Công nghệ thực phẩm - Phụ gia trong chế biến thực phẩm

252 trang vanle 3020

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Công nghệ thực phẩm - Phụ gia trong chế biến thực phẩm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

cong_nghe_thuc_pham_phu_gia_trong_che_bien_thuc_pham.ppt

Nội dung text: Công nghệ thực phẩm - Phụ gia trong chế biến thực phẩm

Phụ gia trong chế biến thực phẩm Ts LÝ NGUYỄN BÌNH 1
Tài liệu tham khảo 1. Branen A Larry. FOOD ADDITIVES. Marcel Dekker. 1990. 2. Smith Jim. FOOD ADDITIVE USER’S HANDBOOK. Chapman Hall. 1993. 3. Thomas E. Furia. HANDBOOK OF FOOD ADDITIVES. Vol II. CRC. 1980. 4. Ashurst P.R. FOOD FLAVORINGS. Chapman Hall. 1991. 5. Harris Peter. FOOD GELS. Elsevier. 1990. 6. Hendry G.A.F. NATURAL FOOD COLORANTS. Chapman Hall. 1996. 7. Imeson Alan. THICKENING AND GELLING AGENTS FOR FOOD. Chapman Hall. 1997. 8. Kyzlink Vladimir. PRINCIPLES OF FOOD PRESERVATION. Elsevier. 1990. 9. Marie S. HANDBOOK OF SWEETENERS. Blackie. 1989. 10. Russell NJ. FOOD PRESERVATIVES. Chapman Hall. 1991. 11. Szuhaj Bernard F. LEUCITHINS: SOURCES, MANUFACTURING AND USES. Chapman Hall. 1989. 2
Nội dung môn học ⚫ Chương 1 Mở đầu ⚫ Chương 2 Phụ gia dùng trong bảo quản thực phẩm ⚫ Chương 3 Phụ gia làm thay đổi cấu trúc thực phẩm ⚫ Chương 4 Phụ gia hỗ trợ kỹ thuật chế biến ⚫ Chương 5 Phụ gia làm thay đổi tính chất cảm quan của thực phẩm ⚫ Chương 6 Enzyme thực phẩm 3
Định nghĩa phụ gia FAO: phụ gia là chất không dinh dưỡng được thêm vào các sản phẩm với các ý định khác nhau. Thông thường, các chất này có hàm lượng thấp dùng để cải thiện tính chất cảm quan, cấu trúc, mùi vị, cũng như bảo quản sản phẩm. WHO: phụ gia là một chất khác hơn là thực phẩm hiện diện trong thực phẩm là kết quả của một số mặt: sản xuất chế biến, bao gói, tồn trữ Các chất này không bao gồm các chất bẩn bị nhiễm vào thực phẩm. 4
VIỆN THÔNG TIN THƯ VIỆN Y HỌC TW: - Phụ gia thực phẩm là một chất có hay không có giá trị dinh dưỡng, không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm và không được sử dụng như một thành phẩm của thực phẩm. - Phụ gia thực phẩm là một chất chủ ý bổ sung vào thực phẩm để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện kết cấu hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó. - Phụ gia thực phẩm tồn tại trong thực phẩm với một giới hạn tối đa cho phép đã được qui định 5
Các loại phụ gia thực phẩm thông thường 1. Chất điều chỉnh độ acid 12. Chất làm bóng 2. Chất điều vị 13. Chất tạo đặc 3. Chất ổn định 14. Chất làm ẩm 4. Chất bảo quản 15. Chất làm rắn chắc 5. Chất chống đông vón 16. Chất nhũ hoá 6. Chất chống oxy hoá 17. Phẩm màu 7. Chất chống tạo bọt 18. Chất tạo bọt 8. Chất độn 19. Chất tạo phức KLoại 9. Chất ngọt tổng hợp 20. Chất xử lý bột 10. Chế phẩm tinh bột 21. Hương liệu 11. Enzyme 6
Tầm quan trọng của việc sử dụng phụ gia 1. Góp phần điều hoà nguồn nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất thực phẩm 2. Tạo được nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng 3. Giữ được chất lượng toàn vẹn của thực phẩm cho tới khi sử dụng 4. Kéo dài thời gian sử dụng của thực phẩm 5. Tạo sự dễ dàng trong sản xuất, chế biến thực phẩm và làm tăng giá trị thương phẩm trên thị trường 6. Làm giảm phế liệu trong các công đoạn sx 7
Những nguy hại của phụ gia thực phẩm Sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng liều lượng, chủng loại nhất là phụ gia không cho phép dùng trong thực phẩm sẽ gây hại cho sức khoẻ: Gây ngộ độc cấp tính: Nếu dùng quá liều cho phép Gây ngộ độc mạn tính: dù dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, một chất phụ gia thực phẩm tích luỹ trong cơ thể, gây tổn thương lâu dài. Nguy cơ gây hình thành khối u, ung thư đột biến gen, quái thai, nhất là các chất phụ gia tổng hợp. Nguy cơ ảnh hưởng chất lượng thực phẩm: phá huỷ các chất dinh dưỡng, vitamin 8
Qui định về sử dụng phụ gia thực phẩm I. Chỉ được phép sản xuất, nhập khẩu, kinh doanh tại thị trường Việt Nam các phụ gia thực phẩm trong “ DANH MỤC” và phải được chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn CLVSATTP bởi cơ quan có thẩm quyền. II. Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục sản xuất chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói; và vận chuyển thực phẩm phải thực hiện theo “Qui định về chất lượng VSATTP của Bộ Y tế”. 9
III. Việc sử dụng phụ gia thực phẩm trong danh mục phải đảm bảo: 1. Đúng đối tượng thực phẩm và liều lượng không vượt quá giới hạn an toàn cho phép. 2. Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vệ sinh an toàn qui định cho mỗi chất phụ gia. 3. Không làm biến đổi bản chất, thuộc tính tự nhiên của thực phẩm. IV. Các chất phụ gia thực phẩm trong Danh mục lưu thông trên thị trường phải có nhãn với đầy đủ các nội dung theo qui đinh. 10
V. Yêu cầu đối với cơ sở sản xuất, chế biến thực phẩm: Trước khi sử dụng một phụ gia thực phẩm cần chú ý xem xét: 1. Chất phụ gia đó có được sử dụng với loại thực phẩm mà cơ sở định sản xuất hay không ? 2. Giới hạn sử dụng cho phép của chất phụ gia đó với loại thực phẩm nào đó là bao nhiêu? (mg/kg hoặc mg/ lít) 3. Phụ gia đó có phải dùng cho thực phẩm hay không? Có đảm bảo các qui định về chất lượng VSAT bao gói, ghi nhãn theo qui định hiện hành hay không? 11
5. Sản xuất và tiêu thụ phụ gia trên thế giới Enzymes, 2.70% Acid, 21.50% Các chất khác, 38.30% Chất ngọt nhân tạo, 1.70% Chất chống oxy hoá, Chất tạo hương, 1.10% 5.30% Vitamins, 1.20% Chất cải thiện mùi, 6.50% Chất hoạt động bề mặt, 16.60% Chất bảo quản, 4.50% Chất màu, 0.60% 12
Chương 2 Phụ gia dùng trong bảo quản thực phẩm ⚫ Các chất chống vi sinh vật ⚫ Các chất chống sự oxy hoá chất béo ⚫ Các chất chống sự hoá nâu 13
1. Các chất chống vi sinh vật (antimicrobial agents) Phổ hoạt động của một số chất bảo quản trên vi sinh vật Chất chống vi sinh vật Vi khuẩn Nấm men Nấm mốc Nitrite ++ – – Sulfite ++ ++ + Formic acid + ++ ++ Propionic acid + ++ ++ Sorbic acid ++ +++ +++ Benzoic acid ++ +++ +++ p-Hydroxybenzoic acid esters ++ +++ +++ Biphenyl – ++ ++ – không tác dụng + tác dụng yếu ++ tác dụng trung bình +++ tác dụng mạnh 14
Acid benzoic & Natri benzoate ⚫ Acid benzoic (C6H5COOH) có dạng tinh thể hình kim không màu, dễ tan trong rượu và ête, ít tan trong nước ⚫ Acid benzoic là chất sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc và có tác dụng yếu hơn đối với vi khuẩn ⚫ Tác dụng bảo quản chỉ xảy ra ở môi trường acid pH 2.5-3.5 (nồng độ gây tác dụng là 0.05%) 15
Acid benzoic và Natri benzoate ⚫ Natri benzoate (C6H5COONa) dễ tan trong nước ⚫ Acid benzoic và muối Na benzoate được công nhận là GRAS (generally recognized as safe). Nồng độ sử dụng tối đa là 0.1-0.12%; thường dùng 0.05-0.075% đối với nước quả chua và 0.075-0.1% đối với nước quả ít chua ⚫ Có nhược điểm là có mùi kim loại dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm 16
Acid sorbic & Kali sorbate ⚫ Acid sorbic hay acid 2,4-hexadienic (C5H7COOH) là chất kết tinh có vị chua nhẹ và mùi nhẹ, khó tan trong nước lạnh (0.16%), dễ tan trong nước nóng (ở 100oC tan 3.9%) ⚫ Kali sorbate (C5H7COOK) là chất bột trắng kết tinh, dễ tan trong nước ⚫ Acid sorbic và Kali sorbate có tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, tác dụng rất yếu đối với các loại vi khuẩn khác nhau 17
Acid sorbic và Kali sorbate ⚫ Các chất này không độc đối với cơ thể người, được công nhận là GRAS, khi cho vào sản phẩm thực phẩm không gây ra mùi vị lạ hay làm mất mùi tự nhiên của thực phẩm. Đây là một ưu điểm nổi bậc của acid sorbic và Kali sorbate ⚫ Được ứng dụng trong chế biến rau quả, rượu vang, đồ hộp sữa và sữa chua, các sản phẩm cá, xúc xích, bánh mì ⚫ Acid sorbic không có tác dụng đối với vi khuẩn lactic, acetic 18
Acid sorbic và Kali sorbate ⚫ Liều lượng sử dụng: Các loại sản phẩm rau quả có acid (kết hợp với xử lý nhiệt nhẹ) và các loại bánh: 0.05-0.1% Cá ngâm dấm, patê cá: a.sorbic 0.2% + K.sorbate 0.27% Thức ăn chế biến từ cua, tôm (không thanh trùng): a.sorbic 0.25% + K.sorbate 0.33% Mứt quả: phun lên bề mặt sản phẩm dung dịch K.sorbate 7%, chống mốc được 4 tháng Thịt gà tươi nhúng vào dung dịch acid sorbic 7.5% (71oC) có thể giữ được 18 ngày 19
Acid acetic ⚫ Acid acetic và các muối được sử dụng chủ yếu để tạo vị chua và chống vi sinh vật, chủ yếu chống nấm men và vi khuẩn (ngoại trừ các vi khuẩn lên men acid acetic, acid latic, và acid butyric) ⚫ Hoạt tính của acid acetic thay đổi tuỳ thuộc vào sản phẩm thực phẩm, môi trường, và vi sinh vật cần chống ⚫ Ở Mỹ, acid acetic được công nhận là GRAS 20
Liều lượng acid acetic sử dụng tối đa Bánh nướng (0.25%), Phô mai (0.8%), Sản phẩm sữa (0.8%), Dầu mỡ (0.5%), Sốt (3%), Thịt (0.6%), Các sản phẩm khác (0.15%) Liều lượng Natri acetate sử dụng tối đa Ngũ cốc điểm tâm (0.007%), Kẹo cứng (0.15%), Kẹo mềm (0.2%), Mứt trái cây (0.8%), Dầu mỡ (0.1%), Bánh snack, Súp, Sốt ngọt (0.05%), 21
