ĐỀ TÀI Ý NGHĨA CỦA HỌAT ĐỘ NƯỚC ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM

Báo cáo Hoá sinh thực phẩm
Đề tài
Ý NGHĨA CỦA HỌAT ĐỘ
NƯỚC ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH
CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN
THỰC PHẨM


GVHD: TS Trần Bích Lam
SVTH: Phan Thị Minh Phúc
Nguyễn Thị Thu An
Nguyễn Đăng Trường
Nguyễn Thị Thúy Vân
Vũ Cao Ân
Lê Hồng Luân


Nội dung chính :
I – Họat tính nước
II - Ảnh hưởng của họat tính nước đến chế biến và bảo
quản thực phẩm
III -Ảnh hưởng của họat độ đến trạng thái và cấu trúc
của sản phẩm thực phẩm
IV – Các yếu tố ảnh hưởng đến họat độ
V – Phương pháp làm giảm họat độ
VI – Phương pháp xác định họat độ


I- Hoạt tính nước
( aw : water activity )

•
•

Họat độ nước của một dung dịch là tỉ số áp suất hơi
bão hòa của dung dịch và dung môi
Biểu thức Raoult để tính họat độ nước :

aw = P / P0 = N / ( N+n )
•

Họat độ nước của một lọai thực phẩm là tỉ số áp suất
hơi bão hòa phía trên bề mặt thực phẩm và áp suất hơi bão
hòa của nước nguyên chất

P < P0 nên aw < 1


Bảng : họat độ nước của vài loại sản phẩm
Loại sản phẩm
thịt và cá tươi
bánh mì
phômai cũ
mứt đông
bánh puding
bắp cải
quả khô
kẹo
bột sữa

họat độ nước

0,99
0,95
0,85
0,80
0,80
0,75
0,60
0,30
0,20


Tầm quan trọng của họat độ nước
 Hoạt độ của nước là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến

thời hạn sử dụng , độ an toàn , màu sắc , mùi vị và độ bền
của các sản phẩm thực phẩm
 Hoạt độ là nhân tố quan trọng trong việc kiểm soát sự

hủy hoại thực phẩm , thể kiềm hãm sự phát triển của vi
khuẩn
 aw cũng đóng vai trò quan trọng quyết định độ hoạt động

của enzym và vitamin tropng thực phẩm . Ngoài ra aw còn
tác đông đến sự hiệu nghiệm và độ đặc của dược phẩm


Đường đẳng nhiệt hấp phụ

Đường đẳng nhiệt hấp thụ dùng để chỉ lượng nước được giữ bởi
một thành phần nào đó ở điều kiện cân bằng và tại một nhiệt độ

nhất định phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí quyển xung
quanh


II- Ảnh hưởng của họat độ đến các
quá trình chế biến và bảo quản
thực phẩm :

Chú thích : 1 – phản ứng oxi hóa khử và tự oxi hóa chất béo , 2 – phản ứng sẩm
màu 3 – họat độ enzyme , 4 – giới hạn họat động của vi khuẩn , 5 – đường đẳng
nhiệt bền


1. Ảnh hưởng của họat độ đến sự oxi hóa chất
béo :
 Lipid là chất phổ biến trong tế bào động vật , thực vật , là

chất cung cấp năng lượng đáng kể cho cơ thể (37,6 x 106
j/kg) , nguồn cung cấp vitamin A, D, E ,F…..
 Lipit có trong thành phần các sản phẩm thực phẩm , so với

những hợp phần hóa học khác thì kém bền vững nhất đối với
tác động của oxy khí quyển

RH
R + O2

 R + H
 RO2

RO2 + RH

 ROOH + R


 Nhìn vào đồ thị ta thấy : Họat độ nước thấp tương ứng với vùng

hình thành lớp đơn phân trên bề mặt sản phẩm , sự oxi hóa chất
béo xảy ra mạnh mẽ . Cùng với sự tăng họat độ nước thì cường
độ oxi hóa giảm .


2 . Ảnh hưởng của họat độ đến phản ứng màu
phi enzyme :
 Người ta cho rằng sự sẫm màu là do phản ứng caramen hóa ,

phản ứng melanoidin , phản ứng giữa các sản phẩm oxi hóa
lipid với protein hoặc phản ứng thóai phân các hợp chất
cacbonyl có nối kép đôi luân hợp với vitamin C ...
=> Chúng ta sẽ tìm hiểu họat độ và các phản ứng sẫm màu phi
enzyme có liên quan gì với nhau ?


Các sắc tố có màu sẫm sẽ được tạo ra ở trong các sản phẩm có
hàm ẩm thấp hoặc trung bình aw>0,5 chẳng hạn phản ứng
melanoidin sẽ tăng mạnh trong khoảng aw=0,5÷ 0,75 là do:
 Thiết lập nên lớp kép của các phân tử nước giữa các lớp mỏng

protein, kết quả là các nhóm có cự ở protein được lộ ra và trở
thành bão hòa nước

 Các phân tử protein sẻ tăng độ linh động và tăng khả năng sắp

xếp trong nội phân tử và giữa các phân tử nghóa là tăng khả
năng phản ứng
 Nếu tăng hoạt độ lên trên 0,7 thì cường độ phản ứng giảm là

do nồng độ các chất tác dụng bò giảm xuống.
 Tốc độ cực đại khi aw=0,75 tương ứng với nồng độ cực đại của

các chất tác dụng ở trạng thái hòa tan.


