- Mục tiêu của công nghệ sinh học thực phẩm là chọn lọc và cải tiến chủng vi sinh vật nhằm có thể điều khiển quá trình, nâng cao sản lƣợng, chất lƣợng, an toàn và ổn định sản [r]
Trang 1CHƯƠNG II:
TẠO NGUỒN NGUYÊN LIỆU CHO CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Trang 2Thực vật
Động vật
TNSH
Vi sinh vật Các nguồn khác
1 Tài nguyên sinh học
1.1 Phân loại thực phẩm theo tài nguyên sinh học
Trang 3TÀI NGUYÊN ĐỘNG VẬT ĐẶC TRƯNG DINH DƯỠNG
Calcium cao (trừ bơ) Lactose (một số cá nhân không hấp thu được đường này)
Cá nước ngọt
Cá biển
Cá nước ngọt ít Na hơn cá biển Nhiều acid béo thiết yếu
nhưng cho nhiều acid béo thiết yếu hơn
Nhiều nguyên tố vi lượng, nhưng đôi khi nhiễm kim loại nặng
Động vật giáp xác (ví dụ: tôm sú, tôm
hùm)
Nhiều cholesterol hơn cá, nhiều acid béo thiết yếu
Hàm lượng chất béo bảo hoà cao
Động vật dạ dày đơn, đã được thuần
hoá (vd: heo)
Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ
Động vật dạ dày đơn, chưa được thuần
hoá (vd: Kangaroo, thỏ)
Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ
Trang 4Gia cầm (thuộc giống chim) Thường ít chất béo
Thịt từ các cơ quan động vật:
Gan Là nguồn tài nguyên tốt về vitamin và đa số
nguyên tố
Hàm lượng cholesterol cao
Hàm lượng acid amin cao
Óc Hàm lượng cholesterol cao
Các cơ quan khác (thận, tim, ruột) Hàm lượng cholesterol cao
TÀI NGUYÊN THỰC VẬT
Thực vật nói chung Đều có chứa các sợi ăn được, chứa Ca nhiều
hơn Na
Rau quả:
Củ (cà rốt, khoai tây, khoai lang…) Hàm lượng tinh bột cao
Hàm lượng vitamin C vừa phải và hàm lượng vitamin A cao trong các loại có màu vàng cam
Lá xanh Carotene, vitamin K cao
Họ bầu, bí Carotene cao (nếu có màu vàng cam) Hoa Hàm lượng vit C cao
Thân (vd: cần tây, hành) Cung cấp năng lượng thấp
Trang 5Cà chua Năng lƣợng thấp và hàm lƣợng vit C vừa
phải
Ớt Năng lƣợng thấp, vit C cao
Các loại đậu Hàm lƣợng tinh bột cao
Số lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là methionin
Ngũ cốc và hạt Chứa các sợi ăn đƣợc giàu pentosan là
chất có vai trò chủ yếu trong chức năng của ruột
Hàm lƣợng tinh bột cao
Hàm lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là lysin
Bắp Thiếu 2 amino acid thiết yếu (lysin và
tryptophan) và vitamin nhóm B (niacin)
Trang 6Trái cây:
Họ cam chanh Giàu pectin, có đặc điểm làm keo tụ
Hàm lượng vit C cao và folacin vừa phải
Quả cứng (mận, đào, mơ…) Hàm lượng caratene vừa phải, vit C thấp
Lê và táo Thành phần chủ yếu là nước, crbonhydrate
và sợi, ít vit và chất khoáng
Quả nhiệt đới (xoài) Hàm lượng carotene, vit C cao, giàu pectin Quả mọng (dâu) Vit C cao
Hạt (đậu, cà phê) Năng lượng cao, nhiều loại acid béo với hàm
lượng cao, hàm lượng protein vừa phải
CÁC CHẤT NGỌT
Các chất tạo ra đường Cung cấp năng lượng cao, dinh dưỡng thấp
Trang 7VI SINH VẬT
Vi sinh vật đất Tạo ra vit 8-12; người ăn chay thường thiếu
các vitamin này
Nấm men Tạo ra nhiều loại vitamin và các nguyên tố vi
lượng, hàm lượng acid nucleic cao
Nước uống lên men Hàm lượng dinh dưỡng tuỳ thuộc vào nguồn
carbohydrate dùng trong quá trình chế biến; có độ rượu
Thực phẩm lên men Hàm lượng amino acid cao, Na có thể cao
CÔN TRÙNG
Phần thân thể côn trùng Hàm lượng protein cao
Mật ong Hàm lượng đường đơn cao
NƯỚC
Nước Không cung cấp năng lượng, hàm lượng
nguyên tố khoáng thay đổi
ĐẤT
Thường là do nhiễm bẩn thức ăn Có nhiều nguyên tố và vi sinh vật
Trang 81.2 Các chất phụ gia thực phẩm
• Phụ gia thực phẩm là những cơ chất được thêm vào với mục đích cải thiện vẻ ngoài cho bắt mắt hơn, vị ngon, kết cấu, quá trình chế biến hay thời gian dự trữ thực phẩm Trong đa số quốc gia, việc dùng chất phụ gia thực phẩm được chi phối bởi nhiều quy định Chỉ những chất phụ gia được phép mới được dùng và tiếp theo là loại phụ gia nào được dùng cho loại thực phẩm nào với nồng độ tối đa được xác định