Liều lượng Calcium acetate sử dụng tối đa Bánh snack (0.06%), Phô mai (0.02%), Gelatin (0.02%), Sốt ngọt (0.15 Liều lượng Natri diacetate sử dụng tối đa Bánh nướng (0.4%), Phô mai và Sốt (0.25%), Thịt (0.1%), Kẹo (0.1%), Súp hỗn hợp (0.05%) 22
Acid propionic ⚫ Sử dụng acid propionic và các muối propionate chủ yếu để chống nấm mốc; một vài nấm men và vi khuẩn cũng bị ức chế bởi acid propionic ⚫ Ở Mỹ, acid propionic và các muối Ca, Na propionate được công nhận là GRAS, được sử dụng không giới hạn, trừ một số trường hợp: được dùng tối đa 0.32% trong bột mì để sx bánh mì, 0.38% trong các sản phẩm lúa mì nguyên hạt, 0.3% trong các sản phẩm phô mai 23
Nitrite ⚫ Nitrite là chất kết tinh trắng đến vàng nhạt, tan tốt trong nước và amoniac lỏng, tan ít trong rượu và các dung môi khác ⚫ Nitrite được dùng trong sản xuất các sản phẩm thịt lên men chua qua nhiều thế kỷ. Nó có tác dụng phát triển màu sắc, tạo mùi, cải thiện cấu trúc, chống vi sinh vật 24
Ester của p-hydroxybenzoic acid ⚫ Thường được gọi là các “paraben”, chúng khác nhau ở gốc alkyl (methyl, ethyl, propyl, butyl, và heptyl), là các chất không màu, không mùi (trừ methyl paraben), không vị, không hút ẩm, và không bay hơi, tác dụng tốt ở cả 2 môi trường acid và kiềm ⚫ Độ tan của paraben trong ethanol tăng dần từ methyl đến heptyl ester, độ tan của paraben trong nước thì ngược lại 25
Ester của p-hydroxybenzoic acid Methyl Paraben Ethyl Paraben Propyl Paraben Butyl Paraben 26
Ester của p-hydroxybenzoic acid ⚫ Hoạt tính chống vi sinh vật của p-hydroxyben- zoic acid ester tỉ lệ thuận với chiều dài của mạch alkyl ⚫ Tác dụng hiệu quả đối với nấm mốc và nấm men hơn là vi khuẩn; đối với vi khuẩn thì tác dụng tốt đối với vi khuẩn gam dương hơn là vi khuẩn gam âm ⚫ Ngoài tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật, các paraben còn có tác dụng ngăn ngừa sự sinh độc tố bởi C. botulinum (propyl hoặc methyl 100 g/mL), sự tiết protease bởi Aeromonas hydrophila (propyl 200 g/mL)  27
Ester của p-hydroxybenzoic acid ⚫ Methyl và propyl paraben (3:1) ở nồng độ 0.03- 0.06% có thể được dùng để gia tăng thời gian bảo quản các loại bánh trái cây, bánh nướng (không lên men), kem, bánh kem, mứt ⚫ Methyl và propyl paraben (2:1) ở nồng độ 0.03- 0.05% có thể được dùng trong nước ngọt ⚫ Nồng độ phối hợp của các ester ở mức 0.03- 0.06% có thể dùng cho các sản phẩm cá xông khói, hải sản nấu đông ⚫ Nồng độ phối hợp của các ester ở mức 0.05- 0.1% được dùng cho các dịch mùi trích ly 28
Ester của p-hydroxybenzoic acid ⚫ Hỗn hợp 0.05% của methyl và propyl paraben (2:1) được dùng để bảo quản salad trái cây, nước quả, sốt, thịt nhồi (Mỹ) ⚫ Methyl paraben ở nồng độ 0.05-0.1% hoặc hỗn hợp methyl và propyl paraben được dùng cho thực phẩm áo gelatin và thực phẩm nấu đông ⚫ Methyl và propyl paraben (2:1) có thể được dùng như chất bảo quản trong các loại mứt trái cây (0.07%), dầu trộn salad (0.1-0.13%), và rượu vang (0.1%) 29
Cơ chế tác dụng của chất chống vi sinh vật ⚫ Ảnh hưởng lên ADN ⚫ Ảnh hưởng lên sự tổng hợp protein ⚫ Ảnh hưởng lên hoạt động của enzyme ⚫ Ảnh hưởng lên tính thẫm thấu của màng tế bào ⚫ Ảnh hưởng lên vách tế bào ⚫ Ảnh hưởng lên cơ chế trao đổi các chất dinh dưỡng 30
Tính chất hoá học và lý học của các chất chống vi sinh vật ⚫ Tính chất hoà tan ⚫ Điểm nóng chảy, điểm sôi ⚫ Khả năng ion hoá các chất ⚫ Phản ứng của các chất phụ gia đối với thành phần thực phẩm 31
Tương tác của thành phần thực phẩm và chất chống vi sinh vật ⚫ pH của sản phẩm có thể ảnh hưởng đến sự ion hoá các chất chống vi sinh vật ⚫ Một số chất chống vi sinh vật có thể bị oxy hoá, thuỷ phân, tạo liên kết ⚫ Chất béo có khả năng tác động đến các vi sinh vật, ngăn cản hoạt động của các phụ gia ⚫ Các hợp chất khác (ngoài thành phần chính của thực phẩm) cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của chất chống vi sinh vật 32
Mức độ nhiễm vi sinh vật và việc sử dụng phụ gia ⚫ Thực phẩm bị nhiễm vsv với mật số càng cao thì nồng độ phụ gia sử dụng phải càng cao ⚫ Nguyên tắc lựa chọn phụ gia là chống loại vi sinh vật cần chống 33
Phương pháp bảo quản và việc sử dụng phụ gia Các vấn đề cần quan tâm ⚫ Trong quá trình bảo quản, các vi sinh vật có tạo lập bào tử không? ⚫ Có xử lý nhiệt không? ⚫ Nước hoạt động ở mức độ nào? ⚫ Loại bao gói, kiểu bao gói sử dụng? ⚫ Có rút oxy? Có hay không có các chất khí bảo quản? 34
Sự oxy hoá chất béo H O H H H Nối đôi và carbon-α là vị trí bị oxy hoá của H C O C(CH2)6 Cα C C (CH2)7CH3 phân tử chất béo O H Khởi đầu, nguyên tử hydro bị đứt H C O C R ra từ carbon-α của gốc acid béo. O -H+ Quá trình này được xúc tác bởi H C O C R nhiệt, ánh sáng, và kim loại H Dạng không bền của glyceride, Gốc béo tự do phản ứng mãnh liệt với oxy + Oxy Dạng rất kém bền, sẵn sàng phân Gốc Peroxide tự do hủy thành các hợp chất hữu cơ và Hydroperoxide mạch ngắn Sản phẩm cuối của sự oxy hoá Aldehyde, Ketone, chất béo, chịu trách nhiệm về Alcohol, Acid sự ôi hoá dầu mỡ thực phẩm 35
Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá chất béo ⚫ AH + RO* → ROH + A* ⚫ AH + ROO*  ROOH + A* ⚫ RH + A* → AH + R* ⚫ AH + ROO*  [ROO*AH] phức chất ⚫ [ROO*AH] → Sản phẩm không gốc tự do ⚫ A* + A* → AA ⚫ A* + R* → RA ⚫ A* + ROO* → ROOA 36
2. Các chất chống sự oxy hoá chất béo (antioxidants) Sử dụng chất chống oxy hoá dầu mỡ ở một số nước Canada Hoa Kỳ EC BHA (butylated hydroxyanisole) BHA BHA BHT (butylated hydroxytoluene) BHT BHT Tocopherols (Vitamin E) Tocopherols Tocopherols Propyl gallate TBHQ (tert-butyl Propyl gallate Stearate ascorbyl hydroquinone) Dodecyl gallate Palmitate ascorbyl Dilauryl thiodipropionate Octyl gallate Gum Guar Gum Guar Acid ascorbic Leucithin Leucithin Ascorbate Calcium Acid ascorbic, A. citric, A. tartic THBP (tri- Ascorbate Sodium hydroxybutyro-phenone) Citrate Leucithin Palmitate ascorbyl Acid thiodipropionic Citrate monoglyceride 4-Hydroxymethyl-2,6-di- Citrate monoisopropyl tert-butyl phenol 37
BHA (Butylated hydroxyanisole) ⚫ BHA là một hỗn hợp gồm: 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole Còn có tên là BOA ⚫ BHA là hợp chất phenol có cấu tạo dạng rắn như sáp (điểm nóng chảy thấp) màu trắng hoặc hơi ngà, công thức phân tử là C11H16O2 38
BHA (Butylated hydroxyanisole) ⚫ BHA tan tốt trong chất béo và các dung môi hữu cơ và không tan trong nước, có hương phenol đặc trưng, là hợp chất dễ bay hơi và có thể chưng cất ⚫ BHA bị mất hoạt tính trong dầu ở nhiệt độ cao, tương tác với kim loại kiềm cho màu hồng 39
BHT (Butylated hydroxytoluene) ⚫ BHT là một chất rắn màu trắng, có tác dụng tương tự như BHA ⚫ BHT có công thức phân tử C15H24O, tan tốt trong chất béo, không tan trong nước, dễ bốc hơi và có thể chưng cất ⚫ Mặc dù bền nhiệt, BHT có tác dụng kém hơn BHA 40
TBHQ (tert-Butylhydroquinone) ⚫ TBHQ là một chất kết tinh trắng, có mùi đặc trưng, tan trong cồn và ête, không tan trong nước, công thức phân tử C10H14O2 41
TBHQ ⚫ TBHQ là chất chống oxy hoá rất tốt cho dầu mỡ, có khả năng làm giảm sự tốn thất chất dinh dưỡng, duy trì tốt chất lượng và phẩm chất ban đầu của dầu mỡ trong quá trình vận chuyển xa ⚫ Được sử dụng rất rộng rãi trong chế biến thực phẩm ⚫ Có khả năng bảo vệ các sản phẩm chiên, giúp cải thiện thời gian bảo quản 42
Propyl gallate Tên hoá học: Propyl gallate, propyl ester of gallic acid, n-propyl ester of 3,4,5-trihydroxybenzoic acid, propyl 3,4,5-trihydroxybenzoate Là chất rắn không mùi, kết tinh trắng hoặc trắng kem Tan ít trong nước; tan tốt trong ethanol, ether và propane-1,2-diol 43
Đánh giá tác dụng của các chất chống sự oxy hoá ⚫ Active oxygen method, AOM (Phương pháp oxy hoạt động): áp dụng cho chất béo lỏng Không khí được sục vào mẫu phân tích để thúc đẩy quá trình oxy hoá và rút ngắn thời gian phân tích. Lượng peroxide trong mẫu sẽ được định lượng định kỳ nhằm xác định thời điểm mẫu đạt tới điểm hư hỏng (rancidity point): 20 meq kg-1 (dầu mỡ động vật) hoặc 70 meq kg-1 (dầu mỡ thực vật). 44
Đánh giá tác dụng của các chất chống sự oxy hoá ⚫ Oven storage tests (Schaal oven test): Nhiệt độ sẽ thúc đẩy quá trình oxy hoá. Các kiểm nghiệm thực chất là các thí nghiệm bảo quản ở nhiệt độ cao để tăng tốc quá trình. Nhiệt độ làm việc là 62,8 oC (145 oF). Các chỉ tiêu mùi vị và lượng peroxide sẽ được dùng để xác định mức độ hư hỏng của chất béo trong mẫu. 45
Đánh giá tác dụng của các chất chống sự oxy hoá ⚫ Đối với dầu, mỡ thực vật: TBHQ>propyl galate>BHT>BHA ⚫ Đối với dầu, mỡ động vật: TBHQ>propyl galate>BHA>BHT>tocopherols 46
0,02% TBHQ 0,02% PG 0,02% BHT 0,02% BHA Control 0 10 20 30 40 50 60 Hours to reach a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.1 AOM stability of soybean oil 47
