Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN SINH HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BỘ MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM II Đề tài: BIẾN ĐỔI SINH HÓA CỦA NGUYÊN LIỆU THỊT GIA SÚC, GIA CẦM GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ TRANG SINH VIÊN STT HỌ VÀ TÊN MSSV 1 VŨ VĂN VƯƠNG 12000536 2 VÕ THỊ KIM LIÊN 12056261 3 NGUYỄN THỊ VÂN 12064671 MỤC LỤC Page 1 Tp.HCM, ngày 19 tháng6 năm 2014 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 PHẦN I: MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây , đã có một sự suy giảm trong tiêu thụ thịt bò, kèm theo một sự gia tăng nhỏ trong thịt lợn và nhu cầu tăng lên đối với gà . Có rất nhiều lý do đằng sau những thay đổi bao gồm cả mối quan tâm của người tiêu dùng về an toàn và sức khỏe, thay đổi về đặc điểm nhân khẩu học , những thay đổi trong lối sống của người tiêu dùng, sẵn sàng và thuận tiện, giá cả, … ( Resurreccion 2003). Nhận thức chất lượng của thịt bò thay đổi tùy thuộc vào đất nước . Vì vậy , người Mỹ có liên quan với cholesterol , lượng calo , nội dung, thành phần nhân tạo , đặc điểm thuận tiện, và giá ( Resurreccion 2003). Tại Hoa Kỳ , thay đổi này nhu cầu đã ảnh hưởng đến thị trường thịt khác . Thịt bò đã dần dần mất thị phần và chia sẽ thị phần cho thịt lợn và đặc biệt là thịt gà ( Grunert 1997).Nhưng một tỷ lệ đáng kểthịt được sử dụng làm nguyên liệu cho tiếp tục chế biến thành các sản phẩm khác nhau như nấu , lên men , và các loại thịt khô. Một số sản phẩm thịt được biết đến nhiều nhất là thịt xông khói , thịt giăm bông nấu chín, xúc xích lên men, …( Flores và Toldr ' một năm 1993, Toldr ' năm 2002 ) . Ngành công nghiệp chế biến thịt phải đối mặt với vấn đề khác nhau , nhưng quan trọng nhất là sự thay đổi về chất lượng của thịt như một nguyên liệu thô . Di truyền , tuổi và giới tính , thâm canh, mở rộng hệ thống sản xuất , loại thủ tục nuôi và giết mổ bao gồm cả xử lý trước khi giết mổ, phương pháp tuyệt vời, và điều trị sau khi chết có ảnh hưởng quan trọng đến đặc điểm sinh hóa, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thịt. Page 2 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 PHẦN II: CƠ SỞ SINH HÓA 1. Thành phần cấu tạo cơ Về cơ bản, thịt bao gồm nước, protein, chất béo, khoáng chất và carbohydrate. Mô cơ nạc có chứa khoảng 72-74% độ ẩm, 20-22% protein, 3- 5% chất béo, 1% tro, và 0.5% carbohydrate. Có một mối quan hệ nghịch đảo giữa tỷ lệ phần trăm của protein và độ ẩm và tỷ lệ chất béo để thịt có hàm lượng chất béo có nội dung thấp hơn độ ẩm và protein. 2. Protein cơ Protein tạo thành các hợp chất quan trọng trong cơ bắp, khoảng 15- 22%, và có vai trò quan trọng đối với cấu trúc, chức năng bình thường, và tính toàn vẹn của cơ. Protein trải nghiệm những thay đổi quan trọng trong việc chuyển đổi cơ đến thịt, chủ yếu ảnh hưởng đến tính không dai; và những thay đổi khác xảy ra trong quá trình chế biến tiếp theo, qua các thế hệ của các peptide và axit amin tự do là kết quả của chuỗi enzyme phân giải protein. Có ba nhóm chính của các protein trong cơ bắp protein của sợi cơ, protein sarcoplasmic, và protein mô liên kết. 2.1. Protein sợi cơ Các