HÓA THỰC PHẨM GIÁO TRÌNH chuong 1: NƯỚC

Ch
1.1. Vai trò n

ng 1. N

C

c trong đ i s ng, s n xu t

1.1.1. Vai trò c a n

c trong đ i s ng

N c gi vai trò quan tr ng trong cu c s ng. Trong quá trình quang h p, cùng v i
CO2, n ng l ng m t tr i và ch t di p l c, n c chi m m t vai trò ch đ o. Nh có n c
mà q trình này đ c hoàn thành t o ra v t ch t và O2 cung c p cho s s ng trên trái đ t.

Hình1.1. Quá trình quang h p

Trong c th ng i n c chi m 6570% tr ng l ng c th . Trong đi u ki n th ng
nhu c u n c c a m t ng i là 2,5 lít m i ngày (35 g/kg th tr ng). Nhu c u này có th
thay đ i tùy thu c vào nhi t đ môi tr ng và s trao đ i ch t c a c th . Ví d : khi nhi t
đ mơi tr ng t ng thì c th c n 3,5 lít/ngày ho c khi c th ph i v n đ ng nhi u nhu c u
n c t ng lên đ n 4 lít/ngày. Tr s sinh có th c n 140 g/kg th tr ng (g p 4 l n ng i
l n). Trong c th ng i và đ ng v t nh n c mà ph n ng th y phân th c n m i đ c
ti n hành. M t m t n c đ c b sung t mơi tr ng ngồi vào c th , m t khác n c l i
đ c bài ti t t c th ra môi tr ng xung quanh. Qua s trao đ i mà c th s đào th i
đ c các ch t d th a, c n bã, ch t đ c có h i ra kh i c th .
Con ng i và đ ng v t b sung n c t th c u ng và th c n. Trong 2,5 lít n c
c n m i ngày thì 1 lít t n c u ng, 1,2 lít t th c n và 0,3 lít trong các ph n ng n i sinh
trong c th . Qua tính tốn, khi oxy hóa 100g protein t o 41ml n c, 100g glucide t o

55ml n c, 100g lipid t o 107ml n c.
Khi vào c th , n c đ c chuy n nhanh t i t ng mô t bào nh h th ng tu n hồn.
Sau đó t i các c quan n c đ i m i và bài xu t ra ngoài. Trong đi u ki n th ng, c th
bài xu t 2,5 lít n c trong đó 50% qua th n (n c ti u), 13% qua ph i (hơ h p), ph n cịn
l i kho ng 32% s bài ti t qua da (m hôi). T l này thay đ i r t l n tùy thu c vào đi u
ki n bên ngoài. Khi làm vi c trong phân x ng gia cơng nóng thì n c bài ti t qua da là


ch y u. Khi th i ti t l nh, không xu t m hôi đ
chi m ph n l n.

c thì l

ng n

c bài ti t qua th n s

N c là thành ph n ch y u, b t bu c trong m i t bào và c th s ng. Do phân t
n c có tính phân c c nên n c có nh ng đ c tính hố – lí đ c bi t làm cho nó có vai trị
r t quan tr ng đ i v i s s ng. Các phân t n c trong t bào t n t i d ng t do ho c liên
k t v i các thành ph n khác. Vì v y, n c v a là thành ph n c u t o v a là dung mơi hịa
tan nhi u ch t tan c n thi t cho các ho t đ ng s ng c a t bào. Trong t bào, n c phân b
ch y u ch t nguyên sinh. N c là môi tr ng khu ch tán và môi tr ng ph n ng ch
y u c a các thành ph n hố h c trong t bào. N c cịn là nguyên li u cho các ph n ng
sinh hoá trong t bào nh : ph n ng th y phân, ph n ng hydrat hóa, ph n ng oxy hóa
kh sinh h c.
Do có kh n ng d n nhi t, to nhi t và b c h i cao nên n c đóng vai trị quan tr ng
trong quá trình trao đ i nhi t, đ m b o s cân b ng và n đ nh nhi t đ trong t bào nói
riêng và c th nói chung. N c gi nhi m v đi u hòa thân nhi t và n đ nh nhi t cho c
th . Thân nhi t c a m i loài sinh v t có khác nhau chút ít nh ng lúc nào c ng ph i không

thay đ i. Thân nhi t c a con ng i là 370C.
Nh tính ch t d hòa tan trong n c c a các ch t, n c đóng vai trị v n chuy n các
ch t đ n các c quan c n thi t c a c th . Do tính đi n ly y u, n c gi vai trò c a m t
ch t đ m n đ nh pH giá tr pH trung tính.
M i bi u hi n đ c tr ng cho s s ng có th r i lo n khi l ng n c trong t bào
gi m t i m c nh t đ nh, và có th d n đ n t vong khi l ng n c m t h n 12% so v i
tr ng l ng c th . ã có thí nghi m cho th y r ng m t ng i kh e m nh có th nh n n
đ n 40 ngày n u v n đ c u ng n c, nh ng n u khơng đ c u ng n c thì ch a t i 10
ngày đã ch t. Thi u n c s nguy hi m đ n tính m ng h n thi u n.
1.1.2. Vai trò n

c trong s n xu t th c ph m

N c là nguyên li u c n thi t không th thi u đ i v i công nghi p th c ph m. N c
dùng đ nhào r a, v n chuy n, x lý nguyên li u, đ ch t o s n ph m và các ch t trong
s n ph m. N c còn dùng đ liên k t các nguyên li u và các ch t trong s n ph m. N c là
thành ph n chính c a h u h t các nguyên li u trong s n xu t th c ph m.
B ng 1.1. Hàm l

ng n

Nguyên li u

c c a các lo i nguyên li u khác nhau

Hàm l

ng n

Th t heo ph n n c

5360

Th t bị

5070

Th t gà khơng có da
Cá, ph n th t

74
6581

c [%]


Các lo i qu m ng: anh đào, lê
Táo, đào, cam, b

8085

i

90

Dâu, cà chua

9095

u Hà Lan

C c iđ

7480

ng, cà r t, khoai tây

8590

M ng tây, đ u, c i b p, bơng c i, rau
di p

9095

H t thóc

1314

Ng c c khác

1617

N c là nguyên li u chính c a s n ph m bia, n c gi i khát… N c tham gia vào
vi c t o c u trúc và tr ng thái c a các s n ph m ch bi n. Thông quá các t ng tác v t lý
v i protein, polysaccharide, lipid và mu i, n c góp ph n quan tr ng trong vi c t o c u
trúc c ng nh t ng c ng ch t l ng c m quan c a th c ph m. N c nh h ng đ n kh
n ng t o gel, t o b t, t o nh t ng c a các s n ph m th c ph m.
B ng 1.2. Hàm l

ng n

c c a các lo i s n ph m khác nhau

Hàm l

ng n

c

Lo i s n ph m
Bia
R u
S a ti t trùng
S ab t
N c trái cây
Qu n c đ ng
M t
B , margarine
K o c ng
K om m
K od o
N

[%]
9295
5585
7585
4
8090
4050
1540

1618
<3
45
525

Lo i s n ph m
h p th t cá
Xúc xích, th t ngu i
L p x ng
Bánh mì
Bánh trung thu
Biscuit
Mì n li n
Bún t i
B t ng c c
H t cà phê rang
M t ong

c tham gia tr c ti p vào ph n ng hóa h c.

Ví d :
-Ph n ng đi u ch sulfuric acid
SO3 + H2O

H2SO4

Hàm l

ng n
[%]

6070
2025
1520
2535
1525
56
34
2030
1214
5
20

c


-Ph n ng đi u ch r

u etylic

CH2 = CH2 + H2O
-Ph n ng th y phân đ

C2H5OH

ng sucrose

C12H22O11 + H2O

2 C6H12O6

N c là m t lo i dung môi r t t t có kh n ng hịa tan m t s ch t r n, khi n ng đ
ch t tan trong n c càng l n thì nhi t đ sôi càng cao và nhi t đ đông đ c c a dung d ch
càng th p. N c là m t dung môi đ c bi t có kh n ng xâm nh p hịa tan r t nhi u các ch t
vô c , h u c thành dung d ch. V i phân t nh và phân c c m nh, n c c ng có kh n ng
th m t và phân rã các ch t khó tan t o thành các h phân tán nh keo, huy n phù.
N

c làm t ng c

ng các q trình sinh h c nh hơ h p, n y m m, lên men...

