bài giảng hoá sinh-hoá sinh thực phẩm về nước

LIÊN KẾT VỚI CÁC THÀNH PHẦN TRONG THỰC PHẨM Nguyên tử hydrogen liên kết với carbon bằng liên kết cộng hóa trị không phân cực và không tham gia vào liên kết hydrogen... Các hợp chất dễ d

HÓA SINH – HÓA SINH THỰC PHẨM

CHƯƠNG 1 NƯỚC

VAI TRÒ VÀ TÁC DỤNG CỦA NƯỚC TRONG

ĐỜI SỐNG & SẢN XUẤT THỰC PHẨM

Nước giữ vai trò quan trọng đối với sự sống

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

VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

•Nhào rửa nguyên liệu

•Vận chuyển và xử lý nguyên liệu

VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM

•Đảm bảo giá trị cảm quan của sản phẩm

•Tăng cường các quá trình sinh học như hô hấp, lên men

•Tham gia vào quá trình làm lạnh hoặc gia nhiệt

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%)

- Nhóm sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước trung bình (10 - 40%)

- Nhóm sản phẩm thực phẩm có hàm lượng nước thấp (dưới 10%)

Loại thực phẩm Tỷ lệ, %

Chứa nhiều nước

-Rau quả tươi -Thịt, cá tươi -Trứng

Cấu tạo phân tử nước

Mỗi nguyên tử hydrogen sử dụng chung một cặp điện tử với nguyên tử oxygen

Mỗi nguyên tử hydrogen mang một điện tích dương (δ+) và nguyên tử oxygen mang 2 điện tích âm (2δ–)

Nước là một phân tử phân cực

Do nước bị phân cực nên có một lực hút tĩnh điện xảy ra giữa nguyên tử oxygen của phân tử nước này với nguyên tử hydrogen của phân tử nước khác, tạo thành một liên kết gọi

là liên kết hydrogen (Hydrogen bond)

Liên kết hydrogen có khoảng cách dài hơn và yếu hơn liên kết cộng hóa trị

Cấu tạo phân tử nước

TRẠNG THÁI KHÍ: HƠI NƯỚC

TRẠNG THÁI LỎNG: NƯỚC

Nước đơn phân tử: không

có liên kết hydrogen

LIÊN KẾT VỚI CÁC THÀNH PHẦN TRONG

THỰC PHẨM

Nguyên tử hydrogen liên kết với carbon bằng liên kết cộng hóa trị không phân cực và không tham gia vào liên kết hydrogen

Nước là dung môi phân cực Có khả năng hòa tan hầu hết các hợp chất phân cực hoặc ion hóa Các hợp chất dễ dàng liên kết

với nước gọi là ưa nước (háo nước) (hydrophilic)

Các dung môi không phân cực như chloroform và benzene khó hòa tan được các chất phân cực nhưng dễ dàng hòa tan các chất không phân cực được gọi là kỵ nước (hydrophobic)

Liên kết giữa nước với cồn

Liên kết giữa nước với gốc cacbonyl của ketone

Nước trong thực phẩm bao gồm: Nước liên kết và nước tự do

• Nước tự do: các phân tử nước bị giam giữ trong tế bào hoặc mạng lưới các đại phân tử bằng lực mao dẫn có các tính chất như nước bình thường

TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

Không còn vai trò dung môi

• Nước liên kết yếu: các phân tử nước liên kết với lớp nước đơn phân tử thông qua liên kết hydrogen

Tạo thành lớp nước xung quanh các gốc ưa nước Tương đối khó đông đặc

Vai trò dung môi rất hạn chế

TRẠNG THÁI CỦA NƯỚC TRONG THỰC PHẨM

Hoạt độ nước

Hoạt độ nước là gì?

Ý nghĩa của hoạt độ nước trong thực phẩm?

Hoạt độ của nước ảnh hưởng như thế nào đối với thực phẩm

Hoạt độ nước trong một số thực phẩm

Khi đạt trạng thái cân bằng:

ERH: Độ ẩm tương đối Mật ong có aw = 0.75, vậy nó có độ ẩm là bao nhiêu??? Tính độ ẩm của thực phẩm:

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất biến đổi

và chất lượng của các sản phẩm thực phẩm

Ảnh hưởng của hoạt độ nước lên tốc độ phản ứng

Ảnh hưởng của aw đến phản ứng oxy hóa chất béo

Khi a w thấp sự oxy hóa chất béo xảy ra mạnh mẽ

Biến đổi

Khi a w tăng lên đến 0,3 tốc độ phản ứng oxy hóa chất béo giảm

dần và thấp nhất ở vùng hoạt độ nước khoảng 0,3

Khi a w >0,3 phản ứng lại tăng lên cho đến khi a w khoảng 0,7 thì

đạt cực đại

Nếu a w tiếp tục tăng thì tốc độ phản ứng oxy hóa lại giảm

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng sẫm màu phi enzym

* Phản ứng sẫm màu phi enzym: caramen hoá; melanoidin;

phản ứng giữa các sản phẩm oxy hoá các lipit với protein…

* Đối với phản ứng melanoidin: khi a w tăng → cường độ phản ứng tăng mạnh trong khoảng hoạt độ nước từ 0,5 - 0,75 và đạt cực đại khi a w = 0,75, sau đó giảm xuống

