CHƯƠNG 6: NƯỚC pot

CHƯƠNG 6NƯỚC ¾Nước giữ vai trò quan trọng đối với sự sống ¾Là thành phần chính của cơ thể 60% và của sản phẩm thực phẩm ¾Là môi trường và cũng là một thành phần của các phản ứng hóa sinh

CHƯƠNG 6

NƯỚC

¾Nước giữ vai trò quan trọng đối với sự sống

¾Là thành phần chính của cơ thể (60%) và của sản phẩm thực phẩm

¾Là môi trường và cũng

là một thành phần của các phản ứng hóa sinh

VAI TRÒ VÀ TÁC DỤNG CỦA NƯỚC TRONG ĐỜI SỐNG & SẢN XUẤT THỰC PHẨM

¾ Nước là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, là yếu tố liên kết các nguyên liệu và các chất trong thực phẩm

¾Nhào rửa nguyên liệu

¾Vận chuyển và xử lý

nguyên liệu

¾Đảm bảo giá trị cảm quan của sản phẩm

¾Tăng cường các quá trình sinh học như

hô hấp, lên men

¾Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt

VAI TRÒ VÀ TÁC DỤNG CỦA NƯỚC TRONG

ĐỜI SỐNG & SẢN XUẤT THỰC PHẨM

HÀM LƯỢNG NƯỚC VÀ TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG SẢN PHẨM THỰC PHẨM Dựa vào hàm lượng nước, có thể chia thực phẩm thành

3 nhóm:

- Nhóm sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước cao (trên 40%) – Thực phẩm tươi chưa qua chế biến

- Nhóm sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước trung bình (10-40%) – Thực phẩm đã qua chế biến hoặc xử lý nhiệt

- Nhóm sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước thấp (dưới 10%) – Các thực phẩm được xử lý nhiệt có thể được bảo quản trong đk nhiệt độ môi trường

Trong thực phẩm, nước tồn tại ở hai dạng, nước tự do và nước

liên kết.

- Nước tự do

- Nước liên kết: tuỳ theo mức độ có 3 dạng liên kết

+ Nước liên kết hoá học: Liên kết chặt chẽ với nguyên

liệu, thường ở dạng nước hydrat

+ Nước hấp phụ (lk hóa lý): Độ bền liên kết trung

bình, thường thấy là liên kết hydro

+ Nước liên kết mao quản (lk cơ lý): Là dạng liên kết

yếu Nước từ ngoài đi vào bên trong, ngưng tụ và làm

đầy các mao quản

TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

Trong quá trình chế biến bảo quản, tùy theo điều kiện có thể làm nước tự do chuyển thành nước liên kết và ngược lại.

Thí dụ: Trong sản xuất bánh mì

- Giai đoạn nhồi bột có + tinh bột tự do → nước liên kết

- Giai đoạn nướng: nước liên kết → nước

tự do

Cấu tạo phân tử nước

• Phân tử nước gồm

– 2 nguyên tử H

– 1 nguyên tử O

Nước có độ phân cức lớn nên có khả năng hòa tan

và ion hóa nhiều hợp chất khác nhau

Cấu trúc của mạng lưới phân tử nước

Dạng phân tử liện hợp [H 2 O] x x- không xác đinh và luôn biến đổi Hiện tượng liên hợp luôn xảy ra và luôn bị phá vỡ

Liên kết hydro Khi đông lạnh dưới 4 °C

Cấu trúc tinh thể của phân tử

nước đá thuộc cấu trúc tứ

diện tâm là nguyên tử ôxy

Khi nhiệt độ đạt 1000C Các phân tử nước tồn tại dưới dạng đơn phân tử

Khả năng hòa tan trong nước

• Hòa tan tốt các ion

• Chất không phân cực không tan

Hoạt độ nước (aw)

