Tài liệu Công nghệ sinh học trong bảo quản và chế biến thực phẩm - PGS.TS. Lương Đức Phẩm

PGS.TS. Lương Đức Phẩm CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM NXB GIÁO DỤC HÀ NỘI http://www.ebook.edu.vn 1 http://www.ebook.edu.vn Mục lục LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................................ 8 PHẦN I. CƠ SỞ SINH HỌC TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM .............. 9 Chương I: Thực phẩm và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm .................................................. 10 1.1. Thành phần hóa học của thực phẩm................................................................................ 10 1.1.1. Gluxit.......................................................................................................................... 10 1.1.2. Tinh bột....................................................................................................................... 11 1.1.3. Glycogen..................................................................................................................... 11 1.1.4. Những hợp chất hữu cơ chứa nitơ ................................................................................ 12 1.1.5. Chất béo...................................................................................................................... 14 1.1.6. Vitamin ....................................................................................................................... 14 1.1.7. Chất khoáng ................................................................................................................ 17 1.1.8. Các axit hữu cơ ........................................................................................................... 18 1.1.9. Các enzym................................................................................................................... 19 1.1.10. Chất màu .................................................................................................................. 19 1.1.11. Chất mùi.................................................................................................................... 19 1.2. Thành phần vi sinh vật và chỉ tiêu vệ sinh ...................................................................... 20 1.3. Nước và thực phẩm ........................................................................................................ 20 1.4. Giá trị dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm................................................................... 22 1.4.1. Chất lượng thực phẩm ................................................................................................. 23 1.5. Công nghệ sinh học và thực phẩm .................................................................................. 23 Chương II. Sự biến đổi chất lượng và sự hư hỏng thực phẩm ................................................ 26 2.1. Các quá trình vật lý ........................................................................................................ 26 2.1.1. Sự mất nước ................................................................................................................ 26 2.1.2. Sự giảm khối lượng tự nhiên ....................................................................................... 26 2.1.3. Sự sinh nhiệt ............................................................................................................... 26 2.2. Các quá trình hóa sinh-vi sinh ........................................................................................ 27 2.2.1. Quá trình hô hấp.......................................................................................................... 27 2.3. Hệ vi sinh vật thực phẩm................................................................................................ 27 2.3.1. Vi khuẩn ..................................................................................................................... 28 2.3.2. Nấm mốc..................................................................................................................... 29 2.3.3. Nấm men..................................................................................................................... 32 2.4. Các quá trình hóa sinh xảy ra trong bảo quản và chế biến thực phẩm.............................. 34 2.4.1. Lên men rượu.............................................................................................................. 34 2.4.2. Lên men lactic............................................................................................................. 34 2.4.3. Lên men propionic ...................................................................................................... 38 2.4.4. Lên men butyric .......................................................................................................... 38 2.4.5. Lên men axêtic ............................................................................................................ 39 2.4.6. Lên men xitric ............................................................................................................. 41 2.4.7. Phân huỷ xenluloza và các chất pectin ở điều kiện hiếu khí ......................................... 41 2.4.8. Phân hủy chất béo và axit béo...................................................................................... 42 2.3. Quá trình thối rữa ........................................................................................................... 42 Chương III. Bảo quản thực phẩm .......................................................................................... 46 3.1. Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp (ở điều kiện lạnh) .................................................. 47 3.2. Ướp muỗi, ướp đường dùng trong bảo quản thực phẩm .................................................. 48 3.3. Bảo quản bằng cách thay đổi pH .................................................................................... 49 3.4. Bảo quả với sự làm thay đổi thành phẩn CO2 và O2 trong khí quyển quanh sản phẩm ..... 50 3.5. Bảo quản bằng hóa chất.................................................................................................. 50 3.6. Bảo quả thực phẩm ở trạng thái vô trùng ........................................................................ 51 2 http://www.ebook.edu.vn 3.7. Bảo quản sản phẩm ở trạng thái khô ............................................................................... 52 PHẦN THỨ HAI. CÁC SẢN PHẨM THỰC PHẨM............................................................ 55 Chương IV. Rau quả ............................................................................................................. 56 4.1. Một số các loại rau quả chủ yếu...................................................................................... 56 4.1.1. Một số loại rau tươi ăn trực tiếp................................................................................... 56 4.1.2. Trái cây....................................................................................................................... 57 4.2. Các sản phẩm chế biến từ rau quả................................................................................... 59 4.2.1. Đóng hộp rau quả ........................................................................................................ 59 4.2.1.1. Đồ hộp từ rau ........................................................................................................... 59 4.2.1.2. Đồ hộp từ quả........................................................................................................... 60 4.2.1.3. Mứt quả.................................................................................................................... 60 4.3. Thành phần hóa học của rau quả..................................................................................... 60 4.3.1. Nước ........................................................................................................................... 