Chương 5 SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN & BẢO QUẢN THỰC PHẨM I. KHÁI NIỆM 1. Khái niệm - Lượng glucid trong các nguyên liệu thực vật và động vật rất khác nhau. Trong thực vật, glucid là thành phần chủ yếu, chiếm tới 85-90% trọng lương chất khô. +Đường và tinh bột được chứa bên trong các tế bào còn non, một số mô dự trữ. Polysaccharide như cellulose, hemicellulose, protopectin : thành tế bào - Trong các thực phẩm động vật, thường lượng glucid lại rất ít (thường không vượt quá 2% so với lượng chất khô). Thịt và trứng có rấi ít glucid, chỉ cá, sữa là tương đối nhiều hơn - Nguồn glucid mà thực phẩm cung cấp cho con người chủ yếu lấy từ thực vật. * Bản chất hóa học của Glucid: là polyhydroxy aldehyde hoặc polyhydroxy ketone. Đa số các glucid có công thức tổng quát là (Cm(H 2 O)n). Ngoài ra còn có một số loại glucid đặc biệt, trong cấu trúc của chúng ngoài C, H, O còn có thêm S, N, P. 2. Vai trò của Gluxit 2.1. Trong cơ thể sống. Glucid có vai trò như sau: • Gluxit được tạo ra bởi cây xanh, là cách tự nhiên để dự trữ năng lượng ánh sáng mặt trời • Tham gia mọi hoạt động sống của tế bào. • Là nguồn chất dinh dưỡng dự trữ (tinh bột ở cây, glycogen ở ĐV) dễ huy động, cung cấp chủ yếu các chất trao đổi trung gian và năng lượng cho tế bào. • Tham gia vào cấu trúc (vd cellulose) của thành tế bào thực vật, vi khuẩn; hình thành bộ khung (vỏ) của nhóm động vật có chân khớp (Cutin) Tham gia vào thành phần cấu tạo của nhiều chất quan trọng như: AND, ARN… , thành phần của VTM (Ribose của riboflavin) 2.2. Trong công nghiệp thực phẩm Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của glucid cũng đa dạng và vô cùng quan trọng: 1 - Là thành phần của nhiều loại TP - Là chất liệu cơ bản, cần thiết và không thể thiếu của ngành sản xuất lên men: rượu, bia, bột ngọt, acid amin, vitamin, kháng sinh. - Tham gia tạo cấu trúc, hình thù, trạng thái và chất lượng cho các loại sản phẩm thực phẩm. - Lên men gluxit bằng nấm men và các VSV lên men tạo ra CO 2 , rượu, acid hữu cơ, và một số h/chất khác. Tạo kết cấu : - Tạo sợi, tạo màng, tạo gel, tạo độ đặc, độ cứng, độ đàn hồi cho thực phẩm: tinh bột, thạch, pectin trong miến, mứt quả, kem, giò lụa… - Tạo kết cấu đặc thù của một số loại thực phẩm: độ phồng nở của bánh phồng tôm, tạo bọt cho bia, độ xốp cho bánh mì, vị chua cho sữa… Tạo chất lượng - Chất tạo ngọt cho thực phẩm (các đường) - Tham gia tạo màu sắc và hương thơm cho sản phẩm (đường trong phản ứng caramen hoá, melanoidin…) - Tạo ra các tính chất lưu biến cho sản phẩm thực phẩm: độ dai, độ trong, độ giòn, độ dẻo… - Có khả năng giữ được các chất thơm trong sản phẩm thực phẩm - Tạo ẩm cũng như làm giảm hoạt độ nước làm thuận lợi cho quá trình gia công cũng như bảo quản II. PHÂN LOẠI 2 GLUCID (Saccharide) MONOSACCHARIDE C3 – Triose: Glyceraldehyde, dihydroxyaceton…. C4 – Tetrose: erythrose C5 – Pentose: Ribose, ribulose,xylulose… C6 – Hexose: Glucose, Fructose, Mannose, Galactose C7 – Heptose: sedoheptulose… OLIGOSACCHARIDE