Control 0,01% TBHQ 0,02% TBHQ 0,01% BHA 0,02% BHA 0,01% BHT 0,02% BHT 0,01% PG 0,02% PG 0 10 20 30 40 Hours to reach a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.2 AOM stability of cottonseed oil 48
Control 200 ppm Propyl Gallate + 100 ppm Citric Acid 200 ppm TBHQ + 100 ppm Citric Acid 0 10 20 30 40 50 Hours to reach a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.3 AOM stability of cottonseed oil 49
Control 200 ppm Propyl Gallate + 100 ppm Citric Acid 200 ppm TBHQ + 100 ppm Citric Acid 0 10 20 30 40 50 60 Days at 62,8oC until development of rancidity Figure 1.4 Oven storage stability of cottonseed oil 50
Control 0,01% TBHQ 0,02% TBHQ 0 10 20 30 40 Hours to reach a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.5 AOM stability of sunflower seed oil 51
Control 0,01% TBHQ 0,02% TBHQ 0 20 40 60 80 100 120 140 Days at 62,8oC to develop a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.6 Oven storage life of sunflower seed oil 52
Control 0,02% TBHQ 0,02% TBHQ + >100 100 ppm Citric Acid days 0 20 40 60 80 100 Days at 21,1oC until development of rancidity Figure 1.11 Shelf storage life of olive oil 53
Control 100 ppm BHA + 100 ppm BHT 200 ppm TBHQ + 100 ppm Citric Acid 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hours to develop a peroxide value of 70 meq/kg Figure 1.16 AOM stability of peanut oil 54
0,02% TBHQ 0,02% PG 0,02% BHA 0,02% BHT 0,02% Tocopherol Control 0 25 50 75 100 125 150 Hours to reach a peroxide value of 20 meq/kg Figure 1.18 AOM stability of lard (pork fat) 55
200 ppm BHA + 200 ppm Citric Acid 150 ppm BHA + 50 ppm TBHQ + 30 ppm Citric Acid 200 ppm TBHQ + 100 ppm Citric Acid 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Hours to reach a peroxide value of 20 meq/kg Figure 1.19 AOM stability of tallow (beef) 56
Ảnh hưởng của các sản phẩm từ sự oxy hoá chất béo đến thực phẩm ⚫ Làm giảm giá trị dinh dưỡng ⚫ Biến đổi mùi tự nhiên ⚫ Làm mất màu, thay đổi màu sắc ⚫ Thay đổi cấu trúc ⚫ Sinh độc tố 57
Các chất hỗ trợ sự chống oxy hoá chất béo Được thêm vào chất béo để tăng hiệu quả chống sự oxy hoá chất béo, bao gồm: ⚫ Acid citric và các ester monoglyceride citrate ⚫ Acid ascorbic và Palmitate ascorbyl 58
Chức năng của các chất hỗ trợ ⚫ Tạo môi trường acid ổn định để chống sự oxy hoá chất béo ⚫ Loại bỏ hoạt tính của các ion kim loại (bằng cách tạo phức vô hoạt) ⚫ Loại bỏ oxy (oxy hoá acid ascorbic) ⚫ Phục hồi các chất chống sự oxy hoá SH + A → AH + S →Chất hỗ trợ: ngăn chận nguyên nhân gây ra phản ứng →Chất chống oxy hoá: ngăn chận các phản ứng lan truyền 59
3. Các chất chống sự hoá nâu Cơ chế của phản ứng Yêu Yêu cầu acid pH tối thích hoá nâu cầu amin để khởi oxy động phản ứng Phản ứng do enzyme + - Acid nhẹ Phản ứng Maillard - + Kiềm Phản ứng caramel hoá - - Kiềm, acid Sự oxy hoá A.ascorbic + - Acid nhẹ 60
Phản ứng hoá nâu do enzyme ✓Enzyme Polyphenol Oxydase (PPO) (rau, trái) ✓Oxy ✓Ion kim loại Hợp chất polyphenol (rau, trái) Sản phẩm có màu nâu 61
Cơ chất 62
Các yếu tố ảnh huởng đến hoạt tính của enzyme PPO 100 100 80 80 i (%) ạ 60 60 t t tính (%) 40 ạ 40 t t tính còn l Ho ạ Ho 20 20 0 0 30 40 50 60 70 80 90 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Nhiệt độ (oC) pH Ảnh hưởng của nhiệt đến độ Ảnh hưởng của pH đến hoạt bền của enzyme PPO tính của enzyme PPO 64
Các biện pháp kiểm soát phản ứng hoá nâu do enzyme ⚫ Sử dụng nhiệt để vô hoạt enzyme PPO: gia nhiệt, chần nguyên liệu trước khi chế biến ⚫ Sử dụng các acid để hạ thấp pH của môi trường, làm giảm tốc độ phản ứng hoá nâu: acid citric, ascorbic, malic, phosphoric ⚫ Sử dụng khí SO2 hoặc các hợp chất sinh SO2 để ngăn cản phản ứng hoá nâu: SO2, Na sulfite, Na metabisulfite ⚫ Sử dụng muối NaCl: ở nồng độ thích hợp muối có tác dụng kìm hãm hoạt tính của enzyme PPO 65
Các biện pháp kiểm soát phản ứng hoá nâu do enzyme 0.5 0.4 0 ppm SO2 0.3 1 ppm SO2 0.2 10 ppm SO2 0.1 Absorbance at 420 nm 420 at Absorbance 0 0 1 2 3 4 Thời gian (phút) Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến sự biến đổi màu do phản ứng enzyme với sự có mặt của các hợp chất sinh SO2 66
Các biện pháp kiểm soát phản ứng hoá nâu không do enzyme Phản ứng Maillard Sucrose, Aldehyde, Ketone Amin, Acid amin, phản ứng Protein CarbonylAmin Các chất màu (melanoidin) 67
Các điều kiện cho phản ứng Maillard ⚫ pH và các chất đệm: phản ứng xảy ra mạnh ở môi trường kiềm và có nhiều ion ⚫ Nhiệt độ: tốc độ phản ứng tăng theo chiều tăng nhiệt độ, theo phương trình Arrhenius ⚫ Độ ẩm: phản ứng xảy ra mạnh trong môi trường lỏng (độ ẩm cao) ⚫ Đường: đường khử cung cấp nhóm carbonyl (- C -) phản ứng với α-amin O 68
Các biện pháp kiểm soát phản ứng hoá nâu không do enzyme Phản ứng Caramel hoá 160-180oC Đường Caramel Acid, kiềm Màu nâu, vị đắng, mùi xấu 69
Các biện pháp kiểm soát phản ứng hoá nâu không do enzyme ⚫ Kiểm soát nhiệt độ ⚫ Kiểm soát độ ẩm ⚫ Kiểm soát pH ⚫ Loại bỏ oxy ra khỏi bao gói ⚫ Sử dụng enzyme để chuyển hoá glucose ⚫ Sử dụng SO2 và các muối sinh SO2 ⚫ Sử dụng các thiol ⚫ Sử dụng muối calcium để tạo phức với acid amin 70
Chương 3 Phụ gia làm thay đổi cấu trúc thực phẩm ⚫ Các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm ⚫ Các chất làm trong ⚫ Các chất tạo keo ⚫ Các chất hoạt động bề mặt 71
1. Các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm 1.1 Hoá chất hút ẩm theo tính chất vật lý Nguyên tắc: chỉ hút nước, không gây ra phản ứng hoá học Các chất dạng tinh thể khan nước Na2SO4 + 10H2O → Na2SO4.10H2O CuSO4 + 5H2O → CuSO4.5H2O CaCl2 + 6H2O → CaCl2.6H2O 72
1. Các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm 1.1 Hoá chất hút ẩm theo tính chất vật lý Các chất có cấu trúc xốp Silicagel (H2SiO2.nH2O)X, Alumogel (Al2O3) Các chất lỏng H2SO4, H3PO4, Glycerin 73
1. Các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm 1.2 Hoá chất hút ẩm theo tính chất hoá học Nguyên tắc: là chất hút ẩm tạo một chất hoàn toàn mới, sau khi dùng không thể phục hồi trở lại CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q (kCal) 74
1. Các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm 1.3 Hoá chất giữ ẩm - Các muối phosphat, dùng trong chế biến thủy sản - Enzyme protease thủy phân protein thành các acid amin - Glycerin, dùng cho các sản phẩm sợi sấy khô - Hỗn hợp Glycerin-Gelatin-Nước, phủ trên bề mặt thịt 75
2. Các chất làm trong 2.1 Hoá chất tách các chất tan dạng ion Nguyên tắc: Cho các ion này tác dụng với phụ gia tạo kết tủa, sau đó dùng các biện pháp cơ học để làm trong 2+ Ca + CO2 → CaCO3 ↓ 2+ Ca + H3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ 2+ + Fe + Na2S → Na + FeS ↓ 76
2. Các chất làm trong 2.2 Hoá chất tách các chất keo Tạo trạng thái tích tụ bằng cách: - Thay đổi pH môi trường, đưa các chất keo về điểm đẳng điện - Phá vỡ lớp võ solvat bằng các chất điện ly - Dùng nhiệt làm biến tính chất keo 77
2. Các chất làm trong 2.2 Hoá chất tách các chất keo Tạo kết tủa thứ 2 lôi kéo các chất keo: Các phương pháp làm sạch nước mía trong công nghệ sản xuất đường - PP carbonate hoá → tạo kết tủa CaCO3 ↓ - PP phosphate hoá → tạo kết tủa Ca3(PO4)2 ↓ - PP sulphate hoá → tạo kết tủa CaSO4 ↓ 78
2. Các chất làm trong 2.2 Hoá chất tách các chất keo Tạo kết tủa thứ 2 lôi kéo các chất keo: Sử dụng các hợp chất cao phân tử để tạo kết tủa: Chitosan, Pectin, Gelatin, Agar Sử dụng các enzyme để thuỷ phân các hợp chất mạch dài thành hợp chất mạch ngắn: Enzyme α-amylase, pectin methylesterase, polygalacturonase, protease 79
3. Các chất tạo keo 3.1 Các tính chất có thể có của chất keo (Glicksman, 1969) a. Khả năng liên kết với nước b. Tính chất lưu biến c. Khả năng tạo màng hoặc tạo gel d. Khả năng liên kết với các chất mùi e. Tạo áp suất thẫm thấu f. Hút nước g. Tạo các phản ứng hoá học h. Tăng độ ngọt và vị 80
3. Các chất tạo keo 3.2 Mục đích sử dụng các chất tạo keo a. Chất làm đặc sản phẩm: nước quả, sirô, yaourt, b. Chất nhũ hoá: kem, các loại bơ, sốt, chocolate c. Chất ổn định nhũ tương: d. Chất tạo bọt: kem đánh răng, dầu gội đầu e. Chất làm mềm sản phẩm f. Chất ổn định mùi, vị g. Chất cải thiện tính chảy 81
3. Các chất tạo keo 3.4 Đặc tính của một số chất tạo keo Cấu trúc Thuận nghịch nhiệt Tạo gel tức thì Điện tích y ả ch ễ Dính D Có Không Có Không Âm 0 Dương Chất keo Dòn HM-Pectin X X X X X LM-Pectin X X X X X X Carragenan X X X X X X Agar X X X X X Alginate X X X CMC X X Guar X LBG X Xanthan X X X X Gellan X X X X Gelatin X X X X X X Arabic X Casenate X X X X X Protein đậu nành X X X X X 82
3.5 Acid Alginic & Alginate Acid alginic là một polysaccharide thiên nhiên ái nước và có tính keo, được tinh chế từ các loại rong nâu khác nhau (Phaeophyceae) Đây là một copolymer mạch thẳng chứa chủ yếu các liên kết  -1,4-D-acid mannuronic và - 1,4-L-acid glucuronic, công thức (C6H8O6)n Tồn tại dưới dạng sợi, hạt, hay bột màu trắng đến vàng nâu Đơn vị cấu tạo: 176 (lý thuyết), 200 (thực tế) Khối lượng phân tử: 10.000 – 600.000 83