N c góp ph n t ng ch t l ng và giá tr c m quan c a s n ph m th c ph m. N c
là ch t hóa d o tinh b t, t o đ dai, đ d o, đ trong, t o màng, t o s i cho nhi u s n ph m
th c ph m.
N c tham gia đ t nóng, làm l nh các thi t b , là ch t t i nhi t trong n i hai v , n i
thanh trùng, n i h p.
1.2. C u t o và các tr ng thái t n t i c a n

c

1.2.1. D ng đ n phân
Phân t n c đ c c u t o t m t nguyên t oxy k t h p v i hai nguyên t hydro
b ng các liên k t c ng hoá tr . Nguyên t oxy và hai nguyên t hydro t o thành m t tam
giác cân đ nh là nguyên t oxy. Góc t o thành gi a nguyên t oxy và hai nguyên t hydro
là 104,450, kho ng cách liên k t gi a nguyên t oxy và nguyên t hydro là 0,9684 A0. Công
th c phân t n c là H2O. Phân t l ng c a n c là 18.

H

104,4,450

H

O
0,9684 A0
Hình 1.2. C u trúc c a phân t n

c

Do đôi electron trong m i liên k t b kéo l ch v phía oxy nên phân t n c có hai
đ u tích đi n trái d u nhau. Các đám mây đi n t c a oxy và hydro t o thành d ng t di n,
có đ phân c c m nh. Nh v y, phân t n c có 4 c c tích đi n. Hai c c âm t ng ng


v i các c p đi n t d c a nguyên t oxy và hai c c d ng t ng ng v i hai nhân nguyên
t hydro có m t đ đi n t th p. Do s phân b đi n tích đ i x ng nh v y, phân t n c
bi u hi n tính phân c c rõ ràng và nh vào s phân c c này mà n c có kh n ng hòa tan
đ c nhi u h p ch t khác nhau.
1.2.2. Liên h p phân t n

c

N c là m t phân t phân c c, nên các phân t n c có tính ch t h p d n l n nhau
nh l c hút t nh đi n. S h p d n này t o nên m i liên k t hydro, nh đó nhi t đ th ng
chúng tr ng thái l ng. Các phân t n c t ng tác l n nhau thông qua liên k t hydro là
m t liên k t không b n v ng. N ng l ng đ phân ly liên k t hydro là 25 kJ/mol. Liên k t
c a các phân t n c thông qua liên k t hydro ch t n t i trong m t ph n nh c a m t giây,
sau đó các phân t n c tách ra kh i liên k t này và liên k t v i các phân t n c khác.
ng kính nh c a nguyên t hydro đóng vai trị quan tr ng cho vi c t o thành các liên

k t hydro, b i vì ch có nh v y ngun t hydro m i có th đ n g n nguyên t oxy m t
ch ng m c đ y đ . Các ch t khác có tr ng l ng phân t t ng đ ng v i n c.Ví d :
H2S không t o thành các liên k t t ng t vì hi u s đi n tích q nh gi a các ph n liên
k t. Vi c t o chu i c a các phân t n c thông qua liên k t c u n i hydro là ngun nhân
cho n c có nhi u tính ch t đ c bi t. Ví d n c m c dù có kh i l ng mol nh vào kho ng
18g/mol v n th l ng trong đi u ki n tiêu chu n. Ng c l i, H2S t n t i d ng khí cùng
trong nh ng đi u ki n này. N c có kh i l ng riêng nh nh t 4 0C và nh vào đó mà
b ng đá có th n i lên trên m t n c; hi n t ng này đ c gi i thích nh vào liên k t c u
n i hydro.

Hình 1.3. Liên k t hydro gi a các phân t n

c

Quan sát c u trúc hoá h c c a n c th y hai nguyên t hydro liên k t v i m t
nguyên t oxy t o ra phân t n c có tính phân c c mang đi n tích d ng khu v c g n
m i nguyên t hydro và mang đi n tích âm khu v c g n v i nguyên t oxy. S h p d n
t nh đi n gi a các phân t n c t o nên m i liên k t hydro t o ra các m ng l i n c. M t
phân t n c có th g n v i t i đa b n phân t n c khác t o nên c u trúc t di n đ t o


thành liên h p phân t n c, công th c: [H2O]n v i n = 1, 2, 3, 4, 5… Giá tr n thay đ i
theo nhi t đ ( th h i n = 1; th r n n = 5...).
tr ng thái r n, c u trúc c b n g m m t phân t n
xung quanh, t p h p thành hình t di n (hình 1.3).

Hình 1.4. C u trúc t di n c a n

c

trung tâm và b n phân t

c đá

S b n hóa c u trúc c a n c đá khơng nh ng do có m t các ion l tr ng c a nó,
mà cịn do đ a thêm vào nh ng phân t t o đ c liên k t hydro v i các phân t n c. M t
khác, c u trúc c a n c đ c làm b n, khi n c còn n m tr ng thái l ng và khi tr n l n
nó v i ch t khác.
Các y u t

nh h

ng đ n quá trình liên h p c a n

c

C u trúc liên h p phân t c a n c tr ng thái dung d ch không b n do chuy n
đ ng nhi t bình th ng c a các phân t n c c ng đ đ phá v liên k t hydro. Vì th các
liên h p n c liên t c đ c hình thành và b phá v cho đ n khi đ t đ c tr ng thái cân
b ng v đ ng l c h c. Chính s khơng b n v ng c a các liên h p phân t n c là nguyên
nhân khi n n c có đ nh t th p. tr ng thái l ng d ng phân t liên h p kép đôi là b n
v ng nh t. Khi đun nóng n c đ n 1000C thì h u h t các phân t n c t n t i d i d ng
đ n phân t H2O. Vì v y, nhi t đ làm thay đ i t c đ dao đ ng c a các phân t n c và
nh h ng t i quá trình liên h p c a n c.
Các ch t đi n ly nh Na+, K+, Cl- có kh n ng hydrat hóa m nh d n đ n s l ng
liên k t hydro gi a các phân t n c gi m m nh, tr ng thái liên h p phân t n c b phá
v . Trong khi các ch t không phân c c l i có xu h ng làm t ng liên k t hydro, tr ng thái
liên h p phân t n c b n v ng.

1.3. Tính ch t c a n

c

1.3.1. Tính ch t v t lý
C u trúc không gian ba chi u có tr t t cao đ c t o ra b i các liên k t hydro trong
liên h p các phân t n c ( tr ng thái đông đá và dung d ch) khi n n c có nhi u tích
ch t v t lý r t đ c bi t.
Nhi t dung c a n c r t khác th ng v đ l n và thay đ i theo nhi t đ . T
027 C nhi t dung c a n c gi m xu ng và ngay sau đó l i t ng lên. Nhi t hóa h i c a
n c c ng cao h n các ch t l ng quen thu c do nhi t l ng c n đ c cung c p đ đun
nóng và đ phá v các liên k t hydro. ây là các tính ch t c n l u ý khi tính tốn các q
trình nhi t nh n u, thanh trùng, cô đ c, s y, làm l nh đông...các s n ph m.
0