Maltose Saccharose Lactose POLYSACCHARIDE Tinh bột: Amilose, Amilopectin Cellulose Glycogen… 1. Monosaccharides a. Cấu tạo Là những dẫn xuất của Aldehyt hoặc ketose chỉ có một polyol. Đường đơn, không thể bị thủy phân thành đường đơn giản hơn (Glucose or fructose). Một phân tử đường có chứa từ 3-7 C Các Aldose (e.g., glucose) chứa nhóm aldehyde (CHO) Ketoses (e.g., fructose) chứa nhóm keto (CO), thường ở C2. Một số Aldose (aldehyt) 3 I (CH 2 O) n or H - C - OH I Một số Ketose Dạng monosaccharide quan trọng với thực phẩm 4 C C OHH C HHO C OHH C OHH CH 2 OH D -glucose OH C HHO C OHH C OHH CH 2 OH CH 2 OH C O D -fructose Căn cứ để xác định, C bất đối, dạng D hay dạng L Cấu trúc đóng vòng của Glucose 5 Voøng furan Voøng pyran a. Tính chất của các monosaccharides Tính chất vật lý Đặc điểm của đường - Một số đường (glucose, fructose, sucrose ) có chung một số đặc điểm sau: - Có vị ngọt - Tan trong nước, dễ dàng tạo nước ngọt. -Tạo tinh thể khi bay hơi nước (khi pha đường, để bay hơi, thấy lắng lại những tinh thể đường) - Cung cấp NL - Dễ dàng bị lên men bởi VSV. - Ở nồng độ cao ức chế sinh trưởng của VSV (do vậy được dùng trong bảo quản). - Chuyển mầu tối khi gia nhiệt (caramelize) - Một số có thể kết hợp với Pro để tạo mầu vàng tối (browning reaction) - Mầu vang của bánh khi nướng, phản ứng tạo mầu vàng của đường và Pro (Browning or mailard reaction). Trong trường hợp này nhóm NH 2 kết hợp với CHO hay CO của đường khử tạo màu nâu vàng (vd sữa khô để lâu chuyển màu tối);phản ứng OXH ở lớp cắt trái cây, mầu sẫm của chè do tanin (qt OXH thường tăng khi có mặt của kim loại). Khi nấu nướng, mầu cuối cùng của thực phẩm là sự kết hợp của nhiều yếu tố - Khi cho vào miệng cho cảm giác hòa tan và vị ngọt • Do có nhiều nhóm –OH trong phân tử, nên nhìn chung monose dễ tan trong nước không tan trong các dung môi hữu cơ. • Khi cô đặc dung dịch monose ta sẽ thu được dạng tinh thể monose. • Do sự có mặt các nhóm – CHO, C=O, -OH nên monose cũng có các tính chất đặc trưng của các nhóm này, điển hình là tính khử. 1) Phản ứng OXH (Tác dụng của chất OXH) • Khi bị OXH nhẹ bằng các dung dịch như Cl 2 , Br 2 , hay I 2 , trong môi trường kiềm hoặc dùng dung dịch kiềm của các ion kim loại, nhóm CHO sẽ bị OXH thành COOH. 6 CHO C OHH C HHO C OHH C OHH CH 2 OH COOH C OHH C HHO C OHH C OHH CH 2 OH Br 2 H 2 O D- Glucose Acid gluconic + HBr Hay trong phản ứng khủ nước felling Aldoses bị OXH  các nhóm carboxylic (COOH), phản ứng dẫn đến sự hình thành các Aldonic acid (vd, gluconic acid). Tác nhân của phản ứng Fehling là dung dịch Cu 2+ sẽ được khử sang Cu 1+ trong qt OXH đường. Phản ứng này thường đuợc sử dụng nhận biết và đo lượng đường khử trong thực phẩm và các chất sinh học Mặc dù các Ketone không tham gia phản ứng này nhưng do chúng dễ dàng đồng phân hoá thành các aldoses 7 - Ez Gluco oxidase có tính OXH đặc hiệu với β-D-Glucopyranose  Gluconic acid. Phản ứng này được sử dụng trong phân tích hàm lượng Glucose trong các thực phẩm, mẫu