Thành viên:PhuocLinh
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
PHẦN I. Giới thiệu Cùng với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày nay ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung, cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật trên phạm vi toàn thế giới cơ bản đã nâng cao được chất lượng cuộc sống của con người.Tuy nhiên việc đánh giá chất lượng cuộc sống không những đủ mà còn phải quan tâm đến chất lượng của nó. Khi cuộc sống con người được nâng lên một tầm cao mới thì nhu cầu sinh hoạt vật chất ngày cũng được nâng cao nhưng thế nào thì được gọi là nâng cao? Nhất là trong nhu cầu sinh hoat thực phẩm ngày càng được quan tâm hơn. Khi vật chất do con người được làm ra ngày càng nhiều không những chỉ phục vụ cho giới hạn gia đình, một ấp, một xã… mà còn phục vụ cho nhu cầu trao đổi, nhằm phát triển kinh tế và nâng cao cuôc sống của họ. Khi việc trao đổi này không còn trong giới hạn một làng, một xã, mà nó được thực hiện trên phạm vi quốc tế thì việc vân chuyển và bảo quản thật là một vấn đề nan giải, nhất là những loại thực phẩm tươi, đồ hộp…Do đó người ta phải tìm cách để bảo quản những loại thực phẩm này sao cho giữ chúng được lâu hơn phục vụ cho quá trình vận chuyển mất nhiều thời gian. Do vậy mà người ta thường dùng các chất bảo quản hóa học để bảo quản chúng trong quá trình vận chuyển nhưng vẫn giữ được nguyên trạng thái của thực phẩm đồng thời giữ được giá trị dinh dưỡng của thực phẩm nhất là các sản phẩm thịt, cá, đồ hộp, trái cây khô, nước uống, đồ xấy, chiêng…Nhưng đồng thời một yêu cầu đặt ra là những chất bảo quản này không gây hoặc ít hại cho sức khỏe cho con người.
Trong tiến trình hội nhâp kinh tế thì nước ta là một nước đang phát triển với tiềm năng đầy triển vọng. Do đó nhu cầu trao đổi buôn bán hàng hóa là một nhu cầu không thể thiếu . Đặc biệt là các mặt hàng nông nghiệp, thủy sản…Do đó nhu cầu bảo quản cho xuất khẩu là một trong những khâu hết sức quan trọng, đòi hỏi sản phẩm xuất khẩu phải tươi, đảm bảo giá trị dinh dưỡng đồng thời dư lượng chất bảo quản không gây ảnh hưởng cho sức khỏe con người. Đối với hiện trạng Đồng Bằng Sông Cửu Long thì việc bảo quản nông sản sau thu hoạch là việc rất cần thiết, song song đó việc bảo quản những sản phẩm thủy hải sản đánh bắt xa bờ cần phải trú trọng hơn nhằm giảm thiểu tối đa thiệt hại cho nông dân và ngư dân trong tình trạng hội nhập như hiện nay.
TÓM LƯỢC NỘI DUNG PHẦN I: Giới Thiệu PHẦN II: Khái quát về một số sắc tố tạo màu tronh thực phẩm: I.Sắc tố chlorophyll. II.Sắc tố carotenoid. III.Sắc tố anthocyanin. PHẦN III: Sự hóa nâu và hóa mùi trong thực phẩm. I. Cơ chế oxy hóa do oxy hoạt hóa. II. Hóa màu do emzim. III. Hóa màu không do enzim. PHẦN IV: Protein và Lipids. I. Protein: Khái quát cấu trúc và thành phần Protein và sự thối rữa tạo màu và tạo mùi trong thực phẩm. II. Lipids: Khái quát cấu trúc và thành phần Lipids, sự thối rữa Lipids tạo màu và mùi trong thực phẩm. PHẦN V: Một số chất chống oxy hóa thường dùng: I. Khái quát về một số phương pháp chốn oxy hóa. II. Ascorbic acid( Vitamine C.) III. Tocopherol (Vitamine E). IV. Chất chống oxy hóa có nguồn gốc phenol. 1. BHA. 2. BHT. V. Citric acid. VI. EDTA.
PHẦN VI: KẾT LUẬN.
