúng chiết xuất ra nước hết

d) Muối khoáng

- Thịt chứa nhiều muối khoáng cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của cơ thể người

- Các loại thịt chứa nhiều mỡ thì lượng muối khoáng thấp Các chất khoáng trong thịt baogồm: Ca, P, Mg, Zn, Cu, Se, Fe,…

e) Vitamin

- Thịt có nhiều loại vitamin như A, B12, B1, P, C,… Lượng vitamin này thường có nhiều trong phủ tạng con vật như gan, não, thận,…

2 Các giai đoạn biến đổi của thịt sau khi giết mổ:

a) Giai đoạn tươi nóng:

- Ngay sau khi giết mổ

- Thịt tươi, sờ tay có cảm giác nóng và mềm dẻo

- Khả năng hút nước và trương phồng khá

- Là giai đoạn thịt có chất lượng tốt nhất

b) Giai đoạn tê cóng:

- Màu sắc nhợt nhạt

- Thịt co cứng

- Không nên dùng thịt ở giai đoạn này để chế biến ngay

c) Giai đoạn chín tới:

- Thịt có chất lượng tốt

- Sản phẩm mề, thơm và ngon

- Thịt trở lại trạng thái tươi, thơm và mềm mại

d) Giai đoạn ôi thiu và thối giữa:

- Đây là giai đoạn cuối cùng của thịt

và sự biến đổi chất lượng trong quá trình chế biến và bảo quản

II Đặc điểm của protein trong thịt và cá:

1 Protein trong thịt gia súc, gia cầm:

-Trong 100g thịt chứa khoảng 18-20% protein

- Protein trong thịt được chia làm 3 phần chính:

a, Mô cơ: cấu tạo từ các tế bào cơ gọi là sợi cơ (myofibrillar protein, chiếm 60,5%)

- Trong mô cơ đỏ của thịt chứa 3-6% protein hòa tan: Albumin (trong thịt gọi là Miogen, tan trong nước, gây đục nước luộc) và globulin (tan trong dung dịch muốiloãng)

- Ngoài ra, trong mô cơ thịt cũng chứa 1 lượng khoảng 8-9% protein cấu trúc

(fibrillar protein):

● Myosin:

- Bao gồm 6 tiểu đơn vị, phần hình trụ, dài 120nm và có đường kính 1,5nm

- Phần đầu có cấu trúc xoắn ốc dài 15nm, đường kính 4,5nm

- Gồm 55% chuỗi polypeptide có cấu trúc xoắn anpha, 40 nhóm sulfidril nhưng lại không có cầu nối disulfur

- Dưới tác dụng trypsin, myosin sẽ bị cắt thành 2 mảnh: Meromiozin nặng (M=3500000) và Meromiozin nhẹ (M= 125000)

- Protein cầu, M=16800, 153 acid amin -> globin

- Gốc mang màu là phorphyryl- hem

- Mb là phức màu của hem và globin gắn tại gốc histidine

- Là sắc tố chính trong các loại thịt đỏ do có chứa phần phi protein gemma (nhóm chứa Fe), có cấu tạo tương tự như hemoglobin trong máu

- Chịu trách nhiệm vận chuyển oxy trong mô cơ

- Màu sắc sự biến đổi của myoglobin:

Chất màu Màu sắc

Myoglobin bị khử Đỏ đậm

Oxymyoglobin Đỏ sáng

Metmyoglobin Nâu

Globin heamichrome bị biến tính Nâu

- Cơ chế sự biến đổi:

c, Mô liên kết: sợi collagen và sợi đàn hồi (chiếm 10,5%)

+ Trong chuỗi polypeptide có các đoạn cấu trúc (Gly- proline- X; Gly-Y- hydroxyproline), chiếm 33% tổng lượng acid amin Các gốc acid amin còn lại nằm ngoài xoắn ốc này và tham gia tương tác giữa các phân tử

- Khi đun sôi, trong nước, collagen bị thủy phân một phần và có sự thay đổi cấu trúc bên trong của phân tử protein

