Ảnh hưởng của ph đến màu sắc và cấu trúc của sản phẩm thực phẩm

Trừu Tượng.Màu sắc và kết cấu là những đặc tính chất lượng quan trọng và là yếu tố chính ảnh hưởng đến nhận thức cảm quan và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với thực phẩm.. Hơn nữa,

ẢNH HƯỞNG CỦA PH ĐẾN MÀU SẮC VÀ CẤU TRÚC CỦA SẢN PHẨM THỰC

PHẨM

MỤC LỤC

1 Trừu Tượng 3

2 Giới Thiệu 4

3 Ảnh Hưởng Của pH Đến Màu Sắc 5

3.1.Chlorophylls 6

3.2.Anthocyanins 8

3.3.Betalains 10

3.4.Carotenes 11

3.5.Myoglobin 12

4.Ảnh hưởng của pH đến kết cấu 13

4.1 Trái cây và rau củ 14

4.2 Thịt và cá 16

5.Kết luận 17

1 Trừu Tượng.

Màu sắc và kết cấu là những đặc tính chất lượng quan trọng và là yếu tố chính ảnh hưởng đến nhận thức cảm quan và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với thực phẩm

pH có ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng đến các sắc tố (ví dụ: chất diệp lục, caroten, anthocyanin,v.v.)

Chịu trách nhiệm về màu sắc của trái cây, rau và màu thịt Ngoài ra pH có ảnh hưởng lớn đến khả năng giữ nước năng lực và sự dịu dàng của thực phẩm cơ bắp được cải thiện Ở điều kiện axit dưới độ pH điển hình sau khi chết Hơn nữa, trong quá trình chế biến thực phẩm, giá trị pH ảnh hưởng đến nhiều hiện tượng và quá trình như tính chất của protein như biến tính, gel hóa, hoạt tính enzyme, tăng trưởng và cái chết của vi sinh vật, sự nảy mầm hoặc bất hoạt của bào tử vi khuẩn và các phản ứng hóa học như phản ứng Maillard Vì vậy, kiến thức về ảnh hưởng của pH và kiểm soát của nó trong quá trình chế biến là cần thiết để sản xuất an toàn, sản phẩm chất lượng cao và giá trị gia tăng

Đo lường và báo cáo chính xác dữ liệu pH có là một vấn đề tồn tại từ lâu do ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất

Sự gia tăng nhiệt độ của bất kỳ giải pháp nào sẽ làm giảm độ nhớt của nó và tăng tính linh động của các ion trong dung dịch.Tăng nhiệt độ cũng có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng của các ion trong dung dịch do sự phân ly của các phân tử (điều này đặc biệt đúng đối với axit và bazơ yếu) Vì pH là một phép

đo nồng độ ion hydro, một sự thay đổi trong nhiệt độ của một dung dịch sẽ được phản ánh bởi một tiếp theo thay đổi pH, phản ứng pH khó xảy ra được mô

tả bằng các mô hình toán học thích hợp, vì nó thường đi kèm với động lực học phi tuyến cố hữu với sự không chắc chắn của hệ thống

Màu sắc, hương vị và kết cấu là những đặc tính chất lượng quan trọng và là những yếu tố chính ảnh hưởng đến nhận thức cảm quan và sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với thực phẩm Độ pH của hầu hết thực phẩm sản phẩm khác nhau giữa 3,5 và 7,0 pH có ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng đến các sắc tố (ví dụ: chất diệp lục, caroten, anthocyanin, v.v.) chịu trách nhiệm về màu sắc của trái cây, rau quả và thịt

Vì vậy, kiến thức về pH là cần thiết để sản xuất sản phẩm an toàn, chất lượng cao và giá trị gia tăng

Thực phẩm được nấu nướng hoặc chế biến để tăng khả năng ăn được và ngon miệng của chúng

2 Giới Thiệu

Từ những năm 1980 cho đến nay, ngành công nghiệp thực phẩm được thúc đẩy bởi mong muốn của người tiêu dùng đối với các sản phẩm thực phẩm chất lượng cao, chế biến tối thiểu, không chứa chất phụ gia, ổn định, tiện lợi và an toàn