protein chịu trách nhiệm về cấu trúc của sợi cơ cơ bản , và do đó chúng đóng góp vào sự liên tục và sức mạnh của các sợi cơ. Tropomyosin và troponins C, T , và I được coi là protein điều hòa bởi vì chúng đóng một vai trò quan trọng trong co cơ và thư giãn ( Pearson 1987). Có rất nhiều protein trong khu vực Z -dòng( mặc dù trong một tỷ lệ thấp) phục vụ như là cầu nối giữa các sợi mỏng sarcomeres lân cận. Titin và nebulin hai protein rất lớn, được đặt trong không gian trống giữa các sợi và Z- dòng và đóng góp cho sự toàn vẹn của các tế bào cơ ( Robson et al. 1997). Desmin nằm trên khu vực bên ngoài của Z- dòng và kết nối myofibrils liền kề ở mức độ của Z- dòng . Page 3 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 Page 4 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 2.2. Protein sarcoplasmic Đây là những protein hòa tan trong nước, chiếm khoảng 30-35% tổng lượng protein trong cơ bắp. Protein Sarcoplasmic chứa một sự đa dạng cao của protein (tóm tắt trong bảng 15.2), các enzym chủ yếu là trao đổi chất (ti thể, lysosome, microsome, hạt nhân, hoặc tự do trong bào tương) và myoglobin. Một số các enzyme đóng vai trò rất quan trọng trong thịt sau khi chết và trong xử lý tiếp theo, như được mô tả(trong Chương 16). Số lượng nhỏ hemoglobin có thể được tìm thấy trong cơ bắp nếu máu không được thoát nước đúng cách. Myoglobin là protein sarcoplasmic chính, chịu trách nhiệm cho màu đỏ của thịt cũng như màu hồng đặc trưng của các giọt.Số lượng myoglobin phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Sợi màu đỏ chứa một lượng cao của myoglobin hơn sợi trắng. Các loài là rất quan trọng, và do đó thịt bò và thịt cừu chứa myoglobin hơn thịt lợn và gia cầm. Cho một loài nhất định, nội dung myoglobin trong cơ tăng lên cùng với tuổi của động vật. 2.3. Protein mô liên kết Collagen, reticulin, và elastin tạo thành các protein đệm chính trong mô liên kết.Có một số loại (I-V) của collagen có chứa chuỗi polypeptide khác nhau (lên đến tenα-dây chuyền).Collagen là thành phần chính của epimysium và perimysium bao quanh các cơ bắp. Loại III, IV, V và collagen được tìm thấy trong endomysium, cung cấp hỗ trợ cho các sợi cơ (Eskin 1990). Có một số lượng lớn các crosslinkages trong các sợi collagen tăng theo tuổi tác, và điều này là lý do tại sao thịt dai hơn ở động vật lớn hơn. Elastin được tìm thấy với số lượng thấp hơn, thường là trong các mao mạch, gân, dây thần kinh và dây chằng Page 5 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 3. Enzyme Cơ có chứa một số lượng lớn các enzyme, chủ yếu là peptidase như calpains, cathepsins, proteasome, tri-và dipeptidylpeptidases, aminopeptidases, carboxypeptidases, và dipeptidases, và lipase, glycohydrolase, nucleotidases, và như vậy (Toldr 'một năm 2007). Tất cả những enzyme có một sự liên quan đặc biệt để chế biến thịt. 4. Chuyển đổi cơ thịt Một số lượng lớn các phản ứng hóa học và sinh hóa diễn ra trong cơ sống. Một số các phản ứng tiếp tục, trong khi những phản ứng khác đang bị thay đổi do thay đổi độ pH, sự hiện diện của các hợp chất ức chế, việc phát hành các ion vào sarcoplasm, và như vậy trong thời gian sau khi chết sớm. Trong một vài giờ, những