Bài giảng Chương 2 - Công nghệ sinh học trong tạo nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm

  • Số trang: 73 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 99 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Đã đăng 15341 tài liệu

Mô tả:

CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TẠO NGUỒN NGUYÊN LIỆU CHO CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 1. Tài nguyên sinh học 1.1 Phân loại thực phẩm theo tài nguyên sinh học Thực vật Các nguồn khác TNSH Vi sinh vật Động vật TÀI NGUYÊN ĐỘNG VẬT ĐẶC TRƢNG DINH DƢỠNG Động vật Có hàm lƣợng cao các protein chất lƣợng tốt Trứng Cholesterol trong lòng đỏ cao Các sản phẩm từ sữa Chất béo bảo hoà cao Calcium cao (trừ bơ) Lactose (một số cá nhân không hấp thu đƣợc đƣờng này) Cá nƣớc ngọt Cá biển Cá nƣớc ngọt ít Na hơn cá biển. Nhiều acid béo thiết yếu. Nghêu, sò, hến Cung cấp cholesterol với mức độ tƣơng tự nhƣ cá, nhƣng cho nhiều acid béo thiết yếu hơn. Nhiều nguyên tố vi lƣợng, nhƣng đôi khi nhiễm kim loại nặng. Động vật giáp xác (ví dụ: tôm sú, tôm hùm) Nhiều cholesterol hơn cá, nhiều acid béo thiết yếu. Động vật ăn cỏ Hàm lƣợng sắt cao. Hàm lƣợng chất béo bảo hoà cao. Động vật dạ dày đơn, đã đƣợc thuần hoá (vd: heo) Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ. Động vật dạ dày đơn, chƣa đƣợc thuần hoá (vd: Kangaroo, thỏ) Chất béo nhiều hơn động vật ăn cỏ. Gia cầm (thuộc giống chim) Thƣờng ít chất béo. Thịt từ các cơ quan động vật: Gan Là nguồn tài nguyên tốt về vitamin và đa số nguyên tố. Hàm lƣợng cholesterol cao. Hàm lƣợng acid amin cao. Óc Hàm lƣợng cholesterol cao. Các cơ quan khác (thận, tim, ruột) Hàm lƣợng cholesterol cao. TÀI NGUYÊN THỰC VẬT Thực vật nói chung Đều có chứa các sợi ăn đƣợc, chứa Ca nhiều hơn Na. Rau quả: Củ (cà rốt, khoai tây, khoai lang…) Lá xanh Họ bầu, bí Hoa Thân (vd: cần tây, hành) Hàm lƣợng tinh bột cao. Hàm lƣợng vitamin C vừa phải và hàm lƣợng vitamin A cao trong các loại có màu vàng cam. Carotene, vitamin K cao. Carotene cao (nếu có màu vàng cam) Hàm lƣợng vit C cao. Cung cấp năng lƣợng thấp. Cà chua Ớt Năng lƣợng thấp và hàm lƣợng vit C vừa phải. Năng lƣợng thấp, vit C cao. Các loại đậu Hàm lƣợng tinh bột cao. Số lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là methionin. Ngũ cốc và hạt Chứa các sợi ăn đƣợc giàu pentosan là chất có vai trò chủ yếu trong chức năng của ruột. Hàm lƣợng tinh bột cao. Hàm lƣợng protein vừa phải nhƣng thiếu protein thiết yếu là lysin. Bắp Thiếu 2 amino acid thiết yếu (lysin và tryptophan) và vitamin nhóm B (niacin). Trái cây: Họ cam chanh Giàu pectin, có đặc điểm làm keo tụ. Hàm lƣợng vit C cao và folacin vừa phải. Quả cứng (mận, đào, mơ…) Hàm lƣợng caratene vừa phải, vit C thấp. Lê và táo Quả nhiệt đới (xoài) Thành phần chủ yếu là nƣớc, crbonhydrate và sợi, ít vit. và chất khoáng. Hàm lƣợng carotene, vit. C cao, giàu pectin. Quả mọng (dâu) Vit. C cao. Hạt (đậu, cà phê) Năng lƣợng cao, nhiều loại acid béo với hàm lƣợng cao, hàm lƣợng protein vừa phải. CÁC CHẤT NGỌT Các chất tạo ra đƣờng Cung cấp năng lƣợng cao, dinh dƣỡng thấp. VI SINH VẬT Vi sinh vật đất Tạo ra vit 8-12; ngƣời ăn chay thƣờng thiếu các vitamin này. Nấm men Tạo ra nhiều loại vitamin và các nguyên tố vi lƣợng, hàm lƣợng acid nucleic cao. Nƣớc uống lên men Hàm lƣợng dinh dƣỡng tuỳ thuộc vào nguồn carbohydrate dùng trong quá trình chế biến; có độ rƣợu. Thực phẩm lên men Hàm lƣợng amino acid cao, Na có thể cao. CÔN TRÙNG Phần thân thể côn trùng Mật ong Hàm lƣợng protein cao. Hàm lƣợng đƣờng đơn cao. NƢỚC Nƣớc Không cung cấp năng lƣợng, hàm lƣợng nguyên tố khoáng thay đổi. ĐẤT Thƣờng là do nhiễm bẩn thức ăn Có nhiều nguyên tố và vi sinh vật. 1.2 Các chất phụ gia thực phẩm • Phụ gia thực phẩm là những cơ chất đƣợc thêm vào với mục đích cải thiện vẻ ngoài cho bắt mắt hơn, vị ngon, kết cấu, quá trình chế biến hay thời gian dự trữ thực phẩm. Trong đa số quốc gia, việc dùng chất