HÓA HỌC THỰC PHẨM ỨNG DỤNG

Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Hóa học thực phẩm ứng dụng
Lý thuyết: 30 tiết

Nội dung:
Chương 1: Nước
Chương 2: Glucide và vai trò trong sản xuất thực phẩm
Chương 3: Lipide
Chương 4: Protein
Chương 5: Sắc tố và vai trò trong sản xuất thực phẩm

Hóa học thực phẩm ứng dụng

1


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Tài liệu tham khảo
1. Bài giảng hóa thực phẩm – Phan Thế Đồng – K.Công nghệ thực phẩm, ĐHNL
2. Hóa học thực phẩm – NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2001
3. Hóa sinh công nghiệp – NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2002
4. Color Atlas of Biochemistry – L.Koolman and K.H.Roehm, Thieme, 2005
5. Biochimie Alimentaire - Charles Alais and Guy Linden – Masson , Paris, 1997

Hóa học thực phẩm ứng dụng

2


Nước


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Chương 1: Nước trong thực phẩm
CẤU TẠO

Nước là đơn tử phân cực nên các
phân tử nước có thể liên kết lại với nhau

hoặc liên kết với các thành phần khác của
thực phẩm

Hóa học thực phẩm ứng dụng

4


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ở trạng thái hơi: nước

ở trạng thái đơn phân
tử, không liên kết với
các phân tử nước khác

Ở trạng thái lỏng:
Liên kết hydrogen luôn
luôn chuyển động, thiết
lập, mất đi, tái lập trở lại
nước di động, có hình
dạng của vật chứa
Chỉ có khoảng 50%
liên kết hydrogen
được thành lập

Hóa học thực phẩm ứng dụng

Ở trạng thái rắn:
1 phân tử nước liên kết
với 4 phân tử nước xung
quanh
cố định
tạo thành mạng
lưới tinh thể

5


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc của nước
- Nhiệt độ: cung cấp năng lượng

liên kết hydrogen bị mất đi

- Chất điện ly Na+ , K+ làm giảm số lượng liên kết hydrogen ( do Na+ , K+ liên kết với nước)
- Các gốc không phân cực
Ví dụ: gốc methyl – CH3 làm tăng số lượng liên kết hydrogen do chúng kỵ nước
các phân tử nước lại gần nhau.

đẩy

Trong cấu trúc vi
mô của thực
phẩm, nước hiện
diện ở đâu và
dưới dạng nào?

Hóa học thực phẩm ứng dụng

6


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

NƯỚC TỰ DO
Các loại nước tự do:

Nước thẩm thấu: là nước bị ràng buộc chặt chẽ với kết cấu hình lưới của các cấu tử keo
trong nguyên liệu

không tách được bằng máy ép thông thường

Nước mao dẫn: nước có trong những lỗ mao quản, những khe hở của kết cấu hình lưới,
trong những tổ chức xốp của các mô

rất khó tách nước tự do trong những ống mao

dẫn, những lỗ và khe hở có kích thước < 1-5µm
Nước dính ướt: là lớp nước dính sát bề mặt mô, cơ của nguyên liệu

rất dễ tách

bằng các lực cơ lý ( sấy, phơi, ép) trong điều kiện thường

Hóa học thực phẩm ứng dụng

8


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Đặc tính của nước tự do:
• Mang các tính chất của nước thông thường: dễ bay hơi hơn nước liên kết, có khả năng

đông đặc

• Là dung môi hòa tan các chất
•Là môi trường cho sự phát triển của vi sinh vật

Là tác nhân chính ảnh hưởng đến quá trình hư hỏng của thực phẩm

Xác định
nước tự do

Hóa học thực phẩm ứng dụng

9


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Độ hoạt động của nước Aw:
Độ hoạt động của nước trong thực phẩm là tỉ số giữa áp suất hóa hơi riêng phần của
nước trong thực phẩm (Pw) và áp suất hóa hơi riêng phần của nước tinh khiết (Po) ở cùng

nhiệt độ
Aw = Pw/Po
H2O

Aw: hoạt độ nước (activity of water)
Pw: áp suất hơi nước sinh ra bởi nước tự do có trong thực phẩm ở
nhiệt độ t
Po: áp suất hơi nước sinh ra bởi nước tinh khiết (100% nước tự do)
ở cùng nhiệt độ t

