Đang tải... (xem toàn văn)
Quá trình hình thành và thay đổi cấu trúc thực phẩm trong chế biến thực phẩm
Trờng đại học bách khoa hà nội Viện đào tạo sau đại học đ Tiu lun mụn: Cỏc tớnh chất cảm quan Đề tài: “Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm” GV: PGS.TS Hà Duyên Tư TS Nguyễn Thị Minh Tú HV: Lê Thị Mỹ Châu Lớp: CHTP 07 – 09 Hà nội 2/2009 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Phần I: MỞ ĐẦU Các sản phẩm thực phẩm thường có cấu trúc, trạng thái, màu sắc, hương thơm tính cảm vị khác Những kết cấu hương sắc tạo ra, điều kiện gia công định, nhờ tương tác hài hồ hợp phần hố học chứa thực phẩm Tuy nhiên, tất hợp phần thực phẩm có vai trị giống Có hợp phần tham gia vào việc tạo cấu trúc tạo hình dáng, độ cứng, độ xốp, độ đàn hồi, độ nhớt Lại có hợp phần chịu trách nhiệm tạo màu sắc, mùi vị tính chất cảm quan, nghĩa tạo chất lượng cho thực phẩm Thường hợp chất cao phân tử protein polysacarit (tinh bột, pectin, aga - aga, alginat, caraghenat…) hợp phần thuộc nhóm thứ Polyphenol axit amin… hợp chất đặc trưng nhóm thứ hai Nước thành phần đặc biệt có vai trị hai nhóm Vấn đề đặt protein, polysacarit, nước polyphenol có sở trường tính để tạo cấu trúc chất lượng cho thực phẩm Trên cở sở mà protein lại có khả tạo hình dáng, tính chất cho sản phẩm thực phẩm? Để hiểu rõ tính chất protein tìm hiểu khả protein khả nhũ hố tiếp phân tích sản phẩm thực phẩm có cấu trúc nhũ tương để hiểu rõ vấn đề Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Phần II: NHŨ TƯƠNG Chúng ta tìm hiểu hình thành nhũ tương Vậy nhũ tương gì? Các nhũ tương hệ phân tán hai chất lỏng không trộn lẫn vào mà pha lỏng (pha bị phân tán) có mặt dạng giọt nhỏ (0,1- 10 µm), cịn chất lỏng dạng pha phân tán liên tục (tác nhân) Phần lớn nhũ tương thực phẩm thuộc hai kiểu: - Các giọt dầu nước: D/N (O/W) (dầu nước) - Các giọt nước dầu: N/D (W/O) (nước dầu) Thuật ngữ “Nước” để chất lỏng có cực, ưa nước thường dung dịch nước, thuật ngữ “dầu” để chất lỏng kỵ nước (ưa béo) (mỡ nóng chảy, dầu thực vật, động vật, tinh dầu) Nhiều nhũ tương thực phẩm chứa bọt khí và/hoặc chất rắn bị phân tán Nếu tỷ lệ thể tích pha (phần trăm thể tích) nhỏ, pha thường pha bị phân tán Nếu tỷ lệ thể tích gần 1, có nhiều nhân tố khác xác định kểu nhũ tương Ta đồng kiểu nhũ tương, chẳng hạn cách thêm nước vào nhũ tương dầu nước: trường hợp ta thấy pha loãng nhũ tương đơn Ngược lại, ta thêm dầu dầu tạo pha tách biệt Các nhũ tương D/N thường có dạng kem, cịn nhũ tương N/D lại có dạng nhầy Việc chuyển kiểu nhũ tương sang kiểu nhũ tương khác theo dõi dễ dàng cách đo độ dẫn điện Pha phân tán nước có chứa ion Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm nên có độ dẫn điện cao chuyển sang pha phân tán béo (lipit) có độ dẫn điện Sự hình thành nhũ tương Sự hình thành nhũ tương bao gồm tăng bề mặt liên pha kèm theo tăng lượng tự Sự hình thành nhũ tương đánh giá qua việc đo cơng học cần thiết để nhũ hố Sức căng bề mặt liên pha nhỏ nhũ tương thu dễ dàng; vai trị nhũ hố tác nhân hoạt động bề mặt để làm giảm bớt sức căng bề mặt liên pha cách tự hấp thụ vào bề mặt liên pha; trường hợp polymer, chúng lại tạo màng mỏng liên pha có tính cố kết cứng chung quanh giọt Nếu màng mỏng tạo từ protein từ phân tử tích điện nhờ lực đẩy tĩnh điện màng tham gia vào việc làm bền nhũ tương Các kiểu thiết bị đồng hố khác có tính hiệu phụ thuộc vào lượng mang đến, vào hệ thống phân