* Các SP rau quả, phản ứng xảy ra cực đại ở a w = 0,65 - 0,75; các sản phẩm thịt 0,3 - 0,6; các sản phẩm sữa khô không có

chất béo 0,70

Ở a w thấp năng lượng hoạt hoá của các phản ứng sẫm màu phi enzyme tăng lên rất cao nên phản ứng không xảy ra, hoặc xảy ra chậm

Phản ứng xảy ra nhanh ở a w > 0,5 và đạt cực đại khi a w = 0,65 -0,75,

Khi a w = 0,75 tương ứng với nồng độ cực đại của các chất hòa tan

Nếu a w tiếp tục tăng cao tốc độ phản ứng giảm do nồng độ các chất phản ứng giảm

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng enzyme trong

các sản phẩm thực phẩm

Tốc độ của các phản ứng enzyme trong các sản phẩm thực phẩm được quyết định bởi các yếu tố chủ yếu sau:

 Sự phân bố các chất tham gia phản ứng ở trong sản phẩm;

 Độ linh động của cơ chất do trạng thái tập hợp và cấu trúc của sản phẩm quyết định;

 Hoạt độ nước, nhiệt độ nước

Nước tham gia vào phản ứng thuỷ phân, làm tăng tính linh động của cơ chất và sản phẩm tạo thành vì thế gia tăng phản ứng enzyme

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến phản ứng

enzyme trong các sản phẩm thực phẩm

Khi a w thấp thì phản ứng hầu như không xảy ra, khi a w tăng thì tốc độ phản ứng tăng dần Hoạt động của phản ứng enzyme thường bắt đầu xuất hiện khi a w > 0,45

Ở vùng a w có giá trị trung bình hoạt động của enzyme phụ thuộc vào khả năng hòa tan các chất khô và đưa chất khô đến tâm hoạt động của enzyme

Các sản phẩm thực phẩm có hàm ẩm thấp thì hoạt động của enzyme là cực bé coi như không có vì nước tự do chưa đủ để thực hiện phản ứng

Các sản phẩm thực phẩm có hàm ẩm trung bình thì phản ứng enzyme là

do hoạt độ nước quyết định

Các phản ứng enzyme chỉ có khả năng tiến hành ở trong nước di động

tự do

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển

của VSV

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến sự phát triển của VSV

Điều kiện a w tối thiểu để VSV phát triển :

• Nấm mốc là 0,80, riêng nấm mốc ưa khô là 0,65

• Nấm men là 0,88, riêng nấm men ưa thấm là 0,60

• Vi khuẩn là 0,91, riêng vi khuẩn ưa mặn là 0,75; VK không chịu mặn phát

triển cực đại tại a w = 0,987 - 0,990

Nấm men và nấm mốc phát triển trong điều kiện môi trường acid hơn, khô hơn

vi khuẩn → a w cần thiết để ngăn cản đa số nấm phát triển là thấp hơn a w để ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn

Sự phát triển của VSV ngoài a w là yếu tố môi trường, còn nhiều yếu tố khác như : nhiệt độ, pH, oxy,

Ảnh hưởng của hoạt độ nước lên tốc độ phản ứng

Ảnh hưởng hoạt độ nước đến sự phát triển của vi sinh vật

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến tính chất lưu

biến của thực phẩm

 Những tính chất lưu biến của thực phẩm như :

độ cứng, độ đàn hồi, độ dai, độ dẻo

 Điều kiện ẩm của các thực phẩm khô hoặc bán khô có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính lưu biến của chúng

Ảnh hưởng của hoạt độ nước đến giá trị dinh dưỡng

 Hoạt độ nước cũng có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của một số vitamin nhất là các vitamin hoà tan trong nước

 Hoạt độ nước của thực phẩm cũng có ảnh hưởng đến thời gian bảo quản của chúng

Ảnh hưởng của nước đến cấu trúc của rau quả tươi

 Rau quả tươi chứa nhiều nước

nên thường có độ căng, độ

bóng và độ rắn nhất định Rau

quả héo thì teo lại do mất

nước

 Màng tế bào thực vật thường

có tính chất thấm đối với nước

và không thấm đối với chất

thẩm thấu hoà tan trong nước

Các chất có hoạt động thẩm thấu trong dung

dịch

Áp suất trương

Màng

tế bào

Vỏ tế bào

Ảnh hưởng đến cấu trúc và trạng thái

Phương pháp điều chỉnh hoạt độ nước

- Cho dòng không khí trực tiếp qua thực phẩm

- Dùng các dung dịch muối bão hoà hữu cơ hoặc

vô cơ

- Phương pháp gia công

- Dùng các hợp chất hữu cơ

PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC BẢO QUẢN THỰC PHẨM

- 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…

THE END