- Collagen chuyển thành glutin có độ nhớt cao, để nguội tạo thành gel Khi đun nóng trở lại, chuyển thành xon đặc

● Protein mô liên kết- Elastin:

+ Đơn vị cơ bản: anpha- elastin

+ Là những hạt đường kính 3nm

+ Các acid amin: glysin, alalin, valine và proline (70% acid amin)

+ Là những sợi đàn hồi, thẳng và chia nhánh nối với nhau thành lưới sợi

+ Khá bền nhiệt, > 1000C tan chảy

+ Không bị thủy phân bởi: pepsin, tripsin, chymotrypsin…

+ Bị thủy phân: papain, bromelin, elastase……

- Bền vững với acid, kiềm và enzym

- Khi nhiệt độ tăng gây co rút

� Tính chất chức năng của 1 số protein:

Protein Nguồn Chức năng

Protein sơi cơ mô liên kết Cơ nạc Giữ nước; nhũ tương hóa

chất béo; tạo kết cấu cho

sản phẩm thịtProtein nội chất Cơ nạc Liên kết các cơ, giữ nước,

nhũ tương hóa chất béo; tạo màu sắc cho sản phẩm thịt

Collagen Mô liên kết Tạo cấu trúc cho các sản

phẩm thịt

2 Protein trong cá:

- Trong 100g cá chứa khoảng 22% protein

- Protein trong cá giống cơ thịt động vật máu nóng nhưng khác ở đặc điểm:

+ Hàm lượng mô liên kết ở cơ cá thấp hơn ở động vật có vú, thường khoảng 1-10% tổng lượng protein và 0,2-2,2% trọng lượng của cơ thịt Chiếm khoảng 3% ở cá xương và khoảng 10% ở cá sụn (so với 17% trong các loài động vật có vú Có trong mạng lưới ngoại bào, không tan trong nước, dung dịch kiềm hoặc dung dịch muối có nồng độ ion cao

+ Điểm đẳng điện pI của protein cá vào khoảng pH 4,5-5,5 Tại giá trị pH này, protein có

độ hòa tan thấp nhất.

+ Nhiệt độ gelatin hóa thấp hơn (< 100C)

+ Các sợi cơ ở thịt cá ngắn hơn và được tổ chức thành nhiều lớp mỏng, Protein cấu trúc

có khả năng hòa tan trong dung dịch muối trung tính có nồng độ ion khá cao (>0,5M)

+ Myosin: chiếm 40% protein tổng số, khó tách khỏi actin;

+ Sự tự phân của cá nhạy với nhiệt độ, dễ phân hủy bởi enzym hơn protein động vật+ Hiện tượng cứng và chín thịt cá diễn ra nhanh hơn, pH giảm ít hơn (6,5-6,2) -> Kém bền dưới các tác động của enzym và vi sinh vật -> cá nhanh thối hỏng hơn thịt gia cầm

III Ảnh hưởng của công nghệ đến protein trong thịt cá:

A Ảnh hưởng của công nghệ đến protein trong thịt:

1 Ảnh hưởng bởi tác nhân hóa học:

a Thủy phân bằng acid

• Thủy phân hạn chế các liên kết peptid:

- Sẽ làm biến đổi mạch bên của protein như khử nhóm acid của asparin và glutamin, khử phospho của phosphsery và phá hủy các gốc tryptophan

- Một số protein thực vật sau khi thủy phân sẽ tạo thành các sắc tố và các dẫn xuất có mùi thơm như thịt Một số dịch thủy phân của các protein này được trung hòa bằng xút, lọc và được sử dụng làm tác nhân tạo hương

- Khi đun nóng protein thực vật trong HCl có nồng độ 1-3 M, Ở 100 độ C trong 10-15 phút để tăng lượng nito phi protein lên 3 lần, có thể tăg độ hòa tan lên nhiều lần và do đó làm tăng tính chất bề mặt của gluten lên

• Thủy phân hoàn toàn các liên kết peptit:

- Dưới tác dụng của acid và ở nhiệt độ cao (HCl 6M, 100 độ C-107 độ C, 20-72h)

protein bị thủy phân, không xảy ra hiện tượng racemic hóa

b Thủy phân bằng kiềm:

• Thủy phân hạn chế (đun nóng protein trong NaOH có pH từ 11-12,5, 70- 95 độ C, từ 20phút đến vài giờ)

-Tạo ra những peptit lưỡng cực có các mạch bên kỵ nước và có một nhóm cacboxyl có cực ở tận cùng

- Dùng để hòa tan và trích ly các protein ít hòa tan của thực vật, vi sinh vật và của cá

• Thủy phân hoàn toàn:

-Dưới tác dụng của kiềm (NaOH 4-8M, BaOH14%, đun sôi trong 18-29 h), protein bị thủy phân, acid amin bị racemic hóa, các oxy acid bị deamin hóa, một phần cystein và cystin bị phá hỏng, arginin phân hủy thành ornithin và ure Vậy tác dụng của kiềm sẽ làmmất giá trị dinh dưỡng của acid amin khi chuyển từ dạng L sang dạng D

1 Ảnh hưởng bởi tác nhân hóa học:

2 Ảnh hưởng bởi enzyme:

- Sử dụng các protease như bromelin, papain, neutrase, pepsin…

a Thủy phân hạn chế

Trong chế biến:

- Thủy phân hạn chế và đặc hiệu thường có tác dụng làm đông tụ protein

- Thủy phân hạn chế để hòa tan protêin vì sau khi bị thủy phân hạn chế độ hòa tan của protein tăng lên do đã tạo ra được những đơn vị peptit nhỏ hơn, háo nước hơn và dễ sovathóa hơn

+ Thủy phân một phần có tác dụng làm cho quá trình trích ly và tinh chế protein vốn ban đầu kém hòa tan được dễ dàng hơn

+ Thủy phân từng phần làm cho protein có độ hòa tan tốt hơn ở tất cả giá trị pH vì lúc

này protein không tự tạo ra được các tập hợp lớn này cả ở pH đẳng điện, được ứng dụng

để làm giàu lượng protein cho các đồ uống có vị chua và có xử lý nhiệt

-Thủy phân từng phần cũng được dùng để cải tiến các tính chất nhũ hóa và tạo bọt của các protein bị biến tính nhiệt Do tăng độ hòa tan làm cho sự khuêch tán của protein đến

bề mặt liên pha không khí/nước và dầu/nước được dễ dàng Tuy nhiên khi mức độ thủy phân vượt quá 3-5% thì độ nhớt và chiều dày của màng mỏng protein được hấp thụ là không đủ dể làm bền các nhủ tương và bọt

Trong bảo quản:

- Sự thủy phân thường giải phóng ra các peptid có dính gốc leuxin hoặc phenylalanin có

vị đắng nên làm giảm tính cảm quan của sản phẩm

b Thủy phân hoàn toàn: Thủy phân hoàn toàn thành các acid amin Tạo ra các sản phẩm như nước mắm, tạo ra nguồn acid amin không thay thế để bổ sung vào các loại thực phẩm

có nguồn protein kém hoặc không hoàn hảo

3 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Phần lớn các protein của cơ chất đều bị biến tính và tạo ra tập hợp khi nhiệt độ từ

• Với calogen thì trong quá trình gia nhiệt đến 550C phân tử bị co ngắn đi 1/3, khi gần 61

độ C thì gần ½ số sợi colagen bị co Khi nhiệt độ đến gần 1000C thì colagen bị hòa tan và tạo thành gelatin Khi gia nhiệt có áp suất ở 115°C và 125°C thì collagen hoà tan rất nhanh chóng Gelatin có khả năng chịu lực cắt kém nhưng khả năng giữ nước rất tốt

• Ngược với colagen, elastin gần như không bị biến đổi trong quá trình nấu Ở nhiệt độ 100°C và có nước thì elastin cũng chỉ bị trương ra thôi