3.5 Acid Alginic & Alginate Dùng làm chất ổn định, chất tạo đông, chất tạo gel, chất nhũ hoá Không tan trong nước và các dung môi hữu cơ, tan chậm trong các dung dịch Carbonate Natri, Hydroxide Natri, TriNatri Phosphate 84
Alginate Calcium ⚫ (C6H7Ca1/2O6)n ⚫ Không tan trong nước và ether; tan nhẹ trong ethanol; tan chậm trong những dung dịch natri polyphosphate, natri carbonate, và các chất kết hợp với ion calcium 85
 Sự tạo gel Calcium Alginate Ca2+ 86
Alginate Calcium 87
Alginate Calcium 88
Alginate Natri (C6H7NaO6)n ⚫ Tan chậm trong nước, tạo thành dung dịch nhớt; không tan ethanol, ether và chloroform ⚫ Đơn vị cấu tạo: 198.11 (lý thuyết), 222 (thực tế) ⚫ Khối lượng phân tử: 32.000 – 250.000 89
Sản xuất các sản phẩm có: - Độ dày thấp - Kích thước nhỏ - Màng bao bên ngoài Kết hợp Na Alginate - Pectin → Sản xuất các sản phẩm dạng gel như mứt trái cây (táo, cam, ) 90
Qui trình sản xuất alginate Rong mơ Lọc Xử lý Na2CO3 Nghiền Dịch lọc Alginate Natri Rửa nước Kết tủa với CaCl2 Sấy khô Trích ly Alginate Calci Nghiền Làm sạch Xử lý acid Alginate Natri khô 91
3. Các chất tạo keo 3.6 Agar Agar là một polysaccharide được trích ly từ rong biển, gồm:  Agarose: không chứa gốc sulfate, có khả năng tạo gel rất lớn  Agarose pectin: có chứa gốc sulfate, tạo gel rất cứng so với agarose 92
3. Các chất tạo keo 3.6 Agar Sự tạo gel của agar  Khả năng tạo gel đơn giản, không cần dùng đến các chất trợ đông khác  Quá trình tạo gel là thuận nghịch  Agar có thể tạo gel ở nồng độ rất thấp  Agar nóng chảy 80oC, đông đặc ở 40oC  Gel agar không màu, không vị, không ảnh hưởng đến vị tự nhiên của sản phẩm 93
3. Các chất tạo keo 3.6 Agar Qui trình sản xuất agar Rong câu Lọc Tan giá Làm sạch cơ học Dịch lọc Sấy khô Rửa nước Tạo gel Agar Trích ly Cắt gel Làm sạch Lạnh đông 94
3. Các chất tạo keo 3.7 Cellulose và các dẫn xuất CMC (Carboxy Methyl Cellulose) NaOH Cellulose CMC + H2O + NaCl ClCH2-COONa 95
3. Các chất tạo keo 3.7 Cellulose và các dẫn xuất CH2OH CH2OH Cellulose CH2OCH2COONa CH2OCH2COONa CMC 96
3. Các chất tạo keo 3.7 Cellulose và các dẫn xuất CMC (Carboxy Methyl Cellulose) Chỉ số Ds (Degree of substitution: mức độ thay thế nhóm chức)  Thông thường, Ds: 0 – 3 (max)  CMC dạng thương phẩm có Ds: 0.4 - 1.4  CMC dùng cho thực phẩm có Ds:0.65-0.95  CMC có Ds<0.4 không hoà tan trong nước 97
3. Các chất tạo keo 3.7 Cellulose và các dẫn xuất Tính chất của CMC  Có thể sử dụng CMC ở dạng nóng và lạnh  CMC là các polymer anion mạch thẳng, cho chất lỏng phi Newton (dung dịch giả)  Ở pH 5-9 dung dịch ít thay đổi tính chất, nhưng ở pH <3 độ nhớt gia tăng hoặc kết tủa Do đó, không sử dụng CMC cho sản phẩm có độ pH <3 98
3. Các chất tạo keo 3.7 Cellulose và các dẫn xuất Sử dụng CMC và các dẫn xuất  Góp phần cải tạo tính chất sản phẩm (làm chậm quá trình kết tinh làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy, ổn định pha rắn, ngăn cản sự phân ly tinh dầu-nước, giữ ẩm, chống dính, )  Phát triển sản phẩm mới Dựa vào khả năng giữ nước, tạo đặc, ổn định, trợ phân tán Liều lượng sử dụng thông thường 0.1-0.5% 99
3. Các chất tạo keo 3.8 Gelatin Định nghĩa: gelatin là các polypeptid cao phân tử dẫn xuất từ collagen, là thành phần protein chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật, bao gồm xương, da, Thủy phân với acid, kiềm, enzyme Collagen Gelatin 100
3. Các chất tạo keo 3.8 Gelatin Cơ chế tạo gel  Gelatin trương nở khi cho vào nước lạnh, lượng nước hấp thu khoảng 5-10 lần thể tích của chính nó  Tan chảy khi gia nhiệt, đông đặc (tạo gel) khi làm lạnh. Sử chuyển đổi SOL-GEL có tính thuận nghịch  Nhiệt độ nóng chảy 27-34oC  Có khả năng tạo gel mà không cần phối hợp với chất nào khác 101
3. Các chất tạo keo 3.8 Gelatin Sử dụng Gelatin trong thực phẩm  Gelly, Jam, kẹo mềm, kẹo dẻo  Các sản phẩm sữa  Các sản phẩm thịt  Sauce (sốt)  Làm trong rượu  102
3. Các chất tạo keo 3.8 Gelatin Sử dụng Gelatin theo chức năng  Tạo đông: Gelly, Jam  Ổn định: Kem  Nhũ hoá: Tạo khí  Làm đặc: Súp, đồ hộp  Kết dính: kẹo, sản phẩm thịt  Liên kết: Thịt  Làm trong: Rượu 103
3. Các chất tạo keo 3.9 Arabic ✓ Là loại nhựa trích từ cây Acacia. Là các polysaccharide chứa các hợp chất Ca, Mg, P trọng lượng phân tử 580.000, thủy phân cho ra galactose, arabinose, rhamnose, và acid glucoronic. ✓ Có tính nhớt và tính lưu biến. ✓ Rất ổn định trong môi trường acid, được sử dụng rất tốt trong ổn định chất mùi của nước quả. 104
3. Các chất tạo keo 3.10 Pectin 105
3. Các chất tạo keo 3.10 Pectin ✓ Pectin thương phẩm là một hỗn hợp gồm các hợp chất polysaccharide cao phân tử, trong đó polygalacturonic acid chiếm khoảng 70-75% ✓ Khối lượng phân tử 20.000-200.000 ✓ Tuỳ theo mức độ methyl hoá, chia làm 2 loại: Pectin thường: làm tăng độ nhớt; tạo đông ở pH 3.1-3.4 và nồng độ đường phải > 60% Pectin methyl hoá thấp: có thể tạo đông trong môi trường không đường, dùng làm màng bao 106
Pectate Calcium 107
4. Các chất hoạt động bề mặt Khái quát Chất hoạt động bề mặt có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: - Dựa trên điện tích: anion, cation, trung tính, lưỡng cực - Dựa trên cân bằng thân Dầu-Nước (HLB) - Dựa trên sự hoà tan - Dựa trên nhóm chức năng: no, không no, acid, alcohol, 108
Các kiểu nhũ hoá khác nhau 109
4. Các chất hoạt động bề mặt Kích thước pha không liên tục và trạng thái của dung dịch Kích thước pha Nhìn bằng Sự ổn định không liên tục (m) mắt thường 10.0 Lắng Phân ly nhanh 110
4. Các chất hoạt động bề mặt Liên hệ HLB và khả năng phân tán và hoà tan của các chất hoạt động bề mặt Trạng thái các chất hoạt động bề mặt trong nước HLB Không phân tán trong nước 1-4 Phân tán kém 3-6 Phân tán như sữa sau khi đánh khuấy mạnh 6-8 Phân tán và ổn định ở dạng như sữa 8-10 Thấu sáng 10-13 Hoà tan tốt (trong) > 13 111
4. Các chất hoạt động bề mặt Chức năng của chất hoạt động bề mặt dựa trên HLB HLB Chức năng 4-6 Nhũ tương Nước/Dầu 7-9 Chất làm thấm ướt 8-18 Nhũ tương Dầu/Nước 13-15 Chất tẩy rửa 15-18 Chất trợ hoà tan 112
Chất nhũ hoá dùng trong kem 113
Chất nhũ hoá dùng trong kem 114
Chất nhũ hoá dùng chống dính 115
Chương 4 Phụ gia hỗ trợ kỹ thuật chế biến 1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở 2. Các chất tạo đục 3. Các chất chống đóng bánh 4. Các chất bôi trơn, dễ gở 5. Các chất tạo màng 6. Các chất hỗ trợ quá trình tạo hình 7. Các hợp chất phosphate 8. Hoá chất làm vệ sinh 116
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở 1.1 Các chất cải thiện tính chất bột nhào Sự thành lập mạng gluten Hình thành khí CO2 Giữ khí CO2 117
Cấu trúc bậc 1 của protein 118
Cấu trúc của gluten trong khối bột nhào Gluten là những chuỗi protein xoắn ốc hay cuộn tròn nhờ liên kết S-S Thời gian nhồi Cường độ nhồi Chất lượng bánh Đẩy nhanh quá trình nhào trộn kết hợp với sử dụng phụ gia 119
Các chất oxy hoá/chất khử ⚫ Các chất oxy hoá được cho là gây ức chế enzyme thủy phân protein, góp phần bảo vệ gluten ⚫ [O] + S-H → S-S: tạo khối bột rắn chắc ⚫ Các chất khử có tác dụng ngược lại các chất oxy hoá: phá vỡ cầu nối S-S, làm mềm khối bột 120
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở Các chất oxy hoá dùng trong sản xuất bánh Phụ gia Phản ứng Thời điểm Điều kiện phản Giới hạn phản ứng ứng FDA (ppm) Peroxide Calci Nhanh Phối trộn Ẩm 75 Iodate Kali Nhanh Phối trộn Ẩm 75 Iodate Calci Trung bình Chế biến Ẩm 75 Azodicarbonamid (ADA) Nhanh Phối trộn Ẩm 45 Acid ascorbic Nhanh, vừa Phối trộn Tiếp xúc ẩm bột - Nhúng acid ascorbic Trung bình Thời gian ủ Tiếp xúc ẩm bột - Bromate Kali Chậm Lúc nướng Acid, nhiệt 75 Bromate Calci Chậm Lúc nướng Acid, nhiệt 75 Các chất oxy hoá làm cho khối bột rắn chắc 121
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở Các chất khử dùng trong sản xuất bánh Phụ gia Phản ứng Thời điểm Điều kiện phản Giới hạn phản ứng ứng FDA (ppm) L-Cystein hydrochloride Nhanh Phối trộn Ẩm - Na Metabisulfite Nhanh Phối trộn Ẩm - Acid sorbic Nhanh Phối trộn Ẩm - Nhúng acid ascorbic Nhanh Phối trộn Ẩm - Kín - Protease nấm mốc Chậm Phối trộn Ẩm - Muối ít - Các chất khử được dùng kết hợp với các chất chống oxy hoá, tạo sự mềm dẻo cho khối bột nhào 122
Amylose 123
Amylopectin 124
Amylopectin General Structure 125
Amylopectin structure (Chaplin, 2004) 126
Một số đặc tính của hạt tinh bột Nguồn Đường kính ĐK trung bình Nhiệt độ hồ (ĐK) (m) (m) hoá (oC) Bắp 21 – 96 15 61 – 72 Khoai tây 15 – 100 33 62 – 68 Khoai lang 15 – 55 25 – 50 82 – 83 Khoai mì 6 – 36 20 59 – 70 Lúa mì 2 – 38 20 – 22 53 – 64 Gạo 3 – 9 5 65 – 73 127
Một số đặc tính của Amylose và Amylopectin Đặc tính Amylose Amylopectin - Phân tử lượng 50.000-200.000 1 – vài triệu - Liên kết Glycosidic -D-(1→ 4) -D-(1→ 4), -D-(1→ 6) - Sản phẩm của sự Maltose Maltose, -limit dextrin thủy phân bởi - amylase - Sản phẩm của sự D-Glucose D-Glucose thủy phân bởi glucoamylase - Cấu tạo Mạch thẳng Phân nhánh 128
