Thất thoát chất thơm

Thất thoát chất thơm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ NÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÀI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM

THẤT THOÁT CHẤT THƠM

NHÓM SVTH: NGUYỄN QUỲNH THƯƠNG 60802193

LÊ THỊ HUYỀN TRÂM 60802302 GVHD: Ths TÔN NỮ MINH NGUYỆT

TP HỒ CHÍ MINH, 11/2009

MỤC LỤC

Đặt vấn đề -3

I/ KHÁI QUÁT VỀ MÙI -4

1.1/ Nguyên nhân gây mùi -4

1.2/ Thuyết hóa học về mùi -4

1.2.1/ Giả thuyết của Leopord Rugit -4

1.2.2/ Giả thuết của P Moncrip -4

1.2.3/ Giả thuyết cuả Emuasel -4

1.3/ Thuyết lý học về mùi -5

1.4/ Hợp chất sử dụng trong hương liệu -5

1.4.1/ Khái quát -5

1.4.2/ Ancol -5

1.4.3/ Este -5

II/ PHÂN LOẠI CHẤT THƠM -6

2.1/ Các chất mùi tự nhiên -6

2.2/ Các chất thơm hình thành nên trong quá trình gia công kỹ thuật -7

2.2.1/ Phản ứng Maillard tạo andehit -7

2.2.2/ Phản ứng quinoamin tạo andehit -7

2.2.3/ Tương tác giữa axit amin với axit ascorbic tạo andehit -7

2.3/ Các chất thơm tổng hợp -9

III/ CÁC NGUYÊN NHÂN LÀM THẤT THOÁT CHẤT THƠM -9

3.1/ Chần hấp -9

3.2/ Rán (chiên) nguyên liệu -10

3.3/ Cô đặc -11

3.4/ Các nguyên nhân khác -11

IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC -12

4.1/ Dùng chất phụ gia thực phẩm Food Additives -12

4.2/ Bảo quản chân không -14

4.2.1/ Bảo quản chân không là gì? -14

4.2.2/ Lợi ích của việc bảo quản chân không -14

4.2.3/ Chất lượng chân không là như thế nào? -14

4.3/ Trích tinh dầu từ hợp chất thiên nhiên có mùi -15

4.3.1/ Ép cơ khí -15

4.3.2/ Chưng cất -15

4.3.3/ Trích ly -16

4.3.4/ Andehit -16

DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Terpen -6

Hình 1.2: Phản ứng giữa axit amin và axit ascorbic tạo andehit -8

Hình 1.3: Phản ứng Caramel -8

Hình 1.4: Thực phẩm được chế biến qua chần, hấp -9

Hình 1.5: Một số thực phẩm rán -10

Hình 1.6: Một số biến đổi của dầu trong quá trình rán -10

Hình 1.7: Thực phẩm được cô đặc -11

Hình 1.8: Một số loại phụ gia trong thực phẩm -12

Hình 1.9: Hộp bảo quản chân không -14

Đặt vấn đề Trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm, xảy ra nhiều phản ứng có ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như làm mất giá trị dinh dưỡng cũng như tính cảm quan của thực phẩm như làm mất màu sắc, mùi vị và đặc biệt là chất thơm

Một món ăn sẽ không còn hấp dẫn và bắt mắt nếu như về mặt cảm quan không có điều gì làm thu hút chúng ta chứ chưa nói về mặt chất lượng sản phẩm, như cách trình bày,cách trang trí, màu sắc và mùi vị, trong đó một yếu tố rất trọng quyết định sự thành công của thực phẩm đó là mùi hay chất thơm của thực phẩm Nhưng chất thơm lại rất dễ bị thất thoát trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm Vậy nguyên nhân nào làm cho thực phẩm bị mất mùi, thực phẩm bị mất mùi như thế nào và có những phương pháp nào khắc phục không?