Mục lục PHẦN I: GIỚI THIỆU PHẦN II: Khái quát về một số sắc tố trong thực phẩm trang 1
I. Sắc tố chlorophyll trang 1
1. Cấu tạo trang 1 2. Tính chất trang 2 II. Sắc tố Carotenoids trang 3 1. Cấu tạo trang 3 2. Tính chất trang 3 3. Một số sắc tố màu của Carotenoids trang 4 III. Sắc tố Anthocyanin trang 5 1. Cấu tạo trang 5 2. Sự thoái hóa Anthocynidin trang 5 PHẦN III: Sự hóa nâu và hóa mùi trong thực phẩm trang 6 I. Cơ chế của sự hóa nâu bởi oxyen hoạt hóa trang 6 1. Cơ chế của sự oxy hóa trang 6 II. Hóa nâu do enzim trang 9 1. Định nghĩa trang 9 2. Ví dụ trang 9 III.Hóa nâu không do enzim trang 10 1. Phản ứng Maillard trang 10 2. Sự Caramel hóa trang 11 3. Sự oxy hóa ascorbic acid trang 11 PHẦN IV: Protein và Lipids trang 12 I. Hệ thống Protein trang 12 1. Phân loại Protein trang 12 2. Sự thối rữa Protein và sự tạo màu, mùi trang 12 a. Sự khử carbonyl trang 12 b. Sự khử amine trang 14 c. Phản ứng Strickland trang 15
II. Lipids trang 15 1. Sự oxy hóa Lipids trang 15 PHẦN V: Một số chất chống oxy hóa thường dung trang 16 I. Một số phương pháp chống oxy hóa trong TP trang 16 1. Phương pháp 1 trang 16 2. Phương pháp 2 trang 16 II. Ascorbic acid( Vitamine C) trang 17 1. Giới thiệu trang 17 2. Các phương pháp định lượng trang 19 3. Được dung trang 20 4. Cơ chế chống oxy hóa trang 20 III. Tocopherol (Vitamine E) trang 22 1. Giới thiệu trang 22 2. Cơ chế chống oxy hóa trang 23 IV. Chất chống oxy hóa nguồn gốc phenolate trang 24 1. Cơ chế chống oxy hóa của gốc phenolate trang 24 2. BHA ( Terbutylate hydroxyanisol) trang 25 a. Giới thiệu trang 25 b. Cơ chế chống oxy hóa trang 26 3. BHT ( Butylate hydroxytoluen) trang 26 a. Giới thiệu trang 26 b. Cơ chế chống oxy hóa trang 27 V. Citric acid trang 27 1. Giới thiệu trang 27 2. Cơ chếchống oxy hóa trang 28 VI. EDTA trang 28 1. Giới thiệu trang 28 2. Cơ chế bảo vệ trang 29 PHẦN VI: Kết luận trang 30
PHẦN II. Khái quát về một số sắc tố trong thực phẩm
Bên cạnh những yếu tố xác định chất lượng thịt, hoa, quả… như cảm quan, hương vị, cấu trúc…thì màu sắc là một trong những yếu tố rất quan trọng biểu hiện phẩm chất thực phẩm: -Màu sắc cho biết: + Trạng thái của thực phẩm: Trạng thái tươi, độ trong…và sự biến đổi màu xãy ra rất nhanh. + Cho biết độ tinh khiết của thực phẩm. + Cho thấy trình độ kĩ thuật chế biến. -Trong kỹ thuật chế biến người ta có thể xử lí bằng cách: + Xây dựng quy trình công nghệ bảo vệ màu sắc tự nhiên. +Điều chỉnh hợp phần trong thực phẩm và những chất thêm vào trong bảo quản. + Tổng hợp các màu giống như các màu trong tự nhiên để nhuộm vào khi chúng không đủ mạnh hoặc bị phân hủy trong tự nhiên. Sau đây là một vài sắc tố quan trọng cần chú ý: I. Sắc tố chlorophyll: 1. Cấu tạo: Là chất tạo màu xanh, chúng tạo phức với protein. Chúng có vai trò quan trọng trong việc quang hợp ở cây xanh. Có nhiều loại như chlorophyll a, b, c, d..nhưng chủ yếu là hai loại a và b. Công thức nguyên: COOCH3 Loại a: C55H72O5N4 Mg. C32H30ON4Mg
COOC20H39
Loại b: C55H70O6N4Mg:
Cấu trúc của chlorophyll
2. Tính chất của chlorophyll: Có màu xanh thường che khuất sắc tố carotenoid, dể biến đổi màu khi có sự tác động thay đổi của các yếu tố bên ngoài, không tan trong H2O, nhưng khi đứt nối phytol thì tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ phân cực. Khó giữ ổn định trong bảo quản. Chúng tạo phức với protein nhưng khi protein biến tính chúng đứt ra và tham gia phản ứng hóa học làm biến đổi màu trong thực phẩm. Một số màu thể hiện trong sự chuyển đổi: -Tác dụng bởi nhiệt độ và acid: Cho ra Pheophytin màu vàng nâu.
COOCH3 COOCH3
C32H30ON4Mg + 2H+ C32H30ON4H2
COOC20H39 COOC20H39
- Trong môi trường kiềm: Chúng tác dụng với kềm nhẹ nhất là các kềm carbonate, chúng xà phòng hóa phytol, các muối của chúng đều có màu xanh đậm. Nâng pH cao sẽ làm cho các vitamine biến tính và hư hỏng. - Tác dụng với kim loại: Với Fe2+ , Fe3+ cho màu nâu, với Sn2+, Al3+ cho màu xám, với Cu2+ cho màu xanh xám. - Sự oxy hóa chlorophyll trong thời kì quang hợp được che trở bởi các sắc tố carotenoids và lipids. Khi cây già thì sự che chắn này không còn tác dụng chlorophyll bị hư và bi oxy hóa trở nên nhạt màu, phá vỡ vòng pyrole thành các phân tử nhỏ. Các oxygen tự do sẽ tác dụng tới vòng này và làm biến màu.
II. Sắc tố carotenoids: Là một sắc tố cực kì quan trọng nó tồn tại nhiều trong tư nhiên. Nó là tiền chất của vitamine A. Góp phần làm cho thực phẩm ngon hơn, đồng hời sắc tố này có vai trò làm giảm nguy cơ ung thư ở người và làm chậm sự lão hóa. Và chúng được thấy trong: trái cây, cà chua, ớt…một số loại tiêu biểu: Loai TP Hàm lượng(ppm) Loại TP Hàm lượng(ppm) Carot 54 Đào 27 Rau bina 26-76 Táo 0.9-5.4 Cà chua 51 Đậu 3-7 Mơ 35 Chanh 2-3 1. Cấu tạo:
Được chia trành hai nhóm carotene hydrocarbon và xanthyophyll.
Công thức vitamine A (Retinol)
2. Tính chất của carotenoids: - Không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ - Ổn định trong môi trường kềm, nhạy cảm trong môi trường acid. - Dễ bị oxy hóa do các nối đôi trong phân tử nhạy cảm với điều kiện nhiệt độ, ánh sang. Sự oxy hóa làm mất màu carotenoids là quan trọng trong thực phẩm, sự oxy hóa phá vỡ carotenoids tăng nhanh khi có sự hiện diện của sulfite và ion kim loại, nhiệt độ, độ ẩm, oxygen không khí…khi oxy hóa tạo ra H2O2 chất này làm mất màu carorenoids, đồng thời ion halogen cũng tham gia vào quá trình này. Do đó chúng có tính chống oxy hóa chúng làm vô hoạt oxy độc thân sinh ra do tiếp xúc với ánh sáng, không khí do đó chống sự oxy hóa ở tế bào.