Hoạt độ nước là lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm hoặc

vật chất Nó được xác định như là tỷ lệ giữa áp suất bay hơi của

nước trong vật chất chia cho áp suất bay hơi của nước tinh

khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ

aw= P/Po

P: áp suất hơi của dung dịch

Po: áp suất hơi nước tính khiết (= 1)

Nước cất có hoạt độ nước bằng 1,0

Hoạt độ nước của một số loại thực phẩm

0,5 - 0,7 Mật ong

0,5 - 0,7 Không khí trong phòng (điển hình)

0,75 Dung dịch NaCl bão hòa

< 0,85 Thịt đã nấu chín

0,97 Nước quả

0,97 Sữa

0,99 Thịt chưa chế biến

0,99 Nước máy

1 Nước cất

a w

Tên thực phẩm

- Ở điều kiện cân bằng, có sự bằng nhau giữa hoạt độ

nước của một thực phẩm và áp suất hơi tương đối do

thực phẩm đó tạo ra trong khí quyển bao quanh nó.

- Độ ẩm tương tối và hoạt độ nước là hai đại lượng tỷ lệ

thuận

a w = độ ẩm tương đối bách phân/100

Hay a w x 100 = độ ẩm tương đối bách phân

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất biến đổi và

chất lượng của thực phẩm

- Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến phản ứng oxy hoá chất

béo

- Hiệu ứng hoạt độ nước đến phản ứng sẫm màu phi enzym

- Ảnh hưởng đến phản ứng enzym trong các sản phẩm thực

phẩm

- Ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

- Ảnh hưởng đến tính chất lưu biến của thực phẩm

- Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự

oxy hóa chất béo

• Các sản phẩm có chứa chất béo ở dạng khan thường có những lỗ xốp trên bề mặt do

đó ôxy dễ dàng xâm nhập và

sự oxy hóa chất béo xảy ra nhanh chóng

• Khi a w > 0.3 tạo lớp nước hấp thụ trên bề mặt sản phẩm hạn chế sự xâm nhập của ôxy quá trình oxy hóa giảm

• a w > 0,5 sự ôxy hóa tăng là do

KL khuếch tán dễ dàng.

Hiệu ứng hoạt độ nước đến phản ứng

sẫm màu phi enzym

• Phản ứng gây sẫm màu phi enzym: caramen hóa, melanoidin, quá

trình oxy hóa lipid với protein…

• Sự sẫm màu thường xảy ra đối với những sản phẩm có hàm ẩm

thấp hoặc trung bình (a w > 0,5).

• Để giảm mức độ sẫm màu trong các sản phẩm có hoạt độ nước từ

0,6 – 0,8 bằng cách sử dụng glyxerin như là chất làm ẩm có thể

làm giảm a w từ 0,75 xuống 0,65; từ 0,5 đến 0,4

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng của enzyme

• Nước tham gia tích cực trong các phản ứng thủy phân

• Làm tăng tính năng động của cơ chất với sản phẩm phản ứng

• Phản ứng thủy phân khó xảy ra trong điều kiện thiếu nước đặc biệt là nước tự do

• Hoạt động của phản ứng enzyme thường bắt đầu xuất hiện khi a w > 0,45

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến

sự phát triển của vi sinh vật

• Vi sinh vật ảnh hưởng sâu sắc đến chất lượng sản phẩm

• Nước là môi trường cho những vi sinh vật này phát triển,

sinh trưởng và trao đổi chất

• Mật độ và chủng loại vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào hoạt

độ nước

- Vi khuẩn: 0,91

- Nấm men: 0,88

- Nấm mốc: 0,80

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến

sự phát triển của vi sinh vật

0,85

Staphylococcus aureus

0,95

E Coli

0,95

Bacillus cereus

0,94

Aerobacter aerogenes

0,8

Saccharomyces bailii

0,9

Saccharomyces cerevisiae

0,77

Aspwegillus niger

0,78

Aspergillus flavus

0,75

Aspergillus caldidus

a w

Vi sinh vật

Ảnh hưởng của hoạt độ nước

đến tính lưu biến của sản phẩm

• Độ cứng

• Độ dẻo

• Độ dai

• Độ đàn hồi

• …

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến giá trị dinh dưỡng

• Nước ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của các vitamin tan trong nước