nhỏ giọt (chong chóng, van, va đập) vào nhiệt độ (độ lỏng tăng lên nhiệt độ cao) thường sử dụng qui mơ phịng thí nghiệm hay qui mơ cơng nghiệp Độ bền khử bền nhũ tương Nhũ tương thường không bền, nhiên tượng sau có tác dụng làm bền nhũ tương: - Có đường kính giọt nhỏ, thu cách khuấy mạnh, cách đồng hoá (trường hợp cầu béo sữa, qua lỗ hẹp áp suất lớn 150 250 kg/cm2 bị giảm kích thước 1/5) có lượng thích hợp tác nhân hoạt động bề mặt; - Có độ nhớt pha liên tục cao yếu tố làm bền nhũ tương làm chậm lắng gạn chống lại kết tụ; Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm - Có mặt điện tích dấu bề mặt giọt góp phần làm bền nhũ tương Có điện tích tượng ion hố hấp thụ ion Các giọt tích điện bao quanh lớp khuếch tán kép đối ion Các lực đẩy tĩnh điện thể ra, lớp kép hai giọt vào tiếp xúc xâm nhập lẫn nhau, nên chống lại lực hút Van der Waals giọt; - Có mặt lớp bề mặt liên pha bền (chẳng hạn cấu tạo màng protein) có khả chống lại cách học hợp giọt; - Có sức căng bề mặt liên pha yếu (nhỏ 5dyn.Cm -1 chất hai pha (hoặc) thêm tác nhân hoạt động bề mặt Nhũ tương hệ không bền nhiệt động Các giọt có khuynh hướng hợp giọt với để tạo giọt to hơn, cuối phân thành hai lớp, tách không thành nhũ tương Để làm cho nhũ tương bền, nghĩa để giọt trạng thái phân tán bền, người ta dùng chất khử nhũ hoá Các tác nhân nhũ hố có đặc tính sau thường sử dụng để làm bền nhũ tương: - Các chất điện ly vơ để cung cấp điện tích cho giọt; - Các phân tử chất hoạt động bề mặt có cấu trúc lưỡng cực tự định hướng để hai cực háo nước kỵ nước chúng ứng với hai phía bề mặt liên pha dầu/nước Khi có mặt phân tử bề mặt liên pha làm giảm sức căng bề mặt liên pha Các chất hoạt động bề mặt có khả ion hố cung cấp điện tích cho giọt bị phân tán; - Các chất cao phân tử hoà tan pha liên tục để làm tăng độ nhớt pha (như polysacarit có tác dụng làm đặc) để hấp thụ vào bề mặt liên pha (như protein); - Các chất khơng hồ tan có mức độ phân chia nhỏ thấm ướt hai pha, hấp thụ vào bề mặt liên pha tạo vật chắn chống lại tượng hợp giọt Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Các chất nhũ hoá hay chất làm bền nhũ tương chất hoạt động bề mặt thường đưa vào lúc đầu điều chế nhũ tương Một hỗn hợp nhiều chất nhũ hoá thường cho hiệu cao dùng chất Chọn chất nhũ hố thường làm sau: tính tỷ lệ bách phân khối lượng phân tử phần ưa nước phân tử Đem tỷ lệ bách phân chia cho số cân thân dầu - thân nước, viết tắt HLB Sự khử bền nhũ tương dựa chế khử bền thể phân tán keo: Sự lên phân tách giọt khỏi pha phân tán khác trọng lượng riêng, kết tụ tượng liên kết thuận nghịch giọt Các kết tụ thu từ kích thước định lên Nếu phân tách xảy mạnh lớp chất hoạt động bề mặt liên pha tự khử bền giọt dung hợp với qua hợp giọt Có thể kìm hãm q trình hợp giọt cách thêm phân tử vào pha liên tục (pha phân tán) Các phân tử tác dụng cách: - Làm tăng độ nhớt Đó trường hợp polysacarit hồ tan nước có khối lượng phân tử cao gôm xanthan, gôm guar, caraghenan, alginat, gelatin tác dụng theo cách cách tạo mạng lưới gel pha liên tục làm ngừng nổi, kết tụ (độ nhớt màng mỏng tăng lên) - Làm bền nhũ tương tĩnh điện polymer Đó trường hợp tạo lớp protein liên pha dày có tính nhớt đàn hồi bền ngăn cản hợp giọt Việc thêm chất hoạt động bề mặt làm ổn định bề mặt liên pha, song tác dụng chúng phụ thuộc vào chất hoá học chất hoạt động bề mặt (giá trị cân thân dầu thân nước), vào cạnh