3. Một số sắc tố màu của carotenoids: Licopene tạo màu đỏ của cà chua, Capsanthin màu đỏ ớt, Lutein, Zeaxanthin có trong long đỏ trứng, astaxanthin, tunaxanthin trong cá, tôm, cua…
Licopene ( màu đỏ Cà Chua) α –carotene β–carotene(màuđỏ carot) astaxanthin
III. Sắc tố anthocyanin 1. Cấu tạo: Anthocyanin tan trong nước có màu đỏ, tím một số có màu xanh da trời. Là dẫn xuất của polyhydroxy và methoxy của flavylium. Chúng là các glucoside. Các anthicyanidin thường gặp: Anthocyanidin R1 R2 Anthocyanidin R1 R2 Pelaronidin H H Peonidin H OCH3 Cyaniding H OH Petunidin H OCH3¬ Delphinidin OH OH Malvidin OCH3 OCH3
Màu của chúng tùy thuộc vào cấu trúc hóa học và môi trường bên ngoài. pH thấp anthocyanidin có màu đỏ, khi pH cao thì chúng không màu rồi thành xanh.
Anthocyanidin
Thường có sự biến đổi màu thành dạng chalcone không màu
chalcone
2. Sự thoái hóa anthocyanidin: Các enzim thủy phân hay oxy hóa làm phai màu anthocyanidin, glycosidese thủy phân nối 3 glycosidise thành anthocyanidin ít ổn định. -Bị thủy phân chậm ở nhiệt dộ thường và nhanh ở nhiệt độ cao. - Oxygen và nhiệt độ làm thoái hóa anthocyanin. - H2O2 oxy hóa anthocyanin. - Vitamine C có thể gây hư hỏng anthocyanin trong bảo quản trái cây vì H2O2 sinh ra khi Vitamine C bị oxy hóa bởi oxy và sự hiện diện của ion Cu2+. - SO2 làm nhạt màu của anthocyanin trong bảo quản trái cây. Nồng độ thường dùng là 500ppm đến 2000ppm. Nồng độ cao từ 1-1.5% làm biến màu thuận nghịch, thấp hơn 30ppm ngăn được sự hư hại của anthocyanin do phenoloxydase. PHẦN III. Sự Hóa Nâu và Hóa Mùi Trong Thực Phẩm Phản ứng hóa nâu trong thực phẩm xãy ra rộng rãi do chế biến hay do bị tổn thương cơ học, chúng làm thay đổi tính chất màu, mùi và giá trị dinh dưỡng. Trong sự hóa nâu thì cũng có những loại hóa nâu mong muốn nhưng cũng có những loại hóa nâu không mong muốn nó làm thay đổi màu, mùi và biểu hiện sấu. Đây là việc quan trọng trong bảo quản và chế biến thực phẩm. Chúng hạ thấp giá trị dinh dưỡng trong thực phẩm. Nó xãy ra theo bốn cơ chế sau:
Cơ chế Yêu cầu oxygen Cần nhóm amine trong pư ban đầu pH thích hợp Maillard - + Kiềm Caramel hóa - - Kiềm, acid Oxh ascorbic acid + - Acid nhẹ Phenolate + - Acid nhẹ
Cơ chế hóa nâu ascohrbic acid phụ thuộc vào oxygen trong không khí.
I. Cơ chế của sự oxy hóa bởi oxgen
1. Cơ chế oxy hóa : Trong thực phẩm đặc biệt là có rất nhiều thành phần chất béo không no nó rất có lợi cho sức khỏe nhưng lại gây khó khăn trong việc bảo quản nó vì sự oxy hóa các chất béo. Và quá trình oxy hóa diễn ra theo ba gia đoạn:
a) Khởi phát: Dưới tác dụng của ánh sáng, nhiêt độ, ion kim loại thì nguyên tử hydro sẽ bị tách ra khỏi các acid béo hình thành các gốc tự do.
RCOOH tác nhân RCOO- + H+
b) Giai đoạn tiến triển: Phản ứng cắt đứt hình thành gốc tự do của oxygen: Oxy không những là chất cơ bản trong trao đổi năng lượng và hô hấp, nhưng nó đã tạo ra một số bệnh cho cơ thể. Sự hoạt hóa của oxy là yếu tố ảnh hưởng đến một số bệnh của cơ thể như sự lão hóa, ung thư. Sự hoát hóa của oxy trong cơ thể tồn tại dưới hai hình thái: Hai e đơn không gép cặp ở hai Spin khác nhau và đối song nhau gọi là trạng thái singlet, khi hai e này ở hai spin khác nhau nhưng song song nhau gọi là trạng thái triplet. Lúc này gốc hoạt hóa oxygen mang tính thuận từ.Trạng thái singlet có su hướng tham gia phản ứng với các phân tử hữu cơ hơn là trạng thái triplet.
