Khảo sát các biến đổi của lipid trong quá trình bảo quản, chế biến

Khảo sát các biến đổi của lipid trong quá trình bảo quản, chế biến

SVTH: Nhóm 7 Trang 1

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN HÓA SINH THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

LIPID THỰC PHẨM VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ

SVTH: Nhóm 7 Trang 2

DANH SÁCH NHÓM 7

(Email : chinsu511@yahoo.com)

1 Trần Hoàng Điệp 09256491

2 Hồ Thị Phương Hiếu 09249091

3 Ngô Thị Tân 09247711

4 Diệp Kim Thu 09245731

5 Bùi Thị Thanh Thúy 09255551

SVTH: Nhóm 7 Trang 3

Lipid là chất có vai trò quan trọng đối với cơ thể người cũng như trong chế biến thực phẩm Nó là một trong ba thành phần cơ bản (lipid, glucid, protein) cấu thành bữa ăn và trong quá trình hoạt động sinh lí của cơ thể Nhu cầu chất béo chiếm từ 15% - 30% trên tổng năng lượng mang lại từ khẩu phần ăn Trong công nghệ thực phẩm, lipid giúp tăng độ cảm quan của thực phầm và làm phong phú thêm cho sản phẩm thực phẩm Ngoài những tác động tích cực, chất béo sẽ có những tác động tiêu cực đến thực phẩm và con người nếu không bảo quản và chế biến đúng cách Trong bài tiểu luận này, chúng em sẽ trình bày sơ lược về lipid, những biến đổi của nó trong bảo quản và chế biến thực phẩm thông qua đề tài:

“LIPID THỰC PHẨM VÀ QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI CỦA NÓ LIPID TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Trong thời gian tìm hiểu đề tài này, chúng em đã cố gắng tìm kiếm tài liệu để hoàn thành báo cáo này Mặc dù bài báo cáo tiểu luận này đã được thực hiện một cách rất nghiêm túc và đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót Do

đó, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để có thể bài báo cáo hoàn thiện hơn Từ đó, tích lũy những kinh nghiệm bổ ích cho cuộc sống cũng như nghề nghiệp trong tương lai

SVTH: Nhóm 7 Trang 4

A GIỚI THIỆU VỀ LIPID THỰC PHẨM

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LIPID

Lypid (chất béo) là hợp chất hữu cơ tự nhiên rất phồ biến trong tế bào động vật

- Là ester của rượu và acid béo phân tử lượng cao (C1→C36) chủ yếu là C

1-6→C22 và các dẫn xuất của nó Các acid béo các acid hữu cơ ở chỗ thường có số cacbon chẵn ( động vật và cơ thể người chỉ có số cacbon chẵn vì luôn luôn phân cắt theo con đường β oxyhóa)

- Có ảnh hưởng lớn đến chức năng cơ thể, trong tế bào mà chúng tồn tại

Ta nhận thấy ngay sự khác biệt giữa lypid và dầu mỡ ở chỗ: dầu mỡ là tên gọi của chất béo được chiết xuất từ động vật và thực vật ngoài thành phần chính là lypid thì dầu mỡ còn có các thành phần khác như chất màu (sắc tố tan trong chất béo), chất mùi, photphatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhớt (mulcilage), các tiền sinh tố và sinh tố (provitamin và vitamin) Còn đối với lypid thì gần như là tinh khiết

Theo quan niệm cũ: chất béo thực vật gọi là dầu còn chất béo từ động vật gọi

là mỡ thực ra quan niệm này chỉ mang tính chất hình thức vì trong thực tế các loại dầu thực vật ở nhiệt độ thấp vẫn đông đặc như mỡ và ngược lại ở mỡ ở nhiệt độ cao lại ở thể lỏng như dầu

Theo khoa học những chất béo chứa nhiều acid béo no (bão hòa) gọi là mỡ Những chất béo chứa nhiều acid béo không no (chưa bão hòa) gọi là dầu

SVTH: Nhóm 7 Trang 5

Các acid béo được ký hiệu: X:Y(∆) trong đó X là độ dài mạch cacbon, Y là số liên kết đôi, và ∆ là vị trí liên kết đôi Trong đó các liên kết đôi được sắp xếp theo quy luật sau:

Các acid béo phần lớn là cac mono cacboxy Từ C8→C10 khả năng tạo màu nhiều hơn khả năng tạo mùi (dầu cọ) Từ C10→C12 khả năng tạo mùi nhiều hơn khả năng tạo màu ( dầu dừa)

- Các acid béo có một nối đôi thì liên kết đôi nằm ở vị trí C19 và C10(∆9)

- Khi có nhiều nối đôi hơn thì nối đôi thường nằm ở vị trí ∆12 và ∆15

- Đồng phân hình học thường ở dạng cis, khi đun nóng sẽ chuyển sang dạng trans Đối với các acid béo thì ở đồng phân dạng cis sẽ dễ tiêu hóa, kém bền vững, nhiệt độ nóng chảy thấp hơn các acid béo đồng phân trans

Các acid béo no và acid béo không no thường gặp:

Acid hydrocacpic (mạch vòng và 1 nối đôi) Thành phần acid béo no và không no trong các loại dầu thông dụng thường dùng trong thực phẩm:

Loại dầu % acid béo no % acid béo không

Qua bảng thống kê về acid béo no và không no ra có nhận xét sau:

- Loại dầu nào có % acid béo không no một nối đôi càng nhiều càng tốt như dầu olive, dầu phộng, dầu mè Và ngược lại dầu nào có số % acid béo no càng nhiều càng không tốt

- Nếu dầu có số nối đôi quá nhiều sẽ dễ bị oxy hóa

- Mạch cacbon càng dài, cấu trúc càng ít liên kết đôi thì độ hòa tan trong nước càng thấp

- Các acid béo ngắn có khả năng tan trong nước do tính chất của nhóm - COOH

- Ở nhiệt độ phòng các acid béo no có mạch cacbon từ 12 – 24C ở dạng rắn, các aicd béo không no ở dạng lỏng

- Các acid béo không no của động vật có vú thường được cung cấp từ thức ăn Tuy nhiên cơ thể cũng có thể tổng hợp được một vài aid béo không no Mặc dù vậy, với những loại acid cần thiết cho cơ thể mà cơ thể không có enzyme thích hợp để tự tổng hợp, thì lúc này bắt buộc phải sử dụng một chế độ ăn uống hợp lý

để đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng của cơ thể Trong các loại acid béo không no thì acid linoleic và α – linoleic là các acid béo cần phải được cung cấp cho cơ thể theo đường dinh dưỡng đây là hai loại acid béo tham gia vào cấu trúc màng tế bào

và có nhiều trong một số dầu olive, dầu mè

2 SỰ CẦN THIẾT CỦA LIPID ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG VÀ THỰC PHẨM

SVTH: Nhóm 7 Trang 7

Chất béo có vai trò chủ yếu trong cấu trúc của chất nguyên sinh Màng tế bào, nhân, ty thể, lạp thể đều được cấu tạo bởi chất béo, các hỗn hợp lypoprotein Trong thành phần màng các lypid tham gia trực tiếp vào quá trình vận chuyển các

Trong thức ăn hàng ngày của con người chất béo là một trong ba thành phần quan trọng (lypid, glucid, protein) cấu thành bữa ăn và quá trình hoạt động sinh lý

cơ thể giá trị dinh dưỡng của dầu mỡ được quyết định bởi chúng là một loại thức

ăn có giá trị nhiệt lượng cao nhất Điều đó được chứng minh theo số liệu sau: Loại thức ăn Nhiệt lượng sinh ra do

nhiệt lượng kế (calo)

Nhiệt lượng sinh ra trong

cơ thể sinh vật (calo)

và cuối cùng dẫn đến sự suy nhược cơ thể Ví dụ như đối với trẻ em đang phát triển nếu không cung cấp đủ lượng chất béo cần thiết thì não bộ sẽ kém phát triển (thiếu cholesterol- là dẫn xuất andehit của rượu đa chức, là loại lypid có tác dụng đặc biệt quan trọng trong hoạt động sinh lý của cơ thể) điều này giải thích được rằng cholesterol không hoàn toàn không có lợi cho sức khỏe tuy nhiên đối với những người già và béo phì thì sự có mặt của cholesterol là điều đáng lo ngại Trong cơ thể chất béo được chuyển hóa cung cấp năng lượng cho cơ thể làm việc chống lại sự giảm thân nhiệt do ảnh hưởng của những yếu tố bên ngoài (khí hậu, nhiệt độ) Ví dụ đơn giản nhất là khi trời lạnh những người có lớp mỡ dưới da

số bệnh tim mạch và từ đó người ta khẳng định được vai trò cần thiết của chúng đồng thời khẳng định vai trò của một loại sinh tố đó là sinh tố F – những acid amin không thay thế

Chất béo là một loại dung môi đặc biệt để hòa tan các vitamin tan trong chất béo như A, D, E, K… và chất béo cũng có tác dụng nhất định đối với sự đồng hóa cũng như hiệu quả tác dụng sinh lý của các vitamin này

Các chất béo trong cơ thể còn có tác dụng như chiếc đệm mềm mại giữ cho các

bộ phận trong cơ thể không bị va chạm, cọ xát và gây tổn thương Bổ sung lượng cholesterol cần thiết và hoàn chỉnh khi chơ thể còn nhỏ

Trong công nghiệp dầu mỡ là một nguyên liệu cơ sở của công nghiệp thực phẩm xào nấu tăng thêm giá trị dinh dưỡng cho thức ăn

Trong công nghiệp đồ hộp các chất béo (dầu mỡ) dùng để bảo quản thịt cá và các loại đồ hộp, chế biến bánh kẹo, mì ăn liền…magarine, mayoine là những loại thức ăn quý có giá trị dinh dưỡng cao

3 HÀM LƯỢNG CỦA LIPID TRONG THỰC PHẨM VÀ NHU CẦU CỦA LIPID

Các loại động vật đều có tồn trữ chất béo trong cơ thể, nhưng đối với các loài động vật nhỏ không thể xem là nguồn cung cấp chất béo được vì lượng chất béo

dự trữ trong cơ thể của chúng quá ít Nguồn gốc cung cấp các loại chất béo động vật thường là các loại gia súc lớn như lợn, bò, cừu, trâu, ngựa hoặc một số loại động vật ở biển như cá voi, báo biển… chất béo động vật thường tập trung ở các