* Thực phẩm dễ bị oxy hoá

Trong thực phẩm có nhiều chất không bền, độ ẩm cao dễ bị oxy hoá khi tiếp xúc với không khí, ví dụ như: các acid béo chưa no; các chất thơm; các sắc tố; các vitamin

Vì những lý do đó mà thực phẩm để lâu lại có những hiện tượng như: ôi, có mùi khó chịu; mất mùi thơm ban đầu của thực phẩm; thay đổi màu, thường màu sẫm đi, nhưng cũng có trường

hợp bị bạc màu; giảm hàm lượng vitamin

Như vậy thức ăn tươi bao giờ cũng tốt hơn, bởi thực phẩm để một thời gian dù có bảo quản tốt đến mấy thì chất lượng cũng giảm

* Thực phẩm dễ hút mùi lạ và giữ mùi rất lâu

- Chè, cà phê, bánh quy, ruốc bông sẽ hút mùi hôi khi bảo quản trong các phòng kín và không sạch

- Thực phẩm có thể hấp thụ mùi hôi của khí thải từ các xe vận tải, nhất là các xe dùng động

cơ diesel

Đề phòng việc hấp thụ mùi lạ vào thực phẩm, cần để riêng biệt các loại thực phẩm, cách ly thực phẩm bởi các mùi bay hơi mạnh

I/ KHÁI QUÁT VỀ MÙI

1.1/ Nguyên nhân gây mùi

Các chất có mùi đặc trưng do các nguyên tử hoặc các nhóm mang mùi quyết định Các nhóm mang mùi cơ bản thường là : O, S, N, P, As, Se Các nhóm mang mùi hữu cơ là:

1.2/ Thuyết hóa học về mùi

1.2.1/ Giả thuyết của Leopord Rugit :

- Các chất mùi khi rơi vào mũi sẽ lan trong chất lỏng bao phủ vùng khứu giác Sau đó chất mùi liên kết với chất tiếp nhận mùi tương ứng , tạo ra phức không bền tác động đến đầu cuối của dây thần kinh

- Giả thuyết này không giải thích được phản ứng xảy ra trong vùng khứu giác và cơ thể tác động của phức tới đầu dây thần kinh

1.2.2/ Giả thuết của P Moncrip :

Giả thuyết trong mũi tồn tại 1 vài kiểu tế bào cảm giác Mỗi kiểu tế bào cảm giác chỉ tác dụng với 1 mùi cơ bản nhất định theo nguyên tắc chìa khóa với ô khóa Mỗi mùi phức tạp có thể chia thành nhiều mùi cơ bản

1.2.3/ Giả thuyết cuả Emuasel :

Giả thuyết này tồn tại 7 mùi sơ cấp , và khi phối trộn chúng theo những tỷ lệ nhất định sẽ thu được 1 mùi bất kỳ

- Mùi long não (băng phiến)

- Mùi xạ hương (pentadecanolacton)

- Mùi hoa thơm (phenylmetyletylcarbinol)

- Mùi bạc hà (mentol)

- Mùi ete (dicloetylen)

- Mùi cay (hăng) (acid formic)

O

3

CH3

CH3

- Mùi thối (butylmercaptan)

Giả thuyết này cũng cho rằng các mùi sơ cấp có hình dáng lập thể nhất định

khứu giác sẽ được mở và bị kích thích Từ đó phát sinh dòng điện sinh học đi vào não , truyền cho trung tâm khứu giác

1.3/ Thuyết lý học về mùi

Theo thuyết lý học nguyên nhân của mùi do khả năng phát sóng điện từ của phân tử Mỗi phân tử có mùi dao động phát ra sóng điện từ, được xem như một máy phát phát ra tia hồng ngoại với phổ phát xạ riêng Các tế bào thần kinh khứu giác xem như một máy thu các tia này

1.4/ Hợp chất sử dụng trong hương liệu:

1.4.1/ Khái quát:

thiên nhiên và quá trình tổng hợp dựa vào cấu trúc các hợp chất mùi sẵn có

Các Hợp chất sử dụng trong hương liệu thuộc họ ancol, este phenol, ete andehit, xetol, lacton đơn chức

Ðôi khi có thể thay thế một nhóm này bằng nhóm khác vẫn giữ được mùi tương tự

VD: Trong vani nếu thay nhóm - CHO bằng - NO2 hoặc - CN sản phẩm vẫn còn mùi vani

Sự thay đổi vị trí các nhóm chức cũng làm thay đổi mùi trong hợp chất thơm, hay nhóm mang mùi thường ở vị trí o - hoặc p - Hai nhóm này nếu ở vị trí m - lại không có mùi