61 4.3.2. Các chất gluxit ............................................................................................................ 61 4.3.3. Xenlulozo.................................................................................................................... 61 4.3.4. Các chất Pectin............................................................................................................ 61 4.3.5. Axit hữu cơ ................................................................................................................. 62 4.3.6. Tanin........................................................................................................................... 62 4.3.7. Các chất màu............................................................................................................... 62 4.3.8. Các Vitamin ................................................................................................................ 63 4.3.9. Các hợp chất Nitơ........................................................................................................ 64 4.3.10. Chất béo .................................................................................................................... 64 4.3.11. Các chất khoáng ........................................................................................................ 65 4.3.12. Các Fitonxit............................................................................................................... 65 4.3.13. Enzym....................................................................................................................... 65 4.3.14. Các glucozit và polyphenol........................................................................................ 66 4.4. Hệ vi sinh vật rau quả..................................................................................................... 66 4.4.1. Hệ vi sinh vật rau quả tươi........................................................................................... 67 4.4.2. Hệ vi sinh vật trong sản phẩm rau quả chế biến ........................................................... 68 4.5. Sự hư hỏng rau quả ........................................................................................................ 69 4.5.1. Hư hỏng rau quả.......................................................................................................... 69 4.5.2. Sự hư hỏng ở rau ......................................................................................................... 70 4.6. Bảo quản và chế biến rau quả ......................................................................................... 73 4.6.1. Những biện pháp bước đầu.......................................................................................... 73 4.6.2. Vệ sinh kho tàng.......................................................................................................... 75 4.6.3. Bảo quản tự nhiên trong kho đơn giản ......................................................................... 75 4.6.4. Rau quả sấy khô .......................................................................................................... 76 4.6.5. Bảo quản lạnh ............................................................................................................. 76 4.6.6. Bảo quản bằng hoá chất............................................................................................... 77 4.6.7. Muối chua rau quả....................................................................................................... 81 4.6.7.1. Cơ sở sinh học trong quá trình muối dưa................................................................... 81 4.6.7.2. Sử dụng giống thuần chủng trong muối dưa.............................................................. 82 Chương V. Các hạt chứa bột-bột và bánh mì ......................................................................... 83 5.1. Thành phần hóa học của các nguồn tinh bột.................................................................... 83 5.2. Hệ vi sinh vật ở hạt và bột .............................................................................................. 85 5.2.1. Vi sinh vật ở hạt .......................................................................................................... 85 5.2.2. Vi sinh vật trong bột và tinh bột .................................................................................. 85 5.3. Những hư hỏng của bột trong quá trình bảo quản. .......................................................... 86 5.4. Những sản phẩm chế biến từ bột gạo .............................................................................. 87 5.4.1. Các sản phẩm chế biến từ bột gạo................................................................................ 87 3 http://www.ebook.edu.vn 5.4.2. Các loại sản phẩm chế biến từ bột mì........................................................................... 87 5.4.2.1. Vi sinh vật làm nở bột nhào và tạo hương cho bánh.................................................. 88 5.4.2.2. Các chất bổ sung vào bột nhào làm bánh mì ............................................................. 88 5.4.3. Vi sinh vật ở bánh mì và các bánh từ bột mì ................................................................ 89 5.5. Những hư hỏng của bánh do vi sinh vật.......................................................................... 91 5.5.1. Bánh mì....................................................................................................................... 91 5.5.2. Bánh ngọt.................................................................................................................... 92 5.5.3. Vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm từ bột và từ đường.................................................. 92 Chương VI. Thịt, trứng và các sản phẩm ............................................................................... 95 6.1 Thành phần hóa học của thịt ............................................................................................ 95 6.2. Sự biến đổi của thịt sau khi giết mổ ................................................................................ 96 6.3. Các sản phẩm từ thịt....................................................................................................... 97 6.3.1. Thịt hun khói............................................................................................................... 97 6.3.2. Patê ............................................................................................................................. 97 6.3.3. Xúc xích...................................................................................................................... 97 6.3.4. Lạp Xường .................................................................................................................. 97 6.3.5. Giò.............................................................................................................................. 98 6.3.6. Chả ............................................................................................................................. 98 6.3.7. Nem chua .................................................................................................................... 98 6.3.8. Đồ hộp thịt .................................................................................................................. 98 6.4. Hệ sinh vật ở thịt và sản phẩm........................................................................................ 99 6.5. Các dạng hư hỏng thịt và sản phẩm .............................................................................. 100 6.5.1. Hư hỏng ở thịt ........................................................................................................... 100 6.5.1.1. Sinh nhớt................................................................................................................ 100 6.5.1.2. Thịt bị chua ............................................................................................................ 