 Một yếu tố khác rất quan trọng có quan hệ với họat độ nước

là ảnh hưởng của nhiệt độ.Năng lượng hoạt hóa của các phản
ứng sẫm màu phi enzim sẽ tăng lên dần dần cùng với sự giảm
aw do đó phản ứng sẽ chậm lại khi aw thấp
 Từ những điều trình bày ở trên cần thấy rằng các sản phẩm có

độ ẩm trung bình sẽ bảo quản tốt nhất khi aw vượt quá điểm
đặc trưng cho tốc độ sẫm màu cực đại nhưng lại chưa đạt giá
trò bắt đầu gây hư hỏng do vi sinh vật .


3. Ảnh hưởng của họat độ đến phản ứng
ezyme trong các sản phẩm thực phẩm :
Như ta đều biết enzim xúc tác một phản ứng qua 2 giai
đoạn :
 Liên kết enzim với cơ chất để tạo ra phức phi đồng hóa trò
hoặc hợp chất axyl-enzim.

 Phân ly hợp chất này thành sản phẩm phản ứng với enzim
Ở cả 2 giai đoạn của phản ứng nước có vai trò làm tăng
tính linh động của cơ chất và sản phẩm phản ứng.


- Trong các phản ứng thủy ngân bởi enzim thì nước tham gia rất
tích cực ,lượng nước được sử dụng trong quá trình này phụ
thuộc số lượng và bản chất của cơ chất và enzim.
- Hoạt động của phản ứng enzim thường bắt đầu xuất hiện khi
aw>0,45
- Tốc độ của các quá trình enzym trong các sản phẩm thực phẩm
được quyết đònh bởi các yếu tố :
 Sự phân bố các chất tham gia phản ứng trong sản phẩm
 Sự linh động của cơ chất do trạng thái tập hợp và cấu trúc của

sản phẩm quyết đònh
 Họat độ nước và nhiệt độ


4 . Ảnh ưởng của họat độ nứơc đến sự phát
triển của vi sinh vật :
Hoạt độ nước đóng vai trò quan trọng trong việc hạn chế sự
phát triển của (VSV) trong thực phẩm
Họat độ

Những VSV bị hạn chế
họat động

Thực phẩm tương
ứng

1.00 – 0.95

Psemdemonas , escherichia ,proteus ,shigella ,
klebsiella , bacillus , clostridium perfringen và
nhiều loại nấm men khác

Thực phẩm có thể bị héo cao,trái
cấy đóng hộp , rau ,thịt , cá và sữa ,
xúc xích chín , những thực phẩm
chứa 40%saccaro , hay 7% NaCl

0.95 – 0.91

Salmonella , vibrio parahaemolyticus ,
C.botulinum , seratia , lacctobacillus
,pediococcus , nhiều loại nấm men

Nhiếu loại phomát ( cheddar ,
Swiss , Muenster , Provolone ) , thịt
muối , nhiều loại nước ép trái cây ,
thực phẩm chứa 555 saccaro, hay
15% NaCl

0.91 – 0.87

Nhiều loại nấm men (candida , turolopsis ,
hensenula) micrococcus

Xúc xích lên men (salami) , bánh

ngọt (sponge cake), phomát khô
,margarin , thực phẩm chứa 65%
saccaro , 15% NaCl


Họat độ

Những VSV bị hạn chế họat
động

Thực phẩm tương
ứng

0.87 – 0.80

Hầu hết nấm mốc (Mycotoxigenic penicillia)
Staphylococus aureus , hầu hết
saccharomyces(bailii) Debyriomyces

Nước ép trái cây , sữa đặc có
đường , chocolate syrups , bột , gạo
, hạt chứa 15- 17% độ ẩm , bánh trái
cây , thịt muối nông thôn

0.80 - 0.75

Hầu hết vi khuẩn halophilic , Mycotoxigenic
aspergilli

Mứt , mức cam (marmalade) bánh

hạnh nhân (marzipan) , trái cây tẩm
đường , kẹo mềm (marshmallow)

0.75 – 0.65

Nấm mốc Xerophillic (aspergillus chevalieri ,
A.candidus , Wallemia sebi)

Yến mạch chứa 10% độ ẩm , ngũ
cốc , kẹo nougats , kẹo mềm, thịt
đông , mật rỉ , đường mía , quả hố
đào

0.65 – 0.60

Nấm men Osmophilic (Saccharomyces rouxii ) ,
một vài loại nấm mốc (Aspergillus echinulatus ,
Monascus bisporus)

