Ôn thi hóa thực phẩm

-Dễ bị biến tính khi xử lý nhiệt đông tụ P tương cơ làm cho sản phẩm có độ bền gel thấp trong sản xuất surimi, chả cá thường có nhiều công đoạn rửa.. -Loài : +Cá nổi thường là cá di c

Câu 1: Phân loại P theo tính tan và % từng loại?

Dựa vào tính tan, ta có thể chia Protein cơ thành 3 nhóm:

 Sarcoblasmic Protein (P tương cơ): từ 20-30%

- Tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, ảnh hưởng lớn đến cấu trúc, vị và màu cơ thịt cá

-Khả năng hòa tan cao, giữ nước kém mất giá trị dinh dưỡng trong công đoạn chế biến: rửa, muối, ướp lạnh

-Dễ bị biến tính khi xử lý nhiệt (đông tụ) P tương cơ làm cho sản phẩm có độ bền gel thấp trong sản xuất surimi, chả cá thường có nhiều công đoạn rửa -Chủ yếu gồm các enzyme và myoglobin

+Quan trọng nhất là Protase: biến đổi sinh hóa làm ảnh hưởng đến chất lượng thịt cá sau khi chết Gồm:

Calpains : khởi đầu cho quá trình thủy phân miofibrils và làm cho chúng

nhạy cảm hơn (dễ bị tác động, thủy phân) bởi các protase khác

Cathepsins : ở trong lysosomes, phân giải myosin, 𝛼-actin, desmin, actin, troponin-T, troponin-I và tropomyosin: một phần quá trình mềm hóa cơ thịt

+Myoglobin:

 Myoglobin là sắc tố cơ , chiếm 90-95% cơ thịt

 Myoglobin cá dễ bị oxy hóa nên cơ thịt cá dễ mất màu khi bảo quản lạnh

 Myoglobin dễ bị mất đi trong quá trình rửa, nghiền nhỏ; sự biến tính của myoglobin và phản ứng giữa myoglobin và myofibrillar P trong quá trình bảo quản có thể làm cho myoglobin khó hòa tankhó loại

bỏ

 Myofibrillar Protein (tơ cơ): từ 65-75%

-Chiếm hơn 60% P cơ

-Cùng với collagen, kiểm soát cấu trúc và các tính chất lưu học đặc biệt của cơ cá

-Đây là nhóm P quyết định khả năng tạo gel và các tính chất của gel hình thành

-Do vậy, sự trích ly P này cũng ảnh hưởng đến sự hình thành gel

-Chủ yếu: myosin và actin

Myosin: 55-60% tơ cơ, quyết định cấu trúc cơ cá

+Có nhiều dạng khác nhau, myosin cá kém bền nhiệt hơn động vật hữu nhũ, tính bền nhiệt của myosin cá phụ thuộc vào môi trường sống

+Ba tính chất quan trọng của myosin: tự gắn kết và tạo sợi; vị trí xúc tác cho ATPase, cung cấp năng lượng cho cơ; tạo phức với actin

Actin: chiếm 15-30% tơ cơ, dạng cầu thành phần chính của tơ cơ

+Trong giới động vật, actin là P có tính bảo tồn cao

+Khi kết hợp với myosin ở tỷ lệ là 2.7: 1 thì gel có độ bền tốt nhất

 Stroma Protein (mô liên kết): chiếm dưới 5%

-Chủ yếu là collagen, elastin, trong đó collagen là stroma protein là quan trọng nhất

-So với cơ thịt động vật hữu nhũ, lượng collagen trong cơ thịt cá thấp,

nhưng collgen vẫn có vai trò lớn trong quyết định cấu trúc cơ thịt

-Lượng collagen trong cơ thịt đvts liên quan mật thiết đến độ bền các cơ thịt

Collagen : cấu trúc cơ thịt cá có hàm lượng collagen cao, độ đàn hồi khi

nấu chín cao hơn cá có lượng collagen thấp

Elastin : độ đàn hồi cao, không trương nở, rất bền ; bền với acid, bazo và

protease, bị thủy phân bởi papain ; không tan trong nước, không có vai trò trong quá trình tạo gel

Câu 2 : Cơ chế hình thành gel protein và liên kết tạo thành các nút mạng ?