• Trước khi một chất phụ gia được chứng nhận là được dùng cho thực phẩm thì nó phải được xác nhận là an toàn và phải không có sản phẩm tương
tự được sản xuất mà không cần dùng chất phụ gia
đó
• Khi phụ gia thực phẩm được dùng, trên nhãn hiệu hàng hoá phải ghi rõ điều này bằng tên hoá học hay tên của lớp Trong đa số trường hợp, tên lớp mô tả chức năng của phụ gia trong thực phẩm
Trang 9PHÂN LOẠI PHỤ GIA THỰC PHẨM
Anti-caking agents
Antioxidants
Artificial sweetening
substances
Bleaching (tẩy trắng) agents
Colours
Emulsifiers
Enzymes
Flavours
Flour treatment agents
Food acids Flavour enhancers Humectants (chất làm ẩm) Minerals
Mineral salts Preservatives Propellants (Tác nhân đẩy) Thickeners (Chất làm đặc) Vegetable gums
Vitamins
Trang 10SỬ DỤNG CHẤT PHỤ GIA THỰC PHẨM
NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA
CHẤT PHỤ GIA
Tác nhân chống vón cục
(e.g sodium alumino silicate)
Added to finely powdered and
crystalline foods to prevent lumping
Salt, milk powder in drink-dispensing machines
Chất chống oxy hoá
(e.g butylated hydroxyanisole).
Preservatives to retard development
of rancidity and discolouration
Edible oils and fats, margarine, 'instant' potato, dehydrated
vegetables
Tác nhân tẩy trắng
(e.g chlorine dioxide)
Added to flour to lighten its colour
and improve bread-making
Flours, bread
Trang 11NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA
CHẤT PHỤ GIA
Màu
(e.g tartrazine).
To improve appearance and reinforce
flavour
Pastry products, cake, cheese, confectionery, cordials, dessert mixes, flavoured milk, fruit-flavoured drinks, spreads and fillings, fruit yoghurt, ice cream, icing mixture, jams, jellies, margarine, pickles, sauces, soft drinks
Chất tạo nhũ, chất làm đặc
(e.g glyceryl monostearate).
To improve consistency, impart body
and stabilize air/oil/water mixtures
Biscuits, bread, cake, canned meats, confectionery, thickened cream, instant potato, dessert mixes, flavoured milk, fruit drinks, fruit yoghurt, ice cream, imitation cream, margarine, mayonnaise, peanut butter, salad dressings, soups
Chất tạo hương vị và tăng cường
hương vị
(e.g vanillin).
To impart taste and/or aroma to food
Pastry products, cheese, chocolate, confectionery, cordials, dessert mixes, flavoured milk, ice cream, imitation cream, jellies, manufactured meats, soft drinks, margarine, pickles
The most widely used flavour enhancer, MSG (monosodium glutamate) is used
in prepared meat/fish dishes, packet soups and many canned foods
Trang 12NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA
CHẤT PHỤ GIA
Acid thực phẩm
(e.g citric acid)
Give sour or tart taste, aid
preservation
Pastry products, cake, cheese, cider, confectionery, jellies, cordials,
desserts, pickles, fruit drinks, jams, modify other flavours, sauces, mayonnaise, salad dressings, soft drinks, soups, spreads
Chất tạo ẩm
(e.g glycerol)
Help to retain a soft consistency
during storage
Pastry products, cake, confectionery, fruit spreads and fillings, almond
icing, sweetened coconut
Chất bảo quản
(e.g benzoic acid )
Prevent the growth of moulds,
yeasts and bacteria
Pastry products, bread, canned fruit, canned meat products, cheese,
cordials, cured meat,'instant' potato, flour, fruit drinks, fruit salad,
pickles, sausages, soft drinks, tomato juice
Trang 132 Nh ữ ng vấn đề về nguyên liệu
cho chế biến thực phẩm
Trang 142.1 Những ứng dụng của công nghệ sinh học
trong quá trình chế biến thực phẩm