VD: Isovanilin là hợp chất không mùi

Vị trí của nối đôi trong phân tử cũng gây ảnh hường rất lớn

VD: a - IONON có mùi hoa tím dặc trưng, còn b - IONON có mùi rất yếu

Sự bão hòa nối đôi nhiều khi làm mất mùi

Các mùi giống nhau chưa hẳn có cấu trúc giống nhau

Các đồng phân quang học đôi khi cho những mùi rất khác nhau

1.4.2/ Ancol:

Một số ancol quan trọng được trích từ tinh dầu - methol ( nhiệt độ sôi 208 -> 212°C chiếm hàm lượng 40 -> 45% tinh dầu bạc hà

- Citronellol ( nhiệt độ sôi = 225 -> 226°C) có mùi hoa hồng Trong tinh dầu xả có 25 -> 41%

- Geraniol ( Nhiệt độ sôi: 230°C) có mùi hoa hồng, thơm dịu có trong dầu khuynh diệp Ancol benzilic ( nhiệt độ sôi = 205 -> 206°C) C6H5CH2 - OH có mùi thơm dịu

- Axetat benzyl ( nhiệt độ sôi 216°C) là thành phần chính của tinh dầu hoa lài Xinamat và benzoat benzyl làm chất định hương

- Ancol phenyl etylic ( nhiệt độ sôi: 220-> 222°C) C6H5 - CH2 - CH2 - OH quan trọng trong tinh dầu hoa hồng

- Ancol anisic ( nhiệt độ nóng chảy: 45°C) làm chất định hương

1.4.3/ Este:

Các este ancol của acid mạch hở, no được sử dụng để tạo mùi thơm cho tinh dầu và gọi là tinh dầu hỏa

- Formiat và acetatetyl: mùi rượu rum

- Butyrat và Isovalerat etyl: mùi mơ, khoai

II/ PHÂN LOẠI CHẤT THƠM (chất mùi)

2.1/ Các chất mùi tự nhiên

Chất mùi tự nhiên có trong thực phẩm ngay từ dạng nguyên liệu ban đầu như: múi của các loại rau thơm, mùi của các loại trái cây tươi…

Tinh dầu và nhựa

Tinh dầu và nhựa là những dẫn xuất của isoprene (nhóm hợp chất isoprenoit), không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ

Tinh dầu và nhựa được tạo thành và thoát ra trong các cơ quan đặc biệt của cây: trong long tuyến và vẩy đối với tinh dầu và trong ống nhựa đối với nhựa

Tinh dầu và nhựa có hương thơm nhất định quyết định mùi của nhiều cây, hoa và quả Tinh dầu và nhựa là một hỗn hợp các chức khác nhau: hydrocacbon, rượu, phenol, andehit,

xeton, axit, este… Tuy nhiên quan trọng và thường gặp nhất là terpen và các dẫn xuất chứa oxy

của terpen.

n = 1 : monoerpen

n = 1,5 : sesquiterpen

n = 2 : diterpen

n = 3 : triterpen

n = 4 : tetraterpen các dẫn xuất chứa oxy của terpen thường là rượu, andehit, xeton…

Hình 1.1: Monoterpe; b) Terpen; c) Terpen polyme

2.2/ Các chất thơm hình thành nên trong quá trình gia công kỹ thuật

Sau các quá trình gia công kỹ thuật hương vị của thực phẩm cũng bị thay đổi như: mất hoặc giảm mùi vị hay tạo ra hoặc tăng mùi vị của thực phẩm

Chất thơm được tạo ra trong quá trình gia công kỹ thuật thường là những hợp chất có nhóm cacbonyl Có rất nhiều cách để tạo ra những hợp chất này:

2.2.1/ Phản ứng Maillard tạo andehit

Trong quá trình gia nhiệt, các axit amin tương tác với đường tạo thành các andehit và reducton theo sơ đồ:

Furfurol và oxymetylfurfurol là những andehit vòng có mùi đặc trưng:

Thực nghiệm cho thấy: từ lơxin cho andehit có mùi bánh mì, từ glixin cho andehit có mùi mật và mùi thơm bia, từ valin và phenylalanine cho andehit có mùi thơm dịu của hoa hồng

Phản ứng Maillard có vai trò rất quan trọng trong sản xuất bánh mì và bia Các kỹ thuật khi nướng bánh mì cũng như khi sấy malt đều nhằm tạo ra hương thơm cho sản phẩm đó Ví dụ: hương thơm của bánh mì được tạo nên sau khi nướng là hỗn hợp gồm 70 cấu tử thơm, trong d0o1 quan trọng nhất là furfurol, oxymethylfurfurol và andehit valerianic

