TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
BÀI GIẢNG
HÓA HỌC THỰC PHẨM
(DÙNG CHO SINH VIÊN H
Ệ ĐẠ
I H
Ọ
C
CHUYÊN NGÀNH CB, CNTP VÀ CNSH TH
Ự
C PH
Ẩ
M)
(2ĐVHT)
Cán bộ giảng dạy: TS. Vũ Ngọc Bội
ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
• MỞ ĐẦU
• CHƯƠNG I. NƯỚC VỚI CẤU TRÚC
VÀ CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM
• CHƯƠNG II. PROTEIN - CHẤT TẠO
CẤU TRÚC CHO THỰC PHẨM
• CHƯƠNG III. POLYSACCARID -
CHẤT TẠO HÌNH CỦA SẢN PHẨM
CHƯƠNG I
NƯỚC VỚI CẤU TRÚC VÀ
CHẤT LƯỢNG THỰC PHẨM
1. VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG ĐỜI SỐNG
VÀ SẢN XUẤT THỰC PHẨM
Đối với đời sống:
- Trong tế bào, cơ thể sinh vật nước là thành phần
2
• Nước làm tăng cường các quá trình hô hấp,
nẩy mầm, lên men, ảnh hưởng đến quá trình
bảo quản sản phẩm.
• Nước là nguyên liệu có thể tái sinh, sau quá
trình sử dụng nước không thay đổi các đặc
tính của nó → nếu được xử lý có thể tái sử
dụng.
2
. HÀM L
ƯỢ
NG VÀ TR
Ạ
NG THÁI C
Ủ
A N
ƯỚ
C TRONG
S
Ả
N PH
Ẩ
M TH
Ự
C PH
Ẩ
M
Hàm lượng nước
Dựa vào thành phần của nước trong sản phẩm thực phẩm
→ chia ra 3 nhóm sau:
ử
n
ướ
c không liên k
ế
t
v
ớ
i các thành ph
ầ
n c
ủ
a th
ự
c ph
ẩ
m.
N
ướ
c t
ự
do:
đầ
y
đủ
t/c c
ủ
a n
ướ
c nguyên
Ấ
T C
Ủ
A N
ƯỚ
C
• 100
0
C có rất ít các pt nước liên
kết với nhau.
• 37
0
C có 15% các phân tử nước
liên kết với 4 phân tử nước khác.
• 0
0
C có 50% các phân tử nước
liên kết
• -183,9
0
C tất cả các liên kết
hydrogen giữa các phân tử nước
đều được hình thành.
Các phân t
ử
n
ướ
c luôn hình thành liên k
ế
t hydrogen (hi
4 phân tử nước xung
quanh, các phân tử được
cố định tạo ra cấu trúc
mạng → tinh thể đá)
class="bi x75 y6a w6 h1c"
TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC
Phân tử nước phân cực → tính chất rất đặc trưng:
• Khả năng hòa tan các chất phân cực hoặc các nhóm có
cực,…→ phân ly thành ion, nhóm phân cực → trở
thành dung môi sự sống; dung môi tẩy rửa.
• Các phân tử nước luôn tạo lk hydrogen → có nhiệt độ
sôi cao 100
0
C (ethan sôi - 183,3
0
C, ethanol sôi ở
78,3
0
C) → dm truyền nhiệt làm chín sp.
• Tạo sức căn bề mặt, nhiệt dung, tỷ nhiệt, dẫn nhiệt và
nhiệt hóa hơi cao (nước là chất làm mát, điều hoà nhiệt
cơ thể…)
• Là dung môi trơ về mặt hóa học.
4. HOẠT ĐỘ CỦA NƯỚC (a
w
)
Hoạt độ của nước: là tỷ số áp suất hơi của dung dịch và dung môi.
-P: áp suất hơi bão hòa của dung dịch; N: số phân tử gam dung môi
-P
0
=
+
=
Nồng độ mol của một số chất tan ứng với
giá trị a
w
ở 25
0
C
8,47
5,98
2,124,039,8
0,850
5,574,111,582,836,170,900
0,2770,2720,1010,1500,2810,995
GlycerolSaccharoseCaCl
2
NaClChất tan
lý tưởng
a
w
Các chất không tan → không làm giảm a
w
-
Các ch
ấ
t tan b/c khác nhau
→
m
ứ
.
- Các ch
ấ
t tan tích
đ
i
ệ
n ho
ặ
c phân ly thành ion
→
gi
ả
m
aw m
ạ
nh.
- Các nhóm phân ly thành ion thì làm gi
ả
m aw m
ạ
nh h
ơ
n
các ch
ấ
t có c
ự
c.