D i áp su t bình th ng n c có kh i l ng riêng (t tr ng) cao nh t là 40C:
1g/cm³ đó là vì n c v n ti p t c giãn n khi nhi t đ gi m xu ng d i 40C. i u này
không đ c quan sát b t k m t ch t nào khác. i u này có ngh a là: kho ng nhi t đ
trên 40C, n c có đ c tính gi ng m i v t khác là nóng n , l nh co; nh ng kho ng nhi t
đ d i 40C, n c l i l nh n , nóng co. Do hình th đ c bi t c a phân t n c (v i góc
liên k t 104,450), khi b làm l nh các phân t ph i d i xa ra đ t o liên k t tinh th l c giác
m . Vì v y mà t tr ng c a n c đá nh h n n c th l ng.
Trong v t lý đi m ba tr ng thái c a m t ch t là t i nhi t đ và áp su t mà đó 3 pha
c a ch t đó (khí, l ng, r n) có th cùng t n t i trong cân b ng nhi t đ ng l c h c. V i
n c, nhi t đ 0,00980C và áp su t 4,579mmHg n c có th t n t i đ ng th i 3 tr ng
thái: n c đá, n c l ng và h i n c, nhi t đ đó g i là đi m ba c a n c.
phân c c cao nên có th hịa tan nhi u ch t khác nhau. N c có kh n ng hịa
tan và khu ch tán nhi u ch t hóa h c là do t ng tác c a các c c phân t n c lên b m t
các ch t nhúng trong n c làm l c gi a các nguyên t và l c gi a các phân t c a chúng
gi m đi 80 l n. N c có h ng s đi n mơi, tính l ng c c cao. N c phân ly các ch t khác

nh ng b n thân l i b n v ng và là dung môi tr v m t hóa h c. C u trúc phân t c a n c
v i nhi u l h ng cho phép nó sau khi c t đ t các liên k t hydro thì k t h p v i các phân
t ho c các ph n phân t c a nh ng ch t khác do đó t o đi u ki n cho n c hòa tan d
dàng đ c nhi u ch t.
N c có kh n ng phân tán nhi u h p ch t ch a các nhóm khơng c c đ t o mixen
do xu h ng m t s l ng l n các phân t n c t ng tác v i nhau nh liên k t hidro.
đ a vào n c m t c u trúc khơng c c địi h i m t n ng l ng l n.
Khi đ a vào n c các ch t khác nhau d i d ng dung d ch keo s t o ra thu c tính
k t h p, tùy thu c vào s l ng phân t có m t s làm tính ch t c a n c thay đ i: gi m
áp su t h i bão hòa, t ng đi m sơi, gi m đi m đóng b ng, gi m s c ng b m t, t ng đ
nh t, t o ra áp su t th m th u qua màng bán th m…


B ng 1.3. Tính ch t v t lý c a n

Tính ch t
Kh i l

c

Giá tr

ng phân t

18,0153

i m nóng ch y (1at)

0,000oC

i m sơi (1at)

100,000oC

Nhi t đ t i h n

273,99oC

Áp su t t i h n

218,6 at

Cân b ng Eutecti

0,01oC4,589 at

N ng l

ng hoá l ng (0OC)

6,012 KJ/mol

N ng l

ng hoá h i (100 C)

40,657 KJ/mol

O

N i n ng

50,91 KJ/mol
200C

00C
(N c)

00C (đá)

- 200C
(đá)

0,99821

0,99984

0,9168

0,9193

1,002.10-3

1,793.10-3

-

-

72,75.10-3

75,64.10-3

-

-

Áp su t h i [kPa]

2,3388

0,6113

0,6113

0,103

Nhi t dung riêng [J/g đ K]

4,1818

4,2176

2,1009

1,9544

0,5984

0,5610

2,240

2,433

1,4.10-7

1,3.10-7

11,7.10-7

11,8. 10-7

80,20

87,90

-90

-98

T tr ng [g/ml]
nh t [Pa.s]
S c c ng b m t v i kk [N/m]

d n nhi t [W/m.đ K]
Nhi t khu ch tán [m2/s]
H ng s đi n môi
1.3.2. Các ki u liên k t c a n

c trong th c ph m

1.3.2.1. Liên k t hóa h c
Liên k t ion:
Ca(OH)2 = Ca2+ + 2 OH –
Glucide: trong phân t có nhi u nhóm OHCH2OH
OH

H

O
H

H

OH
H

OH


Liên k t phân t : Do c u trúc phân t t o ra các liên k t v i các phân t n
CuSO4.5H2O, Na2HPO4.12H2O hay các lo i protein, acide nucleic hydrat hóa.

c, ví d

N c trong liên k t hóa h c b n và khơng m t đi trong quá trình x lý, chi m kho ng
4÷6% l ng n c.
1.3.2.2. Liên k t hóa lý
N c h p ph : Do b n ch t hóa h c c a các ch t s ng đa s là polymer, có tr ng

l c phân t l n h n n c nên d h p ph n c lên b m t phân t c a mình hình thành
m t l p n c hydrat hóa. N c h p ph c ng khá b n v ng, mu n tách c n ph i có m t
n ng l ng nào đó.
N c th m th u k t c u:
đây có khái ni m màng bán th m, do các ch t trong t
bào s ng g m các đ i phân t polymer sinh h c và các ti u phân t s k t h p v i nhau
hình thành c u trúc m ng gel, gi ng nh nh ng m ng l i. N c vào các l h ng trên
m ng l p đ y chúng g i là n c th m th u. N c th m th u t o ra d ng keo c a v t li u
do dó d b kh h n.
L ng n c liên k t hóa lý chi m kho ng 10÷25% t ng l ng n c trong v t li u,
tuy c n n ng l ng đ tách ra nh ng d tách h n l ng n c liên k t hóa h c .
1.3.2.3. Liên k t v t lý
L ng n c d ng liên k t này chi m 70÷80% t ng hàm l
tách ra trong q trình s y. ó là n c d ng t do:

ng n

- N c t do trong mao qu n: do chênh l ch áp su t th y t nh n
s b hút vào các ng mao d n trong c u trúc c a th c ph m.
- N c t do th m t b m t: là l ng n
đây chính là dung mơi c a các dung d ch n c.
1.4. Ho t đ n

c và r t d b

c t do bên ngoài

c d bao ph toàn b b m t v t li u,

c

Giá tr th c ph m c ng nh tính ch t c m v , đ b n c a các s n ph m th c ph m
khi b o qu n là do thành ph n các ch t h u c và vô c trong chúng quy t đ nh. Trong các
th c ph m đó n c có nh h ng l n h n c .
T ng tác gi a các ch t khô và n c trong s n ph m th c ph m c ng khác nhau.
Các h p ch t nh : đ ng, acid, mu i vô c , các h p ch t th m và các s c t thì hịa tan
trong n c trong khi đó protein tr ng thái keo ho c lipid thì khơng tan trong n c. Nh
v y m i quan h gi a n c và t ng lo i h p ph n trong s n ph m th c ph m là khác nhau.
Th c t ch ng t khi nghiên c u các đi u ki n t i u trong quá trình b o qu n th c
ph m, th y r ng hàm m tuy t đ i c a các s n ph m th c ph m không ph i là y u t quy t
đ nh th i gian b o qu n c a m t s n ph m. Ch ng h n đ ng kính có đ m 0,12%, chè
có đ m 8%, pho mát là 40% v n có th b o qu n trong cùng m t đ m t ng đ i c a


khơng khí là 70%. T nh ng n m 1952, W. J. Scott đã đ a ra k t lu n r ng th i gian b o
qu n c a th c ph m không ph thu c vào hàm l ng n c mà ph thu c vào ho t đ n c.
Nh v y đ m tuy t đ i c a s n ph m th c ph m ch a ph i là ch s quy t đ nh, mà ch
s quan tr ng là ho t đ n c, đó là ch tiêu đ c tr ng cho m c đ ti p nh n c a th c ph m
đ i v i s tác đ ng c a khí quy n.
M i ch t l ng đ u có m t áp su t h i bão hòa, n c và dung d ch n c c ng v y.
Tuy nhiên áp su t h i bão hịa c a dung mơi nguyên ch t (n c) khác v i áp su t h i riêng
ph n c a nó trong dung d ch. Do s t ng tác gi a các phân t dung môi v i các ph n t
ch t hòa tan nên kh n ng bay h i n c c a dung d ch n c kém h n dung mơi n c
ngun ch t.