Chất nhũ hoá trong sản xuất bánh mì 129
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở Hợp chất đường Tinh bột (hợp chất hydrate carbon) Rượu CO2 -Amylase có trong malt, nấm mốc (Aspergillus), vi khuẩn (Bacillus specius) Tạo nở 130
Các chất dùng trong chế biến các sản phẩm có tinh bột Loại Đặc tính Hoá chất Làm trắng - Oxy hoá H2O2 - Làm sáng màu NaOCl - Diệt vi sinh vật Cl2 Các chất - Làm giảm độ nhớt HCl chuyển hoá H2SO4 Tạo mạng - Gia tăng nhiệt độ hồ hoá Na metaphosphate - Làm cứng hạt Epichlorohydrin - Làm trong gel Phosphorus oxychloride Ổn định - Giảm sự lão hoá Propylen oxide - Ổn định lạnh đông, tan giá Natri Tripolyphosphate - Tăng độ nhớt Acetic anhydride - Giảm nhiệt độ hồ hoá Succinic anhydride 131
Các chất tạo mạng tinh bột Hoá chất Sản phẩm Epichlorhydrin Starch-O-CH2-CHOH-CH2- O-Starch Sodium Trimetaphosphate Starch-O-P-O-Starch Phosphorus Oxychloride Starch-O-P-O-Starch Acrolein Starch-O-CH2-CH2-C-O-Starch 132
Các chất biến đổi tinh bột Hoá chất Sản phẩm Chỉ số D.S. ⚫ Acetic anhydride Starch acetate 0.05 - 0.10 ⚫ Vinyl acetate Starch acetate 0.05 - 0.10 ⚫ Propylene Oxide Hydroxylpropyl starch 0.05 - 0.20 ⚫ Sodium tripolyphosphate Starch phosphate 0.01 - 0.02 ⚫ Succinic anhydride Succinylated starch 0.02 - 0.05 133
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở 1.2 Các chất tạo nở Tạo thành khí CO2 134
1. Các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở 1.2 Các chất tạo nở + + Na2CO3 + 2H → 2Na + CO2 + H2O (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O >40oC NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O >120oC 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O + + NaHCO3 + H → Na + CO2 + H2O 135
2. Các chất tạo đục ⚫ Được dùng để cải thiện tính chất cảm quan của thực phẩm dạng lỏng: nước cam, chanh, sirô, nước quả cô đặc, bột giải khát ⚫ Chất tạo đục phổ biến - Brobinated Vegetable Oil (BVO) - Các chất keo - Các chất tạo đục được chế biến từ cùi cam, chanh 136
3. Các chất chống đóng bánh ⚫ Được dùng để chống sự vón cục, làm cho các sản phẩm dạng bột linh động hơn ⚫ Cơ chế tác dụng: bao bên ngoài các hạt bột, làm giảm bề mặt tiếp xúc, ngăn cản sự hấp thụ ẩm trên bề mặt ⚫ Ứng dụng: dùng trong công nghiệp sản xuất muối, bột gia vị, bột giải khát, bột súp Chất thường dùng: Tricalci phosphate 137
4. Các chất bôi trơn, dễ gở ⚫ Là các chất làm giảm độ dính của sản phẩm trên thành thiết bị, các chất chống dính răng khi ăn ⚫ Sử dụng rộng rãi trong sản xuất: - Rau quả lạnh đông (Silicat Mg) - Sản phẩm sấy khô (Acetyl monoglyceride) - Kẹo (Leucithin) - Chewing Gum 138
5. Các chất tạo mạng ⚫ Là các chất tham gia cải thiện cấu trúc của thực phẩm, thường được ứng dụng trong chế biến rau quả: - CaCl2: chế biến đồ hộp rau quả - Al2(SO4)3: chế biến sản phẩm muối chua - Đường: chế biến trái cây 139
6. Các chất hỗ trợ quá trình tạo màng 6.1 Các chất kết dính Liên kết các thành phần thực phẩm lại với nhau, đặc biệt cải thiện cấu trúc của các sản phẩm thịt, cá và các sản phẩm khác: các sản phẩm ép đùn, chewing gum, kẹo, viên nén, capsule Bao gồm: các muối phosphate, dextrin, dầu, gum 140
6. Các chất hỗ trợ quá trình tạo màng 6.2 Các chất mang Được sử dụng như những chất phụ trợ, giúp cải thiện tính hoà tan, bao gồm: Tinh bột, dextrin, CMC, các chất hoạt động bề mặt 141
6. Các chất hỗ trợ quá trình tạo màng 6.3 Các chất bao bọc Dùng để bao bên ngoài sản phẩm, ngăn cách không khí, ẩm, đôi khi còn chống vi sinh vật - Tinh bột bao bên ngoài protein - Dầu khoáng bao bọc trứng - Casenate Na dùng trong “Whiterner” - Sáp Carnaubar trong rau - Parafin trong bon bon 142
7. Các hợp chất Phosphate 7.1 Cấu trúc hoá học Ortophosphate, tên thường dùng Công thức 1. Acid phosphoric H3PO4 2. MonoNa Dihydro monophosphate NaH2PO4 3. DiNa monohydro monophosphate Na2HPO4 4. MonoCalcium phosphate Ca(H2PO4)2 5. DiCalcium phosphate CaHPO4 6. MonoAmonium phosphate NH4H2PO4 7. DiAmonium phosphate (NH4)2HPO4 8. MonoKali phosphate KH2PO4 9. TriKali phosphate K3PO4 143
7. Các hợp chất Phosphate 7.1 Cấu trúc hoá học Polyphosphate, tên thường dùng Công thức 1. Na pyrophosphate Na2H2P2O7 2. Na tripolyphosphate Na5P3O10 3. Na hexametaphosphate Nan+2PnO3n+1 Metaphosphate, tên thường dùng Công thức 1. Na trimetaphosphate Na3P3O4 144
7. Các hợp chất Phosphate 7.2 Các chức năng chính của phosphate 7.2.1 Tạo phức với ion kim loại - Là một trong những chức năng quan trọng. Phosphate là các anion tạo phức với ion kim loại hiện diện trong dung dịch - Dây phosphate càng dài thì khả năng tạo phức càng mạnh - Khả năng tạo phức giảm khi gia tăng pH 145
7. Các hợp chất Phosphate 7.2 Các chức năng chính của phosphate 7.2.2 Khả năng giữ nước - Các polyphosphate được dùng trong chế biến thịt, cá, gia cầm, thuỷ sản để điều chỉnh sự mất ẩm và giữ ẩm trong các sản phẩm sau khi chế biến hoặc rã đông - Chất thường dùng là Natri tripolyphosphate nếu dùng kết hợp với Natri hexameta phosphate thì hiệu quả sẽ cao hơn - Các phosphate khi được thêm vào nước sẽ phân huỷ thành các pyrophosphate 146
7. Các hợp chất Phosphate 7.2 Các chức năng chính của phosphate 7.2.3 Ổn định nhũ tương - Các phosphate được dùng nhiều trong chế biến phô mai (cheese), giúp ổn định nhũ tương chất béo trong mạng protein-nước - Ortophosphate kiềm: làm phô mai mềm, dễ chảy - Ortophosphate acid và polyphosphate: làm tăng độ nóng chảy, cấu trúc cứng 147
7. Các hợp chất Phosphate 7.2 Các chức năng chính của phosphate 7.2.4 Gây nở Được sử dụng như một chất gây nở, phản ứng với NaHCO3 để tạo ra CO2 Ca(H2PO4)2 Ca(H2PO4)2.H2O Ca(H2PO4)2.2H2O Na3Al2H15(PO4)8 NaH14Al3(PO4)8.4H2O Na2H2P2O7 148
7. Các hợp chất Phosphate 7.2 Các chức năng chính của phosphate 7.2.5 Dùng làm dung dịch đệm H3PO4, NaH2PO4, Na2HPO4, Na2H2P2O7 Polyphosphate có chiều dài phân tử càng lớn thì khả năng tạo đệm càng bé 149
8. Hoá chất làm vệ sinh ✓ Hoá chất làm vệ sinh sử dụng trong công nghiệp thực phẩm có nhiều dạng khác nhau, có thể hiện diện trong sản phẩm ở nồng độ thấp, như là phụ gia không độc ✓ Các hình thực sử dụng: - Các chất làm vệ sinh thiết bị, dụng cụ - Các chất làn vệ sinh mặt ngoài nguyên liệu - Các chất bảo quản nguyên liệu thô 150
8. Hoá chất làm vệ sinh 8.1 Chlorin và các hợp chất chứa Chlorin Chlorin và các hợp chất chứa Chlorin được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm để: - Cho vào nước rửa nguyên liệu, nước làm mát hộp sau khi thanh trùng - Làm vệ sinh các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm - Xử lý các nguyên liệu: thịt, cá, gia cầm, thủy sản để loại bỏ các vi sinh vật 151
8. Hoá chất làm vệ sinh 8.1 Chlorin và các hợp chất chứa Chlorin Tên thường dùng Công thức Khí Clo Cl2 Acid hypochloric HOCl Hypochloride Na NaOCl Hypochloride Ca Ca(OCl)2 Chloramin-T H3C-C6H4SO2-N-NaCl Dichlorodimethyl C5H6Cl2N2O2 hydantoin Acid Trichlorocyanuric Cl3(NCO)3 Acid Dichlorocyanuric Cl2H(NCO)3 Chlorin dioxide ClO2 152
8. Hoá chất làm vệ sinh 8.1 Chlorin và các hợp chất chứa Chlorin Hoá tính của Clorin: NaOCl + H2O = HOCl + NaOH Ca(OCl)2 + H2O = HOCl + Ca(OH)2 + - Cl2 + H2O = HOCl + H + Cl - Các gốc Chlorin có thể ứng dụng: Cl2, HOCl, OCl pH 4-5 gốc Chlorin tồn tại ở dạng HOCl pH 5 sẽ thành lập dạng OCl- 153
8. Hoá chất làm vệ sinh 8.1 Chlorin và các hợp chất chứa Chlorin pH Lượng Chlorin hiện diện như HOCl (%) 4.5 100 5 98 6 94 7 75 8 23 9 4 10 0 154
8. Hoá chất làm vệ sinh 8.2 Idophor Idophor = Iod + Các chất hoạt động bề mặt Đây là hợp chất quan trọng được khuyến khích sử dụng trong các xí nghiệp chế biến thực phẩm Hoạt động chống vi sinh vật Iod có tác dụng giống như Clorin nhưng có phổ hoạt động chống vi sinh vật ở khoảng pH rộng hơn, chủ yếu chống vi khuẩn, nấm mốc, virus, các vi sinh vật sinh bào tử 155
Chương 5 Phụ gia làm thay đổi tính chất cảm quan của thực phẩm ⚫ Các chất tạo vị ⚫ Các chất màu ⚫ Các chất mùi 156
1. Các chất tạo vị 1.1 Các acid amin ✓ Dung dịch acid amin được dùng trong chế biến thực phẩm để điều chỉnh vị của sản phẩm ✓ Việc bổ sung acid amin còn nhằm đảm bảo sự hiện diện của các acid amin quan trọng trong sản phẩm, do bản thân nguyên liệu không cung cấp đủ ✓ Các acid amin tương đối bền ở điều kiện thường nhưng bị vô hoạt bởi nhiệt với sự hiện diện của đường khử (phản ứng Maillard). Mức độ phá vỡ các acid amin tỉ lệ thuận với nồng độ đường, thời gian và nhiệt độ xử lý 157
1. Các chất tạo vị 1.1 Các acid amin ✓ L-lysine: được bổ sung vào bánh mì trắng, gạo sấy ăn liền ✓ Methionine: dùng để tạo vị ngọt của thịt trong một số sản phẩm ✓ Taurine: được bổ sung vào sữa bột dùng cho trẻ em Cysteine → Acid cysteic → Taurine 158