Ch
- Kh
ả
n
ă
ng làm gi
ả
m ho
ạ
t
độ
n
ướ
c
5.
ĐƯỜ
NG
ĐẲ
NG NHI
Ệ
T H
Ấ
P PH
Ụ
Đường cong biểu diễn hàm lượng nước
được giữ lại trong TP theo hoạt độ
nước (độ ẩm môi trường xung quanh)
Tác dụng
- Giải thích về mặt lý thuyết
- Dự đoán sự tái hydrat hóa của một
sản phẩm làm khô: làm a
h
ỏ
ng c
ủ
a s
ả
n ph
ẩ
m
1- Oxy hoá lipid
2- S
ẫ
m màu
phi
enzyme
3-
P
/
ư
enzyme
4- N
ấ
m m
ố
c
5- N
ấ
m men
6- Vi khu
ẩ
Peroxide
ROOH
(RO + OH )
1. Khởi đầu các gốc tự do từ acid béo
chưa bão hoà hoặc từ các peroxide.
2. Phát triển peroxide từ các gốc tự do các aldehyde, keton
và gốc tự do khác các acid, alcohol
3. Kết thúc: hợp chất có mùi và màu các polyme
peroxide, furan
Kh
ở
i
đầ
u
Phát triển
Kết thúc
Ôxy
Nhiệt độ
Ánh sáng
Kim loại
RH → R
O
+ H
O
2RH + O
2
→ 2R
O
+ H
2
ứng oxy hóa lipid:
• Khi a
w
thấp gần 0, cường độ oxy hóa hơi cao. Khi a
w
= 0,05-
0,3 (tương ứng với vùng hình thành lớp đơn phân trên bề mặt
của sản phẩm: nước định vị vào các nhóm có cực của một số
chất NH
3
+
, COO
-
, OH
-
của Protein, tinh bột…) thì sự oxy hóa
chất béo xảy thấp nhất. Khi a
w
>0,3 thì cường độ phản ứng
oxy hóa tăng và đạt cực đại aw = 0,7.
Giải thích:
* Khi a
w
≈ 0:
- Sản phẩm chứa chất béo dạng khan → cấu trúc lỗ xốp, chất
béo lại phân bố trên bề mặt vi lỗ nên oxy có thể xâm nhập tự
do vào trong thực phẩm → oxy hóa chất béo xảy ra dễ dàng.
- a
w
≈ 0 enzyme và vi sinh vật không họat động nên không có
+3
. (Người ta cho rằng nước là tác
nhân tạo liên kết phối trí với M
+3
→ M
+3)
.
• a
w
= 0,05 ÷ 0,3 nước chưa đủ cho họat động enzyme
và vi sinh vật nên oxy hóa sinh học không đáng kể.
Vì thế khi a
w
= 0,05 ÷ 0,3 vận tốc tương đối của phản
ứng oxy hóa lipid thấp nhất.
• a
w
> 0,5:
• Tốc độ phản ứng oxy hoá lại tăng do M
+3
và các tác
nhân tham gia → khuếch tán tới các miền oxy hóa.
• Khi a
w
> 0,5 phản ứng enzyme bắt đầu xảy ra mạnh
mẽ.
• Khi a
w
> 0,63 VSV bắt đầu hoạt động .
• Ở hoạt độ nước cao a
w
= 0,65 – 0,75.
+ SP thịt: a
w
= 0,3 – 0,6
+ SP sữa khô: a
w
= 0,7
- Tất cả phản ứng đều tạo màu cho sản
phẩm (màu vàng → nâu → đen); làm sản
phẩm có mùi thơm đặc trưng (tạo ra hợp
chất chứa nitơ, nitơ có vòng…).
Tất cả phản ứng đều phụ thuộc vào
nhiệt độ, loại chất tan, pH, a
w
…
Phản ứng caramen hóa
Đường
caramenlan
(màu vàng)
Caramelen (mầu nâu)
caramenlin
(nâu đen, đắng)
Glucose : 146 – 150
0
C
Fructose : 95 – 100
0
C
Saccarose : 160 – 180
H –
2
C – OH
R’
H COOH
H - N – C – R’’
H
O
1
C - H H COOH
H –
2
C N – C – R’’
R’
+
OH COOH
R’ – C = CH – N – C – R’’
Là hợp chất có khả năng phản ứng và là
chất khởi đầu để tạo thành polyme có
màu sẫm gọi là melanoidin
Amin Các hợp chất có
hoạt tính cao
-Các polymer có
màu nâu.
- các hợp chất bay
hơi có mùi
CO
2
NH
3