Các chất có mùi thơm thuộc nhóm aldehyt, xeton trong sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 28 trang )
CHẤT THƠM THỰC PHẨM
Các
Các chất
chất có
có mùi
mùi thơm
thơm thuộc
thuộc nhóm
nhóm aldehyt,
aldehyt, xeton
xeton
trong
trong sữa
sữa và
và các
các sản
sản phẩm
phẩm chế
chế biến
biến từ
từ sữa
sữa
ĐẶT
ĐẶT VẤN
VẤN ĐỀ
ĐỀ
•
Sữa động vật là thực phẩm vô cùng quý giá
cho sức khỏe con người. Protein của sữa có
thành phần acid amin cân đối và độ đồng
hoá cao. Lipid của sữa giàu năng lượng, có
nhiều vitamin tan trong chất béo, nhất là
vitamin A. Sữa cũng là nguồn vitamin nhóm
B (riboflavin) và có nhiều canxi dưới dạng
kết hợp với cazein. Tỷ lệ giữa canxi và
phospho thích hợp cho nên mức đồng hoá
canxi của sữa cao.
Bên cạnh yếu tố là nguồn dinh dưỡng, các sản phẩm sữa còn có những
hương vị đặc trưng vô cùng thơm ngon, quyến rũ. Hương thơm trong sữa
chủ yếu là do các aldehyt, xeton từ nguồn axit béo tự do, protit tạo nên. Đây
cũng là một chỉ tiêu cảm quan đóng vai trò quan trọng để đánh giá chất
lượng và trạng thái của sữa.
Đặc tính của sữa
Tính chất vật lý
•Tỷ trọng của sữa dao động từ 1.026-1.032g/m3
•Độ nhớt trung bình của sữa là 1.8 centipoa và phụ thuộc vào
thành phần hóa học của sữa, nhiệt độ.
•Áp suất thẩm thấu của sữa 6.6 at ở 00C và phụ thuộc vào hàm
lượng lactoza, muối phân bố ở dạng phân tử và ion.
•Nhiệt độ đóng băng : - 0,540 ÷ - 0,590oC.
•Độ dẫn điện: 38.10-4 – 60.10-4.
•Nhiệt dung phụ thuộc hàm lượng chất béo
•Độ dẫn nhiệt của sữa chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học,
cấu trúc sản phẩm và nhiệt độ.
Đặc tính của sữa
Tính chất hoá học
•Độ axít chung của sữa bò là 16-18oT. Sữa đầu ngay sau khi mới đẻ
độ axit rất cao do có hàm lượng protein và muối cao sau đó giảm
dần từng ngày.
•Ngoài thành phần chính là protein, lipit, lactoza còn chứa hoàng loạt
các chất dễ bị oxi hóa và bị khử như vitamin C vitamin E, B 2, enzim
và các chất màu…v.v. Khả năng oxi hóa khử của dung dịch được
đặc trưng bằng thế oxi hóa khử Eh. Sữa bình thường có Eh=0.2-0.3V.
•Sữa là một dung dịch keo có 3 pha tồn tại đồng thời :
Pha dung dịch thực: Thành phần gồm nước và các chất hòa tan
như lactoza, muối khoáng và vitamin hòa tan trong nước.
Pha huyền phù: Chủ yếu là protein và lipoprotein.
Pha nhũ tương: Chủ yếu là chất béo ở dạng cầu mỡ.
Sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa
1. Các sản phẩm sữa tươi:
•
Sữa tươi nguyên kem (whole milk)
•
sữa gầy (skim milk, non-fat milk)
•
Sữa có hàm lượng béo thấp (low-fat milk)
2. Các sản phẩm kem tươi (fresh cream):
•
Kem tươi có hàm lượng chất béo cao (Whipping cream)
•
Kem tươi có hàm lượng chất béo nhẹ (Light cream)
•
Kem tươi có hàm lượng chất béo thấp (Half and half
cream)
3. Các sản phẩm sữa lên men và kem sữa:
•
Kem chua (Sour cream)
Sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa
•
•
•
Kem béo chua nhẹ (Heavy cream)
Nước sữa chua (Buttermilk)
Sữa chua (Yogurt)
4. Các sản phẩm sữa đã được loại nước:
•
Sữa đặc không đường (Evaporated milk)
•
Sữa đặc có đường (Condensed milk)
•
Sữa bột (Dried milk)
•
Phô mai (cheese)
5. Các sản phẩm từ chất béo của sữa:
•
Bơ (butter)
•
Váng sữa (cream)
Chất thơm trong sữa
Chất thơm
Là hỗn hợp phức tạp của nhiều cấu tử, có nguồn
gốc tự nhiên hoặc tổng hợp. Chất thơm đặc trưng
cho cảm quan chất lượng thực phẩm, có thể nhận
biết hơn 10.000 chất mùi. Về bản chất, các chất
thơm có thể là hydrocacbon, alcohol, cacbonyl,
ester, lactone, andehyt, xeton và các thành phần
khác.
Các chất thơm trong sữa
Dimethyl sulfide, ethylacetate, diacetyl, 3-methyl-1butanol, các ketone và aldehyde, hydrogen sulfit
(H2S), mùi lacton, caramen hóa. Trong các sản
phẩm lên men từ sữa thì có mùi đặc trưng khác
nhau, tuỳ loại vi sinh vật sử dụng.
Bảng I.1. Nồng độ của hợp chất bay hơi có trong các mẫu sữa (µg/kg)
Raw
1%
Raw
3%
UHT
1%
UHT
3%
Past A
0%
Past A
1%
Past A
2%
Past A
3%
Past B
0%
Past B
1%
Past B
2%
Past B
3%
2Methylpropanal
0.35a
0.40ab
2.24cd
2.52d
2.13c
0.21a
0.74b
0.52ab
0.27a
0.33a
0.48ab
0.29a
3-Methylbutanal
0.03ab
BQL
0.85d
1.14e
0.02ab
0.02ab
0.17c
0.06ab
0.03ab
0.19c
0.17c
0.08b
2-Methylbutana
0.46b
0.90c
0.57b
0.91c
0.14a
0.09a
0.14a
0.09a
0.18a
0.13a
0.11a
0.13a
Hexanal
4.77de
2.68bc
1.58abc
12.97f
2.80c
0.75a
1.65abc
0.81ab
5.21e
1.62abc
0.82ab
0.74a
2-Furaldehyde
BQL
0.20b
0.52c
0.38c
BQL
BQL
BQL
BQL
0.14ab
BQL
0.13ab
BQL
Heptanal
0.22bc
0.20abc
0.49d
1.68e
0.03a
0.04ab
0.12ab
0.07ab
0.37cd
0.11ab
0.08ab
0.14ab
Octanal
0.43c
0.52c
0.48c
0.95d
0.08a
0.07a
0.21b
0.12ab
0.14ab
0.10a
0.09a
0.15ab
Nonanal
1.40bcd
1.36bcd
1.71cd
3.92f
1.21abcd
0.65abc
1.28abcd
1.15abcd
1.80e
0.53ab
0.28a
0.42ab
Decanal
2.42a
2.72a
5.92b
6.68b
0.82a
2.74a
1.67a
5.93b
BQL
0.79a
1.26a
1.61a
0.22a
0.26a
2.26e
2.15e
0.28a
0.61ab
0.14a
0.35ab
1.22cd
0.81bc
1.33d
0.41ab
7.40a
8.16a
22.39e
21.41e
8.45ab
7.38ab
6.61a
8.49a
11.44bc
11.55bc
14.18cd
16.08d
0.60b
1.09c
0.19a
0.15a
0.07a
0.13a
0.33ab
0.14a
0.18a
0.17a
0.30ab
0.13a
Compound
Ester
Ethyl acetate
Sulfur
Dimethyl sulfide
Alcohol
3-Methyl-1butanol
* Chú thích:
• Raw: Mẫu sữa tươi nguyên chất có
hàm lượng chất béo 1% và 3%
• UHT: Mẫu sữa tiệt trùng có hàm lượng
chất béo 1% và 3%.
• a - f: Các chữ cái khác nhau thể hiện
cùng một hợp chất nhưng khác nhau
ở loại mẫu.