Một thách thức đối với các nhà chế biến thực phẩm là ngăn chặn hoặc ít nhất là giảm thiểu sự xuống cấp về màu sắc và kết cấu để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao Theo nghĩa này, kiểm soát độ pH là rất quan trọng để ngăn ngừa mất màu và kết cấu Độ pH, phép đo hoạt động của các ion hydronium (H3O?) trong một chất, là yếu tố chi phối quyết định phản ứng hóa học đang diễn ra và

do đó là chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là trong thực phẩm và các quá trình sinh hóa pH ban đầu được Sørensen xác định vào năm 1909 theo nồng độ của các ion hydro (theo danh pháp hiện đại) là pH = -lg(cH/c) trong đó cH là nồng

độ ion hydro tính bằng mol dm-3 và c = 1 mol dm-3 là nồng độ lượng chuẩn Thông thường, pH được đo điện hóa bằng cách sử dụng điện cực thủy tinh nhạy cảm với pH và điện cực tham chiếu Tuy nhiên, có rất nhiều phương pháp

và thiết bị thay thế để đo pH dựa trên các nguyên tắc điện hóa và phi điện hóa Mặc dù việc sử dụng thực tế các phương pháp và thiết bị hiện có hầu hết chỉ

giới hạn ở phép đo pH áp suất khí quyển, đã có một số nỗ lực đo pH áp suất cao của nước và dung dịch đệm

Do các hệ thống thực phẩm thể hiện tính chất hóa học phức tạp vốn có và thường mờ đục nên không có phương pháp nào dựa trên thể tích phản ứng, độ dẫn điện và phép đo quang phổ có thể áp dụng để đo pH thực phẩm ở áp suất cao Hơn nữa, việc sử dụng các tổ hợp điện cực thủy tinh thường bị giới hạn ở

áp suất thấp hơn (B150 MPa) do tính chất dễ vỡ của thủy tinh

Đo lường và báo cáo chính xác dữ liệu pH là một vấn đề tồn tại từ lâu do ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất Sự gia tăng nhiệt độ của bất kỳ dung dịch nào sẽ làm giảm độ nhớt của nó và tăng tính linh động của các ion của nó trong dung dịch Sự gia tăng nhiệt độ cũng có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng ion trong dung dịch do sự phân ly của các phân tử (điều này đặc biệt đúng đối với axit và bazơ yếu) Vì pH là thước đo nồng độ ion hydro, nên sự thay đổi nhiệt độ của dung dịch sẽ được phản ánh bằng sự thay đổi tiếp theo của pH Rất khó để mô

tả phản ứng pH bằng các mô hình toán học thích hợp, vì nó thường đi kèm với động lực học phi tuyến tính cố hữu với sự không chắc chắn của hệ thống

Thực phẩm được nấu hoặc chế biến để tăng khả năng ăn được và ngon miệng Quá trình chế biến cũng nhằm mục đích kéo dài thời hạn sử dụng trong khi các đặc tính dinh dưỡng và cảm quan ban đầu được duy trì ở mức cao nhất có thể trong phạm vi hạn chế do an toàn vi sinh vật đưa ra Để đạt được sự cân bằng giữa chất lượng và an toàn thực phẩm, cần phải tối ưu hóa các kỹ thuật chế biến thông thường hiện đang được áp dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

và phát triển các kỹ thuật chế biến mới

3 Ảnh Hưởng Của pH Đến Màu Sắc

Màu sắc là một trong những thuộc tính chất lượng đầu tiên được khách hàng sử dụng để đánh giá chất lượng của sản phẩm (thịt, cá, rau và trái cây) và hương vị

có thể có của nó mà không cần chạm vào hàng hóa

Trái cây và rau quả chứa nhiều chất chống oxy hóa khác nhau giúp chống lại các gốc tự do có hại và có liên quan chặt chẽ với việc giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính gồm carotenoid, vitamin, flavonoid, các hợp chất phenolic khác, glutathione trong chế độ ăn uống và các chất chuyển hóa nội sinh

Nhiều loại rau được nấu chín bằng cách đun sôi và xử lý vi sóng trước khi sử dụng hoặc xử lý công nghiệp (chần, đóng hộp, khử trùng, đông lạnh) mang lại

sự thay đổi về đặc tính vật lý và thành phần hóa học ảnh hưởng đến hàm lượng, thành phần, hoạt tính chống oxy hóa và khả dụng sinh học của chất chống oxy hóa