tranh Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm mà chúng tiến hành hấp thụ protein polysacarid Sự ổn định protein thường phụ thuộc nhiều vào nồng độ, độ bền cao nồng độ protein cao 3% Sự khử bền nhũ tương gia tăng bằng: - Ly tâm Sự ly tâm thường làm tăng cách nén giọt với gây nên tượng kết tụ sau hợp giọt - Sốc nhiệt Sự làm lạnh đông tiếp đến làm rã đông, biến thiên đột ngột nhiệt độ khử bền nhũ tương; tinh thể đá tinh thể lipit to lên thâm nhập vào giọt cách qua làm phá huỷ lớp bề mặt liên pha Các nhũ tương thực phẩm làm bền protein Nhiều sản phẩm thực phẩm nhũ tương (sữa, kem, kem đá, bơ, phomat nóng chảy, mayonaise, thịt băm nhỏ để làm xúc xích…) hợp phần protein thường đóng vai trị định vào việc làm bền hệ keo Nhũ tương tự nhiên sữa thường làm bền màng cầu béo Màng cấu tạo từ lớp hấp thụ liền triglycerid, phospholipit lipoprotein khơng hồ tan protein hoà tan Trong sữa tươi, protein hoà tan imunoglobulin Khi đồng hoá sữa làm tăng độ bền nhũ tương làm giảm kích thước cầu béo siêu mixen casein tạo thay imunoglobulin hấp thụ vào cầu béo Các protein hấp thụ vào bề mặt liên pha giọt dầu bị phân tán pha liên tục mang đến tính chất lý học tính chất lưu biến (làm dày, độ nhớt, độ đàn hồi độ cứng) làm cho giọt có tính chống chịu với Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm tượng hợp giọt Sự ion hố mạch bên axitamin xẩy tuỳ theo pH cung cấp lực đẩy tĩnh điện làm bền nhũ tương Phương pháp luận tính chất nhũ hoá - Khả nhũ hoá: biểu diễn gam lượng dầu nhũ hoá tới điểm đảo pha Điểm đảo pha phát mắt cách đo giảm độ nhớt đo độ dẫn điện - Hoạt tính nhũ hố: định nghĩa bề mặt liên pha làm bền nồng độ chất nhũ hoá cho (m2/g) Hoạt tính nhũ hố đo phương pháp đo độ đục, có khả gắn bề mặt liên pha với kích thước giọt giống khuếch tán ánh sáng tiểu phần (hạt) trạng thái huyền phù - Độ bền nhũ tương khả nhũ tương bảo tồn cấu trúc theo thời gian Độ bền nhũ tương đo trực tiếp (sự tiến triển kích thước giọt theo thời gian đánh giá qua máy đo hạt) gián tiếp (sự tiến triển lượng dầu lượng pha nước tách sau khử bền (bằng ly tâm hay gia nhiệt) Các yếu tố ảnh hưởng đến nhũ hố Thơng thường có mối tương quan thuận độ hồ tan protein khả nhũ hoá độ bền nhũ tương Các protein khơng hồ tan góp phần nhỏ vào q trình nhũ hố, có lẽ protein phải tự hồ tan di chuyển đến bề mặt liên pha trước tính chất bề mặt chúng thể Tuy nhiên tiểu phần protein rắn đóng vai trị chất ổn định nhũ tương tạo thành pH có ảnh hưởng đến tính chất nhũ hố protein Một số protein điểm đẳng điện hồ tan làm giảm khả làm bền nhũ tương chúng Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Ngồi ra, protein trạng thái khơng thể góp phần vào tích điện bề mặt giọt Sự gia nhiệt bình thường làm giảm độ nhớt độ cứng màng protein hấp phụ bề mặt liên pha làm giảm độ bền nhũ tương Tuy nhiên khả tạo gel màng protein bề mặt liên pha làm cho nước giữ tốt, lại làm tăng độ nhớt bề mặt độ cứng nó, làm bền nhũ tương Cũng thế, tạo gel protein miofibrin góp phần làm cho nhũ tuơng thịt kiểu xúc xích bền với nhiệt, khả giữ nước, giữ béo lực cố kết lớn Khi thêm chất hoạt động bề mặt có kích thước phân tử thấp khơng có lợi cho độ bền nhũ tương vốn làm bền protein Vì chất hoạt động bề mặt kiểu làm giảm độ cứng màng protein làm giảm lực giữ protein bề mặt liên pha Tốc độ khuếch tán số protein từ lòng pha nước đến bề mặt liên pha bị yếu nồng độ chúng pha nước bị giảm thấp (do protein bị hấp