2.2.2/ Phản ứng quinoamin tạo ra andehit

Do tương tác cảu axit amin với polyphenol khi có sự xúc tác củ enzyme polyphenoloxydaza hoặc nhiệt độ cao

Phản ứng quinoamin đặc biệt quan trọng trong sản xuất chè, mùi thơm có thể được tạo nên trong giai đoạn làm héo và ủ (lên men) Nhưng mùi thơm đặc trưng của sản phẩm chè được tạo ở giai đoạn sấy

2.2.3/ Tương tác giữa axit amin và axit ascorbic tạo andehit

Andehit cũng được tạo thành do tương tác giữa axit amin với ascorbic khi có mặt catechin (polyphenol), ion Cu2+ hoặc khi gia nhiệt đến 80 - 900C Là phản ứng oxy hóa – deamin hóa các axit amin

O O

C C

C O C = O O

C C = O

H C H C

HO C H HO C H

CH2OH CH2OH

O O

C C

R1 C = O O CH – NH2 O

CH – NH2 + C = O R1CH = O + CO

COOH H C H C

HO C H HO C H

CH2OH CH2OH

Hình 1.2: Phản ứng giữa axit amin và axit ascorbic tạo andehit

đun nóng dung dịch đường có xúc tác axit hoặc kiềm cũng là nguyên nhân gây nên mùi của thực phẩm trong quá trình chế biến Ứng ụng trong sản xuất các loại kẹo

C12H22O11 C12H20O10 C12H18O9 C36H50O25

Saccharose Izosacchaman Caramenlan Caremelen (mùi đường cháy)

C36H48O24 C98H100O50 (C12H8O4) hay (C3H2O)x

Hình 1.3: Phản ứng caramel

Do phản ứng hóa nâu không enzyme: mùi bánh nướng, bánh mì, bánh bicuit… trong quá trình caramen hóa phải điều khiển quá trình này để thu được mùi vị theo ý muốn

Tùy từng loại vi sinh vật sử dụng để sản xuất các loại thực phẩm mà tạo ra những mùi khác nhau cho sản phẩm Ví dụ khi ủ phomat: protein, lipit, gluxit bị phân cắt thành các phân tử đơn giản và các thành phần này phản ứng với nhau gây nên hỗn hợp mùi phomat đặc trưng

-19nH 2 O

C12H18

-H 2 O

C12

-H 2 O

C12

-H 2 O

C12

-H 2 O

C12

Khi lên men đậu nành thành nước chấm phần lớn tinh bột chuyển thành đường đơn giản, protein chuyển thành peptit mạch ngắn và axit amin, các sản phẩm này biến đổi tiếp tạo thành hỗn hợp mùi đặc trưng và phức tạp

2.3/ Các chất thơm tổng hợp

Mùi tổng hợp là các mùi được tổng hợp bằng các phương pháp nhân tạo để tăng hương vị cho các sản phẩm thực phẩm

III/ CÁC NGUYÊN NHÂN LÀM THẤT THOÁT CHẤT THƠM

Trong quá trình chế biến và bảo quản sản phẩm thực phầm hương vị của chúng

Trong quá trình chế biến đồ hộp, nhiều loại nguyên liệu được chế biến sơ bộ bằng cơ học hoặc xử lý bằng nhiệt như: chần, hấp, đun nóng… Trong quá trình chần, hấp, đun nóng ngoài mục đích vô hoạt enzyme, còn phải đảm bảo chất lượng sản phẩm nên thực phẩm thường được gia nhiệt nhanh

Hình 1.4: Thực phẩm được

chế biến qua chần, hấp

Chần, hấp nhằm:

liệu không hoặc ít bị biến đổi màu sắc

Chất mùi có trong nguyên liệu thường là este dễ bay hơi, vì vậy sau khi chần hấp mùi vị của sản phẩm cũng bị giảm bớt do quá trình gia nhiệt

3.2/ Rán (chiên) nguyên liệu

Rán là cho nguyên liệu vào trong dầu ở nhiệt độ cao, đối với thịt có thể dùng mỡ để chiên Rán được dùng trong chế biến rau rán làm gia vị, chế biến các loại đồ hộp cá, thịt sốt cà chua…