Nồng độ và hoạt tính chống oxy hóa trong thực phẩm rau đã chế biến thấp hơn

so với nồng độ và hoạt tính của các mẫu thô tương ứng

Do sự phân hủy của chúng, nhưng cũng do sự hấp thụ nước trong quá trình đun sôi, làm pha loãng các hợp chất và giảm hàm lượng của chúng trên một đơn vị trọng lượng

Độ pH có ảnh hưởng quan trọng đến các sắc tố (ví dụ: chloro-phyll, carotenoid, anthocyanin, myoglobin,v.v.) chịu trách nhiệm về màu sắc của trái cây, rau và thịt

Các hợp chất tạo màu của trái cây và rau quả chế biến có thể bị thay đổi trong quá trình chế biến do sự hiện diện của vi sinh vật và sự bất hoạt hoặc không hoạt động của các enzyme, điều này có thể dẫn đến các phản ứng hóa học không mong muốn (cả enzyme và không enzyme) trong nền thực phẩm 3.1.Chlorophylls

Chlorophylls là sắc tố tạo nên màu xanh đặc trưng của trái cây và rau quả, rất

dễ bị phân hủy trong quá trình chế biến, dẫn đến sự thay đổi màu sắc trong thực phẩm, chất lượng cảm quan của thực phẩm

Mô bị hư hỏng trong quá trình chần và các bước chế biến khác

Màu xanh của rau chuyển sang màu xanh ôliu khi đun nóng hoặc đặt trong điều kiện axit, các ion hydro có thể biến đổi chất diệp lục thành pheophytin tương ứng của chúng bằng cách thay thế ion magie trong vòng porphyrin

Màu vàng ôliu, cuối cùng được người tiêu dùng coi là giảm chất lượng Tính ổn định của chất diệp lục được biết là bị ảnh hưởng bởi độ pH và màu sắc

là một trong những thuộc tính chất lượng quan trọng nhất cảu các sản phẩm rau

Các chất kiềm hóa trong dung dịch chần và nước muối, chẳng hạn như natri bicacbonat, hexametaphotphat,… sử dụng để tăng độ pH của các loại rau xanh

và do đó giúp giữ lại chất diệp lục sau khi chế biến

Sự suy giảm màu xanh lá cây có thể nhìn thấy bằng chất diệp lục như là một chức năng của pH trong dung dịch đệm ở độ pH 5.5, 6.5 và 7.5 trong đậu xanh

màu tristimulus

Hằng số tốc độ của sự mất màu xanh lá cây và sự suy giảm chất diệp lục giảm khi độ pH tăng lên, cho thấy rằng màu xanh lá cây được giữ lại ở điều kiện pH cao hơn Diệp lục bị phân hủy nhanh hơn các giá trị pH của chất diệp lục cho mỗi nhiệt độ được áp dụng

Hàm lượng chất diệp lục trong nước ép bông cải xanh giảm đáng kể đã được quan sát đối với các phương pháp điều trị kết hợp áp suất cao với nhiệt độ vượt quá 500C

Sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số tốc độ khử-bức xạ của chlorophyllais cao hơn của chlorophyllb

Qúa trình phân hủy chất diệp lục như là một hàm của pH trong lò phản ứng động học có độ pH không đổi ở pH là 5.5, 6.2, 6.8 và 7.5 và phát triển một mô

hình toán học liên quan đến tốc độ này Hằng số của chất diệp lục như là một chức năng của nhiệt độ và pH

Kết luận: Độ pH của rau trong quá trình chế biến nhiệt không phải là hằng số Mức độ thay đổi pH phụ thuộc vào loại rau, pH ban đầu và thời gian, nhiệt độ của loại rau Dự đoán về nồng độ chất diệp lục sẽ chính xác hơn bằng cách coi pH là có thể thay đổi và bằng cách biết động học phân hủy chất diệp lục là một hàm của pH

Mô hình ảnh hưởng của độ pH đối với sự suy giảm màu sắc của bông cải xanh chần bằng năm loại axit khác nhau Dựa trên sự phân hủy chất diệp lục và do

đó màu xanh lục là một hàm của thời gian và độ pH

Màu sắc của bông cải xanh chần và rã đông phụ thuộc nhiều vào độ pH của môi trường xung quanh

Axit càng nhiều, sự đổi màu càng nhanh Tính kỵ nước của các axit, được sử dụng để áp đặt một độ pH nhất định, có ảnh hưởng rõ rệt đến tốc độ đổi màu: càng kỵ nước, tốc độ đổi màu càng nhanh