100 6.5.1.3. Sự thối rữa thịt do các vi sinh vật hiếu khí và như kỵ khí ....................................... 100 6.5.1.4. Sự biến màu của thịt ............................................................................................... 102 6.5.1.5. Sự phát quang của thịt ............................................................................................ 102 6.5.1.6. Thịt mốc................................................................................................................. 102 6.5.2. Sự hư hỏng ở thịt hộp ................................................................................................ 102 6.5.3. Hư hỏng ở xúc xích, lạp xường, giò chả .................................................................... 103 6.6. Nem chua..................................................................................................................... 104 6.6.1. Sự hư hỏng nem chua ................................................................................................ 106 6.6.2. Bảo quản nem chua ................................................................................................... 106 6.7 Một số vi sinh vật gây bệnh........................................................................................... 107 6.8. Trứng gia cầm .............................................................................................................. 108 6.8.1. Cấu tạo trứng............................................................................................................. 108 6.8.2. Thành phần hóa học của trứng................................................................................... 108 6.8.3. Các sản phẩm chế biến từ trứng................................................................................. 110 6.8.4. Hệ vi sinh vật trứng và sản phẩm............................................................................... 111 6.8.4.1. Hệ vi sinh vật trứng ................................................................................................ 111 6.8.4.2. Những vi sinh vật gây bệnh từ trứng....................................................................... 113 6.8.4.3. Vi sinh vật trong các sản phẩm của trứng................................................................ 113 6.9. Sự hư hỏng của trứng và sản phẩm ............................................................................... 113 6.9.1. Các dạng hư hỏng do vi sinh vật ................................................................................ 114 6.9.2. Các dạng hư hỏng do nấm mốc.................................................................................. 115 6.10. Các phương pháp bảo quản trứng và sản phẩm ........................................................... 115 6.10.1. Phương pháp đơn giản............................................................................................. 115 6.10.2. Bảo quản lạnh.......................................................................................................... 115 6.10.3. Bảo quản trứng bằng dầu mỡ thực phẩm.................................................................. 116 4 http://www.ebook.edu.vn 6.10.4. Bảo quản trứng bằng cách diệt khuẩn ở nhiệt độ cao................................................ 116 6.10.5. Bảo quản bằng nước vôi .......................................................................................... 116 6.10.6. Bảo quản bằng nước muối ....................................................................................... 116 6.10.7. Bảo quản bằng muối tro........................................................................................... 116 Chương VII. Cá và các sản phẩm thủy sản .......................................................................... 118 7.1. Thành phần hóa học của cá và các loại thủy sản ........................................................... 118 7.2. Quá trình biến đổi của cá khi bắt lên khỏi mặt nước ..................................................... 119 7.3. Các sản phẩm chế biến từ cá......................................................................................... 120 7.4. Hệ vi sinh vật cá........................................................................................................... 120 7.5. Sự hư hỏng và thối rữa cá............................................................................................. 121 7.6. Bảo quản và chế biến cá ............................................................................................... 122 7.6.1. Cá hoặc thủy sản ướp lạnh......................................................................................... 122 7.6.2. Cá và thủy sản đông lạnh........................................................................................... 123 7.6.3. Cá muối..................................................................................................................... 124 7.6.4. Cá khô....................................................................................................................... 125 7.6.5. Cá ngâm dấm và cá muối chua .................................................................................. 126 7.6.6. Cá hộp....................................................................................................................... 126 7.6.7. Cá hun khói ............................................................................................................... 127 7.6.7. Nước mắm ................................................................................................................ 127 7.6.8. Bột cá........................................................................................................................ 132 7.7. Tôm và sản phẩm ........................................................................................................ 133 7.7.1. Hệ vi sinh vật ở tôm .................................................................................................. 133 7.7.2. Sự hư hỏng của tôm................................................................................................... 134 7.7.3. Phương pháp bảo quản tôm ....................................................................................... 134 7.7.4. Các sản phẩm của tôm............................................................................................... 134 7.7.4.1. Mắm tôm............................................................................................................... 135 7.7.4.2. Mắm tôm chua........................................................................................................ 136 7.8. Mực ............................................................................................................................. 137 7.9. Hệ vi sinh vật trên động vật thân mềm và các dạng hư hỏng......................................... 137 Chương VIII. Sữa và sản phẩm ........................................................................................... 139 8.1. Thành phần hóa học của sữa......................................................................................... 139 8.1.1. Protein....................................................................................................................... 140 8.1.2. Lactozơ ..................................................................................................................... 141 8.1.3. Chất béo sữa.............................................................................................................. 142 8.1.4. Chất khoáng .............................................................................................................. 142 8.1.5. Các Vitamin .............................................................................................................. 143 8.1.6. Các enzym................................................................................................................. 143 8.1.7. Chất miễn dịch .......................................................................................................... 