phụ gia thực phẩm đƣợc chi phối bởi nhiều quy định. Chỉ những chất phụ gia đƣợc phép mới đƣợc dùng và tiếp theo là loại phụ gia nào đƣợc dùng cho loại thực phẩm nào với nồng độ tối đa đƣợc xác định. • Trƣớc khi một chất phụ gia đƣợc chứng nhận là đƣợc dùng cho thực phẩm thì nó phải đƣợc xác nhận là an toàn và phải không có sản phẩm tƣơng tự đƣợc sản xuất mà không cần dùng chất phụ gia đó. • Khi phụ gia thực phẩm đƣợc dùng, trên nhãn hiệu hàng hoá phải ghi rõ điều này bằng tên hoá học hay tên của lớp. Trong đa số trƣờng hợp, tên lớp mô tả chức năng của phụ gia trong thực phẩm. PHÂN LOẠI PHỤ GIA THỰC PHẨM Anti-caking agents Antioxidants Artificial sweetening substances Bleaching (tẩy trắng) agents Colours Emulsifiers Enzymes Flavours Flour treatment agents Food acids Flavour enhancers Humectants (chất làm ẩm) Minerals Mineral salts Preservatives Propellants (Tác nhân đẩy) Thickeners (Chất làm đặc) Vegetable gums Vitamins SỬ DỤNG CHẤT PHỤ GIA THỰC PHẨM NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Tác nhân chống vón cục (e.g. sodium alumino silicate). Added to finely powdered and crystalline foods to prevent lumping. Salt, milk powder in drinkdispensing machines. Chất chống oxy hoá (e.g. butylated hydroxyanisole). Preservatives to retard development of rancidity and discolouration. Edible oils and fats, margarine, 'instant' potato, dehydrated vegetables. Tác nhân tẩy trắng (e.g. chlorine dioxide). Added to flour to lighten its colour and improve bread-making. Flours, bread. NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG Màu (e.g. tartrazine). To improve appearance and reinforce flavour. Chất tạo nhũ, chất làm đặc (e.g. glyceryl monostearate). To improve consistency, impart body and stabilize air/oil/water mixtures. Chất tạo hƣơng vị và tăng cƣờng hƣơng vị (e.g vanillin). To impart taste and/or aroma to food THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Pastry products, cake, cheese, confectionery, cordials, dessert mixes, flavoured milk, fruit-flavoured drinks, spreads and fillings, fruit yoghurt, ice cream, icing mixture, jams, jellies, margarine, pickles, sauces, soft drinks. Biscuits, bread, cake, canned meats, confectionery, thickened cream, instant potato, dessert mixes, flavoured milk, fruit drinks, fruit yoghurt, ice cream, imitation cream, margarine, mayonnaise, peanut butter, salad dressings, soups. Pastry products, cheese, chocolate, confectionery, cordials, dessert mixes, flavoured milk, ice cream, imitation cream, jellies, manufactured meats, soft drinks, margarine, pickles. The most widely used flavour enhancer, MSG (monosodium glutamate) is used in prepared meat/fish dishes, packet soups and many canned foods. NHÓM PHỤ GIA VÀ CHỨC NĂNG Acid thực phẩm (e.g. citric acid) Give sour or tart taste, aid preservation Chất tạo ẩm (e.g. glycerol) Help to retain a soft consistency during storage. Chất bảo quản (e.g. benzoic acid) Prevent the growth of moulds, yeasts and bacteria. THỰC PHẨM CÓ THỂ CHỨA CHẤT PHỤ GIA Pastry products, cake, cheese, cider, confectionery, jellies, cordials, desserts, pickles, fruit drinks, jams, modify other flavours, sauces, mayonnaise, salad dressings, soft drinks, soups, spreads. Pastry products, cake, confectionery, fruit spreads and fillings, almond icing, sweetened coconut. Pastry products, bread, canned fruit, canned meat products, cheese, cordials, cured meat,'instant' potato, flour, fruit drinks, fruit salad, pickles, sausages, soft drinks, tomato juice. 