Kết luận: 1/ Axit càng nhiều, sự đổi màu càng nhanh Màu xanh lá cây được giữ lại ở điều kiện pH cao hơn

2/ Càng kỵ nước, tốc độ đổi màu càng nhanh

3/ Một quy trình riêng biệt ở các giá trị pH trung tính và cao hơn sẽ dần dần đảm nhận quá trình chiết xuất axit của các ion magie từ chất diệp lục 4/ Sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số tốc độ khử-bức xạ của chlorophyllais cao hơn của chlorophyllb

3.2.Anthocyanins

Anthocyanins là sắc tố flavonoid không bào hòa tan trong nước; chúng được phân bố rộng rãi trong tự nhiên, giữa các loại hoa, trái cây và rau quả, và chịu trách nhiệm cho sự tươi sáng của chúng các màu như đỏ, đỏ tía và tím

Ý nghĩa tính chất của chiết xuất anthocyanin là mật độ màu và sắc độ màu

đồng màu và các hiệu ứng “màng mỏng” và những thứ khác

Khi tăng giá trị pH màu anthocyanin trở nên nhạt màu hơn, nếu sản phẩm được

tô màu chứa các thành phần có khả năng hoạt động như bản sao, màu sắc có thể được giữ lại và ánh sáng ổn định ở mức nhất định phạm vi

Màu anthocyanin tổng chỉ phát triển trong dung dịch axit mạnh

Khi cô lập, anthocyanin có ít màu trên pH 3.5, nhưng trong môi trường tự nhiên, chúng trở nên có màu hơn nhiều do sự đồng sắc tố với các thành phần (thực vật) khác, bản thân chúng có thể không màu

Kouniaki et al Đã nghiên cứu tính ổn định của hai anthocyanin và axit ascorbic

có trong nước ép trái cây làm từ lý chua đen ở chế biến áp suất cao

Các sản phẩm có chứa anthocyanin dễ bị thay đổi màu sắc trong quá trình chế biến và bảo quản Những thay đổi này là do sự phân hủy anthocyanin và hình thành sắc tố nâu

Walkowiak-Tomczak và Czapski đã điều tra ảnh hưởng của pH (3.0, 4.0 và 5.0), thời gian (0, 15 và 30 ngày) và nhiệt độ bảo quản (10, 20 và 30 C), oxy 0

tính khả dụng và axit ascorbic (0, 100 và 200mg/100g) về độ ổn định của anthocyanin và các thông số về màu sắc trong chế phẩm phẩm màu bắp cải tím

Li et al đã nghiên cứu xác định và ổn định nhiệt của anthocyanins khoai lang ruột tím trong dung dịch nước với các giá trị pH khác nhau và nước ép trái cây

Nghiên cứu này nhằm xác định các thành phần của anthocyanin khoai lang ruột tím và điều tra ảnh hưởng của giá trị pH (2–6) đến độ ổn định nhiệt của PSPA

Jing et al điều tra trong nước ép củ cải (hệ giàu anthocyanin) nhiệt và độ ổn định pH của anthocyanin và glucosinolate ở pH 2,5 hoặc 5,8 trong 2 giờ xử lý nhiệt ở 90 hoặc 100 C

Kết luận rằng xử lý nhiệt ở pH 5,8 dẫn đến phân hủy anthocyanin nhiều hơn nhưng phân hủy glucosinolate ít hơn so với mức có thể đạt được ở pH 2,5 Tổng Kết:

Các cuộc điều tra của Volden et al đã chỉ ra rằng tất cả các cách xử lý ảnh hưởng đến anthocyanin đáng kể (p\0,05) với việc giảm 59, 41 và 29 % để chần, luộc và hấp Mức giảm quan sát được trong quá trình xử lý bắp cải không được phục hồi hoàn toàn trong nước chế biến, phù hợp với quan niệm rằng anthocyanin bị phân hủy bởi nhiệt

Tuy nhiên, mức độ suy giảm nhiệt có thể phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau liên quan đến cấu trúc anthocyanin và giá trị pH Cấu trúc màu đỏ ổn định hơn tồn tại ở pH\3 và khi độ pH tăng lên 4–6, các cấu trúc không màu chiếm ưu thế 3.3.Betalains

Betalains là sắc tố không bào ưa nước của tế bào thực vật thường được tích tụ trong lá, rễ, thân, quả, hoa, cuống lá