phản ứng này chịu trách nhiệm cho việc chuyển đổi cơ thịt; quá trình này về cơ bản là biểu đồ hóa và bao gồm các bước sau: Sau khi con vật được giết mổ, lưu thông máu được dừng lại, và việc nhập vào các chất dinh dưỡng và loại bỏ các chất chuyển hóa để ngừng cơ. Thực tế này có những hậu quả rất quan trọng và quyết liệt .Hậu quả đầu tiên là giảm nồng độ oxy trong tế bào cơ bắp bởi vì việc cung cấp oxy đã dừng lại. Một hệ quả trực tiếp là giảm hoạt động của ty lạp thể và tế bào hô hấp ( Pearson 1987). Dưới giá trị hiếu khí bình thường, cơ có thể sản xuất 12 mol của adenosine triphosphate (ATP) mỗi mol glucose, và do đó nội dung ATP được giữ khoảng 5-8μmol / g cơ (Greser 1986). ATP là nguồn năng lượng chính cho sự co và thư giãn trong những cấu trúc cơ bắp cũng như phản ứng biochem sàng khác trong cơ sau khi chết.vì thế oxi hóa khử bị giảm đối với giá trị yếm khí, thế hệ ATP là tốn kém hơn. Vì vậy, chỉ có 2 mol của ATP được sản xuất mỗi mol glucose trong điều kiện yếm khí. Mức độ đường phân Page 6 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 kỵ khí phụ thuộc vào dự trữ glycogen trong cơ bắp (Greaser 1986).Glycogen được chuyển thành dextrin, maltose, và cuối cùng, glucose thông qua một con đường phosphorolytic; đường sau đó được chuyển thành acid lactic với sự tổng hợp của 2 mol ATP (Eskin 1990). Ngoài ra, các enzyme kinase creatine có thể tạo ra một số ATP bổ sung từ adenosine diphosphate (ADP) và creatine phosphate ở lần sau khi chết rất sớm, nhưng chỉ trong khi creatine phosphate vẫn còn. Các nội dung của creatine đã được báo cáo khác nhau tùy thuộc vào loại cơ (Mora et al. 2008). Các bước chính trong đường phân được biểu đồ hóa, năng lượng ATP là thực sự cần thiết trong cơ bắp để cung cấp năng lượng cần thiết cho sự co cơ và thư giãn và lái bơm natri-kali của màng và bơm canxi trong lưới sarcoplasmic. Tình hình ban đầu trong cơ sau khi chết là khá tương tự như trong các cơ căng thẳng, nhưng với một sự thay đổi quan trọng: sự vắng mặt của tuần hoàn máu. Do đó, có một thiếu nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải. Ban đầu, ATP trong cơ sau khi chết không giảm đáng kể bởi vì một số ATP có thể được hình thành từ phosphate ceratin thông qua các hành động của kinase enzyme creatine và thông qua đường phân kỵ khí. Như đã đề cập trước đó, một lần creatine phosphate và glycogen cạn kiệt, ATP giảm trong vòng vài giờ với các giá trị không đáng kể do chuyển đổi vào ADP, adenosine monophosphate, và các hợp chất có nguồn gốc khác như 5-inosine monophosphate, 5-guanosine monophosphate, và inosine . Một ví dụ về nội dung điển hình của sản phẩm đểATP trong thịt lợn tại 2 giờ và 24 giờ sau khi chết được thể hiện trong Bảng tốc độ phản ứng chúng phụ thuộc vào trạng thái trao đổi chất của động vật trước khi giết mổ. Một khi nồng độ ATP cạn kiệt, cơ vẫn còn hợp dính vào nhau.Cơ phát triển một tình trạng cứng nhắc được gọi là tê cứng, trong đó crossbridge của myosin và actin vẫn bị khóa, tạo thành actomyosin (Greaser 1986). Thời gian sau khi chết có thể thay đổi cần thiết cho sự phát triển của tê cứng, tùy thuộc Page 7 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 vào loài