1.1 Các acid amin được chấp nhận cho vào thực phẩm L-Alanine L-Histidine L-Tryptophan L-Arginine L-Isoleucine L-Tyrosine L-Asparagine L-Leucine L-Valine L-Aspartic acid L-Lysine L-Cysteine L-Methionine L-Cystine L-Phenylalanine L-Glutamic acid L-Proline L-Glutamine L-Serine Glycine L-Threonine 159
1. Các chất tạo vị 1.2 Các chất ngọt không đường Được sử dụng trong thực phẩm do các đặc tính: - Cường độ ngọt rất cao (3000 lần saccharose) - Bền nhiệt - Bền acid - Ít tham gia phản ứng làm biến đổi thành phần thực phẩm - Yếu tố giá cả 160
1. Các chất tạo vị 1.2 Các chất ngọt không đường Chất ngọt Độ ngọt Acesulfame Kali 200 Alitame 2000 Aspartame 180 Cyclamate 30 1,1 Diaminoalkan 300-1000 L-Sucrose 1 Saccharin 300 Sucralose 600 Thaumatin (Thalin) 2000-3000 161
Saccharin ⚫ Dạng bột kết tinh trắng ⚫ Công thức phân tử C7H5NO3S ⚫ Trọng lượng phân tử 183,18 ⚫ Dùng trong chế biến nước giải khát, nước chấm ⚫ Ngọt gấp 300 lần saccharose ⚫ Có hậu vị đắng và mùi kim loại ⚫ Có thể thay thế tối đa 25% saccharose 162
Acesulfame Kali ⚫ Dạng bột kết tinh trắng ⚫ Dùng trong chế biến nước giải khát, chewing gum, nước súc miệng, kem đánh răng ⚫ Rất bền ở nhiệt độ cao → sử dụng trong bánh nướng, sản phẩm cần tiệt trùng ⚫ Hoà tan tốt trong nước ⚫ Ngọt gấp 200 lần saccharose ⚫ Có hậu vị đắng ⚫ Có thể dùng phối hợp với aspartame và cyclamate 163
Cyclamate ⚫ Dạng bột kết tinh trắng ⚫ Có hậu vị ngọt chua của chanh ⚫ Rất thích hợp cho sản phẩm nước trái cây, bột giải khát, mứt trái cây, ⚫ Rất bền nhiệt, ánh sáng, và pH ⚫ Ngọt gấp 30 lần saccharose ⚫ Sử dụng kết hợp 10 phần cyclamate và 1 phần saccharin 164
Aspartame ⚫ Có hậu vị ngọt giống như saccharose ⚫ Thích hợp cho các sản phẩm khô: bột giải khát, chewing gum, kem, sản phẩm sữa, yogurts, đồ tráng miệng ⚫ Ngọt gấp 150-200 lần saccharose ⚫ Ngoài khả năng tạo ngọt còn giúp cải thiện mùi ⚫ Thường được dùng phối hợp với saccharin cho các sản phẩm nước ngọt 165
Aspartame Dưới các điều kiện nào đó về độ ẩm, nhiệt độ cao, pH thấp, aspartame sẽ phân hủy và mất tính ngọt Aspartame Aspartyl- H2O Diketopipe- phenylalanine tazine (DKP) Acid Aspartic + Phenylalanine 166
Aspartame ✓ Trong nhiều trường hợp người ta không thể thay thể đơn giản thay saccharose bằng aspartame do sự khác nhau về tính năng của 2 chất này. Khi đó, việc tái phối chế nguyên liệu là điều cần thiết ✓ Người ta thường bổ sung polydextrose vào các thực phẩm được tạo ngọt bằng aspartame ✓ Việc sử dụng aspartame (hay các chất tạo ngọt không đường khác) đưa đến việc tiết kiệm chi phí bao gói và vận chuyển 167
Thaumatin (Thalin) ✓ Là chất tạo ngọt gốc protein, được cấu tạo bởi các acid amin chính yếu trừ histidine ✓ Khối lượng phân tử khoảng 22.000 ✓ Cấu trúc bậc 3 của chuỗi polypeptide có vai trò quyết định trong việc tạo ra tính ngọt cho thaumatin; sự phá vỡ cầu nối S-S sẽ làm mất đi tính ngọt của thaumatin ✓ Được tinh chế từ quả của loài cây Thaumacoccus danielli (Tây Phi) ✓ Độ ngọt gấp 2000-3000 lần saccharose 168
Thaumatin (Thalin) ✓ Ổn định ở môi trường trung tính và acid ✓ Vừa là chất tạo ngọt, vừa là chất cải thiện mùi ✓ Phối hợp tốt với saccharin và acesulfame K ✓ Dùng trong sản xuất chewing gum, các sản phẩm sữa, thức ăn gia súc, thức ăn động vật kiểng 169
1. Các chất tạo vị 1.3 Các chất tạo vị chua ✓ Acid được sử dụng trong thực phẩm nhằm mục đích tạo vị cho sản phẩm cuối ✓ Các acid còn đóng góp vào việc làm thay đổi các tính năng đưa đến việc cải thiện chất lượng sản phẩm 170
1. Các chất tạo vị 1.3 Các chất tạo vị chua - Được dùng kết hợp với các chất chống oxy hoá để giúp ngăn ngừa sự ôi hoá dầu mỡ - Tạo phức với kim loại nặng, giúp ngăn chặn sự khởi phát của sự oxy hoá và phản ứng hoá nâu - Giúp bảo quản thực phẩm, do tạo ra môi trường có pH thấp 171
1. Các chất tạo vị 1.4 Các chất tạo vị đắng - Trong thực phẩm vị đắng là một chỉ tiêu đựơc yêu cầu và không yêu cầu - Vị đắng do một số chất trong tự nhiên tạo ra: Alkaloid, Glucosid - Các chất tạo vị đắng trong chế biến thực phẩm gồm Vô cơ: CsCl, CsBr, MgSO4 Hữu cơ: Các acid amin như Cysteine, Tryptophan, Isoleucine, Leucine; và các hợp chất khác 172
1. Các chất tạo vị 1.4 Các chất tạo vị đắng - Quinin: được dùng trong sản xuất nước giải khát (Tonic) - Caffein: vị đắng của cà phê, được dùng trong sản xuất bánh kẹo, kem, nước giải khát - Theobromin (từ hạt ca cao): vị đắng của chocolate, có công dụng tương tự caffein - Naringin: có nhiều trong trái nho, trái cây có múi - Hisperdin: có nhiều trong vỏ trái cây có múi 173
1. Các chất tạo vị 1.5 Các chất tạo vị mặn - NaCl - Trong trường hợp cần hạn chế Na thì sử dụng các muối khác Mặn LiCl LiBr LiI NaNO3 NaCl NaBr NaI KNO3 KCl Mặn và đắng KBr NH4I Đắng CsCl CsBr KI MgSO4 Ngọt Acetate Zn 174
2. Các chất màu - Màu sắc liên quan đến chất lượng thực phẩm (độ tươi hư hỏng) - Màu sắc ảnh hưởng đến độ ngọt của sản phẩm, độ ngọt tăng 2-12% do việc sử dụng đúng màu sắc (?) - Việc bổ sung chất màu nhằm làm gia tăng màu sắc đặc trưng của thực phẩm, khôi phục màu sắc bị giảm hoặc mất đi do chế biến, tạo cho thực phẩm hấp dẫn hơn 175
2. Các chất màu Phân loại: - Màu tự nhiên: được trích ly và tinh chế từ thiên nhiên - Màu tổng hợp: được sản xuất bằng phương pháp hoá học - Màu có dấu ấn tự nhiên: được tổng hợp gần giống với chất màu tự nhiên (beta-Caroten) 176
2. Các chất màu Những điều cần chú ý khi sử dụng chất màu: - Phù hợp với luật thực phẩm - Dạng sử dụng: lỏng/rắn (bột) - Đặc tính thực phẩm: môi trường nước/dầu - Tanin, protein có thể ảnh hưởng đến anthocyanins - Sự tạo kết tủa, tạo đục trong thực phẩm do chất màu gây ra - pH môi trường - Điều kiện chế biến: nhiệt độ, thời gian - Điều kiện bao gói, bảo quản: ánh sáng, oxy 177
Nhóm thực phẩm và liều lượng chất màu được phép sử dụng Nhóm thực phẩm Liều được Trung bình dùng (ppm) (ppm) Bánh kẹo 10-400 100 Nước giải khát (lỏng, bột) 5-200 75 Ngũ cốc 200-500 350 Thức ăn thú kiểng 100-400 200 Bánh nướng 10-500 50 Kem 10-200 30 Xúc xích 40-250 125 Bánh Snack 25-500 200 nguồn: CCIC (1968) 178
2.1 Các chất màu tổng hợp và ứng dụng trong thực phẩm ⚫ Tartrazine (vàng): dùng rộng rãi, đặc biệt cho đồ tráng miệng, bánh kẹo, kem, sản phẩm sữa, nước giải khát, rau muối chua, sốt, cá và sản phẩm nướng ⚫ Yellow 2G (vàng nhạt): dùng rộng rãi ⚫ Quinoline yellow (vàng xanh nhạt): dùng rộng rãi, đặc biệt cho nước giải khát, đồ tráng miệng, bánh kẹo, kem và sản phẩm sữa ⚫ Sunset yellow FCF (cam vàng): dùng rộng rãi, đặc biệt cho nước giải khát (nhưng có thể tạo kết tủa nếu có ion calcium hiện diện), kem, bánh kẹo, đồ hộp, bánh nướng và đồ tráng miệng 179
2.1 Các chất màu tổng hợp và ứng dụng trong thực phẩm ⚫ Orange RN (cam đỏ nhạt): dùng rộng rãi ⚫ Orange G (cam nhạt): dùng rộng rãi ⚫ Carmoisine (đỏ xanh dương): bánh kẹo, nước giải khát, kem, đồ tráng miệng, quả đóng hộp ⚫ Ponceau 4R (đỏ nhạt): nước giải khát, bánh kẹo, mứt, đồ hộp, cá, lớp áo phô mai và kẹo ⚫ Amaranth (đỏ xanh dương): đồ hộp, nước giải khát, mứt đông, kem và đồ tráng miệng ⚫ Red 2G (đỏ xanh dương): sản phẩm thịt, bánh kẹo và mứt 180
2.1 Các chất màu tổng hợp và ứng dụng trong thực phẩm ⚫ Erythrosine (đỏ xanh dương nhạt): vì chất màu này sẽ tạo thành acid erythrosinic trong các dung dịch có pH từ 3 đến 4, và chất này chỉ tan nhẹ trong nước, nó là phẩm màu đỏ duy nhất được dùng với cherries. Được dùng cho các sản phẩm có cherries, thịt, bánh kẹo và đồ hộp ⚫ Allura red (đỏ): dùng rộng rãi ⚫ Indigo carmine (xanh dương): bánh kẹo ⚫ Patent blue V (xanh dương nhạt): dùng rộng rãi, đặc biệt cho bánh kẹo, nước giải khát 181
2.1 Các chất màu tổng hợp và ứng dụng trong thực phẩm ⚫ Brilliant blue FCF (xanh dương xanh lá nhạt): dùng rộng rãi, đặc biệt cho bánh kẹo, nước giải khát ⚫ Green S (xanh lá xanh dương): dùng rộng rãi. Thường được phối hợp với màu vàng để tạo màu xanh lá cây ⚫ Fast green FCF (xanh lá xanh dương): dùng rộng rãi. Thường được phối trộn để tạo ra những màu khác nhau ⚫ Brown FK (nâu vàng): dùng để tạo màu cho sản phẩm cá ngâm nước muối 182
2.1 Các chất màu tổng hợp và ứng dụng trong thực phẩm ⚫ Chocolate brown FB (nâu): dùng chủ yếu cho sản phẩm ngũ cốc nướng, bánh kẹo và đồ tráng miệng ⚫ Chocolate brown HT (nâu đỏ): dùng rộng rãi, đặc biệt cho các sản phẩm nướng, giấm, bánh kẹo ⚫ Brilliant black BN (tím): dùng rộng rãi, đặc biệt cho sản phẩm trứng cá muối và bánh kẹo ⚫ Black 7894 (tím): dùng rộng rãi 183
2.2 Các chất màu tự nhiên và ứng dụng trong thực phẩm 2.2.1 Nhóm Flavonoids Gồm Quercetin (vỏ củ hành) và Anthocyanins Anthocyanins (đỏ → xanh dương): Dùng cho nước giải khát, nước uống có cồn, bánh kẹo, mứt, bánh kem, rau muối chua, thực phẩm đông lạnh, thực phẩm đóng hộp, sản phẩm sữa 184
2.2.1 Nhóm Flavonoids Anthocyanins (đỏ → xanh dương): - pH có ảnh hưởng đến màu của Anthocyanins pH : 1 → Đỏ pH : 4 → Xanh đỏ pH : 6 → Tím pH : 8 → Xanh da trời pH : 12 → Xanh lá pH : 13 → Vàng 185