Sự tổng hợp betalains được quan sát thấy ở nhóm thực vật Centrospermae (củ cải đỏ), rau dền (Amaranthus spp.),…

Độ pH phụ thuộc vào quá trình ion hóa của betalains dựa trên cơ sở lý luận kỹ thuật của Mukundan:

+ Betacyanin và betaxanthin là cation có pH<2,0

+ Zwitterion (pH= 2,0)

+ Monoanion (pH= 2,0 - 3,5)

+ Bisanion (pH>3,5 và >7,5)

Ở pH 2, Zwitterionic có thể khuếch tán và giải phóng khỏi không bào Các động học giải phóng quan sát được của betalains tốt nhất ở pH thấp, các cơ chế quan sát được đều liên quan đến sự thay đổi tính chất màng và các sắc tố của tế bào vỏ não chết Trong điều kiện phục hồi, betalains ổn định nhất (pH=3,5-6,5) và giới hạn ở pH 2 Do đó, quy trình tiếp theo là tiếp xúc với axit giải phóng các sắc tố vào môi trường B5 có pH=5,5 tạo điều kiện phục hồi trong điều kiện ổn định

3.4.Carotenes

Carotenoid là một loại sắc tố tự nhiên chủ yếu được tìm thấy trong trái cây và rau quả thường có 40 phân tử carbon và nhiều liên kết đôi liên hợp

Carotenoid thường được chia thành hai loại: (1) Caroten chỉ bao gồm carbon và hydro, ví dụ: a-caroten, b-caroten và lycopen; và (2) xanthophyll bao gồm carbon, hydro và oxy, ví dụ: lutein và zeaxanthin

Carotenoid có màu đậm (đỏ/cam/vàng), rất dễ bị phân hủy về mặt hóa học trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm do ảnh hưởng của ứng suất hóa học, cơ học và nhiệt

Qian và cộng sự nghiên cứu tính ổn định vật lý và hóa học của nhũ tương nano giàu b-caroten và ảnh hưởng của pH, cường độ ion, nhiệt độ và kiểu chất nhũ hóa Các mẫu nhũ tương được chuẩn bị trong dung dịch đệm, sau đó độ pH được điều chỉnh đến giá trị mong muốn (pH=3-8), sử dụng NaOH và/hoặc HCL

Các mẫu nhũ tương (20ml) được chuyển vào các ống thủy tinh, bảo quản ở nơi

màu sắc (E*) được đo mỗi ngày Họ kết luận rằng tốc độ xuống cấp màu nhanh hơn ở pH=3, vì sự thay đổi tổng thể về màu sắc trong quá trình bảo quản là tương đối nhỏ trong các mẫu có pH=4-8 (E*<10)

Ảnh hưởng của pH đến sự ổn định của β-carotene là do thời gian tiếp xúc với axit, nồng độ axit và hệ thống mà β-carotene tồn tại

Cà rốt là loại thực phẩm có hàm lượng axit thấp (pH=5,5-6,5)

Để giảm thiểu mất màu và carotene, người ta thực hiện quá trình axit hóa, sau

đó gia nhiệt sẽ làm tăng độ sáng và giảm độ đục của nước ép cà rốt

3.5.Myoglobin

Myoglobin (ký hiệu Mb hoặc MB) là một protein liên kết với sắt và oxy được tìm thấy trong mô cơ của động vật có xương sống

Lượng ferrihemochrom hình thành từ myoglobin trong khi nấu bị ảnh hưởng bởi độ pH ban đầu của thịt

Cơ của động vật có vú có độ pH khoảng 7, thịt tươi bình thường có độ pH dao động từ 5,4 đến 5,6

Cacbohydrat glycogen được giữ trong cơ bắp, nhưng sau khi chết giảm cung cấp oxy, glycogen bị phân hủy thành axit lactic, làm giảm độ pH

Thịt có độ pH trên 6,2 các sợi có xu hướng giữ nước được đóng gói chặt chẽ cản trở oxy di chuyển và thúc đẩy sự tồn tại lâu hơn của việc lấy oxy, ưu tiên deoxyMb hơn là oxyMb

Myoglobin màu đỏ tím kết hợp với cấu trúc khép kín của cơ để hấp thụ hơn là phản xạ ánh sáng, làm cho thịt xuất hiện tối Tình trạng này thường được gọi là bóng tối, chắc, khô (DFD)