Công nghệ sinh học bao gồm nhiều kỹ thuật có thể đƣợc ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp Những kỹ thuật đó bao gồm: biến đổi gen, chuyển gen, chuyển phôi, tạo các dạng tam bội…Nó cũng bao gồm cả những kỹ thuật dùng để thu hái nguyên liệu thô từ mùa vụ, từ đánh bắt hải sản và từ vật nuôi Điều này đƣợc quan tâm vì nó rất quan trọng đối với việc an toàn thực phẩm
- Mục tiêu của công nghệ sinh học thực phẩm là chọn lọc và cải tiến chủng vi sinh vật nhằm có thể điều khiển quá trình, nâng cao sản lƣợng, chất lƣợng, an toàn và ổn định sản phẩm Vi sinh vật dùng trong CNSH TP gồm cả vi khuẩn, nấm men và nấm mốc
Trang 15- Lên men là quá trình chuyển hoá sinh học
những chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hay enzyme vi sinh vật, thực vật hay động vật Lên men là dạng được dùng lâu đời nhất để bảo quản thực phẩm Những thực phẩm lên men như phô mai, rượu vang, bánh mì…đã được tiêu thụ hàng ngàn năm nay và có liên quan đến văn hoá và truyền thống của các quốc gia dân tộc Ước tính thực phẩm lên men chiếm 1/3 trong thực phẩm toàn cầu
Trang 16Lên men được ứng dụng rộng rãi trong việc bảo quản các chất liệu từ nông nghiệp (ngũ cốc, rễ, củ, rau quả, sữa, thịt, cá…) Nhiều sản phẩm đã được đưa ra thị trường và chiếm thị phần lớn như phô mai, yogurt, sữa lên men, nước tương… Ở các nước phát triển, thực phẩm lên men được đông đảo người tiêu dùng chấp nhận vì tính an toàn của
nó do quá trình lên men được điều khiển nghiêm nhặt Trong khi đó, một số quá trình lên men truyền thống lại không được kiểm soát và phụ thuộc vào vi sinh vật từ môi trường cũng như cơ chất dùng cho lên men Những quá trình như thế dẫn đến sản lượng thấp và chất lượng không ổn định
Trang 172 2 Hiện trạng của công nghệ sinh học thực phẩm
2.2.1 Công nghệ sinh học dùng trong thực phẩm lên men:
• Vi sinh vật là yếu tố trung tâm của hệ thống quá trình
trong sự sản xuất thực phẩm lên men Các chủng VSV có thể được cải tiến về mặt di truyền bằng cả phương pháp truyền thống cũng như các kỹ thuật hiện đại Những tính chất được quan tâm trong quá trình cải tiến chủng VSV là nâng cao chất lượng về mùi, hương, vẽ ngoài, kết cấu, tính
ổn định, kháng vi rút, khả năng tạo kháng sinh để ức chế những VSV không mong muốn Trong nhiều nước phát triển, nghiên cứu còn tập trung vào khả năng phân giải hoặc bất hoạt các chất độc tự nhiên (vd: cyanogenic glucosides trong cây sắn), độc chất của nấm trong lên men ngũ cốc)
Trang 18• Các phương pháp truyền thống: gây đột biến
dụng rộng rãi trong công nghệ bia và bánh
mì
a) Gây đột biến gen
tạo ra những thay đổi trong bộ gen Các chủng đột biến như thế sẽ tiếp tục được chọn lọc dựa trên những tính chất cơ bản như khả năng tạo màu hay kháng vi rút Tuy
những biểu hiện không mong muốn có thể ảnh hưởng đến quá trình lên men
Trang 19b) Sự tiếp hợp
Đây là quá trình mà chất liệu di truyền đƣợc chuyển đến những loài VSV gần gũi do sự tiếp xúc lý học giữa thể cho và thể nhận Sự
gen nhiễm sắc thể và gen nằm trên plasmid
c) Sự lai
Sự sinh sản hữu tính trong nấm men dẫn đến
sự tái tổ hợp gen, nhờ đó có sự cải tiến giống trong nấm men Ví dụ, sự giao phối giữa những chủng nấm men đơn bội có đặc diểm tách khí tốt với nấm men có đặc tính
cả hai đặc điểm trên
Trang 20• Phương pháp phân tử
a) Biến đổi gen
Phương pháp DNA tái tổ hợp được dùng trong biến đổi gen ở vi khuẩn, nấm men và nấm mốc để biểu hiện được những gen mong muốn, che dấu những gen Những ứng dụng thành công trong biến đổi gen
sử dụng các vector dùng cho thực phẩm tức là những plasmid không chứa những gen kháng kháng sinh như là các gen đánh dấu gồm các trình tự DNA
từ các VSV được xác định là an toàn
Nấm men biến đổi gen ứng dụng trong làm bánh mì và
sử dụng tốt hơn nguồn carbon hydrat Tuy nhiên không có chủng nào được thương mại hoá