Các yếu tố ảnh hưởng đến Anthocyanins - Các ion kim loại hoá trị 2 và 3 có thể tạo kết tủa với các anthocyanins - Anthocyanins có thể ngưng tụ với các flavonoids khác; sản phẩm ngưng tụ có thể tạo phức với protein và tạo kết tủa với tannin - Nhiệt và ánh sáng không ảnh hưởng đến anthocyanins - Anthocyanins bị oxy hoá chậm trong nước - SO2 làm mất màu anthocyanins, nhưng gia nhiệt sẽ đuổi được SO2 - Enzyme Glucoxidase làm mất màu anthocyanins 186
2.2 Các chất màu tự nhiên và ứng dụng trong thực phẩm 2.2.2 Nhóm Carotenoids, gồm: a. Annatto h. Lutein b. Beta-Caroten i. Beet red c. Apocarotenal j. Cochineal d. Canthaxanthin k. Cochineal carmine e. Paprika l. Sandalwood f. Saffron m. Alkannet g. Crocin n. Chlorophyll 187
2.2.2 Nhóm Carotenoids a. Annatto (cam): gồm Bixin và Norbixin Phẩm màu Bixin tan trong dầu: dùng cho các sản phẩm của chất béo và sữa, phô mai, bơ, margarin, kem (creams), đồ tráng miệng, thực phẩm nướng và bánh snack Phẩm màu Norbixin tan trong nước: dùng cho bánh kẹo, phô mai, cá xông khói, kem và sản phẩm của sữa, đồ tráng miệng, sản phẩm của ngũ cốc và bánh mì (phần ruột bánh) 188
Độ bền của Annatto (cam): Ánh sáng - Annatto bị biến đổi khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng cường độ cao, thời gian kéo dài Acid/Kiềm - Norbixin bị kết tủa trong môi trường pH thấp, khi Norbixin kết tủa, nó có thể liên kết với protein, tinh bột và thành phần khác để tạo ra sự đồng đều màu sắc trong sản phẩm. Annatto rất bền trong môi trường kiềm Sự oxy hoá - Annatto nhạy cảm đối với sự oxy hoá Vi sinh vật - Annatto có khả năng kháng lại sự tấn công của vi sinh vật 189
2.2.2 Nhóm Carotenoids b. Beta-Caroten (vàng → cam): Dùng cho bơ, margarin, dầu, mỡ, phô mai. Dạng phân tán trong nước: nước giải khát, nước quả, bánh kẹo, kem, yaourt (yoghurt), đồ tráng miệng, phô mai, súp, đồ hộp Độ bền của Beta-Caroten: Ánh sáng: tốt; Nhiệt: tốt Tính chất: tan trong dầu, nhạy cảm đối với sự oxy hoá. Sắc màu của Caroten phụ thuộc vào nồng độ sử dụng 190
Beta-Caroten → Vitamin A (Retinol) trong cơ thể người 191
2.2.2 Nhóm Carotenoids c. Apocarotenal (cam → đỏ cam): Dùng cho phô mai, sốt, dầu, mỡ, kem, bánh kem, bánh snack và nước giải khát Apocarotenal nhạy cảm đối với sự oxy hoá hơn Beta-Caroten và kém ổn định đối với ánh sáng, thường được sử dụng phối hợp với Beta-Caroten, vì nó có sắc màu đỏ hơn, để đạt được sắc màu cam đẹp 192
2.2.2 Nhóm Carotenoids d. Canthaxantin (đỏ cam → cam): Dùng cho bánh kẹo, sốt, súp, các món ăn có thịt và cá, kem, bánh bích qui, ruột bánh mì, dầu trộn salad Tồn tại trong tự nhiên nhưng chất màu thương mại là dạng tổng hợp, tan kém trong dầu và không tan trong nước, nhưng cũng có dạng đặc biệt phân tán được trong nước. Canthaxantin phối trộn tốt với Beta-Caroten để tạo ra sắc màu cam 193
2.2.2 Nhóm Carotenoids e. Paprika (cam → đỏ): Dùng cho các sản phẩm thịt, các loại snack, súp, dầu trộn salad, phô mai, bánh kẹo, mứt trái cây và bánh kem Paprika là chất màu có sắc màu từ đỏ đến cam, tan trong dầu 194
2.2.2 Nhóm Carotenoids f. Saffron (vàng): được trích từ một loài hoa, khả năng tạo màu và tạo hương thơm là như nhau, tan trong nước Dùng cho các thực phẩm nướng, các loại bánh làm từ gạo, súp, các sản phẩm thịt, bánh kẹo Saffron bền nhiệt nhưng nhạy cảm đối với sự oxy hoá và nồng độ SO2>50 ppm có thể gây mất màu 195
2.2.2 Nhóm Carotenoids g. Crocin (vàng): được trích ly tương tự như Saffron nhưng không có khả năng tạo hương Dùng cho các sản phẩm cá trắng xông khói, các sản phẩm sữa, bánh kẹo, mứt, các món ăn từ gạo h. Lutein (vàng): là một xanthophyll được tìm thấy trong tất cả các loại lá xanh, rau xanh, trứng và một số loài hoa, bền nhiệt, ánh sáng, SO2, ít nhạy cảm với sự oxy hoá so với các carotenoids khác Dùng cho dầu trộn salad, kem, các sản phẩm sữa, bánh kẹo, bánh hạnh nhân và nước giải khát 196
2.2.2 Nhóm Carotenoids i. Beet red (đỏ xanh): Dùng cho các thực phẩm đông lạnh và có thời gian bảo quản ngắn, kem, sữa có gia hương, yaourt, đồ tráng miệng, mứt Độ bền bị giới hạn bởi nhiệt, ánh sáng, oxy và SO2, đặc biệt trong những sản phẩm có lượng nước hoạt động cao, ổn định nhất ở pH 3.5- 5.0 197
2.2.2 Nhóm Carotenoids j. Cochineal (cam): Dùng cho nước giải khát và đồ uống có cồn Dịch trích Cochineal chứa chủ yếu acid carminic cho màu cam trong môi trường acid và màu đỏ trong môi trường trung tính hơn (pH >5), chuyển sang màu tím và kết tủa ở pH≥ 7 198
2.2.2 Nhóm Carotenoids k. Cochineal carmine (đỏ xanh): Dùng cho nước giải khát, bánh kẹo, sữa có gia hương, đồ tráng miệng, sốt, thực phẩm đóng hộp và thực phẩm đông lạnh, rau muối chua và nước chấm, mứt và súp Cochineal carmine rất bền với nhiệt, ánh sáng và sự oxy hoá. Trong môi trường kiềm carmine cho sắc màu đỏ-xanh dương, sắc xanh dương mất dần khi pH giảm; ở môi trường acid, pH< 3, carmine trở thành chất không tan 199
2.2.2 Nhóm Carotenoids l. Sandalwood (cam → đỏ cam): (ít thông dụng) Dùng trong chế biến cá, đồ uống có cồn, dầu trộn hải sản, ruột bánh mì, bánh snacks và các sản phẩm thịt m. Alkannet (đỏ): (ít thông dụng) Dùng cho bánh kẹo, kem và đồ uống có cồn 200
2.2.2 Nhóm Carotenoids n. Chlorophyll (xanh olive): dùng cho bánh kẹo, súp, sốt, các sản phẩm trái cây, các sản phẩm sữa, rau muối chua và nước chấm, mứt, thức uống và thức ăn thú kiểng Copper chlorophyll (xanh lá): dùng cho bánh kẹo, súp, sốt, rau muối chua, nước chấm, các sản phẩm trái cây, kem, yaourt, mứt đông, đồ tráng miệng, nước giải khát 201
Chlorophyll - Là chất có màu xanh lá trong thực vật, gồm Chlorophyll a và Chlorophyll b: Trong chế biến và bảo quản, việc thay thế nhân Mg2+ để tạo thành pheophytin và pyropheophytin sẽ làm mất màu xanh của Chlorophyll 202
Biện pháp giữ màu xanh Chlorophyll - Tăng pH giúp giữ màu xanh Chlorophyll tốt hơn - Xử lý nguyên liệu với muối Amonium giúp làm chậm phản ứng tạo pheophytin trong các loại rau quả lạnh đông - Zn và Cu có thể tạo phức với Chlorophyll, liều lượng Zn sử dụng không được vượt quá 75 ppm 203
2.2.2 Nhóm Carotenoids o. Melanoidin (caramel): dùng cho nước giải khát và nước uống có cồn, bánh kẹo, súp, sốt, đồ tráng miệng, sản phẩm sữa, kem, rau muối chua và nước chấm - Caramel (+) có pI = 6.0 dùng trong công nghiệp lên men - Caramel (-) có pI <3.0 dùng trong công nghiệp nước giải khát - Spirit Caramel: tích điện yếu, bền trong những sản phẩm có độ cồn cao (Rum, Whisky) 204
3. Các chất mùi Các lý do để sử dụng chất mùi 1. Qui trình sản xuất thực phẩm có thể cần đến sự bổ sung chất mùi (do bị mất mùi) 2. Khả năng sẵn có của hương liệu tự nhiên là không nhiều, nên cần phải sử dụng chất mùi 3. Yếu tố kinh tế có thể hạn chế việc sử dụng nguyên liệu thiên nhiên để tạo mùi 4. Dạng nguyên liệu tự nhiên không được cho phép sử dụng cho vào thành phẩm (củ gừng) 5. Cường độ mùi của nguyên liệu là không đủ mạnh để có thể sử dụng 205
3. Các chất mùi Các chất mùi được xếp thành 3 nhóm 1. Chất mùi: là những chất chính nó gây ra tác dụng tạo mùi hoàn toàn cho sản phẩm 2. Chất cải thiện hay biến đổi mùi: là những chất, khi được cho vào sản phẩm, cải thiện tác dụng tạo mùi, vị 3. Chất tăng mùi: là những chất không được xem như là nguyên liệu, nhưng khi cho nó vào nguyên liệu sẽ làm giảm lượng nguyên liệu cần dùng 206
3. Các chất mùi Các phương pháp sản xuất chất mùi 1. Phương pháp cổ điển (Artistic approach) 2. Phương pháp khoa học hiện đại 3. Phương pháp sinh tổng hợp 4. Phương pháp dùng nhiệt 207
Tổ hợp mùi xoài được tạo ra theo phương pháp cổ điển Cảm nhận Các cấu tử cấu thành chất mùi Fresh Acetaldehyde, hexyl butanoate cis- 3-hexenol Sweet Nerol, -octalactone, -decalactone, -ionone Cooked/juicy 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3-furanone Tropical/sulfury Dimethyl sulfide Citrus Linalool, nerol, citronellol, geraniol Floral Linalool, nerol, linalyl acetate (Nguồn: Givaudan Corporation) 208
Tổ hợp mùi bơ được tạo ra theo phương pháp cổ điển Cảm nhận Các cấu tử cấu thành chất mùi Typical Diacetyl, starter distillate, acetoin, buttery acetyl propionyl Lactone, -Decalactone, -dodecalactone, - cooked decalactone Cheesy Butyric acid, caprylic acid, capric acid Waxy Myristic acid, palmitic acid, dodecanal Creamy cis-4-Heptenal, methyl amyl ketone Nutty 2-Hexenal, pyrazines (Nguồn: Givaudan Corporation) 209
Một số ví dụ về sự sinh tổng hợp các chất mùi Chất mùi được Hiện diện Vi sinh vật được sử Cơ chất sản xuất trong tự dụng nhiên Methyl ketones Phô mai Penicillium roqueforti Acid béo Lactones Đào, dừa Pityrosporum species Chất béo Acid butyric Bơ Clostridium butyricum Dextrose Mùi bánh mì Bánh mì Saccharomyces Đường và cerevisiae sữa 210