Gel protein là dạng trung gian giữa pha rắn và lỏng, khả năng tạo gel

(myofibrillar P quyết định) là một trong những đặc tính quan trọng của đại phân tử P

 Cơ chế tạo thành gel P :

-Quá trình tạo gel gồm 3 bước :

+Phân giải cấu trúc myofibril

+Giãn mạch (một phần) cấu trúc myosin (biến tính nhiệt nhẹ)

+Sự kết hợp bất thuận nghịch các myosin giãn mạch để tạo cấu trúc

3 chiều (tái cấu trúc)

-P bị biến tính các cấu trúc bậc cao bị phá hủy : liên kết phân tử bị đứt mạch peptit bị giãn ra các nhóm ẩn bên trong lộ ra ngoài

-Các mạch polypeptit bị duỗi ra gần nhau liên kết lại tại nút mạng, phần còn lại hình thành mạng lưới trung gian 3 chiều vô định hình chứa đầy pha phân tán (nước, dầu,…)

+Các nút mạng tạo ra do liên kết Hydro giữa OH của serin, treonine hoặc tyrosine với nhóm COOH của acid glutamic hoặc acid aspartic

+Đây là liên kết yếu nhưng rất quan trọng do số lượng nhiều và có khả năng giữ nước ; tạo ra độ linh động giữa các phân tử làm gel dẻo

+Khi gia nhiệt liên kết này bị đứt và gel bị nóng chảy, khi để nguội cầu hydro lại tái lặp và được tăng cường

-Liên kết tĩnh điện : liên kết cầu nối giữa các nhóm tích điện ngược dấu hoặc cùng dấu qua các ion đa hóa trị như ion Ca2+

Câu 3 : Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo gel ?

 Loại và nồng độ P

-Nồng độ :

+Càng cao thì gel càng bền, cứng

+Thấp thì không tạo được gel

-Loại : các loại P khác nhau có khả năng tạo P khác nhau

+Cùng loại P : vị trí khác, loài khác thì độ bền khác

-Loài :

+Cá nổi thường là cá di cư, cơ thịt sẫm nhiều, chứa nhiều

glycollagen do đó khi chết được chuyển thành acid lactic ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành gel do làm quá trình biến tính P xảy ra nhanh

không có lợi cho quá trình tạo gel nên chọn cá chưa tê cứng

+Môi trường sống khác nhau thì có độ bền nhiệt P và các enzyme cũng khác nhau

+Loài khác, môi trường sống khác thành phần P khác

 Nhiệt độ

-Tốc độ gia nhiệt ảnh hưởng đến sự hình thành gel

-Gia nhiệt nhanh P bị biến tính mạnh  đứt mạch  không thể tái cấu trúc tạo gel

-Gia nhiệt chậm P giãn mạch từ từ  xuất hiện các nhóm chức

+Kỵ nước liên kết kỵ nước : gel hình thành bền, không bị tách dịch, hạ nhiệt từ từ, liên kết H hình thành dễ dàng

+SH liên kết disulfide : gel hình thành bền với nhiệt, không bị tách dịch, các cầu nối Ca2+ và liên kết disulfide làm gel cứng và bền hơn

-pH kiềm nhẹ cũng ảnh hưởng đến sự hình thành gel, tuy nhiên chưa nhiều nghiên cứu và kết luận

 Các tác nhân đồng tạo gel (polysacharide) làm tăng độ bền gel :

Các PS (tinh bột) có khả năng đồng tạo gel với P, làm tăng khả năng giữ nước, độ cứng, độ đàn hồi của gel

Tuy nhiên, các quy trình sản xuất sản phẩm gel P thường sửa dụng kết hợp nhiều công đoạn trong đó ứng dụng hầu hết các yếu tố ảnh hưởng trên

Câu 4 : Surimi ?