Rán nhằm mục đích:

Hình 1.5: Một số thực phẩm rán

Trong quá trình rán các chất thơm và este bay hơi cũng bị tổn thất đồng thời ở nhiệt độ cao dầu tiếp xúc với hơi nước và oxy nên bị thủy phân và ixy hóa thành axit béo, glyxeril rồi thành các peroxit, xeton và andehit có mùi ôi khét và acrolein là chất lỏng, độc theo sơ đồ:

Hình 1.6: Biến đổi của dầu trong quá trình rán

3.3/ Cô đặc

Cô đặc là làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi Quá trình cô đặc được sử dụng trong công nghiệp đồ hộp sản xuất cà chua cô đặc, mứt, nước quả cô đặc, các loại soup khô, sữa đặc…

Cô đặc nhằm:

Trong quá trình cô đặc chất thơm dễ bay hơi sẽ bốc hơi theo nước làm giảm hương vị của sản phẩm

Hình 1.7: Thực phẩm được cô đặc (mứt cam)

3.4/ Các nguyên nhân khác

Trong quá trình bảo quản thực phẩm có thể xảy ra hiện tượng oxy hóa do oxy không khí còn lại trong hộp hoặc bao bì sản phẩm làm thay đổi hương vị của thực phẩm trong đó

Trong quá trình chế biến protein, lipit, glucit, vitamin… bị phân hủy thành các phân tử đơn giản, đồng thời các phân tử đơn giản phản ứng với nhau tạo ra các chất mùi mới dẽ chịu hơn hoặc khó chịu hơn

Quá trình oxy hóa chất béo không no như lionoleic và linolenic bởi lipoxygenase gây nên mùi ngái của thực phẩm

Trong thực phẩm có nhiều chất không bền, độ ẩm cao dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí như: axit béo không no, chất thơm, vitamin… vì vậy thực phẩm để lâu thường có mùi ôi, mùi khó chịu, mất mùi thơm ban đầu

Các loại thực phẩm như che, cà phê, ruốc bông, bánh quy… sẽ hút mùi hôi khi bảo quản trong phòng kín do đó làm giảm chất lượng sản phẩm

Thực phẩm có thể hấp thụ mùi hôi của khí thải từ các xe vận tải, nhất là các loại xe dùng động cơ diesel Để khắc phục cần để riêng biệt các loại thực phẩm, cách ly thực phẩm với các mùi bay hơi mạnh

IV/ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC

Chất phụ gia đã đóng góp vai trò quan trọng để làm thực phẩm phong phú, cất giữ an toàn lâu ngày

Trên khía cạnh pháp lý, phụ gia thực phẩm là bất cứ chất nào mà khi dùng sẽ đưa tới hoặc

có thể gián tiếp hay trực tiếp trở thành một thành phần của thực phẩm hoặc thay đổi đặc tính của thực phẩm Định nghĩa này bao gồm tất cả các chất được dùng trong sản xuất, chế biến, đóng gói, chuyên chở hoặc tồn trữ thực phẩm

Hình 1.8: Một số loại phụ gia

trong thực phẩm

Một số trong những chất này được lấy ra từ thực phẩm, một số khác được tổng hợp trong phòng thí nghiệm

Trước khi được chấp nhận đưa ra sử dụng, nhà sản xuất phải thử nghiệm an toàn chất phụ gia ở ba mức độ:

- Thử xem có hay không tác dụng độc hại tức thì, bằng cách đưa chất đó vào cơ thể một con vật thí nghiệm;

- Thử trên hai nhóm súc vật với số lượng nhiều ít khác nhau trong vòng 90 ngày để quan sát độc tính;

- Thử nghiệm độc tính khi cho súc vật dùng liên tục trong 2 năm hoặc lâu hơn

Nếu tất cả thử nghiệm đều không có tác dụng xấu thì chất ấy mới được đưa ra sử dụng rộng rãi Ngoài ra, với những chất bị nghi ngờ là có khả năng gây ung thư thì tuyệt đối không được sử dụng

Các chất phụ gia mới được sử dụng lần đầu đều phải được sự kiểm nghiệm và cho phép của cơ quan y tế Chất đã dùng từ lâu cũng thường xuyên được theo dõi xem có an toàn không