144 8.2. Những sản phẩm từ sữa ................................................................................................ 144 8.3. Hệ vi sinh vật sữa......................................................................................................... 145 8.3.1. Hệ vi sinh vật bình thường của sữa và sản phẩm........................................................ 145 8.3.1.1. Vi khuẩn................................................................................................................. 145 8.3.1.2.Nấm men................................................................................................................. 148 8.3.1.3. Nấm mốc................................................................................................................ 148 8.3.1.4. Sự thay đổi của hệ vi sinh vật của sữa trong thời gian lưu giữ ................................. 149 8.3.2. Vi sinh vật gây bênh có trong sữa .............................................................................. 149 8.3.2.1. Bệnh của động vật truyền qua sữa........................................................................... 150 8.3.2.2. Bệnh của người truyền qua sữa............................................................................... 150 8.4. Hệ vi sinh vật không bình thường của sữa. Các khuyết tật của sữa................................ 151 8.4.1. Các khuyết tật của sữa............................................................................................... 151 5 http://www.ebook.edu.vn 8.4.2. Những khuyết tật của bơ............................................................................................ 153 8.4.3. Những khuyết tật của sữa đặc có đường (sữa hộp) ..................................................... 153 8.5. Chế biến và bảo quản sản phẩm sữa ............................................................................. 154 8.5.1. Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp..................................................................................... 154 8.5.3. Pasteur hóa sữa (hấp Pasteur) .................................................................................... 155 8.5.4. Sữa hộp ..................................................................................................................... 155 8.5.4.1. Sữa đặc không đường tiệt trùng .............................................................................. 156 8.5.4.2. Sữa đặc có đường ................................................................................................... 157 8.5.5. Sữa bột...................................................................................................................... 158 8.5.6. Bơ ............................................................................................................................. 159 8.5.6.1. Phương pháp đảo trộn............................................................................................. 159 8.5.6.2. Sản phẩm bơ theo phương pháp liên tục từ cream có hàm lượng chất béo cao......... 160 8.5.6.3. Sản xuất bơ chua .................................................................................................... 160 8.5.6.4. Các chủng vi khuẩn lactic dùng trong sản xuất bơ chua .......................................... 161 8.5.6.5. Các vi sinh vật gây hư hỏng bơ............................................................................... 162 8.5.7. Bảo quản bơ .............................................................................................................. 162 8.5.7. Pho mát ..................................................................................................................... 163 8.5.7.1. Xử lý nguyên liệu ................................................................................................... 163 8.5.7.2 Lên men lần 1....................................................................................................... 164 8.5.7.4. Ủ chín .................................................................................................................... 165 8.5.7.5. Các quá trình hóa sinh cơ bản trong sản xuất pho mát............................................. 166 Chương IX. Sử dụng enzym trong chế biến một số thực phẩm ............................................ 177 9.1. Tương (Soya sauce Việt nam) ...................................................................................... 177 9.1.1. Nguyên liệu sản xuất tương ....................................................................................... 177 9.1.1.1 Đậu tương .............................................................................................................. 177 9.1.1.2. Các nguyên liệu phụ: gạo nếp, gạo tẻ, bột ngô, bột mì .......................................... 178 9.1.2. Vi sinh vật dùng trong sản xuất tương ....................................................................... 178 9.1.2.1. Mốc tương.............................................................................................................. 179 9.1.2.2. Giống thuần chủng ................................................................................................. 179 9.1.3. Quy trình làm mốc sản xuất....................................................................................... 180 9.1.4. Ngả tương ................................................................................................................. 181 9.1.5. Giá trị dinh dưỡng của tương. .................................................................................... 183 9.1.6. Một số sản phẩm tương cổ truyền .............................................................................. 184 9.1.6.1. Mốc tương (Việt Nam) ........................................................................................... 184 9.1.6.2. Tương bắc (Việt Nam)........................................................................................... 184 9.2. Sản xuất nước chấm .................................................................................................... 184 9.3. Sử dụng các chế phẩm enzym trong sản xuất................................................................ 186 9.4 Sử dụng enzym vào sản xuất nước mắm ..................................................................... 188 9.5. Sử dụng enzym vào làm bánh mì và bánh ngọt (cake) .................................................. 189 9.5.1. Amylaza.................................................................................................................... 189 9.5.2. Proteaza .................................................................................................................... 190 9.6. Sử dụng enzym để xử lý dịch ép và làm trong nước quả ............................................... 190 9.7. Sử dụng enzym tách vỏ hạt cà phê................................................................................ 191 9.8. Sử dụng enzym vào chế biến tinh bột thành đường ....................................................... 194 9.8.1. Các chế phẩm enzym thương mại được sản xuất đường, mật từ tinh bột .................... 194 9.8.2. Sản xuất glucozơ từ tinh bột nhờ enzym .................................................................... 195 9.8.3. Các quy trình công nghệ sản xuất mật-đường, tinh bột............................................... 195 9.8.3.2. Sản xuất siro glucozơ.............................................................................................. 196 9.8.3.3. Sản xuất dextrozơ nồng độ cao ............................................................................... 196 9.8.3.4. Sản xuất Xiro glucozơ có nồng độ cao.................................................................... 197 6 http://www.ebook.edu.vn 9.8.3.5. Sản xuất Xiro maltozơ ............................................................................................ 197 9.8 3.6. Sản xuất đường fructozơ theo phương pháp liên tục và cố định enzym ................... 198 Chương X. Vi sinh vật gây bệnh và ngộ độc thực phẩm ...................................................... 201 10.1. Những bệnh nhiễm khuẩn qua đường miệng............................................................... 