• Những vitamin bị ảnh hưởng: B1, C…

• Với những vitamin tan trong dầu thì ngược lại

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến cấu trúc

và trạng thái của sản phẩm thực phẩm

* Ảnh hương của nước đến cấu trúc của rau quả tươi

* Nước tham gia và sự tạo cấu trúc và trạng thái của

các sảm phẩm thực phẩm chế biến

Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau

quả tươi

• Khi nước vào trong tế bào thì chất chứa trong tế bào

sẽ gây nên một áp suất trong vỏ tế bào Áp suất thủy tỉnh này gọi là áp suất trương mà thường tạo ra một

độ căng nào đó đối với tế bào nên làm căng kích thước tế bào

• Áp suất trương của nước bên trong tế bào giúp cho rau quả tươi có một độ căng bóng nhất định

Ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng thái của thực

phẩm chế biến

• 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…

Độ ẩm của thực phẩm

• Là lượng nước tự do có trong thực phẩm

Trong quá trình bảo quản, rau quả đã tách khỏi môi

trường sống và cây mẹ, lượng nước mất đi không

được bù đắp nên bản thân chúng một mặt phải hạn

chế sự bốc hơi, mặt khác nhiệt sinh ra chỉ mất đi bằng

con đường bức xạ nhiệt ra môi trường xung quanh

Sự bốc hơi nước của rau quả khi bảo quản là nguyên

nhân chủ yếu làm giảm khối lượng của sản phẩm.

Sự mất nước còn ảnh hưởng đến: các quá trình trao

đổi bình thường, làm giảm tính trường nguyên sinh

làm rau quả bị héo Sự héo làm tăng quá trình phân

huỷ các chất, phá huỷ sự cân bằng năng lượng, làm

giảm sức đề kháng bệnh của rau quả.

SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH

CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM

-Trong rau quả, củ non, các phần tử keo của nguyên sinh chất và không bào giữ nước yếu → dễ bị mất nước

- Sự thương tổn cũng làm tăng sự mất nước (vết thương vài cm 2 trên quả cam làm tăng độ mất nước len 3,4 lần)

- Sự mất nước của thực phẩm thay đổi trong quá trình bảo quản

SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM

-Lượng nước mất đi trong quá trình bảo quản còn

tùy thuộc vào từng loại sản phẩm, độ già chín,

nhiệt độ, ẩm thấp, vận tốc chuyển động không khí

trong kho bảo quản

+ 1 tấn rau mất 600-800g nước/ngày

+ 1 tấn củ, quả mất 300-600g nước/ngày

Trong các sản phẩm thì hàm lượng nước được tiêu chuẩn hoá Với hàm lượng nước cao sẽ cho sản phẩm một hướng chất lượng nào đó, tốt hoặc xấu.

- Hạt lương thực, có hàm lượng nước bằng 14%, nếu cao hơn, hạt lương thực sẽ giòn, dễ vỡ; dễ bị

hư hỏng do nấm mốc phát triển.

- Rau quả tươi khi mất nước 5-7%, dễ bị héo hay thối

- Cơ thể động vật: mất 15-20% thì bị chết

SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM

Để chống sự mất nước do bay hơi nước cần:

- Hạ thấp nhiệt độ phòng bảo quản

- Phải bảo quản rau quả trong phòng có độ ẩm

cao: 85-95%

- Tránh vẩy nước trực tiếp, tạo các hạt nước dư

thừa trên bề mặt rau quả là điều kiện thích hợp

cho sự phát triển của vi sinh vật

- Xếp rau quả tươi trong hầm chất, vùi trong

cát, đựng trong các túi polyethylen, gói giấy

SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH

CHẾ BIẾN, BẢO QUẢN THỰC PHẨM