 Đặc điểm

-Bán thành phẩm, giàu P, hàm lượng pH thấp

-Sản phẩm có cấu trúc dai, đàn hồi

-Thường chế biến thành các sản phẩm mô phỏng nên giá thành thấp, tận dụng từ các phụ phẩm, cá giá trị thấp ; thường có màu sắc và mùi vị nhạt ; bảo quản được lâu

 Quy trình sản xuất surimi

Nguyên liệu xử lí nghiền ép rửalọckhử nướcphối trộn các chất phụ giaép định hìnhvào khuôncấp đôngtrữ đông

-Nguyên liệu :

+Nên sản xuất từ thịt cá có khả năng đông kết tốt

+Nhìn chung : giá trị kinh tế thấp ; phụ phẩm, phế liệu các quá trình chế biến thủy sản

-Sơ chế :

+Bỏ đầu, bỏ nội tạng do : chứa nhiều mỡ, dầu (ảnh hưởng xấu đến khả năng tạo gel) ; loại bỏ các enzyme protease gây thủy phân P (ảnh

hưởng xấu đến khả năng tạo gel và màu sắc của sản phẩm

+Rửa : chú ý nhiệt độ, tránh làm dập nát cơ thịt

+Tách bỏ xương : xương thường sót lách, thận, ruột… giàu enzyme -Nghiền ép :tách xương, vẩy, da bằng phương pháp cơ họcthịt cá nghiền

sơ bộ : biến đổi cấu trúc, nhiệt độ tăng do đó biến tính một phần P

-Rửa : giai đoạn này rất quan trọng

+Loại bỏ được P tương cơ

+Loại bỏ enzyme

+Làm trắng cơ thịt : loại bỏ màu

+Loại bỏ chất béo : ảnh hưởng xấu đến quá trình tạo gel, P tương cơ còn là chất vận chuyển oxy gây ôi hóa béo

+Giảm mùi tanh

+Các chất trên là những chất bảo quản lạnh đông : cần thiết bảo vệ P khỏi biến tính khi bảo quản lạnh

Câu 5 : Biến đổi P qua các quá trình chế biến : xử lí nhiệt ?

-Khi xử lí nhiệt, P tương cơ và tơ bị đông tụ và biến tính

-Tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian xử lí nhiệtảnh hưởng đến năng suất

-Biến tính P khi xử lí nhiệt sơ bộ thay đổi cấu trúc và các liên kết giữa

cơ thịt đỏ và trắng

-P nhạy cảm với nhiệt độ nhất là sarcoplasmic và myosin

-Các nhóm –SH và liên kết disulfide quan trọng trong việc bảo toàn cấu trúc và chức năng P ban đầu Khi nhiệt độ >900C thì quá trình oxy hóa nhóm –SH xảy ra tạo liên kết S-S (cystine và cysteine)

-Ngoài ra một số enzyme :Heat-stable alkaline protease và neutral protease hoạt động ở 60-700C ảnh hưởng đến liên kết, làm mềm cơ

-Quá trình oxy hóa myoglobin, oxymyoglobin tạo thành metmyoglobin sẽ biến màu sản phẩm thủy sản khi bảo quản

-Ứng dụng biến tính của cơ thịt để sản xuất gel P (myosin quan trọng

nhất) ; ứng dụng cho các sản phẩm khô hoặc các enzyme

 Sản phẩm khô, lên men, xông khói

-Muối, lên men, xông khói : tăng thời gian bảo quản, cảm quan

-Tăng thời gian bảo quản do:

+Muối làm giảm hoạt độ nước

+Xử lí nhiệt: giảm vsv, ẩm

+Các chất bảo quản, lượng oxy giảm

+pH giảm lên men hoặc sản phẩm pickle

+Thành phần khói: diệt khuẩn, chống oxy hóa

-Gia tăng giá trị cảm quan: là kết quả các phản ứng enzyme và hóa học -Sản phẩm nước mắm: quá trình thủy phân chủ yếu do enzyme trong nội tạng cá và mùi vị nước mắm lại có vai trò rất quan trọng do vsv

Sản phẩm xông khói: mùi vị, màu sắc rất đặc trưng và mô cơ rất mềm Câu 6: Biến đổi P qua các quá trình chế biến: đông lạnh và bảo quản lạnh?