Sự chuyển hóa giữa các trạng thái từ superoxide(O2-), H2O2, -OH..cuối cùng là H2O . Và ở trạng thái superoide thì nó thu nhiệt nhưng khi hình thành trạng thái singlet thì chúng lại tỏa nhiệt. Các gốc hoạt hóa này tham gia phảnn ứng oxy hóa sulfur, ascorbic acid, NADPH, và các ion kim loại hoặc gây ảnh hưởng lên các enzim, nó nhận proton của các perhydroxyl(OOH) hình thành peroxide hydrogen(H2O2). Các oxy hoạt hóa(O2-) và H2O2 nó tấn công vào các ion kim loại và các gốc (OOH) làm cho các phân tử của màng tế bào bị hư hại nặng. Các gốc acid béo tác dụng với oxy tạo ra các peroxyl . RCOO- + O2 H2O2 + CO2
OH- sinh ra lại tiếp tục tác động lên gốc RH+ chưa bão hòa khác tạo ra gốc R., gốc này tiếp tục bị O2 phá hủy:
RCOO- + O2 H2O2 + CO2
Các oxy hoạt hóa này tác dộng lên các enzim làm ngăn các đại phân tử ra và tiếp theo đó là các peroxide hydrogen và oxy sẽ tấn công vào làm hư hại màng lipid, protein và các acid nucleic. Cứ như thế nó tạo thành phản ứng dây chuyền. c) Giai đoạn kết thúc:
Phản ứng với các nguyên tử hydro từ các acid béo không no khác và liên tục hình thành một phản ứng dây chuyền,
H2O2 + H+ H2 + H2O Trong thực phẩm giàu protein, sự oxy hóa của chất béo ở màng tế bào sẽ làm bay mất mùi, làm mất màu và hình thành các sản phẩm có hại. Men tyrosinaza hay còn được gọi là polyphenol oxydaza là chất có chứa đồng. Chất này, ở trong hải sản và đồ ăn thức uống chế từ thực vật, có tác dụng làm xúc tác cho quá trình oxy hóa các chất gốc phenol trong thực phẩm thành quinon, sau đó các quinon được trùng hợp trở nên các chất màu nâu, đỏ hay đen. Kết quả là thực phẩm bị thâm; các giá trị dinh dưỡng và thẩm mỹ bị xuống cấp, Theo một quan điểm khác, những thử nghiệm sinh học cho thấy rằng việc loại bỏ một loại gen tên là daf-2, hay một loại gen tương đương, làm cho côn trùng, ruồi và chuột có khả năng sống lâu hơn, có thể đó là loại gen có tác dụng thực hiện chương trình lão hóa. II. Hóa màu do enzim: 1. Định nghĩa Sự hóa nâu do enzim là sự hóa nâu trong thực phẩm mà trong đó có sự tác động của enzim làm cho các sắc tố bị biến đổi hoặc là do enzim phân cắt chuỗi polypeptide ra thành từng monoacid amine tạo điều kiện cho các tác nhân oxy hóa tấn công. 2. Ví dụ:
Trong phản ứg hóa nâu của gốc phenilate.
L tyrosine 3,4 dihydroxy phenylalanine
Men tyrosinaza
3,4 dihydroxy phenylalanine o-quinon phenylalanine
o-quinon phenylalanine
Polyquinonphenylamine Màu nâu đen
III. Sự hóa nâu không do enzim: Trong chế biến thực phẩm sự hóa nâu không mong muốn khi không có sự tác động của enzim gây khó khăn lớn trong quá trình bảo quản. quá trình hóa nâu làm giảm giảm giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Ba con đường hóa nâu chính là: 1. Phản ứng Maillard:
Là phản ứng của đường khử và các acid amine tạo hợp chất màu nâu gọi là melanoidin. + Tạo hợp chất dể bay hơi.
+ Tạo vị đắng. + Tạo reductone là những chất có tính khử mạnh giúp thực phẩm ổn định trước các tác nhân oxy hóa. + Mất các acid amine không thay thế. +Tạo các hợp chất gây ung thư. + Sinh khí CO2. 2. Sự caramel hóa:
Là một tiến trình quá nâu không có sự tham gia của các acid amine và các protein trong điều kiện acid hoặc base kèm theo sự biến đổi mùi vị, thường có vị đắng,các phản ứng xãy ra thường là:
+ Phản ứng thủy phân + Quá trình đồng phân hóa + Sự loại nước. + Sự ngưng tụ. + Sự tạo thành các hợp chất màu. 3. Sự oxy hóa của ascorbic acid:
Là sự hóa nâu nhờ các sản phẩm sinh ra trong quá trính oxy hóa của ascorbic acid.
2,3 dicetogulonic acid
Fufuran (Màu nâu)
PHẦN IV. Protein và lipids I. Hệ thống Protein 1. Phân loại protein Hệ thống protein thực phẩm rất đa dạng người ta chia protein thành một số loại như sau: - Hệ thống Protein thịt, cá: Thịt gia súc và thịt cá chứa 15-20% nghĩa là khoảng 50-59% lượng chất hữu cơ trong cơ thể. Nhưng lượng Protein trong cá thường ít hơn trong thịt. - Hệ thống Protein trứng: Thường chứa một hàm lượng Protein cao. - Hệ thống Protein sữa: Trung bình một lít sữa chứa khoảng 30-45g Protein. - Hệ thống Protein máu: Chiếm 3-5% trọng lượng, trong máu thì Protein chiếm khoảng 17% thành phần. - Hệ thống Protein lúa: Lúa thường chứa khoảng 15-23% lượng Protein. - Hệ thống Protein đậu nành: Chứa khoảng 40-45% Protein. 2. Sự thối rữa Protein và sự tạo mùi, tạo màu trong thực phẩm Một trong những nguyên nhân làm thối rữa protein dó là sự tác động của các tác nhân oxy hóa. Các Protein tạo phức màu với các chlorophyll trong cây, rau quả.. nưng khi phức này bị cắt đứt thì các chlorophyll tham gia phản ứng cắt đứt chúng với các tác nhân oxy hóa và tạo ra các hợp chất có màu không mong muốn. Protein được cấu tạo từ các acid amine, khi bị cắt đứt chúng tạo thành các đơn acid amine dễ bị tác nhân oxy hóa tấn công, tạo thành các hợp chất có màu và mùi không theo maong muốn. Và quá trình này làm cho hệ thống Protein bị phá hủy Cơ bản do ba kiểu phản ứng quan trọng: - Sự khử nhóm carbonyl do enzim decarboxylase. - Sự khử nhóm amin. - Phản ứng Strickland. a) Sự khử nhóm carbonyl: Sự khử carbonyl của các acid amine để tạo ra các sản phẩm sau:
Acid amine Sản phẩm Lysine Cadaverine Ornithine Putressceine Glutamic acid γ –amino acid Valine Izobutylamine Tryrosine Tyramine Tryptophane Tryptamine
Sản phẩm tạo ra là một amine , CO2 và H2O2. H2O2 lại tấn công vào các ion kim loại làm cho màng tế bào hư hại.