201 10.1.1. Bệnh thương hàn .................................................................................................... 202 10.1.2. Bệnh lị..................................................................................................................... 203 10.1.3. Bệnh tả.................................................................................................................... 204 10.1.4. Bệnh brucelloz (Brucellosis-sẩy thai, đẻ non) .......................................................... 204 10.1.5. Bệnh lao (tuberculoz). Bệnh nhiễm khuẩn mãn tính................................................. 206 10.1.6. Bệnh nhiệt thán ....................................................................................................... 206 10.1.7. Bệnh lợn đóng dấu................................................................................................... 207 10.1.8. Bệnh sốt lở mồm long móng.................................................................................... 207 10.2. Ngộ độc thực phẩm (Intoxincation) ............................................................................ 208 10.2.1. Ngộ độc thức ăn do độc tố của vi khuẩn .................................................................. 209 10.2.2 Ngộ độc do nhiễm khuẩn độc tố (Toxininfection)...................................................... 213 10.2.3. Ngộ độc do nấm và tảo ............................................................................................ 217 10.2.3.1. Nấm và ngộ độc do nấm ....................................................................................... 217 10.2.3.2. Ngộ độc do tảo độc............................................................................................... 220 10.2.4. Ngộ độc do thức ăn bị hư hỏng................................................................................ 220 10.2.5. Một số dạng ngộ độc khác ....................................................................................... 221 Các tài liệu tham khảo......................................................................................................... 225 7 http://www.ebook.edu.vn LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ sinh học hiện đại được hình thành nửa cuối thế kỷ XX với 4 hợp phần là kỹ thuật di truyền hay công nghệ gen, công nghệ tế bào, công nghệ vi sinh và công nghệ enzym. Tuy vậy con người cũng đã làm quen với công nghệ sinh học (tuy không phải là tất cả 4 hợp phần trên) từ ngày xưa như nấu rượu, ủ bia, làm rượu vang, làm bánh mỳ, phomat, sữa chua… nhưng cuộc cách mạng trong lĩnh vực này thật sự ra đời vào đầu thập niên của thế kỷ trước. Trong khoảng 40 năm công nghệ sinh học đã phát triển mạnh mẽ với nhiều thành tích rực rỡ, đặc biệt trong công nghệ gen, tái tổ hợp ADN, lai ghép tế bào trần… tạo ra các công nghệ vi sinh vật, thực vật động vật mới có nhiều đặc tính ưu việt mà tự nhiên chưa hề có. Song, quyển sách này chỉ đề cập đến vai trò của vi sinh vật và sử dụng enzym vào các quá trình chế biến và bảo quản thự phẩm. Còn phần tạo giống mới có nhiều tính năng ưu việt sẽ chỉ được đề cập đến phần an toàn sinh học và vệ sinh an toàn thực phẩm. Trên cơ sở là các bài giảng ở các trường Đại học ở Hà Nội, Nha Trang và thành phố Hồ Chí Minh, cũng như lớp cao học sinh vật học ở viện Sinh thái-tài nguyên thuộc viện khoa học-công nghệ Việt Nam tác giả tập hợp lại và hoàn chỉnh thành quyển “công nghệ sinh học trong bảo quản và chế biến thực phẩm” sách dùng để tham khảo cho các giáo viên thuộc ngành công nghệ thực phẩm, công nghệ sinh học năm cuối cũng như những ai quan tâm đến lĩnh vực khoa học này. Trong quá trình biên soạn và xuất bản chắc chắn có những thiếu sót, tác giả rất cám ơn sự góp ý kiến chân thành để những lần xuất bản sau được tốt hơn. Hà Nội, 01-2009 Tác giả. PGS. TS. Lương Đức Phẩm 8 http://www.ebook.edu.vn PHẦN I CƠ SỞ SINH HỌC TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 9 http://www.ebook.edu.vn Chương I: Thực phẩm và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Thực phẩm là những đồ ăn thức uống của con người. Sau khi thực phẩm được đưa vào đường tiêu hóa sẽ được chuyển hóa thành các chất dinh dưỡng và tạo ra năng lượng sinh học để cơ thể phát triển cũng như hoạt động sống bình thường. Như vậy, quan niệm thực phẩm ở đây gồm lương thực và thực phẩm-thức ăn hàng ngày: gạo, ngô, bột mỳ, khoai tây, trứng, rau, quả, sữa, đồ uống và nhiều loại thực phẩm được chế biến khác nữa. Thực phẩm có nguồn gốc chủ yếu từ động vật, thực vật-sản phẩm của nền nông nghiệp. Có lẽ thực phẩm là loại vật chất quan trọng nhất đối với đời sống của loài người. Các sản phẩm thu hoạch được từ nguồn sản xuất nông nghiệp này cũng rất dễ bị hư hỏng. Vì vậy, cần phải giữ được chất lượng của thực phẩm sau khi thu hoạch và cách chế biến là vô cùng cần thiết và quan trọng. 1.1. Thành phần hóa học của thực phẩm Như chúng ta đã biết thực phẩm là những chất hữu cơ rất có giá trị dinh dưỡng như các hợp chất Nitơ (chủ yếu là Protein), Gluxit hay hidratcacbon, chất beo (Lipit), các chất khoáng, các Vitamin. Ngoài ra trong thực phẩm còn chứa các axit hữu cơ, chất màu, chất thơm và các chất có vị đắng chát cũng như các loại chất xơ (Cenlulose), các chất này tuy không có giá trị dinh dưỡng nhưng nó tạo cho thực phẩm có mùi vị đặc trưng, kích thích sự thèm ăn cũng như giúp cho quá trình tiêu hóa tốt hơn. 1.1.1. Gluxit Gluxit trong thực phẩm gặp chủ yếu là các chất đường và xenlulozơ (có trong thực phẩm với hàm lượng nhỏ). Các chất đường bột là nguồn cơ chất cacbon đóng vai trò chủ yếu trong cấu tạo khung cacbon cho vật chất xây dựng tế bào và trong quá trình tiêu hóa là nguồn năng lượng sinh học cơ bản của hoạt động sống của cơ thể. Công thức chung của gluxit là(Cn(H2O)n. chính vì lẽ này gluxit còn được gọi là hydratcacbon-Axit lactic cũng có công thức dạng này, nhưng không phải là hydratcacbon. Gluxit gồm nhiều loại chất khác nhau; đường các loại, tinh bột, xenlulozo, … nhưng chỉ có một số loại đường và tinh bột có giá trị dinh dưỡng. nhưng trên đã nói tới, gluxit đóng vai trò cung cấp năng lượng chủ yếu cho người và động vật (tới 60-70% nhu cầu năng lượng). Chức năng thứ hai của gluxit cũng không kém phần qua trọng là chúng tạo hình cho mọi hợp chất hữu cơ, đặc biệt trong các tế bào và các tổ chức của cơ thể sinh vật. Gluxit có trong thực phẩm ở các dạng đơn giản là đường (glucoza, fructozo, saccaơ, maltozơ…) dạng phức tạp (polyme của glucozơ hoặc fructozơ) như tinh bột, glycogen, xenlulozơ … các gluxit phức tạp-polysacarit phổ biến nhất là tinh bột và xenlulozơ. 10 http://www.ebook.edu.vn 1.1.2. Tinh bột Tinh bột có giá trị dinh dưỡng qua trọng đối với loài người và động vật (trừ động vật ăn cỏ) tinh bột dự trữ ở thực vật trong tế bào với dạng hạt có kích thước nhỏ. Tinh bột có nhiều trong các hạt ngũ cốc (lúa, lúa mỳ, lúa mạch, kê ngô và trong các loại củ khoai săn. Tinh bộ được cấu tạo bởi hai dạng: amylozơ và amylopectin. cả hai dạng đều do -D-glucozơ hợp thành. Amylozơ cấu tạo từ 300 đến 1000 gốc glucozơ thành chuỗi, không phân nhãnh. Các gốc này nối với nhau bằng liên kết -1, 4-glucozit. Amylopectin là dạng phân nhánh, các gốc glucozơ của amylopectin được nối với nhau băng hai liên kết -1, 4 và -1, 6 glucozit. Liên kết 1, 4 tạo nên mạch chính, 14 tạo nên mạch nhánh. Amylopectin có khoảng 3700 đến 7400 gốc glucozơ. Trong hạt tinh bột, phần amylopectin có độ nhớt cao. Tỉ lệ amylopectin/amylozơ ở gạo nếp cao hơn so với gạo tẻ. chính vì tỉ lệ này nhiều sản phẩm được chế biến từ gạo cần phải chọn sao cho thích hợp. Ví dụ: sản xuất bún cần các loại nguyên liệu có hàm lượng amylozơ cao. Khi đun nóng amylopectin bị thay đổi cấu trúc không thuận nghịch là cho tinh bột bị hồ hóa. Tinh bộ bị thủy phân bằng các enzym amylaza sẽ tạo ra các dextrin  mantozơ glucozơ. Các enzym này có nhiều ở các loại hạt ngũ cốc nẩy mầm và vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc. vì vậy, trong bảo quản các loại bột ta thường thấy nấm mốc phát triển sớm trên các loại bột bị ẩm quá độ ẩm tới hạn (13. 