Trái cây sấy khô chứa 15 – 10% độ
ẩm , carramels , mật ong

0.50

Không có vsv nào phát triển

Mì sợi chứa 12% độ ẩm , các loại
gia vị chứa 10% độ ẩm

0.40

Không có vsv nào phát triển

Toàn bộ bột trứng độ ẩm xấp xỉ 5%

0.30

Không có vsv nào phát triển

Bánh bích quy , bánh cracker , bread
crust chứa 3 -5 % độ ẩm

0,2

Không có vsv nào phát triển

Sữa bột độ ẩm 2 -3 % , rau quả khô
độ ẩm 5%


5 . Ảnh hưởng của họat độ đến tính chất lưu
biến của thực phẩm :
 Nhiều nghiên cứu cho thấy điều kiện ẩm của thực phẩm khô

và bán khô có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính chất
lưu biến của thực phẩm nguyên nhân là do sự có mặt của
nước dẫn đến khả năng protein , hợp chất cacbonhydrat hút
nước, trương nở , biến tính , tạo gel , tăng khả năng phân tán
trong nước hay bị thủy phân
 Nếu tăng độ ẩm tương đối của thực phẩm có độ ẩm trung

gian gần điểm uốn của vùng đơn tầng 20% - 66% tăng độ
dính , độ cứng hầu hết của thực phẩm
 Độ ẩm cực đại cho phép mà không ảnh hưởng đến tính chất
của sản phẩm khô là 0,35 – 0,5 , tùy thuộc vào từng loại thực
phẩm


6 . Ảnh hưởng của họat độ nước đến giá trị
dinh dưỡng :
Họat độ nước ảnh ưởng đến độ bền một số vitamin hòa tan
trong nước
Vd : ở hoạt độ thấp 0,1 – 0,3 khi tăng nhiệt độ sự phá hủy
vitamin c càng nhanh . Ở hệ thống phản hấp thụ vitamin nay
bị phá hủy nhanh hơn hệ thống hấp thụ , để bảo quản
vitamin C trong thực phẩm trong thời gian dài cần bảo quản
thực phẩm ở nhiệt độ thấp , và aw càng thấp càng tốt


III - Ảnh hưởng của họat độ đến cấu
trúc và trạng thái của sản phẩm thực
phẩm :


1 . Ảnh hưởng đến cấu trúc rau quả tươi :

 Rau quả tươi chứa nhiều nước nên thường có độ căng , độ

cứng , độ giòn nhất định , khác với rau quả khi bị héo thì co
lại do mất nước
 Sự tăng kích thước của tế baò thực vật gần như là do sự hấp

thụ nước
 Khi nước vào trong tế bào thì chất chứa trong tế bào sẽ gây
nên một áp suất trong vỏ tế bào .Áp suất thủy tỉnh này gọi là
áp suất trương mà thường tạo ra một độ căng nào đó đối với
tế bào nên làm căng kích thước tế bào


2 . Nứơc tham gia vào trạng thái cấu trúc của
các sản phẩm thực phẩm chế biến :
 Nước tương tác với nhóm NH2 , COOH , OH , - CO – NH

của protein để tạo ra lớp vỏ hydrat làm dung dịch protein có
độ nhớt và độ hòa tan nhất định , nước cũng làm biến tính
protein , làm phá hủy toàn bộ cấu trúc bậc cao , tạo ra sự
biến đổi sâu sắc về lượng khiến cho protein khác với những
chất khác
 Nước cũng ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt của protein do
cũng tạo ra một trạng thái cũng như kết cấu đặc trưng của
nhiều sản phẩm thực phẩm chứa protein
 Nước còn là chất hóa dẻo của tinh bột , do đó mà tinh bột
tạo ra độ dai độ dẻo , độ trong …cho nhiều sản phẩm thực
phẩm


IV – Các yếu tố ảnh hưởng đến họat
độ :
 Tăng nhiệt độ sẽ làm nước tự do bay hơi do đó sẽ giảm họat

độ của nước
 Các hợp chất hút nước có khả năng hydrat hóa như muối

NaCl , CaCl , tinh bột … cũng lám ảnh hưởng đến họat độ
 Các sợi protein tương tác với nhau tạo ra cấu trúc gel trương
đầy nước do đó cũng làm giảm họat độ của nước
 Hoạt độ cũng có thể giảm do hậu quả của lực mao dẫn


V – Phương pháp làm giảm họat
độ :
 Bổ sung các chất có khả năng hydrat hóa cao
 cho dòng khí có độ ẩm tương đối xác định đi qua vật liệu

điều chỉnh họat độ của nước
 phương pháp sấy
 giảm họat độ do lực mao dẫn


VI – Phương pháp xác định họat
độ :

Không một dụng cụ nào có thể đo hoạt độ của sản phẩm một
cách trực tiếp . mà hoạt độ cuả nước được xác định độ ẩm
tương đối xung quanh mẫu chất , khi không khí và mẫu chất
cân bằng về độ ẩm