Lysine cadaverine
Tryptophane tryptamine
b) Sự khử amine: Một số sản phẩm khử của acid amine: Các sản phẩm của sự khử amine là:
Acid amine Sản phẩm Alanine Pyruvate Izoleucine Β –methyl- α ceto valeriate Tryptophane Indol Glutamate α ceto glutamate Aspartate Fumarate Serine Pyruvate Cysteine Pyruvate +H2S
Pyruvate
Pyruvate serine
pyruvate
c) Phản ứng Strickland: Alanine bị oxy hóa deamine và một acid amine khác bị khử: C3H7O2N + RCH(COOH)(NH2) +2H2O CH3COOH + RCH2COOH +3NH3+CO2 Phản ứng này tấn công vào các acid amine làm cho hệ thống Protein bị hư hại nặng làm thối rửa các protein dẫn đến phá hoại tế bào, gây khó khăn trong quá trình bảo quản. Đồng thời phản ứng desulfhydate hóa phá hủy cầu nối disulfite của các protein giàu S giải phóng H2S và H2S có thể gây nên hiện tượng mất màu trong thực phẩm. Phản ứng oxy hóa methionine: Met bị oxy hóa bởi các phân tử như oxygen, H2O2 hoặc SO2 dẫn đến phá hủy các acid amine sản phẩm tạo thành là một sulfoxite, sulfon. Nói chung sau khi thực phẩm sau thu hoạch do ảnh hưởng và sự tác động nhiều yếu tố dẫn đến sự phá hủy các acid amine, dẫn đến phá hủy tế bào, Protein bị biến tính làm cho tính chất của thực phẩm bị thay đổi, mất giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.
II. Lipids 1. Sự oxy hóa lipids: Trong đại phân tử lipids được cấu tạo từ các phospholipid và glycolipid có nhiều các acid béo liên kết mắc xích với nhau. Khi các gốc oxygen tự do hoạt hóa các enzim nó cắt đứt chuổi này ra và O2- tấn công vào phá vỡ gốc R của các acid béo. Acid béo quan trọng là linoleic acid ở màng tế bào. Gốc R không no của acíd béo rất quan trọng nó sẽ phản ứng với OH bứt ra H+ từ methylvinyl của gốc acid béo.
Sau đó R- nà phản ứng với O2 sinh ra theo phản ứng:
RCOO- + O2 H2O2 + CO2 H2O2 thấm qua màng tế bào phá vỡ các liên kết peptid thành các acid amine tự do rất dể bị O2 tấn công bằng các phản ứng khử nhóm carbonxyl và nhóm amine tạo thành các hợp chất tạo màu và tạo mùi. Nhóm ROO- này phản ứng với acid béo khác kế cận:
Tuy nhiên ROOH này không bền với các kim loại:
Và quá trình này diễn ra tuần hoàn làm phá hủy màng lipids, đây là nguyên nhân gây hư hại dẫn đến sự trở màu và trở mùi của thực phẩm.
PHẦN V. Một Số Chất Chống Oxy Hóa Chủ Yếu và Thường Dùng Hiện Nay
I. Khái quát một số phương pháp chống oxy hóa trong thực phẩm Tóm lại nguyên nhân của sự biến đổi màu, mùi trong thực phẩm chính là sự biến đổi các sắc tố màu chlorophine, carotenoids…Đồng thời cùng với sự phá vỡ cấu trúc, biến đổi tính chất của các acid amine trong phâm tử protein và cắt đứt chuổi polypeptide hình thành nên các mono acid béo trong phân tử lipids chính là oxy tự do hoạt hóa với các gốc tư do hình thành nên phản ứng dây truyền phá hủy các acid béo có lợi. Do đó ta có thể chống sự oxy hóa bằng hai cách: 1. Phương pháp 1:
Ngăn cản không cho hình thành các gốc tự do tức là không cho sự tách nguyên tủ H+ từ các acid béo không no: Có thể dùng các chất như: EDTA, phosphate, citrate, flavonoid, ascorbic acid, tocopherol, carotennoid….
2. phương pháp 2:
Ta dùng những chất có khả năng dọn sạch các gốc tự do phản ứng với các acid béo,cắt đứt chuỗi phản ứng dây chuyền:
Các chất chống oxy hóa như: Bao gồm các chất có nhóm phenol (tocopherol, BHA, BHT) và nhóm carotennoid. Viêc sử dụng các chất chống oxy hóa phụ thuộc vào từng loại thực phẩm cũng như nhu cầu của từng thị trường tiêu thụ. Các thị trường lớn thường ưa chuộng các chất chống oxy hóa mang nguồn gốc thiên nhiên như ascorbic acid, tocopherol, beta carotene, astasathin. Vì chúng an toàn hơn các chất chống oxy hóa tổng hợp như BHA, BHT. Hiện nay các nhà chế biến thực phẩm Việt Nam đang sử dụng sodium ascorbate.