-Nguyên nhân biến tính P: làm thay đổi trạng thái nước và hiện diện lipid làm biến tính P

-Biến tính P trong quá trình đông lạnh và bảo quản lạnh:

-Tuy nhiên nếu nhiệt độ bảo quản dao động nhiều thì các tinh thể tái đông

sẽ lớn làm phá vỡ cấu trúc tế bào làm mất dịch

-Nếu bao gói không đúng cách khi bảo quản thì sẽ gây ra quá trình cháy lạnh: tinh thể đá thăng hoa, ảnh hưởng đến tăng tỷ lệ ôi hóa béo, mất màu

bề mặt, cứng, khô

 Ảnh hưởng của quá trình tách nước

-Câu trúc P bền vững nhờ sự cuộn vào trong của các liên kết kỵ nước và các lực liên kết như: liên kết H, tĩnh điện, disulfide, lưỡng cực

-Sự tạo thành tinh thể nước đá  làm mất nước, phá hủy liên kết H làm

rộ ra các vị trí kỵ nước hay ái nước tương tác tạo liên kết giữa các P khác hay cùng tái sắp xếp cấu trúc không gian P hoặc tương tác P với P là kết

tụ P gây biến tính

 Ảnh hưởng của sự tăng nồng độ chất hòa tan:

-Tinh thể nước đá hình thành nồng độ muối và chất hòa tan tăng làm cho những chất có độ tan kém kết tủa thay đổi pH và thay đổi lực ion thay đổi cấu trúc P

-Các ion cạnh tranh với các liên kết tĩnh điện cũng phá vỡ một số liên kết tĩnh điện

 Phản ứng với lipid oxy hóa

-Trong quá trình bảo quản lạnh đông, các sản phẩm của quá trình oxy hóa lipid làm biến đổi P: ít tan và cứng hơn

-P tiếp xúc với lipid bị proxyd hóa hình thành phức hợp peroxidised

lipid-protein: qua tương tác kỵ nước hay liên kết H thay đổi cấu trúc P -Các gốc trung gian tự do không bền sẽ lợi H của P  tạo ra gốc P có khả năng tham gia nhiều phản ứng với P hay lipid đông tụ P-P hay P-L

-Ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của P, phá hủy hoạt tính ATPase và cả

độ nhớt Sản phẩm thứ cấp của quá trình oxy hóa phản ứng với gốc amin đông tụ

 Phân giải trymethylamine Oxide( TMAO)

-TMAO: chất điều hòa thẩm thấu hay chất thải nitrogen

-TMAODMA+Fomaldehide Fomaldehide tạo liên kết cộng hóa trị với các nhóm hoạt động P làm biến đổi cấu trúc P do tạo liên kết ngang, cầu nối methylene

-Tương tác fomaldehide và P cơ làm biến tính P cơ nhanh

-Sự tạo thành fomaldehide khi phân giải TMAO: tăng độ cứng, dai của P cơ nhưng giảm tính giữ nước, giảm khả năng ly trích, tăng quá trình oxy hóa, thủy phân lipid

Câu 7: Phương pháp sản xuất glycogen?

Thường gồm 3 bước: chuẩn bị mẫu, ly trích, phục hồi Thường được ly trích từ

da, xương và vẩy cá Các công đoạn tiến hành ở nhiệt độ lạnh tránh biến tính Có hai quy trình thường dùng: ly trích collagen tan trong acid hoặc trong pepsin

 Chuẩn bị

-Nguyên liệu thô: nhiều P không phải collagen, béo, màu, ca + khoáng vô

cơ

-Xử lí sơ bộ: có thể nhiều bước xử lí sơ bộ để tinh sạch collagen:

+Tách loại thịt thừa + rửa

+Cắt nhỏ

+Loại P và màu: xử lí kiềm

+Loại Ca: EDTA, acid vô cơ

 Ly trích

-Quy trình trích ly bằng acid:

+Được thực hiện trong điều kiện pH acid polypeptide collagen (+) chiếm đa số tăng cường lực đẩy giữa các tropocollage (ít biến đổi, ở dạng xoắn bậc 3); tăng độ hòa tan

+Collagen ly trích bằng acid hữu cơ (axetic, lactic Citric) hoặc vô

cơ (hydrochloric)

+Hiệu suất ly trích phụ thuộc vào loài, tuổi và các tham số của quá trình ly trích

+Quá trình ly trích điển hình có hiệu suất thu hồi thấp

-Quy trình ly trích collagen tan trong pepsin: sử dụng pepsin cắt

peptide tăng hiệu suất ly trích

+Sử dụng pepsin vào quá trình ly trích collagen giúp:

P non-collagen bị thủy phân dễ tách tăng độ tinh sạch

Thủy phân dễ tan trong acid tăng hiệu suất ly trích

Giảm tính kháng nguyên

+Bổ sung pepsin (bao tử heo) giúp tăng hiệu suất ly trích collagen của đvts khá cao Tuy nhiên vấn đề về tôn giáo nên sử dụng pepsin từ cá, hiệu suất thu hồi cao hơn sử dụng pepsin từ động vật

 Thu hồi

-Thu hồi collagen bằng kết tủa muối trước khi thẩm tách và sấy đông khô -Kết tủa bằng muối NaCl: thêm muối đến nồng độ 2.6M, Ph 7.5, điều chỉnh sao cho thu hồi collagen tối đa và tách loại tạp chất nhiều nhất

-Tiếp theo là ly tâm (bỏ phần dịch)

-Sấy đông khô: tách ẩm từ sản phẩm bằng cách làm lạnh đông sản phẩm giảm áp suất nước đóng băng trong sản phẩm hơi (thăng hoa)

Câu 8: Ứng dụng collagen?

 Trong công nghệ thực phẩm:

-Giúp bất hoạt nước tự do tăng độ ổn định sản phẩm

-Tăng độ dai thực phẩm

-Tăng khả năng giữ nước

-Tăng khả năng nhũ hóa của các sản phẩm, cải thiện cấu trúc

 Trong y-sinh học:

-Làm chỉ tự tiêu, thuốc cầm máu, cấy ghép mô

-Làm thành phần mô tự nhiên: valve tim nhân tạo, bộ cứu thương băng bó -Đồng trùng hợp với chondroitin tạo glycosaminoglycan, là thành phần chính của sụn khớp, nếu thiếu có thể được thay thế

-Glucosamine: tiền chất glycosaminoglycan

-Sản xuất màn collagen chữa vết bỏng, lỡ loét

 Trong dược học:

-Thẩm mĩ

-Thuốc hay thực phẩm chức năng

-Chất mang: vận chuyển các chất có hoạt tính hay gen

Câu 9: Quy trình sản xuất gelatin?

Gồm 3 giai đoạn: tiền xử lí, ly trích và sấy, thu hồi

 Tiền xử lí:

-Tách P không phải collagen: tăng độ tinh khiết của gelatin ly trích bằng kiềm nhờ phá vỡ một số liên kết ngang, vô hoạt một số protease có thể thủy phân collagen (hiệu suất phụ thuộc vào nồng độ kiềm, thời gian và nhiệt độ) -Loại bỏ béo: béo cao sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi và độ sạch của gelatin

-Loại bỏ khoáng: giúp quá trình ly trích collagen dễ dàng hơn thường sử dụng HCl loãng

-Làm trương phồng vật liệu thô: giúp P duỗi mạch, giúp quá trình ly trích

và hòa tan collagen tiếp theo Chia làm hai quá trình:

+Xử lí acid:

 Thủy phân nhẹchuyển collagen sang dạng dễ ly trích, loại một số chất hữu cơ ( nhờ HCl và H2SO4, H3PO4, acid hữu cơ)

 Giúp vô hoạt protease, không phá vỡ liên kết peptide

 Loại và nồng độ acid: ảnh hưởng đến hiệu suất và tính chất của

gelatin

+Xử lí bazo: thường dùng nước vôi

 Không phá hủy nguyên liệu bằng thủy phân

 Phá vỡ liên kết ngang dễ hòa tan

 Thủy phân một số liên kết peptide, acid amin chất lượng sản phẩm không ổn định Chuỗi gelatin càng dài thì chất lượng càng cao

+Xử lí acid+ pepsin: acid phá hủy liên kết ngangít acid amin bị thủy phân (hiệu suất thu hồi thấp)pepsin: cắt các liên kết ngang tăng độ hòa tan collagen

-Chuyển collagen gelatin phụ thuộc vào nhiệt độ và protease nội tại

 Sấy và thu hồi

-Sau khi ly trích, hỗn hợp gelatin thường qua lọc, loại bỏ thành phần không hòa tantinh sạch

-Sử dụng than hoạt tính để lọc trong màu

-Cuối cùng bay hơi, tiệt trùng, sấy và thu hồi gelatin

Câu 10: Hoạt tính Gelatin?

 Khả năng tạo gel (keo tụ):