SVTH: Nhóm 7 Trang 9

lớp mỡ dưới da và xung quanh các cơ ở trong bụng, ngoài ra còn chứa rải rác trong một số bộ phận khác của cơ thể như xương cốt, bắp thịt… đặc biệt đối với cá trong gan có chứa một lượng chất béo khá lớn, trong sữa động vật có chứa một loại chất béo mà ta thường gọi là bơ

Lớp mỡ nằm dưới da động vật chiếm từ 85 →90% chất béo, nó tùy thuộc vào chủng loại, mức độ lớn nhỏ và gầy béo mà hàm lượng khác nhau Đối với các động vật ở biển như cá voi lớp mỡ dưới da dày đến 40→45cm và hàm lượng chất béo chiếm khoảng 25→30% trọng lượng cơ thể Trong các loại sữa, hàm lượng chất béo tuy ít song nó là nguồn chất beo quan trọng và có giá trị dinh dưỡng rất cao, trong sữa bò khoảng 3→4%, sữa cừu khoảng 6→7% ….Đối với nguồn chất béo thực vật người ta xác định có trên ¾ thực vật sinh trưởng trên trái đất có tồn trữ chất béo, nhưng chỉ có những loại có hàm lượng lớn mới có ý nghĩa và trên thực tế người ta cũng chỉ sử dụng vài trăm loại Chất béo trong thực vật chủ yếu tích tụ dưới dạng quả và hạt, đồng thời cũng có ở lá, rễ, vỏ, cành… nhưng hàm lượng rất ít Nguồn dầu thực vật có thể thuộc các loại cây ngắn ngày như lạc, vừng, hướng dương, dậu tương, bông, lúa, ngô…hoặc các loại cây lâu năm như dừa, cọ… Ta có thể thống kê ra hàm lượng lypid trong một số loại thực phẩm theo bảng sau:

SVTH: Nhóm 7 Trang 10

Nhu cầu về lypid của con người vào khoảng 36 – 42g/ngày (đã hấp thụ được) theo

tỷ lệ 25 – 30% là lypid động vật còn lại là lypid thực vật

Trong khẩu phần ăn lypid chiếm 14 – 15% tổng lượng chất dinh dưỡng hằng ngày

Nhu cầu lypid phụ thuộc vào độ tuổi, sức khỏe, dân tộc, khí hậu…

Đối với người trẻ tỷ lệ đạm:lypid là 1:1, người đứng tuổi tỷ lệ này là 1:0,7, đối với người già và người béo tỷ lệ này là 1:0,5

Nên hạn chế lypid đặc biệt là lypid động vật đối với người bị bệnh béo phì

4 GIÁ TRỊ SINH VẬT HỌC CỦA CHẤT BÉO VÀ SƠ LƯỢC VAI TRÒ CỦA NÓ TRONG TỔ CHỨC SINH VẬT

Vai trò của chất béo trong tổ chức sinh vật mang nhiều tính chất và ý nghĩa khác nhau

Chất béo là loại vật chất có nhiệt lượng lớn nghĩa là khi nó bị oxy hóa hoàn toàn (do đốt cháy hoặc đồng hóa trong cơ thể) sẽ cho ta một năng lượng lớn

Do giá trị nhiệt lượng cao nên có thể xác định công dụng của chất béo trong cơ thể sinh vật như là chất dự trữ năng lượng chúng ta đều biết động vật trong khi

Chất béo thực phẩm

Nguồn gốc thực vật Nguồn gốc động vật

Mỡ gia

súc

Bơ lấy từ sữa

Mỡ động vật ở biển

Nhóm thể đặc

Nhóm thể lỏng

Một tác dụng quan trọng của chất béo là khi bị tiêu hủy sinh ra nước, lượng nước này thường nhiều hơn so với khi tiêu hủy các vật chất khác Ví dụ như khi đốt 100g chất béo thu được 107,1g nước; 100g chất đạm thu được 55,5g nước; 100g chất đường bột thu được 41,3g nước

Một số trường hợp nhất định nước sinh ra trong quá trình thiêu hủy rất cần thiết và có tác dụng quan trọng đối với hoạt động của các chức phận dinh dưỡng của sinh vật Điều này chúng ta thấy rõ ràng nhất là đối với các động vật ngũ đông (gấu Bắc cực) hoặc động vật sống lâu ngày ở các vùng thiếu nước (lạc đà ở các sa mạc) Khi nghiên cứu về những biến đổi của chất béo trong cơ thể sinh vật người

ta cũng đã phát hiện ra một số tác dụng quan trọng của một số acid béo không no như acid linolic, acid linolenic và đặc biệt là acid arahydronic Chúng là những hợp chất có hoạt tính sinh lý rất cao Trên cơ sở đó người ta đã lập được một cơ chế về sự điều hòa và chuyển hóa của các cholesterol của acid béo đó vì cholesterol là một tác nhân gây nên các bệnh về tim mạch

Ngày nay người ta cũng nghiên cứu và phát hiện được những tác dụng của chất béo trong một số cơ năng quan trọng của động vật một ví dụ điển hình về mặt này

là người ta đã tìm thấy một số acid béo không no có trong gan có liên quan đến các hoạt động sinh lý của gan và một số bộ phận khác

Đối với thực vật chất béo thường tập trung trong hạt, khi hạt nảy mầm cũng như trong thời kỳ sinh trưởng ban đầu, chất béo đảm bảo năng lương cung cấp cho

sự phát triển của cây cho đến khi cây đủ rễ, lá, và tự đi tìm thức ăn cần thiết ở môi trường bên ngoài