Hình 1.5. Áp su t h i c a n

Trong th c ph m, ln có m t l
riêng ph n c a n c.

c trong th c ph m và n

ng n

c nh t đ nh do đó s có m t áp su t h i

N u g i P0: áp su t h i bão hịa c a dung mơi n
P: áp su t h i riêng ph n c a n

c nguyên ch t

c nguyên ch t

c trong dung d ch, v t th

n: s phân t gam ch t hịa tan
N: s phân t gam dung mơi
Bi u th c toán h c c a đ nh lu t Raoult có d ng:

nhi t đ T
m

nhi t đ T


n
Nn
P0  P P
n



P0
P0
Nn

P0  P  P0 

1

P
n

P0 N  n

P
n
 1
P0
Nn

T s áp su t h i c a dung d ch và dung môi đ
hi u là aw:
aw 

c g i là ho t đ n

c và đ

c ký

P
N

P0 N  n

Ho t đ n c nguyên ch t b ng 1 đ n v . Ho t đ n c c a m t dung d ch hay m t
th c ph m luôn luôn nh h n 1. đi u ki n cân b ng có s b ng nhau gi a ho t đ n c
c a m t dung d ch hay m t th c ph m và áp su t h i t ng đ i do dung d ch hay th c
ph m t o ra trong khí quy n kín bao quanh nó.
m t ng đ i (W): là hàm l ng n c t do có trong th c ph m.
n c t do trong toàn b kh i l ng s n ph m th c ph m (xác đ nh b ng ph
t i kh i l ng không đ i).
Ho t đ n c (aw): khơng có đ n v tính. Ho t đ n
tr ng thái cân b ng (W%) theo công th c sau:
a w

c liên h v i đ

n v tính: %
ng pháp s y
mt

ng đ i

W%
1
100

đi u ki n cân b ng, c ng có s t ng đ ng gi a đ m t ng đ i c a không khí
và ho t đ n c c a th c ph m đ t trong khơng khí đó. T đó th y r ng ho t đ n c phù

thu c vào đ m hay t ng l ng n c có trong th c ph m đó. S n ph m có hàm m cao
th ng ch a nhi u n c t do, do đó ho t đ n c cao.
Các ch t khơng hịa tan trong th c ph m không làm gi m áp su t h i riêng ph n c a
n c do đó không nh h ng đ n ho t đ n c. Các ch t hòa tan trong th c ph m s làm
gi m áp su t h i riêng ph n c a n c vì v y s làm gi m ho t đ n c vì các lý do sau:
d ch.

- Do có s liên h p m nh m gi a phân t n

c và các phân t hịa tan trong dung

- Có s phân ly c a các ch t đi n ly có m t trong dung d ch.
Ho t đ n

c là hàm s c a đ

m, thành ph n hóa h c và c u trúc c a th c ph m.


B ng 1.4. Ho t đ n

Dung d ch bưo hòa

c c a m t s dung d ch bưo hòa

N ng đ

[% tr ng l

ng]

aw

NaCl

26

0,75

Glucose

47

0,92

Fructose

75

0,63

Sucarose

67

0,86

B ng 1.5. Ho t đ n

c c a m t s th c ph m

Lo i s n ph m
Th t và cá t

i

H at đ n

c aw

0,99

Bánh mì

0,95

M t đơng

0,80

Bánh pudding

0,80

B pc i

0,75

Qu khô

0,60

K o

0,30

S ab t

0,20

1.5.

200C

ng đ ng nhi t h p th

ng đ ng nhi t h p th (ho c ph n h p th ) là đ ng cong đ ch l ng n c
đ c gi b i m t th c ph m nào đó, khi đi u ki n cân b ng và t i m t nhi t đ xác đ nh,
ph thu c vào đ m t ng đ i c a khí quy n bao quanh. Hay ng c l i, nó ch áp su t h i
gây ra b i n c c a m t th c ph m ph thu c vào hàm l ng n c c a chính th c ph m
đó.
ng đ ng nhi t h p th và ph n h p th có th thu đ c b ng ph
nghi m đ i v i m i s n ph m và m i m t nhi t đ nh t đ nh.
1.5.1

ng đ ng nhi t h p th và tr ng thái c a n

ng pháp th c

c trong các th c ph m.

Phân tích đ ng đ ng nhi t h p th và ph n h p th s cho phép nh n đ nh m t cách
khái quát các d ng liên k t chính c a n c v i các c u t c a th c ph m. Các nhà nghiên
c u đ u th ng nh t là trên các đ ng đ ng nhi t và ph n h p th ít ra có hai vùng khác
nhau.


1.5.1.1. N

c liên k t b n

II

I

III

Ho t đ n
Hình 1.6.

c aw

ng đ ng nhi t h p th và ph n h p th

o n I (hình 1.6) có ho t đ n c n m kho ng gi a 0 và 0,3 t ng ng v i tr ng
thái n c t n t i d ng liên k t b n có đ h p ph m nh và kém linh đ ng nh t. Trong
vùng này c a đ ng đ ng nhi t n c t o ra l p đ n phân trong đó n c đ c đ nh v vào
các nhóm có c c c a m t s ch t. Ví d : nhóm NH3+ và COO- c a protein và các nhóm
OH- c a tinh b t và có th c n c k t tinh c a các mu i và đ ng. Trong th c ph m l ng
n c này ch a t 3 đ n 10g trong 100g s n ph m khô (phi ch t béo).

B ng 1.6. Giá tr c a l p n

Lo i th c ph m
Khoai tây s y

c đ n phân

L

ng n

m t s th c ph m khô

cgn

c/100g s n ph m khô
58

Bánh bisquit m n

4

S ab t

2

S a b t đã tách kem

36

Th t bò s y

46


N ng l ng h p th c a n c l p này là vào kho ng 1 đ n 15 kcal/mol. i u này
cho th y r ng n c c a l p này khó tách ra. H n n a, n c c a l p đ n phân s khơng
đóng b ng, khơng có kh n ng hòa tan các ch t tan, và g n nh là m t ph n c a ch t r n.
Vì th n c c a l p này th c t không ph i là dung môi ho c là tác nhân ph n ng.
1.5.1.2. N

c liên k t y u

o n II có ho t đ n c aw n m trong kho ng 0,3 đ n 0,8 t ng ng v i tr ng thái
n c t n t i d ng h p ph , th m th u, hydrat hóa c a các h p ch t hòa tan (nh
protein,mu i). Các l p n c liên k t đính li n vào các l p đ n phân qua c u trung gian là
liên k t hydro.
b n liên k t không cao, các phân t n c linh đ ng h n, d b tách ra
h n.
1.5.1.3. N

c t do

o n III có ho t đ n c aw >0,8; bao g m n c ng ng t trong các l h ng (mao
qu n) c a th c ph m (aw = 0,9) và n c t do th m t (aw >0.9). L ng m có th lên t i
50%. S ng ng t n c trong các l này s càng làm gi m áp su t h i bão hịa khi đ ng
kính c a l càng nh . B ng th c nghi m th y r ng có kho ng 30% l ng n c đ c đ nh
v trong các l có đ ng kính kho ng 10-6 cm ng v i aw =0,9.
N c liên k t y u và n c t do có kh n ng trao đ i v i nhau r t linh ho t, khơng
có s khác nhau c b n gi a hai d ng n c này. N c t do th ng chi m ph n ch y u

c a các th c ph m t i ho c th c ph m đ c x lí đ ch bi n (nh ng khơng ph i là s y
khô). Ph n cu i cùng c a đ ng đ ng nhi t h p th ng v i ho t đ n c g n c c đ i và
th ng ng v i hàm l ng n c không d i 50%.
1.5.2. Hi n t