Past A và Past B: Tên gọi thương
mại của 2 mẫu sữa thanh trùng
pasteur khác nhau và có hàm
lượng chất béo 0%, 1%, 2% và 3%..
2
BQL: Giới hạn xác định số lượng
thấp
1
Bảng I.2. Giá trị hoạt động mùi (OAV) của một số hợp chất bay hơi
trong các sản phẩm sữa.
Aroma
threshol
Compou
d3
Past A Past A Past A Past A Past B Past B Past B Past B
nd
(µg/kg) Raw 1% Raw 3% UHT 1% UHT 3% 0%
1%
2%
3%
0%
1%
2%
3%
Ketones
2,3Butanedione
5
< 0.1
< 0.1
0.6
1.4
0.4
0.1
1.9
0.1
1.3
0.3
0.3
0.4
2-Heptanone
5
0.2
0.1
4.4
6.8
0.4
0.1
0.3
0.2
0.1
< 0.1
0.1
0.1
2-Nonanone
5
< 0.1
< 0.1
7.0
10.5
0.1
< 0.1
0.1
0.1
0.1
< 0.1
< 0.1
0.1
0.7
0.5
0.5
3.2
3.6
3.0
0.3
1.0
0.7
0.3
0.4
0.6
0.4
3Methylbutanal
0.04
0.7
< 0.1
21.2
28.5
0.5
0.5
4.2
1.5
0.7
4.7
4.2
0.2
2Methylbutanal
0.9
0.5
1.0
0.6
1.0
0.1
0.1
0.1
0.1
0.2
0.1
0.1
0.1
Hexanal
4.5
1.0
0.5
0.3
2.8
0.6
0.1
0.3
0.1
1.1
0.3
0.1
0.1
3000
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
Heptanal
3
< 0.1
< 0.1
0.1
0.5
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
Octanal
0.7
0.6
0.7
0.6
1.3
0.1
0.1
0.3
0.1
0.2
0.1
0.1
0.2
Aldehydes
2Methylpropanal
2-Furaldehyde
Nonanal
1
1.4
1.3
1.7
3.9
1.2
0.6
1.2
1.1
1.8
0.5
0.2
0.4
Decanal
0.1
24.2
27.2
59.2
66.8
8.2
27.4
16.7
59.3
< 0.1
7.9
12.6
16.1
5
< 0.1
< 0.1
0.4
0.4
< 0.1
0.1
< 0.1
< 0.1
0.2
0.1
0.2
< 0.1
2
3.7
4.0
11.1
10.7
4.2
3.6
3.3
4.2
5.7
5.7
7.0
8.0
250
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
< 0.1
Ester
Ethyl acetate
Sulfur
Dimethyl sulfide
Alcohol
3Methylbutanol
* Chú thích:
1
OAV (ordor activity values) = Nồng độ/ ngưỡng cảm giác
thông báo
Raw: Mẫu sữa tươi nguyên chất có hàm lượng chất béo
1% và 3%
UHT: Mẫu sữa tiệt trùng có hàm lượng chất béo 1% và
3%.
2
Past A và Past B: Tên gọi thương mại của 2 mẫu sữa
thanh trùng pasteur khác nhau và có hàm lượng chất béo
0%, 1%, 2% và 3%.
3
Aroma threshold: ngưỡng mùi được đo trong nước
Chất thơm nhóm cacbonyl
Aldehyt
Andehyt là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm liên kết trực tiếp
với nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hidro.
Andehyt là chất khí không màu, mùi sốc, tan tốt trong nước và các dung
môi hữu cơ. Nhiệt độ sôi của axetaldehyt thấp -210C.
Mỗi aldehyt có mùi riêng biệt axetaldehyt có mùi thơm dịu, xinamic có mùi
quế, aldehyt C16 thơm mùi quả dâu tây, andehyt C14 thơm mùi quả đào,...