5%) gây hư hỏng bột hoặc hạt, làm cho sản phẩm chế biến sau này có mùi mốc rất khó chịu. 1.1.3. Glycogen Glycogen là dạng dự trữ của người và động vật, có cấu tạo phân nhánh tương tự như amylopectin, nhưng nhiều nhánh hơn. Trường hợp cơ thể bị đói glycogen sẽ được huy động thay thế tinh bột. dưới tác dụng của các enzym trong hệ tiêu hóa glycogen sẽ tạo thành -D-glucozơ kàm nguồn cung cấp năng lượng. glycogen trong cơ thể người và động vật tập trung chủ yếu ở gan, ngoài ra còn thấy trong cơ. Sự điều hòa quá trình đồng hợp hoặc phân giải glycogen bởi hoocmon. Glucozơ và fructozơ. Hai đường này đều là đường đơn công thức là C6 H12O6 (khác nhau về công thức cấu tạo). chúng là hexozơ. Trong tự nhiên chúng có thể tồn tại ở dạng tự do hoặc liên kết. trong số này glucozơ là đường phổ biến nhất trong các mô động vật. Glucozơ có nhiều trong hoa lá, quả hạt, đặc biệt trong quả nho tới 17-20%. Do vậy glucozơ còn gọi là đường nho (đường hồ đào) Fructozơ có nhiều trong quả, mật ong, là thành phần cấu tạo nên sacarozơ, inulin. Trong các loại đường fructozơ có độ ngọt cao nhất Glucozơ là nguồn cơ chất dinh dưỡng cacbon vạn năng, thích hợp với các cơ thể động vật và người, kể cả các vi sinh vật. mọi con đường chuyển hóa gluxit đều phải qua glucozơ rồi tiếp tục con đường dị hóa và đồng hóa trong cơ thể. 11 http://www.ebook.edu.vn Từ glucozơ các vi sinh vật sẽ sử dụng làm nguồn cơ chất cacbon, phát triển tăng sinh khối và tạo ra những sản phẩm quí cho đời sống con người, nhưng cũng có thể phá hỏng nhiều loại thực phẩm thậm chí còn có thể truyền bệnh qua đường tiêu hóa cho người cũng ngư các vật nuôi. 1.1.4. Những hợp chất hữu cơ chứa nitơ Các chất hữu cơ chứa nitơ là protein và axitnucleic. ở nước ta khi nói đến các chất protein người ta thường gọi là chất đạm. Gọi như vậy không phản ánh được hết ý nghĩa của hợp chất này, thậm chí có thể hiểu sai, hiểu lệch về vai trò của nó trong quá trình sống. Protein Protein là hợp chất hữu cơ cao phân tử được cấu thành từ 20 axit amin(dạng laxit amin) các axit amin gắn với nhau bằng liên kết (-CO-NH-). Thành phần cấu tạo phân tử protein gồm các nguyên tố C, H, O, N, S, P và một số ít các chất khác nữa, nhưng ở dây qua trọng nhất là nitơ (N). Vì vậy, protein được gọi là chất đạm. Protein đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với sự tồn tại và phát triển của cơ thể động vật, cũng như con người. Nó đóng vai trò duy trì và phát triển các mô và hình thành các chất cơ bản trong hoạt động sống như tham gia vận chuyển các chất dinh dương, điều hòa nước và cân bằng phản ứng trong cơ thể. Protein cũng tham gia vào quá trình cân bằng năng lượng, đóng vai trò bảo vệ cơ thể và giả các chất độc hình thành trong cơ thể. Đánh giá đúng về giá trị dinh dưỡng của protein người ta phân loại protein căn cứ vào thành phần các axit amin có trong protein. Theo tiêu chí này protein được chia thành 2 loại: protein hoàn thiện và protein không hoàn thiện. Protein hoàn thiện trong thành phần có đủ 8 hoặc 10 axit amin không thay thế là lơxin, izolơxin, methionin, valin, lizin, treonin, phenyl alanin, tryptophan, arginin, histidin. Proteni không hoàn thiện không có đủ các axit amin đó. Sở dĩ gọi các axit amin không thay thế được vì các axit amin này cơ thể con người hoặc động vật không tự tổng hợp được, nhưng thiếu thì ảnh hưởng ngay đến sự phát triển của cơ thể, ảnh hưởng đến sự hấp thu các axit amin khác. Vì vậy, các axit amin này cần được đưa vào theo đường thức ăn. Các axit amin thường gặp trong thành phần protein ở tự nhiên và những axit amin không thể thay thế được giới thiệu ở bảng 1. 1 và 1. 2. Ở đây cũng cần lưu ý, chỉ có dạng đồng phân quan học L-axit amin được cơ thể người và động vật đồng hóa. Nói chung trong số các axit amin ở bảng 1. 1 thì 8 axit amin là không thể thay thế trong mọi điều kiện và mọi hoạt động trong cơ thể, còn đối với trử nhỏ là 9 và với súc vật là 10, đôi khi là 11 hoặc nhiều hơn. Protein có khối lượng phân tử lớn từ vài nghìn đến vài trăm triệu. Hàm lượng của hợp chất này trong các loại thực phẩm là không giống nhay bảng 1. 3. Bảng 1.3. Hàm lượng prtein trong các loại thực phẩm (theo bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam, NXB y học 1996) Nguồn thực phẩm Lúa gạo Hàm lượng protein (% chất khô) 6.2-12.0 Nguồn thực phẩm Dưa chuột * 12 Hàm lượng protein (% chất khô) 0.5-0.9 http://www.ebook.edu.vn Ngô Lúa mỳ Lạc Đậu tương Vừng Khoai lang Khoai tây 9.8-13.2 8.6-24.4 19.3-37.3 35.5-40.0 17.5-25.1 0.8-3.0 0.7-2.7 Cà chua Rau muống Thịt bò Thịt gà Cá Trứng gà 0.3-0.8 2.6-3.2 21.0 20.0 17-20.0 * tính theo khối lượng tươi Trong thực phẩm có loại protein tan trong các dung môi khác nhau như nước mối nhạt, rượu kiềm hoặc axit loãng vv… còn các axit amin tự do trường hòa tan trong nước hoặc nước muối nhạt và cho thực phẩm hương vị đặc trưng. Thí dụ: axit glutamic và muối natriglutamat (mì chính được chiết từ thịt nạc cho vi đạm. Protein là hợp chất bị các enzym protellytic (họ proteaza) phân hủy thành polypeptit, olygopeptit, các axit amin và có thể sinh ra NH3 và H2S cùng các khí thối khác. Các sản phẩm phân giải đến các axit amin có giá trị dinh dưỡng cao, nhưng cũng là những chất dinh dưỡng rất thích hợp cho vi sinh vật và như vậy sẽ tạo điều kiện cho thực phẩm thối rữa nhanh chóng. Axit nucleic Axit nucleic là các polynucleotit được tạo thành từ các mono nucleotit liên kết với nhau bằng mối phosphodieste. Có hai loại axit nucleic là: ARN (axit ribonucleic) và ADN (axit deoxynucleic). Axit nucleic là loại hợp chất được cấu tạo từ các mono nucleotit. Mỗi nucleotit có 3 thành phần: bazơ nitơ, đường pentozơ và axit phosphoric. Các nguyên tố hóa học có trong thành phần các axit này là: C, O, N, P, H. trong đó P có hàm lượng tương đối ổn định(8-10%). Điều này đặc trưng cho axitnucleic. Axitnucleic có vai trò cực kỳ quan trọng trong đời sống sinh vật, đặc biệt trong di truyền và sinh tồn nòi giống, mang vật chất thông tin di truyền cho các thế hệ sau. Về chức năng và vai trò của axit nucleic được đề cập đến nhiều ở các tài liệu khóa về sinh học. ở đây chúng tôi chỉ nhấn mạnh tới hai điểm:  axit nucleic bị enzym nucleaza thủy phân và cũng cho sản phẩm cuối cùng của quá trình thối rữa là NH3.  trong quá trình thủy phân có thể thu nhận được các nucleotit là IMP (inozym mono phosphat) và GMP (guanozin monophosphat). Hai chất này là những chất tăng vị quan trọng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm. chúng có độ “ngọt đạm” gấp vài chục lần đến hàng trăm lần so với mì chính. Ngoài tác dụng tăng vị chúng còn có thể được sử dụng nhiều trong y tế. Các bazơ nitơ và các nucleotit cũng như các nucleozit là những chất kích thích sinh trưởng rất tốt đối với vi sinh vật. Trong công tác bảo quản thực phẩm chúng ta cần chú ý đến các điều kiện ngoại cảnh, kể cả các chất trung gian của quá trình phân giải thực phẩm để hạn chế tổn thất cũng như hạn chế làm giảm giá trị dinh dưỡng. 13 http://www.ebook.edu.vn 1.1.5. Chất béo Lipit là nhóm chất hữu cơ tự nhiên rất phổ biến trong các mô động vật, thực vật. Các chất béo có thành phần hóa học và cấu tạo khác nhau, nhưng có tính chất chung là không hòa tan trong nước mà hòa tan trong các dung môi hữu cơ (ete, cloroform, toluen…). Điều này được giải thích bởi sự có mặt nhiều nhóm kỵ nước và rất ít nhóm ưa nước (-OH,-NH2,-COOH) trong phân tử lipit. Lipit đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể sinh vật. Nó có trong cơ thể ở dạng dữ trữ hoặc là các cấu tử của tế bào chất, đặc biệt ở màng tế bào. Một trong các vai trò chủ yếu của lipit là cung cấp năng lượng: oxy hóa hoàn toàn 1 g chất béo giải phóng được 6 kcal (gấp hai lần so với oxy hóa protein hoặc glucoza). Ngoài ra, các béo còn có nhiều vai trò quan trọng khác đối với cơ thể người và động vật. Lipit có cấu tạo là este của glyxerol và axit béo (glyxerit). Công thức tổng quát của axit béo là CH3-(CH2)n-COOH. Số nguyên tử cacbon trong axít béo thường chẵn (14-22 cacbon). Các axit béo thường gặp có số cacbon 16-18. Trong mạch cacbon không có nối đôi thì axit béo thuộc loại no (bão hòa), nếu có nối đôi axit béo thuộc loại không no (không bão hòa). Trong hai loại axit béo thì loại không no có giá trị sinh học cao hơn. Liptit đơn