ng tr h p th

Các nghiên c u cho th y r ng đ ng đ ng nhi t ph n h p th c a m t s n ph m
th c ph m ( t i m t nhi t đ xác đ nh) th ng không trùng v i đ ng đ ng nhi t h p th .
S không trùng nhau này c a hai đ ng cong g i là hi n t ng tr h p th . Có ngh a là
hàm m có đ c ng v i m t aw th c hi n b ng con đ ng ph n h p th t v t li u t s
cao h n khi th c hi n b ng con đ ng h p th . Hi n t ng tr h p th ch x y ra trong các
vùng liên k t y u. Các v t th khác nhau thì có đ ng cong tr h p th khác nhau, do đ ng
kính mao qu n khác nhau.
S d có hi n t ng tr h p th là do s ng ng t n c trong các l c a mơ. Có m t
m i quan h gi a áp su t h i t ng đ i c a n c, góc ti p xúc (ph thu c s c ng b m t)
và đ ng kính c a l . Góc ti p xúc l ng – r n khi m t ch t l ng đ n th m t m t b m t
khô (h p th ) th ng l n h n khi ch t l ng rút kh i b m t t (ph n h p th ).
Ngoài ra do có s khác nhau gi a đ ng kính c a l mao qu n m t s mô th c
v t và đ ng v t và đ ng kính l n h n sâu các mơ qu n, nên áp su t h i t t y u các
ch đ y c a mao qu n s cao h n áp su t h i ch r ng. Khi ph n h p th thì mao qu n
s ch d c h t n c khi áp su t h i t ng đ i đ ng kính l mao qu n gi m xu ng m t
giá tr t ng ng.


Hi n t ng quá bão hòa c a các đ ng trong dung d ch có th c t ngh a m t ph n
hi n t ng tr h p th x y ra qu và rau. Ho t đ n c gi m nhanh khi kh n c vì các
đ ng khơng k t t a mà t o ra dung d ch quá bão hòa. Khi làm m tr l i, các đ ng ch
t hòa tan khi có m t hàm l ng n c xác đ nh.
1.5.3. Ho t đ n

c và đi u ki n không cân b ng

Ho t đ n c c a th c ph m s đ c xác đ nh trong đi u ki n cân b ng ngh a là khi
th c ph m và khí quy n ti p xúc v i nó cùng áp su t h i cân b ng. Các đi u ki n đó ch
t n t i trong m t h th ng đóng. M t s thay đ i đ m t ng đ i c a khí quy n xung
quanh s d n đ n m t s thay đ i aw c a th c ph m do đó các ki u bao gói là r t quan tr ng
trong vi c quy t đ nh t l c a nh ng thay đ i đó.
Vi c tr n l n các c u t th c ph m có aw khác nhau có th n y sinh v n đ v tính
b n v ng. Salvin đã ch ng minh m t ngh ch lý: khi bao gói chung m t th c ph m khơ có
hàm m th p có th chuy n m t i m t th c ph m t có hàm m cao. i u này s x y ra
khi th c ph m sau có aw th p h n. Quy mô chuy n m và giá tr aw cân b ng cu i cùng có
th b thay đ i b ng cách thay đ i s l ng t ng đ i c a hai h p ph n th c ph m.

t1
t2

Ho t đ n
Hình 1.7. nh h

ng c a nhi t đ đ n aw và đ

c aw

m cân b ng c a s n ph m( t1
m cân b ng
m cân b ng c a s n ph m là l
t i m t nhi t đ nh t đ nh.

ng n

c trong s n ph m

đi u ki n cân b ng

Khi t ng nhi t đ , vùng h p th đa t ng đ m cân b ng b gi m m nh h n vùng
đ n phân và vùng ng ng t . Có th gi i thích nh sau: cùng v i s t ng nhi t đ là t ng áp
su t h i n c c trên n c nguyên ch t c ng nh trên s n ph m nên t l P/P0 thay đ i
không đáng k và ch sau đó do áp su t riêng ph n c a h i n c trên s n ph m th p h n
áp su t c a h i n c nguyên ch t.


T ng nhi t đ
đó tính hút m và l
gi m.

đ m khơng khí khơng thay đ i thì s làm t ng ho t đ n c do
ng n c b h p th b i s n ph m t môi tr ng xung quanh s b

1.5.4. Tác d ng c a đ

ng đ ng nhi t h p th

ng cong đ ng nhi t h p th cho bi t tr c s bi n đ i c a s n ph m đó trong
q trình x lý ch bi n hay b o qu n: tách m khi s y, hút m khi b o qu n, tái làm m,
thay đ i nhi t đ … có th l ng tr c v m c đ h h ng.
ph n có đ

ng đ ng nhi t cho phép th y tr

m khác nhau.

c ho t đ n

c c a m t h n h p g m các h p

ng đ ng nhi t h p th còn cho kh n ng bi t tr c s bi n đ i c a m t th c
ph m khi x lý ho c b o qu n trong các đi u ki n khác v i đi u ki n đã xem xét. Ch ng
h n, đ ng cong h p th cho th y tr c nh h ng c a s thay đ i đ m t ng đ i c a
khí quy n đ n hàm l ng n c c a m t s n ph m khơng đ c bao gói kín. S n ph m t ng
đ m khi đ m t ng đ i c a khí quy n t ng và ng c l i. Ho c khi kh n c m t s n
ph m đ c ti n hành ngoài đi m t i u M0 thì có th th y tr c r ng s tái làm m cho
đ n hàm l ng n c t ng ng M0 có th d n đ n m t ho t đ n c cao có th làm nh
h ng đ n ch t l ng s n ph m do hi n t ng tr h p th . S chênh l ch này c a ho t đ
n c là r t quan tr ng trong tr ng h p các qu và rau giàu đ ng và mu i s khác nhau
v hàm l ng n c b ng con đ ng h p th và b ng con đ ng ph n h p th khi cùng
m t đ m t ng đ i là vào kho ng 1% so v i tr ng l ng khơ. Ho c c ng có th th y
tr c nh h ng c a các bi n đ ng c a nhi t đ đ n ho t đ n c c a m t s n ph m đ t
trong bao bì kín và hàm l ng n c không đ i. Các nh h ng này ch đáng chú ý trong
mi n có aw d i 0,4÷0,5 tr khi nh ng th c ph m r t giàu đ ng.

∆ aw

Ho t đ n

c aw

Hình 1.8. S tái hydrat hóa c a m t s n ph m đư đ

c làm khơ

Qua hình v cho th y, khi đ t m t s n ph m đ m t ng đ i c a khí quy n a T,
n u t ng nhi t đ T lên T + t thì s x y ra s tách n c theo chi u m i tên. S kh n c


theo chi u m i tên. S kh n c s
gi m đ m t ng đ i c a môi tr
kh n ng cho h i n c th m qua
xác đ nh đ c l ng n c đ c h
có th đ c xác đ nh.

aT-t
Hình 1.9. nh h

1.6. nh h

còn m
ng. Ho
m tm
p th .

nh m h n n u vi c t ng nhi t đ cùng v i s
c n u s n ph m đ c b o qu n trong bao bì có
c đ nào đó thì theo th i gian b o qu n có th
ng th i, th i gian b o qu n c a s n ph m đó

aT

aT+t

ng c a nhi t đ đ n đ

ng c a ho t đ n

c đ n ch t l

ng đ ng nhi t h p th n

c

ng c a th c ph m

Ph ng pháp s y ho c làm l nh đông trong m t kho ng th i gian nh t đ nh là nh ng
ph ng pháp lâu đ i nh t đ c s d ng đ kéo dài th i gian b o qu n các lo i th c ph m
có đ m cao. B n ch t c a các ph ng pháp này là làm gi m ho t đ n c c a th c ph m.
l a ch n đ c đi u ki n b o qu n thích h p đ i v i t ng lo i th c ph m c n ph i hi u
rõ v nh h ng c a ho t đ n c đ n nh ng bi n đ i ch t l ng c a th c ph m. Hình 1.9
th hi n nh h ng c a ho t đ n c đ n các s bi n đ i ch t th c ph m.