Đối với các aldehyt có phân tử lượng thấp ở dạng dung dịch thì mùi rất
khó chịu và mùi thơm trở nên hấp dẫn khi trọng lượng phân tử tăng dần,
đặc biệt là aldehyt có số nguyên tử cacbon từ C8 đến C10 có mùi hương
hoa. Tuy nhiên, với các aldehyt có trọng lượng phân tử cao (lớn hơn C16)
ở dạng sáp thì hương thơm mất đi. Các aldehyt không no có mùi kích
thích rất đặc biệt và mùi càng tăng khi xuất hiện càng nhiều nối ba. Hầu
hết, hương thơm của các aldehyt rất mạnh và phụ thuộc vào hợp chất của
chúng.
Chất thơm nhóm cacbonyl
Xeton
Xeton là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có nhóm liên kết trực
tiếp với hai nguyên tử cacbon.
Xeton là chất lỏng dễ bay hơi, tan vô hạn trong nước và hòa tan
được nhiều chất hữu cơ khác. Mỗi xeton thường có mùi riêng biệt
axeton có mùi thơm dịu nhẹ, menthol có mùi bạc hà, 2-heptanone
mùi phô mai, 1-octene-2-one có mùi nấm,….
Các xeton có trọng lượng phân tử thấp rất ít mùi thơm. Loại xeton
có trọng lượng phân tử thấp nhất mà có giá trị tạo hương thơm
trong công nghiệp là methyl amyl keton, nó có mùi thơm mạnh của
hoa quả. Với trọng lượng phân tử tăng dần, thì mùi quả được thay
thế dần bởi mùi hoa.
CÁC CHẤT TẠO MÙI TRONG SỮA VÀ KHẢ
NĂNG HÌNH THÀNH, PHÁT TRIỂN NHÓM
CHẤT THƠM CACBONYL TRONG QUÁ
TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN CÁC SẢN
PHẨM TỪ SỮA
Các chất thơm có trong sữa
Ở 100- 2000C người ta có thể xác định được các chất dễ bay
hơi có trong sữa qua quá trình chế biến và bảo quản: Carbon
monoxide, carbon dioxide, hydrogen, methane, và các
hydrocarbon khác, đặc biệt là các hợp chất carbonyl thường
bị oxi hóa các chất thơm trong các sản phẩm sữa.
Với sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao thời gian ngắn 142 0C/4 giây
có mùi nấu mạnh đôi khi có mùi caramen hóa hoặc có mùi
xeton.
Dưới tác dụng của nhiệt, ánh sáng, không khí trong quá trình
chế biến, bảo quản các acid béo tự do bị oxy hóa phân hủy
thành các aldehyt và xeton tạo ra các mùi đặc biệt mùi có lợi
và bất lợi trong sữa.
Một số chất trong sữa bị biến đổi, phân hủy như các peptit
cũng tạo hợp chất dễ bay hơi như sulphit và disulphit.
* Mùi do oxi hóa:
Quá trình oxi hóa photpholipit là nguyên nhân chính dẫn đến mùi oxi
hóa. Hàm lượng phospholipit cao khả năng dẫn đến mùi oxi hóa lớn.
* Mùi ôi:
Là nguyên nhân của quá trình thủy phân triglycerides bằng enzim
lipaza. Lipaza được tạo ra ngay trong nước sữa trong khi bảo quản.
* Mùi do nhiệt:
Trong quá trình thanh trùng, tiệt trùng thường gây ra mùi nhiệt và mùi
nhiệt được coi là mùi bình thường của sữa.
Nếu quá nhiệt hơn nữa sẽ tạo ra mùi caramen (mùi đường cháy).
Mùi nấu do H2S gây nên do sự phân hủy của protein
protein
H2S
Mùi caramel do aldehyt mạch vòng tạo nên:
* Mùi do vi khuẩn
Do vi khuẩn, nấm men, nấm mốc phát
triển trong sữa ảnh hưởng đến mùi thơm của
sữa. Vi khuẩn S. lactic có trong sữa sử dụng
leucine thành metyl butanal làm cho sữa có
mùi hoa quả (mùi cà chua).
* Mùi do ánh sáng
Ánh sáng mặt trời làm
tăng mùi oxi hóa. Protein
của sữa tác dụng với
riboflavin dưới ánh sáng mặt
trời tạo nên mùi thơm do
ánh sáng.