2. Những vấn đề về nguyên liệu cho chế biến thực phẩm 2.1 Những ứng dụng của công nghệ sinh học trong quá trình chế biến thực phẩm Công nghệ sinh học bao gồm nhiều kỹ thuật có thể đƣợc ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm và nông nghiệp. Những kỹ thuật đó bao gồm: biến đổi gen, chuyển gen, chuyển phôi, tạo các dạng tam bội…Nó cũng bao gồm cả những kỹ thuật dùng để thu hái nguyên liệu thô từ mùa vụ, từ đánh bắt hải sản và từ vật nuôi. Điều này đƣợc quan tâm vì nó rất quan trọng đối với việc an toàn thực phẩm. - Mục tiêu của công nghệ sinh học thực phẩm là chọn lọc và cải tiến chủng vi sinh vật nhằm có thể điều khiển quá trình, nâng cao sản lƣợng, chất lƣợng, an toàn và ổn định sản phẩm. Vi sinh vật dùng trong CNSH TP gồm cả vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. - Lên men là quá trình chuyển hoá sinh học những chất hữu cơ nhờ vi sinh vật hay enzyme vi sinh vật, thực vật hay động vật. Lên men là dạng được dùng lâu đời nhất để bảo quản thực phẩm. Những thực phẩm lên men như phô mai, rượu vang, bánh mì…đã được tiêu thụ hàng ngàn năm nay và có liên quan đến văn hoá và truyền thống của các quốc gia dân tộc. Ước tính thực phẩm lên men chiếm 1/3 trong thực phẩm toàn cầu. Lên men được ứng dụng rộng rãi trong việc bảo quản các chất liệu từ nông nghiệp (ngũ cốc, rễ, củ, rau quả, sữa, thịt, cá…). Nhiều sản phẩm đã được đưa ra thị trường và chiếm thị phần lớn như phô mai, yogurt, sữa lên men, nước tương… Ở các nước phát triển, thực phẩm lên men được đông đảo người tiêu dùng chấp nhận vì tính an toàn của nó do quá trình lên men được điều khiển nghiêm nhặt. Trong khi đó, một số quá trình lên men truyền thống lại không được kiểm soát và phụ thuộc vào vi sinh vật từ môi trường cũng như cơ chất dùng cho lên men. Những quá trình như thế dẫn đến sản lượng thấp và chất lượng không ổn định. 2. 2 Hiện trạng của công nghệ sinh học thực phẩm 2.2.1 Công nghệ sinh học dùng trong thực phẩm lên men: • Vi sinh vật là yếu tố trung tâm của hệ thống quá trình trong sự sản xuất thực phẩm lên men. Các chủng VSV có thể được cải tiến về mặt di truyền bằng cả phương pháp truyền thống cũng như các kỹ thuật hiện đại. Những tính chất được quan tâm trong quá trình cải tiến chủng VSV là nâng cao chất lượng về mùi, hương, vẽ ngoài, kết cấu, tính ổn định, kháng vi rút, khả năng tạo kháng sinh để ức chế những VSV không mong muốn. Trong nhiều nước phát triển, nghiên cứu còn tập trung vào khả năng phân giải hoặc bất hoạt các chất độc tự nhiên (vd: cyanogenic glucosides trong cây sắn), độc chất của nấm trong lên men ngũ cốc). • Các phƣơng pháp truyền thống: gây đột biến gen, tiếp hợp (dùng cho vi khuẩn), phƣơng pháp lai dùng trong nấm men đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghệ bia và bánh mì. a) Gây đột biến gen Dùng các hoá chất gây đột biến hoặc tia UV để tạo ra những thay đổi trong bộ gen. Các chủng đột biến nhƣ thế sẽ tiếp tục đƣợc chọn lọc dựa trên những tính chất cơ bản nhƣ khả năng tạo màu hay kháng vi rút. Tuy nhiên, những đột biến này lại thƣờng có những biểu hiện không mong muốn có thể ảnh hƣởng đến quá trình lên men. b) Sự tiếp hợp Đây là quá trình mà chất liệu di truyền đƣợc chuyển đến những loài VSV gần gũi do sự tiếp xúc lý học giữa thể cho và thể nhận. Sự trao đổi gen tiếp hợp cho phép chuyển cả gen nhiễm sắc thể và gen nằm trên plasmid. c) Sự lai Sự sinh sản hữu tính trong nấm men dẫn đến sự tái tổ hợp gen, nhờ đó có sự cải tiến giống trong nấm men. Ví dụ, sự giao phối giữa những chủng nấm men đơn bội có đặc diểm tách khí tốt với nấm men có đặc tính làm khô tốt sinh ra chủng mới tập hợp đƣợc cả hai đặc điểm trên. • Phƣơng pháp phân tử a) Biến đổi gen Phƣơng pháp DNA tái tổ hợp đƣợc dùng trong biến đổi gen ở vi khuẩn, nấm men và nấm mốc để biểu hiện đƣợc những gen mong muốn, che dấu những gen. Những ứng dụng thành công trong biến đổi gen dùng cho CNSH thực phẩm đòi hỏi sự phát triển và sử dụng các vector dùng cho thực phẩm tức là những plasmid không chứa những gen kháng kháng sinh nhƣ là các gen đánh dấu gồm các trình tự DNA từ các VSV đƣợc xác định là an toàn. Nấm men biến đổi gen ứng dụng trong làm bánh mì và bia đã đƣợc chấp nhận cho sử dụng đã cho thấy sử dụng tốt hơn nguồn carbon hydrat. Tuy nhiên không có chủng nào đƣợc thƣơng mại hoá.
- Xem thêm -