giản có ý nghĩa dinh dưỡng lớn là glyxerit. Nó được cấu tạo từ glyxerin với các axit béo qua cầu nối este, gồm monoglyxerit, diglyxerit và triglyxerit. Thành phần các axit béo trong glyxerit quyết định những tính chất của chất béo. Hàm lượng và thành phần chất béo có trong thực phẩm quyết định giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Căn cứ vào cấu tạo người ta chia lipit thành lipit đơn giản và lipit phức tạp. Các dầu mỡ thực phẩm thuộc lipit đơn giản. Lipit thực vật thường được gọi là các loại dầu, chúng được tích lũy trong các loại hạt, quả thực vật với hàm lượng khác nhau. Trong đậu tương có 20-30%; lạc 40-60%; đậu rồng 17-205; thầu dầu 50-60%; vừng 48-63% (tính theo khối lượng khô). Trong cơ thể động vật được tích lũy ở các mô mỡ dưới da, làm dự trữ năng lượng và giữ chức năng bảo vệ do va đập cùng nhiệt độ lạnh bất thường. Dầu mỡ không hòa tan trong nước nhưng dễ bị thủy phân khi có mặt của nước, dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, dễ bị ôi thiu vv… những điều này là cho chất lượng dầu mỡ chóng bị suy giảm và làm ảnh hưởng chung tới chát lượng thực phẩm (các chỉ tiêu cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng) 1.1.6. Vitamin Vitamin là một nhóm chất hữu cơ có thành phần hóa học rất khác nhau, nhưng có tác dụng sinh lý trong mọi cơ thể sinh vật rất lớn. Chúng thường tham gia vào các enzym hai cấu tư trong cơ thể và được gọi là coenzym các enzym này đóng vai trò xúc tác các phản ứng hóa sinh xẩy ra trong tế bào. Nhu cầu vitamin của con người hàng ngày rất nhỏ, nhưng thiếu sẽ ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển, sức khỏe và cơ thể bị những bệnh đặc hiệu. Thông thường người ta chia vitamin thành hai loại: 14 http://www.ebook.edu.vn Loại hòa tan trong nước: B1, B2, B6, B12, C, PP… Loại hòa tan trong dầu: A, D, E, K, F… Các thực phẩm nguồn động vật và thực vật đều cung cấp lượng vitamin trong bữa ăn, nhưng các thực phẩm từ rau quả tươi có nhiều vitamin hơn cả. Có một số vitamin bị phá hủy ở nhiệt độ cao, ánh nắng chiếu trực tiếp vv… trong số này vitamin C rất rễ bị thủy phân do nhiệt độ. Thực phẩm, đặc biệt là rau quả, là nguồn cung cấp vitamin cho cơ thể con người. bột ngủ cốc không xát quá kỹ có nhiều vitamin B1, thức ăn tươi và xà lách xanh có nhiều vitamin C và -caroten; các loại rau quả có màu như carot, đu đủ nhiều -caroten; các loại hạt nảy mầm, như giá đỗ, nhiều vitamin E vv… trong mỡ cá, dầu gan cá nhiều vitamin A. một vài thực phẩm rất giàu vitamin như gan, nấm, sữa chua, xà lách … Bảng 1. 4 Giới thiệu các vitamin: tên gọi, vai trò chức năng và nguồn thực phẩm chứa vitamin (các vitamin thường gặp) Bảng 1. 4 Các vitamin có trong thực phẩm A. các vitamin hòa tan trong chất béo STT 1 2 3 Tên gọi Vitamin A, renitol Trong phân tử có 1 chức rượu bậc nhất, khi oxy hóa chức rượu thành aldehyt và renitol thành renital vẫn còn hoạt tính. Trong thực phảm có dạng tiền vitamin A là các Carotenoit, trong cơ thể sẽ chuyển hóa thành vitamin A. Vitamin D: D2, D3, D4, D5 , D6, D7 phổ biến là D2. Tiền chất của vitamin D2 là esgosterol. Dưới ánh sáng tử ngoại tiền chất sẽ nị biến thành vitamin Vitamin E, tocopherol Có các dạng: -, -, -tocopherol dạng có hoạt tính Vai trò, chức năng sinh học Tham gia quá trình cảm qua của mắt, giúp cho mắt nhạy cảm với ánh sáng. Thiếu vitamin A sẽ bị khô mắt, khô giác mạc, bị bệnh quáng gà, ngừng lớn sút cân, giảm khả năng đề kháng với bệnh nhiễm khuẩn. Vitamin A còn có vai trò quan trọng đối với trao đổi protein, lipit và chất khoáng. Vitamin A dễ bị phân hủy và oxy hóa khi tiếp xúc với oxy và ánh sáng. Vitamin A rất cần cho cơ thể chữa quáng gà, khô mắt mau lành vết thương đặc biệt đối với trẻ nhỏ. Nhở phản ứng hydroxyl hóa ở gan và thận vitamin D biến thành hoocmon D hoạt động tham gia vào việc điều hòa trao đổi canxi và phospho. Thiếu vitamin D sẽ làm rối loạn quá trình trao đổi cacxi và phospho. Trẻ còi xương, mọc răng chậm, xương bị mềm và cong. Vitamin E tham gia vào các phản ứng oxy hóa, là chất chống oxy hóa, bảo vệ cho các chất dễ bị oxy hóa như xaroten, vitamin A, axit béo 15 Nguồn thực phẩm Caroten hay Crotenoit có nhiều trong các loại rau quả màu xanh đậm, màu đỏ, màu vàng… như carôt, cà chua, rau dền, xoài, đu đủ… Có 3 loại caroten: ,  và caroten. -caroten có hoạt tính cao nhất, -carotenvitamin A, các caroten kia chỉ chuyển hóa 11. Vitamin A còn có trong dầu gan cá, bơ trứng sứa. Ngày nay vitamin A còn được coi như tham gia vào các quá trình chống oxy hóa, chống lão hóa và chống ung thư. Thiếu vitamin D là ergostrol có nhiều trong lá rễ, quả của nhiều loại thực vật và ở men bánh mì, men bia. Vitamin D có trong bơ, trứng, xữa gan động vật đặc biệt là gan cá. Có nhiều trong mẫu đậu đỗ, đặc biệt là giá đỗ, trong dầu thự vật, trong các loại rau. Có nhiều trong gan bò, lòng đỏ trứng. http://www.ebook.edu.vn cao nhất 4 5 không no, đồng thời làm chậm quá trình lão hóa của tế bào. Vitamin này còn được dùng chữa bệnh thần kinh, rối loạn cơ, bệnh ngoài da, vô sinh. Vitamin k Vitamin K rất cần cho sự Là dẫn xuất của đông máu. naphtoquinon. Có 2 Thiếu nó máu sẽ chậm đông loại trong tự nhiên vi khuẩn đường ruột có khả là K1 , K2 và loại năng tổng hợp vitamin k tổng hợ la K3 Tham gia chủ yếu vào các quá trình oxy hóa-khử ở cơ thể. Quá trình này xẩy ra ở ti thểtrung tâm năng lượng của tế bào. Tại đây có hàm lượng Ubiquinon cao. Vitamin Q Còn gọi là Ubiquinon Vitamin k có nhiều trong men bánh mì, men bia, trong bắp cải, rau dền, rau má, cà chua, các loại thịt, củ đinh lăng… đặc biệt ở lá có hàm lượng vitamin K lớn hơn ở quả và các bộn phận khác. Vitamin Q có phổ biến ở cơ thể vi sinh vật, thực vật, người và động vật. Đặc biệt ở cơ tim có nhiều Ubiquinon với chỉ số n=10. B. Các vitamin hòa tan trong nước Vitamin B1 (thiamin, Aneuria) 6 Vitamin B1 (Riboflavin, lactoflavin) Có màu vàng da cam 7 8 9 Vitamin B3 (axitphantonenic) có nhiều trong tự nhiên Vitamin B5 (vitamin PP, Nixain hoặc axit nicotinic) Trông cơ thể một axit amin là Tham gia vào cấu tạo coenzym của decacboxy-aza và transxetolaza các enzym này tham gia vào trao đổi gluxit. Thiếu vitamin B1 sẽ làm viêm thần kinh (do axit pyruvic tích tụ gây độc) cơ thể bị bệnh tê phù (beri-beri) Là thành phần của 2 loại coenzym Flavin ononucleotit (FMN) Flavin adenin dinucleotit (FAD) Chúng tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử. Thiếu vitamin B2 sinh trưởng của cơ thể xẩy ra không bình thường, ảnh hưởng đến sự phát triển của da, màng nhầy bào thai, máu Vitamin B3 là thành phần cấu tạo của coenzym A tham gia vào chuyển hóa lipit trong cơ thể. Thiếu vitamin này sẽ bị viêm da, niêm mạc và ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ thần kinh trung ương Vitamin B5 có trong cấu tạo vào các coenzym: Nicotinamit adenin dinucleotit (NAD+) Nicotinamit adenin 16 Vitamin có nhiều trong nấm men, cám gạo, cám mì, gạo chưa xát, ngô, đặc biệt nhiều ở đỗ tương, lạc. Ngoài ra còn có ở cải bắp rau dền, xà lách. Trong động vật vitamin B1 ở gan sữa lòng trắng trứng. Vitamin B2 được tổng hợp ở một số sinh vật, ở thực vật nó được tổng hợp mạnh vào giai đoạn hạt nảy mầm đến ra hoa. Vitamin B2 có nhiều ở nấm men, gan, thận, trứng, sữa, não … trong rau có ở rau dền, dưa hấu, hành tây, các loại rau đậu. Có nhiều trong nấm men, trong chồi cây đinh lăng trong hạt lạc, đậu tương carot, trong trứng, thịt sữa, cá. Có nhiều trong gan, thịt, trứng, đậu đỗ, hạt gạo hạt mì chưa xát và nấm men. ở trong cơ thể người và động vật vitamin này được tạo thành http://www.ebook.edu.vn triptophan có thể được chuyển hóa thành vitamin PP với sự có mặt của vitamin B2 và B6 Chúy ý: protein của ngô thiếu triptophan 10 Vitamin B6(Prydoxin) Ngoài ra, còn 2 dạng khác là pyoxanin, ba dạng này có khả năng dễ dàng chuyển hóa lẫn nhau. Vi tamin B8 (vitamin H, Biotin) 11 12 Vitamin B12 (cobalamin) Trong phân tử có chứa nguyên tố coban (Co) làm cho vitamin có màu đỏ. dinucleotit phosphat (NADP+) Chúng tham gia vào quá trình oxy hóa-khử của 150 enzym dehydrigenaza Thiếu vitamin PP da bị viêm loát, sần sùi, nhất là những chỗ tiếp xúc với ánh sáng. Bệnh này gọi là Pellagra. Prydoxal là coenzym của các enzym decacboxylaza và