Chương 3 bien doi hoa sinh trong che bien TP

Sự nâu hóa phi enzyme French scientist Louis Camille Maillard 1878-1936 The initial step of the Maillard reaction between glucose and an amino acid RNH2, in which R is the amino acid s

Chương 3:

HÓA SINH TRONG CHẾ BIẾN THỰC

PHẨM

3.1 Sự nâu hóa phi enzyme

3.1.1 Phản ứng Maillard

3.1.2 Caramel hóa

3.1.3 Sự oxi hóa acid ascorbic

3.2 Hóa sinh trong sản xuất bia

3.2.1 Quá trình dịch hóa, đường hóa 3.2.2 Lên men rượu ethylic

3.3 Hóa sinh trong chế biến sữa

3.3.1 Sản xuất phomat

3.3.2 Sản xuất sữa chua

3.4 Hóa sinh trong chế biến rau, quả 3.4.1 Sự nâu hóa do enzyme

3.4.2 Hợp chất pectin

Nội dung:

3.1 Sự nâu hóa phi enzyme

French scientist

Louis Camille

Maillard

(1878-1936)

The initial step of the Maillard reaction between glucose

and an amino acid (RNH2), in which R is the amino acid

side group (from ref 2)

The Maillard reaction is not a single reaction, but a

complex series of reactions between amino acids and reducing sugars, usually at increased temperatures

Like caramelization , it is a form of non-enzymatic browning

Phản ứng Maillard (phản ứng nâu hoá phi enzyme) là tập hợp của các phản ứng giữa

aminoacid và đường khử khi nhiệt độ tăng cao.

Phức hợp Amadori

3.1.1 Phản ứng Maillard

Formation of HMF and Amadori-rearrangement (from ref 2)

Sự hình thành HMF và sự sắp xếp lại Amadori

Structures of fural and HMF

After the Amadori-rearrangement three different main pathways can be distinguished :

3 hướng phản ứng của hợp chất Amadori:

Các kết quả của phản ứng Maillard:

và độ tan trong nước khác nhau.

 Tạo ra các chất bay hơi có mùi (trong quá trình rán, nướng,

quay)

 Tạo ra các chất có vị đắng cần thiết trong chế biến cà phê,

nhưng tạo ra vị lạ khi quay thịt hoặc cá

khỏi bị oxy hoá

 Làm mất nhiều aminoacid thiết yếu (Lysine, Cysteine,

Methionine)

 Tạo ra các hợp chất có thể liên kết chéo với protein.

The Maillard Reaction in Foods

• Can cause loss of nutrients

mixing amino acids and sugars.

No one else took much interest in the

reaction until 1950s

Maillard- Hodge Reaction?

John Hodge: 1914 -1996

• Chemist at USDA in Illinois (1941 – 1980)

• His proposed mechanism for the chemistry of

non-enzymic browning is largely unchanged

Action des acides amines sur les sucres:

formation des melanoidines par voie

methodique

Compt Rend 1912, 154: 66-68.

634

Hodge Scheme

Hodge J E Dehydrated foods: chemistry of browning reactions in model systems

J Agric Food Chem 1:928-43, 1953.

First step: formation of Amadori product

CH2OH

+

Catione della base di Schiff

-H +

RNH CH COH (HCOH)n

CH2OH

Forma enolica del PA

RNH

CH2CO (HCOH)n

CH2OH

2-chetoso (PRA)

1-ammino-1-deossi-PRODOTTO DI AMADORI

fast

Formation of Carbonyl through Maillard Reaction

1,2-enolisation Amadori compound

O

O OH

OH

O O

O

OH O

O

O O O

N H

Strecker Degradation

Free amino acids with dicarbonyl compounds

R-CHO

Aldeide di Strecker

Flavour and Colour in the

Maillard Reaction

 H2O rearrangement

NHR OH

O OH

H OH

OH Amadori intermediate

carbonyl compounds

 H2O

 RNH2O

O H

O

O

O CHOHO

O

O OH

General scheme of MR browning

Amine Ammonia

Phospholipids Amino acids Proteins

Carbonyl

Aldehydes Ketones Reducing sugars Polysaccharides Oxidised lipids

Amino Carbonyl Interaction

(Amadori product)

HEAT

Melanoidins Brown colour Amides Acrylamide

Furans, Pyrroles, Thiopenes, Thiazoles, Oxazoles, Imidazoles, Pyridines, Pyrazines

R H

A network of many reactions giving

thousands of products

Products formed depends on:

3.1.2 Phản ứng caramen hoá

Carrots, onions, and celery being caramelized to form

mirepoix

Caramen hoá (caramelisation) -

phản ứng tạo các chất màu nâu

với mùi caramel đặc trưng khi

đun nóng đường trong môi

trường acid hoặc kiềm.