SVTH: Nhóm 7 Trang 12

Do những tác dụng quan trọng đó mà chất béo và các dẫn xuất của nó tồn tại trong hầu hết các bộ phận của giới sinh vật: bao gồm các sinh vật thượng đẳng cũng như hạ đẳng từ những nhận xét thực tiễn và những kết quả nghiên cứu từ trước đến nay cho ta thấy tác dụng sinh lý của chất béo hết sức to lớn đối với sự phát triễn cũng như tái sinh năng lượng của các tổ chức sinh vật

Ta nhận thấy rằng chất béo và các dẫn xuất của nó có những tác dụng đặc thù rất quan trọng liên quan đối với đặc điểm sinh lý và quá trình phát triển của động thực vật, và trên thực tế đã trở thành những vật chất không thể thiếu được trong đời sống của loài người

5 PHÂN LOẠI LIPID

Có nhiều cách phân loại lypid hiện nay có các kiểu phân loại chính

Theo Lenindger: chia lypid thành hai nhóm:

- Nhóm lypid xà phòng hóa được (lypid phức): acid béo, axylglycerit, photphoglycerit, sphingolipid (amit của sphingozin), sáp…nghĩa là những lypid

mà trong phân tử có chứa ester của acid béo cao phân tử

- Nhóm lypid không xà phòng hóa được (lypid đơn): terpen, sterit, prostaglandin…nghĩa là lypid trong phân tử không chứa chức ester, nhóm này gồm các hydrocacbon, các chất màu và sterol

→ Nhóm lypid xà phòng hóa được thường dùng làm thực phẩm vì nó có phân tử lượng thấp, liên kết dễ phá vỡ nên cơ thể dễ hấp thu

Theo Plenikok chia lypid thành hai nhóm

- Nhóm lypid đơn giản: ester của rượu và acid béo nhóm này gồm có glycerit, sáp, sterit

- Nhóm lypid phức tạp: ngoài rượu và acid béo còn có thêm các nhóm chức khác như bazo nito, acidphphotphoric, glucid, bao gồm các nhóm nhỏ như:

- Glyxerophospholipid: trong phân tử có glyxerin, acid béo và acid photphoric, gốc aicd photphoric có thể được ester hóa với một aminalcol như colin hoặc colamin

6 LIPID ĐƠN GIẢN

e

PO 4 ROH

Acid béo

SVTH: Nhóm 7 Trang 14

- Nếu trong phân tử có các

gốc R như nhau thì ta có

triglycerid đơn Lúc này nó sẽ

được gọi theo tên của acid béo

Các acid béo trong tryglyceride

thường có mạch cacbon không phân

nhánh có số cacbon chẵn, mạch cacbon

có thể thẳng, no hoặc không no có thể

chứa nhóm - OH Bắt đầu từ acid có 4

cacbon đến acid có 38 cacbon

Các acid béo no có công thức chung là CnH2nO2 như: acid butyric, acid palmitic, acid stearic… các acid béo no có trọng lượng phân tử lớn có trạng thái rắn và các acid béo no có trọng lượng phân tử thấp có trạng thái lỏng

→ Các acid béo no có giá trị sinh học kém hơn acid béo không no và có tác dụng xấu đến quá trình chuyển hóa mỡ, chức phận và vai trò của gan và cả vai trò của chúng trong phát triển bệnh xơ vữa động mạch

Các acid béo không no thường gặp như acid oleic, acid linoleic, acid linolenic, acid arachidonic… →trong cơ thể glucid và protein có thể chuyển háo thành acid béo no nhưng không thể tổng hợp thành acid béo chưa no cần thiết

Bảng hàm lượng acid béo không no trong mỡ động vật:

SVTH: Nhóm 7 Trang 15

chảy

Miristic palmitic srearic oleic linoleic linolenic

Hàm lượng các acid béo không no có trong thức ăn

Mỡ ĐV Hàm lượng acid béo theo % Dầu TV Hàm lượng acid béo theo %

SVTH: Nhóm 7 Trang 16

ở dạng rắn Nếu các acid béo không no được hydro hóa (cộng hợp hidro mạch cacbon để trở thành dạng no) thì sau phản ứng sẽ chuyển lipid từ dạng lỏng thành dạng rắn, người ta ứng dụng công đoạn này để sản xuất shoterning hay magarine Trong tự nhiên các acid béo không no thường ở dạng cis, tuy nhiên khi đun nóng

nó sẽ trở thành dạng trans lúc này sẽ làm tăng cholesterol

Không hòa tan trong nước và tách thành lớp

Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc chủ yếu vào gốc R : sự có mặt của acid béo mạch ngắn hoặc acid béo, acid béo không no Dạng đồng phân cis hoặc trans Vị trí acid béo trên glycerine Acid béo có nhiều nối đôi thì nhiệt độ nóng chảy thấp

- Lợi ích của phản ứng: giúp cho nước hòa tan vào chất béo Trong bảo quản rất

có lợi vì tạo ra nhiều acid béo tự do, làm cho khả năng tách nước ra của dầu mỡ là khó khăn nên đỡ hao hụt dầu

- Tác hại của phản ứng trong thực phẩm: nếu lypid tác dụng với nước nhiều sẽ xảy ra hiện tượng ôi hóa, lypid sẽ thay đổi trạng thái, màu sắc và có mùi khó chịu