transaminaza. Các enzym này tham gia vào trao đổi axit amin. Thiếu vitamin này biểu hiện triệu chứng viêm dây thần kính, bênh ngoài da, đau cơ, suy nhược, nôn mửa. Coenzym của tất cả các enzym cacboxylaza. Tham gia gián tiếp vào quá trình tổng hợp lipit cùng một vài axitbéo cũng như vài axit amin và trong chu trình sinh năng lượng. Là thành phần của coenzym cobamit tham gia vào: Phản ứng đồng phân hóa (metyl malanyl CoA) Phản ứng trao đổi axit nucleic Phản ứng chuyển vị nhóm metyl Tham gia vào sự hình thành hồng cầu, có ý nghĩa trong quá trình tạo máu ở cơ thể người và động vật. từ triptophan. Trường hợp ăn ngô là món lương thực chủ yếu cần bổ sung các loại thực phẩm giàu triptophan hoặc vitamin PP Vitamin B6 có nhiều trong thịt, sữa, lòng đỏ trứng, cá, nấm men và các hạt ngũ cốc Thực vật và vinh vật khả năng tự tổng hợp được vitamin B6 đầy đủ đáp ứng cho cơ thể. Có nhiều trong nấm men, sau là rau cải, nấm, đậu hạt, thịt, trứng, sữa, táo, đặc biệt là trong rỉ đường mía và rỉ đường củ cải. Biotin là chất sinh trưởng của nhiều vi sinh vật. Không có ở thực vật. Thịt cá, trứng sữa là nguồn vitamin B12 chủ yếu. Có nhiều ở gan vi sinh vật đường ruột vi khuẩn ở bùn hoạt tính, đặc biệt ở điều kiện kỵ khí ở các ao hồ chứa nước thải, có khả năng tổng hợp vitamin này. 1.1.7. Chất khoáng Nhìn chung chất khoáng có ít trong thực phẩm. Thực phẩm nguồn thực vật chứa chất khoáng ít hơn ở nguồn ở động vật. Các chất khoáng có trong thành phần của hợp chất phức tạp như protein, vitamin, enaym... khối lượng các chất vô cơ (khoáng) trong tế bào là rất ít, nhưng chúng giữ vai trò quan trọng cho hoạt động sống của tế bào, giữ cho áp suất thẩm thấu nội bào ở mức bình thường. Trong các chất khoáng ta thấy phospho (P) chiếm số lượng lớn hơn cả. Nó tham gia vào thành phần cấu tạo của protit, enzyme, tham gia vào quá trình trao đổi chất và đặc biệt trong axit nucleic-vật chất di truyền của nhân tế bào cũng như trong ATP hợp chất tích năng lượng sinh học cao. P, Mg và Ca là thành phần cơ bản cấu tạo nên bộ xương. Lưu huỳnh (S) tham gia thành phần các axit amin chứa S (metionin, sixtin và sixtein). Kali (K) tham gia quá trình trao đổi chất và nhất là quá trình chuyển hóa gluxit. Magiê (Mg) tham gia vào thành phần các hệ enzym quan trọng trong tế bào. Các nguyên tốt khác cũng giữ những vai trò không kém quan trọng. Đặc biệt có một số 17 http://www.ebook.edu.vn nguyên tố chiếm số lượng cực nhỏ nhưng lại vô cùng cần thiết cho sự hoạt động của tế bào cũng như cơ thể. Chúng tham gia vào thành phần các enzym và hoocmon. Như chúng ta đã biết, tất cả các phản ứng sinh học như tổng hợp, phân giả và trao đổi chất đều có sự tham gia của các enzym; các hoocmon tham gia vào nhiều chức năng của quá trình sống. Chất khoáng có trong thực phẩm được chia thành hai nhóm: Nhóm đa lượng bao gồm Ca, Mg, P, K, S, Na, Cl có nhiều trong thực phẩm được tính bằng gam, %; Nhóm vi lượng bao gồm Fe, Zn, Si, Se, Mn, Cu, I, Mo, Co, Cr... được tính bằng gam, % hoặc tính bằng ppm (phần triệu). Trong số này 4 nguyên tố Fe, Zn, Si, Cu chiếm tới 99% toàn bộ tất cả các nguyên tố vi lượng. Còn các chất khác cơ thể cần với số lượng rất ít và được gọi là ”các nguyên tố vết”. Nói tới chất khoáng ta phải lưu ý tới các nguyên tốt là Asenic, Cadmin, Xyaman, thủy ngân, chì, senlen,... Các nguyên tố này có độc tính. Nhu cầu của cơ thể đối với chúng cực nhỏ, số lượng của chúng ở thực phẩm với giới hạn mức cho phép, nếu quá sẽ gây độc cấp hoặc tích lũy trong cơ thể. Ngoài ra, cũng cần phải chú ý đến nguy cơ gây hại cho sức khỏe là Fluar và nitrat. Khoa học dinh dưỡng ngày nay đã xác định rằng, hàng ngày con người phải bổ sung tới 90 dưỡng chất, trong đó có tới 60 chất khoáng, 16 vitamin, 11 axit amin, axit béo vv... đặc biệt là các chất khoáng, chúng có vai trò khá quan trọng, thiếu chúng cơ thể sẽ sinh ra nhiều loại bệnh: Thiếu đồng bị bệnh phồng động mạch, bị bạc tóc sớm, đau lưng; thiếu Iôt bị bướu cổ; thiếu thiếc bị hói đầu; trẻ em thiếu kẽm sẽ kém ăn chậm lớn, phụ nữ thiếu nguyên tố này sẽ bị rối loạn nội tiết, nam giới bị ảnh hưởng đế khả năng sinh lý. .. và đặc biệt là thiếu canxi có thể sinh ra trên 100 bệnh khác nhau. Lượng canxi trên trái đất rất nhiều, nhưng cơ thể chỉ hấp thụ được canxi qua đường ăn uống. Thược phẩm giàu canxi là sữa. người phương Đông, nhất là các nước kém phát triển ăn gạo và chăn nuôi bò sữa kém phát triển thì lượng sữa trên đầu người quá nhỏ, thức ăn thiếu canxi nên gây ra bệnh suy dinh, sương loãng, trẻ em còi cọc, chậm lớn, gây bệnh lú lẫn ở người già và bị lão hóa sớm và nhiều bệnh khác nữa. Hiện nay trên thị trường có nhiều loại thực phẩm giàu canxi, như sữa chứa nhiều canxi dễ đồng hóa, thức ăn giàu canxi, cùng với các axit amin, vitamin, các nguyên tố vi lượng khác để giúp cơ thể hấp thụ canxi dễ dàng hơn. Cần lưu ý là trong thức ăn, đồ uống có tỉ lệ phospho và canxi là P/N = 2/1 là hợp lý, cơ thể có thể dễ hấp thu. 1.1.8. Các axit hữu cơ Các axit hữu cơ như axit xitric, axit lactic, axit malic, axit tactratic, axit ascorbic vv... các axit này có sẵn trong thực phẩm tự nhiên hoặc trong bảo quản, chiế biến thực phẩm tạo thành hoặc được thêm vào. Những quả có vị chua ngọt thường có nhiêu axit ascorbic (vitamin C) như cam quít, bưởi... trong nho có nhiều axit tactratic, trong táo nhiều axit malic vv... axit lactic có nhiều trong sữa chua, dưa chua, nem chua. .. axit tạo cho thực phẩm có vị chua khác nhau tạo cho thực phẩm có những vị đặc trưng khác nhay, giúp thực phẩm có tính kháng khuẩn đồng thời cũng giúp cho thực phẩm giữ được mầu sắc và trạng thái trong chế biến và bảo quản. Khi thực phẩm có hàm lượng axit sẽ làm thay đổi pH của thực phẩm (thường thấp hơn 6,5). Nếu pH xuống dưới 4,5 các vi khuẩn gây thối rữa bị ức chế và thực phẩm có thể được bảo quản dài hơn. Vì vậy, trong chế biến và bảo quan thực phẩm cần lưu ý đến hàm lượng axit hay độ pH trong thực phẩm. 18 http://www.ebook.edu.vn 1.1.9. Các enzym Trong tế bào và các mô thực vật, động vật bao giờ cũng có sẵn một lượng enzym để xúc tác các phản ứng hóa sinh diễn ra trong cơ thể. Hầu hết các enzym có bản chất là protein, vì vậy các enzym có đầy đủ tính chất của protein. Enzym là loại protein có cấu trúc đặc biệt có khả năng xúc tác cho các phản ứng chuyển hóa. Mỗi một enzym xúc tác cho một loại phản ứng. Vì vậy, trong cơ thể cũng như thực phẩm có nhiều loại enzym. Thực phẩm sau khi thu hoạch, chế biến và trong thời gian bảo quan còn biến đổi nội chất do tác dụng của enzym dẫn đến chất lượng và giá trị thương phẩm cũng biến đổi theo. Enzym có nhiều ở các loại hạt, các loại rau quả, các mô thị, cá, có trong sữa, có trong trứng nguyên quả vv... enzym có là sản phẩm của vi sinh vật nhiễm vào thực phẩm sinh ra. Những enzym từ vi sinh vật góp phần rất lớn trong chế biến thực phẩm, nhưng cũng gây hại làm hư hỏng thực phẩm. Phần này chúng ta sẽ trở lại ở các chương sau. 1.1.10. Chất màu Thực phẩm thường có màu đặc trưng khác nhau. Sở dĩ như vậy vì có các nhóm mang màu: các carotenoit cho thực phẩm có mầu đỏ hoặc vàng da cam; clorophin-màu xanh; xantophin-màu vàng. Tỉ lệ các chất này có trong thực phẩm khác nhau tạo thành các phổ mầu khác nhau. Sau khi thu hoạch trong bảo quản, chế biến thực phẩm có thể bị biến đổi màu sắc. Dựa vào sự biến đổi này ta có thể đánh giá sơ bộ chất lượng và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. 1.1.11. Chất mùi Mùi của thực phẩm thường chia làm hai loại: mùi thơm và mùi khó chịu. Mùi thơm: nói chung thực phẩm đều có mùi đặc trưng. Mùi thơm thường có do các loại tinh dầu, nhựa, các chất hữu cơ bay hơi, este tạo thành khi bảo quản và chế biến. Mùi thơm có thể có sẵn trong thực phẩm cũng có thể tạo thành khi bảo quản và chế biến hoặc cho thêm vào khi chế biến để tăng thêm sự thèm ăn. Mùi khó chịu: sản phẩm thối rữa đều sinh ra mùi khó chịu: NH3 có mùi khai nồng, H2S mùi trứng thối, các mùi thối khác như Indol, mercaptan, Scatol. Các mùi khó chịu cũng có thể do đồ chứa đựng, nhà kho hoặc vi sinh vật phát triển tạo ra (mùi mốc ở gạo mỳ bột do nấm mốc phát triển trên sản phẩm) Mùi là một trong nhưng chỉ tiêu qua trọng đánh giá chất lượng của sản phẩm. 19 http://www.ebook.edu.vn