Dạng cung cấp của các chất mùi Dạng Dung môi và chất mang Lỏng: tan trong nước, Cồn, propylene glycol, trong cồn, trong dầu triacetin, benzyl alcohol, glycerine, sirô, nước Bột: bột sấy phun, Gôm acacia, sản phẩm thủy adsorbates, hỗn hợp phân của tinh bột, chất keo, bột carbohydrate Paste và nhũ tương: Tương tự như dung môi và kiểu nhũtương dầu chất mang cho chất mùi trong nước dạng lỏng và bột 211
Các chất cải thiện mùi Monosodium Glutamate (MSG) 1. Được sản xuất bằng công nghệ lên men từ các nguồn carbon hydrate (C,H,O) 2. Cho tác dụng ở pH 5-8, với liều dùng là 0.2- 0.5%, tạo vị ngọt mặn, mùi của thịt và cảm giác ngon miệng 3. Được dùng như là một phụ gia cho các sản phẩm đông lạnh, sấy, đồ hộp thịt, cá 4. Người nhạy cảm khi hấp thu một lượng lớn MSG sẽ gặp phải “Hội chứng nhà hàng Trung Quốc” 212
Các chất cải thiện mùi 5’-Nucleotides 1. 5’-Inosine monophosphate (IMP, muối di- Natri) và 5’-guanosine monophosphate (GMP, muối di-Natri) có tính chất tương tự như MSG nhưng mạnh gấp 10-20 lần 2. Giúp cải thiện mùi vị sản phẩm ở nồng độ 75-500 ppm, dùng cho súp, sốt, thịt hộp, nước cà chua đóng hộp 213
Các chất cải thiện mùi Maltol 1. Có mùi như caramel, có thể làm tăng độ ngọt của những thực phẩm giàu đường, đặc biệt đường saccharose, (nước quả, mứt đông) 2. Bổ sung maltol liều lượng 5-75 ppm cho phép giảm 15% lượng đường saccharose sử dụng để tạo ra sản phẩm có cùng độ ngọt 214
Chương 6 Enzyme thực phẩm Alpha-amylase (EC 3.2.1.1) - Thuỷ phân tinh bột, glycogen và các 1,4- alpha-glucans khác - Amylose → oligosaccharides có 6-7 đơn vị glucose - Amylopectin: bị phân cắt ngẫu nhiên, các điểm phân nhánh sẽ được ‘over-jumped’ - Sản phẩm sau cùng là alpha-maltose - Sự thủy phân sẽ xảy ra nhanh khi tinh bột 2 5 được hồ hoá (10 – 10 lần so với đối chứng) 215
Alpha-amylase (EC 3.2.1.1) 216
Beta-amylase (EC 3.2.1.2) - Xúc tác thủy phân liên kết 1,4-glucosid từ đầu không khử của mạch polymer, tạo thành đường beta-maltose - Sự thủy phân sẽ không xảy ra hoàn toàn đối với amylopectin, phản ứng sẽ dừng ở điểm phân nhánh 218
Gluco-amylase (EC 3.2.1.3) = Amyloglucosidase - Xúc tác thủy phân liên kết 1,4-glucosid từ đầu không khử của mạch polymer, tạo thành đường glucose - Liên kết 1,6-glucosid cũng bị thủy phân nhưng chậm hơn khoảng 30 lần - Enzyme này có thể xúc tác thủy phân 98% tinh bột thành glucose 219
Iso-amylase (EC 3.2.1.68) - Xúc tác thủy phân liên kết 1,6-glucosid của amylopectin, sản phẩm là những chuỗi polysaccharide mạch thẳng - Trong thực tế, được sử dụng kết hợp với glucoamylase (luôn luôn sau quá trình tiền thủy phân bằng alpha-amylase) để phá vỡ hoàn toàn tinh bột 220
Pullulanase (EC 3.2.1.41) ▪ Xúc tác thủy phân liên kết 1,6-glucosid của pullulan và amylopectin ▪ Pullulan → maltriose ▪ Amylopectin → polysaccharides mạch thẳng ▪ Mặc dù iso-amylase và pullulanase có cùng kiểu cắt đứt mạch amylopectin, tính chọn lọc của chúng là khác nhau ▪ Iso-amylase chủ yếu cắt đứt liên kết 1,6- glucosid nối những mạch dài ▪ Pullulanase chủ yếu cắt đứt liên kết 1,6- glucosid nối những mạch ngắn hơn 221
Cellulase 222
Cellulase 223
Cellulase 224
Cellulase - Cellulose là polysaccharide chiếm tỉ trong cao nhất trong tự nhiên - Cấu tạo bởi liên kết beta-1,4-glucan; DP 10.000 (cotton), DP 100-600 (gỗ) - Cellulose tự nhiên thì tồn tại ở dạng bán kết tinh, gồm vùng kết tinh và vùng vô định hình - Những dẫn suất của cellulose thì vô định hình, e.g. CMC (Carboxymethylcellulose) 225
Cellulases bao gồm: - Cellobiohydrolase (CBH): Có hoạt tính đối với cellulose kết tinh Cho hiệu ứng Synergy với Endoglucanase - Endo-glucanase (EG) Có hoạt tính đối với cellulose vô định hình Cho hiệu ứng Synergy với CBH - Cellobiase (Beta-glucosidase) Phân cắt cellobiose (chất ức chế của CBH) cho ra glucose 226
Hàm lượng pectin của một số loại quả và dịch quả: TT Nguồn pectin % Pectin Độ ester hóa(%) 1 Nho 0,2 ÷ 1,0 10 ÷ 65 2 Dịch nho 0,01 ÷ 0,19 - 3 Táo 0,5 ÷ 1,6 70 ÷ 90 4 Dịch táo 0,2 - 5 Khối nghiền nho đen 1,6 - 6 Vỏ chanh 32 50 ÷ 60 7 Thịt chanh 25 - 8 Củ cải đường 30 - 229
Pectin methylesterase 230
Polygalacturonase 231
4. Enzyme trong công nghiệp nước uống không cồn 232
Naringinase Rhamnosidase (EC 3.2.1.43) Beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) Naringinase Beta-glucosidase CH2OH OH O HO O CH HO O H C 3 O HO OH OH OH C Rhamnosidase 234
Chlorophyllase 235
Lyases (EC 4.x.x.x): Introduction of double bonds - Endo-pectin lyase (EC 4.2.2.10) - Endo-pectate lyase (EC 4.2.2.2) 236
Lyases (EC 4.x.x.x): 237
Lyases (EC 4.x.x.x): 238
Proteolytic enzyme (protease) Nhóm enzyme này thủy phân cắt đứt liên kết peptide của mạch polypeptide trong điều kiện có sự hiện diện của nước (EC 3.4.x.x) 240
Proteolytic enzyme (protease) Enzyme proteases được phân loại theo 2 đặc điểm: 1. Vị trí phân cắt trên cơ chất ▪ Phân cắt ở bên trong: Endo-enzymes, endo-peptidases, proteinases (pepsin, trypsin, chymotrypsin, papain, ficin, microbial endo-proteases) → sản phẩm là những mạch polypeptide ngắn hơn ▪ Phân cắt từ đầu ngoài vào: Exo-enzymes, exo- peptidases (aminopeptidase, carboxypeptidase) → sản phẩm là các acid amin đơn lẻ aminopeptidase H2N COOH carboxypeptidase241
Proteolytic enzyme (protease) 2. Acid amins có họat tính xúc tác ở trung tâm họat động của phân tử protein a. Nhóm Serine proteases (EC 3.4.21.x): gồm chymotrypsin, trypsin, elastase, subtilisin (tất cả là endo-peptidases). Nhóm này có serine và histidine ở tâm họat động. pH tối ưu 7-11 b. Nhóm Cysteine proteases (EC 3.4.22.x): còn gọi là sulphydryl-protease hoặc thiol-protease: papain (EC 3.4.22.1), ficin (EC 3.4.22.3), bromelain (EC 3.4.22.5), Streptococus protease. Nhóm này có cysteine và histidine ở tâm họat động, pH tối ưu 6-7,5,bền nhiệt 242
Proteolytic enzyme (protease) c. Nhóm Metaloproteases (EC 3.4.24.x): luôn là exo- peptidases. pH tối ưu 7 → được gọi là ‘neutral proteases’ d. Nhóm Carboxylproteases (EC 3.4.23.x): pepsin, rennin, và fungal proteases. Nhóm này có acid asparaginic ở trung tâm họat động. pH tối ưu khá thấp → được gọi là ‘acid proteases’ 243
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.1 Công nghiệp ngũ cốc và tinh bột Amylases – trong sản xuất bánh mì, giúp cải thiện chất lượng khối bột thông qua việc làm tăng thể tích ổ bánh, màu sắc vỏ bánh, và cấu trúc ruột bánh Amyloglucosidase – thủy phân tinh bột tạo ra đường glucose 244
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.1 Công nghiệp ngũ cốc và tinh bột Glucose Isomerase – chuyển glucose thành fructose Proteases – biến đổi cấu trúc của gluten trong sản xuất bánh bích qui, làm giảm thời gian nhào bột (thủy phân gluten) 245
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.2 Công nghiệp nước uống có cồn Amylases – trong công nghiệp lên men, làm giảm độ nhớt của khối cháo, chuyển tinh bột thành đường cho sự lên men Tannase – khử hợp chất polyphenolics (các chất chát) Cellulases – trợ lọc bằng cách thủy phân thành phần nguyên liệu chứa thành tế bào Glucose oxidase – tách oxygen 246
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.2 Công nghiệp nước uống có cồn Protease – cung cấp nitrogen cho sự phát triển của nấm men, trợ lọc Pectinases – làm trong rượu vang, làm giảm thời gian ép nguyên liệu và tăng hiệu suất trích ly Anthocyanase – làm mất màu rượu vang Amyloglucosidase – tách các chất gây đục, cải thiện sự lọc 247
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.3 Công nghiệp nước uống không cồn Cellulases – phá vỡ cấu trúc cellulose trong quá trình sấy cà phê; lên men trà Pectinases – tách lớp áo pectin trong quá trình lên men cà phê, thủy phân lớp cùi hạt ca cao trong quá trình lên men Catalases, Glucose oxidases – ổn định thành phần terpenes (tinh dầu) của họ cam, quít 248
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.3 Công nghiệp nước uống không cồn Catalase –tách H2O2 trong sữa Beta-Galactosidase – tránh hình thành cấu trúc ‘hạt’, ổn định protein trong suốt quá trình lạnh đông 249
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.4 Công nghiệp chế biến rau quả Amylases – trong sản xuất nước quả, tách tinh bột để cải thiện sự trích ly và hình thức sản phẩm Cellulases, Pectinases – cải thiện sự trích ly và làm trong sản phẩm Naringinase – khử vị đắng của nước quả citrus 250
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.5 Công nghiệp thịt và các thực phẩm protein khác Proteases – làm mềm thịt, tạo ra các sản phẩm thủy phân; cải thiện quá trình xử lý cá; tách chất béo ra khỏi mô thịt Glucose oxidase – tách glucose ra khỏi trứng sấy Lipases – cải thiện sự nhũ hoá và các tính chất đánh khuấy của trứng 251
Chương 6 Enzyme thực phẩm 6.6 Công nghiệp dầu, mỡ Pectinases – phân hủy hợp chất pectin để giải phóng dầu Cellulases – thủy phân vật chất thành tế bào Esterase – tạo ra terpence esters để cải thiện mùi hương từ một acid hữu cơ hoặc rượu 252