sinh học (vd. máu) có nhiều loại đường khác nhau. 8 - Trong điều kiện oxy hoá nhẹ (vd. có mặc Br trong môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ), các aldose bị OXH thành aldonic acid. - Trong môi trường OXH mạnh hơn (vd: HNO 3 ) Dicarboxylic acid (Aldaric acid) - Trong trường hợp nhóm CHO được bảo vệ thì nhóm OH của C6 sẽ bị OXH - Trong công nghiệp để thu được những glucoronic, tinh bột được oxy hóa trước khi thủy phân. Một số uronic acid là thành phần có trong các loại polysaccaride thực phẩm quan trọng như D- galacturionic là t/p của pectin. 2) Phản ứng Khử Dưới t/d của các chất khử (vd: NaBH 4 ), nhóm CHO hoặc nhóm CO bị khử thành các rượu tương ứng (Polyol). Mỗi ketose bị khử thành 2 rượu do tạo nên một C bất đối mới. - Tên của rượu được lấy từ tên của đường, thay đuôi ose /ulose = itol. Vd. Glucose  Glucitol (sorbitol) Manose  Malnitol Fructose  malnitol và sorbitol 9 Ứng dụng: Các dẫn xuất này được sử dụng để thay thế đường trong thực phẩm để giảm hoạt độ của nước, chống hiện tượng kết tinh, tăng sự tái hấp thụ nước của các sản phẩm bị mất nước Sorbitol có nhiều trong một số loại quả lê, táo, mận malnitol có nhiều trong các rong biển. Trong thực tế Glucitol và Mannitol thường được sản xuất từ hydrogenolysis (thuỷ phân và hydrogenation) succrose. - Sugar alcohol được sử dụng rộng rãi trong sản phẩm bánh kẹo, món tráng miệng, sản phẩm thịt Chúng có độ ngọt ít hơn. - Do các sugar alcohol được hấp thụ kém hơn Glucose chúng được sử dụng để sản xuất các đồ uống ít calories. 10 [...]... các chuỗi mạch thẳng Độ nhớt (viscosity) của tinh bột đã được liên kết chéo cũng giảm dường như là do sự phân giải trong thực phẩm acid và ở To cao khi nấu hay đóng hộp + Tinh bột có thể bị biến đổi khi nhóm OH của chúng phản ứng với một loạt các chất để tạo thành ester, acetal hay các dẫn suất khác Đặc điểm chính của sự biến đổi này là cản trở xu hướng thoái hóa của tinh bột thành dạng không hòa tan... cho một số thực phẩm như bánh mì nướng, bánh quy, hành phi, thịt nướng, cafe nhưng cũng có hại trong các loại TP như sữa đặc, rau củ sấy + Tạo ra các chất bay hơi có mùi (cần thiêt cho nhiều qt chiên nướng) nhưng nó cùng liên quan đến việc tạo ra các mùi không mong muốn trong các qt bảo quản và chế biến nhiệt như thanh trùng, tiệt trùng + Tạo các chất có vị đắng, cần thiết trong chế biến cà phê,... or aging biến đổi về cấu trúc của TP 27 - Tinh bột có thể bị phân giải tạo thành các dextrins, dạng trung gian giữa tinh bột và đường và cũng có những đặc tính trung gian giữa tinh bột và đường - Trong những năm gần đây, dùng các phương pháp vật lý, hóa học người ta có thể làm biến đổi đặc tính tự nhiên của tinh bột Điều này được ứng dụng rất nhiều trong thực phẩm và giúp tạo ra những thực phẩm có... dung dịch baso Nhiều carboydrate trong tự nhiên ở dạng các dẫn xuất của phosphate-este Phosphate-este là những chât trung gian quan trọng trong TĐC ở sinh vật Tinh bột trong thực phẩm thường bị este hóa bởi phản ứng hóa học nhằm