0

0,2
Hình 1.10. nh h

0,4
ng c a ho t đ n

0,6

0,8
1,0
Ho t đ n c aw
c đ n các quá trình gây h h ng th c ph m

(1) Quá trình oxy hóa ch t béo, (2) Ph n ng s m màu phi enzyme, (3) Ph n ng enzyme
(4) S phát tri n c a n m m c, (5) S phát tri n c a n m men, (6) S phát tri n c a vi khu n

Nhìn chung v i các s n ph m có ho t đ n c cao thì quá trình sinh h c chi m u
th . Tuy nhiên trong nh ng s n ph m có hàm l ng lipid nhi u thì ngay c khi có aw cao
q trình phi sinh h c (oxy hóa) v n tr i h n. i v i nh ng s n ph m có hàm m th p và
trung bình thì các quá trình phi sinh h c nh s oxy hóa và s s m màu r t th ng x y ra.
T c đ c a các quá trình này ph thu c r t m nh vào ho t đ n c.
1.6.1. nh h

ng c a ho t đ n

c đ n s oxy hóa ch t béo

Trong thành ph n s n ph m th c ph m, so v i nh ng h p ph n hóa h c khác thì
lipid kém b n v ng nh t đ i v i tác d ng c a oxy khí quy n. S n ph m trung gian quan
tr ng c a q trình oxy hóa ch t béo là hydro peroxide (ROOH):
RH



R* + (H)

R * + O2



RO2*

RO2* + RH



ROOH + R*

T ROOH s t o thành nh ng ph m v t khác nhau làm nh h
s n ph m:
Dime và polymer có m c đ trùng h p cao
Trùng h p hóa

ng đ n ch t l

ng


Hydro peroxide

Oxy hóa sau này

Phân h y

Kh n

c

Oxy hóa các -CH=CHtrong các phân t khác

Diperoxide

Aldehyde
Glyceroaldehyde

Glycerocetone

Peroxide
OH – glyceride
Dion – glyceride

Polymer

Acid béo
Hình 1.11. Q trình oxy hóa ch t béo

Các nghiên c u cho th y r ng l ng n c trong các s n ph m ch a ch t béo (ho c
trong ch t béo) và các d ng liên k t c a n c v i các y u t c u thành khác c a s n ph m
có ý ngh a r t l n.
Nhìn đ th (đ ng s (1) trong hình 1.10), th y r ng khi ho t đ n c th p, t ng
ng v i vùng hình thành l p đ n phân trên b m t s n ph m, s oxy hóa ch t béo x y ra
m nh m . Cùng v i s t ng ho t đ n c thì c ng đ oxy hóa l i b gi m và khi aw =
0,30,4 thì c ng đ oxy hóa là c c ti u. Sau đó, c ng đ oxy hóa l i b t đ u t ng cho
đ n khi aw = 0,7 thì c ng đ oxy hóa c c đ i.
Nguyên nhân là các s n ph m ch a ch t béo d ng khan (ngh a là có hàm m r t
th p) th ng là nh ng v t th keo có l x p, ch t béo th ng đ c phân b
b m tc a
vi l . Oxy có th xâm nh p t do vào đây, do đó s t oxy hóa ch t béo x y ra khá d dàng

ngay c khi áp su t ph n c a oxy trong môi tr ng bên ngoài th p. Trong đi u ki n này
n u có m t m t l ng n c nh trong s n ph m s kìm hãm m t cách đáng k q trình
oxy hóa. Tác d ng kìm hãm c a n c đ i v i s oxy hóa lipid có l là do t o ra l p n c
h p ph b o v trên b m t s n ph m do đó h n ch s xâm nh p c a oxy khí quy n.
Nhìn chung hi u ng b o v c a n c th ng trong kho ng aw = 0,050,3. Khi
t ng ho t đ n c, t c đ oxy hóa m t l n l i t ng là do t ng đ linh đ ng c a các ch t
ph n ng trong vùng h p th đa t ng và vùng ng ng t .
C ch kìm hãm c a n c đ i v i q trình oxy hóa ch t béo có th gi đ nh r ng
hydroperoxyt (ROOH) t o ra trong q trình oxy hóa s đ c liên k t v i n c và c u
hydro. Thông th ng ROOH t o ra li n b phân h y đ t o ra hai g c t do RO * và *OH.
T c đ phân m ch t oxy hóa s t ng lên ch khi có n ng đ ROOH khá cao ngh a là khi


l p “lipid – n c” đ c bão hòa hồn tồn b i hydroperoxyde. Khi có m t m t l ng m
nh t đ nh thì th i gian c a chu kì c m ng b kéo dài và l ng ROOH t do giai đo n
này s th p là do t o thành liên k t hydro gi a n c và hydroperoxyde, khi n cho s phân
gi i h p ch t này b ch m l i.
Tác d ng kìm hãm c a n c còn quan h v i vi c n c làm vơ ho t hóa các h p
ch t ch a kim lo i có ho t tính xúc tác (kim lo i th ng có nh h ng đ n t c đ kh i mào
ph n ng, xúc tác phân h y hydroperoxyde thành g c t do). Trong tr ng h p này n c
đóng vai trò tác nhân t o ph c, t o ra liên k t ph i trí v i các ion kim lo i có hóa tr thay
đ i, nh đó mà làm n đ nh m t trong các tr ng thái hóa tr c a chúng.
K t qu là ph n ng trao đ i đi n t v i kim lo i b c ch và tác d ng xúc tác c a
kim lo i đ n quá trình t oxy hóa c ng khơng cịn. Th c t cho th y n c có th t o v i
m t s kim lo i nh ng hydroxyde không tan và tách ra kh i ph n ng. Thơng th ng tác
d ng kìm hãm c a n c đ i v i kim lo i th hi n ra trong vùng có aw t 0 đ n 0,5. Khi aw
> 0,5, s oxy hóa m t l n n a l i t ng là do m c m này các kim lo i kh ch tán d dàng
h n đ n các mi n oxy hóa. ho t đ n c r t cao s oxy hóa có th b ch m l i là do n ng
đ các kim lo i b pha lỗng.
Ngồi ra, các ch t nh tocopherol, phosphatide… là nh ng ch t ch ng oxy hóa t

nhiên, ho c các ch t oxy hóa t ng h p nh : butyloxy anizol, dodexygalate… đ c s d ng
đ ch ng quá trình oxy hóa trong b o qu n các s n ph m ch a nhi u d u m .
1.6.2. nh h

ng c a ho t đ đ n ph n ng s m màu phi enzyme

N c c ng đóng vai trị quy t đ nh trong ph n ng s m màu phi enzyme (s m màu
là m t trong các d ng h h ng c a các s n ph m th c ph m). S s m màu có th là do
ph n ng caramen hóa, ph n ng melanoidin, ph n ng gi a các s n ph m oxy hóa các
lipid v i protein, ho c ph n ng thoái phân các h p ch t carboxyl có n i kép đơi liên h p
nh vitamin C, các reducton… Thông th ng, các s c t có màu s m s đ c t o ra trong
các s n ph m có hàm l ng m th p ho c trung bình khi aw > 0,5.
Ph n ng melanoidin s t ng trong kho ng ho t đ n c t 0,5 đ n 0,75 và đ t giá
tr c c đ i khi aw = 0,75. Nghiên c u mơ hình ph n ng casein – glucose các nhi t đ và
aw khác nhau, th y r ng l ng nit amin b m t nhi u nh t khi aw = 0,65 0,7 (t i nhi t đ
370C, 700C và 900C) và b gi m xu ng khi đ m cao h n và th p h n. S t ng t c đ s m
màu khi aw = 0,650,7 là do thi t l p nên l p kép c a các phân t n c gi a các l p m ng
protein, k t qu là các nhóm có c c protein đ c l ra và tr thành bão hòa n c. Các
phân t protein s t ng đ linh đ ng và t ng kh n ng s p x p trong n i phân t và gi a
các phân t ngh a là t ng kh n ng ph n ng. N u t ng ho t đ n c lên trên 0,7 thì c ng
đ ph n ng gi m là do n ng đ các ch t tác d ng b gi m xu ng. T c đ s c c đ i khi aw
= 0,75 t ng ng v i n ng đ c c đ i c a các ch t tác d ng tr ng thái hòa tan. N c còn
làm rút ng n chu k c m ng c a ph n ng t o melanoidin. th i k c m ng khi có đ
m th p s t o ra các h p ch t trung gian hòa tan đ c trong n c và sau này s t ng tác
v i các c u t có kh n ng ph n ng khác c a các s n ph m th c ph m.