thụ vào giọt dầu) Vì để tạo màng có bề dày có tính chất lưu biến mong muốn nồng độ protein ban đầu phải cao Thực tế, người ta thấy nồng độ protein phải từ 0,5 đến 5% để nồng độ bề mặt liên pha có từ 0,5 đến 20 mg/m2 Tính chất bề mặt protein Đặc trưng quan trọng tiêu biểu cho tính chất nhũ hố protein hoà tan khả khuếch tán đến bề mặt liên pha dầu/nước hấp thụ Người ta thừa nhận khoảnh khắc phần phân tử protein vừa vào tiếp xúc với bề mặt liên pha gốc axit amin khơng cực tự hướng phía pha khơng nước, lượng tự hệ giảm xuống phần lại protein hấp thụ phần lớn protein tự giãn mạch hoàn toàn Lê Thị Mỹ Châu Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm trải thành lớp đơn phân (khoảng mg/m 2, có bề dày từ 10 - 20A 0) có bề mặt trống lớn Protein kỵ nước nồng độ protein bề mặt liên pha cao, sức căng bề mặt liên pha nhỏ nhũ tương bền Tuy nhiên độ kỵ nước (ưa béo) chung protein (được biểu thị tỷ lệ thể tích gốc axit amin háo nước kỵ nước (p) độ kỵ nước trung bình khơng có tương quan chặt chẽ với tính chất nhũ hố Các protein mềm dễ uốn có khả tự giãn mạch tự trải rộng tiếp xúc với bề mặt chất béo, tạo màng mỏng hấp thụ có tính nhớt đàn hồi tốt làm cho nhũ tương bền Các protein hình cầu có cấu trúc bền độ háo nước bề mặt cao protein lactoserum, lisozim ovalbumin tác nhân nhũ hố bình thường chúng bị giãn mạch gia nhiệt thích hợp mà khơng làm độ hồ tan Các caseinat chất nhũ hố tốt chúng có độ hồ tan cao, có cấu trúc phân ly, có độ giãn mạch tự nhiên có tách biệt vùng háo nước ưa béo chuỗi peptit Các mixen casein, actomiozin (protein thịt cá), protein đậu tương (nhất isolat đậu phụ), hợp phần protein huyết tương globin máu có tính chất nhũ hố tốt Lê Thị Mỹ Châu 10 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm chùng mixen, nên dung dịch, nhiều nhóm ưa béo chúng “xuất đầu lộ diện” với nước mạnh mẽ protein hình cầu Casein β có khả tự liên kết cao Nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể: 40C, casein β hoàn tồn bị khử trùng hợp có nhiều tương tác ưa béo bị phá huỷ Casein K tự liên kết với dễ dàng để tạo mixen hình cầu với đường kính 11nm, có độ trùng hợp 30, có cấu trúc nhiều nước “chùng”, chứng tỏ mixen hoà tan Casein αs có khả tự liên kết mạnh không tạo mixen Các liên hợp tạo tương tác ưa béo, tương tác tĩnh điện trường hợp với casein αS2 (do phân bố không đồng điện tích dương âm mạch) Sự tự liên kết có vai trị quan trọng, khơng phải nhất, việc hình thành ổn định mixen casein Do cấu trúc “chùng” mixen casein K mà người ta cho casein khác, khơng hồ tan có mặt canxi, “vùi” lòng mixen casein K + Khuynh hướng cố định ion casein Một tích chất quan trọng casein αS casein β khả cố định cation hoá trị hai (chủ yếu canxi) sau kết tủa Tỷ lệ cố định phụ thuộc vào số vùng để cố định (nhóm phosphat nhóm cacboxyl có nhiều casein αS), vào nồng độ ion canxi môi trường, vào nhiệt độ, pH lực ion Khả cố định Ca2+ đính chủ yếu vào nhóm phosphoseril Khi nồng độ canxi cao, đính vào nhóm cacboxyl ion hố Người ta thấy, có nồng độ giới hạn canxi, nồng độ phức casein - Ca2+ kết tủa Khi đính ion Ca2+ vào làm giảm tích điện âm giảm lực đẩy tĩnh điện Lê Thị Mỹ Châu 16 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Với casein αS1, việc thêm Ca2+ làm giảm điện tích âm (từ - 22 xuống -8) bắt đầu kết tủa hình thàh tiểu phần octame Casein β cố định Ca2+ kết tủa ngưỡng nồng độ Ca 2+ bé nhiều so với casein αS1 phụ thuộc