Aw: là giá trị tương đối, không có đơn vị
Aw của nước tinh khiết = 1
Aw của thực phẩm <1

Hóa học thực phẩm ứng dụng

10


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Nồng độ mol của 1 số chất hòa tan
ứng với các giá trị Aw khác nhau ở 25oC

Loại sản phẩm
Thịt cá tươi
Bánh mì
Jams và jellies
Bánh pudding
Trái cây sấy khô
Biscuits
Sữa bột
Cà phê uống liền

Aw
0.99
0.95

0.8
0.8
0.6
0.3
0.2
0.2

Aw

Nồng độ mol
lý tưởng

NaCl

CaCl2

Saccharose

Glyceryl

0.995

0.281

0.15

0.101

0.272

0.277

0.990

0.566

0.3

0.215

0.534

0.554

0.980

1.13

0.607

0.418

1.03

1.11

0.960

2.31

1.2

0.87

1.92

2.21

0.940

3.54

1.77

1.08

2.72

3.32

0.920

4.83

2.31

1.34

3.48

4.44

0.900

6.17

2.83

1.58

4.11

5.57

0.850

9.8

4.03

2.12

5.98

8.47

0.800

13.9

5.15

2.58

11.5

0.750

18.9

3

14.8

0.700

23.8

3.4

18.3

0.650

30.0

3.8

22

Hóa học thực phẩm ứng dụng

11


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ở 1 nhiệt độ cố định, lượng nước hấp phụ và bay hơi là bao nhiêu???
Trao đổi ẩm của thực phẩm trong môi trường

Lượng nước trao đổi
M = M o – M1
M: lượng nước trao đổi
Mo: khối lượng ban đầu của thực phẩm
M1: khối lượng của thực phẩm khi đạt trạng thái
cân bằng
Hóa học thực phẩm ứng dụng

12


Đường đẳng nhiệt hấp phụ

aw


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ý nghĩa đường đẳng nhiệt hấp phụ:
Đối với 1 thực phẩm, ở 1 nhiệt độ cố định, đường đẳng nhiệt
và đường thoát hơi không trùng nhau.
Cùng 1 thực phẩm,cùng Aw: lượng nước khi thoát hơi lớn
hơn khi hấp phụ thực phẩm tươi không trở về trạng thái khô
như ban đầu
Cùng lượng nước như nhau: Aw của thoát hơi nhỏ hơn hấp
phụ: nước tái hấp phụ không thể liên kết lại với các thành phần
của thực phẩm, phần lớn là nước tự do.

Hóa học thực phẩm ứng dụng

14


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Hàm lượng nước không
T-∆T

thay đổi:

T

Mo

T+∆T

•to tăng: Aw tăng
•to giảm: Aw giảm

M1

Hàm lượng nước Aw
không thay đổi:
•to tăng: MC giảm
Aw1

•to giảm: MC tăng

Awo

Hóa học thực phẩm ứng dụng

15


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ảnh hưởng của Aw đến chất lượng của
thực phẩm
-

Oxy hóa chất béo

-

Nâu hóa phi enzyme

-

Phản ứng enzyme

-

Sự phát triển của vi sinh vật

Hóa học thực phẩm ứng dụng

16


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Đồ thị phản ánh tốc độ của các loại gây hư hỏng
thực phẩm theo Aw

Hóa học thực phẩm ứng dụng

17

Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ảnh hưởng của Aw với sự phát triển
của vi sinh vật
Vi khuẩn 0.91
Men

Giới
Hạn

0.85

Mốc 0.8

phát
Vi khuẩn ưa mặn 0.75

triển
của

Mốc ưa khô 0.65

VSV

Men ưa thẩm thấu 0.6

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Hóa học thực phẩm ứng dụng

1

Aw

18


Lê Hồng Phượng

Bộ môn Công nghệ Hóa học

Ổn định thực phẩm
Thực
phẩm

Xử lý hóa học

Xử lý vật lý

Giảm

Sấy khô

Cô đặc

Aw
Ướp đường

Ướp muối

Đông lạnh

Lên men

của
thực
phẩm

Biến đổi tối thiểu chất lượng ban đầu

Kéo dài thời gian bảo quản

Hóa học thực phẩm ứng dụng

19