M t y u t khác r t quan tr ng có quan h v i ho t đ n c là nh h ng c a nhi t
đ . N ng l ng ho t hóa c a các ph n ng s m màu phi enzyme s t ng lên d n d n cùng
v i s gi m aw, do đó ph n ng s ch m l i khi aw th p.

Rõ ràng ph n ng màu phi enzyme là v n đ r t quan tr ng trong s n xu t các th c
ph m có đ m trung bình. Các th c ph m này th ng có ho t đ n c t 0,60,8 là môi
tr ng r t thu n l i cho ph n ng làm s m màu.
làm gi m m c đ s m màu trong s n
ph m có đ m trung bình có th b sung các ch t làm m nh glyxerin. Ví d : Khi dùng
glycerin có th làm gi m aw t 0,75 xu ng 0,5.
các s n ph m th c v t và qu , ph n ng làm s m màu x y ra c c đ i a w =
0,650,75, còn các s n ph m th t là 0,30,6 và các s n ph m s a khô (khơng có ch t
béo) là 0,7.
T nh ng đi u v a trình bày trên c n th y r ng các s n ph m có đ m trung bình
s b o qu n t t nh t khi aw v t quá đi m đ c tr ng cho t c đ s m màu c c đ i nh ng
l i ch a đ t đ c giá tr b t đ u gây h h ng do vi sinh v t. Tuy nhiên trong đi u ki n đó
có th x y ra các q trình oxy hóa làm khó kh n cho vi c d đoán m c đ h h ng v n
d là hàm s c a hàm m. Ví d nh trong s n ph m có hàm m trung bình n c s đóng
vai trị ch t kìm hãm c a ph n ng oxy hóa lipid nh ng l i làm oxy hóa protein vì lúc này
n c s làm tr ng n protein.
1.6.3. nh h
ph m.

ng c a ho t đ n

c đ n ph n ng enzyme trong các s n ph m th c

Enzyme xúc tác m t ph n ng qua hai giai đo n:
- Liên k t enzyme v i c ch t đ t o ra ph c phi đ ng hóa tr ho c h p ch t acyl –
enzyme;
- Phân ly h p ch t này thành s n ph m ph n ng và enzyme.
c hai giai đo n c a ph n ng n c có vai trị làm t ng tính linh đ ng c a c ch t
và s n ph m ph n ng. Trong các ph n ng th y phân b i enzyme thì n c đóng vai trị
mơi tr ng ph n ng. L ng n c s d ng cho ph n ng enzyme ph thu c s l ng và

b n ch t c a c ch t và enzyme.
Các ph n ng enzyme ch đ c th c hi n trong mơi tr ng n c t do. Vì v y, ho t
đ ng enzyme ch b t đ u khi có n c ng ng t m mao qu n trong s n ph m. N c di
đ ng t do là dung môi c a c ch t và c ng là đi u ki n c n thi t cho c ch t ti p xúc đ c
v i enzyme.
Các s n ph m th c ph m có hàm m th p có aw n m d i đi m u n c a vùng đ n
t ng thì ho t đ ng c a enzyme là c c bé ho c coi nh khơng có vì n c t do ch a đ đ
th c hi n ph n ng. Các s n ph m th c ph m có đ m trung bình thì ph n ng enzyme là
do ho t đ n c quy t đ nh. Lúc này, n c có kh n ng hịa tan các ch t khơ và đ a ch t
hòa tan t i tâm ho t đ ng c a enzyme. Ho t đ ng c a ph n ng enzyme th ng b t đ u
xu t hi n khi aw > 0,45.


T c đ c a ph n ng enzyme trong các s n ph m th c ph m đ
các y u t sau:
- S phân b các ch t tham gia ph n ng
-

c quy t đ nh b i

trong s n ph m;

linh đ ng c a c ch t do tr ng thái t p h p và c u trúc s n ph m quy t đ nh;

- Ho t đ n

c và nhi t đ .

Trong các s n ph m th c ph m có hàm m th p và trung bình, ph n ng th y phân
b i enzyme th ng xuyên x y ra. M c đ ho t đ ng c a enzyme trong s n ph m này là do

ho t đ n c quy t đ nh. Do đó khi đ a ra đi u ki n b o qu n t i u cho các s n ph m có
đ m th p và trung bình thì c n ph i xét đ n ho t đ n c. Ho t đ n c ph i th p h n
đi m lên d c c a đ ng đ ng nhi t h p th . Do đó, v i các s n ph m có hàm m th p thì
d i tác đ ng c a nhi t đ m c đ vô ho t enzyme s th p h n so v i các s n ph m có
hàm m cao. Vì trong s n ph m khô, khung protein c a enzyme b bi n tính ch m h n
trong các s n ph m t r t nhi u.
1.6.4. nh h

ng c a ho t đ n

c đ n s phát tri n c a vi sinh v t

Vi sinh v t có vai trị r t to l n trong ngành cơng ngh th c ph m. Nh vi sinh v t,
các lo i th c ph m lên men có giá tr nh s a chua (yagourt), các lo i bia, r u và nhi u
các s n ph m lên men có giá tr dinh d ng cao khác đ c s n xu t. Tuy nhiên trong quá
trình ch bi n và b o qu n th c ph m, c n h n ch s phát tri n c a vi sinh v t. Trong đó,
vi sinh v t là nhân t chính gây ng đ c th c ph m và làm gi m ch t l ng c a th c ph m.
Ho t đ n c đóng vai trị quan tr ng trong vi c h n ch ho c t ng c ng s phát tri n c a
vi sinh v t trong th c ph m. Bên c nh đó các y u t nh nhi t đ , pH, O2 và CO2 c ng nh
s có m t c a các ch t kìm hãm và ch t b o v c ng s có nh ng tác đ ng nh t đ nh lên s
s ng và s phát tri n c a vi sinh v t.
Giá tr aw t i thi u cho phép các vi sinh v t phát tri n đ
nh sau:
B ng 1.7. Ho t đ n

c t i nhi t đ g n t i u

c t i thi u cho phép vi sinh v t phát tri n

N mm c

aw

Alternaria citri

0,84

Aspergillus candidus

0,75

Asp. conicus

0,70

Asp. flavus

0,78

Asp. funigatus

0,82

Asp. niger

0,77

Asp. tamarii

0,78

Erémascus abus

0,70

Erémascus fertilis

0,77

Mucor phumbeus

0,93

Penicillium brevicompactum

0,81

P. chrysogenum

0,79

P. citrinum

0,80

Rhizopus nigricans

0,93

N m men

n

aw

Sacharomyces bailii

0,80

S. cerevisae

0,90

S. rouxii

0,62

Vi khu n

aw

Aerobacter aerogenes

0,94

Bacillus cereus

0,95

B. stearothermophilus

0,93

B. subtilis

0,90

Clostridium botulinum A

0,95

Clostridium botulinum B

0,94

Escherichia coli

0,95

Lactobacillus viridescens

0,95

Pseudomonas fluorescens

0,97

Staphylococcus aureus

0,86

Nh v y m i lo i vi khu n, n m m c hay n m men đ u có m t gi i h n ho t đ
c cho s phát tri n và t n t i nh t đ nh.