3.1.3 Sự oxi hóa acid ascorbic

Sự phân giải vitamin C xảy ra 2 cách:

- Điều kiện hảo khí: Oxy hóa

AA - DHA - DKA (diketogulonic acid) - HF

- Điều kiện yếm khí:

AA -acid gulonic - loại CO2 -Furfural

3.2 Hóa sinh của sản xuất bia

3.2.1 Quá trình dịch hóa, đường hóa

Hệ enzyme trong malt đại mạch:

3.2.2 Lên men rượu ethylic

08/26/24 33

 Quá trình đường phân

(đường hướng EMP)

10 phản ứng, chia

ra 2 giai đoạn:

-Giai đoạn chuẩn bị

-Giai đoạn hoàn trả

08/26/24 34

Phản ứng 1:Hexokinase

Phản ứng 3:Fructose-6-P kinase

Phản ứng 2:Isomerase

08/26/24 35

Phản ứng 5:Isomerase

Phản ứng 4: Aldolase

08/26/24 36

Phản ứng 6: Oxy hóa - G3P- Dehydrogenase

Phản ứng 7: Kinase

08/26/24 37

Phản ứng 9: Enolase

Phản ứng 8: Mutase

Phản ứng 10: Kinase

Sự phân gỉai đường Glucose trong điều kiện yếm

khí thành 2 pyruvic acid, 2 ATP và 2 NAD.H,H+

08/26/24 39

 Lên men rượu ethylic

P.ư 11: CH3COCOOH - CH3CHO + CO2

P.ư 12: CH3CHO + NADH.H+ - CH3CH2OH + NAD+

Pyruvat Decacboxylase

Alcohol Dehydrogenase

Phương trình tổng quát:

Các siêu micelle bề mặt giàu casein K, đảm bảo các micelle phân tán trong môi trường nước

A casein micelle; A: a submicelle; B: protruding chain; C: Calcium phosphate; D: κ-casein; E: phosphate groups

Đặc điểm của K-casein:

-Là protein duy nhất của sữa có chứa glucide

-Có tính lưỡng cực: đầu N ưa béo và đầu C gắn với glucide ưa nước -Chịu tác dụng của enzyme đông tụ sữa chymosin

Tác dụng của enzyme đông tụ lên K-casein:

Para-k-casein – không tan, kỵ nước

Glycomacropeptid – hòa tan

Tác dụng của sự thủy phân K-casein:

-Loại bỏ đi phần glycoprotein, giảm 1/3 điện tích bề mặt của micelle, giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các micelle, các micelle dễ dàng tiến lại gần nhau

-Tăng lượng hợp chất kỵ nước trên bề mặt các micelle, các

micelle liên hợp lại với nhau một cách dễ dàng

* Sự đông tụ chỉ xảy ra khi trên 80% k-casein bị thủy phân

Các biến đổi hoá sinh thứ cấp trong

quá trình chín của phomat

Biến đổi các acid béo

Trao đổi citric acid ở vi khuẩn lactic

Sù thuû ph©n

protein trong

chÕ biÕn phomat

để tạo hương

Quy trình chế biến sữa chua

3.3.2 Sữa chua

08/26/24 51

Lên men lactic acid

CH3COCOOH + NADH.H+  CH3CHOHCOOH + NAD+

Lactat Dehydrogenase

Lactic acid

Bao gồm:

 10 phản ứng của quá trình đường phân

 P.ư 11: Khử pyruvic acid thành lactic acid

3.4 Hóa sinh trong chế biến rau, quả

3.4.1 Sự nâu hóa do enzyme

.

08/26/24 58

3.4.2 Các hợp chất pectin

Cấu tạo: Là polygalacturonic acid, một phần các nhóm cacboxil

đã bị methyl hoá Các galacturonic acid liên kết bằng liên kết 1,4 Glucoside

Phân chia:

Acid pectic: 30 – 100 gốc galacturonic acid không bị methyl hoá

Acid pectinic: Polygalacturonic acid bị methyl hoá một phần

Pectin hoà tan: Pectinic acid bị methyl hoá nhiều

Pectin không hoà tan:

o o h c o

3

c o

oh h

oh h

h o

h c

h o

h c

Tính chất của pectin:

- Tạo gel với acid hữu cơ và đường

- Trong sản xuất nước quả: phân lớp