II. Vitamine C: Ascorbic acid: 1. Giớ thiệu Hệ thống tên 2-oxo-L-threo-hexono- 1,4-lactone-2,3-enediol or (R)-3,4-dihydroxy- 5-((S)-1,2-dihydroxyethyl) furan-2(5H)-one Công thức phân tử C6H8O6 Khối lượng phân tử 172.12 g/mol Nhiwtj độ sôi 190-192oC D 1.65g/cm3 Công thức cấu tạo
Ascorbic acid là một acid hữu cơ có tác dụng chống oxy hóa. Nó ở trạng thái màu trắng trong xuốt hoặc hơi vàng đục. Dung dịch của nó với nước thường ở dạng L-ascorbic acid như chúng ta đã biết như vitamine C. Năm 1937 Nobel Prize bằng phương pháp Waler Haworth trong hóa học đã tổng hợp và đã phát hiện ra công thức của Vitamine C, Ông là một nhà nghiên cứu về vitamine học, sinh lí học và dược phẩm, đồng thời ông cũng đã tham gia thảo luận cho các sinh viên ở các trường đại học về vitamine. Phương diện hóa học: Nhóm OH- gần nối đôi enol. Một nhóm sẽ bị mất cặp e tự do và trở thành =OH+ bởi sự tạo thành nối đôi, đồng thời nối đôi C=C ở giữa diol sẽ chuyền nối đôi của nó đến vị trí nối đôi kế cận (2oxy) carbon. Một cách nửa các nối đôi của nhóm carbonyl(C=O) nhận từ carbonyl oxygen để hình thành enolate. Nguyên tử Oxy nhanh chóng tách Proton hình thành carbonyl và chính sự mất Proton hình thành nên tính chất của ascorbic acid bao gồm các phản ứng ở nhóm enol và sự mất Proton hình thành enolate. Nơi phủ nhận sự tấn công của nhóm enolate và kết quả là hình thành nhóm carbonyl(C=O) và nối đôi C=C, chính sự chuyển dời của điện tử tạo nên sự vững chắc và ổn định của ascorbic acid.
Cấu trúc không gian của ascorbic acid:
Dạng hổ biến bền của ascorbic acid:
Dạng bền của enol ascorbic thường là 1,3 diketone. Ascorbic acid có sự biến đổi nhanh chóng qua lại hai dạng không bền của nhóm diketone. Bởi sự chuyển hóa hoàng toàn các Proton của nó để trở thành trạng thái bền nhất từ enol. Proton của nhóm enol bị mất và thêm vào đó là các e từ nối đôi và hình thành nên một diketon đây là phản ứng của nhóm enol và hai dạng thường là 1, 2 diketon và1, 3 diketon. 2. Các phương pháp định lượng vitamine C Bằng nhiều cách ta có thể định lượng vitamine C, sau đây là một số phương pháp để định lượng: a) DCPIP: Với tác nhân oxy hóa như 2,6 dichlorophenol-indophenol hoặc DCPIP. 2,6 dichlorophenol-indophenol có màu xanh. Khi phản ứng với ascorbic acid thì dung dịch chuyển sang không màu.
+
Một lượng 2,6 dichlophenol-indophenol trong môi trường acid sẽ cho màu hồng bền trong 15 giây. Ta sác xác định được hàm lượng vitamine C cần xác định. b) Phương pháp định lượng bằng Iodine:
+I2 C6H8O6I2
I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI Nguyên tắc: dựa vào tính cộng vào nối đôi của ascorbic acid. I2 tham gia phản ứng với Iodine dung dịch tạo ra không màu, lượng I2 dư sẽ được chuẩn độ lại bằng lượng sodium thiosulfate. Đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng rơm bền trong 15 giây. c) Phương pháp dung N-Bromosuccimide (NBS) :
Với tác nhân oxy hóa NBS sẽ tham gia phản ứng với ascorbic acid trong môi trường KI . khi NBS phản ứng kết thúc thì lượng I2 sinh ra làm cho dung dịch có màu của nó là màu xanh với tinh bột là được. 3. Được dùng: Ascorbic acid được dùng thực phẩm với tác dụng chống oxy hóa nhằm bảo quản thực phẩm nhất là thực phẩm tươi sống như thịt. cá , tôm, cua …khỏi bị thối rửa và lên mùi. Bảo quản được lâu hơn. Vì ascorbic acid dể bị phâm hủy bởi ánh sang, môi trường, nhiệt độ…nhưng các dạng muối của nó thì bền như là sadium, potassium, canxium, được dùng thay thế nó trong bảo quản thực phẩm với chức năng chống oxy hóa . Ngoài ra các ester của ascorbic acid với các acid béo như ascorbyl plamitate, ascorbyl stearate cũng có tác dụng chống oxy hóa . 4. Cơ chế chống oxy hóa của ascorbate sodium: Sự oxy hóa là sự phản ứng với oxy của các gốc tự do hình thành nên phản ứng dây chuyền phá hủy các acid béo có lợi, sự chuyển dời các e trong phân tử ascorbic hình thanh nên dạng khử của nó. Do đó ta có thể ngăn cản sự oxy hóa bằng hai cách: Công thức của sodium ascorbate: C6H7O6. Nó tham gia phản ứng với superoxide, H2O2… 2 O2-+ 2H+ + ascorbate + 2H2O2 dehydroascorbate +H2O (2O-2+2H+ + +2H2O2 +H2O) Chúng dọn xạch gốc oxy hoạt hóa, ngăn chặn không cho O2- phản ứng với gốc R+ của các acid béo. Đồng thời chúng tham gia phản ứng khử các peroxide hydrogen, chất này gây độc cho tế bào: H2O2 + 2 ascorbate 2H2O 2 monodehydroascorbate Đồng thời ascorbate còn tham gia phản ứng găn với các gốc acid béo tạo thành muối bền trước oxy tự do. Ascorbate plaminate và ascorbate stearate. Do tạo thành các dạng trong bảo quản nhưng những dạng này không gây độc hai cho sức khỏe con người nên chúng được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm và đồ tiêu dùng. Tuy nhiên vẫn còn có một số vấn đề cần chú ý là dehydroascorbate này không bền và chúng bị phân hủy tạo thành tartrate và oxalate. Đặc biệt là oxalate có thể tạo tủa khó tan với canxium do đó phải cần sử dụng sản phẩm trong thời gian cho phép nhất định, tránh sự phân hủy tạo tủa.