vào mức độ liên hợp protein (rất ưa béo) Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tượng làm thay đổi tương tác ưa béo Casein K thưòng làm suy giảm phản ứng này, tránh kết tủa làm vai trị chất ổn định Khi có mặt lượng nhỏ canxi thi casein K tự liên hợp với casein αS β để tạo mixen tổng hợp giống với mixen tự nhiên bền Kích thước mixen phụ thuộc vào tỷ lượng casein K nồng độ canxi + Cấu trúc mixen tự nhiên Trong sữa, casein tương tác với với ion với muối (đặc biệt canxi phosphat) để tạo phức hợp mixen có đường kính thay đổi từ 20 đến 30 nm phụ thuộc vào nhân tố khác (loài, giống, giai đoạn lấy sữa) Các mixen tự nhiên thường chứa 8% muối (chủ yếu canxi phospho) hợp phần protein khác nhau: casein αS1, αS2, β K với tỷ lệ 3:1:3:1 (bảng) Lê Thị Mỹ Châu 17 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Bảng: Thành phần trung bình mixen casein sữa bị Các hợp g/100g Các hợp g/100g phần protein chất khô phần muối chất khô Casein 33 Ca 2,9 Casein 11 Mg 0,1 Casein 33 PO43- (ion) 4,3 Casein 11 Xitrat (ion) 0,5 Casein Tổng cộng 92 Tổng cộng Hàm lượng nước mixen 65% Các mixen lại tạo từ siêu mixen hình cầu có đường kính từ 15 đến 20 nm xếp lại thành hình dâu Mỗi siêu mixen kết tương tác ưa béo hợp phần Ở siêu mixen khơng có muối vơ trừ bề mặt có ion canxi đính vào gốc phosphoseril Các siêu mixen dính kết với nhờ canxi phosphat magie phosphat chất kết dính có tỷ lệ Ca + Mg = 1,58 P Dưới dạng vơ định hình này, canxi casein làm bền nên không bị biến thành hydroxyapatit Mỗi siêu mixen chứa gần chục hợp phần casein có khối lượng phân tử trung bình 250 000 Casein K thường định vị chủ yếu bề mặt mixen xử lý mixen pepxin chimozin khơng hồ tan (khơng thể xâm nhập vào lịng mixen được) gần tồn casein K bị thuỷ phân, cịn casein khác khơng bị biến đổi Lê Thị Mỹ Châu 18 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Các casein αS β phân bố lòng mixen dạng liên kết với canxi phosphat keo, có điều người ta chưa biết cách xếp chúng cách xác Cấu trúc mixen mềm đến mức đại phân tử đồ sộ cacboxypeptidaza A chui vào mixen để công lên casein αS β Thêm nữa, bề mặt mixen “thấm” thay đổi nhỏ mơi trường xung quanh dẫn đến trao đổi muối vô protein tâm mixen môi trương Các nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho thấy canxi phosphat có mặt mixen dạng vơ định hình + Độ bền mixen Các mixen chịu nhiệt độ 1000C đồng hoá nghiêm ngặt lại dễ dàng bị khử bền thành phần huyết có thay đổi chút • Ảnh hưỏng nhiệt độ môi trường Khi bảo quản sữa mhiệt độ thấp (40C đến 70C) mixen tự phân ly phần thành siêu mixen sau 24h giải phóng tới 50% casein β Gia nhiệt casein β tự liên kết trở lại cách chậm chạp với mixen Có điều người ta chưa biết có kết hợp vào vị trí ban đầu khơng Nếu nâng nhiệt độ lên casein hồ tan (cấu phần casein β) bị giảm liên tục Do sử dụng sữa làm lạnh để làm phomat làm tổn thất casein hoà tan hiệu suất sản phẩm Độ bền mixen với nhiệt độ tăng lên hàm lượng casein K tăng hàm lượng canxi phosphat keo giảm Khi đưa pH casein đến pI (trung bình 4,6) làm tăng lực hút tĩnh điện phân tử phân tử protein mà để khử bền phần khoáng mixen Casein đẳng điện khử khoáng trở nên không tan Việc khử canxi tác nhân tạo phức xitrat, phosphat Lê Thị Mỹ Châu 19 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm EDTA chọc thủng mixen casein Nếu khử phần canxi, gây tổn thất casein β làm tăng kích thước mixen Do người ta giả thiết