Các protein tơ cơ sẽ giảm độ hoà tan khi nhiệt độ giữa 40°c và 60°c vì lúc này mạch polypeptide bị giãn và bị keo tụ Khi nhiệt độ trên 70°c thì xảy ra phản ứng khử sulfur để tạo H2S Chính H2S này làm đen các hộp thịt Khi nấu khả năng giữ nước của tơ cơ cũnggiảm Nước được giai phóng ra một phần đi vào nước dịch, phần khác bị nhốt ở trong gelatin Khi nấu tính chất cảm quan của thịt cũng thay đổi H2S và hợp chất chứa S tạo ra

làm cho thịt có mùi Phản ứng Maillard xuất hiện khi nhiệt độ gần 90°C cũng làm cho thịt

bị sẫm màu

4 Ảnh hưởng của lạnh đông

Lạnh đông là phương pháp bảo quản thịt rất tốt, tuy nhiên cũng làm xấu đi một số tính chất của thịt Các biến đổi xảy ra khi làm lạnh đông (như mất nước, kết cấu thay đổi) phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh, nhiêt độ tối thiểu đạt được và thời gian bảo quản

Khi nhiệt độ là -l°c thì có 2% nước trong thịt ở dạng đá và lên tới 50% khi nhiệt độ giảm xuống -2°C

Nồng độ các chất hoà tan trong nước chưa đông tăng lên do đó làm cho nhiệt độ càng giảm hơn Ớ điểm ơtecti, dung dịch là bão hoà, chất tan và đá cùng đóng rắn Vậy là ở trên nhiệt độ ơtecti trong thịt tồn tại các vùng trong đó pha lỏng chứa các chất hoà tan rất đậm đặc Ớ nhiệt độ lạnh đông thông thường, (từ -20°C đến -35°C), 90% nước đông lại làm cho nồng độ các chất hoà tan trong nước chưa đông tăng lên 10 lần Trong vùng có mặt dung dịch này thì protein biến tính càng mạnh mẽ do tăng lực ion và do pH thay đổi

Độ trích ly của actomiozin ở thịt đã được làm đông lạnh và được bảo quản ở nhiệt độ 30°C thực tế không có gì thay đổi Ngược lại trong thịt được bảo quản giữa - l,5°C và -20°C actomiozin trở nên khó trích ly hơn Có hiện tượng này là do actomiozin bị giải trùng hợp thành G- actin và Miozin, trong môi trường có trường lực ion cao, hai chất cuốinày sẽ tạo ra những tập hợp không hoà tan Các tập hợp giữa actomozin và acid béo cũng được tạo ra trong trường hợp này

Lạnh đông cũng có thể làm thiệt hại cấu trúc của tế bào Khi làm lạnh chậm thì các tinhthể nước đá lớn sẽ tạo ra ở trong môi trường ngoại bào Áp suất thẩm thấu khởi đầu của

nó bé hơn của môi trường nội bào nên nước sẽ chuyển từ môi trường nội bào ra môi trường ngoại bào Tức thì lực ion trong môi trường nội bào tăng lên đáng kế’, tế bào bị tiêu nguyên sinh và các protein bị biến tính Khi làm lạnh nhanh sẽ làm ra nhiều tinh thể nước đá ở trong thịt và do đó sự chuyển nước giữa môi trường nội bào và ngoại bào là tốìthiểu, lúc này sự biến tính protein là không lớn

Hậu quả chính của sự biến tính protein là khả năng giữ nước bị giảm, sự chảy dịch xuất hiện ngay khi làm tan giá Dịch chảy ra thường chứa các vitamin, các muôi khoáng, các axít amin Tổn thất về giá trị dinh dưỡng ít nhưng tổn thất về trọng lượng có thể rất lớn, thịt trở nên khô và xơ

5 Ảnh hưởng của sự khử nước

Sự khử nước thịt cho dù làm bằng phương pháp sấy thăng hoa cũng kèm theo sự làm giảm khả năng giữ nước sau khi được tái hydrat hoá và làm cứng cấu trúc Sở dĩ có