động vật, kích thước của thịt, số lượng chất béo, và các điều kiện môi trường như nhiệt độ của ống làm lạnh và vận tốc không khí (xem miếng thịt lợn sau khi cắt trong một lò mổ trong hình. 15.7). Tỷ lệ phản ứng enzyme bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ.Trong ý nghĩa này, tỷ lệ carcasscooling sẽ ảnh hưởng đến tốc độ đường phân, tỷ lệ giảm pH, và quá trình thời gian của sự chặt chẽ khi bắt đầu (Faustman 1994).Các loài động vật, kích thước của thịt có một lớn của thân thịt.Hơn nữa, vị trí trong thịt cũng rất quan trọng vì cơ bắp bề mặt mát nhanh hơn so với cơ bắp sâu (Greaser 2001). Enzyme glycolytic cơ thủy phân glucose thành acid lactic, được tích lũy trong cơ bởi vì các chất thải cơ không thể được loại bỏ do sự vắng mặt của tuần hoàn máu. Tích tụ axit lactic này tạo ra một (trong một vài giờ) giảm độ pH tương đối nhanh chóng với các giá trị khoảng 5,6-5,8. Tỷ lệ giảm pH phụ thuộc vào nồng độ glucose, nhiệt độ của cơ bắp, và tình trạng trao đổi chất của động vật trước khi giết mổ. Nước ràng buộc với giảm pH vì sự thay đổi vật mang của protein. Sau đó, một số nước được thoát ra khỏi cơ như một sự mất mát nhỏ giọt (DL).Lượng nước thoát ra phụ thuộc vào mức độ và tỷ lệ giảm pH.các hợp chất hòa tan chẳng hạn như protein sarcoplasmic, peptide, axit amin tự do, nucleotide, nucleoside, vitamin nhóm B, và các khoáng chất có thể được một phần bị mất trong mỡ, ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng (Toldr'a và Flores 2004). Sự sụt giảm pH trong quá trình khám nghiệm tử thi ban đầu có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thịt lợn và gia cầm các loại thịt . Giảm pH rất nhanh, dưới 5,8 sau 2 giờ sau khi chết , trong cơ từ động vật với sự trao đổi chất tăng tốc. Đây là trường hợp của thịt lợn và thịt lợn PSE đỏ, mềm , dẻo. sự phá vỡ ATP cũng tiến hành rất nhanh chóng trong các loại thịt, với gần như đầy đủ biến mất ATP trong vòng chưa đầy 2 giờ ( Batlle et al. 2001). Page 8 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 Màu đỏ, sự rắn chắc, thịt bình thường giảm pH tiến bộ xuống các giá trị xung quanh 5,8-6,0 2 giờ sau khi chết. Trong thịt này , sự phá vỡ ATP có thể mất đến 8 giờ. Cuối cùng, xám, rắn chắc, thịt lợn khô ( DFD ) và cắt thịt bò đen được tạo ra khi các carbohydrate trong các động vật kiệt sức từ trước khi giết mổ , và do đó hầu như không có axit lactic có thể được tạo ra trong quá trình sau khi chết sớm do thiếu một chất nền . Đường phân rất thấp hoặc hầu như không đáng kể được sản xuất, và độ pH vẫn cao trong các loại thịt , tạo thành một nguy cơ từ các điểm vi sinh. Các loại thịt tạo thành một nguy cơ bởi vì chúng dễ bị ô nhiễm bởi các mầm bệnh do thực phẩm và phải được xử lý cẩn thận, với sự quan tâm cực để thực hành vệ sinh tốt. Quá trình oxy hóa protein là một sự thay đổi có liên quan trong quá trình lão hóa sau khi chết.Một số acid amin có thể được chuyển đổi thành các dẫn xuất carbonyl và gây ra sự hình thành các liên kết liên và intraprotein disulfide có thể làm giảm các chức năng của protein (Huff-Lonergan 2010). Page 9 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 5. Nhân tố ảnh hưởng quá trình sinh hóa • Ảnh hưởng của Di truyền học  Loại di truyền Các loại gen có liên quan quan trọng đối với chất lượng, không chỉ do sự khác biệt giữa các giống, nhưng cũng có sự khác biệt giữa các loài động vật trong cùng một giống. Chiến lược chăn nuôi đã được tập trung về phía tốc độ tăng trưởng tăng lên và lượng thịt nạc và giảm độ dày mỡ lưng. Mặc dù đặc điểm phân loại được thực sự được cải thiện, đôi khi thu được chất lượng thịt kém hơn. Thông thường, phạm vi lớn được tìm thấy mối tương quan di truyền giữa các tính trạng sản xuất và chất lượng thịt, có thể là do giảm số lượng mẫu khi phân tích chất lượng đầy đủ thịt, hoặc cho một số lượng lớn các mẫu nhưng với vài quyết định các thông số chất lượng. Biến đổi này làm cho nó cần thiết để kết hợp kết quả của các nhóm nghiên cứu khác nhau để có được một phạm vi đầy đủ (Hovenier et al. 1992). Đề án chăn nuôi lợn hiện nay thường được dựa trên lai ngượchoặc trên ba hoặc bốn chiều chéo. Ví dụ, một cây thánh giá phổ biến ở Liên minh châu Âu là một chéo ba chiều, trong đó lợn nái là một Landrace × Large White (LR × LW) lai.Đực giống thiết bị đầu cuối được chọn tùy thuộc vào khả năng sinh lời mong muốn mỗi động vật, và có một loạt các khả năng. Ví dụ, giai đoạn cuối đực giống Duroc phát triển nhanh hơn và cho thấy một tỷ lệ chuyển đổi thức ăn tốt hơn, nhưng tích lũy dư thừa chất béo; Landrace Bỉ và Pietrain được rất nhiều cơ bắp nhưng có tính nhạy cảm cao với stress và do đó thường cho ra một tỷ lệ cao của các loại thịt exudative; hoặc kết hợp Landrace Bỉ × Landrace cho hình dáng và chất lượng thịt tốt (Toldr 'năm 2002). Page 10 [...]... xảy ra trong thịt do các các nhân tố liên quan đến cấu trúc của thịt Sự biến đổi các hợp chất protein đóng vai trò chủ yếu trong sự thối rữa do hoạt động sống của các vi sinh vật phân giải protein Sự nhiễm vi sinh vật trên bề mặt thịt sau khi giết mổ có ảnh hưởng đến sự bền vững của thịt, các vi sinh vật bên ngoài môi trường xâm nhập vào trong thịt, chúng sử dụng những hợp chất sẵn có của thịt Page 26... độ thấp 2 Sự chín tới của thịt Quá trình chín tới là tập hợp những biến đổi về tính chất của thịt gây nên bởi sự tự phân sâu xa, kết quả là thịt có những biểu hiện tốt về mùi, thịt trở nên mềm mại, dễ tiêu hóa hơn Đây là giai đoạn đem chế biến thực phẩm thì chất lượng thịt đạt hiệu quả tốt nhất • Đặc trưng của quá trình chín tới: + Thịt mềm từ từ, tích tụ mùi thơm + Khi luộc, thịt mềm, màu sáng, nước... chỉ còn lại quá trình trao đổi kỵ khí, là quá trình trao đổi kỵ khí, là con đường phân hủy glycogen bằng con đường phosphoril hóa với sự tham gia của ATP làm cho pH của thịt giảm Smorodin đã xác đinh rằng quá trình phân hủy glycogen kỵ khí cơ bản kết thúc sau khi giết mổ 24 giờ (bảo quản ở nhiệt độ 4 ¨C ) và pH thịt giảm còn 5,7-5,8 Sự hạ thấp trị số pH có tác dụng ức chế sự phát triển của các vi sinh... (Belury 2002) PHẦN III HÓA SINH TRONG CHẾ BIẾN THỊT VÀ GIA CẦM 1 Sự tê cóng của thịt sau giết mổ Ngay sau khi động vật chết, mô cơ thịt tươi nóng bị suy yếu, độ ẩm giảm, pH giảm, mùi thơm thể hiện không rõ ràng Khoảng 1,5-3 giờ sau khi chết, sự tê cóng sẽ bắt đầu Sự tê cóng là kết quả của quá trình sinh hóa phức tạp do enzymes,mà chủ yếu