Vi khu n có ho t đ n c t i thi u là 0,91, riêng vi khu n a m n là 0,75. Vi khu n
không ch u m n phát tri n c c đ i t i aw = 0,9970,980 (mơi tr ng canh thang th ng có
aw = 0,999, thêm ch t hịa tan vào thì aw s gi m đi). Clostridium botulinum có th gây ng
đ c th t (0,91< aw<0,95) do ti t ra đ c t exotoxyn ng n c n s gi i phóng acetincholin
h y ho i th n kinh trung ng và gây t vong. Vi khu n ch u m n đ c chia thành hai
nhóm: nhóm ch u m n v a ph i và nhóm ch u r t m n. Nhóm vi khu n ch u m n v a ph i
b t đ u phát tri n n ng đ mu i NaCl t 0,2 đ n 0,5M, phát tri n t i u n ng đ NaCl
g n 1M và có th phát tri n n ng đ 3M. Các n ng đ này s t o ra aw t ng ng là 0,99;


0,96 và 0,88. Nhóm vi khu n ch u r t m n phát tri n n ng đ NaCl 4M (0,83 aw). Nói
chung, nhóm này có kho ng phát tri n n ng đ mu i t 3M (0,88 aw) đ n bão hòa (0,75
aw). M c dù vi khu n đã thích nghi v i ho t đ n c th p, nh ng chúng v n r t nh y c m
v i các ch t hòa tan có kh n ng làm gi m aw. Th c t nhóm vi khu n này ch có liên quan
đ n nh ng th c ph m có mu i.
Các lo i n m men th ng phát tri n ho t đ n c t i thi u là 0,80. Ch ng h n
Saccharomyces cerevisae phát tri n aw g n 0,90. Loài a th m nh S. rouxii phát tri n
aw t i thi u là 0,62 trên siro fructose.
H u h t n m m c có ho t đ n

c t i thi u là 0,8, riêng v i n m m c a khô aw là

0,65.
N m men và n m m c phát tri n trong đi u ki n môi tr ng acid h n hay khô h n
vi khu n nh v y ho t đ n c c n thi t đ ng n c n s phát tri n n m là th p h n so

v i vi khu n. Nh v y, giá tr ho t đ n c đ c ng d ng đ d đoán s phát tri n c a vi
khu n, n m men và n m m c. M t th c ph m có th i h n s d ng t t mà không c n s
b o qu n nhi t đ th p thì đi u c n thi t ph i đi u ch nh ho t đ n c và môi tr ng acid
c a th c ph m. i u này có th kéo dài th i gian b o qu n c a th c ph m và có th xác
đ nh đ c th i gian b o qu n c a th c ph m n u bi t đi u ki n b o qu n. Th c ph m có
th s n xu t ra an toàn và b o qu n b ng vi c h th p ho t đ n c đ n giá tr t i thi u mà
t i đó vi sinh v t khơng phát tri n đ c. Ch ng h n v i aw nh h n 0,6 s c n tr s phát
tri n c a n m men. Th c ph m có pH nh h n 4,5 v i ho t đ n c nh h n 0,86 làm
ch m s phát tri n c a vi sinh v t gây đ c th c ph m. Th c ph m mà vi sinh v t d phát
tri n th ng có hàm m cao.
1.6.5. nh h

ng c a ho t đ n

c đ n tính ch t l u bi n c a th c ph m

Tính ch t l u bi n c a th c ph m có liên quan đ n đ c ng, đ đàn h i và đ dai,
đ d o c a th c ph m
Nhi u nghiên c u cho th y đi u ki n m c a th c ph m khơ và bán khơ có vai trị
quan tr ng trong vi c t o ra tính ch t l u bi n c a th c ph m. Nguyên nhân là do s có
m t c a n c d n đ n protein, carbohydrat b hydrat hóa, tr ng n t o gel, t ng kh n ng
hòa tan trong n c hay b th y phân. Ví d : đ m c a th c ph m th p r t c n thi t đ t o
đ giòn c a bánh bisquite, b p rang hay khoai tây chiên. Ngu c l i đ t o đ dính cho s n
ph m k o c n ho t đ n c không quá th p, quá trình làm bánh t đ ng, s a, b t cà phê
c n tránh đ m th p.
m c c đ i cho phép mà không nh h ng đ n tính ch t c a s n
ph m khơ là 0,35÷0,5, tùy thu c vào t ng lo i th c ph m N u t ng đ m t ng đ i c a
th c ph m có đ m trung gian g n đi m u n c a vùng đ n t ng t ng đ c ng, đ dính h u
h t c a th c ph m
1.6.6. nh h

ng c a ho t đ n

c đ n giá tr các vitamin

N c c ng nh h ng r t l n đ n đ b n c a m t s vitamin nh t là nh ng vitamin
có th hịa tan trong n c nh vitamin C, B1... Ho t đ n c càng th p thì th i gian b o


qu n nh ng lo i vitamin này càng t ng. Tuy nhiên, v i các lo i vitamin tan trong ch t béo
thì s phá h y càng gi m khi ho t đ n c t ng.
Vitamin C t ng đ i b n aw th p, khi t ng aw thì s phân h y vitamin C càng t ng
nhanh.
b o qu n đ c vitamin C trong th c ph m m t th i gian dài thì th c ph m ph i
đ c b o qu n nhi t đ th p và aw càng th p càng t t.
Khi nghiên c u s t n th t c a vitamin B1 trong b t mì, th y r ng n u t ng đ m
t 9,2% đ n 14,5% thì s làm t ng s t n th t vitamin B1 lên. Hàm l ng vitamin B1 c a
b t có hàm m 3,6% và 10% đ c gi g n nh không đ i ( 380C) nh ng khi hàm m 14%
thì g n 80% vitamin B1 b m t.
Riêng các vitamin hịa tan trong ch t béo thì s phá h y s gi m khi aw t ng. Ch có
 - tocoferol s t ng s m t mát lên khi t ng hàm m.
1.7. nh h
1.7.1. nh h

ng c a n
ng c a n

c đ n c u trúc và tr ng thái c a s n ph m th c ph m
c đ n c u trúc rau qu t

i

Rau qu t i ch a nhi u n c nên th ng có đ c ng, đ c ng, đ giòn nh t đ nh,
khác v i rau qu khi b héo thì co l i, m m do m t n c.
S t ng kích th c c a t bào th c v t là do s h p th n c. Màng t bào có tính
ch t th m đ i v i n c mà khơng th m các ch t hịa tan trong n c. N u t bào nhúng
trong môi tr ng nh c tr ng nó s h p th n c v i t c đ t l v i hi u th c a n c
trong và ngoài t bào. Nh c tr ng là tính ch t c a m t môi tr ng mà n ng đ ch t tan
nh h n so v i môi tr ng n i bào. N u m t t bào s ng đ c đ t trong môi tr ng nh c
tr ng thì áp su t th m th u s làm các phân t n c di chuy n vào trong t bào, có th
làm t bào c ng lên và v ra. i v i các t bào th c v t ho c các lồi có thành t bào v ng
ch c khác, các t bào có th gi đ c hình d ng c a nó trong mơi tr ng nh c tr ng.
Khi n c vào trong t bào thì ch t ch a trong t bo s gây nên m t áp su t trong v t bào
áp su t th y t nh này g i là áp su t tr ng mà th ng t o ra m t đ c ng nào đó đ i v i t
bào nên làm c ng kích th c t bào.
1.7.2. nh h

ng c a n

c đ n c u trúc và tr ng thái c a s n ph m th c ph m

N c t ng tác v i nhóm NH3+, COO- , - CO – NH - c a protein đ t o ra l p v
hydrat làm dung d ch protein có đ nh t và đ hịa tan nh t đ nh, n c c ng làm bi n tính
protein, làm phá h y tồn b c u trúc b c cao, t o ra s bi n đ i sâu s c v l ng khi n
cho protein khác v i nh ng ch t khác. Nh bi n tính mà sau đó các phân t protein t ng
tác v i nhau t o thành m ng l i có tr t t g i là gel, ngh a là t o ra m t c u trúc m i cho
th c ph m nh phomai, giò… N c c ng nh h ng đ n kh n ng t o b t c a protein do
c ng t o ra m t tr ng thái c ng nh k t c u đ c tr ng c a nhi u s n ph m th c ph m ch a
protein.
N c còn nh h ng đ n kh n ng t o nh t ng và kh n ng t o b t c a protein,

t đó t o ra m t tr ng thái c ng nh k t c u đ c trung c a nh ng th c ph m có ch a protein.