C2O42- +Ca2+ CaC2O4(tủa khó tan) Trong cơ thể thì vitamine C đóng vai trò quan trong và người ta thường dung cho từng thời kì của sự phát triển. Ví dụ như: Ở trẻ sơ sinh từ 1 đến 6 tháng : 30mg Từ 6 đến 12 tháng : 35mg Từ 1 đến 3 tuổi : 40mg Từ 4 đến 6 tuổi : 45mg Từ 7 đến 14 tuổi: 50mg
> 18 thì 65 đến 95mg/ngày.
Nhưng trong bảo quản thực phẩm thì giới hạn cho phép không được quá 100mg/kg thực phẩm. Nếu vượt quá hàm lượng này nó sẽ tích tụ lại cơ thể tạo điều kiện cho chúng tạo tủa với Ca2+ gây sỏi thận.
III. Tocopherol (viatmine E) 1. Giới thiệu Vitamine E là một viatamine tan trong chất béo. Dung dich của nó giữ vai trò quan trọng trong việc chống oxy hóa được dung trong bảo quản thực phẩm và dược phẩm. Tên thường Vitamine E Tên khoa học α- Tocopherol Công thức phân tử C29H50O2 Đánh số dược phẩm E306 đến E309 D( g/cm3) 0.95 Khối lượng phân tử 430.72 g/mol Nhiệt đông đặc 3.5-2.5 Nhiệt nóng chảy 393oC Nhiệt sôi 420oC
Công thức cấu tạo:
2. Cơ chế chống oxy hóa của tocopherol: Trong thực phẩm khi xãy ra hiện tượng phân cắt các chuổi peptid của phân tử protein hat là việc tách H+ của các R+ của các acid béo hình thành nên các gốc tự do. Thì trong việc bảo quản thực phẩm người ta dùng vitamine E nhằm bổ sung H+ vào nối đôi chưa no của các acid béo và đồng thời chúng tham gia dọn xạch các gốc tự do như peroxide, hydroxyl..
Tham gia phản ứng với peroxide, hydroxyl hình thành một rượu mới. Do đó nó ngăn cản các peroxide tham gia phá hủy các gốc của acid béo, làm giảm thiểu việc hư hại các lipids và các protein, tránh được sự tạo mùi, tạo màu trong thực phẩm.Giúp bảo quản thực phẩm được lâu hơn.
+H2O rt
+ 1/2O2
IV. Chất chống oxy hóa có nguồn gốc phenol 1. Cơ chế chống oxy hóa của nhứng nhóm chức phenollase: Ví dụ được biểu diển như sau: Trước tiên do nhóm hydroxyl nằm gần nhóm dien do có hiệu ứng cảm âm nên dịch chuyển điện tích về phía oxy nên H+ bị bức ra trong khi tham gia phản ứng với các gốc tự do của các acid béo, và hình thành nên gốc quinon bền.
Quá trình phản ứng được biểu diễn như sau:
R* là gốc của ROO- của các acid béo.
Phản ứng xãy ra nhanh vì năng lượng cần đưa H+ về nối đôi không no của acid béo thấp, làm cho gốc này no và không bị phá vỡ trước tác nhân oxy hóa.
2. BHA a) Giới thiệu Là một chất chống oxy hóa tổng hợp đước sử dụng đa số trong thực phẩm và các mặt hàng thủy hải sản. Công thức cấu tạo: là hỗn hợp của hai đồng phân 2-terbutyl -4-Hydroxyanisole và 3-terbutyl-4-Hydroxyanisole.
Cấu trúc không gian của BHA:
Hệ thống tên 2-terbutyl -4-Hydroxyanisole và 3-terbutyl-4-Hydroxyanisole.
Kí hiệu BHA Công thức phân tử C11H16O2 Khối lượng phân tử 180.24g/mol Dạng Dạng sáp bền, có mùi thơm nhẹ Nhiệt sôi 48-55oC Nhiệt độ sôi 264-270oC D 1.092g/cm3 BHA được đưa vào để bảo quản thực phẩm nhằm làm giảm thiểu khả năng oxy hóa của các chất béo và dầu. Chúng được đưa vào với liều lượng vừa phải. Theo quy định của bộ y tế thì hàm lượng cho phép là không vượt quá 100mg/kg. Nếu như dùng với liều lượng cao nó sẽ thấm qua thành ruột non và tồn trữ lại trong mô tế bào gây rối loạn cơ thể. b) Cơ chế bảo vệ: Tham gia phản ứng với các gốc acid béo không no nhằm cho proton để gốc này bền trước các tác nhân oxy hóa. Nó tham gia phản ứng với các gốc tự do niều hơn và nhanh hơn các gốc tự do phản ứng với phân tử lipids
+ R- RH +
3. BHT a) Giới thiệu Công thức cấu tạo:
Là một chất chống oxy hóa cũng như BHA, dùng trong chống oxy hóa cho chất béo và dầu.
Cấu trúc không gian của BHT:
C6H2(OH)(CH3)(C(CH3)3)2
Hệ thống tên 3,5-ditertbutyl-4-hydroxytoluen, Methyl-di-tertbutyltoluen, 2,6-ditertbutyl-para-cresol Công thức phân tử C15H24O Trạng thái Bột phẩm Khối lượng mol 220.35g/mol D 1.048g/cm3 Nhiệt độ sôi 70-73oC Nhiệt nóng chảy 265oC
b) Cơ chế chống oxy hóa Nhóm terbutyltoluen là nhóm đảy điện tử, nó dồn đôi điện tử này về phía oxy và làm cho lien kết O-H kém bền, do đó H+ đứt ra gắn vào R- của acid béo chưa no. Hình thành nên gốc quinon. R chưa no của acid béo nhận được proton trở nên bão hòa, chúng bền với các tác nhân oxy hóa như O2 .