Chất thơm trong một số sản phẩm từ sữa
Chất thơm của bơ:
Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy hương
thơm đặc trưng của bơ được tạo ra trong quá
trình gia nhiệt là δ- hexalactone, γ-lactone ( C8 và
C9) và γ- và δ- lactone từ C10 đến C16 và 3 hợp
chất lactone chưa no của axít 5-hydroxy-9tetradecenoic, axít 5-hydroxy-9-dodecenoic và
axít 4-hydroxy-6-dodecenoic.
Chất thơm của phomat:
Hương thơm của fomat được tạo nên từ quá trình hoạt động của vi sinh vật và hàm
lượng axit acetic, butylic và axit caproic là thành phần quan trọng trong tạo hương của
fomat. Hơn nữa hợp chất sulfua cũng rất quan trọng trong quá trình tạo hương như các
chất: hydrogen sulfide, methional, methyl mercaptan, dimethyl sulfit và 3mercaptopropionic axit. Thành phần quan trọng là C 5- C13 methyl ketone thu được từ
quá trình thủy phân và este hóa C6- C14 β-keto axit và thông qua con đường β-oxi hóa
axit béo tương ứng tạo mùi thơm cho sản phẩm
Sự tạo thành các chất thơm nhóm Aldehyt và xeton
trong một số sản phẩm sữa lên men
Các chất bay
hơi
Tác nhân vi
sinh vật
Vai trò trong
chất thơm
Nguồn cơ chất
Acetaldehyt
Lb.Bulgaricus
Lb. Juguti
Str.thermophilus
Các hợp chất
thơm chủ yếu
Lactoza
Axit amin
Lb.Bulgaricus
Mùi thơm và là
Lb. Juguti
mùi chính trong
Diacetyl aceton
Str.thermophilus các sản phẩm từ
sữa
Lb.acidophilus
Axeto,
butanon-2
aceton,
ethanol
Vi sinh vật trong
sữa chua
Rất ít
Rất ít
Không có
Axit xitric
và lactoza
Chất béo, lactoza
Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp chất thơm từ lactoza
Vi khuẩn lactic
Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa lên men. Vi khuẩn
lactic ngoài việc tạo thành axít còn có tác dụng tạo các chất thơm đặc trưng cho sản
phẩm (diaxetyl, axetoin, axit bay hơi…).
Sự hình thành 2- butanol từ diaxetyl và axeton
Từ axit piruvic lại tiếp tục decarboxylaza để tạo thành axetaldehyt và diaxetyl là
chất thơm cho sản phẩm. Sau đó, axetoin và diaxetyl tiếp tục được chuyển hóa tạo
thành 2-butanol là chất không mùi vị trong khoảng 24h đặc biệt là khi làm lạnh thì
quá trình chuyển hóa bị dừng lại do đó hương thơm được bảo tồn.
Phản ứng Maillard
Con đường sinh hóa tạo chất thơm từ protein
N
Protein của sữa mà thành
phần chính là casein nhờ
proteaza của vi khuẩn lactic
thủy phân phá vỡ các liên kết
peptit, disufit… tạo thành các
plypeptit, peptit và cuối cùng
là axit amin. Các axit amin tự
do tham gia hàng loạt các
phản ứng oxi hóa khử tạo
thành các chất có mùi vị đặc
trưng cho từng sản phẩm
(axít béo, xeton, axit amin,
aldehyt, NH3, CO2....)
Con đường sinh hóa tạo chất thơm từ chất béo
Quá
Quátrình
trìnhthủy
thủyphân
phânvà
vàoxi
oxi
hóa
hóa axit
axit béo
béo tạo
tạo aldehyt,
aldehyt,
metyl
metyl xeton
xeton …
… cùng
cùng với
với
sản
sản phẩm
phẩm của
của các
các quá
quá
trình
trình chuyển
chuyển hóa
hóa các
các chất
chất
protein,
protein, lactoza
lactoza tạo
tạo nên
nên
mùi
mùi vị
vị hài
hài hòa
hòa đặc
đặc trưng
trưng
cho
chosản
sảnphẩm.
phẩm.