cải thiện chức năng của chúng Điển hình nhất là acetate và succinate este của starch vd polyestes của sucrose và 6 hoặc 8 fatty acid bằng qt chuyển este hóa  Sucrose fatty... hydroxylpropyl (O-CH2-CHOH-CH3) ete của cellulose và hydroxylpropyl của starch được cải thiện để sử dụng trong TP 8 Deoxy and amine sugar Sự thay thế nhóm OH bằng nhóm NH2  Đường amino 19 N-Acetyl-amino  Đường N-acetylamine Hai loại đường này tìm thấy trong t/p của glycoprotein, N-acetyl-D-glucosamine là t/p của chitin (có vai trò tương ứng như celllulose) trong vỏ TB của các TV bậc thấp, nấm, nấm men,... học của tinh bột phụ thuộc vào giống cây, điều kiện trồng trọt Vai trò của polysaccharide trong thực phẩm - Về mặt dinh dưỡng là nguồn cung cấp năng lượng chính cho cơ thể - Là những chất tạo hình và tạo ra kết cấu đặc trưng của nhiều sản phẩm - Do tương tác với nhiệt và nước mà những tinh bột có thể thay đổi tính chất, thay đổi trạng thái để tạo hình, tạo dáng và tạo bộ khung của nhiều TP Vd trong. .. độ hòa tan khác nhau của 2 loại tinh bột này trong nước sôi hoặc trong dung dịch kiềm loãng hoặc dựa vào khả năng tạo phức ko tan của amiloza với 1 số rượu Trích ly Am trong nước sôi bằng cách giữ huyền phù tinh bột trên 60oC , sau đó tách dịch hòa tan ra roi cho kết tủa trong mt lạnh > thu được Am tinh khiết Hoặc dựa vào k/n không hòa tan của AP trong dung dịch kiềm loãng 0.1-1N trong 30 phút ở To 15oC... cấp NL dự trữ trong cây, trong thực phẩm - Khi hòa nước và gia nhiệt, các hạt tinh bột nở ra do hấp thụ nước và hình thành keo; tăng tính dẻo tính dính và cuối cùng tạo hồ Khi nguội có thể tạo keo Nhờ tính dính và tinh bột dạng hồ được sử dụng để làm dầy thực phẩm, làm keo và tinh bột có thể bị thay đổi bởi đường hoặc acid và được sử dụng trong đồ uống Cả dạng hồ và dạng gel đều có thể chuyển về dạng... thể trương nở trong nước lạnh 2 Cấu trúc và thành phần hóa học của tinh bột thực phẩm Tinh bột không phải là một hợp chất đồng thể mà gồm hai polysacarit khác nhau: amiloza và amilopectin 28 Hàm lượng amiloza và amilopectin trong tinh bột thường khác nhau Nhìn chung tỷ lệ amiloza/amilopectin là xấp xỉ ¼ Trong tinh bột của các loại gạo nếp, ngô nếp gần như 100% là amilopectin -Tinh bột trong đậu xanh,... học Các đường oligo có nhiều trong tự nhiên và cũng đóng vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm Tính chất vật lý và cảm quan: - Phụ thuộc vào các đường đơn - Dạng khử hay không khử của đường: dạng ko khử thiếu nhóm OH glycosise nên ko có tính khử, không có khả năng tạo phản ứng đặc trưng với amine, và alcohol - Giống như các glycoside, cacsn đường oligo bị thủy phân trong môi trường acid, tuy nhiên . Chương 5 SỰ CHUYỂN HOÁ CỦA GLUCID TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN & BẢO QUẢN THỰC PHẨM I. KHÁI NIỆM 1. Khái niệm - Lượng glucid trong các nguyên liệu thực. AND, ARN… , thành phần của VTM (Ribose của riboflavin) 2.2. Trong công nghiệp thực phẩm Đối với công nghệ thực phẩm, vai trò của glucid cũng đa dạng và