+R- RH +
Liều lượng dùng cũng như BHA trong khoảng cho phép 50-100mg/kg, với liều lượng này nó sẽ được thải ra ngoài theo đường nước tiểu. V. Acid citric: 1. Giớ thiệu Là một acid thường được dùng đi kèm với ascorbic acid trong việc chống oxy hóa. Công thức cấu tạo:
acid citric
Công thức phân tử C6H8O7 Khối lượng phân tử 192.13g/mol
Tên khoa học 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid
Nhiệt nóng chảy 153oC
Nhiệt độ sôi 175oC
D 1.666g/cm3 Acid citric là một acid hữu cơ có rất nhiều trong trái cây, nó được dùng ở dạng dung dịch được thêm vào trong thực phẩm như là một tác nhân chống oxy hóa. Có rất nhiều trong trái cây nhất là chanh, nó chiếm hơn 8% trọng lượng khô của trái cây. 2. Cơ chế chống oxy hóa: Trong quá trình oxy hóa thì các ion kim loại cũng tham gia vào để đẩy nhanh tốc độ oxy hóa theo phương trình sau: RCOO- + O2 H2O2 + CO2
Ví dụ như ion sắt (II). Khi gốc Oxygen tham gia phản ứng tạo ta H2O2 thì Fe2+tham gia khử H2O2 biến thành Fe3+ làm cân bằng dịch chuyển theo chiều phản ứng thuận, do đó nó đẩy nhanh tốc độ oxy hóa. Trong phân tử acid citric có ba gốc carbonxyl, chúng cho proton hình thành nên ion vòng càng, các ion này tham gia phản ứng tạo phức với các ion kim loại. Khi cho thêm citrate canxium thì các ions kim loại này tạo phức với ion citrate, do đó làm phản ứng chậm dịch chuyển theo chiều làm giảm quá trình oxy hóa. Acid citric được dung với liều lượng thích hợp là khong vượt qua 70mg/kg. Nếu dung với hàm lượng cao thi một phần gây vị chua cho thực phẩm, không đáp ứng được nhu cầu cho người tiêu dung, mặt khác chúng gây nên tình trạng thiếu máu cho cơ thể kéo theo một số bệnh lí khác như loet dạ dày, têu chảy… VI. EDTA: 1. Giới thiệu Cũng được xem như một chất chống oxy hóa với tác dụng như acid citric là kết hợp với các ion lim loại làm giảm quá trình oxy hóa. Công thức cấu tạo:
2. Cơ chế Tên Ethylendiaminetetraacetic acid. Là một chất mang tính vòng càng nó kết hợp tạo phức với các ion kim loại như Ag+, Ca2+, Cu2+, Fe3+… Khối lượng phân tử : 292.28 g/mol. Có cấu trúc không gian:
Trong quá trình sử dụng những chất chống oxy hóa có cơ chế tham gia phản ứng với những kim loại như acid citric, EDTA…phải hết sức chú ý trong khi sử dụng chúng, vì chúng có thể tham gia phản ứng với các ion kim loại nhất là Fe2+ trong máu gây nên hiện tượng thiếu máu và nhiều biến chứng lâm sang khác gây hại đến sức khỏe của người tiêu dung, còn những chất chống oxy hóa như BHA, BHT cần thì liều lượng dùng phải trong giới hạn cho phép.Ví dụ như BHA thì không vượt quá 100mg/kg, nếu vượt quá lượng này thì chúng sẽ thấm qua màng ruột tích trữ trong tế bào gây rối loại cơ thể.
PHẦN VI: KẾT LUẬN Trong những năm gần đây nhờ áp dụng nhiều kỹ thuật trong sản xuất nông nghiệp, đánh bắt thủy hải sản, chế biến thực phẩm… do đó đã nâng cao được năng xuất cũng như chất lượng nông sản, thủy hải sản và nhiều mặt hàng khác như thịt, rau quả, đồ ăn uống tươi, đồ đóng hộp, nước uống…trình độ kỹ thuật bảo quản thực phẩm ngày càng được nâng cao. Tạo điều kiện giảm bớt thiệt hại cho người dân cũng như góp phần tăng giá trị cho sản phẩm, đem lại thu nhập cho quốc gia một nguồn ngoại tệ không nhỏ. Nhưng vấn đề dùng chất bảo quản trong thực phẩm hiện nay đang được quan tâm và là một vấn đề nhứt nhối của xã hội. Thời gian gần đây nhiều vụ ngộ độc thực phẩm do các chất bảo quản gây ra không phải là con số nhỏ. Mà một trong những nguyên nhân chủ yếu là do ý thức của người sử sản phẩm, ý thức của người sử dụng chất bảo quản, sử dụng chúng với hàm lượng cao, gây ngộ độc cho người tiêu dùng. Đó là những mặt hàng tiêu thụ trong nước. Còn đối với những mặt hàng xuất khẩu thì những quy định về chất bảo quản cực kì khắc khe. Đòi hởi chúng ta phải luôn cập nhật thong tin, tăng cường học hỏi để nâng cao trình độ kỹ thuật trong việc bảo quản thực phẩm. Do đó chúng ta nghiên cứu, học hỏi về chất chống oxy hóa dùng trong bảo quản thực phẩm không có nghĩa là chúng ta lạm dụng chúng trong bảo quản mà là chúng ta phải có một cách nhìn đúng đắn về nó và sử dụng chúng một cách thích hợp và có hiệu quả. Để đáp ứng nhu chất lượng thực phẩm cho con người, để đời sống con người thật sự “nâng lên tầm cao mới” theo đúng nghĩa của nó.