là quá trình phân giải sau: Glycophân acid lactic phân amilophân... lượng súc thịt, trạng thái con vật trước khi giết mổ và nhất là vào nhiệt độ của môi trường Ở những con vật gầy yếu hoặc không được nghỉ ngơi trước khi giết mổ thì hàm lượng glycogen thấp, lượng axit lactic cao nên quá trình tê cứng xảy ra sớm và các biến đổi tiếp theo diễn ra nhanh hơn so với các con vật khác Ở nhiệt độ cao, các enzym hoạt động mạnh nên các quá trình tê cóng cũng diễn ra sớm và kết thúc... et al 1998) Khả năng giữ nước trong thịt lợn được cải thiện bằng cách bảo vệ các phospholipid màng chống lại quá trình oxy hóa (Cheah et al 1995, Dirinck et al 1996) Việc giảm DL của vitamin E được quan sát ngay cả trong thịt lợn đông lạnh, sau khi rã đông Quá trình oxy hóa của các phospholipid màng gây thiệt hại trong toàn vẹn của màng và ảnh hưởng đến chức năng của nó như là một rào cản bán thấm Kết... tạo thành các khuẩn lạc màu trắng, xanh sẫm, xanh xám hay đen trên bề mặt thịt. cáckhuẩn lạc phần lớn phát triển ở 20- 250C , một số phát triển cả khi bảo quản tủ lạnh( -7 đến -90C ) 4.5 Sự mốc của thịt Sự mốc của thịt gây ra do sự phát triển của các loài nấm mốc trên bề mặt  thịt quá trình mốc thường bắt đầu bằng sự xuất hiện trên bề mặt thịt những vết chấm hoặc những mạng tơ có màu trắng, về sau những... Đặc trưng của quá trình tê cóng +Cơ mất tính đàn hồi và phần nào có sự co ngắn của mô cơ +ATP giảm; pH giảm +Sau khi chế biến nhiệt , thịt rắn,không có mùi và đặc trưng,nước luộc đục Page 17 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 Page 18 Tiểu luận môn hóa sinh thực phẩm 2 • Nguyên nhân Do ngừng cung cấp O2 vào tế bào: quá trình trao đổi năng lượng hiếu khí bị suy giảm (quá trình tổng hợp glycogen của mô cơ... thường thể hiện qua các các vi sinh vật bên ngoài môi trường xâm nhập vào trong thịt, chúng sử dụng những hợp chất sẵn có của thịt làm nguồn thức ăn, cung cấp năng lượng, phục vụ cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển của chúng Do các hoạt động trên, thịt bị phân giải và dẫn đến thối hỏng, dạng thối rửa, hóa nhầy, lên men mốc, đổi màu… 4.1 Sự thối rửa của thịt Phân hủy thối rửa là sự biến đổi phức tạp, đặc... là động vật dạ dày đơn có kết hợp một phần của các axit béo chế độ ăn uống thực tế không thay đổi vào mô mỡ và các màng tế bào, nơi mà quá trình bão hòa và kéo dài chuỗi có thể xảy ra (Toldr 'a et al 1996b, Jakobsen 1999) Mức độ hợp nhất có thể thay đổi tùy theo các acid béo cụ thể và các loại thức ăn Vấn đề chính phát sinh từ quá trình oxy hóa trong quá trình làm nóng , bởi vì một số hợp chất dễ bay . cấp O2 vào tế bào: quá trình trao đổi năng lượng hiếu khí bị suy giảm (quá trình tổng hợp glycogen của mô cơ giảm), chỉ còn lại quá trình trao đổi kỵ khí, là quá trình trao đổi kỵ khí, là con. chuyển đổi cơ thịt; quá trình này về cơ bản là biểu đồ hóa và bao gồm các bước sau: Sau khi con vật được giết mổ, lưu thông máu được dừng lại, và việc nhập vào các chất dinh dưỡng và loại bỏ các. tốt. Quá trình oxy hóa protein là một sự thay đổi có liên quan trong quá trình lão hóa sau khi chết.Một số acid amin có thể được chuyển đổi thành các dẫn xuất carbonyl và gây ra sự hình thành các