mixen gồm mạng lưới casein αS K casein β đóng vai trị “chất làm đầy” Cịn tăng kích thước giải thích ion Ca2+ gây “hiệu ứng co” cách hình thành cầu ion Các chất hữu etanol khử bền mixen, pH < 6,1 • Tác dụng proteaza đông tụ Độ bền mixen phụ thuộc vào tỷ lệ casein K Do enzim chimozin, pepxin số proteaza nguồn nấm công đặc hiệu lên casein dẫn đến khử bền mixen: Paracasein K không tan liên kết Caseinoglucopeptit Phe Met H2N hoà tan COOH 105 106 Vị trí cơng chimozin Khi cắt liên kết Phe105 - Met106 casein K giải phóng glucopeptit hồ tan paracasein K không tan liên kết với mixen gốc tạo tập hợp (đơng tụ) Sự đơng tụ giải thích loại bỏ phần caseinoglucopeptit, làm giảm tích điện bề mặt mixen gần phần ba làm giảm lực đẩy tĩnh điện mixen Bề mặt mixen trở nên ưa béo chiếm ưu paracasein K mà mixen liên hợp lại cách dễ dàng Các tương tác ion xảy phần tích điện dương paracasein K Lê Thị Mỹ Châu 20 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm phần tích điện âm casein αS β Các cầu canxi phosphat thiết lập mixen Người ta thừa nhận đơng tụ xảy có 80% casein K mixen bị thuỷ phân enzim Nói chung, thời gian đơng tụ 35 0C tương ứng với thời gian phản ứng enzim Nếu nhiệt độ bé 150C thời gian phụ thuộc vào tượng tập hợp mixen • Ảnh hưởng xử lý công nghệ + Hiệu gia nhiệt Khi trùng Pasteur đặc sữa (thường nhiệt độ 1000C) protein β - lactoglobulin bị biến tính Bắt đầu từ 80 0C, protein dung dịch tự trùng hợp tạo gel Các nhóm tiol tự do, vốn ban đầu ẩn dấu lòng phân tử xuất cấu trúc cầu bị giãn mạch, tương tác với nhóm tiol khác với cầu đisulfua phân tử phân tử Khi tạo phức hợp protein hoà tan bị biến tính hợp phần chứa S mixen (casein K, casein αS2) Khi nhiệt độ 1000C phần lớn protein lactoserum trạng thái liên kết với mixen casein Bề mặt mixen bị biến đổi làm cho chúng bền proteaza (đặc biệt với chimozin) Phức hợp β lactoglobulin - casein K tạo thành có tác dụng làm bền protein sữa trùng 120 - 1400C sau tác dụng đông tụ enzim Cần lưu ý tất protein khơng có tác dụng làm bền mixen casein đun nóng đơng tụ Một số chất lisozim cịn có tác dụng làm cho mixen nhạy cảm với chimozin Ở nhiệt độ từ 1100 đến 1200C, độ bền protein sữa phụ thuộc mạnh vào pH Từ ngưịi ta phân biệt hai kiểu sữa: Lê Thị Mỹ Châu 21 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm +) Sữa kiểu A có độ bền bé nhiệt độ 1400C pH = 6,8; +) Sữa kiểu Bọt có độ bền tăng liên tục với pH Hiện tượng bị chi phối nhiều nhân tố khác sau: +) Khi đính thêm protein lactoserum bề mặt mixen bị xấu làm cho điện zeta khả hydrat hoá mixen bị thay đổi; +) Trong trình gia nhiệt pH bị giảm (do tạo axit hữu từ lactoza từ phản ứng thuỷ phân phosphat hữu casein), nên làm cho sữa nhạy cảm với đông tụ nhiệt; +) Khi gia nhiệt nghiêm ngặt làm biến đổi casein Vì nghèo cấu trúc bậc hai bậc ba nên casein không bị biến tính cách thực thụ mà dạng hồ tan nhiệt độ cao Tuy nhiên, nhiệt độ 1100C xảy phản ứng thuỷ phân để giải phóng phospho nitơ phi protein Phospho bị giải phóng tức khả cố định canxi bị giảm; +) Mặc dầu hàm lượng nước cao, việc trùng kéo theo phản ứng Maillard làm cho phần gốc lizin bị hoạt động ức chế giai đoạn phụ q trình đơng tụ chimozin (nhóm ε - NH2 lizin tham gia vào tượng đông tụ); +) Nồng độ chất khơ sữa có ảnh hưởng đến độ bền nhiệt Khi nồng độ tăng làm giảm đáng kể độ bền nhiệt sữa làm tăng nguy tạo gel trình bảo quản • Hiệu xử lý lạnh Khi bảo quản sữa nhiệt độ thấp (2 - 60C) gây hai kiểu biến đổi: khử bền mixen proteolizơ hạn chế Nhiệt độ thấp làm thay đổi cân muối (P Ca) mixen pha hoà tan: hàm lượng Ca, P casein serum tăng lên, pH tăng lên Lê Thị Mỹ Châu 22 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm chút Kết làm tăng thời gian đơng tụ, làm thay đổi độ ứng làm giảm hiệu suất phomat Có thể hồi phục lại tính chất ban đầu sữa λcách thêm CaCl2, điều chỉnh pH ban đầu, xử lý nhiệt (600C 30 phút) để tái hấp thụ casein β vào mixen Lạnh làm tăng thoái biến casein β thành casein γ Tuỳ thuộc nhiệt độ thời gian bảo quản lạnh người ta nhận thấy hàm lượng casein γ sữa thay đổi lớn (2 - 10%) Quả casein β di chuyển vào pha hoà tan thường dễ bị thuỷ phân proteaza bẩm sinh sữa proteaza vi khuẩn ưa lạnh Các casein αS1 K bị thuỷ phân proteaza bẩm sinh sữa để tạo casein λ ε Các trình proteolizơ hạn chế thường làm biến đổi thành phần mixen làm thay đổi tính chất lý học cơng nghệ học casein Phần IV SẢN PHẨM PHOMAT CHEDDAR Pho mát Cheddar Lê Thị Mỹ Châu 23 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Pho mát Cheddar loại mát cứng, màu chuyển từ vàng đến cam, vị ngon, có nguồn gốc từ làng Anh có tên Cheddar, vùng Somerset Pho mát Cheddar loại mát phổ biến Vương quốc Anh, chiếm 50% thị trường mát hàng năm Mặc dù mát Cheddar có nguồn gốc từ Anh sản xuất nhiều nước Ireland, Mỹ, Australia, New Zealand, Nam Phi Canada Các q trình sản xuất mát Cheddar * Sự axit hóa: pH = 5,0 – 5,2 * Q trình chuyển hóa enzyme đơng tụ * Q trình loại nước (xử lý muối) * Điều kiện sản xuất: yếm khí Lê Thị Mỹ Châu 24 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm * Ủ chín: tháng ÷ năm Các hợp chất hương dễ bay hình thành từ q trình chuyển hóa thành phần sữa: lactose, muối citrate, lipit, protein, axit amin… * Axit béo phân tử lượng thấp * Acetatdehit diacetyl, amino axit, este, rượu cao phân tử, xeton… * Các chuỗi peptit có phân tử lượng thấp trung bình Qui trình sản xuất mát Cheddar 3.1 Tiêu chuẩn hóa sữa Sữa thường tiêu chuẩn hóa trước đưa vào sản xuất mát để xác định tỉ lệ protein chất béo nhằm tạo mát có chất lượng tốt với suất cao 3.2 Thanh trùng/xử lý nhiệt sữa Phụ thuộc vào loại mát mong muốn mà sữa tươi trùng xử lý nhiệt nhẹ nhằm giảm số lượng vi sinh vật gây hại cải thiện môi trường cho chủng ban đầu phát triển (starter cultures) Có số loại mát làm từ sữa tươi thô, chưa qua trùng xử lý nhiệt phải tàng trữ (ủ chín) 60 ngày nhằm giảm xuất vi khuẩn gây bệnh (hoặc mầm bệnh) mà có sẵn sữa 3.3 Làm lạnh sữa Sữa sau trùng xử lý nhiệt làm lạnh đến 32ºC (hoặc 90ºF) để tạo nhiệt độ cần thiết cho chủng vi khuẩn ban đầu phát triển Với sữa thô phải đun nóng đến 32ºC (hoặc 90ºF) 3.4 Cấy chủng vi khuẩn ủ chín Lê Thị Mỹ Châu 25 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Các chủng vi khuẩn ban đầu số chủng vi khuẩn bổ sung vào sữa trì nhiệt độ 32ºC 30 phút ủ chín Giai đoạn ủ chín cho phép vi khuẩn phát triển bắt đầu lên men, làm pH thấp tạo hương thơm cho mát 3.5 Thêm men dịch vị (men rennet) tạo khối sữa đông Men rennet enzyme tác dụng lên protein sữa để tạo thành khối sữa đông (curd) Sau thêm men rennet, để nguyên khối sữa đông thời gian khoảng 30 phút đế tạo thành khối đơng tụ 3.6 Cắt làm nóng khối sữa đông Khối sữa đông lên men đến đạt pH 6.4, sau cắt thành miếng nhỏ dao cắt mát làm nóng đến 38ºC (100ºF) Q trình làm nóng nhằm tách bớt whey 3.7 Tháo whey Whey tháo khỏi thiết bị