- Cách khắc phục: hạn chế lipid tác dụng với nước trừ những trường hợp muốn phản ứng thủy phân xảy ra

- Bản chất phản ứng: thực chất của phản ứng xà phòng là phản ứng thủy phân

Có bao nhiêu acid béo thì sẽ phản ứn với xút bấy nhiêu Tính toán lượng xút them vào để phản ứng hết với acid béo tự do thông thường cho thêm lượng dư xút để đảm bảo loại bỏ hết acid béo tự do

- Điều kiên xảy ra phản ứng: phải có dung dịch xút

- Yếu tố ảnh hưởng: phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn khi có nhiệt độ, nhiệt độ càng cao tốc độ phản ứng càng nhanh Nồng độ và lượng xút cao cũng làm tăng tốc độ phản ứng Tốc độ khuấy cao làm tăng tốc độ phản ứng vì xà phòng là chất hoạt động bề mặt

- Tác dụng của phản ứng: dùng xút để lọc dầu mỡ trong công nghệ sản xuất dầu

mỡ

- Tác hại của phản ứng: trong quá trình lọc dầu nó có thể làm trong dầu nhưng nếu không chú ý thường xuyên để làm vệ sinh thiết bị sẽ bị đóng cặn xuống thiết

bị và có thể làm tràn dầu ra ngoài

- Tác dụng của phản ứng: phản ứng dùng để thu từ mỡ lợn các chất béo có khả năng nhũ hóa, để dùng trong sản xuất bánh ngọt và kem đá, qua phản ứng này sẽ loại bỏ các tinh thể glyxerit thô vốn tạo ra trong kem Cũng có thể dùng phản ứng chuyển ester hóa để chế hóa ra các mỡ rắn giàu acid oleic để sản xuất magarine

- Tác hại của phản ứng: sự biến đổi vị trí của các acid béo làm khả năng tiêu hóa của triglyxeride thay đổi và do đó sự hấp thu của mỗi acid béo có thể bị biến đổi theo

Phản ứng hydro hóa:

- Bản chất phản ứng: gắn hyđro vào vị trí nối đôi hoặc nối ba của acid béo không

no chất xúc tác có vai trò gắn hydro lên nó sau đó nhờ chất hoạt động bề mặt và chất xúc tác tạo thành chất xúc tác bề mặt và sau đó mới cộng hợp với hydro

- Điều kiện xảy ra phản ứng: chất xúc tác, hidro, nhiệt độ, áp suất và đặc biệt phải có nối đôi hoặc nối ba trong phân tử

- Tác dụng của phản ứng: chuyển acid béo không no thành acid béo no (lỏng – đặc) để sản xuất dầu magarine hoặc dầu shorterning, mayonnaise Làm tăng thời gian bảo quản, giảm sự oxy hóa trong quá trình bảo quản, tăng độ bền của dầu

- Tác hại của phản ứng: phản ứng làm giảm giá trị dinh dưỡng vì nó làm giảm lượng các acid béo cần thiết, hàm lượng vitamin, và màu sắc của các chất màu carotenoit có trong dầu Làm chỉ số IV của dầu mỡ giảm

- Tác hại của phản ứng: làm tăng nhiệt độ nóng chảy của chất béo, làm cho chất béo khó tiêu hóa hơn

- Ứng dụng của phản ứng chủ yếu làm tăng thời gian bảo quản của chất béo

6.1.2.3 Các chỉ số hóa học

Chỉ số acid (A)

Định nghĩa: Là số mg KOH cần thiết dùng để trung hòa acid béo tự do có trong

1g chất béo

Chỉ số này phải nhỏ hơn 10

Ý nghĩa: chỉ số acid cao tức là dầu mỡ xấu ngược lại chỉ số acid thấp dầu mỡ càng tốt

Chỉ số ester hóa (E)

Định nghĩa: là số mg KOH tác dụng với acid béo kết hợp

Ý nghĩa: chỉ số ester càng cao thì lượng glyxerin trong dầu mỡ càng nhiều

Chỉ số iot:

Định nghĩa: là số g iot gắn kết hợp vào vị trí nối đôi của 100g dầu mỡ

SVTH: Nhóm 7 Trang 20

Ý nghĩa: chỉ số iot càng cao thì dầu mỡ càng không no

Chỉ số Reichert – meissile:

Định nghĩa: là số ml NaOH tác dụng với acid hữu cơ bay hơi trong 5 g dầu mỡ

Ý nghĩa: chỉ số này xác định sự có mặt của các acid béo dễ bay hơi như acid butyric, acid caproic, acid caprilic

Chỉ số Peroxyt:

Định nghĩa: là số g iod được giải phóng bởi peroxyt trong 100g dầu mỡ

Ý nghĩa: chỉ số này phản ánh sự ôi hóa của dầu mỡ, hiện tượng ôi hóa dầu mỡ hình thành chủ yếu khi oxy trong không khí kết hợp vào nối đôi trong phân tử acid béo không no tạo thành peroxyt

6.2 Sáp (serid)

Sáp là loại lyid có trong động vật và thực vật, dựa vào nguồn gốc sáp được chia làm 3 loại:

- Sáp động vật; sáp ong, sáp lông cừu…

- Sáp thực vật: có một lượng nhỏ trên bề mặt của lá, lông, cành, quả

- Sáp khoáng: có trong than đá, than bùn

Sáp là hỗn hợp của nhiều thành phần khác nhau thành phần chủ yếu trong sáp

là ester của acid béo trọng lượng phân tử cao vớ rượu đơn chức cao phân tử ngoài dạng ester rrong sáp còn tồn tại khoảng 50% tạp chất màu, chất thơm, acid béo tự do…

Tất cả các loại sáp đều bền, ít khả năng phản ứng, chỉ bị xà phòng hóa ở 150 –

160oC dưới tác dụng của áp suất

Ứng dụng làm vật liệu cách điện, viết chì, phục hồi tranh, mỹ phẩm…

Một số strol quan trọng trong thiên nhiên: cholesterol, ergosterol

6.3.2 Sterid

Sterid giống sterol là chất rắn không màu, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ Khác với sterol là sterid có thể bị thủy phân dưới tác dụng của kiềm hoặc enzyme tương ứng

Prosraglandin: có nhiều loại khác nhau Trong đó quan trọng hơn cả là E và F Prosraglandin có hoạt tính sinh học, có nhiều trong mô cơ, cơ quan của động vật, người và một số loại thực vật Prosraglandin có vai trò điều chỉnh hoocmon và có tác dụng điều hòa dòng máu đến cơ quan, kiểm tra quá trình vận chuyeenrh ion qua một số màng làm giảm sự tiết prosgesterol

- Glycerol- Photpholypid:ester của glyxerin và acid béo

- Izonit- Photpholypid: ester của rượu và izonit

- sphingo Photpholypid: ester của sphingozin và acid béo

7.1.1 cấu tạo chung

SVTH: Nhóm 7 Trang 22

7.1.2 tính chất chung

Photpholypid là chất rắn không màu Nhưng dễ chuyển thành lạo có màu do bị oxy hóa tại các liên kết đôi

Dễ tan trong benzene, trong eter – dầu hóa, chloroform Không tan trong nước

Dễ tạo thành phức protein ở dạng photpholipo – protein Có trong tế bào của người, động thực vật và vi sinh vật; tham gia trong việc hình thành vỏ tế bào, màng nội tế bào

Trong cấu tạo phân tử tồn tại vùng kỵ nước(acid béo) và vùng háo nước (gốc acid phosphoric và baz nito)

Trong thành phần, loại có bazo nito là colin hoặc acety colin có ý nghĩa lớn trong hoạt động của mô thần kinh và là nguồn cung cấp metyl cho quá trình metyl hóa

7.2 Glycolypid

Là ester của rượu sphingozin và acid béo ngoài ra trong tế bào còn có glucid và dẫn xuất nito của galactose

Được chia làm hai nhóm: Xerebozit và Gangliozit

Xerebozit: có trong não Gồm rượu và acid béo liên kết với nhau bởi liên kết peptid Galactose và rượu liên kết với nhau bởi nối O – glucid

SVTH: Nhóm 7 Trang 23

Gangliozit: thành phần khá phức tạp gồm sphingozin, acid béo (thường là stearic acid), galatose, glucose, galactozamin, acid noraminic Tham gia vào cấu trúc của hệ thần kinh

B NHỮNG BIẾN ĐỒI CỦA LIPID TRONG QUÁ

TRÌNH BẢO QUẢN

1 KHẢ NĂNG CHUYỂN CỦA LIPID

Trong điều kiện bảo quản cũng như trong cơ thể, lipid có thể bị chuyển hóa

để tạo thành các sản phẩm khác nhau Các quá trình chuyển hóa này rất phức tạp, dưới tác dụng của một loạt các nhân tố và có enzim hoặc không có enzim xúc tác Khi bảo quản lâu, dưới tác dụng của nhiều nhân tố như ánh sáng, không khí, nhiệt độ, nước và vi sinh vật…, lipid bị thay đổi trạng thái, màu sắc và có mùi

vị khó chịu Người ta thường gọi quá trình tổng hợp này là sự ôi hóa Thực chất của quá trính này là sự oxy hóa Tuy vậy nếu dựa vào cơ chế phản ứng thì có thể phân ra ôi hóa do thủy phân và ôi hóa do oxy hóa

2 ÔI HÓA DO PHẢN ỨNG THỦY PHÂN

Ngay khi súc vật vừa bị giết chết xong, chất béo đã bắt đầu bị phân hủy do men của bản thân súc vật và do các yếu tố kích thích khác như độ ẩm, các gốc hóa học… trong thời gian bảo quản, chất đạm lẫn trong mỡ bị phân giải trước rồi kế đến nấm mốc, vi khuẩn có môi trường thuận lợi để sinh sống, phát triển phân hủy

mỡ thành glycerin và acid béo Quá trình thủy phân tiến hành từ từ, chất béo kết hợp với nước để giải phóng ra acid béo và glycerin dưới tác dụng của men lypase Phản ứng này được thực hiện theo trình tự sau đây

SVTH: Nhóm 7 Trang 25

- Bản chất của phản ứng: sản phẩm của phản ứng là: glycerin, diglycerid, monoglycerid, acid béo tạo ra trong phản ứng và một phần nước

- Điều kiện xảy ra phản ứng:

Phải có nước, nếu có xúc tác như nhiệt độ, enzym thủy phân, các chất nhũ hóa cho thêm vào thì phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn

Phản ứng thủy phân lipid cũng có thể xảy ra khi có enzim hoặc không có enzim xúc tác

Dầu mỡ thô chưa tinh chế dễ bị oxy hóa hơn dầu mỡ tinh khiết Nếu chất béo

có chuỗi carbon ngắn (từ 4-6 hoặc 8 C) thì nó có thể bay hơi tạo ra mùi hôi đặc chưng Dầu mỡ ép từ nguyên liệu xấu, nhất là khi đã bị chua sẵn do bảo quản kém hoặc đã bị nhiễm vi sinh vật thường dễ bị chua, cần phải được trung hòa ngay sau khi ép Nếu để lâu dưới tác dụng của pH thấp chất béo rất dễ bị thủy phân và oxy hóa hơn

Trường hợp thứ nhất xảy ra trong pha “béo” và chỉ có nước hòa tan trong lipid ( dầu, mỡ…) mới tham gia phản ứng nghĩa là phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể Khi trong lipid có mặt nước với một lượng đáng kể, nhưng ở nhiệt độ thường, thì vận tốc phản ứng cũng rất bé Vì ở nhiệt độ thường phản ứng thủy phân rất chậm

Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước trong pha “béo” cũng ngăn cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng

SVTH: Nhóm 7 Trang 26

Trường hợp thủy phân do enzim xúc tác thường xảy ra ở trên bề mặt tiếp xúc giữa lipid và nước Enzim lipaza xúc tác phản ứng thủy phân có thể có trong nguyên liệu cũng như do vi sinh vật mang vào

Chúng ta điều biết lipaza là một globulin Nó xúc tác không những phản ứng thủy phân mà cả phản ứng tổng hợp nữa Do đó cân bằng phản ứng phụ thuộc vào từng điều kiện cụ thể mà có thể chuyển dịch về phải cũng như về trái Khi hàm ẩm cao thì sự thủy phân ưu thế hơn sự tổng hợp Ngược lại trong hạt khô thì sự tổng hợp lại ưu thế hơn Lipaza có trong hạt và trong cơ quan dinh dưỡng của cây Lipaza có nhiều trong hạt thầu dầu Tác dụng tối ưu của Lipaza của hạt là 35-

38oC Hoạt độ của nó giảm xuống một cách đáng kể khi chế biến thủy nhiệt các hạt cũng như khi ép nóng các hạt có dầu Phản ứng lipolizơ sẽ tăng mạnh khi hạt

bị nghiền cơ học hoặc bị tổn thương do côn trùng Lipaza đặc hiệu thấp so với cấu trúc của lipid nhưng lại có đặc hiệu quang học cao đối với những cơ chất có hoạt quang Nói chung đối với những cơ chất không mang điện tích thì độ dài của mạch cacbon của axit béo tham gia trong lipid có ý nghĩa lớn đối với hoạt độ của lipaza Trường hợp đơn giản nhất của sự ôi hóa do phản ứng thủy phân thường thấy khi bảo quản bơ và magarin Khi đó sẽ giải phóng ra axit butiric là axit có mùi rất khó chịu

Trong chế biến lương thực, để bảo quản được hạt, bột và tấm, vai trò quyết định là nhiệt độ và thủy phân Chẳng hạn bột khi ở nhiệt độ dưới 50C vẫn bảo quản được tốt ngay cả khi có hàm ẩm cao Người ta nhận thấy rằng khi bảo quản bột có hàm ẩm cao hơn 15% thì phản ứng thủy phân chủ yếu do enzim của nấm mốc Khi

đó độ axit sẽ tăng lên do tích tụ các axit hữu cơ hòa tan và bột sẽ có mùi vị khó chịu Người ta còn nhận thấy đối với bột khô, nấm mốc không phát triển được, độ axit cũng tăng nhưng không có mùi vị axit, vì chủ yếu là tạo ra những axit béo không hòa tan trong nước

3 ÔI HÓA DO PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ

Quá trình oxy hóa chất béo là một quá trình phức tạp do enzym và các yếu tố

lý hóa khác xúc tác gây ra Đó là ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, oxy trong không khí,

3.1 Ôi hóa hóa học

Ôi hóa hóa học là quá trình tự oxy hóa Khi đó xảy ra sự tấn công các gốc axit béo tự do cũng như kết hợp bởi oxi phân tử Áp suất của oxi và lượng nối đôi trong phân tử axit béo có ảnh hưởng đến tiến trình phản ứng Sản phẩm đầu tiên là hydro peroxit Từ đó tạo nên aldehit no và không no, xeton, axit mono và decacboxylic, aldeaxit, xetoaxit, … Ngoài ra còn có thể trùng hợp hóa các sản phẩm oxy hóa nữa

Đa số những chất này có vai trò quyết định trong việc phát triển mùi vị

Cơ chế của quá trình ôi hóa hóa học:

Quá trình ôi hóa hóa học là phản ứng chuỗi nên thường có 3 thời kỳ sau:

RH + O2 → R* + HO2

*

(2.2)Trường hợp khi nồng độ RH cao thì có thể xảy ra phản ứng tam phân, phản ứng này đòi hỏi năng lượng bé hơn phản ứng phản ứng lưỡng phân

RH + O2 → R* + H2O2 + R*1 (2.3) Gốc tự do cũng có thể phát sinh khi có ion kim loại giao chuyển:

Hydro peroxyt có thể phân giải theo phản ứng (2.10) đòi hỏi năng lượng hoạt hóa bé hơn phản ứng đơn phân (2.8)

SVTH: Nhóm 7 Trang 29

Các gốc peroxyt cũng có thể đứt nguyên tử H- đặt biệt ở vị trí β do quá trình nội phân và cũng có thể kết hợp với nối đôi olefin Vì vậy việc chuyển hóa các gốc peroxit sẽ tạo nên không những hydro peroxyt mà cả peroxyt polime, peroxyt vòng, oxyt, aldehit và các sản phẩm khác

Do quá trình phát triển của chuỗi phản ứng oxy hóa với các phản ứng phân mạch (2.8), (2.9), (2.10) nên tích tụ gốc alcocxyl RO*, peroxyt RO*2 và hydroxyl

*OH Từ gốc alcoxyl có thể tạo nên những sản phẩm thứ cấp như rượu, xeton, aldehit,…

SVTH: Nhóm 7 Trang 30

Ôi hóa sinh hóa học lại bao gồm sự ôi hóa do enzym lipoxygenaza và sự ôi hóa xeton Kiểu ôi hóa thứ 2 này thường đặc trưng đối với lipid có chứa axit béo no với phân tử lượng trung bình và thấp, khi có hàm ẩm đáng kể Khi đó axit béo bị β-oxy hóa và cacboxyl hóa, kết quả là tích tụ các alkylmetylxeton có mùi khó chịu

Khi lipid bị ôi hóa, thường bị mất họat tính vitamin Vì khi đó các axit béo không no cao phân tử cũng như các vitamin đều bị phá hủy bởi các phẩm vật oxy hóa tích tụ trong lipid

Các sản phẩm oxy hóa của lipid thường làm vô hoạt enzim và đặc biệt làm giảm hoạt độ của suxioxydaza, xitocromoxydaza và colinoxydaza

Sản phẩm oxy hóa còn có khả năng phản ứng cao với protein Hợp chất tạo thành này bền vững, không hòa tan trong nước cũng như dung môi hữu cơ và cũng không bị phân ly bởi enzim

SVTH: Nhóm 7 Trang 31

Trong quá trình khai thác cũng như bảo quản lipid có thể bị oxy hóa dưới tác dụng của enzym lipoxydaza (qua chu trình β-oxy hóa) để tạo ra những sản phẩm khác nhau

Lipoxydaza hay lipoxygenaza là enzym oxy hóa khử xúc tác sự oxy hóa các axit béo không no chứa 2-3 nối đôi (hoặc nhiều hơn) như axit linoleic, linolenic Lipoxygenaza chỉ oxy hóa dạng cis - cis còn dạng cis - trans hay trans – trans thì hoàn toàn không tác dụng

 Quá trình β-oxy hóa acid béo no (bão hòa) có số carbon chẵn

Công trình nghiên cứu của F Knoop người Đức (1904) là cơ sở đầu tiên về cơ chế của quá trình oxy hóa acid béo Ngoài quá trình β-oxy hóa còn một số quá trình oxy hóa acid béo khác như quá trình β-oxy hóa, v.v… nhưng những quá trình này không chủ yếu Ở gan hệ thống enzyme oxy hóa acid béo hoạt động rất mạnh Quá trình β-oxy hóa acid béo trong ti thể gồm 4 phản ứng:

- Oxy hoá axylCoA với sự xúc tác của axyl CoA dehydrogenaza để tạo thành axyl CoA chưa bão hoà có liên kết đôi Cα và Cβ (C2 và C3 )

- Hydrát hoá axyl CoA chưa bão hoà tạo ra beta-hydroxy-axyl-CoA, nhờ sự xúc tác của enzym Enoyl –CoA hydrataza, phân tử nước được gắn vào liên kết đôi

- β–hydroxy-axyl CoA bị oxy hoá bởi enzym β–hydroxy-axyl CoA dehydrogenaza tạo thành beta-xetoa xyl CoA

- Phản ứng tách acetyl CoA khi có sự tham gia của 1 phân tử CoA khác và enzym β –xetoaxyl- CoA thiolaza

Sản phẩm là axyl -CoA mới ngắn hơn 2C so với axyl- CoA ban đầu và quá trình được lặp lại từ phản ứng 1,2,3,4, cho tới khi toàn bộ mạch cacbon của axyl CoA bị phân giải hoàn toàn thành acetyl CoA

SVTH: Nhóm 7 Trang 32

Bước 1 Quá trình  oxy hóa

SVTH: Nhóm 7 Trang 33

 Sự oxy hóa các acid béo có số carbon lẻ

Đa số các acid béo trong tự nhiên có số C chẵn Tuy nhiên ở một số thực vật và một số động vật biển còn có acid béo có số C lẻ Ngoài ra ở dạ cỏ của động vật nhai lại cũng luôn có sự hình thành propionic acid Đối với acid béo có số C lẻ, các sản phẩm tạo ra trong quá trình oxy hóa là acetyl-CoA, trừ sản phẩm cuối cùng chứa 3 carbon là propionic acid Quá trình oxy hóa propionic acid cần thêm 3 phản ứng sau:

1) Carboxyl hóa propionyl-CoA tạo ra D-methylmalonyl-CoA nhờ propionyl-CoA carboxylase xúc tác

Bước 2 Quá trình  oxy hóa