Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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
BIẾN THỰC PHẨM
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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
) chủ yếu là C
1-
6
→C
22
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.
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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 C
8
Acid stearic (C
18
)
Acid oleic 18:1(∆
9
)
Acid linoleic 18:2(∆
9.12
)
Acid α-linoleic 18:3(∆
9.12.15
)
Acid arachidonic 20:4 (∆
5.8.11.14
)
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
no
% acid béo không no
nhiều nối đôi
Dầu dừa 88 6 2
Dầu cọ 52 38 10
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 6
Dầu olive 17 71 10
Dầu đậu phộng 17 48 32
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
ion, các phân tử của các chất khác nhau qua màng.
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)
Lypid 9,4 9,3
Protein 5,0 4,1
Gluxit 3,74→4,19 4,1
Ta thấy rằng chất béo có năng lượng rất lớn, gấp hơn hai lần so với gluxit và
hai lần so với protit. Các công trình nghiên cứu sinh hóa học và dinh dưỡng đã cho
thấy rằng nếu trong thức ăn hàng ngày thiếu chất béo, trong một thời gian dài dẫn
đến những rối loạn về hoạt động sinh lý cơ thể gây nên sự mất cân bằng vật chất
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
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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:
Thực phẩm Hàm lượng %
Đậu nành 17-18,4
Đậu phộng 30-44,5
Mè 40-45,4
Thịt bò 7-10,5
Thịt heo 7-37,5
Cá 3-3,6
Trứng gà 11-14
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
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 11
ốm đau, lượng dự trữ dầu mỡ giảm xuống còn trong thời kỳ khỏe mạnh thì hồi
phục lại trạng thái bình thường.
Tác dụng dự trữ năng lượng của dầu mỡ còn cho ta thấy rõ trong khi nghiên
cứu về các loài cá, khi di chuyển đến nơi đẻ trứng tuy cá không ăn vào, nhưng chất
béo trong cơ thể tiêu hao để cung cấp năng lượng cho chúng, vì vậy lượng chất
béo trong cơ thể cá đến nơi đẻ trứng thường ít hơn rất nhiều so với khi chúng sinh
sống bình thường.
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
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.
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 13
- Glyxeroglucolipid: phân tử ngoài glyxerin và acid béo còn có mono hoặc
loigosacarit kết hợp với glyxerin qua liên kết glucozit.
Sphingophospholipid: phân tử được cấu tạo từ aminalcol sphingozin, acid béo và
acid phosphoric.
Glycerol
Acid béo
Acid béo
Acid béo
Glycerol
Acid béo
sphingosine
Acid béo
PO
Choline
e
sphingosine
Acid béo
Mono hoặc
olygosaccharid
e
PO
4
ROH
Acid béo
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:
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 15
Mỡ Hàm lượng acid béo theo phần trăm t
o
nóng
chảy
Acid béo no Acid béo không no
Miristic palmitic srearic oleic linoleic linolenic
Cừu 2- 4,6 24,6-27,5
25-30,5
33-
43,1
2,7-4,3 - 44-45
Bò 2 – 4,5 27-29 24-25 43-45 0-2,6 - 43-51
Lợn - 24-32,2 7,8-15 50-60 0-10 - 36-48
Ngựa - 29,5 6,8 55,2 6,7 1,7
29,5-
13,2
Ta dễ dàng thấy rằng hàm lượng các acid béo no trong động vật chiếm tỷ lệ lớn
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
và ngược lại.
6.1.2.2 Tính chất hóa học:
Phản ứng thủy phân: sản phẩm tạo thành là glyxerin, triglyxerin hoặc diglyxerin.
- Bản chất phản ứng: xảy ra qua 3 nấc tạo ra glyxerin, triglyxerin hoặc
diglyxerin.
- Điều kiện: phải có nước, không cần xúc tác phản ứng vẫn có thể xảy ra. Nếu có
chất xúc tác phản ứng xảy ra nhanh hơn, chất xúc tác dùng thường là enzyme thủy
phân.
- 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
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 17
nghệ.
Phản ứng ester hóa:
- Bản chất phản ứng: sự đổi chỗ qua lại lẫn nhau của các acid béo trong cùng
một triglyxerit hoặc giữa các triglyxeride với nhau.
Điều kiện phản ứng: điều kiện nhiệt độ và môi trường thích hợp, nhất là khi
vắng mặt nước và có mặt chất xúc tác, Chất xúc tác thường là alcolat kiềm (0,1 -
0,3 %), nhiệt độ phản ứng là 110 – 160
o
C.
- 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.
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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 –
160
o
C dưới tác dụng của áp suất.
Ứng dụng làm vật liệu cách điện, viết chì, phục hồi tranh, mỹ phẩm…
6.3 Sterid
- sphingo Photpholypid: ester của sphingozin và acid béo.
7.1.1 cấu tạo chung
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
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.
Lipid thực phẩm và những biến đổi của nó trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm
SVTH: Nhóm 7 Trang 23
Gangliozit: thành phần khá phức tạp gồm sphingozin, acid béo (thường là
CHOCOR
3
CH
2
OCOR
2
CH
2
OH
H
2
CH
2
OH
CH
2
OH
R
3
COOH
CH
2
OCOR
1
CHOCOR
3
CH
2
OCOR
2
CHOCOR
3
CH
2
OCOR
2
CH
2
OH
H
2
Hơn nữa khả năng không hòa tan của pha nước trong pha “béo” cũng ngăn
cản sự tiếp xúc cần thiết giữa chúng.
Copyright: Tài liệu đại học ©