chứa (bể chứa, thùng chứa) khối sữa đông tạo thành dạng bết (mat) 3.8 Kết cấu khối đông Khối đông dạng bết cắt thành miếng xếp chồng lên đảo trộn định kỳ Quá trình gọi trình tách nước (cheddaring) Quá trình tách nước giúp loại nhiều whey hơn, cho phép trình lên men tiếp tục diễn đến đạt pH 5.1 ÷ 5.5, đồng thời cho phép khối bết kết chặt với tạo thành khối có cấu trúc chặt Sau khối lại cắt thành miếng nhỏ 3.9 Muối khô muối nước Với mát Cheddar, khối sữa đông sau nghiền, tách nước, cắt thành miếng nhỏ lại cho vào thùng chứa hay bể chứa Lê Thị Mỹ Châu 26 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm ướp muối muối khô rắc lên khối curd trộn muối Trong số loại mát Mozzarella, khối sữa đơng đổ vào khn hình nón sau đặt thiết bị chứa dung dịch nước muối 3.10 Tạo khối mát Các miếng sữa đông ướp muối đặt vành mát ép vào khối để tạo mát 3.11 Tàng trữ Pho mát trữ thiết bị lạnh đến đạt thời gian mong muốn Phụ thuộc vào tính chất mà mát tàng trữ từ vài tháng vài năm 3.12 Đóng gói Pho mát cắt đóng vào khối phủ sáp lên Phần IV: KẾT LUẬN Lê Thị Mỹ Châu 27 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Qua phân tích cấu trúc phomat hiểu rõ cấu trúc nhũ tương sản phẩm thực phẩm Một sản phẩm thực phẩm kết hợp nhiều yếu tố: nguyên liệu, thành phần, yếu tố ảnh hưởng, chí phí sản xuất, quy trình cơng nghệ…do phải hiểu rõ yếu tố để từ sản xuất sản phẩm thực phẩm vừa có giá trị dinh dưỡng, vừa có giá trị cảm quan an toàn thực phẩm cho người xã hội TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thị Mỹ Châu 28 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Lê Ngọc Tú ( chủ biên ) Hoá học thực phẩm NXB khoa học Kỹ thuật, 2003 Lê Ngọc Tú ( chủ biên ) Biến hình sản phẩm từ hạt NXB khoa học Kỹ thuật, 2000 PGS TS Hà Văn Thuyết Đề cương giáo án Cao học – Công nghệ bảo quản thực phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà Nội , Hà Nội 2008 Kiều Hữu Ảnh Giáo trình Vi sinh vật cơng nghiệp Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 1999 PGS TS Hà Duyên Tư, TS Nguyễn Thị Minh Tú Các tính chất cảm quan thực phẩm (dành cho sv cao học – ngành CNTP thực phẩm Hà Nội), Hà Nội 2008 Nguyễn Lân Dũng ( chủ biên ) Vi sinh vật học NXb Khoa học Kỹ thuật, 1994 TS Lâm Xuân Thanh Giáo trình Cơng nghệ sản phẩm sữa NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 Lương Đức Phẩm Vi sinh vật học an toàn vệ sinh thực phẩm NXB Nông nghiệp, 2000 E Waagner Nielsen, Jens A Allum Dairy Technology I Danish Turkey Dairies Ltd., 1989 10 E Waagner Nielsen, Jens A Allum Dairy Technology II Danish Turkey Dairies Ltd., 1989 11 http://vi.wikipedia.org/wiki/ 12 http://www.vatgia.com/s/pho+m%C3%A1t+mozzarel 13 http://tim.vietbao.vn/pho_m%C3%A1t/ Lê Thị Mỹ Châu 29 Lớp CHTP 07 – 09 Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Lê Thị Mỹ Châu 30 Lớp CHTP 07 – 09 ... luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Phần III: PHO MAT Để hiểu rõ cấu trúc nhũ tương, phân tích cấu trúc nhũ tương sản phẩm thực phẩm, phomat Phomat sản phẩm thực. .. luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Phần I: MỞ ĐẦU Các sản phẩm thực phẩm thường có cấu trúc, trạng thái, màu sắc, hương thơm tính cảm vị khác Những kết cấu. .. Tiểu luận: Quá trình hình thành thay đổi cấu trúc thực phẩm chế biến thực phẩm Một số loại phomat Sản phẩm mát sản xuất từ nguyên liệu sữa, nên phản ứng tạo hương vị trình hình thành cấu trúc mát